用于太陽能電池電極的組合物和使用其制備的太陽能電池電極制造技術

本發明專利技術披露一種用于太陽能電池電極的組合物和太陽能電池電極。所述組合物包含銀粉；玻璃料，其含有碲并且玻璃轉化溫度(Tg)是150℃到300℃；有機硅烷化合物；以及有機載體。通過包含所述有機硅烷化合物，所述組合物允許形成具有精細線路和較高縱橫比的電極。另外，使用所述組合物制備的太陽能電池電極具有較高短路電流(Isc)和較低串聯電阻(Rs)，并且展現極好的轉換效率和填充因數。

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉參考2014年12月30日在韓國知識產權局(KoreanIntellectualPropertyOffice)提交的標題為“用于形成太陽能電池電極的組合物和使用其制備的電極(Compositionforformingsolarcellelectrodeandelectrodepreparedusingthesame)”的韓國專利申請第10-2014-0194317號以全文引用的方式并入本文中。
本專利技術涉及一種用于太陽能電池電極的組合物和使用其制備的電極。
技術介紹
太陽能電池使用將日光的光子轉化成電的p-n結的光生伏打效應產生電能。在太陽能電池中，前電極和后電極分別形成于具有p-n結的半導體晶片或襯底的上表面和下表面上。隨后，通過進入半導體晶片的日光誘發p-n結的光生伏打效應并且通過由p-n結的光生伏打效應產生的電子通過電極將電流提供到外部。通過涂覆、圖案化以及烘烤用于電極的組合物在晶片上形成太陽能電池的電極。用于提高太陽能電池效率的發射極厚度連續減少可能引起可降低太陽能電池性能的分流。另外，太陽能電池的面積已逐漸增大以獲得高效率。然而，由于太陽能電池的接觸電阻增大，可能存在效率降低的問題。為了提高太陽能電池電極的轉換效率，存在一種用于太陽能電池電極的組合物，其具有相對于晶片提高的接觸效率，從而提供減到最少的接觸電阻(contactresistance，Rc)和串聯電阻(serialresistance，Rs)，或利用有機材料，通過其可以減小絲網掩模圖案的線寬以形成精細線路，從而提高短路電流(shortcircuitcurrent，Isc)。然而，使用絲網掩模減小電極線寬具有以下問題：其可能引起串聯電阻(Rs)增加以及精細圖案的連續可印刷性降低。
技術實現思路
本專利技術的一個方面是提供一種允許制備具有精細線路和較高縱橫比的電極的用于太陽能電池電極的組合物。本專利技術的另一個方面是提供一種可以使串聯電阻減到最少并且提高開路電壓的用于太陽能電池電極的組合物。本專利技術的又一個方面是提供一種具有提高的短路電流(Isc)的太陽能電池電極，從而提供極好的轉換效率和填充因數。本專利技術的再一個方面是提供由如上文所闡述的組合物制備的電極和包含其的太陽能電池。根據本專利技術的一個方面，用于太陽能電池電極的組合物包含銀粉；玻璃料，其含有碲并且玻璃轉化溫度(Tg)是150℃到300℃；有機硅烷化合物；以及有機載體。所述組合物可以包含60重量％到95重量％銀粉；0.1重量％到20重量％玻璃料；0.01重量％到3重量％有機硅烷化合物；以及1重量％到30重量％有機載體。所述玻璃料可以是鉍-碲-氧型玻璃料，并且可以含有50摩爾％到90摩爾％的元素碲(Te)。有機硅烷化合物可以包含由式1表示的硅氧烷化合物：其中R1到R3各自獨立地是C1到C6烷基、醚基、氨基、羥基、氟烷基、苯基、環氧基或羧基，并且y是0到3,000的整數。鉍-碲-氧型玻璃料可以進一步包含由鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、硅(Si)、鋅(Zn)、鎢(W)、鎂(Mg)、銫(Cs)、鍶(Sr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、錫(Sn)、銦(In)、釩(V)、鋇(Ba)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)、砷(As)、鈷(Co)、鋯(Zr)、錳(Mn)以及鋁(Al)組成的群組中選出的至少一種元素。玻璃料的平均粒徑(D50)可以是0.1微米到10微米。組合物可以進一步包含由觸變劑、粘度穩定劑、消泡劑、顏料、UV穩定劑、抗氧化劑以及偶合劑組成的群組中選出的至少一種添加劑。根據本專利技術的另一個方面，太陽能電池電極可以由如上文所闡述的用于太陽能電池電極的組合物制備得到。根據本專利技術的用于太陽能電池電極的組合物包含有機硅烷化合物以允許制備具有精細線路和較高縱橫比的電極。另外，使用所述組合物制造的太陽能電池電極具有較高短路電流(Isc)和較低串聯電阻(Rs)，并且展現極好的轉換效率和填充因數。附圖說明圖1是根據本專利技術的一個實施例的太陽能電池的示意圖。具體實施方式如本文所使用，術語“電極的縱橫比”是指烘烤后電極的厚度除以烘烤后電極的線寬得到的值。具體來說，電極的縱橫比由以下等式1給出：縱橫比＝D1/L3其中D1是烘烤后電極的厚度(微米)，并且L3是烘烤后電極的線寬(微米)。用于太陽能電池電極的組合物根據本專利技術的用于太陽能電池電極的組合物包含銀(Ag)粉；玻璃料；有機硅烷化合物；以及有機載體。現在，將更詳細地描述根據本專利技術的用于太陽能電池電極的組合物的每一組分。(A)銀粉根據本專利技術的用于太陽能電池電極的組合物包含銀(Ag)粉作為導電粉末。銀粉可以具有納米或微米尺度粒徑。舉例來說，銀粉的粒徑可以是幾十納米到數百納米，或數微米到幾十微米。或者，銀粉可以是具有不同粒徑的兩種或多于兩種類型銀粉的混合物。銀粉可以具有球形、片狀或非晶形的形狀。銀粉的平均粒徑(D50)可以是0.1微米到10微米，例如0.5微米到5微米。在這一范圍內，所述組合物可以提供較低接觸電阻和較低線路電阻。在25℃下經由超聲波處理將導電粉末分散于異丙醇(isopropylalcohol，IPA)中3分鐘之后，使用粒徑分析器型號1064D(西萊斯有限公司(CILASCo.，Ltd.))測量平均粒徑。在這一平均粒徑范圍內，組合物可以提供較低接觸電阻和較低線路電阻。以組合物的總重量計，銀粉可以60重量％到95重量％的量存在。在這一范圍內，銀粉可以減少電阻，從而提高轉換效率。另外，通過使有機載體的量維持在恰當水平下，組合物可以容易地形成為膏狀物。舉例來說，以組合物的總重量計，銀粉可以70重量％到90重量％的量存在。在這一范圍內，組合物可以提供進一步提高的轉換效率并且更容易地形成為膏狀物。(B)玻璃料玻璃料用來通過蝕刻抗反射膜和使銀粉熔融，以增強導電粉末與晶片之間的粘附性并且在發射極區中形成銀晶粒(silvercrystalgrain)，以便在用于太陽能電池電極的組合物的烘烤工藝期間減少接觸電阻。此外，在烘烤工藝期間，玻璃料軟化并且降低烘烤溫度。當太陽能電池的面積為了提高太陽能電池的效率而增大時，可能存在太陽能電池的接觸電阻增大的問題。因此，有必要使串聯電阻和對p-n結的影響兩者降到最低。另外，由于在越來越多地使用具有不同薄層電阻的各種晶片的情況下本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于太陽能電池電極的組合物，包括：銀粉；玻璃料，其含有碲且其玻璃轉化溫度為150℃到300℃；有機硅烷化合物；以及有機載體。

【技術特征摘要】
2014.12.30 KR 10-2014-01943171.一種用于太陽能電池電極的組合物，包括：
銀粉；
玻璃料，其含有碲且其玻璃轉化溫度為150℃到300℃；
有機硅烷化合物；以及
有機載體。
2.根據權利要求1所述的用于太陽能電池電極的組合物，包括：
60重量％到95重量％所述銀粉；
0.1重量％到20重量％所述玻璃料；
0.01重量％到3重量％所述有機硅烷化合物；以及
1重量％到30重量％所述有機載體。
3.根據權利要求1所述的用于太陽能電池電極的組合物，其中所述玻璃
料是鉍-碲-氧型玻璃料且含有50摩爾％到90摩爾％元素碲。
4.根據權利要求3所述的用于太陽能電池電極的組合物，其中，在所述
鉍-碲-氧型玻璃料中，鉍與碲的摩爾比在1∶1.5到1∶3.5范圍內。
5.根據權利要求1所述的用于太陽能電池電極的組合物，其中所述玻璃
料是無鉛玻璃料。
6.根據權利要求1所述的用于太陽能電池電極的組合物，其中所述有機
硅烷化合物包括由式1表示的硅氧烷化合物：
其中在式1中，R1到R3各自獨...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭錫鉉，金東奭，金周熙，樸珉秀，金珉載，金碩徹，梁相賢，李薺壹，
申請(專利權)人：三星SDI株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國;KR