CN103456388A - 一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，由包括以下重量百分比的原料制成：三氧化二铝粉末40-90，玻璃粉0.1-10，无机添加剂0.1-10，有机载体9.8-50，本发明的厚膜浆料能够形成更稳定的绝缘层，浆料中的有机载体是在丝网印刷过程中用作载体，进而将浆料中的无机部分沉积在硅基板上，有机载体在后续的烧结工艺中被去除，形成三氧化二铝，能够提高电池片的转化效率。

Description

一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料

技术领域

本发明涉及一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料。

背景技术

目前太阳能硅片可根据掺杂的类型分为两类：P型和N型。P型是掺杂外层电子比硅少一个电子的元素，如B和Al；N型是掺杂外层电子比硅多一个的元素，如P和As。P型硅太阳能电池是在P型硅片上扩散了一层N层(元素P)。防反射膜，如SiNx也镀在N层的上面，从而形成电池片的前面。当前P型硅太阳能电池片上的背部金属是由印刷的背部银浆(形成电连接)和背面铝浆(形成背面散射场)来形成。前银、背银、背铝一起在700到900摄氏度共烧形成太阳能硅电池片。在共烧的过程中，铝浆与硅片反应形成Al-Si合金层。这个合金层的形成可以提高电池片的转化效率。

进来研究表明，在电池背面形成绝缘薄膜来代替Al-Si合金背散射场可以进一步提高电池的转化效率。如，用原子层沉积法(ALD)，沉积10纳米厚的三氧化二铝绝缘层，再用化学气相沉积法在其上沉积90纳米厚的SiNx层，会比只有Al浆有更好的效率。SiNx是用来保护三氧化二铝绝缘层的。因此急需一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，低成本，步骤简单，能够很容易的在硅片上形成三氧化二铝绝缘层。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，由包括以下重量百分比的原料制成：三氧化二铝粉末40-90，玻璃粉0.1-10，无机添加剂0.1-10，有机载体9.8-50。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述玻璃粉选自铅-硼-硅酸盐、锌-硼-硅酸盐、铋-硼-硅酸盐中的一种或多种。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述无机添加剂选自Ca、Mg、Bi、Zn、Ag、Ta、Ti、Mn、Ru、Rh元素中的氧化物。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述有机载体为高分子树脂和有机溶剂的混合物，高分子树脂与有机溶剂的质量比为(0.1-1)∶10。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述高分子树脂选自纤维素、PMA、松香树脂中的一种或多种；有机溶剂选自松油醇、醇脂、脂肪醇、乙二醇中的一种或多种。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述三氧化二铝粉末为粒径为0.1-10微米或0.001-0.1微米，或为二者的混合物。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的厚膜浆料能够形成更稳定的绝缘层，浆料中的有机载体是在丝网印刷过程中用作载体，进而将浆料中的无机部分沉积在硅基板上，有机载体在后续的烧结工艺中被去除，形成三氧化二铝，能够提高电池片的转化效率。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，由包括以下重量百分比的原料制成：三氧化二铝粉末40-90，玻璃粉0.1-10，无机添加剂0.1-10，有机载体9.8-50。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述玻璃粉选自铅-硼-硅酸盐、锌-硼-硅酸盐、铋-硼-硅酸盐中的一种或多种。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述无机添加剂选自Ca、Mg、Bi、Zn、Ag、Ta、Ti、Mn、Ru、Rh元素中的氧化物。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述有机载体为高分子树脂和有机溶剂的混合物，高分子树脂与有机溶剂的质量比为(0.1-1)∶10。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述高分子树脂选自纤维素、PMA、松香树脂中的一种或多种；有机溶剂选自松油醇、醇脂、脂肪醇、乙二醇中的一种或多种。

本发明的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，所述三氧化二铝粉末为粒径为0.1-10微米或0.001-0.1微米，或为二者的混合物。

本发明的厚膜浆料中三氧化二铝粉末是三氧化二铝浆料中的功能相，一种或多种三氧化二铝粉末可以用来增加膜的密度。三氧化二铝的颗粒大小的搭配也可以用于改善绝缘膜的密度。三氧化二铝纳米粉末一般来讲可以用来实现密度大的膜。采用不同颗粒大小的玻璃粉也可以用来增加烧结的三氧化二铝膜的密度。其他少量的无机添加剂也可加入，如无机氧化物。

在三氧化二铝浆中的玻璃粉有多重作用。首先玻璃粉作为粘合剂与硅基片粘合，另外的作用是玻璃粉作为加速剂来加速三氧化二铝粉末的烧结。合适的玻璃可以是铅-硼-硅酸盐、锌-硼-硅酸盐、铋-硼-硅酸盐等。玻璃粉可以是一种或多种。玻璃粉的软化点是保证如上作用的重要参数。通常玻璃粉的软化点应在380到650摄氏度之间，软化点高于650摄氏度的不能与硅基片形成合适的粘接，软化点低于380摄氏度的可能会与硅基片反应太强。玻璃的含量可以从0.1到10重量百分比，尤其是0.5到5重量百分比，更具体是1.0到3.0重量百分比。

有机载体由高分子树脂或树脂的混合物溶在有机溶剂中。高分子树脂包括纤维素、PMA或松香树脂。合适的溶剂包括松油醇、醇脂、长链的脂肪醇或乙二醇。其他有机添加剂也可以加入，或直接加在浆料中。有机添加剂可起不同的作用，如增稠或润湿等。

在玻璃浆料中的玻璃粉也有多种作用。玻璃粉在烧结后在硅片起粘合作用。另外玻璃粉也可和后续工艺中印刷的Al浆起反应形成三氧化二铝绝缘层。玻璃粉起上述作用，其软化点很重要，合适的玻璃软化点在380到650摄氏度之间。玻璃粉的软化点太高就不能形成足够的粘合，太低则会与铝浆或Si基板反应太强。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，其特征在于，由包括以下重量百分比的原料制成：三氧化二铝粉末40-90，玻璃粉0.1-10，无机添加剂0.1-10，有机载体9.8-50。

2.根据权利要求1所述的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，其特征在于：所述玻璃粉选自铅-硼-硅酸盐、锌-硼-硅酸盐、铋-硼-硅酸盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，其特征在于：所述无机添加剂选自Ca、Mg、Bi、Zn、Ag、Ta、Ti、Mn、Ru、Rh元素中的氧化物。

4.根据权利要求1所述的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，其特征在于：所述有机载体为高分子树脂和有机溶剂的混合物，高分子树脂与有机溶剂的质量比为(0.1-1)∶10。

5.根据权利要求4所述的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，其特征在于：所述高分子树脂选自纤维素、PMA、松香树脂中的一种或多种；有机溶剂选自松油醇、醇脂、脂肪醇、乙二醇中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的能够在太阳能硅片上生成绝缘层的厚膜浆料，其特征在于：所述三氧化二铝粉末为粒径为0.1-10微米或0.001-0.1微米，或为二者的混合物。