[发明专利]一种具有上转换特性的晶硅电池背面铝浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有上转换特性的晶硅电池背面铝浆。

背景技术

太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极可将电能输出。具有P型硅的太阳能电池结构，其负电极通常在电池的正面，而其正电极在背面。当光照射时，合适波长的辐射导致了半导体中产生空穴一电子对。在P-N结上存在的电势差使空穴和电子以相反的方向迁移穿过该结，从而产生了电流的流动，这种流动可将电能传递给外电路。

在形成太阳能电池的制造过程中，铝浆通常被丝网印刷在硅片的背面并进行干燥;干燥完成后对该硅片进行烧结。铝浆的主要作用在于两个：其一是铝成分在烧结过程中扩散到硅体中形成重掺杂的p⁺层即背电场，在背电场的作用下电子被推离背面进而降低了背面空穴被电子复合的几率，提高了开路电压；另一方面铝粉烧结后在电池背面形成镜面，可将透过电池而未被电池吸收的太阳光重新反射回电池内部增加了光子被太阳能电池吸收的几率进而提高了电池的短路电流。故而铝浆的性能对于提高太阳能电池光电特性是十分重要的。

在常规的太阳能电池中，电池光电转换效率损失的重要部分在于由于光子能量小于电池材料的光学带隙不能在电池内部激发载流子，这决定于太阳能电池材料的固有属性。即使铝浆将这部分光子反射回电池内部也很难被电池吸收。解决这一问题最常用的方法是制备多结太阳能电池，即在带隙较大的电池底部制备一结带隙较小的太阳能电池，用于吸收透过上面电池未被吸收的波长较长的太阳光。这需要考虑两结电池之间短路电流、开路电压的匹配，以及两结电池之间的连接问题。同时，电池效率不能随结数的增加而无限增加。在没有聚光条件的辅助下，多结电池在发电成本上远高于常规电池。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种具有上转换特性的晶硅电池背面铝浆。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述具有上转换特性的晶硅电池背面铝浆，包括如下重量百分比的组分：

铝粉60—80%

玻璃粉0.1—6%

有机载体15—35%

添加剂0.5—10%；

所述添加剂为稀土掺杂量为2—20%的氟化物玻璃；或Er掺杂量为2—20%的InF、Er掺杂量为2—20%的氟锆酸盐、Er掺杂量为2—20%的氟磷酸盐中的一种或多种；或稀土掺杂量为2—20%的重金属卤化物；或Eu、Yb共掺杂的多组分硅酸盐玻璃，其中Eu的掺杂量为1—10%，Yb的掺杂量为1—10%。所述掺杂量是指掺杂物在混合物中的重量百分比含量，例如，稀土掺杂量为2—20%的氟化物玻璃就是指氟化物玻璃中含有重量百分比含量为2—20%的稀土，这种表述方法为本领域公知的表述方式。

优选地，所述稀土掺杂的氟化物玻璃为Nb掺杂的氟砷酸盐、Er掺杂的CdF₂、Er掺杂的PbF₂、Er掺杂的YF₃、Nb:Pb₅M₃F₁₉、Ho:BaY₂F₈、PrK₂YF₅、Tm:ZBLAN中的一种或多种；其中，所述Nb:Pb₅M₃F₁₉中的M指Al、、Ti、V、Cr、Fe或Ca。

优选地，所述稀土掺杂的重金属卤化物为Cs₃A₂Cl₉、Cs₃A₂Br₉、Cs₃A₂I₉中的一种或多种，其中，A指稀土元素镧(La)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)或钇(Y)。

优选地，所述Eu、Yb共掺杂的多组分硅酸盐玻璃为Nd(WO₄)₃、Er:YVO₄、Y₃Al₅O₁₂中的一种或多种。

优选地，所述添加剂的平均粒径为0.01～10μm。

优选地，所述铝粉的平均粒径为1～10μm。

优选地，所述玻璃粉为铅系、铋系玻璃中的一种或多种。