TW201230070A - Low bow aluminum paste with an alkaline earth metal salt additive for solar cells - Google Patents

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201230070 六、發明說明： 【相關申請案之彼此參照】 本申請案為2010年12月16日所提出申請之美國 未審定專利申請第12/969,908號之部分延續案。 。 -‘ 【發明所屬之技術領域】 ： 本發明係關於鋁膏組成物及其作為太陽能電池北 侧導電膏之使用方法。 月 目前大多數發電太陽能電池為矽太陽能電池。習知 矽太陽能電池之結構中具有由一 P型矽晶圓形成的 面積p-n接面、一通常位於該電池前側或受光面之負 極，以及一位於背側之正電極。眾所周知，落在—丰 體主體的p-n接面上並具有適當波長的輻射 部能量來源’以便在該主體中產生電子_電洞:

Si:面的電位差導致電洞和電子以相反方向橫二 接移動’從而引發能约輸送電力至-外部電路的= 流動。 I电路的電流 太陽能電池量產之方法通常以盡 降低製造成太Α日M W 此積化’同時 網版印刷。製造:/之常見製造方法如金屬膏之 網印於石夕晶圓中:通常是以銘膏 度燒製晶圓，以带成炻。爾後以向於鋁熔點 之溫 形成-附生成：炫化物。隨後，經由冷卻，即 側接點的主 =夕層然而，使用鋁膏製造背 要問通在於銘（〜23χ10-6/κ)與石夕 201230070 (〜3xl(T6/K)間之熱膨脹係數（CTE)不協調所造成之 「晶圓彎曲」或電池變形。此外，為降低矽太陽能電池 總製造成本，會採用較薄之矽晶圓。目前，太陽能電池 之標準矽晶圓為200微米厚，而產業趨勢為採用更薄之 晶圓以降低整體模組成本。隨著矽晶圓厚度減薄，電池 麦形（晶圓彎曲」）現象更顯嚴重，增添電池進一步加 工之困難，導致良率不佳之問題。 因此實需一種能減少石夕太陽能電池彎曲現象之背 側銘膏組成物。 美國專利申請第US 2007/0079868號揭露可用於形 成矽太陽能電池鋁背電極的後鋁膜組成物。除了微粒狀 紹、作為載體的有機媒介以及作為隨選成分的玻璃溶-塊 之外，該厚鋁膜組成物還包含作為必要成分的非結晶二 氧化石夕。非結晶二氧化石夕的功用尤其在於減少石夕太陽能 電池的彎曲現象。 w美國專利申請第US 2009/0255583A1號亦揭露了 可用於形成$太陽能電池紹背電極的後銘臈組成物。除 了微粒狀鋁、作為載體的有機媒介、玻璃熔塊，以及二 氧化石夕和作為隨選成分的鋅有機成分以外，該厚銘膜組 成物還包含作為必要成分的錫有機成分。财機成分的 功用尤其在於減少矽太陽能電池的彎曲現象。 【發明内容】 本發明提供鋁膏組成物，其包含· a)佔0.050至12·7重量百分比之一種添加物該 添加物包含一鹼土金屬離子與一有機反離子之一種 201230070 鹽，其中該有機反離子係選自她酸鹽、苯酸鹽以及樹 脂酸鹽(resonates)所構成之群組； b)佔42至85重夏百分比之一銘粉，使铭粉對該 添加物之重量比率在5:1至約999:1之範圍内； 〇佔9.9至57.9重量百分比之一有機載體， -‘ 其中該等以重量百分比計之量值係基於該鋁膏組 : 成物之總重。 本發明亦揭露太陽能電池，其包含： (a) — p型矽基板，其包含—夾層於一 11型區域與 一 ρ+層間之p型區域； 〇 * (b) —位於該p+層上之鋁背電極，其中該鋁背電極 包含0.05至13.4重量百分比之—添加物及其分解產 物，該添加物包含一驗土金屬離子與一有機反離子之一 種鹽以及86.6至99.95重量百分比之鋁，以上皆基於該 鋁背電極之總重， 其中該有機反離係選自由羧酸鹽、苯酸鹽及樹脂酸 鹽(resonates)所構成之群組，以及 其中該添加物之該分解產物包含鹼土金屬氧化物 與驗土金屬氫氧化物；以及 、 （c) 一位於該n型區域之—部分上的金屬前電極。 \ 本發明在此亦提供形成一矽太陽能電池的方法，其 包含： ' (a)將一鋁膏組成物施用於—ρ型矽基板之背側， 該鋁膏組成物包含： (i)佔0.05至12.7重量百分比之一添加物， 該添加物包含一鹼土金屬離子與一有機反離子之 201230070 一種鹽，其中該有機反離子係選自由羧酸鹽、苯酸 鹽及樹脂酸鹽(resonates)所構成之群組， (ii) 佔42至85重量百分比之一紹粉，使紹粉 對該添加物之重量比率在5:1至約999:1之範圍 内，以及 (iii) 佔9.9至57.9重量百分比之一有機載體， 其中該等以重量百分比計之量值係基於該鋁膏組 成物之總重； (b) 將一金屬膏施用於該p型矽基板之前側’該前 侧係與該背側相背；以及 (c) 在施用該鋁膏後以最高溫度在6〇〇至98〇°Cl巳 圍内之溫度燒製該p型矽基板。 【實施方式】 本發明提供鋁膏組成物，其包含一添加物，該添加 物包含一驗土金屬離子與一有機反離子之一種鹽、鋁 粉，以及一有機載體（有機媒介）。 在一實施例中，該包含一鹼土金屬離子與/有機反 離子之一種鹽的添加物為液態。如在此所述，「/鹼土 金屬離子及一有機反離子之鹽」一語與「鹼土金屬發」 「鹼土有機金屬化合物」、「鹼土金屬有機化合物」，以 及「鹼土金屬有機成分」可交替使用。「一驗土金屬離 子與一有機反離子之鹽」一語如在此所述意指固體及液 體型態之鹼土有機金屬化合物。 在本發明中，「一驗土金屬離子與一有機反離子之 鹽」包括其分子中含有至少一有機部分的金屬化合物 201230070 、「一包含-鹼土金屬離子與—有機反離子之一種 添加，」，例如：處於大氣氧或空氣濕度中，在本發明 製備、儲存以及施用過程中之主要條件下，為穩 疋或見質敎。在施用條件τ，尤其在將該財網印至^ =晶圓背側過程中之主要條件τ，其亦為穩定或實質穩 =然而’燒製該!呂膏之過程中，該「―驗土金屬離子 ，、一有機反離子之鹽」的有機反離子部分會完全或實質 上去除’例如··燒盡及/或碳化。燒製後之驗土金屬離 子通常以物及/錢氧錄之形式存在。 ^的-驗土金屬離子與_有機反離子之鹽的範 歹|匕括’尤其’鹼土金屬碳酸鹽、驗土金屬樹脂酸鹽（酸 !树月曰之_鹽’尤其’具緩基團之樹脂如辛酸鹽）以及 驗土金屬紐鹽（細㈣鹽）。適用的—驗土金屬離子 與一有機反離子之鹽亦包括混合有機反離子之驗土金 屬鹽’例如：碳酸賴H驗土金屬離子與-有機 反離子之鹽亦包括鹽之混合物，例如：碳酸妈 之混合物。 ％ 攻一鹼土金屬離子與一有機反離子之鹽」在本發 明鋁膏中所佔比率相當於〇 〇5至12 7或〇」至6重量 百分比之鹽貢獻量’基於該|gf組成物之總重。 在一實施例中’基於該鋁膏組成物之總重，該鹼土 金屬碳酸鹽之存在量為〇.〇5至12.7或〇」至6重量百 分比。 里白 適用之I呂粕包括銘微粒，如I呂片、銘球、銘結節、 不規則形狀粉及其任恤合。在$些實補中，該銘 粉之粒子大小d5G為1至1〇微米，或2至8微米。在某 201230070 些實施例中’該銘粉為不同粒子大小銘粉之混合物。例 如.可將粒子大小d5G在丨至3微米範圍内之崎與粒 子大小d50在5至1〇微米範圍内之紹粉混合。該紹粉於 該銘膏中之存在量為42至85或46至85重量百分比， 基於該無雜膏組成物之總重。此外，該無独膏組成 物中铭泰之3里係使銘粉對該添加物於該無石夕銘膏植 成物中之重量比率在5:1至999:1之範圍内。 、 曰在一實施例中，該鋁粉之鋁含量在99.5至1〇〇重 量百刀比之範g内。在—實施例中，該铭粉進一步包含 其他微粒金屬’例如銀或銀合金粉末。上述其他微粒金 屬之比例可為_至1G，或1至9重量百分比，基於 s 亥含微粒金屬鋁粉之總重。 ^說明書及申料利範圍中所有關於平均粒子大 小之“述’係指存在於供應使用者或顧客的脑膏組成 物中相關材料之平均粒子大小。 在某二實施例中’基於該銘膏組成物之總重，該銘 膏組成物亦包含隨選添加物，其濃度為0.1至9,或0.25 至6,或0.5至3重量百分比。 適用之隨選添加物包括玻璃熔塊、非結晶二氧化 石夕以及鋅或錫有機金屬化合物、氮化棚、金屬鹽，及 二混σ物。在—實施例中’該鋁膏組成物進一步包括至 ^玻璃炼塊作為無機黏合劑。該玻璃熔塊可包括 。，或者’該玻璃熔塊可不含鉛。該玻璃熔塊可包含 在k製時經歷再結晶化或相分離，並形成具有分離相之 ’熔免而使其軟化點低於原始軟化點之成分。該玻璃炫 201230070 塊之軟化點（玻璃轉化溫度）可經熱差分析（DTA)判 定，通常在約325至800。(：之範圍内。 該玻璃炼塊之粒子大小d5〇通常在〇·1至20微米或 0.5至10微米之範圍内。在一實施例中，該玻璃熔塊可 為兩種或更多玻璃熔塊組成物之混合物。在另一實施例 ''中，兩種或更多玻璃熔塊組成物混合物中之各玻璃熔塊 可具有不同之粒子大小4〇。該玻璃熔塊之存在量可為 0.01至5，或0.1至2，或0.2至1.25重量百分比，基 於該鋁膏組成物之總重。 適用玻璃熔塊之實例包括硼矽酸鹽玻璃及鋁石夕酸 鹽玻璃。玻璃熔塊亦可包含一或多種氧化物，如b2o3、 Bi203、Si02、Ti02、Al2〇3、CdO、CaO、MgO、Ba〇、 ZnO、Na2〇、Li2〇、Sb2〇3、PbO、Zr02，以及 p2〇5。 在一實施例中，該鋁膏組成物可包含細粒粉末型態 之非結晶二氧化矽。在一實施例中，該非結晶二氧化石^ 粉之粒子大小d5〇為5至1〇〇〇 nm或1〇至5〇〇 nm，如 採用任何適用技術所測得者，如雷射光散射。在某些實 施例中，該非結晶二氧化矽為合成製造之矽土，例如： 高熱燒成矽或沉澱產生矽。 ‘ 基於該IS膏組成物之總重，非結晶二氧财在該銘 膏組成物中之存在量在〇._至〇 5，或〇 〇1至〇 5°广' 0.05至0.1重量百分比之範圍内。 〆 -砰及/或錫有機金屬化 物。適用之鋅及錫有機金屬化合物包括新癸酸辞 錫’及其混合物。基於該料組成物之總重，辞及 錫有機金屬化合物及其混合物在馳|組成物中之 201230070 在量可在0.001至3，或0.01至2，或〇 〇5至！重量百 分比之範圍内。 適用之氮化领包括非結晶氮化颁、立方氮化硼、六 ，形氮化硼，及其混合物。基於該鋁膏組成物之總重， 氮化硼在該鋁膏組成物中之存在量可在〇〇1至7，或 0.05至5，或〇.1至3重量百分比之範圍内。 隨選金屬鹽之特定實例包括磷酸鉍。於該鋁膏組成 物之總重，基该金屬鹽在該紹膏組成物中之存在量可在 〇_1至7.0 ’或0.5至5.0 ’或1.0至3.0重量百分比之範 圍内。 基於該鋁膏組成物之總重，該鋁膏組成物之總固形 物含量，包括添加物、.鋁粉及隨選添加物，在3〇至9〇， 或50至85重量百分比之範圍内。此外，該鋁膏組成物 之固形物包含存在量為〇.〇1至15比或〇」至7重量百 分比之添加物，存在量為85至99.9或93至99_9重量 百分比之鋁粉以及存在量為〇丨至9或〇 5至3重量百 分比之隨選添加物，其中該固形物包括一含有一鹼土金 屬離子與有機反離子之一種鹽的添加物、紹粉，以及 其他隨選添加物。再者，鋁粉對該添加物在該鋁膏組成 物中之重量比率在5:1至999:1之範圍内。 本發明之鋁膏包含一有機載體，該有機載體之濃度 為9.9至7G或9·9至49.9重量百分比，基於該紹膏組 成物之總重。有機載體於該鋁膏組成之含量係取決於多 種因素，如施用鋁膏之方法，以及所用有機載體之化學 成分。有機載體包括一或多種溶劑、黏結劑、介面活性 劑、增稠劑、流變調節劑和安定劑以提供以下一或多種 201230070 作用：不可溶固體之m定八取 性，尤其於_印刷時%亥;;板:=用黏度及搖變 可濕性、優良乾燥速率，以及==膏固態物之適當 ，包括有機溶劑、有機醆良 在某些實施例中，該及其組合。 劑，或有機溶劑混合物，二生液、有機溶 f種有機溶劑中之溶液。適用之:機在-或 經乙基纖維素、木松香、‘樹H = 所、卩轉及其與其他溶劑之混入物， 述其他溶劑如煤油、鄰苯二甲酸口 驗、乙二醇丁嶋酸脂、己烯乙二醇、^^丁 =。該有機載體亦可包含揮發性有:溶劑以3 用4石夕晶圓㈣後，使其快速硬化。可利㈣ 及其他_之各種組合取得所需之黏度及揮發性。 該崎組成物通常秘餘成物，且可經機械混合 、呂々。亥添加物、選擇性添加物與該有機载體製備而 成。在—實施例中，係❹高剪力混合法。在其他實施 例中，係使用碾磨或其他高剪力混合技術。 本發明之鋁膏可用於製造矽太陽能電池之鋁背電 極或矽太陽能電池。 如在此所述，術語「矽太陽能電池」與「太陽能電 池」、「電池」、「矽光伏電池」及「光伏電池」可交替使 用。 圖1Α至1F概要繪示本發明各實施例中形成矽太 陽能電池之製程。形成矽太陽能電池之方法包含提供一 201230070 P。型矽基板l〇，如圖1A所示。該矽晶圓可為單晶矽晶 多晶矽晶圓。該矽晶圓10之厚度可為100至300 微米。然而，本發明之鋁膏也可用於製造更大及/或厚 度更小之矽晶圓的背側鋁背電極，例如：厚度小於180 μηι之矽晶圓，尤其在12〇至18〇以下及/或面積大 於 250 至 4〇〇 cm2 者。 在圖1B中，反向導電性n型擴散層2〇是用磷 或類f材料經熱擴散製成。氧氣化磷（P0C13) —般是 用作氣態的磷擴散源，其他液體源則是磷酸之類。在缺 乏任何特定修改的情況下，擴散層20是形成在矽基板 10的整個表面上方。”接面是P型摻雜劑之濃度等於 η型摻雜劑之濃度的地方；習見電池之ρ·η接面靠近受 光側’深度為〇·〇5至〇 5微米。 I形成此擴散層20之後，用如氫氟酸等酸進行蝕 刻，以去除表面其他部分的多餘表面玻璃，如圖1(：所 示。 接著，抗反射塗層（ARC) 30形成在η型擴散層 20之上’其厚度為0.05至〇.1微米，以圖1D所示方式， 經由如電漿化學氣相沉積（CVD)等方法形成。 。如圖1E所示，將用來形成前側電極的前側銀膏（前 電極形成銀膏）500網印在抗反射塗層3〇上並乾燥。 此外，接著以網版印刷（或其他施用方式）設置背侧銀 或，/鋁膏70以及鋁膏60，依序乾燥於基板1〇背側。 通常，該背側銀或銀/鋁膏70是先在矽上網印為兩條平 仃=體（粗條）或矩形（片狀）以便焊上互連帶（預焊 銅▼) ’爾後將該鋁膏印在未受覆蓋之處，與該背側銀 201230070 或銀/鋁略為重疊。在某些案例中，該銀或銀/鋁膏70是 在該，膏60印刷之後才印上。上述之結膏組成物之施 加，是使施用鋁膏之濕重（即固體及有機載體之重量） 在4至9.5 mg/cm2或5.5至8 mg/cm2之範圍内，且該鋁 膏之對應乾重是在3至7 mg/cm2或4至ό mg/cm2之範 圍内。可使用任何適用之方法施用鋁膏6〇，如矽膠移 ~ 印或網版引刷。在不同實施例中，上述鋁膏60之施用 黏度為20至200 Pa.s，或50至180 pa s，或70至150 Pa s ’如利用Brookfield HADV-1 Pdme黏度計（美國麻 州米德爾伯勒 Brookfield Engineer^ Lab〇rat〇ries，Inc ) 與14號主軸在工具杯中以i〇 rpm主軸速度於25〇c所測 得者。施用該背側鋁膏60至矽晶圓背侧後，可以 100-400 C範圍内之最高溫度使其乾燥，例如：1至12〇 为鐘，或2至1〇〇分鐘，或5至9〇分鐘。可使用任何 適用之方法進行乾燥，包括例如利用帶式、旋轉式或固 疋式乾燥器，尤其是紅外線（IR)帶式乾燥器。實際乾 燥時間與乾燥溫度取決於多種因素，如鋁膏組成物、該 鋁膏層之厚度，以及乾燥方法。例如：相同之鋁膏組成 物在箱形高溫爐中之乾燥溫度可為100至2〇〇°c，而在 - 帶式高溫爐中之乾燥溫度則可為200至40(TC。在某些 . 實施例中，係於單一步驟中完成該背側鋁膏00與該前 側金屬膏500之乾燥。在其他實施例中，該背側鋁膏 6Ό與該前側金屬膏500之該乾燥係在各施用步驟後分 別完成。 該形成矽太陽能電池之方法，進一步包含以6〇〇至 980°C之最高溫度範圍燒製該塗有前側金屬膏與背側鋁 13 201230070 膏之矽晶圓。燒製通常在帶式爐中進行1至5分鐘，使 晶圓達到600至980°C之最高溫度。可先後或同時燒製 該正面與背面電極。 因此’如圖1F所示，在燒製過程中’鋁從該膏中 炼出並溶解矽，爾後於冷卻時形成從該矽基板1〇附生 成長之共熔合金層，構成p+層40 ’其中包含高濃度之 在呂捧雜劑。此層通常被稱為背面電場（back surface field，BSF)層，且它有助於改善該太陽能電池之能量 轉換效率。此附生層表面一般而言存在一薄鋁層。 崔呂膏60藉由燒製而從乾燥狀態轉換為一铭背電極 w。该背侧銀或銀/鋁貧70係同時燒製，成為銀或銀, 鋁背電極71，如圖1F所示。在燒製期間，背側鋁和背 側銀或銀/鋁之間的邊界呈現一合金狀態，且亦電連 .接。鋁電極佔有背電極的大部分面積，部分是因為需要 形成P+層40之緣故。由於無法焊接至鋁電極，係將銀 或銀/鋁背電極形成於該背側之部份上（通常為2至6 mm寬粗條）上為電極，以透過預燁銅帶等物與太陽能 連接。此外，在燒製中，該前側銀膏5⑽係燒 、、、。並穿透該抗反射塗層3〇，#此得以與該n型層㈣ 成電接觸。此種程序通常稱為「燒 a : 圖IF之層501所示 队穿狀態如 "k製是於氧之存在下進行，尤其在空 時，可去除包括非揮發性有機材 斗 中未祕的有機部分在内的有機物質 2 = 化’尤其是燒盡。難中去除的有機=盡或 劑、可能的有機聚合物、可能的有二括有機 201230070 種鹼土金屬-有機化合物有機部分 持為驗土氧化物及/或氳氧化物。若：呂可保 塊。 υ域订料，也就是燒結破場炫 接著參照® 2朗—雜職實例，此實例 用本發明鋁膏製作矽太陽能電池。 吏 備石夕晶圓基板102。在石夕晶圓102的受光面 ::則表：)’ρ_η接面通常鄰近該表面，形成前側電極 (例 要由銀構成之電極）104,如® 2Α所示。在 矽晶圓背侧，塗敷銀或銀/銘導電膏1〇8 (例如 ^州威明頓 RUPonW^oursandC 、^ =職或削2或湖或p種）而形成粗條 或片體，以利與其他太陽能電池以並聯之電器架構相互 連接。本發明之新賴紹膏106作為太陽能電池之背側 (或P型接點）電極而以網印之方式塗敷於矽晶圓背 $ ’其圖案係可略與上述之銀或銀你膏重疊，爾後乾 燥（圖2B)。乾燥之執行可為，例如：在IR帶式乾燥 ，中乾燥1至10分鐘，使晶圓達到100至300。(：之最 回度。忒銘膏之乾燥膜厚為15至60 μπι，而該銀或 •銀/鋁膏之厚度可為15至30 μιη。該鋁膏與銀或銀/鋁膏 之重疊部分厚度可為約0.5至2.5 mm。 接著燒製如此製成之基板，例如：在帶式爐中燒製 1至5分鐘，使晶圓達到600至900t：之最高溫度，· 此取得所需之矽太陽能電池（圖2D)。以該鋁膏製成 極jl〇 ’其中該鋁膏已經過燒製而去除有機物質，若 鋁T包含玻璃熔塊，則燒結之。 15 201230070 以本發明銘貧製成之石夕太陽能電池，如圖2D所 示，具有金屬前電極104其位在基板102之受光面（表 面）成太陽侧上、㉙背電極110 (經燒製上義膏組成 物而形成）及銀或銀/紹電極⑴（經燒製銀或銀/紹膏 108而形成）’位於該背側上。 在〆實施例中’該銘背電極110包含〇〇5至13 4 或（H至6重量百分比之該添加物及其 及 86·6至Γ::4至99 9重量百分比之銘，基膽 背電極110之總重。 在-實施射，軸背電極11G進—步包含Μ至 8重量百分比之—隨選添加物，該隨選添加物包含玻璃 炫塊、.錫及鋅錢金屬化合物之分解產物 屬鹽及其混合物。 炎U匕沏4 M ft實施例中，上馳膏組成物包含—添加物該 添加物包卜驗土金屬離子與—有機反 鹽，其中該有機反離子係選自由麟鹽、苯酸 = 脂酸鹽（resonates)所構成之群蚯 《现 ， =陽:=_:::= 實二 =成之太陽能電池與未使用添加物製 :相^可減少料至少20%或至少聰，或至少 金屬。：二50°二在—實施例中，利用本發明含驗土 添加物之料組成物所製成的太陽能電池與未 201230070 使用添加物製成之太陽能電池相較，可改善鋁背 黏著性。 如本文所用之術語「包含」、「包括」、「具有」或其 任何其他變型意欲涵蓋非排他性的包括物。例如，含 清單列出的複數元素的一組合物、製程、方法、製品 ‘裝置不_定僅限於清單上所列出的這些元素而已;;°而”曰 可以包括未明確列出但卻是該組合物、製程、方法、^ 品或設裝置固有的其他元素。此外，除非另有明確相反 陳述，否則「或」係指包含性的「或」，而不是指排他 性的「或」。例如，以下任何一種情況均滿足條件A戈 B:A為真（或存在）且B為偽（或不存在）、A為偽（^ 不存在）且B為真（或存在），或mb皆為真 在）。 ^ 如在此所述’「一或多者」係涵蓋非除外性之包含。 例如：A、B及C中之一或多者，意指以下任何—種情 況：A單獨、B單獨、C單獨、A與B之組合、B與c 之組合、A與C之組合，或a、B與c之組合。 此外，「一」在此係用以描述複數元件。這樣做僅 僅是為了方便，並且對本發明範疇提供一般性的意義。 • 除非很明顯地另指他意，這種描述應被理解為包括一個 - 或至少一個，並且該單數也同時包括複數。 一除非另行定義，否則本文所使用的所有技術和科學 術語之含義，具有與本發明所屬領域中具有通常知識者 通常理解的含義相同。雖然類似或等效於本文所述者之 材料可用於實施或測試該所揭示組成物的實施例，但合 適之方法及材料係如下如述。 17 201230070 於上述說明中’係以特定實施例描述本發明之概 念。然而，該項技藝之一般技術人士中之一理解在不脫 離下面申凊專利範圍所述之本發明的範轉下可進行各 種修訂和變更。 刚文已針對特定實施例之致益'其他優點及問題解 決方案加以闡述。然而，該益處、優點、問題之解決方 案，以及任何可能產生益處、優點或解決方案產生或成 為明確之特徵並不解讀為任何或所有實施例之關鍵、要 求或必要特徵。 應當理解為了清楚說明起見，本文所述之各實施例 内容中的某些特徵，亦可以組合之方式於單獨實施例中 別加以提供。相反地，簡潔起見，本文所述許多特徵於 同一實施例中，其亦可分別提供或提供於任何次組合 中。此外，提及範圍中所述之數值時，係包括於範圍内 所包括之各別及全部的數值。 本文中所揭露之概念將以下列實例進一步說明 之，該等實例不限制申請專利範圍中所描述之本發明範 在此所引用之實例係關於用以形成習見太陽能電 池背側接點之鋁膏組成物。 該紹膏組成物可用於多種半導體元件，雖然其尤其 有用於如光電極或太陽能電池等受光元件。以下敛述說 明如何利用本發明之鋁膏組成物製造太陽能電池，以及 對該太陽能電池測試彎曲、電池效益及膏勒著性之 法。 201230070 除非另有指明， 方式。 否則組成物係以重量百分比為計算 背側鋁膏組成物之製備 ，先t作25G g至1()⑻g之銘膏A、B、C、D及G 爾，取出，部分主批用來製作包含驗土金屬鹽 加f 、草酸耻辛酸㉝）的例示性添 主批鋁膏A之製備 混合以:===各⑽重之銘膏A，爾後 首先，混合8〇的，料用來形成該添加物膏。 (大於99.7重3量，量百分比之空氣霧化結節狀鋁粉 微米）及20重量百八匕之A卜平均粒子大小d5G為6 濕鋁聚。cm包含:3 :有_體1 (0V1)以製成預 必醇、7.5%油酸，及5 松油醇溶劑、仏5%二丁基卡 乙氧基含量），以上均為/〇=基纖維素（牝.〇%至49.5% 以形成預製膏混合物量比。接著，混合以下物質 機載體2 (OV2); 13 ·9§之預濕銘漿與6.7g之有 之多元不飽和油酸；‘以氧化妥爾油酸辛酯；〇·8 g 物。OV2包含46.7%松、、由j·7 §之蠟與氫化蓖麻油混合 及12_4。/〇乙基纖維辛u醇溶劑、40·9%二丁基卡必醇， 預製膏混合物進1牛用6至51.5%乙氧基含量）。將該 ARE-310(美國加州自轉公轉攪拌機ΤΗΙΝΚΥ 納丘 THINKY USA，Inc.)以 201230070 2000 rpm混合30秒。將此混合程序再重複兩次以確保 形成均勻混合之預製膏。利用高剪力攪拌機DisPermat® TU-02 (德國賴希斯霍夫VMA-Gwetzmann GMBH )以 1800 rpm至2200卬m將該預製膏擾拌3分鐘。以手攪 拌該預製膏徹底混合周邊可能攪拌不均之部分’再以 Dispermat® TU-02重複授拌兩次以確保均勻。以上述之 相同步驟做出品質相仿的第二批預製膏，並將兩批預製 膏結合。同樣方式測量結合後預製膏之鋁含量兩次，方 法為秤出少量（1至2 g)至礬土舟中，並於高溫爐中 以450°C燒製30分鐘以去除有機物，接著再秤重以取 得剩餘鋁重。該結合後預製膏具76.82重量百分比之 -鋁，高於理想值的73至76重量百分比，基於該鋁膏組 成物之總重。利用Brookfield HADV-I Prime黏度計（美 國麻州米德爾伯勒 Brookfield Engineering Laboratories, Inc.)與溫控小量樣本配適器以l〇 rpm測量結合後預製 膏之黏度，判定為118 Pa.s。為達成所需之重量百分比 及黏度範圍’將18.01 g之有機載體3 (0V3) (50/50 之权油醇》谷劑與一 丁基卡必醇換合物）加入該結合後預 製膏’並再次利用Dispermat®攪拌以取得主批膏a。次 曰以Brookfield HADV-I Prime黏度計與溫控小量樣本 配適器於25 C條件下測量該主批膏a之黏度，得知其 黏度在10 rpm時為84 Pa.s ^主批膏a之最終固形物含 量為73.78重量百分比。 矛J用5251 5虎a十（俄亥俄州達頓precisi〇n Gage and

Tool Co )以規格範圍〇至25微米測量主批膏A之研磨 細度（FoG)判定可印度。將小量（少量）主批膏A塗

S 20 201230070 於該計雨溝槽之25微米標記端。以均勻高壓將刮板放 置於該樣本上，將該m續帶朝〇微⑼拉下。兩側 溝槽10秒、内膏拉下之最大粒子尺寸讀數（第四次連續 刮痕之開始及遠帶體50%被刮除之點）經測量分別為 50微米及20微米以下，符合可印刷性要求。 ，主批鋁膏b之製備 以下述方式製作兩小批（各約208公克）之鋁膏B， 爾後將之浪合為較大樣本，以製作含添加物之膏》 首先，混合80重量百分比之空氣霧化結節狀鋁粉 (大於99.7重量百分比之A1，平均粒子大小6微米） 與20重量百分比之有機OV1以製成預濕銘漿。接著， 混合以下物質以形成預製膏混合物：186.2 g之預濕紹 漿與2.09 g之新癸酸鋅；1.04 g之辛酸錫；2.71 g之有 機载體4 (OV4) ; 1.04 g之環氧化妥爾油酸辛酯；〇.63 g之多元不飽和油酸；2.09 g之蠟與氫化蓖麻油混合 物；0.146 g之非結晶石夕；以及0.418 g之玻璃炼塊。〇V4 包含42.7%之松油醇溶劑、42.7%之二丁基卡必醇，以 及14.6%之乙基纖維素（低分子量）’以上皆為重量比。 •. 玻璃炼塊包括 38.9% Si02、0.8% Al2〇3、22.1% PbO、 22.8%B203、3.1%Bi203、7.8%Ti02，以及 4.6%PbF2， 以上皆為重量比。將該預製膏混合物進一步用自轉公轉 攪拌機THINKY ARE-310 (美國加州拉古納丘THINKY USA，Inc·)以2000 rpm混合30秒。將此混合程序再重 複兩次以確保形成均勻混合之預製膏。利用高剪力攪拌 機高剪力檀拌機Dispermat® TU-02 (德國賴希斯霍夫 21 201230070 VMA-Gwetzmann GMBH)以 1800 i*pm 至 2200 rpm 將 該預製膏攪拌3分鐘使之分散。以手攪拌該預製膏徹底 混合周邊可能攪拌不均之部分，再以Dispermat®TU-〇2 重複授拌兩次以確保均勻。接著以上述相同步驟製作第 二批同量之預製膏，爾後將兩批預製膏結合。以相同方 式測量結合後預製膏之鋁含量兩次，方法為秤出少量（i 至2 g)至礬土舟中，並於高溫爐中以45〇°c燒製30分 鐘以去除有機物，接著再秤重以取得剩餘鋁重。該結合 後預製膏具76.78重量百分比之銘，高於理想值72至 74重量百分比，基於該鋁膏組成物之總重。利用 Brookfield HADV-I Prime黏度計（美國麻州米德爾伯勒 Brookfield Engineering Laboratories，Inc.)與溫控小量樣 本配適器以10 rpm測量結合後預製膏之黏度，判定為 127Pa’s«為達成所需之重量百分比及黏度範圍，將724 g之0V3及15·97 g之0V2加入該結合後預製膏，並再 次利用Dispermat®攪拌以取得主批膏B。次日以 Brookfield HADV-I Prime黏度計與溫控小量樣本配適 器在10 rpm及25°C條件下測量該主批膏A之黏度，得 知其黏度為92.5 Pa.s。該主批膏B之最終固形物含量為 72.34重量百分比。 主批鋁膏C之製備 膏C之成分及組成與膏A類似，不同處在於以氮 氣霧化球狀銘粉（平均粒子大小為6 μηι)取代空氣霧 化結節狀鋁粉。

S 22 201230070 主批鋁膏D之製備 膏D之成分及組成與膏b類似，不同處在於以氮 氣霧化球狀鋁粉（平均粒子大小為6 μηι)取代空氣霧 化結節狀鋁粉。 主批銘膏Ε 膏Ε為商業管道購得鋁膏，即PV381 (美國德拉瓦 州威明頓 Ε I DuPont Nemours Company)包含 70-75 重 量百分比之鋁、10至15重量百分比之二乙二醇丁醚、 ⑺至15重量百分比之松油，根據材料安全資料表所提 供之資訊。

主批銘膏F 膏F為商業管道購得Α1膏，即Ruxing rx8204(中 ，廣東省廣州市儒興公司）包含6〇_76重量百分比之氮 氣霧化球狀鋁粉、1至5重量百分比之二乙 二醇丁醚、 ^20重量百分比之松油醇、丨至5重量百分比之甲基 卡必醇，根據材料安全資料表所提供之資訊。 主抵鋁膏G之製備 膏D之成分及組成與膏b類似，不同處在於未添 加熔塊。 添加物鋁膏之製備 占此以』述主減膏A至G製備例示性添加物銘膏組 包31至9重里百分比之鹼土金屬鹽（碳酸飼、草 23 201230070 酸辦、辛酸鈣及碳酸鈣鎂），基於總固體（鋁及鹼土金 屬鹽）含量。將膏中的鋁成分取代，製成該添加物鋁膏， 而姆照組銘膏未添加妈化合物。在含I弓鹽之膏中，表中 所不鈣鹽濃度是基於該鋁膏組成物之總固體含量（鋁+ 鈣鹽）。 因此’包含9重量百分比之碳酸鈣的添加物膏A 表示紹對碳酸弼之重量比率為91:9，而該背側鋁膏包含 67· 14重量百分比鋁和6 64重量百分比之碳酸鈣，基於 主抵艇膏A之73.78重量百分比之最終固態物含量。 玻螭料製備 將23.11 g之氧化鉍（ΠΙ)、8.89 g之二氧化矽、23 11 §之二氧化二硼、6.20 g之三氧化銻，與3.91 g之氧化 鋅之混合物置於白金坩堝以1400ΐ箱形高溫爐（美國 紐澤西州布盧姆菲爾德CM Furnaces )在空氣中加熱， 製成50公克之玻璃熔塊。將液體倒出坩堝，至金屬板 上冷卻。XRD分析顯示該熔塊為非結晶。將該玻璃熔 塊於IPA中以5mm之YSZ球在磨罐中研磨，將粒子磨 製d1〇為0.53微米。 製作供彎曲測試用之太陽能電池晶圓 為了電池彎曲測量，選用矩形電池設計以突顯任何 觀察到之考曲。以厚度160或2〇〇微米之p型多晶石夕晶 圓製成例示性太陽能電池晶圓，以供測量彎曲程度。該 矽晶圓之標稱基座抗性為1 〇hm/Sq、放射器抗性為65 Ohm/sq，且以電漿增强化學氣相沉積（pECVD)形成 24 1 201230070 含氫氮化矽（SiNx:H)抗反射塗層。將 152 mm><152 mm 之發aa圓以鑽石錐切割為i4 mmx65 mm矩形晶圓，爾 後清潔。 將上述製備之主批鋁膏A至F及添加物膏以具13 mmx64 mm矩形開口之網版（紐約迪普Sefar Inc )與 網版印刷機MSP 885(美國紐澤西州北布蘭其Affiliated Manufacturers inc·)印刷在矩形晶圓背側。如此於邊緣 周圍產生標稱0.5 mm之裸Si (即無A1)邊界。將各晶 圓在施用銘膏前後分別秤重，以測定施用於該晶圓上之 銘膏淨重。該A1膏A之濕重目標值為63 mg，燒製後 產生之A1載量為5 6 mg Ai/cm2。在具穿孔排氣裝置之 機械循環烘箱中以150它加熱3〇分鐘烘乾塗有鋁膏A 之石夕晶圓，形成之乾薄膜厚度為3〇微米。彎曲測試中 並不將前側膏網印於矽晶圓上。 將該印刷乾燥後之矩形矽晶圓於PV614紅外線回 知爐（美國富爾頓加州Radiant Techn〇l〇gy Corp.)以帶 行速度457公分/分鐘（或180吋/分鐘）進行燒製。該 爐具包含六個加熱區域，各區域溫度為區域1之55〇 °C、區域2之6〇〇ΐ、區域3之650°C、區域4之700 C、區域5之8〇〇°c，而最終加熱區域6之最高溫度設 ' 疋為840至940。(：。該晶圓以33秒通過上述六個加熱 區域，在區域5及區域6中各花費2 5秒。該晶圓達到 之最高溫度低於區域6之設定，為740至84(TC。區域 6設定點溫度為表1至4所稱之電池燒製溫度。 太陽能電池晶圓之彎曲測量 25 201230070 製作一機架以便對上文製備太陽能電池晶圓進行 方便準確之電池彎曲測量。該機架為30.48 cm><30.48 cm 桌體，桌腳為15.24 cm。桌面平整，中央設有1公分之 洞孔。為便於測量，該洞孔為錐形，因此該桌面底部之 孔徑大於桌面頂部之孔徑。將Keyence LC-2001 (加拿 大安大略省Mississauga )雷射位移計之測量頭經測微計 驅動位移台裝置於桌面下。該雷射位移計之光束經桌面 之孔直接向上投射。以桌面之平面為彎曲測量之參考平 面。進行測量前，以測微計驅動位移台調整LC-2001 之垂直位置，使已知平面樣本放置於桌面孔洞上時該計 讀數為零。爾後，將上述之太陽能電池晶圓放置桌面， 使其中心對準讀孔洞之中心。因此LC-2001讀出從該桌 面平面之位移，單位為微米，精確度為±1微米（亦即 ±0.001 mm )。 表1總結鋁膏A至F印刷於160 μιη厚晶圓之彎曲 結果。表2總結紹膏Α及Β印刷於200 μιη厚晶圓之彎 曲結果。 表1 :例示性太陽能電池晶圓彎曲特性（160微米厚） 實例編號 背側膏（基於總固形物含 量之重量百分比） 中位數太陽能 電池晶圓彎曲 (mm ) 太陽能電池 晶圓彎曲減 少百分比 對照組1 膏A 875 0.432 1.1 膏A含3%之碳酸鈣 875 0.273 37% 1.2 膏A含1%之草酸鈣 875 0.341 21% 1.2 膏A含3%之草酸鈣 875 0.275 36% 1.3 膏A含9%之草酸鈣 875 0.222 49%

26 S 201230070 1.4 膏A含1%之碳酸鈣鎂 875 0.299 31% 1.5 膏A含3%之碳酸鈣鎂 875 0.222 49% 1.6 膏A含9%之碳酸鈣鎂 875 0.163 62% 1.7 膏A含5%之辛酸鈣 875 0.333 23% 1.8 膏A含15%之辛酸#5 875 0.241 44% 對照組2 膏B 875 0.308 2.1 膏B含3%之碳酸鈣 875 0.204 34% 對照組3 膏C 900 0.463 3.1 膏C含3%之碳酸鈣 900 0.31 33% 3.2 膏C含9°/。之碳酸鈣 900 0.228 51% 對照組4 膏D 900 0.176 4.1 膏D含3%之碳酸鈣 900 0.135 23% 4.2 ‘膏D含9%之碳酸鈣 900 0.127 28% 對照組5 ' 膏E 860 0.461 5.1 膏E含3%之碳酸鈣 860 0.419 9% 5.2 膏E含9%之碳酸鈣 860 0.325 30% 對照組6 膏F 860 0.42 6.1 膏F含3%之碳酸鈣 860 0.264 37% 6.2 膏F含9%之碳酸鈣 860 0.212 50% 表2 :例示性太陽能電池晶圓之彎曲特性（200微米厚） 實例編號 背侧膏（基於總固形物含 量之重量百分比） 逖 中位數太陽能 電池晶圓彎曲 (mm ) 太陽能電池 晶圓彎曲減 少百分比 對照組7 膏A 875 0.235 7.1 膏A含3%之碳酸鈣 875 0.146 38% 對照組8 膏B 875 0.149 2.1 膏B含3%之碳酸鈣 875 0.124 17% 從表1及表2可知，在鋁膏A至F中添加多達9 重量百分比之碳酸鹽、草酸鹽或辛酸鹽之鈣鹽，相較於 27 201230070 無妈鹽添加物之對照組膏A至F，不論矽晶圓厚度為 何，可使晶圓彎曲減少多達62%。將鈣鹽添加物之^從 1 %增加至9%，可使對應之彎曲減少。 製造供測試太陽能電池電性效能所用之太陽能電池 用以測量電性效能與SEM分析之例示性太陽能電 池是以厚度160微米之p型多晶矽晶圓為起始材料。將 28 mmx28 mm之電池切割並以上述程序製成太陽能電 池晶圓。 將上述製成之鋁膏A、B及C和含有不同量氧化鈣 之添加物膏A、B及C以具26.99 mm><26.99 mm方形開 口之網版（紐約迪普Sefar Inc.)與網版印刷機MSP 885 (美國紐澤西州北布蘭琪Affiliated Manufacturers Inc.) 印刷在矩形晶圓背側。如此於邊緣周圍產生標稱〇 5公 厘之裸Si (即無A1)邊界。將各晶圓在施用鋁膏前後 分別秤重，以測定施用於該矽晶圓上之鋁膏淨重。該 A1膏A之濕重目標值為55 mg，燒製後產生之A1載量 為5.6 mg Al/cm2。據此調整膏b及膏c之濕印重量’ 以取付燒製後相仿之目標重量5.6 mg Al/cm2 after firing。在具穿孔排氣裝置之機械循環烘箱中以i5〇〇c加 熱30分鐘烘乾塗有鋁膏之矽晶圓，形成之乾薄膜厚度 為30微米。 爾後，將銀膏Solamet®PV145 (美國德拉瓦州威明 頓 Ε· I. du Pont de Nemours and CompanyE)以 20.3 cmx25.4 cm (8吋xl〇吋）之網板框架（紐約迪普Sefar Inc.)與網版印刷機MSP 485 (美國紐澤西州北布蘭琪 201230070

Affiliated Manufacturers Inc·)網印於矽晶圓正面氮化石夕 層上。印刷後之晶圓在對流烘箱中以15〇°c烘乾20分 鐘，產生20至30微米厚之銀格線與粗條。網印之銀膏 圖案為十條100-140微米寬之格線在近電池一邊緣處 連接1.25公厘寬之粗線。 ‘將該印刷乾燥後之矩形矽晶圓於PV614紅外線回 ，銲爐（美國富爾頓加州Radiant Technology Corp.)以帶 行速度457公分/分鐘（或180吋/分鐘）進行燒製。該 爐具包含六個加熱區域，各區域溫度為區域i之55〇 C、區域2孓600。(：、區域3之050。(：、區域4之7〇〇 C、區域5之8〇〇°C，而最終加熱區域6之最高溫度設 定為840至940。(：。該晶圓以33秒通過上述六個加熱 區域，在區域5及區域6中各花費2.5秒。晶圓達到之 最咼溫度低於區域6之設定，為74〇至84〇°c。區域6 設定點溫度為表3所稱之電池燒製溫度。燒製後，該金 屬化晶圓成為機能太陽能電池。 所有對照組、例示性組與比較組太陽能電池分組製 作’標不為「系列」。同系列之所有電池於同曰印刷鋁 膏及銀膏’且於同曰一起燒製。 、 各銘膏組成物依組成物不同，發揮最大效能之燒製 - 溫度，^不同。以同系列之各鋁膏組成物分別製成相同 之，陽能電池。之後將這些太陽能電池分為3或4組， 且每組中之所有太陽能電池（通常每組為3至6晶圓） 以1同溫度燒製。不同組之燒製溫度在850Ϊ至925°C 之範圍内’以約25°C增溫。同組中各燒製溫度下太陽 能電池之中位數效能，經測定列示於表3。 29 201230070 太陽能電池之電性效能評估 使用商購可得之電流電壓（JV )測試儀ST-1000(俄 羅斯莫斯科Telecom-STV Ltd.)進行上製多晶石夕太陽能 電池之效能測量。於各太陽能電池之頂部及底部設置電 壓與電流兩種電連接。使用瞬間光致激發以避免加熱該 矽太陽能電池並取得標準溫度條件（25°c )下之jv曲 線。以光譜輸出類似太陽光譜之閃光燈從垂直距離工公 尺處照設該太陽能電池。該閃光燈之功率維持恆定Μ 微秒。在此段期間，在樣品表面之強度（對外部太匕 電池作校正）為1000 w/m2 (或i Sun)。在此°14微二 期間，該測試機使該樣品上的人工電負栽從短路變 成開路。該負載變化至超過指定之負載範圍時，該 測試機記錄該太陽能電池之光引發電流及電壓通藉 由以電流乘上在各個電壓位準之電壓而得到之乘積艮θ 由此數據得到一功率對電壓之曲線。採用功率對電壓Ζ 線之最大值作為該太陽能電池之特徵輸出功率以計算 太陽能電池效率。使此最大功率除以樣品面積以得到在 1 Sim強度下之最大功率密度。將之除以該輪入強产 1000 W/m2以取得效能，再乘以1〇〇，將致能以百分^ 表示。其他相關參數亦從相同之電流電壓曲線取得=特 別重要的是：開路電壓（U。。），電流為零時為電壓；閉 路電壓（Isc)，電壓為零時為電流，以及對合理有效電 池，串聯（Ra)與分流（Rsh)電阻值之估計值是從該 電流電壓曲線分別於近短路點及開路點之處局部斜^ 之倒數所取得。電池彎曲及電池效能結果歸納於3表3。

S 30 201230070 表3 :太陽能電池晶圓彎曲相 ^生及電池效能 實例編號 背側膏（基於總固形物含 量之重量百分比） 鴻G 中位數太陽能 電池晶圓臂曲 (mm) 中位數電 池效能 (%) 對照組9 膏A 870 0.432 16.42 9.1 膏A含3%之CaC03 870 0.016 16.54 對照組10 膏B 870 0.191 16.44 10.1 膏B含3%之CaC03 870 0.25 16.5 表3顯示以指定溫度燒製之中位數電池效能及中 位數彎曲。應注意電池之效能未以不同之電池燒製溫度 範圍優化，因其並非本發明之範圍，本發明著重於電池 之彎曲與黏著性。 膏黏著性測試 銘膏必_於發晶圓展現良好黏著性，方能適於商 業應用。因此，㈣離試驗在以上述方法製造之太陽能 電池上測賴示性料組成物製成之ai金屬化的黏著 強度。為進行此測·，將—層翻膠帶貼在 1.05 口寸χΐ·〇5 2電池之測J皮重樣本上。貼膠帶時輔以秤過皮重之鋁 石模板以疋義與晶圓之接觸區域（〇 78⑽2)。之後撕 下膠帶’將晶m與膠帶都以分析天平（美國俄玄俄州哥 倫布Mettler MT5)再次秤重。晶圓及膠帶的重量差在 表4中為四次分別啦之平均值。表4。基於重量測量 之黏著性測試結果。 31 201230070 實例編號 背侧膏（基於總固形物 含量之重量百分比） 黏著性 晶圓平均 重量損 失，微克 膠帶平均 重量獲 得，微克 對照組11 膏B 900 中等 -89 +99 —' 11.1 膏B含3%之CaC03 875 改善 -8 +78 ------ ------ 對照組12 膏G 900 差 -856 +920 12.1 膏G含3%之CaC03 900 改善 -343 「+346 從表4可知，相較於不含碳酸鈣添加物之鋁膏，鋁 膏組成物中添加3%碳酸鈣有助於改善黏著性。

CaC03添加物之分解 實例13.1 ·用主批銘膏A製作添加物膏，並加入 碳酸鈣粉末’在膏固形物中提供5〇/0之CaC03。使用此 膏塗製28 mmx28 mm太陽能電池之背側，並將電池以 π 个a衣吖眯姑霄電極微粒層 面樣本。® 3顯喊面之SEM影像，包括兩她微 365和矽微粒366。亦對該微粒層進行TEM束電子 ^因此判錢3影像左側之粒子371如為碳酸安 與该添加物相同之組成。但俩崎场之外燒 過程中或燒製後分解，形成氧化纟"^ 繞射圖荦可分辨Car〇^ 匕鈣或氣氧化鈣3?2。 二，了刀辨^取核心和外殼’但 中的Ca0與Ca(OH) 2。部分分 刀辨外 2位於兩她微粒的介面之間/解產物⑽心⑴] 【圖式簡單說明】

S 32 201230070 圖1A至F繪示製造矽太陽能電池之例斧性程序。 圖2A至D繪示利用本發明背側鋁膏製造矽太陽能 電池之例示性程序。 圖3為太陽能電池中鋁微粒狀層一部分之截面 SEM影像，其中該太陽能電池是利用本發明之含碳酸 鈣添加物的鋁膏組成物所製成。 圖1A至F、圖2A至D，以及圖3之參考示數說明 如下。 10 : P型矽晶圓 2〇:n型擴散層 3〇:抗反射塗層，例如：siNx、Ti0x、si0x 40 : p+層（背面電場，bsf) 60 :背側|呂膏 61 :鋁背電極（經燒製背侧鋁膏而得） ·背側銀或銀/紹膏 71 ·銀或銀/銘背電極（經燒製背側銀或銀/紹膏而 得） 500 :前側銀膏 501 :銀正電極（經燒製前側銀膏而得） 102 :矽基板（矽晶圓） 104 :金屬前電極 106:第一背側電極之背側鋁膏 108 .第二背側電極之導電膏 :第-背側電極（鋁背電極） 112:第二背侧電極（銀或銀/!呂電極） 365 :鋁微粒 33 201230070 366 :矽微粒 371 :碳酸鈣微粒 372 :氧化鈣及/或氫氧化鈣 201230070 【主要元件符號說明】 10 : p型矽晶圓 20 : η型擴散層 30 :抗反射塗層 40 : ρ+層 • 60:背側鋁膏 61 :鋁背電極 ， 70:背側銀或銀/鋁膏 71 :銀或銀/鋁背電極 500 :前側銀膏 501 :銀正電極 102 :矽基板（矽晶圓） ‘ 104 :金屬前電極 106:第一背側電極之背側鋁膏 108 :第二背側電極之導電膏 110 :第一背側電極（鋁背電極） 112 :第二背側電極（銀或銀/鋁電極） 365 :鋁微粒 366 :分微粒 371 :碳酸鈣微粒 372 :氧化鈣及/或氫氧化鈣 35

Claims (1)

1. 201230070 七、申請專利範圍·· 1.-種鋁膏組成物，其係包含： a)佔0.〇5〇至】） 旦 物包含一驗土金屬離子盘一添加物，該添加 有機反離子係選白料反離子之—種鹽，其中該 (resonates)所構成之鮮組羧酸鹽、苯酸鹽以及樹脂酸鹽 b)佔42至μ $曰 加物之重量㈣在511百分比之—姉，使崎對該添 〇 佔 9/至5'= 999 1 之範_，· 物之總重 其中該等：二重爾比之一有機載體， 總重。“重|百纽狀量㈣胁軸膏 2. 。.〇5 ===膏組成物，其中該添加物之存在量為 3. ’其愉粉之存在量為46 4·=求項！所述之料組成物，進一步 以隨 及其遲合物所構成之群2金屬化合物、氮㈣、金屬鹽 量 組成物，其中該玻璃熔塊之存在

   36 5. 201230070 6. —種太陽能電池，其係包含： (a) — p型矽基板，其包含一夾層於一 n型區域與— Ρ+層間之Ρ型區域； (b) —位於該ρ+層上之鋁背電極，其中該鋁背電極包 含0.05至13_4重量百分比之一添加物及其分解產物，該 • 添加物包含一鹼土金屬離子與一有機反離子之一種鹽以 • 及86.6至99.95重量百分比之鋁，基於該鋁背電極之總重， 其中該有機反離子係選自由羧酸鹽、苯酸鹽及樹脂酸 鹽(resonates)所構成之群組，以及 其中該添加物之該分解產物包令鹼土金屬氧化物及 驗土金屬氫氧化物；以及 (c) 一位於該η型區域一部分上之金屬前電極。 7·如請求項6所述之太陽能電池，其中該鋁背電極包含〇1 至6重量百分比之該添加物及其分解產物。 8·如請求項6所述之太陽能電池，其中該鋁之存在量為94 至99.9重量百分比。 、 9.如請求項6所述之太陽能電池，其中該鋁背電極進一步包 ••’ 含0.1至8重量百分比之一隨選成分，該隨選成分包含非 結晶二氧化矽、鋅有機金屬添加物、錫有機金屬添加物、 一或多種玻璃熔塊組成物，或其混合物。 1〇·如請求項6所述之太陽能電池，進一步包含一位於該η 型區域上之抗反射塗層（ARC)。 37 201230070 11. 一種形成矽太陽能電池之方法，其係包含： (a) 將一紹膏組成物施用於一 p型咬基板之背侧’ 該鋁膏組成物包含： (i) 佔〇·〇5至12.7重量百分比之一添加物， 該添加物包含一驗土金屬離子與—有機反離子之 一種鹽’其中該有機反離子係選自由叛酸鹽、苯酸 鹽及樹脂酸鹽（resonates)所構成之群組， (ii) 佔42至85重量百分比之一鋁粉，使鋁粉 對該添加物之重量比率在5:1至約999:1之範圍 内，以及 (iii) 佔9.9至57·9重量百分比之一有機載體， 其中該等以重量百分比計之量值係基於該鋁膏組 成物之總重； (b) 將一金屬膏施用於該ρ型矽基板之前側，該前 側係與該背側相背；以及 (c) 在施用該鋁膏後以最高溫度在600至98(TC範 圍内之溫度燒製該ρ型矽基板。 12·如請求項U形成矽太陽能電池之方法，其中該一驗土金 屬離子與一有機反離子之鹽在該鋁膏組成物中之存在量 為0.1至6重量百分比。 13_如請求項11所述之形成矽太陽能電池之方法，其中該在呂 粉在該鋁膏中之存在量為46至85重量百分比。 S 38 201230070 14. 如請求項11形成矽太陽能電池之方法，其中該步驟（c) 之在施用該鋁膏後燒製該p型矽基板是在步驟（b)將一 金屬膏施用於該p型矽基板之前側後進行。 15. —種矽太陽能電池，其係由請求項12的方法製造而成。 39