[发明专利]一种导电性浆料及由其制备的太阳能电池及制造方法

说明书

本发明公开了一种用来形成太阳能电池表面电极的导电性浆料，其含有导电性粉末、混合玻璃、以及有机相；其中，所述混合玻璃包含以下两类玻璃组分：第一类玻璃是选自实质上不含铅、以碲铋锂为必需成分的碲系玻璃的至少一种；第二类玻璃是选自以铅和硅为必需成分、实质上不含碲的硅酸铅系玻璃的至少一种。本发明还提供了使用上述导电性浆料印刷为表面电极制备的太阳能电池及该太阳能电池的制造方法。由本发明的导电性浆料所制得的太阳能电池的EL性能检测良好，电池欧姆接触优良，电池效率高，稳定性高，并且附着力强，在提高稳定性和欧姆接触的同时兼顾了粘接性能。

技术领域

本发明主要涉及一种适用于用来制造EL检测下无缺陷的、具有高稳定性的太阳能电池电极用浆料组成以及使用该浆料的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

常规的太阳能电池是在呈导电型的半导体基板上面，设置电性相反的导电型的半导体层，并在该半导体层上设置防反射膜和受光面电极，同时在背面设置背面电极结构(下文在不区分正面、背面的时候，会统称为“电极”)，受光后半导体的pn结产生的电能通过电极导出。假设上述的半导体基板是p型多晶半导体硅基板，受光面一侧的半导体层是n+层，同时，假设背面一侧的半导体层是p+层，上述的防反射膜在保持充分的可视光透过率的同时，可以降低表面反射率、提高受光率，因此一般是由氮化硅、二氧化钛、二氧化硅等薄膜组成的。具有多层结构的太阳能电池现在也在大量普及，例如通过保护防反射膜下面的半导体层来提高效率的具有保护层(钝化层，一般由氧化铝、氧化硅等构成)的电池构造、以及在半导体层下面具有导电层的被称为TOPCON(Tunneling oxide passivated contact，隧穿氧化钝化)的电池构造等。

同时，还有背面也能像正面一样，具有吸收太阳光功能的双面构造太阳能电池(Bifacial solar cells)。

上述的防反射膜(没有特别标注的情况下，包括具有保护层或不具有保护层两种情况)电阻值很大，而为了更充分的将半导体pn结产生的电能导出来，就需要在形成受光面电极的部分除去防反射膜。因此，假设太阳能电池的受光面电极是通过烧穿法形成的，那么首先在n+层上形成上述的防反射膜，再用丝网印刷法，在防反射膜上印刷导电性浆料，也就是以适宜的形状将呈浆料状的电极材料进行涂布印刷，再烧结，在烧结过程中，电极材料在加热熔融的同时，接触到该电极材料的防反射膜也会熔融，从而在受光面电极和半导体基板之间形成接触。假设上面的导电性浆料的主要成分是银粉、玻璃(将玻璃原料熔融骤冷后，根据需要将其做成球磨后是片状或是粉末状的玻璃)、有机相和有机溶剂，在烧结过程中，这种导电性浆料中的玻璃成分会破坏防反射膜，导电性浆料中的导体成分就会通过n+层形成欧姆接触。因此，这与在形成电极之前先除去部分的防反射膜相比，工艺更简单，同时除去防反射膜的部分和形成电极的部分也不会有对位偏差的问题。

在形成上述所说的太阳能电池受光面电极时，需要在保证半导体基板和电极之间的粘结强度的同时，降低接触电阻，保证良好的欧姆接触，还需要提高电池的转换效率。针对太阳能电池电极的这些要求，从很久以前，就有很多针对改善粘结强度和接触电阻的提案和建议。其中，最有效的就是使用碲系玻璃的方案。

碲在玻璃成分中的作用是网络形成体，可以增大玻璃中银的溶解量，降低接触电阻，在烧结的降温段，可以抑制银的析出，从而在拓宽烧结窗口的同时，还有抑制半导体基板被过度腐蚀的作用。

通过上述的这些作用，可以充分的腐蚀防反射膜(也称之为绝缘膜)，确保受光面电极和基板之间的良好接触，同时由于可以抑制进入到pn结等半导体层区域的电极材料，就会更容易形成良好的欧姆接触，而且因为导电性也得到提高，那么电性能方面应该也可以得到提高。另外，也能更容易的控制烧穿，这对于受光面一侧的半导体层的薄层化也有帮助。

关于使用碲系玻璃的太阳能电池，有如下的一些专利文献：

例如在日本专利公报第5782112号(专利文献1)中提到了使用铅碲系玻璃，其目的是在低温烧结下，形成电极浆料与防反射膜的贯通，从而与半导体基板形成良好的接触。