具有活性焊料涂層的導線及其使用方法技術

一種具有活性焊料涂層的導線及其使用方法，所述方法包含：提供一基板；提供一導線，其具有一線材及涂布在所述線材上的一活性焊料涂層，所述活性焊料涂層包含至少一種焊錫合金，并混摻有6%（重量）以下的至少一種活性成分以及0.01%至2%（重量）的至少一種稀土族元素(Re)；先以低于450℃的溫度預熱所述導線及基板；再將所述預熱后的導線放置在所述預熱后的基板上，使所述活性焊料涂層接觸、熔化并焊接結合在所述預熱后的基板上；以及，冷卻固化所述導線的活性焊料涂層的活性焊料，以通過所述導線形成一電路圖案。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術關于ー種太陽能電池電極及其制作方法，特別是關于ー種。
技術介紹
近年來，因為石化燃料逐漸短缺，使得各種再生性替代能源(例如太陽能電池、燃料電池、風カ發電)的發展逐漸受到重視，其中尤以太陽能發電最受各界重視。請參考附圖I所示，其掲示一種現有太陽能電池組件的剖視圖，其中當制作此現有太陽能電池組件時，首先提供一 P型硅半導體襯底11，進行表面酸蝕粗化后，接著將磷或類似物質以熱擴散方式于所述P型硅半導體襯底11的受光面側形成反向導電類型的一 η型擴散層12，并形成P — η界面(junction)。隨后，再于所述η型擴散層12上形成ー抗反射層13與一正面電極14，其中通過等離子體化學氣相沉積等方法于所述η型擴散層12上 形成氮化硅(silicon nitride)膜作為所述抗反射層13，再于所述抗反射層13上以網印方式涂布含有銀粉末的銀導電漿料，隨后進行烘烤干燥及高溫燒結的程序，以形成所述正面電極14。在高溫燒結過程中，用以形成所述正面電極14的導電漿料可燒結并穿透所述抗反射層13，直到電學接觸所述η型擴散層12上。另ー方面，所述P型硅半導體襯底11的背面側則使用含有鋁粉末的鋁導電漿料以印刷方式形成鋁質的一背面電極層15。隨后，進行干燥烘烤的程序，再于相同上述的高溫燒結下進行燒結。燒結過程中，從干燥狀態轉變成鋁質的背面電極層15 ;同時，使鋁原子擴散至所述P型硅半導體襯底11中，于是在所述背面電極層15與P型硅半導體襯底11之間形成含有高濃度的鋁摻雜劑的ー P+層16。所述層通常稱為后表面場(BSF)層，且有助于改良太陽能電池的光轉換效率。由于鋁質的背面電極層15，不具焊接性(潤濕性差)。此外，可通過網印方式于所述背面電極層15上印刷ー種銀-鋁導電漿料，經燒結后形成一具有良好焊接性的導線17，以便將多個太陽能電池相互串連形成一模塊。然而，現有太陽能電池組件在實際制造上仍具有下述問題，例如連接于所述正面電極層14、背面電極層15及導線17是使用銀、鋁及銀-鋁等導電漿料來制作電極及導線，但所述銀、鋁及銀-鋁導電漿料的材料成本頗高，約占整個模塊制作成本的10至20%。再者，這些導電漿料含有一定比例金屬粉末、玻璃粉末及有機媒劑，如日本Kokai專利公開第2001-127317號及第2004-146521號和臺灣美商杜邦申請的中國臺灣專利公告第1339400號，其中導電漿料含有降低導電學及不利于焊接性的玻璃微粒；以及另含有有機溶劑等成分，因此在燒結后會造成太陽能芯片的污染，故必須特別加以清洗。再者，使用導電漿料制作導線必需經過450至850°C左右的高溫燒結，但此高溫條件可能造成其它材料層的材料劣化或失效，進而嚴重影響制造電池的良率。基于上述高溫燒結條件精密控制的需求，也使得進行高溫燒結步驟相對較為費時及復雜，并會影響在單位時間內生產電池的整體生產量。故，有必要提供ー種制作太陽能電池電極的方法，以解決現有技術所存在的問題。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供ー種，使用成本較低的活性焊料來涂布在線材的外表面上，以形成具有活性焊料涂層的導線，當使用導線時，若導線的活性焊料涂層接觸預先加熱的基板(如太陽能電池基板)，即可焊接結合在基板上來形成電路圖案，因而有利于降低材料成本,并簡化及加速電路エ藝,并且增強電學效應。本專利技術的次要目的在于提供ー種，其中當應用在制作太陽能電池基板時，導線能以相對較低熔點溫度焊能直接活性接結合在太陽能電池基板的不具焊接性(潤濕性差)的鋁質背面電極層上，以形成電路圖案來連接于數個背面電極之間，故不需通過網印方式銀-鋁導電漿料來制作導線，以及高溫燒結エ藝，因而有利于避免網印不均勻及基板材料再次因高溫燒結作業而劣化，以相對提高基板制造良率，并且增強電學效應。 本專利技術的另一目的在于提供ー種，其在由具有活性焊料涂層的金屬導線材具有良好導電率，能有效地降低電能消耗，進而提高太陽能電池的轉換效率，故不會因導電漿料含有不具導電學及不利于焊接性的玻璃微粒問題。本專利技術的再一目的在于提供ー種，其在由具有活性焊料涂層的所形成的電路圖案上可進ー步選擇進行無電鍍或電鍍等增厚處理，其除了可増加所述電路圖案的厚度外，也可増加電路圖案與外部電路結合的接合性質、導電能力及防止氧化生銹能力。為達上述的目的，本專利技術提供ー種具有活性焊料涂層的導線，其包含ー線材，具有一外表面；以及ー活性焊料涂層，涂布在所述線材之外表面上；其中所述活性焊料涂層的一活性焊料包含至少ー種焊錫合金，并混摻有6 % (重量)以下的至少ー種活性成分以及O. 01%至2 % (重量)的至少ー種稀土族元素(Re)。再者，本專利技術另提供ー種具有活性焊料涂層的導線的使用方法，其包含下列步驟提供一基板；提供ー導線，其具有ー線材及涂布在所述線材上的一活性焊料涂層，其中所述活性焊料涂層包含至少ー種焊錫合金，并混摻有6 % (重量)以下的至少ー種活性成分以及O. 01%至2 % (重量)的至少ー種稀土族元素(Re);先以低于450°C的溫度預熱所述導線及基板；再將所述預熱后的導線放置在所述預熱后的基板上，使所述活性焊料涂層接觸、熔化并焊接結合在所述預熱后的基板上；以及，冷卻固化所述導線的活性焊料涂層的活性焊料，以通過所述導線形成一電路圖案。在本專利技術的一實施例中，所述線材的材料選自銀基合金、銅基合金、鋁基合金、鎳基合、金基合金或其混合合金。在本專利技術的一實施例中，所述焊錫合金選自錫基合金、鉍基合金或銦基合金。在本專利技術的一實施例中，所述錫基合金、鉍基合金或銦基合金混摻有6 %(重量)以下的至少ー種活性成分，例如選自包含4 % (重量)以下的鈦(Ti)、釩(V)、鎂(Mg)、鋰(Li)、鋯(Zr)、鉿(Hf)或其混合。在本專利技術的一實施例中，所述稀土族元素選自鈧元素(Sc)、釔元素(Y)或“鑭系元素”，其中“鑭系元素”包含鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉅(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Td)、鏑(Dy)、欽(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)或镥(Lu)。在本專利技術的一實施例中，在將所述導線放置在所述基板上的步驟中，通過超聲波的輔助使所述活性焊料涂層接觸、熔化并焊接結合在所述基板上。在本專利技術的一實施例中，在形成所述電路圖案之后，另包含對所述電路圖案選擇進行無電鍍或電鍍，以增加所述電路圖案的厚度。在本專利技術的一實施例中，所述無電鍍或電鍍使用的金屬為銅、銀、鎳、金或其復合層。在本專利技術的一實施例中，所述活性焊料涂層的厚度介于10至200微米(μπι)之間。 在本專利技術的一實施例中，所述基板選自太陽能電池、發光二極管(LED)、電容組件、 振蕩器組件、半導體芯片、其它主動或被動組件的半導體基板、金屬氧化物基板、燃料電池電極板或陶瓷基板。在本專利技術的一實施例中，所述基板選擇一太陽能電池的基板，其中所述太陽能電池基板具有一背面，所述導線在所述背面上形成所述電路圖案，以電學連接數個背面電極。在本專利技術的一實施例中，所述基板及電路圖案與一銅覆層形成ー堆棧結構，所述堆棧結構可與另ー相同的堆棧結構進一歩相互堆棧。附圖說明附圖I :現有太陽能電池組件的剖視圖。附圖2A至附圖2D :本專利技術較佳實施例具有活性焊料涂層的導線的使用方法的流程意圖。具體實施例方式為了讓本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有活性焊料涂層的導線的使用方法，其特征在于，包含：提供一基板；提供一導線，其具有一線材及涂布在所述線材上的一活性焊料涂層，其中所述活性焊料涂層包含至少一種焊錫合金，并混摻有6？%（重量）以下的至少一種活性成分以及0.01%至2？%（重量）的至少一種稀土族元素；先以低于450℃的溫度預熱所述基板；再將所述預熱后的導線放置在所述預熱后哦基板上，使所述活性焊料涂層接觸、熔化并焊接結合在所述預熱后之基板上；以及冷卻固化所述導線的活性焊料涂層的活性焊料，以通過所述導線形成一電路圖案。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：曹龍泉，
申請(專利權)人：國立屏東科技大學，
類型：發明
國別省市：