用于形成太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于形成太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料，所述糊料復(fù)合材料包含導(dǎo)電粉末、玻璃粉和有機(jī)介質(zhì)，其中相對于總共100重量份的所述糊料復(fù)合材料，所述導(dǎo)電粉末以50重量份以下的量存在，且所述導(dǎo)電粉末的平均粒徑為0.3μm～1.0μm。
【專利說明】用于形成太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料
[0001] 相關(guān)申請的交叉參考
[0002] 本申請要求在韓國知識產(chǎn)權(quán)局于2013年4月25日提交的韓國專利申請 10-2013-0045800號的優(yōu)先權(quán)，通過參考將其內(nèi)容并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明的實(shí)施方案涉及糊料復(fù)合材料，更具體地涉及用于形成太陽能電池電極的 糊料復(fù)合材料。

【背景技術(shù)】
[0004] 近來，常規(guī)能量資源如石油或煤正在被逐漸耗盡，由此對替代這些資源的替代性 能源的興趣增加。在這種替代性能源中，太陽能電池作為將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的下一代裝 置引起了很多關(guān)注。
[0005] 通過根據(jù)各種設(shè)計(jì)形成各種層和電極而制造這種太陽能電池。太陽能電池的效率 可以根據(jù)各種層和電極的設(shè)計(jì)來確定。為了將太陽能電池付諸實(shí)際使用，應(yīng)克服低效率。因 此，應(yīng)通過提高各種層和電極的性能來最大化太陽能電池的效率。
[0006] 在這點(diǎn)上，當(dāng)為了形成具有優(yōu)異性能的電極而提高電極用糊料復(fù)合材料的導(dǎo)電粉 末的量時(shí)，產(chǎn)生成本提高的問題。當(dāng)考慮成本而降低導(dǎo)電粉末的量時(shí)，產(chǎn)生電阻、覆蓋性能 等劣化的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，鑒于上述問題而完成了本發(fā)明的實(shí)施方案，且本發(fā)明實(shí)施方案的目的是提 供一種用于形成太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料，所述太陽能電池電極展示優(yōu)異的性能并 在減少的成本下制得。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的方面，能夠通過如下完成上述和其他目的：提供用于形成 太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料，所述糊料復(fù)合材料包含導(dǎo)電粉末、玻璃粉和有機(jī)介質(zhì)，其 中相對于總共100重量份的糊料復(fù)合材料，所述導(dǎo)電粉末以50重量份以下的量存在，且所 述導(dǎo)電粉末的平均粒徑為〇. 3 μ m?1. 0 μ m。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 根據(jù)結(jié)合附圖的如下詳細(xì)說明，將更清楚地理解本發(fā)明實(shí)施方案的上述和其他目 的、特征和其他優(yōu)勢，其中：
[0010] 圖1是顯示包含根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的太陽能電池的太陽能電池模塊的透 視圖；
[0011] 圖2是沿圖1的太陽能電池模塊的線II-II截取的截面圖；
[0012] 圖3是沿圖1的太陽能電池模塊中的一個(gè)太陽能電池的線III-III截取的部分截 面圖；
[0013] 圖4是顯示根據(jù)實(shí)施例2的半導(dǎo)體襯底和背電極的橫截面的掃描電子顯微照片；
[0014] 圖5是顯示根據(jù)實(shí)施例3的半導(dǎo)體襯底和背電極的橫截面的掃描電子顯微照片；
[0015] 圖6是顯示根據(jù)比較例2的半導(dǎo)體襯底和背電極的橫截面的掃描電子顯微照片； 且
[0016] 圖7是顯示根據(jù)比較例3的半導(dǎo)體襯底和背電極的橫截面的掃描電子顯微照片。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)在將詳細(xì)提及本發(fā)明的實(shí)施方案，本發(fā)明實(shí)施方案的實(shí)例示于附圖中。本發(fā)明 的實(shí)施方案不限于所述實(shí)施方案且可以以各種形式對所述實(shí)施方案進(jìn)行修改。
[0018] 在圖中，為了使得本發(fā)明實(shí)施方案的說明清晰并簡潔，未顯示使得說明的清晰理 解不清楚的部分，且在整個(gè)說明書中使用相同的標(biāo)號來表示相同或類似的部分。在圖中，為 了更清晰地說明，可以對厚度或尺寸進(jìn)行放大或縮小。此外，各構(gòu)成元件的尺寸或面積不限 于圖中所示的尺寸或面積。
[0019] 還應(yīng)理解，在整個(gè)該說明書中，當(dāng)將一個(gè)元件稱為"包含"另一個(gè)元件時(shí)，術(shù)語"包 含"指定另一個(gè)元件的存在但不排除其他元件的存在，除非上下文明確表示不是這樣。另外 應(yīng)理解，當(dāng)將一個(gè)元件如層、膜、區(qū)域或板稱為在另一個(gè)元件"上"時(shí)，所述一個(gè)元件可以直 接在所述另一個(gè)元件上，且還可以存在一個(gè)或多個(gè)介于中間的元件。相反，當(dāng)將一個(gè)元件如 層、膜、區(qū)域或板稱為"直接在"另一個(gè)元件"上"時(shí)，不存在一個(gè)或多個(gè)介于中間的元件。
[0020] 下文中，將參考附圖對太陽能電池、其制造方法以及根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的用于 形成太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對包含太陽能電池的太陽能電 池模塊進(jìn)行說明，然后對太陽能電池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，然后對用于形成用于太陽能電池的 太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021] 圖1是顯示包含根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的太陽能電池的太陽能電池模塊的透 視圖，且圖2是沿圖1的太陽能電池模塊的線II-II截取的截面圖。
[0022] 參考圖1和2,根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的太陽能電池模塊100包含太陽能電池 150、設(shè)置在所述太陽能電池150前表面上的前襯底210和設(shè)置在所述太陽能電池150背表 面上的背片220。另外，太陽能電池模塊100可以包含插入所述太陽能電池150與所述前襯 底210之間的第一密封材料131和插入所述太陽能電池150與所述背片220之間的第二密 封材料132。
[0023] 例如，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，可以將通過在由硅制成的半導(dǎo)體襯底（在圖3中由 標(biāo)號110表示）上形成p型和/或η型雜質(zhì)層而得到的硅太陽能電池用作太陽能電池150。 參考圖3對硅太陽能電池進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的實(shí)施方案不限于硅太陽能電池。因此， 太陽能電池150可以具有各種結(jié)構(gòu)如化合物半導(dǎo)體太陽能電池、串聯(lián)太陽能電池和染料敏 化太陽能電池。
[0024] 包含太陽能電池150的多個(gè)太陽能電池通過帶142以串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)的方式 電連接以構(gòu)成太陽能電池串140。例如，如圖2中所示，通過跨接（tabbing)處理，帶142可 以將形成在一個(gè)太陽能電池150前表面上的第一電極（在圖3中由標(biāo)號24表不，前電極） 連接到形成在相鄰的另一個(gè)太陽能電池150背表面上的第二電極（在圖3中由標(biāo)號34表 示，背電極）。通過如下實(shí)施跨接處理：將助焊劑涂布到太陽能電池150的表面，將帶142放 置在涂布了助焊劑的太陽能電池150上，并實(shí)施焙燒工藝。所述助焊劑用于將中斷焊接的 氧化物膜除去且不必永久存在。
[0025] 另外，將導(dǎo)電膜粘附在太陽能電池150的一個(gè)表面與帶142之間并通過熱壓縮串 聯(lián)或并聯(lián)連接多個(gè)太陽能電池150。導(dǎo)電膜可以具有如下結(jié)構(gòu)：將包含具有優(yōu)異導(dǎo)電性的 金、銀、鎳、銅等的導(dǎo)電粒子分散在由環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹 脂等制成的膜中。當(dāng)在對這種導(dǎo)電膜施加熱量的同時(shí)對其進(jìn)行壓縮時(shí)，導(dǎo)電粒子露出到膜 的外部且太陽能電池150通過露出的導(dǎo)電粒子電連接到帶142。在其中通過導(dǎo)電膜連接多 個(gè)太陽能電池150而進(jìn)行調(diào)制的情況中，工藝溫度下降并由此防止或減少太陽能電池150 的彎曲。
[0026] 另外，匯流帶145交替連接太陽能電池串140的帶142的兩端并由此電連接太陽 能電池串140。匯流帶145可以設(shè)置在太陽能電池串140的端部處在與太陽能電池串140 的長度方向交叉的方向上。將這種匯流帶145連接到接線盒，所述接線盒收集由太陽能電 池150產(chǎn)生的電力并防止電力逆流。
[0027] 將第一密封材料131設(shè)置在太陽能電池150的接收光的表面上，同時(shí)將第二密封 材料132設(shè)置在太陽能電池150的背表面上。通過層壓使得第一密封材料131和第二密封 材料132相互粘附，從而阻斷會對太陽能電池150具有負(fù)面影響的水汽或氧氣的滲透并使 得太陽能電池150的各元件之間能夠化學(xué)結(jié)合。
[0028] 第一密封材料131和第二密封材料132可以包含乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)共聚物 樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、硅樹脂、酯樹脂、烯烴樹脂等。
[0029] 然而，本發(fā)明的實(shí)施方案不限于第一和第二密封材料的形成方法。因此，第一密封 材料131和第二密封材料132可以使用各種材料通過層壓之外的方法形成。
[0030] 前襯底210以使得太陽光通過其的方式設(shè)置在第一密封材料131上且可以為鋼化 玻璃以保護(hù)太陽能電池150免受外部沖擊等。另外，前襯底210可以為包含少量鐵的低鐵 鋼化玻璃，從而防止或降低太陽光的反射并提高太陽光的透射。
[0031] 背片220為在太陽能電池150的背表面處保護(hù)所述太陽能電池150的層并具有防 水、絕緣和阻擋UV的功能。背片220可以為Tedlar/PET/Tedlar (TPT)型，但本發(fā)明的實(shí)施 方案不限于此。另外，背片220可以由具有優(yōu)異反射率的材料制成，從而反射從前襯底210 發(fā)射的太陽光并可對其再使用。然而，本發(fā)明的實(shí)施方案在材料方面沒有限制，且背片220 由允許太陽光入射的透明材料制成并由此實(shí)現(xiàn)雙面太陽能電池模塊100。
[0032] 下文中，將參考圖3對太陽能電池 150的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033] 圖3是沿圖1的太陽能電池模塊中的一個(gè)太陽能電池的線III-III截取的部分截 面圖。
[0034] 參考圖3,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的太陽能電池150包含：襯底110 (例如半導(dǎo)體襯 底，下文中稱作"半導(dǎo)體襯底"）；形成在半導(dǎo)體襯底110上的雜質(zhì)層20和30 ;以及分別電 連接到雜質(zhì)層20和30的電極24和34。雜質(zhì)層20和30可以包含發(fā)射層20和電場層30， 且電極24和34可以包含電連接到發(fā)射層20的第一電極24和電連接到電場層30的第二 電極34。太陽能電池150可還包含抗反射膜22、鈍化膜32等。將使得能夠連接到另一個(gè) 太陽能電池150的帶142設(shè)置在電極24和34上。將對其進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0035] 半導(dǎo)體襯底110包含其中形成雜質(zhì)層20和30的區(qū)域與基礎(chǔ)區(qū)域，所述基礎(chǔ)區(qū)域 為其中未形成雜質(zhì)層20和30的區(qū)域。基礎(chǔ)區(qū)域10可以包含例如包含第一傳導(dǎo)型雜質(zhì)的 硅。硅可以為單晶硅或多晶硅，且第一傳導(dǎo)型雜質(zhì)為例如η型或p型雜質(zhì)。即，基礎(chǔ)區(qū)域10 可以由摻雜有V族元素如磷（Ρ)、砷（As)、秘（Bi)或鋪（Sb)的單晶娃或多晶娃形成?；蛘?， 基礎(chǔ)區(qū)域10可以由摻雜有III族元素如硼（B)、鋁（A1)、鎵（Ga)或銦（In)的單晶或多晶 娃形成。
[0036] 半導(dǎo)體襯底110的前表面和背表面可以具有通過紋理化形成的不規(guī)則。通過紋理 化形成的不規(guī)則例如沿構(gòu)成半導(dǎo)體襯底110的半導(dǎo)體的特定表面（例如在硅的情況中為表 面（111))形成。結(jié)果，通過紋理化形成的不規(guī)則可以具有例如金字塔形狀。
[0037] 通過紋理化而形成在半導(dǎo)體襯底110的前表面和背表面上的不規(guī)則提高表面粗 糙度，由此通過半導(dǎo)體襯底110的前表面和背表面降低入射光的反射。因此，到達(dá)在半導(dǎo)體 襯底110與發(fā)射層20之間的邊界處形成的p-n結(jié)的光的量增多并由此使得光損失最小化。
[0038] 包含第二傳導(dǎo)型雜質(zhì)的發(fā)射層20可以形成在半導(dǎo)體襯底110的前表面上。在本 發(fā)明的實(shí)施方案中，發(fā)射層20具有與半導(dǎo)體襯底110相反的第二傳導(dǎo)型雜質(zhì)。關(guān)于半導(dǎo)體 襯底110已經(jīng)對III族或V族元素的具體實(shí)例進(jìn)行了描述，由此省略其說明。
[0039] 圖3顯示，發(fā)射層20具有其中第二傳導(dǎo)型雜質(zhì)的摻雜濃度顯著均勻的結(jié)構(gòu)。然而， 本發(fā)明的實(shí)施方案不限于這種結(jié)構(gòu)且發(fā)射層20可以具有包含高濃度摻雜區(qū)域和低濃度摻 雜區(qū)域的選擇性結(jié)構(gòu)。在發(fā)射層結(jié)構(gòu)方面的其他變化是可能的。
[0040] 將抗反射膜22和第一電極24形成在半導(dǎo)體襯底110上，更具體地形成在于半導(dǎo) 體襯底110上形成的發(fā)射層20上。
[0041] 抗反射膜22可以基本形成在不包括與第一電極24相對應(yīng)的區(qū)域的半導(dǎo)體襯底 110的整個(gè)前表面上?？狗瓷淠?2降低了入射在半導(dǎo)體襯底110的前表面上的光的反射并 使得存在于發(fā)射層20的表面上或主體中的缺陷鈍化。
[0042] 通過降低入射在半導(dǎo)體襯底110的前表面上的光的反射，使得到達(dá)在半導(dǎo)體襯底 110與發(fā)射層20之間的邊界處形成的p-n結(jié)的光的量增多。因此，太陽能電池150的短路 電流（Isc)提高。另外，存在于發(fā)射層20中的缺陷被鈍化，少數(shù)載流子的復(fù)合位點(diǎn)被除去 并由此提高太陽能電池150的開路電壓（Voc)。照這樣，通過抗反射膜22而提高太陽能電 池150的開路電壓和短路電流，由此提商太陽能電池150的效率。
[0043] 抗反射膜22可以由各種材料形成。例如，抗反射膜22可以具有：單膜結(jié)構(gòu)，其包 含選自氮化硅膜、含氫的氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、MgF 2、ZnS、Ti02和Ce02 中的一種膜；或多膜結(jié)構(gòu)，其包含上述的兩種以上的膜。然而，本發(fā)明的實(shí)施方案不限于抗 反射膜22的結(jié)構(gòu)且抗反射膜22可以包含各種材料。為了鈍化還可以在半導(dǎo)體襯底110與 抗反射膜22之間設(shè)置單獨(dú)的前鈍化膜。這也落在本發(fā)明實(shí)施方案的范圍內(nèi)。
[0044] 通過形成在抗反射膜22上的開口（即在穿過抗反射膜22的同時(shí)）將第一電極24 電連接到發(fā)射層20。第一電極24可以使用各種材料以各種形狀形成。例如，第二電極24包 含多個(gè)平行設(shè)置的指狀電極和連接到所述指狀電極的匯流條電極（bus bar electrode)。
[0045] 將以比半導(dǎo)體襯底110更高的摻雜濃度包含第一傳導(dǎo)型雜質(zhì)的背電場層30形成 在半導(dǎo)體襯底110的背表面上。提供的圖顯不，電場層30具有其中第一傳導(dǎo)型雜質(zhì)的摻雜 濃度顯著均勻的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明的實(shí)施方案不限于這種結(jié)構(gòu)且電場層30可以具有包含 高濃度摻雜區(qū)域和低濃度摻雜區(qū)域的選擇性結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)方面的其他變化是可能的。
[0046] 可以將鈍化膜32和第二電極34形成在半導(dǎo)體襯底110的背表面上。
[0047] 鈍化膜32可以基本形成在不包括形成第二電極34的區(qū)域的半導(dǎo)體襯底110的整 個(gè)背表面上。鈍化膜32使得存在于半導(dǎo)體襯底110的背表面上的缺陷鈍化并由此除去少 數(shù)載流子的復(fù)合位點(diǎn)。結(jié)果，太陽能電池 150的開路電壓升高。
[0048] 例如，鈍化膜32可以具有：單膜結(jié)構(gòu)，其包含選自氮化硅膜、含氫的氮化硅膜、氧 化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜1 8&、21^、1102和(^02中的一種膜；或多膜結(jié)構(gòu)，其包含上述 的兩種以上的膜。然而，本發(fā)明的實(shí)施方案在鈍化膜32的結(jié)構(gòu)方面沒有限制且鈍化膜32 可以包含各種材料。
[0049] 通過形成在鈍化膜32上的開口（即在穿過抗反射膜32的同時(shí)）將第二電極34電 連接到背電場層30。第二電極34可以使用各種材料以各種形狀形成。將連接到相鄰的另 一個(gè)太陽能電池150的第二電極34的帶142設(shè)置在第一電極24上并將連接到相鄰的另一 個(gè)太陽能電池150的第一電極24的帶142設(shè)置在第二電極34上。可以通過焊接將帶142 接合到第一電極24或第二電極34。
[0050] 例如，通過涂布包含導(dǎo)電材料的糊料復(fù)合材料，隨后焙燒而形成第二電極34。如上 所述，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，為了降低反射，半導(dǎo)體襯底110的背表面還具有通過紋理化 而形成的不規(guī)則。結(jié)果，未良好地進(jìn)行第二電極34到帶142的粘附，這是因?yàn)榈诙姌O34 由于半導(dǎo)體襯底110的不規(guī)則而未充分覆蓋半導(dǎo)體襯底110。當(dāng)旨在通過降低導(dǎo)電粉末在 第二電極34中的含量而降低成本時(shí)，這種問題會變得更加 嚴(yán)重。
[0051] 考慮到該問題，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，通過控制用于形成第二電極34的糊料復(fù) 合材料的性能，能夠充分地用第二電極34覆蓋半導(dǎo)體襯底110。結(jié)果，可防止或減少半導(dǎo)體 襯底110的露出或第二電極34對帶142的粘附力的劣化。下文中，將對用于形成第二電極 34的糊料復(fù)合材料（下文中稱作"糊料復(fù)合材料"）進(jìn)行詳細(xì)說明，所述糊料復(fù)合材料具有 低導(dǎo)電粉末含量并充分覆蓋半導(dǎo)體襯底110的不規(guī)則。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的糊料復(fù)合材料可還包含導(dǎo)電粉末、玻璃粉和有機(jī)介質(zhì)，且 可還包含其他添加劑。
[0053] 導(dǎo)電粉末可以包含金屬、導(dǎo)電聚合物材料等。金屬可以為銀、錯(cuò)、金、銅或其合金。 導(dǎo)電聚合物材料可以為聚吡咯、聚苯胺等。作為導(dǎo)電粉末，可以使用具有高電導(dǎo)率和優(yōu)異的 對帶142的粘附力的銀。
[0054] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，相對于總共100重量份用于形成電極的糊料復(fù)合材料， 導(dǎo)電粉末可以以30?50重量份的量存在。照這樣，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，通過降低導(dǎo)電 粉末在用于形成電極的糊料復(fù)合材料中的量而降低制造成本。特別地，當(dāng)將昂貴的銀等用 作導(dǎo)電粉末時(shí)，可以通過將導(dǎo)電粉末的量控制為小于50重量份的水平而大大降低制造成 本。當(dāng)導(dǎo)電粉末以小于30重量份的量存在時(shí)，制造的第二電極34的電導(dǎo)率會由于導(dǎo)電粉 末的量過小而不足。
[0055] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，可以通過限制導(dǎo)電粉末的平均粒徑而充分覆蓋具有不規(guī) 則的半導(dǎo)體襯底110。即，盡管導(dǎo)電粉末以低含量存在，但是通過控制導(dǎo)電粉末的平均粒徑 而提高比表面積，可以充分地覆蓋具有不規(guī)則的半導(dǎo)體襯底110。
[0056] 例如，導(dǎo)電粉末的平均粒徑可以為0.3μπι?Ι.Ομ--。當(dāng)平均粒徑小于0.3μπι時(shí)， 導(dǎo)電粉末粒子之間的間隙下降，滲透有機(jī)物質(zhì)的空間窄，且分散不均勻。另外，導(dǎo)電粉末粒 子之間的間隙下降，但間隙的總體積比例提高且半導(dǎo)體襯底110的粗糙表面可能不能被充 分覆蓋。另外，當(dāng)平均粒徑小于0.3μπι時(shí)，難以制造導(dǎo)電粉末，并由此導(dǎo)電粉末昂貴。當(dāng)平 均粒徑超過l.Oym時(shí)，導(dǎo)電粉末的比表面積小且當(dāng)導(dǎo)電粉末以低含量存在時(shí)第二電極34 未充分覆蓋半導(dǎo)體襯底110。
[0057] 導(dǎo)電粉末可以具有各種形狀如球形或非球形（例如板型、鈴型或薄片型）。關(guān)于球 形粉末，基于其粒徑，得到導(dǎo)電粉末的平均粒徑，且關(guān)于非球形粉末，基于長邊的長度，得到 導(dǎo)電粉末的平均粒徑。作為導(dǎo)電粉末，可以使用單種粒子或具有不同粒徑的粒子的組合。
[0058] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，玻璃粉可以具有使得能夠提高對帶142的粘附力的玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)。即，通過控制玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度而不是減少導(dǎo)電粉末的含量來提 高電極與帶142之間的粘附強(qiáng)度。更具體地，使用具有相對更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的玻璃 粉補(bǔ)償因?qū)щ姺勰┖拷档投斐傻恼掣綇?qiáng)度的下降。
[0059] 例如，玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以為280°C?350°C。當(dāng)玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度超過350°C時(shí)，對帶142的粘附強(qiáng)度會劣化，且當(dāng)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于280°C時(shí)，玻璃粉易 于結(jié)晶并由此不能保持玻璃狀態(tài)。
[0060] 存在各種對玻璃粉賦予上述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的方法。例如，通過控制玻璃粉的組 成能夠?qū)ΣＡХ圪x予期望的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。具體地，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，玻璃粉為不 含鉛（Pb)的無鉛玻璃粉，且包括包含鉍（Bi)(例如鉍，或者包含鉍的氧化物、氟化物、氮化 物、硫化物或磷酸鹽）作為主要組分的物質(zhì)和包含如下元素作為其他組分的物質(zhì)：硅（Si)、 鋁（A1)、鋇（Ba)、硼（B)、鋅（Zn)、磷（P)、鋰（Li)、鈉（Na)、碲（Te)、鈣（Ca)、錫（Sn)、銅 (Cu)、鑰（Mo)、鋪（Ce)或猛（Μη)(例如這些元素，或者包含這些元素的氧化物、氟化物、氮化 物、硫化物或磷酸鹽）。以至少50重量份的量包含主要組分。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，含鉍 的物質(zhì)以50重量份以上的量存在。
[0061] 更具體地，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，例如通過以70?90重量份的量使用含鉍的物 質(zhì)（例如氧化鉍），將玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度調(diào)節(jié)為280°C?350°C。然而，本發(fā)明的實(shí)施 方案不限于此，且可以使用各種方法控制玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
[0062] 相對于100重量份的全部糊料復(fù)合材料，玻璃粉可以以1?5重量份的量存在。玻 璃粉在1?5重量份的范圍內(nèi)可以提高粘附強(qiáng)度，燒結(jié)容易性和太陽能電池150的后處理 性能。
[0063] 有機(jī)介質(zhì)通過將粘合劑溶于溶劑中而得到，且可還包含消泡劑、分散劑等。溶劑可 以為有機(jī)溶劑如松油醇或卡必醇。粘合劑可以為纖維素粘合劑。
[0064] 相對于100重量份的全部糊料復(fù)合材料，有機(jī)介質(zhì)可以以45重量份?69重量份 的量存在。當(dāng)有機(jī)介質(zhì)以超過69重量份的量存在時(shí)，第二電極34的電導(dǎo)率可能下降。當(dāng) 有機(jī)介質(zhì)以小于45重量份的量存在時(shí)，導(dǎo)電粉末的量相對大且糊料復(fù)合材料的成本提高。 然而，本發(fā)明的實(shí)施方案不限于有機(jī)介質(zhì)的量且有機(jī)介質(zhì)的量可以隨玻璃粉和導(dǎo)電粉末的 量而變化。
[0065] 糊料復(fù)合材料可還包含觸變劑、整平劑、消泡劑等作為其他添加劑。觸變劑可以 為：聚合物（有機(jī)物質(zhì)）如脲、酰胺或聚氨酯；無機(jī)二氧化硅等。
[0066] 糊料復(fù)合材料可以通過如下方法制備。
[0067] 將粘合劑溶于溶劑中并實(shí)施預(yù)混合以制備有機(jī)介質(zhì)。將導(dǎo)電粉末、玻璃粉和添加 劑添加到有機(jī)介質(zhì)中并將制得的的混合物老化預(yù)定時(shí)間。使用三輥磨等將老化的混合物機(jī) 械混合并分散。對混合物進(jìn)行過濾并消泡以制備糊料復(fù)合材料。僅作為實(shí)例而提供該方法 且本發(fā)明的實(shí)施方案不限于所述實(shí)例。
[0068] 通過各種方法（例如絲網(wǎng)印刷）將制備的糊料復(fù)合材料涂布到半導(dǎo)體襯底110 上，隨后焙燒，由此形成第二電極34。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的糊料復(fù)合材料因?qū)щ姺勰┑暮康投軌蚪档椭圃斐杀尽?通過控制導(dǎo)電粉末的平均粒徑和玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，提高覆蓋半導(dǎo)體襯底110的性 能并還提高對帶142的粘附力。即，當(dāng)使用本發(fā)明實(shí)施方案的糊料復(fù)合材料時(shí)，導(dǎo)電粉末的 含量下降，粘附力提高，且能夠在低成本下制造具有優(yōu)異性能的第二電極34。例如，當(dāng)通過 使用拉伸試驗(yàn)機(jī)（pullout tester)在5m/秒的速率下拉伸來測量粘附強(qiáng)度時(shí)，使用根據(jù)本 發(fā)明實(shí)施方案的糊料復(fù)合材料制造的第二電極34具有3. 78N以上的高粘附強(qiáng)度。例如，粘 附強(qiáng)度可以為4. 75N?4. 96N。
[0070] 上述說明涉及用于形成設(shè)置在半導(dǎo)體襯底110的背表面上的第二電極34的糊料 復(fù)合材料。這基于如下推測：與第一電極24相比，設(shè)置在半導(dǎo)體襯底110的背表面上的第 二電極34具有的對太陽能電池效率的影響類似或更低。然而，本發(fā)明實(shí)施方案的糊料復(fù)合 材料可以用作用于形成設(shè)置在半導(dǎo)體襯底110的前表面上的第一電極24的糊料復(fù)合材料。 另外，本發(fā)明實(shí)施方案的糊料復(fù)合材料可以應(yīng)用于各種其他領(lǐng)域。
[0071] 下文中，將參考如下實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明。然而，提供所 述實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的實(shí)施方案且不應(yīng)將其解釋為限制本發(fā)明實(shí)施方案的范圍。
[0072] 實(shí)施例1
[0073] 將粘合劑溶于溶劑中以制備有機(jī)介質(zhì)。本文中使用的溶劑為α -松油醇且本文中 使用的粘合劑為纖維素粘合劑。將導(dǎo)電粉末、玻璃粉和添加劑添加到有機(jī)介質(zhì)中，隨后預(yù)混 合。將混合物老化12小時(shí)并然后使用三輥磨進(jìn)行二次混合和分散。對混合物進(jìn)行過濾并 消泡以制備糊料復(fù)合材料。
[0074] 糊料復(fù)合材料包含58重量份的有機(jī)介質(zhì)、40重量份的導(dǎo)電粉末和2重量份的玻璃 粉。導(dǎo)電粉末包含具有〇. 3 μ m平均粒徑的銀粉末且玻璃粉具有326°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
[0075] 使用印刷法將糊料復(fù)合材料涂布到具有通過紋理化而形成的不規(guī)則的半導(dǎo)體襯 底上，隨后焙燒以形成電極。
[0076] 實(shí)施例2
[0077] 除了用作導(dǎo)電粉末的銀粉末的平均粒徑為0. 5 μ m之外，以與實(shí)施例1中相同的方 式形成了電極。
[0078] 實(shí)施例3
[0079] 除了用作導(dǎo)電粉末的銀粉末的平均粒徑為0. 8 μ m之外，以與實(shí)施例1中相同的方 式形成了電極。
[0080] 實(shí)施例4
[0081] 除了用作導(dǎo)電粉末的銀粉末的平均粒徑為1. 〇 μ m之外，以與實(shí)施例1中相同的方 式形成了電極。
[0082] 比較例1
[0083] 除了用作導(dǎo)電粉末的銀粉末的平均粒徑為0. 2 μ m之外，以與實(shí)施例1中相同的方 式形成了電極。
[0084] 比較例2
[0085] 除了用作導(dǎo)電粉末的銀粉末的平均粒徑為1. 5 μ m之外，以與實(shí)施例1中相同的方 式形成了電極。
[0086] 比較例3
[0087] 除了用作導(dǎo)電粉末的銀粉末的平均粒徑為3. 0 μ m之外，以與實(shí)施例1中相同的方 式形成了電極。
[0088] 比較例4
[0089] 除了玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為272°C之外，以與實(shí)施例3中相同的方式形成了 背電極。
[0090] 比較例5
[0091] 除了玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為382°C之外，以與實(shí)施例3中相同的方式形成了 背電極。
[0092] 通過焊接將帶（60重量％的錫和40重量％的鉛）粘附到根據(jù)實(shí)施例1?4和比較 例1?5形成的各電極上，使用拉伸試驗(yàn)機(jī)在5m/秒的速率下對電極進(jìn)行拉伸，并測量粘附 強(qiáng)度。對半導(dǎo)體襯底的不規(guī)則是否露出于形成電極的區(qū)域進(jìn)行檢驗(yàn)。將其中半導(dǎo)體襯底的 不規(guī)則未露出的情況作為覆蓋性能良好的指示并將半導(dǎo)體襯底的至少一部分不規(guī)則露出 的情況作為覆蓋性能差的指示。將粘附強(qiáng)度和覆蓋性能的試驗(yàn)結(jié)果示于表1中。將根據(jù)實(shí) 施例2和3以及比較例2和3的半導(dǎo)體襯底和背電極的橫截面的掃描電子顯微照片（SEM) 示于圖4?7中。
[0093] 表 1
[0094]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于形成太陽能電池電極的糊料復(fù)合材料，所述糊料復(fù)合材料包含： 導(dǎo)電粉末； 玻璃粉；和 有機(jī)介質(zhì)； 其中相對于總共100重量份的所述糊料復(fù)合材料，所述導(dǎo)電粉末的含量為50重量份以 下，且 所述導(dǎo)電粉末的平均粒徑為〇. 3 μ m?1. 0 μ m。
2. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中所述導(dǎo)電粉末的平均粒徑為0. 5μπι? 0· 8 μ m〇
3. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中所述玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)為 280°C ?350°C。
4. 如權(quán)利要求3所述的糊料復(fù)合材料，其中所述玻璃粉為無鉛玻璃粉，并包含含鉍的 物質(zhì)。
5. 如權(quán)利要求4所述的糊料復(fù)合材料，其中所述含鉍的物質(zhì)為鉍，或者含鉍的氧化物、 氟化物、氮化物、硫化物或磷酸鹽。
6. 如權(quán)利要求4所述的糊料復(fù)合材料，其中相對于100重量份的所述玻璃粉，所述玻璃 粉包含70重量份?90重量份的所述含秘的物質(zhì)。
7. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中相對于總共100重量份的所述糊料復(fù)合材 料，所述導(dǎo)電粉末的含量為30重量份?50重量份。
8. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中所述導(dǎo)電粉末包含銀粉末。
9. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中相對于總共100重量份的所述糊料復(fù)合材 料，所述玻璃粉的含量為1重量份?5重量份。
10. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中相對于總共100重量份的所述糊料復(fù)合材 料，所述有機(jī)介質(zhì)的含量為45重量份?69重量份。
11. 如權(quán)利要求1所述的糊料復(fù)合材料，其中所述糊料復(fù)合材料用于所述太陽能電池 的背電極。
【文檔編號】H01L31/0224GK104123975SQ201310714238
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】蔡明鉉, 李晉漢, 鄭鏞俊 申請人:Lg電子株式會社