專利名稱：：太陽能電池的電極形成用漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及太陽能電池的電極形成用衆(zhòng)料，特別涉及具有下述優(yōu)點的太陽能電池的電極形成用漿料以及利用了該漿料的太陽能電池電極形成方法其不僅適于高效率、高分辨率，而且還特別適于高溫/高速燒制，量產(chǎn)性優(yōu)異。
背景技術(shù)：
：最近，太陽能電池由于其無公害、設(shè)備的簡便性、耐久性得到提高等各種理由而迅速得到普及，為此，對于可以提高太陽能電池的效率、量產(chǎn)性優(yōu)異的太陽能電池的制造方法進行了各種研究。以往的硅太陽能電池中的電極是如下形成的將含有導(dǎo)電性金屬粉末、玻璃粉及有機載體的漿料印刷在硅基材上，進行干燥和燒制，由此來形成電極。燒制包括低溫?zé)?50(TC75(TC)和高溫?zé)?80(TC950°C)，由于降低生產(chǎn)費用和量產(chǎn)性逐漸受到重視，因此以高溫進行短時間燒制的高溫?zé)频闹匾赃M一步增強。但是，現(xiàn)有的硅太陽能電池的電極形成中所使用的槳料在高溫(80(TC95(TC)下進行短時間燒制時，具有燒結(jié)性下降、燒制收縮率增大、分辨率下降的問題。因此，迫切需要開發(fā)出不僅適用于高效率、高分辨率而且還特別適于高溫/高速燒制的太陽能電池的電極形成用漿料。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池的電極形成用漿料，其具有下述優(yōu)點不僅適于高效率、高分辨率，而且燒制收縮率小，可期待精密性，并且還特別適于高溫/高速燒制，量產(chǎn)性優(yōu)異。本發(fā)明的目的進一步在于提供太陽能電池的電極形成方法以及利用所述方法制造的太陽能電池電極，所述太陽能電池的電極形成方法的精密性高，具有高效率、高分辨率，特別適于高溫/高速燒制，量產(chǎn)性優(yōu)異。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供太陽能電池的電極形成用漿料，該漿料含有銀(Ag)粉、玻璃粉(glassfrit)及有機載體，其特征在于，所述銀粉的振實密度(Tapdensity)至少為5g/cc以上。優(yōu)選本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中含有60重量％90重量％的振實密度至少為5g/cc以上的銀粉、0.5重量％10重量％的玻璃粉以及5重量％35重量％的有機載體。本發(fā)明還提供太陽能電池的電極形成方法，該方法的特征在于，將所述太陽能電池的電極形成用漿料印刷在基材上，并進行干燥及燒制。優(yōu)選所述燒制在80(TC95(TC進行5秒1分鐘。本發(fā)明還提供利用所述方法制造出的太陽能電池電極。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料及太陽能電池的電極形成方法不僅適于制造高效率、高分辨率的太陽能電池，而且燒制收縮率小，可期待精密性，特別適于高溫/高速燒制，量產(chǎn)性優(yōu)異。具體實施方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明的含有銀粉、玻璃粉及有機載體的太陽能電池的電極形成用漿料的特征在于，所述銀粉的振實密度至少為5g/cc以上。本發(fā)明的振實密度(填充密度)是如下測得的值利用粉末試驗儀將銀粉填充進體積為100cc(cm"的樣品杯中，進行100次振實后除去樣品杯，然后將樣品準(zhǔn)確填充為100cc并測定粉末質(zhì)量(g)，以粉末質(zhì)量(g)除以100，所得的值即為所述振實密度。優(yōu)選本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中所述銀粉的振實密度為5g/cc5.5g/cc。若所述銀粉的振實密度不足5g/cc，則在高溫(80(TC95(TC)下短時間燒制時會出現(xiàn)燒結(jié)性降低、燒制收縮率增大、精密性降低的問題。對于所述振實密度至少為5g/cc以上的銀粉，可通過將i)10重量份25重量份的平均粒度為0.05,0.6nrn的球狀銀粉、ii)70重量份85重量份的平均粒度為1.5pm2^im的球狀銀粉、以及iii)1重量份15重量份的平均粒度為2.5pm5iam的球狀銀粉進行混合來制造。優(yōu)選將i)12重量份20重量份的平均粒度為0.05(im0.4^im的球狀銀粉、ii)75重量份85重量份的平均粒度為1.7^im2pm的球狀銀粉、以及iii)3重量份10重量份的平均粒度為3pm4.5^im的球狀銀粉進行混合。此時具有可大幅提高印刷的精密性及太陽能電池的填充系數(shù)(FillFactor,以下稱為"FF')值、可提高效率的優(yōu)點。所述銀粉在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中可以含有60重量％90重量％。優(yōu)選含有70重量％85重量％。其含量在上述范圍內(nèi)時，具有高溫/高速燒制時的燒結(jié)性及分辨率優(yōu)異的優(yōu)點。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中含有玻璃粉。所述玻璃粉可以使用通常在太陽能電池電極漿料中所用的玻璃粉，例如，可以使用軟化點為400。C60(TC的硼硅酸(borosilicate)鉛玻璃、硅酸鉛玻璃、鉍系玻璃或鋰系玻璃等?？梢允褂昧綖閘pm10^im的玻璃粉。優(yōu)選所述玻璃粉在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中含有0.5重量o/。10重量。/。，進一步優(yōu)選含有1重量°/。2重量％。其含量在上述范圍內(nèi)時，在粘結(jié)力、燒結(jié)性及易于進行太陽能電池的后加工工序方面具有優(yōu)點。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料含有有機載體。所述有機載體通過與太陽能電池的電極形成用漿料的無機成分進行機械混合而使?jié){料具有適于印刷的粘稠度(consistency)及流動學(xué)特性。所述有機載體可以使用通常在太陽能電池電極漿料中所用的有機載體，例如可以是聚合物與溶劑的混合物。作為所述聚合物，可以使用乙基纖維素、乙基纖維素與酚醛樹脂的聚合物、木松香(rosin)或醇的聚甲基丙烯酸酯等。優(yōu)選乙基纖維素。此外，作為所述溶劑，可以將丁基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、萜品醇(terpineol)、丙二醇單甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、丁酮、Y-丁內(nèi)酯或乳酸乙酯等單獨使用或混合2種以上進行使用。優(yōu)選使用丁基卡必醇乙酸酯。本發(fā)明中，所述載體在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中可以含有5重量％35重量％，可以使用將聚合物和溶劑以110:101的重量比進行混合后所得的載體。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料還可以含有醋酸銀(silveracetate)。優(yōu)選所述醋酸銀在本發(fā)明的電極形成用漿料中含有0.1重量％2重量％，更優(yōu)選的含量為0.5重量％1重量％。此時對于燒結(jié)性及燒制所致的收縮可以實現(xiàn)良好的作用，進一步提高太陽能電池的效率。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料還可以含有磷系摻雜劑。作為具體的一例，可以舉出POCl3作為所述磷系摻雜劑，優(yōu)選所述磷系摻雜劑在本發(fā)明的電極形成用漿料中含有0.1重量％3重量％，進一步優(yōu)選含有1重量°/。2重量％。此時可進一步提高太陽能電池的效率。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料可以根據(jù)需要進一步含有通常包含在漿料中的添加劑。作為所述添加劑的示例，可以舉出增粘劑、穩(wěn)定劑、分散劑或表面活性劑等，在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中，所述添加劑可以在0.1重量％5重量％的范圍內(nèi)進行使用。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料可以通過將上述記載的必要成分與可選成分以規(guī)定的比率進行混合并利用攪拌機或三輥等的混煉機對其進行均勻分散來得到。對于本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料來說，優(yōu)選在通過博力飛(Brookfield)HBT粘度計并以利用#14轉(zhuǎn)子(spindle)的多用途杯于10rpm及25。C進行測定時其粘度為50PaS300PaS。此外，本發(fā)明提供太陽能電池的電極形成方法及利用所述方法制造的太陽能電池電極，所述方法的特征在于，將所述太陽能電池的電極形成用漿料印刷在基材上，進行干燥及燒制。本發(fā)明的太陽能電池電極形成方法中，除使用所述太陽能電池的電極形成用漿料外，基材、印刷、干燥及燒制當(dāng)然可使用通常在太陽能電池的制造中所用的方法。例如，所述基材可以為Si基板，所述電極可以為硅太陽能電池的前電極，所述印刷可以為絲網(wǎng)印刷，所述干燥可以在9(TC25(TC進行，所述燒制可以在60(TC95(TC進行。優(yōu)選所述燒制為在80(TC95(TC(進一步優(yōu)選在850。C90(TC)進行5秒1分鐘的高溫/高速燒制，所述印刷為以20pm50pm的厚度進行的印刷。作為具體的一例，可以在大韓民國公開特許公報第10-2006-0108550號、第10-2006-0127813號、日本公開特許公報特開2001-202822及特開2003-133567中記載的太陽能電池的結(jié)構(gòu)及其制造中，使用本發(fā)明所述的太陽能電池的電極形成用漿料來形成太陽能電池的電極(在所述公知技術(shù)中，所述電極主要利用銀來制造)。本發(fā)明的太陽能電池電極形成方法具有下述優(yōu)點其精密性高，具有高效率、高分辨率，特別適于高溫/高速燒制，量產(chǎn)性優(yōu)異。下面為了理解本發(fā)明而給出優(yōu)選的實施例，然而下述實施例不過是用于示例本發(fā)明，本發(fā)明的范圍并不限于下述實施例。[實施例]實施例1將12.4重量份平均粒徑為0.37pm的球狀鋁粉、62.1重量份平均粒徑為1.86pm的球狀鋁粉、6.2重量份平均粒徑為3.24jiim的球狀銀粉混合，得到振實密度為5.26g/cc的銀粉，將80.7重量份所得到的振實密度為5.26g/cc的銀粉、1.1重量份粒徑為3.36pm且軟化點為466。C的低融點玻璃粉、14.1重量份乙基纖維素與2.6重量份丁基卡必醇乙酸酯、1.0重量份粘度調(diào)節(jié)劑、0.5重量份表面活性劑利用三輥混煉機進行混合分散，制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例2在上述實施例1中，使用將9.3重量份平均粒徑為0.37pm的球狀鋁粉、64.9重量份平均粒徑為1.86pm的球狀鋁粉、6.5重量份平均粒徑為3.24pm的球狀銀粉進行混合而得到的振實密度為5.17g/cc的銀粉，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例3在所述實施例1中，進一步混合l.O重量份醋酸銀，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例4在所述實施例1中，進一步混合0.5重量份醋酸銀，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例5在所述實施例2中，進一步混合l.O重量份醋酸銀，除此以外，采用與所述實施例2同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例6在所述實施例l中，進一步混合1.0重量份POCl3，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。比較例1在所述實施例1中，使用80.7重量份將40.35重量份平均粒徑為0.37pm的球狀鋁粉、40.35重量份平均粒徑為1.86nm的球狀鋁粉進行混合而得到的振實密度為4.54g/cc的銀粉，除此以外，采用與所述實施例l同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。比較例2在所述實施例1中，使用80.7重量份將26.9重量份平均粒徑為0.37|am的球狀鋁粉、53.8重量份平均粒徑為1.86|am的球狀鋁粉進行混合而得到的振實密度為4.83g/cc的銀粉，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。比較例3在上述實施例3中，進一步混合3.5重量份醋酸銀，除此以外，采用與所述實施例3同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。將上述實施例16及比較例13中制造的太陽能電池的電極形成用漿料利用絲網(wǎng)印刷方法全面印刷在晶片(Wafer)的前面，使用熱風(fēng)式干燥爐進行干燥。然后，將鋁漿料圖樣印刷在晶片的后面，接著用同樣的方法進行干燥。將通過上述工序形成的電池(Cdl)利用帶式燒制爐在50(TC90(TC之間進行20秒30秒的燒制，使用太陽能電池效率測定裝置(EndeasI社，Quicksunl20A)對如此制造完成的電池的Isc(短路電流，A)、Voc(開路電壓，mV)、填充系數(shù)(曲線因子)及太陽能電池的效率進行測定，結(jié)果示于下述表l。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如上述表1所示，與使用以往的太陽能電池中通常使用的振實密度不足5g/cc的銀粉的比較例1及比較例2的情況相比，在本發(fā)明的實施例16中，Isc(A)、Voc(mV)、填充系數(shù)及太陽能電池的效率全部表現(xiàn)出顯著優(yōu)異的結(jié)果，特別是在進一步添加了醋酸銀或添加了磷系摻雜劑(POCl3)的情況下(實施例36)可以進一步確認(rèn)其效果。另外，在醋酸銀含量過多的情況下(比較例3)，可以確認(rèn)到太陽能電池的效率反而會降低。權(quán)利要求1.一種太陽能電池的電極形成用漿料，其含有銀粉、玻璃粉及有機載體，該太陽能電池的電極形成用漿料的特征在于，所述銀粉的振實密度至少為5g/cc以上。2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述漿料含有60重量％90重量％的所述銀粉、0.5重量％10重量％的玻璃粉以及5重量％35重量％的有機載體。3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述銀粉的振實密度為5g/cc5.5g/cc。4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述銀粉是將下述物質(zhì)混合而成的i)10重量份25重量份的平均粒度為0.05pm0.6^im的球狀銀粉；ii)70重量份85重量份的平均粒度為1.5pm2^im的球狀銀粉；以及iii)1重量份15重量份的平均粒度為2.5j^m5^im的球狀銀粉。5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用槳料，其特征在于，所述漿料還含有醋酸銀。6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用槳料，其特征在于，所述漿料還含有磷系摻雜劑。7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述漿料還含有增粘劑、穩(wěn)定劑或分散劑。8.—種太陽能電池的電極形成方法，其特征在于，在該方法中，將權(quán)利要求17任意一項所述的漿料印刷在基材上，并進行干燥及燒制。9.如權(quán)利要求8所述的太陽能電池的電極形成方法，其特征在于，所述燒制在80(TC95(TC進行5秒1分鐘。10.—種太陽能電池電極，其是采用權(quán)利要求8所述的形成方法在太陽能電池用基材上形成的。全文摘要本發(fā)明提供具有下述優(yōu)點的太陽能電池的電極形成用漿料其不僅適于高效率、高分辨率，而且還特別適于高溫/高速燒制，量產(chǎn)性優(yōu)異。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料含有銀粉、玻璃粉及有機載體，其特征在于，所述銀粉的振實密度至少為5g/cc以上。文檔編號H01L31/0224GK101304050SQ20081009851公開日2008年11月12日申請日期2008年5月8日優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日發(fā)明者樸贊碩,金泰成,俊高,黃建鎬申請人:東進世美肯株式會社