制造太阳能电池的方法
阅读：428发布：2023-01-18
专利汇可以提供制造太阳能电池的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种制造 太阳能 电池 的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备 基板 ，所述基板包括 半导体 层和至少在所述半导体层的背面上形成的 钝化 层，其中所述背面上的 钝化层 包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆至少在所述背面上的钝化层的开口中形成 铝 (Al)导体图案，其中所述Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii) 碳 化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；以及(c) 焙烧 所述Al导体图案。，下面是制造太阳能电池的方法专利的具体信息内容。
1.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的所述钝化层包括一个或多个开口；
(b)通过施涂Al浆，至少在所述背面上的所述钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案，其中所述Al浆包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化锆(ZrC)粉，和
(iv)有机介质；以及
(c)焙烧所述Al导体图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述Al浆中的所述Al粉为100重量份，则所述ZrC粉为0.01重量份至5重量份。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述钝化层由氧化钛、氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化铟锡、氧化锌或碳化硅形成。
4.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层；
(d)在所述背面上的所述钝化层上形成烧透型图案；
(b)通过施涂Al浆，在所述烧透型图案上形成铝(Al)导体图案，其中所述Al浆包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化锆(ZrC)粉，和
(iv)有机介质；以及
(c)同时焙烧所述烧透型图案和所述Al导体图案以形成Al电极。
5.根据权利要求4所述的方法，其中仅在所述烧透型图案与所述Al导体图案重叠的区域内借助烧透来建立所述半导体层与所述Al电极之间的电接触。
6.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述Al浆中的所述Al粉为100重量份，则所述ZrC粉为0.01重量份至5重量份。
7.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层；
(b)通过施涂Al浆，在所述背面上的所述钝化层上形成铝(Al)导体图案，所述Al浆包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化锆(ZrC)粉，和
(iv)有机介质；以及
(d)在所述Al导体图案上形成烧透型图案；
(c)同时焙烧所述Al导体图案和所述烧透型图案以形成Al电极。
8.根据权利要求7所述的方法，其中仅在所述烧透型图案与所述Al导体图案重叠的区域内借助烧透来建立所述半导体层与所述Al电极之间的电接触。
9.根据权利要求7所述的方法，其中如果所述Al浆中的所述Al粉为100重量份，则所述ZrC粉为0.01重量份至5重量份。
10.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括半导体层、至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层、位于所述钝化层上的铝电极，其中所述铝电极局部连接到所述半导体层，并且其中所述铝电极包含碳化锆。
制造太阳能电池的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年11月25日提交的美国临时申请61/908,226的权益。
技术领域
背景技术
[0005] US20130183795公开了制造PERC型太阳能电池的背面电极的方法。该方法包括：(a)制备半导体基板，该半导体基板在背面上具有带有开孔的钝化层；(b)施涂包含Al粉、含Pb-Si-B的玻璃料和有机介质的铝(Al)浆；以及(c)焙烧所述Al浆。
发明内容
[0006] 本发明的目标是提供一种太阳能电池，该太阳能电池在背面上包括钝化层并具有高转换效率。
[0007] 本发明的一个方面是一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的钝化层包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆至少在背面上的钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案，其中Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；和(c)焙烧所述Al导体图案。
[0008] 本发明的另一个方面是一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层；(d)在所述背面上的钝化层上形成烧透型图案；(b)通过施涂Al浆在所述烧透型图案上形成铝(Al)导体图案，其中Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；以及(c)同时焙烧所述烧透型图案和Al导体图案以形成Al电极。
[0009] 本发明的另一个方面是一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层；(b)通过施涂Al浆在所述背面上的钝化层上形成铝(Al)导体图案，其中Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；以及(d)在Al导体图案上形成烧透型图案；(c)同时焙烧Al导体图案和烧透型图案以形成Al电极。
[0010] 本发明的另一个方面是一种太阳能电池，该太阳能电池包括半导体层、至少在该半导体层的背面上形成的钝化层、位于钝化层上的铝电极，其中铝电极局部连接到半导体层，并且其中该铝电极包含碳化锆。
[0012] 图1A至图1D说明了制造太阳能电池的方法。
[0013] 图2(a)至图2(c)是所述太阳能电池的背面视图。
[0014] 图3A和图3B说明了制造太阳能电池的另一种方法。
[0015] 图4(a)和图4(b)是所述太阳能电池的截面视图。
具体实施方式
[0016] 在一个实施方案中，所述方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的钝化层包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆在背面上的钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案；以及(c)焙烧所述Al导体图案。
[0017] 下面参照图1A至图1D，阐释制造PERC型太阳能电池的方法的一个实施例。
[0018] 制备基板100，该基板包括半导体层10，和在该半导体层10的背面上形成的钝化层12a(图1A)。可在正面上形成另一个钝化层12b，但不是必需的。在本说明书中，“正面”是实际安装太阳能电池发电时的受光面，“背面”是正面的相对面。
[0020] 背面上的钝化层12a可有助于减少背面表面附近的孔与电子的重组。正面上的钝化层12b除用作钝化层之外，还可充当减反射涂层(ARC)。
[0021] 钝化层12a和12b可由氧化钛、氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化铟锡、氧化锌或碳化硅形成。可通过溅射、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、或热化学气相沉积或等离子体化学气相沉积，来施涂这些氧化物、氮化物和碳化物。也可以将多个层用作钝化层12a和12b，例如氮化硅/氧化硅这两层，或氮化硅/氧化铝这两层。钝化层12a和12b的厚度可为10nm至500nm。
[0023] 基于半导体层10的背面表面的总面积计，开口14的面积在一个实施方案中可为至少0.001％，在另一个实施方案中可为至少0.01％，在另一个实施方案中可为至少1％。基于半导体层10的背面表面的总面积计，开口14的面积在一个实施方案中可为50％或更小，在另一个实施方案中可为30％或更小，在另一个实施方案中可为15％或更小。换句话讲，在一个实施方案中，半导体层10的背面表面的至少50％可被钝化层12覆盖。通过用钝化层12覆盖这种区域，可充分减少所述背面表面附近的孔与电子的重组。
[0024] 要了解形成钝化层和开口图案的方法，可参见L.Gautero et al.,Comparison of different rear contacting approaches for industrial PERC solar cells on MC-Si wafe,25th EUPVSEC 2010-2CO.3.1,ISBN:3-936338-26-4，第1328-1331页(2010年)。
[0025] 就正面来说，可将正面电极浆料11丝网印刷到钝化层12b上(图1B)。在一个实施方案中，正面电极浆料11可基本上包含分散到有机介质中的银粉和玻璃料。可将US20130255769、US20110232746和US20080254567以引用的方式并入本文，以便说明正面电极浆料。
[0026] Al导体图案15至少在开口14中形成。在一个实施方案中，通过将Al浆施涂到背面上的钝化层12a上来形成Al导体图案15，从而填充开口14。Al导体图案15可在基板100的背面上的整个表面上形成，使得Al导体图案15可填充所有的开口14(图1C)。在另一个实施方案中，Al导体图案15的形状可包括点、直线、弧线或折线，只要Al导体图案15填充开口14。
[0027] 可在80至200℃的烘箱内干燥所施涂的Al浆1至20分钟。干燥后的Al导体图案15可具有10至50μm的厚度。该干燥步骤不是必需的。
[0028] 通过分别焙烧Al导体图案15和正面电极浆料11，制得Al电极25和正面电极21(图1D)。在焙烧期间，可基本上除去(例如，烧掉或碳化掉)浆料中的有机介质，从而形成电极。
在焙烧后，在Al电极25通过开口与半导体层10接触的区域处，形成了背表面场(BSF)16。
在焙烧后，在Al电极25通过开口与半导体层10接触的区域处，形成了背表面场(BSF)16。
[0029] 在焙烧期间，钝化层12a未被Al浆渗入，所以保持完好，便于在背面处提供钝化效应。然而，这并不意味着在焙烧期间没有Al导体图案15的少量渗入。这种少量渗入可源自各种因素，诸如半导体层10的材料和钝化层12a的材料。钝化层12a被Al导体图案15部分渗入或变薄是可以接受的，只要保留下来的钝化层12a足以促成背面上的钝化效应。在一个实施方案中，保留下来的钝化层12a占半导体层10的背面表面积的至少49％。
[0030] 焙烧在例如加热炉内进行。在一个实施方案中，焙烧条件可为在600至1000℃的峰值设定温度下焙烧1秒至15分钟。在一个实施方案中，焙烧条件可为在400至600℃下焙烧5秒至23分钟，然后在超过600℃下焙烧3秒至19分钟。总焙烧时间在一个实施方案中可为10秒至30分钟，在另一个实施方案中可为20秒至15分钟，在另一个实施方案中可为30秒至5分钟。例如，可将从加热炉的入口到出口的时间计为焙烧时间。当在此类条件下焙烧时，可在对半导体基板损坏较小的情况下形成电极。
[0031] 在焙烧后，Al导体图案15变成Al电极25。Al电极25的厚度可为例如1至100μm。
[0032] 在上文的说明中，同时焙烧Al导体图案15和正面电极浆料11，该过程被称为共烧。通过共烧，可以缩短工序时间并简化工序，从而降低生产成本。作为另外一种选择，尤其是在每种浆料的适宜焙烧条件不同的情况下，可分别焙烧Al导体图案15和正面电极浆料11，例如，通过首先形成Al导体图案15并焙烧，然后施涂正面电极浆料11并用不同的焙烧温度分布进行焙烧。
[0033] 太阳能电池包括半导体层10、至少在半导体层10的背面上形成的钝化层12a、位于钝化层12a上的铝电极25，其中铝电极25局部连接到半导体层10，并且其中铝电极25包含碳化锆。
[0034] 开口14的图案不受限制，但在一个实施方案中，其可包括如图2(a)所示的圆形点。这些点的直径可为例如10至400μm。这些点的中心之间的间距可为例如40μm至30mm。在另一个实施方案中，开口14可包括如图2(b)所示的线条。线条14可为例如10至2000μm宽。在另一个实施方案中，开口14可包括如图2(c)所示的虚线。这些虚线可为例如10至2000μm宽，0.5至10mm长。开口14的大小可通过例如SEM测量。
[0035] 图3A示出了另一个实施方案，其中形成了烧透型图案33，而没有在钝化层12a中制作开口。本文的术语“烧透型”，是指在焙烧期间能够渗入钝化层12a，从而通过烧透型图案33本身、或通过结合烧透型图案33与Al导体图案15，而在Al电极25与半导体层10之间建立电接触。
[0036] 若采用烧透型图案33，则方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层；(d)在所述背面上的钝化层上形成烧透型图案；(b)通过在烧透型图案上施涂Al浆来形成铝(Al)导体图案；(c)同时焙烧所述烧透型图案和Al导体图案。
[0037] 在一个实施方案中，可通过施涂能够在焙烧钝化层12a的过程中烧透钝化层12a的浆料来形成烧透型图案33。在另一个实施方案中，用于形成烧透型图案33的浆料至少可包含银(Ag)粉。已知银与铝结合可实现烧透效果。铝可来源于Al导体图案15。浆料可包含Al粉和Ag粉。
[0038] 在另一个实施方案中，用于形成烧透型图案33的浆料还可包含玻璃料和/或金属氧化物粉末(诸如氧化锌粉)。已知某些类型的玻璃料和金属氧化物有助于浆料渗入钝化层。
[0039] 可将US20080254567、US20090126797、US20100236621、US20100258165、US20130284256、US20130255769、US20060231801以引用的方式并入本文，以便说明用于形成烧透型图案33的浆料。
[0040] 用于形成烧透型图案33的浆料可与通常能够烧透如图1D所示的钝化层12b的正面电极浆料11相同。
[0041] 将该浆料施涂到钝化层12a上以形成烧透型图案33。在一个实施方案中，施涂浆料的方法可为丝网印刷、喷嘴排放或胶版印刷。烧透型图案33的形状不受限制。如图2所示的开口的形状可被看作是烧透型图案33的图案。
[0042] 在另一个实施方案中，可通过用银进行气相沉积来制得烧透型图案33。在另一个实施方案中，气相沉积可为物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)。可在银的沉积处使用掩模，该掩模具有用于烧透型图案33的指定图案的开口区域。
[0043] 可在80至200℃的烘箱内干燥该烧透型图案33 1至20分钟，但该干燥步骤不是必需的。
[0044] 接下来，通过将Al浆施涂在钝化层12a上来形成Al导体图案15，以便覆盖烧透型图案33。施涂Al浆的方法不受限制，但可为丝网印刷、喷嘴排放或胶版印刷。
[0045] 可在80至200℃的烘箱内干燥Al导体图案15持续1至20分钟，但该干燥步骤不是必需的。
[0046] 如上所述，焙烧烧透型图案33和Al导体图案15。
[0047] 在焙烧期间，可通过渗入钝化层12a的烧透型图案33在半导体层10与Al电极25之间建立电接触。铝从Al导体图案15分散到半导体层10内，通过烧透型图案33形成BSF 16。
[0048] 在一个实施方案中，仅在烧透型图案33和Al导体图案15重叠的区域内，借助烧透建立了半导体层10与Al电极25之间的电接触。尤其是在烧透型图案33与Al导体图案15结合，而渗入钝化层12a的情况下，可能仅在烧透型图案33与Al导体图案15重叠的区域内出现烧透，并且半导体层10与Al电极25之间的电接触不是在烧透型图案33不与Al导体图案15重叠的区域借助烧透而形成的。
[0049] 可将US20130273687以引用的方式并入本文，以便说明使用烧透型图案33与Al导体图案15相结合而渗入钝化层12a的方法。
[0050] 在另一个实施方案中，可将Al导体图案15部分施涂到钝化层12a上，从而部分覆盖烧透型图案33a，如图4(a)所示。尤其是在烧透型图案33含银的情况下，烧透型图案的局部可保持不被Al导体图案15覆盖，留待用作片式电极33b。片式电极形成后，通过焊接焊带将其连接到太阳能电池。含银的片式电极是可焊接的，含铝则不可焊接。
[0051] 在另一个实施方案中，可先在钝化层12a上形成Al导体图案15，然后在Al导体图案15上形成烧透型图案33，如图4(b)所示。
[0052] 若首先形成Al导体图案，则方法可包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层；(b)在背面上的钝化层上形成铝(Al)导体图案；(d)在所述Al导体图案上形成烧透型图案；(c)同时焙烧所述Al导体图案和烧透型图案以形成Al电极。
[0053] 上述实施方案均涉及PERC太阳能电池，但本发明也可适用于背面接触型太阳能电池。背面接触型太阳能电池包括半导体基板，该半导体基板包括至少位于背面上的钝化层和仅在半导体基板的背面上形成的背面电极。可将US20100170562以引用的方式并入本文，以便说明背面接触型太阳能电池。
[0054] 下文将详细说明Al浆。铝浆包含(i)铝粉、(ii)玻璃料、(iii)碳化锆粉和(iv)有机介质。
[0055] (i)铝粉
[0057] 基于Al浆的重量计，Al粉在一个实施方案中可为30至80重量％，在另一个实施方案中可为55至78重量％，在另一个实施方案中可为63至75重量％。使用上述含量的Al粉，Al电极可具有足够的导电性。
[0058] 在一个实施方案中，Al粉的形状可为薄片形、结节形或球形。
[0059] Al粉的粒径(D50)在一个实施方案中可为0.1至20μm，在另一个实施方案中可为2至15μm，在另一个实施方案中可为5至10μm。具有上述粒径的Al粉可充分分散在有机介质中。粒径(D50)通过采用激光衍射散射法测量粒径分布而获得。将由体积衡量的粒度分布的中值(第50百分位)定义为D50。Microtrac X-100型粒度分析仪是可用于进行该测量的市售装置的示例。
[0060] Al粉的纯度在一个实施方案中可为至少90％，在另一个实施方案中可为至少95％，在另一个实施方案中可为至少97％。Al粉的表面有时可以被氧化。
[0061] 在一个实施方案中，Al浆不含银。然而，如果Al浆中的Al粉为100重量份，则所含银粉可接受的污染水平例如为0.001至1重量份。若添加比该可接受水平更多的银粉，几乎不能实现烧透效果。
[0062] (ii)玻璃料
[0063] 玻璃料被用作无机粘结剂。在焙烧Al浆时，玻璃料熔融以粘结Al粉，有助于电极粘附到基板。
[0064] 除非另有描述，否则玻璃料组合物的含量在本文中均用阳离子摩尔百分比(％)表示。“阳离子摩尔％”被定义为基于玻璃料中阳离子组分的总摩尔数计的阳离子组分的摩尔％。非金属组分诸如氢离子(H+)和氧鎓离子(H3O+)不被计为阳离子组分。
[0065] 在一个实施方案中，基于玻璃料中阳离子组分的总摩尔数计，玻璃料至少包含30至70阳离子摩尔％的铅(Pb2+)、10至65阳离子摩尔％的硼(B3+)、1至40阳离子摩尔％的硅(Si4+)，以及1至25阳离子摩尔％的铝(Al3+)。
[0066] Pb2+在另一个实施方案中可为32至62阳离子摩尔％，在另一个实施方案中可为34至54阳离子摩尔％，在又一个实施方案中可为35至45阳离子摩尔％，其中阳离子摩尔％基于玻璃料中阳离子组分的总摩尔数计。
[0067] B3+在另一个实施方案中可为15至60阳离子摩尔％，在另一个实施方案中可为23至55阳离子摩尔％，在又一个实施方案中可为32至50阳离子摩尔％，其中阳离子摩尔％基于玻璃料中阳离子组分的总摩尔数计。
[0068] Si4+在另一个实施方案中可为3至35阳离子摩尔％，在另一个实施方案中可为6至31阳离子摩尔％，在又一个实施方案中可为8至25阳离子摩尔％，其中阳离子摩尔％基于玻璃料中阳离子组分的总摩尔数计。
[0069] Al3+在一个实施方案中可为1至20阳离子摩尔％，在另一个实施方案中可为1.5至16阳离子摩尔％，在又一个实施方案中可为2至13阳离子摩尔％，其中阳离子摩尔％基于玻璃料中阳离子组分的总摩尔数计。
[0070] 使用这些玻璃料组成，背面电极将具有足够的粘附性。
[0071] 可将Pb2+、Si4+、B3+或Al3+这些阳离子组分以氧化物、氟化物或氢氧化物的形式，作为原料引入玻璃料中。
[0072] 原料Pb2+可为氧化铅(II)(PbO)、二氧化铅(PbO2)、四氧化三铅(Pb3O4)或二氟化铅(PbF2)；Si4+可为二氧化硅(SiO2)或四氟化硅(SiF4)；B3+可为三氧化二硼(B2O3)、硼酸(H3BO3)、磷酸硼(BPO4)或三氟化硼(BF3)；Al3+可为氧化铝(III)(Al2O3)、氢氧化铝(Al(OH)3)或氟化铝(AlF3)。
[0073] PbO作为Pb2+的原料，在一个实施方案中可为60至93重量％，在另一个实施方案中可为65至87重量％，在另一个实施方案中可为70至83重量％，其中重量％基于玻璃料的重量计。
[0074] B2O3作为B3+的原料，在一个实施方案中可为5至30重量％，在另一个实施方案中可为7至23重量％，在另一个实施方案中可为9至19重量％，其中重量％基于玻璃料的重量计。
[0075] SiO2作为Si4+的原料，在一个实施方案中可为1至15重量％，在另一个实施方案中可为2至11重量％，在另一个实施方案中可为3至8重量％，其中重量％基于玻璃料的重量计。
[0076] Al2O3作为Al3+的原料，在一个实施方案中可为1至15重量％，在另一个实施方案中可为2至11重量％，在另一个实施方案中可为3至7重量％，其中重量％基于玻璃料的重量计。
[0077] 玻璃料的软化点在一个实施方案中可为300至600℃，在另一个实施方案中可为310至550℃，在另一个实施方案中可为320至490℃。当软化点在这些范围内时，玻璃料可在相对较低的焙烧温度下适当熔融。此处，“软化点”是用ASTM C338-57的纤维伸长法测量的。
[0078] 如果Al浆中的Al粉为100重量份，则玻璃料在一个实施方案中可为0.1至10重量份，在另一个实施方案中可为0.2至7重量份，在又一个实施方案中可为0.3至4重量份。在Al浆包含上述量的玻璃料的情况下，Al电极可紧紧粘附至基板。
[0079] 玻璃料的粒径(D50)在一个实施方案中可为0.1至5μm，在另一个实施方案中可为0.3至3μm，在又一个实施方案中可为0.5至2μm。具有上述粒径的玻璃料可适当熔融，从而粘结Al粉。可如上文针对Al粉所述测定粒径D50。
[0080] 可将US20130192670和US20110120535以引用的方式并入本文，以便说明玻璃料。
[0081] (iii)碳化锆粉
[0082] 碳化锆(ZrC)是锆和碳的无机化合物，分子量为103.2g/mol，熔点为3532℃，并具有立方晶体结构。
[0083] 本发明的范围不受理论限制，但假设向Al浆添加ZrC粉，Al浆对钝化层产生的破坏较轻。在背面上的钝化层受到的破坏较轻时，太阳能电池获得更强的钝化效应以改善电性质。
[0084] ZrC粉的纯度在一个实施方案中可为85％或更高，在另一个实施方案中可为92％或更高。
[0085] 如果Al浆中的Al粉为100重量份，则ZrC粉在一个实施方案中为至少0.01重量份，在另一个实施方案中为至少0.5重量份，在另一个实施方案中为至少0.2重量份，在另一个实施方案中为至少0.5重量份。如果Al浆中的Al粉为100重量份，则ZrC粉在一个实施方案中为5重量份或更少，在另一个实施方案中为3.5重量份或更少，在另一个实施方案中为2.0重量份或更少。包含上述量的ZrC粉的Al浆可有助于提高下文实施例所示的太阳能电池的电性质。
[0086] ZrC粉的形状不受限制。ZrC粉可为任何形状，例如薄片形、球形、结节形，或这些形状的混合。
[0087] ZrC粉的粒径不受限制。粒径在一个实施方案中可为0.1至15μm，在另一个实施方案中可为0.8至8μm，在另一个实施方案中可为1.5至5μm。可如上文针对Al粉所述测定粒径D50。
[0088] (iii)有机介质
[0089] 有机介质被用作有机粘结剂。其中分散有无机组分(诸如导电粉末和玻璃料)的有机介质形成具有适于施涂于基板上的粘度的“浆料”。
[0090] 有机介质可包含有机聚合物和任选地溶剂。多种多样的惰性粘稠材料可用作有机介质。在一个实施方案中，有机聚合物可包括乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、木松香、酚醛树脂、低级醇的聚甲基丙烯酸酯或乙二醇单乙酸酯的单丁基醚。如果向有机介质中添加溶剂，溶剂可包括酯醇-12、酯醇、萜品醇、煤油、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二醇或高沸点醇。根据有机聚合物的溶解度选择溶剂。在一个实施方案中，有机介质可以是乙基纤维素与酯醇-12的混合物。
[0091] 如果Al浆中的Al粉为100重量份，则有机介质在一个实施方案中可为10至70重量份，在另一个实施方案中可为15至66重量份，在又一个实施方案中可为20至59重量份。
[0092] (iv)添加剂
[0094] 实施例
[0095] 本发明通过下列实施例来说明，但不限于下列实施例。
[0096] 利用下列材料和工序制备铝浆。每个实施例中材料的用量示于表1。
[0097] -铝(Al)粉：使用球形Al粉。粒径(D50)为7.5μm。Al纯度为99.5％。
[0098] -ZrC粉：使用结节形ZrC粉(ZRI03PB，Kojundo Chemical Laboratory公司，CAS号为12070-14-3)。粒径为2.0μm。ZrC粉的纯度为95％。
[0099] -玻璃料：使用软化点(Ts)为415℃的Pb-Si-B玻璃料。
[0100] -有机介质：使用乙基纤维素与酯醇-12的混合物。
[0103] 制备在其正面上具有n型扩散层的p掺杂硅圆片。该硅圆片在正面和背面两面上均具有不带开口的钝化层。
[0104] 透过丝网掩模，将Ag浆(PV51M，E.I.DuPont de Nemours and Company)丝网印刷在背面的钝化层上，由此使烧透型图案成形。丝网掩模的图案由许多长80μm、宽60μm且矩形的中心之间的间距为500μm的矩形孔组成。在150℃下干燥Ag浆5分钟。
[0105] 通过将前面制备的Al浆丝网印刷到背面钝化层的整个表面上，来使Al导体图案成形，以便覆盖Ag浆的烧透型图案。在150℃下干燥Al导体图案5分钟。
[0106] 基于硅圆片的背面表面积，所述烧透型图案和Al导体图案重叠的区域为2.9％。
[0107] 将另一种Ag浆(PV17F，E.I.DuPont de Nemours and Company)以线条图案丝网印刷在正面上的ARC上。在150℃下干燥Ag浆5分钟。
[0108] 通过在加热炉(CF-7210，Despatch industry)内，以905℃的峰值设定温度焙烧浆料来获得太阳能电池。从加热炉入口到出口的焙烧时间为60秒。焙烧条件为：在400至600℃下持续12秒，然后在超过600℃下持续6秒。加热炉的带速为550cpm。
[0109] Al电极的厚度为15μm。
[0110] 通过使用由NPC公司制造的电池测试仪NCT-M-150AA来评估太阳能电池的转换效率(Eff)。
[0111] 每个实施例的Eff与比较例(Com.)1的Eff的差异示于表1。Al浆中含有ZrC粉的实施例1至实施例3的Eff均有所升高。
[0112] 表1 (重量份)[0113]
[0114]
[0115] 注意：表中的组成以重量份显示。
[0116] Eff(％)显示的是与Al浆不含ZrC粉的比较例1的Eff的差异。
[0117] 按与实施例1所述相同的方式制作太阳能电池，不同的是使用如表2所示的不同的Al浆组成。玻璃料的Ts为336℃。
[0118] 如上文实施例1所述测量Eff。与如表2所示Al浆不含ZrC粉的比较例2的Eff相比，Al浆包含ZrC粉的实施例4至实施例5的Eff均有所升高。
[0119] 表2 (重量份)[0120]
[0121] 注意：表中的组成以重量份显示。
[0122] Eff(％)显示的是与Al浆不含ZrC粉的比较例1的Eff的差异。
[0123] 接下来，检查其他金属碳化物。按与实施例1所述相同的方式制作太阳能电池，不同的是使用不同的Al浆组成。该Al浆包含100重量份的Al粉、2.1重量份的玻璃料、1.4重量份的金属碳化物粉末和48.5重量份的有机介质。如表3所示，金属碳化物粉末分别为碳化钛(TiC)粉、碳化钼(Mo2C)粉、碳化钽(TaC)粉、碳化钨(WC)粉、碳化铌(NbC)粉或碳化钒(VC)粉。
[0124] 为了进行评估，制作太阳能电池作为比较例2，该太阳能电池采用不含金属碳化物的Al浆。
[0125] 太阳能电池的Eff与比较例3的差异示于表3。与Al浆不含金属碳化物的比较例3相比，比较例4至9均显示较低的Eff。
[0126] 表3
[0127]
[0128]
[0129] 注意：Eff(％)显示的是与Al浆不含金属碳化物粉末的比较例2的Eff的差异。
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