[发明专利]一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法、一种太阳能电池片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电浆料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法，本发明还涉及一种太阳能电池片的制备方法。

背景技术

太阳能作为一种绿色能源，以其取之不竭、无污染、不受地域资源限制等优点越来越受到人们的重视。现有硅基太阳能电池一般通过将含有导电性金属粉末、玻璃粉及有机载体的导电浆料印刷在硅基材上，进行干燥和烧制制备电极。太阳电池硅基材的正面电极一般为负极，涂覆的导电浆料通常为导电银浆；背面电极一般为正极，涂覆的导电浆料通常为导电铝浆。

背电场导体浆料是制作晶体硅太阳能电池的一种重要辅助材料，形成的背电场可以较大幅度提高太阳能电池的开路电压，提高太阳电池的光电转换效率。背场导体浆料的组成和制作工艺对电池片的性能有着很大的影响。目前市场上使用的背电场导电浆料主要由导电金属粉、无机玻璃粉、有机载体混合搅拌并轧制而成。其中，金属粉作为导电相，它决定了浆料的电性能，并影响着成膜后的物理和机械性能，目前商用的背电场浆料的导电粉通常由铝含量为99.0wt%以上的微细球形铝粉组成，其中，粒径一般在0.1-10μm之间。

目前，国际大公司以及我国的一些研究所和浆料制作厂家的成熟产品，只要配方组成合适，烧结工艺正确，铝膜在烧结后对基体的附着力以及表面状况基本能满足行业要求，并且浆料中也不含铅等重金属，符合环保要求。但随着行业的技术发展，硅太阳能电池的光电转化效率也越来越高。如何在保证烧结后的基本性能满足行业要求的条件下，尽可能多的在铝浆方面提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率，成为该类浆料研究的核心问题。

专利CN101728439A公开了一种晶体硅太阳能电池铝浆组成，其中含有质量百分比为0.5-6.0%的金属或非金属粉末添加剂，该添加剂为硼、硅、锌、锑、锡中的一种或几种，平均粒度为2-10μm，印刷后在880±5℃网带炉中烧结，峰值温度时间为10秒。

专利CN201010283068公开了一种铝硼共掺的硅太阳电池背场及其制作方法，即在铝浆中加入硼源，搅拌均匀，得到混合浆料；引入硼元素的物质可以是单质硼、三氧化二硼或者硼酸钾等，其中硼元素在混合浆料中的质量分数为0.01-3.0%，浆料在650-950℃烧结，烧结时间不超过5min。

以上两篇专利的中的一个共同点都是期望在浆料中添加单质硼或硅等功能元素来改善电池片的翘曲度或者降低电池的串联电阻，并提高电池的光电转换效率。 

发明内容

为了解决现有技术中无法同时保证电池片性能良好且电池光电转化效率高的问题，本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料，包括金属粉、无机玻璃粉和有机载体，其中，所述导电金属粉为硼铝合金粉，且以所述硼铝合金粉的总重量为基准，所述硼铝合金粉中硼元素的重量百分含量为0.1-3.5wt%。

同时本发明的发明人意外发现本发明制备的导电浆料不仅很好地符合太阳能电池的要求，而且本发明提供的导电浆料最终制备的太阳能电池的光电转换效率也比较高，能达到17.30%以上，符合现有技术的高发展。

本发明同时提供了该种太阳能电池用导电浆料的制备方法，包括将金属粉、玻璃粉及有机载体混合，其中，所述金属粉为硼铝合金粉。

本发明只需通过将硼铝合金粉替代纯铝粉制作用于太阳能电池的背场浆料，在烧结过程中只需要将烧结的温度进行适当的提高即可，不需要更改原来的电池片制造工艺，成本得到有效控制，有利于大批量生产。

本发明还提供了一种太阳能电池片的制备方法，包括步骤：丝网印刷背面银电极，烘干，再采用丝网印刷背场用导电浆料，再烘干，再丝网印刷正面银电极浆料，在峰值温度≥1050℃的隧道炉中进行烧结，得太阳能电池片；其中，所述背场用导电浆料为本发明提供的导电浆料。

本发明的发明人认为，当本发明提供的导电浆料在峰值显示温度≥1050℃的隧道炉中进行烧结时，硼铝导电功能合金粉可进行烧结，熔融状态下的硼原子和铝原子可以同时渗入P型硅中形成硼铝共掺杂，硼铝原子共渗得到的有效载流子浓度，远比纯铝得到的有效载流子浓度大，因此，电池获得的开路电压也越高。同时，较高电压的PP+结可更有效地阻挡少数载流子向高复合的背表面处运动，大幅度地降低了光生载流子在背表面处的复合率，从而提高电池的短路电流。因此，电池片的光电转换效率大大得到提高。

具体实施方式

本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料，包括金属粉、无机玻璃粉和有机载体，其中，所述导电金属粉为硼铝合金粉，且以所述硼铝合金粉的总重量为基准，所述硼铝合金粉中硼元素的含量为0.1-3.5wt%。