文献综述
（一）硅太阳能电池用铝浆的研究现状和发展趋势
1、硅太阳能电池用铝浆的研究现状
目前国内能够提供铝浆的主要有云南昆明贵金属研究所、广州市儒兴科技开发有限公司、北京中联阳光等单位，但除广州市儒兴科技外，其余几家均未进入主流市场。国外品牌企业如 Ferro 占据了全球太阳电池铝浆市场的较大份额。专利 CN 1877864A 提供了一种含铅的硅太阳能电池用铝浆的配比，可使制备的硅片烧结后弯曲小，不起铝珠，形成硅铝化合物时不起疤，铝膜光滑；单晶硅的光电转换效率 17.0 %[1]。专利 US2006/1289055 A1 提出了无铅的硅太阳能电池用铝浆的配比[2]。
硅太阳能电池用铝浆主要由金属铝粉、玻璃粉末、有机载体和改性剂等原料按一定的比例组成 。铝粉作为导电相，玻璃作为粘结相，它们均匀地分散在有机载体中。与普通电子封装用浆料不同，太阳能电池电极用浆料除了要求导电良好，还要与硅这种半导体材料形成良好的欧姆接触，这样才能起到提高光电转换效率的作用。Ni，A l，Zn，Sb等贱金属可以与半导体形成欧姆接触，有报道称锌浆可以作为一种良好的欧姆接触材料。铝作为价格相对便宜的贱金属，非常适合作为背面金属化所用的金属材料。铝-硅合金共融体促进了铝背场(BSF)的形成，同时金属铝与硅可以形成欧姆接触。研究表明，铝粉的颗粒大小、粉粒形态和浆料里铝粉所占比例等因素对浆料的电性能有很大影响。颗粒较小的铝粉的比表面积较大，经烧结后形成的电极表面致密、光洁。也有研究表明，对铝粉表面改性或是掺入部分其他金属粉料，能对电池性能改进起到积极作用 。
无机粘结相是一种超细玻璃粉，它是由可形成玻璃的各种氧化物经高温熔合，然后水淬细化得到。无机粘结相在整个浆料里所占比例一般小于l0 %，但却起到了非常重要的作用。加入超细玻璃粉以后，可以明显降低烧结峰值温度，使金属铝粉在经峰值温度后形成铝膜，且形成的铝膜表面光滑，不起灰，同时膜与硅片有较强的附着力。此外，玻璃粉对硅片的弯曲有着至关重要的影响。MohamedM.Hilali[3]等人对丝网印刷的硅太阳能电池背电场的弯曲做了理论研究，结果表明硅太阳能电池用铝浆中玻璃含量、烧结工艺等对硅片的弯曲都有重要影响 。
目前硅太阳能电池的正银电极、背铝、银铝电极的形成可采用一次共烧结技术，玻璃粉作为调节烧结温度和成膜形态的关键成分，在浆料组成中起着非常重要的作用。有机载体在浆料烧结过程中可以完全挥发，但这并不意味着可以忽视有机载体对浆料性能的影响。通常人们指的有机载体包括有机高分子聚合物、有机溶剂、有机添加剂等等。浆料的流变性，固体粒子的浸润性，金属粉料的悬浮性和流动性以及浆料整体的触变性等都靠有机载体来调节。目前的太阳能电池生产工艺普遍采用丝网印刷，而有机载体调节了丝网印刷工艺条件，决定了印刷质量的优劣。有机载体必须在烧结过程中完全碳化除去，否则会在导电体内留下大电阻杂质，影响电池片的转换效率。在有机载体挥发性相关方面的研究，李同泉[4]等研制出可满足电阻浆料用的有机载体，张君启[5]等研究了厚膜电阻浆料用的有机载体的挥发特性 。
此外，目前国内外太阳能电池浆料往往使用大量的邻苯酯类等作为有机溶剂和增塑剂，所以太阳能电池浆料在生产和使用过程中对人体健康不利，并造成环境污染。为了解决这一问题，马亚红等人[6]对其有机载体配方的毒副作用进行了深入的研究和探讨，提出了一种新型环保无毒性的有机载体浆料配方。用丁基卡比醇醋酸酯取代邻苯酯类，由该体系研制的太阳能电池浆料完全符合厚膜电子浆料的要求，并且具有良好的印刷适性、光伏特性以及力学性能。硅太阳能电池本质上是一种半导体 P-N 结器件，而器件的核心部分―硅片的参数在某个时期某种特定的技术条件下是固定的，所以在电池加工生产的后续环节中，为提高电池的转换效率，对电极浆料的适度改性是改进电池性能的有效方法。研究显示，为配合以上3种成分浆料而添加的改性剂，通常起到防止金属粉氧化，提高 p 区域杂质浓度，改善玻璃料烧结状态等作用 ，这些都在一定程度上提高了硅太阳能电池的转换效率 。
2、硅太阳能电池用铝浆的发展趋势
单晶硅太阳电池效率高、寿命长、性能优良，但成本高，而且限于单晶的尺寸，单片电池面积难以做得很大，目前比较大的为直径10～20 cm的圆片。多晶硅电池是用浇铸的多晶硅锭切片制作而成，成本比单晶硅电池低，单片电池也可以做得比较大(例如 30 cm times;30 cm 的方片)，但由于晶界复合等因素的存在，效率比单晶硅电池低。太阳能电池的性能指标有开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率等多项，其中最主要的指标是光电转换效率，即将光能转变为电能的效率。近年来，围绕光电池材料、转换效率和稳定性等问题，光伏技术发展迅速。晶体硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和低成本多晶硅电池。限制单晶硅太阳电池转换效率的主要技术障碍有:电池表面栅线遮光影响；表面光反射损失;光传导损失；内部复合损失;表面复合损失。针对这些问题，近年来开发了许多新技术，主要有：单双层减反射膜；激光刻槽埋藏栅线技术；绒面技术；背点接触电极克服表面栅线遮光问题；高效背反射器技术;光吸收技术[11]。随着这些新技术的应用，发明了不少新的电池种类，极大地提高了太阳能电池的转换效率，如采用激光刻槽埋藏栅线等新技术将高纯化晶体硅太阳能电池的转换效率提高到24.4 %。
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