專利名稱：制造太陽能電池電極的方法和傳導(dǎo)性漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池電極，更具體地講涉及用于形成太陽能電池電極的傳導(dǎo)性漿料和制造太陽電池電極的方法。
背景技術(shù)：
存在兩種傳導(dǎo)性漿料。一種為燒結(jié)型，其包含玻璃料以在燒結(jié)過程中在例如500°C或更高的高溫下通過熔融而粘附到基底。另一種為聚合物型傳導(dǎo)性漿料，其基本上不包含玻璃料并通過傳導(dǎo)性漿料中的聚合物樹脂自身在例如300°C或更低的相對較低的溫度下加熱而粘附到基底。需要的是使用聚合物型傳導(dǎo)性漿料制造的太陽能電池電極，因?yàn)槠湓跓Y(jié)步驟中不需要高溫。然而，由聚合物型傳導(dǎo)性漿料制成的太陽能電池電極有時(shí)會因焊接熱效應(yīng)而剝離。
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US20080196757公開了由包含傳導(dǎo)性顆粒的傳導(dǎo)性組合物和熱固性環(huán)氧樹脂組合物形成的太陽能電池電極。發(fā)明概沭本發(fā)明的一個(gè)目的是提供聚合物型傳導(dǎo)性漿料以形成如下太陽能電池電極，所述太陽能電池電極在通過焊接而連接的基底和電極之間以及電極和銅帶之間具有足夠的粘附力。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括制備半導(dǎo)體基底，其中在所述半導(dǎo)體基底的正面、背面或所述正面和背面兩者上具有預(yù)成型的電極；將傳導(dǎo)性漿料施加到預(yù)成型的電極上，其中傳導(dǎo)性漿料包含傳導(dǎo)性粉末、具有50°C或更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂、以及有機(jī)溶劑；在80至250°C下干燥所施加的傳導(dǎo)性漿料；將片式電極放置干燥的傳導(dǎo)性漿料上；以及焊接片式電極。本發(fā)明的另一方面涉及用于制造太陽能電池電極的傳導(dǎo)性漿料，基于傳導(dǎo)性漿料的總重量計(jì)，所述傳導(dǎo)性漿料包含40至90重量％的傳導(dǎo)性粉末；5至50重量％的溶劑；以及3至20重量％的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂，所述聚酯樹脂具有50°C或更低的Tg。本發(fā)明的太陽能電池電極可獲得足夠的粘附力。附圖簡沭

圖1為混合型太陽能電池的橫截面示意圖。圖2(a)至2(d)為說明形成混合型太陽能電池電極的方法的圖。圖3(a)至3(c)為說明在正面形成晶體型太陽能電池電極的方法的圖。圖4(a)至4(c)為說明在正面形成晶體型太陽能電池電極的方法的圖。圖5(a)至5(c)為說明在背面形成晶體型太陽能電池電極的方法的圖。圖6(a)至6(c)為說明形成有機(jī)薄膜太陽能電池電極的方法的圖。發(fā)明詳沭下文將結(jié)合附圖來描述用于制造本發(fā)明的太陽能電池電極的方法以及在該方法中所使用的傳導(dǎo)性漿料。制造太陽能電池電極的方法
太陽能電池有多種類型，例如混合型、晶體型、非晶態(tài)型或薄膜型。然而，太陽能電池的類型不受限制。在一個(gè)實(shí)施方案中，太陽能電池可為混合型太陽能電池。就混合型而言，基底可包括半導(dǎo)體基底101和透明電極102。透明電極102可在半導(dǎo)體層101的正面和背面兩者上形成，如圖1所示。透明電極102可由銦鈦氧化物(ITO)制成。在該情況下，預(yù)成型的電極為透明電極102?；旌闲吞柲茈姵氐陌雽?dǎo)體層101可為至少三層單晶半導(dǎo)體層以及位于單晶半導(dǎo)體層的正面和背面兩者上的非晶半導(dǎo)體層。“正面”在本說明書中被定義為當(dāng)其被引入以利用陽光發(fā)電時(shí)，接收陽光的一面?！氨趁妗北欢x為正面的相對面。 集電極103可在透明電極102的正面和背面兩者上形成?？墒褂闷诫姌O104將正面上的集電極103連接到相鄰太陽能電池的背面上的集電極。片式電極104可用焊料105覆蓋以進(jìn)行粘附。本發(fā)明的傳導(dǎo)性漿料可用于集電極103。因此，即使在焊接后，太陽能電池也能夠牢固地粘附集電極和片式電極。根據(jù)圖2至圖4來說明制造太陽能電池的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖2(a)所示地制備半導(dǎo)體基底201，其具有作為預(yù)成型的電極的透明電極202。透明電極202可至少形成于半導(dǎo)體基底201的正面上。然而，也可以在正面和背面兩者上形成透明電極202，如圖2(a)所示。可通過例如用ITO的化學(xué)氣相沉積(CVD)來形成透明電極202。將傳導(dǎo)性漿料203施加到透明電極層202的正面上，以形成集電極。可通過絲網(wǎng)印刷傳導(dǎo)性漿料203進(jìn)行施加，尤其是在形成細(xì)線圖案的情況下。所施加的傳導(dǎo)性漿料203的圖案可為梳型，其包括至少一條線的匯流條203(a)和多條細(xì)指狀線203(b)，如圖2(b)所示。匯流條203 (a)橫跨指狀線203(b)，以將半導(dǎo)體層101產(chǎn)生的電力傳輸通過透明電極202和指狀線203 (b)。從施加方法的角度看，傳導(dǎo)性漿料的粘度在IOrpm下可為50至300帕秒。例如，當(dāng)通過絲網(wǎng)印刷來施加時(shí)，粘度在IOrpm下可為100至300帕秒?？稍谑覝叵率褂镁哂修D(zhuǎn)子#14的布氏粘度計(jì)HBT SSA14/6R在IOrpm下測量粘度。然后在烘箱中或加熱板上進(jìn)行干燥。干燥溫度可為50至250°C。干燥時(shí)間可為I至30分鐘。在所述干燥溫度和時(shí)間下，有機(jī)溶劑可充分蒸發(fā)至干透。在干透后，傳導(dǎo)性漿料進(jìn)而硬化以變成電極。集電極203的厚度在一個(gè)實(shí)施方案中可為至少10 iim，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為至少1511111，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為至少2011111。在該厚度下，電極的粘附力可足夠強(qiáng)，如以下實(shí)施例所示。不限制最大厚度，因?yàn)殡姌O厚度越厚，電極可能獲得的電阻就越低。然而，鑒于太陽能電池電極上需要細(xì)小圖案，電極的厚度在一個(gè)實(shí)施方案中不可大于100 ym，在另一個(gè)實(shí)施方案中不可大于80 u m，在另一個(gè)實(shí)施方案中不可大于70 u m?？蓪⒂糜诨ミB太陽能電池的片式電極204放置在匯流條203(a)上，如圖2(c)所示。然后用焊料205覆蓋片式電極204以進(jìn)行粘附，如圖2(d)所示?？稍?00至300°C下加熱焊料205，以熔融并覆蓋匯流條203 (a)。焊接時(shí)，可通過加熱使傳導(dǎo)性漿料充分熔融以牢固地粘附到基底。傳導(dǎo)性漿料中的熱塑性非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂將對粘附起到一定作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用包含銅帶的焊料帶作為涂覆有焊膏的片式電極，可使成形步驟簡化。圖3示出了晶體型太陽能電池的另一個(gè)實(shí)施方案。如圖3(a)所示，在晶體型太陽能電池中，制備如下半導(dǎo)體基底，該基底具有集電極，集電極包含在半導(dǎo)體基底301正面上的至少一條匯流條302(a)、以及指狀線302(b)?？赏ㄟ^如下方式形成集電極302 :施加包含傳導(dǎo)性粉末、玻璃粉和有機(jī)介質(zhì)的傳導(dǎo)性漿料，然后在400°C至900°C下燒結(jié)傳導(dǎo)性漿料。在該情況下，預(yù)成型的電極為集電極302。然后將傳導(dǎo)性漿料303施加在預(yù)成型匯流條302 (a)上。傳導(dǎo)性漿料303可至少部分地施加到匯流電極上。不必將其施加到匯流電極的整個(gè)表面上。然而，當(dāng)希望增加太陽能電池電極的粘附力時(shí)，可將傳導(dǎo)性漿料303全部施加到匯流條302(a)上。施加和干燥·傳導(dǎo)性漿料304的方法可與上述方法相同。然后將片式電極304放置在干燥的傳導(dǎo)性漿料303上，然后用焊料305覆蓋以進(jìn)行粘附，如圖3(c)所示。焊接方法可與上述方法相同。在另一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性漿料可用于在半導(dǎo)體基底的正面上形成匯流條，如圖4所示。如圖4(a)所示，制備如下半導(dǎo)體基底401，該基底在至少一個(gè)面上具有指狀線402，所述至少一個(gè)面為半導(dǎo)體基底401的正面。在該情況下，預(yù)成型的電極為指狀線402。將傳導(dǎo)性漿料403施加在預(yù)成型的指狀線402上，該指狀線形成于半導(dǎo)體基底401的正面上，如圖4(b)所示。此時(shí)，傳導(dǎo)性漿料403橫跨指狀線402并且部分地粘附到半導(dǎo)體基底401，或在鈍化層(例如氮化硅層)形成于半導(dǎo)體基底上的情況下部分地粘附到鈍化層。在以下實(shí)施例中可觀察到，傳導(dǎo)性漿料403不僅充分地粘附到預(yù)成型的電極，而且粘附到氮化硅層。然后按照上述方法實(shí)施干燥步驟。將片式電極404放置在干燥的傳導(dǎo)性漿料403上，然后用焊料405覆蓋以進(jìn)行粘附，如圖4(c)所示。焊接方法可與上述方法相同。在一個(gè)實(shí)施方案中，可在半導(dǎo)體基底的背面上使用傳導(dǎo)性漿料，如圖5所示。如圖5(a)所示，制備半導(dǎo)體基底501，其中在半導(dǎo)體基底501的背面上具有背面電極502?？赏ㄟ^如下方式形成背面電極502 :施加包含至少一種傳導(dǎo)性粉末和有機(jī)介質(zhì)的傳導(dǎo)性衆(zhòng)料，并且將其燒結(jié)。背面電極502可在背面難以接受陽光的半導(dǎo)體基底的大部分表面上形成。在背面電極502的傳導(dǎo)性漿料中使用的傳導(dǎo)性粉末可為鋁粉。在該情況下，預(yù)成型的電極為背面電極502?？蓪鲗?dǎo)性漿料503施加在預(yù)成型的背面電極502上，如圖5(b)所示。將片式電極504放置在干燥的傳導(dǎo)性漿料503上，然后用焊料505覆蓋以進(jìn)行粘附，如圖5 (c)所示?？砂凑丈鲜龇椒▽?shí)施干燥和焊接步驟。在另一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性漿料可用于有機(jī)薄膜太陽能電池，如圖6所示。如圖6(a)所示，制備半導(dǎo)體基底601，其中在半導(dǎo)體基底601的正面上具有透明電極602并且在背面上具有背面電極604。作為支撐基座的玻璃基板設(shè)置在半導(dǎo)體基底601的透明電極602的側(cè)面上。在該實(shí)施方案中，陽光從玻璃基板603側(cè)面進(jìn)入半導(dǎo)體基底601。可通過用硅的化學(xué)氣相沉積(CVD)來形成具有IOOiim或更薄的厚度的半導(dǎo)體層601?？赏ㄟ^濺鍍ITO來形成透明電極602?？赏ǔＭㄟ^濺鍍例如銀、鎳或鋁等金屬來形成背面電極604。可將傳導(dǎo)性衆(zhòng)料605 (a)施加到透明電極602的一部分上,如圖6(b)所不。在該情況下，預(yù)成型的電極為透明電極602。將片式電極606(a)放置在施加的傳導(dǎo)性衆(zhòng)料605 (a)上，然后與焊料607(a)粘附，如圖6(c)所示。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可將傳導(dǎo)性衆(zhòng)料605(b)施加到背面電極604的一部分上，如圖6(b)所示。在該情況下，預(yù)成型的電極為背面電極604。將片式電極606(b)放置在施加的傳導(dǎo)性漿料605(b)上，然后用焊料607(b)覆蓋以進(jìn)行粘附，如圖6(c)所示。然而，以上任何實(shí)施方案中的施加傳導(dǎo)性漿料的方法不受限制，其可為例如絲網(wǎng)印刷或噴嘴排放(nozzle discharging)、膠版印刷法、舌[J粉刀法或轉(zhuǎn)印法。以上實(shí)施方案中使用的傳導(dǎo)性漿料在下文詳細(xì)說明。傳導(dǎo)性漿料為聚合物型并且基本上不包含玻璃料。即使含有玻璃料，基于傳導(dǎo)性漿料的總重量計(jì)，該量在一個(gè)實(shí)施方案中可為0. 5重量％或更低，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為0.1重量％或更低。
傳導(dǎo)件粉末傳導(dǎo)性粉末為用于在電極中傳輸電流的粉末。在一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性粉末可為在293開氏下電導(dǎo)率為1. 00 X IO7西門子⑶/m或更高的金屬粉末。此類傳導(dǎo)性粉末可選自鐵(Fe;1.00X 107S/m)、鋁(Al; 3. 64X 107S/m)、鎳(Ni ;1. 45 X 107S/m)、銅(Cu; 5. 81 X 107S/m)、銀(Ag; 6. 17X107S/m)、金(Au;4. 17X107S/m)、鑰(Mo; 2. 10X107S/m)、鎂(Mg; 2. 30X 107S/m)、鎢(W;1. 82X IO7S/m)、鈷(Co;1. 46X 107S/m)、鋅(Zn;1. 64X 107S/m)以及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性粉末在293開氏下的電導(dǎo)率可為3. 00X 107S/m或更高。此類傳導(dǎo)性粉末可選自Al、Cu、Ag以及它們的混合物。太陽能電池的電性質(zhì)可使用這些具有相對較高電導(dǎo)率的傳導(dǎo)性粉末以進(jìn)一步改善。在另一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性粉末可選自Al、Cu、N1、Fe以及它們的混合物。這些金屬粉末可通過在高溫例如400°C下加熱來容易地氧化，可適于作為不在此高溫下燒結(jié)或固化的傳導(dǎo)性漿料中的傳導(dǎo)性粉末。傳導(dǎo)性粉末的形狀沒有限制。然而，通常使用薄片類型傳導(dǎo)性粉末、球狀類型傳導(dǎo)性粉末或它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性粉末形狀可為薄片類型傳導(dǎo)性粉末。薄片類型傳導(dǎo)性粉末能夠增加彼此的接觸面積，因此其獲得足夠的電導(dǎo)率。傳導(dǎo)性粉末也可為球狀粉末和薄片粉末的混合物。傳導(dǎo)性粉末的粒徑(D50)在一個(gè)實(shí)施方案中可為0.1至10. Oii m，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為0. 5至8 m，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為I至5 m。在該范圍內(nèi)的粒徑能夠很好地分散在有機(jī)介質(zhì)中。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用包含兩種或更多種具有不同粒徑的傳導(dǎo)性粉末的混合物的傳導(dǎo)性粉末。小顆粒可填充大顆粒的空隙以便提高電極的電導(dǎo)率。例如，傳導(dǎo)性粉末可為粒徑為0.1至3 y m的傳導(dǎo)性粉末和粒徑為4至10 y m的傳導(dǎo)性粉末的混合物。通過采用激光衍射散射法使用Microtrac型號X-100測量粉末直徑分布來獲得平均直徑(D50)。傳導(dǎo)性粉末可具有99%的普通高純度或更高。然而，取決于電極圖案的電氣要求，也可使用更低純度的傳導(dǎo)性粉末。傳導(dǎo)性粉末的純度在另一個(gè)實(shí)施方案中可為95%或更聞，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為90%或更聞?；趥鲗?dǎo)性漿料的總重量計(jì)，傳導(dǎo)性粉末在一個(gè)實(shí)施方案中可為40至90重量百分比(重量％)，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為50至80重量％，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為55至70重量％。在傳導(dǎo)性粉末含量的范圍內(nèi)，太陽能電池電極的電導(dǎo)率可為足夠的。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂為通過酸組分例如多元羧酸和醇組分例如多元醇的聚酯化反應(yīng)合成制備的化合物。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂包含無序結(jié)構(gòu)，例如主鏈聚合物和側(cè)鏈聚合物(無序地連接至主鏈聚合物)的聚合物結(jié)構(gòu)。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂是指基本上不顯示出結(jié)晶并且不存在熔點(diǎn)的聚酯，所述熔點(diǎn)通過差示掃描量熱法，例如得自Seiko Instruments Inc.的EXSTAR6000測量,加熱梯度為IO0C /分鐘。太陽能電池電極可使用非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂牢固地粘附到基底。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂具有熱塑性特性。在本文中，“熱塑性”在本說明書中被定義為當(dāng)在聚酯樹脂的Tg溫度下加熱時(shí)，通過外力變形的性質(zhì)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，酸組分可選自脂族二元羧酸、芳族二元羧酸、脂環(huán)族二元羧酸以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，脂族羧酸可選自壬二酸、琥珀酸、二聚酸、癸二酸、己二酸、十二烷二酸以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，芳族羧酸可選自間苯二甲酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、馬來酸、苯三羧酸、苯四羧酸以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，脂環(huán)族羧酸可為環(huán)己烷二羧酸或癸烷二羧酸。醇組分可選自乙二醇、新戊二醇、丁二醇、丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、鄰苯二甲醇、對苯二甲醇、I，4-苯二甲醇和雙酚-A。也可使用這些醇環(huán)氧乙烷加合物。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂可通過已知的方法例如酸組分和醇組分的脫水和縮合反應(yīng)來制備。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂的平均分子量可為2，000至50，000。當(dāng)平均分子量在該范圍中時(shí)，漿料粘度可為適當(dāng)?shù)?。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為50°C或更低。即使焊接后，Tg在該范圍內(nèi)的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂也可獲得足夠的粘附力，如下面實(shí)施例中所示。在一個(gè)實(shí)施方案中，基于傳導(dǎo)性漿料的總重量計(jì)，非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂可為至少3重量％,在另一個(gè)實(shí)施方案中可為4. 5重量％,在另一個(gè)實(shí)施方案中可為5重量％,在另一個(gè)實(shí)施方案中可為6重量％?；趥鲗?dǎo)性漿料的總重量計(jì)，非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂可為在一個(gè)實(shí)施方案中不超過20重量％,在另一個(gè)實(shí)施方案中不超過18重量％,在另一個(gè)實(shí)施方案中不超過15重量％，在另一個(gè)實(shí)施方案中不超過10重量％。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂具有該量時(shí)，傳導(dǎo)性粉末和玻璃料可充分地分散。有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑為溶解非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂的有機(jī)化合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)溶劑可包括酮溶劑、芳族溶劑、酯溶劑、乙二醇醚溶劑、乙二醇醚乙酸酯溶劑和萜類化合物溶劑。酮溶劑可選自丙酮、甲基乙基酮、1-壬醛、甲基異丁基酮、環(huán)己酮以及它們的混合物。芳族溶劑可選自甲苯、二甲苯、苯、乙苯、三甲苯、燒基苯以及它們的混合物。
酯溶劑可選自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯以及它們的混合物。乙二醇醚溶劑可選自乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙
醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇正丁醚、丙二醇正丙醚、丙二醇苯醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丁醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇正丁醚以及它們的混合物。乙二醇醚乙酸酯溶劑可選自乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯以及它們的混合物。
萜烯溶劑可選自萜品醇、檸檬烯、菔烯、以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)溶劑可包括乙二醇醚、乙二醇醚乙酸酯、烷基苯、萜品醇或它們的混合物。這些有機(jī)溶劑迅速蒸發(fā)。任何其它溶劑均可添加至上述溶劑。待添加的溶劑可為與上述溶劑相容的脂族溶齊U、醇溶劑或它們的混合物。溶劑的閃點(diǎn)取決于施加傳導(dǎo)性漿料的方式而為可調(diào)整的。例如，當(dāng)傳導(dǎo)性漿料通過絲網(wǎng)印刷來施加時(shí)，閃點(diǎn)可為至少70°C。蒸發(fā)速率取決于施加傳導(dǎo)性漿料的方式也為可調(diào)整的。例如，當(dāng)傳導(dǎo)性漿料通過絲網(wǎng)印刷來施加時(shí)，以相對值表示的蒸發(fā)速率(乙酸丁酯的蒸發(fā)速率為100時(shí))可為不超過50。有機(jī)溶劑的含量可通過非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂或傳導(dǎo)性粉末的類型和含量來調(diào)整?；趥鲗?dǎo)性漿料的總重量計(jì)，有機(jī)溶劑在另一個(gè)實(shí)施方案中可為5至50重量％，在另一個(gè)實(shí)施方案中可為10至40重量％，在一個(gè)實(shí)施方案中可為15至30重量％。具有該含量的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂可為充分溶解的，或傳導(dǎo)性粉末可充分地分散于樹脂和溶劑的混合物中。添加劑增稠劑、穩(wěn)定劑、粘度調(diào)節(jié)劑、氧化抑制劑、紫外線吸收劑、或表面活性劑可作為添加劑而添加到傳導(dǎo)性漿料中。添加劑的含量取決于所得的傳導(dǎo)性漿料的所需特性，并且在行業(yè)中可為人為選擇的。添加劑也能夠以多種類型添加。
實(shí)施例本發(fā)明通過下列實(shí)施例來說明，但不限于下列實(shí)施例。傳導(dǎo)件漿料制備傳導(dǎo)性漿料使用如下材料來制備。除非特別定義，在本文中重量百分比(重量％)是指基于傳導(dǎo)性漿料的總重量計(jì)的重量百分比。傳導(dǎo)性粉末使用60重量％銀(Ag)粉末。形狀為薄片形。如使用激光散射型粒度分布測量設(shè)備(Microtrac型X-100 )所測定的那樣，粒徑(D50)為3. 0 y m。有機(jī)溶劑32重量 ％ 丙二醇苯基醚(Dowanol PPh, Dow Chemical Company)。非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂使用8重量％非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂。每個(gè)實(shí)施例中非晶態(tài)的飽和聚酷樹脂和樹脂的Tg不出于表I中。
Tg通過如下步驟使用得自Seiko Instruments Inc.的差示掃描量熱儀(DSC)EXSTAR6000測量。將其上有15mg非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂的鋁盤以及鋁盤空白樣品放置到DSC的隔室中。將隔室中的溫度以10°C /分鐘逐漸升高至最高150°C，然后冷卻至室溫25°C。第二輪將溫度再次以10°C /分鐘升高至最高150°C。在第二次溫度升高中，將第一轉(zhuǎn)變溫度記錄為Tg，并示出于表I中。低于30°C的Tg以<30°C表示，因?yàn)槠湓诖藴y量環(huán)境中為不可測的。重均分子量(Mw)通過如下步驟使用高效液相色譜法(得自SpectraLabScientific Inc.的Waters LC600)測量。測量條件如下。色譜柱得自SHOWA DENKOK. K.的Shodex GPC K-806LX2 ;溶劑四氫呋喃；流速1. Oml/min ;柱溫35°C;檢測器折射指數(shù)；進(jìn)樣量100 yl，樣品濃度0. 20% ;標(biāo)準(zhǔn)品聚苯乙烯。測得的重均分子量(Mw)示出于表I中。傳導(dǎo)性漿料使用如下步驟來制備。將非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂和有機(jī)溶劑在玻璃瓶中在100°C下混合48小時(shí)。將銀粉加入樹脂和溶劑的混合物中，并且通過軌道離心混合器 混合5分鐘成為傳導(dǎo)性漿料。測試工件的制誥將傳導(dǎo)性漿料通過刮粉刀法施加到銦鈦氧化物(ITO)層涂覆的玻璃基板上。傳導(dǎo)性漿料的施加圖案為正方形(50mm寬\50臟長\5811111厚)。將玻璃基板上的傳導(dǎo)性漿料在150°C下干燥5分鐘，然后在200°C的烘箱(K0Y0 IR帶式爐)中進(jìn)一步干燥12分鐘以形成電極。電極的厚度取決于傳導(dǎo)性漿料在29至47 ii m變化。粘附力的測量電極的粘附力通過如下步驟測量。將具有電極的玻璃基板放置在90°C加熱板上。將涂覆有Sn/Pb焊料的銅帶(Cu-0-155-2-B，Marusho. Co.，Ltd.)浸入助焊劑(Kester-955, Kester, Inc.)中，然后在空氣中干燥五秒。將涂覆有焊料的銅帶的一半放置在電極上，通過焊接系統(tǒng)(Hakko-926, Hakko Corporation)進(jìn)行焊接。焊鐵設(shè)置溫度為400°C，焊鐵末端的實(shí)際溫度為230至240°C，該溫度通過K-型熱電偶測量。將具有焊接電極的玻璃基板從加熱板上取下，并冷卻至室溫。將未粘合至電極的銅帶的其余部分水平地折疊，并通過機(jī)器(PeelForce606, MOGRL Technology Co. , Ltd.)以120mm/分鐘的速率拉伸。將銅帶分離時(shí)的強(qiáng)度(牛頓，N)記錄為電極的粘附力。結(jié)果每個(gè)實(shí)施例的粘附力示出于表I中。在實(shí)施例1至5中，太陽能電池電極獲得大于0. 5N的足夠粘附力，而比較實(shí)施例1至3獲得零粘附力。表I
權(quán)利要求
1.制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括以下步驟制備半導(dǎo)體基底，其中在所述半導(dǎo)體基底的正面、背面或所述正面和背面兩者上具有預(yù)成型的電極；將傳導(dǎo)性漿料施加到所述預(yù)成型的電極上，其中所述傳導(dǎo)性漿料包含傳導(dǎo)性粉末、具有50°c或更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂、以及有機(jī)溶劑；干燥所述施加的傳導(dǎo)性漿料；將片式電極放置在所述干燥的傳導(dǎo)性漿料上；以及焊接所述片式電極。
2.權(quán)利要求1的制造太陽能電池電極的方法，其中基于所述傳導(dǎo)性漿料的總重量計(jì)， 所述傳導(dǎo)性粉末為40至90重量％，所述非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂為3至20重量％，并且所述有機(jī)溶劑為5至50重量％。
3.權(quán)利要求1的制造太陽能電池電極的方法，其中所述預(yù)成型的電極為透明電極。
4.權(quán)利要求1的制造太陽能電池電極的方法，其中所述預(yù)成型的電極為集電極，所述集電極包括在所述半導(dǎo)體基底的正面上的匯流條和指狀線。
5.權(quán)利要求1的制造太陽能電池電極的方法，其中所述預(yù)成型的電極為在所述半導(dǎo)體基底的背面上的背面電極。
6.權(quán)利要求1的制造太陽能電池電極的方法，其中在干燥步驟中，將所述傳導(dǎo)性漿料在80至250°C干燥。
7.用于制造太陽能電池電極的傳導(dǎo)性漿料，基于所述傳導(dǎo)性漿料的總重量計(jì)，所述傳導(dǎo)性漿料包含·40至90重量％的傳導(dǎo)性粉末；·5至50重量％的溶劑；以及·3至20重量％的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂，所述聚酯樹脂具有50°C或更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括制備半導(dǎo)體基底，其中在所述半導(dǎo)體基底的正面、背面、或所述正面和背面兩者上具有預(yù)成型的電極；將傳導(dǎo)性漿料施加到所述預(yù)成型的電極上，其中所述傳導(dǎo)性漿料包含傳導(dǎo)性粉末、具有50℃或更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的非晶態(tài)的飽和聚酯樹脂、以及有機(jī)溶劑；干燥所述施加的傳導(dǎo)性漿料；將片式電極放置在干燥的傳導(dǎo)性漿料上；以及焊接所述片式電極。
文檔編號H01B1/22GK103022244SQ20121034947
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者秋元英樹 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司