CN103137241A - 用于太阳能电池电极的膏糊组合物、利用膏糊组合物制作的电极、及包括电极的太阳能电池 - Google Patents

用于太阳能电池电极的膏糊组合物、利用膏糊组合物制作的电极、及包括电极的太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN103137241A
CN103137241A CN2012102956966A CN201210295696A CN103137241A CN 103137241 A CN103137241 A CN 103137241A CN 2012102956966 A CN2012102956966 A CN 2012102956966A CN 201210295696 A CN201210295696 A CN 201210295696A CN 103137241 A CN103137241 A CN 103137241A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
electrode
average particulate
particulate diameter
globular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102956966A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103137241B (zh
Inventor
崔永郁
梁相贤
宋大燮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Fusion New Material Co Ltd
Original Assignee
Cheil Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cheil Industries Inc filed Critical Cheil Industries Inc
Publication of CN103137241A publication Critical patent/CN103137241A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103137241B publication Critical patent/CN103137241B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了用于太阳能电池电极的膏糊组合物、利用该膏糊组合物制作的电极、以及包括该电极的太阳能电池。该膏糊组合物包括导电粉末的混合物、玻璃料、和有机载体。导电粉末的混合物可以包括30wt%至55wt%的具有1.5μm或更小的平均颗粒直径（D50）的球状粉末（A）、3wt%至8wt%的具有2μm至3.5μm的平均颗粒直径（D50）的片状粉末（B）、以及余量的具有超过1.5μm的平均颗粒直径（D50）的球状粉末（C）。

Description

用于太阳能电池电极的膏糊组合物、利用膏糊组合物制作的电极、及包括电极的太阳能电池
技术领域
本发明涉及用于太阳能电池电极的膏糊组合物（糊组合物，pastecomposition），利用该膏糊组合物制作的电极，和包括该电极的太阳能电池。更具体而言，本发明涉及用于太阳能电池电极的膏糊组合物，该膏糊组合物包括导电粉末的混合物，其包含特定量的具有特定平均颗粒直径和特定形状的导电粉末，涉及利用该膏糊组合物制作的电极，以及包括该电极的太阳能电池。本发明提供了电极，在通过丝网印刷来制作电极时，上述电极可以实现窄线宽和高厚度，即，高纵横比（电极厚度/电极线宽），从而提供高效率。
背景技术
太阳能电池利用p-n结的光生伏打效应（其将太阳光的光子转换成电力）来产生电能。在太阳能电池中，前电极和后电极分别形成在具有p-n结的半导体晶片或基片的前和后表面上。然后，通过进入晶片的太阳光来诱导p-n结的光生伏打效应（光伏效应，photovoltaic effect），并且通过p-n结的光生伏打效应产生的电子提供通过电极流到外侧的电流。通过施加、图案化、和灼烧用于电极的膏糊组合物，在晶片上形成太阳能电池的电极。
可以通过降低线性电阻来保证电流的有效流动同时尽可能地增加入射光的数量并提供宽光接收表面，来获得太阳能电池的高效率。为此，必须通过变窄电极的线宽同时增加电极的厚度来提高太阳能电池电极的纵横比（电极厚度/电极线宽）。
按照惯例，已提出各种尝试，通过在膏糊组合物中限制增塑剂的量、利用用于双层电极的具有高玻璃化转变温度的粘合剂等来提高电极的纵横比。然而，在提高电极的纵横比方面，这些方法受到限制。
发明内容
本发明的一个方面提供了用于太阳能电池电极的膏糊组合物，该组合物包括导电粉末的混合物、玻璃料（玻璃粉，glass frit）、和有机载体。导电粉末的混合物可以包括30wt%至55wt%的平均颗粒直径（D50）为1.5μm或更小的球状粉末（A）、3wt%至8wt%的平均颗粒直径（D50）为2μm至3.5μm的片状粉末（B）、和余量（balance）的平均颗粒直径（D50）超过1.5μm的球状粉末（C）。
在一种实施方式中，球状粉末（A）可以具有0.3μm至1.5μm的平均颗粒直径（D50）。
在一种实施方式中，球状粉末（A）可以是平均颗粒直径（D50）为0.3μm至1.0μm的球状粉末（a1）和平均颗粒直径（D50）为1.1μm至1.5μm的球状粉末（a2）的混合物。
在一种实施方式中，球状粉末（a1）与球状粉末（a2）的重量比（（a1）:（a2））可以为1:0.2至1:2.5。
在一种实施方式中，球状粉末（C）可以具有超过1.5μm并小于或等于3.0μm的平均颗粒直径（D50）。
在一种实施方式中，球状粉末（C）可以是平均颗粒直径（D50）为1.6μm至2.4μm的球状粉末（c1）和平均颗粒直径（D50）为2.5μm至3.0μm的球状粉末（c2）的混合物。
在一种实施方式中，球状粉末（c1）与球状粉末（c2）的重量比（（c1）:（c2））可以为2:1至4:1。
本发明的另一个方面提供了由用于太阳能电池电极的膏糊组合物所形成的电极。
本发明的又一个方面提供了包括上述电极的太阳能电池。
附图说明
图1是利用根据本发明的示例性实施方式的膏糊制造的太阳能电池的示意图。
具体实施方式
在本发明的一个方面，用于太阳能电池电极的膏糊组合物可以包括导电粉末的混合物、玻璃料、和有机载体。
在一种实施方式中，膏糊组合物可以包括60wt%至90wt%的导电粉末的混合物、1wt%至10wt%的玻璃料、和7wt%至30wt%的有机载体。
导电粉末的混合物
导电粉末的实例可以包括但不限于银（Ag）、金（Au）、钯（Pd）、铂（Pt）、铜（Cu）、铬（Cr）、钴（Co）、铝（Al）、锡（Sn）、铅（Pb）、锌（Zn）、铁（Fe）、铱（Ir）、锇（Os）、铑（Rh）、钨（W）、钼（Mo）、镍（Ni）、和镁（Mg）粉。可以单独或作为它们的两种或更多种的混合物或合金来使用这些导电粉末。有利地，导电粉末可以包括银粉或包括银粉的混合物。在一些实施方式中，除银粉以外，导电粉末可以进一步包括镍（Ni）、钴（Co）、铁（Fe）、锌（Zn）或铜（Cu）粉。
在膏糊组合物中，导电粉末的混合物的存在量可以为60wt%至90wt%。在此范围内，可以防止由于电阻增加太阳能电池的转换效率恶化和由于有机载体的量相对减少而难以形成膏糊。有利地，导电粉末的混合物的存在量可以为70wt%至88wt%。
导电粉末的混合物可以包括球状粉末和片状粉末（flake powder）的混合物。在一种实施方式中，导电粉末的混合物可以包括30wt%至55wt%的平均颗粒直径（D50）为1.5μm或更小的球状粉末（A）、3wt%至8wt%的平均颗粒直径（D50）为2μm至3.5μm的片状粉末（B）、和余量的平均颗粒直径（D50）超过1.5μm的球状粉末（C）。
在本文中，可以在25oC下经由超声波处理将导电粉末或玻璃料分散在异丙醇（IPA）中3分钟以后，利用例如Model1064D（CILAS Co.,Ltd.）来测量导电粉末和玻璃料的“平均颗粒直径（D50）、（D90）、（D10）”。
球状粉末（A）
球状粉末（A）可以具有1.5μm或更小的平均颗粒直径（D50）。在此范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ（损耗因子）（储能模量/损耗模量），从而提高电极的纵横比。球状粉末（A）的平均颗粒直径优选为0.3μm至1.5μm，更优选0.8μm至1.5μm。
球状粉末（A）可以具有1μm至2.5μm的平均颗粒直径（D90），优选1.3μm至2.2μm。
球状粉末（A）可以具有0.1μm至1.1μm的平均颗粒直径（D10），优选0.4μm至1.0μm。
在导电粉末的混合物中，球状粉末（A）的存在量可以为30wt%至55wt%。在球状粉末（A）的此范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ（储能模量/损耗模量），从而提高电极的纵横比。有利地，球状粉末（A）的存在量可以为40wt%至52wt%。
球状粉末（A）可以包括具有不同平均颗粒直径的球状粉末的混合物。在一种实施方式中，球状粉末（A）可以是平均颗粒直径（D50）为0.3μm至1.0μm的球状粉末（a1）和平均颗粒直径（D50）为大于1.0μm至1.5μm或更小（优选1.1μm至1.5μm）的球状粉末（a2）的混合物。
球状粉末（a1）可以具有1.0μm至1.5μm的平均颗粒直径（D90）、和0.1μm至0.8μm的平均颗粒直径（D10）。球状粉末（a2）可以具有1.6μm至2.5μm的平均颗粒直径（D90）、和0.81μm至1.1μm的平均颗粒直径（D10）。在平均颗粒直径（D50、D90、D10）的这些范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ（储能模量/损耗模量），从而提高电极的纵横比。
球状粉末（a1）与球状粉末（a2）的重量比（（a1）:（a2））可以为1:0.2至1:2.5，优选1:0.4至1:2.2，以及更优选1:0.4至1:2.1。
在导电粉末的混合物中，球状粉末（a1）和球状粉末（a2）各自的存在量可以为10wt%至40wt%。在球状粉末的此范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ（储能模量/损耗模量），从而提高电极的纵横比。有利地，球状粉末（a1）和球状粉末（a2）各自的存在量可以为15wt%至35wt%。
片状粉末（B）
片状粉末（B）可以具有2μm至3.5μm的平均颗粒直径（D50）。对于片状粉末，术语“平均颗粒直径”是指有关片状粉末的直径而不是相对于片状粉末的厚度的值。在此范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ（储能模量/损耗模量），从而提高电极的纵横比。有利地，片状粉末具有2μm至3μm的平均颗粒直径。
片状粉末（B）可以具有5.5μm至7μm的平均颗粒直径（D90），优选6μm至7μm。
片状粉末（B）可以具有0.2μm至1.2μm的平均颗粒直径（D10），优选0.4μm至1.0μm。
在导电粉末的混合物中，片状粉末（B）的存在量可以为3wt%至8wt%。在此范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ，从而提高电极的纵横比。有利地，片状粉末（B）的存在量可以为4wt%至6wt%。
在膏糊组合物中，球状粉末（A）与片状粉末（B）的重量比（（A）/（B））可以为4.5至9.5，优选6.5至8.7。
球状粉末(C）
球状粉末（C）可以具有大于1.5μm的平均颗粒直径（D50）。在此范围内，膏糊组合物具有高储能模量和低tanδ，从而提高电极的纵横比。球状粉末（C）的平均颗粒直径（D50）优选为大于1.5μm至3.0μm或更小，更优选1.51μm至3.0μm，进一步更优选1.8μm至2.8μm。
球状粉末（C）可以具有2.55μm至5μm的平均颗粒直径（D90），优选2.8μm至4.3μm。在此范围内，可以抑制由于使用大量具有较小平均颗粒直径的粉末而引起的粘度增加。
球状粉末（C）可以具有1.15μm至2.0μm的平均颗粒直径（D10），优选1.2μm至1.6μm。
在导电粉末的混合物中，球状粉末（C）的存在量可以是除球状粉末（A）和片状粉末（B）之外的剩余量。球状粉末（C）的存在量可以为42wt%至67wt%，优选42wt%至61wt%。
球状粉末（C）可以包括具有不同平均颗粒直径的球状粉末的混合物。在一种实施方式中，球状粉末（C）可以包括平均颗粒直径（D50）大于1.5μm至2.4μm或更小（优选1.6μm至2.4μm）的球状粉末（c1）和平均颗粒直径（D50）大于2.4μm至3.0μm或更小（优选2.5μm至3.0μm）的球状粉末（c2）的混合物。
球状粉末（c1）可以具有1.6μm至2.4μm，优选1.6μm至1.9μm的平均颗粒直径（D50），2.6μm至3.0μm的平均颗粒直径（D90），和1.15μm至1.5μm的平均颗粒直径（D10）。球状粉末（c2）可以具有2.5μm至3.0μm的平均颗粒直径（D50），3.01μm至4.3μm的平均颗粒直径（D90）和1.51μm至1.6μm的平均颗粒直径（D10）。
球状粉末（c1）与球状粉末（c2）的重量比（（c1）:（c2））可以为2:1至4:1，优选2.5:1至3.5:1。
在导电粉末的混合物中，球状粉末（c1）的存在量可以为20wt%至50wt%，而球状粉末（c2）的存在量可以为10wt%至20wt%。
在膏糊组合物中，球状粉末（C）与片状粉末（B）的重量比（（C）/（B））可以为7至11，优选7至9。
玻璃料
玻璃料用来增强导电粉末对晶片或基片的粘附以及用来在发射极区产生导电粉末的晶体，其中通过蚀刻抗反射层和熔化导电粉末以在膏糊的灼烧过程中降低接触电阻。
玻璃料可以包含结晶玻璃料或非结晶玻璃料。玻璃料可以是任何的含铅玻璃料（加铅玻璃料，leaded glass frit）、无铅玻璃料和它们的混合物。
玻璃料可以包括选自由PbO、ZnO、SiO2、Al2O3、Ta2O5、P2O5、ZrO2、Bi2O3、B2O3、Fe2O3、Cr2O3、Co2O3、和MnO2组成的组中的至少一种。考虑到电极的效率，可以调节包含在玻璃料中的各种成分的组成。
例如，玻璃料可以包括但不限于选自以下中的至少一种：氧化锌-氧化硅（ZnO-SiO2）、氧化锌-氧化硼-氧化硅（ZnO-B2O3-SiO2）、氧化锌-氧化硼-氧化硅-氧化铝（ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3）、氧化铋-氧化硅（Bi2O3-SiO2）、氧化铋-氧化硼-氧化硅（Bi2O3-B2O3-SiO2）、氧化铋-氧化硼-氧化硅-氧化铝（Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3）、氧化铋-氧化锌-氧化硼-氧化硅（Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2）、和氧化铋-氧化锌-氧化硼-氧化硅-氧化铝（Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3）玻璃料。
玻璃料可以具有300℃至600℃的软化点，优选400℃至550℃。
玻璃料可以具有0.1μm至5μm，优选0.5μm至3μm的平均颗粒直径（D50）。
在膏糊组合物中，玻璃料的存在量可以为1wt%至10wt%。在此范围内，可以改善烧结性能和导电粉末的粘附，同时防止由于电阻增加而转换效率恶化。另外，可以在灼烧以后防止剩余过量的玻璃料，其可能引起电阻的增加和润湿性的恶化。有利地，玻璃料的存在量可以为1wt%至7wt%。
有机载体
有机载体可以包含有机粘合剂（粘结剂），其为膏糊提供液体特性。
有机粘合剂的实例包括但不限于纤维素聚合物，如乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基羟丙基纤维素（hydroxyethylhydroxypropyl cellulose）等；通过与亲水性丙烯酸单体如羧基共聚获得的丙烯酸聚合物（acrylic polymers）；以及聚乙烯基类树脂。可以单独或作为它们的两种或更多种的混合物来使用这些粘合剂。
有机载体可以进一步包括溶剂。在这种情况下，有机载体可以是通过将有机粘合剂溶解于溶剂所制备的溶液。有机载体可以包括5wt%至40wt%的有机粘合剂和60wt%至95wt%的溶剂。有利地，有机载体包括6wt%至30wt%的有机粘合剂和70wt%至94wt%的溶剂。
溶剂可以是沸点为120℃或更高的有机溶剂。该溶剂可以选自由卡必醇溶剂、脂族醇、酯溶剂、溶纤剂溶剂和烃溶剂组成的组，其通常用于电极的生产。适用于导电膏糊组合物的溶剂的实例包括丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、脂族醇、松油醇（萜品醇）、乙二醇、乙二醇单丁醚、丁基溶纤剂乙酸酯（butyl cellosolveacetate）、酯醇（醇酯，texanol）、和它们的混合物。
在膏糊组合物中，有机载体的存在量可以为7wt%至30wt%。在此范围内，可以防止低效率分散或在制备膏糊以后粘度的过度增加，其可能导致印刷困难，以及防止电阻的增加和在灼烧过程中可能发生的其它问题。有利地，有机载体的存在量为10wt%至25wt%。
在一些实施方式中，根据需要，膏糊组合物可以进一步包括典型的添加剂，以增强流动性能、加工性能、和稳定性。添加剂可以包括但不限于分散剂、触变剂、增塑剂、粘度稳定剂、防沫剂（泡沫抑制剂）、颜料、UV稳定剂、抗氧化剂、偶联剂、或它们的混合物。在膏糊组合物中，这些添加剂的存在量可以为0.1wt%至5wt%，但根据需要可以改变上述量。
在一些实施方式中，膏糊组合物可以具有10,000Pa或更大的储能模量和0.4或更小的tanδ。在这些范围内，膏糊组合物可以改善电极的纵横比，从而改善转换效率同时降低电阻。有利地，膏糊组合物具有10,000至30,000Pa的储能模量，和0.2至0.35的tanδ。
可以通过典型的方法来测量以获得储能模量和tanδ的损耗模量。例如但不限于，可以在5mm锥、5mm板、0.2%应变、25℃和2Hz的条件下，利用ARES G2（TA Instrument Inc.）来测量膏糊的储能模量和损耗模量。
本发明的其它方面提供了利用根据本发明的膏糊组合物形成的电极，和包括上述电极的太阳能电池。图1示出根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池。
参照图1，可以通过在包括p层101和n层102的晶片或基片100（其将作为发射极）上印刷和灼烧膏糊来形成后电极210和前电极230。例如，通过在晶片100的后表面上印刷膏糊并在200~400℃下干燥印刷膏糊10~60秒，来进行用于制备后电极210的初步过程。另外，可以通过在晶片的前表面上印刷膏糊并干燥印刷膏糊来进行用于制备前电极的初步过程。然后，可以通过在400至950℃、优选850℃至950℃下灼烧晶片30至50秒来形成前电极230和后电极210。
接着，将参照实施例来更加详细地描述本发明。然而，应当指出，这些实施例仅是说明性的而不是用来限制本发明的范围。
为清晰起见，将省略对本领域技术人员来说显而易见的细节描述。
实施例
在以下实施例和比较例中所使用的具体成分如下：
（1）导电粉末：使用了具有表1所列性能的球状银粉（a1）、（a2）、（c1）、和（c2），以及片状银粉（B）。
表1
Figure BDA00002028668700111
（2）玻璃料：使用平均颗粒直径（D50）为0.9μm和软化点为414℃的含铅玻璃料（Leaded Glass,CI-109,Particlogy Co.,Ltd.）。
（3）有机载体：使用乙基纤维素（Dow Chemical Co.,Ltd.,STD4）和丁基卡必醇。
实施例1至5
对于以在表2中给出的比率而制备的组合物（单位：wt%），混合85重量份的导电粉末、5重量份的玻璃料、和10重量份的有机载体（通过在60℃下将1重量份的乙基纤维素溶解于9重量份的卡必醇而制备），接着利用3辊捏和机加以捏和，从而制备用于太阳能电池电极的膏糊组合物。
比较例1至6
进行与在实施例1至5中相同的过程以制备用于太阳能电池电极的膏糊组合物，不同之处在于：导电粉末具有如表3所示的组分（单位：wt%）。
表2
Figure BDA00002028668700112
Figure BDA00002028668700121
表3
Figure BDA00002028668700122
实验：膏糊组合物和电极的评估
对在实施例、比较例中制备的膏糊组合物、和使用膏糊组合物的电极进行性能评估，并且结果列于表4和5中。
性能的评估
（1）模量：在5mm锥、5mm板、0.2%应变、25°C和2Hz的条件下利用ARES G2（TA Instrument Inc.）来测量膏糊的储能模量和损耗模量，并据此计算tanδ值。
（2）电极的纵横比：通过丝网印刷并以预定图案在晶片的前侧上印刷膏糊，接着在IR烘箱（oven）中干燥。然后，在晶片的前侧上印刷铝膏糊，接着以相同方式进行干燥。在带式炉（250ipm，6区，950℃）中灼烧制备的电池。对于电池，利用3D激光显微镜（VK-9700K,KEYENCECo.,Ltd.）来测量经灼烧的前图案的厚度和线宽以获得纵横比（厚度/线宽）。
表4
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4  实施例5
  储能模量(Pa)   15126   14026   19876   25731   12195
  tan δ   0.28   0.29   0.32   0.32   0.30
  纵横比   0.25   0.22   0.27   0.30   0.30
表5
  比较例1   比较例2   比较例3   比较例4   比较例5   比较例6
  储能模量(Pa)   7168   6068   9980   8700   8452   6095
  Tanδ   0.35   0.26   0.65   0.47   0.36   0.27
  纵横比   0.17   0.15   0.10   0.18   0.14   0.18
如表4和5所示，利用根据本发明的膏糊组合物制作的电极具有高纵横比，从而提供高效率。
虽然本文已披露了一些实施方式，但应当明了，这些实施方式仅是说明性的，并且可以在不背离本发明的精神和范围的条件下进行各种改进、变化、替换。因而，本发明的范围应仅受限于所附权利要求和其等价物。

Claims (11)

1.一种用于太阳能电池电极的膏糊组合物，包含导电粉末的混合物、玻璃料、和有机载体，其中所述导电粉末的混合物包含：30wt%至55wt%的平均颗粒直径（D50）为1.5μm或更小的球状粉末（A）；3wt%至8wt%的平均颗粒直径（D50）为2μm至3.5μm的片状粉末（B）；以及余量的平均颗粒直径（D50）超过1.5μm的球状粉末（C）。
2.根据权利要求1所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（A）具有0.3μm至1.5μm的平均颗粒直径（D50）。
3.根据权利要求1所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（A）具有1μm至2.5μm的平均颗粒直径（D90）。
4.根据权利要求1所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（A）是平均颗粒直径（D50）为0.3μm至1.0μm的球状粉末（a1）和平均颗粒直径（D50）为1.1μm至1.5μm的球状粉末（a2）的混合物。
5.根据权利要求4所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（a1）与所述球状粉末（a2）的重量比为1:0.2至1:2.5。
6.根据权利要求1所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（C）具有从大于1.51μm至3.0μm或更小的平均颗粒直径（D50）。
7.根据权利要求1所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（C）是平均颗粒直径（D50）为1.6μm至2.4μm的球状粉末（c1）和平均颗粒直径（D50）为2.5μm至3.0μm的球状粉末（c2）的混合物。
8.根据权利要求7所述的膏糊组合物，其中，所述球状粉末（c1）与所述球状粉末（c2）的重量比为2:1至4:1。
9.根据权利要求1所述的膏糊组合物，其中，所述组合物包含60wt%至90wt%的所述导电粉末的混合物、1wt%至10wt%的所述玻璃料、和7wt%至30wt%的所述有机载体。
10.一种太阳能电池电极，由权利要求1至9中任一项所述的膏糊组合物形成。
11.一种太阳能电池，包括权利要求10所述的电极。
CN201210295696.6A 2011-12-02 2012-08-17 用于太阳能电池电极的膏糊组合物、利用膏糊组合物制作的电极、及包括电极的太阳能电池 Active CN103137241B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110128665A KR101447271B1 (ko) 2011-12-02 2011-12-02 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 이용하여 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지
KR10-2011-0128665 2011-12-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103137241A true CN103137241A (zh) 2013-06-05
CN103137241B CN103137241B (zh) 2016-11-30

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106128552A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 海宁市瑞银科技有限公司 一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料
CN106601335A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 无锡帝科电子材料科技有限公司 用于制备太阳能电池电极的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004079994A (ja) * 2002-06-20 2004-03-11 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト及び積層型電子部品
JP2004362950A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Noritake Co Ltd 銀粉末を主体とする導体ペースト及びその製造方法
CN101304050A (zh) * 2007-05-09 2008-11-12 东进世美肯株式会社 太阳能电池的电极形成用浆料
KR20100128558A (ko) * 2009-05-28 2010-12-08 대주전자재료 주식회사 전도성 페이스트 조성물 및 이를 이용한 범프 전극

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004079994A (ja) * 2002-06-20 2004-03-11 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト及び積層型電子部品
JP2004362950A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Noritake Co Ltd 銀粉末を主体とする導体ペースト及びその製造方法
CN101304050A (zh) * 2007-05-09 2008-11-12 东进世美肯株式会社 太阳能电池的电极形成用浆料
KR20100128558A (ko) * 2009-05-28 2010-12-08 대주전자재료 주식회사 전도성 페이스트 조성물 및 이를 이용한 범프 전극

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106128552A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 海宁市瑞银科技有限公司 一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料
CN106128552B (zh) * 2016-08-31 2017-11-14 海宁市瑞银科技有限公司 一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料
CN106601335A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 无锡帝科电子材料科技有限公司 用于制备太阳能电池电极的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
KR101447271B1 (ko) 2014-10-07
US20130139873A1 (en) 2013-06-06
KR20130062193A (ko) 2013-06-12
US9153355B2 (en) 2015-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102403047B (zh) 太阳能电池电极用浆料和使用其的电极及太阳能电池
CN103811098B (zh) 用于太阳能电池电极的糊剂组合物以及使用其制造的电极
CN102194537B (zh) 用于太阳能电池电极的糊剂及使用这种糊剂的太阳能电池电极和太阳能电池
TWI469946B (zh) 供用於太陽能電池電極的組成物及使用該組成物製造的電極
CN103137240B (zh) 用于太阳能电池电极的膏糊组合物、用该组合物制备的电极、以及包括该电极的太阳能电池
EP2337036B1 (en) Conductive paste for solar cell electrode and solar cell using the same
US9153355B2 (en) Paste composition for a solar cell electrode, electrode fabricated using the same, and solar cell including the electrode
CN103959393A (zh) 用于太阳能电池电极的糊料组合物和由此生产的电极
CN103594140A (zh) 用于太阳能电池电极的糊剂组合物和使用其制备的电极
CN103880291A (zh) 玻璃料、包含其的用于太阳能电池电极的组合物和使用其制作的电极
US8562872B2 (en) Paste for solar cell electrode and solar cell prepared using the same
JP2016533019A (ja) 太陽電池電極形成用組成物及びこれによって製造された電極
CN106816484B (zh) 形成电极的方法、由其制造的电极以及太阳能电池
TWI592950B (zh) 太陽能電池電極用的糊料及使用其製備的太陽能電池電極
TWI556259B (zh) 太陽電池電極用的組成物和使用其製造的電極
TWI528385B (zh) 銀導電膠及其製造方法
TWI617530B (zh) 玻璃料、含有其的太陽電池電極用組成物以及使用其製造的太陽電池電極
CN103137241B (zh) 用于太阳能电池电极的膏糊组合物、利用膏糊组合物制作的电极、及包括电极的太阳能电池
CN110797134B (zh) 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池
TWI663739B (zh) 用於太陽電池電極的組成物及使用其製作的太陽電池電極

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210118

Address after: Han Guojingjidao

Patentee after: Samsung SDI Co.,Ltd.

Address before: Han Guoqingshangbeidao

Patentee before: Daiichi Woolen Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210304

Address after: 88 Xinzhu 2nd Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: CHANGZHOU JUHE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

Address before: Han Guojingjidao

Patentee before: Samsung SDI Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right