專利名稱：用于太陽能電池電極的導體漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方案涉及一種用于太陽能電池裝置導體中的導體漿料。
背景技術(shù)：
硅太陽能電池的電極通常需要具有低電阻以有利于太陽能電池的電特性。US 2006/0102228公開了一種由混合物制成的太陽能電池接觸，其中所述混合物包含固體部分和有機部分，其中固體部分包含約85至約99重量％的銀和約1至約15重量％的玻璃組分，其中玻璃組分包含約15至約75摩爾％的I^bO、約5至約50摩爾％的SiO2, 并且優(yōu)選地不含化03。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種可以賦予形成于太陽能電池中的電極良好電特性(例如電極中的串聯(lián)電阻)的導體漿料，以及提供一種具有由上述導體漿料形成的電極的太陽能電池。本發(fā)明的一個方面涉及一種用于太陽能電池電極的導體漿料，其包含導電粉末； 一種或多種玻璃料，所述玻璃料包含按玻璃料的重量百分比(重量％)計8至沈重量％的 Si02、0. 1至5重量％的Al2O3和73至90重量％的鉛化合物，其中所述鉛化合物包含按鉛化合物的總重量計5至觀重量％的氟化鉛；以及有機介質(zhì)。本發(fā)明的另一個方面涉及一種制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括以下步驟提供半導體基板；將導體漿料涂覆到半導體基板上，其中導體漿料包含導電粉末；一種或多種玻璃料，所述玻璃料包含按玻璃料的重量百分比(重量％)計8至沈重量％的 Si02、0. 1至5重量％的Al2O3和73至90重量％的鉛化合物，其中所述鉛化合物包含按鉛化合物的總重量計5至觀重量％的氟化鉛；以及有機介質(zhì)；以及焙燒所述導體漿料。本發(fā)明的一個方面涉及一種用該方法制成的太陽能電池電極。本發(fā)明的一個方面涉及一種太陽能電池電極，其中在焙燒之前，所述太陽能電池電極包含導體漿料。本發(fā)明的一個方面涉及一種用于太陽能電池電極的導體漿料，其包含導電粉末； 玻璃料，所述玻璃料包含按玻璃料的重量百分比(重量％)計8至沈重量％的Si02、0. 1至 5重量％的Al2O3、和1至5元素重量％的氟；以及有機介質(zhì)。發(fā)明詳述本發(fā)明的一種用于太陽能電池電極的導體漿料包含導電粉末、玻璃料和有機介質(zhì)。下文描述了導體漿料以及制造由所述導體漿料制成的太陽能電池電極的方法。玻璃料本文所述漿料中所用的玻璃料能促進導電粉末的燒結(jié)，還有利于將電極結(jié)合到基板上。本文所述的玻璃組合物(也稱為玻璃料)包括某些組分的百分比(也稱為元素構(gòu)成)。具體地講，百分比為原料中所用組分的百分比，其中所述原料隨后如本文所述進行加工以形成玻璃組合物。此類命名是本領(lǐng)域技術(shù)人員的慣例。換句話講，組合物包含某些組分，這些組分的百分比表示成相應(yīng)氧化物形式的百分比。如玻璃化學領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，在制備玻璃的過程中可能會釋放某一部分的揮發(fā)性物質(zhì)。揮發(fā)性物質(zhì)的一個實例是氧氣。如果從焙燒的玻璃開始，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來計算本文所述起始組分的百分比(元素構(gòu)成)，所述方法包括但不限于電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICPES)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AEQ等。此外，可以使用以下示例性技術(shù)X射線熒光光譜法(XRF)；核磁共振光譜法(NMR)；電子順磁共振波譜法 (EPR)；穆斯堡爾光譜法；電子微探針能量分散光譜法(EDQ ；電子微探針波長色散光譜法 (WDS)；陰極發(fā)光法(CL)。本文所述的玻璃組合物(包括表I中所列的那些)不是限制性的；預(yù)期玻璃化學領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對附加成分進行輕微地替換，而基本上不會改變玻璃組合物的所需特性。例如，可單獨使用或組合使用玻璃生成體的替代品，例如0至3重量％的P205、0至3 重量％的Ge02、0至3重量％的V2O5，以獲得相似的性能。例如，可使用一種或多種中間氧化物，例如Ti02、Ta2O5, Nb2O5, ZrO2, CeO2和Sn02來取代存在于玻璃組合物中的其他中間氧化物(即，Al203、Ce02 和 SnO2)。一個方面涉及包含一種或多種含氟組分的玻璃料組合物，所述含氟組分包括但不限于氟的鹽、氟化物、金屬氟氧化物化合物等。此類含氟組分包括但不限于BiF3、AlF3, NaF、LiF、KF、CsF、ZrF4 和 / 或 TiF4。在一個實施方案中，本文所述的玻璃料包含按玻璃料的總重量計8至沈重量％的二氧化硅(SiO2)、0. 1至5重量％的氧化鋁(Al2O3)以及73至90重量％的鉛(Pb)化合物。 鉛化合物包含按鉛化合物的總重量計5至觀重量％的氟化鉛。在一個實施方案中，SiO2為 10至25重量％，在另一個實施方案中，SiO2為12至2量％。在一個實施方案中，Al2O3 為0. 1至3重量％，在另一個實施方案中，Al2O3為0.2至2重量％。如本文所用，“鉛化合物”是指包含鉛的化合物。在一個非限制性實施方案中，鉛化合物包含鉛和另一種元素，如氧或氟。在一個非限制性實施方案中，可以通過在800至1400°C的峰值溫度下加熱而使鉛化合物在具有其他形成玻璃的組分的混合物中熔融。在一個實施方案中，鉛化合物可以選自如下群組，所述群組包括但不限于氧化鉛(PbO)、二氧化鉛(此02)、氧化鉛(IV) (PbO4), 紅丹(I^b3O4)、氟化鉛(I) (PbF)、氟化鉛(II) (I^bF2)、氟化鉛(IV) (I^bF4)、溴化鉛(II)、氯化鉛(PbCl2)、溴化鉛(II) (PbBr2)、硝酸鉛(II) (Pb (NO3)2、硝酸鉛(IV) (Pb (NO3)4、碳酸鉛 G^bCO3)、以及它們的混合物。在一個實施方案中，鉛化合物可以選自PbO和I^F2。在一個實施方案中，鉛化合物可以為玻璃料的至少73重量在另一個實施方案中，鉛化合物可以為玻璃料的至少78重量％。在一個實施方案中，鉛化合物可以小于玻璃料的88重量在另一個實施方案中，鉛化合物可以小于玻璃料的85重量％。在一個實施方案中，包含鉛化合物的玻璃料可以具有較高的Ts，如表3所示。如本文所述，“氟化鉛”是指包含鉛和氟化物的化合物。在一個非限制性實施方案中，可以通過在800至1400°C的峰值溫度下加熱而使氟化鉛在具有其他形成玻璃的組分的混合物中熔融。在一個實施方案中，氟化鉛可以選自如下群組，所述群組包括但不限于 I^bF、H3Fpin3F4、以及它們的混合物。在一個實施方案中，氟化鉛可以是I^bF2。在一個實施方案中，氟化鉛可以為鉛化合物的至少7重量％ ；在另一個實施方案中，氟化鉛可以為鉛化合物的至少10重量％。在一個實施方案中，氟化鉛可以小于鉛化合物的20重量在另一
5個實施方案中，氟化鉛可以小于鉛化合物的18重量％。在對本文所述的玻璃組合物進行的實驗中，已發(fā)現(xiàn)包含按鉛化合物計約15重量％的氟化鉛的多種玻璃料在0至800°C下焙燒時顯示出非晶玻璃(缺乏結(jié)晶性)的穩(wěn)定性。在另一個實施方案中，本文的玻璃料組合物可以包含選自由下列組成的群組的第二組組分中的一者或多者B203、Na203、Li2O, ZrO2, CuO, TiO2和Bi203。在一個實施方案中， 玻璃料組合物可以包含化03和^O2中的一者或多者。在一個實施方案中，B2O3可以為玻璃料的0. 5至5. O重量％、1. O至3. O重量％、或1. 2至2. 5重量％。在一個實施方案中，ZiO2 可以為玻璃料的0. 1至5.0重量％、0. 2至2.0重量％、或0.2至1.0重量％。本文所用的玻璃組合物占總玻璃組合物的重量百分比示于表1中。除非另行指出，否則如本文所用的重量％僅指玻璃組合物的重量％?；谘趸锖头稃}所述的包含鉛化合物的玻璃樣品示于表1中。表 權(quán)利要求
1.用于太陽能電池電極的導體漿料，所述導體漿料包含 導電粉末；玻璃料，所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量百分比(重量％)計 8-26 重量％的 SiO2, 0. 1-5重量％的々1203，和73-90重量％的鉛化合物，其中所述鉛化合物包含按所述鉛化合物的總重量計5- 重量％的氟化鉛；以及有機介質(zhì)。
2.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述鉛化合物包括氧化鉛和氟化鉛。
3.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述氟化鉛選自=PbFJbFy PbF4以及它們的混合物。
4.權(quán)利要求3的導體漿料，其中所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量計9.45-24. 79重量％的^^2。
5.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述玻璃料還包含按所述玻璃料的重量計0. 5-5重量％的化03。
6.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述玻璃料還包含按所述玻璃料的重量計0. 1至5重量％的&02。
7.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述玻璃料具有在300-450°C 范圍內(nèi)的軟化點。
8.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述導電粉末為所述導體漿料的40-90重量％。
9.權(quán)利要求1的用于太陽能電池電極的導體漿料，其中所述玻璃料為所述導體漿料的0. 5-8 重量 ％。
10.制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括以下步驟 提供半導體基板；將導體漿料涂覆到所述半導體基板上，其中所述導體漿料包含 導電粉末，玻璃料，所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量百分比(重量％)計 8-26 重量％的 SiO2, 0. 1-5重量％的Al2O3,以及73-90重量％的鉛化合物，其中所述鉛化合物包含按所述鉛化合物的總重量計5- 重量％的鉛；以及有機介質(zhì)；以及焙燒所述導體漿料。
11.權(quán)利要求10的制造太陽能電池電極的方法，其中所述導體漿料在低于930°C的溫度下fe"燒。
12.權(quán)利要求10的方法，其中將所述導體漿料焙燒2-5分鐘。
13.由權(quán)利要求10的方法制造的太陽能電池電極。
14.包括權(quán)利要求13的太陽能電池電極的太陽能電池。
15.包括太陽能電池電極的太陽能電池，其中在焙燒之前，所述電極包含權(quán)利要求1的導體漿料。
16.用于太陽能電池電極的導體漿料，所述導體漿料包含 導電粉末；玻璃料，所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量百分比(重量％)計 8-26 重量％的 SiO2, 0. 1-5重量％的々1203，和 1-5元素重量％的氟；以及有機介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種可獲得良好電特性(例如電極中的串聯(lián)電阻)的導體漿料。本發(fā)明的一個方面涉及一種導體漿料，所述導體漿料包含導電粉末；玻璃料，按所述玻璃料的重量百分比(重量％)計，所述玻璃料包含8至26重量％的SiO2、0.1-5重量％的Al2O3和73-90重量％的鉛化合物，其中按所述鉛化合物的總重量計，氟化鉛的含量在5-28重量％范圍內(nèi)；以及有機介質(zhì)。
文檔編號H01B1/16GK102356434SQ201080012746
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者B·J·勞克林, 今野卓哉, 松野久 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司