TWI703194B - 用於形成電極的組成物、使用此組成物製造的電極及太陽能電池 - Google Patents

用於形成電極的組成物、使用此組成物製造的電極及太陽能電池 Download PDF

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Abstract

本發明揭露一種用於形成太陽能電池的電極的組成物、 一種使用用於形成太陽能電池的電極的組成物製造的太陽能電池電極及一種包括所述電極的太陽能電池，所述組成物包含導電粉、玻璃料及有機載體，其中所述有機載體包括包含由化學式1表示的結構單元的增稠劑。
Figure 107124692-A0305-02-0001-9
化學式1的各取代基的定義與詳細說明中的相同。

Description

用於形成電極的組成物、使用此組成物製造的 電極及太陽能電池
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2017年12月22日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2017-0178798號的優先權及權利，所述韓國專利申請案的全部內容併入本案供參考。
本發明揭露一種用於形成電極的組成物、一種使用此組成物製造的電極及一種太陽能電池。
太陽能電池利用將太陽光的光子轉換為電力的p-n接面的光伏打效應而產生電能。在太陽能電池中，前電極與後電極分別形成於具有p-n接面的半導體基板(半導體晶圓)的前表面與後表面上。p-n接面的光伏打效應由進入基板的太陽光誘發，且由p-n接面的光伏打效應產生的電子經由電極而向外界提供電流。
藉由用於形成電極的組成物並對所述組成物進行圖案化及燒製(firing)，太陽能電池的電極可在基板的表面上形成預定 圖案。
已知太陽能電池的轉換效率是藉由以下方式來提高：改善電極與基板的接觸性質且因此將接觸電阻(contact resistance，Rc)及串聯電阻(series resistance，Rs)最小化，或者將具有有機材料的網版遮罩的圖案線寬調整為更小且因此形成精細線並增大短路電流(shortcut current，Isc)。然而，利用網版遮罩減小電極圖案的線寬的方法可導致串聯電阻(Rs)增大且精細圖案的連續可印刷性劣化。
電極組成物包含有機載體以賦予適合於印刷的黏度及流變特性，且有機載體一般包括有機黏合劑及溶劑。
為了增加可分散性及儲存穩定性，可增加有機黏合劑的量或者可使用具有高分子量的聚合物。
當增加有機黏合劑的量時，亦可在形成電極期間增大電阻，且當使用具有高分子量的有機黏合劑時，由於黏度增加即使在高剪切速率下亦可存在拖尾(tailing)現象及印刷缺陷的問題。
因此，已不斷嘗試藉由向有機載體中添加新穎添加劑來改善印刷特性。
一實施例提供一種用於形成電極的組成物，所述組成物可藉由包含新穎增稠劑而顯示出優異的電阻率特性及印刷特性且達成高縱橫比。
另一實施例提供一種使用用於形成電極的組成物製造 的電極。
又一實施例提供一種包括所述電極的太陽能電池。
根據實施例，一種用於形成太陽能電池的電極的組成物包含導電粉、玻璃料及有機載體，其中所述有機載體包括包含由化學式1表示的結構單元的增稠劑。
Figure 107124692-A0305-02-0005-4
在化學式1中，R1為經取代或未經取代的C2至C30烷基，m為介於1至3範圍內的整數，且n為介於1至5範圍內的整數。
R1可為經取代或未經取代的C8至C30烷基。
所述n可為2至5的整數。
以所述用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量計，可包含0.2重量%至0.3重量%的量的所述增稠劑。
所述有機載體可更包括黏合劑樹脂及溶劑。
所述黏合劑樹脂可為纖維素系化合物、聚乙烯縮醛化合物或丙烯酸系化合物。
所述黏合劑樹脂可具有5,000克/莫耳至200,000克/莫耳 的重量平均分子量(Mw)。
所述溶劑可包括選自以下中的至少一者：甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-萜品醇、β-萜品醇、二氫-萜品醇、乙二醇、乙二醇單丁醚、丁基溶纖劑乙酸酯及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇異丁酸酯(特神龍(Texanol))。
導電粉可為銀粉。
所述用於形成太陽能電池的電極的組成物可包含60重量%至95重量%的所述導電粉；0.5重量%至20重量%的所述玻璃料；以及0.1重量%至20重量%的所述有機載體。
所述玻璃料可包含選自以下中的至少一種金屬元素：鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、矽(Si)、鋅(Zn)、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)及鋁(Al)。
所述用於形成太陽能電池的電極的組成物可更包含選自以下中的至少一者：表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、消泡劑、顏料、紫外線(UV)穩定劑、抗氧化劑及偶合劑。
另一實施例提供一種使用用於形成太陽能電池的電極的組成物製造的電極。
另一實施例提供一種包括所述電極的太陽能電池。
太陽能電池可具有鈍化射極及後電池(passivated emitter and rear cell，PERC)結構。
藉由包含新穎增稠劑，用於形成電極的組成物可因優異的可印刷性而具有優異的電阻率特性且達成高縱橫比，並且因此易於達成具有高解析度的電極圖案。
100、200:太陽能電池
110、210:基板
111、211:p層
113、213:n層
120、220:前電極
130、240:後電極
230:後鈍化層
232:孔
圖1 是示出根據實施例的太陽能電池的結構的示意圖。
圖2 是示出根據另一實施例的具有鈍化射極及後電池(PERC)結構的太陽能電池的示意圖。
以下，將在下文中參照其中示出本發明的示例性實施例的附圖來更充分地闡述本揭露。熟習此項技術者將認識到，所述實施例可以各種不同方式進行修改，而此皆不背離本發明的精神或範圍。
在圖式中，為清晰起見，誇大了層、膜、板、區等的厚度。在說明書通篇中，相同的參考編號指代相同的元件。應理解，當稱一元件(例如，層、膜、區或基板)「位於」另一元件「上」時，所述元件可直接位於所述另一元件上，抑或亦可存在中間元件。相反，當稱一元件「直接位於」另一元件「上」時，則不存在中間元件。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「經取代」是指至少一個氫經選自以下的取代基置換：鹵素(F、Cl、Br或I)、 羥基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亞胺基、疊氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、胺甲醯基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C3至C20環烷基、C3至C20環烯基、C3至C20環炔基、C2至C20雜環烷基、C2至C20雜環烯基、C2至C20雜環炔基、C3至C30雜芳基或其組合。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，用語「雜」可指在環狀取代基中經N、O、S及P中的至少一個雜原子而非至少一個C取代。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「*」指示連接有相同或不同原子或化學式的點。
根據實施例的一種用於形成電極的組成物包含導電粉、玻璃料及有機載體。
以下，詳細地闡述用於形成電極的組成物的每一組分。
用於形成電極的組成物可使用金屬粉作為導電粉。金屬粉可包括選自以下中的至少一種金屬：銀(Ag)、金(Au)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鋨(Os)、銥(Ir)、錸(Re)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、釩(V)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、釔(Y)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鐵(Fe)、鎢(W)、錫(Sn)、鉻(Cr)及錳(Mn)，但並非僅限於此。舉例而言，金屬粉可為銀(Ag)粉。
導電粉的粒度(particle size)可為奈米級或微米級。舉例而言，導電粉可具有數十奈米至數百奈米、或數微米至數十微米的粒度。在其他實施例中，導電粉可為二或更多種具有不同粒度的銀粉的混合物。
導電粉可具有球形、片形或非晶形顆粒形狀。導電粉可具有0.1微米至10微米、例如0.5微米至5微米的平均粒徑(D50)。所述平均粒徑可在藉由超音波處理在室溫(20℃至25℃)下將導電粉分散於異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中達3分鐘之後利用例如型號1064D(西萊斯有限公司(CILAS Co.,Ltd.))設備來量測。在該些範圍內，所述組成物可提供低接觸電阻及低線電阻。
以用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量(100重量%)計，可存在60重量%至95重量%、例如70重量%至90重量%的量的導電粉。在該些範圍內，可防止轉換效率因電阻增大而劣化，且亦可防止因有機載體的相對減少而導致難以形成糊膏。
玻璃料可用以增強導電粉與晶圓或基板之間的黏著力，並藉由蝕刻減反射層並將所述導電粉熔融而在射極(emitter)區中形成銀晶粒，以在用於形成太陽能電池的電極的組成物的燒製製程期間減小接觸電阻。此外，在燒結製程期間，玻璃料可軟化並可降低燒製溫度。
當為了提高太陽能電池效率而增大太陽能電池的面積時，存在可增大太陽能電池的接觸電阻的可能性。因此，期望在將串聯電阻最小化的同時將對p-n接面的影響最小化。另外，燒 製溫度可隨著越來越多地使用具有不同片電阻的各種晶圓而在寬的範圍內變化。期望玻璃料確保足夠的熱穩定性以耐受寬範圍的燒製溫度。
玻璃料可為在用於形成太陽能電池的電極的組成物中常用的鉛玻璃料及無鉛玻璃料中的一或多者。
所述玻璃料可包含選自以下中的至少一種金屬元素：鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、矽(Si)、鋅(Zn)、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)及鋁(Al)。
可藉由任何一般方法而自金屬元素的氧化物製備玻璃料。舉例而言，可藉由以下方式獲得金屬氧化物：以預定比率混合金屬元素的氧化物，對此混合物進行熔融，使生成物驟冷，然後對經驟冷的產物進行粉碎。混合製程可使用球磨機或行星式磨機來執行。熔融製程可在700℃至1300℃下執行，且所述驟冷可在室溫(20℃至25℃)下執行。粉碎製程可利用碟磨機或行星式磨機來執行，但無限制。
玻璃料可具有0.1微米至10微米的平均粒徑(D50)，且以用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量(100重量%)計，可存在0.5重量%至20重量%的量的玻璃料。在該些範圍內，玻璃料可在不使電極的電性特性劣化的同時確保太陽能電池電極 的優異黏著強度。
玻璃料可具有球形狀或非晶形狀。在實施例中，可使用具有不同轉化溫度的兩種不同種類的玻璃料。舉例而言，可將轉化溫度介於大於或等於200℃至小於或等於350℃範圍內的第一玻璃料與轉化溫度介於大於350℃至小於或等於550℃範圍內的第二玻璃料混合。
有機載體包括增稠劑且增稠劑包含由化學式1表示的結構單元。
Figure 107124692-A0305-02-0011-5
在化學式1中，R1為經取代或未經取代的C2至C30烷基，烷基末端由*-CH3表示，m為介於1至3範圍內的整數，且n為介於1至5範圍內的整數。
傳統上，由於氫鍵等而有限地達成增稠效果的單-醯胺或雙-醯胺系添加劑廣泛地用作用於印刷太陽能電池的前電極的膏組成物的增稠劑，且一般而言進行簡單添加(藉由調整含量等)而無需單獨地改變其化學結構。
另外，另外使用各種添加劑(黏合劑、塑化劑、分散劑等)以改善可印刷性、可分散性、儲存穩定性等，但當增加增稠劑的量來增大增稠效果時，可存在在燒製之後增加殘餘物等且在形成電極期間造成副效應(例如電阻增大)的問題。另外，傳統增稠劑除增稠效果以外，亦在精確地控制達成與印刷特性緊密相關的黏彈性的速度方面存在分子結構限制。
然而，根據實施例，可藉由在用於印刷太陽能電池的前電極的膏組成物中使用包含藉由與分子結構中的脂肪酸反應而形成的至少一個醯胺鍵結結構的增稠劑，從而改善印刷特性(寬度減小、厚度增大、縱橫比增大等)及長期儲存穩定性。
具體而言，包含於增稠劑中的由化學式1表示的結構單元中的醯胺鍵結結構可藉由氫鍵與例如銀粉等導電粉、後面闡述的黏合劑、後面闡述的分散劑、後面闡述的溶劑及/或類似材料形成網狀結構，且尤其是當增稠劑的分子結構包含至少兩個醯胺鍵結結構時，網狀結構藉由分子鍵結力(氫鍵、凡得瓦力(Van der waals force)等)得到加強，且因此可提升印刷後的黏彈性效果，可防止電極線寬擴展且可改善平坦度、儲存穩定性等。此外，可藉由依據黏度是根據其應用用途(高黏度、低黏度)調整的糊膏選擇性地使用具有經調整數目的由化學式1表示的結構單元的增稠劑，將上述效果最大化。
R1可為經取代或未經取代的C8至C30烷基。
所述n可為2至5的整數。當n為整數1時，網狀結構 可不容易藉由分子鍵結力形成，且因此n可為大於或等於2(即，2至5)的整數。
另外，當m為整數3時，可獲得更優異的溶解。
以所述用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量計，可包含0.2重量%至0.3重量%的量的所述增稠劑。當包含處於所述含量範圍內的增稠劑時，可將因使用上述增稠劑(包含由化學式1表示的結構單元)而帶來的效果最大化。
用於形成太陽能電池的電極的組成物可在有機載體中更包括有機黏合劑。
有機黏合劑可包括包含由化學式2表示的結構單元的纖維素系化合物、聚縮醛化合物或丙烯酸系化合物。
Figure 107124692-A0305-02-0013-6
在化學式2中，R2至R4獨立地為氫、經取代或未經取代的C1至C15烷基、經取代或未經取代的C2至C15烯基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C3至C20雜環烷基、經取代或 未經取代的C3至C20芳基或者經取代或未經取代的C3至C20雜芳基。
當使用纖維素系化合物作為有機黏合劑時，儘管在較用於製造太陽能電池的燒製溫度低的燒製溫度下燒製，但可提供具有提高的效率的太陽能電池。另外，當減小有機黏合劑的分子量時，在用於形成電極的組成物中可增加有機黏合劑的量，且因此有機黏合劑可改善用於形成電極的組成物的流動行為及觸變性並因此改善可印刷性。因此，可適當地使用包含所述有機黏合劑的用於形成電極的組成物以在具有鈍化射極及後電池(PERC)結構的太陽能電池中形成電極。
隨後將闡述鈍化射極及後電池(PERC)結構化的太陽能電池。
舉例而言，纖維素系化合物可為乙基纖維素，且具體而言，可簡單地添加市售乙基纖維素黏合劑樹脂(例如，艾賽爾(Ethocel)STD系列，陶氏化學公司(Dow Chemical Company))而無需單獨改變其化學結構(依據黏度/濃度/單種物質/混合物等)或對其進行改質。
丙烯酸系化合物為第一乙烯性不飽和單體及可與其共聚合的第二乙烯性不飽和單體的共聚物，且為包含至少一個丙烯酸系重覆單元的樹脂。
第一乙烯性不飽和單體為包含至少一個羧基的乙烯性不飽和單體。所述單體的實例包括(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、衣 康酸、反丁烯二酸或其組合。
以丙烯酸系黏合劑樹脂的總量計，可包含5重量%至50重量%、例如10重量%至40重量%的量的第一乙烯性不飽和單體。
第二乙烯性不飽和單體可為芳族乙烯基化合物，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苯甲基甲醚等；不飽和羧酸酯化合物，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸環己基酯、(甲基)丙烯酸苯基酯等；不飽和胺基烷基羧酸酯化合物，例如(甲基)丙烯酸2-胺基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲胺基乙酯等；羧酸乙烯酯化合物，例如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不飽和羧酸縮水甘油基酯化合物，例如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯等；氰化乙烯化合物，例如(甲基)丙烯腈等；不飽和醯胺化合物，例如(甲基)丙烯醯胺等；等等，且所述第二乙烯性不飽和單體可單獨使用或以二或更多者的混合物形式使用。
丙烯酸系化合物的具體實例可為(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物等，但並非僅限於此。該些丙烯酸系化合物可單獨使用或以二或更多者的混合物形式使用。
所述黏合劑樹脂可具有5,000克/莫耳至200,000克/莫耳 的重量平均分子量(Mw)。
以用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量計，用於形成太陽能電池的電極的組成物可包含60重量%至95重量%的所述導電粉；0.5重量%至20重量%的所述玻璃料；以及0.1重量%至20重量%的所述有機載體。用於形成太陽能電池的電極的組成物可具有處於所述範圍內的適當的黏度，且因此防止與基板的黏著性劣化，並且，另外防止因在燒製期間有機黏合劑的不平穩分解造成電阻增大以及在電極等中產生裂縫、開口及針孔的問題。
溶劑具有大於或等於100℃的沸點，且可包括以下中的一或多者：甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-萜品醇、β-萜品醇、二氫-萜品醇、乙二醇、乙二醇單丁醚、丁基溶纖劑乙酸酯、及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇異丁酸酯(Texanol)。
可包含為用於形成太陽能電池的電極的組成物的餘量的溶劑，且具體而言，以用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量(100重量%)計，可包含1重量%至30重量%的量的溶劑。在所述範圍內，可確保足夠的黏著強度及優異的印刷特性。
除構成元素以外，用於形成太陽能電池的電極的組成物可視需要更包含典型添加劑以增強流動性質、處理性質及穩定性。添加劑可包括表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、消泡劑、顏料、紫外線(UV)穩定劑、抗氧化劑、偶合劑等。該些添加劑可單獨使用或者作為混合物使用。
以用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量(100重 量%)計，可包含0.1重量%至5重量%的量的添加劑，可視需要改變所述量。可慮及用於形成太陽能電池的電極的組成物的印刷特性、可分散性及儲存穩定性來選擇所述添加劑的量。
另一實施例提供一種由用於形成太陽能電池的電極的組成物形成的電極。
另外，另一實施例提供一種包括所述電極的太陽能電池。
參照圖1，對根據實施例的太陽能電池進行說明。圖1是示出根據實施例的太陽能電池的結構的示意圖。
參照圖1，根據實施例的太陽能電池100包括藉由以下方式形成的前電極120及後電極130：將用於形成電極的組成物印刷於包括p層111(或n層)及n層113(或p層)作為射極的基板110上並對所述組成物進行燒製。
舉例而言，可藉由將電極組成物印刷於晶圓的後表面上並在200℃至400℃下乾燥10秒至60秒來執行後電極的先前製備步驟。另外，可藉由將電極組成物印刷於晶圓的前表面上並對其進行乾燥來執行前電極的先前製備步驟。然後，可在400℃至1,000℃以及尤其是600℃至950℃下將前電極120及後電極130燒製30秒至240秒。
圖2是示出根據另一實施例的具有鈍化射極及後電池(PERC)結構的太陽能電池的示意圖。
參照圖2，在根據實施例的太陽能電池200中，可藉由 以下方式製造前電極220及後電極240：在包括p層211(或n層)及n層213(或p層)作為射極的基板210上形成後鈍化層230以及穿透後鈍化層230的孔232，然後對用於形成電極的組成物進行印刷並對其進行乾燥。後鈍化層230可由能夠提供基板210與後電極240之間的電性接觸的介電材料形成。此種介電材料可為氧化鋁、氧化矽、氮化矽或其混合物。後鈍化層230可反射進入基板210的光，且因此減少後電極240中吸收的光，且結果會增加由此產生的電流的量。
舉例而言，可將用於形成電極的組成物印刷塗佈於基板210的後鈍化層230上，並在200℃至400℃的溫度下乾燥10秒至60秒，以作為用於製造後電極的預先步驟。另外，將用於形成電極的組成物印刷於基板的前表面上並進行乾燥，以作為用於製造前電極的預先步驟。隨後，可在400℃至900℃、例如600℃至900℃下將經塗佈的基板乾燥30秒至240秒以製造前電極220及後電極240。
以下，參照實例更詳細地說明本揭露。然而，該些實例為示範性的，且本揭露並非僅限於此。
合成增稠劑
合成例1
將150克硬脂酸放入1升圓形燒瓶中並在80℃下攪拌了30分鐘以將其完全熔融，向其中緩慢添加了27克三(3-胺基丙基)胺，且接著向其中另外添加了對甲苯磺酸及油酸作為觸媒，其中 以油酸的100重量份計使用了0.5重量份的對甲苯磺酸。將此混合物加熱至140℃並接著醯胺化了一個小時以獲得藉由醯胺基結合至硬脂酸的三(3-胺基丙基)胺增稠劑A。
合成例2
將150克硬脂酸放入1升圓形燒瓶中並在80℃下攪拌了30分鐘以將其完全熔融，向其中緩慢添加了34克四(3-胺基丙基)銨作為觸媒，且接著向其中另外添加了對甲苯磺酸及油酸，其中以油酸的100重量份計使用了0.5重量份的對甲苯磺酸。將此混合物加熱至140℃並接著醯胺化了1小時以獲得藉由醯胺基結合至硬脂酸的四(3-胺基丙基)銨增稠劑B。
製備用於形成電極的組成物
<實例1>
在60℃下將0.5重量%的乙基纖維素黏合劑樹脂(艾賽爾STD系列，陶氏化學公司)添加至7.5重量%的特神龍(伊士曼化學公司(Eastman Chemical Company))中並充分溶解於其中，向其中添加了88.5重量%的平均粒徑為2.0微米的球形銀粉(AG-5-11F，同和高科技有限公司(Dowa Hightech Co.Ltd.))、3重量%的平均粒徑為1.0微米的Bi-Te系無鉛玻璃料粉(ABT-1，旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd.))、0.2重量%的根據合成例1的增稠劑A、0.1重量%的分散劑(BYK-102，畢克化學公司(BYK-Chemie))以及0.2重量%的觸變劑(西克特羅爾(Thixatrol)ST，海名斯公司(Elementis Co.))，且以三輥磨機使 對此混合物進行了混合及分散以製備用於形成太陽能電池的電極的組成物。
<實例2>
除了使用根據合成例2的增稠劑B替代了根據合成例1的增稠劑A以外，根據與實例1相同的方法製備了用於形成太陽能電池的電極的組成物。
<實例3>
除了將根據合成例1的增稠劑A的量變為0.3重量%以外，根據與實例1相同的方法製備了用於形成太陽能電池的電極的組成物。
<實例4>
除了將根據合成例1的增稠劑A的量變為0.1重量%以外，根據與實例1相同的方法製備了用於太陽能電池的電極的組成物。
<實例5>
除了將根據合成例1的增稠劑A的量變為0.4重量%以外，根據與實例1相同的方法製備了用於形成太陽能電池的電極的組成物。
<比較例1>
除了使用N,N-伸乙基雙(硬脂醯胺)(西格瑪-奧德里奇有限公司(Sigma-Aldrich Co.,Ltd.))替代了根據合成例1的增稠劑A以外，根據與實例1相同的方法製備了用於形成太陽能電池的 電極的組成物。
<比較例2>
除了使用硬脂醯胺(東京化工公司(Tokyo Chemical Industry))替代了根據合成例1的增稠劑A以外，根據與實例1相同的方法製備了用於形成太陽能電池的電極的組成物。
製造電池
使用網版遮罩將根據實例1至實例5以及比較例1及比較例2的用於形成電極的組成物分別網版印刷於PERC的p型多晶矽晶圓(新加坡(Singapole)的REC晶圓私人有限公司(REC Wafer Pte Ltd.))的前表面上以印刷電極圖案(指狀條)，並使用紅外射線乾燥爐進行了乾燥。隨後，將包含鋁(RX-8252X-2，儒行公司(Ruxing))的用於形成電極的各組成物印刷於p型多晶矽晶圓的後表面上，在帶型烘烤爐中在200℃至400℃的溫度範圍內乾燥了30秒，然後在400℃至800℃的溫度範圍內燒製了40秒以製作用於太陽能電池的電池。
評估
使用電致發光(electroluminescence，EL)測試儀(MV科技公司(MV Tech Inc.))對線開口的數目進行計數以檢查根據實例1至實例5以及比較例1及比較例2的前電極是否斷開，使用VK設備(VK9710，基恩士公司(Keyence Corp.))量測了電極線的線寬及厚度，且使用太陽能電池效率量測設備(CT-801，帕桑量測系統公司(Pasan Measurement Systems))量測了效率，然 後將結果示於表1中。
(網版遮罩：SUS325型/乳液厚度：15微米/指狀條：線寬為45微米，數目為80)
Figure 107124692-A0305-02-0022-7
參照表1，相較於分別使用根據比較例1及比較例2的不包含包括由化學式1表示的結構單元的增稠劑的用於形成太陽能電池電極的組成物製作的電極以及分別使用根據實例4及實例5的(若存在)包含處於0.2重量%至0.3重量%範圍之外的增稠劑的用於形成太陽能電池電極的組成物製作的電極而言，分別使用根據實例1至實例3的以用於形成太陽能電池電極的組成物的總量計包含0.2重量%至0.3重量%的增稠劑的所述組成物製作的各電極在形成所述電極之後達成了精細的線寬、高可印刷性及低斷開產生率。另外，相較於分別包括使用根據比較例1及比較例2的用於形成太陽能電池電極的組成物製作的電極的測試電池而言，分別包括使用根據實例1至實例5的用於形成太陽能電池電極的組成物製作的電極的測試電池顯示出極大提高的效率。
本揭露的簡單修改或更改可由熟習本領域中的此項技術者來實施，且此類修改或更改被視為包含於本揭露的範圍內。
Figure 107124692-A0305-02-0002-3
100:太陽能電池
110:基板
111:p層
113:n層
120:前電極
130:後電極

Claims (15)

  1. 一種用於形成太陽能電池的電極的組成物，包含：導電粉、玻璃料及有機載體，其中所述有機載體包括包含由化學式1表示的結構單元的增稠劑；
    Figure 107124692-A0305-02-0024-8
     其中，在化學式1中，R1為經取代或未經取代的C2至C30烷基，m為介於1至3範圍內的整數，且n為介於1至5範圍內的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中R1為經取代或未經取代的C8至C30烷基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中所述n為2至5的整數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中以所述用於形成太陽能電池的電極的組成物的總量計，包含0.2重量%至0.3重量%的量的所述增稠劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中所述有機載 體更包括黏合劑樹脂及溶劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的組成物，其中所述黏合劑樹脂包括纖維素系化合物、聚乙烯縮醛化合物或丙烯酸系化合物。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的組成物，其中所述黏合劑樹脂具有5,000克/莫耳至200,000克/莫耳的重量平均分子量(Mw)。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的組成物，其中所述溶劑包括選自以下中的至少一者：甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-萜品醇、β-萜品醇、二氫-萜品醇、乙二醇、乙二醇單丁醚、丁基溶纖劑乙酸酯及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇異丁酸酯(特神龍(Texanol))。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中所述導電粉是銀粉。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中所述組成物包含60重量%至95重量%的所述導電粉；0.5重量%至20重量%的所述玻璃料；以及0.1重量%至20重量%的所述有機載體。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中所述玻璃料包含選自以下中的至少一種金屬元素：鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、矽(Si)、鋅(Zn)、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)及鋁(Al)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中所述用於形成所述電極的組成物包含選自以下中的至少一種添加劑：表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、消泡劑、顏料、紫外線(UV)穩定劑、抗氧化劑及偶合劑。
  13. 一種太陽能電池電極，使用用於形成太陽能電池的電極的如申請專利範圍第1項所述的組成物製造。
  14. 一種太陽能電池，包括如申請專利範圍第13項所述的太陽能電池電極。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的太陽能電池，其中所述太陽能電池具有鈍化射極及後電池(PERC)結構。
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