CN105474327B - 制备mwt太阳能电池电极的包含多峰直径分布颗粒的导电糊 - Google Patents

制备mwt太阳能电池电极的包含多峰直径分布颗粒的导电糊 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制备太阳能电池中的电极，特别是制备MWT太阳能电池中的电极，特别是制备这类太阳能电池中的金属穿孔卷绕或插塞电极的包含具有多峰直径分布的Ag颗粒的导电糊。特别是，本发明涉及太阳能电池前体，制备太阳能电池的方法，太阳能电池和包含太阳能电池的模件。本发明涉及至少包含以下物质作为前体部分的太阳能电池前体：i)具有至少一个具有Si表面的孔的晶片；ii)由孔包含的导电糊，所述导电糊至少包含以下物质作为糊组分：a)金属颗粒；b)无机反应体系；c)有机载体；和d)添加剂；其中金属颗粒具有多峰粒径分布。

Description

制备MWT太阳能电池电极的包含多峰直径分布颗粒的导电糊
发明领域
本发明涉及用于制备太阳能电池中的电极，特别是制备MWT太阳能电池中的电极，特别是制备这类太阳能电池中的金属穿孔卷绕(wrap through)或插塞电极的包含具有多峰直径分布的Ag颗粒的导电糊。特别是，本发明涉及太阳能电池前体，制备太阳能电池的方法，太阳能电池和包含太阳能电池的模件。
发明背景
太阳能电池是使用光生伏打效应将光能转化成电的装置。太阳能是有吸引力的绿色能源，因为它是可持续的且仅产生非污染的副产物。因此，目前投入了大量研究以开发具有增强的效率，同时持续降低材料和生产成本的太阳能电池。当光击中太阳能电池时，一部分入射光被表面反射，且其余透射到太阳能电池中。透射的光子被通常由半导体材料如通常适当地掺杂的硅制成的太阳能电池吸收。吸收的光子能量激发半导体材料的电子，产生电子-空穴对。这些电子-空穴对然后被p-n结分开并被太阳能电池表面上的导电电极收集。图1显示简单太阳能电池的最小结构。
太阳能电池非常通常地基于硅，所述硅通常为Si晶片的形式。此处， p-n结通常如下制备：提供n型掺杂Si基质并将p型掺杂层应用于一面上，或者提供p型掺杂Si基质并将n型掺杂层应用于一面上，在两种情况下得到所谓的p-n结。具有应用的掺杂剂层的面通常充当电池的正面，具有原始掺杂剂的Si的相对侧充当背面。n型和p型太阳能电池都是可能的且已在工业上使用。设计利用在两个面上的入射光的电池也是可能的，但它们的使用较不广泛地利用。
为使太阳能电池正面上的入射光进入并被吸收，正面电极通常以分别称为“栅线(finger)”和“汇流条(bus bars)”的两组垂直线排列。栅线形成与正面的电接触，汇流条连接这些栅线以将电荷有效地拉引至外电路中。通常栅线和汇流条的这一排列以导电糊的形式应用，将其烧制以得到固体电极体。背面电极也通常以导电糊的形式应用，然后将其烧制以得到固体电极体。
太阳能电池制备的另一路线寻求借助正面电极的背面接触而提高正面吸收的入射光的比例。在所谓的MWT(“金属穿孔卷绕”)太阳能电池中，太阳能电池的正面上的电极借助连接正面和背面且包含电极材料的通道而与背面接触，称为金属穿孔卷绕电极或插塞电极。
典型的导电糊包含金属颗粒、无机反应体系和有机载体。
技术发展水平需要具有改进性能的太阳能电池，特别是具有改进性能的MWT太阳能电池。
发明概述
本发明一般性地基于克服关于太阳能电池，特别是关于金属穿孔卷绕太阳能电池，特别是关于金属穿孔卷绕电极的机械和电性能的技术发展水平中遭遇的至少一个问题的目的。
更具体而言，本发明进一步基于提供显示出与MWT太阳能电池中通道的Si表面的高物理附着力，优选同时显示出太阳能电池的其它有利电和物理性能的金属穿孔卷绕电极的目的。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由形成本发明权利要求书的范畴的主题做出。另一贡献由代表本发明具体实施方案的本发明独立权利要求的主题做出。
详述
对实现上述目的中的至少一个的贡献由太阳能电池前体做出，所述太阳能电池前体至少包含以下物质作为前体部分：
i)具有至少一个具有Si表面的孔的晶片；
ii)由孔包含的导电糊，所述导电糊至少包含以下物质作为糊组分：
a)金属颗粒；
b)无机反应体系；
c)有机载体；和
d)添加剂；
其中金属颗粒具有多峰粒径分布。
在上文和下文中，除非另外说明，所有直径分布和最大值及其d50、d10、 d90值如试验方法中所述。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，金属颗粒具有双峰粒径分布。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，金属颗粒具有具有至少两个在约0.1至约15μm，优选约0.2至约12μm，更优选约0.3至约10μm 范围内的最大值的直径分布，其中选自至少两个局部最大值的至少一对间隔至少约0.3μm，优选间隔至少约0.5μm，更优选间隔至少1μm。在一些情况下，使用达约20μm的直径分布中最大值的间隔。
在本发明太阳能电池前体的另一实施方案中，金属颗粒具有具有至少两个最大值的多峰直径分布，其中选自至少两个最大值的至少一对相隔至少约1μm，优选至少约2μm，更优选至少约3μm。在一些情况下，使用达约20μm的直径分布中最大值的间隔。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，金属颗粒具有具有大于约0.8，更优选大于约0.85，最优选大于约0.9的Sarle双峰系数b的直径分布。Sarle双峰系数的值不能大于1。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，金属颗粒为Ag颗粒。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，无机反应体系以约0.1 至约5重量％，优选约0.3至约3重量％，更优选约0.5至约2重量％存在于糊中。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，至少一个孔为连接晶片的正面和背面的通道。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，至少一个孔中的Si表面包含至少一个p型掺杂部分和至少一个n型掺杂部分。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，糊与孔的Si表面直接接触。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由制备本发明太阳能电池前体的方法做出，所述方法至少包括步骤：将具有相差至少约1μm，优选至少约 2μm，更优选至少约3μm的d50值的至少两个不同部分的Ag颗粒组合以实现多峰粒径分布。在一些情况下，使用具有相隔达约20μm的d50值的 Ag颗粒部分。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由制备太阳能电池的方法做出，所述方法至少包括步骤：
i)提供本发明太阳能电池前体，
ii)将太阳能电池前体烧制以得到太阳能电池。
在本发明方法的一个实施方案中，根据步骤i)的提供至少包括步骤：
a)提供具有相对掺杂类型的背面掺杂层和正面掺杂层的Si晶片，
b)在晶片中制备至少一个孔；
c)将导电糊引入至少一个孔中以得到本发明前体。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由可通过本发明方法得到的太阳能电池做出。
在本发明一个实施方案中，太阳能电池至少包含以下物质作为前体部分：
i)具有至少一个具有Si表面的孔的晶片；
ii)由孔包含的电极，
其中电极在电极接触Si表面的表面处具有比电极主体更高的玻璃浓度。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由太阳能电池做出，所述太阳能电池至少包含以下物质作为太阳能电池部件：
i)具有至少一个具有Si表面的孔的晶片；
ii)由孔包含的电极，
其中存在于电极中的金属颗粒具有具有至少两个最大值的多峰直径分布，其中选自至少两个最大值的至少一对相隔至少约1μm，优选至少约2μm，更优选至少约3μm。在一些情况下，使用达约20μm的直径分布中最大值的间隔。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由包含至少一个本发明太阳能电池和至少一个其它太阳能电池的模件做出。
对实现上述目的中的至少一个的贡献由包含至少一个本发明太阳能电池和至少一个其它太阳能电池的模件做出。
晶片
根据本发明优选的晶片为除了其它区域外，能够以高效率吸收光以获得电子-空穴对并以高效率将边界上，优选所谓p-n结边界上的空穴和电子分离的太阳能电池的区域。根据本发明优选的晶片为包含由正面掺杂层和背面掺杂层构成的单一体的那些。
优选晶片由适当掺杂的四价元素、二元化合物、三元化合物或合金组成。就本文而言，优选的四价元素为Si、Ge或Sn，优选Si。优选的二元化合物为两种或更多种四价元素的组合、III族元素与V族元素的二元化合物、II族元素与VI族元素的二元化合物或者IV族元素与VI族元素的二元化合物。优选的四价元素组合为两种或更多种选自Si、Ge、Sn或C的元素的组合，优选SiC。优选的III族元素与V族元素的二元化合物为GaAs。根据本发明，最优选晶片基于Si。作为晶片的最优选材料，在本申请的其余部分中明确地指Si。下文中明确提到Si的部分也适用于上述其它晶片组成。
晶片的正面掺杂层和背面掺杂层相遇的地方是p-n结边界。在n型太阳能电池中，背面掺杂层掺杂有给电子n型掺杂剂且正面掺杂层掺杂有受电子或给空穴p型掺杂剂。在p型太阳能电池中，背面掺杂层掺杂有p型掺杂剂且正面掺杂层掺杂有n型掺杂剂。根据本发明优选通过首先提供掺杂Si基质，然后将相对类型的掺杂层应用于该基质的一面上而制备具有 p-n结边界的晶片。
掺杂Si基质是本领域技术人员熟知的。掺杂Si基质可通过本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何方法制备。根据本发明优选的Si基质来源为单晶Si、多晶Si、无定形Si和高品位冶金Si，最优选单晶Si或多晶Si。掺杂形成掺杂Si基质可通过在Si基质的制备期间加入掺杂剂而同时进行，或者可在随后的步骤中进行。在Si基质的制备以后掺杂可例如通过气体扩散取向生长而进行。掺杂Si基质也是容易市购的。根据本发明，Si基质的初始掺杂的一个选择是通过将掺杂剂加入Si混合料中而与其形成同时进行。根据本发明，正面掺杂层和如果存在的话高度掺杂背面层的应用的一个选择是通过气相取向生长进行。该气相取向生长优选在约500℃至约900℃，更优选约600℃至约800℃，最优选约650℃至约 750℃的温度下，在约2kPa至约100kPa，优选约10至约80kPa，最优选约30至约70kPa的压力下进行。
本领域技术人员已知Si基质可显示出大量形状、表面结构和尺寸。除别的以外，形状可以为大量不同形状中的一种，包括立方体、圆盘、晶片和不规则多面体。根据本发明优选的形状为这种晶片形状，其中晶片为具有类似，优选相同的两个维和明显小于其它两个维的第三维的立方体。明显小就本文而言优选为小至少约100的因数。
多种表面形状是本领域技术人员已知的。根据本发明，优选具有粗糙表面的Si基质。评估基质的粗糙度的一种方法是评估基质次表面的表面粗糙度参数，其与基质的总表面积相比是小的，优选为总表面积的小于约 1％，且其基本是平坦的。表面粗糙度参数的值通过次表面的面积与理论表面的面积的比给出，所述理论表面的面积通过将该次表面投射到与次表面最佳拟合的平面上通过使均方位移最小化而形成。较高的表面粗糙度参数值表示较粗糙、较不规则的表面，较低的表面粗糙度参数值表示较光滑、较均匀的表面。根据本发明，优选将Si基质的表面粗糙度改性以产生大量因素，包括但不限于光吸收和栅线在表面上的粘着力之间的最佳平衡。
可改变Si基质的两个较大维以适合所得太阳能电池所要求的应用。根据本发明优选Si晶片的厚度为约0.5mm以下，更优选约0.3mm以下，最优选约0.2mm以下。一些晶片具有约0.01mm或更大的最小尺寸。
根据本发明优选正面掺杂层与背面掺杂层相比是薄的。根据本发明优选正面掺杂层具有约0.1至约10μm，优选约0.1至约5μm，最优选约0.1 至约2μm的厚度。
可将高度掺杂层在背面掺杂层与任何其它层之间应用于Si基质的背面上。该高度掺杂层具有与背面掺杂层相同的掺杂类型，且该层通常以+表示 (n+型层应用于n型背面掺杂层上，p+型层应用于p型背面掺杂层上)。该高度掺杂背面层用于帮助金属化并改进基质/电极界面上的导电性能。根据本发明优选如果存在的话，高度掺杂背面层具有约1至约100μm，优选约1至约50μm，最优选约1至约15μm的厚度。
掺杂剂
优选的掺杂剂为在加入Si晶片中时通过将电子或空穴引入能带结构中而形成p-n结边界的那些。根据本发明优选具体地选择这些掺杂剂的特性和浓度以调整p-n结的能带结构特征并根据需要设置光吸收和导电率特征。根据本发明优选的p型掺杂剂为将空穴加入Si晶片能带结构中的那些。它们是本领域技术人员熟知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有掺杂剂可用作p型掺杂剂。根据本发明优选的p型掺杂剂为三价元素，特别是周期表13族的那些。在本文中优选的周期表13族元素包括但不限于B、Al、Ga、In、Tl或其中至少两种的组合，其中特别优选B。
根据本发明优选的n型掺杂剂为将电子加入Si晶片能带结构中的那些。它们是本领域技术人员已知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有掺杂剂可用作n型掺杂剂。根据本发明优选的n型掺杂剂为周期表15族的元素。在本文中优选的周期表15族元素包括N、P、 As、Sb、Bi或其中至少两种的组合，其中特别优选P。
如上所述，可改变p-n结的各种掺杂水平以调整所得太阳能电池的所需性能。
根据本发明，优选背面掺杂层为轻微掺杂的，优选以约1×1013至约 1×1018cm-3，优选约1×1014至约1×1017cm-3，最优选约5×1015至约5×1016cm-3的掺杂剂浓度掺杂。一些商品具有掺杂剂浓度为约1×1016的背面掺杂层。
根据本发明优选高度掺杂背面层(如果存在一个的话)为高度掺杂的，优选以约1×1017至约5×1021cm-3，更优选约5×1017至约5×1020cm-3,，最优选约1×1018至约1×1020cm-3的浓度掺杂。
导电糊
根据本发明优选的导电糊为可应用于表面上且在烧制时形成与该表面电接触的固体电极体的糊。糊的组分及其含量可由本领域技术人员选择以使糊具有所需性能，例如烧结和可印刷性且所得电极具有所需电和物理性能。金属颗粒可存在于糊中，主要是以便使所得电极体为导电的。为产生通过表面层和至Si晶片中的近似烧结，可使用无机反应体系。在本发明上下文中优选的导电糊的示例组成可包含：
i)优选至少约50重量％，更优选至少约70重量％，最优选至少约80重量％的金属颗粒；
ii)优选约0.1至约5重量％，优选0.3-3重量％，更优选0.5-2重量％的无机反应体系；
iii)优选约5至约40重量％，更优选约5至约30重量％，最优选约5至约15重量％的有机载体；
iv)优选约0.1至约22重量％，更优选约0.1至约15重量％，最优选约5 至约10重量％添加剂，
其中重量％各自基于导电糊的总重量且合计达100重量％。
为促进导电糊的可印刷性，根据本发明优选导电糊的粘度为约10至约 50Pa·s，优选约20至约40Pa·s。
金属颗粒
在本发明上下文中优选的金属颗粒为显示出金属导电性或者在烧制时获得显示出金属导电性的物质的那些。存在于导电糊中的金属颗粒赋予在烧制时导电糊烧结而形成的固体电极金属导电性。优选有利于有效烧结并得到具有高导电性和低接触电阻的金属颗粒。金属颗粒是本领域技术人员熟知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有金属颗粒可用作导电糊中的金属颗粒。根据本发明优选的金属颗粒为金属、合金、至少两种金属的混合物、至少两种合金的混合物或者至少一种金属与至少一种合金的混合物。
根据本发明可用作金属颗粒的优选金属为Ag、Cu、Al、Zn、Pd、Ni 或Pb及其中至少两种的混合物，优选Ag。根据本发明可用作金属颗粒的优选合金为包含至少一种选自以下列的金属的合金：Ag、Cu、Al、Zn、 Ni、W、Pb和Pd或混合物，或者那些合金中的两种或更多种。
在本发明一个实施方案中，金属颗粒包含涂有一种或者多种其它不同金属或合金的金属或合金，例如涂有银的铜。
在本发明一个实施方案中，金属颗粒为Ag。在本发明另一实施方案中，金属颗粒包含Ag与Al的混合物。
除上述组分外，作为金属颗粒的其它组分，根据本发明优选贡献于更有利的烧结性能、电接触、附着力和所形成的电极的导电率的那些组分。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有其它组分可用于金属颗粒中。根据本发明优选代表用于导电糊待应用于其上的面的补充掺杂剂的那些其它组分。当形成与n型掺杂Si层对接的电极时，优选能够充当Si中的n型掺杂剂的添加剂。在本文中优选的n型掺杂剂为15族元素或在烧制时得到这类元素的化合物。在本文中，根据本发明优选的15族元素为P和Bi。当形成与p型掺杂Si层对接的电极时，优选能够在Si中充当p型掺杂剂的添加剂。优选的p型掺杂剂为13族元素或在烧制时得到这类元素的化合物。在本文中，根据本发明优选的13族元素为B和Al。
本领域技术人员熟知金属颗粒可显示出多种形状、表面、尺寸、表面积:体积比、氧含量和氧化物层。大量形状是本领域技术人员已知的。一些实例为球形、有角的、细长的(棒或针状)和平的(片状)。金属颗粒也可作为不同形状的颗粒的组合存在。根据本发明优选具有对所产生的电极的有利烧结、电接触、粘附和导电性有利的形状或形状组合的金属颗粒。表征这类形状而不考虑颗粒的表面性质的一种方法是通过以下参数：长度、宽度和厚度。在本发明上下文中，颗粒的长度通过最长空间位移矢量的长度给出，其两个端点包含在颗粒内。颗粒的宽度通过垂直于上文所定义的长度矢量的最长空间位移矢量的长度给出，其两个端点包含在颗粒内。颗粒的厚度通过垂直于上文所定义的长度矢量和宽度矢量的最长空间位移矢量的长度给出，其两个端点包含在颗粒内。在本发明一个实施方案中，优选具有尽可能均匀的形状，即其中涉及长度、宽度和厚度的比尽可能接近1，优选所有比位于约0.7至约1.5，更优选约0.8至约1.3，最优选约0.9至约 1.2范围内的形状的金属颗粒。在该实施方案中，金属颗粒的优选形状的实例为球形和立方体或其组合，或者其一种或多种与其它形状的组合。在本发明另一实施方案中，优选具有低均匀性的形状，优选关于长度、宽度和厚度的尺寸比中的至少一个为约1.5以上，更优选约3以上，最优选约5 以上的金属颗粒。根据该实施方案的优选形状为薄片型、棒或针型，或者薄片型、棒或针型与其它形状的组合。
多种表面形式是本领域技术人员已知的。有利于有效烧结并得到所产生电极的有利电接触和导电性的表面类型对本发明金属颗粒的表面类型而言是有利的。
表征金属颗粒的形状和表面的另一方法是其表面积与重量比，也称为比表面积。比表面积可使用BET方法测定。颗粒的最低表面积:重量比值由具有光滑表面的球体现。形状越不均匀和不平坦，它的表面积:重量比越高。在本发明一个实施方案中，优选具有高比表面积比的金属颗粒，优选约0.1至约25m2/g，更优选约0.5至约20m2/g，最优选约1至约15m2/g。在本发明另一实施方案中，优选具有低比表面积的金属颗粒，约0.01至约 10m2/g，更优选约0.05至约5m2/g，最优选约0.10至约1m2/g。
根据本发明优选选择金属颗粒的直径分布以降低所得太阳能电池中的电极中具有低Ag密度的面积出现。本领域技术人员可选择金属颗粒的直径分布以使所得太阳能电池的有利电和物理性能最佳化。根据本发明优选金属颗粒显示多峰直径分布。在一个实施方案中，金属颗粒具有双峰直径分布。在另一实施方案中，金属颗粒具有具有在约0.1至约15μm，优选约 0.2至约12μm，更优选约0.3至约10μm范围内的至少两个最大值的直径分布，选自至少两个最大值的至少一对相隔至少约0.3μm，优选相隔至少约0.5μm，更优选相隔至少约1μm。在另一实施方案中，选自至少两个最大值的至少一对之间的差相隔至少约1μm，优选至少约2μm，更优选至少约3μm。直径分布可以以技术人员认为适于本发明上下文中的方式实现。优选直径分布通过将具有不同d50值的金属颗粒部分组合而实现。在本发明一个实施方案中，优选太阳能电池前体中的金属颗粒通过将具有相差至少约1μm，优选至少约2μm，更优选至少约3μm的d50值至少两个不同部分的金属颗粒组合而制备以实现多峰粒径分布。
金属颗粒可具有表面涂层。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何这类涂层可用于金属颗粒上。根据本发明优选的涂料为促进导电糊的改进印刷、烧结和蚀刻特性的那些涂料。如果存在该涂层，则根据本发明优选涂层每种情况下基于金属颗粒的总重量相当于不多于约10重量％，优选不多于约8重量％，最优选不多于约5重量％。
在本发明一个实施方案中，金属颗粒作为大于约50重量％，优选大于约70重量％，最优选大于约80重量％的导电糊含量存在。
无机反应体系
无机反应体系存在于本发明导电糊中以产生蚀刻和烧结。要求有效的蚀刻以蚀刻可应用于Si晶片上并因此位于硅片与应用的导电糊之间的任何其它层以及合适程度地蚀刻到Si晶片中。Si晶片的适当蚀刻意指足以产生电极与硅片之间的良好机械但不产生良好电接触应因此导致高接触电阻的深度。优选的无机反应体系为玻璃料。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，无机反应体系为玻璃料。
在本发明上下文中优选的玻璃料为显示出玻璃化转变的无定形或部分结晶固体的粉末。玻璃化转变温度Tg为无定形物质在加热时由刚性固体转变成部分可动的过冷熔体时的温度。测定玻璃化转变温度的方法是本领域技术人员熟知的。由玻璃料产生的蚀刻和烧结在玻璃料的玻璃化转变温度以上进行，且玻璃化转变温度必须位于所需峰值烧制温度以下。玻璃料是本领域技术人员熟知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有玻璃料可用作导电糊中的玻璃料。
在本发明上下文中，存在于导电糊中的无机反应体系优选包含元素、氧化物、在加热时产生氧化物的化合物、其它化合物或其混合物。在本文中优选的元素为Si、B、Al、Bi、Li、Na、Mg、Pb、Zn、Gd、Ce、Zr、 Ti、Mn、Sn、Ru、Co、Fe、Cu、Ba和Cr或者来自该列中两种或更多种的混合物。在本发明上下文中，本发明可包含的优选氧化物为碱金属氧化物、碱土金属氧化物、稀土氧化物、V族和VI族氧化物、其它氧化物或其组合。在该上下文中，优选的碱金属氧化物为氧化钠、氧化锂、氧化钾、铷氧化物、铯氧化物或其组合。在该上下文中，优选的碱土金属氧化物为氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡或其组合。在该上下文中，优选的V族氧化物为磷氧化物，例如P2O5，铋氧化物，例如Bi2O3，或其组合。在该上下文中，优选的VI族氧化物为碲氧化物，例如TeO2或TeO3，硒氧化物，例如SeO2，或其组合。优选的稀土氧化物为铈氧化物，例如CeO2，和镧氧化物，例如La2O3。在该上下文中，其它优选的氧化物为硅氧化物，例如SiO2，锌氧化物，例如ZnO，铝氧化物，例如Al2O3，锗氧化物，例如GeO2，钒氧化物，例如V2O5，铌氧化物，例如Nb2O5，硼氧化物，钨氧化物，例如WO3，钼氧化物，例如MoO3，和铟氧化物，例如 In2O3，上文作为优选元素列出的那些元素的其它氧化物，或其组合。优选的氧化物还有包含作为玻璃料的优选元素组分列出的元素中的至少两种的混合氧化物，或者通过将上述氧化物中的至少一种与上述金属中的至少一种加热而形成的混合氧化物。在本发明上下文中还优选上文所列氧化物和混合氧化物中至少两种的混合物。
如上所述，如果无机反应体系为玻璃料，它必须具有在导电糊的所需烧制温度以下的玻璃化转变温度。根据本发明，优选的玻璃料具有约250 ℃至约800℃，优选约300℃至约750℃，最优选约350℃至约700℃的玻璃化转变温度。
本领域技术人员熟知无机反应体系颗粒可显示出多种形状、表面性质、尺寸、表面积:体积比和涂层。无机反应体系颗粒的大量形状是本领域技术人员已知的。一些实例为球形、有角的、细长的(棒或针状)和平的(片状)。无机反应体系颗粒也可作为不同形状的颗粒的组合存在。根据本发明优选具有对有利的烧结、附着力、电接触和所产生电极的导电率有利的形状或形状组合的无机反应体系颗粒。
表征无机反应体系颗粒的形状和表面的另一方法是其表面积与重量比，也称为比表面积。比表面积可使用BET方法测定。颗粒的最低表面积: 重量比值由具有光滑表面的球体现。形状越不均匀和不平坦，它的表面积: 重量比越高。在本发明一个实施方案中，优选具有高比表面积比的无机反应体系颗粒，优选约15至约1m2/g，更优选约13至约1.5m2/g，最优选约 8至约2m2/g。在本发明另一实施方案中，优选具有低比表面积的无机反应体系颗粒，优选约10至约0.01m2/g，更优选约5至约0.02m2/g，最优选约 2至约0.04m2/g。
平均粒径d50以及相关参数d10和d90是本领域技术人员熟知的颗粒特性。根据本发明优选无机反应体系的平均粒径d50为约0.1至约10μm，更优选约0.5至约7μm，最优选约0.8至约5μm。粒径d50的测定是本领域技术人员熟知的。
在本发明一个实施方案中，无机反应体系以约0.1至约15重量％存在于糊中。
在一些情况下，优选玻璃料以低浓度存在。在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，无机反应体系以约0.1至约5重量％，优选0.3-3重量％，更优选0.5-2重量％存在于糊中。
有机载体
在本发明上下文中优选的有机载体为基于一种或多种溶剂，优选有机溶剂的溶液、乳液或分散体，其确保导电糊的组分以溶解、乳化或分散形式存在。优选的有机载体为提供导电糊内组分的最佳稳定性并赋予糊容许有效线印刷性的粘度的那些。根据本发明优选的有机载体包含以下组分作为载体组分：
(i)优选约1至约10重量％，更优选约2至约8重量％，最优选约3至约 7重量％的粘合剂；
(ii)优选约0至约10重量％，更优选约0至约8重量％，最优选约0.01至约6重量％的表面活性剂；
(iii)一种或多种溶剂，其含量由有机载体中其它组分的含量决定；
(iv)优选约0至约15重量％，更优选约0至约13重量％，最优选约5至约11重量％的任选添加剂，
其中重量％各自基于有机载体的总重量且合计达100重量％。根据本发明，优选的有机载体为容许实现上述导电糊的优选高印刷性水平的那些。
粘合剂
在本发明上下文中优选的粘合剂为贡献于形成具有有利稳定性、可印刷性、粘度、烧结和蚀刻性能的导电糊的那些。粘合剂是本领域技术人员熟知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有粘合剂可用作有机载体中的粘合剂。根据本发明优选的粘合剂(其通常属于称为“树脂”的类别)为聚合物粘合剂、单体粘合剂以及为聚合物和单体的组合的粘合剂。聚合物粘合剂还可以为其中至少两个不同的单体单元包含在单一分子中的共聚物。优选的聚合物粘合剂为在聚合物主链中带有官能团的那些、主链外带官能团的那些以及主链内和主链外都带有官能团的那些。优选的主链中带有官能团的聚合物为例如聚酯、取代聚酯、聚碳酸酯、取代聚碳酸酯、主链中带有环状基团的聚合物、聚糖、取代聚糖、聚氨酯、取代聚氨酯、聚酰胺、取代聚酰胺、苯酚树脂、取代苯酚树脂、前述聚合物中一种或多种的单体任选与其它共聚单体的共聚物，或其至少两种的组合。优选的主链中带有环状基团的聚合物为例如聚丁酸乙烯酯(PVB)及其衍生物和聚萜品醇及其衍生物或其混合物。优选的聚糖为例如纤维素及其烷基衍生物，优选甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、丁基纤维素及其衍生物，及其至少两种的混合物。优选的主聚合物链外带有官能团的聚合物为带有酰胺基团的那些、带有酸和/或酯基团的那些，通常称为丙烯酸树脂，或者带有上述官能团的组合的聚合物，或其组合。优选的主链外带有酰胺的聚合物为例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及其衍生物。优选的主链外带有酸和/或酯基团的聚合物为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。根据本发明优选的单体粘合剂为乙二醇基单体、萜品醇树脂或松香衍生物，或其混合物。优选的基于乙二醇的单体粘合剂为具有醚基团、酯基团的那些，或者具有醚基团和酯基团的那些，优选的醚基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和更高级烷基醚，优选的酯基团为乙酸酯及其烷基衍生物，优选乙二醇单丁基醚单乙酸酯或其混合物。烷基纤维素，优选乙基纤维素、其衍生物及其与来自前述列的粘合剂或其它的其它粘合剂的混合物，是本发明上下文中最优选的粘合剂。
表面活性剂
在本发明上下文中优选的表面活性剂为贡献于形成具有有利稳定性、可印刷性、粘度、烧结和蚀刻性能的导电糊的那些。表面活性剂是本领域技术人员熟知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有表面活性剂可用作有机载体中的表面活性剂。在本发明上下文中优选的表面活性剂为基于线性链、支链、芳族链、氟化链、硅氧烷链、聚醚链及其组合的那些。优选的表面活性剂为单链、双链或多链的。根据本发明优选的表面活性剂具有非离子、阴离子、阳离子或两性离子头。优选的表面活性剂为聚合和单体的或其混合物。根据本发明优选的表面活性剂可具有颜料亲合基团，优选具有颜料亲合基团的羟基官能羧酸酯(例如-108，由BYK USA，Inc.生产)，具有颜料亲合基团的丙烯酸酯共聚物(例如-116，由BYK USA，Inc.生产)，具有颜料亲合基团的改性聚醚(例如DISPERS 655，由Evonik Tego Chemie GmbH生产)，具有高颜料亲合力基团的其它表面活性剂(例如 DISPERS 662C，由Evonik Tego ChemieGmbH生产)。根据本发明不在上列中的其它优选聚合物为聚乙二醇及其衍生物，和烷基羧酸及其衍生物或盐，或其混合物。根据本发明优选的聚乙二醇衍生物为聚(乙二醇)乙酸。优选的烷基羧酸为具有完全饱和烷基链的那些和具有单或多不饱和烷基链的那些，或其混合物。优选的具有饱和烷基链的羧酸为具有约8至约20 个碳原子的烷基链长的那些，优选C9H19COOH(癸酸)、C11H23COOH(月桂酸)、C13H27COOH(肉豆蔻酸)、C15H31COOH(棕榈酸)、C17H35COOH(硬脂酸)或其混合物。优选的具有不饱和烷基链的羧酸为C18H34O2(油酸)和C18H32O2(亚油酸)。根据本发明优选的单体表面活性剂为苯并三唑及其衍生物。
溶剂
根据本发明优选的溶剂为在烧制期间明显程度地从糊中除去的导电糊的组分，优选在烧制以后以与烧制以前相比降低至少约80％，优选与烧制以前相比降低至少约95％的绝对重量存在的那些。根据本发明优选的溶剂为容许形成导电糊的那些，所述导电糊具有有利粘度、可印刷性、稳定性和烧结特性且获得具有有利导电率和与基质的电接触的电极。溶剂是本领域技术人员熟知的。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有溶剂可用作有机载体中的溶剂。根据本发明优选的溶剂为容许实现如上所述导电糊的优选高水平可印刷性的那些。根据本发明优选的溶剂为在标准环境温度和压力(SATP)(298.15K，25℃，77°F)，100kPa(14.504psi， 0.986atm)下作为液体存在的那些，优选具有约90℃以上的沸点和约-20℃以上的熔点的那些。根据本发明优选的溶剂为极性或非极性的、质子或非质子的、芳族或非芳族的。根据本发明优选的溶剂为单醇、二醇、多元醇、单酯、二酯、聚酯、单醚、二醚、聚醚，包含这些类别的官能团中的至少一种或多种，任选包含其它类别的官能团，优选环状基团、芳族基团、不饱和键、一个或多个O原子被杂原子取代的醇基团、一个或多个O原子被杂原子取代的醚基团、一个或多个O原子被杂原子取代的酯基团的溶剂，以及上述溶剂中两种或更多种的混合物。在本文中优选的酯为己二酸的二烷基酯，其中优选的烷基组分为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和更高级烷基或两种不同的这类烷基的组合，优选己二酸二甲酯，和两种或更多种己二酸酯的混合物。在本文中优选的醚为二醚，优选乙二醇的二烷基醚，其中优选的烷基组分为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和更高级烷基或两种不同的这类烷基的组合，及两种二醚的混合物。在本文中优选的醇为伯、仲和叔醇，优选叔醇，其中优选萜品醇及其衍生物，或者两种或更多种醇的混合物。优选的结合多于一个不同官能团的溶剂为2,2,4- 三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，通常称为texanol，及其衍生物，2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇，通常称为卡必醇，其烷基衍生物，优选甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基卡必醇，优选己基卡必醇或丁基卡必醇，及其乙酸酯衍生物，优选丁基卡必醇乙酸酯，或者上述中至少两种的混合物。
有机载体中的添加剂
优选的有机载体中的添加剂为不同于上述载体组分且贡献于导电糊的有利性能，例如有利的粘度、烧结、所产生电极的导电性和与基质的良好电接触的那些添加剂。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有添加剂可用作有机载体中的添加剂。根据本发明优选的添加剂为触变剂、粘度调节剂、稳定剂、无机添加剂、增稠剂、乳化剂、分散剂或pH 调节剂。在本文中优选的触变剂为羧酸衍生物，优选脂肪酸衍生物或其组合。优选的脂肪酸衍生物为C9H19COOH(癸酸)、C11H23COOH(月桂酸)、 C13H27COOH(肉豆蔻酸)、C15H31COOH(棕榈酸)、C17H35COOH(硬脂酸)、 C18H34O2(油酸)、C18H32O2(亚油酸)或其组合。在本文中，优选的包含脂肪酸的组合为蓖麻油。
导电糊中添加剂
在本发明上下文中优选的添加剂为除明确提到的其它组分外，加入导电糊中的组分，其贡献于导电糊、其产生的电极或所得太阳能电池的提高的性能。本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文的所有添加剂可用作导电糊中的添加剂。除存在于载体中的添加剂外，添加剂还可存在于导电糊中。根据本发明优选的添加剂为触变剂、粘度调节剂、乳化剂、稳定剂或pH调节剂、无机添加剂、增稠剂和分散剂，或其至少两种的组合，而无机添加剂是最优选的。根据本发明在本文中优选的无机添加剂为Mg、 Ni、Te、W、Zn、Mg、Gd、Ce、Zr、Ti、Mn、Sn、Ru、Co、Fe、Cu 和Cr或其至少两种的组合，优选Zn、Sb、Mn、Ni、W、Te和Ru或其至少两种的组合，其氧化物，在烧制时可产生那些金属氧化物的化合物，或者上述金属中至少两种的混合物，上述氧化物中至少两种的混合物，上述在烧制时可产生那些金属氧化物的化合物中至少两种的混合物，或者上述任意两种或更多种的混合物。
太阳能电池前体
对实现上述目的中的至少一个的贡献由太阳能电池前体做出。在本发明上下文中优选MWT型太阳能电池前体。在该前体中，如上所述第一导电糊存在于连接晶片的正面和背面的至少一个通道中。可以与第一糊相同或不同的第二导电糊存在于太阳能电池的正面上并与通道中的糊接触。可以与第一和第二糊相同或不同的第三导电糊存在于太阳能电池的背面上且不与第一糊接触。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，其它导电糊存在于晶片的正面上。在另一实施方案中，其它导电糊存在于晶片的背面上。
在该应用中，术语通道通常用于代替更常用的术语孔。关于通道的所有描述同样适用于孔。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，至少一个孔为连接晶片的正面和背面的通道。
在Si晶片中制备孔可通过技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何方法进行。根据本发明优选的方法为切割、蚀刻、加热、熔融、燃烧、钻、切片、压印或钻孔，例如机械钻孔或激光钻孔，或者其至少两种的组合，优选钻孔，更优选激光钻孔。
Si晶片中的孔可具有大量截面形状。可使用技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何截面形状。根据本发明优选的孔的截面形状为多边形和非多边形。优选的多边形形状为三角形、正方形、长方形或者其它规则或不规则多边形。优选的非多边形形状为圆形或者椭圆形或其它非多边形形状。根据本发明优选的截面形状为圆形。
Si晶片中孔的有效截面直径可由技术人员改变以使所得太阳能电池的性能最大化。如果截面形状不是圆形，则有效直径作为具有与孔的截面面积相等的面积的假想圆的直径给出。在本发明上下文中优选孔的截面面积为约10至约500μm，更优选约20至约300μm，最优选约30至约250μm。
图1例示了本发明太阳能电池的常见层结构(不包括纯粹用于化学和机械保护的其它层)。各个层可加入该常见层结构或者从该常见层结构中省略，或者各个层实际上可执行图1所示多于一个层的功能。在本发明一个实施方案中，单一层充当抗反射层和钝化层。图2例示另一常见层结构，其中省略图1所示的大量层。
任选，存在于晶片的正面上的一个或多个层，例如正面掺杂层、正面钝化层和抗反射层可沿着通道的表面比正面本体中更远地延伸。在该上下文中，通道表面的另外覆盖意指延伸到通道中比正面本体中层的中值厚度大至少5％的距离的表面覆盖。通道表面的另外覆盖可对应于通道的其它表面的完全或部分覆盖。通道表面上被正面层的另外表面覆盖的存在或不存在可通过改变以下顺序而实现，其中：
-将正面掺杂层应用于晶片上；
-将其它层，例如钝化层和抗反射层应用于晶片上；
-在晶片中制备通道；
-将面从晶片上切下。
在本发明一个实施方案中，正面层不具有在通道表面上的另外覆盖。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，糊与孔的Si表面直接接触。
在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中，至少一个孔中的Si表面包含至少p型掺杂部分和n型掺杂部分。
如图5中例示，正面层在通道表面上不具有另外覆盖的晶片的制备可通过以下顺序的步骤实现：
-应用正面掺杂层；
-应用正面钝化层和抗反射层；
-制备通道；
-切割背面和侧面以从中除去正面掺杂层、钝化层和抗反射层。
在本发明一个实施方案中，存在具有通道表面的另外覆盖的正面掺杂层。在该实施方案的一方面中，还存在具有通道表面的另外覆盖的钝化层。本发明该实施方案的另一方面中，存在具有通道表面的另外覆盖的抗反射层。如图4中例示，其中正面掺杂层、钝化层和抗反射层都存在于通道的整个表面上的晶片的制备可通过以下顺序的步骤实现：
-制备通道；
-应用正面掺杂层；
-应用正面钝化层和抗反射层；
-切割背面和侧面以从中除去正面掺杂层、钝化层和抗反射层。
生产太阳能电池的方法
对实现上述目的中的至少一个的贡献由生产太阳能电池的方法实现，所述方法包括以下作为工艺步骤：
i)提供如上所述，特别是将上述实施方案中的任一个组合的太阳能电池前体；和
ii)将太阳能电池前体烧制以得到太阳能电池。
根据本发明优选晶片中p-n结的形成在制备孔以前。在一个实施方案中，根据步骤i)的提供至少包括步骤：
a)提供具有相对掺杂类型的背面掺杂层和正面掺杂层的Si晶片；
b)在晶片中制备至少一个孔；
c)将导电糊引入至少一个孔中以得到本发明前体。
印刷
根据本发明优选正面、背面和插塞电极各自如下应用：应用导电糊，然后将该导电糊烧制以得到烧结体。导电糊可以以该领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何方式应用，包括但不限于浸渍、浸没、倾注、滴涂、喷射、喷雾、刮涂、幕涂、刷涂或印刷，或者其至少两种的组合，其中优选的印刷技术为喷墨印刷、丝网印刷、移印、胶版印刷、凸版印刷或镂版印刷，或其至少两种的组合。根据本发明优选导电糊通过印刷，优选通过丝网印刷应用。根据本发明优选网具有直径为约20至约 100μm，更优选约30至约80μm,，最优选约40至约70μm的网孔。如太阳能电池前体部分中详述的，优选应用于通道上的导电糊如本发明中所述。用于形成正面和背面电极的导电糊可以与通道中所用糊相同或不同，优选不同，并且可以彼此相同或不同。
烧制
根据本发明优选电极通过首先应用导电糊，然后将所述导电糊烧制以得到固体电极体而形成。烧制是本领域技术人员熟知的，并且可以以他已知且他认为适于本发明上下文中的任何方式进行。如果玻璃料用作无机反应体系，则优选烧制在玻璃料的玻璃化转变温度以上进行。
根据本发明，设置用于烧制的最大温度为约900℃以下，优选约860 ℃以下。与约820℃一样低的烧制温度用于得到太阳能电池。根据本发明优选烧制在快速烧制方法中以约30秒至约3分钟，更优选约30秒至约2 分钟，最优选约40秒至约1分钟的总烧制时间进行。约600℃以上的温度最优选为约3至约7秒。
正面、背面上以及孔中的导电糊的烧制可同时或顺序地进行。如果导电糊具有类似，优选相同的最佳烧制条件，则同时烧制是合适的。如果合适的话，根据本发明优选烧制同时进行。
太阳能电池
对实现上述目的中的至少一个的贡献由可通过本发明方法得到的太阳能电池做出。根据本发明优选的太阳能电池为根据转化成电能输出的总入射光能的比例，具有高效率并且为轻且耐久的那些。
抗反射涂层
根据本发明，抗反射涂层可在将电极应用于太阳能电池的正面以前作为外层，通常作为最外层应用。根据本发明优选的抗反射涂层为降低通过正面反射的入射光比例并提高越过正面以被晶片吸收的入射光比例的那些。产生有利的吸收/反射比，容易通过所用导电糊蚀刻，但是另外对导电糊烧制所需的温度具有抗性，且不贡献电极界面附近提高的电子和空穴重组的抗反射涂层是有利的。可使用本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的所有抗反射涂层。根据本发明优选的抗反射涂层为SiNx、 SiO2、Al2O3、TiO2或者其中至少两种的混合物和/或其至少两层的组合，其中特别优选SiNx，如果使用Si晶片的话特别如此。
抗反射涂层的厚度适于合适光的波长。根据本发明优选抗反射涂层具有约20至约300nm，更优选约40至约200nm，最优选约60至约90nm 的厚度。
钝化层
根据本发明，如果存在一种的话，在电极以前或者在抗反射层以前，一层或多层钝化层可作为外层或者作为最外层应用于正面和/或背面上。优选的钝化层为降低电极界面附近电子/空穴重组速率的那些。可使用本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何钝化层。根据本发明优选的钝化层为氮化硅、二氧化硅和二氧化钛，最优选氮化硅。根据本发明，优选钝化层具有约0.1nm至约2μm，更优选约10nm至约1μm，最优选约 30nm至约200nm的厚度。
电极
优选太阳能电池中的插塞电极具有在电极接触Si晶片的边界处的玻璃聚集，优选为玻璃电绝缘层的形式。在本发明太阳能电池的一个实施方案中，太阳能电池至少包含以下物质作为太阳能电池部件：
i)具有至少一个具有Si表面的孔的晶片，
ii)由孔包含的电极，
其中电极中的玻璃浓度在电极接触Si表面的表面处比电极主体中的更高。其它保护层
除直接贡献于太阳能电池的主要功能的上述层外，可加入其它层用于机械和化学保护。可将电池封装以提供化学保护。封装是本领域技术人员熟知的并可使用他已知且他认为适于本发明上下文中的任何封装。根据本发明，如果存在该封装，则透明聚合物，通常称为透明热塑性树脂优选用作封装材料。在本文中优选的透明聚合物为例如硅橡胶和聚乙烯乙酸乙烯酯(PVA)。
可将透明玻璃板加在太阳能电池的正面以提供对电池正面的机械保护。透明玻璃板是本领域技术人员熟知的，并且本领域技术人员已知且本领域技术人员认为适于本发明上下文中的任何透明玻璃板可用作对太阳能电池正面的保护。
可将背面保护材料加在太阳能电池的背面以提供机械保护。背面保护材料是本领域技术人员熟知的，并且本领域技术人员已知且本领域技术人员认为适于本发明上下文中的任何背面保护材料可用作对太阳能电池背面的保护。根据本发明优选的背面保护材料为具有良好机械性能和抗风化性的那些。根据本发明优选的背面保护材料为具有聚氟乙烯层的聚对苯二甲酸乙二醇酯。根据本发明优选背面保护材料存在于封装层下面(在存在背面保护层和封装的情况下)。
可将框架材料加入太阳能电池的外部以得到机械支撑。框架材料是本领域技术人员熟知的，并且本领域技术人员已知且他认为适于本发明上下文中的任何框架材料可用作框架材料。根据本发明优选的框架材料为铝。太阳能电池板
对实现上述目的中的至少一个的贡献由包含至少一个如上所述，特别是根据上述实施方案中的至少一个得到的太阳能电池，和至少一个其它太阳能电池的模件实现。可将多个本发明太阳能电池空间排列并电互连以形成称为模件的集合性布置。根据本发明优选的模件可采取大量形式，优选称为太阳能电池板的矩形表面。将太阳能电池电连接的大量方法以及将这类电池机械排列并固定以形成集合性布置的大量方法是本领域技术人员熟知的，并且可使用本领域技术人员已知且本领域技术人员认为适于本发明上下文中的任何这类方法。根据本发明优选的方法为产生低质量:功率输出比、低体积:功率输出比和高耐久性的那些。铝是用于将本发明太阳能电池机械固定的优选材料。
附图描述
现在借助图解释本发明，所述图仅意欲说明，且不认为限制本发明的范围。简言之：
图1显示太阳能电池的常见层结构的截面图，
图2显示太阳能电池的最小层结构的截面图，
图3a、3b和3c一起阐述烧制正面糊的方法。
图4a、4b、4c、4d和4e一起阐述制备具有孔、正面掺杂层和任选其它正面层的晶片的方法，其中正面掺杂层和任选其它正面层覆盖孔的表面。
图5a、5b、5c、5d和5e一起阐述制备具有孔、正面掺杂层和任选其它正面层的晶片的方法，其中正面掺杂层和任选其它正面层不覆盖孔的表面。
图6阐述插塞电极的SEM图像，其上对应于银含量的圆根据关于电极中粒径的试验方法中的运算绘出。
图7显示具有六个试样用于分析电极中的玻璃含量的晶片横截面切割的示意图。
图8显示插塞电极中银颗粒的双峰直径分布的示例形式。
图1显示根据本发明太阳能电池100的常见层结构的截面图(不包括纯粹用于化学和机械保护的其它层)。起始于背面并向正面继续，太阳能电池 200包含背面电极107、背面钝化层112、高度掺杂背面层111、背面掺杂层104、p-n结边界102、正面掺杂层103、正面钝化层110、抗反射层109 和正面电极106，其中正面电极穿透抗反射层109和正面钝化层110并足够远地透入正面掺杂层103中以形成与正面掺杂层的良好电接触，但不会如此多以致分流p-n结边界102。孔电极105存在于将太阳能电池的正面和背面连接的孔中。该电极优选为本发明Ag电极。如果100表示n型电池，则背面电极107优选为银电极，高度掺杂背面层111优选为重度掺杂有P的Si，背面掺杂层104优选为轻微掺杂有P的Si，正面掺杂层103优选为重度掺杂有B的Si，抗反射层109优选为氮化硅层，且正面电极106 优选为银和铝的混合物。如果100表示p型电池，则背面电极107优选为混合银和铝电极，高度掺杂背面层111优选为重度掺杂有B的Si，背面掺杂层104优选为轻微掺杂有B的Si，正面掺杂层103优选为重度掺杂有P 的Si，抗反射层109优选为氮化硅层，且正面电极106优选为银。图2为示意性的且仅显示一个孔。本发明不限制背面电极107、正面电极106、孔或孔电极105的数目。
图2显示太阳能电池200的截面图并表示本发明太阳能电池的所需最小层结构。起始于背面并向正面继续，太阳能电池100包含背面电极107、背面掺杂层104、p-n结边界102、正面掺杂层103和正面电极106，其中正面电极充分透入正面掺杂层103中以形成与它的良好电接触，但不会如此多以致分流p-n结边界102。背面掺杂层104和正面掺杂层103一起构成单一掺杂Si晶片101。孔电极105存在于将太阳能电池的正面和背面连接的孔中。该电极优选为本发明Ag电极。如果200表示n型电池，则背面电极107优选为银电极，背面掺杂层104优选为轻微掺杂有P的Si，正面掺杂层103优选为重度掺杂有B的Si，且正面电极106优选为混合银和铝电极。如果200表示p型电池，则背面电极107优选为混合银和铝电极，背面掺杂层104优选为轻微掺杂有B的Si，正面掺杂层103优选为重度掺杂有P的Si，且正面电极106优选为银电极。该图为示意性的，且本发明不限制正面电极105、背面电极107、孔或孔电极105的数目。
图3a、3b和3c一起阐述烧制不具有覆盖孔表面的正面层的前体以得到太阳能电池的方法。图3a、3b和3c为示意性且概括的，且除构成p-n 结的那些外的其它层简单地认为是任选其它层而不进行更详细地考虑。
图3a阐述在应用正面电极和孔电极以前的晶片300a。起始于背面并向正面继续，应用正面电极以前的晶片300a任选包含在背面316上的其它层、背面掺杂层104、p-n结边界102、正面掺杂层103和在正面314上的其它层。背面316上的其它层可包含背面电极、背面钝化层、高度掺杂背面层中的任一个或者不包含上述物质。正面314上的其它层包含正面钝化层、抗反射层中的任一个或者不包含上述物质。
图3b显示在烧制以前具有应用于正面和孔上的导电糊的晶片300b。除存在于上述300a中的层外，导电糊306存在于正面的表面上且导电糊 305存在于孔中。
图3c显示具有应用的正面电极的晶片300c。除存在于上述300a中的层外，存在正面电极106，其从正面的表面穿透其它正面层314并透入正面掺杂层103中，且通过烧制由图3b的导电糊306形成。通过烧制由图 3b的导电糊305形成的孔电极105存在于孔中。
在图3b和3c中，仅显示一个孔、一个正面电极和一个孔电极。该图为示意性的且本发明不限制孔、正面电极或孔电极的数目。
图4a、4b、4c、4d和4e一起阐述制备具有孔、正面掺杂层和任选其它正面层的晶片的方法，其中正面掺杂层和任选其它正面层覆盖孔的表面。
图4a显示稍后构成背面掺杂层104的晶片。
图4b显示在制备孔315以后的晶片104。
图4c显示在应用了稍后构成正面掺杂层103的那些以后具有孔315的晶片104。该层103存在于晶片的各个面和孔的表面上。
图4d显示在应用其它正面层314以后具有孔315和正面掺杂层103 的晶片104。该层314存在于晶片的各个面和孔的表面上。
图4e显示在切割背面和侧面以仅留下存在于正面和孔表面上的正面掺杂层103和其它正面层314以后具有孔315、正面掺杂层103和其它正面层314的晶片104。
图5a、5b、5c、5d和5e一起阐述制备孔、正面掺杂层和任选其它正面层的晶片的方法，其中正面掺杂层和任选其它正面层不覆盖孔的表面。
图5a显示稍后构成背面掺杂层104的晶片。
图5b显示在应用稍后构成正面掺杂层103的那些以后的晶片104。该层103存在于晶片的各个面上。
图5c显示在应用其它正面层314以后具有正面掺杂层103的晶片104。该层314存在于晶片的各个面和孔的表面上。
图5d显示在制备孔315以后具有正面掺杂层103和其它正面层314 的晶片104。正面掺杂层103和其它正面层314存在于晶片的所有面上但不在孔的表面上。
图5e显示在切割背面和侧面以仅留下存在于正面上的正面掺杂层103 和其它正面层314以后具有正面掺杂层103、其它正面层314和孔315的晶片104。
图6显示具有银颗粒的加工晶片的示例电子显微镜横截面切割的一部分。确定了与对应于非银含量的面积602相反，对应于银含量的面积601 并根据测定电极中的粒径分布的试验方法中给出的运算以具有递减直径的圆填充。为了清楚，图6显示对于由50μm递减至0.5μm的直径，部分完成拟合运算的点处的图像。图6显示待根据试验方法分析的面积的示例部分(1mm2)。该部分的标注圆的直径如下：1＝1.7μm，2＝0.92μm，3＝1.37μm， 4＝1.6μm，5＝1.04μm，6＝0.77μm，7＝0.86μm，8＝0.78μm，9＝1.05μm， 10＝1.24μm，11＝1.15μm，12＝0.92μm，13＝0.96μm，14＝1.76μm，15＝0.82μm， 16＝7.15μm，17＝0.8μm，18＝2.38μm，19＝1.37μm，20＝0.99μm，21＝1.02μm， 22＝0.69μm，23＝0.52μm，24＝0.88μm，25＝2.18μm，26＝0.67μm，27＝1.28μm， 28＝2.36μm，29＝0.92μm，30＝0.92μm，31＝0.86μm，32＝1.11μm，33＝0.87μm， 34＝1.47μm，35＝0.66μm，36＝1.21μm，37＝0.65μm，38＝4.3μm，39＝2.41μm， 40＝0.83μm，41＝1.54μm，42＝1.06μm，43＝0.81μm，44＝1.09μm，45＝1.25μm， 46＝1.84μm，47＝0.97μm，48＝0.61μm，49＝1.21μm，50＝0.97μm，51＝1.15μm， 52＝0.87μm，53＝0.95μm，54＝0.91μm，55＝1.21μm，56＝0.59μm，57＝1.38μm， 58＝3.02μm，59＝2.31μm，60＝0.95μm，61＝0.74μm，62＝1.66μm，63＝0.86μm， 64＝4.41μm，65＝0.79μm，66＝0.8μm，67＝0.94μm，68＝0.85μm，69＝1.03μm， 70＝0.99μm，71＝0.93μm，72＝1.09μm。
图7示意性地显示具有插塞电极105的电池100的横截面切割700。制备该切割面以包含插塞704的轴。在从正面至背面的距离的1/4、1/2和3/4处沿着插塞704的轴从该切面中取得三个1mm2试样701。在从正面至背面的距离的1/4、1/2和3/4处沿着插塞电极105接触晶片101的边界取得三个1mm2试样702。晶片的正面与背面之间的中点703也显示于图7中。
图8显示通过试验方法测定，插塞电极中银颗粒的示例双峰直径分布。局部最大值801存在于约1μm和约5.5μm处，给出约4.5μm的相应间隔Δ。测量以0.1μm间隔在0-50μm的范围内进行(为了清楚，仅显示至18μm的一部分图)。图以归一化形式显示，其中频率合计为1。
试验方法
以下试验方法用于本发明中。在不存在试验方法时，应用最接近本申请的最早提交日期的关于待测量特征的ISO试验方法。在不存在独特测量条件时，应用标准环境温度和压力(SATP)如298.15K(25℃，77°F)的温度和100kPa(14.504psi，0.986atm)的绝对压力。
比表面积
测定银颗粒的比表面积的BET测量根据DIN ISO 9277:1995进行。根据SMART方法(以适应剂量率的吸着方法)工作的Gemini 2360(来自Micromeritics)用于该测量。作为参比材料，使用可由BAM(Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung)得到的α氧化铝CRM BAM-PM-102。将填充条加入参比和试样容器中以降低死体积。将容器安装在BET设备上。测定氮气(N25.0)的饱和蒸气压力。将试样以一定量称重放入玻璃容器中，使得具有填充条的容器完全被填充并产生最小的死体积。将试样保持在80℃下2小时以将它干燥。在冷却以后，记录试样的重量。将包含试样的玻璃容器安装在测量设备上。为将试样除气，将它以所选择的抽送速率抽空使得材料不被吸入泵中。除气以后的试样质量用于计算。使用氦气(He 4.6)测定死体积。使用液氮浴将玻璃容器冷却至77K。对于吸附，77K下的具有0.162nm2的分子横截面面积的N25.0用于计算。进行具有5个测量点的多点分析且所得比表面积以m2/g给出。
玻璃化转变温度
玻璃的玻璃化转变温度Tg使用装配有试样固定器HTP 40000A69.010、热电偶TypeS和铂炉Pt S TC:S(都来自Netzsch)的DSC 设备Netzsch STA 449 F3 Jupiter(Netzsch)测定。对于测量和数据评估，应用测量软件Netzsch Messung V5.2.1和Proteus ThermalAnalysis V5.2.1。作为参比和试样的盘，使用具有6.8mm的直径和约85μl的体积的氧化铝盘GB 399972和盖GB 399973(都来自Netzsch)。将约20至约30mg的量的试样以0.01mg的精度称重放入试样盘中。将空参比盘和试样盘放入设备中，关闭炉并开始测量。从25℃的起始温度至1000℃的结束温度，使用 10K/min的加热速率。仪器中的天平总是用氮气(N25.0)清洗，并将炉以 50ml/min的流速用合成空气(80％N2和20％O2，来自Linde)清洗。DSC信号中的第一步使用上述软件评估为玻璃化转变，且测定的开始值认为是Tg温度。
粘度
粘度测量使用装配有接地板MPC60Ti和锥板C 20/0,5°Ti和软件“Haake RheoWinJob Manager 4.30.0”的Thermo Fischer Scientific Corp. “Haake Rheostress 600”进行。在设置0点距离以后，将对测量而言足够的糊试样放在接地板上。使锥以0.026mm的间隙距离移动到测量位置并使用铲除去过量材料。将试样平衡至25℃，保持3分钟并开始旋转测量。将剪切速率在48秒和50个等距测量点内从0提高至20s-1，并在312秒和156 个等距测量点内进一步提高至150s-1。在以150s-1的剪切速率的60秒等待时间以后，将剪切速率在312秒和156个等距测量点内从150s-1降至20s-1，并在48秒和50个等距测量点内进一步降至0。激活微扭矩校正、微应力控制和质量惯性校正。粘度作为在向下剪切降低的100s-1剪切速率时的测量值给出。
薄层电阻(sheet resistance)
为测量掺杂硅片表面的薄层电阻，使用来自GP solar GmbH公司的装配有软件包“GP-4Test 1.6.6Pro”的装置“GP4-Test Pro”。对于测量，应用 4点测量原则。两个外部探针施加恒定电流，且两个内部探针测量电压。薄层电阻使用欧姆法则以Ω/平方推定。为测定平均薄层电阻，测量在晶片的25个相等分布点处进行。在具有22±1℃的温度的空气调节室中，在测量以前将所有设备和材料平衡。为进行测量，“GP-Test.Pro”装配有具有尖锐尖的4点测量头(零件号04.01.0018)以贯穿抗反射和/或钝化层。施加 10mA的电流。使测量头与非金属化晶片材料接触并开始测量。在测量晶片上25个相等分布点以后，以Ω/平方计算平均薄层电阻。
粒度测定(粉末的d10、d50、d90和粒度分布)
颗粒的粒度测定根据ISO 13317-3:2001进行。根据X射线重力技术工作的具有软件Win 5100 V2.03.01的Sedigraph 5100(来自Micromeritics) 用于测量。将约400-600mg的试样称重放入50ml玻璃烧杯中并加入作为悬浮液体的40ml Sedisperse P11(来自Micromeritics，具有约0.74-0.76g/cm3的密度和约1.25-1.9mPa·s的粘度)。将磁力搅拌棒加入悬浮液中。使用以功率级2操作的超声波探针Sonifer 250(来自Branson)将试样分散8分钟，同时将悬浮液用搅拌棒搅拌。将该预处理的试样放入仪器中并开始测量。记录悬浮液的温度(通常24℃至45℃)，为了计算，使用分散溶液在该温度下测量的粘度数据。使用试样的密度和重量(对于银， 10.5g/cm3)，测定粒度分布函数。d50、d10和d90可直接由粒度分布函数中读取。为评估多峰粒度，产生质量频率相对于直径的分布图，并由其测定峰最大值。
粒度测定(糊中的d10、d50、d90和粒度分布)
为测定糊中金属颗粒的粒度分布，进行以下程序。通过使用溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、己烷溶剂萃取而除去有机部分。这可使用Soxhlet设备或者本领域技术人员已知的溶解、沉降和过滤技术的组合进行。通过用含水非氧化酸如盐酸等处理，其后用碱如含水氢氧化钠、氢氧化钾等处理，其后用含水氢氟酸处理而除去除金属颗粒外的无机部分。这可使用Soxhlet设备或者溶解、沉降和过滤技术的组合进行。在最后的步骤中，将其余金属颗粒用去离子水洗涤并干燥。所得粉末的粒度如上文关于粉末所述测量。
掺杂剂含量
掺杂剂含量使用二次离子质谱法测量。
附着力
将待测试的太阳能电池试样固定在来自Somont GmbH，德国的焊接台M300-0000-0901上。将来自Bruker Spalek的焊条(ECu+ 62Sn-36Pb-2Ag)用熔剂Kester 952S(来自Kester)涂覆并通过施加12根热销的力而粘附待测量的在栅线或汇流条上，所述热销将焊条压在栅线或汇流条上。热销具有280℃的设定温度并将试样置于其上的焊接预热板设置为175℃的温度。在冷却至室温以后，将试样安装在GP Stable-Test Pro 试验机(GP SolarGmbH，德国)上。将焊条在测试头固定并以100mm/s的速度且以一定方式拉引，使得固定在电池表面上的焊条部分和拉引的焊条部分包围成45°角。以牛顿测量除去汇流条/栅线所需的力。在沿着栅线/汇流条的10个等距离点处的接触，重复该方法，包括每一端的一次测量。取得10个结果的平均值。
扫描电子显微镜法(SEM)和能量分散X射线光谱法(EDX)
将太阳能电池以一定方式切割使得有意义的面积保持打开。将切割试样放入填充有嵌入材料的容器中并定向使得有意义的面积在上面。作为嵌入材料，使用EpoFix(Struers)，根据用法说明混合。在室温下固化8小时以后，可将试样进一步加工。在第一步骤中，将试样用Labopol-25(Struers) 使用碳化硅纸180-800(Struers)以250rpm研磨。在其它步骤中，使用装配有Retroforce-4、MD Piano 220和MD allegro布和DP-Spray P 3um金刚石喷雾(都来自Struers)的Rotopol-2将试样磨光。用碳层涂覆用Med 010 (Balzers)在2毫巴的压力下使用碳丝0.27g/m E419ECO(来自Plano GmbH) 进行。用装配有场发射电极的Zeiss Ultra 55(Zeiss)以20kV加速电压并在约3*10-6毫巴下进行检查。取得相关面积的图像并使用图像分析软件 ImageJ Version 1.46r(Image Processing and analysisin Java，Wayne Rasband，http://rsb.info.nih.gov/ij)分析。为确定Ag颗粒，使用EDX中约3.4keV下的强AgL信号确定10个银颗粒，并使用那10个颗粒的平均 SEM灰度强度从SEM图片中识别其它Ag颗粒。使用类似的SEM/EDX 方法类似地识别玻璃颗粒。
电极中Ag的粒径
通过电极制备横截面切割并如以上SEM试验部分中所述加工以从电极内得到3个具有1mm2面积的正方形横截面试样。试样如关于图7中的前三个试样所述在插塞电极的轴上在正面与背面之间的距离的1/4、1/2和3/4处从包含插塞轴的平面中取得。对于各个试样，如SEM部分中所述确定对应于Ag的面积。根据以下运算将具有递减直径的圆画在图像上：
1.以0.01μm间隔将正方形格叠加在图像上。
2.各个点对应于银的面积，或者不是如此。对应于银的各个点最初可分配给圆。不对应于银的点不可分配给圆。
3.以50μm的直径开始。
4.从格中的左上点起，进行通过从左至右的顶行的点，对于各个点，进行步骤4a。对于随后的行，从上至下重复，最后达到右下行，所有点已加工。
4a.对于各个点，如果在等于点的现有直径(起初50μm)的一半的距离内的所有点可分配给圆，则：
i.以现有格点为中心画出直径等于现有直径的圆
ii.从不可分配给圆的点中标记出在等于现有直径的一半的距离内的所有点
iii.对于直径的现有值(起初设置为0)，累积频率数提高1
5.当行进通过关于特定粒径值的所有格点时，记录关于该直径值的累积频率数，使现有直径递减0.1μm，并使用该直径值进行步骤4。当关于从50μm降至0.1μm的所有直径值，完成步骤4时，运算完成。
当进行画圆运算时，将累积频率数值乘以相应直径的平方以更好地对应于质量频率分布，最佳拟合曲线使用最小二乘回归和计算的最大值位置与数据拟合。结果作为三个试样的平均值给出。如果三个试样的结果的标准偏差大于平均值的15％，则在各相邻对的现有试样之间的中点和最终试样与晶片的相邻面之间的中点处取得其它试样并给出所有试样的平均值。重复该方法直至标准偏差小于平均值的15％。
电极中的玻璃含量
从如图7所述插塞电极上切下6个具有1(mm)2的面积的正方形试样表面。所有试样在包含插塞电极的轴的平面中切下，其中三个沿着插塞轴，在正面与背面之间的距离的1/4、1/2和3/4处，三个在与通道壁的边界上，在正面与背面之间的距离的1/4、1/2和3/4处。制备所有六个试样并如上文在SEM 试验方法中所述分析玻璃含量。对于各试样，将具有0.01μm点间隔的正方形网格叠加在图像上。对于各试样，如通过SEM方法测定对应于玻璃的点数目与试样中的点总数的比作为对应于玻璃含量的试样重量含量回归。由来自插塞轴的试样取得平均值，并由来自电极边界的试样取得平均值。如果每组三个试样的结果的标准偏差大于各自平均值的15％，则在各相邻对的现有试样之间的中点和最终试样与晶片的相邻面之间的中点处取得其它试样并给出组中所有试样的平均值。重复该方法直至两组的标准偏差小于平均值的15％。将电极和晶片的边界处的玻璃含量与插塞的轴处的玻璃含量对比。
实施例
现在通过实施例解释本发明，所述实施例仅意欲阐述，且不认为限制本发明的范围。
实施例1-糊制备
糊通过将以下组分混合而制备：有机载体(表1中给出的组成)；来自 Sigma-Aldrich的Ag粉末，产品编号：327093，具有表2中给出的粒径且以表3中给出的含量；研磨至2μm的d50的玻璃料，和ZnO(Sigma-Aldrich，制品编号：255750)作为添加剂。使糊在0-8巴的逐渐提高的压力下通过3 辊磨。粘度如上所述测量并加入适量的具有表1中给出的组成的有机载体以将糊粘度调整至约20至约40Pas的目标。糊的组分的重量％在表3中给出。
表1
表2
银 D<sub>50</sub>[μm] D<sub>10</sub>[μm] D<sub>90</sub>[μm] 峰最大值[μm]
Ag<sub>1</sub> 6.17 3.45 14.6 约5.4
Ag<sub>2</sub> 1.38 0.86 5.75 约1.3
表3
实施例2-太阳能电池制备和附着力测量
将糊应用于不具有n-型发射体层且不具有任何钝化或抗反射层的全方形单晶p-型晶片上。晶片尺寸为156mm×156mm，正面具有通过碱蚀刻方法应用的纹理表面。将示例糊作为一组平行栅线丝网印刷在晶片的正面上。印刷使用ASYS AutomatisierungssystemeGmbH Ekra E2丝网印刷机和来自Koenen GmbH的标准H-图案网进行。网具有75个具有110μm开口的栅线和2个1.5mm宽汇流条。
过网乳液为约16至约20μm，网具有325目和20μm不锈钢丝。印刷参数为1.2巴刮刀压力、正向刮刀速度150mm/s和浮色速度200mm/s以及 1.5mm的离网(snap off)。然后将具有印刷图案的器件在炉中在150℃下干燥10分钟。然后将基质用Centrotherm Cell&ModuleGmbH“c-fire”快速烧制炉向阳侧向上地烧制。炉由6个区组成。区1设定为350℃，区2 设定为475℃，区3设定为470℃，区4设定为540℃，区5设定为840℃，且区6设定为880℃。带速度设定为5100mm/min。然后测试完全加工的试样的由示例糊形成的背面栅线的附着力，高值认为是有利的。在-12V下评估Irev，低值认为是有利的。对于各个糊，6个试样的附着力结果的平均值显示于表4中。附着力如上文所述测定。
表4
实施例编号 多峰银直径分布？ 峰最大值* 峰最大值的间隔 附着力**
1 否 约5.4 -
2 否 约1.3 --
3 是 约0.9和5.3 约4.4μm ++
*根据试验方法“粒度测定”测定；
**基于评分表示的结果：--非常低，-低，+高，++非常高
插塞电极的含量的分析
插塞电极中Ag的直径分布的最大值根据试验方法测定。观察到在约 5.5μm和约1μm处的最大值，对应于约4.5μm的间隔。
插塞电极中的玻璃含量如试验方法中所述在插塞电极的轴处以及在与硅片的边界处测量。发现玻璃含量在插塞电极接触硅片的边界处比插塞电极的轴处更高。
参考列表
100 太阳能电池
101 掺杂Si晶片
102 p-n结边界
103 正面掺杂层
104 背面掺杂层
105 通道中的电极
106 正面电极
107 背面电极
109 抗反射层
110 正面钝化层
111 高度掺杂背面层
112 背面钝化层
113 孔的表面
200 太阳能电池
300a 太阳能电池前体
300b 太阳能电池前体
300c 太阳能电池前体
305 插塞糊
306 正面糊
314 正面上的其它层
315 孔
316 其它背面层
401 晶片
601 银颗粒
602 非银材料
700 具有插塞电极的晶片的横截切片
701 沿着插塞轴取得的1mm2试样
702 沿着通道壁取得的1mm2试样
703 晶片的正面与背面之间的中点
704 插塞轴

Claims (13)

1.太阳能电池前体(300b)，其至少包含以下物质作为前体部分：
i)具有至少一个具有Si表面(113)的孔(315)的晶片(101)，其中至少一个孔(315)中的Si表面(113)包含至少一个p型掺杂部分和至少一个n型掺杂部分；
ii)由孔(315)包含的导电糊(305)，所述导电糊至少包含以下物质作为糊组分：
a)金属颗粒；
b)无机反应体系；
c)有机载体；和
d)添加剂；
其中金属颗粒具有多峰粒径分布，和其中糊(305)与孔(315)的Si表面(113)直接接触。
2.根据权利要求1的太阳能电池前体(300b)，其中金属颗粒具有双峰粒径分布。
3.根据权利要求1的太阳能电池前体(300b)，其中金属颗粒具有具有至少两个在约0.1至约15μm范围内的最大值的直径分布，选自至少两个最大值的至少一对相隔至少约0.3μm。
4.根据权利要求1-3中任一项的太阳能电池前体(300b)，其中金属颗粒具有具有至少两个最大值的多峰直径分布，选自至少两个最大值的至少一对相隔至少约1μm。
5.根据权利要求1-3中任一项的太阳能电池前体(300b)，其中金属颗粒为Ag颗粒。
6.根据权利要求1-3中任一项的太阳能电池前体(300b)，其中无机反应体系以约0.1至约5重量％存在于糊中。
7.根据权利要求1-3中任一项的太阳能电池前体(300b)，其中至少一个孔(315)为连接晶片的正面和背面的通道。
8.制备根据前述权利要求中任一项的太阳能电池前体的方法，其至少包括步骤：将至少两个不同部分的Ag颗粒结合，其中选自至少两个不同部分的Ag颗粒的至少一对具有相差至少约1μm的d50值以实现多峰粒径分布。
9.制备太阳能电池的方法，其至少包括步骤：
i)提供根据权利要求1-7中任一项的太阳能电池前体(300b)，
ii)将太阳能电池前体(300b)烧制以得到太阳能电池。
10.根据权利要求9的制备太阳能电池的方法，其中根据步骤i)的提供至少包括步骤：
a)提供具有相对掺杂类型的背面掺杂层(104)和正面掺杂层(103)的Si晶片(101)，
b)在晶片(101)中制备至少一个孔(315)；
c)将导电糊(305)引入至少一个孔(315)中以得到根据权利要求1-7中任一项的前体(300b)。
11.太阳能电池，其可通过根据权利要求9或10的方法得到。
12.太阳能电池，其至少包含以下物质作为太阳能电池部件：
i)具有至少一个具有Si表面(113)的孔(315)的晶片(101)，其中至少一个孔(315)中的Si表面(113)包含至少一个p型掺杂部分和至少一个n型掺杂部分；
ii)由孔(315)包含的电极(105)，
其中存在于电极(105)中的金属颗粒具有多峰直径分布，所述多峰直径分布具有至少两个最大值，其中选自至少两个最大值的至少一对相隔至少约1μm，和其中电极(105)在电极(105)接触Si表面(113)的表面处具有比电极(105)主体更高的玻璃浓度，和其中电极(105)与孔(315)的Si表面(113)直接接触。
13.模件，其包含至少一个根据权利要求11-12中任一项的太阳能电池和至少一个其它太阳能电池。
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