[发明专利]一种太阳能电池正面电极浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种太阳能电池正面电极浆料及其制备方法和应用。该太阳能电池正面电极浆料的原料组成包括：(70‑92)重量份的金属粉、(5‑25)重量份的有机载体、(0.5‑5)重量份的玻璃粉组合物和(0.01‑5)重量份的层状磷酸盐，该太阳能电池正面电极浆料中各原料总量为100重量份。本发明还提供了含有上述太阳能电池正面电极浆料的太阳能电池。本发明的电极浆料能在金属电极烧结时，实现硅片在电极栅线位置的重磷掺杂。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的正面电极浆料及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

为了实现光伏发电平价上网，代替传统高污染及高能耗发电，太阳能电池提效降本是未来技术发展目标。P型晶体硅太阳能电池是在硼掺杂的硅片一侧进行磷扩散，形成PN结，磷掺杂浓度的高低直接影响方块电阻，进一步会影响载流子复合及硅片与金属电极之间的欧姆接触。高浓度的掺杂，可以减小硅片和电极之间的接触电阻，降低电池的串联电阻，但是高的掺杂会导致载流子复合变大，少子寿命降低，影响电池的开路电压和短路电流。采用低浓度的掺杂，可以降低表面复合，提高少子寿命，但是必然会导致接触电阻的增大，影响电池的串联电阻。

为了解决这一矛盾，在电池技术方面有SE(选择性发射极)技术，期望在金属电极下形成高浓度磷掺杂，在金属电极栅线间形成低浓度掺杂。该技术主要通过氧化物掩膜、丝网印刷硅墨水、离子注入和激光掺杂等，除了在电池制备工艺中增加工艺过程外，还会给后续电极金属浆料印刷时的对准带来困难。

在电极浆料技术方面，现有技术中有印刷一层磷浆，如中国专利申请号CN200810144288.4；中国专利申请号CN200910029713.X；中国专利申请号CN200820137684.X。中国专利公开号CN101814535A公开了使用磷铝硅玻璃浆，中国专利公开号CN109326514A公开了在正面电极银浆中添加有机磷。以上技术方案虽然期望能够在电池烧结时磷原子能够掺杂进入硅片，形成磷高浓度掺杂，但是，电池片烧结温度为400℃-900℃，烧结时间约1分钟，磷原子很难掺入硅片，最后在硅片表面形成高浓度磷掺杂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能电池正面电极浆料，该电极浆料能在金属电极烧结时，实现硅片在电极栅线位置的重磷掺杂。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种太阳能电池正面电极浆料，该太阳能电池正面电极浆料的原料组成包括：(70-92)重量份的金属粉、(5-25)重量份的有机载体、(0.5-5)重量份的玻璃粉组合物和(0.01-5)重量份的层状磷酸盐，该太阳能电池正面电极浆料中各原料总量为100重量份。

本发明的太阳能电池正面电极浆料中的层状磷酸盐在低温短时间内能够使磷有效注入硅基，使硅片上金属电极位置处的磷掺杂浓度升高，降低电极与硅片的接触势垒，降低欧姆接触电阻，提高光电转化效率。而且，该层状磷酸盐可以在正面电极浆料中稳定存在并保持电极浆料性状稳定。

本发明的太阳能电池正面电极浆料中采用纳米级的层状磷酸盐，有利于硅基中磷的掺杂。在本发明的一具体实施方式中，采用的层状磷酸盐的粒径为0.05μm-3μm。具体地，采用的层状磷酸盐的粒径为0.05μm-2μm；更具体地，采用的层状磷酸盐的粒径为50nm-100nm。

在本发明的一具体实施方式中，以该太阳能电池正面电极浆料总重量计，层状磷酸盐含量为(0.01-3)重量份，优选为(0.01-1)重量份。其中，低于0.01％，将起不到硅片表面磷浓掺杂的作用，高于5％就会使掺杂浓度过高，造成电池开路电压降低，降低电池转化效率。

在本发明的一具体实施方式中，采用的层状磷酸盐可以采用水热法、溶胶凝胶法、回流法、直接沉淀法或模板法制备得到。