CN107731937B - 用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池 - Google Patents

用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN107731937B
CN107731937B CN201710653889.7A CN201710653889A CN107731937B CN 107731937 B CN107731937 B CN 107731937B CN 201710653889 A CN201710653889 A CN 201710653889A CN 107731937 B CN107731937 B CN 107731937B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
front electrode
stepped structure
electrode
composition
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
CN201710653889.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107731937A (zh
Inventor
金东奭
南熙寅
朴相熙
郑锡铉
赵宰汇
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.)
Changzhou Fusion 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
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN107731937A publication Critical patent/CN107731937A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107731937B publication Critical patent/CN107731937B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种用于太阳能电池的前电极和包含其的太阳能电池。所述用于太阳能电池的前电极包含：其最外表面上的阶梯式结构，其中阶梯式结构由n级(其中n为3或大于3的整数)构成且第n级的横截面积比第n‑1级小以使得第n‑1级部分曝露，且其中阶梯式结构占据最外表面的总表面积的5％到100％。本发明的前电极在不添加导致接触电阻变差的任何组分的情况下可经由控制其表面形态展现提高的粘附力且因此可展现良好的电阻特征。

Description

用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池
相关申请的交叉参考
本申请主张2016年8月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0103293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的前电极和包括其的太阳能电池。更确切地说，本发明涉及一种用于太阳能电池的前电极，其具有形成于其最外表面上的阶梯式多层结构且对将太阳能电池的电池单元彼此连接的条带(ribbon)展现良好的粘附力；以及一种包含其的太阳能电池。
背景技术
太阳能电池使用将日光的光子转换成电的p-n结的光生伏打效应产生电。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后电极。随后，通过进入半导体晶片的日光诱发p-n结处的光生伏打效应且通过p-n结处的光生伏打效应产生的电子通过电极提供电流。
太阳能电池的电极可通过施加包含导电粉末、玻璃粉以及有机媒剂的电极膏状物，使其图案化且烘烤而形成于晶片上。
最近，已持续减小发射极的厚度以便提高太阳能电池效率。然而，发射极的厚度减小可能引起分流(shunting)，从而降低太阳能电池性能。另外，已逐渐提高太阳能电池的面积以便实现高光生伏打效率。然而太阳能电池的面积提高可能经由提高其接触电阻而导致效率降低。
参看图10(A)及图10(B)，可经由条带3将构成太阳能电池的电池1连接到相邻电池(未示出)。条带可直接粘结到充当电极的接线排(busbar)2。如果不能充分确保电极对条带的粘附力，那么电极的串联电阻可能提高且太阳能电池的转换效率可能降低。常规地，含铅玻璃粉主要用于太阳能电池的电极膏状物中。然而，此类含铅玻璃粉可能导致电极对条带的粘附力降低。最近，已作出各种尝试以将能够改进条带粘附力的材料，如氧化钨添加到电极膏状物中。然而，添加此类材料可能导致太阳能电池的电特性降低。
因此，需要可在不降低太阳能电池效率的情况下改进条带粘附力的用于太阳能电池的前电极。
韩国专利特许公开案第2014-0127938号中揭露了本发明的背景技术。
发明内容
本发明的一个方面为提供可经由控制电极的表面形态展现提高的条带粘附力的用于太阳能电池的前电极。
本发明的另一个方面为提供包含如上文所阐述的前电极且在可靠性和转换效率方面展现良好特性的太阳能电池。
根据本发明的一个方面，提供一种用于太阳能电池的前电极，在其最外表面上包含阶梯式结构，其中阶梯式结构由n级(其中n为3或大于3的整数)构成且第n级的横截面积比第n-1级小以使得第n-1级部分曝露，且其中阶梯式结构占据最外表面的总表面积的5％到100％。
阶梯式结构的每个级可至少部分地包含棱柱结构(prismatic structure)。
阶梯式结构可基本上由银(Ag)组成，且确切地说，可具有50重量％到100重量％的银含量。
前电极可通过烘烤包含银粉、玻璃粉以及有机媒剂的组成物形成。此处，组成物可包含60重量％到95重量％银粉、0.1重量％到20重量％玻璃粉以及1重量％到30重量％有机媒剂。玻璃粉可包含碲。组成物可更包含由以下所构成的族群中选出的至少一种添加剂：分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、抗起泡剂、颜料、UV稳定剂、抗氧化剂以及偶合剂。
组成物的烘烤可在600℃到1,000℃的温度下进行。
根据本发明的另一个方面，提供包含如上文所阐述的用于太阳能电池的前电极的太阳能电池。确切地说，太阳能电池可包含：衬底，包含半导体衬底和发射极；根据本发明的前电极，形成于衬底的前表面上；以及后电极，形成于衬底的后表面上。
根据本发明，有可能提供前电极，其包含形成于其最外表面上且占据最外表面的总面积的5％到100％的阶梯式结构，且因此相比于具有非晶形表面结构的典型前电极，展现良好的条带粘附力。另外，本发明提供前电极，其在不添加导致接触电阻变差的任何组分的情况下可经由控制其表面形态展现提高的粘附力且因此可展现良好的电阻特征。此外，本发明提供包含如上文所阐述的前电极且因此在可靠性和转换效率方面展现良好特性的太阳能电池。
附图说明
图1(A)为用于太阳能电池的前电极的示意性截面图，且图1(B)为用于太阳能电池的前电极的示意性平面图。
图2为显示本发明的实例1中制造的前电极的表面形态的扫描电子显微(scanningelectron micrograph，SEM)图像。
图3为显示本发明的实例2中制造的前电极的表面形态的SEM图像。
图4为显示本发明的实例3中制造的前电极的表面形态的SEM图像。
图5为显示本发明的比较例1中制造的前电极的表面形态的SEM图像。
图6为显示本发明的比较例2中制造的前电极的表面形态的SEM图像。
图7为显示本发明的比较例3中制造的前电极的表面形态的SEM图像。
图8为显示本发明的比较例4中制造的前电极的表面形态的SEM图像。
图9为根据本发明的一个实施例的太阳能电池的截面视图。
图10(A)及图10(B)为显示经由条带使太阳能电池的电池彼此连接的方法的示意图。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明的实施例。
本发明人已进行广泛研究以制造具有极佳电特性和条带粘附力的用于太阳能电池的前电极。因此，本发明人发现，有可能在不将额外组分添加到电极组成物中的情况下，经由以特定方式控制前电极的最外表面的形态，实现前电极对条带的粘着强度的显著改进，且因此完成本发明。
在通过烘烤电极组成物制造的用于太阳能电池的典型的前电极中，在液相中烧结银粉以形成电极。因此，电极大体上具有类似于硬化熔岩(lava)的弯曲表面。然而，根据本发明人的研究，当包含特定组成物的电极组成物在特定条件下进行烘烤时，在烘烤期间，经由银粉的部分结晶，形成具有阶梯式结构的前电极。推测电极组成物的过度烘烤使得银粉部分结晶且在烘烤过程期间形成阶梯式多层结构。
另外，相比于具有非晶形曲形结构的表面的典型前电极，根据本发明的在表面上具有阶梯式结构的前电极展现对条带的粘附力显著改进。此外，根据本发明的前电极可在不使用任何额外组分的情况下经由调节其表面形态展现提高的粘附力且可因此展现极佳电特性。
现在，将详细描述根据本发明的用于太阳能电池的前电极。
用于太阳能电池的前电极
根据本发明的用于太阳能电池的前电极在其最外表面上包含阶梯式结构。此处，阶梯式结构为由n级(其中n为3或大于3的整数)构成的多层结构，其中第n级的横截面积比第n-1级小以使得第n-1级部分曝露。
图1(A)为用于太阳能电池的前电极的示意性截面图，且图1(B)为用于太阳能电池的前电极的示意性平面图。参看图1(A)和1(B)，前电极30具有形成于其最外表面上的阶梯式结构20。
阶梯式结构的每个级可至少部分地包含棱柱结构(prismatic structure)。本文中，棱柱结构是指其中两个表面形成预定角度的结构，与曲形图不同，如圆柱形、球形、椭圆形柱等。在棱柱结构中，两个表面所形成的角度不受特定限制且可为锐角、直角或钝角。
参看图1(A)和1(B)，前电极的最外表面的总表面积A1为阶梯式结构所占据的面积A2与不具有阶梯式结构的面积A3的总和。阶梯式结构所占据的面积A2为当在前电极的垂直方向上观看时水平投影面积(或占据面积)。
在根据本发明的前电极中，阶梯式结构所占据的面积(在下文中，“占据面积”)可在最外表面的总面积的5％到100％，例如15％到100％或20％到100％范围内。如果所占据的面积小于5％，那么前电极可展现粘附力对衬底的不显著改进。此处，占据面积可使用可购自梅地亚控制公司(Media Cybernetics，Inc.)的Image Pro Plus程序测量。举例来说，在前电极中，占据面积可为最外表面总面积的5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、4/％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％。
阶梯式结构通过烘烤电极组成物的银粉形成，且基本上由银(Ag)组成。确切地说，阶梯式结构可具有50重量％到100重量％，例如80重量％到100重量％，或90重量％到100重量％的银含量。举例来说，阶梯式结构可具有50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、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％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％或100重量％的银含量。
根据本发明的前电极通过烘烤包含银粉、玻璃粉以及有机媒剂的组成物形成。
银粉用以赋予电极导电性。银粉可具有纳米或微米级粒度。举例来说，银粉可具有几十到数百纳米的粒度或几到几十微米的粒子直径。或者，银粉可为具有不同粒径的两种或多于两种类型银粉的混合物。
银粉可具有各种粒子形状，如(但不限于)球形、片状或非晶形形状。
优选地，银粉具有0.1微米到10微米，例如0.5微米到5微米的平均粒子直径(D50)。在平均粒子直径的此范围内，组成物可降低太阳能电池的接触电阻和线路电阻。可以在25℃下，经由超声波处理将银粉分散于异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中3分钟之后，使用例如1064D型(西莱斯有限公司(CILAS Co.，Ltd.))测量平均粒子直径。
以组成物的总重量计，银粉可以60重量％到95重量％的量存在。在此范围内，组成物可改进太阳能电池的转换效率且可容易地以膏状物形式制备。举例来说，以组成物的总重量计，银粉可以70重量％到90重量％的量存在。举例来说，以组成物的总重量计，银粉可以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％的量存在。
玻璃粉用以在用于太阳能电池电极的组成物的烘烤过程期间通过蚀刻抗反射层和熔融银粉而在发射极区中形成银晶粒。
玻璃粉可包含本领域中已知的任何典型的玻璃粉。举例来说，玻璃粉可为包含碲的碲玻璃粉。
优选地，玻璃粉还包含铋、铅、锂、钠、锌、钨、硅以及镁中的至少一种。
可通过本领域中已知的任何典型方法制备玻璃粉。举例来说，玻璃粉可通过使用球磨机或行星式磨机混合前述组分，在900℃到1300℃下熔融混合物且使熔融混合物淬灭到25℃，继而使用盘式磨机、行星式磨机或类似者粉碎获得的产物来制备。
玻璃粉可具有(但不限于)0.1微米到10微米的平均粒子直径(D50)。另外，玻璃粉可具有各种形状，如(但不限于)球形或非晶形形状。
以用于太阳能电池电极的组成物的总重量计，玻璃粉可以0.5重量％到20重量％，例如3重量％到15重量％的量存在。在此范围内，玻璃粉可保持各种薄层电阻下的p-n结的稳定性，使电阻减到最少，且最终改进太阳能电池效率。举例来说，以用于太阳能电池电极的组成物的总重量计，玻璃粉可以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％的量存在。
有机媒剂通过与组成物的无机组分机械混合而赋予用于太阳能电池电极的组成物用于印刷的适合的粘度和流变学特征。
有机媒剂可为在用于太阳能电池电极的组成物中使用的任何典型的有机媒剂，且可包含粘合剂树脂、溶剂等。
粘合剂树脂可由丙烯酸酯树脂或纤维素树脂中选出。乙基纤维素一般用作粘合剂树脂。另外，粘合剂树脂可由以下中选出：乙基羟乙基纤维素、硝化纤维、乙基纤维素与酚树脂的混合物、醇酸树脂、酚、丙烯酸酯、二甲苯、聚丁烷、聚酯、尿素、三聚氰胺、乙酸乙烯酯树脂、木松香、醇的聚甲基丙烯酸酯等。
溶剂可由以下所构成的族群中选出：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、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)以及乳酸乙酯(ethyl lactate)。这些可以单独使用或以其混合物形式使用。
以用于太阳能电池电极的组成物的总重量计，有机媒剂可以1重量％到30重量％的量存在。在此范围内，有机媒剂可为组成物提供充足的粘着强度和极佳的可印刷性。举例来说，以用于太阳能电池电极的组成物的总重量计，有机媒剂可以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％的量存在。
根据本发明的用于太阳能电池电极的组成物可按需要更包含典型的添加剂以增强流动性、工艺特性以及稳定性。添加剂可包含分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、抗起泡剂、颜料、UV稳定剂、抗氧化剂、偶合剂等。这些添加剂可以单独或以其混合物形式使用。以用于太阳能电池电极的组成物的总重量计，添加剂可以0.1重量％到5重量％的量存在，但可按需要改变添加剂的含量。举例来说，以用于太阳能电池电极的组成物的总重量计，添加剂可以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％的量存在。
具有根据本发明的阶梯式结构的前电极可通过将用于太阳能电池电极的组成物施加到衬底的前表面，继而烘烤制造。此处，烘烤可在例如600℃到1,000℃，优选800℃到1,000℃的温度下进行。确切地说，根据本发明的前电极可通过施加包含玻璃粉(包含碲)的用于太阳能电池电极的组成物且将所施加的组成物在600℃到1,000℃的温度下烘烤30秒到10分钟制造，但不限于此。
上述烘烤条件可取决于用于太阳能电池电极的组成物的组成，例如玻璃粉的组分、银粉的含量等变化。这是因为银的熔点和结晶温度取决于用于太阳能电池电极的组成物中的玻璃粉的组分和银粉的含量变化。
太阳能电池
接下来，将描述根据本发明的太阳能电池。
图9为根据本发明的一个实施例的太阳能电池的示意图。
参看图9，根据此实施例的太阳能电池100包含衬底10、形成于衬底10的前表面上的前电极23以及形成于衬底10的后表面上的后电极21。
在一个实施例中，衬底10可为具有形成于其中的p-n结的衬底。确切地说，衬底10可包含半导体衬底11和发射极12。更确切地说，衬底10可为通过以n型掺杂剂掺杂p型半导体衬底11的一个表面以形成n型发射极12而制备的衬底。或者，衬底10可以是通过以p型掺杂剂掺杂n型半导体衬底11的一个表面以形成p型发射极12而制备的衬底。此处，半导体衬底11可为p型衬底和n型衬底中的任一者。p型衬底可为掺杂有p型掺杂剂的半导体衬底11，且n型衬底可为掺杂有n型掺杂剂的半导体衬底11。
在衬底10、半导体衬底11等的描述中，此类衬底中其上入射光的表面称为前表面(光接收表面)。另外，衬底中与前表面相对的表面称为后表面。
在一个实施例中，半导体衬底11可以由结晶硅或化合物半导体形成。此处，结晶硅可为单晶或多晶。作为结晶硅，举例来说，可以使用硅晶片。
此处，p型掺杂剂可为包含第III族元素(如硼、铝或镓)的材料。另外，n型掺杂剂可为包含第V族元素(如磷、砷或锑)的材料。
前电极23可以使用根据本发明的用于太阳能电池电极的组成物来制造。后电极21可使用铝膏状物制造。确切地说，前电极23可通过在衬底10的前表面上印刷用于太阳能电池电极的组成物，继而烘烤形成，且后电极21可通过将铝膏状物施加到衬底的后表面，继而烘烤形成。
接着，将参考实例更详细地描述本发明。然而，应注意，提供这些实例仅为了说明，且不应以任何方式理解为限制本发明。
以下实例和比较例中所使用的组分的细节如下：
(A)银粉
使用具有2.0微米的平均粒子直径的球形银粉(AG-4-8，多瓦高科技有限公司(Dowa Hightech Co.，Ltd.))。
(B)玻璃粉
(B-1)CTB-06(帕蒂克洛戈瑞有限公司(Particlogy Co.，Ltd.))(含有8.75重量％的TeO2)
(B-2)BT-698(朝日玻璃有限公司(Asahi Glass Co.，Ltd.))(含有66.74重量％的TeO2)
(B-3)ABT-1(朝日玻璃有限公司)(含有71.43重量％的TeO2)
(B-4)CI-19(帕蒂克洛戈瑞有限公司)(不含有TeO2)
(B-5)CI-37(帕蒂克洛戈瑞有限公司)(不含有TeO2)
(B-6)CI-05(帕蒂克洛戈瑞有限公司)(不含有TeO2)
(B-7)BL1001(帕蒂克洛戈瑞有限公司)(不含有TeO2)
(C)有机媒剂
乙基纤维素(STD4，陶氏化学公司(Dow Chemical Company))用作有机粘合剂且泰萨醇用作溶剂
实例1到实例3以及比较例1到比较例4
以如表1中所列出的量将组分(A)到(C)彼此充分混合，继而在3辊捏合机中进行混合和捏合，从而制备用于太阳能电池前电极的组成物。
表1
Figure BDA0001367722020000091
Figure BDA0001367722020000101
特性评估
(1)表面结构：使用扫描电子显微镜对使用实例和比较例的组成物中的每一个的前电极的最外表面进行拍照，继而测量阶梯式结构所占据的面积。占据面积使用梅地亚控制公司的Image Pro Plus程序测量。所获得的图像显示于图2到8中且阶梯式结构所占据的面积的测量值显示于表2中。
(2)粘着强度：将焊剂施加到使用实例和比较例的组成物中的每一个的前电极上，且在300℃到400℃下，使用电烙铁(白光有限公司(Hakko Co.，Ltd.))粘结到条带。随后，在180°的剥离角度和50毫米/分钟的拉伸速率下使用张力器(天氏欧森(Tinius Olsen))评估所得物的粘着强度(牛顿/毫米)。
表2
占据面积(％) 粘着强度(牛顿/毫米)
实例1 15 3.54
实例2 60 4.62
实例3 100 5.52
比较例1 0 2.31
比较例2 0 2.15
比较例3 0 2.41
比较例4 4 2.89
如表2中所示，可见，相比于不包含阶梯式结构的比较例1到比较例3的前电极和比较例4的前电极(其中阶梯式结构所占据的面积小于5％)，实例1到实例3(其中阶梯式结构所占据的面积为5％或大于5％)的前电极展现显著提高的条带粘附力。
应理解，本领域的技术人员可以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 (9)

1.一种用于太阳能电池的前电极，其特征在于，包括：
所述前电极的最外表面上的阶梯式结构，
其中所述阶梯式结构由n级构成，以及第n级的横截面积比第n-1级的横截面积小以使得所述第n-1级部分地曝露，其中n为3或大于3的整数，以及
其中所述阶梯式结构占据所述最外表面的总表面积的5％到100％，且
在任何垂直于所述最外表面且通过所述第n级的顶面上的所述阶梯式结构的截面皆具有阶梯轮廓。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的前电极，其中所述阶梯式结构的每个级至少部分地包括棱柱结构。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的前电极，其中所述阶梯式结构具有50重量％到100重量％的银含量。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的前电极，其中所述前电极通过烘烤包括银粉、玻璃粉以及有机媒剂的组成物形成。
5.根据权利要求4所述的用于太阳能电池的前电极，其中所述玻璃粉包括碲。
6.根据权利要求4所述的用于太阳能电池的前电极，其中所述组成物包括60重量％到95重量％的所述银粉、0.1重量％到20重量％的所述玻璃粉以及1重量％到30重量％的所述有机媒剂。
7.根据权利要求4所述的用于太阳能电池的前电极，其中所述组成物更包括由以下所构成的族群中选出的至少一种添加剂：分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、抗起泡剂、颜料、UV稳定剂、抗氧化剂以及偶合剂。
8.根据权利要求4所述的用于太阳能电池的前电极，其中烘烤在600℃到1,000℃的温度下进行。
9.一种太阳能电池，其特征在于，包括根据权利要求1到8中任一权利要求所述的用于太阳能电池的前电极。
CN201710653889.7A 2016-08-12 2017-08-02 用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池 Active CN107731937B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0103293 2016-08-12
KR1020160103293A KR102137547B1 (ko) 2016-08-12 2016-08-12 태양전지용 전면 전극 및 이를 포함하는 태양전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107731937A CN107731937A (zh) 2018-02-23
CN107731937B true CN107731937B (zh) 2020-01-10

Family

ID=61159393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710653889.7A Active CN107731937B (zh) 2016-08-12 2017-08-02 用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10672923B2 (zh)
KR (1) KR102137547B1 (zh)
CN (1) CN107731937B (zh)
TW (1) TWI646695B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097518A (zh) * 2010-12-15 2011-06-15 清华大学 太阳能电池及其制备方法
CN103094368A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 三星Sdi株式会社 太阳能电池
JP5450294B2 (ja) * 2009-07-24 2014-03-26 韓國電子通信研究院 Ｃｉｇｓ太陽電池、及びその製造方法
CN104638032A (zh) * 2015-01-22 2015-05-20 中电电气（南京）光伏有限公司 太阳能电池正电极栅线、太阳能电池及其制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100416740B1 (ko) * 1997-02-17 2004-05-17 삼성전자주식회사 후면 부분소결형 실리콘 태양전지의 제조방법
TWI244789B (en) 2003-08-01 2005-12-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd A battery and make same
JP5230089B2 (ja) * 2006-09-28 2013-07-10 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
EP2278632A4 (en) * 2008-04-30 2013-11-27 Mitsubishi Electric Corp PHOTOVOLTAIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR101592576B1 (ko) * 2009-03-31 2016-02-05 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
TWM387372U (en) * 2010-03-29 2010-08-21 Neo Solar Power Corp Electrode structure of solar cell
US8486308B2 (en) * 2010-12-17 2013-07-16 E I Du Pont De Nemours And Company Conductive paste composition containing lithium, and articles made therefrom
TWI442588B (zh) * 2010-12-20 2014-06-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 太陽能電池及其製備方法
KR101600659B1 (ko) * 2013-04-25 2016-03-07 제일모직주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR102032280B1 (ko) * 2013-04-25 2019-10-15 엘지전자 주식회사 태양 전지의 전극용 페이스트 조성물
KR101557587B1 (ko) * 2013-06-14 2015-10-05 주식회사 엘지화학 유기태양전지 및 이의 제조방법
CN104409637B (zh) * 2014-11-20 2017-10-03 中国科学院半导体研究所 基于梯形铝纳米栅状电极的太阳能电池结构及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5450294B2 (ja) * 2009-07-24 2014-03-26 韓國電子通信研究院 Ｃｉｇｓ太陽電池、及びその製造方法
CN102097518A (zh) * 2010-12-15 2011-06-15 清华大学 太阳能电池及其制备方法
CN103094368A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 三星Sdi株式会社 太阳能电池
CN104638032A (zh) * 2015-01-22 2015-05-20 中电电气（南京）光伏有限公司 太阳能电池正电极栅线、太阳能电池及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201806170A (zh) 2018-02-16
TWI646695B (zh) 2019-01-01
KR102137547B1 (ko) 2020-07-24
US10672923B2 (en) 2020-06-02
KR20180018209A (ko) 2018-02-21
CN107731937A (zh) 2018-02-23
US20180047859A1 (en) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9899545B2 (en) Composition for forming solar cell electrode and electrode produced from same
US10164128B2 (en) Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same
US8562872B2 (en) Paste for solar cell electrode and solar cell prepared using the same
KR101859017B1 (ko) 전극 형성 방법, 이로부터 제조된 전극 및 태양 전지
US10065882B2 (en) Composition for forming solar cell electrode and electrode fabricated using the same
US20140186994A1 (en) Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same
US20160005890A1 (en) Composition for forming electrode of solar cell and electrode formed therefrom
US9818889B2 (en) Composition for solar cell electrodes and electrode fabricated using the same
US20180138335A1 (en) Front electrode for solar cell and solar cell comprising the same
KR101976661B1 (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
TW201828488A (zh) 用於太陽能電池的指狀電極及其製造方法
EP3496155A1 (en) Solar cell
KR101940170B1 (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
CN107731937B (zh) 用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池
TWI721620B (zh) 用於太陽能電池電極的組合物及使用所述組合物製備的太陽能電池電極
EP3496156B1 (en) Solar cell
US20200203538A1 (en) Method for forming solar cell electrode and solar cell
TWI672819B (zh) 用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法
KR101835921B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
US11107934B2 (en) Composition for forming solar cell electrode and solar cell electrode prepared using the same
US20200194601A1 (en) Composition for forming diamond sawn wafer solar cell electrode and diamond sawn wafer solar cell electrode prepared using the same
KR20190045758A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20190066157A (ko) 태양전지
KR20170025892A (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지

Legal Events

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

Effective date of registration: 20210219

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.