[发明专利]氧化锌基玻璃料组合物及使用该组合物的且用于太阳能电池的背面接触的铝浆组合物

说明书

发明背景

（a）技术领域

本发明公开内容涉及一种氧化锌基玻璃料组合物以及使用该组合物且用于太阳能电池背面接触的铝浆组合物，所述玻璃料组合物可以在太阳能电池背面接触的制造过程中，使在焙烧后基板的弯曲最小化以及显示出湿气稳定性，并且可以改善电池的开路电压与光转换效率。

（b）相关技术的描述

近年来太阳能电池开始受到瞩目，这是因为其能源资源丰富且不会造成环境污染问题。太阳能电池具有P-型半导体和N-型半导体的半导体结结构。如果光线进入太阳能电池，经由光线与构成太阳能电池的半导体材料之间的相互作用，带负电荷的电子会脱离出来并且会产生带正电荷的电子空穴，当它们移动时，就会产生电流。具体而言，电子会被N-型半导体吸引，而空穴会被P-型半导体吸引，由此分别移动至与N-型半导体结合的N-型电极，以及与P-型半导体结合的P-型电极。如果所述电极以电线连接，则电流就会流动而产生电力。

此外，依据材料以及制造技术，将太阳能电池分为硅太阳能电池和化合物半导体太阳能电池，并且依据材料又分为基板型和薄膜型。

同时，硅太阳能电池是通过将含导电金属的浆料印刷于基板上、干燥以及焙烧而形成，并且铝粉最常用来形成背面接触（back contacts）。

前述包含铝粉的铝浆可用来制造具有高转换率的太阳能电池。并且前述铝浆分为含铅铝浆和无铅铝浆。含铅铝浆包括含铅的玻璃料，且其可实现高转换效率。然而，由于含铅玻璃料会引起环境污染问题，所以近年来有转而使用铝浆中含无铅玻璃料的方法的趋势。

无铅玻璃料组合物通常使用铋基（Bi₂O₃）玻璃。其基本成分是Bi₂O₃，而在玻璃铸模期间会包括Al₂O₃、B₂O₃和SiO₂。另外，作为额外的成分，选自Fe₂O₃、P₂O₅、MgO、Ga₂O₃、Li₂O、Na₂O、ZrO₂、AgO、Sc₂O₅、SrO、BaO、CaO、Pd、Pt和Rh中的至少一种成分用于所述组合物中。

然而，前述铋基玻璃组合物使用昂贵的Bi₂O₃，且由于其高热膨胀系数会造成基板弯曲而增加晶片的断裂率，且具有低的湿气稳定性或者显示出相对较低的电池效率。

发明内容

本发明提供一种氧化锌基玻璃料组合物，其用作为铝浆组合物中的无机粘结剂，以使在焙烧基板后的冷却过程中因收缩率差异而导致的基板弯曲最小化，由此防止在制造太阳能电池的背面接触的过程中基板断裂，且显示出湿气稳定性以防止因湿气而造成铝烧成膜（aluminum fired film）褪色，并且提高电池的开路电压以及改善电池的光转换效率。

本发明还提供一种用于形成太阳能电池的背面接触的无铅铝浆组合物，其使用玻璃料组合物作为无机粘结剂以改善电池特性。

本发明提供一种玻璃料组合物，其用于形成太阳能电池背面接触用的铝浆组合物，该玻璃料组合物包括：

(a)45至60wt%的ZnO；

(b)选自0.1至45wt%的SiO₂、0.1至40wt%的B₂O₃、以及1至10wt%的Al₂O₃所组成的组中的至少一种金属氧化物；

(c)0.1至20wt%的过渡金属氧化物、镧系金属氧化物、或前述氧化物的混合物；

(d)3至5wt%的P₂O₅；以及

(e)3至5wt%的BaO。

所述玻璃料组合物的平均粒径可以为0.5至20μm，水分含量可以为5%或更低，以及热膨胀系数可以为50×10^-7/℃至150×10^-7/℃。