[发明专利]适用于高方阻的低温烧结技术

说明书

技术领域

本发明涉及银浆和低温烧结工艺，尤其是用以提高硅基电池的短路电流、开路电压，降低串联电阻的适用于高方阻(方阻是方块电阻的简称，高方阻是高阻值方块电阻的简称，在本发明中，高方阻是指60欧姆以上的方块电阻)的低温烧结技术。

背景技术

在硅基太阳能电池中银栅线的印刷烧结是尤为重要的，其对电池片性能的影响主要表现在串联电阻，因而也表现在填充因子上。

从尺度上讲，传统工艺中银被驱赶得太深，因银硅合金区域很高的电阻率而使得其所在位置的PN结所收集到的电子几乎不能直接穿过该银硅合金区域，这就使得作为金属电极的银栅线对电子的收集只集中在栅线的边沿区域；而相比于银栅线与硅的总接触面积来说，边沿区域的接触面积只占大约1％。由于银具有较高的功函数，银与硅的接触很难实现欧姆接触。这个问题可以通过高浓度的磷扩散以防止银与N-型硅之间形成Schottky(肖特基)势垒从而实现欧姆接触。然而，遗憾的是，最浓的磷扩散区域靠近硅片的表面。因此，如果银被驱赶得太深，一方面会使得高导电性的磷扩散区域被封闭；另一方面还会使得银与磷掺杂浓度较低的硅区域接触而形成Schottky势垒从而接触电阻很高。而且扩散高浓度，高参杂带来的死层效应十分严重，短路电流和开路电压会降低，影响电池片的转换效率。为了实现良好的欧姆接触而又可以保证在后续的烧结过程中金属不会穿透到结区，磷扩散得比较浓而结又比较深。因此，过去几十年以来，丝网印刷太阳电池均采用浓度较高结比较深的扩散条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在的银被驱赶得太深所导致的缺陷，提供一种适用于高方阻的低温烧结技术。为此，本发明采用以下技术方案：

适用于高方阻的低温烧结技术，其特征是：将欲扩散的方块电阻调节至66～75欧姆之间，将银浆按照0.4～0.6克的湿重印刷在方块电阻上，再将印刷了银浆的方块电阻以3000～5000mm/min的速度穿越200～450℃的低温烧结炉进行烧结。

本发明的有益效果是：

本发明解决了现有采用浓度较高、结比较深的扩散条件实施丝网印刷的难点，可以在扩散浅结低浓度的情况下形成好的欧姆接触，提升短路电流和开路电压。

低温烧结技术，可以有效的降低银被趋入过深问题，应用于低浓度的扩散条件，可以减少弄扩散带来的死层效应，适用于60欧姆以上的方块电阻，避免了死层效应带来的转换效率降低的缺陷。

可以在低温情况下使得银与硅形成好的欧姆接触得到较低的串联电阻和较高的填充因子、短路电流。

通过烧结穿透实现与N型扩散区的欧姆接触而同时又不会损坏附近的结区。

可实现较高的栅线堆积高度，不坍塌，从而使副栅线的宽度达到80微米以下，从而增大了硅片表面的受光面积，增大了其短路电流。

附图说明

图1为本发明低温烧结I-V曲线示意图。

图中：1-I-V曲线，2-功率曲线；该两条曲线表达了用本发明技术可以在低温情况下使得银与硅形成好的欧姆接触得到较低的串联电阻和较高的填充因子、短路电流。

具体实施方式

以下对本发明做进一步说明。

本发明的适用于高方阻的低温烧结技术，其根本构思是：将欲扩散的方块电阻调节至66～75欧姆之间，将银浆按照0.4～0.6克的湿重印刷在方块电阻上，再将印刷了银浆的方块电阻以3000～5000mm/min的速度穿越200～450℃的低温烧结炉进行烧结。其中，0.4～0.6克的湿重是在148.57平方厘米的硅片上印刷银浆的使用量。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加的技术特征，以便实施时采纳：

低温烧结炉分为连续的10个段温区，1～3段温区为烘干区，4～6段温区位玻璃熔融区，7～10段温区为快速烧结区，第1段温区至第10段温区的温度依次设定为200℃、250℃、300℃、300℃、330℃、380℃、400℃、410℃、420℃、430℃。

对银浆湿重的控制通过调节丝网间距和印刷压力实现。