TWI741393B - 用於形成基於dsw的太陽能電池電極的組合物以及使用所述組合物製備的基於dsw的太陽能電池電極 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基於DSW的太陽能電池電極用組合物以及由所述組合物形成的基於DSW的太陽能電池電極。所述基於DSW的太陽能電池電極用組合物包含：導電粉；玻璃料；以及有機載體，其中所述玻璃料包含10莫耳%到30莫耳%的氧化碲、10莫耳%到20莫耳%的氧化鋰以及5莫耳%到15莫耳%的氧化鎂。

Description

用於形成基於DSW的太陽能電池電極的組合物以及使用所述組合物製備的基於DSW的太陽能電池電極
本發明是有關於一種基於金剛石鋸切晶片（diamond sawn wafer，DSW）的太陽能電池電極用組合物以及由所述組合物形成的基於DSW的太陽能電池電極。
太陽能電池利用將太陽光的光子轉化為電的PN接面（PN junction）的光生伏打效應產生電。在太陽能電池中，在具有PN接面的半導體晶片或基板的相應上表面及下表面上形成前電極及後電極。然後，由進入半導體晶片的太陽光誘發PN接面處的光生伏打效應，並且由PN接面處的光生伏打效應產生的電子通過電極向外部提供電流。可通過施加、圖案化及烘烤太陽能電池電極膏狀組合物而在晶片上形成此種太陽能電池的電極。
為了提高太陽能電池效率而不斷減小發射極厚度可導致分流（shunting），而所述分流可能會使太陽能電池性能劣化。此外，儘管使開路電壓增加，但發射極厚度的減小可導致電極的接觸電阻及串聯電阻增加，從而最終導致太陽能電池效率的劣化。因此，為了在高薄層電阻（sheet resistance）下確保穩定的太陽能電池轉換效率，需要一種電極膏狀組合物，所述電極膏狀組合物可在防止PN接面受損的同時使串聯電阻最小化並且可使對開路電壓的不利影響最小化。
最近，在通過切割矽錠（silicon ingot）來製造矽晶片時，已經採用金剛石塗層線（diamond-coated wire）以便增加切割速度。通過用金剛石塗層線進行切割而獲得的晶片，即金剛石鋸切晶片（diamond sawn wafers，DSWs）具有價格低廉的優點。然而，由於此種DSW具有粗糙的表面，如圖1所示，因此當用於形成基於DSW的太陽能電池電極時，典型的電極膏會表現出嚴重的擴散。因此，需要一種適用於形成基於DSW的太陽能電池電極的太陽能電池電極膏狀組合物。
本發明的一個目的是提供一種表現出減少的擴散的基於DSW的太陽能電池電極用組合物、以及由所述組合物形成的基於DSW的太陽能電池電極。
本發明的另一目的是提供一種基於DSW的太陽能電池電極用組合物以及由所述組合物形成的基於DSW的太陽能電池電極，其中所述組合物可在開路電壓、串聯電阻及填充因子方面表現出改善的性質，從而改善太陽能電池轉換效率。
1、根據本發明的一個方面，提供一種基於DSW的太陽能電池電極用組合物，所述組合物包含：導電粉；玻璃料；以及有機載體，其中所述玻璃料包含10莫耳%到30莫耳%的氧化碲、10莫耳%到20莫耳%的氧化鋰以及5莫耳%到15莫耳%的氧化鎂。
2、在條1中，所述玻璃料還可包含選自由以下組成的群組中的至少一種金屬：鉛（Pb）、鉍（Bi）、磷（P）、鍺（Ge）、鎵（Ga）、鈰（Ce）、鐵（Fe）、矽（Si）、鋅（Zn）、鎢（W）、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）。
3、在條1或2中，所述玻璃料還可包含15莫耳%到40莫耳%的氧化鉛。
4、在條1到3中的任一條中，所述玻璃料還可包含5莫耳%到20莫耳%的氧化鉍。
5、在條1到4中的任一條中，所述玻璃料還可包含5莫耳%到20莫耳%的氧化鎢。
6、在條1到5中的任一條中，所述玻璃料還可包含0.1莫耳%到5莫耳%的氧化鋅。
7、在條1到6中的任一條中，所述組合物可包含：60重量%到95重量%的所述導電粉；0.1重量%到20重量%的所述玻璃料；以及1重量%到30重量%的所述有機載體。
8、根據本發明的另一方面，提供一種基於DSW的太陽能電池電極，所述基於DSW的太陽能電池電極由根據條1到7中的任一條所述的基於DSW的太陽能電池電極用組合物形成。
本發明提供一種基於DSW的太陽能電池電極用組合物以及由所述組合物形成的基於DSW的太陽能電池電極，其中所述組合物表現出減少的擴散且在開路電壓、串聯電阻及填充因子方面表現出改善的性質，從而改善太陽能電池轉換效率。
將省略對可能不必要地使本發明的主題模糊不清的已知功能及構造的描述。
本文中所使用的用語“包括（comprises及comprising）”和/或“包含（includes及including）”當在本說明書中使用時是指明所述特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其群組的存在，但不排除一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其群組的存在或添加。此外，單數形式“一（a及an）”及“所述（the）”也旨在包括複數形式，除非上下文另有明確指示。
此外，即使在未明確闡述時，在組件分析中仍會考慮誤差幅度（margin of error）。
此外，在本文中用來表示某個值的範圍的“X到Y”意指“大於或等於X且小於或等於Y”或“≥X且≤Y”。
基於 DSW 的太陽能電池電極用組合物
根據本發明的一個方面，基於DSW的太陽能電池電極用組合物包含：導電粉；玻璃料；以及有機載體，其中所述玻璃料包含10莫耳%到30莫耳%的氧化碲、10莫耳%到20莫耳%的氧化鋰及5莫耳%到15莫耳%的氧化鎂。
現在，將更詳細地闡述根據本發明的基於DSW的太陽能電池電極用組合物的各組分。
導電粉
導電粉可包括例如選自由以下組成的群組中的至少一種金屬粉：銀（Ag）粉、金（Au）粉、鉑（Pt）粉、鈀（Pd）粉、鋁（Al）粉及鎳（Ni）粉，但並不僅限於此。在一個實施例中，導電粉可包括銀粉。
導電粉可具有各種顆粒形狀，例如球形、薄片形或非晶形顆粒形狀，對此並無限制。
導電粉可具有納米級粒徑或微米級粒徑。舉例來說，導電粉可具有數十納米到數百納米的平均粒徑，或可具有數微米到數十微米的平均粒徑。作為另外一種選擇，導電粉可為具有不同粒徑的兩種或更多種導電粉的混合物。
導電粉的平均粒徑（D50 ）可為0.1微米到10微米（例如，0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米，再舉例來說為0.5微米到5微米）。在此範圍內，導電粉可降低串聯電阻及接觸電阻。此處，可在25℃下經由超聲波（ultrasonication）作用3分鐘將導電粉分散在異丙醇（isopropyl alcohol，IPA）中後，利用1064LD型粒徑分析儀（西萊斯有限公司（CILAS Co., Ltd.））來測量平均粒徑（D50 ）。
儘管導電粉的量不受特別限制，但以基於DSW的太陽能電池電極用組合物的總重量計，可存在60重量%到95重量%（例如，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%，再舉例來說為70重量%到90重量%）的量的導電粉。在此範圍內，基於DSW的太陽能電池電極用組合物可提高太陽能電池轉換效率且可易於製備成膏狀。
玻璃料
玻璃料用於在太陽能電池電極用組合物的烘烤工藝期間通過蝕刻抗反射層及熔融導電粉而在發射極區域中形成導電粉的晶粒。此外，玻璃料改善導電粉對晶片的黏合力，並在烘烤工藝期間被軟化以降低烘烤溫度。
玻璃料可包含10莫耳%到30莫耳%（例如，10莫耳%、10.1莫耳%、10.2莫耳%、10.3莫耳%、10.4莫耳%、10.5莫耳%、10.6莫耳%、10.7莫耳%、10.8莫耳%、10.9莫耳%、11莫耳%、11.1莫耳%、11.2莫耳%、11.3莫耳%、11.4莫耳%、11.5莫耳%、11.6莫耳%、11.7莫耳%、11.8莫耳%、11.9莫耳%、12莫耳%、12.1莫耳%、12.2莫耳%、12.3莫耳%、12.4莫耳%、12.5莫耳%、12.6莫耳%、12.7莫耳%、12.8莫耳%、12.9莫耳%、13莫耳%、13.1莫耳%、13.2莫耳%、13.3莫耳%、13.4莫耳%、13.5莫耳%、13.6莫耳%、13.7莫耳%、13.8莫耳%、13.9莫耳%、14莫耳%、14.1莫耳%、14.2莫耳%、14.3莫耳%、14.4莫耳%、14.5莫耳%、14.6莫耳%、14.7莫耳%、14.8莫耳%、14.9莫耳%、15莫耳%、15.1莫耳%、15.2莫耳%、15.3莫耳%、15.4莫耳%、15.5莫耳%、15.6莫耳%、15.7莫耳%、15.8莫耳%、15.9莫耳%、16莫耳%、16.1莫耳%、16.2莫耳%、16.3莫耳%、16.4莫耳%、16.5莫耳%、16.6莫耳%、16.7莫耳%、16.8莫耳%、16.9莫耳%、17莫耳%、17.1莫耳%、17.2莫耳%、17.3莫耳%、17.4莫耳%、17.5莫耳%、17.6莫耳%、17.7莫耳%、17.8莫耳%、17.9莫耳%、18莫耳%、18.1莫耳%、18.2莫耳%、18.3莫耳%、18.4莫耳%、18.5莫耳%、18.6莫耳%、18.7莫耳%、18.8莫耳%、18.9莫耳%、19莫耳%、19.1莫耳%、19.2莫耳%、19.3莫耳%、19.4莫耳%、19.5莫耳%、19.6莫耳%、19.7莫耳%、19.8莫耳%、19.9莫耳%、20莫耳%、20.1莫耳%、20.2莫耳%、20.3莫耳%、20.4莫耳%、20.5莫耳%、20.6莫耳%、20.7莫耳%、20.8莫耳%、20.9莫耳%、21莫耳%、21.1莫耳%、21.2莫耳%、21.3莫耳%、21.4莫耳%、21.5莫耳%、21.6莫耳%、21.7莫耳%、21.8莫耳%、21.9莫耳%、22莫耳%、22.1莫耳%、22.2莫耳%、22.3莫耳%、22.4莫耳%、22.5莫耳%、22.6莫耳%、22.7莫耳%、22.8莫耳%、22.9莫耳%、23莫耳%、23.1莫耳%、23.2莫耳%、23.3莫耳%、23.4莫耳%、23.5莫耳%、23.6莫耳%、23.7莫耳%、23.8莫耳%、23.9莫耳%、24莫耳%、24.1莫耳%、24.2莫耳%、24.3莫耳%、24.4莫耳%、24.5莫耳%、24.6莫耳%、24.7莫耳%、24.8莫耳%、24.9莫耳%、25莫耳%、25.1莫耳%、25.2莫耳%、25.3莫耳%、25.4莫耳%、25.5莫耳%、25.6莫耳%、25.7莫耳%、25.8莫耳%、25.9莫耳%、26莫耳%、26.1莫耳%、26.2莫耳%、26.3莫耳%、26.4莫耳%、26.5莫耳%、26.6莫耳%、26.7莫耳%、26.8莫耳%、26.9莫耳%、27莫耳%、27.1莫耳%、27.2莫耳%、27.3莫耳%、27.4莫耳%、27.5莫耳%、27.6莫耳%、27.7莫耳%、27.8莫耳%、27.9莫耳%、28莫耳%、28.1莫耳%、28.2莫耳%、28.3莫耳%、28.4莫耳%、28.5莫耳%、28.6莫耳%、28.7莫耳%、28.8莫耳%、28.9莫耳%、29莫耳%、29.1莫耳%、29.2莫耳%、29.3莫耳%、29.4莫耳%、29.5莫耳%、29.6莫耳%、29.7莫耳%、29.8莫耳%、29.9莫耳%或30莫耳%）的氧化碲、10莫耳%到20莫耳%（例如，10莫耳%、10.1莫耳%、10.2莫耳%、10.3莫耳%、10.4莫耳%、10.5莫耳%、10.6莫耳%、10.7莫耳%、10.8莫耳%、10.9莫耳%、11莫耳%、11.1莫耳%、11.2莫耳%、11.3莫耳%、11.4莫耳%、11.5莫耳%、11.6莫耳%、11.7莫耳%、11.8莫耳%、11.9莫耳%、12莫耳%、12.1莫耳%、12.2莫耳%、12.3莫耳%、12.4莫耳%、12.5莫耳%、12.6莫耳%、12.7莫耳%、12.8莫耳%、12.9莫耳%、13莫耳%、13.1莫耳%、13.2莫耳%、13.3莫耳%、13.4莫耳%、13.5莫耳%、13.6莫耳%、13.7莫耳%、13.8莫耳%、13.9莫耳%、14莫耳%、14.1莫耳%、14.2莫耳%、14.3莫耳%、14.4莫耳%、14.5莫耳%、14.6莫耳%、14.7莫耳%、14.8莫耳%、14.9莫耳%、15莫耳%、15.1莫耳%、15.2莫耳%、15.3莫耳%、15.4莫耳%、15.5莫耳%、15.6莫耳%、15.7莫耳%、15.8莫耳%、15.9莫耳%、16莫耳%、16.1莫耳%、16.2莫耳%、16.3莫耳%、16.4莫耳%、16.5莫耳%、16.6莫耳%、16.7莫耳%、16.8莫耳%、16.9莫耳%、17莫耳%、17.1莫耳%、17.2莫耳%、17.3莫耳%、17.4莫耳%、17.5莫耳%、17.6莫耳%、17.7莫耳%、17.8莫耳%、17.9莫耳%、18莫耳%、18.1莫耳%、18.2莫耳%、18.3莫耳%、18.4莫耳%、18.5莫耳%、18.6莫耳%、18.7莫耳%、18.8莫耳%、18.9莫耳%、19莫耳%、19.1莫耳%、19.2莫耳%、19.3莫耳%、19.4莫耳%、19.5莫耳%、19.6莫耳%、19.7莫耳%、19.8莫耳%、19.9莫耳%或20莫耳%）的氧化鋰、以及5莫耳%到15莫耳%（例如，5莫耳%、5.1莫耳%、5.2莫耳%、5.3莫耳%、5.4莫耳%、5.5莫耳%、5.6莫耳%、5.7莫耳%、5.8莫耳%、5.9莫耳%、6莫耳%、6.1莫耳%、6.2莫耳%、6.3莫耳%、6.4莫耳%、6.5莫耳%、6.6莫耳%、6.7莫耳%、6.8莫耳%、6.9莫耳%、7莫耳%、7.1莫耳%、7.2莫耳%、7.3莫耳%、7.4莫耳%、7.5莫耳%、7.6莫耳%、7.7莫耳%、7.8莫耳%、7.9莫耳%、8莫耳%、8.1莫耳%、8.2莫耳%、8.3莫耳%、8.4莫耳%、8.5莫耳%、8.6莫耳%、8.7莫耳%、8.8莫耳%、8.9莫耳%、9莫耳%、9.1莫耳%、9.2莫耳%、9.3莫耳%、9.4莫耳%、9.5莫耳%、9.6莫耳%、9.7莫耳%、9.8莫耳%、9.9莫耳%、10莫耳%、10.1莫耳%、10.2莫耳%、10.3莫耳%、10.4莫耳%、10.5莫耳%、10.6莫耳%、10.7莫耳%、10.8莫耳%、10.9莫耳%、11莫耳%、11.1莫耳%、11.2莫耳%、11.3莫耳%、11.4莫耳%、11.5莫耳%、11.6莫耳%、11.7莫耳%、11.8莫耳%、11.9莫耳%、12莫耳%、12.1莫耳%、12.2莫耳%、12.3莫耳%、12.4莫耳%、12.5莫耳%、12.6莫耳%、12.7莫耳%、12.8莫耳%、12.9莫耳%、13莫耳%、13.1莫耳%、13.2莫耳%、13.3莫耳%、13.4莫耳%、13.5莫耳%、13.6莫耳%、13.7莫耳%、13.8莫耳%、13.9莫耳%、14莫耳%、14.1莫耳%、14.2莫耳%、14.3莫耳%、14.4莫耳%、14.5莫耳%、14.6莫耳%、14.7莫耳%、14.8莫耳%、14.9莫耳%或15莫耳%）的氧化鎂，基於所述玻璃料的總莫耳數計。當玻璃料包含上述量的氧化碲、氧化鋰及氧化鎂時，基於DSW的太陽能電池電極用組合物在印刷於DSW上時可表現出減少的擴散，且因此可在開路電壓、串聯電阻及填充因子方面提供改善的性質，從而最終提高太陽能電池的轉換效率。在一個實施例中，玻璃料可包含15莫耳%到30莫耳%的氧化碲、15莫耳%到20莫耳%的氧化鋰及5莫耳%到10莫耳%的氧化鎂，但並不僅限於此。
玻璃料還可包含選自由以下組成的群組中的至少一種金屬：鉛（Pb）、鉍（Bi）、磷（P）、鍺（Ge）、鎵（Ga）、鈰（Ce）、鐵（Fe）、矽（Si）、鋅（Zn）、鎢（W）、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），但並不僅限於此。
在一個實施例中，玻璃料還可包含氧化鉛，其中氧化鉛可以例如15莫耳%到40莫耳%（例如，15莫耳%、15.1莫耳%、15.2莫耳%、15.3莫耳%、15.4莫耳%、15.5莫耳%、15.6莫耳%、15.7莫耳%、15.8莫耳%、15.9莫耳%、16莫耳%、16.1莫耳%、16.2莫耳%、16.3莫耳%、16.4莫耳%、16.5莫耳%、16.6莫耳%、16.7莫耳%、16.8莫耳%、16.9莫耳%、17莫耳%、17.1莫耳%、17.2莫耳%、17.3莫耳%、17.4莫耳%、17.5莫耳%、17.6莫耳%、17.7莫耳%、17.8莫耳%、17.9莫耳%、18莫耳%、18.1莫耳%、18.2莫耳%、18.3莫耳%、18.4莫耳%、18.5莫耳%、18.6莫耳%、18.7莫耳%、18.8莫耳%、18.9莫耳%、19莫耳%、19.1莫耳%、19.2莫耳%、19.3莫耳%、19.4莫耳%、19.5莫耳%、19.6莫耳%、19.7莫耳%、19.8莫耳%、19.9莫耳%、20莫耳%、20.1莫耳%、20.2莫耳%、20.3莫耳%、20.4莫耳%、20.5莫耳%、20.6莫耳%、20.7莫耳%、20.8莫耳%、20.9莫耳%、21莫耳%、21.1莫耳%、21.2莫耳%、21.3莫耳%、21.4莫耳%、21.5莫耳%、21.6莫耳%、21.7莫耳%、21.8莫耳%、21.9莫耳%、22莫耳%、22.1莫耳%、22.2莫耳%、22.3莫耳%、22.4莫耳%、22.5莫耳%、22.6莫耳%、22.7莫耳%、22.8莫耳%、22.9莫耳%、23莫耳%、23.1莫耳%、23.2莫耳%、23.3莫耳%、23.4莫耳%、23.5莫耳%、23.6莫耳%、23.7莫耳%、23.8莫耳%、23.9莫耳%、24莫耳%、24.1莫耳%、24.2莫耳%、24.3莫耳%、24.4莫耳%、24.5莫耳%、24.6莫耳%、24.7莫耳%、24.8莫耳%、24.9莫耳%、25莫耳%、25.1莫耳%、25.2莫耳%、25.3莫耳%、25.4莫耳%、25.5莫耳%、25.6莫耳%、25.7莫耳%、25.8莫耳%、25.9莫耳%、26莫耳%、26.1莫耳%、26.2莫耳%、26.3莫耳%、26.4莫耳%、26.5莫耳%、26.6莫耳%、26.7莫耳%、26.8莫耳%、26.9莫耳%、27莫耳%、27.1莫耳%、27.2莫耳%、27.3莫耳%、27.4莫耳%、27.5莫耳%、27.6莫耳%、27.7莫耳%、27.8莫耳%、27.9莫耳%、28莫耳%、28.1莫耳%、28.2莫耳%、28.3莫耳%、28.4莫耳%、28.5莫耳%、28.6莫耳%、28.7莫耳%、28.8莫耳%、28.9莫耳%、29莫耳%、29.1莫耳%、29.2莫耳%、29.3莫耳%、29.4莫耳%、29.5莫耳%、29.6莫耳%、29.7莫耳%、29.8莫耳%、29.9莫耳%、30莫耳%、30.1莫耳%、30.2莫耳%、30.3莫耳%、30.4莫耳%、30.5莫耳%、30.6莫耳%、30.7莫耳%、30.8莫耳%、30.9莫耳%、31莫耳%、32.1莫耳%、32.2莫耳%、32.3莫耳%、32.4莫耳%、32.5莫耳%、32.6莫耳%、32.7莫耳%、32.8莫耳%、32.9莫耳%、33莫耳%、33.1莫耳%、33.2莫耳%、33.3莫耳%、33.4莫耳%、33.5莫耳%、33.6莫耳%、33.7莫耳%、33.8莫耳%、33.9莫耳%、34莫耳%、34.1莫耳%、34.2莫耳%、34.3莫耳%、34.4莫耳%、34.5莫耳%、34.6莫耳%、34.7莫耳%、34.8莫耳%、34.9莫耳%、35莫耳%、35.1莫耳%、35.2莫耳%、35.3莫耳%、35.4莫耳%、35.5莫耳%、35.6莫耳%、35.7莫耳%、35.8莫耳%、35.9莫耳%、36莫耳%、36.1莫耳%、36.2莫耳%、36.3莫耳%、36.4莫耳%、36.5莫耳%、36.6莫耳%、36.7莫耳%、36.8莫耳%、36.9莫耳%、37莫耳%、37.1莫耳%、37.2莫耳%、37.3莫耳%、37.4莫耳%、37.5莫耳%、37.6莫耳%、37.7莫耳%、37.8莫耳%、37.9莫耳%、38莫耳%、38.1莫耳%、38.2莫耳%、38.3莫耳%、38.4莫耳%、38.5莫耳%、38.6莫耳%、38.7莫耳%、38.8莫耳%、38.9莫耳%、39莫耳%、39.1莫耳%、39.2莫耳%、39.3莫耳%、39.4莫耳%、39.5莫耳%、39.6莫耳%、39.7莫耳%、39.8莫耳%、39.9莫耳%或40莫耳%，再舉例來說為20莫耳%到40莫耳%）的量存在，基於所述玻璃料的總莫耳數計。在氧化鉛量的此範圍內，玻璃料可降低串聯電阻。
在另一實施例中，玻璃料還可包含氧化鉍，其中氧化鉍可以例如5莫耳%到20莫耳%（例如5莫耳%、5.1莫耳%、5.2莫耳%、5.3莫耳%、5.4莫耳%、5.5莫耳%、5.6莫耳%、5.7莫耳%、5.8莫耳%、5.9莫耳%、6莫耳%、6.1莫耳%、6.2莫耳%、6.3莫耳%、6.4莫耳%、6.5莫耳%、6.6莫耳%、6.7莫耳%、6.8莫耳%、6.9莫耳%、7莫耳%、7.1莫耳%、7.2莫耳%、7.3莫耳%、7.4莫耳%、7.5莫耳%、7.6莫耳%、7.7莫耳%、7.8莫耳%、7.9莫耳%、8莫耳%、8.1莫耳%、8.2莫耳%、8.3莫耳%、8.4莫耳%、8.5莫耳%、8.6莫耳%、8.7莫耳%、8.8莫耳%、8.9莫耳%、9莫耳%、9.1莫耳%、9.2莫耳%、9.3莫耳%、9.4莫耳%、9.5莫耳%、9.6莫耳%、9.7莫耳%、9.8莫耳%、9.9莫耳%、10莫耳%、10.1莫耳%、10.2莫耳%、10.3莫耳%、10.4莫耳%、10.5莫耳%、10.6莫耳%、10.7莫耳%、10.8莫耳%、10.9莫耳%、11莫耳%、11.1莫耳%、11.2莫耳%、11.3莫耳%、11.4莫耳%、11.5莫耳%、11.6莫耳%、11.7莫耳%、11.8莫耳%、11.9莫耳%、12莫耳%、12.1莫耳%、12.2莫耳%、12.3莫耳%、12.4莫耳%、12.5莫耳%、12.6莫耳%、12.7莫耳%、12.8莫耳%、12.9莫耳%、13莫耳%、13.1莫耳%、13.2莫耳%、13.3莫耳%、13.4莫耳%、13.5莫耳%、13.6莫耳%、13.7莫耳%、13.8莫耳%、13.9莫耳%、14莫耳%、14.1莫耳%、14.2莫耳%、14.3莫耳%、14.4莫耳%、14.5莫耳%、14.6莫耳%、14.7莫耳%、14.8莫耳%、14.9莫耳%、15莫耳%、15.1莫耳%、15.2莫耳%、15.3莫耳%、15.4莫耳%、15.5莫耳%、15.6莫耳%、15.7莫耳%、15.8莫耳%、15.9莫耳%、16莫耳%、16.1莫耳%、16.2莫耳%、16.3莫耳%、16.4莫耳%、16.5莫耳%、16.6莫耳%、16.7莫耳%、16.8莫耳%、16.9莫耳%、17莫耳%、17.1莫耳%、17.2莫耳%、17.3莫耳%、17.4莫耳%、17.5莫耳%、17.6莫耳%、17.7莫耳%、17.8莫耳%、17.9莫耳%、18莫耳%、18.1莫耳%、18.2莫耳%、18.3莫耳%、18.4莫耳%、18.5莫耳%、18.6莫耳%、18.7莫耳%、18.8莫耳%、18.9莫耳%、19莫耳%、19.1莫耳%、19.2莫耳%、19.3莫耳%、19.4莫耳%、19.5莫耳%、19.6莫耳%、19.7莫耳%、19.8莫耳%、19.9莫耳%或20莫耳%，再舉例來說為5莫耳%到15莫耳%）的量存在，基於所述玻璃料的總莫耳數計。在氧化鉍量的此範圍內，玻璃料可降低串聯電阻。
在又一實施例中，玻璃料還可包含氧化鎢，其中氧化鎢可以例如5莫耳%到20莫耳%（例如5莫耳%、5.1莫耳%、5.2莫耳%、5.3莫耳%、5.4莫耳%、5.5莫耳%、5.6莫耳%、5.7莫耳%、5.8莫耳%、5.9莫耳%、6莫耳%、6.1莫耳%、6.2莫耳%、6.3莫耳%、6.4莫耳%、6.5莫耳%、6.6莫耳%、6.7莫耳%、6.8莫耳%、6.9莫耳%、7莫耳%、7.1莫耳%、7.2莫耳%、7.3莫耳%、7.4莫耳%、7.5莫耳%、7.6莫耳%、7.7莫耳%、7.8莫耳%、7.9莫耳%、8莫耳%、8.1莫耳%、8.2莫耳%、8.3莫耳%、8.4莫耳%、8.5莫耳%、8.6莫耳%、8.7莫耳%、8.8莫耳%、8.9莫耳%、9莫耳%、9.1莫耳%、9.2莫耳%、9.3莫耳%、9.4莫耳%、9.5莫耳%、9.6莫耳%、9.7莫耳%、9.8莫耳%、9.9莫耳%、10莫耳%、10.1莫耳%、10.2莫耳%、10.3莫耳%、10.4莫耳%、10.5莫耳%、10.6莫耳%、10.7莫耳%、10.8莫耳%、10.9莫耳%、11莫耳%、11.1莫耳%、11.2莫耳%、11.3莫耳%、11.4莫耳%、11.5莫耳%、11.6莫耳%、11.7莫耳%、11.8莫耳%、11.9莫耳%、12莫耳%、12.1莫耳%、12.2莫耳%、12.3莫耳%、12.4莫耳%、12.5莫耳%、12.6莫耳%、12.7莫耳%、12.8莫耳%、12.9莫耳%、13莫耳%、13.1莫耳%、13.2莫耳%、13.3莫耳%、13.4莫耳%、13.5莫耳%、13.6莫耳%、13.7莫耳%、13.8莫耳%、13.9莫耳%、14莫耳%、14.1莫耳%、14.2莫耳%、14.3莫耳%、14.4莫耳%、14.5莫耳%、14.6莫耳%、14.7莫耳%、14.8莫耳%、14.9莫耳%、15莫耳%、15.1莫耳%、15.2莫耳%、15.3莫耳%、15.4莫耳%、15.5莫耳%、15.6莫耳%、15.7莫耳%、15.8莫耳%、15.9莫耳%、16莫耳%、16.1莫耳%、16.2莫耳%、16.3莫耳%、16.4莫耳%、16.5莫耳%、16.6莫耳%、16.7莫耳%、16.8莫耳%、16.9莫耳%、17莫耳%、17.1莫耳%、17.2莫耳%、17.3莫耳%、17.4莫耳%、17.5莫耳%、17.6莫耳%、17.7莫耳%、17.8莫耳%、17.9莫耳%、18莫耳%、18.1莫耳%、18.2莫耳%、18.3莫耳%、18.4莫耳%、18.5莫耳%、18.6莫耳%、18.7莫耳%、18.8莫耳%、18.9莫耳%、19莫耳%、19.1莫耳%、19.2莫耳%、19.3莫耳%、19.4莫耳%、19.5莫耳%、19.6莫耳%、19.7莫耳%、19.8莫耳%、19.9莫耳%或20莫耳%，再舉例來說為5莫耳%到15莫耳%）的量存在，基於所述玻璃料的總莫耳數計。在氧化鎢量的此範圍內，所述組合物可具有良好的黏合強度。
在再一實施例中，玻璃料還可包含氧化鋅，其中氧化鋅可以例如0.1莫耳%到5莫耳%（例如，0.1莫耳%、0.2莫耳%、0.3莫耳%、0.4莫耳%、0.5莫耳%、0.6莫耳%、0.7莫耳%、0.8莫耳%、0.9莫耳%、1莫耳%、1.1莫耳%、1.2莫耳%、1.3莫耳%、1.4莫耳%、1.5莫耳%、1.6莫耳%、1.7莫耳%、1.8莫耳%、1.9莫耳%、2莫耳%、2.1莫耳%、2.2莫耳%、2.3莫耳%、2.4莫耳%、2.5莫耳%、2.6莫耳%、2.7莫耳%、2.8莫耳%、2.9莫耳%、3莫耳%、3.1莫耳%、3.2莫耳%、3.3莫耳%、3.4莫耳%、3.5莫耳%、3.6莫耳%、3.7莫耳%、3.8莫耳%、3.9莫耳%、4莫耳%、4.1莫耳%、4.2莫耳%、4.3莫耳%、4.4莫耳%、4.5莫耳%、4.6莫耳%、4.7莫耳%、4.8莫耳%、4.9莫耳%或5莫耳%，再舉例來說為0.5莫耳%到5莫耳%）的量存在，基於所述玻璃料的總莫耳數計。在氧化鋅量的此範圍內，所述組合物可具有良好的黏合強度。
在又一實施例中，玻璃料可包含氧化鉛及氧化鉍並視情況包含氧化鎢和/或氧化鋅，但並不僅限於此。
玻璃料的形狀及尺寸不受特別限制。舉例來說，玻璃料可具有球形或非晶形形狀，並且可具有0.1微米到10微米（例如，0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米）的平均粒徑（D50 ）。此處，可在25℃下經由超聲波作用3分鐘將玻璃料分散在異丙醇（IPA）中後，利用1064LD型粒徑分析儀（西萊斯有限公司）來測量平均粒徑（D50 ）。可通過所屬領域中已知的任何典型方法由氧化碲、氧化鋰及氧化鎂且視情況由前述金屬和/或其氧化物來製備玻璃料。舉例來說，可通過以下方式來製備玻璃料：使用球磨機或行星式磨機將氧化碲、氧化鋰及氧化鎂以及視情況前述金屬和/或其氧化物混合，在800℃到1300℃下熔融所述混合物，並將所述經熔融混合物淬火到25℃，然後使用盤磨機、行星式磨機等將所獲得的產物粉碎。
以基於DSW的太陽能電池電極用組合物的總重量計，可存在0.1重量%到20重量%（例如，0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、2.1重量%、2.2重量%、2.3重量%、2.4重量%、2.5重量%、2.6重量%、2.7重量%、2.8重量%、2.9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%或20重量%，再舉例來說為0.5重量%到10重量%）的量的玻璃料。在此範圍內，玻璃料可確保p-n接面在各種薄層電阻下的穩定性，最小化電阻，並最終提高太陽能電池效率。
有機載體
有機載體通過與基於DSW的太陽能電池電極用組合物的無機組分進行機械混合而對所述組合物賦予適合於印刷的黏度及流變特性。
有機載體可為太陽能電池電極用組合物中所用的任何典型有機載體，且可包含黏合劑樹脂、溶劑等。
黏合劑樹脂可選自丙烯酸酯樹脂（acrylate resins）或纖維素樹脂（cellulose resins）。舉例來說，可使用乙基纖維素（ethyl cellulose）作為黏合劑樹脂。作為另外一種選擇，黏合劑樹脂可選自乙基羥乙基纖維素（ethyl hydroxyethyl cellulose）、硝基纖維素（nitrocellulose）、乙基纖維素（ethyl cellulose）與酚樹脂（phenol resin）的摻合物、醇酸樹脂（alkyd resins）、酚樹脂（phenol resins）、丙烯酸酯樹脂（acrylate ester resins）、二甲苯樹脂（xylene resins）、聚丁烯樹脂（polybutane resins）、聚酯樹脂（polyester resins）、脲樹脂（urea resins）、三聚氰胺樹脂（melamine resins）、乙酸乙烯酯樹脂（vinyl acetate resins）、木松香（wood rosin）及醇的聚甲基丙烯酸酯（polymethacrylates of alcohols）等。
所述溶劑可選自由例如以下組成的群組：己烷（hexane）、甲苯（toluene）、乙基溶纖劑（ethyl cellosolve）、環己酮（cyclohexanone）、丁基溶纖劑（butyl cellosolve）、丁基卡必醇（butyl carbitol，二乙二醇丁醚（diethylene glycol monobutyl ether））、二丁基卡必醇（dibutyl carbitol，二乙二醇二丁醚（diethylene glycol dibutyl ether））、丁基卡必醇乙酸酯（butyl carbitol acetate，二乙二醇丁醚乙酸酯（diethylene glycol monobutyl ether acetate））、丙二醇甲醚（propylene glycol monomethyl ether）、己二醇（hexylene glycol）、萜品醇（terpineol）、甲基乙基酮（methylethylketone）、苯甲醇（benzylalcohol）、γ-丁內酯（γ-butyrolactone）、乳酸乙酯（ethyl lactate）及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯（2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate，例如，酯醇（Texanol））。這些溶劑可單獨使用或以其混合物形式使用。
儘管有機載體的量不受特別限制，但以基於DSW的太陽能電池電極用組合物的總重量計，可存在例如1重量%到30重量%（例如，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%，再舉例來說為3重量%到20重量%）的量的有機載體。在此範圍內，有機載體可為所述組合物提供足夠的黏合強度及良好的印刷適性。
添加劑
基於DSW的太陽能電池電極用組合物還可視需要進一步包含任何典型的添加劑以增強流動性、加工性及穩定性。所述添加劑可包括分散劑、觸變劑、塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外線穩定劑、抗氧化劑、及偶合劑等。這些添加劑可單獨使用或以其混合物形式使用。以基於DSW的太陽能電池電極用組合物的總重量計，可存在0.1重量%到5重量%（例如，0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%）的量的添加劑，但所述添加劑的含量可視需要進行改變。
基於 DSW 的太陽能電池電極及包括所述電極的基於 DSW 的太陽能電池
根據本發明的其他方面，提供了一種由基於DSW的太陽能電池電極用組合物形成的基於DSW的太陽能電池電極、以及包括所述電極的基於DSW的太陽能電池。圖2是根據本發明的一個實施例的太陽能電池100的示意圖。
參照圖2，可通過以下方式來形成後電極21及前電極23：將基於DSW的太陽能電池電極用組合物印刷在包括p層（或n層）11及將用作發射極的n層（或p層）12的DSW 10上，然後進行烘烤。舉例來說，可通過將基於DSW的太陽能電池電極用組合物印刷在DSW的正面上然後進行乾燥來執行製備前電極的初步工藝。此外，可通過在DSW的背面上印刷基於DSW的太陽能電池電極用組合物、然後在200℃到400℃下乾燥10到60秒來執行製備後電極的初步工藝。然後，可通過在400℃到970℃、例如在600℃到970℃下將DSW烘烤30到210秒來形成前電極及後電極。
接下來，將參照實例來更詳細地闡述本發明。然而，應注意，提供這些實例僅用於說明，而不應將所述實例解釋為以任何方式限制本發明。
實例
實例 1
在60℃下將作為黏合劑樹脂的2重量份的乙基纖維素（STD4，陶氏化學公司（Dow Chemical Company））充分溶解在6.5重量份的萜品醇（日本萜品有限公司（Nippon Terpine Co., Ltd.））中，並向所述黏合劑溶液中添加了90重量份的平均粒徑為2.0微米的作為導電粉的球形銀粉（AG-5-11F，同和高科技有限公司（Dowa Hightech Co. Ltd.））、以及1.5重量份的如在表1中所示的平均粒徑為2.0微米的玻璃料A，隨後在三輥捏合機中混合及捏合，從而製備基於DSW的太陽能電池電極用組合物。
實例 2 及實例 3 以及比較例 1 到比較例 10
除了使用表1所列的玻璃料B到玻璃料M來代替玻璃料A之外，以與實例1相同的方式製備了基於DSW的太陽能電池電極用組合物。
表1
PbO Bi2 O3 TeO2 WO3 Li2 O ZnO MgO
玻璃料A 20 10 25 15 17 3 10
玻璃料B 23 10 30 10 17 - 10
玻璃料C 32 10 21 15 15 - 7
玻璃料D - 5 48 5 20 18 4
玻璃料E 5 - 50 2 20 15 8
玻璃料F 10 - 55 - 15 15 5
玻璃料G 45 - 36 - 5 12 2
玻璃料H 48 10 5 10 17 - 10
玻璃料I 18 10 35 10 17 - 10
玻璃料J 35 10 30 10 5 - 10
玻璃料K 20 10 30 10 23 - 7
玻璃料L 32 10 30 10 17 - 1
玻璃料M 22 10 30 10 12 - 16
*單位：莫耳%
性質評估
（1）短路電流（Isc，A）、開路電壓（Voc，V）及串聯電阻（Rs，Ω）：通過絲網印刷以預定圖案將在實例及比較例中製備的基於DSW的太陽能電池電極用組合物中的每一者沉積在DSW的正面上，然後在300℃下的紅外線乾燥爐中進行乾燥。在帶式烘爐中在970℃的溫度下將根據此過程形成的電池烘烤70秒，從而製作太陽能電池。使用太陽能電池效率測試儀CT-801（帕森有限公司（Pasan Co., Ltd.））評估了太陽能電池的短路電流、開路電壓及串聯電阻。結果示於表2中。
（2）填充因子（FF，%）及轉換效率（Eff.，%）：將鋁膏印刷在DSW（通過對摻雜有硼的p型晶片的正面進行紋理化、在紋理化表面上形成POCl3 的n+ 層、並在n+ 層上形成氮化矽（SiNx :H）的抗反射膜而製備的多晶晶片）的背面上，然後在300℃下進行乾燥。然後，通過絲網印刷以預定圖案將在實例及比較例中製備的基於DSW的太陽能電池電極用組合物中的每一者沉積在DSW的正面上，隨後以與上述相同的方式進行乾燥。在帶式烘爐中在970℃下將根據此過程形成的電池烘烤70秒，從而製作太陽能電池。使用太陽能電池效率測試儀（弗拉什模擬器，哈爾姆（Flash Simulator, H.A.L.M.））評估了太陽能電池的填充因子及轉換效率。結果示於表2中。
表2
  Isc（A） Voc（V） Rs（歐姆） FF（%） Eff.（%）
實例1 8.918 637.500 2.50 78.80 18.50
實例2 8.903 637.700 2.70 79.61 18.60
實例3 8.909 637.000 2.40 79.83 18.75
比較例1 8.908 636.300 3.87 76.86 17.91
比較例2 8.906 635.200 8.51 71.27 16.70
比較例3 8.909 634.500 15.36 63.19 14.83
比較例4 8.907 634.000 18.50 59.72 14.24
比較例5 8.904 634.200 5.36 73.45 17.85
比較例6 8.876 634.400 14.50 59.34 13.44
比較例7 8.765 633.500 5.36 73.19 17.33
比較例8 8.988 633.800 8.50 69.54 15.94
比較例9 8.859 633.600 5.34 73.33 16.93
比較例10 8.845 632.000 12.30 69.72 14.45
從表2所示的結果可看出，與使用比較例1到比較例10的組合物，其中氧化碲、氧化鋰及氧化鎂中的至少一者的量未落於本文中所述的範圍內，製作的基於DSW的太陽能電池電極相比，使用實例1到實例3的組合物，以本文中所述的量包含氧化碲、氧化鋰及氧化鎂，製作的基於DSW的太陽能電池電極在開路電壓及串聯電阻方面具有改善的性質，並且表現出良好的填充因子及轉換效率。
應理解，在不背離本發明的精神及範圍的條件下，所屬領域中的技術人員可做出各種修改、改變、變更及等效實施例。
100:電子裝置 10:DSW 11:p層（或n層） 12:n層（或p層） 21:後電極 23:前電極 100:太陽能電池
圖1是DSW表面的SEM圖像。 圖2是根據本發明的一個實施例的太陽能電池的示意圖。
10:DSW
11:p層(或n層)
12:n層(或p層)
21:後電極
23:前電極
100:太陽能電池

Claims (7)

  1. 一種基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物，基於所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物的總重量計，包含：導電粉，以60重量%到95重量%的量存在；玻璃料，以0.1重量%到20重量%的量存在；以及有機載體，以1重量%到30重量%的量存在，其中所述玻璃料包含10莫耳%到30莫耳%的氧化碲、10莫耳%到20莫耳%的氧化鋰以及5莫耳%到15莫耳%的氧化鎂，基於所述玻璃料的總莫耳數計。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物，其中所述玻璃料還包含選自由以下組成的群組中的至少一種金屬：鉛(Pb)、鉍(Bi)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、矽(Si)、鋅(Zn)、鎢(W)、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)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物，其中所述玻璃料還包含15莫耳%到40莫耳%的氧化鉛。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物，其中所述玻璃料還包含5莫耳%到20莫耳%的氧化鉍。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物，其中所述玻璃料還包含5莫耳%到20莫耳%的氧化鎢。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物，其中所述玻璃料還包含0.1莫耳%到5莫耳%的氧化鋅。
  7. 一種基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極，由申請專利範圍第1項到第6項中任一項所述的基於金剛石鋸切晶片的太陽能電池電極用組合物形成。
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