CN113450942A - 用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及电池 - Google Patents

用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及电池 Download PDF

Info

Publication number
CN113450942A
CN113450942A CN202110312985.1A CN202110312985A CN113450942A CN 113450942 A CN113450942 A CN 113450942A CN 202110312985 A CN202110312985 A CN 202110312985A CN 113450942 A CN113450942 A CN 113450942A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
composition
electrode
forming
formula
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.)
Pending
Application number
CN202110312985.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李廷喆
李旻映
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
Changzhou Fusion New Material 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 Changzhou Fusion New Material Co Ltd filed Critical Changzhou Fusion New Material Co Ltd
Publication of CN113450942A publication Critical patent/CN113450942A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/022458—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for emitter wrap-through [EWT] type solar cells, e.g. interdigitated emitter-base back-contacts
    • 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
    • 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
    • C03C3/122—Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
    • 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
    • C03C3/142—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing lead
    • 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
    • C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
    • C03C3/155—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths containing zirconium, titanium, tantalum or niobium
    • 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
    • C03C8/10—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing lead
    • C03C8/12—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing lead containing titanium or zirconium
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L31/022408—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
    • 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

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

Abstract

本发明公开用于形成太阳能电池电极的组合物、选择性发射极太阳能电池电极以及选择性发射极太阳能电池，上述用于形成太阳能电池电极的组合物包含导电粉末、玻璃粉以及有机载体，上述玻璃粉包含铅、碲、锂、镁以及钨，并且满足规定的式。

Description

用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及 电池
技术领域
本发明涉及用于形成太阳能电池电极的组合物、选择性发射极太阳能电池电极以及选择性发射极太阳能电池，更详细地，涉及可以通过减少电极印刷线宽来提高短路电流并改善转换效率的用于形成太阳能电池电极的组合物、选择性发射极太阳能电池电极以及选择性发射极太阳能电池。
背景技术
硅基太阳能电池由衬底和发射极层组成，上述衬底由p型硅半导体构成且上述发射极层由n型硅半导体构成。在p型衬底与n型发射极层之间形成p-n结。若阳光入射到具有上述结构的太阳能电池，则由于光电效应，在由n型硅半导体构成的发射极层产生电子作为多个载流子，且在由p型硅半导体构成的衬底产生空穴作为多个载流子。由于光电效应产生的电子和空穴分别移动到与发射极层的上部和下部接合的前电极和后电极，因此，若这些电极通过电线连接，则电流流动。一般来说，银(Ag)浆用于形成前电极。
烘烤型太阳能电池电极浆料的最佳烘烤条件会根据晶圆制备工序中的分散性(发射极薄层电阻的厚度、PECVD沉积导致的抗反射膜的厚度、纹理化(texturing)工序中的表面不均匀性等)而改变。其中，为了提升太阳能电池的效率，而不断减小发射极的厚度，随之出现太阳能电池用电极浆料的分流(shunting)问题。为了制备在高薄层电阻下工作的电极浆料，需要开发具有足够低的接触电阻且不影响晶圆的p-n结的玻璃粉和电极浆料。
发明内容
要解决的问题
本发明的目的在于，提供可以通过减少电极印刷线宽来提高短路电流并改善转换效率的用于形成太阳能电池电极的组合物、选择性发射极太阳能电池电极以及选择性发射极太阳能电池。
解决问题的方案
1.根据一实施方式，公开一种用于形成太阳能电池电极的组合物。上述组合物包含导电粉末、玻璃粉以及有机载体，上述玻璃粉可包含铅(Pb)、碲(Te)、锂(Li)、镁(Mg)以及钨(W)，并且可满足下述式1至式4，
式1
MTe≤30摩尔百分比，
式2
Mw＞10摩尔百分比，
式3
MTe+Mw≤45摩尔百分比，
式4
MLi+MMg≥25摩尔百分比，
在上述式中，MTe、Mw、MLi及MMg分别为碲、钨、锂及镁的摩尔百分比。
2.在上述1中，上述玻璃粉中可包含1摩尔百分比至25摩尔百分比的铅。
3.在上述1或2中，上述玻璃粉中，锂与镁的摩尔比(Li：Mg)可以为1：1至5：1。
4.在上述1至3的任一项中，上述玻璃粉还可包含铋(Bi)、钠(Na)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、银(Ag)、铁(Fe)、硅(Si)、锌(Zn)、钼(Mo)、铌(Nb)、锶(Sr)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钾(K)、硒(Se)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(Al)、铊(Tl)、钽(Ta)、铯(Cs)及铈(Ce)中的一种以上的元素。
5.在上述1至4的任一项中，上述玻璃粉还可包含1摩尔百分比至15摩尔百分比的铋。
6.在上述1至5的任一项中，上述玻璃粉还可包含0.1摩尔百分比至5摩尔百分比的锌。
7.在上述1至6的任一项中，上述组合物可包含：60重量百分比至95重量百分比的上述导电粉末；0.1重量百分比至20重量百分比的上述玻璃粉；以及1重量百分比至30重量百分比的上述有机载体。
8.在上述1至7的任一项中，上述组合物还可包含分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、抗起泡剂、色素、紫外线稳定剂、抗氧化剂及偶联剂中的一种以上。
9.根据再一实施方式，提供形成于选择性发射极上，更详细地，形成于选择性发射极的高浓度掺杂部上的太阳能电池电极(以下称为“选择性发射极太阳能电池电极”)。上述电极包含导电粉末以及玻璃粉，上述玻璃粉可包含铅、碲、锂、镁以及钨，并且可满足下述式1至式4，
式1
MTe≤30摩尔百分比，
式2
Mw＞10摩尔百分比，
式3
MTe+Mw≤45摩尔百分比，
式4
MLi+MMg≥25摩尔百分比，
在上述式中，MTe、Mw、MLi及MMg分别为碲、钨、锂及镁的摩尔百分比。
10.在上述9中，上述玻璃粉中可包含1摩尔百分比至25摩尔百分比的铅。
11.在上述9或10中，上述玻璃粉中，锂与镁的摩尔比(Li：Mg)可以为1：1至5：1。
12.在上述9至10的任一项中，上述玻璃粉还可包含铋、钠、磷、锗、镓、银、铁、硅、锌、钼、铌、锶、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钾、硒、砷、钴、锆、锰、铝、铊、钽、铯及铈中的一种以上的元素。
13.在上述9至12的任一项中，上述玻璃粉还可包含1摩尔百分比至15摩尔百分比的铋。
14.在上述9至13的任一项中，上述玻璃粉还可包含0.1摩尔百分比至5摩尔百分比的锌。
15.根据另一实施方式，提供一种具有选择性发射极结构的太阳能电池(以下称为“选择性发射极太阳能电池”)。上述选择性发射极太阳能电池包括：衬底，掺杂有第一导电型杂质；选择性发射极层，形成于上述衬底的前表面，包括掺杂有第二导电型杂质的高浓度掺杂部以及低浓度掺杂部；第一电极，形成于上述高浓度掺杂部上；以及第二电极，形成于上述衬底的后表面，上述第一电极可以为上述9至14中任一项所述的电极。
发明的效果
本发明具有如下的效果：提供可以通过减少电极印刷线宽来提高短路电流并改善转换效率的用于形成太阳能电池电极的组合物、选择性发射极太阳能电池电极以及选择性发射极太阳能电池。
附图说明
图1简要示出本发明一实例的太阳能电池。
具体实施方式
在本说明书中，除非上下文另外明确指出，否则单数的表达包括复数的表达。
在说明书全文中，相同的附图标记指代相同的结构要素。并且，在说明本发明的过程时，如果相关的公知技术的具体说明被判断为可对本发明的主旨造成不必要的模糊，则将省略对其的详细说明。
若使用“在......上”、“在......上部”、“在......下部”、“在......侧”等来说明两个部分之间的位置关系，则一个以上的其他部分可位于两个部分之间，除非使用“正”或“直接”。
在描述附图时，如“上部”、“上表面”、“下部”、“下表面”等的位置关系仅基于附图来描述，而并不表示绝对位置关系。即，“上部”与“下部”或者“上表面”与“下表面”的位置可以根据观察位置而互相改变。
在本说明书中，术语“包括”或“具有”等意味着存在说明书中所记载的特征或结构要素，并且不预先排除添加一个以上其他特征或结构要素的可能性。
在解释结构要素时，即使没有明确的记载，也将其解释为包括误差范围。
除非本说明书中另有说明，否则玻璃粉的每个组分的含量以玻璃粉的总摩尔数为基准，并作为氧化物换算基准。
在本说明书中，表示数值范围的“a至b”中的“至”被定义为≥a且≤b。
用于形成太阳能电池电极的组合物
根据一实施方式，用于形成太阳能电池电极的组合物可包含：导电粉末；玻璃粉，包含铅(Pb)、碲(Te)、锂(Li)、镁(Mg)以及钨(W)并且满足下述式1至式4；以及有机载体。
以下，更加详细地说明用于形成太阳能电池电极的组合物的每个组分。
导电粉末
导电粉末可包含例如银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铝(Al)及镍(Ni)中的一种以上的金属粉末，但并不限定于此。根据一实例，导电粉末可包含银粉。
导电粉末的颗粒形状不受特别限制，可使用各种形状的颗粒，例如，球形颗粒、片状颗粒或非晶形形状颗粒。
导电粉末可以为具有纳米级或微米级粒径的粉末，例如，可以为数十纳米至数百纳米大小的导电粉末，或数微米至数十微米大小的导电粉末。并且，也可以混合两种以上大小不同的导电粉末来用作导电粉末。
导电粉末的平均粒径(D50)可以为，例如0.1μm至10μm，如再一例，可以为0.5μm至5μm，在上述范围内，可以降低接触电阻和串联电阻，但并不限定于此。可以在25℃的温度下，将导电粉末在异丙醇(IPA)中超声分散3分钟后，使用由西莱斯公司(CILAS社)制造的1064LD模型来测量上述平均粒径(D50)。
导电粉末的使用量不受特别限制，但例如，以用于形成太阳能电池电极的组合物的总重量计，可包含60重量百分比至95重量百分比(例如，70重量百分比至90重量百分比)的导电粉末。在上述范围内，太阳能电池的转换效率优秀且可顺利实现糊化。
玻璃粉
玻璃粉用于在用于形成太阳能电池电极的组合物的烘烤工艺中蚀刻(etching)抗反射膜并使导电粉末熔融来在发射极区域生成导电粉末的晶粒。并且，玻璃粉具有如下效果：提高导电粉末与晶圆之间的附着力、在烧结时软化来进一步降低烘烤温度。
玻璃粉，可包含铅、碲、锂、镁以及钨，并且可满足下述式1至式4；
式1
MTe≤30摩尔百分比
式2
Mw＞10摩尔百分比
式3
MTe+Mw≤45摩尔百分比
式4
MLi+MMg≥25摩尔百分比
在上述式中，MTe、Mw、MLi及MMg分别为碲、钨、锂及镁的摩尔百分比。
在此情况下，由于选择性发射极太阳能电池中的印刷线宽减小，因此可具有提高短路电流及转换效率的效果。
根据一实例，在玻璃粉中，MTe可以为1摩尔百分比至30摩尔百分比(例如，2摩尔百分比至30摩尔百分比，如再一例，5摩尔百分比至30摩尔百分比)，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。
根据一实例，在玻璃粉中，Mw可以为12摩尔百分比至25摩尔百分比(例如，12摩尔百分比至20摩尔百分比，如再一例，12摩尔百分比至18摩尔百分比)，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。
根据一实例，在玻璃粉中，MTe+Mw可以为25摩尔百分比至45摩尔百分比(例如，30摩尔百分比至45摩尔百分比，如再一例，35摩尔百分比至45摩尔百分比)，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。
根据一实例，在玻璃粉中，MLi+MMg可以为25摩尔百分比至35摩尔百分比(例如，25摩尔百分比至30摩尔百分比，如再一例，25摩尔百分比至28摩尔百分比)，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。
根据一实例，在玻璃粉中，锂与镁的摩尔比(Li：Mg)可以为17：9至25：9，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果。例如，在玻璃粉中，锂与镁的摩尔比可以为1：1至5：1，如再一例，可以为1：1至2：1，如另一例，可以为1.5：1至2：1，但并不限定于此。
根据一实例，玻璃粉中可包含1摩尔百分比至25摩尔百分比的铅，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果。例如，玻璃粉中可包含2摩尔百分比至25摩尔百分比的铅，如再一例，可包含5摩尔百分比至25摩尔百分比的铅，如另一例，可包含10摩尔百分比至25摩尔百分比的铅，但并不限定于此。
根据一实例，除上述元素外，玻璃粉还可包含以下元素中的一种以上：铋、钠、磷、锗、镓、银、铁、硅、锌、钼、铌、锶、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钾、硒、砷、钴、锆、锰、铝、铊、钽、铯及铈。例如，玻璃粉还可包含铋和/或锌，在此情况下，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。根据一实例，玻璃粉还可包含铋，在此情况下，例如，其含量可以为1摩尔百分比至15摩尔百分比，如再一例，可以为5摩尔百分比至15摩尔百分比，如另一例，可以为5摩尔百分比至10摩尔百分比，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。根据另一实例，玻璃粉还可包含锌，在此情况下，例如，其含量可以为0.1摩尔百分比至5摩尔百分比，如再一例，可以为0.5摩尔百分比至5摩尔百分比，如另一例，可以为1摩尔百分比至5摩尔百分比，在上述范围内，可具有提高短路电流及转换效率的效果，但并不限定于此。
根据一实例，玻璃粉可不包含硅。在此情况下，由于串联电阻减小，因此可具有提高填充因子的效果，但并不限定于此。
玻璃粉的形状及大小等不受特别限制。例如，玻璃粉的形状可以为球形或非晶形形状，玻璃粉的平均粒径(D50)可以为0.1μm至10μm。可以在25℃的温度下，将玻璃粉在异丙醇(IPA)中超声分散3分钟后，使用由西莱斯公司(CILAS社)制造的1064LD模型来测量上述平均粒径(D50)。
可以使用常规方法由上述元素和/或元素的氧化物来制备玻璃粉。例如，使用球磨机(ball mill)或行星式磨机(planetary mill)等混合上述元素和/或元素的氧化物，之后将混合的组合物在800℃至1300℃的温度下熔融，再在25℃的温度下淬火(quenching)，然后利用盘式磨机(disk mill)、行星式磨机等粉碎得到的产物，从而获得玻璃粉。
玻璃粉的使用量不受特别限制，但例如，以用于形成太阳能电池电极的组合物的总重量计，可包含0.1重量百分比至20重量百分比(例如，0.1重量百分比至10重量百分比)的玻璃粉。在上述范围内，可确保p-n结在各种薄层电阻下的稳定性，可以使电阻最小化，并可最终改进太阳能电池的效率。
有机载体
有机载体通过与用于形成太阳能电池电极的组合物的无机组分进行机械混合来赋予组合物适合印刷的粘度及流变特性。
有机载体可以为用于形成太阳能电池电极的组合物所通常使用的有机载体，可包含粘合剂树脂与溶剂等。
粘合剂树脂可使用丙烯酸酯树脂或纤维素树脂等。例如，可使用乙基纤维素作为粘合剂树脂。如另一例，可使用乙基羟乙基纤维素、硝化纤维素、乙基纤维素与酚树脂的混合物、醇酸树脂、酚树脂、丙烯酸酯树脂、二甲苯树脂、聚丁烷树脂、聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醋酸乙烯树脂、木松香(rosin)或聚甲基丙烯酸酯等作为粘合剂树脂。
溶剂可单独或混合使用例如，己烷、甲苯、乙基溶纤剂、环己酮、丁基溶纤剂、丁卡必醇(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、松香醇(Terpineol)、丁酮、苯甲醇、γ-丁内酯、乳酸乙酯或2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯(例如，十二酯醇(Texanol))等。
有机载体的使用量不受特别限制，但例如，以用于形成太阳能电池电极的组合物的总重量计，可包含1重量百分比至30重量百分比(例如，3重量百分比至20重量百分比)的有机载体。在上述范围内，可确保充足的粘合强度及出色的可印刷性。
添加剂
为了提高流动特性、工艺特性及稳定性，除上述组分外，用于形成太阳能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、抗起泡剂、色素、紫外线稳定剂、抗氧化剂、偶联剂等，上述添加剂可单独包含或包含2种以上。以用于形成太阳能电池电极的组合物的总重量计，可包含0.1重量百分比至5重量百分比的添加剂，但是可根据需要来改变其含量。
太阳能电池电极及包括其的太阳能电池
根据另一实施方式，提供由上述用于形成太阳能电池电极的组合物形成的太阳能电池电极以及包括其的太阳能电池。
例如，可在包含p型层(或n型层)与作为发射极的n型层(或p型层)的晶圆或衬底上印刷并烘烤用于形成太阳能电池电极的组合物，从而形成太阳能电池的后电极及前电极。例如，可通过在晶圆的后表面印刷涂敷用于形成太阳能电池电极的组合物之后，在200℃至400℃的温度下干燥10秒钟至60秒钟，来执行用于制备后电极的预准备步骤。并且，可通过在晶圆的前表面印刷用于形成太阳能电池电极的组合物后进行干燥，来执行用于制备前电极的预准备步骤。之后，可通过执行在400℃至950℃的温度下烘烤30秒钟至210秒钟的烘烤过程来形成前电极及后电极。
根据一实例，太阳能电池电极可以为选择性发射极太阳能电池电极，太阳能电池可以为选择性发射极太阳能电池。
通常，太阳能电池的效率受发射极所掺杂的杂质的浓度影响。例如，在发射极所掺杂的杂质浓度低的情况下，即，在发射极由低浓度掺杂部形成的情况下，电子与空穴的复合减少，从而可获得短路电流密度及开路电压增加的效果，但存在接触电阻增加、填充因子(fill factor：FF)减少的缺点。反之，在所掺杂的杂质浓度高的情况下，即，在发射极由高浓度掺杂部形成的情况下，可获得接触电阻减小、填充因子增加的效果，但存在短路电流密度减小及开路电压下降的缺点。因此，在形成太阳能电池的发射极层的过程中，选择性地仅对在低浓度掺杂的发射极上形成电极的部分进行高浓度掺杂，从而可同时获得低浓度掺杂部和高浓度掺杂部的优点，具有上述结构的太阳能电池，即，选择性发射极太阳能电池受到关注，在由本发明的用于形成太阳能电池电极的组合物形成选择性发射极太阳能电池的情况下，可实现短路电流及转换效率得到提升的优异效果。
根据一实例，选择性发射极太阳能电池包括：衬底，掺杂有第一导电型杂质；选择性发射极层，形成于上述衬底的前表面，包括掺杂有第二导电型杂质的高浓度掺杂部以及低浓度掺杂部；第一电极，形成于上述高浓度掺杂部上；以及第二电极，形成于上述衬底的后表面，上述第一电极可以为上述的选择性发射极太阳能电池电极。
第一导电型与第二导电型可以为互不相同的类型。例如，若掺杂有第一导电型杂质的衬底为n型，则掺杂有第二导电型杂质的选择性发射极层可以为p型，若掺杂有第一导电型杂质的衬底为p型，则掺杂有第二导电型杂质的选择性发射极层可以为n型。
根据一实例，在选择性发射极层中，高浓度掺杂部的薄层电阻可小于低浓度掺杂部的薄层电阻。例如，高浓度掺杂部的薄层电阻可以为50Ω/sq.至100Ω/sq.，低浓度掺杂部的薄层电阻可以为85Ω/sq.至170Ω/sq.，但并不限定于此。
根据一实例，第一电极可以为前电极，第二电极可以为后电极。如再一例，第一电极可以为后电极，第二电极可以为前电极。
图1简要示出本发明一实例的选择性发射极太阳能电池100的结构。参照图1，选择性发射极太阳能电池100可包括：p型(或n型)衬底11、n型或(p型)选择性发射极层12、后电极21以及前电极23，选择性发射极层12可包括低浓度掺杂部12a以及高浓度掺杂部12b。例如，可通过如下步骤来制备选择性发射极太阳能电池100，即，在选择性发射极层中的高浓度掺杂部12b的前表面印刷用于形成太阳能电池电极的组合物，之后在约200℃至约400℃的温度下干燥约10秒钟至约60秒钟，来执行用于制备前电极23的预准备步骤，并且在衬底10的后表面印刷铝浆，之后在约200℃至约400℃的温度下干燥约10秒钟至约60秒钟，来执行用于制备后电极21的预准备步骤，接着在约400℃至约950℃的温度下烘烤约60秒钟至约210秒钟，来制备选择性发射极太阳能电池100。
以下，例举实施例来进一步详细说明本发明。但是这仅为本发明的优选示例，在任何意义上均不应被解释为限制本发明。
实施例
制备例
按照下述表1的组成来计量每种组分，并在混合容器中进行混合。将混合后的原料盛入铂金坩埚(Pt crucible)后，放入800℃至1000℃的熔融炉，进行15分钟以上的熔融。在熔融结束后，将铂金坩埚从熔融炉取出，然后使用淬火辊(quenching roller)来进行淬火(quenching)。将淬火后的碎玻璃(glass cullet)与ZrO2球(ZrO2 ball)一同放入ZrO2端口(ZrO2port)之后，使用行星式磨机(planetary mill)进行粉碎，从而制备平均粒径为2.0μm的下述表1的玻璃粉A至玻璃粉J。
表1(单位：摩尔百分比)
Figure BDA0002990669280000111
实施例1
在60℃的温度下将2重量份的作为粘合剂树脂的乙基纤维素(STD4，陶氏化学公司(Dow chemical社))充分地溶解于6.5重量份的作为溶剂的松香醇(Nippon Terpine社)之后，加入90重量份的平均粒径为2.0μm的球型银粉(AG-4-8F，多瓦高科技有限公司(DowaHightech社))、1.5重量份的上述表1中的玻璃粉A，并均匀地混合后，在3辊揉合机中混合分散，由此制备用于形成太阳能电池电极的组合物。
实施例2至实施例3及比较例1至比较例7
除使用下述表1中的玻璃粉B至玻璃粉J来代替玻璃粉A之外，以与实施例1相同的方法制备用于形成太阳能电池电极的组合物。
物理性质测定方法
将上述实施例及比较例中所制备的用于形成太阳能电池电极的组合物以规定图案丝网印刷于薄层电阻为80Ω级的单硅晶圆(mono crystalline wafer)，使用带式烘烤炉在640℃至700℃的温度下烘烤45秒钟来制备电池。使用太阳能电池效率测试装置(帕山公司(Passan社)，CT-801)测量以如上方式制备的电池的短路电流(Isc，A)、开路电压(Voc，mV)、串联电阻(Rs，mohm)、填充因子(FF，％)及转换效率(Eff.，％)，并将其结果在下述表2中示出。
表2
Figure BDA0002990669280000121
Figure BDA0002990669280000131
通过上述表2可以确认，使用包含本发明的玻璃粉的实施例1至实施例3的组合物所制备的太阳能电池电极与并非如此的比较例1至比较例7相比，短路电流高且转换效率优秀。
以上，以多个实施例为中心对本发明进行了说明。本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的本质特征的范围内，可以以变形的形式实现本发明。因此，所公开的实施例应该从描述性的角度而不是限定性的角度考虑。本发明的范围仅呈现在发明要求保护范围中而不是以上的描述中，并且在与本发明等同的范围内的所有差异均应被解释为包括在本发明内。

Claims (10)

1.一种用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，
包含导电粉末、玻璃粉以及有机载体，
上述玻璃粉包含铅、碲、锂、镁以及钨，并且满足下述式1至式4，
式1
MTe≤30摩尔百分比，
式2
Mw＞10摩尔百分比，
式3
MTe+Mw≤45摩尔百分比，
式4
MLi+MMg≥25摩尔百分比，
在上述式中，MTe、Mw、MLi及MMg分别为碲、钨、锂及镁的摩尔百分比。
2.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述玻璃粉中包含1摩尔百分比至25摩尔百分比的铅。
3.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述玻璃粉中，锂与镁的摩尔比，即，Li：Mg为1：1至5：1。
4.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述玻璃粉还包含铋、钠、磷、锗、镓、银、铁、硅、锌、钼、铌、锶、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钾、硒、砷、钴、锆、锰、铝、铊、钽、铯及铈中的一种以上的元素。
5.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述玻璃粉还包含1摩尔百分比至15摩尔百分比的铋。
6.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述玻璃粉还包含0.1摩尔百分比至5摩尔百分比的锌。
7.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述用于形成太阳能电池电极的组合物包含：
60重量百分比至95重量百分比的上述导电粉末；
0.1重量百分比至20重量百分比的上述玻璃粉；以及
1重量百分比至30重量百分比的上述有机载体。
8.根据权利要求1所述的用于形成太阳能电池电极的组合物，其特征在于，上述组合物还包含分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、抗起泡剂、色素、紫外线稳定剂、抗氧化剂及偶联剂中的一种以上。
9.一种选择性发射极太阳能电池电极，其特征在于，
包含导电粉末以及玻璃粉，
上述玻璃粉包含铅、碲、锂、镁以及钨，并且满足下述式1至式4，
式1
MTe≤30摩尔百分比，
式2
Mw＞10摩尔百分比，
式3
MTe+Mw≤45摩尔百分比，
式4
MLi+MMg≥25摩尔百分比，
在上述式中，MTe、Mw、MLi及MMg分别为碲、钨、锂及镁的摩尔百分比。
10.一种选择性发射极太阳能电池，其特征在于，
包括：
衬底，掺杂有第一导电型杂质；
选择性发射极层，形成于上述衬底的前表面，包括掺杂有第二导电型杂质的高浓度掺杂部以及低浓度掺杂部；
第一电极，形成于上述高浓度掺杂部上；以及
第二电极，形成于上述衬底的后表面，
上述第一电极为权利要求9所述的电极。
CN202110312985.1A 2020-03-26 2021-03-24 用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及电池 Pending CN113450942A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0037162 2020-03-26
KR1020200037162A KR20210121342A (ko) 2020-03-26 2020-03-26 태양전지 전극 형성용 조성물, 선택적 에미터 태양전지 전극 및 선택적 에미터 태양전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113450942A true CN113450942A (zh) 2021-09-28

Family

ID=77809384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110312985.1A Pending CN113450942A (zh) 2020-03-26 2021-03-24 用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及电池

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20210121342A (zh)
CN (1) CN113450942A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105190779A (zh) * 2013-06-05 2015-12-23 第一毛织株式会社 用于形成太阳电池电极的组成物及由其形成的电极
JP5856277B1 (ja) * 2014-11-27 2016-02-09 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル
CN106601335A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 无锡帝科电子材料科技有限公司 用于制备太阳能电池电极的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池
JP2017092251A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 導電性組成物
KR20170060996A (ko) * 2015-11-25 2017-06-02 삼성에스디아이 주식회사 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105190779A (zh) * 2013-06-05 2015-12-23 第一毛织株式会社 用于形成太阳电池电极的组成物及由其形成的电极
JP5856277B1 (ja) * 2014-11-27 2016-02-09 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル
JP2017092251A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 導電性組成物
KR20170060996A (ko) * 2015-11-25 2017-06-02 삼성에스디아이 주식회사 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
CN106601335A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 无锡帝科电子材料科技有限公司 用于制备太阳能电池电极的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210121342A (ko) 2021-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9899545B2 (en) Composition for forming solar cell electrode and electrode produced from same
KR101696985B1 (ko) 태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
TW201523638A (zh) 太陽能電池電極用組成物及使用此組成物製造的電極
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
CN108074993B (zh) 用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池
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
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
CN111354803B (zh) 用于形成太阳能电池电极的方法及太阳能电池
KR101940170B1 (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
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
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
CN109416954B (zh) 用于p型太阳能电池电极的组合物、由其制备的电极及使用其制备的p型太阳能电池
CN109935641B (zh) 用于形成太阳能电池电极的组成物和使用其制备的电极
CN113450942A (zh) 用于形成太阳能电池电极的组合物、由其形成的电极以及电池
CN110797134B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池
CN111276279B (zh) 用于形成太阳能电池电极的组合物及太阳能电池电极
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
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
CN113421931A (zh) 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
CN114975644A (zh) 选择性发射极太阳能电池电极及包含其的太阳能电池
KR20220006374A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극
US20190292092A1 (en) Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same
CN113436780A (zh) 太阳能电池电极形成用组合物及由其形成的太阳能电池电极
CN114974649A (zh) 太阳能电池电极及其形成方法

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