CN103733349A - 不具有烧透能力或具有较差烧透能力的铝浆及其用于钝化发射极和背面触点硅太阳能电池的背面电极的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的铝浆，所述铝浆包含铝颗粒、至少一种包含以下物质的玻璃料：0.5至15重量%SiO2、0.3至10重量%Al2O3、以及67至75重量%Bi2O3（重量百分比以玻璃料的总重量计）、以及有机载体。铝浆用于PERC（钝化发射极和背面触点）硅太阳能电池的铝背面电极的制造中，其中所述浆料施加在硅片背面上的穿孔的介电钝化层上，并且随后干燥并焙烧，或者作为另外一种选择，其中所述浆料施加在硅片背面上的未穿孔的钝化层上，干燥并焙烧，并且随后激光干燥铝层和钝化层，以在钝化层中产生穿孔并形成局部BSF（背表面场）触点。

Description

不具有烧透能力或具有较差烧透能力的铝浆及其用于钝化发射极和背面触点硅太阳能电池的背面电极的用途
技术领域
本发明涉及铝浆及其在PERC（钝化发射极以及背面触点）硅太阳能电池生产中的用途，即在PERC电池型硅太阳能电池的铝背面电极以及相应的硅太阳能电池生产中的用途。
背景技术
通常，硅太阳能电池具有正面和背面金属喷镀两者（正面电极和背面电极）。常规的具有p型基板的硅太阳能电池结构使用负极以接触电池的正面或光照面以及背面上的正极。众所周知，在半导体主体的p-n结上入射的适当波长的辐射用作在该主体中生成电子-空穴对的外部能量源。存在于p-n结处的电势差导致空穴和电子以相反的方向横跨该结移动，从而生成能够向外部电路递送电力的电流。大部分太阳能电池为已被金属化的硅片形式，即，设置有导电的金属触点。
当前生产的大多数太阳能电池均基于结晶硅。一种流行的用于沉积电极的方法为金属浆料的丝网印刷。
US2011/120535A1公开了不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的铝厚膜组合物。所述铝厚膜组合物包含粒状铝、有机载体和至少一种玻璃料，所述玻璃料选自（i）无铅玻璃料，所述无铅玻璃料具有550至611℃范围内的软化点温度，并且包含11至33重量%（重量%）的SiO2、>0至7重量%的Al2O3和2至10重量%的B2O3，和（ii）含铅玻璃料，所述含铅玻璃料具有571至636℃范围内的软化点温度，并且包含53至57重量%的PbO、25至29重量%的SiO2、2至6重量%的Al2O3和6至9重量%的B2O3。铝厚膜组合物可用于形成PERC硅太阳能电池的铝背面电极。
发明内容
本发明涉及可用于形成PERC硅太阳能电池的铝背面电极的铝浆（铝厚膜组合物）。还涉及形成铝浆的方法和铝浆在PERC硅太阳能电池生产中的用途以及PERC硅太阳能电池本身。
本发明涉及一种铝浆，所述铝浆不具有烧透能力或仅具有较差的烧透能力，并且包含粒状铝、有机载体和至少一种无铅玻璃料，所述无铅玻璃料选自包含以下物质的玻璃料：0.5至15重量%SiO2、0.3至10重量%Al2O3、以及67至75重量%Bi2O3，其中所述重量百分比以所述玻璃料的总重量计。
本发明还涉及形成PERC硅太阳能电池的方法和PERC硅太阳能电池本身，所述PERC硅太阳能电池利用具有p型和n型区域、p-n结的硅片、正面ARC（抗反射涂层）层和背面穿孔的介电钝化层，所述方法包括在背面穿孔的介电钝化层上施加（例如印刷，具体地为丝网印刷）本发明的铝浆，并且焙烧如此施加的铝浆，从而使晶片达到700至900℃范围内的峰值温度。
本发明还涉及形成LFC-PERC（激光焙烧接触PERC）硅太阳能电池的方法和LFC-PERC硅太阳能电池本身，所述LFC-PERC硅太阳能电池利用具有p型和n型区域、p-n结的硅片、正面ARC层和背面未穿孔的介电钝化层，所述方法包括在背面介电钝化层上施加（例如印刷，具体地为丝网印刷）本发明的铝浆，焙烧如此施加的铝浆，从而使晶片达到700至900℃范围内的峰值温度，并且然后将经焙烧的铝层激光焙烧以在介电钝化层中产生穿孔并形成局部BSF触点。
具体实施方式
在本说明书和权利要求书中使用了术语“烧透能力”。其应指金属浆料在焙烧期间蚀刻并穿透（烧透）钝化层或ARC层的能力。换句话讲，具有烧透能力的金属浆料为以下金属浆料，其烧透钝化层或ARC层，从而与硅基板下方的表面进行电接触。相应地，具有较差烧透能力或甚至没有烧透能力的金属浆料在焙烧时与硅基板不进行电接触。为了避免误解，在该背景下，术语“无电接触”不应被理解为绝对的；而是应指焙烧金属浆料和硅表面之间的接触电阻率超过1Ω·cm2，而就电接触而言，焙烧金属浆料和硅表面之间的接触电阻率在1至10mΩ·cm2的范围内。
接触电阻率可通过TLM（传送长度方法）来测量。为此，可使用以下样本制备和测量的程序：将具有未穿孔的背面钝化层的硅片丝网印刷在钝化层上，其中铝浆待以100μm宽和20厚的平行线图案测试，其中线之间的间距为2.05mm，并且然后焙烧使晶片达到730℃的峰值温度。对于样本制备，优选使用与本发明方法中（即，使用本发明的铝浆形成PERC硅太阳能电池的方法中）所用的具有相同类型背面钝化层的硅片。将焙烧的晶片激光切割成8mm乘42mm的长条，其中平行线彼此不接触，并且包括至少6条线。然后使条在20℃下在暗处经受常规TLM测量。所述TLM测量可使用得自GP Solar的装置GP4-Test Pro来进行。
PERC硅太阳能电池对技术人员而言是熟知的；参见例如：P.Choulat等人，“Above17%industrial type PERC Solar Cell on thin Multi-CrystallineSilicon Substrate”，European Photovoltaic Solar22nd Energy Conference（第22届欧洲太阳能光伏展览会），2007年9月3日-7日（Milan，Italy）。PERC硅太阳能电池代表常规硅太阳能电池的一种特殊类型；它们以在它们的正面和它们的背面上具有介电钝化层为特征。正面上的钝化层用作ARC（减反射涂层）层，如硅太阳能电池的常规情况那样。背面上的介电钝化层为穿孔的；其用于延长电荷载体的寿命并因此改善光的转换效率。期望尽可能多地避免损害穿孔的介电背面钝化层。
类似于常规硅太阳能电池的生产，PERC硅太阳能电池的生产通常以硅片形式的p型硅基板开始，在所述硅片上通过磷（P）等的热扩散来形成反向传导型的n型扩散层（n型发射极）。通常将三氯氧磷（POCl3）用作气态磷扩散源，其它液体源为磷酸等。在不存在任何特定改性的情况下，在硅基板的整个表面之上形成n型扩散层。p-n结在p型掺杂剂浓度等于n型掺杂剂浓度处形成。具有靠近光照面的p-n结的电池具有介于0.05μm和0.5μm之间的结深度。
在形成该扩散层之后，通过用某种酸诸如氢氟酸蚀刻而将多余的表面玻璃从表面的其余部分除去。
接着，在正面n型扩散层上形成例如TiOx、SiNx、TiOx/SiOx、SiNx的介电层，或具体地SiNx/SiOx的介电叠堆。作为PERC硅太阳能电池的特定部件，也将所述电介质沉积在硅片的背面上至例如介于0.05μm和0.1μm之间的厚度。电介质的沉积可在例如在氢或溅射的存在下使用诸如等离子CVD（化学气相沉积）的方法来进行。此类层用作PERC硅太阳能电池正面的ARC层和钝化层以及用作其背面的介电钝化层。然后将PERC硅太阳能电池背面上的钝化层穿孔。穿孔通常通过酸蚀刻或激光钻孔产生，并且如此产生的孔的直径为例如50至300μm。它们的深度对应于钝化层的厚度或可甚至略微超过它。穿孔的数目处于例如100至500/平方厘米的范围内。
正如具有p型基板和正面n型发射极的常规太阳能电池结构一样，PERC硅太阳能电池通常具有在它们的正面上的负极和在它们的背面上的正极。通常通过在电池正面上的ARC层上丝网印刷正面银浆（形成正面电极的银浆）并干燥来施加作为栅极的负极。通常以所谓的H图案对正面栅电极进行丝网印刷，所述H图案包括细平行指状线（收集器线）和以直角与指状线相交的两条母线。此外，在p型硅基板背面上的穿孔的钝化层上还施加（通常丝网印刷）背面银或银/铝浆和铝浆并依次干燥。通常，首先将背面银或银/铝浆施加到背面穿孔的钝化层上以形成阳极背面触点，例如作为准备好用于焊接互连线（预焊接的铜带）的两条平行母线或作为矩形或插片。然后将铝浆施加到裸露区域中，所述铝浆与背面银或银/铝略微重叠。在一些情况下，在施加铝浆之后施加银或银/铝浆。然后通常在带式炉中进行焙烧1至5分钟的时间，其中晶片达到700至900℃范围内的峰值温度。正面电极和背面电极可依次焙烧或共同焙烧。
一般在硅片背面上的穿孔的介电钝化层上丝网印刷并干燥铝浆。在铝熔点以上的温度下焙烧晶片以在铝和硅之间的局部触点处形成铝-硅熔体，即在硅片的背面未被介电钝化层覆盖的那些部分处，或换句话讲，在穿孔的位置处。如此形成的局部p+触点一般称为局部BSF（背表面场）触点。通过从干燥状态焙烧成铝背面电极来转化铝浆，而背面银或银/铝浆则在焙烧时变成银或银/铝背面电极。通常，对铝浆和背面银或银/铝浆共同焙烧，尽管也可能依次焙烧。在焙烧期间，背面铝与背面银或银/铝之间的边界呈现合金状态，并且也进行电连接。铝电极占据背面电极的大部分面积。在背面的部分之上形成银或银/铝背面电极作为用于借助预焊接的铜带等来互连太阳能电池的阳极。此外，在焙烧期间，作为正面阴极印刷的正面银浆蚀刻并穿透ARC层，并且从而能够电接触n型层。该类型的方法一般称为“烧透”。
还已知用于制造PERC硅太阳能电池的背面电极的略有不同的方法。在此，铝电极占据背面电极的整个区域，并且银或银/铝背面电极采用连接局部BSF触点的银背面电极图案的形式。这是指，铝浆完全平面地施加并焙烧以形成局部BSF触点，并且银或银/铝背面电极采用连接局部BSF触点的银或银/铝背面电极图案的形式施加。“银或银/铝背面电极图案”应指银或银/铝背面阳极作为连接所有局部BSF触点的细纹的图案布置。例子包括连接所有局部BSF触点的平行但连接的细纹布置，或连接所有局部BSF触点的细纹的格栅。在此类格栅的情况下，其通常但不必需为方格格栅。要点为所述银背面电极图案为连接所有局部BSF触点并因此还确保后者的电连接的图案。所述银背面电极图案与一个或多个阳极背面触点电接触，所述阳极背面触点准备好焊接互连带，例如预焊接的铜带。所述一个或多个阳极背面触点可采取例如一种或多种母线、矩形或插片的形式。一个或多个阳极背面触点本身可形成银背面图案的一部分，并且可连同细纹同时施加。还可能单独地，即在施加连接所有局部BSF触点的细纹之前或之后施加阳极背面触点。
还已知PERC硅太阳能电池的特定实施例。在此，局部BSF触点通过激光焙烧制得；因此，我们将此类PERC硅太阳能电池称为LFC-PERC（激光焙烧的接触PERC）硅太阳能电池。在此，设置有正面ARC层和背面钝化层的硅片不经受前述酸蚀刻或激光钻孔步骤。相反，将铝浆施加在未穿孔的背面钝化层上并焙烧而不与背面钝化层下面的硅表面进行接触。其后，仅进行激光焙烧步骤，在此期间不仅产生穿孔，而且产生局部BSF触点。原理公开于例如DE102006046726A1和US2004/097062A1中。
本发明的铝浆不具有烧透能力或仅具有较差的烧透能力。从而，其拓宽了关于不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的铝浆的原料基础。
已发现，本发明的铝浆允许生产具有改善的电效率的PERC硅太阳能电池。所述焙烧的铝浆很好地粘附到背面钝化层，并且因此导致用所述铝浆生产的PERC硅太阳能电池具有长的耐久性或使用寿命。
不受希望任何理论的约束，据信，本发明的铝浆不损坏或不显著损坏硅片背面上的介电钝化层和/或不表现出或仅表现出少量的铝-硅合金在焙烧或激光焙烧期间通过硅片背面钝化层中的穿孔而逸出。
本发明的铝浆包含粒状铝、有机载体和至少一种无铅玻璃料，所述无铅玻璃料选自包含以下物质的玻璃料：0.5至15重量%SiO2、0.3至10重量%Al2O3、以及67至75重量%Bi2O3。
粒状铝可为铝或铝合金，所述铝合金具有一种或多种其它金属，例如锌、锡、银和镁。在铝合金的情况下，铝含量为例如99.7重量%至低于100重量%。粒状铝可包括各种形状的铝颗粒，例如铝薄片、球形铝粉末、结节形（不规则形）铝粉末、或它们的任何组合。在一个实施例中，粒状铝为铝粉末。铝粉末表现出例如4至12μm的平均粒度。粒状铝可以如下比例存在于铝浆中：以总铝浆组合物计，50至80重量%，或在一个实施例中，70至75重量%。
在本说明书和权利要求书中使用术语“平均粒度”。其应指借助激光散射测定的平均粒度（平均粒径，d50）。
本说明书和权利要求书中关于平均粒度所作的所有陈述均涉及如存在于铝浆组合物中的相关材料的平均粒度。
存在于铝浆中的粒状铝可伴随有一种或多种其它粒状金属，例如银或银合金粉末。以粒状铝加上一种或多种其它粒状金属的总量计，此类一种或多种其它粒状金属的比例为例如0至10重量%。
铝浆包括有机载体。可将很多种惰性粘稠材料用作有机载体。有机载体可为粒状成分（粒状铝、任选存在的其它粒状金属、玻璃料、进一步任选存在的无机粒状成分）能够以充分的稳定度分散于其中的有机载体。有机载体的性能，具体地为流变性，可使得它们赋予铝浆组合物良好的施加性能，包括：不溶性固体的稳定分散性、对于施加（具体地丝网印刷）的适当粘度和触变性、硅片背面钝化层和浆料固体的适当可润湿性、良好的干燥速率、以及良好的焙烧性能。用于铝浆中的有机载体可为非水惰性液体。有机载体可为有机溶剂或有机溶剂混合物；在一个实施例中，有机载体可为一种或多种有机溶剂中一种或多种有机聚合物的溶液。在一个实施例中，用于该目的的聚合物可为乙基纤维素。可单独使用或组合使用的聚合物的其它例子包括乙基羟乙基纤维素、木松香、酚醛树脂和低级醇的聚（甲基）丙烯酸酯。合适的有机溶剂的例子包括酯醇和萜烯例如α-或β-萜品醇或它们与其它溶剂例如煤油、邻苯二甲酸二丁酯、二甘醇丁基醚、二甘醇丁醚乙酸酯、己二醇和高沸点醇的混合物。此外，在有机载体中还可包含挥发性有机溶剂用于促进在将铝浆施加于背面钝化层上后的快速硬化。可配制这些溶剂和其它溶剂的各种组合以获得所期望的粘度和挥发性要求。
铝浆中的有机载体含量可取决于施加浆料的方法和所用的有机载体的种类，并且其可变化。在一个实施例中，其以总铝浆组合物计可为20至45重量%，或者在一个实施例中，其可在22至35重量%的范围内。20至45重量%的数目包括一种或多种有机溶剂、一种或多种可能的有机聚合物和一种或多种可能的有机添加剂。
铝浆中的有机溶剂含量以总铝浆组合物计可在5至25重量%，或者在一个实施例中，10至20重量%的范围内。
一种或多种有机聚合物可以如下比例存在于有机载体中：以总铝浆组合物计在0至20重量%，或者在一个实施例中，5至10重量%的范围内。
铝浆包括作为无机粘结剂的至少一种无铅玻璃料。所述至少一种无铅玻璃料选自包含以下物质的玻璃料：0.5至15重量%SiO2、0.3至10重量%Al2O3以及67至75重量%Bi2O3。SiO2、Al2O3和Bi2O3的重量百分比可为或可不为总计100%。在它们不为总计100%的情况下，遗漏的重量%可具体地由一种或多种其它成分构成，例如B2O3、ZnO、BaO、ZrO2、P2O5、SnO2和/或BiF3。
在一个实施例中，所述至少一种无铅玻璃料包含0.5至15重量%SiO2、0.3至10重量%Al2O3、67至75重量%Bi2O3以及以下物质中的至少一种：>0至12重量%B2O3、>0至16重量%ZnO、>0至6重量%BaO。所有重量百分比均以所述玻璃料的总重量计。
可用于本发明铝浆中的无铅玻璃料的具体组成示于表I中。所述表示出了以所述玻璃料的总重量计，所述玻璃料A-N中各种成分的重量%。
表I
SiO2 Al2O3 ZrO2 B2O3 ZnO BaO Bi2O3 P2O5 SnO2 BiF3
A 3.00 3.00 12.00 7.00 5.00 70.00
B 5.00 5.00 8.00 7.00 5.00 70.00
C 6.00 3.00 6.00 7.00 4.00 74.00
D 2.60 0.85 8.10 13.20 2.25 73.00
E 1.50 3.00 7.50 14.50 3.50 70.00
F 1.00 0.50 9.50 13.00 3.00 73.00
G 1.00 0.50 9.50 13.00 3.00 73.00
H 1.90 0.60 8.20 13.50 2.60 73.20
I 10.49 1.94 1.14 73.94 2.70 9.80
J 11.88 6.19 9.72 72.21
K 1.00 0.50 9.50 13.00 3.00 73.00
L 7.50 2.90 7.50 11.00 1.90 69.20
M 2.00 0.80 8.40 13.40 2.40 72.50 0.50
N 7.17 7.17 8.50 7.16 70.00
一般来讲，除了至少一种无铅玻璃料之外，铝浆不包含玻璃料。
一种或多种玻璃料的平均粒度可在例如0.5至4μm的范围内。铝浆中，至少一种无铅玻璃料的总含量为例如0.25至8重量%，或者在一个实施例中，0.8至3.5重量%。
玻璃料的制备是熟知的，并且包括例如将具体地为组分的氧化物形式的玻璃的组分熔融在一起并且将此类熔融组合物倒入水中以形成玻璃料。如本领域中所熟知，可将加热进行至例如1050至1250℃范围内的峰值温度并持续一段时间（通常为0.5至1.5小时），使得熔体完全变成液体且均匀。
可将玻璃在球磨机中用水或惰性的低粘度低沸点有机液体研磨，以减小玻璃料的粒度并获得基本上均匀尺寸的玻璃料。然后可将其沉淀在水或所述有机液体中以分离出细料，并且可除去包含细料的上清液。也可使用其它分类方法。
铝浆可包含耐火无机化合物和/或金属有机化合物。“耐火无机化合物”是指耐焙烧期间经历的热条件的无机化合物。例如，它们具有高于焙烧期间经历的温度的熔点。例子包括固体无机氧化物，例如无定形二氧化硅。金属有机化合物的例子包括锡有机化合物和锌有机化合物，例如新癸酸锌和2-乙基己酸锡。在一个实施例中，铝浆不含金属氧化物，并且不含在焙烧时能够生成此类氧化物的化合物。在另一个实施例中，铝浆不含任何耐火无机化合物和/或金属有机化合物。
对于铝浆而言，可能有利的是包含少量的至少一种锑氧化物。因此，在一个实施例中，本发明的铝浆可包含至少一种氧化锑。以总铝浆组合物计，铝浆中包含的所述至少一种锑氧化物的总比例可为例如0.01至1.5重量%，其中所述至少一种锑氧化物可作为一种或多种单独的粒状组分和/或作为一种或多种玻璃料组分存在。合适锑氧化物的例子包括Sb2O3和Sb2O5，其中Sb2O3为优选的锑氧化物。
铝浆可包括一种或多种有机添加剂，例如表面活性剂、增稠剂、流变改性剂和稳定剂。一种或多种有机添加剂可为有机载体的一部分。然而，也有可能在制备铝浆时单独加入一种或多种有机添加剂。一种或多种有机添加剂可按以总铝浆组合物计例如0至10重量%的总比例存在于铝浆中。
铝浆为一种粘稠组合物，其可通过将粒状银和一种或多种玻璃料与有机载体机械混合来制备。在一个实施例中，可使用粉末混合制造方法，这是一种等同于传统辊磨的分散技术；还可使用辊磨或其它混合技术。
铝浆可原样使用，或者可例如通过加入一种或多种附加的有机溶剂进行稀释；相应地，可降低铝浆的所有其它成分的重量百分比。
本发明的铝浆可用于PERC硅太阳能电池（常规PERC硅太阳能电池以及作为PERC硅太阳能电池的具体实施例的代表的LFC-PERC硅太阳能电池）的铝背面电极的制造中。相应地，铝浆可用于PERC硅太阳能电池的制造中。
制造可通过将铝浆施加到设置有正面ARC层和背面穿孔的介电钝化层的硅片而进行。施加铝浆后，对其进行焙烧以形成铝背面电极。
因此，本发明也涉及生产PERC硅太阳能电池的铝背面电极的方法，并且相应地涉及生产PERC硅太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)提供硅片，所述硅片在其正面上具有ARC层并且在其背面上具
有穿孔的介电钝化层；
(2)在所述硅片背面上的穿孔的介电钝化层上施加本文所述的其实施
例中任一个中的铝浆并干燥，以及
(3)焙烧干燥的铝浆，从而使硅片达到700至900℃的峰值温度。
在本发明方法的步骤（1）中提供硅片，所述硅片在其正面上具有ARC层并且在其背面上具有穿孔的介电钝化层。硅片是常规用于生产硅太阳能电池的单晶或多晶硅片；其具有p-型区域、n-型区域和p-n结。硅片在其正面上具有ARC层并且在其背面上具有穿孔的介电钝化层，这两者均为例如TiOx、SiOx、TiOx/SiOx、SiNx层，或具体地SiNx/SiOx的介电叠堆。此类硅片为技术人员所熟知，为简明原因起见，对于上文公开进行明确引用。硅片可已经设置有常规的正面金属喷镀，即具有如上所述的正面银浆。正面金属喷镀的应用可在铝背面电极完成之前或之后进行。
在本发明方法的步骤（2）中，在硅片背面上穿孔的介电钝化层上施加本文所述的其实施例中任一个中的铝浆，即覆盖介电层以及穿孔。
将铝浆施加至例如15至60μm的干膜厚度。通常，其作为单层来施加。铝浆的施用方法可为印刷，例如硅氧烷移印；或者在一个实施例中，为丝网印刷。
当其通过使用Brookfield HBT粘度计和#14锭子的效用杯以10rpm的锭子速度和25℃测量时，铝浆的施用粘度可为20至200Pa·s。
施加后，将铝浆干燥例如1至100分钟，其中硅片达到100至300℃范围内的峰值温度。干燥可利用例如带式、旋转式或静止式干燥机，具体地IR（红外）带式干燥机来进行。
在本发明方法的步骤（3）中，焙烧干燥的铝浆以形成铝背面电极。步骤（3）的焙烧可进行例如1至5分钟，其中硅片达到700至900℃范围内的峰值温度。可利用例如单区或多区带式炉，具体地，多区IR带式炉进行焙烧。焙烧可在惰性气体中或在氧气的存在下，例如在空气的存在下发生。在焙烧期间，可除去（即烧尽和/或碳化，具体地烧尽）包括非挥发性有机材料和在干燥期间未蒸发的有机部分的有机物质。在焙烧期间除去的有机物质包括一种或多种有机溶剂、任选存在的一种或多种有机聚合物、任选存在的一种或多种有机添加剂以及任选存在的金属有机化合物的有机部分。在焙烧期间有另外的过程发生，即玻璃料与粒状铝的烧结。在焙烧期间，铝浆不烧透背面穿孔的钝化层，但在钝化层中的穿孔的地方处与硅基板背表面进行局部接触，并且形成局部BSF触点，即至少基本上在焙烧的铝浆和硅基板之间，钝化层得以保留。
可将焙烧执行为连同已施加到PERC太阳能电池硅片的其它金属浆料即正面和/或背面金属浆料的所谓共焙烧，在焙烧过程期间，所述正面和/或背面金属浆料已被施加以形成晶片表面上的正面和/或背面电极。一个实施例包括正面银浆和背面银或背面银/铝浆。在一个实施例中，此类背面银或背面银/铝浆为不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的银或银/铝浆。不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的背面银或背面银/铝浆在焙烧期间不蚀刻穿背面穿孔的钝化层；因此其仅在钝化层中的穿孔的地方处与晶片的硅背表面进行局部物理接触。
如已经提及的，本发明的铝浆还可用于LFC-PERC硅太阳能电池的铝背面电极的制造中，或相应地用于LFC-PERC硅太阳能电池的制造中。
因此，本发明也涉及生产LFC-PERC硅太阳能电池的铝背面电极的方法，并且相应地涉及生产LFC-PERC硅太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)提供硅片，所述硅片在其正面上具有ARC层并且在其背面上具有未穿孔的介电钝化层；
(2)在所述硅片背面上的未穿孔的介电钝化层上施加本文所述的其实施例中任一个中的铝浆并干燥，以及
(3)焙烧干燥的铝浆，从而使硅片达到700至900℃的峰值温度，以及
(4)将步骤（3）中获得的经焙烧的铝层和所述经焙烧的铝层下方的介电钝化层激光焙烧，以在所述钝化层中产生穿孔并形成局部BSF触点。
换句话讲，用于生产LFC-PERC硅太阳能电池的铝背面电极的方法与用于生产常规PERC硅太阳能电池的铝背面电极的上述方法的不同之处在于，在工序（1）和（2）中，背面介电钝化层不具有穿孔并且在于进行激光焙烧的附加步骤（4）。因为背面介电钝化层不具有穿孔，在工序（3）的过程中形成经焙烧的铝层而不是局部BSF触点。在所述附加工序（4）的过程中，背面介电钝化层设置有穿孔并且形成局部BSF触点。穿孔的直径为例如50至300μm，并且它们的数目处于例如100至500个/平方厘米的范围内。激光焙烧产生高于铝熔点的温度，以便在穿孔处形成铝-硅熔体，从而得到与步骤（3）中获得的经焙烧的铝层电接触的局部BSF触点。由于与经焙烧的铝层电接触的局部BSF触点，后者变成铝背面阳极。
实例
（1）测试样本的制造：
（i）实例铝浆
实例铝浆包含72重量%的空气雾化铝粉末（d50=6μm）、27重量%的聚合物树脂与有机溶剂的有机载体、以及1重量%的玻璃料。玻璃料组成为1重量%SiO2、0.5重量%Al2O3、9.5重量%B2O3、13重量%ZnO、3重量%BaO和73重量%Bi2O3，并且玻璃具有430℃的软化点温度（玻璃化转变温度，以10K/min的加热速率，由差热分析DTA测定）。
（ii）TLM样本的形成
在80cm2面积和160μm厚度、具有n型扩散的POCl3发射极、具有正面上的SiNxARC和未穿孔的100nm厚SiO2/SiNx背表面介电叠堆的p型多晶硅片的背面上丝网印刷实例铝浆的平行线。以100μm的标称线宽度与2.05mm的线间距（节距）使铝浆图案化；干燥的铝浆膜厚度为20μm。
然后在由Despatch提供的6区红外炉中焙烧经印刷的晶片。使用580cm/min的带速，其中区温度限定为区1=500℃，区2=525℃，区3=550℃，区4=600℃，区5=900℃，并且最终区设定为865℃。使用DataPaq热数据记录器发现峰值晶片温度达到730℃。
随后将经焙烧的晶片激光划片并分割成8mm×42mm的TLM样本，其中平行的铝金属喷镀线彼此不接触。激光划线使用由Optek提供的1064nm红外激光来进行。
（iii）粘附试验样本的形成
提供243cm2面积和160μm厚度、具有n型扩散的POCl3发射极、具有正面上的SiNx ARC和未穿孔的SiO2/SiNx背表面介电叠堆的p型多晶硅片。将实例铝浆完全平面地丝网印刷并干燥。铝浆具有30μm的干燥层厚度。然后在由Despatch提供的6区红外炉中焙烧经印刷并干燥的硅片。使用580cm/min的带速，其中区温度限定为区1=500℃，区2=525℃，区3=550℃，区4=600℃，区5=900℃，并且最终区设定为865℃使用DataPaq热数据记录器发现峰值晶片温度达到730℃。
然后将具有介电叠堆和经焙烧的铝金属喷镀的背表面使用1064nm波长的激光加工，以获得直径为80μm且节距（间距）为500μm的穿孔（通路）。
（2）测试程序：
（i）TLM测量
为了测量接触电阻率的目的，通过将TLM样本置于购自GP Solar的GP4-Test Pro仪器中来测量它们。这些测量在20℃下进行，其中使样本在暗处。设备的测试探头与TLM样本的6个相邻的细线铝电极进行接触，并且记录接触电阻率（ρc）。
（ii）焙烧粘附性
为了测量铝金属喷镀的粘合强度，使用剥离测试测定从焙烧的晶片的背面除去的材料量。为此，牢固地施加一层透明的粘合带（3M ScotchMagic带等级810），并且随后通过以45度的角度剥离来移除。通过计算带上的残余面积与保留在晶片上的材料面积的比率，可得到所述粘附性的定性评定。
实例铝浆表现出以下结果：
粘附性（面积%，无粘附性损失）=100%，剥离测试之后在带上无残余。
接触电阻率超过了GP4-Test Pro设备能够测量的上限（>364Ω·cm2）。

Claims (13)

1.铝浆，所述铝浆不具有烧透能力或仅具有较差的烧透能力，并且包含粒状铝、有机载体和至少一种无铅玻璃料，所述无铅玻璃料选自包含以下物质的玻璃料：0.5至15重量%SiO2、0.3至10重量%Al2O3、以及67至75重量%Bi2O3，其中所述重量百分比以所述玻璃料的总重量计。
2.根据权利要求1所述的铝浆，其中以总铝浆组合物计，所述粒状铝以50至80重量%的比例存在。
3.根据权利要求1或2所述的铝浆，其中以总铝浆组合物计，所述有机载体含量为20至45重量%。
4.根据权利要求1、2或3所述的铝浆，其中所述至少一种无铅玻璃料还包含以下物质中的至少一种：>0至12重量%B2O3、>0至16重量%ZnO、>0至6重量%BaO。
5.根据前述权利要求中任一项所述的铝浆，其中在所述铝浆中，至少一种无铅玻璃料的总含量为0.25至8重量%。
6.用于生产PERC硅太阳能电池的方法，包括以下步骤：
(1)提供硅片，所述硅片在其正面上具有ARC层并且在其背面上具有穿孔的介电钝化层；
(2)在所述硅片背面上的穿孔的介电钝化层上施加前述权利要求中任一项的铝浆并干燥，以及
(3)焙烧所述干燥的铝浆，从而使所述硅片达到700至900℃的峰值温度。
7.根据权利要求6所述的用于生产LFC-PERC硅太阳能电池的方法，其中使用未穿孔的介电钝化层代替所述穿孔的介电钝化层，并且其中所述方法包括以下附加步骤：
(4)将所述经焙烧的铝层和所述经焙烧的铝层下方的介电钝化层激光焙烧，以在所述钝化层中产生穿孔并形成局部BSF触点。
8.根据权利要求6所述的方法，其中焙烧连同其它正面和/或背面金属浆料一起共焙烧来进行，所述正面和/或背面金属浆料在焙烧期间已施加到所述硅片以在其上形成正面和/或背面电极。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述一种或多种其它背面金属浆料选自不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的银浆和不具有烧透能力或仅具有较差烧透能力的银/铝浆。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中所述铝浆通过印刷施加。
11.PERC硅太阳能电池，所述PERC硅太阳能电池通过权利要求6至10中任一项的方法制成。
12.PERC硅太阳能电池，包含铝背面电极，其中所述铝背面电极利用权利要求1至5中任一项的铝浆制成。
13.根据权利要求12所述的PERC硅太阳能电池，还包括硅片。
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