[go: up one dir, main page]

CN111048601B - 太阳能电池电极与其制备方法以及包含其的太阳能电池 - Google Patents

太阳能电池电极与其制备方法以及包含其的太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111048601B
CN111048601B CN201910885107.1A CN201910885107A CN111048601B CN 111048601 B CN111048601 B CN 111048601B CN 201910885107 A CN201910885107 A CN 201910885107A CN 111048601 B CN111048601 B CN 111048601B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
glass frit
mol
electrode
conductive powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910885107.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111048601A (zh
Inventor
张东珍
金周熙
金哲奎
申东一
庾相勋
李性恩
许伦旼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiangju New Material Co ltd
Original Assignee
Shanghai Jiangju New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiangju New Material Co ltd filed Critical Shanghai Jiangju New Material Co ltd
Publication of CN111048601A publication Critical patent/CN111048601A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111048601B publication Critical patent/CN111048601B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/10—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing lead
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/93—Interconnections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本文中公开一种形成太阳能电池电极的方法、由所述方法制作的太阳能电池电极以及包括所述太阳能电池电极的太阳能电池。所述方法包括：通过涂布包含导电粉、第一玻璃料及有机载体的第一电极组合物来形成第一指状电极图案；通过涂布包含所述导电粉、第二玻璃料及所述有机载体的第二电极组合物来形成第二指状电极图案及总线电极图案，其中所述第二玻璃料含有1摩尔％到20摩尔％的元素锰(Mn)；以及执行烘烤工艺。

Description

太阳能电池电极与其制备方法以及包含其的太阳能电池
相关申请的交叉参考
本申请主张在2018年10月10日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2018-0120783号的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文供参考。
技术领域
本发明涉及一种形成太阳能电池电极的方法、由所述方法制作的太阳能电池电极以及包括所述太阳能电池电极的太阳能电池。
背景技术
硅系太阳能电池由衬底及发射极层构成，所述衬底由p型硅半导体形成，且所述发射极层由n型硅半导体形成。在p型衬底与n型发射极层之间形成有PN结(PN junction)。当日光入射在具有此种结构的太阳能电池上时，通过光生伏打效应，会在由n型硅半导体形成的发射极层中产生电子作为多数载流子，且在由p型硅半导体形成的衬底中产生电洞作为多数载流子。由光生伏打效应产生的电子及电洞分别向形成于发射极层的上侧及下侧的前电极及后电极移动。当这些电极通过导线彼此连接时，电流流动。太阳能电池的电极通过涂布、图案化及烘烤太阳能电池电极用组合物而形成在晶片上。
作为太阳能电池电极用组合物，通常使用包含导电粉、玻璃料及有机载体等的导电膏。玻璃料用于溶解形成在半导体衬底上的抗反射膜，以使导电粉能够与半导体衬底电接触。具体来说，玻璃料与抗反射膜的反应对太阳能电池的电特性(例如，由导电膏形成的电极的串联电阻(Rs)及开路电压(Voc))有影响，从而最终影响太阳能电池的填充因子(fill factor)及转换效率。
此种太阳能电池电极包括指状电极(finger electrode)及总线电极(buselectrode)。在制造太阳能电池后的模块化工艺中，在焊接工艺期间将总线电极附装到条带(ribbon)。因此，总线电极需要对条带具有高粘合力。
发明内容
本发明的目的是提供一种形成太阳能电池电极的方法、由所述方法制作的太阳能电池电极以及包括所述太阳能电池电极的太阳能电池，所述方法能够实现与条带具有高粘合力并提供改善的开路电压的太阳能电池电极，从而提高太阳能电池的转换效率。
根据本发明的一个方面，提供一种形成太阳能电池电极的方法，所述方法包括：通过涂布包含导电粉、第一玻璃料及有机载体的第一电极组合物来形成第一指状电极图案；通过涂布包含所述导电粉、第二玻璃料及所述有机载体的第二电极组合物来形成第二指状电极图案及总线电极图案，所述第二玻璃料含有1摩尔％到20摩尔％的元素锰(Mn)；以及执行烘烤工艺。
所述第一玻璃料可不含元素锰(Mn)。
所述第二玻璃料还可包含元素铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)。
所述第二玻璃料还可包含元素铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)，且所述第二玻璃料可总共包含20摩尔％到50摩尔％的元素铅(Pb)及铋(Bi)以及30摩尔％到60摩尔％的元素碲(Te)。
所述第一电极组合物可包含60重量％到95重量％的所述导电粉、0.1重量％到20重量％的所述第一玻璃料及1重量％到30重量％的所述有机载体。
所述第二电极组合物可包含60重量％到95重量％的所述导电粉、0.1重量％到20重量％的所述第二玻璃料及1重量％到30重量％的所述有机载体。
根据本发明的另一方面，提供一种太阳能电池电极，所述太阳能电池电极由上述形成太阳能电池电极的方法制作而成。
根据本发明的又一方面，提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括如由上述形成太阳能电池电极的方法制作的太阳能电池电极。
由根据本发明的形成太阳能电池电极的方法制作的电极与条带具有良好的粘合力，且包括所述电极的太阳能电池具有良好的转换效率。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的太阳能电池的示意图。
具体实施方式
本文中所使用的单数形式“一(a及an)”及“所述(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
此外，当在本说明书中使用用语“包括(comprises及comprising)”和/或“包含(includes及including)”时，是指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
应理解，尽管在本文中可能使用“第一”、“第二”、“A”、“B”等用语来描述各种元件、组件、区域、层和/或区段，但这些元件、组件、区域、层和/或区段不应受这些用语限制。这些用语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段。
下文将更详细地描述形成太阳能电池电极的方法。
制备第一电极组合物及第二电极组合物
可通过将导电粉与第一玻璃料及有机载体混合来制备第一电极组合物，且可通过将导电粉与第二玻璃料及有机载体混合来制备第二电极组合物。
导电粉
导电粉可包括例如选自由银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铝(Al)及镍(Ni)粉形成的群组的至少一种金属粉，但并不仅限于此。在一个实施例中，导电粉可包括银粉。
导电粉可具有各种颗粒形状，例如球形、薄片形、或非晶形颗粒形状，对此并无限制。
导电粉可具有纳米级粒度或微米级粒度。举例来说，导电粉可具有数十纳米到数百纳米的平均粒径或数微米到数十微米的平均粒径。作为另外一种选择，导电粉可为具有不同粒度的两种或更多种导电粉的混合物。
导电粉可具有0.1微米到10微米、具体来说0.5微米至5微米、例如0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米的平均粒径(D50)。在此范围内，所述导电粉可减小串联电阻及接触电阻。此处，可在25℃下经由超声波(ultrasonication)作用3分钟将导电粉分散在异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中后，利用粒径分析仪(1064LD型，西莱斯有限公司(CILASCo.,Ltd.))来测量平均粒径(D50)。
尽管导电粉的量不受特别限制，但以第一电极组合物或第二电极组合物的总重量计，可存在60重量％到95重量％、具体来说70重量％到90重量％，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％的量的导电粉。在此范围内，第一电极组合物及第二电极组合物中的每一者可提高太阳能电池转换效率且可易于制备成膏状。
第一玻璃料及第二玻璃料
第一玻璃料及第二玻璃料中的每一者用于在对应电极组合物的烘烤工艺期间通过蚀刻抗反射层及熔化导电粉而在发射极区域中形成导电粉的晶粒。此外，第一玻璃料及第二玻璃料中的每一者改善导电粉对晶片的粘合力，并在烘烤工艺期间被软化以降低烘烤温度。
第一电极组合物包含第一玻璃料。
第一玻璃料可与第二电极组合物中包含的第二玻璃料相同或不同。
举例来说，第一玻璃料可含有或可不含有元素锰(Mn)。
在一个实施例中，第一玻璃料可不含元素锰(Mn)。当第一玻璃料不含元素锰(Mn)时，由于接触电阻降低，因此太阳能电池转换效率可得以提高。
第一玻璃料可以是例如含有元素铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)的铅-铋-碲氧化物(Pb-Bi-Te-O)玻璃料。使用含有元素铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)的第一玻璃料可在较宽的烘烤温度范围内提供高的太阳能电池转换效率。
元素铅(Pb)及铋(Bi)可以20摩尔％到50摩尔％、具体来说30摩尔％到50摩尔％、例如30摩尔％、31摩尔％、32摩尔％、33摩尔％、34摩尔％、35摩尔％、36摩尔％、37摩尔％、38摩尔％、39摩尔％、40摩尔％、41摩尔％、42摩尔％、43摩尔％、44摩尔％、45摩尔％、46摩尔％、47摩尔％、48摩尔％、49摩尔％或50摩尔％的总量存在于第一玻璃料中。在此范围内，第一玻璃料可在较宽的烘烤温度范围内提供良好的串联电阻。
元素碲(Te)可以30摩尔％到60摩尔％、具体来说30摩尔％到50摩尔％或30摩尔％到47摩尔％、例如30摩尔％、31摩尔％、32摩尔％、33摩尔％、34摩尔％、35摩尔％、36摩尔％、37摩尔％、38摩尔％、39摩尔％、40摩尔％、41摩尔％、42摩尔％、43摩尔％、44摩尔％、45摩尔％、46摩尔％或47摩尔％的量存在于第一玻璃料中。在此范围内，第一玻璃料可具有进一步改善的均匀性。
除铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)之外，第一玻璃料还可包含其他元素金属。举例来说，第一玻璃料还可包含锂(Li)、锌(Zn)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)及锰(Mn)中的至少一者。
在一个实施例中，第一玻璃料可包括铅-铋-碲-锂氧化物(Pb-Bi-Te-Li-O)玻璃料。在另一实施例中，第一玻璃料可包括铅-铋-碲-锂-硅氧化硅(Pb-Bi-Te-Li-Si-O)玻璃料，但并不仅限于此。
以第一电极组合物的总重量计，可存在0.1重量％至20重量％、具体来说0.5重量％至10重量％、例如0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％的量的第一玻璃料。在此范围内，第一玻璃料可提供良好的开路电压及串联电阻，从而提高太阳能电池效率。
第二电极组合物包括含有1摩尔％至20摩尔％的元素锰(Mn)的第二玻璃料。当第二玻璃料中的元素锰(Mn)的量在此范围内时，第二电极组合物可使开路电压的损耗最小化，从而在表现出与条带良好的粘合力的同时提高太阳能电池效率。
举例来说，第二玻璃料中的元素锰(Mn)的量的下限可选自1摩尔％、2摩尔％、3摩尔％、4摩尔％、5摩尔％、6摩尔％、7摩尔％、8摩尔％、9摩尔％及10摩尔％，且第二玻璃料中的元素锰(Mn)的量的上限可选自20摩尔％、19摩尔％、18摩尔％、17摩尔％、16摩尔％、15摩尔％、14摩尔％、13摩尔％、12摩尔％、11摩尔％及10摩尔％。再举例来说，元素锰(Mn)可以大于1摩尔％、2摩尔％、3摩尔％、4摩尔％、5摩尔％、6摩尔％、7摩尔％、8摩尔％或9摩尔％且小于20摩尔％、19摩尔％、18摩尔％、17摩尔％、16摩尔％、15摩尔％、14摩尔％、13摩尔％、12摩尔％或11摩尔％的量存在于第二玻璃料中。
第二玻璃料可以是例如含有元素锰(Mn)、铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)的锰-铅-铋-碲-氧化物(Mn-Pb-Bi-Te-O)玻璃料。使用含有元素锰(Mn)、铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)的第二玻璃料可在较宽的烘烤温度范围内提供良好的开路电压及串联电阻，从而提高太阳能电池效率。
元素铅(Pb)及铋(Bi)可以20摩尔％到50摩尔％、具体来说30摩尔％到50摩尔％、例如30摩尔％、31摩尔％、32摩尔％、33摩尔％、34摩尔％、35摩尔％、36摩尔％、37摩尔％、38摩尔％、39摩尔％、40摩尔％、41摩尔％、42摩尔％、43摩尔％、44摩尔％、45摩尔％、46摩尔％、47摩尔％、48摩尔％、49摩尔％或50摩尔％的总量存在于第二玻璃料中。在此范围内，第二玻璃料可在较宽的烘烤温度范围内提供良好的串联电阻。
元素碲(Te)可以30摩尔％到60摩尔％、具体来说30摩尔％到50摩尔％或30摩尔％至47摩尔％、例如30摩尔％、31摩尔％、32摩尔％、33摩尔％、34摩尔％、35摩尔％、36摩尔％、37摩尔％、38摩尔％、39摩尔％、40摩尔％、41摩尔％、42摩尔％、43摩尔％、44摩尔％、45摩尔％、46摩尔％或47摩尔％的量存在于第二玻璃料中。在此范围内，第二玻璃料可具有进一步改善的均匀性。
除锰(Mn)、铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)之外，第二玻璃料还可包含其他元素金属。举例来说，第二玻璃料还可包含锂(Li)、锌(Zn)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)及锆(Zr)中的至少一者。
在一个实施例中，第二玻璃料可包括锰-铅-铋-碲-锂-氧化物(Mn-Pb-Bi-Te-Li-O)玻璃料。在另一实施例中，第二玻璃料可包括锰-铅-铋-碲-锂-硅-氧化物(Mn-Pb-Bi-Te-Li-Si-O)玻璃料，但并不仅限于此。
以第二电极组合物的总重量计，可存在0.1重量％到20重量％、具体来说0.5重量％到10重量％、例如0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％的量的第二玻璃料。在此范围内，第二玻璃料可提供良好的开路电压及串联电阻，从而提高太阳能电池效率。
第一玻璃料及第二玻璃料中的每一者的形状及尺寸不受特别限制。举例来说，第一玻璃料及第二玻璃料中的每一者可具有球形或非晶形形状，且可具有0.1微米到10微米、具体来说0.5微米到5微米、例如0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米的平均粒径(D50)。此处，可在25℃下经由超声波作用3分钟将导电粉分散在异丙醇(IPA)中后，利用粒径分析仪(1064LD型，西莱斯有限公司)来测量平均粒径(D50)。
可通过所属领域中已知的任何典型方法由上述金属和/或其氧化物来制备第一玻璃料及第二玻璃料中的每一者。举例来说，可通过以下方式来制备第一玻璃料及第二玻璃料中的每一者：使用球磨机或行星式磨机将上述金属和/或其氧化物混合，在800℃到1300℃下熔融所述混合物，并将所述经熔融混合物淬火到25℃，然后使用盘磨机、行星式磨机等将所获得的产物粉碎。
有机载体
有机载体通过与第一电极组合物及第二电极组合物中的无机组分进行机械混合而对所述组合物中的每一者赋予适合于印刷的粘度及流变特性。
有机载体可为太阳能电池电极用组合物中所用的任何典型有机载体，且可包含粘合剂树脂、溶剂等。
粘合剂树脂可选自丙烯酸酯树脂或纤维素树脂。在一个实施例中，可使用乙基纤维素作为粘合剂树脂。在另一实施例中，粘合剂树脂可选自乙基羟乙基纤维素、硝基纤维素、乙基纤维素与酚醛树脂的掺合物、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、二甲苯树脂、聚丁烯树脂(polybutane resin)、聚酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、木松香及醇的聚甲基丙烯酸酯。
所述溶剂可选自由例如己烷(hexane)、甲苯(toluene)、乙基溶纤剂(ethylcellosolve)、环己酮(cyclohexanone)、丁基溶纤剂(butyl cellosolve)、丁基卡必醇(二乙二醇单丁醚)(butyl carbitol(diethylene glycol monobutyl ether))、二丁基卡必醇(二乙二醇二丁醚)(dibutyl carbitol(diethylene glycol dibutyl ether))、丁基卡必醇乙酸酯(二乙二醇单丁醚乙酸酯)(butyl carbitol acetate(diethylene glycolmonobutyl ether acetate))、丙二醇单甲醚(propylene glycol monomethyl ether)、己二醇(hexylene glycol)、萜品醇(terpineol)、甲基乙基酮(methylethylketone)、苯甲醇(benzylalcohol)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、乳酸乙酯(ethyl lactate)及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate)(例如，特神龙(Texanol))组成的群组。这些溶剂可单独使用或以混合物形式使用。
尽管有机载体的量不受特别限制，但以第一电极组合物或第二电极组合物的总重量计，可存在1重量％到30重量％、具体来说3重量％到25重量％、例如3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％或25重量％的量的有机载体。在此范围内，有机载体可对所述组合物提供足够的粘合强度及良好的印刷适性。
添加剂
第一电极组合物或第二电极组合物还可视需要进一步包含任何典型的添加剂以增强流动性、加工性及稳定性。所述添加剂可包括分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂、及偶合剂等。这些添加剂可单独使用或以其混合物形式使用。以第一电极组合物或第二电极组合物的总重量计，可存在0.1重量％到5重量％、例如0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或5重量％的量的添加剂，但所述添加剂的含量可视需要进行改变。
制备太阳能电池电极
首先，将第一电极组合物以预定图案涂布到衬底的表面，然后进行干燥，从而形成第一指状电极图案。
然后，将第二电极组合物涂布到上面形成有第一指状电极图案的衬底上，然后进行干燥，从而形成第二指状电极图案及总线电极图案。
可通过例如丝网印刷、凹版胶印(gravure offset printing)、旋转丝网印刷或剥离印刷(lift-off printing)来执行第一电极组合物及第二电极组合物的涂布，但并不仅限于此。
例如可在约200℃到400℃下对第一电极组合物及第二电极组合物进行干燥大约10到60秒，但并不仅限于此。
然后，对由第一电极组合物及第二电极组合物形成的电极图案进行烘烤，从而形成太阳能电池电极。此处，烘烤工艺可例如在约400℃到980℃(具体来说，约600℃到900℃)的温度下进行约60到210秒，但并不仅限于此。
本发明的其他方面涉及通过上述形成太阳能电池电极的方法形成的太阳能电池电极以及包括所述太阳能电池电极的太阳能电池。
图1是根据本发明一个实施例的太阳能电池100的示意图。
参照图1，可通过以下方式来形成后电极21及前电极23：将太阳能电池电极用组合物印刷在包括p层(或n层)11及将用作发射极的n层(或p层)12的衬底或晶片10上，然后进行烘烤。图1中的R为电阻器。举例来说，可通过以下方式来执行制备前电极的初步工艺：将第一电极组合物印刷在晶片的前表面上，然后进行干燥以形成第一指状电极图案，并将第二电极组合物印刷在第一指状电极图案上，然后进行干燥以形成第二指状电极图案及总线电极图案。此外，可通过以下方式来执行制备后电极的初步工艺：在晶片的背面上印刷铝膏，然后在约200℃到约400℃下干燥约10到60秒。然后，可通过在约400℃到约950℃、例如在约600℃到约900℃下烘烤晶片约30到210秒来形成前电极及后电极。
接下来，将参照实例来更详细地阐述本发明。然而，应注意，提供这些实例仅用于说明，而不应将所述实例解释为以任何方式限制本发明。
实例
制备例1
在60℃下将作为粘合剂树脂的3重量％的乙基纤维素(STD4，陶氏化学公司(DowChemical Company))充分溶解在了6.5重量％的丁基卡必醇(三春化学公司(SAMCHUNChemicals))中，并向所述粘合剂溶液中添加了平均粒径为2.0微米的86.9重量％的球形银粉(AG-4-8，同和高科技有限公司(Dowa Hightech Co.Ltd.))、在表1中所示的3.1重量％的玻璃料A、0.2重量％的分散剂(BYK102，毕克化学公司(BYK-chemie))以及0.3重量％的触变剂(萨克塞特罗ST(Thixatrol ST)，海明斯股份有限公司(Elementis Co.,Ltd.))，随后在3辊捏合机中混合及捏合，从而制备太阳能电池电极用组合物。
制备例2到制备例14
除了使用表1所列的玻璃粉B到玻璃料N来代替玻璃粉A之外，以与制备例1相同的方式制备了太阳能电池电极用组合物。
表1
Figure BDA0002207073840000101
(单位：摩尔％)
实例1
通过丝网印刷将在制备例12中(使用玻璃料L)制备的太阳能电池电极用组合物沉积在晶片(通过对掺杂有硼(B)的p型晶片的正面进行纹理化、在纹理化表面上形成POCl3的n+层、并在n+层上形成氮化硅(SiNx:H)的抗反射膜而制备的单晶晶片)的正面上，然后在250℃下的红外线(IR)干燥炉中干燥45秒，从而形成第一指状电极图案。然后，通过丝网印刷将在制备例1中(使用玻璃料A)制备的太阳能电池电极用组合物沉积在经干燥的第一指状电极图案上，然后在200℃下的红外线干燥炉中干燥45秒，从而形成第二指状电极图案及总线电极图案。然后，在晶片的背面上印刷铝膏，并在300下的红外线干燥炉中干燥45秒。在600℃到900℃下的带式烘炉中将根据此程序形成的电池烘烤60到210秒，从而制作太阳能电池。
实例2到实例8以及比较例1到比较例6
除了在形成第二指状电极图案及总线电极图案时使用在制备例2到制备例14中制备的太阳能电池电极用组合物之外，以与实例1相同的方式制作了太阳能电池。
评估：测量粘合强度
将助焊剂(952S，凯斯特(Kester))涂布到在实例1到实例8以及比较例1到比较例6中制作的每个太阳能电池的总线电极图案，并使用焊铁在360℃下接合到条带(62Sn/36Pb/2Ag，厚度：0.18毫米，宽度：1.5毫米)。然后使用张力机(H5K-T型，天氏欧森公司(TiniusOlsen))评估了所得产物在180°的剥离角及50毫米/分钟(mm/min)的拉伸速率下的粘合强度。结果示于表2中。
评估：电性质
利用太阳能电池效率测定仪(h.a.l.m.哈尔姆，)评估了在实例1到实例8以及比较例1到比较例6中制作的太阳能电池中的每一者的开路电压(Voc，单位：毫伏特)及转换效率(Eff.，单位：％)。结果示于表2中。
表2
Figure BDA0002207073840000111
从表2所示的结果可以看出，与比较例1到比较例6的太阳能电池相比，实例1到实例8的太阳能电池表现出良好的电性质(开路电压、转换效率)及良好的粘合强度。
应理解，在不背离本发明的精神及范围的条件下，所属领域中的技术人员可做出各种修改、改变、变更及等效实施例。

Claims (7)

1.一种形成太阳能电池电极的方法，包括：
通过涂布包含导电粉、第一玻璃料及有机载体的第一电极组合物来形成第一指状电极图案，其中，所述第一玻璃料不包含锰元素；
将包含所述导电粉、第二玻璃料及所述有机载体的第二电极组合物涂布于具有所述第一指状电极图案表面，形成第二指状电极图案及总线电极图案，其中所述第二玻璃料含有1摩尔％到20摩尔％的元素锰；
以及执行烘烤工艺。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二玻璃料还包含元素铅、铋及碲。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二玻璃料包含总共20摩尔％到50摩尔％的元素铅及铋以及30摩尔％到60摩尔％的元素碲。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电极组合物包含60重量％到95重量％的所述导电粉、0.1重量％到20重量％的所述第一玻璃料及1重量％到30重量％的所述有机载体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电极组合物包含60重量％到95重量％的所述导电粉、0.1重量％到20重量％的所述第二玻璃料及1重量％到30重量％的所述有机载体。
6.一种太阳能电池电极，由如权利要求1到5中任一项所述的形成太阳能电池电极的方法制作而成。
7.一种太阳能电池，包括如权利要求6所述的太阳能电池电极。
CN201910885107.1A 2018-10-10 2019-09-19 太阳能电池电极与其制备方法以及包含其的太阳能电池 Active CN111048601B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120783A KR102316662B1 (ko) 2018-10-10 2018-10-10 태양전지 전극 형성 방법, 이로부터 제조된 태양전지 전극 및 태양전지
KR10-2018-0120783 2018-10-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111048601A CN111048601A (zh) 2020-04-21
CN111048601B true CN111048601B (zh) 2022-05-24

Family

ID=70231926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910885107.1A Active CN111048601B (zh) 2018-10-10 2019-09-19 太阳能电池电极与其制备方法以及包含其的太阳能电池

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102316662B1 (zh)
CN (1) CN111048601B (zh)
TW (1) TWI728475B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114974649B (zh) * 2021-02-25 2024-10-11 常州聚和新材料股份有限公司 太阳能电池电极及其形成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205242A (zh) * 2011-12-22 2014-12-10 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于低电阻接触层的太阳能电池糊剂
CN104715804A (zh) * 2013-12-17 2015-06-17 三星Sdi株式会社 用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极
CN106816484A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 三星Sdi株式会社 形成电极的方法、由其制造的电极以及太阳能电池
CN107527674A (zh) * 2016-06-15 2017-12-29 三星Sdi株式会社 用于形成太阳能电池电极的组成物和太阳能电池电极
CN108155252A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 三星Sdi株式会社 用于太阳能电池的指状电极及其制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130016346A (ko) * 2010-05-04 2013-02-14 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 납- 및 텔루륨-산화물을 함유하는 후막 페이스트, 및 반도체 디바이스의 제조에 있어서의 그의 용도
KR101780531B1 (ko) * 2013-12-17 2017-09-22 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101696985B1 (ko) * 2014-12-30 2017-01-17 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
TWI532062B (zh) * 2015-04-27 2016-05-01 Giga Solar Materials Corp Conductive pulp and a method of manufacturing the same
KR20160075422A (ko) * 2016-06-08 2016-06-29 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205242A (zh) * 2011-12-22 2014-12-10 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于低电阻接触层的太阳能电池糊剂
CN104715804A (zh) * 2013-12-17 2015-06-17 三星Sdi株式会社 用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极
CN106816484A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 三星Sdi株式会社 形成电极的方法、由其制造的电极以及太阳能电池
CN107527674A (zh) * 2016-06-15 2017-12-29 三星Sdi株式会社 用于形成太阳能电池电极的组成物和太阳能电池电极
CN108155252A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 三星Sdi株式会社 用于太阳能电池的指状电极及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111048601A (zh) 2020-04-21
KR102316662B1 (ko) 2021-10-25
KR20200040626A (ko) 2020-04-20
TWI728475B (zh) 2021-05-21
TW202015247A (zh) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104715804B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极
US10164128B2 (en) Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same
JP6605800B2 (ja) 太陽電池電極形成用組成物およびこれにより製造された電極
CN104412333A (zh) 用于太阳能电池电极的组成物及使用该组成物制造的电极
CN105051830A (zh) 形成太阳电池电极用的组成物及以所述组成物制备的电极
CN103915130B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物和使用其制作的电极
CN113380439A (zh) 用于形成太阳能电池电极的组合物及由其形成的太阳能电池电极
CN111048601B (zh) 太阳能电池电极与其制备方法以及包含其的太阳能电池
CN109935641A (zh) 用于形成太阳能电池电极的组成物和使用其制备的电极
JP2014078594A (ja) ペースト組成物と太陽電池
CN111354803B (zh) 用于形成太阳能电池电极的方法及太阳能电池
CN109416954B (zh) 用于p型太阳能电池电极的组合物、由其制备的电极及使用其制备的p型太阳能电池
CN113450941B (zh) 用于形成太阳能电池电极的组合物及由其形成的太阳能电池电极
TWI721620B (zh) 用於太陽能電池電極的組合物及使用所述組合物製備的太陽能電池電極
CN110797134B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池
TW201925124A (zh) 用於形成太陽能電池電極的組成物和使用其製備的電極
TWI681410B (zh) 用於太陽電池電極的組成物及使用其製備的太陽電池電極
TWI663739B (zh) 用於太陽電池電極的組成物及使用其製作的太陽電池電極
TWI741393B (zh) 用於形成基於dsw的太陽能電池電極的組合物以及使用所述組合物製備的基於dsw的太陽能電池電極
CN110689992B (zh) 用于形成太阳能电池电极的组合物及使用其制备的电极
CN113450942B (zh) 用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210219

Address after: 88 Xinzhu 2nd Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: CHANGZHOU JUHE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

Address before: South Korea Gyeonggi Do Yongin Giheung tribute District Road No. 150-20

Applicant before: Samsung SDI Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210527

Address after: 201100 building 6, 4299 Jindu Road, Minhang District, Shanghai

Applicant after: Shanghai Jiangju New Material Co.,Ltd.

Address before: No.88, Xinzhu 2nd Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province, 213000

Applicant before: CHANGZHOU JUHE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant