TW201803943A

TW201803943A - 用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物

Info

Publication number: TW201803943A
Application number: TW106112917A
Authority: TW
Inventors: 李眞權; 李聖恩; 吳亨祿; 姜顯守; 林鍾賛; 朴俊偈; 李惠誠
Original assignee: 大州電子材料股份有限公司
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2018-02-01
Also published as: TWI657119B; KR20170119300A; WO2017183881A1; CN109168323A

Abstract

本發明提供一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物、以及一種利用該糊料組成物而形成之太陽能電池。

Description

用於太陽能電池之背面電極糊料組成物

本發明係關於一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物、以及一種利用該糊料組成物而形成之太陽能電池。

太陽能電池根據光伏打效應(其中藉由吸收自太陽所產生之光能來產生電子與電洞)而產生電流及電壓。太陽能電池包含半導體基板及射極層，在該半導體基板與該射極層中形成有P-N接面，且在射極上形成有與該射極電性導通之正面電極，而在與光入射表面相對之另一表面上形成有與基板電性導通之背面電極。

由於被吸收至太陽能電池之光具有各種波長，因此折射率會根據波長而變化，使得存在一波長範圍，在該波長範圍內，光會被有利地吸收。通常，波長較長之光會因折射率較小而不會被有利地吸收，而是透射穿過太陽能電池。因此，一藉由反射欲透射之光並使該光再次穿過太陽能電池而提高光吸收性的鈍化層被包括於其中。

鈍化射極及背面電極(passivated emitter and rear cell；PERC)型太陽能電池包括位於晶圓之背面處之鈍化層，且可提高入射於太陽能電池上之光之吸收率，並可防止因所產生電子與電洞再結合而發生之損失。此處，鈍化層通常係由氧化鋁層(Al₂O₃層)及氮化矽層(SiN_x層)構造而成，其中該氧化鋁層在太陽能電池之背面處產生固定之負電荷。該等負電荷促使自太陽能電池產生之電洞向背面電極移動，且因此，所產生電子與電洞之再結合量可被降低，以收集更多電子及電洞，藉此提高開路電壓(open circuit voltage；Voc)並提高太陽能電池之效率。

在鈍化射極及背面電極型太陽能電池中，鋁電極不能滲透鈍化層，且因此藉由穿過開口使用鋁糊料來形成局部背面場(back surface field；BSF)層。此處，由於鋁(Al)與矽(Si)間之擴散速度差異，會出現空隙，此會降低開路電壓(Voc)並使轉換效率變差。出現空隙係因矽之擴散速度通常高於鋁之擴散速度。因此，需要開發一種改變糊料中之組分之技術。

此外，當鋁糊料不與鈍化層反應時，會因與鋁電極之黏合力不良而產生細的鋁顆粒，且所產生之顆粒會在前表面部上引起污染，此會降低轉換效率。當製造出太陽能電池模組時，此亦會引起問題。另外，傳統鋁糊料具有弱的防水穩定性。

因此，有必要研究及開發一種具有優異之防水穩定性、同時能夠達成預定水準或更高水準之與電極之黏合力之鋁糊料。

本發明之一實施態樣旨在提供一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，該糊料組成物能夠具有優異之防水穩定性且改良與電極之黏合力，藉此達成高轉換效率及高開路電壓。

本發明之另一實施態樣旨在提供一種利用如上所述用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物而形成之太陽能電池。

在一概括方面中，一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物包括：(a)鋁導電粉末，(b)一玻璃料(glass frit)，含有SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、及B₂O₃，以及(c)一有機載劑(organic vehicle)。

在根據本發明一例示性實施態樣之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，該玻璃料可包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20重量%之ZnO、10重量%至60重量%之Bi₂O₃、及5重量%至20重量%之B₂O₃。

在另一概括方面中，一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物包括：(a)鋁導電粉末，(b')一玻璃料，含有SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、B₂O₃、PbO、及Al₂O₃，以及(c)一有機載劑。

在根據本發明例示性實施態樣之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，該玻璃料包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20 重量%之ZnO、10重量%至60重量%之Bi₂O₃、5重量%至20重量%之B₂O₃、5重量%至50重量%之PbO、及1重量%至20重量%之Al₂O₃。

在根據本發明一例示性實施態樣用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，該玻璃料可具有0.5微米至5.0微米之平均粒徑。

在根據本發明一例示性實施態樣用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，相對於該糊料組成物之總重量，該玻璃料可具有0.6重量%至20重量%之含量。

在根據本發明一例示性實施態樣用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，該鋁導電粉末可具有2微米至10微米之平均粒徑。

在根據本發明一例示性實施態樣用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，可藉由將有機黏結劑溶解於溶劑中來獲得有機載劑，該有機黏結劑包括選自由纖維素系樹脂、丙烯酸樹脂、及聚乙烯系樹脂組成之群組中之一或多者。

此外，在另一概括方面中，提供一種具有傳統型結構或鈍化射極及背面電極(PERC)型結構之太陽能電池，該太陽能電池係利用如上所述之糊料組成物而形成。

根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物在防水穩定性方面可係為優異的，且可改良與電極之黏合力，藉此達成高轉換效率及高開路電壓。

另外，本發明可利用如上所述之糊料組成物來提供一種能夠具有優異之穩定性及可靠性且達成高能量轉換效率之太陽能電池。

在下文中，將詳細闡述一種根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物、以及一種利用該糊料組成物而形成之太陽能電池。藉由以下例示性實施態樣將更加瞭解本發明，且該等例示性實施態樣係以舉例方式給出而並非旨在限制由本發明隨附申請專利範圍所界定之保護範圍。此處，除非對本文所使用之技術術語及科學術語另有定義，否則該等術語具有熟習本發明所屬技術領域者通常所理解之含義。

本發明適用於一種具有傳統型結構或鈍化射極及背面電極(PERC)型結構之太陽能電池。其中，下文將例示之太陽能電池係為鈍化射極及背面電極型太陽能電池，但本發明並不限於鈍化射極及背面電極型太陽能電池。

鈍化射極及背面電極型太陽能電池在背面處具有鈍化物，俾使較長波長區中之光吸收率可得以提高，且電子與電洞之再結合可得以減少以提高短路電流(Isc)及開路電壓(Voc)，藉此改良太陽能電池之效率。然而，由於存在鈍化物，因而需要形成局部背面場層。然而，當應用鋁糊料時，由於鋁與矽間之擴散速度差異而會出現空隙。另外，此會降低與電極之黏合力，從而降低轉換效率，且亦難以確保模組之可靠性。

因此，本發明人想出一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，並完成了本發明，該糊料組成物包括特定組分之組合，藉此抑制上述空隙出現，以使太陽能電池之效率最大化，同時改良鋁糊料易受防水穩定性影響之傳統物理性質。

在本發明中，用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物適合應用於傳統型太陽能電池、以及包括鈍化層之鈍化射極及背面電極(PERC)型太陽能電池，且並不限於包括矽半導體裝置(通常被稱為太陽能電池)之各種操作。另外，根據本發明之糊料組成物可有效地形成在矽與鋁介面之間具有優異反應性之局部背面場(BSF)層，且可防止因鈍化層而發生之污染。

根據本發明第一態樣之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物可包括：(a)鋁導電粉末，(b)一含有SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、及B₂O₃之玻璃料，以及(c)一有機載劑。

該玻璃料不含鉛，且該玻璃料之組分其中之每一者在防水穩定性及與電極之黏合力方面充當主要因素，並且此等組分可結合糊料組成物中之其他組分來達成協同功效。

在根據本發明第一態樣之玻璃料中，可將該玻璃料之各組分之含量控制於會達成本發明目標之範圍內。較佳地，該玻璃料可包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20重量%之ZnO、10重量%至60重量%之Bi₂O₃、及5重量%至20重量%之B₂O₃。此處，可藉由更包括一或多種其他氧化物來補充各組分之總重量之不足含量。作為具體實例，可包括選自P₂O₅、Na₂O、K₂O、及Sb₂O₃中之任一或多者。在玻璃料中，選自P₂O₅、Na₂O、及K₂O中之任一種組分可具有0.1重量%至3重量%、較佳0.5重量%至2重量%之含量。另外，在玻璃料中，Sb₂O₃可具有5重量%至20重量%、較佳10重量%至16重量%之含量。當滿足上述範圍時，可達成優異之防水穩定性及與電極之黏合力，且鑒於太陽能電池之效能改良，此係為更佳的。

除以上所述之本發明第一態樣以外，根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物可更包括PbO及Al₂O₃中之任一種組分來作為玻璃料組分。在此種情形中，太陽能電池之效能可能稍微變差，但鑒於確保防水穩定性及改良與電極之黏合力，此係為較佳的。

此外，本發明提供一種根據本發明第二態樣之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，該糊料組成物能夠在不使太陽能電池效能變差之情況下達成防水穩定性及與電極之黏合力之改良。

根據本發明第二態樣用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物可包括：(a)鋁導電粉末，(b')一含有SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、B₂O₃、PbO、及Al₂O₃之玻璃料，以及(c)一有機載劑。

該玻璃料含有鉛，且可根據玻璃料之各組分之組合以及與糊料組成物中其他成分之組合而改良防水穩定性及與電極之黏合力，此外，更佳地，可保全品質穩定性及可靠性，藉此增強耐久性。

在根據本發明第二態樣之玻璃料中，可將該玻璃料之各組分之含量控制於會達成本發明目標之範圍內。較佳地，該玻璃料可包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20重量%之ZnO、10重量%至35重量%之Bi₂O₃、5重量%至20重量%之B₂O₃、5重量%至50重量%之PbO、及1重量%至20重量%之Al₂O₃。此處，當玻璃料組分滿足上述範圍時，會更有效地改良太陽能電池效能，且可藉由加強與電極之黏合力而更改良耐久性。

在根據本發明之糊料組成物之第二態樣中，更佳地，使糊料組成物包括PbO與Al₂O₃之組合，因為此可在轉換效率或開路電壓特性方面確保優異之太陽能電池效能，且可與其中糊料組成物包括PbO及Al₂O₃其中之任一種組分之情形相較改良例如與電極之黏合力等物理性質。

此處，可將玻璃料中PbO及Al₂O₃之各自含量控制於會達成本發明目標之範圍內。較佳地，鑒於耐久性、與電極之黏合力、或抗氣泡出現性，使PbO之含量處於5重量%至50重量%之範圍，且使Al₂O₃之含量處於1重量%至20重量%之範圍。

如上所述，可根據玻璃料之各組分之組合而將根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物實施成各種態樣。

在根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物中，作為具體實例，玻璃料可由SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、B₂O₃、P₂O₅、Na₂O、K₂O、及Sb₂O₃構成，且作為另一具體實例，玻璃料可由SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、B₂O₃、PbO、Al₂O₃、Na₂O、SrO、K₂O、及Sb₂O₃構成。

此處，玻璃料可較佳包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20重量%之ZnO、10重量%至60重量%之Bi₂O₃、5重量%至20重量%之B₂O₃、0重量%至50重量%之PbO、及0重量%至20重量%之Al₂O₃。當滿足上述範圍時，糊料之黏度會得以適當地維持，且具體而言，鋁與矽間之擴散速度差異被顯著降低，因此可防止在介面處形成空隙且可改良與電極之黏合力，藉此具有優異之轉換效率及開路電壓且藉由組合其他組分而使太陽能電池之效率最大化。

具體而言，相對於玻璃料之總重量，SiO₂可具有5重量%至30重量%、更佳7重量%至21重量%之含量。另外，相對於玻璃料之總重量，ZnO可具有1重量%至20重量%、更佳5重量%至16重量%之含量。

另外，相對於玻璃料之總重量，Bi₂O₃可具有10重量%至60重量%、更佳12重量%至45重量%之含量。另外，當在玻璃料中包括鉛且將Bi₂O₃與PbO和Al₂O₃之組合一起使用時，更佳地，鑒於太陽能電池效能，使 Bi₂O₃具有10重量%至35重量%、較佳15重量%至30重量%之含量。舉例而言，當在玻璃料中將Bi₂O₃與PbO一起使用時，在Bi₂O₃之含量大於35重量%時，轉換效率及開路電壓會變差。

另外，相對於玻璃料之總重量，B₂O₃可具有5重量%至20重量%、更佳10重量%至15重量%之含量。

該玻璃料可更包括選自由PbO及Al₂O₃組成之群組中之任一或多者。此處，相對於玻璃料之總重量，PbO可具有5重量%至50重量%、更佳17重量%至43重量%之含量。另外，相對於玻璃料之總重量，Al₂O₃可具有1重量%至20重量%、更佳4重量%至8重量%之含量。

當玻璃料中之各組分滿足各自之含量範圍時，會根據與玻璃料中其他組分之組合且根據與糊料組成物中之鋁導電粉末及有機載劑之組合而更佳地達成本發明之所期望功效。

當玻璃料之各組分其中之任一或多者在以上範圍之外時，難以根據各組分之組合來預期協同功效，且太陽能電池效能可變差，或者與電極之黏合力可弱化，並且防水穩定性可降低。

在本發明中，導電粉末(a)包括鋁來作為主要金屬組分。作為鋁導電粉末，可使用單一顆粒，或者可將具有不同特性之顆粒混合以供使用。另外，鋁導電粉末可具有核殼(core-shell)結構。

鋁導電粉末較佳具有球體形狀，且可具有片類型、板類型、非晶類型、或上述之組合，此視所需之機械性質而定。

鋁導電粉末可具有0.5微米至10微米、較佳1微米至9微米之平均粒徑。更佳地，鋁導電粉末可具有1微米至7微米之平均粒徑。當滿足上述範圍時，可確保可分散性及緊密性，且有利於將太陽能電池之電效能最佳化。另外，較佳地，混合並使用具有不同平均粒徑之導電粉末。

另外，導電粉末可具有0.2平方公尺/公克至3.0平方公尺/公克、較佳0.4平方公尺/公克至2.0平方公尺/公克之BET值。當滿足上述範圍時，有利於改良太陽能電池之電性質。

導電粉末可包括除鋁以外之導電金屬，且該導電金屬並不受明顯限制。作為實例，可包括適當含量的除鋁以外之金屬(例如，銀、銅、鎳、鈀、鉑、鉻、鈷、錫、鋅、鐵、銥、銠、鎢、鉬、或鎂)、或者適當含量的該金屬之合金。

相對於糊料組成物之總重量，鋁導電粉末可具有60重量%至95重量%、較佳65重量%至85重量%之含量。當滿足上述含量時，可抑制相分離，且可印刷性由於良好黏度而係為優異的。

在本發明中，玻璃料包括在第一態樣、第二態樣、第三態樣、及第四態樣中所例示之具體組分，並與有機載劑形成糊料，且具體而言，在被應用於鈍化射極及背面電極型太陽能電池時，可改良背面處與鈍化層之反應性並改良與電極之黏合力，藉此使太陽能電池之效率最大化且確保防水穩定性。

在本發明中，在根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物之總含量中，玻璃料可較佳具有0.1重量%至5.0重量%、且更佳0.5重量%至2.0重量%之含量範圍。當滿足該含量範圍時，介面處之反應性可係為良好的，與電極之黏合力可係為優異的，此可降低接觸電阻，且太陽能電池之效率可得以最大化。

該玻璃料可具有300℃至600℃、較佳300℃至500℃之玻璃轉移溫度(Tg)。另外，本發明之玻璃料(b)可具有350℃至750℃、較佳400℃至650℃之軟化點(Ts)。當滿足玻璃轉移溫度及軟化點之上述範圍時，會有利於達成所期望之物理性質。

此外，玻璃料可較佳具有0.5微米至5.0微米且較佳1.0微米至3.0微米之平均粒徑。使玻璃料之平均粒徑滿足上述範圍係為較佳的，乃因此可防止在形成電極時出現針孔缺陷(pinhole defect)。

舉例而言，藉由使各組分在大氣壓力下熔化於一起並執行冷卻製程以具有整體玻璃性質來製作玻璃料。藉由熔化製程，玻璃料之相應組分會由於分子間之鍵斷裂而失去作為金屬氧化物之性質，且呈熔融狀態之相應組分會均質地混合並冷卻成玻璃狀。此處，熔化製程之溫度及時間不受明顯限制，但較佳地，可在800℃至1500℃之熔化溫度下執行熔化製程達10分鐘至1小時。

在本發明中，有機載劑(c)藉由對用於背面電極之糊料之各無機組分進行物理混合而在組成物中賦予黏度及流變性質，以改良可印刷性。

作為有機載劑，可使用通常對太陽能電池之電極糊料所使用之有機載劑。作為實例，有機載劑可係為聚合物與溶劑之混合物。較佳地，該有機載劑可係藉由以下方式而獲得：將選自纖維素系樹脂(例如乙基纖維素、甲基纖維素、硝化纖維素、纖維素酯等)、丙烯酸樹脂(例如松脂或醇之聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯等)及聚乙烯系樹脂(例如聚乙烯醇、聚乙烯丁醛等)中之至少一種樹脂添加至選自以下中之至少一種溶劑：三甲基戊二醇二異丁酸酯(trimethyl pentanyl diisobutylate；TXIB)、二元酯、丁基卡必醇(butyl carbitol；BC)、丁基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇、丁基溶纖劑、丁基溶纖劑乙酸酯、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、丙二醇單甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、松油醇、丙二醇單甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、甲基乙基酮、γ-丁內酯、乳酸乙酯、及泰克薩諾(Texanol)。更佳地，使用由丁基卡必醇乙酸酯、泰克薩諾、及松油醇混合而成之溶劑。

相對於糊料組成物之總重量，有機載劑可具有10重量%至40重量%、較佳15重量%至30重量%之含量。當有機載劑滿足上述範圍時，可輕易地使導電粉末分散，且可防止在焙燒之後因殘餘碳使電阻增大而使太陽能電池之轉換效率變差。

除上述組分以外，根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物可更包括一般添加劑，以改良流動性質、製程性質、及穩定性。添加劑之實例可包括分散劑、增稠劑、觸變劑、調平劑、塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外線穩定劑、抗氧化劑、偶合劑等，但添加劑並非僅限於此等。

分散劑之實例可包括SOLSPERSE(路博潤(LUBRISOL)公司)、DISPERBYK-180、110、996及997(BYK公司)等，但分散劑並非僅限於此等。增稠劑之實例可包括BYK-410、411、420(BYK公司)等，但增稠劑並非僅限於此等。觸變劑之實例可包括THIXATROL MAX(海名斯(ELEMENTIS)公司)、ANTI-TERRA-203、204、205(BYK公司)等，但觸變劑並非僅限於此等。調平劑之實例可包括BYK-3932P、BYK-378、BYK-306、BYK-3440(BYK公司)等，但調平劑並非僅限於此等。相對於用於背面電極之糊料組成物之總100重量%，有機添加劑可具有約1重量%至 20重量%之含量。

此外，本發明提供一種藉由包括如上所述用於背面電極之糊料組成物而形成之具有傳統型結構或鈍化射極及背面電極(PERC)型結構之太陽能電池。

其中，根據本發明之一例示性實施態樣，該鈍化射極及背面電極型太陽能電池包括：一第一導電型基板；一第二導電型射極層，形成於該基板上；一抗反射塗層，形成於該射極層上；一正面電極，滲透該抗反射塗層以被連接至該射極層；一鈍化層及一背面電極，位於該基板之背面上。

該第一導電型基板係選自P型及N型，且該第二導電型射極層被選擇為具有與該基板之導電型相反之導電型。為形成P+層，將III族元素作為摻雜劑來進行摻雜，且為形成N+層，將V族元素作為摻雜劑來進行摻雜。舉例而言，為形成P+層，可用B、Ga及In進行摻雜，且為形成N+層，可用P、As及Sb進行摻雜。在基板與射極層間之介面處形成P-N接面，此處係為在接收到日光時會根據光伏打效應而產生電流之一部分。由光伏打效應產生之電子及電洞可分別被吸引至P層及N層並移動至複數個電極，且隨後，藉由向該等電極施加負載便可產生電，該等電極分別連接至基板之下部部分及射極層之上部部分。

該抗反射塗層降低入射於太陽能電池之正面上之日光之反射率。當日光之反射率被降低時，到達P-N接面之光量便增加，俾使太陽能電池之短路電流得以增大且太陽能電池之轉換效率得以改良。作為實例，該抗反射塗層可具有選自氮化矽膜、包括氫之氮化矽膜、氧化矽膜、及氮氧化矽膜之任一單一層，或其中組合有前述其中之二或更多者之多層結構，但本發明並非僅限於此等。

該正面電極係藉由使用用於正面電極之糊料進行網版印刷且隨後進行熱處理而形成。藉由衝穿現象(punch through phenomenon)，正面電極滲透抗反射塗層且與射極層接觸。

該鈍化層係形成於基板之背面上，並可由氧化鋁(Al₂O₃)製成，且可由氧化矽(SiO₂)或氮化矽(SiN)製成。該鈍化層可具有1奈米至50奈米之厚度。該鈍化層可係藉由原子層沈積(atomic layer deposition；ALD)或電漿增強化學氣相沈積(plasma enhanced chemical vapor deposition；PECVD)而沈積。

該背面電極可係藉由以網版印刷在鈍化層之背面上進行施塗而形成。該背面電極係利用根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物而形成。該背面電極係藉由先施塗糊料組成物、隨後藉由熱處理製程進行乾燥及焙燒而形成。該背面電極收集電洞(其係為自基板移動出之電荷)，且將電洞輸出至一外部裝置。

在下文中，雖然為進行例示而揭露了根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物之實施例，但本發明並非僅限於以下實施例。

(實施例1至實施例6及比較例1至比較例6)

將玻璃料之各組分根據表1所示組成放入一反應器中並進行混合，且在1100℃下熔化達30分鐘，並藉由用純水(H₂O)進行淬火而快速地冷卻。藉由一球磨機(ball-mill)將被快速冷卻之玻璃熔體研成粉末，藉此製備出平均粒徑為2微米之玻璃料。

使用所製備之玻璃料來製備根據本發明用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物。

使用鋁粉作為導電粉末。該鋁粉具有5.0微米之平均粒徑且以74.0重量%之含量使用。另外，以1.0重量%之含量使用所製備玻璃料，且使用含量為2.0重量%之乙基纖維素樹脂(阿奎綸公司(AQUALON)之ECN-50)作為黏結劑。作為溶劑，使用10.0重量%之丁基卡必醇乙酸酯、5.5重量%之泰克薩諾、5.5重量%之松油醇。添加1.0重量%之觸變調節劑(海名斯公司之THIXATROL MAX)及1.0重量%之添加劑(油酸)作為添加劑。

(實施例7)

以與實施例1中相同之方式來執行實施例7，惟將玻璃料之含量改變成0.5重量%且將松油醇之含量改變成6.0重量%。

(實施例8)

以與實施例7中相同之方式來執行實施例8，惟將玻璃料之含量改變成1.5重量%且將松油醇之含量改變成5.0重量%。

(實施例9)

以與實施例7中相同之方式來執行實施例9，惟將玻璃料之含量改變成2.0重量%且將松油醇之含量改變成4.5重量%。

(實施例10)

以與實施例7中相同之方式來執行實施例10，只不過將玻璃料之含量改變成2.5重量%且將松油醇之含量改變成4.0重量%。

(太陽能電池之製造)

藉由以下方式形成片電阻為80歐姆/平方之射極層：使用 156毫米晶態矽晶圓在管式爐(850℃)中利用POCl₃藉由擴散製程進行磷(P)摻雜。利用前驅物SiH₄及NH₃、藉由電漿增強化學氣相沈積(PECVD)在射極層上沈積厚度為70奈米之氮化矽膜，藉此形成抗反射塗層。在該抗反射塗層之上表面上施塗DPS-1900V7糊料(大宇(DAEJOO)公司)並進行乾燥。隨後，將1.3公克先前所製備之用於背面電極之糊料組成物施塗至矽基板之背面上，並在250℃下進行乾燥達2分鐘。此處，施塗正面電極及背面電極之步驟係藉由網版印刷(利用亞系(ASYS)公司所製造之印刷機)以預定圖案而執行。

在網版印刷中，使用具有450毫米×450毫米框架之不銹鋼絲250網紗。在網版印刷之後乾燥之膜具有23微米之厚度，其中乾燥溫度係為250℃。以進出方式(IN-OUT manner)在帶型焙燒爐中於大約780℃之最高溫度下對所獲得之太陽能電池矽基板進行共燒達約1分鐘，藉此製造出所期望之太陽能電池。

利用由奧利爾(ORIEL)公司所製造之太陽模擬器(SOL3A)來測試所製造太陽能電池之電性質(I-V性質)。對於每一糊料製造10個薄片樣本，且在下表2中以10個薄片樣本之每一平均值顯示了所製造太陽能電池之性質。

(評估)

(1)太陽能電池之效率(轉換效率及開路電壓)

在相應所製造電極中，利用用於太陽能電池效率之量測設備(巴斯那(PASNA)公司，CT-801)來量測太陽能電池之轉換效率(Eff，%)及開路電壓(Voc，V)。此處，轉換效率及開路電壓之各自量測值係藉由如下方式以相對性比較方式而計算出：確定根據比較例1之結果值來作為參考值(即，100)，並以該等參考值來對所量測值進行轉換。

(2)與電極之黏合力

將膠帶(Tape，3M公司，810-ROK)切割成約5公分之大小並完全黏附於經焙燒太陽能電池之鋁電極表面上，並且以180度之角度來快速移除所黏附膠帶。在表1中，將其中電極未黏附於膠帶上之情形標記為○，將其中電極稍微地黏附於膠帶上之情形標記為△(20%或小於20%)，且將其中電極之大於20%被黏附之情形標記為×。

(3)氣泡出現時之時間

將經焙燒太陽能電池在75±5℃下浸沒於去離子水中，以確認並記錄在鋁電極之表面上出現氣泡之開始時間。將在15分鐘後出現氣泡之情形標記為◎。當氣泡開始快速出現時，防水穩定性低，且太陽能電池模組之可靠性變差。

如表1中所示，可確認根據本發明與包括無鉛玻璃料之糊料組成物對應之實施例1至實施例3具有高達102.22%之轉換效率及100.89%之開路電壓，藉此使太陽能電池具有優異之效率且滿足與電極之黏合力以及氣泡出現時之時間。另外，可確認根據本發明與包括含有PbO及Al₂O₃之玻璃料之糊料組成物對應之實施例4至實施例6在太陽能電池效率、與電極之黏合力及預防氣泡出現方面具有功效。相反，比較例1至比較例5在玻璃料之組成上與本發明具有差異，且因此，具有如下問題：轉換效率及開路電壓明顯降低，與電極之黏合力弱化，且出現氣泡等。

此外，根據本發明的其中改變了糊料中玻璃料之含量之實施例7至實施例9展現出優異之轉換效率及開路電壓以及良好之與電極之黏合力及抗氣泡出現性。實施例10具有高含量之玻璃料，且因此，轉換效率及開路電壓效能略有降低。

在上文中，雖然藉由具體例示性實施態樣闡述了本發明，但提供此等例示性實施態樣僅係為了幫助完全理解本發明。因此，本發明並非僅限於該等例示性實施態樣。熟習本發明所屬技術者根據本說明可作出各種潤飾及改變。

因此，本發明之精神不應僅限於上述例示性實施態樣，而是以下欲闡述之申請專利範圍以及等同於或等效於申請專利範圍修改之所有內容皆旨在歸屬於本發明之範圍及精神內。

Claims

一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，包含：(a)鋁導電粉末，(b)一玻璃料(glass frit)，含有SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、及B₂O₃，以及(c)一有機載劑(organic vehicle)。
如請求項1所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中該玻璃料(b)包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20重量%之ZnO、10重量%至60重量%之Bi₂O₃、及5重量%至20重量%之B₂O₃。
一種用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，包含：(a)鋁導電粉末，(b')一玻璃料，含有SiO₂、ZnO、Bi₂O₃、B₂O₃、PbO、及Al₂O₃，以及(c)一有機載劑。
如請求項3所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中該玻璃料(b')包括5重量%至30重量%之SiO₂、1重量%至20重量%之ZnO、10重量%至60重量%之Bi₂O₃、5重量%至20重量%之B₂O₃、5重量%至50重量%之PbO、及1重量%至20重量%之Al₂O₃。
如請求項1所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中該玻璃料具有0.5微米至5.0微米之平均粒徑。
如請求項3所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中該玻璃料具有0.5微米至5.0微米之平均粒徑。
如請求項1所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中相對於該糊料組成物之總重量，該玻璃料具有0.1重量%至5.0重量%之含量。
如請求項3所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中相對於該糊料組成物之總重量，該玻璃料具有0.1重量%至5.0重量%之含量。
如請求項1所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中該鋁導電粉末具有0.5微米至10微米之平均粒徑。
如請求項1所述之用於太陽能電池之背面電極之糊料組成物，其中該鋁導電粉末具有0.5微米至10微米之平均粒徑。
一種具有傳統型結構或鈍化射極及背面電極(passivated emitter and rear cell；PERC)型結構之太陽能電池，其係利用如請求項1至10中任一項所述之糊料組成物而形成。