CN103187483B - 轻掺杂银浆的发射极制备方法 - Google Patents

轻掺杂银浆的发射极制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻掺杂银浆的发射极制备方法，属于多晶硅太阳能电池技术领域。其步骤如下：采用银浆作底料，在每千克银浆中掺入2～8克红磷；在上述银浆与红磷的混合物中加入2～5克稀释剂，然后搅拌5～10分钟；将上述搅拌后的混合物放入滚动式搅拌器中，在转速为50～100转/分钟、温度为40～50℃的条件下，搅拌2～3小时；将步骤（2）中搅拌混合好的银浆通过不锈钢丝网印刷到硅片上，然后将印刷好银浆的硅片放入烧结炉的炉带上，进行烧结。本发明的有益效果如下：通过使用掺入一定量红磷的银浆，在与硅片接触处，形成轻掺杂，并合理设置烧结工艺参数，从而提高多晶硅太阳能电池片的转换效率。

Description

轻掺杂银浆的发射极制备方法
技术领域
本发明涉及多晶硅太阳能电池技术领域。
背景技术
太阳能电池是一种利用太阳能直接发电的光电半导体薄片，其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成。半导体最基本的材料是硅，硅材料本身是不导电的，但如果在硅中掺入不同的金属杂质，就可以做成P型与N型半导体，再利用P型半导体有个空穴以及N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流。所以当太阳光照射时，光能将硅原子中的电子激发出来，进而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴均会受到内建电位的影响，分别被N型及P型半导体吸引，而聚集在两端，此时如果外部通过电极连接起来，就能形成一个电流回路，这就是太阳能电池发电的原理。
在金属电极与硅片接触部位进行重掺杂，在电极之间部位进行轻掺杂。这样的结构可降低扩散层复合，从而提高光线的短波响应，同时减少前金属电极与硅的接触电阻，使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善。但是目前的轻掺杂方式较为复杂，而且太阳能电池片的开路电压和短路电流得不到有效提升，影响电池片转换效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、且能够提高多晶硅太阳能电池片光电转换效率的轻掺杂银浆的发射极制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种轻掺杂银浆的发射极制备方法，其步骤如下：
（1）采用银浆作底料，在每千克银浆中掺入2～8克红磷；
（2）在上述银浆与红磷的混合物中加入每千克银浆2～5克的稀释剂，然后搅拌5～10分钟；
（3）将上述搅拌后的混合物放入搅拌器中，继续进行充分搅拌；
（4）将步骤（3）中搅拌混合好的银浆通过不锈钢丝网印刷到硅片上，然后将印刷好银浆的硅片放入烧结炉的炉带上，进行烘干、烧结。
所述银浆底料采用杜邦生产的型号为PV17B的银浆；所述稀释剂的分子式为C10H18O。
所述步骤（3）中，将步骤（2）搅拌后的混合物放入滚动式搅拌器中，在转速为50～100转/分钟、温度为40～50℃的条件下，搅拌2～3小时。
所述步骤（3）中烧结炉的烘干区温度设置如下：烘干区1的温度为250～280℃，烘干区2的温度为280～330℃，烘干区3的温度为330～360℃，烘干区4的温度为350～380℃。
所述步骤（3）中烧结炉的烧结区温度设置如下：烧结区1的温度为500～530℃，烧结区2的温度为520～560℃，烧结区3的温度为550～590℃，烧结区4的温度为620～660℃，烧结区5的温度为800～840℃，烧结区6的温度为900～960℃。
所述步骤（3）中烧结炉炉带的转速为200～270in/min。
本发明所述烧结过程中，掺入红磷的银浆与硅片形成良好的欧姆接触，从而在硅片与银浆的接触点提高磷的浓度，形成梯度差，进而实现N型轻掺杂，提高P-N结的少子寿命，提高太阳能电池的转换效率。
本发明的有益效果如下：
（1）通过使用掺入一定量红磷的银浆，在与硅片接触处，形成轻掺杂，并合理设置烧结工艺参数，从而提高多晶硅太阳能电池片的转换效率。
（2）本发明实现轻掺杂的方式简单，对多晶硅太阳能电池片的开路电压和短路电流有很大的提升。
具体实施方式
实施例1
一种轻掺杂银浆的发射极制备方法，其具体步骤如下：
（1）采用银浆作底料，在每千克银浆中掺入2克红磷；
（2）在上述银浆与红磷的混合物中加入2克稀释剂（C10H18O），然后搅拌5分钟；
（3）将上述搅拌后的混合物放入滚动式搅拌器中，在转速为50转/分钟、温度为40℃的条件下，搅拌2小时；
（4）将步骤（3）中搅拌混合好的银浆通过不锈钢丝网印刷到硅片上，然后将印刷好银浆的硅片放入烧结炉的炉带上，进行烘干、烧结。
所述烧结炉的烘干区温度设置如下：烘干区1的温度为250℃，烘干区2的温度为280℃，烘干区3的温度为330℃，烘干区4的温度为350℃。
所述烧结炉的烧结区温度设置如下：烧结区1的温度为500℃，烧结区2的温度为520℃，烧结区3的温度为550℃，烧结区4的温度为620℃，烧结区5的温度为800℃，烧结区6的温度为900℃。
所述烧结炉炉带的转速为200in/min。
实施例2
一种轻掺杂银浆的发射极制备方法，其具体步骤如下：
（1）采用银浆作底料，在每千克银浆中掺入5克红磷；
（2）在上述银浆与红磷的混合物中加入3.5克稀释剂（C10H18O），然后搅拌8分钟；
（3）将上述搅拌后的混合物放入滚动式搅拌器中，在转速为80转/分钟、温度为45℃的条件下，搅拌2.5小时；
（4）将步骤（3）中搅拌混合好的银浆通过不锈钢丝网印刷到硅片上，然后将印刷好银浆的硅片放入烧结炉的炉带上，进行烘干、烧结。
所述烧结炉的烘干区温度设置如下：烘干区1的温度为265℃，烘干区2的温度为305℃，烘干区3的温度为345℃，烘干区4的温度为365℃。
所述烧结炉的烧结区温度设置如下：烧结区1的温度为515℃，烧结区2的温度为540℃，烧结区3的温度为570℃，烧结区4的温度为640℃，烧结区5的温度为820℃，烧结区6的温度为930℃。
所述烧结炉炉带的转速为235in/min。
实施例3
一种轻掺杂银浆的发射极制备方法，其具体步骤如下：
（1）采用银浆作底料，在每千克银浆中掺入8克红磷；
（2）在上述银浆与红磷的混合物中加入5克稀释剂（C10H18O），然后搅拌10分钟；
（3）将上述搅拌后的混合物放入滚动式搅拌器中，在转速为50转/分钟、温度为50℃的条件下，搅拌3小时；
（4）将步骤（3）中搅拌混合好的银浆通过不锈钢丝网印刷到硅片上，然后将印刷好银浆的硅片放入烧结炉的炉带上，进行烘干、烧结。
所述烧结炉的烘干区温度设置如下：烘干区1的温度为280℃，烘干区2的温度为330℃，烘干区3的温度为360℃，烘干区4的温度为380℃。
所述烧结炉的烧结区温度设置如下：烧结区1的温度为530℃，烧结区2的温度为560℃，烧结区3的温度为590℃，烧结区4的温度为660℃，烧结区5的温度为840℃，烧结区6的温度为960℃。
所述烧结炉炉带的转速为270in/min。
上述烧结过程中，掺入红磷的银浆与硅片形成良好的欧姆接触，从而在硅片与银浆的接触点提高磷的浓度，形成梯度差，进而实现N型轻掺杂，提高P-N结的少子寿命，提高太阳能电池的转换效率。

Claims (3)

1.一种轻掺杂银浆的发射极制备方法，其特征在于，其方法步骤如下：
（1）采用银浆作底料，在每千克银浆中掺入2～8克红磷；
（2）在上述银浆与红磷的混合物中加入每千克银浆2～5克的稀释剂，然后搅拌5～10分钟；
（3）将上述搅拌后的混合物放入搅拌器中，继续进行充分搅拌；
（4）将步骤（3）中搅拌混合好的银浆通过不锈钢丝网印刷到硅片上，然后将印刷好银浆的硅片放入烧结炉的炉带上，进行烘干、烧结；
所述银浆底料采用杜邦生产的型号为PV17B的银浆；所述稀释剂的分子式为C10H18O；
所述步骤（4）中烧结炉的烘干区温度设置如下：烘干区1的温度为250～280℃，烘干区2的温度为280～330℃，烘干区3的温度为330～360℃，烘干区4的温度为350～380℃；
所述步骤（4）中烧结炉的烧结区温度设置如下：烧结区1的温度为500～530℃，烧结区2的温度为520～560℃，烧结区3的温度为550～590℃，烧结区4的温度为620～660℃，烧结区5的温度为800～840℃，烧结区6的温度为900～960℃。
2.根据权利要求1所述的轻掺杂银浆的发射极制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，将步骤（2）搅拌后的混合物放入滚动式搅拌器中，在转速为50～100转/分钟、温度为40～50℃的条件下，搅拌2～3小时。
3.根据权利要求1所述的轻掺杂银浆的发射极制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中烧结炉炉带的转速为200～270in/min。
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