CN104170094A - 银太阳能电池触点 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池导体配方由具有不同粒度分布的两种银粉、铝粉和两种玻璃料组合物制成，所述两种玻璃料组合物具有在250℃-700℃范围内的软化点并且其软化点相差至少10℃。

Description

银太阳能电池触点
发明背景
1.发明领域
本发明涉及太阳能电池导体配方，该太阳能电池导体配方由具有不同粒度分布的两种银粉、铝粉和两种玻璃料(glass frit)组合物制成，所述两种玻璃料组合物具有250℃-700℃范围内的软化点并且其软化点相差至少10℃。配方是扩散在有机系统中的浆料(paste)。配方能够烧透钝化层，由此允许使用在硅晶片基光伏电池的两侧上的钝化层。配方是丝网印刷的并且适合于在制造光伏器件中使用，具体地在具有n型发射极或金属穿孔卷绕(metal wrap through)(MWT)以及发射极穿孔卷绕(emitter wrap through)(EWT)的太阳能电池中使用。
2.相关技术描述
太阳能电池一般由半导体材料(诸如硅(Si))制成，它将太阳光转化成有用的电能。常规太阳能电池一般由薄的p型Si晶片制成，其中，所需的PN结通过将来自适当的磷源的磷(P)扩散到晶片之上产生所述n型发射极层而形成。硅晶片中太阳光入射所在的侧面上一般涂有抗反射涂层(ARC)以防止太阳光的反射损耗。这种ARC也使该表面钝化，由于表面复合，该表面减小电子/光损耗。到n型发射极层的低电阻触点是已知的。然而，存在实现到p型发射极的低接触电阻触点的需要。本发明的浆料针对该需要。
发明概述
新兴和发展的一代Si太阳能电池由n型Si晶片制成。装置PN结通过将硼(B)从适当的硼源扩散在晶片之上以产生p型发射极层而形成。被称为前触点的二维电极网格图案实现对硅的p型发射极的连接。被称为银后触点的触点，采取二维电极网格图案的形状，由在硅的n侧上印刷并烧制的银浆料制成。这些触点都是从PN结到外部负载的电气出口。这种电池能够被利用作为具有捕获两侧上的光照的能力的双面太阳能电池，当提供不透明背景时，仅捕获一个(前)侧上的光照。
附图简述
图1示意性地描绘具有前p型发射极的双面n型太阳能电池。
图2示意性地描绘金属穿孔卷绕(MWT)太阳能电池。
图3示意性地描绘发射极穿孔卷绕(EWT)太阳能电池。
图4用图表描绘硅太阳能电池中p型发射极的Ag/Al烧透浆料的接触电阻。
图5用图表描绘硅太阳能电池中p型发射极的Ag/Al烧透浆料的体电阻率。
发明详述
本发明涉及使用具有p型发射极的n型硅基材的新一代太阳能电池。该类型的太阳能电池能够显示具有23％以及更高的可能性的太阳能电池效率。为了到达该目的，大贡献者来自金属触点，其中光生电荷载流子被收集。然而，通过使用常规银浆料来确保p型发射极具有低接触电阻是具有挑战性的。据此，已经研发Ag-Al浆料来对具有钝化硅表面的p型发射极提供改善的低接触电阻。对于某些本发明的浆料，发明人已经实现对p发射极硅的小于1.5mOhm-cm2的接触电阻以及5-6μOhm-cm体电阻率，如图4和图5中所示。两种组分显著减小太阳能电池串联电阻。此外，这些浆料具有烧透性质意味着它们蚀刻透过SiNx层以与p型发射极接触。尽管在配方中存在Al，但是浆料被设计成在双二极管I-V模型中的空间电荷区域J02中维持由大Voc指示的高质量的结电压以及低漏饱和电流密度(作为品质因数)。
除了发射极穿孔卷绕(EWT)之外，太阳能电池的替代构造包括金属化环绕式(MWA)、金属穿孔卷绕(MWT)以及背结结构。MWA以及MWT具有在前表面上的金属电流收集网格。这些网格分别环绕边缘或通孔至背表面以便形成背接触电池。与MWT以及MWA电池相比，EWT电池的独特之处在于，在电池的前侧上没有任何金属覆盖，这意味着入射光都不被挡住，获得更高的效率。EWT电池环绕电流收集结(“发射极”)，从前表面通过硅晶片中的掺杂导电通道到后表面。“发射极”是指半导体装置中的重掺杂区。这种导电通道能够通过例如用激光在硅基底上钻孔并且随后在孔内部形成发射极的同时在前后表面上形成发射极而制造。背结电池在太阳能电池的后表面上具有负极性收集结和正极性收集结两者。因为大部分光被吸收，并且因此在接近前表面处光生出大部分载流子，背结电池需要非常高的材料质量，使得载流子具有充足的时间来从前表面扩散至后表面，以及后表面上的收集结。相比之下，EWT电池维持前表面上的电流收集结，这对于高电流收集效率是有利的。在通过引用并入本文的美国专利No.5,468,652中公开了EWT电池。关于MWA和MWT太阳能电池的进一步的细节能够在通过引用并入本文的共同拥有的待审美国专利公开No.12/682,040中找到。
本发明人已经发现，使银粉处于两种不同的粒度范围且在一种银粉与另一种银粉的限定比率下，改善解凝聚并且防止银的过度烧结同时维持良好的传导率。此外，随着温度增加超过具有较低软化点的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)，该玻璃料开始蚀刻通过钝化层并且润湿Si表面。Ag(和Al)颗粒的一部分可以溶解在玻璃中并且在Si界面处沉淀，开始金属半导体接触，其中，Al减小势垒宽度、肖特基势垒，这导致改善的接触电阻。铝的比例和平均粒度分布仅足以至防止对结的任意损害并且也避免产生分流问题。当温度上升超过较高软化点玻璃料的Tg时，则较高软化点玻璃料(a)与腐蚀性的较低软化点玻璃反应并且防止其对硅过度腐蚀，从而防止PN结的破坏；(b)使来自稍后烧结的粗糙的银粉溶解，形成连续的Ag-Si岛沉淀。因此，最后的触点能够具有整体较低的接触电阻和体电阻率，但是不使结分流。
据此，本发明的实施方案的是一种太阳能电池，该太阳能电池包括(a)n型硅晶片、(b)p型发射极、(c)触点，其包括浆料，该浆料在烧制之前包括(i)一种或多种银粉、(ii)具有在250℃-500℃范围内的软化温度和0.2微米至20微米的D50粒度范围的第一玻璃料、(iii)具有在250℃-500℃范围内的软化温度和0.2微米至20微米的D50粒度范围的第二玻璃料，使得第一软化温度与第二软化温度相差至少10℃。
在本发明的一个实施方案中，就如其它地方公开的玻璃料而言，第一银粉具有0.2-1.7更优选地0.5微米-1.7微米的D50粒度范围，并且第二银粉具有1.72微米-10微米更优选地1.75微米-5微米的D50粒度范围。
本发明的实施方案是包括如下各项的太阳能电池：(a)n型硅晶片，(b)p型发射极，(c)包括浆料的触点，该浆料在烧制之前包括：(i)第一银粉，其具有D1 50的第一平均粒度，(ii)第二银粉，其具有D2 50的第二平均粒度，使得D1 50与D2 50相差2.5％以上，优选地2.8％以上，其中，D2 50>D1 50，(iii)第一玻璃料，其具有在250℃-650℃范围内的软化温度和0.2微米至20微米的D50粒度范围，(iv)第二玻璃料，其具有在300℃-700℃范围内的软化温度和0.2微米至20微米的D50粒度范围，使得所述第一软化温度和第二软化温度相差至少10℃。
本发明的又一个实施方案是具有p型发射极的n型Si太阳能电池，该n型Si太阳能电池包括将浆料支承在p侧上的n型硅晶片，该浆料在烧制之前包括：(a)40wt％-60wt％的具有0.2微米-1.7微米优选地0.5微米-1.7微米的D50平均粒度的第一银粉，(b)25wt％-45wt％的具有1.72微米-10.0微米优选地1.75微米-5.0微米的D50平均粒度的第二银粉，(c)0.01wt％至6wt％的具有0.2微米-10微米的D50粒度的三价元素掺杂物(诸如以金属或合金或有机金属或硅化物或氧化物或硼化物或氮化物的形式)，(d)1wt％-5wt％的具有250℃-650℃的软化点的第一玻璃组合物，(e)1wt％-5wt％的具有300℃-700℃的软化点的第二玻璃组合物，和(f)有机载体的量，其使得连同所述银和铝粉以及玻璃组合物的数量总计100wt％，其中所述第一玻璃和第二玻璃的软化温度相差至少10℃。
本发明的另一个实施方案是制造太阳能电池触点的方法，该方法包括：(a)将浆料施加至硅晶片的p侧，该浆料包括：(i)40wt％-60wt％的具有0.2微米-1.8微米的D50平均粒度的银粉，(ii)25wt％-45wt％的具有1.82微米-10微米的D50平均粒度的第二部分银粉，(iii)0.2wt％-6.0wt％的具有0.2微米-10微米优选地0.5微米-10微米的D50平均粒度的铝或硼或铟或镓粉，(iv)1wt％-5wt％的具有250℃-650℃的软化点的第一玻璃组合物，和(v)1wt％-5wt％的具有300℃-700℃的软化点的第二玻璃组合物，(vi)有机载体的量，其使得连同银粉和铝粉以及玻璃组合物的数量总计100wt％，其中，第一玻璃的软化点与第二玻璃的软化点相差至少10℃，以及(b)将晶片、银粉、铝粉或硼粉或铟粉或镓粉、和玻璃组合物在足以将粉烧结并且使玻璃熔化的一段时间和温度下烧制。
本发明的另一个实施方案是制造太阳能电池触点的方法，该方法包括：(a)将浆料施加至硅晶片的p侧，该浆料包括：(i)40wt％-60wt％的具有0.2微米-1.8微米的D50平均粒度的银粉，(ii)25wt％-45wt％的具有1.82微米-10微米的D50平均粒度的第二部分银粉，(iii)0.2wt％-6.0wt％的具有0.2微米-10微米优选地0.5微米-10微米的D50平均粒度的铝粉或铝合金粉，(iv)1wt％-5wt％的具有250℃-650℃的软化点的第一玻璃组合物，和(v)1wt％-5wt％的具有300℃-700℃的软化点的第二玻璃组合物，(vi)有机载体的量，其使得连同银粉和铝粉以及玻璃组合物的数量总计100wt％，其中，第一玻璃的软化点与第二玻璃的软化点相差至少10℃，以及(b)将晶片、银粉、铝粉或铝合金粉和玻璃组合物在足以将粉烧结并且使玻璃熔化的一段时间和温度下烧制。
据此，本发明的实施方案是包括如下各项的浆料配方：(a)第一银粉，其具有0.2微米-1.8微米，优选地0.5微米-1.8微米，更优选地0.8微米-1.5微米的以微米表示的粒度；(b)第二银粉，其具有大于1.82微米至10微米，优选地1.9微米-9.0微米，更优选地2微米-8微米，可替代地2微米-7微米的以微米表示的D50平均粒度；(c)第一玻璃料，其具有在250℃-600℃，优选地300℃-450℃，最优选325℃-425℃范围内的以℃表示的软化点，(d)第二玻璃料，其具有在300℃-700℃，优选地350℃-575℃，最优选435℃-475℃范围内的以℃表示的软化点；(e)约0.5wt％-6.0wt％，优选地1.5wt％-3.5wt％，更优选地2wt％-3wt％的铝粉；其中，第一银粉和第二银粉以从1∶10至10∶1，优选地1∶8至8∶1，更优选地1∶5-5∶1，最优选地1∶2-2∶1的重量比存在；并且其中，玻璃料的软化点相差至少10℃，或依次更优选地相差至少20℃，至少25℃，至少30℃，至少40℃，至少50℃，至少60℃，至少70℃，至少80℃，至少90℃和至少100℃。应注意的是，玻璃料的特征也可以在于玻璃化转变温度(Tg)，广义地说，该玻璃化转变温度比给定的玻璃组合物的软化点低约20℃至约100℃。
广义地说，虽然具有相差至少2.5％的D50粒度的两种银粉是最优选的，但是可以利用具有0.2微米-10微米，更优选地0.5微米-7微米，最优选0.8微米-3微米的D50粒度的单种银粉来设计类似于本发明的浆料，只要两种玻璃粉具有相差至少10℃的软化点即可。
同样地，虽然较小和较大银颗粒(有时称为“银I”和“银II”)的最优选的范围分别为0.5微米-1.7微米和1.75微米-5微米，但是可以利用在0.2微米-10微米内的银I和银II作为银的替代范围来设类似于本发明的浆料，只要它们的D50粒度相差至少2.5％即可。
广义地，本发明的浆料包括一些组分：玻璃粉、金属粉、其它添加物和有机载体，在下文中阐明这些组合物中的每个。
玻璃组分。太阳能电池的玻璃组分是确定电池性质的关键，所述电池性质包括电阻率、填充系数和效率。太阳能触点典型地通过将包含玻璃的导电浆料施加到硅基板来制造。该浆料包括约0.1wt％至约10wt％，优选地0.2wt％至约7wt％的玻璃组分。玻璃组分在烧制之前包括一种或多种玻璃粉。在配制浆料的过程中，玻璃料典型地具有约0.2微米至约20微米，优选地约0.3微米至约20微米，更优选地0.5微米至10微米，并且再更优选地约0.8微米-5微米，最优选0.8微米-3.5微米的D50平均粒度，然而可以使用本领域已知的其它粒度。
本文使用的玻璃料具有在250℃-700℃，优选地250℃-650℃或300℃-700℃，更优选地300℃-450℃或350℃-575℃，但是最优选325℃-475℃范围内的以℃表示的软化点。当使用两种或更多种玻璃料组合物时，它们具有相差至少5℃至至少100℃，优选地10℃至至少100℃的独立的软化点。
虽然在本发明中，两种玻璃料是优选实施方案，但是，能够使用多于两种玻璃料，比如三种玻璃料或四种玻璃料组合物。也设想的是，能够使用能够相分离成具有两种不同的软化点的两种玻璃的单种玻璃，如在本发明中教导的。也设想的是，单种玻璃能够与具有不同于初始玻璃的软化点或具有两种不同的玻璃材料(玻璃陶瓷和残余玻璃)的残余玻璃部分地结晶。
各玻璃组合物包括氧化物玻璃料。本文中的下列实施方案是有用的：(a)包括PbO和SiO2的玻璃；(b)包括PbO和B2O3的玻璃；(c)包括PbO、Al2O3和SiO2的玻璃；(d)包括PbO、B2O3和SiO2的玻璃；(e)包括PbO、ZnO和SiO2的玻璃，(f)包括PbO、ZnO和B2O3的玻璃，(g)包括PbO、V2O5和P2O5的玻璃，(h)包括PbO和TeO2的玻璃，(i)包括PbO和P2O5的玻璃。无铅玻璃也是有用的，例如(j)包括Bi2O3、B2O3和SiO2的玻璃组合物，(k)包括Bi2O3和B2O3的玻璃，(1)包括Bi2O3和SiO2的玻璃，(m)包括Bi2O3、Al2O3和SiO2的玻璃，(n)Bi2O3、B2O3、SiO2；(o)包括Bi2O3、ZnO和SiO2的玻璃，(p)包括Bi2O3、ZnO和B2O3的玻璃。在该段落中也设想了任意玻璃的组合。在其它实施方案中，玻璃组合物包括：(q)ZnO、B2O3和SiO2，(r)ZnO、Al2O3和SiO2，或(s)ZnO和B2O3，及其组合物。在另一个实施方案中，玻璃组合物包括：(t)碱氧化物、TiO2和SiO2，或(u)仅碱氧化物和SiO2。具体地，在本发明的各实施方案中，玻璃组合物可以在表1-表6中找到。注意下方的玻璃表，能够使用多于一种玻璃组合物，并且设想包括来自相同表或不同表中不同列的量的组合物，只要所使用的两种或更多种玻璃的软化点相差至少10℃即可。
在包括含铅玻璃的实施方案中，玻璃组合物包括包含PbO和SiO2的氧化物玻璃料。氧化锌(ZnO)可以代替此处玻璃组分中的一部分PbO。同样地，B2O3可以完全或部分代替玻璃中的SiO2。在含铅或无铅实施方案中，玻璃中的所有SiO2或其一部分可以由B2O3、V2O5、P2O5、TeO2、GeO2或TlO2中的一者多者代替。具体地，在本发明的各实施方案中，玻璃组合物包括表1-表6中任意成分。
表1.以玻璃组分的摩尔百分比表示的氧化物玻璃料成分
其它实施方案可以进一步包括至多10摩尔％的Ta2O5、至多10摩尔％的Sb2O5、至多10摩尔％的ZrO2、至多8摩尔％的P2O5、至多10摩尔％的(In2O3+Ga2O3)、至多15摩尔％的(Y2O3+Yb2O3)。诸如(Y2O3+Yb2O3)的项意味着Y2O3或Yb2O3或这两者的组合以指定的量存在。
表2：以玻璃组分的摩尔百分比表示的玻璃组分中的玻璃组合物的进一步的实施方案
当存在至少两种玻璃组合物时，它们的组成和比例的选择对太阳能电池触点的质量有影响。例如，使用包含高比例(例如，至多约35摩尔％)的ZnO的(第一)玻璃组合物提供到硅中的最小渗透。这种玻璃组合物由表1和表2中的各实施方案例证。另一方面，使用具有高比例(例如，至多约75摩尔％)的PbO的(第二)无锌玻璃组合物提供到硅中的更多渗透。这种玻璃组合物由表1和表2中的各实施方案例证。无论所使用的玻璃组合物的数量如何，玻璃组分中的PbO的总含量整体将落入约15摩尔％至75摩尔％PbO的范围内，并且有从约1摩尔％至约50摩尔％SiO2。在形成太阳能电池触点中能够使用变化比例的第一玻璃组合物和第二玻璃组合物来控制渗透到硅中的范围并且因此控制最终的太阳能电池性质。例如，在玻璃组分内，第一玻璃组合物和第二玻璃组合物可以以约1∶20至约20∶1并且优选地约1∶3至约3∶1的重量比存在。玻璃组分优选地不包含任何镉或镉的氧化物。此外，在本发明的范围内，一部分PbO能够由Bi2O3代替以提供在制造太阳能电池中所使用的玻璃组合物。例如，能够使用约1摩尔％至约30摩尔％的Bi2O3。
在不含铅的实施方案中，各种玻璃组合物可以包括包含Bi2O3和SiO2的氧化物玻璃料。具体地，在本发明的各实施方案中，能够使用表3和表4中的玻璃组合物。无论所使用的玻璃组合物的数量如何，玻璃组分中的Bi2O3和SiO2的总含量可以落入约5摩尔％至85摩尔％Bi2O3的范围内以及从约1摩尔％至约70摩尔％SiO2。如果使用了第二玻璃组合物，则能够改变玻璃组合物的比例以控制浆料与硅相互作用的范围并且因此控制最终的太阳能电池性质。例如，在玻璃组分内，第一玻璃组合物和第二玻璃组合物可以以约1∶20至约20∶1、可替代地约1∶3至约3∶1的重量比存在。玻璃组分优选地不包含任何铅或铅的氧化物并且不包含任何镉或镉的氧化物。
表3.铋玻璃的以摩尔百分比表示的氧化物玻璃料成分
表4：铋玻璃的以摩尔百分比表示的氧化物玻璃料成分
玻璃组分中的一种或多种都能够是无铅且无铋的，如由表5中的ZnO-B2O3-SiO2玻璃和碱-TiO2-SiO2玻璃例证的。
表5.触点玻璃的以摩尔百分比表示的氧化物玻璃料成分
表6.玻璃组分中的一者或多者能够包含诸如如表6中的PbO-V2O5-P2O5的磷酸盐玻璃。
表6.触点玻璃的以摩尔百分比表示的氧化物玻璃料成分
在本文公开的玻璃组分的各实施方案中，并且具体地在表1至表6中，除Al2O3或B2O3的添加物之外，以至多20摩尔％量的诸如In2O3、Ga2O3、Tl2O3、Sc2O3、Y2O3、La2O3的其它三价元素的氧化物或诸如Mn2O3、Cr2O3、Fe2O3的某些过渡元素的氧化物或诸如Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Gd2O3、Tb2O3、Yb2O3的稀土元素的氧化物的添加物对于增强触点到p型发射极的电气性能将是有益的。
金属组分。在太阳能电池触点中，金属典型地是银和/或铝。在本发明的前触点中，金属组分包括银和铝两者。银粒度对于提供具有期望性质的太阳能电池触点而言是重要的。使用了两种类型的银粉，各自具有不同的粒度分布和平均。据此，本发明的实施方案是浆料配方，该浆料配方包括(a)具有0.2微米-1.7微米，优选地0.5微米-1.7微米的以微米表示的D50平均粒度的第一银粉和具有1.72微米-10.0微米，优选地1.75微米-5.0微米的D50平均粒度的第二银粉。在一个实施方案中，可以表达为D1 50和D2 50的第一D50值和第二D50值可以相差至少1％，优选地至少2％，更优选地至少3％，并且依次更优选地至少4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％和25％，百分比相对于D1 50计算(D50值中的较小者)。
第一(细)银粉和第二(粗)银粉以1∶10至100∶0，优选地1∶8至8∶1，更优选地1∶6-6∶1，甚至更优选地1.5∶1-1∶1.5的重量比存在。设想了落入所有范围内的所有值。第一银粉的BET表面面积是0.2m2/g-1.2m2/g，优选地0.3m2/g-1m2/g，更优选地0.4m2/g-0.9m2/g，例如0.5m2/g-0.8m2/g。第二银粉的BET表面面积是0.05m2/g-0.5m2/g，优选地0.1m2/g-0.4m2/g，更优选地0.15m2/g-0.35m2/g，可替代地0.2m2/g-0.3m2/g，例如0.2m2/g-0.3m2/g。
可以使用各种物理形式的金属。例如，浆料的固体部分可以包括约80wt％至约99wt％球形银颗粒或可替代地约75wt％至约90wt％银颗粒和约1wt％至约10wt％银薄片。可替代地，固体部分可以包括约75wt％至约90wt％银薄片和约1wt％至约10wt％的胶体银，或约60wt％至约95wt％的银粉或银薄片和约0.1wt％至约20wt％的胶体银。银颗粒的适当的商业化示例是球形银粉Ag3000-1、银薄片SF-29和SF-75和胶体银悬浮物RDAGCOLB，均可从FerroCorporation，Cleveland，Ohio商购。
本发明的许多实施方案中也使用铝粉或铝合金粉。施加到硅晶片的浆料可以包括0.2wt％-6wt％，优选地1wt％-5wt％，更优选地1.5wt％-3.5wt％，例如2wt％-3wt％。铝颗粒具有0.5微米-10微米，优选地2微米-9微米，更优选地2微米-8微米，甚至更优选地2微米-6微米，还更优选地1.0微米-4微米，例如1微米-3微米的D50平均粒度。
其它添加物。根据需要，可以包括至多约30wt％的其它(即，无机)添加物，优选地至多约25wt％，并且更优选地至多约20wt％。可以使用以金属或合金或有机金属或氧化物或硅化物或硼化物或氮化物的形式的三价添加物，即掺杂物，诸如B、Al、Ga、In、Tl、Sc、Y、La、Bi，诸如Mn、Cr、Co、Rh、Ir、Os、Fe的过渡元素，和诸如Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Yb的稀土元素。能够使用能够显示三价(III)状态的其它过渡金属。也设想了将钻、铜、锌和/或铁添加在金属或有机金属或氧化物或诸如包含这些元素的颜料的其它无机化合物中以改善电气性质和附着性质。
优选的掺杂物是a)硅的三价掺杂物，诸如B、Al、Ga、In、Tl，和(b)诸如Cr、Mn、Co、Fe、Rh、Ir、Os的三价过渡元素的硅化物或硼化物或诸如Ce、Pr、Nd、Tb、Yb的稀土元素。硼、铟和镓和/或其化合物，例如，InSe、In2Se3、GaSe、Ga2Se3能够以各种方式被添加到浆料以减小p+型发射极的前触点的电阻。在优选实施方案中，使用这种添加物用于从触点除去铝的目的。例如，某些玻璃能够利用以粉末状的或熔块氧化物的形式的硼氧化物来改性，或能够通过硼化物或其它有机硼化合物将硼添加到浆料。它也能够作为硼化硅被添加到浆料。此外，该段落中的其它金属的硅化物能够是有用的。
能够添加其它添加物以控制金属组分与硅的反应，所述其它添加物诸如细的硅粉或碳粉或两者以及铝合金，诸如Al-合金，诸如例如0.01wt％至10wt％的Al-Si的铝合金。例如，能够将这些细的硅粉或碳粉添加到前触点银浆料以控制银还原和沉淀反应。对于在前触点和后触点两者中的银浆料，在Ag/Si界面处或在块体玻璃中的银沉淀也能够通过调节烧制大气(例如，在流动的N2或N2/H2/H2O混合物中烧制)来控制。能够添加约0.01wt％至约10wt％的细颗粒的低熔点金属添加物(即，不同于金属氧化物的元素金属添加物)以在较低温度下提供触点或以加宽烧制窗口(firing window)，所述低熔点金属添加物诸如Pb、Bi、In、Ga、Sn和Zn以及各自与至少另一种金属的合金。对于前触点而言，锌是优选的金属添加物，并且锌银合金是最优选的。
在用于p型发射极的该烧透浆料中铝是必需的。铝被用来形成与p型发射极的低电阻触点。然而，Al由本身不能被使用，因为它将导致在PN结处分流并且使电池效率下降。它也减小浆料的体电阻率，这使在这种网格图案构造中的电池的串联电阻大大下降。
优选的是，使Al和其它金属/合金具有至少99％纯度以最大化太阳能电池电气性能。代替纯Al，可通过诸如Al-Si、Al-Ag和Al-Zn的合金来提供铝。可以使用Al-Si共晶体(12.2原子百分比的Si和87.8原子百分比的Al)。一般地，可以使用具有0.01至30原子百分比的Si的Al-Si合金。可以使用例如68原子百分比的B和32原子百分比的Al的Al-B合金。替代地，可以使用具有0.01-50原子百分比的Ag优选地0.01-20原子百分比的Ag的Al-Ag银合金。可以使用Al-Zn合金。具体地，具有16.5原子百分比的Zn、或59原子百分比的Zn或88.7原子百分比的Zn的Al-Zn合金是有用的。更一般地，具有0.01-30原子百分比的Zn或40-70原子百分比的Zn或80-90原子百分比的Zn的Al-Zn合金是有用的。
多于一种浆料能够被用作硅晶片的涂层。事实上，本发明的实施方案在本文中是具有与p侧上的浆料至少部分同延地存在的第二浆料层的任意太阳能电池，该第二浆料具有高电导性或具有低体电阻率，诸如从1x10-6至4x10-6Ohm-cm的体电阻率。
本文中的所有金属可以若干物理形式或化学形式中的一种或多种提供。广义地，金属粉、薄片、盐、氧化物、玻璃、胶体和有机金属化合物是适当的。一般地，金属粉粒度是约0.1微米至约40微米，优选地至多约10微米。更优选地，金属粒度是与本文的铝颗粒和银颗粒的粒度一致。此外，一般地，本文中所使用的任意金属可以所感兴趣的金属的离子盐的形式来提供，所述离子盐诸如卤化物、碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐和亚硫酸盐。也可以使用任意金属的有机金属化合物，包括但不限于乙酸盐、甲酸盐、羧酸盐、邻苯二甲酸盐、间苯二甲酸盐、对苯二甲酸盐、延胡索酸盐、水杨酸盐、酒石酸盐、葡糖酸盐或螯合物，诸如具有乙二胺(en)或乙二胺四乙酸(EDTA)的那些螯合物。包含相关金属中的至少一种的其它适当的粉、盐、氧化物、玻璃、胶体和有机金属化合物对于本领域的技术人员而言将是明显的。一般地，银、铝和其它金属作为金属粉或薄片被提供。
例如，浆料可以包括约80wt％至约99wt％球形金属颗粒或可替代地约35wt％至约70wt％金属颗粒和约29wt％至约55wt％金属薄片。可替代地，浆料可以包括约75wt％至约90wt％金属薄片和约5wt％至约9wt％的胶体金属，或约60wt％至约95wt％的金属粉末或薄片和约4wt％至约20wt％的胶体金属。
有机载体。本文中的浆料包括载体(vehicle)或运载体(carrier)，所述载体或运载体典型地是溶解在溶剂中的树脂的溶液并且通常是包含树脂和触变剂两者的溶剂溶液。浆料的有机物部分包括(a)至少约80wt％有机溶剂；(b)至多约15wt％的热塑性树脂；(c)至多约4wt％的触变剂；和(d)至多约2wt％的润湿剂。也设想了使用多于一种溶剂、树脂、触变胶和/或润湿剂。虽然设想了固体部分与有机物部分的各种重量比，但是一个实施方案包括固体部分与有机物部分从约20∶1至约1∶20，优选地约15∶1至约1∶15，并且更优选地约10∶1至约1∶10的重量比。
乙基纤维素是常用的树脂。然而，也能够使用诸如乙基羟乙基纤维素、木松香、乙基纤维素和酚醛树脂的混合物、低级醇的聚甲基丙烯酸酯和乙二醇单乙酸酯的单丁醚的树脂。具有从约130℃至约350℃的沸点(1atm)的溶剂是适当的。广泛地使用的溶剂包括诸如α-或β-萜品醇的萜烯或较高沸点醇类诸如(二乙二醇单乙醚)，或其与其它溶剂的混合物，诸如丁基(二乙二醇单丁醚)；二丁基(二乙二醇二丁醚)，丁基乙酸酯(乙二醇丁醚乙酸酯)，己二醇，(2，2,4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)，以及其它醇酯、煤油和邻苯二甲酸二丁酯。载体能够包含有机金属化合物以对修改触点，所述有机金属化合物例如基于镍、磷或银的那些有机金属化合物。是稳定的液体制剂，包含具有类似于元素磷的扩散系数的扩散系数的n型扩散剂。能够对这些和其它溶剂的各种组合进行配方以获得期望的粘度和挥发度要求以便每次施加。可以包括在厚膜浆料配方中常用的其它分散剂、表面活性剂和流变改性剂。此类产品的商业化示例包括以下列任意商标下出售的那些：(Eastman Chemical Company,Kingsport，TN)；知(Dow Chemical Co.，Midland，MI)；(Union CarbideDivision of Dow Chemical Co.，Midland，MI)，(ElementisCompany,Hightstown NJ)，和(Transene Co.Inc.，Danvers，MA)。以商标出售的有机载体196、215和618以及塑化剂从Ferro Corporation，Cleveland，Ohio可商购。
其中，常用的有机触变剂是氢化蓖麻油及其衍生物。因为与任意悬浮物中固有的剪切稀化相关联的溶剂可单独适用于这一方面，所以触变胶不一定是必要的。此外，可以采用润湿剂，诸如脂肪酸酯，例如，N-牛油基-1，3-二氨基丙烷二-油酸酯；N-牛油基三甲烯二胺二乙酸酯；N-椰油基三甲烯二胺、β二胺；N-油基三甲烯二胺；N-牛油基三甲烯二胺；N-牛油基三甲烯二胺二油酸酯及其组合物。
制造前面和背面触点的方法。现在参照图1，根据本发明的太阳能电池前触点一般能够通过将银铝浆料和银基浆料施加到太阳能级Si晶片来制造。具体地，图1示出具有减少光反射的纹理化表面的单晶硅或多晶硅的基板。在太阳能电池的情况下，常常使用如从已经自提拉或铸造过程形成的锭切割的基板。由诸如用于切断的线锯的工具引起的基板表面损伤和来自晶片切割步骤的污染物典型地通过使用诸如KOH或NaOH的含水碱性溶液或使用HF和HNO3的混合物蚀刻掉约10微米至约20微米的基板表面而移除。基板可选地可以用HCl和H2O2的混合物洗涤以除去可能附着到基板表面的诸如铁的重金属。当所使用的基板是n型基板时，p型层120被形成以产生p-n结。硼可以用于该目的。扩散层的深度能够通过控制扩散温度和时间来改变，一般提供大约约40至约100欧姆每平方的薄层电阻率。抗反射纹理化表面有时在使用例如诸如含水氢氧化钾或含水氢氧化钠的含水碱性溶液之后形成。这提供以夸大的厚度尺寸描绘的基板110，因为典型的硅晶片是170-200微米厚。
在晶片的n侧(背侧)上，磷扩散层被提供。扩散层的深度能够通过控制扩散温度和时间来改变，一般产生大约约40至约100欧姆每平方的薄层电阻率。
接着，将抗反射涂层(ARC)(也被称为钝化薄膜或钝化涂层)130和150形成在上述p型扩散层120(前侧)上和在n型扩散层140上，所述抗反射涂层可为SiNx、TiO2、Al2O3、SiO2或这些物质的组合。氮化硅膜有时被表达为SNx：H以强调由氢气钝化。ARC130和150减小太阳能电池的表面反射以入射光，增加生成的电流。ARC130和150的厚度取决于其折射率，但是，约至约的厚度适合于约1.9至约2.0的折射率。ARC可以通过包括低压CVD、等离子CVD或热CVD的各种程序形成。当使用热CVD来形成SiNx涂层时，起始材料常常是二氯甲硅烷(SiCl2H2)和氨(NH3)气，并且膜的形成在至少700℃的温度下被实施。当使用热CVD时，起始气体在高温下的高温分解导致在氮化硅膜中基本上没有氢气存在，从而给予在硅和氮之间的基本上化学计量合成比率-Si3N4。形成ARC的其它方法在本领域中是已知的。
在前侧上，银铝浆料160印刷在钝化层130上方。类似地，在背侧上，银浆料170印刷在钝化层150上方。印刷浆料可以包括来自本文中的任意表的一种或多种玻璃料。然后，在红外线带式炉中在近似700℃至975℃的温度范围下实施烧制约几秒至几分钟(诸如，1秒或5秒至5分钟或10分钟)的一段时间。
在烧制期间，形成银铝浆料160的前电极烧结并且穿透(即，烧透)氮化硅膜130，并且因此，能够电接触p型层120。前侧银铝浆料160和硅发射极层120之间的边界呈现合金状态，这减小电气垫垒宽度以形成电气触点。背侧银浆料170与前侧同时烧制，变为银背触点。
本发明的浆料的主要要求是实现到n型硅基太阳能电池上的p型发射极的非常低的接触电阻。本发明的浆料也必须烧透钝化层以与p型发射极接触。本发明的浆料维持低体电阻率，即使存在铝组分，也没有分流或结漏的问题。
低接触电阻和体电阻率在减小由本发明的浆料制成的太阳能电池触点中的串联电阻上起着重要的作用，这通过增大填充系数来帮助提高效率。
本发明的浆料维持大的Voc值。这一点也通过在空间电荷区域实现低值的漏饱和电流密度J02来体现。这代表固定的装置结。
现在参照图2，根据本发明的具有n-MWT构造的太阳能电池触点一般能够通过将银铝堵塞(plug)浆料和银基浆料施加到太阳能级Si晶片来制造。具体地，图2示出具有减少光反射的纹理化表面的单晶硅或多晶硅(n型Si)的基板。当所使用的基板是n型基板时，p型层220被形成以产生p-n结。硼可以用于该目的。扩散层的深度能够通过控制扩散温度和时间来改变，一般提供大约约40至约100欧姆每平方的薄层电阻率。抗反射纹理化表面有时在使用例如诸如含水氢氧化钾或含水氢氧化钠的含水碱性溶液之后形成。这提供以夸大的厚度尺寸描绘的基板210，因为典型的硅晶片是170-200微米厚。对于MWT电池，孔典型地通过激光烧制而形成在硅晶片基板中。孔横跨n型Si晶片的整个厚度。
在晶片的n侧(背侧)上，磷扩散层被提供。它能够为定域掺杂或需要例如使用激光与堵塞浆料隔离以防止电气短路。扩散层的深度能够通过控制扩散温度和时间来改变，一般产生大约约40至约100欧姆每平方的薄层电阻率。
接着，将抗反射涂层(ARC)(也被称为钝化薄膜或钝化涂层)230和250形成在上述p型扩散层220(前侧)上和在n型扩散层240上，所述抗反射涂层可为SiNx、TiO2、Al2O3、SiO2或这些物质的组合。ARC230和250减小太阳能电池的表面反射以入射光，增加生成的电流。ARC230和250的厚度取决于其折射率，但是，约至约的厚度适合于约1.9至约2.0的折射率。ARC可以通过如本文其它地方提到的各种程序形成。
堵塞浆料280被施加到先前形成在n-型Si基板中的至少一个孔中。适当的堵塞浆料包括在共同拥有的待审的美国专利申请系列号No.61/635,255中公开的那些，该美国专利申请通过引用并入。在前侧上，银铝浆料260印刷在钝化层230上方，其中，钝化层230也连接到堵塞浆料。类似地，在背侧上，银浆料270印刷在钝化层250上方。
然后，在红外线带式炉中在近似700℃至975℃的温度范围下实施烧制约几秒至几分钟(诸如，1秒或5秒至5分钟或10分钟)的一段时间。
在烧制期间，形成银铝浆料260的前电极烧结并且穿透(即，烧透)氮化硅膜230，并且因此，能够电接触p型层220。前侧银铝浆料260和硅发射极层220之间的边界呈现合金状态，这减小电气势垒宽度以形成电气触点。背侧银浆料270和堵塞浆料280与前侧同时烧制。银浆料270变为银背触点。堵塞浆料变为p-发射极的前触点和背触点之间的电连接。
对于发射极穿孔卷绕太阳能电池(EWT)，现在参照图3，根据本发明的具有EWT构造的太阳能电池触点一般能够通过将银铝浆料和银基浆料施加到太阳能级Si晶片来制造。具体地，图3示出具有减少光反射的纹理化表面的单晶硅或多晶硅(n型Si)的基板。当所使用的基板是p型基板时，n型层320被形成以产生p-n结。硼可以用于该目的。抗反射纹理化表面有时在使用例如诸如含水氢氧化钾或含水氢氧化钠的含水碱性溶液之后形成。这提供以夸大的厚度尺寸描绘的基板310，因为典型的硅晶片是-170-200微米厚。对于EWT电池，孔典型地通过激光烧制而形成在硅晶片基板中。孔横跨Si晶片的整个厚度。
在晶片的背侧上，存在n型穿孔卷绕岛以及相间错杂的p岛。接着，将抗反射涂层(ARC)(也被称为钝化薄膜或钝化涂层)330和350形成在n型扩散层320(前侧)上和在包括扩散层340的背侧上，所述抗反射涂层可为SiNx、TiO2、Al2O3、SiO2或这些物质的组合。ARC330和350减小太阳能电池的表面反射以入射光，增加生成的电流。ARC330和350的厚度取决于其折射率，但是，约至约的厚度适合于约1.9至约2.0的折射率。ARC可以通过如本文其它地方提到的各种程序形成。
在背侧上，银/铝浆料370印刷在p岛340上方，该p岛340在钝化层350的下方。适当的银/铝浆料包括本文公开的任意浆料。银堵塞浆料380被施加到先前形成在Si基板中的至少一个孔中。适当的堵塞浆料包括本文在别处公开的任意浆料。堵塞浆料也接触在背面上的n岛，诸如从Ferro Corporation，Cleveland，Ohio可商购的Ferro产品NS3127。
然后，在红外线带式炉中在近似700℃至975℃的温度范围下实施烧制约几秒至几分钟(诸如，1秒或5秒至5分钟或10分钟)的一段时间。
在烧制期间，形成银铝堵塞浆料380的后电极能够电气地接触p型层320。背侧银浆料370和堵塞浆料380与前侧同时烧制。银浆料370变为银背触点。堵塞浆料380变为p型穿孔卷绕发射极的电触点。
浆料流变性、弹性(G′)和粘性(G″)模数被设计为确保浆料与具有小于100微米的线开口的窄线宽丝网印刷设计是兼容的。导致低接触电阻(Rc)的关键成分是具有某些范围的粒度的铝粉、具有不同粒度的两种类型的Ag粉和具有不同化学物质和软化点的两种玻璃。
浆料制备。根据本发明的浆料可以方便地在三辊轧机上制备。所利用的载流子的数量和类型主要由最终期望的配方粘度、浆料的研磨细度和期望的湿印刷厚度来确定。在制备根据本发明的组合物中，将颗粒无机固体与载体混合并且用诸如三辊轧机的适当设备扩散以形成悬浮物，从而产生组合物，对于该组合物：其粘度在如在布氏粘度计HBT、轴14上确定的、在25℃下测量的9.6秒-1的剪切速率下将在约100kcps至约500kcps，优选地约300kcps至约400kcps范围内。
浆料的印刷和烧制。上述浆料组合物可以在使太阳能电池前银铝触点以及背银触点均呈干燥图案形状的过程中使用。上述浆料能够在钝化硼发射级表面上的单印刷构造和双印刷构造两者中使用，具体地适用于n型晶片和n-MWT电池。在双印刷构造中，在第一层中，利用烧透钝化层并且形成与硅的触点的低接触电阻浆料(与该专利下相同的浆料)。对于第二层，使用不具有烧透组合物的高导电浆料，并且主要特点是低浆料体电阻率。该组合物具有减小太阳能电池的串联电阻(Rs)的可能性。
第二层也能够包含纯金属、以金属和/或它们的氧化物或硅化物或碳化物或氮化物或合金的混合物的形式的添加物，所述金属包括例如Zn、Pb、Sn、Bi、Sb、Mn、Cr、Cu、Rh、Ru、Pt、Au、Co、V、Cr、Ti、Ni。添加物被设计成使得第一层中的玻璃在烧制之后最低限度地流入到第二层。
形成n型硅太阳能电池中的p-发射极型的前触点和背触点的发明方法包括：(1)将包含银铝的浆料施加到硅基板中具有p型发射极的前侧；(2)使所述浆料干燥；(3)将包含银的浆料施加到硅基板中具有n+基的背侧；(4)使第二浆料干燥；(5)将浆料共同烧制以烧结金属，烧透在两侧处的钝化层，并且同时与两侧上的硅接触。浆料的印刷图案在诸如约650℃-1100℃炉设置温度或约550℃-850℃晶片温度的适当温度下烧制。优选地，炉设置温度为约750℃-930℃，并且浆料在空气中被烧制。在烧制期间，抗反射SiNx层被认为被氧化并且由玻璃腐蚀，并且Ag/Si岛形成在Si基板上与Si基板反应，其外延地键合到硅。挑选烧制条件以在硅晶片上在硅/浆料界面处产生包含Al的充足密度的Ag/Si岛，从而产生低阻率、高效率、高-填充系数的前触点和太阳能电池。
典型的ARC由硅化合物(诸如氮化硅，属类地SiNx，诸如Si3N4)以及可能地Al2O3或TiO2制成。该ARC层充当绝缘体，这趋向于增加接触电阻。因此，该ARC层由玻璃组分腐蚀在前触点形式和背触点形成两者中是必要的步骤。减小硅晶片和浆料之间的电阻提高太阳能电池效率并且通过金属硅导电岛的形成来促进。也就是，硅上的银铝岛提供与在硅基板中发现的相同的晶体结构。浆料成分(银和铝金属、玻璃、添加物、有机物)之间的相互作用以及浆料成分与硅基板之间的相互作用两者是复杂的，但是必须受到控制。快速炉处理使所有的反应高度依赖于动能。此外，所感兴趣的反应必须在硅的非常窄区域(<0.5微米)内发生以便维持p-n结。
制造前触点的方法。根据本发明的太阳能电池前触点能够通过将通过将银粉和铝粉与本文公开的玻璃混合而制造的任意Ag/Al浆料例如通过丝网印刷施加到硅基板的p侧至期望的湿厚度而制造。
制造银后触点的方法。根据本发明的太阳能电池银后触点能够通过将通过将银粉与本文公开的含铅或无铅玻璃混合而制造的任意Ag浆料例如通过丝网印刷施加到硅基板的n侧至期望的湿厚度而制造。
对于前和背网格图案两者，可以应用相同的印刷情况。能够采用使用200-325网筛的自动丝网印刷技术。然后，在烧制之前，在200℃或更低，优选地在约120℃下使印刷图案干燥持续约5-15分钟。能够将干燥的印刷图案与银后网格触点浆料在峰值温度下在传送带式炉中在空气中共同烧制持续仅仅1秒至约5分钟。
若需要，可以使用氮(N2)或另一种惰性大气，但它不是必要的。根据将允许有机物质在约300℃至约550℃下烧尽、在一段时间的约650℃至约1000℃的峰炉设置温度下的温度分布图，烧制一般持续仅约1秒，但是当在较低的温度下烧制时，长达1分钟、3分钟或5分钟的更长的烧制时间是可能的。例如，可以使用三区烧制分布图，且带速为约1米至约4米(40-160英寸)每分钟。自然地，由本发明设想具有多于3个区(包括4、5、6或7个区或更多个区)的烧制布置，各个区具有约5英寸至约20英寸的区长度和650℃至1000℃的烧制温度。
示例。对于接触电阻测量，浆料样品作为TLM图案(传输线模型)丝网印刷在钝化的硼掺杂表面上，如在通过引起并入本文的G.K.Reeves和H.B.Harrison在IEEE电子器件快报(IEEE electron deviceLetters)上的Vol.EDL-3，No.5(1982)中公开的。然后，在六区分配炉中烧制晶片。在图2中报告最终的接触电阻值(Rc)，而在图3中报告体电阻率。与起始基准浆料相比，这些值示出接触电阻中减小约60％。
R线，作为各网格线的平均电阻，将前印刷质量指示为平均线截面分布图，并且也受到浆料的体电阻率的影响，该体电阻率的特征在于所使用的材料。这些值在表6中报告并且在具有n发射极的常规p型Si太阳能电池的前Ag浆料的值的可比较范围内。虽然在现有技术配方中，Al有时使提到的参数下降，但是本发明配方规避该有害影响。
在表6中，某些成分定义如下：载体196是80％和20％乙基纤维素；载体215是90.9％载体618是68.8％11.2％乙基纤维素、20％载体473是83.85％2.15％α-松油醇、14％乙基纤维素。9100是二丙二醇二苯甲酸酯，并且2148塑化剂是具有低挥发度的烷基芳基磷酸酯塑化剂。SF75银薄片具有约1.2m2/g的BET表面面积。前述物质从Ferro Corporation，Cleveland Ohio可商购。EG9014和GQ Mod1是从Ferro Corporation可商购的玻璃粉。EG9014具有落入表2中的组合物2-3的范围内、395℃的软化点、6.28g/cc的密度和96x10-7/℃的CTE的配方。GQ Mod1具有落入表2的组合物2-6内、352℃的软化点、6.36g/cc的密度和103x10-7/℃的CTE的配方。
表6：浆料配方和性能试验。
术语“包括”提供对“基本上由…组成和“由…组成”的支持。设想的是，本文中以任意形式公开的(诸如表中出现的)参数、温度、重量、百分比等的各个数值提供对使用这种值作为范围的端点的支持。范围可以由两个这种值限制。在单个实施方案中，能够使用多于1种玻璃组合物，并且也设想了包括来自表中不同列中的量和范围的组合物。
设想了本发明的某些实施方案，其中，至少一些百分比、温度、时间和其它值的范围前面冠以修饰语“约”。所有的组成百分比是按重量计算的并且在烧制之前被提供以便掺合。在下端受零限制的氧化物或其它成分的数值范围(例如，0-10摩尔％ZnO)旨在为概念“至多[上限]”(例如，“至多10摩尔％ZrO2”)以及讨论中的成分以不超过上限的量存在的肯定叙述提供支持。
作为替代实施方案，本文所公开的受零限制的各数值范围具有0.1％而不是零的下限。本文所公开的所有范围应理解为包含起始和结束范围值以及其中的任意和所有子范围。例如，“1至10”的规定范围应被视为包括在最小值1和最大值10之间的任意和所有子范围(并且包括1和10在内)；也就是，所有的子范围以最小值1或以上开始并且以最大值10或更小结束，例如，1.0至2.7、3.3至8.9、5.7至10或例如像4.17、7.53或8.06的各个值。换言之，范围被用作用于描述在范围内的各个和每个值的速记。范围内的任意值能够被选择作为范围内的子范围的终点。

Claims (44)

1.一种包括触点的太阳能电池，所述触点包括浆料，所述浆料在烧制之前包括：
a.一种或多种银粉，
b.第一玻璃料，其具有在250℃-650℃范围内的第一软化温度和0.2微米至20微米的粒度范围，
c.第二玻璃料，其具有在300℃-700℃范围内的第二软化温度和0.2微米至20微米的粒度范围，
使得所述第一软化温度和所述第二软化温度相差至少10℃。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述一种或多种银粉包括：
a.第一银粉，其具有D1 50的第一平均粒度，
b.第二银粉，其具有D2 50的第二平均粒度，
使得D1 50与D2 50相差2.5％以上。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其还包括至少一个钝化涂层。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其还包括0.01wt％至6wt％的掺杂物，所述掺杂物具有金属、合金、有机金属化合物、硅化物、硼化物、氮化物、氧化物及其组合的形式，其中所述掺杂物包括至少一个三价元素。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是金属或B、Al、In、Ga、Tl及其组合的合金。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是铝粉或铝合金粉。
7.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是具有0.5微米-10微米的D50粒度的铝粉或铝合金粉。
8.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Ir、Os、Sc、Y、La及其组合组成的群的元素的硅化物。
9.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Ir、Os、Sc、Y、La及其组合组成的群的元素的硼化物。
10.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Ir、Os、Sc、Y、La及其组合组成的群的元素的氮化物。
11.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物是选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Ir、Os、Sc、Y、La及其组合组成的群的元素的氧化物。
12.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述三价掺杂物选自由具有原子序数58(Ce)至原子序数71(Lu)的稀土元素组成的群。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银粉具有0.5-1.7的D50粒度范围，并且所述第二银粉具有1.72微米-5微米的D50粒度范围。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其还包括0.01wt％-6.0wt％的具有0.5微米-10微米的D50粒度的铝粉。
15.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银颗粒和所述第二银颗粒具有小于5微米的D50尺寸。
16.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银粉和所述第二银粉以100∶0至1∶10的重量比存在于所述浆料中。
17.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银粉和所述第二银粉以1∶6至6∶1的重量比存在于所述浆料中。
18.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银粉和所述第二银粉以1∶3至3∶1的重量比存在于所述浆料中。
19.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银粉和所述第二银粉以1∶2至2∶1的重量比存在于所述浆料中。
20.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一银粉和所述第二银粉以1.5∶1至1∶1.5的重量比存在于所述浆料中。
21.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃料和所述第二玻璃料具有相差至少10℃的软化温度。
22.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃料和所述第二玻璃料具有相差至少20℃的软化温度。
23.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃料和所述第二玻璃料具有相差至少30℃的软化温度。
24.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃料和所述第二玻璃料具有相差至少40℃的软化温度。
25.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃料和所述第二玻璃料具有相差至少60℃的软化温度。
26.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃料和所述第二玻璃料具有相差至少80℃的软化温度。
27.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一玻璃和所述第二玻璃以10∶1至1∶10的重量比存在。
28.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述浆料在烧制之前还包括0.01wt％至10wt％的Al-Si合金和硅中的至少一者。
29.根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述铝由选自由Al-Si、Al-Ag和Al-Zn组成的群的至少一种合金提供。
30.根据权利要求29所述的太阳能电池，其中，所述铝由具有0.01至30原子百分比的Si的Al-Si合金提供。
31.根据权利要求29所述的太阳能电池，其中，所述铝由具有12.2原子百分比的Si和87.8原子百分比的Al的Al-Si共晶合金提供。
32.根据权利要求29所述的太阳能电池，其中，所述铝由具有0.01至20原子百分比的Ag的Al-Ag合金提供。
33.根据权利要求29所述的太阳能电池，其中，所述铝由Al-Zn合金提供。
34.根据权利要求33所述的太阳能电池，其中，所述铝由具有16.5原子百分比的Zn的Al-Zn合金提供。
35.根据权利要求33所述的太阳能电池，其中，所述铝由具有59原子百分比的Zn的Al-Zn合金提供。
36.根据权利要求33所述的太阳能电池，其中，所述铝由具有88.7原子百分比的Zn的Al-Zn合金提供。
37.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述浆料在烧制之前还包括从三价过渡元素或三价稀土元素选择的金属的至少一种硅化物。
38.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述浆料在烧制之前还包括从三价过渡元素或三价稀土元素选择的金属的至少一种硼化物。
39.一种太阳能电池，其包括：
a.n型硅晶片，
b.p型发射极，
c.包括浆料的触点，所述浆料在烧制之前包括：
i.第一银粉，其具有D1 50的第一平均粒度，
ii.第二银粉，其具有D2 50的第二平均粒度，
使得D1 50与D2 50相差2.5％以上，并且D2 50>D1 50。
iii.第一玻璃料，其具有在250℃-650℃范围内的软化温度和0.2微米至20微米的粒度范围，
iv.第二玻璃料，其具有在300℃-700℃范围内的软化温度和0.2微米至20微米的粒度范围，
使得所述第一软化温度和所述第二软化温度相差至少10℃。
40.根据权利要求39所述的太阳能电池，其中，所述浆料在烧制之前还包括0.01wt％至10wt％的硅和硅铝合金中的至少一者。
41.根据权利要求39所述的太阳能电池，其中，第二浆料层与p侧上的浆料至少部分同延地存在，第二浆料具有从1x10-6至4x10-6Ohm-cm的体电阻率。
42.一种具有p型发射极的n型Si太阳能电池，所述n型Si太阳能电池包括将浆料支承在所述p侧上的n型硅晶片，所述浆料在烧制之前包括：
i.40wt％-60wt％的具有0.5微米-1.7微米的D50平均粒度的第一银粉，
ii.25wt％-45wt％的具有1.75微米-5微米的D50平均粒度的第二银粉，
iii.0.01wt％至6wt％的具有0.5微米-10微米的D50粒度的三价金属掺杂物，
iv.1wt％-5wt％的具有250℃-650℃的软化点的第一玻璃组合物，
v.1wt％-5wt％的具有300℃-700℃的软化点的第二玻璃组合物，其中，所述第一玻璃组合物和所述第二玻璃组合物的所述软化点相差至少10℃，以及
vi.有机载体的量，其使得连同所述银粉和所述铝粉以及所述玻璃组合物的数量总计100wt％。
43.一种金属穿孔卷绕太阳能电池，其包括：
a.n型硅晶片，其具有穿孔于其中的至少一个孔，
b.p型发射极层，其布置在所述晶片的至少一侧的至少一部分上方，
c.磷扩散层，其作为n岛布置在所述晶片的所述n侧上，
d.钝化层，其布置在两侧上方，
e.银浆料，其布置在所述背侧n岛上的所述钝化层上方，
f.银浆料，其布置在所述硅晶片中的所述至少一个孔中，
g.触点，其包括被用来接触所述p型发射极的浆料，所述浆料在烧制之前包括：
i.40wt％-60wt％的具有0.5微米-1.7微米的D50平均粒度的第一银粉，
ii.25wt％-45wt％的具有1.75微米-5微米的D50平均粒度的第二银粉，
iii.0.01wt％至6wt％的具有0.5微米-10微米的D50粒度的三价金属掺杂物，
iv.1wt％-5wt％的具有250℃-650℃的软化点的第一玻璃组合物，
v.1wt％-5wt％的具有300℃-700℃的软化点的第二玻璃组合物，其中，所述第一玻璃组合物和所述第二玻璃组合物的所述软化点相差至少10℃，以及
vi.有机载体的量，其连同所述银粉和所述铝粉以及所述玻璃组合物的数量总计100wt％。
44.一种发射极穿孔卷绕太阳能电池，其包括：
a.p型硅晶片，其具有穿孔于其中的至少一个孔，
b.n型发射极层，其布置在所述晶片的至少一侧的至少一部分上方，
c.多个定位p型岛，其布置在所述晶片的背侧上，
d.钝化层，其布置在两侧上方，
e.p接触浆料，其布置在背面的所述定位p型岛上方，所述浆料在烧制之前包括：
i.40wt％-60wt％的具有0.5微米-1.7微米的D50平均粒度的第一银粉，
ii.25wt％-45wt％的具有1.75微米-5微米的D50平均粒度的第二银粉，
iii.0.01wt％至6wt％的具有0.5微米-10微米的D50粒度的三价金属掺杂物，
iv.1wt％-5wt％的具有250℃-650℃的软化点的第一玻璃组合物，
v.1wt％-5wt％的具有300℃-700℃的软化点的第二玻璃组合物，其中，所述第一玻璃组合物和所述第二玻璃组合物的所述软化点相差至少10℃，以及
vi.有机载体的量，其连同所述银粉和所述铝粉以及所述玻璃组合物的数量总计100wt％。
f.n接触银堵塞浆料，其被施加到所述硅晶片中的所述至少一个孔中，所述银堵塞浆料也接触n岛。
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