[发明专利]一种太阳能电池正面电极浆料用快速结晶型玻璃粉

说明书

发明领域

本发明涉及一种太阳能电池正面电极浆料用快速结晶型玻璃粉。

技术背景

常规的硅（Si）基太阳能电池是由已经生成了pn结之后的硅片经过电子浆料丝网印刷之后进行烧结制备而成。众所周知，半导体器件中pn结的电势差可以将由外部能量源激发的空穴-电子对加以分离，电子和空穴的移动产生了向外部电路输送电力的电流，因此电极接触的好坏直接决定了硅基太阳能电池的性能。

电极接触的形成是电子浆料和硅基之间复杂交互作用的过程，常规的电子浆料主要由导电剂银粉、有机溶剂，玻璃粉和其他添加剂构成。一般认为电子浆料组分中玻璃粉在电极的形成过程中起到了至关重要的作用。玻璃粉主要包含含铅及其他低熔点组分让其获得约300至700℃的软化点。在电池的烧结过程中，铅以及含铅物质首先会与氮化硅层进行反应生成铅单质，接下来铅单质与银粉生成银铅合金，随着温度冷却合金分相，在硅基表面形成大小合适的银晶，电接触由此形成。在整个过程结束后的界面会由多个相组成：衬底硅上的银晶、绝缘玻璃层及玻璃层内的银沉淀，以及烧结完之后的块状银。因此，接触机理分为两种形式，银晶与烧结块状银直接形成欧姆接触和隧道效应引起的电子穿透玻璃层。目前为止公认的机理偏重于玻璃层的隧道效应，因此硅基表面形成的玻璃层的厚度决定了接触电阻的高低。

玻璃粉在太阳能电池烧结过程对发射电极的形成起到决定性的作用，首先玻璃粉中铅化物与SiNx层反应，生成的铅单质与银颗粒形成银铅合金，冷却过程中，银铅合金分相，银晶生长在硅基表面，玻璃层沉积在硅基表面。若银晶尺寸较大，pn结可能刺穿，电池漏电；当玻璃层较厚时，银晶收集的电子无法通过隧道效应进行有效的传输导致电池串联电阻过高，电池效率下降。银晶尺寸主要与保持软化状态的玻璃粉长时间与银粉接触有关。时间长，银晶尺寸大影响电池效率，同时玻璃层厚度也会变大，降低隧道效应的发生几率。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速结晶型玻璃粉，其可在硅太阳能电池烧结的过程中控制硅基上生成银晶尺寸的大小以及烧结银块和硅基之间玻璃层的厚度，促使形成的接触最优化，提升硅太阳能电池的效率，降低生产成本。

本发明实现过程如下：

一种太阳能电池正面电极浆料用玻璃粉，其组分及重量百分含量为：

 15～55% PbO  10～25%TeO₂  5～15%B₂O₃  7～20%Al₂O₃   3～15%BaO  6～25%P₂O₅  4～10%Na₂O  3～18%SiO₂

 以及重量百分含量为1～25%的至少选自以下七种组分之一的组分Fe₂O₃、Li₂O、Cr₂O₃、CaF₂、ZnO、ZrO₂、TiO₂，优选的重量百分含量为1～15%。

一种太阳能电池正面电极浆料用玻璃粉，其组分及重量百分含量为：

 15～55% PbO  10～25%TeO₂  5～15%B₂O₃  7～20%Al₂O₃   3～15%BaO  6～25%P₂O₅  4～10%Na₂O  3～18%SiO₂

 以及重量百分含量为5～15%的至少选自以下七种组分之二的组分Fe₂O₃、Li₂O、Cr₂O₃、CaF₂、ZnO、ZrO₂、TiO₂。

一种太阳能电池正面电极浆料用玻璃粉，其组分及重量百分含量为：