CN109308950A - 用于太阳电池电极的组合物及使用其制备的太阳电池电极 - Google Patents

用于太阳电池电极的组合物及使用其制备的太阳电池电极 Download PDF

Info

Publication number
CN109308950A
CN109308950A CN201810549160.XA CN201810549160A CN109308950A CN 109308950 A CN109308950 A CN 109308950A CN 201810549160 A CN201810549160 A CN 201810549160A CN 109308950 A CN109308950 A CN 109308950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
frit
solar cel
electrode
cel electrode
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.)
Granted
Application number
CN201810549160.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109308950B (zh
Inventor
李旻映
金东奭
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 CN109308950A publication Critical patent/CN109308950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109308950B publication Critical patent/CN109308950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising 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
    • H01L31/022408—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
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • 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
    • C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
    • 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
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
    • 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
    • C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
    • 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
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开一种用于太阳电池电极的组合物及太阳电池电极。用于太阳电池电极的组合物包含导电粉、Te‑Li‑Zn‑O系玻璃料及有机载体，其中所述玻璃料具有0.8g/ml到1.55g/ml的密度。本发明的用于太阳电池电极的组合物具有良好的玻璃料分散性从而能够进行均匀蚀刻、具有低串联电阻Rs及高转换效率。

Description

用于太阳电池电极的组合物及使用其制备的太阳电池电极
[相关申请的交叉参考]
本申请主张在2017年7月28日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2017-0096540号的权利，所述韩国专利申请的全部公开内容并入本申请供参考。
技术领域
各实施例涉及一种用于太阳电池电极的组合物以及一种使用所述组合物制备的太阳电池电极。
背景技术
太阳电池可利用可将日光的光子转换成电力的p-n结(p-n junction)的光生伏打效应(photovoltaic effect)来产生电能。在太阳电池中，可在半导体晶片或衬底的具有p-n结的上表面及下表面上分别形成前电极及后电极。p-n结的光生伏打效应可由进入半导体晶片的日光诱发。由p-n结的光生伏打效应产生的电子可经由电极向外部提供电流。可通过对用于太阳电池电极的组合物进行施用、图案化及烘烤而在晶片上形成太阳电池的电极。
可使用包含导电粉、玻璃料及有机载体的导电膏组合物(conductive pastecomposition)作为用于太阳电池电极的组合物。导电膏组合物中的玻璃料可用于溶解形成在半导体晶片上的抗反射层，且将导电粉电连接到半导体晶片。
除太阳电池电极的纵横比之外，玻璃料还可能会影响太阳电池的电特性(例如开路电压(open circuit voltage)Voc、串联电阻Rs或类似参数)。因此，太阳电池的转换效率及填充因数(fill factor)可相应地进行改变。
因此，可能需要一种可改善太阳电池的电特性的用于太阳电池电极的组合物。
现有技术公开在日本专利公开案第2012-084585号中。
发明内容
各实施例可提供一种具有良好的玻璃料分散性从而能够进行均匀蚀刻、具有低串联电阻Rs及高转换效率的用于太阳电池电极的组合物以及一种使用所述组合物制备的电极。
各实施例涉及一种用于太阳电池电极的组合物。
所述实施例可通过一种包含导电粉、Te-Li-Zn-O系玻璃料及有机载体的用于太阳电池电极的组合物来实现，其中所述玻璃料具有0.8g/ml到1.55g/ml的密度。
所述玻璃料可由金属氧化物形成，所述金属氧化物包含25mol％到45mol％的氧化碲(TeO2)、25mol％到40mol％的氧化锂(Li2O)及15mol％到35mol％的氧化锌(ZnO)。
所述玻璃料可由包含氧化碲(TeO2)、氧化锂(Li2O)及氧化锌(ZnO)的金属氧化物形成，且所述玻璃料可满足以下式1：
[式1]
0mol％≤|MTeO2-MLi2O|+|MLi2O-MZnO|+|MZnO-MTeO2|≤60mol％
其中，在以上式1中，
MTeO2表示氧化碲(TeO2)的mol％，
MLi2O表示氧化锂(Li2O)的mol％，且
MZnO表示氧化锌(ZnO)的mol％。
所述玻璃料可不包含铋(Bi)也不包含铅(Pb)。
所述玻璃料可具有0.1μm到10μm的粒度(particle size)。
所述玻璃料还可包含以下中的至少一者：钠(Na)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、钨(W)、镁(Mg)、钼(Mo)、铯(Cs)、锶(Sr)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(Al)及硼(B)。
所述用于太阳电池电极的组合物可包含60重量％到95重量％的导电粉、0.1重量％到20重量％的玻璃料及1重量％到30重量％的有机载体。
所述用于太阳电池电极的组合物还可包含分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂及偶合剂中的至少一者。
各实施例涉及一种太阳电池电极。
所述实施例可通过提供一种使用上述用于太阳电池电极的组合物制备的太阳电池电极来实现。
因此，提供一种具有良好的玻璃料分散性从而能够进行均匀蚀刻、具有低串联电阻Rs及高转换效率的用于太阳电池电极的组合物、以及一种由所述组合物制备的电极。
附图说明
图1示出根据实施例的太阳电池的示意图。
[符号的说明]
10：衬底
11：半导体衬底
12：射极
21：后电极
23：前电极
100：太阳电池
具体实施方式
现在将参照附图在以下更充分地阐述示例性实施例；然而，所述示例性实施例可被实施为不同形式而不应被解释为仅限于本文中所述的实施例。更确切来说，提供这些实施例是为了使本公开内容透彻及完整，并将向所属领域中的技术人员充分传达示例性实作方式。在附图中，为清晰起见将省略与说明无关的部分。
当在本说明书中使用本文所使用的用语例如“包括(comprise、comprising)”、“具有(have、having)”及“包含include及including”时，是指明所陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加，除非使用用语“仅”。除非上下文另外清晰地指明，否则本文所使用的单数形式“一(a及an)”旨在也包括复数形式。
在构造实施例的元件时，认为即使不存在特别说明，仍包括误差范围。
本文所使用的用语“金属氧化物”是指一种金属氧化物或多种金属氧化物。
本文所使用的标示“X到Y”的范围的用语是指“至少X且不大于Y”。
用于太阳电池电极的组合物
根据实施例的一种用于太阳电池电极的组合物可包含导电粉、Te-Li-Zn-O系玻璃料及有机载体，且玻璃料可具有0.8g/ml到1.55g/ml的密度。
现在，将更详细地阐述用于太阳电池电极的组合物的每一组分。
(1)导电粉
导电粉可用于对用于太阳电池电极的组合物赋予导电性。用于太阳电池电极的组合物可包含金属粉(例如银(Ag)或铝(Al))作为导电粉。举例来说，导电粉可包括银粉。导电粉可具有纳米级粒度或微米级粒度。举例来说，导电粉可包括具有数十纳米到数百纳米的粒度或具有数微米到数十微米的粒度的银粉。在一些实作方式中，导电粉可包括具有不同粒度的两种或更多种银粉的混合物。
导电粉的颗粒形状无特别限制。导电粉可具有各种颗粒形状，例如球形形状、薄片形形状或非晶形颗粒形状，对此并无限制。
举例来说，导电粉可具有0.1μm到10μm、例如0.5μm到5μm的平均粒度(D50)。可在经由超声波作用在25℃下将导电粉分散在异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中达3分钟之后，利用例如型号1064D(西莱斯有限公司(CILAS Co.,Ltd.))粒度分析仪来测量平均粒度。在此范围内，可减小太阳电池电极的接触电阻及线电阻。
在用于太阳电池电极的组合物中可存在60重量％到95重量％、例如70重量％到90重量％的量的导电粉。在此范围内，包含此组合物的太阳电池的转换效率可提高且此组合物可易于制备成膏形式。举例来说，在用于太阳电池电极的组合物中，可存在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％的量的导电粉。
(2)Te-Li-Zn-O系玻璃料
玻璃料可用于通过在用于太阳电池电极的组合物的烘烤工艺期间对抗反射层进行蚀刻并对导电粉进行熔融而在射极区(emitter region)中形成金属晶粒。玻璃料可增强导电粉与晶片之间的粘合。在烘烤工艺期间，玻璃料可软化且降低烘烤温度。
在一些实作方式中，可使用Te-Li-Zn-O系玻璃料，且此玻璃料可具有0.8g/ml到1.55g/ml的密度。在此玻璃料范围内，玻璃料在此组合物中的分散性可提高从而能够进行均匀蚀刻，且可在提高转换效率的同时减小太阳电池的串联电阻。在示例性实施例中，玻璃料可具有0.8g/ml、0.85g/ml、0.9g/ml、0.95g/ml、1.0g/ml、1.05g/ml、1.1g/ml、1.15g/ml、1.2g/ml、1.25g/ml、1.3g/ml、1.35g/ml、1.4g/ml、1.45g/ml、1.5g/ml或1.55g/ml的密度。
玻璃料的密度可表示在将用于玻璃料的金属氧化物熔融、淬火及粉碎之后测量的密度，且可利用所属领域中的技术人员所已知的任何合适的方法来测量玻璃料的密度。
Te-Li-Zn-O系玻璃料可由包含氧化碲(TeO2)、氧化锂(Li2O)及氧化锌(ZnO)的金属氧化物制备。举例来说，可使用球磨机(ball mill)或行星磨机(planetary mill)将金属氧化物混合。可将经混合组合物在900℃到1300℃下熔融，然后淬火到25℃。可使用例如盘磨机(disk mill)或行星式磨机来粉碎所得生成物。玻璃料可具有0.1μm到10μm的平均粒度(D50)。
在一些实作方式中，玻璃料可由金属氧化物形成，所述金属氧化物包含25mol％到45mol％的氧化碲(TeO2)、25mol％到40mol％的氧化锂(Li2O)及15mol％到35mol％的氧化锌(ZnO)。在此范围内，玻璃料的密度可在实施例的范围内进行调节，且包含玻璃料的太阳电池的电特性可得到很好的平衡。
玻璃料可由包含氧化碲(TeO2)、氧化锂(Li2O)及氧化锌(ZnO)的金属氧化物形成，且玻璃料可满足以下式1：
[式1]
0mol％≤|MTeO2-MLi2O|+|MLi2O-MZnO|+|MZnO-MTeO2|≤60mol％
其中，在以上式1中，
MTeO2表示氧化碲(TeO2)的mol％，
MLi2O表示氧化锂(Li2O)的mol％，且
MZnO表示氧化锌(ZnO)的mol％。
氧化碲(TeO2)与氧化锂(Li2O)之间的绝对值、氧化锂(Li2O)与氧化锌(ZnO)之间的绝对值及氧化锌(ZnO)与氧化碲(TeO2)之间的绝对值的和根据以上式1可介于0mol％到60mol％、例如0mol％到50mol％、具体来说0mol％到40mol％的范围内。在此范围内，包含玻璃料的太阳电池电极的电特性可得到很好的平衡，最终会提高转换效率。
玻璃料可由氧化碲(TeO2)对氧化锂(Li2O)的摩尔比介于1:1到2:1、例如1:1到1.5:1范围内的金属氧化物形成。在此范围内，玻璃料可很好地分散在用于太阳电池的组合物中，从而能够进行均匀蚀刻。
玻璃料可由氧化锂(Li2O)对氧化锌(ZnO)的摩尔比介于1:1到3:1、例如1:1到2:1范围内的金属氧化物形成。在此范围内，包含玻璃料的太阳电池电极可具有低串联电阻Rs。
玻璃料可由氧化碲(TeO2)对氧化锌(ZnO)的摩尔比介于1:1到3.5:1、例如1:1到2.5:1范围内的金属氧化物形成。在此范围内，包含玻璃料的太阳电池电极可具有优异的转换效率。
玻璃料可不包含铋(Bi)也不包含铅(Pb)。在这种情况下，例如串联电阻、开路电压、电极的纵横比、转换效率及填充因数等电特性可得到很好地平衡，且可更易于控制玻璃料的密度。
玻璃料还可包含以下中的至少一者：钠(Na)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、钨(W)、镁(Mg)、钼(Mo)、铯(Cs)、锶(Sr)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(Al)及硼(B)。
在一些实作方式中，玻璃料还可包含硼(B)、钨(W)及镁(Mg)中的至少一者。
在用于太阳电池电极的组合物中，可存在0.1重量％到20重量％、例如0.5重量％到10重量％的量的玻璃料。在此范围内，可确保在各种表面电阻条件下的p-n结稳定性，且可减小太阳电池的电阻，最终提高太阳电池的效率。在一些实作方式中，在用于太阳电池电极的组合物中，可存在0.1重量％、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％的量的玻璃料。
(3)有机载体
有机载体可通过与用于太阳电池电极的组合物的无机组分进行机械混合而对所述组合物赋予适合于印刷的粘度及流变特性。
有机载体可为用于太阳电池电极的组合物中所使用的合适的有机载体。有机载体可包含粘合剂树脂、溶剂或类似组分。
粘合剂树脂可选自丙烯酸酯树脂或纤维素树脂。举例来说，可使用乙基纤维素作为粘合剂树脂。在一些实作方式中，粘合剂树脂可选自乙基羟乙基纤维素、硝基纤维素、乙基纤维素与酚树脂的掺合物、醇酸树脂、苯酚、丙烯酸酯、二甲苯、聚丁烯、聚酯、脲、三聚氰胺、乙酸乙烯酯树脂、木松香、醇的聚甲基丙烯酸酯、或类似树脂。
溶剂可选自例如己烷、甲苯、乙基溶纤剂、环己酮、丁基溶纤剂、丁基卡必醇(二乙二醇单丁醚)、二丁基卡必醇(二乙二醇二丁醚)、丁基卡必醇乙酸酯(二乙二醇单丁醚乙酸酯)、丙二醇单甲醚、己二醇、萜品醇、甲基乙基酮、苯甲醇、γ-丁内酯及乳酸乙酯。这些溶剂可单独使用或以其混合物形式使用。
在用于太阳电池电极的组合物中，可存在1重量％到30重量％的量的有机载体。在此范围内，有机载体可对所述组合物提供足够的粘合强度及优异的可印刷性。举例来说，在用于太阳电池电极的组合物中，可存在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％的量的有机载体。
(4)添加剂
用于太阳电池电极的组合物还可根据需要包含一般添加剂以增强流动性、工艺性质或稳定性。添加剂可包括分散剂、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、偶合剂或类似组分。添加剂可单独使用或以其混合物形式使用。以用于太阳电池电极的组合物的总重量计，可存在0.1重量％到5重量％的量的添加剂。添加剂的含量可根据需要而改变。举例来说，以用于太阳电池电极的组合物的总重量计，可存在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％的量的添加剂。
太阳电池电极及包括所述太阳电池电极的太阳电池
各实施例涉及一种由用于太阳电池电极的组合物形成的电极以及一种包括所述电极的太阳电池。图1示出根据实施例的太阳电池。
参照图1，根据实施例的太阳电池100可包括衬底10、形成在衬底10的前表面上的前电极23及形成在衬底10的背表面上的后电极21。
在实施例中，衬底10可包括上面形成有p-n结的衬底。举例来说，衬底10可包括半导体衬底11及射极12。举例来说，衬底10可包括通过用n型掺杂剂对p型半导体衬底11的一个表面进行掺杂以形成n型射极12所制备的衬底。在一些实作方式中，衬底10可包括通过用p型掺杂剂对n型半导体衬底11的一个表面进行掺杂以形成p型射极12所制备的衬底。半导体衬底11可为p型衬底与n型衬底中的一者。P型衬底可为掺杂有p型掺杂剂的半导体衬底，且n型衬底可为掺杂有n型掺杂剂的半导体衬底。
在对衬底10、半导体衬底11或类似衬底的说明中，此种衬底的光所入射的表面一般被称为“前表面”(光接收表面)，且衬底的与前表面相对的表面被称为“背表面”。
在实施例中，半导体衬底11可由晶体硅半导体或化合物半导体形成。晶体硅可为单晶硅或多晶硅。作为晶体硅的实例，可使用硅晶片。
p型掺杂剂可为包含例如硼、铝或镓等III族元素的材料。n型掺杂剂可为包含例如磷、砷或锑等V族元素的材料。
可使用根据实施例的用于太阳电池电极的组合物来制备前电极23和/或后电极21。举例来说，可使用包含银粉作为导电粉的组合物来制备前电极23，且可使用包含铝粉作为导电粉的组合物来制备后电极21。可通过将用于太阳电池电极的组合物印刷到射极12上、然后进行烘烤来形成前电极23。可通过将用于太阳电池电极的组合物施用到半导体衬底11的背表面上、然后进行烘烤来形成后电极21。
接下来，将参照实例更详细地阐述实施例。提供以下实例及比较例以便突出一个或多个实施例的特性，但应理解，实例及比较例不应被理解为限制实施例的范围，比较例也不应被理解为处于实施例的范围以外。此外，应理解，所述实施例并不限于在实例及比较例中所述的具体细节。
所属领域中的技术人员可推断出本文未阐述的内容。因此，将不再对其予以赘述。
实例1
作为有机粘合剂，在60℃下将1.5重量％的乙基纤维素(STD4，陶氏化学公司(DowChemical Company))充分溶解在6.4重量％的丁基卡必醇中，且向此粘合剂溶液中添加了平均粒度为2.0μm的球形银粉(AG-4-8，同和高级技术有限公司(Dowa Hightech Co.,Ltd.))86.8重量％、根据表1所列组分制备的玻璃料2.0重量％、分散剂BYK102(毕克化学公司(BYK-chemie))3重量％及触变剂奇科萨特牢(Thixatrol)ST(海名斯有限公司(Elementis Co.,Ltd.))0.3重量％，然后在3辊捏合机中进行混合及捏合，从而制备用于太阳电池电极的组合物。
实例2到实例5以及比较例1到比较例6
除了分别使用表1中所述的玻璃料以外，以与实例1相同的方式制备了用于太阳电池电极的组合物。
表1
(mol％) TeO<sub>2</sub> Li<sub>2</sub>O ZnO B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> WO<sub>3</sub> MgO<sub>2</sub> 总计 玻璃料的密度(g/ml)
实例1 36 33 17 9 - 5 100 0.80
实例2 34 32 16 12 1 5 100 1.10
实例3 34 29 21 10 - 6 100 1.30
实例4 39 24 22 7 1 7 100 1.50
实例5 36 28 19 10 1 6 100 1.55
比较例1 30 34 17 13 1 5 100 0.70
比较例2 36 25 22 9 2 6 100 1.65
比较例3 34 29 19 10 2 6 100 1.70
比较例4 34 29 19 9 1 8 100 1.90
比较例5 40 29 20 3 1 7 100 2.20
比较例6 40 35 - 16 3 6 100 1.50
性质的评估
(1)玻璃料的密度(g/ml)
使用球磨机对具有表1中所述组分的金属氧化物进行混合，然后在1,000℃下熔融且淬火到25℃。使用盘磨机对所得生成物进行粉碎以制备玻璃料。利用振实密度测量(Tapdensity measurement)对所制备的玻璃料的密度进行了测量且结果示于表1及表2中。
(2)串联电阻(Rs，mΩ)
通过以预定图案进行网版印刷、然后在红外线(infrared，IR)干燥炉中进行干燥，将在实例及比较例中制备的用于太阳电池电极的膏沉积到晶片的前表面上。使根据此程序形成的电池在600℃到900℃下在带型烘烤炉中经受烘烤60秒到210秒，并接着使用传输线模型(Transfer Length Method，TLM)测定仪关于串联电阻(Rs)进行了评估。测量结果示于表2中。
(3)填充因数(％)及效率(％)
通过以预定图案进行网版印刷、然后在红外线干燥炉中进行干燥，将在实例及比较例中制备的用于太阳电池电极的膏沉积到晶片的前表面上。接着，将铝膏印刷在晶片的后面上并以与上述相同的方式进行了干燥。使根据此程序形成的电池在400℃到900℃下在带型烘烤炉中经受烘烤30秒到180秒，并使用太阳电池效率测定仪CT-801(帕桑有限公司(Pasan Co.,Ltd.))关于填充因数(％)及转换效率(conversion efficiency，Eff.，％)进行了评估。测量结果示于表2中。
表2
玻璃料的密度(g/ml) 串联电阻(mΩ) 填充因数(％) Eff.(％)
实例1 0.80 2.21 78.87 17.925
实例2 1.10 2.18 78.74 17.910
实例3 1.30 2.17 78.69 17.897
实例4 1.50 2.09 78.84 17.920
实例5 1.55 2.12 78.72 17.900
比较例1 0.70 2.42 78.25 17.601
比较例2 1.65 2.33 78.39 17.739
比较例3 1.70 2.29 78.59 17.796
比较例4 1.90 2.31 78.46 17.758
比较例5 2.20 2.45 78.17 17.584
比较例6 1.50 2.52 77.89 17.465
如表2所示，可以看到，由实例1到实例5的组合物制备的太阳电池的每一电极具有低串联电阻及高转换效率。
相反地，由其中玻璃料的密度处于实施例的范围之外的比较例1到比较例5的组合物制备的太阳电池的每一电极具有增大的串联电阻及低转换效率。另外，由其中玻璃料不包含锌的比较例6的组合物制备的电极具有高串联电阻及低填充因数以及低转换效率。
本文中已公开了示例性实施例，且尽管使用具体用语，但这些具体用语被使用且将被解释为仅具有一般及阐述性意义而非用于限制目的。在一些情形中，如在本申请提出申请之前对所属领域中的普通技术人员来说将显而易见的是，除非另外明确指明，否则结合具体实施例所阐述的特征、特性和/或元件可单独使用或与结合其他实施例所阐述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，所属领域中的技术人员应理解，在不背离在以上权利要求中所述的本申请的精神及范围的条件下，可作出各种形式及细节上的变化。

Claims (9)

1.一种用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，包含：
导电粉；
Te-Li-Zn-O系玻璃料；以及
有机载体，
其中所述玻璃料具有0.8g/ml到1.55g/ml的密度。
2.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，所述玻璃料是由金属氧化物形成，所述金属氧化物包含：
25mol％到45mol％的氧化碲；
25mol％到40mol％的氧化锂；以及
15mol％到35mol％的氧化锌。
3.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，所述玻璃料是由包含氧化碲、氧化锂及氧化锌的金属氧化物形成，且其中所述玻璃料满足以下式1：
[式1]
0mol％≤|MTeO2-MLi2O|+|MLi2O-MZnO|+|MZnO-MTeO2|≤60mol％
其中，在以上式1中，
MTeO2表示氧化碲的mol％，
MLi2O表示氧化锂的mol％，且
MZnO表示氧化锌的mol％。
4.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，所述玻璃料不包含铋也不包含铅。
5.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，所述玻璃料具有0.1μm到10μm的粒度。
6.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，所述玻璃料还包含以下中的至少一者：钠、磷、锗、镓、铈、铁、硅、钨、镁、钼、铯、锶、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钾、砷、钴、锆、锰、铝及硼。
7.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，包含：
60重量％到95重量％的所述导电粉；
0.1重量％到20重量％的所述玻璃料；以及
1重量％到30重量％的所述有机载体。
8.根据权利要求1所述的用于太阳电池电极的组合物，其特征在于，还包含分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂及偶合剂中的至少一者。
9.一种太阳电池电极，其特征在于，由根据权利要求1到8中的任一项所述的用于太阳电池电极的组合物制备。
CN201810549160.XA 2017-07-28 2018-05-31 用于太阳电池电极的组合物及使用其制备的太阳电池电极 Active CN109308950B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0096540 2017-07-28
KR1020170096540A KR20190012878A (ko) 2017-07-28 2017-07-28 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109308950A true CN109308950A (zh) 2019-02-05
CN109308950B CN109308950B (zh) 2020-12-29

Family

ID=65039081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810549160.XA Active CN109308950B (zh) 2017-07-28 2018-05-31 用于太阳电池电极的组合物及使用其制备的太阳电池电极

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190035951A1 (zh)
KR (1) KR20190012878A (zh)
CN (1) CN109308950B (zh)
TW (1) TWI681410B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150015638A1 (en) * 2013-07-15 2015-01-15 Dip-Tech Ltd. Ceramic inkjet inks
CN105741902A (zh) * 2014-12-31 2016-07-06 贺利氏贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于导电糊组合物的玻璃组合物
CN105741905A (zh) * 2014-12-30 2016-07-06 三星Sdi株式会社 用于太阳能电池电极的组合物和使用其制备的太阳能电池电极
CN105906203A (zh) * 2014-12-31 2016-08-31 贺利氏贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于导电糊组合物的玻璃组合物

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101608123B1 (ko) * 2013-09-13 2016-03-31 제일모직주식회사 태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
WO2015076157A1 (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 導電性組成物の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150015638A1 (en) * 2013-07-15 2015-01-15 Dip-Tech Ltd. Ceramic inkjet inks
CN105741905A (zh) * 2014-12-30 2016-07-06 三星Sdi株式会社 用于太阳能电池电极的组合物和使用其制备的太阳能电池电极
CN105741902A (zh) * 2014-12-31 2016-07-06 贺利氏贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于导电糊组合物的玻璃组合物
CN105906203A (zh) * 2014-12-31 2016-08-31 贺利氏贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 用于导电糊组合物的玻璃组合物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190012878A (ko) 2019-02-11
US20190035951A1 (en) 2019-01-31
TWI681410B (zh) 2020-01-01
CN109308950B (zh) 2020-12-29
TW201911334A (zh) 2019-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI622180B (zh) 用於太陽能電池電極的組成物及太陽能電池電極
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
JP6392354B2 (ja) 太陽電池電極形成用組成物及びこれによって製造された電極
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
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
CN108022984A (zh) 用于太阳能电池的指状电极及其制造方法
TWI731243B (zh) 用於形成太陽能電池電極的組成物和使用其製備的電極
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
KR101940170B1 (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
TWI684286B (zh) 用於形成太陽能電池電極的組成物和使用其製備的電極
CN113450941A (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
CN109308950A (zh) 用于太阳电池电极的组合物及使用其制备的太阳电池电极
CN110364580A (zh) 制造太阳能电池指状电极的方法以及太阳能电池指状电极
CN110797134B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池
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
TWI686959B (zh) 用於太陽能電池電極的組成物及使用其製備的電極
CN108389915A (zh) 太阳能电池的指状电极及其制造方法
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
CN108022983A (zh) 用于太阳能电池的指状电极以及其制造方法
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

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: 20210304

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.