CN103456387A - 低金属含量导电浆料组成物 - Google Patents

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Abstract

一种低金属含量导电浆料组成物。一种用于太阳能电池技术中的导电浆料，其包括大小小于1微米且具有大于2.4m2/g的表面积的第一银粒子以及玻璃粉和有机载体。本发明的另一个实施方案涉及一种用于太阳能电池技术中的导电浆料，其还包括大小大于1微米且具有小于2m2/g的表面积的第二银粒子。根据另一个实施方案，所述浆料的总银含量小于大约83.5%重量比。本发明的另一个实施方案涉及一种太阳能电池，其包括硅晶圆和包括根据本发明的导电浆料的表面电极。本发明的另一个实施方案涉及一种太阳能电池模块，其包括电互连的根据本发明的太阳能电池。本发明的另一个实施方案涉及一种通过施加根据本发明的导电浆料至硅晶圆并且按适当轮廓烧结所述晶圆而制作太阳能电池的方法。

Description

低金属含量导电浆料组成物
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年6月1日申请的美国临时申请61/654,445的优先权，其公开以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及如太阳能面板技术中所利用的导电浆料。具体地说，在一个方面中，本发明涉及一种与传统浆料组成物相比减少银沉积同时提供相当或改进的太阳能电池效率的导电浆料组成物。
发明背景
太阳能电池是使用光伏效应将光能转换为电的装置。太阳能是有吸引力的绿色能源，因为其是可持续的并且仅产生非污染的副产物。因此，当前大量研究致力于开发具有更高效率同时连续降低材料和制造成本的太阳能电池。当光撞击太阳能电池时，一部分入射光被表面反射且其余部分被透射至太阳能电池中。被透射光的光子被通常由半导体材料（诸如硅）制成的太阳能电池吸收。来自被吸收光子的能量激发半导体材料来自其原子的电子，产生电子空穴对。这些电子空穴对随后被p-n结分离并且被施加在太阳能电池表面上的导电电极收集。
最常见的太阳能电池是由硅制成的太阳能电池。具体地说，p-n结通过施加n型扩散层至p型硅衬底上，与两个电接触层或电极耦合而由硅制成。在p型半导体中，掺杂物原子被添加至半导体以增加自由电荷载流子（正空穴）的数量。基本上，掺杂材料将弱结合的外电子从半导体原子上带走。p型半导体的一个实例是具有硼或铝掺杂物的硅。太阳能电池还可由n型半导体制成。在n型半导体中，掺杂物原子提供额外电子至主衬底，形成过多的负电子载流子。n型半导体的一个实例是具有磷掺杂物的硅。为了使太阳能电池对日光的反射最小化，抗反射涂层（诸如氮化硅）施加至n型扩散层以增加耦合至太阳能电池的光量。
硅太阳能电池通常具有施加至其正面及背面的导电浆料。作为金属化过程的一部分，后接触件通常首先施加至硅衬底，诸如通过丝网印刷背侧银浆或银/铝浆以形成焊接垫。接下来，铝浆施加至衬底的整个背侧以形成背面电场（BSF）且电池随后被烘干。接下来，使用不同类型的导电浆料，金属接触件可丝网印刷至前侧抗反射层上以充当正面电极。光进入的电池表面或正面上的这个电接触层通常以由“细栅线”和“主栅”制成的板栅图案形式存在而非完整层，因为金属板栅材料通常不透光。具有经印刷前侧及背侧浆料的硅衬底随后在大约700℃至975℃的温度下烧结。在烧结后，前侧浆料蚀刻穿透抗反射层，形成金属板栅与半导体之间的电接触并且将金属浆料转换为金属电极。在背侧上，铝扩散至硅衬底中，充当形成BSF的掺杂物。所得金属电极允许电流动至连接在太阳能面板中的太阳能电池或从其中流出。
为了组装面板，多个太阳能电池串联及/或并联连接且第一个电池与最后一个电池的电极末端优选地连接至输出接线。太阳能电池通常囊封在透明的热塑性树脂（诸如硅橡胶或乙烯-乙酸乙烯酯）中。透明玻璃板放置在囊封透明热塑性树脂的正面上。背面保护材料，例如，涂布具有良好机械性质和良好耐候性的聚氟乙烯膜的聚对苯二甲酸乙二酯板放置在囊封热塑性树脂下方。这些分层材料可在适当的真空炉中加热以移除空气且随后通过加热和压制而一体化为一个主体。此外，由于太阳能电池通常被置于户外达较长时间，所以需要用包括铝或类似物的框架材料覆盖太阳能电池的外围。
典型的导电浆料含有金属粒子、玻璃粉和有机载体。这些组份必须仔细选择以充分利用所得太阳能电池的理论潜能。例如，需要使金属浆料与硅表面之间及金属粒子本身之间的接触最大化，使得载流子可流动穿过界面和细栅线至主栅。组成物中的玻璃粒子蚀刻穿透抗反射涂层，帮助建立金属与P+型Si之间的接触。另一方面，玻璃不必如此积极使得其在烧结后使p-n结分流。因此，目标是使接触电阻最小化同时保持p-n结完整以实现改进的效率。已知组成物归因于金属层与硅晶圆的界面中玻璃的绝缘效应以及其它缺点（诸如接触区域中的高重组）而具有高的接触电阻。此外，浆料中使用的金属粒子的重量百分比会影响浆料的可印刷性。通常，在浆料中使用更高数量的金属粒子会增大浆料的导电性，而且增大浆料的粘度，其降低其在印刷过程中的效率。此外，具有更高金属含量的浆料，特别是银浆更昂贵，因为银成本在近几年内显著增大。由于基于银的浆料占每个太阳能电池总成本的大约10%至15%，因此需要具有较低银含量的浆料。
国际公开WO 2007/089273A1公开了用于制造太阳能电池技术中的电极浆料。浆料包括具有0.2至0.6m2/g的比表面的银粒子、玻璃粉、树脂粘合剂和薄化剂。具有所需比表面的银粒子为80%质量比或更大。
国际公开WO 2010/148382 A1公开了一种用于制造太阳能电池装置的导电厚膜组成物。具体地说，该公开公开了使用具有不同表面积和粒子大小的银粒子的不同组合。
美国专利5,378,408公开了用于加热窗应用的无铅厚膜浆料组成物。浆料包括电功能材料，优选为银，其大小为大约0.1微米至10微米。
因此，需要开发一种低银含量浆料，其具有最佳电性能性质。还需要开发一种允许减少太阳能电池上的浆料沉积，从而减少银沉积，同时维持或改进电性能的浆料。
发明概要
本发明的一个目标是开发一种具有低银含量同时仍实现最佳电性能性质的导电浆料。本发明的另一个目标是开发一种允许太阳能电池上的较低浆料沉积，从而减少沉积的银量，同时维持或改进电性能的浆料。
本发明提供一种用于在太阳能电池上形成表面电极的导电浆料，其包括：银组份，其包括具有小于1微米的平均粒度及大于2.4m2/g的比表面积的第一银粒子；以及玻璃粉和有机载体。
根据本发明的另一个方面，第一银粒子具有0.05微米至1微米的平均粒度和2.4m2/g至20m2/g的比表面积。更优选地，第一银粒子具有0.1微米至0.8微米的平均粒度和2.4m2/g至10m2/g的比表面积。最优选地，第一银粒子具有0.1微米至0.5微米的平均粒度和2.4m2/g至5m2/g的比表面积。
根据本发明的另一个方面，银组份还包括第二银粒子。根据本发明的另一个方面，第二银粒子具有大于1微米的平均粒度和小于2m2/g的比表面积。更优选地，第二银粒子具有1微米至50微米的平均粒度和0.1m2/g至2m2/g的比表面积。最优选地，第二银粒子具有1微米至20微米的平均粒度和0.1m2/g至1.5m2/g的比表面积。
根据本发明的一个附加方面，银组份小于浆料的83.5%重量比。优选地，第一银粒子大约占浆料的0.01%至10%重量比。优选地，第二银粒子大约占浆料的60%至90%重量比。
根据本发明的另一个方面，玻璃粉大约占浆料的5%重量比。优选地，玻璃粉包括氧化铅。
根据本发明的另一个方面，有机载体大约占浆料的1%至35%重量比。优选地，有机载体包括粘合剂、表面活性剂、有机溶剂和触变助剂。
根据本发明的另一个方面，触变助剂大约占有机载体的0.01%至20%重量比。更优选地，触变助剂大约占有机载体的5%至20%重量比。
本发明还提供用于在太阳能电池上形成表面电极的导电浆料，其包括占浆料的40%至90%重量比的导电金属粒子，以及玻璃粉和有机载体，其中有机载体包括粘合剂、表面活性剂、有机溶剂和触变助剂，其中触变助剂大约占浆料的1%重量比。
本发明还提供一种包括硅晶圆和由根据本发明的导电浆料制作的表面电极的太阳能电池。
本发明还提供一种包括本发明的电互连的太阳能电池的太阳电池能模块。
本发明还提供一种制作太阳能电池的方法，其包括下列步骤：提供硅晶圆；施加本发明的导电浆料至硅晶圆和根据适当轮廓烧结硅晶圆。
第一实施方案涉及一种用于在太阳能电池上形成表面电极的导电浆料，其包括：银组份，其包括具有小于1微米的平均粒度和大于2.4m2/g的比表面积的第一银粒子；玻璃粉；和有机载体。
第二实施方案涉及根据第一实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.05微米至1微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于20m2/g的比表面积。
第三实施方案涉及根据第一实施方案和第二实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.1微米至0.8微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于10m2/g的比表面积。
第四实施方案涉及根据第一实施方案至第三实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.1微米至0.5微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于5m2/g的比表面积。
第五实施方案涉及根据第一实施方案至第四实施方案所述的导电浆料，其中所述银组份还包括第二银粒子。
第六实施方案涉及根据第五实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有大于1微米的平均粒度和小于2m2/g的比表面积。
第七实施方案涉及根据第五实施方案和第六实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有1微米至50微米的平均粒度和0.1m2/g至2m2/g的比表面积。
第八实施方案涉及根据第五实施方案至第七实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有1微米至20微米的平均粒度和0.1m2/g至1.5m2/g的比表面积。
第九实施方案涉及根据第一实施方案至第八实施方案所述的导电浆料，其中总的银组份小于浆料的83.5%重量比。
第十实施方案涉及根据第一实施方案至第九实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子大约占浆料的0.01%至10%重量比。
第十一实施方案涉及根据第一实施方案至第十实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子大约占浆料的60%至90%重量比。
第十二实施方案涉及根据第一实施方案至第十一实施方案所述的导电浆料，其中所述玻璃粉大约占浆料的5%重量比。
第十三实施方案涉及根据第一实施方案至第十二实施方案所述的导电浆料，其中所述玻璃粉包括氧化铅。
第十四实施方案涉及根据第一实施方案至第十三实施方案所述的导电浆料，其中所述有机载体大约占浆料的1%至35%重量比。
第十五实施方案涉及根据第一实施方案至第十四实施方案所述的导电浆料，其中所述有机载体包括粘合剂、表面活性剂、有机溶剂和触变助剂。
第十六实施方案涉及根据第一实施方案至第十五实施方案所述的导电浆料，其中所述触变助剂大约占所述浆料的0.01%至20%重量比。
第十七实施方案涉及根据第一实施方案至第十六实施方案所述的导电浆料，其中所述触变助剂大约占所述浆料的5%至20%重量比。
第十八实施方案涉及一种用于在太阳能电池上形成表面电极的导电浆料，其包括：导电金属粒子，其占浆料的40%至90%重量比；玻璃粉；和有机载体，其中所述有机载体包括粘合剂、表面活性剂、有机溶剂和触变助剂，其中所述触变助剂高于所述浆料的1%重量比。
第十九实施方案涉及根据第十九实施方案所述的导电浆料，其中所述导电金属颗粒包括具有小于1微米的平均粒度和大于2.4m2/g的比表面积的第一银粒子。
第二十实施方案涉及根据第十八实施方案至第十九实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.05微米至1微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于20m2/g的比表面积。
第二十一实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.1微米至0.8微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于10m2/g的比表面积。
第二十二实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十一实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.1微米至0.5微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于5m2/g的比表面积。
第二十三实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十二实施方案所述的导电浆料，其中所述银组份还包括第二银粒子。
第二十四实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十三所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有大于1微米的平均粒度和小于2m2/g的比表面积。
第二十五实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十四实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有1微米至50微米的平均粒度和0.1m2/g至2m2/g的比表面积。
第二十六实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十五实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有1微米至20微米的平均粒度和0.1m2/g至1.5m2/g的比表面积。
第二十七实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十六实施方案所述的导电浆料，其中总的银组份小于浆料的83.5%重量比。
第二十八实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十七实施方案所述的导电浆料，其中所述第一银粒子大约占浆料的0.01%至10%重量比。
第二十九实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十八实施方案所述的导电浆料，其中所述第二银粒子大约占浆料的60%至90%重量比。
第三十实施方案涉及根据第十八实施方案至第二十九实施方案所述的导电浆料，其中所述玻璃粉大约占浆料的5%重量比。
第三十一实施方案涉及根据第十八实施方案至第三十实施方案所述的导电浆料，其中所述玻璃粉包括氧化铅。
第三十二实施方案涉及根据第十八实施方案至第三十一实施方案所述的导电浆料，其中所述有机载体大约占浆料的1%至35%重量比。
第三十三实施方案涉及根据第十八实施方案至第三十二实施方案所述的导电浆料，其中所述触变助剂高于所述浆料的1.2%重量比。
第三十四实施方案涉及一种太阳能电池，其包括：硅晶圆；和由根据第一实施方案至第三十三实施方案所述的导电浆料制成的表面电极。
第三十五实施方案涉及根据第三十四实施方案所述的太阳能电池，其中所述硅晶圆具有约243cm2的表面积且所述表面电极包括小于0.30克的导电浆料。
第三十六实施方案涉及根据第三十四实施方案和第三十五实施方案所述的太阳能电池，其中所述硅晶圆具有约243cm2的表面积且所述表面电极包括小于0.20克的导电浆料。
第三十七实施方案涉及根据第三十四实施方案至第三十六实施方案所述的太阳能电池，其中所述硅晶圆是p型。
第三十八实施方案涉及根据第三十四实施方案至第三十七实施方案所述的太阳能电池，其中所述硅晶圆是n型。
第三十九实施方案涉及一种包括根据第三十四实施方案至第三十八实施方案所述的电互连的太阳能电池的太阳能电池模块。
第四十实施方案涉及一种制作太阳能电池的方法，其包括下列步骤：提供硅晶圆；施加根据第一实施方案至第三十三实施方案所述的导电浆料至所述硅晶圆；和根据适当轮廓烧结所述硅晶圆。
第四十一实施方案涉及根据第四十实施方案所述的制作太阳能电池的方法，其中所述硅晶圆包括抗反射涂层。
第四十二实施方案涉及根据第四十实施方案至第四十一实施方案所述的制作太阳能电池的方法，其中所述硅晶圆是p型。第
四十三实施方案涉及根据第四十实施方案至第四十二实施方案所述的制作太阳能电池的方法，其中所述硅晶圆是n型。
附图简述
图1是五条经烧结银细栅线的扫描电子显微术（SEM）横截面图的比较，一个大约具有83%重量比的银（i），一个具有少2%的银（ii），一个具有少3%的银（iii），一个具有少6%的银（iv）及最后一个具有少7%的银（v）；
图2是包括示例性浆料26N的经印刷及烧结银细栅线的SEM横截面图照；
图3是包括示例性浆料26O的经印刷及烧结银细栅线的SEM横截面图照；
图4是包括示例性浆料26R的经印刷及烧结银细栅线的SEM横截面图照；及
图5是包括示例性浆料26S的经印刷及烧结银细栅线的SEM横截面图照。
具体实施方式
本发明涉及导电浆料组成物。导电浆料组成物优选地包括金属粒子、玻璃粉和有机载体。虽然不限于这样一种应用，但是这种浆料可用于在太阳能电池上形成电接触层或电极。具体地说，浆料可施加至太阳能电池的前侧或太阳能电池的背侧。
本发明的一个方面涉及导电浆料的组成物。所需浆料是一种粘度低（允许细线可印刷性）但粘度不低至使其无法印刷为均匀线的浆料。此外，其必须具有最佳电性质。通常，具有较低金属含量的浆料具有较低粘度但也制作具有较低导电性的细栅线。但是，因为导电粒子的材料成本持续增大，所以具有较低金属含量的浆料制作较便宜。因此，需要具有低金属含量的导电浆料，其具有可接受水平的可印刷性并且得到最佳导电性。根据本发明的导电浆料组成物的一个方面包括具有大约2m2/g比表面积的亚微米银粒子以及玻璃粉和有机载体。
导电浆料的电性能可通过其电阻率或浆料对电流通过材料展现的阻力水平测量。通常，金属含量越低，太阳能电池上的串联电阻和板栅电阻越大。一旦串联电阻增至特定点，太阳能电池的效率劣化至不可接受的水平。此外，如图1所示，随着银含量减小，线通常变得更多孔且太薄（减小的深宽比）而无法实现最佳导电。正是这种孔隙率的增大及深宽比的减小可能导致串联电阻和板栅电阻的增大。因此，需要平衡减小银量的需要的浆料，从而在不损害电性能的情况下减小制造成本。
本发明的较佳实施方案是包括具有小于1μm的粒子大小的第一银粒子以及玻璃粉和有机载体的导电浆料。更优选地，第一银粒子具有0.05μm至1μm的粒子大小且更优选地，第一银粒子具有0.1μm至0.8μm的粒子大小。在最优选的实施方案中，第一银粒子具有0.1μm至0.5μm的平均粒度。
在另一个优选实施方案中，第一银粒子具有大于2.4m2/g的比表面积。更优选地，第一银粒子具有2.4m2/g至20m2/g的比表面积且更优选地，第一银粒子具有2.4m2/g至10m2/g的比表面积。在最优选的实施方案中，第一银粒子具有2.4m2/g至5m2/g的比表面积。第一银粒子大约占浆料的0.01%至10%重量比。
本发明的另一个实施方案是一种包括如上所述的第一银粒子以及具有大于1μm的粒子大小和小于2m2/g的比表面积的第二银粒子的导电浆料。优选地，第二银粒子具有1μm至50μm的粒子大小和0.1m2/g至2m2/g的比表面积且最优选的，第二银粒子具有1μm至20μm的粒子大小和0.1m2/g至1.5m2/g的比表面积。第二银粒子大约占浆料的60%至90%重量比。在另一个优选实施方案中，总银含量（包括第一银粒子和第二银粒子）小于浆料的83.5%重量比。导电浆料还包括玻璃粉和有机载体。
玻璃粉大约占浆料的0.5%至10%重量比，优选地大约2%至8%重量比、更优选地大约占浆料的5%重量比并且可基于铅或无铅。基于铅的玻璃粉包括氧化铅或其它基于铅的化合物，包括但不限于卤化铅、硫属铅化合物、碳酸铅、硫酸铅、磷酸铅、硝酸铅盐和有机金属铅化合物或可在热分解期间形成氧化铅或盐的化合物。无铅玻璃粉可包括本领域技术人员已知的其它氧化物或化合物。例如，可使用硅、硼、铝、铋、锂、钠、镁、锌、钛或锆氧化物或化合物。其它玻璃基质或玻璃改性剂，诸如氧化锗、氧化钒、氧化钨、氧化钼、氧化铌、氧化锡、氧化铟、其它碱金属和碱土金属（诸如K、Rb、Cs和Be、Ca、Sr、Ba）化合物、稀土氧化物（诸如La2O3、氧化铈）、氧化磷或金属磷酸盐、过渡金属氧化物（诸如氧化铜和氧化铬）或金属卤化物（诸如也可作为玻璃组成物的部分的氟化铅和氟化锌）。
有机载体包括大约（有机载体的）1%至10%重量比的粘合剂、大约1至10%重量比的表面活性剂、大约50%至70%重量比的有机溶剂和大约0.01%至20%重量比的触变助剂。有机载体的特定组成物是本领域技术人员已知的。例如，这种应用的常见粘合剂是纤维素或酚醛树脂且常见溶剂可为卡比醇、萜品醇、己基卡比醇、酯醇、丁基卡比醇、丁基卡比醇醋酸酯或己二酸双甲酯或乙二醇醚的任一种。有机载体还包括本领域技术人员已知的表面活性剂和触变助剂。表面活性剂可包括但不限于聚氧化乙烯、聚乙二醇、苯并三唑、聚(乙二醇)乙酸、十二烷酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸盐、棕榈酸盐和其混合物。总之，有机载体大约占浆料的1%至35%重量比。
触变助剂（触变剂）用于调整浆料组成物的粘度。浆料组成物在处于机械应力下的同时展现减小的粘度，这被称作剪切稀化。在本发明的一个实施方案中，增大的触变剂含量改进所得低银含量浆料的可印刷性。优选地，触变剂含量高于总浆料组成物的1%重量比。更优选地，触变剂含量高于浆料的1.2%重量比。本领域技术人员已知的一系列触变助剂（包括凝胶和有机物）适用于本发明。触变助剂可衍生自自然源，例如蓖麻油或其可合成。可购得的触变助剂也可结合本发明使用。
导电浆料组成物可通过用于制备本领域已知的浆料组成物的任意方法制备。作为一个实例，但非限制，浆料组份随后可诸如使用混合器混合，随后通过三辊滚轧机例如以制作经分散的均匀浆料。这样一种浆料随后可用于通过施加浆料至硅衬底上的抗反射层，诸如通过丝网印刷且随后烘干和烧结以在硅衬底上形成电极（电接触件）而形成太阳能电池。导电浆料适用于p型以及n型硅晶圆上。
实例1
如表1所述，第一组示例性浆料（被称作26A至26E）被制备以确定减小浆料的银含量对所得电性能的影响。随着银含量减小，有机载体配方稍微变化以补偿浆料的粘性。相同玻璃粉用于每份示例性浆料中，但是当银减少时玻璃粉量也被稍微调整以使银对玻璃的比率尽可能保持一致。一旦浆料组份被混合，其随后使用三辊滚轧机滚轧直至变为经分散的均匀浆料。
表1第一组示例性浆料的组成物
26A 26B 26C 26D 26E
银(浆料的%重量比) 83 82 80 78 77
玻璃粉(浆料的%重量比) 5 4 4 4 4
有机载体(浆料的%重量比) 12 14 16 18 19
所得浆料使用丝网325（目数（mesh））×0.9（mil，线直径）×0.6（mil，乳剂厚度）×50μm（细栅线开口）（Calendar丝网）按150mm/s的速度丝网印刷至具有标准55至70Q/□薄层电阻的大约243cm2P型硅太阳能晶圆和氮化硅抗反射涂层上。经印刷晶圆随后在150℃下烘干。铝浆背面电场印刷在每个晶圆的背侧上并且在175℃下烘干。晶圆随后在IR带炉中在800℃至850℃下烧结。所有所得太阳能电池随后使用I-V测试仪测试。I-V测试仪中的Xe弧光灯用于模拟具有已知强度的日光且太阳能电池的正面被照射以产生I-V曲线。使用这个曲线，判定提供用于电性能比较的这种测量方法共同的各种参数，包括太阳能电池效率（Eff）、填充因子（FF）、串联电阻（Rs）、三个标准采光强度下的电阻（Rs3）和板栅电阻（Rg）。所得太阳能电池还被被断面分割并且抛光以获得扫描电子显微术（SEM）图象。
分析五个示例性浆料（26A至26E）的电性能。所有数据列在表2中。随着示例性浆料中银含量的数量减小，串联电阻和板栅电阻如预期般持续增大。此外，在最低银含量水平下，示例性浆料经历减小的效率和填充因子。
表2第一组示例性浆料的电性能
26A 26B 26C 26D 26E
Eff(%) 18.016 18.023 17.978 17.726 17.737
FF(％) 78.649 78.714 78.413 77.634 77.562
Rs(Ω) 0.00466 0.00472 0.00489 0.00514 0.00517
Rs3(Ω) 0.00345 0.00339 0.00352 0.00429 0.00427
Rg(mΩ) 19.431 21.863 28.169 33.430 34.749
实例2
如表3所示，第二组示例性浆料（被称作26G至26N）被制备，全都具有大约80%重量比的银含量。示例性浆料26K至26N各并入具有2m2/g至3m2/g的比表面积的亚微米银粒子。浆料26K和26L并入分散的亚微米银粉（SA），而浆料26M和26N并入团聚形式的亚微米银粉（SB）。相同玻璃粉和载体配方用于每份示例性浆料中。一旦浆料组份被混合，其随后使用三辊滚轧机滚轧直至变为经分散的均匀浆料。
表3第二组示例性浆料的组成物
26G 26K 26L 26M 26N
Ag(浆料的%重量比)粒子大小＞1μm 80 78 77 78 77
Ag粉末，SA(浆料的%重量比) -- 2 3.5 -- --
Ag粉末，SB(浆料的%重量比) -- -- -- 2 3.5
玻璃粉(浆料的%重量比) 4 4 4 4 4
载体(浆料的%重量比) ～15 ～15 ～14 ～15 ～14
触变剂(浆料的%重量比) 1 1 1 1 1
浆料沉积物(g) 0.214 0.192 0.196 0.201 0.180
Ag质量(g) 0.17 0.15 0.16 0.16 0.14
所得浆料被丝网印刷至P型太阳能电池上，其随后烧结并且根据实例1列出的参数测试。每份示例性浆料的浆料沉积被称重。银沉积基于每份浆料的银含量计算。示例性浆料展示最佳数量的浆料沉积物以及银沉积物。
五份示例性浆料的电性能被分析且所得数据列于表4中。含有较高数量的两种类型的亚微米银粉（浆料26L和26N）的示例性浆料展现良好的电性能。具有亚微米银组份的示例性浆料的效率和填充因子高于浆料26G（无亚微米银）。各种电阻测量也可接受。
表4第二组示例性浆料的电性能
26G 26K 26L 26M 26N
Eff(％) 17.650 17.652 17.761 17.746 17.881
FF(％) 78.075 78.197 78.482 77.910 78.154
Rs(Ω) 0.00486 0.00488 0.00477 0.00496 0.00486
Rs3(Ω) 0.00365 0.00396 0.00376 0.00418 0.00392
Rg(mΩ) 25.918 27.850 26.368 27.335 27.103
实例3
如表5中所示，第三组示例性浆料（被称作26O、26R、26N和26S）被制备以说明与实例2相比添加增大数量的分散和团聚亚微米银粉的影响。相同玻璃粉和载体配方用于每份示例性浆料中，每份数量有一些变化。一旦浆料组份被混合，其随后使用三辊滚轧机滚轧直至变为经分散的均匀浆料。
表5第三组示例性浆料的组成物
26O 26R 26N 26S
Ag(浆料的%重量比)粒子大小＞1μm 73 75 77 78
Ag粉末，SA(浆料的%重量比) 6.5 7 -- --
Ag粉末，SB(浆料的%重量比) -- -- 3 3.5
玻璃粉(浆料的%重量比) 4 4 4 4
有机载体(浆料的%重量比) 14 12 14 12
触变剂(浆料的%重量比) 1 2 1 2
浆料沉积物(g) 0.22 0.22 0.22 0.23
Ag质量(g) 0.17 0.18 0.18 0.19
所得浆料被丝网印刷至P型太阳能电池上，其随后烧结及根据实例1列出的参数测试。每种示例性浆料的浆料沉积被称重。银沉积基于每份浆料的银含量计算。示例性浆料展示最佳数量的浆料沉积物以及银沉积物。
五份示例性浆料的电性能被分析且所得数据列在表6中。所有示例性浆料展现最佳电性能，包括良好的效率值。
表6第三组示例性浆料的电性能
26O 26R 26N 26S
Eff(％) 17.672 17.768 17.712 17.873
FF(％) 78.436 78.906 78.775 78.780
Rs(Ω) 0.00501 0.00472 0.00480 0.00474
Rs3(Ω) 0.00360 0.00329 0.00347 0.00342
Rg(mΩ) 27.831 20.284 26.395 22.211
如图2至图5所示，浆料26R和26S得到最佳印刷线，其具有高深宽比和非常低的孔隙率。浆料26N和26O展现低得多的深宽比和更高程度的孔隙率，其说明使用这些浆料串联电阻和板栅电阻的增大。
本领域技术人员将从上述说明书中了解本发明的这些和其它优点。因此，本领域技术人员了解可对上述实施方案进行改变或修改而不脱离本发明宽泛的发明概念。任意特定实施方案的特定尺寸仅针对说明的目的而描述。因此应了解本发明不限于本文所述的特定实施方案而是旨在包括属于本发明的范畴和精神内的所有改变和修改。

Claims (24)

1.一种用于在太阳能电池上形成表面电极的导电浆料，其包括：
银组份，其包括具有小于1微米的平均粒度和大于2.4m2/g的比表面积的第一银粒子；
玻璃粉；和
有机载体。
2.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.05微米至1微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于20m2/g的比表面积。
3.根据权利要求2所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.1微米至0.8微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于10m2/g的比表面积。
4.根据权利要求3所述的导电浆料，其中所述第一银粒子具有0.1微米至0.5微米的平均粒度和大于2.4m2/g且小于或等于5m2/g的比表面积。
5.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述银组份还包括第二银粒子。
6.根据权利要求5所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有大于1微米的平均粒度和小于2m2/g的比表面积。
7.根据权利要求6所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有1微米至50微米的平均粒度和0.1m2/g至2m2/g的比表面积。
8.根据权利要求7所述的导电浆料，其中所述第二银粒子具有1微米至20微米的平均粒度和0.1m2/g至1.5m2/g的比表面积。
9.根据权利要求1所述的导电浆料，其中总的银组份小于浆料的83.5%重量比。
10.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述第一银粒子大约占浆料的0.01%至10%重量比。
11.根据权利要求5所述的导电浆料，其中所述第二银粒子大约占浆料的60%至90%重量比。
12.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述玻璃粉大约占浆料的5%重量比。
13.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述玻璃粉包括氧化铅。
14.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述有机载体大约占浆料的1%至35%重量比。
15.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述有机载体包括粘合剂、表面活性剂、有机溶剂和触变助剂。
16.根据权利要求15所述的导电浆料，其中所述触变助剂大约占所述浆料的0.01%至20%重量比。
17.根据权利要求16所述的导电浆料，其中所述触变助剂大约占所述浆料的5%至20%重量比。
18.一种用于在太阳能电池上形成表面电极的导电浆料，其包括：
导电金属粒子，其占浆料的40%至90%重量比；
玻璃粉；和
有机载体，其中所述有机载体包括粘合剂、表面活性剂、有机溶剂和触变助剂，其中所述触变助剂高于所述浆料的1%重量比。
19.一种太阳能电池，其包括：
硅晶圆；和
由根据权利要求1所述的导电浆料制成的表面电极。
20.一种太阳能电池，其包括：
硅晶圆；和
由根据权利要求18所述的导电浆料制成的表面电极。
21.一种包括根据权利要求19中的电互连的太阳能电池的太阳能电池模块。
22.一种包括根据权利要求20中所述的电互连的太阳能电池的太阳能电池模块。
23.一种制作太阳能电池的方法，其包括下列步骤：
提供硅晶圆；
施加根据权利要求1所述的导电浆料至所述硅晶圆；和
根据适当轮廓烧结所述硅晶圆。
24.一种制作太阳能电池的方法，其包括下列步骤：
提供硅晶圆；
施加根据权利要求18所述的导电浆料至所述硅晶圆；和
根据适当轮廓烧结所述硅晶圆。
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