[发明专利]一种太阳能电池背电场用导电浆料、其制备方法及太阳能电池片

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，更具体地说，本发明涉及一种太阳能电池背电场用导电浆料、其制备方法及太阳能电池片。

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和背场。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正面银浆；背面电极一般为正极，涂覆的导电浆料通常为背面银浆；背表面一般涂覆含铝导电浆料，烧结后形成铝背场，它能显著提高电池的开路电压和光电转换效率。

目前市场使用的背电场导电浆料主要由功能性粉体（金属粉）、无机玻璃粉、有机载体混合搅拌并轧制而成，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，目前商用的背电场导电浆料的导电金属粉通常由铝含量为99.0wt%以上的微细球形铝粉组成，其中粒径一般在2.0~8.0μm之间。但这些背电场导电浆料丝印烧结后与硅基底的附着力并不高，与EVA粘接后剥离力的平均值一般在30N/cm以下，烧结所要求的温度高，电池弯曲度比较大，表面容易产生少许疤痕或毛刺，并且制成的晶体硅太阳能电池的光电转换效率仍不够理想。

现有有将铝粉、锡粉、镓粉、锑粉、镁铝合金粉等作为导电功能粉体，但其制备的导电浆料印刷烧结时存在外观不良的问题。改进的有在导电金属粉体或铝浆中简单的机械混合添加了单质元素（如铟粉）或硅合金粉（如硅铝合金），但形成的背电场金属膜同样存在疤痕或毛刺，同时其制备的太阳能电池光电转化效率仍没达到理想效果。

发明内容

本发明解决的技术问题是采用现有技术中的背电场导电浆料制备的背电场铝膜表面容易产生少许疤痕或毛刺，提供一种制备的背电场铝膜附着力高、表面没有疤痕或毛刺，制备时烧结峰值温度低，制备的电池弯曲度小，光电转化效率高的太阳能电池背电场用导电浆料、其制备方法及太阳能电池片。

本发明的第一个目的是提供一种太阳能电池背电场用导电浆料，包括导电金属粉、无机粘结剂和有机载体，其中，导电金属粉包括Al-M合金粉， M选自镓、铟或铊中的一种或几种。

本发明意外发现功能性粉体即导电金属粉采用Al-M合金粉（ M选自镓、铟或铊中的一种或几种）的背电场导电浆料制备的背电场金属膜表面光滑，外观优良，且形成的PP+层性能优异，电池的开路电压高，光电转换效率高，且制备的金属膜与硅片的附着力强，制备的太阳能电池片的弯曲度小。

推测可能因为含一定量的镓和/或铟和/或铊的铝合金的熔点要比纯铝粉的低，印刷后电池片的烧结温度低，从而减小了太阳能电池片的弯曲度。且不会出现金属粉简单机械混合时出现的，例如铟、镓或铊因为自身的熔点低，而在烧结时可能存在的，在铝粉未熔融时过早熔化流动的问题，制备的外观良好。

同时本发明意外发现本发明形成的背电场的硅-金属合金层的厚度要比现有导电浆料形成的硅铝合金层厚很多，增加了铝原子在p型硅中的掺杂浓度，从而提供了太阳能电池的开路电压，本发明的实施例可以提高电池的开路电压1-3毫伏。

而且，掺杂有镓、铟、铊的铝合金电阻率较低，形成的PP+层的接触电阻小。同时，由于Al-M合金粉在形成硅-金属合金层时与硅的掺杂效果好，结合力强，提高了铝膜的附着力，而且也可降低无机粘结剂的量，能减弱无机粘结剂对太阳电池片串联电阻的影响，降低串联电阻，提到填充因子，提高太阳能电池的光电效率。

采用本发明的导电浆料制备太阳能电池的背电池，烧结峰值温度只需840±10℃即可，烧结温度大大降低，可有效降低能耗。

本发明的第二个目的是提供上述导电浆料的制备方法，步骤包括：将导电金属粉、无机粘结剂和有机载体混合，所述导电金属粉为Al-M合金粉，所述M选自镓、铟或铊中的一种或几种。

本发明的方法简单易实现，易大规模生产。

本发明的第三个目的是提供一种太阳能电池片，其中，太阳能电池片包括硅基体片、硅基体片正表面的正电极、硅基体片背表面的背电场及背电场表面的背电极，背电场由上述导电浆料涂覆在硅基体片背表面后烧结制得。

制得的背电场金属膜较厚，致密度高，在硅基体片表面具有较强的附着力，外观完美，且性能优异。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。