TW202326759A - 導電漿料組合物及其製備方法和應用、晶矽太陽能電池 - Google Patents

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Abstract

本發明的各個實施例揭露了一種導電漿料組合物及其製備方法和應用、晶矽太陽能電池。該導電漿料組合物含有銀粉和鋁粉，並且含有鉛-硼-硒玻璃料或者鉍-硼-硒玻璃料。導電漿料組合物在高溫燒結時能夠對n型晶矽太陽能電池的鈍化膜進行良好的蝕刻，並同時不會過度氧化其內含的鋁粉，能夠形成與p型摻雜的發射極具有良好電接觸的電極。因此，本發明的實施例中的導電漿料組合物能夠用於製備n型晶矽太陽能電池等光伏裝置。

Description

導電漿料組合物及其製備方法和應用、晶矽太陽能電池
本發明涉及光伏裝置技術領域，具體涉及一種導電漿料組合物及其製備方法和應用、晶矽太陽能電池。
太陽能電池用於將太陽能轉為直流電能，其基礎結構是具有由一p型半導體和一n型半導體所形成的一pn結。更具體地，其中的一種n型晶矽太陽能電池以一n型摻雜的矽片（例如，一磷摻雜的矽片）為基礎，通過摻雜法在其表面形成一p型摻雜的半導體（例如，採用硼摻雜），以形成該pn結。該p型摻雜的半導體又稱為一p型發射極（p-Type emitter）。在該p型發射極的表面沉積有至少一層鈍化膜（Passivation film），例如，為Al 2O 3或SiN x等。該鈍化膜起到鈍化及減反射的效果，以最大化太陽能電池的光電轉換效率。然後通過金屬化來設置成與該p型發射極形成導電金屬觸點形式的一電極，從而可以將光電轉換生成的電流導至外部電路負荷。
在製備晶矽太陽能電池片時需要把電池片的正背面金屬化 （Metallization）。電池片正面（迎光面）的金屬化通常採用絲網印刷法將導電金屬漿料以期望的圖案印刷到一鈍化膜的表面，然後通過一高溫燒結使該導電金屬漿料蝕刻並穿透該鈍化膜，並進而與發射極形成電接觸，從而形成以導電金屬觸點形式存在的一導電結構（或稱電極）。該電極的電接觸品質包括電接觸電阻和金屬化所帶來電荷載體複合，其會直接影響光伏電池的光電轉換效率。通常用於形成電極的導電金屬漿料包括導電物質（例如，銀顆粒）、玻璃料和用作印刷用載體的有機介質。其中用於接觸一p型半導體的導電金屬漿料還會添加鋁粉，以實現低電阻的歐姆接觸。
為了使導電金屬漿料與該p型半導體形成良好的電接觸和電荷載體複合的平衡，該導電金屬漿料在該高溫燒結時需要將該鈍化膜的蝕刻程度控制在合理的水準。如果蝕刻程度不足，則無法穿透該鈍化膜，從而導電金屬漿料不能與該p型半導體形成歐姆電接觸。如果蝕刻程度過大，則因過度蝕刻而導致大幅度的增加電荷載體複合，這會導致電池開壓的損失，並進而影響光電轉換效率。
作為導電金屬漿料的重要組成成分之一，玻璃料的主要的功能是蝕刻一鈍化膜，因此，玻璃料的組成成分也會直接影響金屬化後的晶矽太陽能電池片的轉換效率。
目前，常見的與該p型半導體相接觸的導電金屬漿料的玻璃料是鉛-硼-矽玻璃料，其含有鉛氧化物、硼氧化物、矽氧化物。該鉛-硼-矽玻璃料有比較高的玻璃化轉變溫度（Glass transition temperature，Tg點），對於晶矽太陽能電池的高溫快燒有不足之處。為了降低鉛-硼-矽玻璃料的Tg點，常用的方法包括：降低具有高熔點的硼元素的含量、增加具有熔融功能（Flux）的元素（例如鹼金屬、鹼土金屬或稀土金屬）的含量，或者添加鉈元素（Tl）等。然而，如果硼元素的含量過低，則玻璃料就難以維持無定形狀態，並且容易析晶。其次，如果鹼金屬、鹼土金屬或稀土金屬的含量過高，雖然能夠降低Tg點，但因其高腐蝕性能會影響光伏裝置的效率。此外，雖然鉈元素可以有效地降低Tg點，但是鉈元素為劇毒元素，有害於人體並且污染環境。因此，針對用來接觸該p型半導體的含鋁粉的導電漿料（或稱導電膠），有必要找到一種可以有效的降低Tg的玻璃形成體。例如，對於p型晶矽電池（p-Type solar cell）技術而言，例如，一發射極及背表面鈍化的太陽電池（Passivated emitter and rear cell，p-PERC）或一發射極及背表面鈍化和選擇性擴散電池（Passivated emitter and rear cell-selective emitter，p-PERC-SE），碲元素已被證明是一個非常有效的玻璃形成體，但是碲氧化物能夠氧化用於接觸該p型半導體的導電金屬漿料中的鋁粉，這會影響歐姆接觸並降低光伏裝置的效率。
為了克服上述缺陷，本發明的一些實施例提供了一種在一燒結過程中能夠與一n型晶矽太陽能電池的一p型摻雜的半導體（以下簡稱p型半導體）形成電接觸的一導電漿料組合物及其製備方法和應用、一晶矽太陽能電池電極、或一n型晶矽太陽能電池。
本發明的一些實施例採用了以下技術內容：
[第一種導電漿料及其製備方法和應用]
本發明的一些實施例提供了一第一種導電漿料組合物，用於與一n型晶矽太陽能電池的一p型半導體形成一電連接。 其中，該第一種導電漿料組合物包括： （1）一鉛-硼-硒玻璃料，占該第一種導電漿料組合物中總固形物的0.5%至10%（重量百分比）； （2）一導電組分，占該第一種導電漿料組合物中總固形物的87%至99%（重量百分比）； （3）一鋁單質組分，占該第一種導電漿料組合物中總固形物的0.5%至3%（重量百分比）；以及 （4）一有機介質。
其中，該鉛-硼-硒玻璃料、導電組分、鋁單質組分作為該第一種導電漿料組合物中總固形物，三者的重量百分比之和為100%，而因為有機介質在後繼的處理過程中會被熱解，所以有機溶劑的含量單獨計算，並不包含在上述的100%之內。鉛-硼-硒玻璃料為基於一鉛-硼-硒-氧化物的固體，其至少用於蝕刻n型晶矽太陽能電池中的鈍化膜，以與p型半導體形成一電連接。導電組分在燒結後與p型半導體形成用於電連接的銀鋁電極。有機介質用於分散該固形物和提供印刷性能。
在一些實施例中，本發明的第一種導電漿料組合物和鉛-硼-硒玻璃料中不含有任何形式存在的碲元素（Te），如TeO 2等。
在其它一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，鉛-硼-硒玻璃料中含有不超過1.2 wt%的TeO 2。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，鉛-硼-硒玻璃料至少含有50%至85 %的PbO、2%至34%的B 2O 3和0.1%至16%的SeO 2。該百分比為重量比（wt%）。
在其它的一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，鉛-硼-硒玻璃料還可以含有0.1%至25%的添加劑。添加劑選自由PbF 2、SiO 2、Bi 2O 3、BiF 3、AgO 2、Ag 2O、AgO、ZnO、MgO、CaO、Al 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、Rb 2O、Ce 2O和 Fe 2O 3所構成的組中的任意一種或幾種。當鉛-硼-硒玻璃料中不含有添加劑時，需要保證PbO、B 2O 3和SeO 2這三種組分占鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總含量之和為100%。當鉛-硼-硒玻璃料中含有添加劑時，需要保證該PbO、B 2O 3、SeO 2和添加劑的總含量之和為100%。在鉛-硼-硒玻璃料的各組分的總含量之和為100%的前提下，各組分的百分含量可以在上述的範圍內以任意數值進行調整。這同樣適用於鉍-硼-硒玻璃料中各組分的含量的調整。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量（wt%）計算，PbO在鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為51.0%至82.0%，也可以為55%至75%，還可以為65.9%至74.5%，也可以進一步為68.8%至73.1%，還可以為70%至71.7%。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的重量百分含量之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，B 2O 3在鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為3%至32%，也可以為4%至30%，還可以為2%至20%，也可以為6.8%至10%，也可以為7.1%至7.6%，也可以為7.4%至7.5%。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，SeO 2在鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為0.2%至15%，還可以為0.5%至13.1%，也可以為1%至10%，也可以為1.9%至9.4%，還可以為2.1%至8.1%，還可以為3.7%至5.6%。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，添加劑在鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為0.5%至20%，也可以為5%至19%，還可以為8%至17%，也可以為10%至16%，還可以為14.2%至15.7%，也可以為14.7%至15.3%。
在一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料中的一鉛-硼-硒氧化物在燒結時產生的熔融狀態時處於完全無定形狀態。
在另外一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料中的一鉛-硼-硒氧化物在熔融狀態時部分處於無定形狀態和部分處於結晶狀態，該鉛-硼-硒玻璃料中的該鉛-硼-硒氧化物中處於結晶狀態的部分的含量占該鉛-硼-硒氧化物的總重量的1.5%以下。
在一些實施例中，該導電組分可以選自銀單質（如銀粉）、銀合金、銀鹽或銀的衍生物中的任意一種或幾種的混合物。當然也可以含有銅、鈀等其它金屬或這些金屬的衍生物。
在其它一些實施例中，該導電組分占該第一種導電漿料組合物中總固形物的重量百分比可以為87%至99%，可以為88%至98%，也可以為90%至97%，還可以為91%至96%，也可以為92%至95%，可以進一步為93%至94%。
在一些實施例中，該第一種導電漿料組合物含有100ppm以下的Cd元素及/或Tl元素。因為Cd元素及/或Tl元素具有一定的毒性，如果漿料中含有過多劇毒物質，那麼有害於環境，故較佳是不含Cd元素及/或Tl元素的添加量。
本發明的一些實施例提供的第一種導電漿料組合物能夠用於製備一n型晶矽太陽能電池等光伏裝置。其中，該第一種導電漿料組合物在該n型晶矽太陽能電池中形成穿透該n型晶矽太陽能電池的一鈍化膜並且與一p型半導體形成電接觸的一導電結構。
本發明的一些實施例還提供了一種n型晶矽太陽能電池電極的製備方法，包括如下步驟： （1）提供一半導體基材，該半導體基材具有一n型晶矽底片（又稱n型輕摻雜基底）、設於該n型晶矽底片的表面的一p型摻雜的發射極以及沉積於該p型摻雜的發射極表面的一鈍化膜； （2）將該第一種導電漿料組合物施加到該p型摻雜的發射極表面的該鈍化膜的至少一部分表面上； （3）燒結該半導體基材和該第一種導電漿料組合物，使該第一種導電漿料組合物在一燒結過程中蝕刻並穿透該鈍化膜，以形成與該p型摻雜的發射極產生電連接的一導電結構（又稱電極），從而得到一n型晶矽太陽能電池電極。該n型晶矽太陽能電池電極屬於一n型晶矽太陽能電池的其中一個組成部分。
上述各個步驟的序號並不視為對各個步驟的先後次序的唯一限制。
在步驟（1）中，在一些實施例中，該n型晶矽底片採用磷源在晶矽片的背面進行摻雜擴散後形成高濃度的一N +區，故稱為一n型背表面場（Back surface field，BSF），磷作為一擴散介質；而該p型半導體為一正面p型摻雜（例如硼）的晶矽片部分，故稱為一p型發射極，其與該n型晶矽底片形成一pn結。正面被定義為一n型晶矽太陽能電池的接受太陽光照射的面（又稱迎光面），背面被定義為一n型晶矽太陽能電池的未受到太陽光照射的面（又稱背光面）。
在步驟（2）中，在一些實施例中，該第一種導電漿料組合物以一圖案的形式施加到該p型半導體表面的該鈍化膜的至少一部分表面上。
本發明的一些實施例還提供了一種n型晶矽太陽能電池電極，包括： 一半導體基材，該半導體基材具有一n型晶矽底片、設於該n型晶矽底片的表面的一P型摻雜的發射極以及沉積於該p型摻雜的發射極表面的至少一層鈍化膜；以及 一導電結構，穿透該鈍化膜的至少一部分並且與該p型摻雜的發射極形成一電連接，該導電結構由該第一種導電漿料組合物形成。
本發明的一些實施例還提供了一種n型晶矽太陽能電池，其包含上述的n型晶矽太陽能電池電極。在一些實施例中，該n型晶矽太陽能電池可以為一n-PERT太陽能電池或一n-TOP Con太陽能電池等光伏裝置。
[第二種導電漿料及其製備方法和應用]
本發明的一些實施例還提供了一第二種導電漿料組合物，用於與一n型晶矽太陽能電池的一P型半導體形成一電連接。上述的第一種導電漿料組合物中與本部分的第二種導電漿料組合物相同的內容，可以以引用的方式併入本部分，不再贅述。與該第一種導電漿料組合物相比，本部分的第二種導電漿料組合物不含鉛元素、鎘元素和鉈元素等劇毒元素，因此，不會嚴重危害人體和環境，並且有利於回收利用。另外，本部分的第二種導電漿料組合物及其玻璃料中不含有任何形式存在的碲元素（Te），如碲的氧化物（TeO 2）。
具體而言，本部分的第二種導電漿料組合物包括： （1）一鉍-硼-硒玻璃料，占該第二種導電漿料組合物中總固形物的0.5%至10%（重量百分比）； （2）一導電組分，占該第二種導電漿料組合物中總固形物的87%至99%（重量百分比）； （3）一鋁單質組分，占該第二種導電漿料組合物中總固形物的0.5%至3%（重量百分比）；以及 （4）一有機介質。
其中，該鉍-硼-硒玻璃料、該導電組分、該鋁單質組分作為該第二種導電漿料組合物中總固形物，三者在導電漿料組合物中總固形物中所占的重量百分比之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的幹重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料至少含有50%至90%的Bi 2O 3、2%至35%的B 2O 3和0.1%至15%的SeO 2。然而，在其它的一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還可以含有0.1%至25%的添加劑，該添加劑選自由SiO 2、BiF 3、AgO 2、Ag 2O、AgO、ZnO、MgO、CaO、Al 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、Rb 2O、Ce 2O和Fe 2O 3所構成的組中的任意一種或幾種。該添加劑中也不含有劇毒元素的氧化物或鹵化物。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，Bi 2O 3在該鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為52%至90%，也可以為55%至88%，還可以為58%至85%，也可以為60%至80%，也可以為66.6%至75%，還可以為68.9%至71.3%，可以進一步為70%至71%。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，B 2O 3在該鉍-硼-硒玻璃料中的含量可以為2%至20%，可以為3%至18%，也可以為5%至16%，還可以為7%至15%，也可以為10.5%至12%，也可以為10.9%至11.6%，還可以為11.1%至11.3%。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，SeO 2在該鉍-硼-硒玻璃料中的含量可以為0.1%至15%，也可以為0.2%至14%，還可以為1%至13%，也可以為2%至12.4%，也可以為3.1%至9.3%，再可以為3.5%至6.2%。上述的各組分的含量的調整需要保證該鉍-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1%至5%的Li 2O。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1%至5%的Na 2O。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1%至20%的ZnO。
在一些實施例中，該導電組分選自銀單質（如銀粉）、銀合金和銀鹽中的任意一種或幾種的混合物。
在一些實施例中，該鉍-硼-硒玻璃料中的一鉍-硼-硒氧化物在燒結時產生的熔融狀態時處於完全無定形狀態。
在另外一些實施例中，該鉍-硼-硒玻璃料中的一鉍-硼-硒氧化物在熔融狀態時部分處於無定形狀態和部分處於結晶狀態，該鉍-硼-硒玻璃料中的該鉍-硼-硒氧化物中處於結晶狀態的部分的含量占該鉍-硼-硒氧化物的總重量的1.5%以下。
本發明的一些實施例還提供了一種導電漿料組合物在一n型晶矽太陽能電池中的應用，其中該導電漿料組合物蝕刻和穿透該n型晶矽太陽能電池的一鈍化膜，並且形成與該n型晶矽太陽能電池的一p型摻雜的發射極產生電連接的一導電結構。
本發明一些實施例還提供了一種n型晶矽太陽能電池電極的製備方法，包括如下步驟： （1）提供一半導體基材，該半導體基材具有一n型晶矽底片、設於該n型晶矽底片的表面的一p型摻雜的發射極以及沉積於該p型摻雜的發射極表面的至少一層鈍化膜； （2）將上述的導電漿料組合物施加到該鈍化膜的至少一部分表面上； （3）燒結該半導體基材和該導電漿料組合物，使該導電漿料組合物在一燒結過程中蝕刻並穿透該鈍化膜，以形成與該p型摻雜的發射極產生電連接的一導電結構（又稱銀鋁電極），從而得到一n型晶矽太陽能電池電極。
在步驟（1）中，在一些實施例中，該n型晶矽底片採用磷源在晶矽片背面進行摻雜擴散後形成高濃度的一N +區，故稱為一n型背表面場（Back surface field，BSF），磷作為一摻雜擴散介質；而該p型半導體為一正面p型摻雜（例如硼）的矽片部分，故稱為一p型發射極，其與該n型晶矽底片形成一pn結。
在一些實施例中，該第二種導電漿料組合物以一圖案的形式施加到該鈍化膜的至少一部分表面上。
本發明的一些實施例還提供了一種n型晶矽太陽能電池電極，包括： 一半導體基材，該半導體基材具有一n型晶矽底片、設於該n型晶矽底片的表面的一P型摻雜的發射極以及沉積於該p型摻雜的發射極表面的至少一層鈍化膜；以及 一導電結構，穿透該鈍化膜的至少一部分並且與該p型摻雜的發射極形成一電連接，該導電結構由該第二種導電漿料組合物形成。
本發明的一些實施例還提供了一種n型晶矽太陽能電池，其包含上述的n型晶矽太陽能電池電極。
在一些實施例中，該n型晶矽太陽能電池可以為一n-PERT太陽能電池或一n-TOPCon太陽能電池等光伏裝置。
由於採用了上述技術內容，本發明取得了如下的技術效果：
首先，本發明的一些實施例中的該導電漿料組合物含有具有期望的一低Tg點玻璃料，又不含有能夠過度氧化一銀鋁漿中一鋁單質的一氧化物組分，能夠以可控的速率對一光伏裝置的一鈍化膜進行蝕刻，並且在蝕刻後的一燒結過程中，該銀鋁漿能夠形成穿透該光伏裝置的該鈍化膜並且與一p型半導體形成良好電接觸的一銀鋁電極，因此，所製成的該光伏裝置具有良好的一填充因數（FF）和一光電轉換效率（η）。
其次，本發明的一些實施例中的該導電漿料組合物不含有鎘元素和鉈元素等劇毒元素，故所製成的光伏裝置具有低毒性，有利於減輕對人體和環境的危害，並且也便於回收利用。
下面對本發明的技術內容進行清楚、完整地描述，顯然所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，該發明所屬技術領域中具有通常知識者在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供了一種導電漿料組合物及其製備方法和應用。其中，該導電漿料組合物又可稱為一厚膜漿料組合物（Thick film paste）或者一厚膜糊料組合物，其包括一第一種導電漿料組合物（含有一鉛-硼-硒玻璃料）和一第二種導電漿料組合物（含有一鉍-硼-硒玻璃料）。以下分別進行詳細說明。需說明的是，以下實施例的描述順序不作為對實施例較佳順序的限定。
[第一種導電漿料組合物]
本發明的一些實施例提供了一第一種導電漿料組合物，用於與一光伏裝置的一P型半導體形成低電阻的一電連接。
本發明的一些實施例提供的該第一種導電漿料組合物包括如下組分： （1）一鉛-硼-硒玻璃料； （2）一導電組分； （3）一鋁單質組分； （4）一有機介質。
其中，該鉛-硼-硒玻璃料、該導電組分和該鋁單質組分作為該導電漿料組合物中的一固形物組分，占該導電漿料組合物的該固形物的重量百分比之和為100%。該有機介質作為該導電漿料組合物中的一分散相及提供印刷性能。
以下對每種組分分別進行說明。
鉛-硼-硒玻璃料
在一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料是一種具有玻璃成分的組合物，其可以占該導電漿料組合物中總固形物的0.5%至10%。在其它一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料占該導電漿料組合物中總固形物的比例也可以為0.8%至9.8%，還可以為1%至9.5%，也可以為1.5%至9%，可以進一步為2%至8%，還可以進一步為3%至7%，也可以為4%至6%，還可以為5%至5.5%。該導電漿料組合物中各組分的百分比均以重量百分比（wt%）來表示，以下同理。對該鉛-硼-硒玻璃料在該導電漿料組合物的總固形物中的比例的調節需保證該導電漿料組合物中各組分的重量百分比之和為100%。
在一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料至少含有以下組分：50%至85%的PbO、2%至34%的B 2O 3和0.1%至16%的SeO 2。該玻璃料中各組分的百分比以重量分比（wt%）來表示，均基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算。對該鉛-硼-硒玻璃料中各組分的比例的調節需保證各組分占該鉛-硼-硒玻璃料的總淨重的比例之和為100%。
其中，在一些實施例中，基於於鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，PbO在該鉛-硼-硒玻璃料中的含量（wt%）可以為51.0%至82.0%，也可以為55%至75%，還可以為65.9%至74.5%，也可以進一步為68.8%至73.1%，還可以為70%至71.7%。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100 wt%。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的重量計算，B 2O 3在該鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為3%至32%，也可以為4%至30%，還可以為2%至20%，也可以為6.8%至10%，也可以為7.1%至7.6%，也可以為7.4%至7.5%。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100 wt%。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，SeO 2在該鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為0.2%至15%，還可以為0.5%至13.1%，也可以為1%至10%，也可以為1.9%至9.4%，還可以為2.1%至8.1%，還可以為3.7%至5.6%。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100 wt%。
在一些實施例中，除了上述三種基礎組分之外，該鉛-硼-硒玻璃料還可以含有一添加劑。本發明的各個實施例中對於該鉛-硼-硒玻璃料的命名並非意味著該種類型的玻璃料中僅含有鉛、硼、硒這三種元素，其還可以含有其它組分，例如含有其它元素或者添加劑等。因為這三種元素屬於該種玻璃料中的基礎組分，並且為了便於與該鉍-硼-硒玻璃料相區分，所以在本文中進行上述的命名。該鉍-硼-硒玻璃料的命名同理視之。
在一些實施例中，該添加劑用於對玻璃體系進行改性，故又稱一玻璃修飾劑（Glass modifier）。在一玻璃料的一製備過程中，一玻璃形成劑（Glass former）用於形成一玻璃的一初始網路結構。當一添加劑摻入一玻璃網路結構中，改變了該玻璃形成劑所形成的該初始網路結構，從而改變該玻璃的一原始熱性能等性質。該添加劑可以選自鹼金屬元素、鹼土金屬元素、過渡金屬元素中任意一種元素的氧化物，或幾種元素的氧化物的混合。示例性地，該添加劑可以選自由PbF 2、BiF 3、SiO 2、Bi 2O 3、AgO 2、Ag 2O、AgO、ZnO、 MgO、CaO、Al 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、Rb 2O、Ce 2O和 Fe 2O 3所構成的組中的任意一種或幾種。在一些實施例中，該添加劑可以選自SiO 2、Bi 2O 3、Li 2O、Na 2O、Al 2O 3、ZnO等的組合。該添加劑中每種組分的含量可以視所期望的玻璃性能的不同而相應調整。該添加劑中的氟離子與氧離子均屬於陰離子，能夠與上述的金屬陽離子配合使用。
在一些實施例中，基於該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該添加劑在該鉛-硼-硒玻璃料中的含量可以為0.5%至20%，也可以為5%至19%，還可以為8%至17%，也可以為10%至16%，還可以為14.2%至15.7%，也可以為14.7%至15.3%。該百分比為重量百分比。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100wt%。
應保證該玻璃料的各種組分（包括該基礎組分和該添加劑）對該導電漿料組合物中的鋁粉而言是惰性的。更具體地是，保證該玻璃料中的各組分不與該導電漿料中的鋁粉過早地發生反應，否則會影響到製成的光伏裝置的導電性能和效率。發明人在研究中驚奇地發現，該鉛-硼-硒玻璃料中添加的SeO 2在降低該玻璃料的Tg點的同時，又不會過度氧化銀鋁漿中的鋁粉，能夠使太陽能電池等光伏裝置形成低電阻的電接觸。因此，本發明的實施例創造性地提出了一種鉛-硼-硒玻璃料，以替代當前的鉛矽硼玻璃料。
在一些實施例中，本發明的導電漿料組合物及鉛-硼-硒玻璃料中含有不超過1.2wt %的TeO 2，或者含有不超過1.0wt %的TeO 2，或者含有不超過0.5wt%的TeO 2。該重量百分比是TeO 2的wt%占該鉛-硼-硒玻璃料的淨重的總重量的百分比。含量的調整需要保證該鉛-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100wt%。
在另外的一些實施例中，本發明的導電漿料組合物及鉛-硼-硒玻璃料中不含有任何形式存在的碲元素（Te），如TeO 2等。
在一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料中的一鉛-硼-硒氧化物在燒結時可以處於完全無定形狀態，也可以處於部分無定形和部分結晶狀態，該鉛-硼-硒玻璃料中的該鉛-硼-硒氧化物中處於結晶狀態的部分的含量占該鉛-硼-硒氧化物的總重量的1.5%以下，也可以為1%以下，以有利於後繼的電池片金屬化過程。
在其它一些實施例中，本發明的鉛-硼-硒玻璃料中還可以含有Cd元素及/或Tl元素。Cd元素及/或Tl元素也能夠起到降低該玻璃料的Tg點，但是由於其毒性較大，添加量不宜太大。因此，該鉛-硼-硒玻璃料中可以含有少於100 ppm的CdO或Tl 2O 3，也可以含有少於50 ppm的CdO或Tl 2O 3，還可以含有少於20ppm的CdO或Tl 2O 3，也還可以不含CdO或Tl 2O 3。
在一些實施例中，該鉛-硼-硒玻璃料的製備方法包括如下步驟：將上述的氧化物按照所需的重量比進行配比，然後高溫燒結使其達到熔融狀態，混勻熔融物後快速退火，粉碎後形成一粉末形態的鉛-硼-硒玻璃料。該鉛-硼-硒玻璃料粉末的粒徑不宜太大，否則在製備該導電漿料過程中不宜混勻，故該鉛-硼-硒玻璃料粉末的D 50可以為0.5至3.0微米。
導電組分
在一些實施例中，該導電組分用於在形成光伏裝置後起到導電作用。該導電組分可以選自銀單質、銅單質、銀合金、銅合金和銀鹽中的任意一種或幾種的混合物。如果該導電組分選自銀鹽，則該銀鹽可以選自AgCl、AgNO 3、AgOOCH 3（乙酸銀）、三氟乙酸銀或磷酸銀（Ag 3PO 4）。
在一些實施例中，該導電組分可以以一片狀、一顆粒狀、一膠體狀等形式存在。如果以一顆粒狀形式存在，則該導電組分的細微性不宜太高，否則分散性會受到影響。在一些實施例中，該導電組分的平均細微性可以在微米級範圍內，示例性地，可以小於或等於15微米，也可以小於或等於10微米，或者小於或等於5微米，還可以小於或等於2微米，也可以在0.1微米至1微米的範圍內。在另一些實施例中，該導電組分的平均細微性可以在奈米級範圍內，示例性地，可以小於或等於800奈米，可以小於或等於700奈米，可以小於或等於500奈米，可以小於或等於300奈米，也可以小於或等於200奈米，還可以小於或等於50奈米，或者在10奈米至20奈米的範圍內。
在其它一些實施例中，該導電組分占該導電漿料組合物中總固形物的重量百分比可以為87%至99%，可以為88%至98%，也可以為90%至97%，還可以為91%至96%，也可以為92%至95%，可以進一步為93%至94%。對該導電組分在該導電漿料組合物的總固形物中的比例的調節需保證該導電漿料組合物中各組分的重量百分比之和為100%。
鋁單質組分
在一些實施例中，在該導電漿料組合物中，鋁元素是必要的組分。該鋁單質組分可以為鋁粉。該鋁單質組分與該導電組分分散在一有機介質中，在一高溫燒結過程，一鋁粉可以協助形成低電阻率的歐姆接觸。示例性地，如果該導電組分為一銀單質，則該n型導電漿料組合物含有銀鋁漿（Ag/Al paste）；而該p型導電漿料不含金屬鋁單質，故其僅含有銀漿（Ag paste）。
在製備一n型光伏裝置時的一燒結過程中，該導電漿料組合物的鋁的作用之一是促進與一光伏裝置的一p型半導體（例如一p型發射極）的電接觸，所以在該燒結過程中維持金屬鋁元素是非常重要的。該電接觸需要具有較低的電阻率（如0.5至5mohm/cm 2），以提升該光伏裝置的效率。該導電漿料組合物含有用於蝕刻一鈍化膜的一氧化性組分（如一玻璃料）。如果在該燒結過程中氧化性組分與該鋁單質組分過度反應，那麼就會增加該導電漿組合物料與該P型發射極的電阻值，從而降低該光伏裝置的效率，因此，該導電漿料組合物中的該氧化型組分在該燒結過程中不能過度氧化該鋁單質。本發明的鉛-硼-硒玻璃料中含有硒元素（Se），其熔點比與其同族的碲元素（Te）低，有助於降低該鉛-硼-硒玻璃料的熔點，提高其流動性，以便於進行絲網印刷和蝕刻一鈍化膜等。另外，該鉛-硼-硒玻璃料中含有的SeO 2也不會像TeO 2那樣過度氧化該鋁單質，有利於該鋁單質與該p型發射極形成低電阻的電接觸，從而提升該光伏裝置的效率。
在一些實施例中，在該第一種導電漿料組合物中，該鋁單質組分可以占該第一種導電漿料組合物中總固形物的0.5%至3%，也可以為0.8%至2.9%，還可以為0.9%至2.8%，更可以為1.0%至2.5%，可以進一步為1.2%至2.4%，還可以進一步為1.5%至2.1%，也可以為1.6%至2.0%。對該鋁單質組分在該第一種導電漿料組合物的總固形物中的比例的調節需保證該第一種導電漿料組合物中各組分的重量百分比之和為100%。
在一些實施例中，該鋁單質組分可以以一粉末狀與該導電漿料組合物的其它組分相混合。該鋁單質組分的平均顆粒度可以為微米級。作為微米級的鋁單質組分，其粒徑範圍可以小於或等於5微米，也可以小於或等於4微米，或者小於或等於3微米，還可以小於或等於2微米，也可以在1微米至5微米的範圍內。
有機介質
在一些實施例中，相對於該導電組分、該鉛-硼-硒玻璃料和該鋁單質組分構成的固形物而言，一有機介質作為該導電漿料組合物中的液相用於分散上述的導電組分、鉛-硼-硒玻璃料和鋁單質組分，以形成具有一定粘稠度的漿料（Paste）。該漿料的粘稠度和流變性既能夠使得上述的導電組分、鉛-硼-硒玻璃料和鋁單質組分長期穩定性分散於其中，又能使得該導電漿料組合物分散在一印刷絲網上，並且以一絲網印刷的方式將預期的一圖案施加於光伏裝置的一鈍化膜的表面。
在一些實施例中，在該絲網印刷後的一高溫燒結過程中，該有機介質會被熱解。該有機介質可以包括一聚合物和一有機溶劑。該聚合物可以包括纖維素、樹脂、酯類等。該有機溶劑可以包括α-萜烯、β-萜烯、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二醇等。該纖維素包括乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素，或其混合物。該樹脂包括木松香或酚醛樹脂，或其混合物。該酯類包括低級醇的聚甲基丙烯酸酯等。
在一些實施例中，該有機介質在該導電漿料組合物中的含量取決於該導電漿料組合物整體所需的粘稠度、流變性以及自身的物理特性。該有機介質的含量可以占該導電漿料組合物的總重量的6%至12%，也可以為7%至11%，還可以為8%至10%。該百分比為重量百分比。
在一些實施例中，本發明的導電漿料組合物（n-Type conductive paste composition）包括一鉛-硼-硒玻璃料（又稱Pb-B-Se氧化物）、一銀粉、一鋁粉和一有機介質。該鉛-硼-硒玻璃料至少含有鉛、硼和硒元素等，在一高溫燒結時用於蝕刻或腐蝕一鈍化膜。該有機介質屬於分散相，用於分散上述的鉛-硼-硒玻璃料、銀粉和鋁粉。本發明的實施例中的該導電漿料組合物在燒結後能夠蝕刻並穿透一光伏裝置的一鈍化膜並且與一p型半導體形成低電阻接觸。這是目前的不含鋁的導電漿料較難以達成的效果。原因之一是：該不含鋁粉的導電漿料在穿透該光伏裝置的該鈍化膜後難以與該p型半導體形成低電阻的電接觸，這可能最終影響該光伏裝置的效率。
一碲氧化物在一鉛碲玻璃漿料中能夠降低玻璃體系的軟化點並且增強該玻璃體系的流動性，但是該碲氧化物會將一銀鋁漿中的鋁單質氧化為氧化鋁（Al 2O 3），導致一光伏裝置內無法形成良好的電接觸，這會影響該光伏裝置的效率，因此，該碲氧化物不能用於含有銀鋁漿的一n型導電漿料中。雖然硒元素與碲元素為同族元素，但是發明人在研究中驚奇地發現一硒氧化物在一後繼燒結的過程中並不會如該碲氧化物那樣氧化該銀鋁漿中的鋁金屬單質，這能夠滿足一n型導電漿料組合物與一p型半導體形成低電阻接觸的要求。
發明人也發現該硒氧化物屬於一玻璃形成體 （Glass former）中的一種，自身具有較低的熔融溫度，在添加後能夠改變一導電漿料玻璃料的熱性能。與不添加該硒氧化物的一n型導電漿料組合物相比，加入該硒氧化物能夠降低其Tg點、熔融溫度，並且提高其流動性，能夠滿足對一鈍化膜蝕刻的要求。因為在一燒結過程中，一玻璃漿料需要以較快的速率軟化和流動，這樣才有利於實現對一鈍化膜的可控蝕刻。雖然鉛碲玻璃（Pb-Te）中加入的碲（Te）也能夠增加流動性、降低其軟化點，但是如上所述由於該碲氧化物會氧化鋁金屬單質，從而降低鋁的導電接觸性能，因此，該碲氧化物不適宜作為一添加劑而添加入本發明的實施例中的鉛-硼-硒玻璃料中。
另外，雖然目前可以採用鉈元素（Tl）來降低一導電漿料組合物的熔融溫度和提高其流動性，但是由於其具有很強的毒性，不能大量添加，否則有害於人體和環境，並且回收成本較高。而本發明的一些實施例所採用的該硒氧化物的毒性很小，能夠替代一鉈氧化物來降低熔融溫度和提高流動性。但是這並不意味著Se元素就不能與Cd元素及/或Tl元素配合使用。在本發明的一些實施例中，可以在該鉛-硼-硒玻璃料（含Se元素）中加入Cd元素及/或Tl元素（如CdO或Tl 2O 3），但需要保證該Cd元素及/或Tl元素的含量小於100ppm，甚至更小，例如小於10ppm等。在本發明的其它一些實施例中，還可以直接在該導電漿料組合物（含Se元素）中加入以任何形式存在的Cd元素及/或Tl元素，包括但不限於CdO或Tl 2O 3，但是仍需要保證該導電漿料組合物含有100ppm以下的Cd元素及/或Tl元素，以免產生過大的毒性。通過上述方法，可以將該導電漿料組合物控制在弱毒性的範圍內。
因此，本發明的各個實施例中的鉛-硼-硒玻璃料（含有Pb-B-Se氧化物）能夠作為已知的鉛-硼-硒玻璃料（含有Pb-Si-B氧化物）的替代物與銀鋁漿配合使用，從而製成一n型導電漿料組合物，在製備一光伏裝置時能夠穿透一鈍化膜並且與該鈍化膜下方的一p型半導體形成良好的電接觸。
第一種導電漿料組合物的製備方法
本發明的一些實施例還提供了上述的第一種導電漿料組合物的製備方法，包括如下步驟： 按照上述的配比混合一導電組分、一鉛-硼-硒玻璃料和一鋁單質組分，並分散到一定量的一有機介質中，分散均勻後形成上述的第一種導電漿料組合物。對該鉛-硼-硒玻璃料、導電組分和鋁單質組分的配比的調節需保證三種組分占該第一種導電漿料組合物中的總固形物的重量百分比之和為100%。
第一種導電漿料組合物的應用
本發明的一些實施例中的導電漿料組合物能夠用於製作一光伏裝置，例如 太陽能電池。示例性地，該導電漿料組合物在一燒結過程中快速蝕刻一光伏裝置的一鈍化膜，並最終穿透該鈍化膜，與該光伏裝置的一p型半導體形成具有較低電阻率的電接觸。該p型半導體可以較佳為一p型發射極，由一矽基板經由擴散法製成。
第一種光伏裝置
如圖1所示，本發明的一些實施例提供了一第一種光伏裝置，該光伏裝置為一n-PERT太陽能電池（Passivated Emitter，Rear Totally Diffused），其在製備時利用了上述的實施例中的第一種導電漿料組合物。
其中，如圖1c所示，該n-PERT太陽能電池包括如下的結構： （1）一n型晶矽底片100，其位於該n-PERT太陽能電池的中間； （2）一正面p型發射極101，其位於該n型晶矽底片100的正面； （3）一正面鈍化膜103，其沉積於該正面p型發射極101的表面； （4）一背電場102，其位於該n型晶矽底片100的背面； （5）一背面鈍化膜104，其沉積於該背電場102的表面； （6）一正面導電結構107，其穿透該正面p型發射極101表面的該正面鈍化膜103的至少一部分並且與該正面p型發射極101形成電連接； （7）該背面導電結構108，其穿透該背電場102表面的該背面鈍化膜104的至少一部分並且與該背電場102形成電連接。 其中，上述序號並非表示各個結構之間的相對位置關係。
該n型晶矽底片100、該正面p型發射極101、該背電場102、該正面鈍化膜103和該背面鈍化膜104統稱為一半導體基材110（又稱為一n型半導體基底）。
該n型晶矽底片100又稱為一n型輕摻雜基底，其為利用磷源在晶矽片進行輕摻雜擴散形成的一n型太陽能電池藍膜片。
該正面p型發射極101又稱為一p型半導體，是利用擴散法在該n型晶矽底片100中摻雜一三價元素形成。該三價元素可以為硼或鎵。用於提供硼元素的受主雜質源可以包括三氧化二硼、氮化硼、硼酸三甲酯、硼酸三丙酯、三溴化硼或乙硼烷等。鎵元素同理。
該背電場102是利用擴散法在該n型晶矽底片100中摻雜一五價元素（例如磷）而形成。用於提供該磷元素的施主雜質源可以包括五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷、或磷化氫等。
該正面鈍化膜103、該背面鈍化膜104又可稱為一絕緣層或一減反射層，可以由氮化矽、氧化鋁、氧化鈦或氧化矽製成，或由其中的任一組合製成。該鈍化膜能夠以氣相沉積、濺射或其它的方式沉積於該n型晶矽底片100的其中一個表面或兩個表面。
該正面導電結構107利用了該第一種導電漿料組合物形成。將該第一種導電漿料組合物（例如，圖1所示的一正面銀鋁漿料105）以所需的一圖案化的形式施加到該正面鈍化膜103的至少一部分表面上，在一後繼進行燒結時使該第一種導電漿料組合物蝕刻並穿透該正面鈍化膜103中與該第一種導電漿料組合物相接觸的表面，從而與該正面p型發射極101形成電接觸，以便形成導電金屬觸點形式的該正面導電結構107（又稱一正面銀鋁電極）。
該背面導電結構108可以利用市場上應用於一p-型晶矽電池的一金屬化銀漿，例如含Pb-Te-O玻璃粉的一銀漿。將一導電漿料組合物（例如該背面導電結構108）以所需的一圖案化的形式施加到該背面鈍化膜104的至少一部分表面上，在一後繼進行燒結的過程中，使該導電漿料組合物蝕刻並穿透該背面鈍化膜104中與該第一種導電漿料組合物相接觸的表面，從而與該背電場102形成電接觸，以便形成導電金屬觸點形式的該背面導電結構108（又稱一背面銀電極）。
上述燒結的目的之一是熱解該第一種導電漿料組合物中的該有機介質並燒結金屬粉末。該燒結可以在空氣或者含氧氣氛中進行。在該燒結時，該第一種導電漿料組合物中的該有機介質會被熱解，並且其中的該玻璃料會逐漸蝕刻該鈍化膜的與該第一種導電漿料組合物相接觸的部分，在蝕刻完畢後該第一種導電漿料組合物穿透該鈍化膜，冷卻後便形成了一導電結構。該導電漿料組合物中含有銀鋁漿，其中的銀組分具有良好的導電性。鋁粉的作用之一是促進該正面p型發射極101與該正面導電結構107形成低電阻的電連接，從而使得該光伏裝置具有期望的效率。
如圖1a至圖1c所示，上述的n-PERT太陽能電池的製備方法包括如下步驟： （1）提供一n型晶矽底片100，該n型晶矽底片100利用磷源在晶矽片（例如：多晶矽片或單晶矽片）進行輕摻雜擴散形成； （2）利用擴散法在該n型晶矽底片100的正面摻雜一三價元素（如硼或鎵），從而在該n型晶矽底片100的正面形成一正面p型發射極101；利用擴散法在該n型晶矽底片100的背面摻雜一五價元素（如磷）而形成一背電場102； （3）在該正面p型發射極101的表面沉積一正面鈍化膜103，在該背電場102的表面沉積一背面鈍化膜104； （4）將該第一種導電漿料組合物作為一正面銀鋁漿料105以一圖案化的形式施加到該正面鈍化膜103的至少一部分表面上。 將市場上應用於一p-型晶矽電池的金屬化銀漿，例如含Pb-Te-O玻璃粉的銀漿作為一背面金屬化漿料106以一圖案化的形式施加到該背面鈍化膜104的至少一部分表面上； （5）進行一燒結，使該正面銀鋁漿料105蝕刻並穿透該正面鈍化膜103中與該正面銀鋁漿料105相接觸的表面，從而與該正面p型發射極101形成電接觸，並形成導電金屬觸點形式的該正面導電結構107（又稱一正面銀鋁電極），並且使該背面金屬化漿料106蝕刻並穿透該背面鈍化膜104中與該背面金屬化漿料106相接觸的表面，從而與該背電場102形成電接觸，並形成導電金屬觸點形式的該背面導電結構108（又稱一背面銀電極）。由此，得到一n-PERT太陽能電池。 上述的各個步驟的序號並不視為對各個步驟順序的限定。
在步驟（5）中的燒結過程中，該銀鋁漿料轉換成熔融狀態並且穿透該鈍化膜的程度取決於該鈍化膜的組成和厚度、該銀鋁漿料自身的組成和該燒結條件。該燒結的溫度可以為700至850°C的範圍內，如可以為710°C、720°C、750°C、780°C、800°C、815°C、820°C、835°C等。單獨燒結時間可以在1秒至5分鐘的進行範圍內，例如，可以為秒級，如在1秒至5秒的範圍內，或者為分鐘級，如1分鐘至2分鐘範圍內。如果該燒結的時間太短，則該銀鋁漿料難以穿透該鈍化膜。如果該燒結的時間太長，則該銀鋁漿料在燒穿該鈍化膜後還會腐蝕其它的結構，從而損壞該光伏裝置。故在該燒結時該銀鋁漿料需要以可控的速率腐蝕或蝕刻該鈍化膜。該燒結使得該銀鋁漿料的一有機介質被熱解，該銀鋁漿料內的鋁粉融化並流到一p型半導體介面，與該p型半導體反應，促進現成低電阻率的電接觸。蝕刻過程不能持續過長時間，否則會腐蝕該p型半導體，從而損壞該光伏裝置的內部結構。整個燒結過程包括單獨燒結過程，但是整個燒結過程還包括從低溫到高溫燒結以及冷卻的過程，故會超過10秒。
第二種光伏裝置
如圖2所示，本發明的一些實施例提供了一第二種光伏裝置，該光伏裝置為一隧道氧化鈍化接觸太陽能電池（Tunnel Oxide Passivated Contact, n-TOP Con），其在製備時利用了該第一種導電漿料組合物。
如圖2c所示，該n-TOPCon太陽能電池包括如下的結構： （1）一n型晶矽底片200，其位於該n-TOPCon太陽能電池的中間； （2）一正面p型發射極201，其位於該n型晶矽底片200的正面； （3）一正面鈍化膜203，其沉積於該正面p型發射極201的表面； （4）一隧穿鈍化膜202a，其位於該n型晶矽底片200的背面； （5）一n +多晶矽層202b，其位於該隧穿鈍化膜202a的表面； （6）一背面鈍化膜204，其沉積於該n +多晶矽層202b的表面； （7）一正面導電結構207，其穿透該正面p型發射極201表面的該正面鈍化膜203的至少一部分並且與該正面p型發射極201形成電連接； （8）一背面導電結構208，其穿透該n +多晶矽層202b表面的該背面鈍化膜204的至少一部分並且與該n +多晶矽層202b形成電連接。 上述序號並非表示各個結構之間的相對位置關係。該n-TOPCon太陽能電池中與該n-PERT太陽能電池相同的部分參考關於該n-TOPCon太陽能電池的描述，在此不再贅述。
其中，該n型晶矽底片200（又稱一n型輕摻雜基底）、該正面p型發射極201（又稱一p型半導體）、該隧穿鈍化膜202a、該n +多晶矽層202b、該正面鈍化膜203和該背面鈍化膜204統稱為一半導體基材210（又稱為一n型半導體基底）。
在該n-TOPCon太陽能電池中，以隧穿鈍化接觸法形成該隧穿鈍化膜202a和該n +多晶矽層202b。
該正面導電結構207利用了該第一種導電漿料組合物而形成。將該第一種導電漿料組合物（例如一正面銀鋁漿料205）以所需的一圖案化的形式施加到該正面鈍化膜203的至少一部分表面上，在一後繼燒結的過程中，使該第一種導電漿料組合物蝕刻並穿透該正面鈍化膜203中與該第一種導電漿料組合物相接觸的表面，從而與該正面p型發射極201形成電接觸，以便於形成導電金屬觸點形式的該正面導電結構207（又稱一正面銀鋁電極）。
該背面導電結構208可以利用市場上應用於一p-型晶矽電池的金屬化銀漿，例如含Pb-Te-O玻璃粉的銀漿。將該導電漿料組合物（例如一背面金屬化漿料206）以所需的一圖案化的形式施加到該背面鈍化膜204的至少一部分表面上，在一後繼燒結的過程中，使該第一種導電漿料組合物蝕刻並穿透該背面鈍化膜204中與該第一種導電漿料組合物相接觸的表面，從而與該n +多晶矽層202b形成電接觸，以便於形成導電金屬觸點形式的該背面導電結構208（又稱一背面銀電極）。
如圖2a至圖2c所示，上述的n-TOPCon太陽能電池的製備方法包括如下步驟： （1）提供一n型晶矽底片200，該n型晶矽底片200利用磷源在晶矽片進行輕摻雜擴散形成； （2）利用擴散法在該n型晶矽底片200的正面摻雜一三價元素（如硼或鎵），從而在該n型晶矽底片200的正面形成一正面p型發射極201；通過隧穿鈍化接觸法利用隧穿氧化物（例如SiO 2）在該n型晶矽底片200中形成一隧穿鈍化膜202a和一n +多晶矽層202b（n +poly-Si）； （3）在該正面p型發射極201的表面沉積一正面鈍化膜203，在該n +多晶矽層202b的表面沉積一背面鈍化膜204； （4）將該第一種導電漿料組合物作為一正面銀鋁漿料205以一圖案化的形式施加到該正面鈍化膜203的至少一部分表面上，並且以市場上應用的一p-型晶矽電池的金屬化銀漿，例如含Pb-Te-O玻璃粉的銀漿，作為一背面金屬化漿料206以一圖案化的形式施加到該背面鈍化膜204的至少一部分表面上； （5）進行一燒結，使該正面銀鋁漿料205蝕刻並穿透該正面鈍化膜203中與該正面銀鋁漿料205相接觸的表面，從而與該正面p型發射極201形成電接觸，並形成導電金屬觸點形式的一正面銀鋁電極，並且使該背面漿料206蝕刻並穿透該背面鈍化膜204中與該背面漿料206相接觸的表面，從而與該n +多晶矽層202b形成電接觸，並形成導電金屬觸點形式的一背面電極。由此，得到該n-TOPCon太陽能電池。 上述的步驟的序號並不視為對步驟順序的限定。
[第二種導電漿料組合物]
本發明還提供了一第二種導電漿料組合物，其也可以與一光伏裝置的一P型半導體形成低電阻的電連接。該第二種導電漿料組合物採用鉍的氧化物代替鉛的氧化物，故其毒性與該第一種導電漿料組合物相比有了進一步的降低。以上對該第二種導電漿料組合物的描述中與該第一種導電漿料組合物相同的部分，以引用方式併入本部分。較佳地，本發明的第二種導電漿料組合物及其含有的鉍-硼-硒玻璃料中不含有任何形式存在的碲元素（Te），如碲的氧化物（TeO 2）等。以下對該第二種導電漿料組合物進行具體描述。
本發明的一些實施例提供的第二種導電漿料組合物包括如下組分： （1）一鉍-硼-硒玻璃料； （2）一導電組分； （3）一鋁單質組分； （4）一有機介質。
其中，該鉍-硼-硒玻璃料、該導電組分和該鋁單質組分作為該導電漿料組合物中的固形物組分，三者的重量百分比之和為100%。該有機介質作為該導電漿料組合物中的分散相及提供印刷性能。
鉍-硼-硒玻璃料
在一些實施例中，該鉍-硼-硒玻璃料是一種具有玻璃成分的組合物，其可以占該導電漿料組合物中總固形物的0.5%至10%。在其它一些實施例中，該鉍-硼-硒玻璃料的比例也可以為0.8%至9.8%，還可以為1%至9.5%，也可以為1.5%至9%，可以進一步為2%至8%，還可以進一步為3%至7%，也可以為4%至6%，還可以為5%至5.5%。該導電漿料組合物中各組分的百分比以重量百分比（wt%）來表示。對該鉍-硼-硒玻璃料在該導電漿料組合物的總固形物中的比例的調節需保證該導電漿料組合物中各組分的重量百分比之和為100%。
在一些實施例中，對該鉍-硼-硒玻璃料至少含有以下組分：50%至90%的Bi 2O 3、2%至35%的B 2O 3和0.1%至15%的SeO 2。對該玻璃料中各組分的百分比以重量比（wt%）來表示，均基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算。對該鉍-硼-硒玻璃料中各組分的比例的調節需保證各組分之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，Bi 2O 3在該鉍-硼-硒玻璃料中的含量（wt%）可以為52%至90%，也可以為55%至88%，還可以為58%至85%，也可以為60%至80%，也可以為66.6%至75%，還可以為68.9%至71.3%，可以進一步為70%至71%。Bi 2O 3在該玻璃料中能夠起到PbO的作用，改變其熱性能，降低其熔融溫度並且提高其流動性等，並且毒性也比較低，因此，Bi 2O 3能夠用於替代PbO，以進一步降低該玻璃料的毒性，但是Bi 2O 3並非以1∶1的比例替代，而是需要根據具體情況選擇。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，B 2O 3在該鉍-硼-硒玻璃料中的含量（wt%）可以為2%至20%，可以為3%至18%，也可以為5%至16%，還可以為7%至15%，也可以為10.5%至12%，也可以為10.9%至11.6%，還可以為11.1%至11.3%。含量的調整需要保證該鉍-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100%。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，SeO 2在該鉍-硼-硒玻璃料中的含量（wt%）可以為0.1%至15%，也可以為0.2%至14%，還可以為1%至13%，也可以為2%至12.4%，也可以為3.1%至9.3%，再可以為3.5%至6.2%。
在一些實施例中，除了上述三種基礎組分之外，該鉍-硼-硒玻璃料還可以含有一添加劑。該添加劑可以選自鹼金屬元素、鹼土金屬元素、過渡金屬元素中任意一種元素的氧化物，或幾種元素的氧化物的混合。示例性地，該添加劑可以選自由SiO 2、BiF 3、AgO 2、Ag 2O、AgO、ZnO、 MgO、CaO、Al 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、Rb 2O、Ce 2O和Fe 2O 3所構成的組中的任意一種或幾種。「幾種」包括任意兩種組分、任意三種組分、任意四種組分等，或者全部組分。該添加劑中每種組分的含量可以視所期望的玻璃性能的不同而相應調整。
在一些實施例中，基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該添加劑的總含量可以為0.1%至25%，也可以為2%至20%，還可以為5%至15%，也可以為8%至12%，還可為10.5%至11.7%，可以進一步為10.9%至11.2%。
在一些實施例中，如果該添加劑含有Li 2O，則基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，Li 2O的含量可以為0.1%至5%，也可以為0.2%至4.5%，還可以為0.5%至4%，或者為0.7%至3.5%，也可以為1%至3%，還可以為1.5%至2.5%，也可以為2%至2.2%。該玻璃料中各組分的百分比為重量百分比（wt%）。
在另一些實施例中，如果該添加劑含有Na 2O，則基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，Na 2O的含量可以為0.1%至5%，也可以為0.2%至4.7%，還可以為0.3%至4.5%，可以進一步為0.5%至4%，或者為0.7%至3.5%，也可以為1%至3%，還可以為1.5%至2.5%，也可以為2%至2.2%。Li 2O和Na 2O為鹼金屬的氧化物，具有低熔點，能夠降低該玻璃料的熔融溫度，提高其流動性，故可以作為該添加劑的成分。對含量的調整需要保證該鉍-硼-硒玻璃料的各組分的含量之和為100wt%。
在其它一些實施例中，如果該添加劑含有ZnO，則基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，ZnO的含量可以為0.1%至20%，也可以為0.5%至19%，還可以為0.8%至15%，可以進一步為1%至12%，或者為2%至10%，也可以為3%至8%，還可以為5%至9%，也可以為6%至8%。ZnO屬於過渡金屬的氧化物，能夠作為一玻璃修飾劑而改變原有玻璃的熱性能，故也可以作為該添加劑的組分。該添加劑的其餘組分同理。
應保證該玻璃料的各種組分（包括該基礎組分和該添加劑等）對該導電漿料組合物中的銀鋁漿而言是惰性的。更具體地是，即保證該玻璃料中的各組分不與銀鋁漿料中的鋁粉過早地發生反應，否則會影響到所製成的光伏裝置的導電性能和效率。發明人在研究中驚奇地發現，該鉍-硼-硒玻璃料中添加的SeO 2在降低該玻璃料的Tg點的同時，又不會過度氧化銀鋁漿中的鋁粉，能夠使一太陽能電池等光伏裝置形成低電阻的電接觸。因此，本發明的一些實施例創造性地提出了一種鉍-硼-硒玻璃料，能夠替代當前的鉛矽硼玻璃料，並且相對於之前提到的該鉛-硼-硒玻璃料而言毒性更低，能夠適應低毒光伏裝置的要求。
在一些實施例中，該鉍-硼-硒玻璃料中的一鉍-硼-硒氧化物在燒結時可以處於完全無定形狀態，也可以處於部分無定形和部分結晶狀態。該鉍-硼-硒玻璃料中的該鉍-硼-硒氧化物中處於結晶狀態的部分的含量占該鉍-硼-硒氧化物的總重量的1.5%以下，也可以為1%或以下，以有利於後繼的絲網印刷過程和蝕刻過程。
在一些實施例中，該鉍-硼-硒玻璃料的製備方法包括如下步驟：將上述的氧化物按照所需的量配比，然後一高溫燒結使其達到熔融狀態，混勻熔融物後快速退火，粉碎後形成一粉末形態的該鉍-硼-硒玻璃料。該鉍-硼-硒玻璃料粉末的粒徑不宜太大，否則在製備該導電漿料過程中不宜混勻，故該鉍-硼-硒玻璃料粉末的D 50可以為0.5至3.0微米。
導電組分
在一些實施例中，該導電組分用於在形成一光伏裝置後起到導電作用。該導電組分可以選自銀單質、銀合金和銀鹽中的任意一種或幾種的混合物。該銀鹽可以選自AgCl、AgNO 3、AgOOCH 3（乙酸銀）、三氟乙酸銀或磷酸銀（Ag 3PO 4）。
在一些實施例中，該導電組分可以以一片狀、一顆粒狀、一膠體狀等形式存在。如果以一顆粒狀形式存在，則該導電組分的細微性不宜太高，否則分散性會受到影響。在一些實施例中，該導電組分的平均細微性可以在微米級範圍內，示例性地，可以小於或等於15微米，也可以小於或等於10微米，或者小於或等於5微米，還可以小於或等於2微米，也可以在0.1微米至1微米的範圍內。在另一些實施例中，該導電組分的平均細微性可以在奈米級範圍內，示例性地，可以小於或等於800奈米，可以小於或等於700奈米，可以小於或等於500奈米，可以小於或等於300奈米，也可以小於或等於200奈米，還可以小於或等於50奈米，或者在10奈米至20奈米的範圍內。
在其它一些實施例中，該導電組分占該導電漿料組合物中總固形物的重量百分比可以為的87%至99%，可以為88%至98%，也可以為90%至97%，還可以為91%至96%，也可以為92%至95%，可以進一步為為93%至94%。對該導電組分在該導電漿料組合物的總固形物中的比例的調節需保證該導電漿料組合物中各組分的重量百分比之和為100%。
鋁單質組分
在一些實施例中，在該導電漿料組合物中，鋁元素是必要的組分。該鋁單質組分可以為鋁粉。該鋁單質組分與該導電組分分散在一有機介質中，在一高溫燒結過程，鋁粉可以協助形成低電阻率的歐姆接觸。示例性地，如果該導電組分為銀單質，則該導電漿料組合物含有銀鋁漿（Ag/Al paste）。
發明人在研究中發現：本發明各個實施例中的該第一種導電漿料組合物和該第二種導電漿料組合物中的氧化型組分均不過度氧化鋁粉，同時也具有較低的熔融溫度和較好的流動性，能夠滿足絲網印刷和蝕刻一鈍化膜等的要求，並且該鋁單質也能與一p型發射極形成低電阻的電接觸，從而具有較佳的光伏裝置效率。
在該第二種導電漿料組合物中，該鋁單質組分可以占該第二種導電漿料組合物中總固形物的0.5%至3%，也可以為0.8%至2.9%，還可以為0.9%至2.8%，更可以為1.0%至2.5%，可以進一步為1.2%至2.4%，還可以進一步為1.5%至2.1%，也可以為1.6%至2.0%。對該鋁單質組分在該導電漿料組合物的總固形物中的比例的調節需保證該導電漿料組合物中各組分的重量百分比之和為100%。
在一些實施例中，該鋁單質組分可以以一粉末狀與該導電漿料組合物的其它組分相混合。該鋁單質組分的平均顆粒度可以為微米級。作為微米級的該鋁單質組分，其粒徑範圍可以小於或等於5微米，也可以小於或等於4微米，或者小於或等於3微米，還可以小於或等於2微米，也可以在1微米至5微米的範圍內。
有機介質
在一些實施例中，相對於該導電組分、該鉍-硼-硒玻璃料和該鋁單質組分構成的固形物而言，一有機介質作為該導電漿料組合物中的液相用於分散上述的導電組分、鉍-硼-硒玻璃料和鋁單質組分，以形成具有一定粘稠度的漿料（Paste）。在絲網印刷後的一高溫燒結過程中，該有機介質會被熱解。
在一些實施例中，該有機介質可以包括一聚合物和一有機溶劑。該聚合物可以包括纖維素、樹脂、酯類等。該有機溶劑可以包括α-萜烯、β-萜烯、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二醇等。該纖維素包括乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素，或其混合物。該樹脂包括木松香或酚醛樹脂，或其混合物。該酯類包括低級醇的聚甲基丙烯酸酯等。
在一些實施例中，該有機介質在一n型導電漿料組合物中的含量取決於該n型導電漿料組合物整體所需的粘稠度、流變性以及自身的物理特性。該有機介質的含量可以占該導電漿料組合物的總重量的10%至40%，也可以為12%至38%，還可以為15%至35%，可以進一步為20%至30%。該百分比為重量百分比。
本發明一些實施例中的導電漿料組合物（n-Type conductive paste composition）包括一鉍-硼-硒玻璃料（Bi-B-Se氧化物）、一銀粉、一鋁粉和一有機介質。該鉍-硼-硒玻璃料含有鉍、硼和硒元素，在一高溫燒結時用於蝕刻或腐蝕一鈍化膜。該有機介質屬於分散相，用於分散上述的鉍-硼-硒玻璃料、銀粉和鋁粉。本發明的一些實施例中的該導電漿料組合物在一燒結後能夠蝕刻並穿透一光伏裝置的一鈍化膜並且與一p型半導體形成低電阻接觸。這是目前的不含鋁的導電漿料所難以達成的效果。原因之一是因為：不含鋁粉的導電漿料在穿透該光伏裝置的該鈍化膜後無法與該p型半導體形成低電阻的電接觸，並且最終影響該光伏裝置的效率。
其次，發明人也發現硒氧化物對於降低導電漿料的軟化點、熔融溫度，並且提高其流動性是有益的。
此外，本發明的一些實施例中的該n型導電漿料組合物中不含有強毒性的鉈元素、鉻元素和鉛元素，能夠將該導電漿料整體控制在弱毒性的範圍內。
因此，本發明的一些實施例中的該鉍-硼-硒玻璃料（含有Bi-B-Se氧化物）能夠作為已知鉛-硼-硒玻璃料（含有Pb-Si-B氧化物）的替代物與銀鋁漿配合使用，從而製成一n型導電漿料組合物，在製備一光伏裝置時能夠穿透一鈍化膜並且與該鈍化膜下方的一p型半導體形成良好的電接觸。
第二種導電漿料組合物的製備方法
本發明的一些實施例提供了一第二種導電漿料組合物的製備方法，包括如下步驟： 按照上述的配比混合導電組分、鉍-硼-硒玻璃料和鋁單質組分，並分散到一定量的有機介質中，分散均勻後形成上述的第二種導電漿料組合物。對該鉍-硼-硒玻璃料、該導電組分和該鋁單質組分的配比的調節需保證三種組分占該導電漿料組合物中的總固形物的重量百分比之和為100%。
第二種導電漿料組合物的應用
本發明的一些實施例的導電漿料組合物能夠用於製作一光伏裝置，例如一太陽能電池。示例性地，該導電漿料組合物在一燒結過程中快速蝕刻一光伏裝置的一鈍化膜，並最終穿透該鈍化膜，與該光伏裝置的一p型半導體形成具有較低電阻率的電接觸。該p型半導體可以較佳為一p型發射極，由一矽基板製成。
本發明的一些實施例提供了一第三種光伏裝置，其為一n-PERT太陽能電池（Passivated Emitter, Rear Totally Diffused），其在製備時利用了該第二種導電漿料組合物。除此之外，其餘的結構、材料和製備方法等與該第一種光伏裝置相同。本發明中對該第一種光伏裝置的描述，可以以引用方式併入本部分。
本發明的一些實施例提供了一第四種光伏裝置，為一隧道氧化鈍化接觸太陽能電池（Tunnel Oxide Passivated Contact, n-TOP Con），其在製備時利用了該第二種導電漿料組合物。除此之外，其餘的結構、材料和製備方法等與該第一種光伏裝置相同。本發明中對該第二種光伏裝置的描述，可以以引用方式併入本部分。
以下結合具體實施例對本發明的技術內容進行進一步的描述。
實施例1至5  關於鉛-硼-硒玻璃料
實施例1至5的鉛-硼-硒玻璃料以及對比例1至6的鉛-硼-硒玻璃料的各組分含量如表1和表2所示。其中，表中的各個數值為重量百分比（wt%）。例如，實施例1中的74.5表示該實施例中PbO占實施例1的鉛-硼-硒玻璃料的總重量的74.5wt%。其餘組分同理。實施例1至5的鉛-硼-硒玻璃料以及對比例1至6的鉛-硼-硒玻璃料所製成的n-PERT太陽能電池的品質檢測資料如表3所示。
表1為實施例1至5的鉛-硼-硒玻璃料的組分配比表
wt% 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
PbO 74.5 73.1 71.7 68.8 65.9
Li 2O 1.1 1.0 1.0 1.0 0.9
Na 2O 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
B 2O 3 7.6 7.5 7.3 7.1 6.7
SiO 2 2.0 2.0 1.9 1.8 1.8
Bi 2O 3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Al 2O 3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
K 2O 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
ZnO 11.9 11.7 11.5 11.0 10.6
SeO 2 1.9 3.7 5.6 9.3 13.1
TeO 2 0 0 0 0 0
總量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Tg 299 293 295 295 293
表2為對比例1至6的鉛-硼-硒玻璃料的組分配比表
wt% 對比例1 對比例2 對比例3 對比例4 對比例5 對比例6
PbO 75.9 75.4 74.9 73.9 71.9 69.9
Li 2O 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 1.0
Na 2O 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
B 2O 3 7.8 7.7 7.7 7.6 7.4 7.2
SiO 2 2.0 2.0 2.0 2.0 1.9 1.9
Bi 2O 3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Al 2O 3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
K 2O 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
ZnO 12.2 12.1 12.0 11.8 11.5 11.2
SeO 2 0 0 0 0 0 0
TeO 2 0 0.7 1.3 2.7 5.3 7.8
總量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Tg 317 309 306 307 313 315
採用各個實施例的鉛-硼-硒玻璃料和對比例的玻璃料來製備該導電漿料組合物，並且利用該導電漿料組合物來製備n型太陽能電池。上述實施例中的兩種n型太陽能電池的正面採用的漿料可以相同。其中，以該導電漿料中的固形物的含量之和為100wt%計算，該導電漿料組合物中含有4.38%的鉛-硼-硒玻璃料、94.52%的導電組分（銀粉）和1.1%的鋁單質組分（鋁粉）。在其他的一些實施例中，三種組分的含量也可以不限於上述數值。
表3為 n-型太陽能電池的品質檢測資料表
Tg點（°C） 串聯電阻（Ω） 效率 （%） 填充因數（%）
實施例1 299 4.53 21.42 77.37
實施例2 293 5.19 21.21 77.59
實施例3 295 4.71 21.38 77.29
實施例4 295 4.44 21.52 77.62
實施例5 293 4.72 21.38 77.17
對比例1 317 5.17 21.27 76.83
對比例2 309 11.3 19.03 68.93
對比例3 306 45.7 8.83 34.77
對比例4 307 283.7 4.42 27.1
對比例5 313 129.4 2.22 26.4
對比例6 315 145.4 1.34 21.97
在上表中，串聯電阻 R s 包括作為正面電極的金屬柵線的電阻 r mf 、金屬柵線和前表面間的接觸電阻 r cl 、前表面擴散層的電阻 r t 、基區電阻 r b 、下電極與半導體矽的接觸電阻 r c2 、上電極金屬柵線的電阻 r mb 。即 R s = r mf + r cl + r t + r b + r c2 + r mb 。
轉換效率 η指的是受光照時太陽能電池的最大功率與入射到該太陽能電池上的全部輻射功率 P 總 的百分比，即 η= I scU ocFF / P 總 = U mpI mp /（ A tP in ）； U mp 和 I mp 分別為最大輸出功率點對應的電壓和電流； A t 為太陽能電池的總面積； P in 為單位面積入射光的功率。實際測試時採用型號為Berger IV效率測試儀對太陽能電池的效率進行測試。測試的方法包括：使該效率測試儀中的氙弧燈模擬強度為AM 1.5的日光，並使其照射太陽能電池的正面。採用多點接觸的方法測量太陽能電池各點的電流值和電壓值，產生該太陽能電池的電流電壓曲線，根據該電流電壓曲線計算出太陽能電池的效率。
填充因數（FF）是太陽能電池的最大功率與「開路電壓和短路電流的乘積」之比，即FF= I mpU mp /( I scU oc )；其中， I scU oc 是太陽能電池的極限輸出功率； I mpU mp 是太陽能電池的最大輸出功率。
上述實施例和對比例的鉛-硼-硒玻璃料的製備方法包括如下步驟：按照表1和表2所示的配比將各組分共混，然後在坩堝或熔爐中熱處理，熱處理的溫度為900°C至1200°C。當各組分達到完全熔融狀態後持續熱處理30分鐘，然後淬火、研磨並過篩後得到D 50為1.0至3.0微米的粉末物，即得鉛-硼-硒玻璃料。
實施例1至5的鉛-硼-硒玻璃料和對比例1至6的鉛-硼-硒玻璃料中，B 2O 3、SiO 2、Al 2O 3等組分用於形成一玻璃網狀體系，SeO 2、TeO 2、Li 2O、K 2O、Na 2O等具有低熔點的金屬組分用於降低整個玻璃體系Tg點（玻璃化轉變溫度），PbO、Bi 2O 3、ZnO作為一玻璃修飾劑，對該玻璃體系進行改性，另外也具有一定的腐蝕性，用於在燒結一導電漿料及一光伏裝置時蝕刻並穿透該光伏裝置的一鈍化膜，從而與該光伏裝置的一P型半導體形成電接觸。
對比例的鉛-硼-硒玻璃料中加入了TeO 2，而實施例的鉛-硼-硒玻璃料中加入了SeO 2。對上述對比例與實施例進行測試後，發明人驚奇地發現：當將對比例和實施例中的鉛-硼-硒玻璃料配製成含有銀鋁漿的一n型導電漿料組合物，並將其施加於該光伏裝置的該鈍化膜表面後，在一後繼的燒結過程中，對比例的該導電漿料中的TeO 2會將該導電漿料的銀鋁漿中的鋁單質氧化為氧化鋁，從而不能與該光伏裝置的該p型半導體形成低電阻的電接觸，這會降低該光伏裝置的效率。
如表3的Tg點的資料所示，各個實施例中的Tg點均小於對比例，說明採用SeO 2替代TeO 2能夠降低Tg點。
如表3的串聯電阻的資料所示，當TeO 2的含量超過1.3 wt% 時，接觸電阻有了大幅度地增加，說明隨著TeO 2含量的逐漸增加，其對鋁單質的氧化程度逐漸增加，故接觸電阻就逐漸增加，並且隨著接觸電阻的增加，該光伏裝置的填充因數和效率隨之降低。
表3顯示了該光伏裝置的效率隨著TeO 2的添加量的增加而快速降低的現象。從對比例3的資料可以看出當TeO 2的含量為1.3wt%時，該光伏電池的效率便衰減到8.83%，這已經不能滿足該光伏裝置在正常使用時的效率要求。從對比例4至6的資料可以得知，隨著TeO 2的含量的進一步增加，該光伏電池的效率便衰減甚至衰減到5%以下。這說明即使少量的TeO 2也會氧化銀鋁漿中的鋁單質，從而對該光伏裝置的效率產生很大的影響。
另外，表3也顯示了該光伏裝置的效率隨著SeO 2的添加量的增加而保持基本不變的趨勢。從表3的實施例1至實施例5的資料可以看出，即便該玻璃料中SeO 2的含量從1.9%增大至13.1%，該光伏裝置的效率也不會低於21%，能夠滿足商業應用時對該光伏裝置的效率要求。這說明即便SeO 2的添加量遠遠高於TeO 2，但卻基本不會氧化銀鋁漿中的鋁單質，從而不會影響鋁單質與該光伏裝置的該P型半導體的接觸電阻，進而不會影響該光伏裝置的效率。
實施例6至9  關於鉍-硼-硒玻璃料
與實施例1至5相比，本實施例提供的鉍-硼-硒玻璃料採用鉍的氧化物替代鉛的氧化物。為了使得該光伏裝置的效率基本保持不變，鉍的氧化物與鉛的氧化物並非1:1的等量替代，而是需要根據具體情況進行調整。每種組合物的陽離子含量如表4所示。
表4為對比例7、實施例6至9的鉍-硼-硒玻璃料的組分配比表
wt% 對比例7 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9
Bi 2O 3 76.0 73.6 71.3 68.9 66.6
Li 2O 1.95 1.9 1.8 1.8 1.7
Na 2O 0.15 0.15 0.15 0.1 0.1
B 2O 3 12.0 11.65 11.3 10.9 10.5
ZnO 9.1 8.8 8.55 8.3 8.0
Al 2O 3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
SiO 2 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5
SeO 2 0.0 3.1 6.2 9.3 12.4
總量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
採用各個實施例的鉍-硼-硒玻璃料和對比例的玻璃料來製備該導電漿料組合物，並且利用該導電漿料組合物來製備n-型太陽能電池。上述實施例中提及的兩種n-型太陽能電池的該正面漿料可以是相同的。其中，以該導電漿料組合物中的固形物的含量之和為100wt%計算，該導電漿料組合物中含有4.38%的鉍-硼-硒玻璃料、94.52%的導電組分（銀粉）、1.1%的鋁單質組分（鋁粉）。
表5為n-型太陽能電池的品質檢測資料表
Tg點 （°C） 串聯電阻（Ω） 效率 （η） 填充因數（FF）
對比例7 365 5.21 21.4 76.76
實施例6 367 4.34 21.69 77.85
實施例7 368 4.63 21.59 77.53
實施例8 369 5.87 21.16 75.93
實施例9 368 6.1 21.07 75.6
在表4中，採用Bi 2O 3來替代PbO，但同時上調了B 2O 3的含量和Li 2O的含量，下調了Al 2O 3和ZnO的含量。表3中雖然沒有加入K 2O，但是K 2O作為鹼金屬氧化物也可以在其它實施例中加入。對比例7表示沒有加入SeO 2，實施例6至9表示以含量逐漸增加的趨勢加入SeO 2。表5顯示了該光伏裝置的效率隨著SeO 2的添加會有明顯的優勢。從表5中可以看出，採用上述的鉍-硼-硒玻璃料製備成含有銀鋁漿的該導電漿料組合物，當該導電漿料組合物形成於該光伏裝置的該鈍化膜表面後，在一燒結過程中，即便該玻璃料中SeO 2的含量從3.1wt%增大至12.4wt%，該光伏裝置的效率也基本維持在21%至22%之間。這說明在無鉛體系中，即使SeO 2的添加量達到12wt%，但卻不會氧化銀鋁漿中的鋁單質，從而不會影響鋁單質與該光伏裝置的該p型半導體的電阻率，進而不會影響該光伏裝置的效率。本實施例的該光伏裝置的效率的測試方法與實施例1相同。
另外，受太陽能電池本身的效率所限，在太陽能電池領域，如果效率的變動率為0.05%，那麼該效率的變動是顯著的。從表5中可以看出，陰性對照組不含有SeO 2，其製成的太陽能電池的效率為21.4%。實施例6的玻璃料中含有3%的SeO 2，其製成的太陽能電池的效率比陰性對照組提高了0.3%。實施例7的玻璃料中含有6%的SeO 2，其製成的太陽能電池的效率比陰性對照組提高了0.2%。上述資料顯示：在添加了少量的SeO 2之後，所製成的太陽能電池的效率與不添加SeO 2的對照例相比具有顯著性。並且即便SeO 2的添加量很高，也不會大幅度降低太陽能電池的效率，其仍然能夠使太陽能電池的效率基本維持在21%至22%之間。
從實施例1至9的實驗資料可知，該鉛-硼-硒玻璃料與該鉍-硼-硒玻璃料所製成的太陽能電池的串聯電阻、效率、填充因數等性能相差不大，說明這兩種玻璃料在製備太陽能電池時可以相互替代。亦即，該鉛-硼-硒玻璃料與該鉍-硼-硒玻璃料既能用於製備一n-PERT太陽能電池，也能用於製備一n-TOPCon太陽能電池。
上述各個實施例說明，本發明的發明人創造性地發明了鉛-硼-硒玻璃料和鉍-硼-硒玻璃料，兩種玻璃料可以根據具體情況相互替代。上述的玻璃料在製備成含有銀鋁漿的n型導電漿料組合物後，其中的各組分在燒結時不會過度氧化銀鋁漿中的鋁單質，故能夠用於製備成具有較低電阻率的光伏裝置。
以上對本發明進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於該發明所屬技術領域中具有通常知識者，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
110:半導體基材 100:n型晶矽底片（又稱n型輕摻雜基底） 101:正面p型發射極（又稱p型半導體） 102:背電場（又稱n +重摻雜半導體） 103:正面鈍化膜 104:背面鈍化膜 105:正面銀鋁漿料 106:背面金屬化漿料 107:正面導電結構 108:背面導電結構 210:半導體基材 200:n型晶矽底片 201:正面p型發射極 202a:隧穿鈍化膜 202b:n +多晶矽層 203:正面鈍化膜 204:背面鈍化膜 205:正面銀鋁漿料 206:背面金屬化漿料 207:正面導電結構 208:背面導電結構
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術內容，下面將對實施例中的圖式作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅是本發明的一些實施例，對於該發明所屬技術領域中具有通常知識者來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。
圖1為應用本發明的一些實施例中的一導電漿料組合物製作而成的一n型太陽能電池的截面圖。圖1僅示出了採用第一種導電漿料組合物的情況。實際上，該導電漿料組合物可以為上述的第一種導電漿料組合物（含有一鉛-硼-硒玻璃料），也可以為上述的第二種導電漿料組合物（含有一鉍-硼-硒玻璃料）。
圖2為應用本發明的一些實施例中的一導電漿料組合物製作而成的一n型隧道氧化鈍化接觸（Tunnel oxide passivated contact，簡稱n-TOPCon）太陽能電池的截面圖。圖2僅示出了採用第一種導電漿料組合物的情況。實際上，該導電漿料組合物既可以為上述的第一種導電漿料組合物（含有一鉛-硼-硒玻璃料），又可以為上述的第二種導電漿料組合物（含有一鉍-硼-硒玻璃料）。
100:n型晶矽底片
101:正面p型發射極
102:背電場
103:正面鈍化膜
104:背面鈍化膜
105:正面銀鋁漿料
106:背面金屬化漿料
107:正面導電結構
108:背面導電結構
110:半導體基材

Claims (14)

  1. 一種導電漿料組合物，包括： 一鉍-硼-硒玻璃料，占該導電漿料組合物中總固形物的0.5wt%至10wt%；基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料至少含有50wt%至90 wt%的Bi 2O 3、2wt%至35wt%的B 2O 3和0.1wt%至15 wt%的SeO 2； 一導電組分，占該總固形物的87wt%至99wt%； 一鋁單質組分，占該總固形物的0.5wt%至3wt%；以及 一有機介質。
  2. 如請求項1所述的導電漿料組合物，其中該導電組分選自銀單質、銀合金和銀鹽中的任意一種或幾種的混合物。
  3. 如請求項1所述的導電漿料組合物，其中基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料中SeO 2的含量為2wt%至12wt% 。
  4. 如請求項1所述的導電漿料組合物，其中基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1 wt %至5 wt%的Li 2O；及/或 基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1wt %至5wt%的Na 2O；及/或 基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1 wt %至20 wt%的ZnO。
  5. 如請求項4所述的導電漿料組合物，其中基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料還含有0.1 wt%至25 wt%的添加劑，該添加劑選自由SiO 2、BiF 3、AgO 2、Ag 2O、AgO、ZnO、MgO、CaO、Al 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、Rb 2O、Ce 2O和Fe 2O 3所構成的組中的任意一種或幾種。
  6. 如請求項1所述的導電漿料組合物，其中基於該鉍-硼-硒玻璃料的淨重的總重量計算，該鉍-硼-硒玻璃料中含有不超過1.2wt%的TeO 2，或者不含有任何形式存在的碲元素。
  7. 如請求項1所述的導電漿料組合物，其中該導電漿料組合物不含有任何形式存在的Cd元素及/或Tl元素。
  8. 如請求項1所述的導電漿料組合物，其中該鉍-硼-硒玻璃料含有的一鉍硼-硒氧化物為完全無定形態；或者，該鉍-硼-硒玻璃料含有的一鉍硼-硒氧化物的一部分為無定形態，另一部分為結晶態。
  9. 如請求項1至8任意一項所述的導電漿料組合物在一n型晶矽太陽能電池中的應用，其中該導電漿料組合物蝕刻和穿透該n型晶矽太陽能電池的一鈍化膜，並且形成與該n型晶矽太陽能電池的一p型摻雜的發射極產生電連接的一導電結構。
  10. 一種n型晶矽太陽能電池電極的製備方法，包括如下步驟： 提供一半導體基材，該半導體基材具有一n型晶矽底片、設於該n型晶矽底片的表面的一p型摻雜的發射極以及沉積於該p型摻雜的發射極表面的至少一層鈍化膜； 將如請求項1至8中任意一項所述的導電漿料組合物施加到該鈍化膜的至少一部分表面上； 燒結該半導體基材和該導電漿料組合物，使該導電漿料組合物在一燒結過程中蝕刻並穿透該鈍化膜，以形成與該p型摻雜的發射極產生電連接的一導電結構，從而得到該n型晶矽太陽能電池電極。
  11. 如請求項10所述的製備方法，其中該導電漿料組合物以一圖案的形式施加到該鈍化膜的至少一部分表面上。
  12. 一種n型晶矽太陽能電池電極，包括： 一半導體基材，該半導體基材具有一n型晶矽底片、設於該n型晶矽底片的表面的一p型摻雜的發射極以及沉積於該p型摻雜的發射極表面的至少一層鈍化膜； 一導電結構，穿透該鈍化膜的至少一部分並且與該p型摻雜的發射極形成電連接，該導電結構由如請求項1至8任意一項所述的導電漿料組合物形成。
  13. 如請求項12所述的n型晶矽太陽能電池電極，其中該n型晶矽太陽能電池電極為一n-PERT太陽能電池電極或一n-TOPCon太陽能電池電極。
  14. 一種n型晶矽太陽能電池，包括如請求項12或13所述的n型晶矽太陽能電池電極。
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