CN104715804B - 用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极 - Google Patents

用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极 Download PDF

Info

Publication number
CN104715804B
CN104715804B CN201410730375.3A CN201410730375A CN104715804B CN 104715804 B CN104715804 B CN 104715804B CN 201410730375 A CN201410730375 A CN 201410730375A CN 104715804 B CN104715804 B CN 104715804B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
oxide
electrode
composition
solar battery
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
CN201410730375.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104715804A (zh
Inventor
郑锡铉
朴永起
金东奭
金周熙
朴珉秀
金君浩
金珉载
金硕彻
梁相贤
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
Samsung SDI 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
Priority claimed from KR1020140124652A external-priority patent/KR101780531B1/ko
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN104715804A publication Critical patent/CN104715804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104715804B publication Critical patent/CN104715804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/122Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/14Compositions for glass with special properties for electro-conductive glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/04Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/18Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24Electrically-conducting paints
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开一种用于太阳能电池电极的组合物。所述组合物包含银粉、玻璃质和有机载体,其中所述玻璃质包含元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)。由所述组合物形成的太阳能电池电极具有关于焊带的极佳胶粘强度并且使串联电阻(Rs)降到最小,由此提供极佳的转化效率。

Description

用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极
相关申请案的交叉参考
本申请案要求在韩国知识产权局于2013年12月17日提交的韩国专利申请案第10-2013-0157659号及2014年9月18日提交的韩国专利申请案第10-2014-0124652号的权益,其全部公开内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极。
背景技术
太阳能电池使用将日光的光子转化成电的p-n结的光伏打效应以产生电能。在太阳能电池中,分别在具有p-n结的半导体晶片或衬底的上表面和下表面上形成前电极和背电极。随后,通过进入半导体晶片的日光诱导p-n结的光伏打效应,并且通过由p-n结的光伏打效应产生的电子将电流经由电极提供到外部。通过涂覆、图案化并烘烤用于电极的组合物在晶片上形成太阳能电池的电极。
为提高太阳能电池效率而连续减小发射极厚度可引起分流(shunting),这会降低太阳能电池性能。此外,已逐渐增大太阳能电池的面积以获得高效率。但是,在这种情况下,由于太阳能电池的接触电阻增大,会带来效率降低的问题。
太阳能电池通过焊带(ribbon)彼此连接以构成太阳能电池组。在这种情况下,电极与焊带之间的低粘着力可引起较大的串联电阻并且降低转化效率。此外,使用包含常规含铅玻璃质的用于太阳能电池电极的组合物制造的电极展现关于所述焊带的胶粘强度不足。以这一观点来看,本发明人研发出一种能够克服这些问题的太阳能电池。
发明内容
根据本发明的一个方面,一种用于太阳能电池电极的组合物包含:银粉、玻璃质(glass frit)和有机载体(organic vehicle),其中所述玻璃质包含元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)。
铬与碲的摩尔比可在1∶1到1∶80范围内。
以玻璃质的总重量计,玻璃质可进一步包含5摩尔%到50摩尔%的元素铅(Pb)。
玻璃质可进一步包含至少一种选自以下各物的元素:铅(Pb)、锂(Li)、锌(Zn)、钨(W)、磷(P)、硅(Si)、镁(Mg)、铯(Ce)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、锑(Sb)、锗(Ge)、镓(Ga)、钙(Ca)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(A1)以及硼(B)。
可由包含5重量%(以重量计)到30重量%的氧化铋、40重量%到80重量%的氧化碲、1重量%到15重量%的氧化铬以及l重量%到50重量%的第四金属氧化物的金属氧化物混合物制备玻璃质。
第四金属氧化物可包含至少一种选自以下各物的金属氧化物:氧化铅、氧化锂、氧化锌、氧化钨、氧化磷、氧化硅、氧化镁、氧化铯、氧化锶、氧化钼、氧化钛、氧化锡、氧化铟、氧化钒、氧化钡、氧化镍、氧化铜、氧化钠、氧化钾、氧化锑、氧化锗、氧化镓、氧化钙、氧化砷、氧化钴、氧化锆、氧化锰、氧化铝以及氧化硼。
第四金属氧化物包括氧化锂、氧化锌以及氧化钨,且玻璃质是由包含5重量%到30重量%的氧化铋、40重量%到80重量%的氧化碲、1重量%到15重量%的氧化铬、1重量%到10重量%的氧化锂、1重量%到10重量%的氧化锌以及1重量%到10重量%的氧化钨的金属氧化物混合物制备的。
以金属氧化物混合物的总重量计,第四金属氧化物可包含15重量%到50重量%的氧化铅(PbO)。
所述组合物可包含60重量%到95重量%的银粉、0.5重量%到20重量%的玻璃质以及1重量%到30重量%的有机载体。
玻璃质的平均粒径(D50)可为0.1微米到10微米。
所述组合物可进一步包含至少一种选自分散剂、触变剂(thixotropic agent)、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂(UV stabilizer)、抗氧化剂以及偶合剂的添加剂。
有机载体包含粘合剂树脂,其中所述粘合剂树脂的重均分子量(molecularweight,Mw)可为30,000克/摩尔到200,000克/摩尔。
所述组合物的粘度为100,000厘泊(cps)到500,000厘泊。
根据本发明的另一个方面,提供一种使用所述用于太阳能电池电极的组合物形成的太阳能电池电极。
附图说明
图1为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
用于太阳能电池电极的组合物
根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物包含银粉;包含元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)的玻璃质;以及有机载体。所述组合物展现出关于将太阳能电池彼此连接的焊带的极佳胶粘强度并且使串联电阻(serial resistance,Rs)降到最小,由此提供极佳的填充系数和转化效率。
(A)银粉
根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物包含银(Ag)粉作为导电粉末。银粉的粒度(particle size)可为纳米或微米级。举例来说,银粉的粒度可为数十纳米到数百纳米,或数微米到数十微米。或者,银粉可为具有不同粒度的两种或多于两种类型银粉的混合物。
银粉的形状可为球形、片状或非晶形的。
在一个实施例中,银粉的平均粒径(average particle diameter)(D50)可为0.1微米到10微米,例如0.5微米到5微米。在25℃下经由超声波处理使所述导电粉末分散于异丙醇(isopropyl alcohol,IPA)中3分钟之后,可使用例如1064D型(西莱斯有限公司(CILASCo.,Ltd.))测量平均粒径。在这个平均粒径范围内,组合物可提供低接触电阻和低线路电阻。
以组合物的总重量计,银粉的存在量可以为60重量%到95重量%。在这个范围内,导电粉末可阻止由电阻增大而导致的转化效率降低。举例来说,所述导电粉末的存在量可以为70重量%到90重量%。在一些实施例中,以组合物的总重量计,银粉的存在量可以为60重量%、61重量%、62重量%、63重量%、64重量%、65重量%、66重量%、67重量%、68重量%、69重量%、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%、90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%或95重量%。
(B)包含元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)的玻璃质
玻璃质用来增强导电粉末与晶片或衬底之间的粘着力并且通过蚀刻抗反射层并熔化银粉以在发射极区域中形成银晶粒(crystal grains),以便在电极浆料的烘烤过程期间减小接触电阻。另外,在烧结过程期间,玻璃质被软化并且使烘烤温度降低。
当增大太阳能电池的面积以提高太阳能电池的效率时,会带来太阳能电池的接触电阻增大的问题。因此,有必要在使串联电阻(Rs)降到最小并且使开路电压(open circusvoltage,Voc)达到最大的同时,使对p-n结的影响降到最小。此外,由于随着越来越多地使用具有不同薄层电阻的各种晶片,烘烤温度在广泛范围内变化,故需要玻璃质保证足够的热稳定性以经受住广泛范围的烘烤温度。
太阳能电池通过焊带彼此连接以构成太阳能电池组。在这种情况下,太阳能电池电极与焊带之间的低胶粘强度可导致电池分离或可靠性降低。
在本发明中,为了确保太阳能电池具有合意的电特性和物理特性(诸如转化效率和胶粘强度),使用包含元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)的玻璃质。
在另一实施例中,铬(Cr)与碲(Te)的摩尔比可在1∶1到1∶80范围内。在这个范围内,使用玻璃质制造的太阳能电池电极可展现关于焊带的极佳胶粘强度和极佳的转化效率,同时保证低串联电阻和接触电阻。在一些实施例中,铬与碲的摩尔比可在1∶1到1∶40范围内,例如为1∶5到1∶35。
在一些实施例中,除元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)之外,玻璃质可进一步包含至少一种选自以下各物的元素:铅(Pb)、锂(Li)、锌(Zn)、钨(W)、磷(P)、硅(Si)、镁(Mg)、铯(Ce)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、锑(Sb)、锗(Ge)、镓(Ga)、钙(Ca)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(A1)以及硼(B)。
具体来说,以玻璃质的总重量计,除元素铋(Bi)、碲(Te)和铬(Cr)之外,玻璃质可进一步包含5摩尔%到50摩尔%的元素铅(Pb)。此处,玻璃质可在加工性(工艺裕度)方面提供极佳作用。在一些实施例中,以玻璃质的总重量计,元素铅(Pb)的存在量可以为5摩尔%、6摩尔%、7摩尔%、8摩尔%、9摩尔%、10摩尔%、11摩尔%、12摩尔%、13摩尔%、14摩尔%、15摩尔%、16摩尔%、17摩尔%、18摩尔%、19摩尔%、20摩尔%、21摩尔%、22摩尔%、23摩尔%、24摩尔%、25摩尔%、26摩尔%、27摩尔%、28摩尔%、29摩尔%、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%。
玻璃质可由包含氧化铋、氧化碲、氧化铬和第四金属氧化物的金属氧化物混合物来制备。
在一些实施例中,第四金属氧化物可包含至少一种选自以下各物的金属氧化物:氧化铅、氧化锂、氧化锌、氧化钨、氧化磷、氧化硅、氧化镁、氧化铯、氧化锶、氧化钼、氧化钛、氧化锡、氧化铟、氧化钒、氧化钡、氧化镍、氧化铜、氧化钠、氧化钾、氧化锑、氧化锗、氧化镓、氧化钙、氧化砷、氧化钴、氧化锆、氧化锰、氧化铝以及氧化硼。
在一个实施例中,金属氧化物混合物可包含5重量%到30重量%的氧化铋、40重量%到80重量%的氧化碲、1重量%到15重量%的氧化铬以及1重量%到50重量%的第四金属氧化物。在这个范围内,玻璃质可保证极佳的胶粘强度与极佳的转化效率。
在一些实施例中,以金属氧化物混合物的总重量计,第四金属氧化物可包含15重量%到50重量%氧化铅(PbO)。在这个范围内,玻璃质可在加工性(工艺裕度)方面提供极佳作用。在一些实施例中,氧化铅的存在量可以为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%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%、49重量%或50重量%。
在一些实施例中,第四金属氧化物可包含氧化锂(Li2O)、氧化锌(ZnO)以及氧化钨(WO3)。举例来说,以金属氧化物混合物的总重量计,第四金属氧化物可包含1重量%到10重量%的氧化锂、1重量%到10重量%的氧化锌以及1重量%到10重量%的氧化钨。在这个范围内,玻璃质可保证极佳的胶粘强度与极佳的转化效率。
在一些实施例中,其中玻璃质是由包含5重量%到30重量%的氧化铋、40重量%到80重量%的氧化碲、1重量%到15重量%的氧化铬、1重量%到10重量%的氧化锂、1重量%到10重量%的氧化锌以及1重量%到10重量%的氧化钨的金属氧化物混合物制备的。在这个范围内,玻璃质可保证极佳的胶粘强度与极佳的转化效率。
玻璃质可由这些金属氧化物通过任何典型方法制备。举例来说,可以按预定比率混合金属氧化物。混合可使用球磨机或行星式磨机进行。在900℃到1300℃下熔化混合的组合物,随后骤冷到25℃。使用盘式磨机、行星式磨机等磨机对获得的所得物进行粉碎,由此得到玻璃质。
在一些实施例中,玻璃质的平均粒径D50可为0.1微米到10微米。玻璃质可为球形或非晶形的。
在一些实施例中,以组合物的总量计,玻璃质的存在量可以为0.5重量%到20重量%。在这个范围内,玻璃质可以在给定的变化的表面电阻下保证极佳的胶粘强度与极佳的转化效率,同时使串联电阻降到最小,由此提高太阳能电池的效率。在一些实施例中,玻璃质的存在量可以为0.5重量%、1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、3.5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%或20重量%。
(C)有机载体
有机载体通过与用于太阳能电池电极的组合物中的无机组分进行机械混合来赋予浆料组合物适于印刷的粘度和流变特征(rheological characteristics)。
有机载体可为用于太阳能电池电极的组合物的任何典型有机载体,并且可以包含粘合剂树脂、溶剂等。
粘合剂树脂可选自丙烯酸酯树脂或纤维素树脂。一般使用乙基纤维素作为粘合剂树脂。此外,粘合剂树脂可选自以下各物:羟乙基纤维素(hydroxyethylcellulose);硝化纤维(nitrocellulose);乙基纤维素(ethylcellulose)与酚树脂的混合物;醇酸树脂(alkyd);酚;丙烯酸酯;二甲苯;聚丁烯;聚酯;尿素;三聚氰胺(melamine);醋酸乙烯酯树脂(vinyl acetate resins);木松香(wood rosin);醇的聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylates of alcohols)等。
在一些实施例中,粘合剂树脂的重均分子量(Mw)可为30,000克/摩尔到200,000克/摩尔。在这个范围内,粘合剂树脂可在可印性方面提供极佳作用。举例来说,粘合剂树脂的重均分子量可为40,000克/摩尔到150,000克/摩尔。
溶剂可选自由以下各物所构成的群组:例如,己烷、甲苯、乙基溶纤剂(ethylcellosolve)、环己酮、丁基溶纤剂(butyl cellosolve)、丁基卡必醇(butyl carbitol)(二甘醇单丁基醚(diethylene glycol monobutyl ether))、二丁基卡比醇(dibutylcarbitol)(二甘醇二丁基醚(diethylene glycol dibutyl ether))、丁基卡必醇乙酸酯(butyl carbitol acetate)(二甘醇单丁基醚乙酸酯(diethylene glycol monobutylether acetate))、丙二醇单甲基醚(propylene glycol monomethyl ether)、己二醇(hexylene glycol)、松油醇(terpineol)、甲基乙基酮(methylethylketone)、苯甲醇(benzylalcohol)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、乳酸乙酯(ethyl lactate)以及其组合。
以组合物的总重量计,有机载体的存在量可以为1重量%到30重量%。在这个范围内,有机载体可为组合物提供足够的胶粘强度和极佳的可印性。在一些实施例中,以组合物的总重量计,有机载体的存在量可以为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%、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%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%或30重量%。
(D)添加剂
组合物可根据需要进一步包含典型添加剂以增强流动特性、加工特性以及稳定性。添加剂可包含分散剂、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、偶合剂等,但不限于此。这些添加剂可单独或以其混合物形式使用。
这些添加剂在组合物中的存在量可以为0.1重量%到5重量%,并且这个量可根据需要而变化。在一些实施例中,添加剂的存在量可以为0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、3.5重量%、4重量%、4.5重量%或5重量%。
此外,用于太阳能电池电极的组合物的粘度可为100,000厘泊到500,000厘泊(100千厘泊到500千厘泊)。在这个范围内,组合物可在可印性方面提供极佳作用。举例来说,组合物的粘度可为250,000厘泊到400,000厘泊(250千厘泊到400千厘泊)。
太阳能电池电极和包含其的太阳能电池
本发明的其它方面涉及由用于太阳能电池电极的组合物形成的电极和包含所述电极的太阳能电池。图1绘示根据本发明的一个实施例的太阳能电池。
参看图1,可通过在包含p层(或n层)101和n层(或p层)102的晶片100或衬底上印刷并烘烤所述组合物而形成背电极210和前电极230,其将充当发射极。举例来说,用于制备背电极210的基本方法是通过在晶片100的后表面上印刷所述组合物并且在200℃到400℃下将所印刷的组合物干燥10秒到60秒进行的。另外,用于制备前电极的基本方法可通过在晶片的前表面上印刷浆料并且干燥所印刷的组合物进行。随后,可通过在400℃到950℃下(例如在850℃到950℃下),将晶片烘烤30秒到50秒来形成前电极230和背电极210。
接着,将参照实施例更详细地描述本发明。但是,应注意提供这些实施例仅为了说明而提供,并且不应以任何方式理解为限制本发明。
实施例
实施例1
根据表1中列出的组成,将氧化铋、氧化碲和氧化铬与作为第四金属氧化物的氧化锂、氧化锌和氧化钨混合在一起,并且在900℃到1400℃下进行熔化和烧结,由此制备平均粒径(D50)为2.0微米的玻璃质。
在60℃下将作为有机粘合剂的0.8重量%乙基纤维素(STD4,陶氏化学公司(DowChemical Company))(Mw=50,000克/摩尔)充分溶解于8.5重量%丁基卡必醇中,并且将平均粒径为2.0微米的86.5重量%球形银粉(AG-4-8,多瓦高科技有限公司(Dowa HightechCo.,Ltd.))、3.5重量%所制备的玻璃质、0.2重量%分散剂BYK102(BYK化学(BYK-chemie))以及0.5重量%触变剂Thixatrol ST(海名斯有限公司(Elementis Co.,Ltd.))添加到所述粘合剂溶液中,随后混合并且在3辊捏合机中进行捏合,由此制备用于太阳能电池电极的组合物。
在室温下使用旋转式粘度计HBDV-II+Pro(布洛克菲尔德有限公司(BrookfieldCo.,Ltd.))测量所制备的组合物的粘度。在粘度计的测量中,用样本完全填充样本杯并且将#14轴安装在粘度计上。随后,在使温度稳定5分钟之后,以10rpm的剪切速率测量粘度。表2中示出了所获得的结果。
通过以预定图案进行丝网印刷在结晶单晶片的前表面上方沉积所制备的组合物,随后在红外干燥炉中进行干燥以制备前电极。随后,以相同方式在所述晶片的后侧上印刷含铝的电极组合物并进行干燥。使根据这一程序形成的电池在980℃下在带式烘烤炉中烘烤40秒,并且使用太阳能电池效率测试仪CT-801(帕森有限公司(Pasan Co.,Ltd.))就串联电阻Rs(欧姆(Ω))、填充系数(fill factor,FF)(%)和转化效率(%)对电池进行评估。随后,将助焊剂(flux)涂覆于电池的前电极上并且在300℃到400℃下使用烙铁(solderingiron)(白光有限公司(Hakko Co.,Ltd.))将电极粘合到焊带上。随后,使用张力器(天氏欧森公司(Tinius Olsen)),以180的剥离角度和50毫米/分钟的拉伸速率就胶粘强度(牛/毫米(N/mm))对所得物进行评估。表2中示出了所测量的转化效率、串联电阻和胶粘强度(牛/毫米)。
实施例2到实施例20以及比较实施例1到比较实施例3
以与实施例1中相同的方式制备用于太阳能电池电极的组合物并且就物理特性对其进行评估,不同之处在于玻璃质是以表1中列出的组成制备的。结果示于表2中。
表1
表2
如表2中所示,确定如与玻璃质组成不符合本发明的比较实施例1到比较实施例3的太阳能电池电极相比,使用实施例1到实施例20中制备的组合物制造的太阳能电池电极展现出关于焊带的相当高的胶粘强度以及低串联电阻及极佳的填充系数与转化效率。
应理解,所属领域的技术人员可在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改、变化、更改以及等效实施例。

Claims (14)

1.一种用于太阳能电池电极的组合物,包括:银粉、玻璃质以及有机载体,其中所述玻璃质包括元素铋、碲以及铬,
其中所述玻璃质进一步包括1重量%到10重量%的氧化锂以及1重量%到10重量%的氧化锌。
2.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中铬与碲的摩尔比在1∶1到1∶80范围内。
3.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述玻璃质进一步包括至少一种选自以下各物的元素:铅、锂、锌、钨、磷、硅、镁、铯、锶、钼、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钠、钾、锑、锗、镓、钙、砷、钴、锆、锰、铝以及硼。
4.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述玻璃质进一步包括5摩尔%到50摩尔%的元素铅。
5.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述玻璃质是由包含5重量%到30重量%的氧化铋、40重量%到80重量%的氧化碲、1重量%到15重量%的氧化铬以及1重量%到50重量%的第四金属氧化物的金属氧化物混合物制备的。
6.如权利要求5所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述第四金属氧化物包括至少一种选自以下各物的金属氧化物:氧化铅、氧化锂、氧化锌、氧化钨、氧化磷、氧化硅、氧化镁、氧化铯、氧化锶、氧化钼、氧化钛、氧化锡、氧化铟、氧化钒、氧化钡、氧化镍、氧化铜、氧化钠、氧化钾、氧化锑、氧化锗、氧化镓、氧化钙、氧化砷、氧化钴、氧化锆、氧化锰、氧化铝以及氧化硼。
7.如权利要求5所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述第四金属氧化物包括氧化锂、氧化锌以及氧化钨,且其中所述玻璃质是由包含5重量%到30重量%的氧化铋、40重量%到80重量%的氧化碲、1重量%到15重量%的氧化铬、1重量%到10重量%的氧化锂、1重量%到10重量%的氧化锌以及1重量%到10重量%的氧化钨的金属氧化物混合物制备的。
8.如权利要求5所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中以所述金属氧化物混合物的总重量计,所述第四金属氧化物包括15重量%到50重量%的氧化铅。
9.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,包括:60重量%到95重量%的所述银粉、0.5重量%到20重量%的所述玻璃质以及1重量%到30重量%的所述有机载体。
10.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述玻璃质的平均粒径为0.1微米到10微米。
11.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,进一步包括:至少一种选自分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂以及偶合剂的添加剂。
12.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述有机载体包括粘合剂树脂,所述粘合剂树脂的重均分子量为30,000克/摩尔到200,000克/摩尔。
13.如权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物,其中所述组合物的粘度为100,000厘泊到500,000厘泊。
14.一种使用如权利要求1到13中任一项所述的用于太阳能电池电极的组合物制造的太阳能电池电极。
CN201410730375.3A 2013-12-17 2014-12-04 用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极 Active CN104715804B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130157659 2013-12-17
KR10-2013-0157659 2013-12-17
KR10-2014-0124652 2014-09-18
KR1020140124652A KR101780531B1 (ko) 2013-12-17 2014-09-18 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104715804A CN104715804A (zh) 2015-06-17
CN104715804B true CN104715804B (zh) 2017-07-28

Family

ID=53176325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410730375.3A Active CN104715804B (zh) 2013-12-17 2014-12-04 用于太阳能电池电极的组合物以及使用其制造的电极

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9039937B1 (zh)
CN (1) CN104715804B (zh)
TW (1) TWI520156B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9039937B1 (en) * 2013-12-17 2015-05-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same
TWI559336B (zh) * 2015-04-22 2016-11-21 Conductive paste for solar cell processes
US9966480B2 (en) * 2015-04-28 2018-05-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode composition, electrode manufactured using the same, and solar cell
WO2016193209A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Basf Se Conductive paste and process for forming an electrode on a p-type emitter on an n-type base semiconductor substrate
JP6236557B1 (ja) * 2016-03-18 2017-11-22 Dowaエレクトロニクス株式会社 銀テルル被覆ガラス粉およびその製造方法、ならびに導電性ペーストおよびその製造方法
KR101736773B1 (ko) * 2016-04-06 2017-05-29 대주전자재료 주식회사 태양전지용 후면전극 페이스트 조성물
CN106219987B (zh) * 2016-07-25 2020-07-14 常州聚和新材料股份有限公司 硅太阳能电池浆料用的玻璃料及其制备方法和浆料
JP6246877B1 (ja) 2016-09-08 2017-12-13 Dowaエレクトロニクス株式会社 導電性ペーストおよびその製造方法、ならびに太陽電池の製造方法
KR20180046808A (ko) * 2016-10-28 2018-05-09 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
CN107993740B (zh) * 2017-11-27 2019-08-20 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 一种高银含量氧化锌压敏电阻电极银浆及制备方法
KR102326611B1 (ko) * 2018-07-06 2021-11-16 창저우 퓨전 뉴 머티리얼 씨오. 엘티디. 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20200015318A (ko) * 2018-08-03 2020-02-12 삼성에스디아이 주식회사 알루미늄 산화물층을 포함하는 태양 전지의 전극 형성용 조성물, 이로부터 제조된 전극 및 이로부터 제조된 전극을 포함하는 태양 전지
KR102316662B1 (ko) * 2018-10-10 2021-10-25 창저우 퓨전 뉴 머티리얼 씨오. 엘티디. 태양전지 전극 형성 방법, 이로부터 제조된 태양전지 전극 및 태양전지
US11177072B2 (en) * 2019-08-16 2021-11-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multilayer capacitor and board having the same mounted thereon
CN111524639B (zh) * 2020-06-02 2021-09-28 佛山市瑞纳新材科技有限公司 一种电极银浆、制备方法及n型晶硅太阳能电池
CN113045207B (zh) * 2021-03-10 2022-04-01 浙江奕成科技有限公司 一种用于topcon晶体硅太阳能电池背面银浆的玻璃粉及其制备方法
CN114231995B (zh) * 2022-02-28 2022-05-31 青岛理工大学 钼酸钴基z型光阳极材料及其高温固相制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102576576A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 巴斯夫欧洲公司 用于印刷导电迹线的组合物以及制备太阳能电池的方法
CN103377752A (zh) * 2012-04-17 2013-10-30 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于太阳能电池触点的导电厚膜膏的碲无机反应体系
CN103681949A (zh) * 2012-08-30 2014-03-26 E·I·内穆尔杜邦公司 包含铅-碲基氧化物的导电组合物在具有轻掺杂发射器的半导体装置的制造中的用途

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4487596B2 (ja) 2004-02-27 2010-06-23 Tdk株式会社 積層セラミック電子部品用の積層体ユニットの製造方法
KR100899197B1 (ko) 2007-04-18 2009-05-26 제일모직주식회사 착색 유리프릿을 포함하는 전극 형성용 페이스트 조성물 및이를 이용하여 제조된 전극을 포함하는 플라즈마디스플레이 패널
KR101257242B1 (ko) 2009-07-03 2013-04-23 주식회사 에프피 저온 소성 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이를 이용한 집광형 구상 실리콘 태양전지
JP5559509B2 (ja) 2009-10-28 2014-07-23 昭栄化学工業株式会社 太陽電池電極形成用導電性ペースト
WO2011140189A1 (en) 2010-05-04 2011-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick-film pastes containing lead-tellurium-boron-oxides, and their use in the manufacture of semiconductor devices
US20140124713A1 (en) 2011-03-29 2014-05-08 Diptarka Majumdar High-aspect ratio screen printable thick film paste compositions containing wax thixotropes
US8696948B2 (en) * 2011-08-11 2014-04-15 E I Du Pont De Nemours And Company Thick film paste containing lead—tellurium—lithium—titanium—oxide and its use in the manufacture of semiconductor devices
US9023254B2 (en) * 2011-10-20 2015-05-05 E I Du Pont De Nemours And Company Thick film silver paste and its use in the manufacture of semiconductor devices
US8652873B1 (en) 2012-08-03 2014-02-18 E I Du Pont De Nemours And Company Thick-film paste containing lead-vanadium-based oxide and its use in the manufacture of semiconductor devices
KR101600652B1 (ko) * 2012-11-12 2016-03-07 제일모직주식회사 태양전지 전극용 페이스트 및 이로부터 제조된 전극
KR101608123B1 (ko) * 2013-09-13 2016-03-31 제일모직주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
US9039937B1 (en) * 2013-12-17 2015-05-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102576576A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 巴斯夫欧洲公司 用于印刷导电迹线的组合物以及制备太阳能电池的方法
CN103377752A (zh) * 2012-04-17 2013-10-30 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于太阳能电池触点的导电厚膜膏的碲无机反应体系
CN103681949A (zh) * 2012-08-30 2014-03-26 E·I·内穆尔杜邦公司 包含铅-碲基氧化物的导电组合物在具有轻掺杂发射器的半导体装置的制造中的用途

Also Published As

Publication number Publication date
TW201515021A (zh) 2015-04-16
TWI520156B (zh) 2016-02-01
CN104715804A (zh) 2015-06-17
US9039937B1 (en) 2015-05-26
US20150171237A1 (en) 2015-06-18
US9741876B2 (en) 2017-08-22
US20150228818A1 (en) 2015-08-13

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
TWI469946B (zh) 供用於太陽能電池電極的組成物及使用該組成物製造的電極
CN105051830B (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
CN104575662B (zh) 用于太阳电池电极的组成物、用其制造的电极及太阳电池
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
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
TWI714323B (zh) 用於形成太陽能電池電極的方法及太陽能電池
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
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
CN108695012A (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
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
CN110797134B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池
JP2019519113A (ja) P型太陽電池電極形成用組成物、これを用いて製造された電極及びp型太陽電池
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
TW201941443A (zh) 用於太陽能電池電極的組成物及使用其製備的電極

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210329

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

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

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

Patentee before: Samsung SDI Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210823

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

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

Address before: 213002 No.88, Xinzhu 2nd Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

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

TR01 Transfer of patent right