CN111599509B - 太阳能电池前电极用糊剂组合物及其的制备方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物包含：导电金属粉末；玻璃料，包含PbO、Bi2O3、TeO2、Ag2O及Li2O；以及有机载体。当利用根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物来制备太阳能电池前电极时，串联电阻低，因此具有可制备更高效的太阳能电池的优点。
Description
技术领域
本发明涉及包含用于太阳能电池前电极的导电性金属粉末、玻璃料及有机载体的太阳能电池前电极用糊剂组合物。
背景技术
近来，由于对因化石能源导致的环境污染及能源耗尽的顾虑，已经积极进行着下一代清洁能源的研究开发。其中，太阳能的资源丰富，并且在能源的生产过程中不排放污染物质，因此为了用作代替化石能源的能源，进行着很多研究，通常，利用太阳能电池来将太阳能转换为电能的研究进行得较多。
然而，这种太阳能电池存在如下问题：作为入射的太阳能与输出的电能的比率的转换效率低，因此需要大型设备来生产大量的电，相对于太阳能电池的成本，能源效率低。
这种太阳能电池的效率取决于多种因素，作为一例，与电极的材质、半导体基板的材质、电极或半导体基板的层叠结构、电极或半导体基板的形态及电极的电阻等密切相关。尤其，在前电极的情况下，因太阳能电池的特性而使太阳光无法直接施加到半导体基板上，而是经过前电极来渗透，因此为了提高太阳能电池的效率，这种前电极需要在确保透光率的同时降低前电极和半导体基板之间的电阻。
韩国授权专利第10-1210112号中也公开了可提高光电转换效率的玻璃料，但这种情况下仍然存在呈现相对较低的光电转换效率的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国授权专利第10-1210112号
发明内容
本发明的目的在于，提供用于制备串联电阻低且效率高的太阳能电池的太阳能电池前电极用糊剂组合物。
本发明的另一目的在于，提供具有相对低的氧化铅含量的太阳能电池前电极用糊剂组合物。
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物包含：导电金属粉末；玻璃料，包含PbO、Bi2O3、TeO2、Ag2O及Li2O；以及有机载体。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料可包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至40重量百分比的Bi2O3、30重量百分比至50重量百分比的TeO2、1重量百分比至5重量百分比的Ag2O及1重量百分比至5重量百分比的Li2O。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料还可包含选自SiO2、BaO、ZnO、B2O3、Na2O、CaO、WO3及MgO中的一种或两种以上的玻璃料添加物。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料还可包含0.1重量百分比至20重量百分比的上述玻璃料添加物。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料可以为包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O的第一玻璃料和包含1重量百分比至25重量百分比的Bi2O3、40重量百分比至80重量百分比的TeO2、1重量百分比至25重量百分比的Ag2O及1重量百分比至10重量百分比的Li2O的第二玻璃料的混合物。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述第一玻璃料：第二玻璃料的重量比可以为1：0.1至2。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料可以为第一玻璃料以及第三玻璃料的混合物，所述第一玻璃料包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O，所述第三玻璃料包含8重量百分比至25重量百分比的PbO、15重量百分比至45重量百分比的Bi2O3、35重量百分比至55重量百分比的TeO2、1重量百分比至10重量百分比的Li2O、0.5重量百分比至5重量百分比的Ag2O及0.1重量百分比至3重量百分比的SiO2。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述第一玻璃料：第三玻璃料的重量比可以为1：0.1至2。
根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物可包含1重量百分比至10重量百分比的上述玻璃料。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述导电金属粉末可以为选自金、银、铜、镍、铝、钯、铬、钴、锡、铅、锌、铁、钨、镁及它们的合金中的一种或两种以上。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述导电金属粉末可以为包含内部孔隙的银粉末。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述有机载体可以为向选自三甲基戊基二异丁酸酯(Trimethyl Pentanyl Diisobutylate)、二元酯(Dibasicester)、二乙二醇单丁醚(Diethylene glycol monobutyl ether)、二乙二醇正丁醚醋酸酯(Diethylene Glycol n-butyl Ether Acetate)、二乙二醇乙酸单乙酯、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、松油醇(terpineol)、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、甲基乙基酮、γ-丁内酯、乳酸乙酯及酯醇(Texanol)中的一种以上溶剂中添加选自纤维素类树脂、丙烯酸类树脂及聚乙烯类树脂中的一种以上树脂而成。
本发明还提供太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法，根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法包括：第一玻璃料的制备步骤，将15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；第二玻璃料的制备步骤，将1重量百分比至25重量百分比的Bi2O3、40重量百分比至80重量百分比的TeO2、1重量百分比至25重量百分比的Ag2O及1重量百分比至10重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；以及混合步骤，混合上述第一玻璃料及第二玻璃料。
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法包括：第一玻璃料的制备步骤，将15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；第三玻璃料的制备步骤，将8重量百分比至25重量百分比的PbO、15重量百分比至45重量百分比的Bi2O3、35重量百分比至55重量百分比的TeO2、1重量百分比至10重量百分比的Li2O、0.5重量百分比至5重量百分比的Ag2O及0.1重量百分比至3重量百分比的SiO2进行混合，并熔融后冷却；以及混合步骤，混合上述第一玻璃料及第三玻璃料。
本发明还提供太阳能电池前电极，根据本发明的太阳能电池前电极可由根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物制备而成。
本发明还提供太阳能电池，根据本发明的太阳能电池可采用根据本发明一实施例的太阳能电池前电极。
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物具有如下优点，即可利用包含PbO、Bi2O3、TeO2、Ag2O及Li2O的玻璃料来制备具有低串联电阻的太阳能电池前电极。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物。其中，除非另有定义，所使用的技术术语及科学术语具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的含义，在以下说明及附图中省略有可能使本发明的主旨模糊不清且多余的公知功能及结构的说明。
本发明涉及包含导电金属粉末、包含PbO、Bi2O3、TeO2、Ag2O及Li2O的玻璃料以及有机载体的太阳能电池前电极用糊剂组合物。
当利用根据本发明的组合物来制备太阳能电池时，具有串联电阻低且转换效率高的优点。
具体而言，在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料可包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至40重量百分比的Bi2O3、30重量百分比至50重量百分比的TeO2、1重量百分比至5重量百分比的Ag2O及1重量百分比至5重量百分比的Li2O。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料可仅包含PbO来作为含铅成分。
根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物具有可进一步提高光电效率的优点。
具体而言，根据本发明一实施例的玻璃料包含如上所述的组成的氧化物，从而可改善光电转换效率。详细地，当利用包含如上所述的组成的金属氧化物的玻璃料来制备太阳能电池前电极时，具有相对于利用排除了一部分组成的玻璃料的情况，可具有提高5％以上的光电转换效率的优点。换言之，根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物包含如上所述的组成的氧化物，因而用较低的氧化铅也可制备具有优秀的效率的太阳能电池，凭借这些优点，使后续的抗反射膜的蚀刻工序中所泄漏的氧化铅最小化，因此具有环保的优点。
进而，根据本发明一实施例的上述玻璃料还可包含选自SiO2、BaO、ZnO、B2O3、Na2O、CaO、WO3及MgO中的一种或两种以上的玻璃料添加物，具体地，相对于玻璃料总重量，可包含0.1重量百分比至20重量百分比的这种添加物。当进一步包含如上所述的玻璃料添加物时，具有可通过提高开路电压来制备更高效的太阳能电池的优点。
本发明的玻璃料可以由具有包含氧的网状结构(network structure)，具体地，具有不规则网状结构(random network structure)的氧多面体来构成。玻璃料的软化点优选为300℃至500℃温度，在上述范围内玻璃熔体的粘度适当，因此对电极形成方面上为优选，但不限定于此。
上述玻璃料可利用常规方法制备。例如，能够以上述组成比添加之后，在900℃至1300℃的条件下熔融并淬火(quenching)。可通过球磨机(ball mill)、盘磨机(disk mill)或行星式磨机(planetary mill)等粉碎所混合的组合物并获得玻璃料。通过这种粉碎的玻璃料的平均粒径(D50)可以为0.1μm至5μm，优选地，可以为0.5μm至3μm，但不限定于此。
进而，根据本发明一实施例的上述玻璃料可以为第一玻璃料和第二玻璃料的混合物，所述第一玻璃料包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O，所述第二玻璃料包含1重量百分比至25重量百分比的Bi2O3、40重量百分比至80重量百分比的TeO2、1重量百分比至25重量百分比的Ag2O及1重量百分比至10重量百分比的Li2O。
即，在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，玻璃料可以为包含铅的第一玻璃料及不包含铅的第二玻璃料的混合物。像这样，当用单独的方法来制备第一玻璃料及第二玻璃料并进行混合时，相对于单纯地混合来制备单一的玻璃料的情况，可具有更优秀的串联电阻。虽然未被明确证实，但判断为因玻璃料的制备工序中单独的热处理而产生的效果，具体而言，当根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物同时包含具有如上所述的组成的第一玻璃料及第二玻璃料时，相对于利用单一的玻璃料来制备太阳能电池的情况，可具有低10％以上的串联电阻，更具体地，可具有低10％至30％的串联电阻，具有可呈现因低串联电阻而引起的优秀的能量转换效率的优点。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述第一玻璃料可仅包含PbO来作为含铅成分，上述第二玻璃料可不包含含铅成分。
详细地，在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述第一玻璃料：第二玻璃料的重量比可以为1：0.1至2，具体而言，可以为1：0.2至1.5，具有可在上述范围内呈现更低的串联电阻的优点。
在根据本发明的另一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述玻璃料可以为第一玻璃料和第三玻璃料的混合物，所述第一玻璃料包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O，所述第三玻璃料包含8重量百分比至25重量百分比的PbO、15重量百分比至45重量百分比的Bi2O3、35重量百分比至55重量百分比的TeO2、1重量百分比至10重量百分比的Li2O、0.5重量百分比至5重量百分比的Ag2O及0.1重量百分比至3重量百分比的SiO2。
像这样，当单独地制备并混合第一玻璃料及第三玻璃料时，相对于混合各个氧化物来制备单一的玻璃料情况，可具有低10％以上的串联电阻。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述上述第一玻璃料及第三玻璃料可仅包含PbO来作为含铅成分。
详细地，在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述第一玻璃料：第三玻璃料的重量比可以为1：0.1至2，具体而言，可以为1：0.2至1.5，具有可在上述范围内呈现更低的串联电阻的优点。
进而，为了提高开路电压，根据本发明一实施例的各玻璃料还可相互独立地包含选自SiO2、BaO、ZnO、B2O3、Na2O、CaO、WO3及MgO中的一种或两种以上的玻璃料添加物，各玻璃料还可相互独立地包含0.1重量百分比至20重量百分比的上述玻璃料添加物，但本发明不限定于此。
另外，为了确保优秀的转换效率并防止可焊性的降低等，根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物可包含0.1重量百分比至15重量百分比的上述玻璃料，但本发明不限定于此。
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物包含导电金属粉末，根据本发明的上述导电金属粉末可以为通常用于制备太阳能电池的电极时所使用的金属粉末，例如可包含选自银、金、铜、镍、铝、钯、铬、钴、锡、铅、锌、铁、钨、镁及它们的合金中的一种以上，优选地，可以为具有优秀的导电性且与如硅等的结晶无机半导体形成强界面结合的银(Ag)。
作为导电金属粉末，优选地，可使用银粉末的纯度为80％以上，更优选地，可使用95％以上的银粉末，只要是满足作为电极通常所需的条件的纯度，就不做特别限定。
只要是本发明的技术领域中所公知的形态，导电金属粉末的形态不作特别限定。可使用例如，球形、薄片形(flake)或它们的组合，但不限定于此。
并且，考虑到所需的烧成速度和形成电极的工序的影响等，可将导电金属粉末的粒径调节为适当的范围。在本发明中，为了实现接触电阻降低的效果，上述导电金属粉末的平均粒径可具有约0.1μm至5μm的尺寸，但不限定于此。
就防止粘度降低及相分离等观点而言，根据本发明一实施例的上述玻璃料组合物可包含60重量百分比至99.5重量百分比的导电金属粉末，优选地，可包含70重量百分比至99.5重量百分比的导电金属粉末，更优选地，可包含80重量百分比至99.5重量百分比的导电金属粉末，但本发明不限定于此。
另外，在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物中，上述导电金属粉末可以为包含内部孔隙的银粉末。像这样，当利用包含内部孔隙的银粉末来作为导电金属粉末时，具有烧结特性优秀，降低电极电阻且提高电池效率的优点。进而，包含内部孔隙的银粉末可呈球形，其中，直径可以为0.1μm至5μm，但理所当然地可调节为适当的范围。
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物包含有机载体。根据本发明的有机载体可调节太阳能电池前电极用糊剂组合物的粘度，可对固体颗粒起到分散介质的作用。具体而言，上述有机载体只要是通常用于太阳能电池电极糊剂，就不做限定，但有机粘结剂可以为溶解于溶剂中的粘结剂溶液。
具体而言，根据本发明一实施例的上述有机载体可以为向选自三甲基戊基二异丁酸酯(Trimethyl Pentanyl Diisobutylate)、二元酯(Dibasic ester)、二乙二醇单丁醚(Diethylene glycol monobutyl ether)、二乙二醇正丁醚醋酸酯(Diethylene Glycol n-butyl Ether Acetate)、二乙二醇乙酸单乙酯、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、松油醇(terpineol)、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、甲基乙基酮、γ-丁内酯、乳酸乙酯及酯醇(Texanol)中的一种或两种以上的溶剂中添加选自纤维素类树脂、丙烯酸类树脂及聚乙烯类树脂中的一种以上树脂而成。
其中，上述纤维素类树脂可以为选自乙基纤维素、甲基纤维素、硝化纤维素、羧甲基纤维素、羟基纤维素、乙基羟乙基纤维素、氨乙基纤维素、氧乙基纤维素、羟乙基纤维素、苄基纤维素、三甲基纤维素及乙基羟甲基纤维素等中的一种或两种以上，上述丙烯酸类树脂可以为选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯及丙烯酸酯等中的一种或两种以上。并且，聚乙烯类树脂可包含选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛及聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或两种以上，但本发明不限定于此。
其中，上述有机载体可包含10重量百分比至30重量百分比的有机粘合剂及剩余量的溶剂，但本发明不限定于此。进而，就为了防止导电性降低且确保糊剂组合物的均匀分散的观点而言，根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物可包含0.1至35重量百分比的有机载体，优选地，可包含10至25重量百分比的有机载体，但本发明不限定于此。
并且，根据需要，根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物还可包含通常所添加的添加剂。具体而言，这种添加剂可包含选自增稠剂、触变剂、稳定剂、分散剂、触变剂、流平剂及消泡剂等中的一种或两种以上。就确保导电性、分散性及低电阻的观点而言，这种添加剂可相对于总体糊剂组合物包含0.1重量百分比至10重量百分比，但本发明不限定于此。
本发明还提供太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法。
根据本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法包括：第一玻璃料的制备步骤，将15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；第二玻璃料的制备步骤，将1重量百分比至25重量百分比的Bi2O3、40重量百分比至80重量百分比的TeO2、1重量百分比至25重量百分比的Ag2O及1重量百分比至10重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；以及混合步骤，混合上述第一玻璃料及第二玻璃料。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法中，上述第一玻璃料的制备步骤中可仅混合PbO来作为含铅成分，在上述第二玻璃料的制备步骤中可不混合含铅成分。
根据本发明的另一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法可包括：第一玻璃料的制备步骤，将15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；第三玻璃料的制备步骤，将8重量百分比至25重量百分比的PbO、15重量百分比至45重量百分比的Bi2O3、35重量百分比至55重量百分比的TeO2、1重量百分比至10重量百分比的Li2O、0.5重量百分比至5重量百分比的Ag2O及0.1重量百分比至3重量百分比的SiO2进行混合，并熔融后冷却；以及混合步骤，混合上述第一玻璃料及第三玻璃料。
在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法中，上述第一玻璃料及第三玻璃料的制备步骤中仅混合PbO来作为含铅成分。
如上所述，在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法中，通过单独地制备并混合第一玻璃料及第二玻璃料或第一玻璃料及第三玻璃料，从而相对于制备并混合单一的玻璃料的情况相比，具有所制备的太阳能电池呈现出更低的串联电阻的优点。
具体而言，在在根据本发明一实施例的太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法中，各玻璃料的制备步骤中的熔融可相互独立地在900℃至1400℃温度下进行。进而，这种熔融可进行10小时至12小时，具体而言，可进行10小时至4小时，但在可使如上所述的组成全部熔融的温度及时间范围的情况下是没有限定的。
进而，在各玻璃料的制备步骤中，上述冷却是指将熔体的温度降至常温的意思，其中，冷却方法可以为利用纯水进行淬火(quenching)的方法，但本发明不限定于此。另外，各玻璃料制备方法可包括通过粉碎经淬火的熔体来最终制备玻璃料的步骤。其中，粉碎可利用常规的粉碎机，其中，用粉碎制备的玻璃料的平均粒径(D50)可以为0.1μm至5μm，但本发明不限定于此。
本发明还提供太阳能电池前电极，根据本发明的太阳能电池前电极可以为利用如上所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物所制备而成的。
具体而言，根据本发明一实施例的上述前电极可包括利用丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、卷对卷印刷、气溶胶印刷或喷墨印刷等方法在基板上印刷糊剂组合物之后进行干燥及烧成的工序，但本发明不限定于此。
进而，本发明提供太阳能电池，根据本发明的太阳能电池可通过包含如上所述的太阳能电池前电极来制备而成。根据本发明一实施例的太阳能电池具有低串联电阻，由此具有呈现高能量转换效率的特征。
以下，通过实施例来具体说明本发明。在下文中所说明的实施例仅为了便于理解本发明，本发明并不限定于实施例。
玻璃料的制备
混合包含下列表1的组成的成分之后，在1100℃温度下熔融30分钟，并用纯水(H2O)进行了淬火。利用对转圆盘式破碎机(Attrition-mill)粉碎所淬火的玻璃熔体，使之平均粒径为1μm至3μm，并制备了玻璃料。
表1
| 玻璃 | PbO | Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | TeO<sub>2</sub> | Ag<sub>2</sub>O | Li<sub>2</sub>O | SiO<sub>2</sub> | BaO | ZnO | 合计 |
| 玻璃料(1) | 17 | 28 | 45 | 5 | 3.5 | 1.5 | 100 | ||
| 玻璃料(2) | 28 | 32 | 30 | - | 3 | 5 | - | 2 | 100 |
| 玻璃料(3) | - | 9 | 60 | 10 | 5 | 2.5 | 3.5 | 10 | 100 |
| 玻璃料(4) | 10 | 55 | 15 | - | 7 | 8 | 2.5 | 2.5 | 100 |
| 玻璃料(5) | 32 | 15 | 45 | - | 2 | 3 | 1.5 | 1.5 | 100 |
| 玻璃料(6) | - | 15 | 65 | 13 | 2.5 | 2 | 1.5 | 1 | 100 |
实施例1
太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备
均匀混合3重量百分比的上述表1的玻璃料(1)、89.5重量百分比的作为导电金属粉末的具有0.1～3μm的粒径的银粉末、各1重量百分比的作为有机粘合剂的纤维素酯(CAB，美国伊士曼公司(EASTMAN))及乙基纤维素树脂(ECN，美国亚跨龙(AQUALON)公司)、作为有机溶剂的2重量百分比的三甲基戊基二异丁酸酯(TXIB，Trimethyl PentanylDiisobutylate)、2.5重量百分比的二元酯(Dibasic ester，日本东京化成工业株式会社(TCI)，己二酸二甲酯/戊二酸二甲酯/琥珀酸二甲酯(Dimethyl adipate/dimethylglutarate/dimethyl succinate)混合物)以及1重量百分比的丁基卡必醇(BC，BUTYLCARBITOL)，由此制备了太阳能电池前电极用糊剂组合物。
太阳能电池的制备
在太阳能电池的制备中，通过利用156×156mm的单晶硅片在管式炉(tubefurnace)中以810℃温度下用POCl3的扩散工序来掺杂磷(P)，并形成具有95Ω/sq薄层电阻的半导体层，在上述半导体层上通过化学气相沉积(等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法)并利用前体SiH4和NH3来使氮化硅膜沉积，由此形成75nm厚度并形成了抗反射膜。
在后电极中，利用包含铝粉末以代替银粉末的上述电极糊剂组合物，通过丝网印刷法以30μm厚度涂敷于后部面之后，在250℃温度的干燥炉中干燥了60秒。在前电极中，利用本发明的实施例及比较例中所制备的糊剂组合物通过丝网印刷法以20μm厚度涂敷之后，在200℃温度的干燥炉中干燥了60秒。完成印刷的太阳能电池在820℃温度的带式烧成炉中进行1分钟的烧成工序，由此制备了太阳能电池。
实施例2
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(1)，将1.5重量百分比的玻璃料1及1.5重量百分比的玻璃料2进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例3
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(1)，将2.4重量百分比的玻璃料1及0.6重量百分比的玻璃料2进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例4
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(1)，将0.9重量百分比的玻璃料1及2.1重量百分比的玻璃料2进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例5
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(1)，将2.7重量百分比的玻璃料1及0.3重量百分比的玻璃料2进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例6
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(2)，将1.5重量百分比的玻璃料2及1.5重量百分比的玻璃料3进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例7
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(2)，将2.4重量百分比的玻璃料2及0.6重量百分比的玻璃料3进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例8
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(2)，将0.9重量百分比的玻璃料2及2.1重量百分比的玻璃料3进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
实施例9
利用与实施例1相同的方法制备，代替3重量百分比的上述表1的玻璃料(2)，将2.7重量百分比的玻璃料(2)及0.3重量百分比的玻璃料(3)进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
比较例1
利用与实施例1相同的方法制备，代替玻璃料(1)～(3)，将3重量百分比的玻璃料(4)进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
比较例2
利用与实施例1相同的方法制备，代替玻璃料(1)～(3)，将3重量百分比的玻璃料(5)进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
比较例3
利用与实施例1相同的方法制备，代替玻璃料(1)～(3)，将3重量百分比的玻璃料(6)进行混合以制备糊剂，并利用该糊剂制备了太阳能电池。
所制备的太阳能电池的特性评价
制备了以4母线(bus bar)结构、指纹(finger)线宽50μm、细线(finer line)数量105个的图案来印刷/烧成的太阳能电池并进行了特性评价。
对于实施例及比较例的太阳能电池，利用太阳模拟器(Solar simulator)来测量了开路电压(Voc)、短路最大电流(Isc)、充电因素(FF)、串联电阻(Rs)及能量转换效率(Effi.)，并示于下列表2。
表2
如表2中所整理，在通过本发明的太阳能电池前电极用糊剂组合物制备的太阳能电池显示，与比较例相比，本发明的实施例中电极与太阳能电池基板之间的串联电阻降低。由此，可知开路电压及充电因素特性得以提高，并且具有优秀的太阳能电池能量转换效率。
如上所述，本发明中通过特定的事项和限定的实施例进行了说明，但这仅为了便于更全面地理解本发明而提供，本发明并不由上述的实施例来限定，本发明所属技术领域的普通技术人员可从这些描述进行多种修改及变更。
因此，本发明的精神不应局限于所说明的实施例来被解释，并且后文中阐述的发明要求保护范围以及所有与该发明要求保护范围等同或具有等价变形的均属于本发明精神的范围。
Claims (11)
1.一种太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，包含：
导电金属粉末；
玻璃料以及有机载体；
上述玻璃料为第一玻璃料和第二玻璃料的混合物，上述第一玻璃料包含15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O，上述第二玻璃料包含1重量百分比至25重量百分比的Bi2O3、40重量百分比至80重量百分比的TeO2、1重量百分比至25重量百分比的Ag2O及1重量百分比至10重量百分比的Li2O；上述第一玻璃料仅包含PbO来作为含铅成分，上述第二玻璃料不包含含铅成分。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述玻璃料还包含选自SiO2、BaO、ZnO、B2O3、Na2O、CaO、WO3及MgO中的一种或两种以上的玻璃料添加物。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述玻璃料还包含0.1重量百分比至20重量百分比的上述玻璃料添加物。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述第一玻璃料：第二玻璃料的重量比为1：0.1至2。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述太阳能电池前电极用糊剂组合物包含0.1重量百分比至15重量百分比的上述玻璃料。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述导电金属粉末为选自金、银、铜、镍、铝、钯、铬、钴、锡、铅、锌、铁、钨、镁及它们的合金中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述导电金属粉末为包含内部孔隙的银粉末。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物，其特征在于，上述有机载体为向选自三甲基戊基二异丁酸酯、二元酯、二乙二醇单丁醚、二乙二醇正丁醚醋酸酯、二乙二醇乙酸单乙酯、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、松油醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、甲基乙基酮、γ-丁内酯、乳酸乙酯及酯醇中的一种以上溶剂中添加选自纤维素类树脂、丙烯酸类树脂及聚乙烯类树脂中的一种以上的树脂而成。
9.一种太阳能电池前电极用糊剂组合物的制备方法，其特征在于，包括：
第一玻璃料的制备步骤，将15重量百分比至30重量百分比的PbO、20重量百分比至55重量百分比的Bi2O3、20重量百分比至45重量百分比的TeO2及1重量百分比至5重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；
第二玻璃料的制备步骤，将1重量百分比至25重量百分比的Bi2O3、40重量百分比至80重量百分比的TeO2、1重量百分比至25重量百分比的Ag2O及1重量百分比至10重量百分比的Li2O进行混合，并熔融后冷却；以及
混合步骤，混合上述第一玻璃料及第二玻璃料；
其中上述第一玻璃料的制备步骤中仅混合PbO来作为含铅成分，在上述第二玻璃料的制备步骤中不混合含铅成分。
10.一种太阳能电池前电极，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池前电极用糊剂组合物制备而成。
11.一种太阳能电池，其特征在于，采用权利要求10的太阳能电池前电极。
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