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TWI577742B - 用於導電性漿料之有機載體 - Google Patents

用於導電性漿料之有機載體 Download PDF

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TWI577742B
TWI577742B TW104116306A TW104116306A TWI577742B TW I577742 B TWI577742 B TW I577742B TW 104116306 A TW104116306 A TW 104116306A TW 104116306 A TW104116306 A TW 104116306A TW I577742 B TWI577742 B TW I577742B
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利欣 宋
通裕 孫
赤龍 陳
毅 張
賓依特 杜
大衛Ｃ 卡普
毅 楊
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賀利氏貴金屬北美康舍霍肯有限責任公司
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Description

用於導電性漿料之有機載體
本發明係關於用於導電性漿料調配物之有機載體。在一個態樣中，有機載體包括天然精油，其提高導電性漿料之可印刷性及印刷線均勻性。本發明亦係關於由導電性漿料產生之太陽能電池及形成太陽能電池之方法。
太陽能電池為使用光伏打效應將光能轉化成電的裝置。太陽能為有吸引力之綠色能源，因為其可持續且僅產生無污染副產物。在操作中，當光射中太陽能電池時，一部分入射光由表面反射且其餘部分透射入太陽能電池中。透射光之光子經太陽能電池吸收，該太陽能電池通常由諸如矽之半導體材料製成。來自所吸收光子之能量自半導體材料之原子激發其電子，產生電子-電洞對。此等電子-電洞對接著由p-n接面分隔開且由塗覆於太陽能電池表面上之導電電極收集。以此方式，電可在互連太陽能電池之間傳導。
太陽能電池通常具有塗覆於其前後表面之導電性組合物，其在燒製時形成電極。儘管可使用任何已知塗覆方法，但此等漿料常常經由網版印刷塗覆於基板。典型導電性組合物含有金屬粒子、無機組分及有機載體。有機載體組合物可對漿料之可印刷性以及印刷線之特性有影響，其均影響太陽能電池之效能。特定言之，較窄印刷線覆蓋較小矽表面，藉此阻擋較少日光，且較高線為電流提供較大路徑。網版 印刷較佳之漿料減少篩網阻塞之出現，篩網阻塞可產生非所要線斷裂及矽表面上之較低漿料沈積區域。
習知地，導電性漿料組合物已用多種樹脂及搖變劑調配以控制印刷線尺寸。此等材料對控制線寬(藉由將漿料穿過晶圓表面之分散減至最少)有效，但亦傾向於藉由限制漿料通過篩網中之開口的流動而抑制漿料之可印刷性。因此，需要改良印刷線尺寸而不損害漿料之可印刷性的導電性組合物。
本發明之有機載體提供具有改良之線尺寸及可印刷性之導電性漿料。
在一個態樣中，本發明提供用於導電性漿料組合物之有機載體，以100%總重量之有機載體計，其包含至少約0.5wt%且不超過約45wt%之至少一種天然精油、至少約0.5wt%且不超過約10wt%之至少一種樹脂、有機溶劑及搖變劑。
本發明亦提供包含導電金屬粒子、玻璃粉及本發明有機載體之導電性漿料。
本發明進一步提供包含導電金屬粒子，玻璃粉，包含至少約0.5wt%且不超過約10wt%之至少一種樹脂(以100%總重量之有機載體計)、有機溶劑及搖變劑之有機載體，及至少約0.01wt%且不超過約10wt%之至少一種天然精油的導電性漿料，其中該油與上述組分一起或在已組合上述組分之後添加至漿料。
本發明之另一態樣為形成太陽能電池之方法，其包含將本發明之導電性漿料塗覆於矽晶圓表面及使導電性漿料經受一或多個熱處理步驟。
本發明亦提供根據本發明方法形成之太陽能電池。
本發明之有機載體可在多種應用(包括(但不限於)導電性漿料組合物)中用作組分。此類組合物可用於形成例如太陽能電池。
有機載體
本發明之有機載體提供介質，導電金屬粒子及玻璃粉藉由該介質塗覆於矽表面以形成太陽能電池電極。較佳有機載體為由一或多種溶劑(較佳有機溶劑)形成之溶液、乳液或分散液，該等溶劑確保漿料之組分以溶解、乳化或分散形式存在。提供導電性組合物之組分之最佳穩定性且為漿料提供適合之可印刷性的有機載體較佳。
在一個實施例中，有機載體包含有機溶劑、樹脂(例如聚合物)、界面活性劑及搖變劑中之至少一者或其任何組合。在一較佳實施例中，有機載體包含有機溶劑、樹脂、界面活性劑、搖變劑及至少一種天然精油。不受任何特定理論束縛，咸信天然精油藉由控制篩網乳液上之漿料潤濕行為而使較窄、較高線形成，產生超過已由樹脂及/或搖變劑單獨達成之程度的較佳線均勻性，而不對漿料可印刷性具有不利影響。
在一個實施例中，以導電性組合物之100%總重量計，有機載體以至少約0.1wt%、較佳至少約1wt%且最佳至少約5wt%之量存在於導電性組合物中。同時，以組合物之100%總重量計，有機載體較佳不超過約20wt%，較佳不超過約15wt%。
在一較佳實施例中，有機載體包括至少一種天然精油。天然精油可為例如橄欖油、向日葵油、玉米油、芥子油、芝麻油、杏仁油、花生油、菜籽油、椰子油、植物油及熟習此項技術者已知之任何其他類似天然精油。在一個實施例中，以100%總重量之有機載體計，有機載體包含至少約0.5wt%、較佳至少約5wt%之天然精油。同時，有 機載體包含不超過約45wt%且較佳不超過約35wt%之天然精油。
在一最佳實施例中，天然精油包括萜類化合物。適合萜類化合物包括例如薰衣草油、穗薰衣草油(spike oil)、薰衣草花油(lavandin oil)、大薰衣草油(lavender grosso oil)、沈香醇、乙酸沈香酯、香草醇、異丁香酚、菌綠烯醇、亞麻油酸、丁香酚、香茅醇、萜品醇及其異構體、蒎烯(pinene)及其異構體及其任何組合。
在另一實施例中，天然精油分別自有機載體或任何其他漿料組分併入導電性漿料中。天然精油可與其他漿料組分，亦即導電金屬粒子、玻璃粉及有機載體一起添加，或天然精油可在已組合漿料組分後添加至漿料組合物。在此實施例中，天然精油為添加劑而非有機載體組分。
如上文所闡述，有機載體亦可包括至少一種樹脂。較佳樹脂為有助於形成具有有利可印刷性及黏度之導電性組合物的彼等樹脂。此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的所有樹脂均可用作有機載體中之樹脂。較佳樹脂包括(但不限於)聚合樹脂、單體樹脂及為聚合物與單體之組合的樹脂。聚合樹脂亦可為在單個分子中含有至少兩個不同單體單元之共聚物。較佳聚合樹脂為聚合物主鏈中攜帶官能基之彼等樹脂、主鏈外攜帶官能基之彼等樹脂及主鏈內與主鏈外均攜帶官能基之彼等樹脂。主鏈中攜帶官能基之較佳聚合物包括例如聚酯、經取代之聚酯、聚碳酸酯、經取代之聚碳酸酯、主鏈中攜帶環基之聚合物、聚糖、經取代之聚糖、聚胺甲酸酯、經取代之聚胺甲酸酯、聚醯胺、經取代之聚醯胺、酚系樹脂、經取代之酚系樹脂、前述聚合物中一或多者之單體之共聚物(視情況具有其他共聚單體)或其至少兩者之組合。根據一個實施例，樹脂可為聚乙烯醇縮丁醛或聚乙烯。主鏈中攜帶環基之較佳聚合物包括例如聚乙烯基丁基化物(PVB)及其衍生物，及聚萜品醇及其衍生物，或其混合物。較佳聚糖包括例如纖維素 及其烷基衍生物，較佳為甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、丙基纖維素、羥丙基纖維素、丁基纖維素及其衍生物及其至少兩者之混合物。其他較佳聚合物包括例如纖維素酯樹脂，例如乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素及其任何組合。主聚合物鏈外攜帶官能基之較佳聚合物包括攜帶醯胺基之彼等聚合物、攜帶酸及/或酯基之彼等聚合物(常稱為丙烯酸樹脂)或攜帶前述官能基之組合之聚合物或其組合。主鏈外攜帶醯胺之較佳聚合物包括例如聚乙烯吡咯啶酮(PVP)及其衍生物。主鏈外攜帶酸及/或酯基之較佳聚合物包括例如聚丙烯酸及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯(PMA)及其衍生物或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其衍生物或其混合物。較佳單體樹脂為基於乙二醇之單體、萜品醇樹脂或松香衍生物或其混合物。基於乙二醇之較佳單體樹脂為具有醚基、酯基之彼等樹脂或具有醚基及酯基之彼等樹脂，較佳醚基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及高碳烷基醚；較佳酯基為乙酸酯及其烷基衍生物，較佳乙二醇單丁醚單乙酸酯或其混合物。烷基纖維素，較佳乙基纖維素、其衍生物及其與來自前述樹脂清單或另外者之其他樹脂的混合物為最佳樹脂。
以100%總重量之有機載體計，樹脂可以至少約0.5wt%、較佳至少約1wt%且最佳至少約3wt%之量存在。同時，以100%總重量之有機載體計，樹脂可以不超過約10wt%且較佳不超過約8wt%之量存在。相較於習知漿料，3wt%以上之樹脂含量相當高，但咸信天然精油之存在抵消高樹脂含量對漿料可印刷性之影響。
較佳溶劑為在燒製期間在顯著程度上自漿料移除之組分。較佳地，其燒製後存在之絕對重量相較於燒製前降低至少約80%，較佳相較於燒製前降低至少約95%。較佳溶劑為有助於有利黏度及可印刷性特徵之彼等溶劑。此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的所有溶劑均可用作有機載體中之溶劑。較佳溶劑為在標準環境溫度及壓 力(SATP)(298.15K，25℃，77℉)，100kPa(14.504psi，0.986atm)下以液體形式存在之彼等溶劑，較佳沸點高於約90℃且熔點高於約-20℃之彼等溶劑。較佳溶劑為極性或非極性，質子或非質子，芳族或非芳族的。較佳溶劑包括例如單醇、二醇、聚醇、單酯、二酯、聚酯、單醚、二醚、聚醚、包含此等類別之官能基中之至少一或多者之溶劑(視情況包含其他類別之官能基，較佳環基、芳族基、不飽和鍵、一或多個O原子經雜原子置換之醇基、一或多個O原子經雜原子置換之醚基、一或多個O原子經雜原子置換之酯基)及前述溶劑中之兩者或兩者以上之混合物。在此上下文中較佳酯包括例如己二酸之二烷基酯，較佳烷基組分為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及高碳烷基或兩種不同此類烷基之組合，較佳為己二酸二甲酯及兩種或兩種以上己二酸酯之混合物。在此上下文中較佳醚包括例如二醚，較佳乙二醇之二烷基醚，較佳烷基組分為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及高碳烷基或兩種不同此類烷基之組合，及兩種二醚之混合物。在此上下文中較佳醇包括例如一級、二級及三級醇，較佳三級醇，較佳為萜品醇及其衍生物，或兩種或兩種以上醇之混合物。組合一種以上不同官能基之較佳溶劑為2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(常稱為十二酯醇(texanol))及其衍生物；2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇(常稱為卡必醇(carbitol))；其烷基衍生物，較佳甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基卡必醇，較佳己基卡必醇或丁基卡必醇；及其乙酸酯衍生物，較佳丁基卡必醇乙酸酯；或前述中之至少兩者之混合物。在一較佳實施例中，溶劑包括二醇醚(例如Dowanol® DB、Dowanol® EB、二乙二醇二甲醚及丁基二乙二醇二甲醚)、十二醇酯、酯醇中之至少一者或其任何組合。
以100%總重量之有機載體計，有機溶劑可以至少約50wt%，且更佳至少約60wt%，且更佳至少約70wt%之量存在。同時，以100% 總重量之有機載體計，有機溶劑可以不超過約95wt%，且更佳不超過約90wt%之量存在。
有機載體亦可包含一或多種界面活性劑、搖變劑及/或添加劑。較佳界面活性劑為有助於形成具有有利可印刷性及黏度特徵之導電性組合物的彼等界面活性劑。此項技術中已知且被認為適用於本發明之上下文的所有界面活性劑均可用作有機載體中之界面活性劑。較佳界面活性劑為基於直鏈、分支鏈、芳族鏈、氟化鏈、矽氧烷鏈、聚醚鏈及其組合之彼等界面活性劑。較佳界面活性劑包括(但不限於)單鏈、雙鏈或多鏈聚合物。較佳界面活性劑可具有非離子、陰離子、陽離子、兩親媒性或兩性離子頭。較佳界面活性劑可為聚合物及單體或其混合物。較佳界面活性劑可具有顏料親和基，較佳具有顏料親和基之羥基官能羧酸酯(例如DISPERBYK®-108，由BYK USA,Inc.製造)、具有顏料親和基之丙烯酸酯共聚物(例如DISPERBYK®-116，由BYK USA,Inc.製造)、具有顏料親和基之改性聚醚(例如TEGO® DISPERS 655，由Evonik Tego Chemie GmbH製造)及其他具有高顏料親和力基團之界面活性劑(例如Duomeen TDO®，由Akzo Nobel N.V.製造)。不在以上清單中之其他較佳聚合物包括(但不限於)聚氧化乙烯、聚乙二醇及其衍生物、及烷基羧酸及其衍生物或鹽、或其混合物。較佳聚乙二醇衍生物為聚(乙二醇)乙酸。較佳烷基羧酸為彼等具有完全飽和烷基鏈者及彼等具有單或多不飽和烷基鏈者或其混合物。具有飽和烷基鏈之較佳羧酸為烷基鏈長度在約8至約20個碳原子範圍內之羧酸，較佳C9H19COOH(癸酸)、C11H23COOH(月桂酸)、C13H27COOH(肉豆蔻酸)、C15H31COOH(棕櫚酸)、C17H35COOH(硬脂酸)或其鹽或混合物。具有不飽和烷基鏈之較佳羧酸為C18H34O2(油酸)及C18H32O2(亞麻油酸)。
以100%總重量之有機載體計，界面活性劑可為至少約0.5wt%。 同時，以100%總重量之有機載體計，界面活性劑較佳不超過約10wt%且較佳不超過約8wt%。
有機載體亦可包含搖變劑。一般熟習此項技術者已知之任何搖變劑可與本發明之有機載體一起使用。舉例而言(非限制性地)，搖變劑可來源於天然來源或其可經合成。較佳搖變劑包括(但不限於)蓖麻油及其衍生物、無機黏土、聚醯胺及其衍生物、煙霧狀二氧化矽、羧酸衍生物，較佳脂肪酸衍生物(例如C9H19COOH(癸酸)、C11H23COOH(月桂酸)、C13H27COOH(肉豆蔻酸)、C15H31COOH(棕櫚酸)、C17H35COOH(硬脂酸)、C18H34O2(油酸)、C18H32O2(亞麻油酸))或其組合。亦可使用市售搖變劑，諸如Thixotrol® MAX、Thixotrol® ST或THIXCIN® E。
根據一個實施例，以100%總重量之有機載體計，有機載體包含至少約1wt%且較佳至少約7wt%之搖變劑。同時，以100%總重量之有機載體計，有機載體較佳包括不超過約15wt%、較佳不超過約14wt%之搖變劑。
有機載體中之較佳添加劑為不同於前述組分且有助於導電性組合物之有利特性(諸如有利黏度、可印刷性及穩定性特徵)的彼等材料。可使用此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的添加劑。較佳添加劑包括(但不限於)黏度調節劑、穩定劑、無機添加劑、增稠劑、乳化劑、分散劑及pH調節劑。若存在，以100%總重量之有機載體計，此類添加劑較佳不超過約15wt%。
有機載體調配物可對導電性漿料組合物之黏度具有影響，此又可影響其可印刷性。若黏度過高，則漿料可能無法很好地通過網目轉移且可能出現線斷裂或較低點。若黏度過低，則漿料可能過於流動，導致印刷線分散且縱橫比降低。如本文所闡述，為量測導電性漿料之黏度，使用配備有CP-44Y樣品杯及51號圓錐體之布洛克菲爾德 (Brookfield)HBDV-III數位流變儀。使用TC-502循環溫度浴將樣品溫度保持於25℃。量測間隙設定為0.026mm，樣品體積為約0.5ml。使樣品平衡兩分鐘，接著施加1.0rpm之恆定旋轉速度一分鐘。以kcps為單位報導此間隔後之樣品黏度。
根據一個實施例，導電性組合物之黏度較佳為至少50kcps且不超過約400kcps。
導電金屬粒子
導電性組合物亦包含導電金屬粒子。較佳導電金屬粒子為展現最佳電導率且在燒製之後有效燒結，以便其產生具有高電導率之電極之彼等導電金屬粒子。此項技術中已知適用於形成太陽能電池電極之導電金屬粒子較佳。較佳金屬粒子包括(但不限於)元素金屬、合金、金屬衍生物、至少兩種金屬之混合物、至少兩種合金之混合物或至少一種金屬與至少一種合金之混合物。
以漿料之100%總重量計，導電性漿料可包含至少35wt%、較佳至少50wt%、更佳至少70wt%且最佳至少80wt%之金屬粒子。同時，以漿料之100%總重量計，導電性漿料較佳包括不超過約99wt%、較佳不超過約95wt%之金屬粒子。金屬粒子含量低於35wt%之導電性漿料可能無法提供充分電導率及黏著，而金屬粒子含量高於95wt%之導電性漿料可能具有對於適合網版印刷過高之黏度。
可用作金屬粒子之金屬包括銀、銅、金、鋁、鎳、鉑、鈀、鉬中之至少一者及其混合物或合金。在一較佳實施例中，金屬粒子為銀。銀可以元素銀、銀合金或銀衍生物形式存在。適合銀衍生物包括例如銀合金及/或銀鹽，諸如鹵化銀(例如，氯化銀)、氧化銀、硝酸銀、乙酸銀、三氟乙酸銀、正磷酸銀及其組合。在另一實施例中，金屬粒子可包含塗有一或多種不同金屬或合金之金屬或合金，例如塗有鋁之銀粒子或塗有銀之銅粒子。
金屬粒子可與有機或無機表面塗層一起存在。此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的任何此類塗層均可用於金屬粒子上。較佳有機塗層為促進分散入有機載體中之彼等塗層。較佳無機塗層為調節燒結且促進所得導電性漿料之黏著效能之彼等塗層。若此類塗層存在，則較佳地以金屬粒子之100%總重量計，塗層對應於不超過約5wt%，較佳不超過約2wt%且最佳不超過約1wt%。
導電粒子可展現多種形狀、尺寸及比表面積。形狀之一些實例包括(但不限於)球形、角形、細長(桿或針狀)及扁平(薄片狀)。導電金屬粒子亦可以具有不同形狀之粒子之組合形式存在，諸如球形金屬粒子與薄片形金屬粒子之組合。金屬粒子之另一特徵為其平均粒徑d50。d50為中值直徑或粒徑分佈之中值。其為累積分佈中50%處之粒徑值。粒徑分佈可經由雷射繞射、動態光散射、成像、電泳光散射或此項技術中已知之任何其他方法量測。特定言之，根據ISO 13317-3：2001測定本發明之粒徑。如本文所闡述，使用連接至具有LA-910軟體程式之電腦的Horiba LA-910雷射繞射粒徑分析器測定中值粒徑。金屬粒子之相對折射率選自LA-910手冊且輸入軟體程式中。測試腔室用去離子水填充至貯槽上之適當填充線。接著藉由使用軟體程式中之循環及攪動功能使溶液循環。一分鐘之後，排乾溶液。額外重複此過程一次以確保腔室中無任何殘餘材料。接著第三次用去離子水填充腔室且使其循環且攪動一分鐘。藉由使用軟體中之空白功能排除溶液中之任何背景粒子。接著開始超音波攪動，且將金屬粒子緩慢添加至測試腔室中之溶液中直至透射率條在軟體程式中處於適當區域。一旦透射率處於恰當水準，進行雷射繞射分析且量測金屬組分之粒徑分佈且以d50之形式給出。
較佳地，金屬粒子之中值粒徑d50為至少約0.1μm，且較佳至少約0.5μm。同時，d50較佳不超過約5μm，且更佳不超過約3μm。
表徵粒子之形狀及表面之另一方式為藉由其比表面積來表徵。比表面積為固體特性，等於每單位質量、實體或總體積或截面積，材料之總表面積。其由表面積除以質量(單位為m2/g)或表面積除以體積(單位為m-1)定義。比表面積可藉由此項技術中已知之布魯諾爾-艾米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller，BET)方法量測。如本文所闡述，BET量測根據DIN ISO 9277：1995進行。使用Monosorb型號MS-22儀器(由Quantachrome Instruments製造)量測，其根據SMART方法(具有自適應性配料速率之吸附方法(Sorption Method with Adaptive dosing Rate))來操作。使用氧化鋁(作為表面積參考材料目錄號2003，可購自Quantachrome Instruments)作為參考材料。製備樣品用於在內置式脫氣台中分析。流動氣體(30% N2及70% He)掃掉雜質，產生其上可出現吸附之乾淨表面。可用供應之加熱套將樣品加熱至使用者可選之溫度。數位溫度控制器及顯示器安裝於儀器前面板上。脫氣完成之後，將樣品電池轉移至分析台。快速連接配件在轉移期間自動密封樣品電池，且接著激活系統以開始分析。手動升高填充有冷卻劑之杜瓦瓶(dewar flask)，浸沒樣品電池且引起吸附。儀器在吸附完成(2-3分鐘)時進行偵測，自動降低杜瓦瓶，且使用內置式熱風鼓風機將樣品電池緩緩加熱回室溫。因此，解吸附氣體信號顯示於數位儀上且表面積直接呈現於前面板顯示器上。整個量測(吸附及解吸附)循環通常需要少於六分鐘。該技術使用高敏感度、熱導率偵測器量測在吸附及解吸附進行時被吸附物/惰性載氣混合物之濃度變化。當藉由機載電子器件整合且與校準比較時，偵測器提供吸附或解吸附之氣體體積。對於吸附量測，使用在77K下分子截面積為0.162nm2之N2 5.0進行計算。進行一點分析，且內置式微處理器確保線性且自動計算樣品之BET表面積(m2/g)。
根據一個實施例，金屬粒子之比表面積可為至少約0.1m2/g，較 佳至少約0.2m2/g。同時，比表面積較佳不超過10m2/g，且更佳不超過約5m2/g。
玻璃粉
導電性漿料之玻璃粉充當黏著介質，促進導電粒子與矽基板之間的黏結，且因此提供可靠電接觸。特定言之，玻璃粉蝕刻穿過矽基板之表面層(例如抗反射層)，使得在導電性漿料與矽晶圓之間可進行有效電接觸。
根據一個實施例，以漿料之100%總重量計，導電性漿料包括至少約0.5wt%、且較佳至少約1wt%之玻璃粉。同時，以導電性漿料之100%總重量計，漿料較佳包括不超過約15wt%、較佳不超過約10wt%且最佳不超過約6wt%之玻璃粉。
較佳玻璃粉為展現玻璃轉移的非晶形或部分結晶固體之粉末。玻璃轉移溫度Tg為非晶形物質在加熱後自剛性固體轉化為部分流動過冷熔體之溫度。測定玻璃轉移溫度之方法為熟習此項技術者所熟知。特定言之，可使用同時記錄差示掃描熱量測定(DSC)及熱解重量分析(TGA)曲線的DSC設備SDT Q600(可購自TA Instruments)來測定玻璃轉移溫度Tg。該儀器配備有水平平衡器及具有鉑/鉑-銠(R型)熱電偶之鍋爐。所用樣品固持器為具有約40-90μl容量之氧化鋁陶瓷坩堝。為了量測及資料評估，分別應用量測軟體Q Advantage；Thermal Advantage Release 5.4.0及Universal Analysis 2000,4.5A版Build 4.5.0.5。使用體積為約85μl之氧化鋁盤作為參考盤及樣品盤。以0.01mg之準確度將約10-50mg之量的樣品稱重入樣品盤中。將空參考盤及樣品盤置放入設備中，關閉烘箱且開始量測。自25℃之起始溫度至1000℃之結束溫度，採用10K/min之加熱速率。始終用氮氣(N2 5.0)吹掃儀器中之其餘部分，且用合成空氣(80% N2及20% O2，來自Linde)吹掃烘箱，流動速率為50ml/min。使用上述軟體將DSC信號中 之第一步評估為玻璃轉移，且將測定之起始值視為Tg之溫度。
較佳地，Tg係在導電性漿料之所要燒製溫度以下。根據本發明，較佳玻璃粉之Tg為至少約200℃，且較佳至少約250℃。同時，較佳玻璃粉之Tg為不超過約900℃，較佳不超過約800℃，且最佳不超過約700℃。
玻璃粉可包括元素、氧化物、加熱後產生氧化物之化合物及/或其混合物。根據一個實施例，玻璃粉係基於鉛且可包括氧化鉛或其他基於鉛之化合物，包括(但不限於)鹵化鉛、鉛硫屬化物、碳酸鉛、硫酸鉛、磷酸鉛、硝酸鉛之鹽，及有機金屬鉛化合物或可在熱分解期間形成鉛氧化物或鉛鹽之化合物或其任何組合。在另一實施例中，玻璃粉可為無鉛的。術語「無鉛」表示以100%總重量之玻璃粉計，玻璃粉具有少於0.5wt%之鉛。無鉛玻璃粉可包括熟習此項技術者已知之其他氧化物或化合物，包括(但不限於)矽、硼、鋁、鉍、鋰、鈉、鎂、鋅、鈦、鋯之氧化物或其化合物。
除上文所述的組分以外，玻璃粉亦可包含鎂、鎳、碲、鎢、鋅、釓、銻、鈰、鋯、鈦、錳、鉛、錫、釕、矽、鈷、鐵、銅、鉍、硼及鉻的其他氧化物或其他化合物或其至少兩者之任何組合，燒製後可生成彼等金屬氧化物之化合物，或前述金屬中至少兩者之混合物，前述氧化物中至少兩者之混合物，燒製後可生成彼等金屬氧化物之上述化合物中至少兩者之混合物，或上述任何者中兩者或兩者以上之混合物。可用於形成無機氧化物粒子之其他材料包括(但不限於)氧化鍺、氧化釩、氧化鉬、氧化鈮、氧化銦、其他鹼金屬及鹼土金屬(例如鉀、銣、銫、鈣、鍶及鋇)化合物、稀土氧化物(例如氧化鑭、氧化鈰)及氧化磷。
熟習此項技術者熟知玻璃粉粒子可展現多種形狀、尺寸及表面積與體積比。如本文所論述，玻璃粒子可展現與可由導電金屬粒子所展現之形狀相同或類似的形狀(包括長度：寬度：厚度比)。有利於改良 所產生電極之電接觸的具有一種形狀或形狀組合之玻璃粉粒子較佳。較佳地，玻璃粉粒子之中值粒徑d50(如上文相對於導電金屬粒子所闡述)為至少約0.1μm。同時，較佳地，玻璃粉之d50不超過約10μm，更佳不超過約5μm，且最佳不超過約3.5μm。在一個實施例中，玻璃粉粒子之比表面積為至少約0.5m2/g，較佳至少約1m2/g，且最佳至少約2m2/g。同時，較佳地，該比表面積不超過約15m2/g，較佳不超過約10m2/g。
根據另一實施例，玻璃粉粒子可包括表面塗層。此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的任何此類塗層均可用於玻璃粉粒子。本發明之較佳塗層包括促進玻璃分散於有機載體中及導電性漿料之改良接觸的彼等塗層。若此類塗層存在，則較佳地塗層對應於不超過約10wt%，較佳不超過約8wt%，最佳不超過約5wt%，在各情況下其係以玻璃粉粒子之總重量計。
添加劑
較佳添加劑為除其他明確提及之組分以外添加至漿料之組分，其有助於提高漿料、其產生之電極或所得太陽能電池之電效能。除玻璃粉及載體中存在之添加劑以外，添加劑亦可獨立地存在於導電性漿料中。較佳添加劑包括(但不限於)搖變劑、黏度調節劑、乳化劑、穩定劑或pH調節劑、無機添加劑、增稠劑及分散劑或其至少兩者之組合。較佳無機有機金屬添加劑包括(但不限於)Mg、Ni、Te、W、Zn、Mg、Gd、Ce、Zr、Ti、Mn、Sn、Ru、Co、Fe、Rh、V、Y、Sb、P、Cu及Cr或其至少兩者之組合，較佳Zn、Sb、Mn、Ni、W、Te、Rh、V、Y、Sb、P及Ru或其至少兩者之組合；其氧化物；燒製後生成彼等金屬氧化物之化合物；或前述金屬中至少兩者之混合物；前述氧化物中至少兩者之混合物；燒製後可生成彼等金屬氧化物之前述化合物中至少兩者之混合物；或上述任何者中兩者或兩者以上之混 合物。在一較佳實施例中，導電性漿料包含氧化鋅。
根據一個實施例，漿料可包括至少約0.1wt%添加劑。同時，以漿料之100%總重量計，漿料較佳包括不超過約10wt%、較佳不超過約5wt%且最佳不超過約2wt%之添加劑。
形成導電性漿料組合物
為形成導電性漿料，使用此項技術中已知用於製備漿料組合物的任何方法將玻璃粉材料與導電金屬粒子及有機載體組合。製備之方法並非至關重要的，只要其產生均勻分散之漿料即可。組分可諸如用混合器混合，接著通過例如三輥研磨機以製成分散之均一漿料。除同時將所有組分混合在一起以外，可例如在球磨機中將玻璃粉原料與銀粒子共研磨2-24小時，以獲得玻璃粉與銀粒子之均勻混合物，其接著與有機載體混合。
太陽能電池
本發明亦係關於太陽能電池。在一個實施例中，太陽能電池包含本文所述之任何實施例之半導體基板(例如矽晶圓)及導電性漿料組合物。
在另一態樣中，本發明係關於藉由包括以下之方法製備之太陽能電池：將本文所述之實施例中任一者之導電性漿料組合物塗覆至半導體基板(例如矽晶圓)及燒製該半導體基板。
矽晶圓
在太陽能電池之其他區域中，本發明之較佳晶圓具有能夠高效率地吸收光以產生電子-電洞對且高效率地跨越邊界(較佳跨越p-n接面邊界)分隔電洞與電子的區域。本發明之較佳晶圓為包含由前摻雜層及後摻雜層組成之單一主體之彼等晶圓。
較佳地，晶圓包含以適當方式摻雜之四價元素、二元化合物、三元化合物或合金。在此上下文中，較佳四價元素包括(但不限於) 矽、鍺或錫，較佳矽。較佳二元化合物包括(但不限於)兩種或兩種以上四價元素之組合、第III族元素與第V族元素之二元化合物、第II族元素與第VI族元素之二元化合物或第IV族元素與第VI族元素之二元化合物。四價元素之較佳組合包括(但不限於)兩種或兩種以上選自矽、鍺、錫或碳之元素之組合，較佳SiC。第III族元素與第V族元素之較佳二元化合物為GaAs。根據本發明之一較佳實施例，晶圓為矽。明確提及矽之前述描述亦適用於本文所述之其他晶圓組合物。
p-n接面邊界位於晶圓之前摻雜層與後摻雜層相接之處。在n型太陽能電池中，後摻雜層摻雜有供給電子的n型摻雜劑，且前摻雜層摻雜有接收電子或供給電洞的p型摻雜劑。在p型太陽能電池中，後摻雜層摻雜有p型摻雜劑且前摻雜層摻雜有n型摻雜劑。根據本發明之一較佳實施例，藉由首先提供摻雜矽基板接著將相反類型之摻雜層塗覆至彼基板之一面來製備具有p-n接面邊界之晶圓。
可藉由此項技術中已知且視為適用於本發明的任何方法來製備摻雜矽基板。本發明矽基板之較佳來源包括(但不限於)單晶矽、多晶矽、非晶矽及升級冶金矽，最佳單晶矽或多晶矽。可藉由在製備矽基板期間添加摻雜劑來同時進行摻雜以形成摻雜矽基板，或該摻雜可在後續步驟中進行。製備矽基板之後的摻雜可例如藉由氣體擴散磊晶法進行。摻雜矽基板亦可容易地購得。根據一個實施例，可藉由向矽混合物中添加摻雜劑在形成矽基板之同時進行矽基板之初始摻雜。根據另一實施例，前摻雜層及高度摻雜後層(若存在)之塗覆可藉由氣相磊晶法進行。此氣相磊晶法較佳在至少約500℃、較佳至少約600℃且最佳至少約650℃之溫度下進行。同時，溫度較佳不超過約900℃，較佳不超過約800℃，且最佳不超過約750℃。氣相磊晶法較佳在至少約2kPa、較佳至少約10kPa且最佳至少約40kPa之壓力下進行。同時，壓力較佳不超過約100kPa，較佳不超過約80kPa，且最佳不超過約70 kPa。
此項技術中已知矽基板可展現多種形狀、表面紋理及尺寸。僅舉幾例，基板之形狀可包括立方體、盤、晶圓及不規則多面體。根據本發明之一較佳實施例，晶圓為具有兩個類似、較佳相等之維度及顯著小於其他兩個維度之第三維度的立方體。第三維度可比前兩個維度小至少100倍。另外，具有粗糙表面之矽基板較佳。一種評定基板粗糙度之方式為評估基板次表面之表面粗糙度參數，該次表面比基板之總表面積小，較佳小於總表面積之約一百分之一，且其基本上為平面的。表面粗糙度參數值藉由次表面面積與理論表面面積之比率給出，該理論表面藉由將該次表面投影至藉由使均方移位最小化而與次表面最佳適合之平坦平面上形成。較高表面粗糙度參數值表示表面較粗糙、較不規則，且較低表面粗糙度參數值表示表面較平滑、較平坦。根據本發明，矽基板之表面粗糙度較佳經調節以便在包括(但不限於)光吸收及對表面之黏著的多個因素之間產生最佳平衡。
可改變矽基板之兩個較大維度以適合所得太陽能電池所需之應用。根據本發明，矽晶圓之厚度較佳小於約0.5mm，更佳小於約0.3mm且最佳小於約0.2mm。一些晶圓之最小厚度為0.01mm或0.01mm以上。
較佳地，前摻雜層比後摻雜層薄。亦較佳地，前摻雜層之厚度為至少約0.1μm，且較佳不超過約10μm，較佳不超過約5μm且最佳不超過約2μm。
可將高度摻雜層塗覆於後摻雜層與任何其他層之間的矽基板背面。此類高度摻雜層與後摻雜層屬相同摻雜類型，且此類層通常用+指示(n+型層塗覆於n型後摻雜層且p+型層塗覆於p型後摻雜層)。此高度摻雜後層用以輔助金屬化及改良導電特性。根據本發明較佳地，高度摻雜後層(若存在)之厚度為至少1μm，且較佳不超過約100μm，較 佳不超過約50μm且最佳不超過約15μm。
摻雜劑
較佳摻雜劑為在添加至矽晶圓時藉由將電子或電洞引入能帶結構中形成p-n接面邊界之彼等摻雜劑。較佳地，此等摻雜劑之特性及濃度經特定選擇以便視需要調節p-n接面之能帶結構概況且設定光吸收及傳導率概況。較佳p型摻雜劑包括(但不限於)向矽晶圓能帶結構中添加電洞之摻雜劑。此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的所有摻雜劑均可用作p型摻雜劑。較佳p型摻雜劑包括(但不限於)三價元素，尤其為週期表第13族之彼等三價元素。在此上下文中，較佳週期表第13族元素包括(但不限於)硼、鋁、鎵、銦、鉈或其至少兩者之組合，其中硼尤佳。
較佳n型摻雜劑為向矽晶圓能帶結構中添加電子之彼等n型摻雜劑。較佳n型摻雜劑為週期表第15族之元素。在此上下文中，較佳週期表第15族元素包括(但不限於)氮、磷、砷、銻、鉍或其至少兩者之組合，其中磷尤佳。
如上所述，p-n接面之多種摻雜量可變化以便調節所得太陽能電池之所要特性。摻雜量使用次級離子質譜分析來量測。
根據某些實施例，半導體基板(亦即矽晶圓)展現大於約60Ω/□，諸如大於約65Ω/□、70Ω/□、90Ω/□或100Ω/□之薄層電阻。為量測摻雜矽晶圓表面之薄層電阻，使用配備有套裝軟體「GP-4 Test 1.6.6 Pro」之裝置「GP4-Test Pro」(可購自GP Solar GmbH)。為進行量測，應用四點量測原理。兩個外部探針施加恆定電流且兩個內部探針量測電壓。使用歐姆定律(Ohmic law)推導薄層電阻(Ω/□)。為測定平均薄層電阻，對晶圓之25個均勻分佈點進行量測。在溫度為22±1℃之空調房間中，所有設備及材料在量測之前經平衡。為進行量測，「GP-Test.Pro」配備有具有鋒利尖端之4點量測頭(零件號04.01.0018)以穿 透抗反射及/或鈍化層。施加10mA之電流。使量測頭與非金屬化晶圓材料接觸且開始量測。量測晶圓上之25個均勻分佈點之後，計算平均薄層電阻(Ω/□)。
太陽能電池結構
藉由可自本發明方法獲得之太陽能電池對達成上述目標中之至少一者作出貢獻。本發明之較佳太陽能電池為在入射光總能量轉化成電能輸出之比例方面具有高效率之太陽能電池，及輕質且耐久之太陽能電池。在最低限度下，太陽能電池包括：(i)前電極，(ii)前摻雜層，(iii)p-n接面邊界，(iv)後摻雜層，及(v)焊接墊。太陽能電池亦可包括用於化學/機械保護之額外層。
抗反射層
根據本發明，可在將電極施加於太陽能電池正面之前將抗反射層作為外層來塗覆。可採用此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的所有抗反射層。較佳抗反射層為降低由正面反射之入射光比例且提高穿過該正面待晶圓吸收之入射光比例的彼等抗反射層。產生有利吸收/反射比、對導電性漿料之蝕刻敏感、另外耐燒製導電性漿料所需溫度且不促成電極界面附近電子與電洞之再結合增加的抗反射層較佳。較佳抗反射層包括(但不限於)SiNx、SiO2、Al2O3、TiO2或其至少兩者之混合物及/或其至少兩層之組合。根據一較佳實施例，抗反射層為SiNx，特定言之其中採用矽晶圓。
抗反射層之厚度適合於適當光之波長。根據本發明之一較佳實施例，抗反射層之厚度為至少20nm，較佳至少40nm且最佳至少60nm。同時，厚度較佳不超過約300nm，更佳不超過約200nm且最佳不超過約90nm。
鈍化層
一或多個鈍化層可作為外層塗覆於矽晶圓之前側及/或後側。可 在形成前電極之前或塗覆抗反射層(若抗反射層存在)之前塗覆鈍化層。較佳鈍化層為降低電極界面附近電子/電洞之再結合率之鈍化層。可採用此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的任何鈍化層。本發明之較佳鈍化層包括(但不限於)氮化矽、二氧化矽及二氧化鈦。根據一更佳實施例，使用氮化矽。較佳地，鈍化層之厚度為至少0.1nm，較佳至少約10nm且最佳至少約30nm。同時，厚度較佳不超過約2μm，較佳不超過約1μm且最佳不超過約200nm。
額外保護層
除上述層以外，可添加其他層用於機械及化學保護。可囊封電池以提供化學保護。根據一較佳實施例，若此類囊封存在，則使用常稱為透明熱塑性樹脂的透明聚合物作為囊封材料。在此上下文中，較佳透明聚合物為矽橡膠及聚乙烯乙酸乙烯酯(PVA)。亦可向太陽能電池前部添加透明玻璃薄片以對電池正面提供機械保護。可向太陽能電池背面添加背保護材料以提供機械保護。較佳背保護材料為具有良好機械特性及耐候性之彼等背保護材料。本發明之較佳背保護材料為具有聚氟乙烯層之聚對苯二甲酸伸乙酯。較佳地，背保護材料存在於囊封層下方(在背保護層與囊封兩者均存在之情況下)。
可向太陽能電池外部添加框架材料以得到機械支撐。框架材料在此項技術中所熟知且可採用視為適用於本發明之上下文的任何框架材料。本發明之較佳框架材料為鋁。
製備太陽能電池之方法
可藉由將本發明之導電性漿料塗覆於半導體基板(諸如矽晶圓)前側上之抗反射塗層(諸如氮化矽、氧化矽、氧化鈦或氧化鋁)來製備太陽能電池。接著將背面導電性漿料塗覆於太陽能電池背面以形成焊接墊。接著將鋁漿料塗覆於基板背面，重疊由背面導電性漿料形成之焊接墊邊緣，以形成BSF。
可以此項技術中已知且視為適用於本發明之上下文的任何方式塗覆導電性漿料。實例包括(但不限於)浸漬、蘸塗、傾注、滴塗、注入、噴塗、刮刀塗佈、簾式塗佈、刷塗或印刷或其至少兩者之組合。較佳印刷技術為噴墨印刷、網版印刷、移動印刷、平版印刷、凸版印刷或模板印刷或其至少兩者之組合。根據本發明較佳地，藉由印刷，較佳藉由網版印刷塗覆導電性漿料。特定言之，篩網網孔之直徑較佳為約40μm或40μm以下(例如，約35μm或35μm以下，約30μm或30μm以下)。同時，篩網網孔之直徑較佳為至少10μm。
接著使基板經受一或多個熱處理步驟，諸如習知之過度乾燥、紅外線或紫外線固化及/或燒製。在一個實施例中，基板可根據適當分佈燒製。燒製燒結經印刷之導電性漿料以便形成固體電極。燒製為此項技術中熟知的且可以視為適用於本發明之上下文的任何方式進行。較佳地，燒製在高於玻璃粉材料之Tg下進行。
根據本發明，設定用於燒製之最高溫度為低於約900℃，較佳低於約860℃。已採用低至約800℃之燒製溫度來獲得太陽能電池。燒製溫度亦應允許達成金屬粒子之有效燒結。通常設定燒製溫度分佈以便使有機材料能自導電性漿料組合物燃盡。燒製步驟通常在帶式鍋爐中於空氣或含氧氛圍中進行。較佳地，燒製以快速燒製方法進行，其中總燒製時間為至少30秒，且較佳至少40秒。同時，燒製時間較佳不超過約3分鐘，更佳不超過約2分鐘且最佳不超過約1分鐘。高於600℃之時間最佳在約3至7秒範圍內。基板可達至約700℃至900℃範圍內之峰值溫度持續約1至5秒之時間段。燒製亦可以例如約100-700cm/min之高傳輸速率進行，其中所得滯留時間為約0.5至3分鐘。可使用多個溫度區(例如3-12個區)來控制所要熱分佈。
可同時或依序進行正面及背面上導電性漿料之燒製。若塗覆於兩個面之導電性漿料具有類似、較佳相同之最佳燒製條件，則同時燒 製為適當的。若適當，則較佳同時進行燒製。若依序進行燒製，則較佳首先塗覆且燒製背導電性漿料，隨後將導電性漿料塗覆且燒製於基板正面。
量測導電性漿料之特性
使用來自Halm Elektronik GmbH之商用IV-測試儀「cetisPV-CTL1」量測太陽能電池之電效能。在電量測期間，量測設備之所有部分以及待測試之太陽能電池均保持於25℃。在實際量測期間，應藉由溫度探針同時在電池表面上量測此溫度。Xe電弧燈以1000W/m2之已知AM1.5強度在電池表面上模擬日光。為使模擬器達至此強度，在短時間段內使燈快閃若干次直至其達至由IV-測試儀之「PVCTControl 4.313.0」軟體所監測之穩定水準。Halm IV測試儀使用多點接觸法量測電流(I)及電壓(V)以確定太陽能電池之IV曲線。為進行此過程，將太陽能電池置放於多點接觸探針之間，其方式為使得探針指與太陽能電池之匯流排(亦即印刷線)接觸。將接觸探針線之數目調節為電池表面上匯流排之數目。所有電值藉由所實施之套裝軟體直接自此曲線自動測定。測試來自ISE Freiburg之校準太陽能電池作為參考標準且將資料與認證值比較，該校準太陽能電池由相同面積維度、相同晶圓材料組成且使用相同前側佈局加工。量測至少五個以非常相同方式加工之晶圓且藉由計算各值之平均值來解釋資料。軟體PVCTControl 4.313.0提供效率、填充因數、短路電流、串聯電阻及開路電壓之值。
太陽能電池模組
可將複數個本發明之太陽能電池以空間方式排列且電連接以形成稱為模組之集體排列。本發明之較佳模組可具有多種排列，較佳稱為太陽能板之矩形排列。極多種電連接太陽能電池之方式以及極多種機械排列及固定此類電池以形成集體排列之方式在此項技術中為吾人所熟知。本發明之較佳方法為產生低質量與功率輸出比、低體積與功 率輸出比及高耐久性之方法。鋁為機械固定本發明之太陽能電池之較佳材料。
在一個實施例中，多個太陽能電池以串聯及/或並聯方式連接且較佳將最初電池與最末電池之電極端部連接至輸出接線。太陽能電池通常囊封於透明熱塑膠樹脂，諸如矽橡膠或乙烯乙酸乙烯酯中。將透明玻璃薄片置放於囊封透明熱塑膠樹脂之前表面上。將背保護材料(例如塗有聚氟乙烯膜之聚對苯二甲酸伸乙酯薄片)置放於囊封熱塑膠樹脂下。此等分層材料可在適當真空鍋爐中加熱以移除空氣，接著藉由加熱及壓製整合入一個主體中。此外，由於太陽能電池通常長期置於開放空氣中，因此希望用由鋁或其類似物組成之框架材料覆蓋太陽能電池之外周。
本發明現將結合以下非限制性實例進行描述。
實例1
用不同量之下表1中所列薰衣草花油(萜類化合物)製備一組例示性有機載體。製備不包含薰衣草花油之有機載體作為對照。表1中之所有值均以100%總重量之有機載體計。
接著藉由將以導電性漿料之100%總重量計，約9wt%之各有機載體與約85wt%平均粒徑d50為約2微米之銀粒子、約5wt%平均粒徑d50為約2微米之玻璃粉粒子及約1wt%氧化鋅粒子混合來製備例示性導電性漿料。接著使用第一間隙為約120微米且第二間隙為約60微米之三輥研磨機研磨混合物且以逐漸減小之間隙(對於第一間隙降至20微 米，且對於第二間隙降至10微米之)使混合物通過若干次直至其達至均勻稠度。接著根據本文所闡述之方法量測漿料組合物之黏度。
接著使用篩網325(網目)* 0.9(密耳，線直徑)* 0.6(密耳，乳液厚度)* 40μm(指線開口)(Calendar篩網)以150mm/s之速度將各例示性漿料及對照漿料網版印刷至矽晶圓上。接著經印刷之晶圓在約150℃下乾燥且在線性多區域紅外線鍋爐中於峰值溫度為約800℃之分佈下燒製數秒。
接著拍攝印刷線且量測用於分析。如下表2中所列，使用由San Jose,California之Zeta Instruments製造之Zeta-200光學測繪器沿各指線長度量測其高度及寬度。亦藉由用平均線高除以平均線寬計算縱橫比。如本文所闡述，印刷線之寬度愈小且高度愈高，則印刷線之電效能愈佳。
含有具有最高量之萜V3、V4及V5之有機載體的例示性漿料展現最細線寬及最高線高，產生最高縱橫比。漿料P3、P4及P5在所有類別中勝過對照漿料，展現相較於對照漿料較高之線高、較窄之線寬及較高之縱橫比。含有較小量之萜V2之例示性漿料亦展現線寬之所要減小。
亦根據本文所闡述之參數評估用此等漿料印刷之太陽能電池之電效能。特定言之，量測例示性漿料及對照漿料中之每一者之短路電流(Isc，mA/cm2)及柵極電阻(R柵極)且根據以下方案分類：「-」表示漿料展現不佳結果，「+」表示漿料表現高於平均值，「++」表示漿料表 現很好，「+++」表示漿料表現極好，且「++++」表示漿料表現異常好。
用具有最高量之萜之漿料(P3-P5)印刷之太陽能電池展現最佳短路電流及柵極電阻。含有萜之所有漿料均展現優於對照漿料之改良電效能。
實例2
製備另一組含有不同量之相同組分的例示性有機載體。製備不包含萜之有機載體作為對照。表4中之所有值均以100%總重量之有機載體計。
接著根據與實例1中所闡述相同之參數且用相同材料製備例示性導電性漿料。玻璃為基於Pb-Si-P-B-W-O之玻璃粉。接著根據本文所闡述之參數量測用此等漿料製備之樣品太陽能電池之效率。如下表5中所列，根據以下方案提供各組合物之效率：「--」表示漿料表現極其不佳；「o」表示漿料表現適度；「+」表示漿料表現很好；且「++」表示漿料表現極好。
含有最高量之萜之例示性漿料展現最佳效率。所有例示性漿料均展現優於對照漿料之改良效率。
熟習此項技術者將自前述說明書顯而易知本發明之此等及其他優勢。因此，熟習此項技術者將認識到可在不背離本發明之廣泛發明概念之情況下對上述實施例進行改變或修改。任何特定實施例之特定維度僅出於說明之目的描述。因此應理解，本發明不限於本文所述之特定實施例，但意欲包括在本發明範疇及精神內之所有改變及修改。

Claims (19)

  1. 一種用於導電性漿料組合物之有機載體，其包含：以100%總重量之該有機載體計，至少約0.5wt%且不超過約45wt%之至少一種天然精油；至少約0.5wt%且不超過約10wt%之至少一種樹脂；有機溶劑；及搖變劑，其中該天然精油為萜類化合物，該萜類化合物係選自由薰衣草油、穗薰衣草油(spike oil)、薰衣草花油(lavandin oil)、大薰衣草油(lavender grosso oil)、沈香醇、及乙酸沈香酯所組成之群。
  2. 如請求項1之有機載體，其中以100%總重量之該有機載體計，該有機載體包含至少約5wt%且不超過約35wt%之該至少一種天然精油。
  3. 如請求項1之有機載體，其中該萜類化合物為薰衣草花油。
  4. 如請求項1至3中任一項之有機載體，其中以100%總重量之該有機載體計，該至少一種樹脂為至少約3wt%且不超過約8wt%。
  5. 如請求項1至3中任一項之有機載體，其中該至少一種樹脂為乙基纖維素。
  6. 如請求項1至3中任一項之有機載體，其中該有機溶劑為二醇醚或酯醇。
  7. 如請求項6之有機載體，其中該有機溶劑包括卡必醇(carbitol)、己基卡必醇、十二酯醇(texanol)、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二酸二甲酯二醇醚、二乙二醇二甲醚或丁基二乙二醇二甲醚中之至少一者及其任何組合。
  8. 如請求項1至3中任一項之有機載體，其中該搖變劑為蓖麻油衍 生物、無機黏土、聚醯胺、聚醯胺衍生物、煙霧狀二氧化矽、羧酸衍生物、脂肪酸衍生物中之至少一者或其任何組合。
  9. 如請求項1至3中任一項之有機載體，其中以100%總重量之該有機載體計，該搖變劑為至少約1wt%且不超過約15wt%。
  10. 如請求項1至3中任一項之有機載體，其進一步包含界面活性劑。
  11. 一種導電性漿料組合物，其包含：導電金屬粒子；玻璃粉；及如請求項1至10中任一項之有機載體。
  12. 如請求項11之導電性漿料組合物，其中該等導電金屬粒子為銀、銅、金、鋁、鎳、鉑、鈀、鉬中之至少一者及其混合物或合金。
  13. 如請求項11或12之導電性漿料組合物，其進一步包含氧化鋅。
  14. 如請求項11或12之導電性漿料組合物，其中以100%總重量之該漿料計，該等導電金屬粒子為至少35wt%且不超過約99wt%。
  15. 如請求項11或12之導電性漿料組合物，其中以100%總重量之該漿料計，該玻璃粉為至少約0.5wt%且不超過約15wt%。
  16. 如請求項11或12之導電性漿料組合物，其中以100%總重量之該漿料計，該有機載體為至少約0.1wt%且不超過約20wt%。
  17. 一種導電性漿料組合物，其包含：導電金屬粒子；玻璃粉；有機載體，該有機載體包含：以100%總重量之該有機載體計，至少約0.5wt%且不超過約10wt%之至少一種樹脂， 有機溶劑，及搖變劑；及至少約0.01wt%且不超過約10wt%之至少一種天然精油，其中該天然精油為萜類化合物，該萜類化合物係選自由薰衣草油、穗薰衣草油(spike oil)、薰衣草花油(lavandin oil)、大薰衣草油(lavender grosso oil)、沈香醇、及乙酸沈香酯所組成之群；其中該油係與該等導電金屬粒子、玻璃粉及有機載體一起或在已組合該等導電金屬粒子、玻璃粉及有機載體之後添加至該漿料。
  18. 一種形成太陽能電池之方法，其包含：將如請求項11至17之導電性漿料塗覆於矽晶圓之表面；及使該導電性漿料經受一或多個熱處理步驟。
  19. 一種太陽能電池，其係根據如請求項18之方法形成。
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