[发明专利]用于太阳能电池电极的组合物及使用此组合物制造的电极

说明书

本发明提供一种用于太阳电池电极的组合物以及一种使用此组合物制造的电极。用于太阳能电池电极的组合物包含导电粉末、玻璃粉和有机载体，其中所述玻璃粉具有如通过等式计算约0.0001μV/mg·℃至约0.2μV/mg·℃的A值，并且玻璃粉具有约300℃至约540℃的初始结晶温度。本发明的组合物可以通过控制在高温下在用于太阳能电池电极的烘烤组合物中使用的玻璃粉的迁移率来控制电极在烘烤期间的扩展，由此增加太阳能电池的开路电压和短路电流并且提高电极到衬底的附着力。

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能电池电极的组合物以及使用此组合物制造的电极。更确切地说，本发明涉及一种用于太阳能电池电极的组合物，所述组合物可以通过控制在高温下(例如，在烘烤温度下)在用于太阳能电池电极的烘烤组合物中使用的玻璃粉的迁移率(mobility)来控制电极在烘烤期间的扩展(spreading)，由此增加太阳能电池的开路电压(Voc)和短路电流(Isc)并且提高电极到衬底的附着力，并且涉及一种使用所述组合物制造的电极。

背景技术

硅基太阳能电池由衬底和发射极层组成，所述衬底由p型硅半导体构成且所述发射极层由n型硅半导体构成。在p型衬底与n型发射极层之间形成p-n结。当阳光入射到具有此结构的太阳能电池上时，由于光生伏打效应，在由n型硅半导体构成的发射极层中产生电子作为载流子且在由p型硅半导体构成的衬底中产生空穴作为载流子。由于光生伏打效应产生的电子和空穴分别移动到结合到发射极层的上表面和下表面的前电极和后电极，并且当这些电极通过线彼此连接时电流会流动。一般来说，银粉浆用于形成前电极。

银粉浆的另一组分玻璃粉不仅有助于烧结电极，而且允许通过蚀刻沉积在硅衬底上的SiNx来实现电极的接触。然而，在以高温烘烤期间玻璃粉会液化和流动。在高温下具有较高迁移率的玻璃粉更容易围绕电极的边缘扩展，从而引起太阳能电池的开路电压(Voc)和短路电流(Isc)减小。

为了抑制玻璃粉在烘烤期间的扩展，会使用无机填料或者使浆料组合物被设计成在高温下具有高粘度，以在高温下玻璃液化时减小玻璃粉的迁移率。然而，在烘烤期间对于硅晶片与电极之间的接触，当浆料组合物在特定温度下液化以均匀存在于晶片与电极之间时，浆料组合物的粘度必须足够低。另外，无机填料也会干扰电极的接触。

因此，需要玻璃粉在特定温度范围中以结晶状态呈现，以抑制电极的扩展。如果玻璃粉的结晶程度过高，那么玻璃粉与晶片表面上的SiNx的反应性会减小，使得无法恰当地实现蚀刻，从而导致干扰电极接触。

相关技术的一个实例在日本特许专利申请案特开第2015-144162号中公开。

发明内容

根据本发明的一个方面，用于太阳能电池电极的组合物包含：导电粉末、玻璃粉和有机载体，其中所述玻璃粉具有约0.0001μV/mg·℃至约0.2μV/mg·℃的A值，其是以通过等式1计算，且所述玻璃粉具有约300℃至约540℃的初始结晶温度。

<等式1>

其中，ΔT和ΔH的计算是使用差热分析(differential thermal analysis，DTA)曲线，所述DTA曲线是通过以10℃/min加热速率的玻璃粉的DTA分析获得；

ΔT(单位：℃)是玻璃粉的初始结晶终止温度Tcf与玻璃粉的结晶开始温度Tcs之间的差；以及

ΔH(单位：μV/mg)是通过对玻璃粉的初始结晶温度Tc和玻璃粉的结晶开始温度Tcs处的DTA曲线进行微分所获得的值之间的差。

在一个实施例中，玻璃粉可以具有约0.0001μV/mg·℃至约0.15μV/mg·℃的A值，其是以通过等式1计算且玻璃粉可以具有约350℃至约540℃的初始结晶温度。

在一个实施例中，玻璃粉可以包含晶体玻璃粉，所述晶体玻璃粉包含铋(Bi)和碲(Te)。