TWI672819B - 用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法 - Google Patents

用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI672819B
TWI672819B TW106122585A TW106122585A TWI672819B TW I672819 B TWI672819 B TW I672819B TW 106122585 A TW106122585 A TW 106122585A TW 106122585 A TW106122585 A TW 106122585A TW I672819 B TWI672819 B TW I672819B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
weight
finger electrode
solar cell
conductive paste
electrode
Prior art date
Application number
TW106122585A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201817020A (zh
Inventor
宋大燮
趙宰彙
Original Assignee
南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司
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 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司 filed Critical 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司
Publication of TW201817020A publication Critical patent/TW201817020A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI672819B publication Critical patent/TWI672819B/zh

Links

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
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid 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
    • H01B1/20—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
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • 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
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • 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
    • 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • 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
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • 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
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本發明提供一種用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法。指狀電極使用包括導電粉末、玻璃料以及有機媒劑的導電膏形成，其中，當指狀電極的高度是H且指狀電極的基體的線寬是A時，指狀電極在0.5H的點處的線寬A'滿足方程式1：0.5A ≤ A' ≤ 0.75A。

Description

用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法
本發明涉及一種用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法。更具體來說，本發明涉及一種用於太陽能電池的指狀電極，其面積比典型指狀電極大，從而實現優良的轉化效率；以及其製造方法。
太陽能電池使用將日光的光子轉化成電的p-n接面的光伏效應產生電。在太陽能電池中，分別在半導體晶圓或基板的上表面和下表面上用其間的p-n接面形成前電極和後電極。隨後，通過進入半導體晶圓的日光誘發p-n接面處的光伏效應且通過p-n接面處的光伏效應產生的電子提供穿過電極的電流。
此類太陽能電池電極一般通過如下方法製造：將具有用於形成電極的開口的印刷遮罩置放在半導體基板上，將導電膏置放在印刷遮罩上，且穿過印刷遮罩的開口將導電膏以電極形式印刷在半導體基板上，繼而烘烤所印刷的導電膏。
圖1示出用於形成太陽能電池電極的典型印刷遮罩的影像。參考圖1，此類典型印刷遮罩10通過如下方法製造：將感光性樹脂14塗覆到相對於印刷遮罩的縱向方向傾斜配置的網12上，且選擇性地去除感光性樹脂的一部分，在所述部分將使用光阻製程印刷電極，從而形成電極印刷部分16。用於形成太陽能電池電極的此類典型印刷遮罩的開口率為45%至60%，其中開口率是指無網部分所佔據的面積與電極印刷部分總面積的比例。
然而，當使用具有上述小開口率的印刷遮罩印刷指狀電極時，由於電極以使得電極的線寬朝向上側急劇減小的形狀形成，所以在改良太陽能電池的轉化效率方面存在限制。
因此，需要一種用於太陽能電池的指狀電極，其展現小的取決於高度的線寬減小，從而提供高轉化效率。
本發明的背景技術公開於日本專利第4,255,248號中。
本發明的一個方面提供一種用於太陽能電池的指狀電極，其展現小的取決於高度的線寬減小，從而提供高轉化效率。
本發明的另一方面提供一種製造用於太陽能電池的指狀電極的方法，如上文所闡述，所述指狀電極展現小的取決於高度的線寬減小。
根據本發明的一個方面，提供一種使用包括導電粉末、玻璃料以及有機媒劑的導電膏形成的用於太陽能電池的指狀電極，其中當指狀電極的高度是H且指狀電極的基體的線寬是A時，指狀電極在0.5H的點處的線寬A'滿足方程式1：0.5A ≤ A' ≤ 0.75A。
此處，指狀電極的基體的線寬A可在30微米至100微米範圍內，且指狀電極的高度H可在10微米至20微米範圍內。
導電膏可包含60重量%至95重量%導電粉末、0.5重量%至20重量%玻璃料以及1重量%至30重量%有機媒劑，且可視需要更包含至少一種由以下各者組成的群組中選出的添加劑：分散劑、觸變劑、塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外光穩定劑（UV stabilizer）、抗氧化劑以及偶合劑。
在一個實施例中，玻璃料可包含：鉍（Bi）和鉛（Pb）中的至少一者；以及碲。
在一個實施例中，玻璃料可包含以下各者中的至少一者：基於鉍-碲-氧化物（Bi-Te-O）的玻璃料、基於鉛-碲-氧化物（Pb-Te-O）的玻璃料以及基於鉛-鉍-碲-氧化物（Pb-Bi-Te-O）的玻璃料。
根據本發明的另一個方面，提供一種製造用於太陽能電池的指狀電極的方法，包含：（a）使用開口率為65%或大於65%的印刷遮罩在基板的前表面上印刷導電膏；以及（b）烘烤所印刷的導電膏。
優選地，印刷遮罩的開口率為65%至90%。
印刷遮罩可包含網、與網結合在一起的感光性樹脂層以及通過去除感光性樹脂層形成的電極印刷部分，其中在電極印刷部分的上方及下方的網的緯線之間的距離長於其它區域中網的緯線之間的距離。
導電膏的烘烤可在600℃至1,000℃下進行。
本發明提供一種用於太陽能電池的指狀電極，其展現小的取決於高度的線寬減小，因此具有大的總面積，從而實現高轉化效率。
本發明提供一種製造用於太陽能電池的指狀電極的方法，其使用具有高開口率的印刷遮罩，從而可形成展現小的取決於高度的線寬減小的指狀電極。
在下文中，將詳細描述本發明的實施例。
大量研究以開發展現小的取決於高度的線寬減小的用於太陽能電池的指狀電極後，本發明者發現可使用開口率為65%或大於65%的印刷遮罩製造展現小的取決於高度的線寬減小的用於太陽能電池的指狀電極，因此完成本發明。
首先描述一種製造根據本發明的用於太陽能電池的指狀電極的方法。
製造根據本發明的用於太陽能電池的指狀電極的方法包含：（a）使用開口率為65%或大於65%的印刷遮罩在基板的前表面上印刷導電膏；以及（b）烘烤所印刷的導電膏。
隨後描述根據本發明的印刷遮罩。圖2示出根據本發明的印刷遮罩100的一個實例。參考圖2，印刷遮罩100包含網120、與網120結合在一起的感光性樹脂層140以及通過去除感光性樹脂層形成的電極印刷部分160，且開口率為65%或大於65%，優選65%至90%。舉例來說，印刷遮罩100的開口率為65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%或90%。此處，開口率根據方程式2計算： [方程式2] 開口率（%）= {(電極印刷部分的面積-電極印刷部分中由網佔據的面積)/電極印刷部分的面積}×100。
當使用包含電極印刷部分且具有高開口率的印刷遮罩100形成指狀電極時，對於既定面積，印刷在基板上的導電膏的量增加，使得電極的線寬減小可達最小，從而提高總電極面積。因此，短路電流增加且串聯電阻降低，從而實現高轉化效率。
在印刷遮罩100中，網的經線優選相對於印刷遮罩的縱向方向呈80°至105°、優選85°至105°的角度。當網的經線的角度屬於以上範圍中時，可使電極印刷部分中網所佔據的面積達最小，從而獲得高開口率。舉例來說，網的經線相對於印刷遮罩的縱向方向呈80°、81°、82°、83°、84°、85°、86°、87°、88°、89°、90°、91°、92°、93°、94°、95°、96°、97°、98°、99°、100°、101°、102°、103°、104°或105°的角度。
另外，如圖2中所示，在電極印刷部分160上方與下方的網的緯線之間的距離優選長於其他區域中網的緯線之間的距離。當與電極印刷部分相鄰的網的緯線之間的距離相對長時，可使電極印刷部分160中網所佔據的面積達最小，同時防止由於印刷導電膏期間壓制構件施加到印刷遮罩上的張力所致的可印刷性降低。
基板為上面形成p-n接面的基板。具體來說，基板可包含半導體基板和發射極。舉例來說，基板可通過用n型摻雜劑摻雜p型半導體基板的一個表面以形成n型發射極來製備。或者，基板可通過用p型摻雜劑摻雜n型半導體基板的一個表面以形成p型發射極來製備。
半導體基板可由結晶矽或化合物半導體形成。此處，結晶矽可為單晶或多晶的。具體來說，半導體基板可為矽晶圓。
此處，p型摻雜劑可為包含第III族元素（如硼、鋁或鎵）的材料。另外，n型摻雜劑可為包含第V族元素（如磷、砷或銻）的材料。
隨後描述根據本發明的導電膏。導電膏包含導電粉末、玻璃料以及有機媒劑。
（1）導電粉末
導電粉末可包含一般用於太陽能電池電極中的任何典型導電粉末，如（但不限於）銀、鋁、鎳、銅或其組合。優選地，使用銀粉作為導電粉末。導電粉末可具有奈米或微米尺度細微性。舉例來說，導電粉末可具有幾十到數百奈米的細微性或若干到幾十微米的粒徑。或者，導電粉末可為具有不同細微性的兩種或多於兩種類型導電粉末的混合物。
導電粉末可具有各種粒子形狀，如（但不限於）球狀、片狀或非晶形粒子形狀。
優選地，導電粉末的平均粒徑（D50）為0.1微米至10微米，更佳0.5微米至5微米。在平均粒徑的此範圍內，導電膏可降低太陽能電池的接觸電阻（contact resistance）和線路電阻（line resistance）。可以在25℃下經由超音波處理將導電粉末分散於異丙醇（isopropyl alcohol，IPA）中3分鐘之後，使用例如1064D型（西萊斯有限公司（CILAS Co., Ltd.））測量平均粒徑。
以導電膏的總重量計，導電粉末可以60重量%至95重量%的量存在。在此範圍內，導電膏可改良太陽能電池的轉化效率且可容易地製成膏狀。優選地，以導電膏的總重量計，導電粉末以70重量%至90重量%的量存在。舉例來說，以導電膏的總重量計，導電粉末可以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%的量存在。
（2）玻璃料
玻璃料用於通過蝕刻抗反射層並在電極膏的烘烤製程期間熔融導電粉末而在發射極區中形成銀晶體顆粒。此外，玻璃料改良導電粉末對晶圓的黏著性，且被軟化而降低烘烤製程期間的烘烤溫度。
當增加太陽能電池的薄層電阻（sheet resistance）來改良太陽能電池效率時，可能存在太陽能電池接觸電阻增加和電流洩漏的問題。因此，必須使串聯電阻（Rs）與對p-n接面的影響達最小，同時使開路電壓（Voc）達最大。另外，由於在越來越多地使用具有不同薄層電阻的各種晶圓的情況下，烘烤溫度在廣泛範圍內變化，因此需要玻璃料保證足夠的熱穩定性以耐受廣泛範圍的烘烤溫度。
舉例來說，玻璃料可包含：碲以及鉍（Bi）和鉛（Pb）中的至少一者。舉例來說，玻璃料可包含以下各者中的至少一者：基於鉍-碲-氧化物（Bi-Te-O）的玻璃料、基於鉛-碲-氧化物（Pb-Te-O）的玻璃料以及基於鉛-鉍-碲-氧化物（Pb-Bi-Te-O）的玻璃料。
在一個實施例中，玻璃料可為基於鉍-碲-氧化物（Bi-Te-O）的玻璃料。此處，玻璃料可包含1莫耳%至30莫耳%鉍（Bi）和30莫耳%至60莫耳%碲（Te），且鉍（Bi）與碲（Te）的莫耳比可在1:0.1至1:50範圍內。
在另一個實施例中，玻璃料可為基於氧化鉛-氧化碲（Pb-Te-O）的玻璃料。此處，玻璃料可包含30莫耳%至60莫耳%碲（Te），且鉛（Pb）與碲（Te）的莫耳比可在1:0.1至1:50範圍內。
在另一個實施例中，玻璃料可為基於氧化鉛-氧化鉍-氧化碲（Pb-Bi-Te-O）的玻璃料。此處，玻璃料可包含30莫耳%至60莫耳%碲（Te），且鉛（Pb）和鉍（Bi）的總和與碲（Te）的莫耳比可在1:0.1至1:50範圍內。
除鉍、鉛和碲以外，玻璃料可更包含金屬和/或金屬氧化物。舉例來說，玻璃料可更包含由以下各者組成的群組中選出的至少一者：鋰（Li）、鋅（Zn）、銀（Ag）、磷（P）、鍺（Ge）、鎵（Ga）、鈰（Ce）、鐵（Fe）、矽（Si）、鎢（W）、鎂（Mg）、銫（Cs）、鍶（Sr）、鉬（Mo）、鈦（Ti）、錫（Sn）、銦（In）、釩（V）、鋇（Ba）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鈉（Na）、鉀（K）、砷（As）、鈷（Co）、鋯（Zr）、錳（Mn）以及其氧化物。
玻璃料可以通過所屬領域中已知的任何典型方法由此類金屬氧化物製備。舉例來說，金屬氧化物可以預定比混合。可以使用球磨機或行星式磨機進行混合。隨後混合物在900℃至1300℃下熔融，接著淬冷（quenching）至25℃。使用盤磨機、行星式磨機等對所得物進行粉碎，從而得到玻璃料。
玻璃料可具有0.1微米至10微米的平均粒徑（D50），且可具有球狀或非晶形形狀。
另外，以導電膏的總重量計，玻璃料可以0.5重量%至20重量%（例如0.5重量%至3.5重量%）的量存在。在此範圍內，玻璃料可保證p-n接面在各種薄層電阻下的穩定性，使串聯電阻達最小且最終改良太陽能電池效率。舉例來說，以導電膏的總重量計，玻璃料可以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%的量存在。
（3）有機媒劑
有機媒劑通過與導電膏的無機成分機械混合而賦予導電膏適用於印刷的黏度和流變學特徵。
有機媒劑可為用於太陽能電池電極的導電膏中所用的任何典型有機媒劑，且可以包含黏合樹脂、溶劑等。
黏合樹脂可從丙烯酸酯樹脂或纖維素樹脂中選出。乙基纖維素一般用作黏合樹脂。另外，黏合樹脂可以從以下各者中選出：乙基羥基乙基纖維素、硝化纖維素、乙基纖維素與酚樹脂的摻合物、醇酸樹脂、酚樹脂、丙烯酸酯樹脂、二甲苯樹脂、聚丁烷樹脂、聚酯樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、木松香、醇的聚甲基丙烯酸酯等。
溶劑可從由以下各者組成的群組中選出：例如己烷、甲苯、乙基溶纖劑（ethyl cellosolve）、環己酮、丁基溶纖劑（butyl cellosolve）、丁基卡必醇（butyl carbitol）（二乙二醇單丁醚）、二丁基卡比醇（dibutyl carbitol）（二乙二醇二丁醚）、丁基卡必醇乙酸酯（butyl carbitol acetate）（二乙二醇單丁醚乙酸酯）、丙二醇單甲醚、己二醇、松油醇、甲基乙基酮、苯甲醇、γ-丁內酯以及乳酸乙酯。這些物質可單獨使用或以其混合物形式使用。
以導電膏的總重量計，有機媒劑可以1重量%至30重量%的量存在。在此範圍內，有機媒劑可為導電膏提供足夠的黏著強度和極佳的適印性。舉例來說，以導電膏的總重量計，有機媒劑可以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%的量存在。
（4）添加劑
根據本發明的導電膏可更包含典型添加劑以視需要提高流動性、處理特性和穩定性。添加劑可包含分散劑、觸變劑、塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外光穩定劑、抗氧化劑、偶合劑等。這些添加劑可以單獨或以其混合物形式使用。以導電膏的總重量計，添加劑可以0.1重量%至5重量%的量存在，但添加劑的含量可視需要改變。
印刷導電膏（步驟（a））可通過如下程式執行，其中，在將開口率為65%或大於65%的印刷遮罩安置在基板的前表面上且將導電膏安置在印刷遮罩上後，在導電膏上移動壓制構件（如橡皮刮板或滾筒），使得導電膏穿過印刷遮罩的開口印刷在基板的前表面上。
隨後，在150℃至400℃、優選200℃至400℃下對導電膏進行乾燥。此處，可在IR乾燥熔爐中進行乾燥。另外，乾燥可進行（但不限於）10秒至120秒。
通過如上文所闡述的方法製造的用於太陽能電池的指狀電極由包含導電粉末、玻璃料以及有機媒劑的導電膏形成，且展現小的取決於高度的線寬減小。因為用於指狀電極的導電膏詳情與上述相同，所以省略其描述。
具體來說，在指狀電極中，當指狀電極的高度是H且指狀電極的基體的線寬是A時，指狀電極在0.5H的點處的線寬A'滿足方程式1：0.5A ≤ A' ≤ 0.75A。
優選地，A'在0.51A至0.65A範圍內。當A'（即電極中間的線寬）滿足此範圍時，可獲得高短路電流和低串聯電阻，從而進一步改良轉化效率。
另外，A（指狀電極的基體的線寬）可在30微米至100微米範圍內，優選在40微米至80微米範圍內，且H（指狀電極的高度）可在5微米至25微米範圍內，優選在10微米至20微米範圍內。
接著，將參考實例更詳細地描述本發明。但是，應注意提供這些實例僅為了說明，且不應以任何方式理解為限制本發明。
製備實例
以下製備實例中所用的成分詳情如下：
（A）銀粉：平均粒徑為2.0微米的球狀銀粉（AG-5-11F，多瓦高科技有限公司（Dowa Hightech Co., Ltd.））
（B）玻璃料
（b1）平均粒徑為2.0微米且玻璃轉化溫度為270℃的基於Bi-Te-O的玻璃料（ABT -1，旭硝子玻璃有限公司（Asahi Glass Co., Ltd.））
（b2）平均粒徑為1.10微米且玻璃轉化溫度為240℃的基於Pb-Te-O的玻璃料（TDR -1，旭硝子玻璃有限公司）
（C）有機黏合劑：乙基纖維素（STD4，陶氏化學公司（Dow Chemical Company））
（D）溶劑：泰薩醇（Texanol）（伊士曼化學公司（Eastman Chemical Company））
（E）樹脂成分
（e1）含有環氧基的矽酮樹脂（AY 42-119，道康寧公司（Dow Corning Corporation））
（F）分散劑：BYK-102（畢克化學公司（BYK-Chemie））
（G）觸變劑：替薩醇ST（Thixatrol ST）（海名斯有限公司（Elementis Co., Ltd.））
以表1中列出的量將上述成分彼此混合，從而得到導電膏。具體來說，在60℃下將（C）有機黏合劑充分地溶解於（D）溶劑中，得到有機媒劑，且向黏合劑溶液中添加（A）銀粉、（B）玻璃料、（E）分散劑以及（F）觸變劑，繼而在3-輥捏合機中混合並捏合，從而得到導電膏。
表1
實例1
將開口率為82%且包含線寬為26微米的電極印刷部分的印刷遮罩（三力精密工業（Sanli Precision Ind.））置放在半導體基板上，且將製備實例1中製備的導電膏置放在印刷遮罩上，隨後使用橡皮刮板印刷，接著在IR乾燥熔爐中乾燥。隨後，以與上述相同的方式將鋁膏印刷在半導體基板的後表面上並乾燥。在950℃下在帶型烘烤熔爐中烘烤根據此程式形成的電池45秒，從而得到太陽能電池。
實例2
除使用製備實例2中所製備的導電膏以外，以與實例1中相同的方式製造太陽能電池。
實例3
除使用製備實例3中所製備的導電膏以外，以與實例1中相同的方式製造太陽能電池。
比較實例1
除使用開口率為63%且包含線寬為37微米的電極印刷部分的印刷遮罩（勒邦網版印刷設備公司（Lebon Screen Printing Equipment））以外，以與實例1中相同的方式製造太陽能電池。
使用三維測量儀（VK分析儀，基恩士公司（KEYENCE Corporation））獲得實例1至實例3和比較實例1中所製造的太陽能電池電極的3D輪廓，使用3D輪廓測量電極基體的平均線寬A、電極的高度H和0.5H的點處的平均線寬A'，繼而計算A'/A。結果在表2中示出。另外，使用太陽能電池效率測試儀（CT-801，帕山有限公司（Pasan Co., Ltd.））針對短路電流（安培）、串聯電阻（毫歐姆）以及轉化效率（%）評估實例1至實例3和比較實例1中所製造的各太陽能電池。結果在表2中示出。
表2
如表2中所示，相較於使用開口率在本發明的範圍以外的印刷遮罩製造且0.5H的點處的平均線寬不滿足本發明的範圍的比較實例1的太陽能電池電極，證實使用具有根據本發明的開口率的印刷遮罩製造且0.5H的點處的平均線寬滿足根據本發明的範圍的實例1至實例3的太陽能電池電極可實現較高轉化效率。
應理解，所屬領域的技術人員可以進行各種修改、變化、更改和等效實施例，而不背離本發明的精神和範圍。
10‧‧‧印刷遮罩
12‧‧‧網
14‧‧‧感光性樹脂
16‧‧‧電極印刷部分
100‧‧‧印刷遮罩
120‧‧‧網
140‧‧‧感光性樹脂層
160‧‧‧電極印刷部分
圖1是用於形成用於太陽能電池的指狀電極的典型印刷遮罩的視圖。 圖2是根據本發明的具有高開口率的印刷遮罩的視圖。

Claims (7)

  1. 一種用於太陽能電池的指狀電極，使用包括導電粉末、玻璃料以及有機媒劑的導電膏形成，其中，當所述指狀電極的高度是H且所述指狀電極的基體的線寬是A時，所述指狀電極在0.5H的點處的線寬A'滿足方程式1：0.62AA'0.75A，其中所述指狀電極的高度H在10微米至20微米範圍內，以及其中所述指狀電極的所述基體的線寬A在30微米至100微米範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽能電池的指狀電極，其中所述導電膏包括60重量%至95重量%所述導電粉末、0.5重量%至20重量%所述玻璃料以及1重量%至30重量%所述有機媒劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽能電池的指狀電極，其中所述玻璃料包括以下各者中的至少一者：基於鉍-碲-氧化物的玻璃料、基於鉛-碲-氧化物的玻璃料以及基於鉛-鉍-碲-氧化物的玻璃料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽能電池的指狀電極，其中所述導電膏更包括：至少一種由以下各者組成的群組中選出的添加劑：分散劑、觸變劑、塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外光穩定劑、抗氧化劑以及偶合劑。
  5. 一種製造用於太陽能電池的指狀電極的方法，包括：(a)使用開口率為65%至90%的印刷遮罩在基板的前表面上印刷導電膏；以及(b)烘烤所印刷的所述導電膏，其中所述印刷遮罩包括網、與所述網結合在一起的感光性樹脂層以及通過去除所述感光性樹脂層形成的電極印刷部分。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的製造用於太陽能電池的指狀電極的方法，其中在所述電極印刷部分上方與下方的所述網的緯線之間的距離長於在其他區域中的所述網的緯線之間的距離。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的製造用於太陽能電池的指狀電極的方法，其中烘烤所述導電膏在600℃至1,000℃下執行。
TW106122585A 2016-10-28 2017-07-05 用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法 TWI672819B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142437A KR20180046810A (ko) 2016-10-28 2016-10-28 태양전지용 핑거 전극 및 이의 제조방법
??10-2016-0142437 2016-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201817020A TW201817020A (zh) 2018-05-01
TWI672819B true TWI672819B (zh) 2019-09-21

Family

ID=62022595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106122585A TWI672819B (zh) 2016-10-28 2017-07-05 用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180122968A1 (zh)
KR (1) KR20180046810A (zh)
CN (1) CN108022983A (zh)
TW (1) TWI672819B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110223799B (zh) * 2019-06-17 2020-11-10 常州宝邦新能源材料有限公司 一种导电浆料及用其制成的半导体装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103733348A (zh) * 2011-07-28 2014-04-16 三洋电机株式会社 太阳能电池、太阳能电池组件、太阳能电池的制造方法
TW201523638A (zh) * 2013-09-13 2015-06-16 Samsung Sdi Co Ltd 太陽能電池電極用組成物及使用此組成物製造的電極
TW201528537A (zh) * 2014-01-07 2015-07-16 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池之製造方法、印刷遮罩、太陽電池與太陽電池模組

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100112020A (ko) * 2009-04-08 2010-10-18 주식회사 효성 2회 인쇄방식에 의해 제조된 태양전지, 그 제조장치 및 제조방법
US8512463B2 (en) * 2011-04-05 2013-08-20 E I Du Pont De Nemours And Company Thick film paste containing bismuth-tellurium-oxide and its use in the manufacture of semiconductor devices
KR20130064659A (ko) * 2011-12-08 2013-06-18 제일모직주식회사 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극
JP5433051B2 (ja) * 2012-06-19 2014-03-05 株式会社コベルコ科研 スクリーン印刷用メッシュ部材およびスクリーン印刷版
KR20140022511A (ko) * 2012-08-13 2014-02-25 제일모직주식회사 태양전지 전극용 페이스트, 이로부터 제조된 전극 및 이를 포함하는 태양전지
KR101381816B1 (ko) * 2012-11-20 2014-04-08 (주)호전에이블 버스바가 없는 태양전지 및 이의 제조방법
KR101590228B1 (ko) * 2013-07-19 2016-01-29 제일모직주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103733348A (zh) * 2011-07-28 2014-04-16 三洋电机株式会社 太阳能电池、太阳能电池组件、太阳能电池的制造方法
TW201523638A (zh) * 2013-09-13 2015-06-16 Samsung Sdi Co Ltd 太陽能電池電極用組成物及使用此組成物製造的電極
TW201528537A (zh) * 2014-01-07 2015-07-16 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池之製造方法、印刷遮罩、太陽電池與太陽電池模組

Also Published As

Publication number Publication date
CN108022983A (zh) 2018-05-11
TW201817020A (zh) 2018-05-01
US20180122968A1 (en) 2018-05-03
KR20180046810A (ko) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9997648B2 (en) Composition for solar cell electrode and electrode prepared using the same
US10065882B2 (en) Composition for forming solar cell electrode and electrode fabricated using the same
KR101859017B1 (ko) 전극 형성 방법, 이로부터 제조된 전극 및 태양 전지
TWI646700B (zh) 用於太陽能電池的指狀電極及其製造方法
US10439079B2 (en) Method of manufacturing a finger electrode for a solar cell
TWI655784B (zh) 用於太陽能電池的前電極和包括其的太陽能電池
TWI672819B (zh) 用於太陽能電池的指狀電極以及其製造方法
KR101940170B1 (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
TWI687386B (zh) 製造太陽能電池指狀電極的方法以及太陽能電池指狀電極
TWI655255B (zh) 太陽能電池的指狀電極及其製造方法
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
CN111354803B (zh) 用于形成太阳能电池电极的方法及太阳能电池
US11107934B2 (en) Composition for forming solar cell electrode and solar cell electrode prepared using the same
CN107731937B (zh) 用于太阳能电池的前电极和包括其的太阳能电池
US20190035951A1 (en) Composition for solar cell electrode and electrode prepared using the same
US20190292092A1 (en) Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same
TW201925124A (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
KR20170025892A (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지