[发明专利]一种含有金硅合金的太阳能电池导电浆料及应用

说明书

本发明公开了一种含有金硅合金的太阳能电池导电浆料及应用，属于导电浆料领域。基于导电浆料的重量，所述含有金硅合金的太阳能电池导电浆料包括80％～90％的第一金属和第二金属的组合物；玻璃料0.1～10％，和余量有机载体；其中，所述第一金属为银、铜、镍、铝中的任一种或几种，所述第二金属为金‑硅合金或含有金‑硅的三元及三元以上合金。本发明的金硅合金的共熔点为363℃，当金硅合金加热到363℃，部分合金或是全部合金会熔化，流动到金属和硅片的界面，与硅片进一步共晶熔化，为金属层和硅片之间建立欧姆接触，从而有利于降低电阻。

技术领域

本发明涉及用于印刷具有一个或多个钝化层的N-型光伏太阳能电池装备的表面的导电浆料，尤其是涉及一种含有金硅合金的太阳能电池导电浆料及应用，具体涉及一种含有金合金作为第二金属的导电浆料，导电浆料包括第一金属，第二金属，有机载体，以及无机氧化物，属于导电浆料领域。

背景技术

常规的N型(包括N-型TOPCon，N-型PERT，IBC等)太阳能电池的正面为p+掺杂层，基体为N型硅，而背面为n+掺杂层，该电池金属化一般采用双面H型金属栅线结构，p+面印刷掺铝银浆，n+面印刷银浆。在太阳光照射到N型电池的时候，N型电池背面为负极，正面为正极。当光子入射到半导体的p-n结的时候，会激发电子-空穴对载流子的产生。这些电子空穴对载流子在p-n结所产生的电场下迁移，并通过电池表面的电极网络收集，流向外部电路。大多数太阳能电池的硅晶片表面有一次或多层钝化层，导电浆料通过丝网印刷涂敷在硅晶片表面的钝化层上。在导电浆料烧结以后，穿透此钝化层，在太阳能电池表面形成导电电极，导通硅晶片和电池的表面电极网络。

为了降低金属电极和N-型太阳能电池硅片正面P+参杂的电阻，N-型浆料在银浆中加入了0.5％～3％Al粉或Al-Ag合金，例如专利CN105190780B。Al粉和电池硅片在577℃形成共晶结构。该共晶结构有助于降低金属电极和硅片之间的接触电阻，提高N-型太阳能电池的光电转换效率。除了Al粉作为第二金属外，CN104795127A使用了金粉、铜粉、镁粉中的一种或几种组合的作为第二金属。CN102687205B和CN104795127A中提出过使用金粉作为导电浆料中的第二金属。但是这类金属作为第二金属容易出现以下问题：如果添加Al粉，长期使用的情况下Al粉易被氧化，而氧化铝是电阻很高的绝缘体，从而导致太阳能电池串联电阻增加。如果单独添加金粉，由于金粉的熔点过高(1064.4℃)，远远高于太阳能电池的740℃～800℃烧结温度，因此金粉在烧结过程中不会熔化，只有在碰巧在停留在金属和硅片界面的极少量金粉才有机会接触到硅片，与硅片共晶熔化。共晶熔化可以显著降低银电极和硅片之间的接触电阻，因此直接使用金粉对于降低接触电阻作用有限，并未达到理想的大幅降低接触电阻的情况。

因此，需要寻找一种合适的第二金属组成以及对应的导电浆料以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含有金硅合金的太阳能电池导电浆料，主要用于N型太阳能电池，本发明的N-型导电浆料中第二金属使用金-硅合金或含有金-硅的三元，及三元以上合金，本发明获得的导电浆料中金硅合金的共晶点是363℃。当金硅合金加热到363℃，部分合金或是全部合金会熔化，流动到金属和硅片的界面，与硅片进一步共晶熔化，为金属层和硅片之间建立欧姆接触，有利于提高光电转换效率。

具体的，本发明首先提供了一种含有金硅合金的太阳能电池导电浆料，基于所述导电浆料的重量，包括80％～90％的第一金属和第二金属的组合物；玻璃料0.1～10％，和余量有机载体。

在一种实施方式中，所述第一金属为银、铜、镍、铝中的任一种或几种，第一金属优选为银。

在一种实施方式中，所述第二金属为金-硅合金或含有金-硅的三元及三元以上合金，比如金-硅-Mx合金，其中Mx选自铂，铑，钌，钯，银，铜，铝，镁中的一种或几种，其中，第二金属优选为金-硅合金。