形成太陽(yáng)電池電極用的組成物及以所述組成物制備的電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種形成太陽(yáng)電池電極用的組成物及以所述組成物制備的電極。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)電池使用p_n結(jié)型的光伏效應(yīng)發(fā)電，所述光伏效應(yīng)將日光的光子（photon)轉(zhuǎn) 化為電。在太陽(yáng)電池中，分別在具有p-n結(jié)型的半導(dǎo)體晶片或基板的上表面及下表面上形 成前電極及背電極。隨后，通過(guò)日光進(jìn)入半導(dǎo)體晶片來(lái)誘導(dǎo)P_n結(jié)型處的光伏效應(yīng)，且通過(guò) P-n結(jié)型處的光伏效應(yīng)產(chǎn)生的電子經(jīng)由電極向外部提供電流。通過(guò)涂覆、圖案化及烘烤電極 組成物而在晶片上形成太陽(yáng)電池的電極。
[0003]為了改良太陽(yáng)電池效率而不斷降低發(fā)射極厚度會(huì)造成分流（shunting)，從而會(huì)使 太陽(yáng)電池效能劣化。另外，太陽(yáng)電池的面積逐漸增大以獲得較高效率。然而，在此情況下， 由于太陽(yáng)電池接觸電阻增大，故可能存在效率劣化的問(wèn)題。
[0004] 因此，需要一種形成太陽(yáng)電池電極用的組成物，其可提高電極與硅晶片之間的接 觸效率以使串聯(lián)電阻（serialresistance;Rs)達(dá)到最小，從而提供極佳轉(zhuǎn)化效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005][技術(shù)課題]
[0006] 本發(fā)明的一方面提供一種太陽(yáng)電池電極用的組成物，其可以確保電極與硅晶片之 間的優(yōu)異的歐姆接觸（接觸效率）。
[0007] 本發(fā)明的另一方面提供一種使用所述太陽(yáng)電池電極用的組成物制造的電極。
[0008] 本發(fā)明的另一方面提供一種使用展現(xiàn)最小串聯(lián)電阻（Rs)的組成物制造的太陽(yáng)電 池電極。
[0009] 本發(fā)明的另一方面提供一種使用具有優(yōu)異的填充因子及轉(zhuǎn)化效率的組成物制造 的太陽(yáng)電池電極。
[0010] 本發(fā)明的上述及其他方面可以通過(guò)下述來(lái)達(dá)成。
[0011] [技術(shù)手段]
[0012] 本發(fā)明提出一種形成太陽(yáng)電池電極用的組成物，包括：銀粉；煙霧狀二氧化硅；玻 璃料；以及有機(jī)媒劑，其中所述煙霧狀二氧化硅以按所述組成物的總重量計(jì)0. 01重量％至 0. 1重量％的量存在。
[0013] 所述形成太陽(yáng)電池電極用的組成物包括：60重量％至95重量％所述銀粉；0. 01 重量％至0. 1重量％所述煙霧狀二氧化硅；0. 5重量％至20重量％所述玻璃料；以及1重 量％至30重量％所述有機(jī)媒劑。
[0014] 所述煙霧狀二氧化硅的比表面積為20平方公尺/公克至300平方公尺/公克。
[0015]所述玻璃料包括Pb-Si-0、Pb-Si-Al-0、Pb-Si-Al-P-0、Pb-Si-Al-Zn-〇、Pb-Bi-0、 Zn-Si-0、Zn-B-Si-0、Zn-B-Si-Al-0、Bi-Si-0、Bi-B-Si-0、Bi-B-Si-Al-0、Bi-Zn-B-Si-0、 Bi-Zn-B-Si-Al-〇、Pb-Te-0、Pb-Te-Bi-0、Pb-Te-Si-0、Pb-Te-Li-0、Bi-Te-0、Bi-Te-Si-0 或Bi-Te-Li-0類(lèi)玻璃料。
[0016]所述玻璃料為Bi與Te的摩爾比為1 : 0. 1至1 : 50的Bi-Te-0類(lèi)玻璃料。 [0017]所述玻璃料由至少一種由下列金屬氧化物所構(gòu)成的族群中選出的金屬氧化物形 成：鉛、碲、鉍、鍺、鎵、硼、鈰、鐵、硅、鋅、鉭、釓、銻、鑭、釹、硒、釔、磷、鉻、鋰、鎢、鎂、銫、鍶、 鉬、鈦、錫、銦、銀、鋇、鎳、銅、鈉、鉀、砷、鈷、錯(cuò)、猛以及錯(cuò)氧化物。
[0018] 所述玻璃料的平均粒徑D50為0. 1微米至20微米。
[0019] 所述的形成太陽(yáng)電池電極用的組成物，還包括：至少一種由下列物質(zhì)所構(gòu)成的族 群中選出的添加劑：分散劑、觸變劑、增塑劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、UV穩(wěn)定劑、抗氧化 劑以及耦合劑。
[0020] 本發(fā)明提出一種太陽(yáng)電池電極，由所述形成太陽(yáng)電池電極用的組成物制備。
[0021] [有益效果]
[0022] 本發(fā)明提出可以確保電極與晶片表面之間的優(yōu)異的歐姆接觸（接觸效率）的太陽(yáng) 電池電極用的組成物。使用所述組成物制造的太陽(yáng)電池電極可最小化串聯(lián)電阻（Rs)，藉此 提供優(yōu)異的填充因子及轉(zhuǎn)化效率。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為用于通過(guò)在晶片上烘烤銀粉及玻璃料形成銀晶粒的過(guò)程的概念視圖。
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)電池的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 形成太陽(yáng)電池電極用的組成物
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的形成太陽(yáng)電池電極用的組成物包含銀粉；煙霧狀二氧化硅；玻璃 料；以及有機(jī)媒劑。所述組成物通過(guò)引入特定煙霧狀二氧化硅而使電極與硅晶片之間的接 觸效率改良。以所述組成物制備的太陽(yáng)電池電極展現(xiàn)最小串聯(lián)電阻，從而提供極佳填充因 子及轉(zhuǎn)化效率。
[0027] 現(xiàn)在將更詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的形成太陽(yáng)電池電極用的組成物的各組分。
[0028] ⑷銀粉
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的形成太陽(yáng)電池電極用的組成物包含銀粉作為導(dǎo)電性粉末。銀粉的粒 度（particlesize)可為納米或微米級(jí)的。舉例而言，銀粉的粒度可為數(shù)十納米至數(shù)百納 米，或數(shù)微米至數(shù)十微米?；蛘撸y粉可為具有不同粒度的兩種或超過(guò)兩種類(lèi)型的銀粉的混 合物。
[0030] 銀粉可具有球狀、薄片狀或非晶形形狀。
[0031] 銀粉的平均粒徑（D50)較佳為0. 1微米至10微米，更佳為0. 5微米至5微米。平均 粒徑可在25°C下經(jīng)由超音波處理將導(dǎo)電性粉末分散于異丙醇（isopropylalcohol;IPA) 中3分鐘后使用例如Model1064D(西萊斯有限公司（CILASCo.，Ltd.))量測(cè)。在此平均 粒徑范圍內(nèi)，組成物可提供低接觸電阻及低線路電阻。
[0032]銀粉可以按組成物的總重量計(jì)60重量％至95重量％的量存在。在此范圍內(nèi)，導(dǎo)電 性粉末可防止由于電阻增大所致的轉(zhuǎn)化效率劣化。導(dǎo)電性粉末宜以70重量％至90重量％ 的量存在。
[0033] (B)煙霧狀二氧化硅
[0034] 參考圖1，在形成電極的烘烤過(guò)程期間，玻璃料112用于蝕刻晶片的抗反射層，所 述抗反射層包含P層（或n層）101及n層（或p層）102 (作為發(fā)射極），且用于熔融銀（Ag) 粒子111，以使得熔融的銀粒子滲入晶片的表面中而形成銀晶粒113,從而得到電極。此處， 重要的是確保形成銀晶粒的深度（歐姆接觸）及銀晶粒與晶片之間的接觸面積。
[0035] 在本發(fā)明中，煙霧狀二氧化硅用于通過(guò)調(diào)節(jié)玻璃料蝕刻抗反射層的程度來(lái)形成最 佳化歐姆接觸，及用于形成用于使烘烤制程期間玻璃料向晶片中的擴(kuò)散達(dá)到最小的流動(dòng)， 所述玻璃料可充當(dāng)由于蝕刻抗反射層而產(chǎn)生的雜質(zhì)。
[0036] 煙霧狀二氧化硅為通過(guò)干燥法制備的合成二氧化硅，且具有99. 9 %或大于 99. 9%的高純度。煙霧狀二氧化硅可通過(guò)例如在氣相中熱分解氯硅烷化合物而制備。
[0037] 煙霧狀二氧化硅的比表面積可為20平方公尺/公克至500平方公尺/公克，較佳 為50平方公尺/公克至200平方公尺/公克。在此范圍內(nèi)，可調(diào)節(jié)蝕刻程度且確保用于使 烘烤過(guò)程期間雜質(zhì)向晶片中的擴(kuò)散達(dá)到最小的流動(dòng)，從而降低由于雜質(zhì)擴(kuò)散所產(chǎn)生的串聯(lián) 電阻，同時(shí)改良填充因子及轉(zhuǎn)化效率。
[0038] 煙霧狀二氧化硅可以按組成物的總重量計(jì)0. 1重量％或小于0. 1重量％、較佳 0. 01重量％至0. 1重量％的量存在。當(dāng)煙霧狀二氧化硅的量超過(guò)0. 1重量％時(shí)，組成物可 能由于粘度增大而遭受印刷性劣化。
[0039] (C)玻璃料
[0040] 玻璃料用于提高導(dǎo)電性粉末與晶片或基板之間的粘著性及通過(guò)蝕刻抗反射層及 熔融銀粉在發(fā)射極區(qū)中形成銀晶粒從而降低電極漿液的烘烤過(guò)程期間的接觸電阻。此外， 在烘烤過(guò)程期間，玻璃料軟化且降低烘烤溫度。
[0041] 當(dāng)增加太陽(yáng)電池的面積以改良太陽(yáng)電池效率時(shí)，可能存在太陽(yáng)電池接觸電阻增大 的問(wèn)題。