TWI714897B - 太陽能電池電極用導電漿料以及包含於上述導電漿料中的玻璃熔塊和太陽能電池 - Google Patents
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Abstract
本發明實施例的玻璃熔塊，是一種包含於太陽能電池電極用導電漿料中的玻璃熔塊，其包含鹼金屬氧化物，相對於上述玻璃熔塊整體的上述鹼金屬氧化物的總莫耳比為0.1至0.2。
Description
本發明涉及一種太陽能電池電極用導電漿料以及包含於上述導電漿料中的玻璃熔塊和太陽能電池，尤其涉及一種對組成進行改良的太陽能電池電極用導電漿料以及包含於上述導電漿料中的玻璃熔塊和太陽能電池。
最近伴隨著如石油或煤炭等傳統能源的日益枯竭，人們對替代能源的關注度變得越來越高。其中，太陽能電池作為一種能夠將太陽能轉換成電能的新一代電池而備受矚目。
如上所述的太陽能電池能夠藉由按照設計形成各個層以及電極而進行製造。上述各個層以及電極的設計會決定太陽能電池的效率。為了實現太陽能電池的商用化，需要克服效率以及生產性較低的問題，即需要開發出一種具有能夠將太陽能電池的效率以及生產性最大化的結構的太陽能電池。
作為一實例，在專利文獻1(韓國註冊專利第10-1575966號)中公開了一種為了提升鈍化特性而在絕緣膜中包含鋁氧化膜的技術。此時，需要在製造太陽能電池的過程中在絕緣膜的上方形成導電漿料並在燒結時使得導電漿
料貫通絕緣膜並連接到導電區域中，而在上述結構的太陽能電池中可能會因為習知的導電漿料無法達成蝕刻鋁絕緣膜而導致電極無法穩定地連接到導電區域中的問題。因此，可能會進一步導致太陽能電池無法正常工作或太陽能電池的效率大幅下降的問題發生。
(專利文獻1) 1.韓國註冊專利第10-1575966號(2015.12.02)。
本發明的目的在於解決如上所述的習知問題而提供一種能夠提升太陽能電池的效率以及特性的太陽能電池電極用導電漿料以及包含於上述導電漿料中的玻璃熔塊。
但是，本發明的目的並不限定於如上所述的目的，所屬技術領域中具有通常知識者將能夠藉由下述記載進一步明確理解未被提及的其他目的。
本發明實施例的玻璃熔塊，是一種包含於太陽能電池電極用導電漿料中的玻璃熔塊，其包含鹼金屬氧化物，相對於上述玻璃熔塊整體的上述鹼金屬氧化物的總莫耳比為0.1至0.2。
上述鹼金屬氧化物能夠包括鋰氧化物(Li2O)、鈉氧化物(Na2O)以及鉀氧化物(K2O)中的至少一種。
上述鹼金屬氧化物能由鋰氧化物、鈉氧化物以及鉀氧化物中的至少兩種以上進行混合使用。
當上述玻璃熔塊包含鋰氧化物時，相對於上述玻璃熔塊整體的鋰氧化物的莫耳比能夠是0.01至0.13。當上述玻璃熔塊包含鈉氧化物時，相對於上
述玻璃熔塊整體的鈉氧化物的莫耳比能夠是0.01至0.1。當上述玻璃熔塊包含鉀氧化物時，相對於上述玻璃熔塊整體的鉀氧化物的莫耳比能夠是0.01至0.1。
上述鹼金屬氧化物能夠同時包含鋰氧化物、鈉氧化物以及鉀氧化物，且所包含的鋰氧化物或鈉氧化物的莫耳比高於所包含的鉀氧化物的莫耳比。
此時，所包含的鋰氧化物的莫耳比能夠高於所包含的鈉氧化物以及鉀氧化物的各自的莫耳比。
上述玻璃熔塊能夠包含鉛氧化物、碲氧化物、鉍氧化物以及矽氧化物，還能夠包含硼氧化物、鋅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鈣氧化物、鎂氧化物以及鋯氧化物中的至少一種。
上述玻璃熔塊所包含的上述鹼金屬氧化物的莫耳比能夠高於所包含的鹼土金屬氧化物的莫耳比。
上述玻璃熔塊能夠不包含鹼土金屬氧化物。
本發明一實施例的太陽能電池電極用導電漿料，是一種包含金屬粉末、玻璃熔塊、有機黏接劑以及溶劑的太陽能電池電極用導電漿料，能夠包含如上所述的玻璃熔塊。
本發明一實施例的太陽能電池，能夠包括：半導體基板；第一導電區域，形成於上述半導體基板的正面；純化膜，形成於上述第一導電區域的上方且包含鋁氧化膜；正面電極，貫通上述純化膜並連接到上述第一導電區域；以及，背面電極，形成於上述半導體基板的背面。上述正面電極能夠在塗佈上述太陽能電池電極用導電漿料之後藉由燒結而進行製造。
上述正面電極的接觸電阻能夠是40ohm.cm2以下。
透過本發明，能夠藉由使玻璃熔塊以特定的莫耳比包含鹼金屬氧化物而有效地對鋁氧化膜進行蝕刻並改善接觸特性。藉此，能夠提升太陽能電
池的填充因子以及效率。此外，能夠藉由根據鋁氧化膜的厚度對玻璃熔塊內的組成(尤其是鹼金屬氧化物)的含量進行調整而有效地改善接觸特性。
10:半導體基板
20:第一導電區域
30:反射防止膜
32:純化膜
40:正面電極
50:第二導電區域
60:背面電極
62:第一電極部
64:第二電極部
第1圖為對本發明的太陽能電池電極用導電漿料被應用到太陽能電池的一實例進行概要性圖示的截面圖。
在對本發明進行詳細的說明之前需要理解的是，在本說明書中所使用的術語只是為了對特定的實施例進行描述，本發明的範圍並不因為所使用的術語而受到限定，本發明的範圍應僅藉由所附的申請專利範圍做出定義。除非另有明確的說明，否則在本說明書中所使用的所有技術術語以及科學術語的含義與具有通常知識者所普遍理解的含義相同。
在整個本說明書以及申請專利範圍中，除非另有明確的說明，否則術語“包含(comprise、comprises、comprising)”表示包含所提及的物件、步驟或一系列的物件以及步驟，但並不代表排除其他任何物件、步驟或一系列物件或一系列步驟存在的可能性。
此外，除非另有明確的相反說明，否則本發明的各個實施例能夠與其他某些實施例結合。尤其是被記載為較佳或有利的某個特徵，也能夠與被記載為較佳或有利的其他某個特徵以及某些特徵結合。接下來，將結合圖式對本發明的實施例以及相關的效果進行說明。
首先，將結合對本發明的太陽能電池電極用導電漿料被應用到太陽能電池的一實例進行說明，接下來再對本發明的太陽能電池電極用導電漿料以及包含於上述導電漿料中的玻璃熔塊進行詳細的說明。
第1圖為對本發明的太陽能電池電極用導電漿料被應用到太陽能電池的一實例進行概要性圖示的截面圖。
如第1圖所示，本發明一實施例的太陽能電池，包括：半導體基板10；第一導電區域20，形成於半導體基板10的正面一側；反射防止膜30以及純化膜32，形成於第一導電區域20的上方；以及，正面電極40，貫通反射防止膜30以及純化膜32並電氣連接到第一導電區域20。此外，還能夠包括：第二導電區域50，形成於半導體基板10的背面一側；以及，背面電極60，電氣連接到第二導電區域50。
半導體基板10能夠是矽基板(作為一實例為矽晶圓)，能夠具有第二導電型(作為一實例為p型)，厚度能夠是180至250μm。
第一導電區域20能夠是藉由在半導體基板10的正面側的一部分塗佈第一導電型摻雜劑而形成的具有第一導電型(作為一實例為n型)的區域，厚度能夠是0.3~0.6μm。
位於第一導電區域20的上方的反射防止膜30能夠用於防止入射到正面的光線發生反射。作為反射防止膜30能夠使用已知的多種物質，例如能夠由矽氮化膜等構成。
位於反射防止膜30的上方的純化膜32能夠由鋁氧化膜構成，厚度能夠是2至20nm。如上所述的純化膜32能夠藉由固定電荷以及氫鈍化提升純化特性並進一步提升開路電壓(Voc)以及短路電流(ISc)。作為一實例，對由鋁氧化膜構成的純化膜32位於反射防止膜30的上方的情況進行圖示，但是也能夠
在第一導電區域20的上方形成由鋁氧化膜構成的純化膜32並在其上方形成反射防止膜30。
正面電極40能夠在將混合有包含金屬粉末、玻璃熔塊、溶劑以及黏接劑的有機載體(organic vehicle)的導電漿料塗佈到反射防止膜30以及純化膜32的上方之後藉由燒結而形成。因為在燒結時需要使導電漿料對反射防止膜30以及純化膜32進行蝕刻以及貫通並連接到第一導電區域20，因此在本發明中使用能夠有效地對由鋁氧化膜構成的純化膜32進行蝕刻的導電漿料。如上所述的導電漿料能夠包括特定組成的玻璃熔塊，對此將在後續的內容中進行更加詳細的說明。
第二導電區域50能夠是藉由在半導體基板10的背面側的一部分塗佈第二導電型摻雜劑而形成的具有第二導電型(作為一實例為p型)的背面電場(back surface field，BSF)區域。藉由背面電場區域，能夠防止電子的再結合並提升對所生成的載流子的收集效率。第二導電區域50能夠藉由多種工程方式形成，例如在形成背面電極60的至少一部分(即第一電極部62)時，能夠藉由背面電極60的物質擴散的方式形成。
背面電極60包含鋁，還能夠包括與第二導電區域50相鄰的第一電極部62。作為一實例，第一電極部62能夠藉由將由鋁粉末、玻璃熔塊、有機載體(organic vehicle)以及添加劑構成的鋁漿料組合物利用絲網印刷等方式進行塗佈並乾燥之後在660℃(鋁的熔點)以上的溫度下進行燒結而形成。藉由對鋁漿料組合物進行燒結，能夠使鋁擴散到半導體基板10的內部並形成第二導電區域50。背面電極60還能夠包括位於第一電極部62的上方並包含銀(Ag)的第二電極部64。背面電極60能夠在半導體基板10的整個背面一側形成，但本發明並不限定於此。
本發明一實施例的太陽能電池電極用導電漿料是能夠在形成太陽能電池的電極時使用的導電漿料，提供一種能夠有效地對鋁氧化膜進行蝕刻的太陽能電池電極用導電漿料。作為一實例，本發明一實施例的太陽能電池電極用導電漿料能夠用於形成正面電極40，但本發明並不限定於此，也能夠用於形成背面電極60中的至少一部分。
本發明的太陽能電池電極用導電漿料能夠包含金屬粉末、玻璃熔塊、黏接劑以及溶劑，接下來將進行詳細的說明。
作為金屬粉末能夠使用如銀(Ag)粉末、金(Au)粉末、白金(Pt)粉末、鎳(Ni)粉末、銅(Cu)粉末等，金屬粉末能夠單獨使用上述粉末中的一種，或使用上述金屬的合金，或使用對上述粉末中的至少兩種進行混合的混合粉末。此外，上述金屬粉末能夠使用對表面進行如親水處理等表面處理的金屬粉末。
其中，使用因為具有優秀的電導度而常用於正面電極40的銀(Ag)粉末為宜。銀粉末使用純銀粉末為宜，也能夠使用至少其表面由銀構成的鍍銀複合粉末或將銀作為主成分的合金等。此外，還能夠混合其他金屬粉末進行使用。例如，能夠使用如鋁、金、鈀、銅或鎳等。
銀粉末的平均粒徑能夠是0.1至10μm，而在考慮到漿料化的簡易性以及燒結時的緻密度的情況下為0.5至5μm為宜，其形狀能夠是球狀、針狀、板狀以及非特定形狀中的至少一種以上。銀粉末也能夠對平均粒徑或細微性分佈以及形狀等不同的兩種以上的粉末進行混合使用。
本發明的玻璃熔塊包含鹼金屬氧化物，相對於玻璃熔塊整體的鹼金屬氧化物的總莫耳比能夠是0.1至0.2。包含鹼金屬氧化物的玻璃熔塊能夠提升對鋁氧化膜進行蝕刻的特性。此時，當上述的莫耳比小於0.1時，有可能導致對鋁氧化膜進行蝕刻的特性不充分的問題，而當上述莫耳比大於0.2時，雖然能夠
有效地對鋁氧化膜進行蝕刻，但是可能會導致與第一導電區域20的接觸特性不充分的問題。
作為一實例，上述鹼金屬氧化物能夠包括鋰氧化物(作為一實例為Li2O)、鈉氧化物(作為一實例為Na2O)以及鉀氧化物(作為一實例為K2O)中的至少一種。尤其是，藉由將鋰氧化物、鈉氧化物以及鉀氧化物中的至少兩種以上混合使用，能夠進一步提升對鋁氧化膜的蝕刻特性。
當玻璃熔塊包含鋰氧化物時，相對於玻璃熔塊整體的鋰氧化物的莫耳比能夠是0.01至0.13。當玻璃熔塊包含鈉氧化物時，相對於玻璃熔塊整體的鈉氧化物的莫耳比能夠是0.01至0.1。當玻璃熔塊包含鉀氧化物時，相對於玻璃熔塊整體的鉀氧化物的莫耳比能夠是0.01至0.1。在如上所述的範圍內，能夠有效地提升對鋁氧化膜的蝕刻特性以及與第一導電區域的接觸特性。
此時，藉由使玻璃熔塊同時包含鋰氧化物、鈉氧化物以及鉀氧化物並使所包含的鋰氧化物或鈉氧化物的莫耳比高於所包含的鉀氧化物的莫耳比(尤其是使所包含的鋰氧化物的莫耳比大於所包含的鈉氧化物以及鉀氧化物的各自的莫耳比)，能夠進一步降低與第一導電區域20的接觸電阻。
玻璃熔塊作為主要物質(相對於玻璃熔塊整體的莫耳比為0.5以上的物質)，能夠包含鉛氧化物(作為一實例為PbO)、碲氧化物(作為一實例為TeO2)、鉍氧化物(作為一實例為Bi2O3)以及矽氧化物(作為一實例為SiO2)。此外，玻璃熔塊作為追加物質還能夠包含如硼氧化物、鋅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鈣氧化物、鎂氧化物以及鋯氧化物中的至少一種。作為一實例，相對於玻璃熔塊整體的鉛氧化物的莫耳比能夠是0.1至0.29，碲氧化物的莫耳比能夠是0.2至0.38，鉍氧化物的莫耳比能夠是0.03至0.2，矽氧化物的莫耳比能夠是0.2以下。此外，相對於玻璃熔塊整體的上述各個追加物質的莫耳比能夠是0.2以下(作為一實例為0.06以下)。
藉由對上述各個成分的有機含量組合，能夠防止正面電極的線寬增加、優化接觸電阻特性並優化短路電流特性。尤其是當鉛氧化物的含量過高時不僅會導致不環保的問題，還會因為熔融時的黏度過低而導致在燒結時正面電極的線寬變大的問題。因此，將玻璃熔塊內的鉛氧化物的含量控制在上述範圍內為宜。此外作為一實例，當在玻璃熔塊內以上述範圍包含鹼金屬氧化物的情況下包含大量的鹼土金屬氧化物(即鈣氧化物以及鎂氧化物等)時會導致接觸電阻的上升。因此，能夠使玻璃熔塊所包含的鹼金屬氧化物的莫耳比高於所包含的鹼土金屬氧化物的莫耳比，作為一實例，能夠使玻璃熔塊不包含鹼土金屬氧化物。
在上述說明內容中，對藉由利用含鉛熔塊構成玻璃熔塊而能夠在導電漿料的燒結過程中對反射防止膜30以及純化膜32進行穩定蝕刻的情況進行說明。但是本發明並不限定於此，也能夠利用不包含鉛氧化物的無鉛熔塊構成玻璃熔塊。
玻璃熔塊的平均粒徑並不受限，能夠是0.5至10μm的範圍，還能夠對平均粒徑不同的多種粒子進行混合使用。較佳地，所使用的至少一種玻璃熔塊的平均粒徑(D50)為3μm以上5μm以下為宜。借此，能夠優化燒結時的反應性，尤其是能夠將高溫狀態下的n層的損壞最小化，還能夠改善黏接力並優化開路電壓(Voc)。此外，還能夠減少燒結時的電極線寬的增加。
此外，上述玻璃熔塊的玻璃相變溫度(Tg)並不受限，能夠是200~600℃的範圍，較佳地，玻璃相變溫度在200℃以上且小於300℃的範圍內為宜。藉由使用小於300℃的低玻璃相變溫度的玻璃熔塊，能夠提升熔融的均勻度並藉此使太陽能電池的特性均勻化。此外，還能夠在低溫/快速燒結時保障優良的接觸特性，還能夠良好地適用於高表面電阻(90~120Ω/sq)太陽能電池。
玻璃熔塊的結晶化特性屬於非常重要的因素。在利用微差掃描量熱法(differential scanning calorimetry，DSC)對習知的玻璃熔塊進行測定時，最初的結晶化溫度大致上出現在550℃以上，而本發明的玻璃熔塊的DSC測定資料中的最初的結晶化峰值出現在400℃以下，因此能夠在燒結時快速實現結晶化，從而顯著地減少在燒結過程中電極線寬增加的現象並藉此優化電氣特性。較佳地，在DSC資料中最初的結晶化峰值出現在400℃以下而第二次結晶化峰值出現在400℃以上500℃以下為宜。更較佳地，在DSC資料中所有結晶化峰值均出現在400℃以下為宜。
對於上述包含有機黏接劑以及溶劑的有機載體，要求具有能夠使金屬粉末和玻璃熔塊等維持均勻混合狀態的特性，例如在藉由絲網印刷將導電漿料塗佈到基材上時，應能夠實現導電漿料的均質化，從而抑制印刷圖案的模糊以及流動，同時應能夠提升導電漿料從絲網印刷版的流出性以及印刷版的分離性。
作為有機黏接劑，纖維素酯類化合物的實例包括乙酸纖維素以及乙酸丁酸纖維素等，纖維素醚類化合物的實例包括乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素以及羥乙基甲基纖維素等，丙烯酸類化合物的實例包括聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚甲基丙烯酸乙酯等，乙烯類的實例包括聚乙烯醇縮丁醛、聚乙酸乙烯酯以及聚乙烯醇等。能夠使用選自上述黏接劑中的至少一種以上。
作為上述溶劑，能夠使用選自由己二酸二甲酯(Dimethyl adipate)、二乙二醇丁醚醋酸酯(diethylene glycol butyl ether acetate)、十二碳醇酯(texanol)、鄰苯二甲酸二辛酯(Dioctyl phthalate)、鄰苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate)、二甘醇(diethyleneglycol)、乙二醇丁醚(ethylene glycol buthyl ether)、乙二醇丁醚乙酸酯(ethylene glycol butyl ether acetate)、二乙二醇丁醚(diethylene
glycol butyl ether)構成的化合物中的至少一種以上。較佳地，使用己二酸二甲酯(Dimethyl adipate)、二乙二醇丁醚醋酸酯(diethylene glycol butyl ether acetate)為宜。
本發明的導電漿料組合物還能夠根據需要包含已知的其他添加劑，如分散劑、流平劑、增塑劑、黏度調節劑、表面活性劑、氧化劑、金屬氧化物、金屬有機化合物以及蠟等。
在考慮到印刷時所形成的電極的厚度以及電極的線性電阻的情況下，金屬粉末的含量能夠相對於導電漿料的整體100重量份包含40至98重量份(作為一實例為60至95重量份)。當含量小於40重量份(作為一實例為60重量份)時，可能會導致所形成的電極的比電阻過高的問題，而當含量大於98重量份(作為一實例為95重量份)時，可能會因為其他成分的含量不充分而導致金屬粉末無法均勻分散的問題。
玻璃熔塊的含量能夠相對於導電漿料的整體100重量份包含1至15重量份。當含量小於1重量份時，可能會因為非完全燒結而導致電氣比電阻過高的問題，而當含量大於15重量分時，可能會因為銀粉末的燒結體內部的玻璃成分過多而同樣導致電氣比電阻過高的問題。有機黏接劑的含量不受限制，能夠相對於導電漿料的整體100重量份包含1至15重量份。當有機黏接劑的含量小於1重量份時，可能會導致組合物的黏度、所形成的電極圖案的黏接力下降的問題，而當含量大於15重量份時，可能會導致金屬粉末、溶劑、分散劑等的含量不充分的問題。
上述溶劑的含量能夠相對於導電漿料的整體100重量份包含5至25重量份。當溶劑的含量小於5重量份時，可能會導致金屬粉末、玻璃熔塊以及有機黏接劑等的混合不均勻的問題，而當含量大於25重量份時，可能會因為金
屬粉末的含量過少而導致所製造出的正面電極40的電導性下降的問題。上述其他添加劑的含量相對於導電漿料的整體100重量份包含0.1至5重量份。
如上所述的太陽能電池電極用導電漿料，能夠藉由在對金屬粉末、玻璃熔塊、有機黏接劑、溶劑以及添加劑等進行混合以及分散之後再進行過濾以及脫泡的方式製造。
本發明提供一種將上述導電漿料塗佈在基材上方並對其進行乾燥以及燒結的太陽能電池的電極形成方法以及藉由上述方法製造的太陽能電池電極。在本發明的太陽能電池的電極形成方法中，除了使用上述包含玻璃熔塊的導電漿料之外，基材、印刷、乾燥以及燒結能夠使用通常在太陽能電池的製造中所使用的方法。
作為一實例，上述基材能夠是矽晶圓，利用本發明的漿料製造的電極能夠是正面電極40的指狀電極以及母線電極，能夠藉由在印刷到包含鋁氧化膜的純化膜32的上方之後借助於燒結過程中的燒穿(fier-through)效應貫通包含鋁氧化膜的純化膜32(具體而言是包含鋁氧化膜的純化膜32以及反射防止膜30)而與第一導電區域20連接(作為一實例為電氣連接)。上述印刷能夠是絲網印刷或平板印刷，上述乾燥能夠在90至250℃下執行，而上述燒結能夠在600至950℃下執行。較佳地，上述燒結是在800至950℃下，更較佳地是在850至950℃下進行5秒至1分鐘的高溫/高速燒結為宜，上述印刷能夠以20至60μm的厚度進行印刷。但是本發明並不限定於此，能夠對印刷方法、乾燥、燒結工程的條件等進行多種變形實施。
透過本發明，能夠藉由使玻璃熔塊以特定的莫耳比，包含鹼金屬氧化物，而有效地對鋁氧化膜進行蝕刻並改善接觸特性。藉此，能夠提升太陽能電池的填充因子以及效率。此外，能夠藉由根據鋁氧化膜的厚度對玻璃熔塊內的組成(尤其是鹼金屬氧化物)的含量進行調整而有效地改善接觸特性。
實施例以及比較例
在添加銀粉末、玻璃熔塊、有機黏接劑、溶劑以及添加劑等並利用三輥式滾軋機進行分散之後，再混合銀粉末並利用三輥式滾軋機進行分散。此時，作為有機黏接劑使用了乙基纖維素樹脂(ethyl cellulose resin)，作為溶劑使用了二乙二醇丁醚醋酸酯(diethylene glycol butyl ether acetate)，作為銀粉末使用了球狀形狀且平均粒徑為1μm的銀粉末。對導電漿料進行混合時的組成如下表1所示，實施例1至實施例8中的玻璃熔塊的組成如表2所示，而比較例1至比較例5中的玻璃熔塊的組成如表3所示。接下來藉由減壓脫泡製造出導電漿料。
試驗例
藉由在矽晶圓的正面擴散n型摻雜劑而形成第一導電區域，並在第一導電區域的上方形成由矽氮化膜構成的反射防止膜以及由鋁氧化膜構成的純化膜。利用按照上述實施例以及比較例製造的導電漿料，在矽氮化膜以及鋁氧化膜的上方利用35μm目的絲網印刷機進行圖案印刷，再利用帶式乾燥爐在200~350℃下進行20秒至30秒的乾燥處理。接下來在矽晶圓的背面印刷鋁漿料之
後利用相同的方法進行乾燥處理。接下來利用帶式燒結爐在500至950℃的溫度條件下進行20秒至30秒的燒結，從而製造出太陽能電池。
藉由電致發光圖像(electro luminescence image)對所製造出的太陽能電池的鋁氧化膜的蝕刻特性進行判定，並利用接觸式電阻測定儀對接觸電阻進行測定。此時，在藉由導電漿料的燒結而形成的正面電極貫通鋁氧化膜並連接到第一導電區域的情況下，將鋁氧化膜的蝕刻特性判定為良好，而在沒有貫通鋁氧化膜而沒有連接到第一導電區域的情況下，將鋁氧化膜的蝕刻特性判定為不良。此外，接觸電阻為在半導體基板的表面電阻為100Ω且電流密度(Jsc)為30mA/cm2的情況下利用接觸式電阻測定儀測定出的接觸電阻。其結果如表4所示。
如表4所示，實施例1至實施例8中的太陽能電池的鋁氧化膜蝕刻特性均為良好且接觸電阻均為40ohm.cm2以下(作為一實例為25ohm.cm2以下，尤其是20.9ohm.cm2)的非常低的水準，可以確認能夠有效且穩定地對鋁氧化膜
進行蝕刻。與此相反，比較例1至比較例4中的太陽能電池因為鋁氧化膜的蝕刻特性不良而無法對接觸電阻進行測定，可以確認正面電極沒有貫通鋁氧化膜，而比較例5中的太陽能電池雖然正面電極貫通了鋁氧化膜，但接觸電阻為67.3ohm.cm2的非常高的值。因此，可以確認比較例1至比較例5中的太陽能電池無法有效且穩定地對鋁氧化膜進行蝕刻。
如上所述，可以確認在如實施例1至實施例8的相對於玻璃熔塊整體的鹼金屬氧化物的總莫耳比為0.1至0.2時，能夠有效地對鋁氧化物進行蝕刻並實現較低的接觸電阻。與此相反，可以確認在如比較例1至比較例4的玻璃熔塊中沒有包含鹼金屬氧化物或相對於玻璃熔塊整體的鹼金屬氧化物的總莫耳比小於0.1時，無法有效地對鋁氧化物進行蝕刻。此外，可以確認在如比較例5的相對於玻璃熔塊整體的鹼金屬氧化物的總莫耳比大於0.2時，雖然能夠有效地對鋁氧化膜進行蝕刻，但是因為接觸電阻過高而不適合於提升太陽能電池的填充因子以及效率。
此時，如實施例1、4、5、7以及8所示，藉由使玻璃熔塊同時包含鋰氧化物、鈉氧化物以及鉀氧化物並使所包含的鋰氧化物或鈉氧化物的莫耳比高於所包含的鉀氧化物的莫耳比，能夠進一步提升接觸特性。尤其是，如實施例1、5以及8所示，藉由使所包含的鋰氧化物的莫耳比大於所包含的鈉氧化物以及鉀氧化物的各自的莫耳比，能夠有效地提升鋁氧化膜的蝕刻特性。因此，能夠使玻璃熔塊所包含的鹼金屬氧化物的莫耳比高於所包含的鹼土金屬氧化物的mol%，作為一實例，能夠使玻璃熔塊不包含鹼土金屬氧化物。
在如上所述的各個實施例中所介紹的特徵、結構以及效果等，能夠由具有本發明所屬技術領域之具有通常知識者與其他實施例進行組合或變形實施。因此，如上所述的組合或變形相關的內容也應解釋為包含在本發明的申請專利範圍之內。
10:半導體基板
20:第一導電區域
30:反射防止膜
32:純化膜
40:正面電極
50:第二導電區域
60:背面電極
62:第一電極部
64:第二電極部
Claims (9)
- 一種玻璃熔塊，其包含於太陽能電池電極用導電漿料中，該玻璃熔塊包含鹼金屬氧化物，相對於該玻璃熔塊整體的該鹼金屬氧化物的總莫耳比為0.1至0.2；其中，該鹼金屬氧化物包括鋰氧化物(Li2O)、鈉氧化物(Na2O)以及鉀氧化物(K2O)中的至少一種；當該玻璃熔塊包含該鋰氧化物時，相對於該玻璃熔塊整體的該鋰氧化物的莫耳比為0.01至0.13，當該玻璃熔塊包含該鈉氧化物時，相對於該玻璃熔塊整體的該鈉氧化物的莫耳比為0.01至0.1，以及當該玻璃熔塊包含該鉀氧化物時，相對於該玻璃熔塊整體的該鉀氧化物的莫耳比為0.01至0.1；該玻璃熔塊包含鉛氧化物、碲氧化物、鉍氧化物以及矽氧化物，且還包含硼氧化物、鋅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鈣氧化物、鎂氧化物以及鋯氧化物中的至少一種。
- 如申請專利範圍第1項所述的玻璃熔塊，其中，該鹼金屬氧化物能由該鋰氧化物、該鈉氧化物以及該鉀氧化物中的至少兩種以上進行混合使用。
- 如申請專利範圍第1項所述的玻璃熔塊，其中，該鹼金屬氧化物同時包含該鋰氧化物、該鈉氧化物以及該鉀氧化物，且所包含的該鋰氧化物或該鈉氧化物的莫耳比高於所包含的該鉀氧化物的莫耳比。
- 如申請專利範圍第3項所述的玻璃熔塊，其中，所包含的該鋰氧化物的莫耳比高於所包含的該鈉氧化物以及該鉀氧化物的各自的莫耳比。
- 如申請專利範圍第1項所述的玻璃熔塊，其中，該玻璃熔塊所包含的該鹼金屬氧化物的莫耳比高於所包含的鹼土金屬氧化物的莫耳比。
- 如申請專利範圍第1項所述的玻璃熔塊，其中，該玻璃熔塊不包含鹼土金屬氧化物。
- 一種太陽能電池電極用導電漿料，其中，在包含金屬粉末、玻璃熔塊、有機黏接劑以及溶劑的該太陽能電池電極用導電漿料中，該玻璃熔塊為如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的玻璃熔塊。
- 一種太陽能電池，其包括：半導體基板；第一導電區域，形成於該半導體基板的正面；純化膜，形成於該第一導電區域的上方且包含鋁氧化膜；正面電極，貫通該純化膜並連接到該第一導電區域；以及，背面電極，形成於該半導體基板的背面；其中，該正面電極是藉由在塗佈如申請專利範圍第7項所述的太陽能電池電極用導電漿料之後進行燒結而製造。
- 如申請專利範圍第8項所述的太陽能電池，其中，該正面電極的接觸電阻為40ohm.cm2以下。
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