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年月电子元件与材料

太阳能电池用银导体浆料的研究

赵玲谭富彬刘林曾德钧王萍
昆明贵金属研究所昆明

摘要选择族及过渡族元素对银导体浆进行掺杂,使银与硅形成良好的欧姆
接触。制成的银电极,达到了太阳能电池要求的全部电学参数,平均光电转换效率
大于。
关键词太阳能电池电机银导体浆料

,

,,,

”以上、粒度小于拜的球状银
前言
粉,同玻璃粉混磨均匀,加入掺杂金属及有
银导体浆用来制作太阳能电池的正面电机枯合剂,调成糊状,在三辊轧机上滚轧均
极栅极。栅极的制作最初大多采用真空喷匀,过滤即成。

、
镀等离子溅射或气相沉积的手段。随着以电极的制作
阳光为能源的高效率、低成本太阳能电池的,把银导体印刷在笋的具有型
,
迅速发展,为使浆料国产化,研究太阳能电扩散层的型单晶硅衬底上置于红外隧道
池专用导体浆料已势在必行。本文研究的银炉中经一℃烧结,银与硅相互结合,
导体浆料,采用厚膜丝网漏印工艺,制作成便制成太阳能电池的栅极。
太阳能电池的栅极,工艺简单,成本较低,欧性能测试

。
姆接触特性较好,易形成规模化批量生产目用一型晶体管特性图示仪,测试电极
前在云南半导体器件厂经过大量的实验,证是否形成欧姆接触,并测出太阳能电池的短
明与美国公司银浆产品性能路电流几。、开路电压、、填充因子、并联
相同。电阻凡、串联电阻、光电转换效率夕,考核
电极浆料的电特性。
实验
结果与讨论
浆料制备
在配制银导体浆料时我们采用纯度银导体浆是由银粉、玻璃粉及有机载体

收稿日期一一
构成,银作为导电相,玻璃作为粘结相,它银导体浆制作成太阳能电池的栅极,要
们均匀地分布在有机载体中,形成一种具有求易于焊接。我们选择的玻璃相组分是硼、
触变性和印刷性的分散体系。为了确保太阳硅、铅、铝等的氧化物,即一一
能电池受光面电极能形成欧姆接触,我们对一一体系。当玻璃成分确定以
银导体浆进行了掺杂,主要掺入了过渡元素后,在高温烧结时,玻璃含量较多会漂浮于
金属钦及个别的族元素,使掺杂物质在银膜表面而失去焊接性。笔者研究出比较合
烧结时扩散到硅中形成高掺杂一层,同时形理的玻璃含量,使得玻璃与各种金属粉末烧
成一结,提高了太阳能电池的光电转换效结时溶聚成一体,能导电并可焊。无论是再
率。流焊还是烙铁焊,其剥离破断力都大于。

表不同玻璃含量对银导体桨性能的影响

‘
编号‘,衬底材料夕。可焊性附着力

一好较好

一良好良好

一《一般好

。
注叨—玻璃质量分数夕—烧结温度—烧结时间,—方阻凡—串联电阻
由表可见,玻璃含量不同,导致银导玻璃达到要求。我们把制成的太阳能电池放
体的性能不同。玻璃含量越高,银层与硅片在清水中浸泡,并用胶带纸剥离及酒精
附着越好,但方阻越大,太阳能电池的串联棉球压擦,电极图形完好无损,性能保持不
电阻也越大,可焊性越差。作者选择了一变。
表银粉的物性对焊接性的影响

一
样品号松装密度·。粒径拜烧结后银膜状态可焊性

粗糙良

露硅瓷差

平滑优

影响焊接的因素除玻璃粉之外,还与银要确保在红外烧结时必须形成欧姆接触,不
粉的物性有关,若在高温烧结时,导体浆中产生明显的附加阻抗。为此我们在银导体浆
的有机载体挥发、氧化,而超微细银粉软化、中掺入了金属钦等,使之扩散到硅中形成高
收缩,显得粗糙或者导致露硅瓷现象,是掺杂‘层,同时形成一结,使得在接触介
不易焊接的。因此我们选用表中松装密度面处能带弯曲不再是多数载流子电子的
大、粉末尺寸小的号样品银粉,配制银导势垒,而是势阱,即势垒高度为负值。不管
体浆,烧结后银膜平滑,利于焊接。加上正向或反向电压,电子都很容易通过界
传统的厚膜浆料都是印刷在绝缘的基片面,这时银导体层与一硅介面附近是高电导
上,不与衬底发生任何作用,而本文研究的区。图为我们采用一型晶体管特性图
银导体浆是印刷布具有导电性的半导体硅片示仪测定的银与硅接触处的伏安曲线,曲线
上,与传统浆料有着本质的区别。在太阳能、为非欧姆接触电极,曲线、为欧姆接
电池的受光面通过丝网印刷上的银浆栅线,触电极。曲线实验结果最佳,曲线为美