一种太阳能电池片及其制备方法、含有该电池片的太阳能电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池片及其制备方法、含有该 电池片的太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002] 晶体硅太阳能电池是光伏市场上的主导产品，导体浆料是制作晶体硅太阳能电池 的主要辅助材料。导电浆料是电池片上除硅材料以外最大的材料成本项，该类浆料主要由 金属粉、无机玻璃粉、有机载体等混合轧制而成，其种类有向光面银浆、背光面银浆、背电场 错菜等。
[0003] 目前对晶体硅太阳电池导电浆料的研究有以下几个方向，1、在制备高性能的浆料 来提高电池的光电转换效率；2、降低电池单位功率浆料用量，尤其是对于银浆，如印刷更 薄的膜层，采用更细密的丝网等，向光面主栅采用镂空技术，背银电极条采用间断分布设计 等；3、采用贱金属浆料替代银浆来作为太阳电池的电极浆料。
[0004][0005]
【发明内容】
[0006] 本发明为解决现有的太阳能电池片用铜电极时铜原子穿过减反射膜层而进入N+ 型的硅中形成杂质，影响硅基体片的性能的技术问题，提供一种含有特殊的导电层的太阳 能电池片，该特殊的导电层同时起到减反射和导电的作用，并能阻止铜电极中铜原子的穿 过导电层而进入硅中。
[0007] 本发明提供了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括硅基体片、覆盖于硅基 体片正表面的导电层、设置于导电层表面的铜正面电极、设置于硅基体片背面的背电场及 与背电场导通的背面电极；所述导电层为掺铝的氧化锌层、掺锡的氧化铟层、掺锑的氧化锡 层、或者二氧化锡层。
[0008] 本发明还提供了所述太阳能电池片的制备方法，该方法包括将依次进行制绒、扩 散制结、去除磷硅玻璃处理后的硅基体片正面和背面分别制备导电层、铜正电极和背电场、 背电极，即得到太阳能电池片。
[0009] 本发明的太阳能电池片，不含有常规的减反射膜层，导电层AZO (掺铝的氧化锌)、 ITO (掺锡的氧化铟)、ΑΤ0(掺锑的氧化锡)或者SnO2(二氧化锡）同时具有减反射和导电的 作用。在制备以上该功能层时，溅射靶材中的单质金属已被溅射室中的氧气氧化，因此导电 层中不含有单质态金属，在后续的烧结过程中，导电层不会发生被氧化的现象。在该导电层 上印刷铜浆并烧结后，该导电层也不会被铜浆中的物质所破坏，从而可以阻止铜原子穿过 导电层而进入N+型的硅中，避免了铜原子对本体硅形成掺杂而造成对电池效率的影响。该 导电层也就起到了阻挡层的作用。
[0010] 本发明还提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括依次层叠的背 板、密封胶层、电池片、密封胶层和透光层；所述电池片为本发明所述的太阳能电池片。
[0011] 本发明的太阳能电池组件的的各项电性能也与传统工艺制作的银电极的电池基 本持平，并且，本发明采用铜浆替代传统的银浆，大幅度降低了电池的成本。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0013] 本发明提供了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括硅基体片、覆盖于硅基 体片正表面的导电层、设置于导电层表面的铜正面电极、设置于硅基体片背面的背电场及 与背电场导通的背面电极；所述导电层为掺铝的氧化锌层、掺锡的氧化铟层、掺锑的氧化锡 层、或者二氧化锡层。
[0014] 根据本发明所提供的太阳能电池片，导电层(减反射层）物质的种类不同，其折 射率及方块电阻率也不同，综合考虑减反射及导电的效果，优选地，所述导电层的厚度为 50_100nm。
[0015] 根据本发明所提供的太阳能电池片，为了进一步节约成本，优选地，所述背面电极 为铜电极。
[0016] 根据本发明所提供的太阳能电池片，优选地，所述铜正面电极和铜背面电极含有 铜粉和无机粘结剂；所述无机粘结剂为单质金属粉和/或合金粉；所述单质金属粉为Pb、 Sn、Bi、Sb、纳米铜粉和纳米银粉中至少一种；所述合金粉为Pb、Sn、Bi、Sb中至少两种形成 的合金粉。
[0017] 本发明的铜正面电极和铜背面电极含有铜粉和无机粘结剂，本发明的无机物粘接 剂与氧化物玻璃的无机粘接剂(如铋硼硅玻璃等）不同，氧化物玻璃可熔融腐蚀该类氧化物 导电膜，而金属类无机物粘接剂则不会熔蚀氧化物导电膜，因此，在烧成过程中，本发明所 制备的导电层不会被破坏，进一步阻止导电铜浆料中的铜原子穿过导电层而进入N+型的 硅中。
[0018] 根据本发明所提供的太阳能电池片，为了进一步提高电极的导电性能和粘结性 能，优选地，电极中所述无机粘结剂和铜粉的重量比为I :6. 0-35,进一步优选为1 :10-30。
[0019] 根据本发明所提供的太阳能电池片，为保证电极的导电性、铜浆的施工性和粘结 性能，优选地，所述铜粉的中粒径D 5tl为0. 2-2. OMm，比表面积2. 0m2/g，振实密度3. 5g/cm3。
[0020] 根据本发明所提供的太阳能电池片，优选地，所述单质金属粉的中粒径D5tl为 0. 1-1. OMm，所述合金粉的中粒径D5tl为0. 1-1. OMm。
[0021] 根据本发明所提供的太阳能电池片，为了使反应更顺利的进行，优选地，所述合金 粉出现相变的温度为150-550°c。
[0022] 本发明提供了所述太阳能电池片的制备方法，该方法包括将依次进行制绒、扩散 制结、去除磷硅玻璃处理后的硅基体片正面和背面分别制备导电层、铜正面电极和背电场、 背电极，即得到太阳能电池片。
[0023] 本发明提供了所述太阳能电池片的制备方法，不含有常规的减反射膜层，导电层 AZO (掺铝的氧化锌)、ITO (掺锡的氧化铟)、ATO (掺锑的氧化锡）或者SnO2 (二氧化锡）同 时具有减反射和导电的作用。本发明提供了所述太阳能电池片的制备方法，优选地，所述制 备铜正面电极的方法为在导电层表面印刷铜正面电极浆料后过隧道炉中烘干、氧化、还原 和烧结；制备背电场和背电极的方法为在硅基体片的背面印刷背电场浆料和印刷背电极浆 料后过隧道炉中烘干、氧化、还原和烧结。
[0024] 本发明提供了所述太阳能电池片的制备方法，优选地，所述制备导电层、铜正面电 极和背电场、背电极的方法为在硅基体片正面和背面分别制备导电层、印刷铜正面电极浆 料和印刷背电场浆料、背电极浆料，然后过隧道炉中烘干、氧化、还原和烧结。
[0025] 在制备导电层后，采用280目丝网印刷2_4mm宽的导电铜浆料形成铜背面电极，铜 背面电极印刷湿重为印刷湿重为80-100mg，采用200-300°C的温度烘干，在铜背面电极余 下的背光面部分，采用280目印刷背场铝浆（台湾硕禾科技108C铝浆)，铝浆的印刷湿重为 1. 30-1. 50g，烘干。然后采用360目、线宽为70 μ m的网版将本发明的导电铜浆料印刷在硅 基体片的向光面上，印刷湿重为100_130mg，然后入隧道炉中经过烘干段、氧化段、还原段、 烧结段，冷却段，整个过隧道炉的时间为2-3分钟，出炉后即得到成品太阳电池片。
[0026] 根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述烘干温度为200-400°C，时间为 20-30秒；所述氧化的温度为400-600°C，时间为15-25秒。
[0027] 根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述还原用的还原性气氛为一氧化碳与 氮气的混合气，或氢气与氮气的混合气；其中氢气或一氧化碳所占混合气的体积百分比为 5. 0-10% ;所述还原的温度为600-700°C，时间为20-30秒。
[0028] 根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述烧结及冷却是在空气与氮气的混合 气性中进行的；其中氧气在混合气的体积含量为10_20ppm，烧结的温度为700-800°C，时间 为3-5秒；冷却的温度为700-200°C，保温时间为20-40秒。
[0029] 根据本发明所提供的制备方法，优选地，以所述铜正电极浆料的总量为100质量 份，所述铜正电极浆料含有为60-85质量份的铜粉，4. 0-6. 0质量份的无机粘接剂，5. 0-15 质量份的有机载体。
[0030] 根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述背电极为铜背面电极，所述铜背面电 极由印刷铜背面电极浆料得到，以所述铜背面电极浆料的总量为100质量份，所述铜背面 电极浆料含有50-70质量份的铜粉，2. 0-8. 0质量份的无机粘接剂，25-45质量份的有机载 体。
[0031] 所述铜