[发明专利]用于导电膏的水基媒剂

说明书

本发明涉及一种用于制造导电银膏的水基媒剂。所述水基媒剂包含粘合剂、稳定剂和水。本发明的优选实施例利用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种作为所述粘合剂；并且利用乙二醇作为所述稳定剂。本发明的另一个方面涉及一种基于所述水基媒剂的导电膏组合物。优选实施例利用金属颗粒、玻璃料和包含粘合剂、稳定剂和水的水基媒剂。具有高金属含量的所述导电膏呈现极好的储存稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能面板技术的导电膏。具体来说，在一个方面，本发明涉及一种用于配制导电膏的水基媒剂。本发明的另一个方面涉及一种导电膏组合物。本发明的另一个方面涉及一种通过涂覆包含金属颗粒、玻璃料和含水媒剂的导电膏而产生的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池是使用光伏效应将光能转换为电能的装置。太阳能是一种极具吸引力的绿色能源，因为其具有可持续性，并且只产生无污染的副产物。因此，目前正在进行大量研究以开发效率提高的太阳能电池，同时不断降低材料和制造成本。当光照射太阳能电池时，一部分入射光被表面反射，其余的入射光透射到太阳能电池中。透射光的光子被通常由如硅的半导体材料制成的太阳能电池吸收。来自所吸收光子的能量激发半导体材料的电子离开其原子，从而产生电子空穴对。这些电子空穴对然后由p-n结分隔开并且通过施加于太阳能电池表面上的导电电极收集。

最常见的太阳能电池是基于硅、更确切地说基于p-n结的太阳能电池，其通过将n型扩散层施加到p型硅衬底上并与两种电接触层或电极耦合而由硅制成。在p型半导体中，将掺杂原子加入半导体中以增加自由电荷载流子(带正电的空穴(positive hole))的数量。在硅的情况下，三价原子被取代到晶格中。基本上，掺杂材料从半导体原子中带走弱束缚的外部电子。p型半导体的一个实例是具有硼或铝掺杂物的硅。太阳能电池也可由n型半导体制成。在n型半导体中，掺杂原子向受主衬底上提供额外电子，从而形成过量负电子电荷载流子。与一种类型的受主原子相比，这类掺杂原子通常具有一个价数更高的电子。最常见的实例是含有四个价电子的第IV组固体(硅、锗、锡)中的原子被含有五个松散束缚的价电子的第V族元素(磷、砷、锑)取代。n型半导体的一个实例是具有磷掺杂物的硅。

为了通过太阳能电池将太阳光的反射降到最低，将抗反射涂层(antireflectioncoating，ARC)，例如氮化硅、氧化硅、氧化铝或氧化钛涂覆到n型或p型扩散层上以增加耦合到太阳能电池中的光的量。ARC通常不导电，并且还可以钝化硅衬底的表面。

硅太阳能电池通常在其前表面和后表面上涂覆有导电膏。作为金属化过程的一部分，通常首先将后缘触点施加到硅衬底上，例如通过网版印刷后侧银膏或银/铝膏以形成焊垫。接下来，将铝膏涂覆到衬底的全部后侧以形成后表面场(back surface field，BSF)，然后干燥电池。接下来，使用不同类型的导电膏，可将金属触点网版印刷到前侧抗反射层上以用作前电极。电池的正面或前面上的这个电接触层在光进入时通常以由“指状线”和“母线”构成的栅极图案存在，而不是完全层，因为金属网格材料通常对光是不透明的。具有印刷的前侧和后侧膏体的硅衬底然后在大约700-975℃下的温度下烧成。烧成后，前侧膏体通过抗反射层蚀刻，形成金属网格与半导体之间的电接触，并且将金属膏体转换成金属电极。在后侧上，铝扩散到硅衬底中，充当产生BSF的掺杂物。所得金属电极允许电流向在太阳能面板中连接的太阳能电池并从太阳能电池流出。

典型太阳能电池的描述和其制造方法可以发现于例如欧洲专利申请公开案第1713093号中。

为了组装面板，将多个太阳能电池串联和/或并联连接，并且第一个电池和最后一个电池的电极的端部优选连接到输出线上。太阳能电池通常封装于透明热塑料树脂中，例如硅橡胶或乙烯乙酸乙烯酯。透明玻璃片放置在封装的透明热塑料树脂的前表面上。后面保护材料，例如用具有良好的机械特性和良好的耐候性的聚乙烯氟的膜涂布的聚对苯二甲酸乙二酯片放置在封装的热塑料树脂下方。这些层状材料可以在适当的真空锅炉中加热以去除空气，然后通过加热和压制整合于一个主体中。此外，由于太阳能电池通常长时间留在露天，因此期望用由铝等组成的框架材料覆盖太阳能电池的周边。