權利要求

1.太陽能電池導電漿料用鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，由含鋰玻璃-氧化物復合物A-GOC、含碲硅玻璃-氧化物復合物T-GOC、含鉛鉍-氧化物復合物L-GOC、配平相玻璃-氧化物復合物D-GOC混合而成； 其中， 含鋰玻璃-氧化物復合物A-GOC是通過將Li 2O、Bi 2O 3、PbO、金屬氧化物M1混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得； 含鉛鉍玻璃-氧化物復合物L-GOC是通過將PbO、Bi 2O 3、SiO 2、Al 2O 3、ZnO、B 2O 3混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得；按照占L-GOC的質量百分數(shù)計，L-GOC的配方由如下組成：2%-50% PbO、5%-85% Bi 2O 3、2%-10%SiO 2、0.5%-15%Al 2O 3、0-6%ZnO、0.5%-25%B 2O 3； 含碲硅玻璃-氧化物復合物T-GOC是通過將SiO 2、TeO 2、金屬氧化物M3混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得； 配平相玻璃-氧化物復合物D-GOC是通過將一種或多種A-GOC、L-GOC和T-GOC中使用的金屬氧化物混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得； 金屬氧化物M1為Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、P、B、Ti、Sb、Ge中的至少一種氧化物； 金屬氧化物M3為Na、Zn、P、B、Ag、Al、Ti、W、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Nb、Ta、Th、Ge、Mo、La、Sb、Bi、Ce中的至少一種氧化物。2.根據(jù)權利要求1所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，由彼此分離的多種GOC組成：A-GOC、L-GOC、T-GOC和D-GOC；A-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為0.1%-50%；L-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為5%-30%；T-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為20%-90%；D-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為0%-20%。 3.根據(jù)權利要求1所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，A-GOC的配方式為： [Li 2O] a1-[SiO 2-Bi 2O 3] b1-[M1O n1] c1， 其中，a1、b1、c1分別為A-GOC中各相應氧化物占A-GOC的質量分數(shù)；a1+b1+c1 = 100%，2% < a1 < 50%，43% < b1<85%，1% < c1<10%；其中n1的數(shù)值用于平衡整個配方的正負電荷。 4.根據(jù)權利要求1所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，T-GOC中含碲和硅的玻璃或結晶氧化物，其配方式為： [TeO 2] a3-[SiO 2] b3-[M3O n3] c3， 其中，a3、b3、c3分別為T-GOC中各相應氧化物占T-GOC的質量分數(shù)；a3+b3+c3 = 100%，10% <a3<80%，10% <b3 <80%，1% <c3<10%；其中n3的數(shù)值用于平衡整個配方的正負電荷。 5.根據(jù)權利要求1所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，按照占A-GOC的質量百分數(shù)計，A-GOC的配方由如下組成：15%-25%Li 2O、50%-70% PbO、10%-20%Bi 2O 3、0-6%ZnO、0.5%-3% B 2O 3。 6.根據(jù)權利要求1所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，按照占T-GOC的質量百分數(shù)計，T-GOC的配方由如下組成：10%-20% SiO 2、60%-80%TeO 2、2%-20%Bi 2O 3、0.5%-2%B 2O 3、0.5%-2%Na 2O。 7.根據(jù)權利要求1所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，其特征在于，按照占D-GOC的質量百分數(shù)計，D-GOC的配方由如下組成：35%-50%SiO 2、20%-30% PbO、2%-10%MgO、0.5%-2% TiO 2、25%-40% Bi 2O 3。 8.含有權利要求1-7任一項所述的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系的導電漿料。

說明書

技術領域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系及其導電漿料。

背景技術

太陽能電池是利用光電效應將光能轉換為電能的裝置。太陽能是備受關注的綠色能源，因為它可持續(xù)且僅產(chǎn)生無污染副產(chǎn)物。因此，現(xiàn)在大量工業(yè)界和學術界研究致力于開發(fā)具有增強效率的太陽能電池，并且不斷降低材料和制造成本。

當光射中太陽能電池時，部分入射光被表面反射，其余的光被透射到太陽能電池中。透射的光/光子被太陽能電池吸收，太陽能電池通常由半導體材料制成，例如硅。被吸收的光子能量從半導體材料的原子激發(fā)出電子，產(chǎn)生電子-空穴對。然后，這些電子-空穴對被p-n結分開，并由施加在太陽能電池表面上的金屬化電極收集。

基于半導體晶體硅的器件（例如太陽能電池）的性能在很大程度上取決于半導體中的少數(shù)載流子復合以及電池本身的表面區(qū)域。因此，減少表面復合對于這些器件至關重要。隨著太陽能電池晶片厚度等硅半導體器件尺寸的減小，表面復合效應變得越來越重要。近年來，使用基于氫化硅化合物的非晶膜鈍化硅的表面鈍化一直是研究的重點，特別是對于太陽能電池應用。據(jù)報道，當用非晶硅、非晶氧化硅、非晶氮化硅和非晶碳化硅鈍化時，硅界面處的有效表面復合速度（seff）會顯著降低。研究的薄膜包括非晶氫化氮化硅（SixNyHz），以下稱為SiNx薄膜。這些薄膜通常通過等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）在低溫（400℃）下使用硅烷氣體和其他反應氣體（例如氨氣或氮氣）沉積。目前的方法已經(jīng)證明，當使用折射率大于2.3的富含硅的SiNx薄膜時，表面鈍化最大化，但這種薄膜也會因鈍化層中的吸收而損失光捕獲效率。

典型的金屬化漿料包含金屬顆粒、玻璃粉和有機介質。在燒制時，組合物中的玻璃顆粒蝕刻穿過防反射涂層，有助于形成金屬和n+型硅之間的接觸。另一方面，玻璃一定不能太活躍而導致燒制之后p-n結受損。因此，漿料設計目標是減低接觸電阻（低Rhoc），同時保持p-n結完整（低Jmet，高Voc），從而提高電池轉化效率。

現(xiàn)有關于導電漿料在硅片上的接觸過程報道表明：在銀電極-界面玻璃層-硅表面，堿金屬離子和其他金屬離子再高溫燒結過程中，在接觸區(qū)域的遷移會形成復合中心，影響太陽能電池p-n結的少子壽命，進而影響電池的開路電壓；而且，這些高活性離子也會影響接觸區(qū)域的鈍化層的，甚至遷移到金屬化臨近的區(qū)域。在近年流行起來的PERC-SE工藝中，激光的使用是的金屬化區(qū)域對金屬化漿料帶來的影響更加的敏感，因此控制金屬化漿料的反應活性，平衡優(yōu)異金屬化接觸和減少活性金屬離子遷移的負面影響，是金屬化漿料中玻璃及氧化物復合體系配方設計面臨的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明在玻璃-氧化物復合體系（Glass-Oxide-Complex，簡稱GOC）的配方設計中采取了一種“功能模塊化”的策略，將具有高度遷移及反應活性的堿金屬離子與具有高度流動性的的玻璃體分離，構建了一種多元玻璃-氧化物復合體系，即為含鋰A-GOC、含碲硅T-GOC、鉛鉍L-GOC、以及配平相玻璃-氧化物復合物；通過這種模塊化的配方策略，活性成分可以被更好控制，從而實現(xiàn)硅片腐蝕和歐姆接觸的平衡，從而獲得電池性能和轉化效率的提升。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種太陽能電池導電漿料用鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系，由含鋰玻璃-氧化物復合物（A-GOC）、含碲硅玻璃-氧化物復合物（T-GOC）、含鉛鉍-氧化物復合物（L-GOC）、配平相玻璃-氧化物復合物（D-GOC）混合而成；

其中，含鋰玻璃-氧化物復合物A-GOC是通過將Li 2O、Bi 2O 3、PbO、金屬氧化物M1混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得；

含鉛鉍玻璃-氧化物復合物L-GOC是通過將PbO、Bi 2O 3、SiO 2、Al 2O 3、金屬氧化物M2混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得；

含碲硅玻璃-氧化物復合物T-GOC是通過將SiO 2、TeO 2、金屬氧化物M3混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得；

配平相玻璃-氧化物復合物D-GOC是通過將一種或多種上述A-GOC、L-GOC和T-GOC中使用的金屬氧化物混合熔融形成玻璃和氧化物熔體，然后淬冷、研磨即得；

金屬氧化物M1為Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、P、B、Ti、Sb、Ge中的至少一種氧化物；

金屬氧化物M2為Zn、P、B、Ag、Al、Ti、W、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Nb、Ta、Th、Ge、Mo、La、Sb、Bi、Ce中的至少一種氧化物；

金屬氧化物M3為Na、Zn、P、B、Ag、Al、Ti、W、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Nb、Ta、Th、Ge、Mo、La、Sb、Bi、Ce中的至少一種氧化物。

在本發(fā)明的一種實施方式中，鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系由彼此分離的多種GOC組成：A-GOC、L-GOC、T-GOC和D-GOC；A-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為0.1%-50%；L-GOC 在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為5%-30%；T-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為20%-90%；D-GOC在鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中的質量百分占比為0%-20%。

在本發(fā)明的一種實施方式中，鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系中，L-GOC、T-GOC和D-GOC的總質量與A-GOC的質量比為（1-10）：1。優(yōu)選（1-4）：1。進一步優(yōu)選2：1。

在本發(fā)明的一種實施方式中，A-GOC的配方式為：

[Li 2O] a1-[SiO 2-Bi 2O 3] b1-[M1O n1] c1，

其中，a1、b1、c1分別為A-GOC中各相應氧化物占A-GOC的質量分數(shù)；a1+b1+c1 =100%，2% < a1 < 50%，43% < b1<85%，1% < c1<10%；其中n1的數(shù)值用于平衡整個配方的正負電荷。

在本發(fā)明的一種實施方式中，L-GOC的配方式為：

[PbO] a2-[Bi2O3] b2-[M2O n2] c2，

其中，a2、b2、c2分別為L-GOC中各相應氧化物占L-GOC的質量分數(shù)；a2+b2+c2=100%，2% < a2< 50%，43% < b2<85%，1% < c2<10%；其中n2的數(shù)值用于平衡整個配方的正負電荷。

在本發(fā)明的一種實施方式中，T-GOC中含碲和硅的玻璃或結晶氧化物，其配方式為：

[TeO 2] a3-[SiO 2] b3-[M3O n3] c3，

其中，a3、b3、c3分別為T-GOC中各相應氧化物占T-GOC的質量分數(shù)；a3+b3+c3 =100%，10% <a3<80%，10% <b3 <80%，1% <c3<10%；其中n3的數(shù)值用于平衡整個配方的正負電荷。

在本發(fā)明的一種實施方式中，A-GOC中不含碲和硅；T-GOC中不含鋰。

在本發(fā)明的一種實施方式中，按照占A-GOC的質量百分數(shù)計，A-GOC的配方由如下組成：15%-25%Li 2O、50%-70% PbO、10%-20% Bi 2O 3、0-6%ZnO、0.5%-3% B 2O 3。

在本發(fā)明的一種實施方式中，按照占L-GOC的質量百分數(shù)計，L-GOC的配方由如下組成：2%-50% PbO、5%-85% Bi 2O 3、2%-10%SiO 2、0.5%-15%Al 2O 3、0-6%ZnO、0.5%-25% B 2O 3。

在本發(fā)明的一種實施方式中，按照占T-GOC的質量百分數(shù)計，T-GOC的配方由如下組成：10%-20% SiO 2、60%-80%TeO 2、2%-20% Bi 2O 3、0.5%-2%B 2O 3、0.5%-2%Na 2O。

在本發(fā)明的一種實施方式中，按照占D-GOC的質量百分數(shù)計，D-GOC的配方由如下組成：35%-50%SiO 2、20%-30% PbO、2%-10% MgO、0.5%-2% TiO 2、25%-40% Bi 2O 3。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述太陽能電池導電漿料用鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系的制備過程中：

第一步：鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃及氧化物復合體系GOC的制作：分別制備A-GOC、L-GOC 、T-GOC、D-GOC；

第二步：A-GOC、L-GOC、T-GOC、D-GOC多元GOC進行混合。

在本發(fā)明的一種實施方式中，GOC制作方法包括常用的玻璃體熔融和驟冷，或其它無機固相合成或非高溫濕法化學方法制備：

在典型的熔融和驟冷方法中，先將適量的原料(通常為粉末形式)混合，然后將混合物在500~1300℃溫度下融化成玻璃液，并使得該玻璃液形成均勻的熔體；將該熔體驟冷（在水中或者通過冷卻輥），然后通過球磨或者氣流磨磨碎并篩分，將該粗粉末例如在球磨機或氣流磨中進行二次研磨，直至產(chǎn)生細粉；可將玻璃粉研磨至約0.01-10μm，優(yōu)選約0.1-5μm的平均粒度(d50)；

或者，無機固相合成通常將充分混合的氧化物原材料放置于坩堝或者石英管中，在真空，氮氣保護或者空氣中于適當高溫下，經(jīng)過5~24小時的固相合成反應，生成預期的結晶狀態(tài)的復合氧化物粉末。該復合氧化物粉末可被研磨至約0.01-10μm，優(yōu)選約0.1-5μm的平均粒度(d50)；

或者，玻璃粉及復合氧化物GOC亦可通過濕法化學法制備，包括但不限于溶膠-凝膠方法、沉淀、水熱/溶劑熱方法和熱解方法制得預期粒度的粉體。

在本發(fā)明的一種實施方式中，多元GOC的預混合：

為了確保鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃及氧化物復合體系GOC可以以均勻的方式分布在漿料之中，并均勻的和硅片表面發(fā)生反應，充分的預混合是必須的。在本發(fā)明實施過程中，可以根據(jù)客戶硅片的需求，選取適當比例的含鋰A-GOC（高活性）和含鉛鉍L-GOC（高腐蝕性）、含碲硅T-GOC（高流動性）以及D-GOC作為配平相，放置于球磨機中，進行充分的預混合。不僅達到彼此均勻的分布，而且也使得粒徑同步降低到預期的粒徑分布。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種含有鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系的太陽能電池導電漿料，該導電漿料由導電金屬組分、上述鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系、有機載體組成。

在本發(fā)明的一種實施方式中，導電金屬組分包括銀、金、鉑，鈀，銅、鎳及其組合。

在本發(fā)明的一種實施方式中，導電金屬組分重量占整體導電漿料的85%~99%。

在本發(fā)明的一種實施方式中，鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系重量占整體導電漿料的0.2%~5%。進一步可選2%-5%。

在本發(fā)明的一種實施方式中，有機載體重量占整體導電漿料的2%~10%。

在本發(fā)明的一種實施方式中，有機載體包含有機溶劑以及包含粘合劑、表面活性劑和觸變劑中的一種或其任意組合。

在本發(fā)明的一種實施方式中，有機溶劑選自卡必醇、萜品醇、己基卡必醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二酸二甲酯二醇醚、及其任意組合。

在本發(fā)明的一種實施方式中，粘合劑選自乙基纖維素、酚醛樹脂、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、聚酯樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯樹脂、聚氨酯樹脂、松香衍生物、及其任意組合。

在本發(fā)明的一種實施方式中，表面活性劑選自聚氧化乙烯、聚乙二醇、苯并三唑、聚(乙二醇)乙酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸、亞油酸、硬脂酸、棕櫚酸、硬脂酸鹽、棕櫚酸鹽、及其任意組合。

在本發(fā)明的一種實施方式中，太陽能電池導電漿料的制備步驟包括：

步驟1：配制有機載體；

步驟2：選取按照特定比例預混合的鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃及氧化物復合體系GOC

步驟3：將原料按照上述比例使用攪拌器和三輥研磨機碾磨成外觀細膩均勻無大顆粒的太陽能電池導電漿料。

本發(fā)明第還提供一種表面含有上述太陽能電池金屬化漿料的太陽能電池。

在本發(fā)明的一種實施方式中，將上述太陽能電池金屬化銀漿、鋁漿分別通過絲網(wǎng)印刷而以預定圖形印刷于硅片正面和背面，干燥；然后將該印刷后的硅片置于400～900℃環(huán)境下進行燒結；燒結結束后冷卻至室溫，制備得到太陽能電池。

在本發(fā)明的一種實施方式中，燒結的時間為30～50s。

在本發(fā)明的一種實施方式中，本發(fā)明多元玻璃-氧化物復合配方使得漿料整體配方可以根據(jù)相應硅片的擴散方阻，印刷圖形，和燒結條件調整。其中，根據(jù)太陽能電池漿料作用機理，玻璃粉與SiNx的反應過程為：

2PbO+ SiNx 2Pb+SiO 2+(x/2)N 2

Bi 2O 3+3 SiNx 4Bi+3 SiO 2+N 2

生成的Bi和SiO 2與玻璃粉復合體系再次混合形成新的玻璃相，繼續(xù)與鈍化膜反應。

有益效果：

本發(fā)明玻璃-氧化物復合體系的配方設計中采取了一種“功能模塊化”的策略。本發(fā)明將具有高度遷移及反應活性的堿金屬離子與具有高度流動性的的玻璃體分離，構建了一種多元復合體系，即為含鋰A-GOC（高活性）和含鉛鉍L-GOC（高腐蝕性）、含碲硅T-GOC（高流動性）以及D-GOC作為配平相。

目前絕大多數(shù)的漿料配方均通過玻璃配方自身的調整優(yōu)化，來達到金屬化接觸和金屬離子遷移的平衡。然而，由于玻璃配方需要整體調整，或者使用若干玻璃配方的組合，導電漿料的反應性和熱性能及配方改進的靈活性非常之低。而本發(fā)明由于含鋰A-GOC和含鉛鉍L-GOC、含碲硅T-GOC、D-GOC各相彼此分離，在導電漿料配方設計中，可以按照實際運用的需要進行自由調整各組分的比例，而不需要在同一個玻璃配方中，去找到反應活性和流動性的平衡點，避免了大量重復性及梯度調節(jié)實驗，可縮短配方調整周期，這種設計使得配方調整效率極大提升；并且，本發(fā)明所優(yōu)化的整體漿料配方，可以在不同的硅片上電池片霧黑的情況極大程度改善，進而實現(xiàn)較優(yōu)異的電池性能，達到最佳的光電轉化效率。

附圖說明

圖1為太陽能電池的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

制備玻璃氧化物復合體系（GOC）：

在下表1所述組分制備不同的A-GOC1、L-GOC1、T-GOC1、D-GOC1還制備了沒有分離的單一組分Mix1作為對照。試樣通過將各個氧化物組分以表1中指定的量混合而以200g批料制備。將氧化物混合物裝入0.5L容積的鉑金坩堝中，然后將坩堝放入1300℃的玻璃熔爐中30分鐘得到玻璃和氧化物熔塊；將熔塊取出并倒入對輥冷卻機淬冷得到玻璃渣，將玻璃渣在1L行星式球磨機中研磨以后，通過325目篩分別得到A-GOC1粉體、L-GOC1粉體、T-GOC1粉體、D-GOC1粉體和Mix1粉體。

表1 A-GOC1、L-GOC1、T-GOC1、D-GOC1和Mix1配方（質量分數(shù)）

制備導電漿料：

以下實施例和對照實施例中所用的組分清單如下：

(1) 導電性粉體：球形銀粉 (AG-4-8，Dowa HighTech Co.，Ltd.)，具有2μm的平均顆粒直徑(D50)；

(2) 玻璃和氧化物復合體GOC：Mix1，或者A-GOC1、L-GOC1、T-GOC1、D-GOC1多元混合物；

(3) 有機載體：

粘合劑：乙基纖維素 (Dow Chemical Co.，Ltd.，STD4)；溶劑：松油醇 (NipponTerpine Co.，Ltd.)；觸變劑：DISPARLON 6500帝斯巴隆 (Kusumoto Chemicals，Ltd.)；

將1wt%乙基纖維素和0.6wt%觸變劑在50℃下充分溶解于6wt%的松油醇中，并向其中加入90wt%的Ag粉末和2.4wt%的GOC均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-1，P1~P4。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至2.5wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-2，P5~P8。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至2.6wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-3，P9~P12。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至3wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-4，P13~P16。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至4.2wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-5，P17~P20。

將每一種金屬化銀漿80mg和600mg鋁漿通過絲網(wǎng)印刷而以預定圖形印刷于不同鈍化層厚度的硅片正面和背面，并于紅外干燥爐中干燥。硅片在快速燒結爐爐中于900℃下快速燒結并30并冷卻至室溫，由此制備成太陽能電池。

所得太陽能電池的結構如圖1所示。金屬化銀漿燒結后為正面電極，鋁漿燒結后形成背面局部接觸；純硅片的結構包括：正面SiN x-硅片-Al 2O 3-背面SiN x。

太陽能電池的性能采用EL圖像通過EL測試儀進行測試表征，其中電池片的霧黑（暗度淺的霧狀發(fā)黑）情況表示為：嚴重---是指霧黑面積＞電池片總面積的20%；一般---是指電池片總面積的10%≤霧黑面積≤電池片總面積的20%；可接受--輕微霧黑，霧黑面積＜電池片總面積的10%、優(yōu)---無霧黑。結果如表2-6所示。

表2 鈍化層厚度52nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表3 鈍化層厚度60nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表4 鈍化層厚度68nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表5 鈍化層厚度72nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表6 鈍化層厚度80nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

在太陽能電池的測試過程中，本發(fā)明針對電性能測試進行了統(tǒng)計學中的置信度分析(p值分析)，所得到的測試樣品和參照樣品的具有顯著性差異(p < 0.05)，從而排除了測試誤差帶來的差異。

實施例2

制備玻璃氧化物復合體系（GOC）：

在下表7所述組分制備不同的A-GOC2、L-GOC2、T-GOC2、D-GOC2還制備了沒有分離的單一組分Mix2作為對照。試樣通過將各個氧化物組分以表1中指定的量混合而以200g批料制備。將氧化物混合物裝入0.5L容積的鉑金坩堝中，然后將坩堝放入1300℃的玻璃熔爐中30分鐘得到玻璃和氧化物熔塊；將熔塊取出并倒入對輥冷卻機淬冷得到玻璃渣，將玻璃渣在1L行星式球磨機中研磨以后，通過325目篩分別得到A-GOC2粉體、L-GOC2粉體、T-GOC2粉體、D-GOC2粉體和Mix2粉體。

表7 A-GOC2、L-GOC2、T-GOC2、D-GOC2和Mix2配方（質量分數(shù)）

制備導電漿料：

以下實施例和對照實施例中所用的組分清單如下：

(1) 導電性粉體：球形銀粉 (AG-4-8，Dowa HighTech Co.，Ltd.)，具有2μm的平均顆粒直徑(D50)；

(2) 玻璃和氧化物復合體GOC：Mix2，或者A-GOC2、L-GOC2、T-GOC2、D-GOC2多元混合物；

(3) 有機載體：

粘合劑：乙基纖維素 (Dow Chemical Co.，Ltd.，STD4)；溶劑：松油醇 (NipponTerpine Co.，Ltd.)；觸變劑：DISPARLON 6500帝斯巴隆 (Kusumoto Chemicals，Ltd.)；

將1wt%乙基纖維素和0.6wt%觸變劑在50℃下充分溶解于6wt%的松油醇中，并向其中加入90wt%的Ag粉末和2.4wt%的GOC均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-6，P21~P24。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至2.5wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-7，P25~P28。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至2.6wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-8，P29~P32。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至3wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-9，P33~P36。

保持其他組分不變，僅將GOC含量增加至4.2wt%，均勻混合，接著經(jīng)由三輥混合機混合和分散而獲得金屬化銀漿P0-10，P37~P40。

將每一種金屬化銀漿80mg和600mg鋁漿通過絲網(wǎng)印刷而以預定圖形印刷于不同鈍化層厚度的硅片正面和背面，并于紅外干燥爐中干燥。硅片在快速燒結爐爐中于900℃下快速燒結并30并冷卻至室溫，由此制備成太陽能電池。

所得太陽能電池的結構如圖1所示。金屬化銀漿燒結后為正面電極，鋁漿燒結后形成背面局部接觸；純硅片的結構包括：正面SiN x-硅片-Al 2O 3-背面SiN x。

太陽能電池的性能采用EL圖像通過EL測試儀進行測試表征，其中電池片的霧黑情況表示為：嚴重---是指霧黑面積＞電池片總面積的20%；一般---是指電池片總面積的10%≤霧黑面積≤電池片總面積的20%；可接受--輕微霧黑、霧黑面積＜電池片總面積的10%；優(yōu)---無霧黑。結果如表8-12所示。

表8鈍化層厚度44nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表9 鈍化層厚度48nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表10 鈍化層厚度56nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表11 鈍化層厚度64nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表12 鈍化層厚度76nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

從對不同鈍化層厚度的硅片進行印刷和性能測試的結果來看，隨著鈍化層厚度的增加，配方體系中玻璃粉的百分含量逐漸增加；與MIX1，MIX2相比，A-GOC、L-GOC、T-GOC、D-GOC相分離的狀態(tài)下，通過不斷調整各組分的占比，可以實現(xiàn)明顯較優(yōu)異的結果；從A-GOC1、L-GOC1、T-GOC1、D-GOC1的不同比例下對不同鈍化層的作用效果來看，P3、P7、P11、P15、P19顯示效果最優(yōu)；從A-GOC2、L-GOC2、T-GOC2、D-GOC2的不同比例下對不同鈍化層的作用效果來看，P23、P27、P31、P35、P39顯示效果最優(yōu)。

對比例1

在下表13所述組分制備不同的Na-GOC、Pb-GOC和Si-Te-GOC、Si-GOC，還制備了沒有分離的單一組分Mix3作為對照。試樣通過將各個氧化物組分以表13中指定的量混合而以200g批料制備。將氧化物混合物裝入0.5L容積的鉑金坩堝中，然后將坩堝放入1300℃的玻璃熔爐中30分鐘得到玻璃和氧化物熔塊；將熔塊取出并倒入對輥冷卻機淬冷得到玻璃渣，將玻璃渣在1L行星式球磨機中研磨以后，通過325目篩得到GOC粉體和Mix3粉體。

制備導電漿料、電池片：漿料P0-11~P0-15和P41-P60的配方及制作依據(jù)實施例1中的過程實施。相應的性能測試結果如表14-15所示。

表13Na-GOC、Pb-GOC、Si-Te-GOC、Si-GOC和Mix3配方（質量分數(shù)）

表14 鈍化層厚度60nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表15 鈍化層厚度80nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

從對比例1的結果可見，使用分離的Na-GOC、Pb-GOC和Si-Te-GOC、Si-GOC制作的漿料，EL的測試結果均不太理想，霧黑現(xiàn)象較多。

對比例2

在下表16所述組分制備不同的Li-GOC、Pb-GOC、Bi-Te-GOC和Si-GOC，以及沒有分離的單一組分Mix4作為對照。試樣通過將各個氧化物組分以表19中指定的量混合而以200g批料制備。將氧化物混合物裝入0.5L容積的鉑金坩堝中，然后將坩堝放入1300℃的玻璃熔爐中30分鐘得到玻璃和氧化物熔塊；將熔塊取出并倒入對輥冷卻機淬冷得到玻璃渣，將玻璃渣在1L行星式球磨機中研磨以后，通過325目篩得到GOC粉體和Mix4 粉體。

制備導電漿料、電池片：漿料P0-16~P0-20和P61-P80的配方及制作依據(jù)實施例2中的過程實施。相應的性能測試結果如表17-21所示。

表16 Li-GOC、Pb-GOC、Bi-Te-GOC、Si-GOC和Mix4配方

表17 鈍化層厚度44nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表18 鈍化層厚度48nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表19 鈍化層厚度56nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表20 鈍化層厚度64nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

表21 鈍化層厚度76nm時導電漿料配方及電池片EL測試結果

從對比例2的結果可見，使用分離的該不同的Bi-Te--GOC和Li-GOC、Pb-GOC、Si-GOC制作的漿料，EL的測試結果均不太理想，霧黑現(xiàn)象較多，無法達到電池性能提升的目的。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。

鋰-碲硅-鉛鉍多元玻璃-氧化物復合體系及其導電漿料.PDF