专利名称：形成硅太阳能电池的方法
技术领域：
本发明涉及形成硅太阳能电池的P-型铝背面电极的方法，S卩，涉及形成硅太阳能 电池的方法。发明
背景技术：
常规的具有ρ-型基板的太阳能电池结构具有通常位于电池的正面(光照面)的 负极和位于背面的正极。众所周知，在半导体的p-n结上入射的合适波长的辐射充当产生 电子_空穴对的外部能源。在p-n结处存在电势差，这导致空穴和电子以相反的方向跨过 该结移动，从而产生能够向外部电路输送电力的电流。大部分太阳能电池为金属化的硅片 形式，即，具有导电的金属触点。在硅太阳能电池的形成期间，一般将铝浆丝网印刷到硅片的背面上并将其干燥。 然后将硅片在高于铝熔点的温度下焙烧以形成铝硅熔体，随后在冷却阶段期间形成掺入有 铝的外延生长的硅层。该层一般被称为背表面区场(BSF)层并且有助于改善太阳能电池的 能量转化效率。目前所用的太阳能发电电池大多为硅太阳能电池。在大规模的生产中，工艺流程 一般要求实现最大程度的简化和尽量降低制造成本。具体地讲，电极通过使用诸如丝网印 刷之类的方法由金属浆料制成。这种制备方法的实例结合
图1描述如下。图IA示出了 ρ-型硅基板10。在图IB中，反向导电型的η-型扩散层20通过磷(P)等的热扩散而形成。通常将 三氯氧化磷(POCl3)用作气态磷扩散源；其他液体来源为磷酸等。不存在任何特定修改形式 时，扩散层20在硅基板10的整个表面上形成。p-n结在其中P-型掺杂剂的浓度等于η-型 掺杂剂的浓度处形成。具有靠近光照面的P-n结的常规电池具有介于0. 05和0. 5 μ m之间 的结深。在形成了该扩散层之后，通过用某种酸诸如氢氟酸进行蚀刻而将多余的表面玻璃 从表面的其余部分上除去。接下来，以图ID所示的方式通过以下方法在硅片的正面η-型扩散层20上形成减 反射涂层(ARC) 30至介于0. 05和0. Ιμπι之间的厚度，所述方法例如溅射或CVD(化学气相 沉积)，例如LPCVD (低压化学气相沉积)或PECVD (等离子体增强化学气相沉积)。如图IE所示，将用于正面电极的正面银浆(形成正面电极的银浆)500丝网印刷 到减反射涂层30上并随后进行干燥。此外，接着将背面银或银/铝浆70和铝浆60丝网印 刷(或一些其他施用方法)到基板的背面上并相继进行干燥。通常，首先将背面银或银/ 铝浆丝网印刷到硅上而作为两个平行条(母线)或作为准备用于焊接互连条(预焊接的铜 带)的矩形(突出部)，然后将铝浆印刷在裸露的区域中，与背面银或银/铝略微重叠。在 一些情况下，在印刷了铝浆之后进行银或银/铝浆的印刷。然后通常在带式炉中进行焙烧， 持续1至5分钟的时间，使硅片达到700-900°C范围内的峰值温度。正面电极和背面电极可 顺序地焙烧或共焙烧。因此，如图IF所示，在焙烧过程期间，源自浆料的熔融铝将硅溶解，然后在冷却之后形成从硅基板10外延生长的共晶层，从而形成包含高浓度铝掺杂剂的P+层40。该层一 般被称为背表面场(BSF)层并且有助于改善太阳能电池的能量转化效率。一般在该外延层 的表面上存在薄的铝层。
通过焙烧将铝浆由干燥状态60转化成铝背面电极61。同时焙烧背面银或银/铝 浆70，变成银或银/铝背面电极71。焙烧期间，背面铝与背面银或银/铝之间的边界呈合金 状态并且还被电连接。铝电极占据背面电极的大部分区域，这部分地是由于需要形成P+层 40。由于向铝电极的焊接不可能，因此银或银/铝背面电极在部分背面上形成为电极(通 常作为2-6mm宽的母线)用于借助预焊接的铜带等互连太阳能电池。此外，正面银浆500 在焙烧期间烧结并穿透减反射涂层30，从而能够电接触η-型层20。这类方法一般称作“烧 透”。这种烧透状态在图IF的层501中显而易见。如上所提及的，硅太阳能电池包括通常通过化学气相沉积方法(尤其是低压化学 气相沉积)施用的减反射涂层。当今硅太阳能电池的减反射涂层通常为氮化硅(SiNx)层 形式。在通过化学气相沉积于硅片正面上形成所述氮化硅减反射涂层期间，如果未在利用 专门的背面覆盖装置方面提供专门尝试，则不可避免的是一些不可取的氮化硅也沉积在硅 片背面上。此类可视觉感知的氮化硅溢出物呈现沿着硅片背面上的边缘延伸的接缝形式， 并且其覆盖硅片背面的例如5-20面积％。与采用前述专门的背面覆盖物制备的硅太阳能 电池(即未表现出氮化硅背面污染的硅太阳能电池)相比，此类氮化硅污染不仅削弱了硅 片背面与焙烧后获得的铝背面电极之间的粘附性，而且还削弱了成品硅太阳能电池的电性 能(电产率)。硅片背面与焙烧后获得的铝背面电极之间的良好粘附性对于硅太阳能电池 的长期使用寿命很重要。适于制备硅太阳能电池的背面电极并包含氧化镁的铝浆已知于 JP-A-2004152827 ο
发明内容
现已发现，当包含某些包含镁的添加剂的铝浆用于制备硅太阳能电池的背面电极 时，由硅片制成的硅太阳能电池的电性能可得以改善，所述硅片在其正面具有氮化硅减反 射涂层且其背面污染有氮化硅溢出物。此外，硅片背面与焙烧后获得的铝背面电极之间的 粘附性能够得到改善。因此，本发明涉及制造硅太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤(i)将铝浆施用在硅片的背面上，所述硅片具有ρ-型区域、η-型区域和ρ-η结，并 且在其正面具有氮化硅减反射涂层并且其背面污染有氮化硅，以及(ii)焙烧具有所述铝浆的表面，从而使所述硅片达到700-900°C的峰值温度，其中所述铝浆包含粒状铝、至少一种包含镁的添加剂以及包含一种或多种有机溶 剂的有机载体(有机介质)，所述包含镁的添加剂选自氧化镁、能够在步骤(ii)中焙烧时能 够生成氧化镁的镁化合物以及它们的任何组合。通过本发明的方法获得的硅太阳能电池与在相同条件下但利用不含此类包含镁 的添加剂的铝浆制备的硅太阳能电池相比区别在于增强的电性能(电产率)。此外，硅太阳 能电池所包括的铝背面电极与硅片背面之间的粘附性能够得到改善。有利的是，在硅片正 面上制备氮化硅减反射涂层时，不必采用任何专门的背面覆盖物。
本发明还涉及改善硅太阳能电池的电性能(电产率)的方法，所述方法包括以下 步骤(i’ )提供硅片，所述硅片具有ρ-型区域、η-型区域和p-n结，并且在其正面提供 有氮化硅减反射涂层并且其背面污染有氮化硅，(i)将铝浆施用在所述硅片的背面上，以及(ii)焙烧具有所述铝浆的表面，从而使硅片达到700-900°C的峰值温度，其中所述铝浆包含粒状铝、至少一种包含镁的添加剂以及包含一种或多种有机溶 剂的有机载体，所述包含镁的添加剂选自氧化镁、能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的 镁化合物以及它们的任何组合。附图简述图1为示例性示出包括硅片的硅太阳能电池制造的工艺流程图，所述硅片具有氮 化硅减反射涂层。图1中所示的附图标号说明如下。10 :p-型硅片20 :n-型扩散层30:SiNx减反射涂层40 :p+ 层(背表面场，BSF)60 在背面上形成的铝浆61 铝背面电极(通过焙烧背面铝浆获得)70 在背面上形成的银或银/铝浆71 银或银/铝背面电极(通过焙烧背面银或银/铝浆获得)500 在正面上形成的银浆501 银正面电极(通过焙烧正面银浆获得)图2A-D说明了本发明的硅太阳能电池制造方法。图2中所示的附图标号说明如 下。102硅基板(在其正面上具有氮化硅减反射涂层并且具有污染有氮化硅的背面的 硅片)104受光表面侧电极106用于第一电极的浆料组合物108用于第二电极的导电浆料110 第一电极112 第二电极发明详述在本发明方法的步骤(i’)中，提供了硅片，所述硅片具有P-型区域、η-型区域和P-n结，并且在其正面具有氮化硅减反射涂层并且其背面污染有氮化硅。此类硅片及其制备 为本领域的技术人员所已知而不必重复解释；因此参考“发明技术背景”部分。硅片可包括 单晶硅或多晶硅，并且它们可具有例如100-250cm2范围内的面积和例如180-300 μ m的厚度。在本发明方法的步骤(i)中，将铝浆施用到硅片的背面上，所述硅片具有P-型区域、η-型区域和ρ-η结，并且在其正面具有氮化硅减反射涂层且其背面污染有氮化硅溢出 物。在本发明方法的步骤(i)中采用的铝浆包括粒状铝、至少一种选自氧化镁和/或 能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁化合物的包含镁的添加剂、有机载体，并且在一 个实施方案中，还包括一种或多种玻璃料组合物。粒状铝可由铝或铝合金构成，所述铝合金具有一种或多种其他金属，例如锌、锡、 银和镁。在铝合金的情形中，铝含量为例如99. 7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、结节形(不规则形)铝粉或它们的任何组合。在一个 实施方案中，粒状铝为铝粉形式。铝粉表现出例如4-10 μ m的平均粒度。粒状铝可按如下 比例存在于铝浆中所述比例按总铝浆组合物计为50-80重量％，或者在一个实施方案中 为70-75重量％。在本说明书及权利要求书中使用术语“平均粒度”。该术语是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他粒状金属，例如银或银合金粉。 此类一种或多种其他粒状金属的比例为例如按粒状铝加上一种或多种粒状金属的总量计
0-10重量％。铝浆包括至少一种包含镁的添加剂，所述添加剂选自氧化镁和/或能够在步骤 (ii)中焙烧时生成氧化镁的镁化合物。一种、两种或更多种包含镁的添加剂可以按总铝浆 组合物计对应于0. 1-5重量％，或者在一个实施方案中0. 2-1重量％的总镁贡献的总比例存在。在一个实施方案中，氧化镁作为包含镁的添加剂包含在铝浆中。在另一个实施方 案中，其作为仅包含镁的添加剂被包含。氧化镁可具有例如在IOnm-IO μ m，或者在一个实施 方案中40ηπι-5μπι范围内的平均粒度。如果氧化镁本身被包含，则其一定不要与可形成一种或多种玻璃料组分的氧化镁 混淆，所述玻璃料可任选地被包含在铝浆中。能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁化合物可为固体化合物，在所述固体 化合物不溶解于铝浆的有机载体的情况下，它们以颗粒形式存在于铝浆中。在后一种情况 下，它们可具有例如在IOnm-IO μ m，或者在一个实施方案中40nm-5 μ m范围内的平均粒度。可包含在铝浆中的能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁化合物的实例包括 某些可热分解的无机镁化合物，即，在热作用下分解成氧化镁和气态分解产物的无机镁化 合物。此类可热分解的无机镁化合物的实例包括氢氧化镁、碳酸镁和硝酸镁。可包含在铝 浆中的能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁化合物的另外实例包括镁有机化合物。 术语“镁有机化合物”是指在分子中包括至少一个有机部分的镁化合物。镁有机化合物为 稳定或基本稳定的，例如在大气氧或空气湿度的存在下、在铝浆的制备、贮藏和应用期间的 极普遍的条件下均是如此。在应用条件下，具体地讲在将铝浆丝网印刷到氮化硅污染的硅 片背面上期间极普遍的那些条件下，同样如此。然而，在铝浆的焙烧期间，镁有机化合物的 有机部分将被除去或将基本上被除去，例如被烧尽和/或碳化。镁有机化合物在铝浆的制备期间可按原样或者作为溶液添加到一种或多种有机溶剂中。在一个实施方案中，镁有机 化合物包括镁有机盐化合物。合适的镁有机盐化合物的实例具体地讲包括树脂酸镁(酸性 树脂的镁盐，所述酸性树脂具体地讲为具有羧基的树脂)和羧酸镁(镁羧酸盐)，例如乙酸 镁、辛酸镁、新癸酸镁、油酸镁和硬脂酸镁。在一个实施方案中，铝浆包括至少一种玻璃料组合物作为无机粘合剂。玻璃料组 合物可包含PbO。在一个实施方案中，玻璃料组合物可为无铅的。玻璃料组合物可包括如下 的那些它们在焙烧之后经历再结晶或相分离并且析出具有游离相的玻璃料，其所具有的 软化点低于原来的软化点。玻璃料组合物(原来)的软化点(玻璃化转变温度，通过差热分析DTA在lOK/min 的加热速率下确定)可在325-600°C的范围内。
玻璃料表现出例如2-20 μ m的通过激光散射确定的平均粒度(平均粒径)。在包含 一种或多种玻璃料的铝浆情况下，一种或多种玻璃料的含量按总铝浆组合物计可为0. 01-5 重量％，或者在一个实施方案中为0. 1-2重量％，或者在另一个实施方案中为0. 2-1. 25重量％。适用于铝浆的玻璃料中的一些为本领域中常规的玻璃料。一些实例包括硼硅酸 盐玻璃和硅铝酸盐玻璃。实例还包括如下氧化物的组合，例如B203、SiO2, A1203、CdO, CaO, Ba0、Zn0、Na20、Li20、Pb0和，它们可独立地使用或以组合方式使用以形成玻璃粘合剂。常规的玻璃料可为硼硅酸盐玻璃料，诸如硼硅酸铅玻璃料、铋、镉、钡、钙、或其他 碱土金属硼硅酸盐玻璃料。此类玻璃料的制备是熟知的，并且包括例如将呈各组分的氧化 物形式的玻璃的组分熔融在一起并且将此类熔融组合物注入到水中以形成玻璃料。当然， 批料成分可为任何化合物，所述化合物在通常的玻璃料生产条件下将产生所期望的氧化 物。例如，氧化硼将从硼酸获得，二氧化硅将从燧石制备，氧化钡将从碳酸钡制备，等等。可将玻璃在球磨机中用水或惰性的低粘度低沸点的有机液体进行研磨，以减小玻 璃料的粒度并且获得其尺寸基本上均勻的玻璃料。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。也可使用其他分类方法。玻璃由常规玻璃制造技术制成，即，将所期望的组分以期望的比例混合，并且加热 混合物以形成熔体。如本领域所熟知的那样，可加热至峰值温度并保持一段时间，以使得熔 体完全变成液体并且均勻。铝浆包括有机载体。可将多种惰性的粘稠材料用作有机载体。有机载体可为如下 的载体其中粒状组分(粒状铝、一种或多种粒状且不溶解的包含镁的添加剂、玻璃料(如 果有的话))为可分散的并具有足够的稳定度。有机载体的特性(具体地讲流变特性)可使 得它们向铝浆组合物提供良好的应用特性，包括不溶性固体的稳定分散、便于应用(具体 地讲便于丝网印刷)的适当粘度和触变性、硅片基板和浆料固体的适当的可润湿性、良好 的干燥速率和良好的焙烧特性。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；在一个实施方案中，有机载体可为一种或多种有机聚合物溶 解于一种或多种有机溶剂中所形成的溶液。在一个实施方案中，用于该目的的聚合物可为 乙基纤维素。可单独使用或以组合方式使用的聚合物的其他实例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。合适的有机溶剂的实例包括醇酯和萜 烯诸如α-或β-萜品醇或它们与其他溶剂诸如煤油、邻苯二甲酸二丁酯、二甘醇丁基醚、二甘醇丁基乙酸醚、己二醇和高沸点醇的混合物。此外，在无机载体中还可包括挥发性有机 溶剂，以用于促进在将铝浆施用在硅片背面上之后的快速硬化。可配制这些溶剂和其他溶 剂的各种组合以达到所期望的粘度和挥发性要求。铝浆中的有机溶剂含量按总铝浆组合物计可在5-25重量％，或者在一个实施方 案中10-20重量％的范围内。一种或多种有机聚合物可按如下比例存在于有机载体中所述比例按总铝浆组合 物计在0-20重量％，或者在一个实施方案中5-10重量％的范围内。铝浆可包含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 齐U。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如下的总比例存在于铝浆中所述 总比例按总铝浆组合物计为例如0-10重量％。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 其可以变化。在一个实施方案中，其按总铝浆组合物计可为20-45重量％，或者在一个实施 方案中，其可在22-35重量％的范围内。该数目20-45重量％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。在一个实施方案中，铝浆包含70-75重量％的粒状铝；总比例对应于0. 2-1重量％的总计镁贡献的一种或多种包含镁的添加剂；0. 2-1. 25重量％的一种或多种玻璃料；10-20重量％的一种或多种有机溶剂；5-10重量％的一种或多种有机聚合物；以及0-5重量％的一种或多种有机添加剂。铝浆为粘稠组合物，其可通过将粒状铝、一种或多种包含镁的添加剂以及一种或 多种任选的玻璃料组合物与有机载体机械混合来制备。在一个实施方案中，可使用动力混 合制造方法，其为一种等同于传统辊磨的分散技术；也可使用辊磨或其他混合技术。铝浆可原样使用或者可通过加入一种或多种附加的有机溶剂进行稀释。因此，铝 浆中所有其他组分的重量百分比可减少。 在根据本发明的方法的步骤(i)中，将铝浆施用在氮化硅污染的硅片背面上，即 施用到不被或者将不被其他背面金属浆料等(具体地讲，背面银或银/铝浆料)覆盖的背 面的那些表面部分上。铝浆可被施用至例如15-60 μ m的干膜厚度。铝浆的应用方法可以 是印刷，例如硅氧烷移印；或在一个实施方案中为丝网印刷。当通过使用Brookfield HBT 粘度计和#14锭子的效用杯以IOrpm的锭子速度并且在25°C下测量时，铝浆的施用粘度可 为 20-200Pa · S。在将铝浆施用到氮化硅污染的硅片背面上之后，可将它们干燥例如持续1至100 分钟的时间，使硅片达到100-300°C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，具体地讲IR(红外线)带式干燥机来进行。在铝浆施用之后，或者在一个实施方案中在其施用并干燥之后，铝浆在根据本发 明的方法的步骤(ii)中焙烧以形成铝背面电极。焙烧可持续例如1至5分钟的时间，使硅 片达到700-900°C范围内的峰值温度。焙烧可利用例如单区段或多区段带式炉尤其是多区段IR带式炉来进行。焙烧在存在氧的情况下尤其是在存在空气的情况下发生。在焙烧期 间，可除去包括非挥发性有机材料的有机物质和在可能的干燥步骤期间没有蒸发的有机部 分，即烧尽和/或碳化，具体地讲烧尽它们。在焙烧期间除去的有机物质包括一种或多种有 机溶剂、一种或多种可能的有机聚合物、一种或多种可能的有机添加剂、以及可能的镁有机 化合物中的有机部分。在铝浆包含一种或多种能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁 化合物的情况下，由所述一种或多种镁化合物提供的镁在焙烧之后剩余为或基本上剩余为 氧化镁。在铝浆包含一种或多种玻璃料的情况下，在焙烧期间可发生另一种过程，即烧结所 述一种或多种玻璃料。可将焙烧执行为所谓与已施加到硅片上的其他金属浆料即正面和/ 或背面金属浆料共焙烧在一起，所述金属浆料在焙烧过程期间已被施加以形成硅片表面上 的正面电极和/或背面 电极。一个实施方案包括正面银浆和背面银或背面银/铝浆。接下来，参见图2，其说明了一个非限制性实例，其中根据本发明的方法制备了硅 太阳能电池。首先，制备了硅片基板102。在具有氮化硅减反射涂层的硅片的受光面(正面 表面)上(通常具有靠近该表面的p-n结)安装正面电极(例如，主要由银构成的电 极)104(图2A)。在氮化硅污染的硅片背面上，涂布银或银/铝导电浆料(例如，PV202或 PV502 或 PV583 或 PV581，可从 E. I.Du Pont de Nemours and Company 商购获得)以形成 母线或突出部，使得与其他太阳能电池以平行电构型互连。在氮化硅污染的硅片背面上， 通过丝网印刷使用使能够与上文提及的银或银/铝浆等略微重叠的图案来涂布包括一种 或多种包含镁的添加剂并用作太阳能电池的背面(或P-型接触)电极106，然后将其干燥 (图2B)。浆料的干燥例如在IR带式干燥机中进行，持续1至10分钟的时间，使硅片达到 100-300°C的峰值温度。此外，铝浆可具有15-60 μ m的干膜厚度，并且银或银/铝浆的厚度 可为15-30 μ m。此外，铝浆和银或银/铝浆的重叠部分可为约0.5-2. 5mm。接着，焙烧所得的基板，例如，在带式炉中焙烧1至5分钟的时间，使硅片达到 700-900°C的峰值温度，以便获得所期望的硅太阳能电池(图2D)。电极110由铝浆形成，其 中所述浆液在以下情况下已被焙烧以除去有机物质铝浆包含焙烧时能够生成氧化镁的一 种或多种镁化合物以生成氧化镁的情况，以及铝浆包含玻璃料以烧结玻璃料的情况。如图2D所示，利用铝浆所获得的硅太阳能电池在硅基板102的受光面(表面)上 具有电极104，在背面上具有主要由铝构成的铝电极110以及主要由银或银和铝构成的银 或银/铝电极112 (通过焙烧银或银/铝浆108形成)。
实施例(1)太阳能电池的制造如下形成太阳能电池(i)在硅基板[200 μ m厚的面积为243cm2的多晶硅片，ρ-型(硼)体硅，具有n_型 扩散的POCl3发射极，表面用酸纹理化，在硅片发射极上通过化学气相沉积施加SiNx减反 射涂层(ARC)，硅片背面15%的面积覆盖有大约50nm厚的矩形形状的SiNx层，该层已通过 化学气相沉积人工施加以模拟SiNx污染，在正面具有20 μ m厚的银电极(PV145银组合物， 可从E. I.Du Pont de Nemours and Company商购获得)]的背面对银/铝菜(PV202，可从 Ε. I. Du Pont de Nemours and Company商购获得的Ag/Al组合物)进行印刷并干燥成5mm宽的母线。然后，以30μπι的干膜厚度丝网印刷用于太阳能电池背面电极的铝浆，从而在两 个边缘处为铝膜的重叠部提供Imm的Ag/Al母线以确保电连续性。在焙烧之前，干燥所述 丝网印刷的铝浆。该实施例铝浆包含72重量％的空气雾化的铝粉(平均粒度为6 μ m)、26重量％的 聚合物树脂和有机溶剂的有机载体、以及0. 5重量％的玻璃料。实施例的铝浆B至C (根据 本发明)包含氧化镁(平均粒度8 μ m)，而对照实施例A铝浆(比较实施例)不包含氧化镁。(ii)然后将印刷过的硅片在Centrotherm炉中以3000mm/min的带速度进行焙烧， 其中区段温度被限定为区段1 = 450°C，区段2 = 520°C，区段3 = 570°C，并且最后区段 设定在950°C，因此硅片达到850°C的峰值温度。在焙烧之后，金属化的硅片就变成了功能 光伏器件。对SiNx污染区域内的电性能和焙烧粘附性进行测量。⑵测试规稈效率将根据上述方法形成的太阳能电池放置在商业I-V测试器(由EETS Ltd.提供) 中以测量光转化效率。该I-V测试器中的灯模拟了具有已知强度(大约1000W/m2)的日光 并且照射电池的发射极。随后用四个电探针接触印刷到焙烧电池上的金属化浆料。测量了 这些太阳能电池在一系列电阻上产生的光电流(Voc，开路电压；Isc，短路电流)以计算出 I-V响应曲线。随后从该I-V响应曲线推导出填充因数(FF)值和效率(Eff)值。焙烧粘附性为了测量铝金属化浆料的粘合强度，利用剥离测试确定从焙烧硅片的SiNx污染 的背面部分除去的材料量。为此，施加了一透明层的粘合带并且随后将其剥离掉。表1中 的粘附性数值示出了浆料的粘附性随着该组合物的氧化镁含量的相应增加而增加。表1中所引用的实施例A至C示出了与不含氧化镁的标准组合物(对照物)相比 的由氧化镁含量决定的铝浆的电特性。表1中的数据证实，与使用根据对照实施例A的浆 料而制成的太阳能电池相比，使用根据实施例B和C的铝浆所制成的太阳能电池的电性能 显著改善。铝背表面场厚膜层对电池背面的SiNx污染区域的粘附性也显示得到改善。表 权利要求
1.一种制造硅太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤(i)将铝浆施用在硅片的背面上，所述硅片具有P-型区域、Π-型区域和ρ-η结，并且在 其正面提供有氮化硅减反射涂层并且其背面污染有氮化硅，以及( )焙烧提供有所述铝浆的表面，从而使所述硅片达到700-900°C的峰值温度，其中所述铝浆包含粒状铝、至少一种包含镁的添加剂、以及包含一种或多种有机溶剂 的有机载体，所述包含镁的添加剂选自氧化镁、能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁 化合物以及它们的任何组合。
2.一种改善硅太阳能电池的电性能的方法，所述方法包括以下步骤(i’ )提供硅片，所述硅片具有P-型区域、η-型区域和ρ-η结，并且在其正面具有氮化 硅减反射涂层且其背面污染有氮化硅，(i)将铝浆施用在所述硅片的背面上，以及( )焙烧提供有所述铝浆的表面，从而使所述硅片达到700-900°C的峰值温度，其中所述铝浆包含粒状铝、至少一种包含镁的添加剂、以及包含一种或多种有机溶剂 的有机载体，所述包含镁的添加剂选自氧化镁、能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁 化合物以及它们的任何组合。
3.权利要求1或2的方法，其中所述铝浆包含按总铝浆组合物计总比例为0.01-5重 量％的一种或多种玻璃料。
4.权利要求1或2的方法，其中所述粒状铝以按总铝浆组合物计50-80重量％的比例 存在。
5.权利要求1或2的方法，其中所述一种、两种或更多种包含镁的添加剂以总铝浆组合 物计对应于0. 1-5重量％的总镁贡献的总比例存在。
6.权利要求1或2的方法，其中所述铝浆包含仅一种包含镁的添加剂，所述包含镁的添 加剂为氧化镁。
7.权利要求1或2的方法，其中能够在步骤(ii)中焙烧时生成氧化镁的镁化合物选自 氢氧化镁、碳酸镁、硝酸镁、树脂酸镁和羧酸镁。
8.权利要求1或2的方法，其中所述有机载体还包含一种或多种有机聚合物和/或一 种或多种有机添加剂。
9.权利要求1或2的方法，其中所述铝浆的施用通过印刷来执行。
10.权利要求1或2的方法，其中将焙烧执行为与其他正面和/或背面金属浆料共焙烧 在一起，所述浆料在焙烧期间已施用到所述硅片上以在其上形成正面和/或背面电极。
全文摘要
本发明提供了制造硅太阳能电池的方法，所述方法包括将铝浆施用并焙烧在硅片的背面上，所述铝浆包含氧化镁和/或能够在焙烧时氧化镁的镁化合物，所述硅片在其正面具有氮化硅减反射涂层且在其背面污染有氮化硅，所述铝浆在施用之后进行焙烧。
文档编号H01L31/0224GK102037573SQ200980118909
公开日2011年4月27日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年6月11日
发明者A·普林斯, L·乔万纳, R·J·S·杨, R·M·库尔特 申请人:E.I.内穆尔杜邦公司