CN111454674A - 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池 - Google Patents
导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111454674A CN111454674A CN201910055670.6A CN201910055670A CN111454674A CN 111454674 A CN111454674 A CN 111454674A CN 201910055670 A CN201910055670 A CN 201910055670A CN 111454674 A CN111454674 A CN 111454674A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive adhesive
- aluminum
- lead oxide
- conductive paste
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
- C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J101/00—Adhesives based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
- C09J101/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
-
- 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
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0812—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2234—Oxides; Hydroxides of metals of lead
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
本发明提供了一种导电胶,其包含:铝粉;有机载体,其为包括有机溶剂与树脂或纤维素;玻璃粉;铅氧化物;其中,所述玻璃粉与所述铅氧化物占所述导电胶的1.0~6.0重量%,且所述铅氧化物占所述导电胶的0.5~3.0重量%。本发明通过使用具有特定比例的玻璃粉与铅氧化物的导电胶,能够省去昂贵的激光打孔设备与厂房空间,且不需使用精密对位的印刷机,并能够提升太阳能电池的光电转换效率,以促进产业升级。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池。
背景技术
在现在的能源领域中,有人已提出将单晶硅或多晶硅加工成平板状的结晶系硅,使用在基板上的结晶系硅太阳能电池等的半导体装置。又,为了能与此类半导体装置的外部电性接触,有人在硅基板表面使用电极用的导电胶来形成电极。在依如此方式而形成有电极的半导体装置中,结晶系硅太阳能电池在近年来大幅增加其产量。此类太阳能电池,为在结晶系硅基板的一表面(正面)具有杂质扩散层、抗反射层(或称正面钝化层)及光入射侧电极,在另一表面(背面)具有背面电极。由光入射结晶系硅基板,透过电极可将由结晶系硅太阳能电池发电的电力传递至外部。
接着,当太阳能电池由传统的结晶系硅太阳能电池进展到背面钝化PERC(Passivated Emitter and Rear Contact)电池片或是双面电池片(Bifacial PERC)时,皆需要使用激光聚焦在背面钝化层表面,以形成线状(Line)、虚线状(Dash-Line)或是点状(Dot)的激光开口。一般PERC电池片使用满版全面印刷,而双面电池片则使用细线方式印刷。印刷细线需要精确的对位,以便在烧结后有良好的接触、较少的铝层覆盖面积以获得优选的电性。
在进行上述“使用激光聚焦在背面钝化层表面”时,必须使用激光打孔设备。又,为了进行精确的对位,也必须使用具有精密对位功能的印刷机。
发明内容
然而,激光打孔设备及具有精密对位功能的印刷机皆为昂贵的装置,且需要大量的厂房空间,此会造成太阳能电池生产业者成本上的负担。因此,本发明人发现,若使用一种具有烧穿(fire-through)钝化层的能力的导电胶(以下,也将“具有烧穿钝化层的能力的导电胶”简称为“导电胶”),辅以细线路的网版,并印于背面钝化层表面,则此导电胶在由高温炉时(即,将导电胶烧结),胶内的成分与背面钝化层反应而破坏(烧穿)背面钝化层。之后,导电胶内含的3价元素(如硼、铝、镓等)与硅基底形成P+掺杂通道,并形成导电层。
对于传统太阳能电池片厂而言,此类具有烧穿(fire-through)钝化层的能力的导电胶不需再投入大量资金及厂房空间,即可有机会转型进入高效电池片领域。下面进行更详细的说明。
在一般PERC电池片中,受光正面有一层约40~50nm的正面钝化层(通常为Si3N4抗反射层),同时在1~2um的浅层处有一P-N接合面。受光背面则为降低载子再结合的背面钝化层,此背面钝化层的结构依不同制程而导致膜厚、化学性质有差异。例如,此背面钝化层为以ALD或PECVD制程先沉积Al2O3,接着沉积Si3N4(或称SiNx silicon nitride);也有使用热氧化炉管沉积SiNOx(Silicon oxynitride)等。
一般在讨论具烧穿能力的现有导电胶时,主要聚焦于烧穿p型电池片的正面钝化层(例如Si3N4抗反射层),且同时考虑不可烧穿P-N接合面,否则就有过烧的现象。
又,本发明一实施例的导电胶为烧穿背面钝化层。具体而言,本发明一实施例的导电胶在烧结(即,使导电胶由高温炉)时,由浆料内组合物与背面钝化层反应,破坏(烧穿)背面钝化层,使硅基底裸露,增加硅与铝(或后述实施例的铝合金粉)的共熔反应,以形成局部良好电性接触。烧穿越多代表与硅基底接触越多。又,由此良好电性接触,能够提升太阳能电池的光电转换效率。
此外,在烧结过程约50~60秒期间中,导电胶在烧穿钝化层的同时,还要形成适当的背电场层(BSF,back surface field)。因此,在本发明一实施例的导电胶中,由添加适当量的铝-硅合金粉,俾于高温烧结区时,降低基材的硅往外扩散的速度,以提高烧穿点的铝汤内的硅浓度,并有机会形成较厚的BSF层,以增加电池片的开路电压(Voc),并提高太阳能电池的光电转化效率。
又,在现有的太阳能电池中,为以激光剥除电池片背面的钝化层。其形式有激光打成点状、线状、短虚线型式的设计等。因此,在印刷铝胶时,需将电池片堆栈在前述激光开孔处。
同时,为了应用于以细线方式印刷的双面电池片,且为了顾及双面电池片的背面效率,线路的线宽需加以限制。因此,激光开孔与细线印刷位置须能有适当的迭合,电性及电池片效率才会优选。此须在电池片背面事先设置定位孔,接着以感光耦合组件(CCD)对位的印刷机,循定位点定位后于背面印刷。若遇到定位点反射率不同,易造成对位失败。
由此可知,若由本发明的导电胶,则能够烧穿电池片背面的钝化层,不需再以激光剥除电池片背面的钝化层,即不需事先设置定位孔。由此,若使用本发明的导电胶只需要普通的单次印刷,不需特别的机构对位,即不需使用具有精密对位功能的印刷机。
由此可知,由使用本发明的导电胶,能够省去昂贵的激光打孔设备与厂房空间,且不需使用精密对位的印刷机,并能够提升太阳能电池的光电转换效率,以促进产业升级。
为实现上述目的及其他目的,本发明提供一种导电胶,其特征在于,包含:铝粉;有机载体,其包括有机溶剂与树脂或纤维素;玻璃粉;铅氧化物;其中,所述玻璃粉与所述铅氧化物占所述导电胶的1.0~6.0重量%,且所述铅氧化物占所述导电胶的0.5~3.0重量%。
在一实施例的导电胶中,所述玻璃粉与所述铅氧化物占所述导电胶的2.0~5.0重量%,且所述铅氧化物占所述导电胶的1.0~2.0重量%。
在一实施例的导电胶中,所述玻璃粉为包含含铅氧化物的玻璃粉。
在一实施例的导电胶中,所述铅氧化物为氧化铅。
在一实施例的导电胶中,所述有机溶剂为选自由松油醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、单异丁酸酯及二乙二醇丁醚所组成的群组中至少任一者,且所述有机溶剂占前述导电胶的10~25重量%。
在一实施例的导电胶中,所述有机载体进一步包含:添加剂,其为选自由抗氧化剂、防腐剂、消泡剂、增稠剂、增粘剂、偶联剂、静电赋予剂、聚合抑制剂、触变剂、防沉降剂所组成的群组中至少任一者,且所述添加剂占所述导电胶的0.2~2.0重量%。
在一实施例的导电胶中,还包含:铝-硅合金粉,且所述铝-硅合金粉占所述导电胶的5~20重量%;及,所述铝粉与所述铝-硅合金粉占所述导电胶的60~85重量%。
在一实施例的导电胶中,所述铝-硅合金粉占所述导电胶的10~15重量%。
在一实施例的导电胶中,所述铝-硅合金粉中的硅含量为12~20重量%,且中位粒径(D50)为1~7μm。
本发明为还提供一种太阳能电池,其具有背面钝化层,其特征在于:包含如本发明所述的导电胶。
本发明的导电胶,能够省去昂贵的激光打孔设备与厂房空间,且不需使用精密对位的印刷机,并能够提升太阳能电池的光电转换效率。
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及功效,兹藉由下述具体的实施例,对本发明做一详细说明,说明如后:
又,若未特别进行说明,则本发明所指的“%”为指“重量%”。
本发明所提供的导电胶,其组成包括:铝粉;有机载体;玻璃粉;及铅氧化物。其中,有机载体为包括有机溶剂与树脂或纤维素。又,玻璃粉与铅氧化物占导电胶的1.0~6.0重量%,且铅氧化物占前述导电胶的0.5~3.0重量%。又,铅氧化物可选自氧化铅(PbO)、二氧化铅(PbO2)、四氧化三铅(Pb3O4)等,但并不限于此。
在一优选实施例中,玻璃粉与铅氧化物占前述导电胶的2.0~5.0重量%,且前述铅氧化物占前述导电胶的1.0~2.0重量%。
由特定比例的玻璃粉与铅氧化物的搭配,使得熔点较铅氧化物的熔点(例如,约500℃)还低的玻璃粉(例如,约300℃)在烧结的过程(约720℃至820℃)中先熔解,形成一烧穿背面钝化层的路径(以下称为烧穿路径)。接着,随着温度增高,熔点较高的铅氧化物熔解,并沿着前述烧穿路径来烧穿(破坏)背面钝化层。
又,本发明人发现,若是使用含有铅氧化物(例如PbO)的玻璃粉,则形成上述烧穿路径的效果更佳。
又,优选为使用纯度高于99.0%、中位粒径(D50)为1.5~3.5μm的氧化铅(PbO)。
接着,导电胶中的铝与硅基太阳能电池的硅在被烧穿的钝化层的熔融界面互相扩散,随着烧结段温度上升,熔融产生的铝汤更加快与硅基底的作用,使铝扩散至硅基板的内部。由此,在铝电极层(导电胶)与硅基板之间形成铝-硅(A1-Si)合金层。同时,也形成p+层(也称为BSF层)作为基于铝原子的扩散的杂质层。由该p+层的存在,可获得防止电子的再结合、提高生成载流子的收集效率的BSF效果。由以此方式形成BSF层,能够实现太阳能电池的电特性的提高,并据此简化背钝化硅基太阳能电池的制程。
此外,本发明人也发现,若仅添加铅氧化物而未添加玻璃粉,则因为未预先形成烧穿路径,烧穿钝化层的效果不佳。
因此,制作本实施例的导电胶的方法为至少包含:第一步骤S1~第二步骤S2。
第一步骤S1,将有机溶剂与树脂(或纤维素)混合,以形成一均匀有机载体。应注意的是,在第一步骤S1中,还可依需求加入添加剂,来形成有机载体。
第二步骤S2,使用搅拌机或三辊轮研磨机(厂牌型号:Exakt 80E)等,将铝粉、玻璃粉及铅氧化物,与该有机载体混合、研磨并分散,以形成导电胶。应注意的是,在第二步骤S2中,还可依需求加入添加剂、额外的树脂(或纤维素)等。
又,在第一步骤S1中,有机载体的粘度约在1~15Kcps,优选为10~15Kcps。由控制有机载体的粘度,以使得导电胶具有最佳粘度。
又,在第一步骤S1中,有机溶剂可包括醇醚类溶剂或其他溶剂。就有机溶剂的具体例而言,可举出例如松油醇(Terpineol)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(Texanol)及二乙二醇丁醚(Diethylene glycol monobutyl ether)等。此外,就有机溶剂的含量而言,虽未特别限定,但优选为占导电胶总重的10~25重量%。
又,在第一步骤S1中,纤维素(或树脂)的含量约占导电胶总重的1~4重量%,优选为2~3重量%。同时,就树脂的选择而言,可包括木松香或聚丙烯酸酯等,但并不以此为限;就纤维素的选择而言,可包括乙基纤维素或丙基纤维素等,但并不以此为限。
又,在第一步骤S1中,就添加剂的选择而言,可包括抗氧化剂、防腐剂、消泡剂、增稠剂、增粘剂、偶联剂、静电赋予剂、聚合抑制剂、触变剂、防沉降剂等,但并不以此为限。
由于本发明一实施例的导电胶内掺入添加剂,能够强化导电胶的稳定性、印刷性、平坦性、反应性高低与粉体密着性等。
又,就添加剂的具体例而言,可为聚乙二醇酯化合物、聚乙二醇醚化合物、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯化合物、山梨糖醇酐烷基酯化合物、脂肪族多元羧酸化合物、聚酯酸的酰胺胺盐、氧化聚乙烯类化合物、脂肪酸酰胺蜡、蓖麻油改性衍生物(Thiaxatrol ST(海名斯德谦))等。
又,在第二步骤S2中,也可加入添加剂,且添加剂的种类及具体例为与第一步骤S1所能够添加的添加剂相同。应注意的是,第一步骤S1与第二步骤S2所添加的添加剂的总量,优选为占导电胶总重的0.2~2.0重量%。
又,在第二步骤S2中,铅氧化物的含量优选为占导电胶总重的的0.5~3.0重量%,更佳为1.0~2.0重量%。
又,在第二步骤S2中,玻璃粉及铅氧化物的合计量优选为占导电胶总重的1.0~6.0重量%,更佳为2.0~5.0重量%。
就玻璃粉的选择而言,可选用钒系、铋系玻璃粉或是其他系的玻璃粉,且优选为选用于下述表1所示的玻璃粉,更佳为使用包含铅氧化物(例如PbO)的玻璃粉,但并不以此为限。若使用含铅氧化物的玻璃粉,则更有助于形成上述烧穿钝化层的路径。可单独使用一种玻璃粉,也可合并使用多种玻璃粉。
[表1]
接着,参照表2,并针对一实施例的导电胶进行说明。
[表2]
| 成份 | 比例(wt%) |
| 树脂(或纤维素) | 1~4 |
| 有机溶剂 | 10~25 |
| 添加剂 | 0.2~2.0 |
| 玻璃粉+铅氧化物 | 1~6 |
| 铝粉 | 60~85 |
在一实施例的导电胶中,树脂(或纤维素)的含量为占导电胶的1~4重量%;有机溶剂的含量为占导电胶的10~25重量%;添加剂的含量为占导电胶的0.2~2.0重量%;玻璃粉及铅氧化物的含量为占导电胶的1~6重量%,且铅氧化物的含量为占导电胶的0.5~3.0重量%;铝粉的含量为占导电胶的60~85重量%。
又,在一优选实施例中,导电胶还可包含:铝-硅合金粉,且铝-硅合金粉占导电胶的5~20重量%,且优选为10~15重量%;又,在导电胶包含铝-硅合金粉的情况下,铝粉与铝-硅合金粉占导电胶的60~85重量%。
本发明人发现,若以铝-硅合金粉代替部分的铝粉,则有助于提升导电胶的烧穿效果以及电性。在本发明一优选实施例所使用的铝-硅合金粉如下述表3所示。
[表3]
| 铝-硅合金粉1 | AlSi alloy(Si 12wt%)D50=1~2μm |
| 铝-硅合金粉2 | AlSi alloy(Si 20wt%)D50=1~2μm |
| 铝-硅合金粉3 | AlSi alloy(Si 20wt%)D50=6~7μm |
由使用本发明一优选实施例的铝-硅合金粉1~3,也就是说,使用硅含量为12~20重量%且中位粒径(D50)为1~7μm的铝-硅合金粉,能够更进一步地提升导电胶的烧穿效果以及电性。
(导电胶的制备)
依据上述第一步骤S1~第二步骤S2,并按照下述表4的配比,制备导电胶的比较例1~9与实施例1~14。
具体而言,比较例1为由下述方式制备:第一步骤S1,将1.79份的乙基纤维素溶于16.46份的有机溶剂(二乙二醇丁醚),成为有机载体。
又,准备了由Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3-ZnO-BaO-MgO-Na2O(玻璃粉3)所构成的第一玻璃料、及由PbO-ZnO-B2O3(玻璃粉6)所构成的第二玻璃料。
第二步骤S2:利用搅拌机或三辊轮研磨机等,将2.65份的上述第一玻璃料、0.1份的第二玻璃料、78.0份的铝粉、1.0份触变剂及以18.25份的乙基纤维素溶解于上述有机载体,并进行混合、研磨及分散,从而制备了导电胶。
比较例2~6为依照表4的配比,并以与比较例1相同的方式制作。
比较例7依照表4的配比,并以与比较例1相同的方式制作。于此,比较例7的有机磷化物为二异辛基磷酸,且前述二异辛基磷酸为于第二步骤S2中与铝粉、玻璃粉等一起加入。
比较例8~9依照表4的配比,并以与比较例1相同的方式制作。于此,比较例8~9的PbO为于第二步骤S2中与铝粉一起加入。应注意的是,因为比较例8~9未包含玻璃粉,因此,比较例8~9并未于第二步骤S2中加入玻璃粉。
又,实施例1~8为依照表4的配比,并以与比较例1相同的方式制作。于此,实施例1~8的铅氧化物(PbO、PbO2、Pb3O4)为于第二步骤S2中与铝粉、玻璃粉等一起加入。
又,实施例9~14为依照表4的配比,并以与比较例1相同的方式制作。于此,实施例9~14的铅氧化物(PbO)为于第二步骤S2中与铝粉、玻璃粉等一起加入,且铝-硅合金粉1~3也与铝粉相同,于第二步骤S2中与铝粉、玻璃粉等一起加入:
(测试例)
太阳能电池例如使用厚度为150~250μm的p型硅半导体基板而构成。在p型硅半导体基板的受光面侧形成有厚度为0.3~0.6μm的n型杂质层,在其上,例如形成有由氮化硅膜形成的抗反射层(或称为正面钝化层)和栅形电极。此外,在p型硅半导体基板的与受光面相反一侧的背面上,例如形成有由氮化硅形成的抗反射层(或称为背面钝化层),其结构为在硅芯片上先沉积Al2O3或SiO2或TiO2接着沉积Si3N4。
将前述比较例1~9与实施例1~14的导电胶于印刷机以相同网版(线宽130μm,乳剂厚20μm)、相同印刷条件,印刷于已印好背银且无激光开孔(Laser contact open,LCO)的前述太阳能电池(背钝化硅基太阳能电池)背面,所形成的导电电极的厚度约为15至30μm,干燥后再于正面印上正银,经过150~250℃干燥后即可送入高温烧结炉进行有机物烧除及铝层烧结。于本测试例,利用履带传送以进行快速烧结制程,履带速度为180至320inch/min,并以720℃至820℃的烧结温度进行烧结制程,烧结过程中玻璃粉及铅氧化物与钝化层反应,破坏背面钝化层(一般称为烧穿),以制造太阳能电池。
使用由上述实施例1~14及比较例1~9所制得的太阳能电池,依据下述方式,就下列性质进行测试,将结果显示于表5:
<太阳能电池电性量测>
使用太阳能电池仿真测试系统,测试太阳能电池的光电转换效率(%)、开路电压(Voc(V))、短路电流Isc(A)及填充因子(FF(%)),测试机台型号为芬兰Endeas公司生产的QuickSun 120CA。
<翘曲>
烧结后冷却太阳能电池1小时,使用激光测距仪量测厚度,超过1.5mm即为NG。
[表5]
[表5]续
| 实施例1 | 18.09% | 0.6516% | 9.122% | 74.84 | 0.61 |
| 实施例2 | 18.51% | 0.6536% | 9.175% | 75.92 | 0.61 |
| 实施例3 | 18.99% | 0.6458% | 9.187% | 78.70 | 0.62 |
| 实施例4 | 18.92% | 0.6359% | 9.168% | 79.80 | 0.63 |
| 实施例5 | 18.79% | 0.6304% | 9.124% | 80.34 | 0.62 |
| 实施例6 | 18.55% | 0.6484% | 9.130% | 77.05 | 1.28 |
| 比较例8 | 8.50% | 0.9223% | 5.513% | 41.09 | 0.76 |
| 比较例9 | 10.89% | 0.8223% | 7.220% | 45.09 | 0.96 |
| 实施例7 | 15.55% | 0.6715% | 8.920% | 62.91 | 0.62 |
| 实施例8 | 15.50% | 0.6715% | 8.916% | 62.71 | 0.62 |
| 实施例9 | 19.86% | 0.6583% | 9.536% | 77.79 | 0.79 |
| 实施例10 | 20.10% | 0.6527% | 9.551% | 79.297 | 0.85 |
| 实施例11 | 20.48% | 0.6497% | 9.709% | 79.853 | 0.93 |
| 实施例12 | 19.82% | 0.6479% | 9.523% | 78.98 | 0.85 |
| 实施例13 | 20.26% | 0.6558% | 9.513% | 79.871 | 0.63 |
| 实施例14 | 20.20% | 0.6569% | 9.532% | 79.297 | 0.62 |
由表5的结果能够得知,随着比较例1~5中玻璃粉6的含量增加(玻璃粉6的含量从0.15%增加到3.00%,玻璃粉中的含铅氧化物也增加),虽然经过烧结的电池片的光电转换效率上升(例如,从比较例1的4.24%上升到比较例5的5.95%)、填充因子上升,但因烧穿效果仍未足够,故呈现高Voc状态(比较例1~5皆超过1.0V)。由此可知,虽然使用包含含铅氧化物的玻璃粉,也能够达到些许烧穿的效果,但仍不足。因此,仅由增加玻璃粉中的含铅氧化物的含量仍无法达成足够的烧穿效果。
接着,参照比较例1跟实施例1能够发现,由使用玻璃粉(优选是包含含铅氧化物的玻璃粉)与铅氧化物(例如PbO)的组合,能够使光电转换效率大幅上升(例如,从比较例1的4.24%上升到实施例1的18.09%)、填充因子也上升(从比较例1的26.84上升到实施例1的74.84),且Voc也下降(从比较例1的1.0869V下降到实施例1的0.6516V)。
接着,从比较例8~9能够发现,虽然由增加铅氧化物(PbO)的含量,也能够提升光电转换效率(例如,从比较例8的8.50%上升到比较例9的10.89%),但此光电转换效率的数值仍不足。又,再参照实施例1及比较例8~9能够发现,若同时并用铅氧化物(例如PbO)及玻璃粉(优选为包含含铅氧化物的玻璃粉),例如实施例1,则能够大幅提升光电转换效率、填充因子等(例如,实施例1的光电转换效率为18.09、填充因子为74.84,皆大于比较例8与比较例9)。
由此可知,若仅使用铅氧化物(例如PbO)而未使用玻璃粉,则因为未预先形成烧穿路径,烧穿钝化层的效果不佳,故不适用于本发明。
又,若参照实施例1~6能够发现,在铅氧化物(例如PbO)的添加量为1.00%的时候(实施例3),能够获得最佳的光电转换效率(18.99%)。又,在铅氧化物的添加量为2.00%的时候(实施例5),其光电转换效率(18.79%)已略低于铅氧化物的添加量为1.00%的实施例3。
由此可知,铅氧化物占导电胶的0.5~3.0重量%时,能够达成本发明的效果。又,铅氧化物占前述导电胶的1.0~2.0重量%时,能够更进一步达成本发明的效果。
接着,参照比较例1跟比较例6,若固定玻璃粉6的含量,而将玻璃粉3替换成包含含磷化合物的玻璃粉8,则可发现光电转换效率上升(例如,从比较例1的4.24%上升到比较例6的8.53%)。又,参照比较例6及比较例7,在使用包含含磷化合物的玻璃粉8的前提下,若进一步搭配有机磷化物(二异辛基磷酸),则更能提升光电转换效率(例如,从比较例6的8.53%上升到比较例7的15.55%)。
然而,相较于实施例1的光电转换效率(18.09%),比较例6的光电转换效率(8.53%)、比较例7的光电转换效率(15.55%)仍不足。因此,使用玻璃粉与铅氧化物的组合的实施例1优于仅使用包含含磷化合物的玻璃粉(或使用含磷化合物的玻璃粉与有机磷化合物的组合)的比较例6、7。
此外,本发明人发现,虽然(含磷氧化物的)玻璃粉与有机磷化物的组合(比较例7)也具有能够相当地提升导电胶的烧穿效果,但因为有机磷化物具有亲水性、高极性与不易燃烧的特性,会有吸湿而产生较易聚集、易结块的现象,会使导电胶不稳定,故也不适用于本发明。
又,若参照比较例1与实施例7~8,则能够发现,由使用玻璃粉与二氧化铅(PbO2)及四氧化三铅(Pb3O4)等铅氧化物的组合,也具有提高光电转换效率的效果(从比较例1的4.42%提升到实施例7的15.55%及实施例8的15.50%)。由此可知,具有(含铅氧化物的)玻璃粉与铅氧化物的组合,能够达成本发明的效果。
再者,若参照实施例3及实施例9~14,本发明人发现,在固定PbO含量的情况下,由使用铝-硅合金粉来取代部分的铝粉,则能够获得更佳的效果。举例来说,光电转换效率从实施例3(仅含铝粉)的18.99%提升到实施例9~14(同时包含铝粉及铝-硅合金粉)的19.82%以上。因此,由使用特定比例的铝-硅合金粉(例如,铝-硅合金粉占前述导电胶的5~20重量%)来取代部分的铝粉,能够更进一步地获得本发明的效果。
再者,若比较实施例11与实施例12,则能够发现,若将铝-硅合金粉的量从15%增加为20%,则光电转换效率为从20.48%略下降至19.82%。因此,铝-硅合金粉优选为占前述导电胶的10~15重量%。又,优选为使用硅含量为12~20重量%且中位粒径(D50)为1~7μm的铝-硅合金粉(例如表3的铝-硅合金粉)。
又,若比较实施例10、13、14,则能够发现,当铝-硅合金粉的硅含量增加时,光电转换效率也会增加。举例来说,实施例10(硅含量12%)的光电转换效率为20.10%,实施例13、14(硅含量20%)的光电转换效率进一步上升到20.26%、20.20%。
又,实施例11(玻璃粉与氧化铅的合计量为3.8%,铅氧化物为1%,铝-硅合金粉的含量为15%)为最优选的实施例,其光电转换效率为20.48%。由此可知,本发明的导电胶的最优选含量范围为:(含铅氧化物的)玻璃粉与铅氧化物占导电胶的2.0~5.0重量%、铅氧化物占导电胶的1.0~2.0重量%、铝-硅合金粉占前述导电胶的10~15重量%、铝粉与铝-硅合金粉占导电胶的60~85重量%。
综上所述,由使用具有特定比例的玻璃粉与铅氧化物的本发明的导电胶,能够省去昂贵的激光打孔设备与厂房空间,且不需使用精密对位的印刷机,并能够提升太阳能电池的光电转换效率,以促进产业升级。
又,由使用具有特定比例的玻璃粉、铅氧化物与铝-硅合金粉的本发明导电胶,能够更进一步提升太阳能电池的光电转换效率。
本发明在上文中已以优选实施例揭露,但是本领域技术人员应理解的是,该实施例仅用于描绘本发明,而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是,凡是与该实施例等效的变化与置换,均应设为涵盖于本发明的范围内。因此,本发明的保护范围当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种导电胶,其特征在于,包含:
铝粉;
有机载体,其包括有机溶剂与树脂或纤维素;
玻璃粉;
铅氧化物;
其中,所述玻璃粉与所述铅氧化物占所述导电胶的1.0~6.0重量%,且所述铅氧化物占所述导电胶的0.5~3.0重量%。
2.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于,所述玻璃粉与所述铅氧化物占所述导电胶的2.0~5.0重量%,且所述铅氧化物占所述导电胶的1.0~2.0重量%。
3.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于,所述玻璃粉为包含含铅氧化物的玻璃粉。
4.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于,所述铅氧化物为氧化铅。
5.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于,所述有机溶剂为选自由松油醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、单异丁酸酯及二乙二醇丁醚所组成的群组中至少任一者,且所述有机溶剂占所述导电胶的10~25重量%。
6.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于,所述有机载体进一步包含:添加剂,其为选自由抗氧化剂、防腐剂、消泡剂、增稠剂、增粘剂、偶联剂、静电赋予剂、聚合抑制剂、触变剂、防沉降剂所组成的群组中至少任一者,且所述添加剂占所述导电胶的0.2~2重量%。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的导电胶,其特征在于,还包含:铝-硅合金粉,且所述铝-硅合金粉占所述导电胶的5~20重量%;并且,所述铝粉与所述铝-硅合金粉占所述导电胶的60~85重量%。
8.根据权利要求7所述的导电胶,其特征在于,所述铝-硅合金粉占所述导电胶的10~15重量%。
9.根据权利要求7所述的导电胶,其特征在于,所述铝-硅合金粉中的硅含量为12~20重量%,且中位粒径(D50)为1~7μm。
10.一种太阳能电池,其具有背面钝化层,其特征在于,包含如权利要求1~9中任一项所述的导电胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910055670.6A CN111454674A (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910055670.6A CN111454674A (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111454674A true CN111454674A (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=71677375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910055670.6A Pending CN111454674A (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111454674A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101364454A (zh) * | 2008-09-23 | 2009-02-11 | 陕西科技大学 | 基于铝绝缘层的厚膜电路电阻浆料及其制备方法 |
| EP2363864A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-09-07 | Giga Solar Materials Corporation | Conductive aluminum paste and the fabrication method thereof, the solar cell and the module thereof |
| CN102347094A (zh) * | 2011-07-18 | 2012-02-08 | 湖南威能新材料科技有限公司 | 一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆及其制造方法 |
| CN102496418A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-06-13 | 苏州柏特瑞新材料有限公司 | 一种晶硅太阳能电池背电场合金铝浆及其制备方法 |
| CN103000254A (zh) * | 2012-11-10 | 2013-03-27 | 江苏瑞德新能源科技有限公司 | 一种具有宽烧结工艺窗口的太阳能电池背铝浆料 |
| CN104733073A (zh) * | 2013-12-21 | 2015-06-24 | 株式会社则武 | 太阳能电池用导电性糊组合物及其制造方法 |
| CN105047250A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-11-11 | 长兴材料工业股份有限公司 | 铝膏组合物及使用该组合物之太阳能电池组件 |
| CN105489710A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-13 | 四川银河星源科技有限公司 | 一种全背电极太阳能电池的生产工艺 |
-
2019
- 2019-01-21 CN CN201910055670.6A patent/CN111454674A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101364454A (zh) * | 2008-09-23 | 2009-02-11 | 陕西科技大学 | 基于铝绝缘层的厚膜电路电阻浆料及其制备方法 |
| EP2363864A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-09-07 | Giga Solar Materials Corporation | Conductive aluminum paste and the fabrication method thereof, the solar cell and the module thereof |
| CN102347094A (zh) * | 2011-07-18 | 2012-02-08 | 湖南威能新材料科技有限公司 | 一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆及其制造方法 |
| CN102496418A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-06-13 | 苏州柏特瑞新材料有限公司 | 一种晶硅太阳能电池背电场合金铝浆及其制备方法 |
| CN103000254A (zh) * | 2012-11-10 | 2013-03-27 | 江苏瑞德新能源科技有限公司 | 一种具有宽烧结工艺窗口的太阳能电池背铝浆料 |
| CN104733073A (zh) * | 2013-12-21 | 2015-06-24 | 株式会社则武 | 太阳能电池用导电性糊组合物及其制造方法 |
| CN105047250A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-11-11 | 长兴材料工业股份有限公司 | 铝膏组合物及使用该组合物之太阳能电池组件 |
| CN105489710A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-13 | 四川银河星源科技有限公司 | 一种全背电极太阳能电池的生产工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108431964B (zh) | 用于太阳能电池正面电极的浆料组合物及利用该浆料组合物的太阳能电池 | |
| US7718093B2 (en) | Electroconductive thick film composition, electrode, and solar cell formed therefrom | |
| US10164128B2 (en) | Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same | |
| JP5542212B2 (ja) | 銀ペースト組成物及びそれを用いた太陽電池 | |
| TWI556457B (zh) | 銀膠組合物、使用彼形成之用於太陽能電池的前電極、以及利用彼之太陽能電池 | |
| KR101396444B1 (ko) | 태양전지의 전극의 제조방법 및 이를 이용한 태양전지 | |
| WO2013015285A1 (ja) | 素子および太陽電池 | |
| US20160005890A1 (en) | Composition for forming electrode of solar cell and electrode formed therefrom | |
| CN106683744A (zh) | 低温烧结太阳能电池背电极银浆 | |
| CN104756197B (zh) | 用于形成太阳能电池电极的组成物及由其制备的电极 | |
| TWI599058B (zh) | 形成電極的方法、由其製造的電極以及太陽能電池 | |
| CN105374887A (zh) | 太阳电池 | |
| WO2019056418A1 (zh) | 用于制备太阳能电池电极的玻璃粉料、包括其的糊剂组合物、太阳能电池电极和太阳能电池 | |
| CN107216041B (zh) | 用于制备太阳能电池电极的玻璃粉料、包括其的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池 | |
| US20200295206A1 (en) | Conductive paste and solar cell using the same | |
| CN103119660A (zh) | 用于形成硅太阳能电池的银背面阳极的方法 | |
| CN111454674A (zh) | 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池 | |
| TWI687941B (zh) | 導電膠及應用該導電膠之太陽能電池 | |
| CN103222011B (zh) | 银糊组合物及使用其的太阳能电池和太阳能电池前电极 | |
| WO2019041455A1 (zh) | 用于制备太阳能电池电极的玻璃粉料、包括其的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池 | |
| TW200947717A (en) | An electroconductive paste for solar cell | |
| US20200203538A1 (en) | Method for forming solar cell electrode and solar cell | |
| KR20130067693A (ko) | 전극형성용 은 페이스트 조성물, 이를 이용한 실리콘 태양전지 | |
| TW201428771A (zh) | 可提升拉力、轉換效率及開路電壓之太陽能電池用導電膠 | |
| US10570054B2 (en) | Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same |
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 | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200728 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |