[发明专利]具有促粘玻璃的导电浆料

说明书

技术领域

本发明涉及用在太阳能面板技术中，尤其是用于形成背面焊盘的 导电浆料组合物。具体地讲，在一个方面，本发明是一种包含导电颗 粒、有机载体和玻璃料的导电浆料组合物。该玻璃料包含Bi₂O₃、 Al₂O₃、SiO₂、B₂O₃，和Li₂O或Li₃PO₄两者中的至少一种。根据另一 个实施方案，该导电浆料组合物还可以包含粘合增强剂。本发明的另 一个方面是一种太阳能电池，该太阳能电池通过将本发明的导电浆料 施加到硅晶片的背面以形成焊盘而制成。本发明还提供一种包含电互 连的太阳能电池的太阳能面板。根据另一个方面，本发明还提供一种 制造太阳能电池的方法。

发明背景

太阳能电池是使用光伏效应将光能转变成电的装置。太阳能是一 种引人关注的绿色能源，因为其为可持续的且仅产生无污染的副产 物。因此，目前大量研究致力于开发具有增强的效率同时持续地降低 材料和制造成本的太阳能电池。

当光照到太阳能电池时，一部分入射光被表面反射而其余部分则 透射到太阳能电池中。透射光的光子被太阳能电池吸收，该太阳能电 池通常由诸如硅的半导体材料制成。来自所吸收的光子的能量激发该 半导电材料从其原子产生电子，从而生产电子-空穴对。这些电子-空 穴对接着被p-n结分离并由施加到该太阳能电池表面上的导电电极收 集。

最常见的太阳能电池是由硅制成的太阳能电池。具体地讲，p-n 结由硅通过将n型扩散层施加到p型硅基板上，与两个电接触层或电 极耦合而制成。在p型半导体中，将掺杂剂原子添加到半导体以便增 加自由载流子(正空穴)的数量。掺杂材料本质上从半导体原子带走 结合较弱的外层电子。p型半导体的一个实例为具有硼或铝掺杂剂的 硅。太阳能电池也可由n型半导体制成。在n型半导体中，掺杂剂原 子将额外的电子提供给主基板，从而产生过量的负电子载流子。n型 半导体的一个实例为具有磷掺杂剂的硅。为了使太阳能电池对阳光的 反射减至最少，将抗反射涂层(诸如氮化硅)施加到n型扩散层以增 加耦合至太阳能电池中的光量。

太阳能电池典型地在其前表面和后表面上施加有导电浆料。正面 浆料使得形成电极，该电极传导由电子交换产生的电(如上所述)， 而背面浆料用作焊接接头以经由涂有焊料的导电线以串联方式连接 太阳能电池。为了形成太阳能电池，首先诸如通过丝网印刷银浆料或 银/铝浆料将后部触点施加到硅晶片的背面以形成焊盘。接下来，将 背面铝浆料施加到硅晶片的整个背面，与焊盘的边缘略微重叠，接着 对电池进行干燥。图1示出了硅太阳能电池100，其具有横过电池的 长度的焊盘110，以及印刷在整个表面上的铝背面120。最后，使用 不同类型的导电浆料，典型地为含银浆料，可将金属触点丝网印刷到 硅晶片的正面以用作前电极。当光进入时，在电池正面或前部上的该 电接触层典型地以由指状线和母线构成的格栅图案存在，而不是一个 完整层，因为金属格栅材料典型地不透光。接着，在约700-975℃的 温度下，对印刷有正面和背面浆料的硅基板进行烧制。在烧制期间， 正面浆料蚀刻穿过抗反射层，在金属格栅与半导体之间形成电接触， 且将金属浆料转变成金属电极。在背面上，铝扩散至硅基板中，充当 掺杂剂，从而产生背表面场(BSF)。该电场有助于提高太阳能电池 的效率。

所得的金属电极使得电能够流向太阳能面板中所连接的太阳能 电池以及从这些太阳能电池流出。为了组装面板，将多个太阳能电池 以串联和/或并联方式连接且第一个电池与最后一个电池的电极末端 优选地连接至输出接线。太阳能电池典型地被封装于透明热塑性树脂 中，诸如硅橡胶或乙烯-乙酸乙烯酯。将透明玻璃板置于封装用透明 热塑性树脂的前表面上。将背面保护材料(例如，涂有聚氟乙烯膜且 具有良好机械特性和良好耐候性的聚对苯二甲酸乙二醇酯板)置于封 装用热塑性树脂之下。这些分层材料可以在适当的真空炉中加热以除 去空气，接着通过加热和压缩而整合成一体。此外，由于太阳能模块 典型地长期处于露天环境中，因此需要用由铝等组成的框架材料覆盖 太阳能电池的周围。