[发明专利]用于太阳能电池的纳米颗粒墨

说明书

本申请要求于2011年12月1日提交的美国专利申请序列号13／308,983和于2011年12月2日提交的美国临时专利申请序列号61/419,013的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及太阳能电池，并且具体涉及用于制造太阳能电池的多种工艺。

背景技术

硅太阳能电池技术的当前方向是使用更薄的硅晶片并且提高转换效率。晶片厚度的降低减少了总的材料使用和成本，因为此类材料占了硅太阳能电池总成本的几乎50％。然而，薄的硅晶片往往非常易碎，并且因为与晶片有物理接触，应用导电馈线所使用的典型方法(如丝网印刷)是不利的。

金属化是光伏技术的重要的一个部分。要提高太阳能电池的效率，太阳能电池制造中的多种金属化工艺都可以利用：

1．进一步减小接触电阻并且增加金属-硅的接触面积。

2．提高具有窄宽(＜50微米)的正面栅极的体电导率，以减少光的遮蔽效应。

3．通过使用更少的银或用低成本金属(如镍和铜)代替银来降低材料成本。

4．通过多种印制技术进行全背接触式太阳能电池(all back contact solar cell)的低接触电阻金属化作用，以降低制造成本。

5．高制造产量。

附图简要说明

图1展示了正面接触式太阳能电池装置的结构和用于生产该电池装置的工艺的部分截面图。

图2展示了背接触式太阳能电池装置的结构和用于制造该电池装置工艺的部分截面图。

图3A至图3C展示了根据本发明的实施例的结构和工艺的部分截面图。

图4A至图4E展示了太阳能电池装置的结构和用于制造该电池装置的工艺的部分截面图。

图5A至图5F展示了太阳能电池装置的结构和用于制造该电池装置的工艺的部分截面图。

详细说明

目前，制造硅太阳能电池使用的是约180微米厚的晶片。这些硅太阳能电池的金属化主要是采用丝网印刷技术来完成。然而，在小于180微米厚的晶片上进行丝网印刷由于晶片破损将导致非常低的制造产量。如果可以使用更薄的晶片(例如薄至130微米或更小)，那么这将减少硅的使用和因此的材料成本。薄晶片的使用要求在这些新工艺中使用新的印制工艺和／或材料。用于硅太阳能电池金属化的多种非接触式印刷技术将致使这种更薄的硅晶片的更少破损(和因此产生的制造产量的增加)。硅太阳能电池行业需要多种金属墨(如镍、银、和铝墨)，这些金属墨可以使用非接触式印刷技术、丝网印刷、或分配技术(dispensing techniques)涂敷到硅太阳能电池上。本发明的实施例包括金属墨材料和一种通过使用非接触式印刷技术(如喷墨印刷和气溶胶喷墨印刷)来印制一个金属层以解决以前提到的要求的方法。