TWI640490B

TWI640490B - 用於鈍化射極背面電池(perc)之太陽能電池之導電膠的含聚矽氧烷有機載體

Info

Publication number: TWI640490B
Application number: TW107103562A
Authority: TW
Inventors: 迪畢達斯巴盧拉斯卡; 毅楊; 利欣宋; 廣翟
Original assignee: 美商賀利氏貴金屬北美康舍霍肯有限責任公司
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2018-11-11
Also published as: TW201834993A; KR20190088558A; CN109983585A; WO2018175167A1

Abstract

本發明係關於一種鈍化射極背面太陽能電池，其包含具有正表面及背表面之矽基板、具有複數個形成於其中之裸孔的該矽基板背表面上之背面鈍化層、形成於該背面鈍化層之裸孔中之鋁背接觸層及該矽基板背表面上之至少一個背側焊接片。該背側焊接片係由包含導電金屬粒子、至少一種不含鉛之玻璃料及包含至少一種聚矽氧油之有機載體的導電膠組合物形成。

Description

用於鈍化射極背面電池(PERC)之太陽能電池之導電膠的含聚矽氧烷有機載體

本發明係關於一種用於調配導電膠之有機載體。在一個態樣中，有機載體包括至少一種聚矽氧油且用於導電膠以用於形成鈍化射極背面太陽能電池上之電極。本發明亦關於使用本文所揭示之導電膠形成的鈍化射極背面太陽能電池。

太陽能電池為使用光伏效應將光能轉化成電的裝置。太陽能為有吸引力之綠色能量來源，因為其為可持續的且僅產生無污染副產物。在操作中，當光射中太陽能電池時，一部分入射光由表面反射且剩餘部分透射入太陽能電池中。透射光之光子由太陽能電池吸收，該太陽能電池通常由諸如矽之半導體材料製成。來自經吸收光子之能量自半導體材料之原子激發其電子，從而產生電子-電洞對。此等電子-電洞對隨後由p-n接面分離且由施加於太陽能電池表面上之導電電極來收集。以此方式，可在互連之太陽能電池之間傳導電。太陽能電池可具有各種不同的結構。習知的太陽能電池具有塗覆至半導體基板正側之抗反射塗層(ARC)以便減少入射光之反射。將通常由導電膠形成之正側電極施加於呈柵格狀圖案之抗反射塗層之上。將另一導電膠(其可與正側導電膠相同或不同)塗覆至太陽能電池背側以形成背側電極/焊接墊。亦將鋁膠塗覆至基板背側、交疊焊接墊之邊緣以形成改進太陽能電池效能之背表面場。一種特定類型的太陽能電池為鈍化射極背面電池(「PERC」)。在習知的太陽能電池中，將鋁膠直接塗覆至太陽能電池基質背表面以形成背表面場。在PERC之太陽能電池中，首先將通常由諸如氧化鋁之介電材料形成之背面鈍化層塗覆至基板背表面。可將諸如氮化矽罩蓋層之附加背表面層塗覆至背面鈍化層之上。隨後，移除部分背面鈍化層及附加背面層以曝露底層基板之區域。此步驟可藉由例如酸蝕刻或雷射鑽孔來達成。接著將鋁導電膠塗覆至背面層之上，由此填充在移除過程期間產生之「洞」。在此等區域中，當燃燒鋁膠時形成局部背表面場。可在塗覆鋁膠之前或之後將背側焊接片施加至背表面上。圖1及圖2中說明標準太陽能電池及例示性PERC之太陽能電池。已顯示PERC之太陽能電池相較於不具有背面鈍化層之太陽能電池具有增加的效率。用於形成正側及背側電極之導電膠組合物係為其具體應用而特定調配。典型的導電性組合物含有金屬粒子、無機組分及有機載體。關於用於形成PERC之太陽能電池上之背側焊接片的膠，其通常使用銀作為金屬粒子、使用玻璃料作為無機組分且使用有機載體來形成。此等PERC背側膠設計成與諸如背面鈍化層及罩蓋層之底層基板層存在有限的化學反應性或不存在化學反應性以便避免會導致太陽能電池之電氣效能降低之彼等層的損壞。因此，需要具有高度導電性且與PERC之太陽能電池基板底層表面層存在有限的化學反應性之導電組合物。詳言之，需要不損壞背面鈍化層或罩蓋層且改進電池之電氣效能的用於形成PERC之太陽能電池上之背側焊接片的導電組合物。

本發明之有機載體提供具有改進的PERC之太陽能電池中之電氣效能的導電膠。在本發明之一個態樣中，提供鈍化射極背面太陽能電池。鈍化射極背面太陽能電池包括具有正表面及背表面之矽基板、具有複數個形成於其中之裸孔(open hole)的矽基板背表面上之背面鈍化層、形成於背面鈍化層之裸孔中之鋁背接觸層及矽基板背表面上之至少一個背側焊接片。背側焊接片係由包含導電金屬粒子、至少一種不含鉛之玻璃料及包含至少一種聚矽氧油之有機載體的導電膠組合物形成。本發明進一步提供一種製備鈍化射極背面太陽能電池之方法，其包括以下步驟：將背側導電膠組合物塗覆至具有至少一個背面鈍化層形成於其上之矽基板的背面，該背面鈍化層具有複數個形成於其中之裸孔以曝露矽基板區域，在背面鈍化層之裸孔中塗覆鋁導電膠組合物以接觸矽基板，且加熱矽基板。背側導電膠組合物包含導電金屬粒子、至少一種不含鉛之玻璃料及包含至少一種聚矽氧油之有機載體。

相關申請此為2016年8月2日提交之美國專利申請第15/226,546號之部分接續申請，該案主張2015年9月25日提交之美國臨時申請第62/232,796號之優先權。彼等申請之全部內容以引用的方式併入本文中。用於形成太陽能電池電極之導電膠通常包括導電金屬粒子、一或多種玻璃料、有機載體及視情況選用之一或多種添加劑。本發明之有機載體係用於形成導電膠組合物以用於具有改進電學性質之PERC之太陽能電池上的背側焊接片。 有機載體本發明之有機載體提供介質，藉由該介質可將導電金屬粒子及玻璃料施加至矽表面以形成背側焊接片。較佳有機載體為由一或多種較佳為有機溶劑之溶劑形成之溶液、乳液或分散液，該等溶劑確保膠之組分呈溶解、乳化或分散態存在。較佳為提供導電性組合物之組分之最佳穩定性且改進所得PERC之太陽能電池之電氣效能的有機載體。在一個實施例中，以導電膠組合物之100%總重量計，有機載體以至少約5 wt%、較佳至少約10 wt%、更佳至少約15 wt%、更佳至少約20 wt%且最佳至少25 wt%之量存在於導電性組合物中。同時，以導電膠組合物之100%總重量計，有機載體較佳不超過約60 wt%、較佳不超過約55 wt%且更佳不超過約50 wt%。在較佳實施例中，有機載體包含至少一種聚矽氧烷化合物。聚矽氧烷化合物為具有多個具有Si-O-Si鍵之矽氧烷官能基之化合物。在較佳實施例中，聚矽氧烷化合物為聚矽氧油，其為具有有機側鏈之液體聚合的矽氧烷。聚矽氧烷化合物在導電膠組合物中之用途顯示為最小化對PERC之太陽能電池之背表面層的蝕刻，由此改進PERC之太陽能電池之開路電壓(Voc)及效率(Eta)。可使用任何適合用於導電膠組合物之聚矽氧油。在較佳實施例中，使用黏度為約1-40 kcps之聚矽氧油，較佳使用黏度為約1-10 kcps，諸如約5 kcP之聚矽氧油，或黏度為約25-35 kcps，諸如約30 kcps之聚矽氧油。根據本文所闡述之方法量測黏度。在一個實施例中，以有機載體之100%總重量計，有機載體包含至少約0.5 wt%聚矽氧油。同時，有機載體包含不超過約20 wt%聚矽氧油、較佳不超過約15 wt%且最佳不超過約13 wt%。關於作為整體之膠組合物，以導電膠之100%總重量計，聚矽氧油較佳以至少0.1 wt%且較佳至少約0.2 wt%、更佳至少0.5 wt%且最佳至少1 wt%之量存在。同時，以導電膠之100%總重量計，聚矽氧油較佳以不超過約10 wt%、較佳不超過約5 wt%之量存在。在較佳實施例中，以導電膠之100%總重量計，聚矽氧油較佳以不超過約4 wt%之量存在。在另一較佳實施例中，膠組合物包括約0.2至約3.5wt%、較佳約1至約3 wt%聚矽氧油。在一個實施例中，一或多種聚矽氧烷化合物分別自有機載體或任何其他膠組分併入導電膠中。一或多種聚矽氧烷化合物可與其他膠組分，亦即導電金屬粒子、玻璃料及有機載體一起添加，或可在已組合膠組分後將一或多種聚矽氧烷化合物添加至膠組合物中。在較佳實施例中，一或多種聚矽氧烷化合物在與剩餘的有機載體組分組合之前與至少一種溶劑混合在一起。在一個實施例中，在組合時觀察溶劑與聚矽氧烷之交互作用以便測定其是否其充分混合或分離。在一個實施例中，有機載體進一步包括至少一種有機溶劑及至少一種樹脂(例如聚合物)。在較佳實施例中，有機載體包含至少一種有機溶劑、至少一種樹脂、至少一種聚矽氧烷化合物或其任何組合。較佳樹脂為彼等有助於形成具有有利可印刷性及黏度之導電性組合物的樹脂。此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文的所有樹脂均可用作有機載體中之樹脂。較佳樹脂包括但不限於聚合樹脂、單體樹脂及為聚合物與單體之組合的樹脂。聚合樹脂亦可為其中在單個分子中含有至少兩種不同單體單元之共聚物。較佳聚合樹脂為彼等在聚合物主鏈中攜帶官能基之樹脂、彼等在主鏈外攜帶官能基之樹脂及彼等在主鏈內與主鏈外均攜帶官能基之樹脂。較佳在主鏈中攜帶官能基之聚合物包括例如聚酯、經取代之聚酯、聚碳酸酯、經取代之聚碳酸酯、在主鏈中攜帶環基之聚合物、聚糖、經取代之聚糖、聚胺基甲酸酯、經取代之聚胺基甲酸酯、聚醯胺、經取代之聚醯胺、酚類樹脂、經取代之酚類樹脂、前述聚合物中一或多者之單體視情況與其他共聚單體之共聚物或其至少兩者之組合。根據一個實施例，樹脂可為聚乙烯醇縮丁醛或聚乙烯。較佳在主鏈中攜帶環基之聚合物包括例如聚丁酸乙烯酯(polyvinylbutylate，PVB)及其衍生物，及聚萜品醇及其衍生物，或其混合物。較佳聚糖包括例如纖維素及其烷基衍生物，較佳為甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、丙基纖維素、羥丙基纖維素、丁基纖維素及其衍生物及其至少兩者之混合物。其他較佳聚合物包括例如纖維素酯樹脂，例如乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素及其任何組合。較佳在主要聚合物鏈外攜帶官能基之聚合物包括彼等攜帶醯胺基之聚合物、常稱為丙烯酸樹脂之彼等攜帶酸及/或酯基之聚合物或攜帶前述官能基之組合之聚合物或其組合。較佳在主鏈外攜帶醯胺之聚合物包括例如聚乙烯吡咯啶酮(PVP)及其衍生物。較佳在主鏈外攜帶酸及/或酯基之聚合物包括例如聚丙烯酸及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯(PMA)及其衍生物或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其衍生物或其混合物。較佳單體樹脂為基於乙二醇之單體、萜品醇樹脂或松脂衍生物或其混合物。較佳基於乙二醇之單體樹脂為彼等具有多個醚基、多個酯基之樹脂或彼等具有一個醚基及一個酯基之樹脂，較佳醚基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及高碳烷基醚，較佳酯基為乙酸酯及其烷基衍生物，較佳乙二醇單丁醚單乙酸酯，或其混合物。松酯膠樹脂、聚丁酸乙烯酯及乙基纖維素為最佳樹脂。在一個實施例中，乙基纖維素用作黏合劑。以有機載體之100%總重量計，樹脂可以至少約0.5 wt%、較佳至少約1 wt%且最佳至少約3 wt%之量存在。同時，以有機載體之100%總重量計，樹脂可以不超過約10 wt%且較佳不超過約8 wt%之量存在。在一個實施例中，以有機載體之100%總重量計，樹脂以約5 wt%量存在。較佳溶劑為在燃燒期間以顯著程度自膠移除之組分。較佳地，其在燃燒之後呈現的絕對重量與在燃燒之前相比較降低至少約80%，較佳與在燃燒之前相比較降低至少約95%。較佳溶劑為彼等有助於有利黏度及可印刷性特徵之溶劑。此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文的所有溶劑均可用作有機載體中之溶劑。較佳溶劑為彼等在標準環境溫度及壓力(SATP) (298.15 K，25℃，77℉)、100 kPa (14.504 psi，0.986 atm)下以液體形式存在之溶劑，較佳為彼等沸點高於約90℃且熔點高於約-20℃之溶劑。較佳溶劑為極性的或非極性的，質子的或非質子的，芳族或非芳族的。較佳溶劑包括例如單醇、二醇、聚醇、單酯、二酯、聚酯、單醚、二醚、聚醚、包含此等類別官能基之至少一或多者且視情況包含其他類別官能基(較佳環基、芳族基、不飽和鍵、一或多個O原子經雜原子替換之醇基、一或多個O原子經雜原子替換之醚基、一或多個O原子經雜原子替換之酯基)之溶劑及前述溶劑之兩者或超過兩者之混合物。此上下文中之較佳酯包括例如己二酸之二烷基酯，較佳烷基成分為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及高碳烷基或兩個不同該等烷基之組合，較佳為己二酸二甲酯及兩種或超過兩種己二酸酯之混合物。此上下文中之較佳醚包括例如二醚，較佳乙二醇之二烷基醚，較佳烷基成分為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及高碳烷基或兩種不同該等烷基之組合及兩種二醚之混合物。此上下文中之較佳醇包括例如一級、二級及三級醇，較佳三級醇，較佳萜品醇及其衍生物，或兩種或超過兩種醇之混合物。組合超過一種不同官能基之較佳溶劑為2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(常稱為texanol)及其衍生物；2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇(常稱為卡必醇)，其烷基衍生物，較佳甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基卡必醇，較佳己基卡必醇或丁基卡必醇，及其乙酸酯衍生物，較佳丁基卡必醇乙酸酯；或前述至少兩者之混合物。在較佳實施例中，溶劑包括丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇中之至少一者或其混合物。咸信此等三種溶劑與聚矽氧烷化合物充分混合。以有機載體之100%總重量計，有機溶劑可以至少約50 wt%且更佳至少約60 wt%且更佳至少約70 wt%之量存在。同時，以有機載體之100%總重量計，有機溶劑可以不超過約95 wt%且更佳不超過約90 wt%之量存在。此項技術中已知之表面活性劑可與一或多種聚矽氧烷化合物一起使用。合適的表面活性劑為彼等有助於形成具有有利可印刷性及黏度特徵之導電組合物的表面活性劑。此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文的所有表面活性劑皆可用作有機載體中之表面活性劑。較佳表面活性劑為彼等基於直鏈、支鏈、芳族鏈、氟化鏈、聚醚鏈及其組合之表面活性劑。較佳表面活性劑包括但不限於單鏈、雙鏈或多鏈聚合物。較佳表面活性劑可具有非離子、陰離子、陽離子、兩親媒性或兩性離子頭部。較佳表面活性劑可為聚合表面活性劑及單體表面活性劑或其混合物。較佳表面活性劑可具有顏料親和基，較佳具有顏料親和基之羥基官能的羧酸酯(例如DISPERBYK®-108，由BYK USA, Inc.製造)、具有顏料親和基之丙烯酸酯共聚物(例如DISPERBYK®-116，由BYK USA, Inc.製造)、具有顏料親和基之改質聚醚(例如TEGO® DISPERS 655，由Evonik Tego Chemie GmbH製造)及其他具有高顏料親和基團之表面活性劑(例如Duomeen TDO®，由Akzo Nobel N.V.製造)。不在以上清單中之其他較佳聚合物包括但不限於聚氧化乙烯、聚乙二醇及其衍生物及烷基羧酸及其衍生物或鹽，或其混合物。較佳聚乙二醇衍生物為聚(乙二醇)乙酸。較佳烷基羧酸為彼等具有完全飽和烷基鏈之烷基羧酸及彼等具有單不飽和或多不飽和烷基鏈之烷基羧酸，或其混合物。較佳具有飽和烷基鏈之羧酸為彼等烷基鏈長度在約8至約20個碳原子範圍內之羧酸，較佳為C ₉H ₁₉COOH (癸酸)、C ₁₁H ₂₃COOH (月桂酸)、C ₁₃H ₂₇COOH (肉豆蔻酸)、C ₁₅H ₃₁COOH (棕櫚酸)、C ₁₇H ₃₅COOH (硬脂酸)或鹽或其混合物。較佳具有不飽和烷基鏈之羧酸為C ₁₈H ₃₄O ₂(油酸)及C ₁₈H ₃₂O ₂(亞麻油酸)。若存在，則以有機載體之100%總重量計，一或多種額外的表面活性劑可為至少約0.5 wt%。同時，以有機載體之100%總重量計，表面活性劑較佳不超過約10 wt%且較佳不超過約8 wt%。有機載體亦可包含一或多種觸變劑及/或其他添加劑。一般熟習此項技術者已知之任何觸變劑可與本發明之有機載體一起使用。舉例而言(非限制性地)，觸變劑可衍生自天然來源或其可經合成。較佳觸變劑包括但不限於蓖麻油及其衍生物、無機黏土、聚醯胺及其衍生物、煙霧狀二氧化矽、羧酸衍生物，較佳脂肪酸衍生物(例如C ₉H ₁₉COOH (癸酸)、C ₁₁H ₂₃COOH (月桂酸)、C ₁₃H ₂₇COOH (肉豆蔻酸)、C ₁₅H ₃₁COOH (棕櫚酸)、C ₁₇H ₃₅COOH (硬脂酸)、C ₁₈H ₃₄O ₂(油酸)、C ₁₈H ₃₂O ₂(亞麻油酸))或其組合。亦可使用市售觸變劑，諸如(例如)Thixotrol ^®MAX、Thixotrol ^®ST或THIXCIN ^®E。根據一個實施例，以有機載體之100%總重量計，有機載體包含至少約1 wt%且較佳至少約7 wt%觸變劑。同時，以有機載體之100%總重量計，有機載體較佳包括不超過約20 wt%、較佳不超過約15 wt%觸變劑。較佳有機載體中之添加劑為不同於前述組分且有助於導電性組合物之諸如改進的電氣效能及穩定性特徵之有利性質的彼等物質。可使用此項技術中已知且據認為適合於本發明之上下文的添加劑。較佳添加劑包括但不限於黏度調節劑、穩定劑、無機添加劑、增稠劑、乳化劑、分散劑及pH調節劑。若存在，則以有機載體之100%總重量計，該等添加劑較佳不超過約15 wt%。調配有機載體會影響導電膠組合物之黏度，反過來又影響其可印刷性。若黏度過高，則膠不能很好地轉移通過篩目且可能出現線斷裂或較低點。若黏度過低，則膠可能過於流體而導致印刷線擴展且縱橫比降低。如本文所闡述，為量測膠組分中之任一者之黏度，使用配備有CP-44Y樣品杯及#51圓錐體之布洛克菲爾德HBDV-III數位流變儀(Brookfield HBDV-III Digital Rheometer)。使用TC-502循環溫度浴將樣品溫度保持在25℃。設定量測間隙為0.026 mm且樣品體積為約0.5 ml。使樣品平衡兩分鐘，且接著應用1.0 rpm恆定旋轉速度一分鐘。以kcps為單位報導此間隔後之樣品黏度。 導電金屬粒子導電性組合物亦包含導電金屬粒子。較佳導電金屬粒子為彼等展現最佳導電性且在燃燒之後有效燒結以便其產生具有高導電性之電極之導電金屬粒子。此項技術中已知適用於形成太陽能電池電極之導電金屬粒子為較佳的。較佳金屬粒子包括但不限於元素金屬、合金、金屬衍生物、至少兩種金屬之混合物、至少兩種合金之混合物或至少一種金屬與至少一種合金之混合物。在本發明之實施例中，以膠之100%總重量計，導電膠可包含至少約30 wt%、較佳至少約35 wt%、更佳至少約40 wt%、更佳至少約45 wt%且最佳至少約50 wt%金屬粒子。在較佳實施例中，以膠之100%總重量計，導電膠包含至少約60 wt%金屬粒子。同時，以膠組合物之100%總重量計，導電膠較佳包括不超過約99 wt%、較佳不超過約95 wt%、更佳不超過約90 wt%、更佳不超過約85 wt%、更佳不超過約80 wt%、更佳不超過約75 wt%、更佳不超過約70 wt%且更佳不超過約65 wt%金屬粒子。具有此導電性金屬粒子含量之導電膠適用於形成PERC之太陽能電池上之背側焊接片。可用作金屬粒子之金屬包括銀、銅、金、鋁、鎳、鉑、鈀、鉬中之至少一者及其混合物或合金。在較佳實施例中，金屬粒子為銀。銀可以元素銀、銀合金或銀衍生物形式存在。合適的銀衍生物包括例如銀合金及/或銀鹽，諸如鹵化銀(例如氯化銀)、氧化銀、硝酸銀、乙酸銀、三氟乙酸銀、正磷酸銀及其組合。在另一實施例中，金屬粒子可包含塗有一或多種不同金屬或合金之金屬或合金，例如塗有鋁之銀粒子或塗有銀之銅粒子。金屬粒子可存在有有機或無機的表面塗層。此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文的任何此類塗層均可用於金屬粒子上。較佳有機塗層為彼等促進分散入有機載體中之塗層。較佳無機塗層為彼等調節燒結且促進所得導電膠之黏著效能之塗層。若此類塗層存在，則較佳地，以金屬粒子之100%總重量計，塗層對應於不超過約5 wt%、較佳不超過約2 wt%且最佳不超過約1 wt%。導電粒子可展現各種形狀、尺寸及比表面積。形狀之一些實例包括但不限於球形、角形、細長(桿或針狀)及扁平(片狀)。導電金屬粒子亦可以具有不同形狀之粒子之組合形式存在，諸如(例如)球形金屬粒子與片形金屬粒子之組合。金屬粒子之另一特徵為其平均粒度d ₅₀。d ₅₀為中值直徑或粒度分佈之中等值。其為50%之累積分佈下的粒徑值。粒度分佈可經由雷射繞射、動態光散射、成像、電泳光散射或此項技術中已知之任何其他方法來量測。特定言之，根據ISO 13317-3:2001來測定根據本發明之粒度。如本文所闡述，使用連接至具有LA-910軟體程式之電腦的Horiba LA-910雷射繞射粒度分析器來測定中值粒徑。金屬粒子之相對折射率選自LA-910手冊且輸入軟體程式中。測試腔室用去離子水填充至貯槽上之適當填充線。接著藉由使用軟體程式中之循環及攪動功能來循環溶液。一分鐘之後，排乾溶液。額外重複此過程一次以確保腔室中無任何殘餘物質。隨後第三次用去離子水填充腔室且使其循環且攪動一分鐘。溶液中之任何背景粒子藉由使用軟體中之空白功能來排除。接著開始超音波攪動，且將金屬粒子緩慢添加至測試腔室中之溶液中直至透射率條處於軟體程式中之適當區域。一旦透射率處於正確程度，立即進行雷射繞射分析且量測金屬組分之粒度分佈且以d ₅₀之形式給出。較佳地，金屬粒子之中值粒徑d ₅₀為至少約0.1 µm且較佳至少約0.5 µm。同時，d ₅₀較佳不超過約5 µm且更佳不超過約4 µm。在一個實施例中，導電膠組合物包括球形銀粒子與片形銀粒子之組合，其中球形銀粒子之d ₅₀較佳為低於或等於約3 µm且片形銀粒子之d ₅₀較佳為低於或等於約5 µm。表徵粒子之形狀及表面之另一方式為藉由其比表面積來表徵。比表面積為等同於每單位質量材料總表面積、固體或總體積或截面積之固體性質。其由表面積除以質量(單位為m ²/g)或表面積除以體積(單位為m ^-1)來定義。比表面積可藉由此項技術中已知之布厄特(BET，Brunauer-Emmett-Teller)法來量測。如本文所闡述，根據DIN ISO 9277:1995進行BET量測。使用根據SMART方法(具有自適應性配料速率之吸附方法)操作之Monosorb型號MS-22儀器(由Quantachrome Instruments製造)來進行量測。使用作為參考物質之氧化鋁(表面積參考物質目錄號2003，可購自Quantachrome Instruments)。製備樣品以用於在內建式脫氣台中進行分析。流動氣體(30% N ₂及70% He)掃除雜質，產生吸附可出現於其上之乾淨表面。可用供應之加熱套將樣品加熱至使用者可選之溫度。數位溫度控制器及顯示器安裝在儀器正面板上。完成脫氣之後，將樣品電池轉移至分析台。快速連接配件在轉移期間自動密封樣品電池，且接著激活系統以開始分析。手動升高填充有冷卻劑之杜瓦瓶(dewar flask)，浸沒樣品電池且引起吸附。儀器在吸附完成(2至3分鐘)時進行偵檢，自動降低杜瓦瓶，且使用內建式熱風鼓風機將樣品電池緩緩加熱回至室溫。因此，脫附氣體信號顯示於數位表上且表面積直接呈現於正面板顯示器上。整個量測(吸附及脫附)循環通常需要少於六分鐘。在吸附及脫附進行時，該技術使用高靈敏度的熱導偵檢器來量測被吸附物/惰性載氣混合物之濃度變化。當藉由機載電子器件整合且與校準比較時，偵檢器提供經吸附或經脫附之氣體的體積。對於吸附量測，使用在77K下分子截面積為0.162 nm ²之N ₂5.0進行計算。進行單點分析且內建式微處理器確保線性度且自動計算以m ²/g為單位之樣品之BET表面積。根據一個實施例，金屬粒子之比表面積可為至少約0.1 m ²/g、較佳至少約0.2 m ²/g。同時，比表面積較佳不超過10 m ²/g且更佳不超過約5 m ²/g。在一個實施例中，金屬粒子之比表面積在約0.7與1.7 m ²/g之間。 玻璃料在用於形成正側太陽能電池電極之導電膠中，玻璃料充當黏著力介質，促進導電粒子與矽基板之間的黏結，且因此提供其間之良好的電接觸。特定言之，在燃燒後，習知的玻璃料蝕刻通過矽基板之表面層(例如抗反射層)以使得可在導電膠與矽晶圓之間製造有效的電接觸。與玻璃料當在導電膠組合物中所使用時之傳統角色相反，本發明之玻璃料設計成展現最低限度的蝕刻特徵。此類玻璃料特別適用於形成PERC之太陽能電池上之背側焊接片。特定言之，本文所描述之玻璃料將對PERC之太陽能電池之背表面層(例如背面鈍化層及罩蓋層)的蝕刻降至最低，此舉反過來將對彼等層的損壞降至最小，否則會導致分流及開路電壓損耗且因此降低太陽能電池效率。如此，本發明之玻璃料設計成低蝕刻且非接觸成形玻璃。在一個實施例中，本發明之一或多種玻璃料較佳具有低鉛含量或不含鉛，因為已知鉛對於太陽能電池上之表面層具有強蝕刻性質。如本文所闡述，以玻璃料之100%總重量計，術語「低鉛含量」係指鉛含量為至少0.5 wt%且少於約5 wt%之玻璃料，諸如少於約4 wt%、少於約3 wt%、少於約2 wt%、少於約1 wt%且少於約0.8 wt%。如本文所闡述，以玻璃料之100%總重量計，術語「不含鉛」係指鉛含量少於約0.5 wt%、較佳少於約0.4 wt%、更佳少於約0.3 wt%、更佳少於約0.2 wt%且最佳少於約0.1 wt%鉛之玻璃料。在最佳實施例中，玻璃料包含少於約0.01 wt%鉛，該鉛可以來自其他玻璃組分之附帶雜質的形式存在。在一個較佳實施例中，玻璃組合物不包括任何有意添加之鉛。在本發明之一個態樣中，玻璃料較佳包含相對較高含量之氧化矽(SiO ₂)、氧化硼(B ₂O ₃)及/或氧化鉍(B ₂O ₃)。此等氧化物通常充當玻璃成形的氧化物。在一個實施例中，以玻璃料之100%總重量計，SiO ₂、B ₂O ₃及Bi ₂O ₃之總含量為至少約70 wt%且較佳至少約75 wt%。同時，以玻璃料之100%總重量計，玻璃料包含的SiO ₂、B ₂O ₃及Bi ₂O ₃之總含量較佳不超過約90 wt%且較佳不超過約85 wt%。另外，玻璃料較佳包括至少一種鹼性氧化物，諸如(例如)Na ₂O、Li ₂O及/或K ₂O。此等鹼性氧化物通常充當降低玻璃料在升高燃燒溫度下之化學反應性之玻璃改質劑。玻璃料較佳包括此等鹼性氧化物中之至少兩者之組合，諸如Na ₂O及Li ₂O。在一個實施例中，以玻璃料之100%總重量計，玻璃料包括至少約5 wt%、較佳至少約8 wt%總鹼性氧化物。同時，以玻璃料之100%總重量計，玻璃料包括不超過約20 wt%、較佳不超過約15 wt%總鹼性氧化物。玻璃料亦可包括氧化鋅(ZnO)。若玻璃料包括ZnO，則以玻璃料之100%總重量計，其以不超過15 wt%、較佳不超過10 wt%之量存在。玻璃料進一步包括鉬氧化物(例如MoO ₃)、鈮氧化物(例如Nb ₂O ₅)、鋁氧化物、硫氧化物、硒氧化物、碲氧化物、釩氧化物及鎢氧化物中之至少一種。在一個實施例中，以玻璃料之100%總重量計，玻璃料較佳包括至少約2 wt%且不超過約5 wt% MoO ₃。若存在，則玻璃料包括少於約2wt% Nb ₂O ₅。玻璃料可包括其他元素、氧化物、加熱後產生氧化物之化合物及/或其混合物。在一個實施例中，玻璃料可包括熟習此項技術者已知之其他氧化物或化合物，包括但不限於鎂、鈦、鋯、鎳、釓、銻、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅、鍺、銦、鹼土金屬、稀土金屬、磷及鉻或其至少兩者之任何組合、可在燃燒後產生彼等金屬氧化物之化合物或前述金屬中之至少兩者之混合物、前述氧化物中之至少兩者之混合物、可在燃燒時產生彼等金屬氧化物之前述化合物中之至少兩者之混合物或兩者或超過兩者上文所提及之各者中的任一者之混合物。本發明之較佳玻璃料為展現玻璃轉移之非晶形或部分結晶狀固體之粉末。玻璃轉移溫度T _g為非晶形物質在加熱後自剛性固體轉換為部分流動之過冷熔體時的溫度。本發明之玻璃料之另一重要特徵為玻璃軟化點，其通常低於玻璃轉移溫度且標識超過某一任意點之玻璃開始軟化時之點。用於測定玻璃軟化溫度及玻璃轉移溫度之方法已為熟習此項技術者所熟知。特定言之，可使用DSC設備SDT Q600 (可購自TA Instruments)來測定玻璃轉移溫度T _g，其同時記錄差示掃描熱量測定(DSC)及熱解重量分析(TGA)曲線。儀器裝備有水平平衡器及具有鉑/鉑-銠(R型)熱電偶之熔爐。所用樣品固持器為容量為約40-90 µl之氧化鋁陶瓷坩堝。為進行量測及資料評估，分別應用量測軟體Q Advantage；Thermal Advantage Release 5.4.0及Universal Analysis 2000、4.5A版Build 4.5.0.5。至於參考盤及樣品盤，使用體積為約85 µl之氧化鋁盤。將約10-50 mg之量的樣品稱重入樣品盤中，且精確度為0.01 mg。將空的參考盤及樣品盤置放在設備中，關閉烘箱且開始量測。自25℃之起始溫度至1000℃之結束溫度，採用10 K/min加熱速率。始終用氮氣(N ₂5.0)吹掃儀器中之平衡器，且用合成空氣(80% N ₂及20% O ₂，來自Linde)吹掃烘箱，且流動速率為50 ml/min。使用上文所描述之軟體將DSC信號中之第一步驟評估為玻璃轉移，且將經測定之起始值視為T _g之溫度。 T _g較佳低於導電膠所需之燃燒溫度。根據本發明，較佳玻璃料之T _g為至少約200℃且較佳至少約250℃。同時，較佳玻璃料之T _g為不超過約900℃、較佳不超過約800℃且最佳不超過約700℃。另外，在一個實施例中，玻璃之玻璃軟化點為約400-550℃、更佳約480-530℃。在另一實施例中，玻璃之玻璃軟化點為約650-800℃、較佳約690-760℃。熟習此項技術者熟知玻璃料粒子可展現各種形狀、尺寸及表面積與體積比。如本文所論述，玻璃粒子可展現與可由導電金屬粒子所展現之形狀相同或類似的形狀(包括長度:寬度:厚度比)。有利於所產生電極之改進電接觸之具有一種形狀或形狀組合之玻璃料粒子為較佳的。較佳地，玻璃料粒子之中值粒徑d ₅₀(如上文關於導電金屬粒子所闡述)為至少約0.1 µm。同時，較佳地，玻璃粉之d ₅₀不超過約10 µm、更佳不超過約5 µm且最佳不超過約3.5 µm。在一個實施例中，玻璃料粒子之比表面積為至少約0.5 m ²/g、較佳至少約1 m ²/g且最佳至少約2 m ²/g。同時，較佳地，該比表面積不超過約15 m ²/g、較佳不超過約10 m ²/g。根據另一實施例，玻璃料粒子可包括表面塗層。此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文的任何該塗層皆可用於玻璃料粒子。本發明之較佳塗層包括彼等促進玻璃分散於有機載體中及導電膠之改進接觸的塗層。若此類塗層存在，則較佳地，在每種情況下以玻璃料粒子之總重量計，塗層對應於不超過約10 wt%、較佳不超過約8 wt%、最佳不超過約5 wt%。以膠之100%總重量計，導電膠包括至少約0.5 wt%、較佳至少約1 wt%且最佳至少約2 wt%玻璃料。同時。以導電膠之100%總重量計，膠較佳包括不超過約10 wt%、較佳不超過約8 wt%、更佳不超過約6 wt%且最佳不超過約5 wt%玻璃料。 添加劑較佳添加劑為除其他明確提及之組分以外的添加至膠之組分，其有助於提高膠、其產生之電極或所得太陽能電池之電氣效能。除玻璃料及載體中存在之添加劑以外，添加劑亦可獨立地存在於導電膠中。較佳添加劑包括但不限於觸變劑、黏度調節劑、乳化劑、穩定劑或pH調節劑、無機添加劑、增稠劑及分散劑或其至少兩者之組合。較佳無機的有機金屬添加劑包括但不限於Mg、Ni、Te、W、Zn、Mg、Gd、Ce、Zr、Ti、Mn、Sn、Ru、Co、Fe、Rh、V、Y、Sb、P、Cu及Cr或其至少兩者之組合，較佳為Zn、Sb、Mn、Ni、W、Te、Rh、V、Y、Sb、P及Ru或其至少兩者之組合，其氧化物、在燃燒時產生彼等金屬氧化物之化合物或前述金屬中之至少兩者之混合物、前述氧化物中之至少兩者之混合物、在燃燒時可產生彼等金屬氧化物之前述化合物中之至少兩者之混合物或兩者或超過兩者上文所提及之各者中的任一者之混合物。在較佳實施例中，導電膠包含促進黏著力之添加劑，諸如錳氧化物、鋅氧化物、鋁氧化物或鉍氧化物。根據一個實施例，膠可包括至少約0.1 wt%一或多種添加劑。同時，以膠之100%總重量計，膠較佳包括不超過約10 wt%、較佳不超過約5 wt%且最佳不超過約2 wt%一或多種添加劑。在最佳實施例中，以膠之100%總重量計，導電膠包含不超過約1 wt%一或多種添加劑。。 形成導電膠組合物為形成導電膠，使用此項技術中已知之用於製備膠組合物的任何方法使玻璃料材料與導電金屬粒子及有機載體組合。製備之方法並非至關重要的，只要其產生均質分散之膠即可。組份可諸如用混合器混合，隨後穿過例如三輥碾磨機以製成分散之均勻膠。除同時將所有組分混合在一起以外，可例如在球磨機中將原始玻璃料材料與銀粒子共碾磨2-24小時以達成玻璃料與銀粒子之均質混合物，其接著與有機載體混合。 太陽能電池本發明亦關於一種太陽能電池。在一個實施例中，太陽能電池包含半導體基板(例如矽晶圓)及本文所描述之實施例中之任一者之導電膠組合物。在另一態樣中，本發明係關於藉由包括以下之方法製備之太陽能電池：將本文所描述之實施例中之任一者之導電膠組合物塗覆至半導體基板(例如矽晶圓)且燃燒半導體基板。 矽晶圓在太陽能電池之其他區域中，本發明之較佳晶圓具有能夠高效率地吸收光以產生電子-電洞對且高效率地跨越邊界、較佳跨越p-n接面邊界來分離電洞與電子的區域。本發明之較佳晶圓為彼等包含由正摻雜層及背摻雜層組成之單一體之晶圓。晶圓較佳包含經適當摻雜之四價元素、二元化合物、三元化合物或合金。在此上下文中之較佳四價元素包括但不限於矽、鍺或錫，較佳矽。較佳二元化合物包括但不限於兩種或超過兩種四價元素之組合、第III族元素與第V族元素之二元化合物、第II族元素與第VI族元素之二元化合物或第IV族元素與第VI族元素之二元化合物。較佳四價元素之組合包括但不限於兩種或超過兩種選自矽、鍺、錫或碳之元素之組合，較佳SiC。較佳第III族元素與第V族元素之二元化合物為GaAs。根據本發明之較佳實施例，晶圓為矽。明確提及矽之前述描述亦適用於本文所描述之其他晶圓組合物。 p-n接面邊界位於晶圓之正摻雜層與背摻雜層之相接處。在n型太陽能電池中，背摻雜層摻雜有電子供給n型摻雜劑，且正摻雜層摻雜有電子接收或電洞供給p型摻雜劑。在p型太陽能電池中，背摻雜層摻雜有p型摻雜劑且正摻雜層摻雜有n型摻雜劑。根據本發明之較佳實施例，藉由首先提供經摻雜之矽基板且隨後向彼基板之一個面施加相反類型之摻雜層來製備具有p-n接面邊界之晶圓。經摻雜之矽基板可藉由此項技術中已知且視為適合於本發明的任何方法來製備。本發明矽基板之較佳來源包括但不限於單晶矽、多晶矽、非晶矽及升級冶金矽，最佳為單晶矽或多晶矽。摻雜以形成經摻雜之矽基板可藉由在製備矽基板期間添加摻雜劑來同時進行，或其可在後續步驟中進行。在製備矽基板後之摻雜可例如藉由氣體擴散磊晶法(gas diffusion epitaxy)來進行。經摻雜之矽基板亦可容易地商購獲得。根據一個實施例，矽基板之初始摻雜可藉由向矽混合物添加摻雜劑來與矽基板形成同時進行。根據另一實施例，若存在，則正摻雜層及高度摻雜之背層之塗覆可藉由氣相磊晶法來進行。此氣相磊晶法較佳在至少約500℃、較佳至少約600℃且最佳至少約650℃之溫度下進行。同時，溫度較佳不超過約900℃、較佳不超過約800℃且最佳不超過約750℃。氣相磊晶法較佳在至少約2 kPa、較佳至少約10 kPa且最佳至少約40 kPa之壓力下進行。同時，壓力較佳不超過約100 kPa、較佳不超過約80 kPa且最佳不超過約70 kPa。此項技術中已知，矽基板可展現多種形狀、表面紋理及尺寸。僅舉幾例，基板之形狀可包括立方形、圓盤、晶圓及不規則多面體。根據本發明之較佳實施例，晶圓為具有兩個類似、較佳相等之維度及顯著小於其他兩個維度之第三維度的立方體。第三維度可比前兩個維度小至少100倍。另外，具有粗糙表面之矽基板為較佳的。一種評定基板粗糙度之方式為評估基板次表面之表面粗糙度參數，該次表面比基板之總表面積小，較佳為小於約總表面積之一百分之一，且其為基本上平面的。表面粗糙度參數值藉由次表面面積與理論表面面積之比率給出，該理論表面係藉由將彼次表面投影至藉由使均方移位最小化而與次表面最佳擬合之平坦平面上來形成。較高表面粗糙度參數值指示較粗糙且較不規則的表面，且較低表面粗糙度參數值指示較光滑且較平坦的表面。根據本發明，矽基板之表面粗糙度較佳經修改以便在包括但不限於光吸收及對表面之黏著力的多種因素之間產生最佳平衡。可改變矽基板之兩個較大維度以適合所得太陽能電池所需之塗覆。根據本發明，矽晶圓之厚度較佳低於約0.5 mm、更佳低於約0.3 mm且最佳低於約0.2 mm。一些晶圓之最小厚度為0.01 mm或大於0.01 mm。正摻雜層較佳比背摻雜層薄。正摻雜層之厚度亦較佳為至少約0.1 µm且較佳不超過約10 µm，較佳不超過約5 µm且最佳不超過約2 µm。 摻雜劑較佳摻雜劑為彼等當添加至矽晶圓時藉由將電子或電洞引入能帶結構中來形成p-n接面邊界的摻雜劑。較佳地，此等摻雜劑之身分及濃度經特定選擇以便視需要調諧p-n接面之能帶結構概況且設定光吸收及導電性概況。較佳p型摻雜劑包括但不限於彼等向矽晶圓能帶結構添加電洞之摻雜劑。此項技術中已知且據認為適合於本發明之上下文的所有摻雜劑均可用作p型摻雜劑。較佳p型摻雜劑包括但不限於三價元素，特別為彼等週期表之第13族之三價元素。在此上下文中之較佳的週期表之第13族元素包括但不限於硼、鋁、鎵、銦、鉈或其至少兩者之組合，其中硼為特別較佳的。較佳n型摻雜劑為彼等向矽晶圓能帶結構中添加電子之n型摻雜劑。較佳n型摻雜劑為週期表之第15族之元素。在此上下文中之較佳的週期表之第15族元素包括但不限於氮、磷、砷、銻、鉍或其至少兩者之組合，其中磷為特別較佳的。如上文所描述，可改變p-n接面之各種摻雜程度以便調諧所得太陽能電池之所需性質。摻雜程度係使用次級離子質譜分析來量測。根據某些實施例，半導體基板(亦即矽晶圓)展現高於約60 Ω/□之薄層電阻，諸如高於約65 Ω/□、70 Ω/□、90 Ω/□或100 Ω/□。為量測經摻雜之矽晶圓表面之薄層電阻，使用配備有軟體套件「GP-4 Test 1.6.6 Pro」之裝置「GP4-Test Pro」(獲自GP Solar GmbH)。為進行量測，應用四點量測原理。兩個外部探針應用恆定電流且兩個內部探針量測電壓。使用歐姆定律(Ohmic law)以Ω/□為單位導出薄層電阻。為測定平均薄層電阻，對晶圓之25個相等分佈之點進行量測。在溫度為22±1℃之空調房間中，在量測之前平衡所有設備及材料。為進行量測，「GP-Test.Pro」配備有具有銳利尖端之4點量測頭(零件號04.01.0018)以便穿透抗反射及/或鈍化層。施加10 mA電流。使量測頭與非金屬化晶圓材料接觸且開始量測。在量測晶圓上之25個相等分佈之點後，以Ω/□為單位計算平均薄層電阻。 太陽能電池結構根據本發明之方法獲得之太陽能電池有助於達成上文所描述之目的中之至少一個。本發明之較佳太陽能電池為彼等在入射光總能量轉化成電能輸出之比例方面具有高效率之太陽能電池及彼等輕質且耐久之太陽能電池。在最低限度下，太陽能電池包括：(i)前電極、(ii)正摻雜層、(iii) p-n接面邊界、(iv)背摻雜層及(v)焊接墊。如本文所闡述，太陽能電池亦可包括附加層，特別PERC之太陽能電池。 抗反射層根據本發明，在將電極施加至太陽能電池之正面之前，可施加抗反射層作為外層。在一個實施例中，抗反射層亦可同樣施加至太陽能電池之背表面。可採用此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文中的所有抗反射層。較佳抗反射層為彼等降低由正面反射之入射光之比例且增加穿過正面待由晶圓吸收之入射光之比例的抗反射層。產生有利吸收/反射比、易經受導電膠蝕刻、以其它方式對燃燒導電膠所需之溫度具有抗性且不使電極界面附近之電子與電洞之再組合增加之抗反射層為較佳的。較佳抗反射層包括但不限於SiN _x、SiO ₂、Al ₂O ₃、TiO ₂或其至少兩者之混合物及/或其至少兩個層之組合。根據較佳實施例，抗反射層為SiN _x，詳言之其中採用矽晶圓。抗反射層之厚度適合於適當光之波長。根據本發明之較佳實施例，抗反射層之厚度為至少20 nm、較佳至少40 nm且最佳至少60 nm。同時，厚度較佳不超過約300 nm、更佳不超過約200 nm且最佳不超過約90 nm。 鈍化層一或多個鈍化層可作為外層塗覆至矽晶圓之正側及/或背側。可在前電極形成之前或在塗覆抗反射層(若存在抗反射層)之前塗覆一或多個正鈍化層。通常在生產晶圓期間諸如經過電漿氣相沈積技術塗覆一或多個背側鈍化層。在生產PERC之太陽能電池期間，首先塗覆正抗反射層，接著塗覆背面鈍化層，最後塗覆背面罩蓋層。較佳鈍化層為彼等降低在電極界面附近之電子/電洞再結合速率之鈍化層。可採用此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文中的任何鈍化層。本發明之較佳鈍化層包括但不限於氧化鋁(例如Al ₂O ₃)。鈍化層之厚度較佳為至少0.1 nm、較佳至少10 nm且最佳至少30 nm。同時，厚度較佳不超過約2 µm、較佳不超過約1 µm且最佳不超過約200 nm。 額外的保護層除上述層以外，可添加其他層以用於機械及化學保護。可對電池進行封裝以提供化學保護。根據較佳實施例，若此類封裝存在，則使用常常稱作透明熱塑性樹脂之透明聚合物作為封裝材料。在此上下文中之較佳透明聚合物為矽橡膠及聚乙烯乙酸乙烯酯(PVA)。亦可向太陽能電池之正面添加透明玻璃片以為電池之正面提供機械保護。可將背保護材料添加至太陽能電池之背面以提供機械保護。較佳背保護材料為彼等具有良好的機械性質及耐候性之背保護材料。本發明之較佳背保護材料為具有聚氟乙烯層之聚對苯二甲酸乙二酯。背保護材料較佳存在於封裝層之下方(在背保護層與封裝兩者均存在之情況下)。太陽能電池外部可添加框架材料以得到機械支撐。框架材料為此項技術中熟知的，且可採用視為適合於本發明之上下文中的任何框架材料。本發明之較佳框架材料為鋁。製備 PERC 之太陽能電池之方法如下製備PERC之太陽能電池。首先，在矽基板上形成如上文所闡述之正側擴散層。在基板正側上，接著塗覆抗反射塗層，諸如彼等本文所揭示之抗反射塗層。隨後，諸如藉由電漿氣相沈積將諸如氧化鋁層之背面鈍化層塗覆至基板背表面。接著可將諸如氮化矽罩蓋層之附加背面層塗覆至背面鈍化層之上。隨後，移除部分背面鈍化層及附加背面層以曝露底層基板之區域。此步驟可藉由例如酸蝕刻或雷射鑽孔來達成。接著將鋁導電膠塗覆至背面層之上，由此填充藉由移除部分背面鈍化層產生之「洞」。在此等區域中，當燃燒鋁膠時形成局部背表面場。可在塗覆鋁膠之前或之後將背側焊接片施加至背表面上。同時亦根據此項技術中已知之習知方法形成具有背側焊接片之正側電極。例示性PERC之太陽能電池說明於圖2中。在此等圖式中，術語「AR」係指抗反射層，術語「BSF」係指背表面場，術語「AlO _x」係指氧化鋁背面鈍化層，術語「SiN _x」係指背面罩蓋層，術語「背面Al」係指背面鋁膠且術語「背面Ag」係指背側焊接片。導電膠可以此項技術中已知且視為適合於本發明之上下文中的任何方式塗覆。實例包括但不限於浸滲、浸漬、傾倒、滴落、注入、噴灑、刮刀塗佈、簾式塗佈、刷塗或印刷或其至少兩者之組合。較佳印刷技術為噴墨印刷、網版印刷、移動印刷、平版印刷、凸版印刷或模板印刷或其至少兩者之組合。根據本發明，正側及背側導電膠較佳藉由印刷、較佳藉由網版印刷來塗覆。特定言之，篩網較佳具有直徑為約40 µm或小於40 µm(例如約35 µm或小於35 µm、約30 µm或小於30 µm)之網孔。同時，篩網較佳具有直徑為至少10 µm之網孔。接著使基板經受一或多個熱處理步驟，諸如(例如)習知的經乾燥、紅外線或紫外線固化及/或燃燒。在一個實施例中，基板可根據適當概況燃燒。燃燒使經印刷之導電膠燒結以便形成固體電極。燃燒為此項技術中熟知的，且可以視為適合於本發明之上下文中的任何方式來實現。燃燒較佳在高於玻璃料材料之T _g下進行。根據本發明，設定用於燃燒之最高溫度低於約1000℃、較佳低於約900℃。已採用溫度設定低至約800℃之熔爐以用於獲得太陽能電池。燃燒溫度亦應允許達成金屬粒子之有效燒結。通常設定燃燒溫度分佈以便使來自導電膠組合物之有機材料能燃盡。燃燒步驟通常在空氣中或在帶式熔爐中之含氧氛圍下執行。燃燒較佳以快速燃燒方法進行，且總燃燒時間為至少30秒且較佳至少40秒。同時，燃燒時間較佳不超過約3分鐘、更佳不超過約2分鐘且最佳不超過約1分鐘。晶圓溫度高於600℃之時間最佳在約3秒至7秒範圍內。基板可持續約1至5秒之時間段達到在約700至975℃範圍內之峰值溫度。燃燒亦可以例如約100-700 cm/min之高傳輸率進行，且所得滯留時間為約0.5至3分鐘。多個溫度區(例如3-12個區)可用於控制所需熱分佈。導電膠正面及背面上之燃燒可同時或依序進行。若塗覆至兩個面之導電膠具有類似、較佳相同的最佳燃燒條件，則同時燃燒為適當的。在適當之情況下，燃燒較佳同時進行。在依序進行燃燒之情況下，較佳首先塗覆且燃燒背導電膠，隨後將導電膠塗覆且燃燒至基板正面。 量測導電膠之性質使用來自Halm Elektronik GmbH之商用IV-測試儀「cetisPV-CTL1」來量測太陽能電池之電氣效能。在電量測期間，量測設備之所有部件以及待測試之太陽能電池均保持在25℃下。在實際量測期間，應藉由溫度探針同時在電池表面上量測此溫度。Xe弧光燈以1000 W/m ²之已知AM1.5強度在電池表面上模擬日光。為使模擬器達到此強度，在短時間段內使燈快閃若干次直至其達到由IV-測試儀之「PVCTControl 4.313.0」軟體所監測之穩定程度。Halm IV測試儀使用多點接觸法來量測電流(I)及電壓(V)以確定太陽能電池之IV曲線。為進行此過程，以一定方式將太陽能電池置放於多點接觸探針之間以使得探針指針與太陽能電池之匯流排(亦即印刷線)接觸。接觸探針線之數目調節至電池表面上匯流排之數目。所有電值自動藉由所實施之軟體套件由此曲線來直接測定。作為參考標準，測試由相同面積維度、相同晶圓材料組成且使用相同正側版面加工之來自ISE Freiburg之校準太陽能電池且將資料與合格值進行比較。量測至少五個以完全相同方式加工之晶圓且藉由計算各值之平均值來解釋資料。軟體PVCTControl 4.313.0提供用於效率(Eta)、填充因數(FF)、短路電流(Jsc)、串聯電阻(Rs)及開路電壓(Voc)之值。 太陽能電池模組可將複數個本發明之太陽能電池在空間上配置且電連接以形成稱作模組之集合配置。本發明之較佳模組可具有多個配置，較佳為稱作太陽能板之矩形配置。極多種電連接太陽能電池之方式以及極多種機械配置及固定該等電池以形成集合配置之方式在此項技術中眾所周知。本發明之較佳方法為彼等產生低質量與功率輸出比率、低體積與功率輸出比率及高耐久性之方法。鋁為用於機械固定本發明之太陽能電池之較佳材料。在一個實施例中，多個太陽能電池串聯及/或並聯連接且最初電池與最末電池之電極端部較佳連接至輸出接線。將電池接頭接合至其中已形成背側焊接片之區域。太陽能電池通常封裝於透明熱塑膠樹脂中，諸如矽橡膠或乙烯乙酸乙烯酯。將透明玻璃片置放於封裝透明熱塑膠樹脂之正表面上。將例如塗有聚氟乙烯膜之聚對苯二甲酸乙二酯片之背保護材料置放於封裝熱塑膠樹脂下。此等分層材料可在適當真空熔爐中加熱以移除空氣，且接著藉由加熱及壓製整合入一個主體中。此外，由於太陽能電池通常長期露天置放，因此需要用由鋁或其類似物組成之框架材料覆蓋太陽能電池之周邊。本發明現將結合以下非限制性實例進行描述。實例 1根據下表1中所闡述之組成製備第一組例示性導電膠組合物及參考導電膠組合物。所有值均以按膠組合物之100%總重量計的重量百分比形式提供。以玻璃料之100%總重量計，各個膠中之玻璃料由約75.5 wt% (SiO ₂+B ₂O ₃+Bi ₂O ₃)、約13 wt%一或多種鹼金屬氧化物、約9.6 wt% ZnO及約1.9 wt% Nb ₂O ₅形成。表 1. 例示性膠調配物<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td>參考</td><td>製備1-1</td><td>製備1-2</td></tr><tr><td> 銀粉末 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td></tr><tr><td> 玻璃料 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 聚矽氧油1 (黏度= 5 kcps) </td><td> 0 </td><td> 1.5 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 聚矽氧油2 (黏度 = 30 kcps) </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> MnO2</td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 有機載體 </td><td> 31.5 </td><td> 30 </td><td> 30 </td></tr></TBODY></TABLE>接著在PERC晶圓背側上印刷例示性膠調配物中之各者以形成背側焊接片。在此實例中，使用具有在約35 µm線直徑及5 µm EOM下之280網狀不鏽鋼線之篩網將標準正側膠(由賓夕法尼亞州西康舍霍肯的Heraeus Precious Metals North America Conshohocken LLC製造之SOL9621E)網版印刷至PERC晶圓正側以形成指針線及匯流排。所用PERC晶圓係購自臺灣宜蘭的Sunrise Global Solar Energy Co., Ltd. (晶圓1)及俄勒岡希爾斯伯勒的SolarWorld Americas Inc.(晶圓2)。PERC晶圓已具有塗覆至其背側之局部開放的背面鈍化層。至於彼情況，將實例1之例示性膠及參考膠印刷至背表面上以形成延伸跨越電池全長且寬為約3.5 mm且長度為1.53 mm之背側焊接片。接著，將市售鋁背側膠(由中國廣東的Guangzhou Ruxing Technology Development Co., Ltd. 製造之RUX28K30)印刷在晶圓背側上方以在背面鈍化層之局部開放區域中形成鋁背表面場且略微地交疊背側焊接片。隨後在適當溫度下乾燥電池。隨後在約700-975℃之峰值溫度下燃燒具有經印刷之正側及背側膠的矽基板。接著根據本文所闡述之參數進行例示性PERC之太陽能電池中之各者的電測試。下表2中提供電氣效能結果。所有資料已基於參考膠資料相對於100標準化。如可見，相較於參考膠組合物，兩個例示性膠調配物均展現改進的開路電壓(Voc)。因此，無論使用哪種類型聚矽氧油，皆顯示其存在改進膠組合物之電氣效能。表 2 . 例示性膠組合物之電氣效能<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td>參考</td><td>製備1-1</td><td>製備1-2</td></tr><tr><td>Voc，V(晶圓1)</td><td> 100 </td><td> 100.3647 </td><td> 100.2993 </td></tr><tr><td>Voc，V(晶圓2)</td><td> 100 </td><td> 100.4418 </td><td> 100.4335 </td></tr></TBODY></TABLE>實例 2根據下表3中所闡述之組成製備第二組例示性膠。所有值均以按膠組合物之100%總重量計的重量百分比形式提供。以玻璃料之100%總重量計，此等膠中之各者之玻璃料由約82 wt% (SiO ₂+B ₂O ₃+Bi ₂O ₃)、約10 wt%一或多種鹼金屬氧化物、約5 wt% ZnO、約1 wt% Nb ₂O ₅及約2 wt% MoO ₃形成。矽油2與實例1中所揭示之物質相同。表 3. 例示性膠組合物<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td>參考</td><td>製備4-1</td><td>製備4-2</td><td>製備4-3</td><td>製備4-4</td><td>製備4-5</td><td>製備4-6</td><td>製備4-7</td><td>製備4-8</td></tr><tr><td> 銀粉末 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td><td> 64 </td></tr><tr><td> 玻璃料 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> MnO2 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 聚矽氧油2 </td><td> 0 </td><td> 0.2 </td><td> 0.5 </td><td> 1 </td><td> 1.5 </td><td> 2 </td><td> 2.5 </td><td> 3 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 有機載體 </td><td> 31 </td><td> 30.8 </td><td> 30.5 </td><td> 30 </td><td> 29.5 </td><td> 29 </td><td> 28.5 </td><td> 28 </td><td> 27 </td></tr></TBODY></TABLE>接著將例示性膠調配物中之各者印刷至PERC晶圓背側且根據實例1中所闡述之參數進行電氣效能測試。在此實例中，所用PERC晶圓係購自中國上海的JinkoSolar Holding Co., Ltd.。下表4中提供電氣效能結果。所有資料已基於參考膠資料相對於100標準化。如可見，相較於參考膠組合物，所有例示性膠調配物均展現改進的效率(Eta，%)。表 4 . 例示性膠組合物之電氣效能<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td>製備4-0</td><td>製備4-1</td><td>製備4-2</td><td>製備4-3</td><td>製備4-4</td><td>製備4-5</td><td>製備4-6</td><td>製備4-7</td><td>製備4-8</td></tr><tr><td> Eta，% </td><td> 100 </td><td> 100.189 </td><td> 100.239 </td><td> 100.143 </td><td> 100.618 </td><td> 100.503 </td><td> 100.645 </td><td> 100.537 </td><td> 100.118 </td></tr></TBODY></TABLE>本發明之此等優點及其他優點對於熟習此項技術者而言將自前述說明書顯而易見。因此，熟習此項技術者將認識到，可在不背離本發明之廣泛發明概念的情況下對上述實施例進行改變或修改。任何特定實施例之具體尺寸僅出於說明之目的而描述。因此應理解，本發明並非限制於本文中所描述之特定實施例，而意欲包括在本發明之範疇及精神範圍內的所有改變及修改。

當結合附圖考慮時，參考以下具體實施方式，本發明之更完整評價及其許多伴隨優點將易於獲得，同樣變為更好理解，其中：圖1為標準太陽能電池之側視橫截面圖；且圖2為PERC之太陽能電池之側視橫截面圖。

Claims

一種鈍化射極背面太陽能電池，其包含：具有正表面及背表面之矽基板；具有複數個形成於其中之裸孔之於該矽基板背表面上之背面鈍化層；形成於該背面鈍化層之裸孔中之鋁背接觸層；及於該矽基板背表面上之至少一個背側焊接片，其中該背側焊接片係由包含導電金屬粒子、至少一種不含鉛之玻璃料及包含至少一種聚矽氧油之有機載體的導電膠組合物形成。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中該背面鈍化層包含氧化鋁。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其進一步包含形成於該背面鈍化層與該鋁背接觸層之間的背面罩蓋層。
如請求項3之鈍化射極背面太陽能電池，其中該背面罩蓋層包含氮化矽。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中以該膠之100%總重量計，該等導電金屬粒子以少於約70 wt%之量存在於該導電膠組合物中。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中該等導電金屬粒子為銀粒子。
如請求項6之鈍化射極背面太陽能電池，其中該等銀粒子包含球形銀粉末與片形銀粒子之混合物。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中該導電膠組合物進一步包含含MnO ₂之黏著促進添加劑。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中以該導電膠組合物之100%總重量計，該聚矽氧油以約0.2至約3.5 wt%之量存在於該導電膠組合物中。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中該至少一種不含鉛之玻璃料包含： (i) SiO ₂、B ₂O ₃及Bi ₂O ₃，其中以該玻璃料之100%總重量計，SiO ₂、B ₂O ₃及Bi ₂O ₃之總含量為至少約70 wt%； (ii) 至少5 wt%之至少一種鹼性氧化物；及 (iii) 至少2 wt%之 MoO ₃。
如請求項10之鈍化射極背面太陽能電池，其中以該玻璃料之100%總重量計，該至少一種不含鉛之玻璃料進一步包含量少於約2 wt%之Nb ₂O ₅。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其進一步包含形成於該矽基板正表面上之抗反射層。
如請求項12之鈍化射極背面太陽能電池，其進一步包含形成於該抗反射層上之前電極。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中以該導電膠組合物之100%總重量計，該有機載體以至少約5 wt%且不超過約60 wt%之量存在。
如請求項1之鈍化射極背面太陽能電池，其中該至少一種聚矽氧油之黏度為約1-40 kcps。
一種製備鈍化射極背面太陽能電池之方法，其包含以下步驟： (i) 將背側導電膠組合物塗覆至上面形成至少一個背面鈍化層之矽基板背面上，該背面鈍化層具有複數個形成於其中之裸孔以曝露矽基板區域； (ii) 在該背面鈍化層之裸孔中塗覆鋁導電膠組合物以接觸該矽基板；及 (iii) 加熱該矽基板，其中該背側導電膠組合物包含導電金屬粒子、至少一種不含鉛之玻璃料及包含至少一種聚矽氧油之有機載體。
如請求項16之方法，其中該矽基板進一步包括於該背面鈍化層之上之背面罩蓋層。
如請求項17之方法，其中該複數個裸孔係形成於該背面鈍化層及該背面罩蓋層中。
如請求項16之方法，其中步驟(i)係藉由網版印刷來執行。
如請求項16之方法，其中步驟(iii)係在700-975℃之溫度下執行。