一种用于N型TOPCon背面副栅导电银浆及其制备方法与流程

本发明属于电学领域，尤其涉及h01b1/16领域，更具体的涉及一种用于n型topcon背面副栅导电银浆及其制备方法。

背景技术：

1、n型topcon(隧穿氧化层钝化接触，tunnel oxide passivated contact)电池，大体是基于perc电池的一种基础架构。topcon电池理论极限效率高达28.7％，是最接近晶体硅太阳电池理论极限效率(29.43％)的技术，远高于发射极及背面钝化电池技术perc(24.5％)，n型电池将成为未来电池技术发展方向。导电浆料作为晶硅太阳能电池的重要原料，其性能对晶硅太阳能电池的效率、生产成本等有着决定性的影响。导电浆料一般是由金属导电材质，有机载体，粘合剂，溶剂等组成，根据用途和印刷部位不同大体可分为四种：正面银铝浆、正面主栅银浆、背面主栅银浆和背面副栅银浆。导电银浆吸收电流的效率决定了晶硅太阳能电池的光电转化效率，因此浆料需要与硅基底具有良好的接触，接触电阻越小，导电性越好效率越高，同时还需要尽可能降低载流子复合速率，提高载流子迁移率，从而促进电池的光电转化效率提升。

2、现有技术为cn115732118a公开了一种n-topcon太阳电池用低温烧结银铝浆及其制备方法和应用，其制备原料包括银粉、铝镓合金粉、玻璃粉、氟硼酸盐、助剂和溶剂，该发明通过使用铝镓合金粉替代传统铝粉，同时引入氟硼酸盐，可以避免电池金属化需要较高的烧结温度；现有技术为cn115440409a公开了一种n-topcon太阳电池用银铝浆，其制备原料包括银粉、铝粉、添加剂和溶剂，该银铝浆能降低接触电阻和减慢铝硅共晶，提升太阳电池电性能的作用。但是上述n-topcon难以同时实现较小的欧姆电阻和较高的载流子迁移率，因此研发一种性能优异的n型topcon背面副栅导电银浆，能够和硅晶片之间有良好的欧姆接触，实现较小的欧姆电阻和载流子复合速率，目前已经成为了热门课题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种用于n型topcon背面副栅导电银浆，其制备原料按照质量百分比计至少包括：单分散球形银粉85～95％；铅铋碲主玻璃2％～3％；铅硼辅玻璃0.1～0.3％；硅粉0.05～0.2％；有机粘联剂2％～10％。

2、优选的，所述的单分散球形银粉的d50粒径为1～2μm，比表面积0.4～0.8m2/g，振实密度5～9g/cm3。

3、优选的，所述的铅铋碲主玻璃的d50粒径为2～4μm。

4、进一步优选的，所述的铅铋碲主玻璃成分按照质量百分比计包括20％～25％的含pb化合物、10％～15％的含bi化合物、18％～23％的含te化合物，余量包括含cu化合物、含sc化合物、含ti化合物、含zn化合物中的一种或者多种。

5、上述化合物可以包括氧化物、硅化物、硅酸盐、碳化物、氯化物等。例如，含pb化合物可以包括pb的氧化物、硅化物、硅酸盐、碳化物、氯化物等。

6、优选的，所述的含pb化合物包括氧化铅，含bi化合物包括三氧化二铋，含te化合物包括二氧化碲，含cu化合物包括氧化铜，含sc化合物包括氧化钪，含ti化合物包括二氧化钛，含zn化合物包括氧化锌。

7、优选的，所述的铅硼辅玻璃的d50粒径为2～4μm。

8、进一步优选的，所述的铅硼辅玻璃成分按照质量百分比计包括35％～40％的含pb化合物、25％～30％的含b化合物，余量包括含cu化合物、含sc化合物、含ti化合物、含te化合物、含zn化合物、含ga化合物中的一种或者多种。

9、上述化合物可以包括氧化物、硅化物、硅酸盐、碳化物、氯化物等。例如，含pb化合物可以包括pb的氧化物、硅化物、硅酸盐、碳化物、氯化物等。优选的，所述的含pb化合物包括氧化铅，所述的含b化合物包括三氧化二硼，含ga化合物包括三氧化二镓。

10、进一步优选的，所述的铅铋碲主玻璃和铅硼辅玻璃的质量比为(2.5-3.0)：(0.1-0.3)。

11、本发明中含pb化合物具有降低玻璃的熔融温度、改善玻璃的浸润性以及提高玻璃的电阻率等优良性能，含铅玻璃粉在光泽度、热膨胀系数、力学强度以及电性能等方面具有较大的优势；硼的含量和电池的接触电阻有一定的关系，随着硼含量的升高，接触电阻的数值先下降再上升，本发明人发现，当铅铋碲主玻璃和铅硼辅玻璃的质量比为(2.5-3.0)：(0.1-0.3)时，本发明所述的导电浆料的接触电阻较低，当铅硼辅玻璃的含量过少时，体系的接触电阻较大，影响电池的光电转化效率，当铅硼辅玻璃的含量过大时，由于铅硼辅玻璃具有较强的腐蚀性，会使n型太阳能电池背面的poly(多晶硅)层腐蚀过深，导致横向电阻变大，进而影响电池的光电转化效率。

12、优选的，所述的硅粉主要成分为单质硅，余量包括含sr化合物、含zr化合物、含mo化合物中的一种或者多种。

13、上述化合物可以包括氧化物、硅化物、硅酸盐、碳化物、氯化物等。例如，含sr化合物可以包括sr的氧化物、硅化物、硅酸盐、碳化物、氯化物等。

14、进一步优选的，所述的含sr化合物包括氧化锶，含zr化合物包括二氧化锆，含mo化合物包括氧化钼。

15、单质硅能够降低poly-si与氮化硅间的界面态密度，多数载流子浓度远高于少数载流子，降低电子空穴复合几率的同时，也增加了电阻率形成多数载流子的选择性接触。在选择性接触区域，多子传输导致电阻损失，同时少量少子向金属接触区迁移导致复合损失，从而降低饱和电流密度j0值，减少了载流子的复合。

16、优选的，所述有机粘联剂包括：树脂、溶剂、分散剂。

17、优选的，所述的树脂，溶剂，分散剂的质量比为(3-6)：(0.5-1.5)：(1.5-2.5)。

18、本发明中有机粘联剂包括：树脂、溶剂、分散剂。其中树脂能够促进导电银浆与硅层的粘接强度的作用外，而且还能够起到促进单分散球形银粉、铅铋碲主玻璃、铅硼辅玻璃的溶解，尤其还能降低电池的烧结温度；由于本发明中体系中各制备原料的分散性较差，时间久了易造成各粉体团聚，进而影响电池的性能，特定的分散剂不仅可以更好的使体系的物质分散均匀，使电池表面迅速润湿，又能使固体质点间的能垒上升到足够高，可以有效地降低接触电阻。当有机粘联剂中的树脂，溶剂，分散剂的质量比为(3-6)：(0.5-1.5)：(1.5-2.5)时，三者共同作用，不仅可以使浆料和硅晶片的附着更加牢固，而且还能够降低电池的接触电阻，从而提高太阳能光伏电池的光电转化效率。

19、进一步优选的，所述的树脂至少包括乙基纤维素、醋酸纤维素、pvb树脂、环氧树脂中的一种或种。

20、进一步优选的，所述的溶剂至少包括乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇醋酸酯、柠檬酸三丁酯中的一种。

21、进一步优选的，所述的分散剂至少包括聚醚、聚丙烯酸酯、磷酸酯中的一种。

22、本发明第二方面提供了一种用于n型topcon背面副栅导电银浆的制备方法，至少包括以下步骤：

23、s1、配料：在电子天平上准确称量单分散球形银粉、铅铋碲主玻璃、铅硼辅玻璃、硅粉、有机粘联剂并共混；

24、s2、离心：将共混后的物料放入离心机离心，使物料初步混合；

25、s3、三辊：使用三辊研磨机将离心得到的浆料充分混合均匀。

26、有益效果

27、(一)本发明中，通过使用特定的制备原料单分散球形银粉、铅铋碲主玻璃、铅硼辅玻璃、硅粉、有机粘联剂制备得到n型topcon太阳电池，不仅有较低的接触电阻和饱和电流密度值，而且能够提升开路电压，短路电流，填充因子等，进而提升太阳能电池的光电转化效率。

28、(二)本发明中，通过限定铅铋碲主玻璃和铅硼辅玻璃的质量比为(2.5-3.0)：(0.1-0.3)，可以减小体系的接触电阻，不会使硅晶片被过度腐蚀。

29、(三)本发明中，通过使用硅粉，降低poly-si与氮化硅间的界面态密度，从而降低电池的饱和电流密度j0值。

30、(四)本发明中，通过限定有机粘联剂中树脂，溶剂，分散剂的质量比为(3-6)：(0.5-1.5)：(1.5-2.5)，不仅可以使浆料和硅晶片的附着更加牢固，而且还能够降低接触电阻，提高太阳能光伏电池的光电转化效率。

31、(五)本发明的n型topcon太阳电池的制备方法简单，通过离心、三辊研磨的方式，可以使各制备原料的混合更加均匀，制备原料在硅晶片上的附着更加牢固，从而使n型topcon太阳电池有更好的电学性能。