和传统太阳电池一样， 局域背接触（passivatedemitter and rear contact， PERC）太阳电池背面也采用全面印刷铝背场结构， 但PERC 电池背面采用钝化膜钝化后再通过激光开槽的方法形成局域接触结构， 其钝化膜可以降低接触电阻， 提高转化效率[1-3]. 大量研究表明， PERC 电池的电性能主要与原材料的种类、原材料的制备工艺、导电浆料配方及电池片的制备工艺等因素有关[4-8]. 而背面用导电铝浆是PERC 太阳电池的核心材料， 铝粉作为铝浆的主要原材料之一， 其本身的性质对PERC 电池有直接影响[9].

 

不少学者对铝粉粒径和烧结工艺对铝浆性能的影响作了相关研究。 如：邢云[10]研究了铝粉粒径对传统铝浆性能的影响， 发现当粗细铝粉分布适当时， 转化效率较高。 张海珠等[11]讨论了铝粉粒径分布对单晶硅太阳能电池的影响， 当粗粉含量为71%时， 电池片接触电阻较小， 表面性能良好。 Dressler等[12]探讨了烧结时间对空洞形成的影响， 结果发现， 在峰值烧结温度不变的情况下， 延长升温时间会使空洞明显减少， 而仅延长降温时间， 空洞数量无明显变化。 Chen 等[13]通过协调局域接触点尺寸、局域接触点间隔和烧结工艺， 实现了100%填充率。

 

由上述研究结果可知， PERC 电池的性能和铝粉及烧结工艺等因素息息相关。 然而对于铝粉物性和烧结工艺对填充率、铝背场（back surface field，BSF）厚度和电性能之间的关系尚缺少相关研究。 鉴于此， 本文主要研究铝粉氧含量和粒径对铝浆活性的影响， 探究不同烧结工艺下PERC 铝浆对电池片填充率、BSF 厚度和电性能的影响。

 

1 实验部分

 

1.1 实验设备及原料

 

HSH2503-0510Z 型红外快烧网带炉， 合肥恒力电子装备公司；BT-9300ST 激光粒度分析仪， 丹东百特仪器有限公司；ONH-2000 氧氮氢分析仪，德国ELTRA 公司；SDT Q600 型同步热分析仪， 美国TA 公司；MV2100 金相显微镜， 无锡礼之鑫机械科技有限公司；PEL-01 型光致电致发光一体机， 苏州旭环光伏科技有限公司；JSM-6510 扫描电子显微镜， 日本电子公司；VS-6821S 稳态式太阳模拟器，新加坡维信科技有限公司。高纯球形铝粉（纯度≥99.9%）：氧含量分别为0.42%~0.55%、0.57%~0.60%和0.61%~0.70%； 中位径（D50）分别为1.5， 4.5， 10 μm. 玻璃粉为自制。松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚、乙基纤维素、氢化蓖麻油， 以及其他助剂，所有试剂均为分析纯。