CN101814535A - 一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，其特征在于，由重量比为6∶1～4∶1的玻璃粉和有机载体组成；其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：五氧化二磷40-60wt％，三氧化二铝0-30wt％，二氧化硅10-20wt％，二氧化锆0-15wt％，氧化镁0-15wt％和三氧化二镧0-10wt％。本发明应用一种浆料实行一次扩散可实现晶体硅太阳能电池正面电极内外区域选择性扩散，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。
背景技术
目前有较多的可实现选择性发射极晶体硅太阳能电池的方法，如印刷磷浆法、热氧化二氧化硅作掩膜法、CVD一层掩膜法、腐蚀基体法等。这些方法中要不就是工艺上难以控制，或者就是需要受三次高温热处理工艺，温度高达850℃，体内缺陷增多，耗时长，至今无一快速、工艺上易控制的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料及其制备方法，以实现选择性发射极晶体硅太阳能电池为目标，应用丝网印刷一层磷铝硅玻璃浆料的方法，在一次扩散的基础上从而实现正面电极区域内外选择性重轻扩散，以提高硅太阳能电池的光电转换效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，其特征在于，由重量比为6∶1～4∶1的玻璃粉和有机载体组成；
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：五氧化二磷40-60wt％，三氧化二铝0-30wt％，二氧化硅10-20wt％，二氧化锆0-15wt％，氧化镁0-15wt％和三氧化二镧0-10wt％。
进一步地，所述有机载体优选为乙基纤维素、松油醇、甘油、无水乙醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯中的至少一种。
本发明还提供了上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1200～1600℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，所述玻璃淬渣的膨胀系数为(30～60)×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在700-800℃保温1-2小时，以速度2～10℃/min升温到900-1000℃，保温1-2小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过200-350目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为20～200pa·s。
本发明应用一种浆料实行一次扩散可实现晶体硅太阳能电池正面电极内外区域选择性扩散，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，由重量比为6∶1的玻璃粉和有机载体组成，其中有机载体由重量比为4∶1的乙基纤维素和松油醇组成；
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：
| P2O5 | Al2O3 | SiO2 | ZrO2 | MgO | La2O3 |
| 40wt％ | 25wt％ | 20wt％ | 5wt％ | 5wt％ | 5wt％ |
上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1600℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，其玻璃的膨胀系数为30×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在800℃保温1小时，以速度5℃/min升温到1000℃，保温1小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过200目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为50pa·s。
利用本方法所制备的浆料应用在选择性晶体硅太阳能电池上，S125*125单晶硅太阳能电池测试结果表明：最大功率Pm为2.6W，比使用普通浆料的太阳能电池功率提高5％以上；短路电流Isc进一步提高，平均由原来的5.2A提高到5.3A，填充因子FF平均由原来的0.76提高到0.80。
实施例2
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，由重量比为5∶1的玻璃粉和有机载体组成，其中有机载体由重量比为1∶4的甘油和无水乙醇组成；
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：
| P2O5 | Al2O3 | SiO2 | ZrO2 | MgO | La2O3 |
| 50wt％ | 20wt％ | 15wt％ | 10wt％ | 4wt％ | 1wt％ |
上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1400℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，其玻璃的膨胀系数为40×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在750℃保温1.5小时，以速度10℃/min升温到900℃，保温1.5小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过280目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为100pa·s。
利用本方法所制备的浆料应用在选择性晶体硅太阳能电池上，S125*125单晶硅太阳能电池测试结果表明：最大功率Pm为2.6W，比使用普通浆料的太阳能电池功率提高5％以上；短路电流Isc进一步提高，平均由原来的5.2A提高到5.3A，填充因子FF平均由原来的0.76提高到0.80。
实施例3
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，由重量比为4∶1的玻璃粉和有机载体组成，其中有机载体由重量比为4∶1的丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯组成；
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：
| P2O5 | Al2O3 | SiO2 | ZrO2 | MgO | La2O3 |
| 60wt％ | 15wt％ | 10wt％ | 10wt％ | 3wt％ | 2wt％ |
上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1200℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，其玻璃的膨胀系数为50×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在700℃保温2小时，以速度5℃/min升温到900℃，保温2小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过325目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为150pa·s。
利用本方法所制备的浆料应用在选择性晶体硅太阳能电池上，S125*125单晶硅太阳能电池测试结果表明：最大功率Pm为2.6W，比使用普通浆料的太阳能电池功率提高5％以上；短路电流Isc进一步提高，平均由原来的5.2A提高到5.3A，填充因子FF平均由原来的0.76提高到0.80。
实施例4
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，由重量比为4∶1的玻璃粉和有机载体组成，其中有机载体由重量比为4∶1的乙基纤维素和松油醇组成；
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：
| P2O5 | Al2O3 | SiO2 | ZrO2 | MgO | La2O3 |
| 40wt％ | 30wt％ | 0 | 15wt％ | 15wt％ | 0 |
上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1200℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，其玻璃的膨胀系数为60×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在700℃保温2小时，以速度5℃/min升温到900℃，保温2小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过350目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为200pa·s。
利用本方法所制备的浆料应用在选择性晶体硅太阳能电池上，S125*125单晶硅太阳能电池测试结果表明：最大功率Pm为2.6W，比使用普通浆料的太阳能电池功率提高5％以上；短路电流Isc进一步提高，平均由原来的5.2A提高到5.3A，填充因子FF平均由原来的0.76提高到0.80。
实施例5
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，由重量比为5∶1的玻璃粉和有机载体组成，其中有机载体由重量比为4∶1的丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯组成：
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：
| P2O5 | Al2O3 | SiO2 | ZrO2 | MgO | La2O3 |
| 60wt％ | 0 | 20wt％ | 10wt％ | 0 | 10wt％ |
上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1200℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，其玻璃的膨胀系数为30×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在700℃保温2小时，以速度5℃/min升温到900℃，保温2小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过280目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为100pa·s。
利用本方法所制备的浆料应用在选择性晶体硅太阳能电池上，S125*125单晶硅太阳能电池测试结果表明：最大功率Pm为2.6W，比使用普通浆料的太阳能电池功率提高5％以上；短路电流Isc进一步提高，平均由原来的5.2A提高到5.3A，填充因子FF平均由原来的0.76提高到0.80。
实施例6
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，由重量比为6∶1的玻璃粉和无水乙醇组成：
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：
| P2O5 | Al2O3 | SiO2 | ZrO2 | MgO | La2O3 |
| 60wt％ | 0 | 20wt％ | 0 | 10wt％ | 10wt％ |
上述选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1200℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，其玻璃的膨胀系数为60×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在700℃保温2小时，以速度5℃/min升温到900℃，保温2小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过325目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为20pa·s。
利用本方法所制备的浆料应用在选择性晶体硅太阳能电池上，S125*125单晶硅太阳能电池测试结果表明：最大功率Pm为2.6W，比使用普通浆料的太阳能电池功率提高5％以上；短路电流Isc进一步提高，平均由原来的5.2A提高到5.3A，填充因子FF平均由原来的0.76提高到0.80。
本发明在一次扩散的基础上利用丝网印刷浆料技术所实现的正面电极区域内外选择性扩散的方法，是通过印刷一层浆料实现，其浆料的主体成分为磷铝硅玻璃粉，该玻璃粉在适宜的温度下微型烧结致密且通过调整玻璃粉中P2O5的组分含量，来实现在扩散时正面电极区域内外选择性重轻扩散，以提高硅太阳能电池的光电转换效率。
Claims (3)
1.一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，其特征在于，由重量比为6∶1～4∶1的玻璃粉和有机载体组成：
其中，所述玻璃粉由以下以重量百分数计的原料制成：五氧化二磷40-60wt％，三氧化二铝0-30wt％，二氧化硅10-20wt％，二氧化锆0-15wt％，氧化镁0-15wt％和三氧化二镧0-10wt％。
2.如权利要求1所述的一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料，其特征在于，所述有机载体为乙基纤维素、松油醇、甘油、无水乙醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种选择性发射极晶体硅太阳能电池用浆料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将玻璃粉的原料按比例混合，在1200～1600℃熔融，倒入水中淬冷，将得到的玻璃淬渣烘干，所述玻璃淬渣的膨胀系数为30×10-7～60×10-7；
第二步：将第一步得到的玻璃淬渣在700-800℃保温1-2小时，以速度2～10℃/min升温到900-1000℃，保温1-2小时；
第三步：将第二步得到的玻璃粉进行高速球磨，过200-350目筛；
第四步：将第三步得到的玻璃粉和有机载体按比例混合，用三辊研磨机混炼成膏状，控制粘度为20～200pa·s。
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