形成太陽(yáng)能電池電極用組成物及使用該組成物制造的電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池電極用組成物以及使用該組成物制造的電極。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池使用pn接面的光伏效應(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)能電池中，分別在具有pn接面的半導(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，藉由進(jìn)入半導(dǎo)體晶片的日光來(lái)誘導(dǎo)pn接面處的光伏效應(yīng)，且藉由 pn接面處的光伏效應(yīng)產(chǎn)生的電子經(jīng)由電極向外部提供電流。藉由涂覆、圖案化及烘烤電極 組成物而在晶片上形成太陽(yáng)能電池的電極。
[0003] 為了改良太陽(yáng)能電池效率而不斷降低發(fā)射極（emitter)厚度會(huì)造成分流 (shun t i ng )，從而會(huì)使太陽(yáng)能電池效能劣化。另外，太陽(yáng)能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)能電池接觸電阻增大，故可能存在效率劣化的問(wèn)題。
[0004] 因此，需要一種太陽(yáng)能電池電極用的組成物，其可提高電極與硅晶片之間的接觸 效率以使接觸電阻（contact resistance;Re)及串聯(lián)電阻（serial resistance;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)問(wèn)題
[0006] 本發(fā)明的一個(gè)態(tài)樣提供一種太陽(yáng)能電池電極用組成物，其可提高電極與硅晶片之 間的接觸效率。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)態(tài)樣提供一種太陽(yáng)能電池電極用組成物，其可最小化接觸電阻及 串聯(lián)電阻。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)態(tài)樣提供一種太陽(yáng)能電池電極，其可提供優(yōu)異的填充因子(Fill Factor)及轉(zhuǎn)化效率。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)態(tài)樣提供一種使用該太陽(yáng)能電池電極用組成物形成的太陽(yáng)能電 池電極。
[0010] 本發(fā)明的態(tài)樣可由【具體實(shí)施方式】中所述的本發(fā)明來(lái)完成。
[0011] 技術(shù)方案
[0012] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電極用的組成物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)態(tài)樣，太陽(yáng)能電極用的組 成物可包含銀(Ag)粉;含元素銀(Ag)及元素碲(Te)的玻璃料；以及有機(jī)媒劑，此處，所述玻 璃料的銀與碲的摩爾比在1: 〇. 1至1:25范圍內(nèi)。
[0013] 玻璃料可進(jìn)一步包含鉛(Pb)、鉍(Bi)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、銻(Sb)、鈰(Ce)、鐵 (Fe)、鋰(Li)、硅(Si)、鋅(Zn)、鎢(W)、鎂(Mg)、銫(Cs)、鍶(Sr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、錫(Sn)、銦 (In)、釩(V)、釕(Ru)、鋇(Ba)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)、砷(As)、鈷(Co)、鋯(Zr)、錳 (Mn)、釹(Nd)、鉻(Cr)以及鋁(Al)中的至少一種。
[0014]元素銀(Ag)可來(lái)自氰化銀、硝酸銀、鹵化銀、碳酸銀、以及醋酸銀中的至少一種。
[0015] 玻璃料可由銀化合物及包含氧化碲(Te)的金屬氧化物形成。
[0016] 金屬氧化物可進(jìn)一步包含鉛(Pb)氧化物、鉍(Bi)氧化物、磷(P)氧化物、鍺(Ge)氧 化物、鎵(Ga)氧化物、銻(Sb)氧化物、鈰(Se)氧化物、鐵(Fe)氧化物、鋰(Li)氧化物、硅(Si) 氧化物、鋅(Zn)氧化物、鎢(W)氧化物、鎂(Mg)氧化物、銫(Ce)氧化物、鍶(Sr)氧化物、鉬(Mo) 氧化物、鈦(T i)氧化物、錫(Sn)氧化物、銦（In)氧化物、釩(V)氧化物、釕(Ru)氧化物、鋇(Ba) 氧化物、鎳(Ni)氧化物、銅(Cu)氧化物、鈉(Na)氧化物、鉀(K)氧化物、砷(As)氧化物、鈷(Co) 氧化物、鋯(Zr)氧化物、錳(Mn)氧化物、釹(Nd)氧化物、鉻(Cr)氧化物以及鋁(Al)氧化物中 的至少一種。
[0017] 組成物可包含60重量％至95重量％的銀粉、0.1重量％至20重量％的玻璃料、以及 1重量％至30重量％的有機(jī)媒劑。
[0018] 玻璃料可包含按玻璃料總摩爾計(jì)0.1摩爾％至50摩爾％的元素銀(Ag)。
[0019]玻璃料可具有0.1微米至10微米的平均粒徑(D50)。
[0020]組成物可更進(jìn)一步包括分散劑、觸變劑、增塑劑、黏度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、UV穩(wěn) 定劑、抗氧化劑以及親合劑中的至少一種。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的另一態(tài)樣，提供由太陽(yáng)能電池電極用的組成物形成的太陽(yáng)能電池電 極。
[0022]有益效果
[0023] 本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池電極用組成物，藉由導(dǎo)入具有分解溫度大約或小于 1000°C的銀化合物至玻璃料改善電極與硅晶片間的接觸效率，在所述分解溫度，所述銀化 合物分解為銀離子。因此，由所述組成物制造的太陽(yáng)能電池有最小化的接觸電阻(Re)及串 聯(lián)電阻(Rs)，從而提供極佳填充因子及轉(zhuǎn)化效率。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]太陽(yáng)能電池電極用的組成物
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電極用的組成物包含銀(Ag)粉;含元素銀(Ag)及元素碲(Te) 的玻璃料；以及有機(jī)媒劑，此處，所述玻璃料的銀與碲的摩爾比可在1:〇. 1至1:25范圍內(nèi)?，F(xiàn) 在將更詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池電極用的組成物的各組分。
[0027] (A)銀粉
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池電極用的組成物包含銀粉(Ag)作為導(dǎo)電性粉末。銀粉的 粒度可為納米或微米級(jí)的。舉例而言，銀粉(Ag)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。在一實(shí)施例中，銀粉可為具有不同粒度的兩種或超過(guò)兩種類型的銀粉的混合 物。
[0029] 銀粉可具有球狀、薄片狀或非晶形形狀。
[0030] 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)由超聲波處理將導(dǎo)電性粉末分散于異丙醇（isopropyl alcohol; IPA)中3 分鐘后使用例如Model 1064D(CILAS有限公司（CILAS Co.，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電阻。
[0031]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，且可避免因相對(duì)少量的有機(jī)媒劑導(dǎo)致膠 體形成的困難。導(dǎo)電性粉末較佳可為70重量％至90重量％的量存在，例如：70重量％，71重 量％，72重量％，73重量％，74重量％，75重量％，76重量％，77重量％，78重量％，79重量％， 80重量％，81重量％，82重量％，83重量％，84重量％，85重量％，86重量％，87重量％，88重 量％，89重量％，或90重量％。
[0032] (B)玻璃料
[0033] 玻璃料(glass frit)可幫助提高導(dǎo)電性粉末與晶片或基板之間的黏著性及藉由 蝕刻(etching)抗反射層及熔融銀粉在發(fā)射極區(qū)中形成銀晶粒，從而降低電極用組成物的 烘烤制程期間的接觸電阻。此外，在烘烤制程期間，玻璃料可軟化且降低烘烤溫度。
[0034] 當(dāng)增加太陽(yáng)能電池的面積以改良太陽(yáng)能電池效率時(shí)，太陽(yáng)能電池接觸電阻可能增 大。因此，必須使串聯(lián)電阻與對(duì)pn接面(pn junct ion)的影響二者達(dá)到最小。另外，因?yàn)殡S著 愈來(lái)愈多地使用具有不同薄層電阻的各種晶片，烘烤溫度在寬廣范圍內(nèi)變化，故需要玻璃 料確保足夠熱穩(wěn)定性以經(jīng)受住寬廣范圍的烘烤溫度。
[0035] 玻璃料可由銀(Ag)組成物及金屬氧化物所形成。具體而言，可借著混合、融化、及 研磨具有分解溫度大約或小于l〇〇〇°C的銀化合物及金屬氧化物來(lái)制備玻璃料，在所述分解 溫度，所述銀化合物分解為銀(Ag)離子。金屬氧化物可包括至少一種金屬氧化物。
[0036] 銀化合物為離子化合物，且可包含氰化銀(AgCN)、硝酸銀(AgNO3)、鹵化銀(Ag-X)、 碳酸銀(Ag2CO3)、醋酸銀(AgC2H3O 2)、及其混合物。在鹵化銀(Ag-X)中，X可為碘、氟、氯、或溴， 較佳為碘。
[0037] 在一實(shí)施例中，金屬氧化物包含碲(Te)氧化物，且除了碲(Te)氧化物外可進(jìn)一步 包含鉛(Pb)氧化物、鉍(Bi)氧化物、磷(P)氧化物、鍺(Ge)氧化物、鎵(Ga)氧化物、銻(Sb)氧 化物、鈰