CN110326117A - 太阳能电池电极用导电性浆料组合物以及包含使用上述组合物制造的电极的太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种特定组成的玻璃熔块，在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，根据距离晶圆的相对高度进行测定的表面倾斜度呈现出从增加到减少的侧面形状，在利用包含上述组成的玻璃熔块的导电性浆料形成电极时，能够通过改善浸润特性以及扩散性而增加太阳能电池的受光面积并改善接触电阻，从而实现增加短路电流的效果并进一步提升太阳能电池的发电效率。

Description

太阳能电池电极用导电性浆料组合物以及包含使用上述组合 物制造的电极的太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物以及包含使用上述组合物制造的电极的太阳能电池。
背景技术
太阳能电池(solar cell)是用于将太阳能转换成电能的半导体元件，通常为p-n结形态，其基本结构与二极管相同。图1是一般的太阳能电池元件的结构，太阳能电池元件通常是利用厚度为180～250μm的p型硅半导体基板10构成。在硅半导体基板的受光面一侧形成厚度为0.3～0.6μm的n型杂质层，并在其上方形成反射防止膜30以及正面电极100。此外，在p型硅半导体基板的背面一侧形成背面电极50。
正面电极100是在将由银作为主要成分的导电性粒子、玻璃熔块、有机载体等进行混合的导电性浆料涂布到反射防止膜30上之后通过烧制形成电极，而背面电极50是在将由铝粉末、玻璃熔块以及有机载体(organic vehicle)构成的铝浆料组合物通过丝网印刷等方式进行涂布和干燥之后在660℃(铝的熔点)以上的温度进行烧制而形成。在上述烧制过程中，铝会被扩散到p型硅半导体基板的内部并借此在背面电极和p型硅半导体基板之间形成Al-Si合金层，同时还将通过铝原子的扩散形成作为杂质层的p+层40。借助于上述p+层的存在，能够防止电子的再结合并得到可以提升所生成载体的收集效率的BSF(Back SurfaceField，背面电场)效果。在背面铝电极的下部，还能够形成背面银电极60。
作为在硅晶圆的两侧面形成金属电极的工程，目前在结晶质太阳能电池的量产生产线中通常采用以丝网印刷方式对包含金属粉末以及玻璃熔块等的浆料进行印刷(print)之后再通过干燥(dry)以及烧制(firing)工程形成电极的工程，并通过高温烧结过程实现太阳能电池的特性。尤其是对于正面电极，在750℃以上的高温烧结过程中将经历有机载体等有机物的烧尽(burn out)以及导电性粒子、玻璃熔块等无机物的熔融、膨胀、收缩动作，从而实现接触电阻的形成以及通过确保受光面积的短路电流(Isc)的形成。
此外在烧制过程中，正面电极中的反射防止膜将通过玻璃熔块粉末的氧化还原反应而得到侵蚀，同时将以玻璃熔块粉末内的导电性粉末结晶析出到基板表面的形态洗出导电性金属结晶颗粒，上述析出的金属结晶颗粒不仅能够起到块体正面电极和硅基板之间的桥接作用，还能够根据玻璃熔块粉末的厚度呈现出隧道效应或通过与块体电极的直接粘合而形成触点。
目前为了改良电极与80Ω/sq以上的高表面电阻晶圆之间的接触(contact)电阻，采用如先行专利文献1(美国注册专利US 8,497,420)中所公开的通过包含35～70mol％的过量TeO2成分以及30～65mol％的过量PbO成分而将玻璃熔块的玻璃转换温度(Tg)降低至220至290℃的方法，但是当降低玻璃转换温度时会因为玻璃熔块在高温烧结过程中的较低温度下发生熔融而导致浸润(wetting)过快以及电极扩散的问题。
为了将金属电极上的光吸收或反射导致的损失将至最低必须减小太阳能电池的正面电极的金属图案线宽，而且为了电极电阻必须增加图案高度，因此当玻璃熔块的玻璃转换温度较低时，虽然能够通过改善浸润(wetting)特性而提升接触电阻，但同时会因为电极扩散的增加而导致短路电流(Isc)的劣化并进一步导致太阳能电池的效率下降的问题。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于解决如上所述的现有问题而提供一种能够通过对高温烧结过程中的玻璃熔块的浸润(wetting)特性以及反应性进行调节而确保在太阳能电池上的电极的接触电阻并调节电极的扩散，从而对太阳能电池的受光面积进行改良并进一步通过短路电流(Isc)的增加而实现效率提升的太阳能电池电极用导电性浆料组合物。
但是，本发明的目的并不局限于上面所提及的目的，相关行业的从业人员能够通过下述记载进一步明确理解未被提及的其他目的。
解决课题方法
本发明提供一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，
在利用上述玻璃熔块制备出直径为6.8mm、深度为2mm的球粒(pellet)并将其放置在晶圆(wafer)上之后在500至900℃的温度下进行20秒至30秒的烧结时，通过下述公式1计算出的浸润直径比(Wetting diameter ratio)为180％以下，通过下述公式2计算出的纵横比(Aspect ratio)为0.15以上。
[公式1]
浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)＝(烧结后直径/烧结前直径)*100
[公式2]
纵横比(Aspect ratio)＝球粒距离晶圆的高度(Height)/球粒的直径(Diameter)
此外，本发明的特征在于：当将上述烧结球粒的侧面形状表现为基于距离上述晶圆的相对高度的表面切线与上述晶圆形成的倾斜度时，
上述烧结球粒的侧面形状包括伴随着距离上述晶圆的相对高度的增加，上述切线的倾斜度逐渐增加的凹陷区间、上述切线的倾斜度从增加转换成减少的变曲区间以及上述切线的倾斜度逐渐减少的突出区间。
发明效果
本发明提供一种特定组成的玻璃熔块，在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，根据距离晶圆的相对高度进行测定的表面倾斜度呈现出从增加到减少的侧面形状。在利用包含上述组成的玻璃熔块的导电性浆料形成电极时，能够通过改善浸润特性以及扩散性而增加太阳能电池的受光面积并改善接触电阻，从而实现增加短路电流(Isc)的效果并进一步提升太阳能电池的发电效率。
具体来讲，在利用适用本发明的导电性浆料在晶圆上形成电极时，不仅能够通过增加与晶圆接近的部分的面积而改善浸润特性即接触电阻，还能够通过降低与晶圆远离的部分的扩展性而改善串联电阻，从而提升所制造出的太阳能电池的转换效率。
在另一侧面，本发明提供一种包含玻璃熔块的导电性浆料，上述玻璃熔块是包含铅(Pb)以及碲(Te)的能够有效降低接触(contact)电阻的Pb-Te系玻璃熔块，采用能够同时改善接触电阻(浸润特性)以及扩散性的组成。即，提供一种包含玻璃熔块的太阳能电池电极用导电性浆料，上述玻璃熔块采用不仅能够通过在用于形成电极的高温烧结过程中对反射防止膜进行蚀刻而有效地将导电性金属固定附着到基板上并借此降低接触电阻，还能够通过减少电极的扩散而形成较高纵横比(线高与线宽的比例)的电极的组成。
具体来讲，本发明不仅能够通过以特定的含量使用PbO以及TeO2而改善接触电阻，而且还能够为了解决扩散性增加的问题，通过以特定的含量包含Bi2O3而改善扩散性，此外还能够通过以特定的含量包含碱金属氧化物而同时改善接触电阻以及扩散性。
此外，适用本发明的导电性浆料能够适用于如结晶质太阳能电池(P-型、N-型)、PESC(Passivated Emitter Solar Cell，钝化发射区太阳电池)、PERC(PassivatedEmitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)、PERL(Passivated Emitter RealLocally Diffused，钝化发射区局部背场电池)等结构以及双层网印(Double printing)、复式网印(Dual printing)等改良的印刷工程。
附图说明
图1是太阳能电池元件的结构示意图。
图2至图4是适用本发明之实施例以及比较例的球粒的烧制前/后照片。
图5是适用本发明之实施例以及比较例的基于球粒表面高度的切线倾斜度。
图6至图8是利用适用本发明之实施例以及比较例的导电性浆料形成的电极图案照片。
具体实施方式
在对本发明进行详细的说明之前应理解的是，在本说明书中所使用的术语只适用于对特定的实施例进行记述，并不是为了对本发明的范围做出限定，本发明的范围应由所附的权利要求书的范围做出限定。除非另有说明，否则在本说明书中所使用的所有技术术语以及科学术语的技术性含义与掌握一般技术的人员所通常理解的含义相同。
除非另有说明，否则在本说明书以及权利要求书的所有内容中所使用的包括(comprise，comprises，comprising)术语是指包括所提及的对象、步骤或一系列的对象以及步骤，但并不是指排除任意其他对象、步骤或一系列对象或一系列步骤的存在。
此外，除非另有明确的相反记载，否则适用本发明的各个实施例还能够与其他实施例结合实施。尤其是，被指定为较佳或有利的某个特征还能够与指定为较佳或有利的之外的其他某个特征以及多个特征结合。下面，将结合附图对适用本发明的实施例及其效果进行详细的说明。
本发明提供一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，上述玻璃熔块采用能够改善高温烧结时的浸润(wetting)特性以及反应性并改善扩散性的特殊组成。
接下来，将对各个成分进行详细的说明。
<导电性金属粉末>
作为导电性金属粉末，能够使用银粉末、铜粉末、镍粉末、铝粉末等，在正面电极中主要使用银粉末，而在背面电极中主要使用铝粉末。接下来为了说明的便利，以银粉末为例对导电性金属材料进行说明。下述说明能够同样适用于其他金属粉末。
银粉末为纯银粉末为宜，除此此外，也能够使用至少其表面由银层(silverlayer)构成的银涂层(silver coating)复合粉末或以银作为主要成分的合金(alloy)等。此外，也能够混合其他金属粉末使用。例如，能够使用铝、金、钯、铜、镍等。银粉末的平均粒径能够是0.1～10μm，在考虑到浆化的简易性以及烧制时的致密度的前提下是0.5～5μm为宜，其形状能够是球状、针状、板状以及非特定形状中的至少1种以上。银粉末也能够混合使用平均粒径或粒度分布、形状等不同的2种以上的粉末。在考虑到印刷时形成的电极厚度以及电极的线性电阻的前提下，银粉末的含量是以电极用导电性浆料组合物的总重量为基准的70至98重量％为宜。
<玻璃熔块>
玻璃熔块会在高温烧结时发生熔融，不仅能够诱导金属粉末的致密化，还能够通过与反射防止膜的表面反应而对反射防止膜进行蚀刻并借此起到将导电性金属固定附着到基板上的作用，这属于氧化-还原反应，一部分元素将被氧化并生成副产物。
适用本发明的玻璃熔块是包含铅(Pb)以及碲(Te)的能够有效降低接触(contact)电阻的Pb-Te系玻璃熔块，提供能够同时改善接触电阻(浸润特性)以及扩散性的玻璃熔块的组成。即，提供一种不仅能够通过在用于形成电极的高温烧结过程中对反射防止膜进行蚀刻而有效地将导电性金属固定附着到基板上并借此降低接触电阻，还能够通过减少电极的扩散而形成较高纵横比(线高与线宽的比例)的电极的玻璃熔块的组成。
具体来讲，在现有的Pb-Te系玻璃熔块中，为了实现优秀的接触电阻而分别以30mol％以上、35mol％以上的含量包含铅氧化物(PbO)以及碲氧化物(TeO2)，此时会因为玻璃转换温度的降低而导致在较低的温度下发生熔融，因此虽然能够有效改善接触电阻，但同时会导致扩散性增加的问题。为了解决上述问题，本发明不仅能够通过以特定的含量使用PbO以及TeO2而改善接触电阻，而且还能够为了解决扩散性增加的问题，通过以特定的含量包含Bi2O3而改善扩散性，此外还能够通过以特定的含量包含碱金属氧化物而同时改善接触电阻以及扩散性。通过添加其他无机添加剂，能够形成玻璃熔块的网格结构并借此为玻璃熔块物性的保障以及调节提供帮助。
具体来讲，适用本发明的玻璃熔块的成分以及含量以氧化物换算基准包含15～29mol％的PbO、15～34mol％的TeO2、10～24mol％的Bi2O3，且选择性地作为金属氧化物包含3～12mol％的Li2O、3～10mol％的Na2O、3～10mol％的K2O以及作为其他无机添加剂包含20mol％以下的SiO2、5mol％以下的ZnO、5mol％以下的Al2O3、5mol％以下的TiO2，从而实现短路电流(Isc)、转换效率(Eff)的提升效果。
较佳地，包含20～29mol％的PbO、25～34mol％的TeO2、10～20mol％的Bi2O3，且选择性地作为金属氧化物包含3～10mol％的Li2O、3～8mol％的Na2O、3～8mol％的K2O以及作为其他无机添加剂包含15mol％以下的SiO2、3mol％以下的ZnO、3mol％以下的Al2O3、3mol％以下的TiO2为宜。
更较佳地，包含25～29mol％的PbO、30～34mol％的TeO2、15～20mol％的Bi2O3，且选择性地作为金属氧化物包含4～8mol％的Li2O、4～7mol％的Na2O、4～7mol％的K2O以及作为其他无机添加剂包含10mol％以下的SiO2、2mol％以下的ZnO、2mol％以下的Al2O3、2mol％以下的TiO2为宜。
在适用本发明的玻璃熔块中，虽然对接触电阻的改善造成重大影响的Pb以及Te的含量相对较少，但是能够通过以特定的含量包含Bi2O3而解决扩散性增加的问题并以特定的含量包含反应性高的碱金属氧化物，从而能够通过利用包含上述成分的玻璃熔块制造特定形状的球粒而同时改善接触电阻以及扩散性，这能够通过后续说明的实施例以及试验例得到证实。
尤其是通过以特定的含量包含到玻璃熔块中的碱金属，能够提升与反射防止膜的反应性，从而即使是在较短的熔融时间下也能够充分保障接触电阻。此外，因为能够在较短的时间内完成反应，因此能够缩短玻璃熔块的扩散时间并借此改善出血(bleeding)现象。
上述组成的玻璃熔块的玻璃转换温度(Tg)为200至300℃。适用本发明的玻璃熔块具有300℃以下的较低的玻璃转换温度，因此能够提升熔融均匀度并提升电池(Cell)特性均质度。此外，在快速烧制时也能够保障优秀的接触特性，能够有效地适用于高表面电阻(90～120Ω/sq)的太阳能电池。此外，能够通过上述各个成分的有机含量组合防止电极线宽的增加并在高表面电阻中使接触电阻更加优秀，同时能够使短路电流特性更加优秀。
尤其是当PbO以及TeO2的含量过高时，会导致不环保以及熔融时的粘度过低而导致的烧制过程中的线宽增加的问题，因此在玻璃熔块内以上述范围包含PbO为宜。
此外，玻璃熔块的平均粒径能够是0.5～10μm的范围内的粒径，也能够混合使用平均粒径不同的多种粒子。较佳地，使用至少1种平均粒径(D50)是1μm以上5μm以下的玻璃熔块为宜，更较佳地使用1μm以上3μm以下为宜。借此，能够使烧制时的反应性更加优秀并减少电极的线宽增加的现象。
玻璃熔块的含量以导电性浆料组合物的总重量为基准包含1至15重量％为宜，当不足1重量％时可能会因为不完全烧制而导致电阻系数上升的问题，而当超过15重量％时可能会因为银粉末烧制体内的玻璃成分过高而同样导致电阻系数上升的问题。较佳地包含1至10重量％，更较佳地包含1至5重量％为宜。
作为用于体现上述组成的玻璃熔块的扩散性改善效果的参数，能够使用如下述公式1所示的烧结后直径与烧结前直径的比例即浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)和如下述公式2所示的烧结后高度(height)与烧结后宽度(width)的比例即纵横比(Aspectratio)。
[公式1]
浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)＝(烧结后直径/烧结前直径)*100
[公式2]
纵横比(Aspect ratio)＝高度(Height)/宽度(width)
在利用包含适用本发明之组成的玻璃熔块的导电性浆料进行烧结时的浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)为180％以下。当浸润直径比(Wetting diameterratio，％)超过180％时，会因为扩散性过大而在制造太阳能电池的电极时造成受光面积的减少并进一步导致发电效率下降的问题。更具体来讲，是140至170％。
此外，在利用适用本发明之组成的玻璃熔块进行烧结时的纵横比(Aspect ratio)是0.15以上的高纵横比。当纵横比(Aspect ratio)不足0.15时，会因为扩散性过大而在制造太阳能电池的电极时无法保障足够的电极高度，从而造成电阻的上升并进一步导致发电效率下降的问题。较佳地应为0.16以上，更较佳地为0.16至0.18。
用于对上述浸润直径比(Wetting diameter ratio)以及纵横比(Aspect ratio)进行测定的烧结条件与形成电极图案时的烧结条件相同，具体来讲，在利用适用本发明的玻璃熔块制造出直径为6.8mm、深度为2mm的球粒(pellet)并将其放置在晶圆(wafer)上之后在500至900℃的温度下进行20秒至30秒的烧结，接下来对其直径(Diameter)以及高度(Height)进行测定并计算出浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)以及纵横比(Aspect ratio)。
此外，在将按照上述烧结条件烧结出的球粒的侧面形状表现为基于距离上述晶圆的相对高度的表面切线与上述晶圆形成的倾斜度时，利用适用本发明之组成的玻璃熔块烧结的球粒的侧面形状包括伴随着距离晶圆的相对高度的增加，切线的倾斜度逐渐增加的凹陷区间、切线的倾斜度从增加转换成减少的变曲区间以及切线的倾斜度逐渐减少的突出区间。
具体来讲，当假定利用适用本发明之组成的玻璃熔块烧结的球粒距离晶圆的高度位置为0％至100％时，凹陷曲线是在0％至40％的位置形成，变曲区间是在30％至70％的位置形成，而突出区间是在70％至100％的位置形成。
此外，利用适用本发明之组成的玻璃熔块烧结的球粒的凹陷区间的切线平均倾斜度为10至30°，变曲区间的切线倾斜度为30至50°，突出区间的切线的倾斜度为10至30°，呈现出伴随着位置的升高切线的平均倾斜度先增加后减少的形状。
<有机载体>
有机载体能够包括有机粘结剂以及溶剂等，但并不限定于此。在一部分情况下能够省略溶剂。有机载体以电极用导电性浆料组合物的总重量为基准包含1～20％为宜，但并不限定于此。
有机载体应具有能够维持与金属粉末以及玻璃熔块的均匀混合状态的特性，例如当通过丝网印刷方式将导电性浆料涂布到基材上时，应能够通过使导电性浆料均质化而防止印刷图案的模糊以及流动，此外还应能够提升导电性浆料从丝网板的吐出性以及板分离性。
*作为在适用本发明之实施例的电极用导电性浆料组合物中使用的粘结剂，能够使用如醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素等纤维素酯类化合物，如乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素等纤维素醚类化合物，如聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯等丙烯酸类化合物，如聚乙烯醇缩丁醛、聚乙酸乙烯酯以及聚乙烯醇等乙烯基类化合物，但并不限定于此。能够选择使用上述粘结剂中的至少1种以上。
作为用于对组合物进行稀释的溶剂，从由α-松油醇、TEXANOL、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、环己烷、己烷、甲苯、苄醇、二恶烷、二甘醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯等构成的化合物中选择使用1种以上为宜。
<其他添加剂>
适用本发明的导电性浆料组合物，能够根据需要进一步包含通常所知的添加剂，如分散剂、增塑剂、粘度调节剂、表面活性剂、氧化剂、金属氧化物、金属有机化合物等。
本发明还提供一种将上述导电性浆料涂布到基材上方之后进行干燥以及烧制的太阳能电池的电极形成方法以及利用上述方法制造的太阳能电池电极。在适用本发明的太阳能电池电极形成方法中，除了使用包含上述组成的玻璃浆料的导电性浆料之外，基材、印刷、干燥以及烧制能够使用通常在太阳能电池的制造中使用的方法。作为一实例，上述基材能够是硅晶圆。
在利用适用本发明的导电性浆料形成电极时，能够通过改善浸润特性以及扩散性而增加太阳能电池的受光面积并改善接触电阻，从而实现增加短路电流(Isc)的效果并进一步提升太阳能电池的发电效率。
此外，适用本发明的导电性浆料能够适用于如结晶质太阳能电池(P-型、N-型)、PESC(Passivated Emitter Solar Cell，钝化发射区太阳电池)、PERC(PassivatedEmitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)、PERL(Passivated Emitter RealLocally Diffused，钝化发射区局部背场电池)等结构以及双层网印(Double printing)、复式网印(Dual printing)等改良的印刷工程。
*实施例以及比较例
制造出如下述表1所示的组成以及如下述表2所示的特性的玻璃熔块，并在按照如下述表3所示的含量将粘结剂、分散剂、流平剂、玻璃熔块投入到混合容器中之后利用三辊机进行分散，接下来混合银粉末并再次利用三辊机进行分散。接下来通过进行减压脱气而制造出导电性浆料。
【表1】
【表2】
特性 玻璃熔块A 玻璃熔块B 玻璃熔块C 玻璃熔块D
Tg(℃) 268 260 260 265
D50(μm) 2.1 2.18 2.06 2.12
【表3】
试验例
(1)浸润直径比(Wetting diameter ratio)以及纵横比(Aspect ratio)测定
在利用通过上述过程制造的玻璃熔块制造出直径6.8mm、深度2mm的球粒(pellet)并将其放置在晶圆(wafer)上之后在500至900℃的温度下进行20秒至30秒的烧结，接下来对其直径进行测定并通过下述公式1计算出浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)以及通过下述公式2计算出烧制后的纵横比(Aspect ratio)。在下述表4中给出了直径以及高度测定结果。
[公式1]
浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)＝(烧结后直径/烧结前直径)*100
[公式2]
纵横比(Aspect ratio)＝球粒距离晶圆的高度(Height)/球粒的直径(Diameter)
【表4】
如上述表4所示，在对适用本发明之组成的玻璃熔块进行烧制时，烧制后的之净增加率为167.5％、158％，均为180％以下。与在PbO以及TeO2的含量较高的比较例1中烧制后的直径增加率为227％的情况相比，其扩散性得到了明显的改善。在比较例2中通过适当减少PbO以及TeO2的含量且与适用本发明的实施例相比过量包含Bi2O3而对其扩散性进行了改善，但是因为纵横比(Aspect ratio)的减少，如后续的太阳能电池(cell)特性测定结果所示，串联电阻(Rs)的增加导致了太阳能电池的发电效率(Eff)的下降。
此外，在图2种图示了实施例1的球粒的烧制前照片以及烧制后照片，在图3中图示了比较例1的球粒的烧制前照片以及烧制后照片，在图4中图示了比较例2的球粒的烧制前照片以及烧制后照片。
如图2至图4的烧制后的侧面照片所示，在利用包含适用本发明之组成的玻璃熔块的导电性浆料进行烧制时的球粒扩散性状也呈现出了差异。图5是在假定实施例1以及比较例2的烧制后球粒的高度(Height)为100％的情况下，对根据距离晶圆的相对高度进行测定的球粒表面的切线倾斜度进行了图示。
如图5所示，在实施例1中烧制后的球粒的扩散性状在从0％位置到100％位置呈现出包含切线的倾斜度逐渐增加的凹陷区间(0％～37％)、切线的倾斜度从增加转换成减少的变曲区间(37％～65％)以及切线的倾斜度逐渐减少的突出区间(65％～100％)的形状，而在比较例2中从0％位置到100％位置只呈现出了切线倾斜度持续减小的突出区间(0％～100％)的形状。
此外如图5所示，在实施例1中烧制后的球粒在凹陷区间内的平均倾斜度为13至15°以及23至26°，在变曲区间内的平均倾斜度为30至45°，在突出区间内的平均倾斜度为15至25°，其平均倾斜度呈现出先增加后嫌少的形状，而在比较例2种将突出区间进行4等分时，随着位置的升高切线的平均倾斜度呈现出25至35°、10至20°、8至15°、5至12°的持续减少的形状。
本发明提供一种能够形成上述侧面形状的如上所述组成的玻璃熔块，不仅能够通过增加与晶圆接近的部分的面积而改善浸润特性即接触电阻，还能够通过降低与晶圆远离的部分的扩展性而改善串联电阻，从而提升所制造出的太阳能电池的转换效率。
(2)太阳能电池(cell)特性测定
首先在晶圆(wafer)的背面印刷铝浆料(Al paste)之后，利用带式干燥炉在200～350℃下进行20～30秒的干燥处理。接下来利用在上述实施例以及比较例中制造的导电性浆料在晶圆(Wafer)的正面利用36μm线宽的制版通过丝网印刷工艺印刷图案，然后利用带式烧制炉在500至900℃下进行20秒至30秒的烧制，然后利用太阳能电池效率测定装置(Halm公司，cetesPV-Celltest 3)对通过上述方式制造完成的电池(Cell)的Isc、Voc、Eff、FF、Rs进行了测定，其结果如下述表5所示，而烧制之后的线宽如图6至图8所示。
如图6中的实施例1的电极照片所示，电极内部的线宽约为37.100μm左右，是与比较例比较时的最佳水准，而电极外部的线宽约为47.911μm左右，其出血(bleeding)也是最佳水准。
如图7中的比较例1的电极照片所示，电极内部的线宽约为较宽的38.083μm左右，而电极外部的线宽约为出血非常宽的79.114μm左右，如表5所示，其短路电流(Isc)相当低。
如图8中的比较例2的电极照片所示，电极内部的线宽约为较窄的36.117μm左右，而电极外部的线宽约为出血最小的46.416μm左右，但是如表5所示，因为FF(fill factor，填充因数)特性较差而导致其效率最低。
【表5】
实施例1 实施例2 比较例1 比较例2
Isc(A) 9.416 9.418 9.395 9.421
Voc(V) 0.6383 0.6384 0.6381 0.6385
Eff(％) 19.761 19.758 19.717 19.647
FF(％) 78.635 78.59 78.651 78.05
Rs(mΩ) 1.625 1.628 1.612 1.737
如上述表5所示，在利用包含适用本发明之组成的玻璃熔块的导电性浆料形成的电极中，短路电流以及串联电阻均得到了改善，因此太阳能电池(Cell)的变换效率(Eff)与比较例相比最为优秀。
通常，太阳能电池的效率是以0.05％为单位，0.05％的效率增加具有相当大的实际意义，因此如上述表5所示，由利用包含适用本发明之组成的玻璃熔块的导电性浆料形成的电极构成的太阳能电池，与比较例1相比电极的线宽以及出血(bleeding)较小，因此断路电流较高，而与比较例2相比串联电阻即接触电阻优秀，因此填充因数(FF)较高。即，与比较例1以及比较例2相比，通过提升变换效率而改善了太阳能电池的发电效率。
对于在如上所述的各个实施例中所介绍的特征、结构、效果等，具有实施例所属领域之一般知识的人员能够通过其他实施例进行组合或变形实施。因此，如上所述的组合或变形相关的内容应解释为包含在本发明的范围之内。

Claims (14)

1.一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，
在利用上述玻璃熔块制备出直径为6.8mm、深度为2mm的球粒(pellet)并将其放置在晶圆(wafer)上之后在500至900℃的温度下进行20秒至30秒的烧结时，通过下述公式1计算出的浸润直径比(Wetting diameter ratio)为180％以下。
[公式1]
浸润直径比(Wetting diameter ratio，％)＝(烧结后直径/烧结前直径)*100
2.一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，
在利用上述玻璃熔块制备出直径为6.8mm、深度为2mm的球粒(pellet)并将其放置在晶圆(wafer)上之后在500至900℃的温度下进行20秒至30秒的烧结时，通过下述公式2计算出的纵横比(Aspect ratio)为0.15以下。
[公式2]
纵横比(Aspect ratio)＝球粒距离晶圆的高度(Height)/球粒的直径(Diameter)
3.一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，
在利用上述玻璃熔块制备出直径为6.8mm、深度为2mm的球粒(pellet)并将其放置在晶圆(wafer)上之后在500至900℃的温度下进行20秒至30秒的烧结时，
当将上述烧结球粒的侧面形状表现为基于距离上述晶圆的相对高度的表面切线与上述晶圆形成的倾斜度时，
上述烧结球粒的侧面形状包括伴随着距离上述晶圆的相对高度的增加，上述切线的倾斜度逐渐增加的凹陷区间、上述切线的倾斜度从增加转换成减少的变曲区间以及上述切线的倾斜度逐渐减少的突出区间。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
当假定上述烧结的球粒距离晶圆的高度位置为0％至100％时，
上述凹陷曲线是在0％至40％的位置形成，上述变曲区间是在30％至70％的位置形成，而上述突出区间是在70％至100％的位置形成。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述凹陷区间的切线平均倾斜度为10至30°，上述变曲区间的切线平均倾斜度为30至50°，上述突出区间的切线平均倾斜度为10至30°。
6.一种太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
在由导电性金属粉末、玻璃熔块以及有机载体构成的太阳能电池电极用导电性浆料组合物中，
上述玻璃熔块包含铅(Pb)以及锑(Te)，以氧化物换算基准包含15至29mol％的PbO以及15至34mol％的TeO2。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述玻璃熔块还包含铋(Bi)，以氧化物换算基准包含10～24mol％的Bi2O3。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述玻璃熔块还包含包括锂(Li)、钠(Na)以及钾(K)的碱金属，以氧化物换算基准包含3～12mol％的Li2O、3～10mol％的Na2O、3～10mol％的K2O。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述玻璃熔块还包含硅(Si)，以氧化物换算基准包含20mol％以下的SiO2。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述玻璃熔块还包含从由锌(Zn)、铝(Al)以及钛(Ti)构成的组中选择的1种以上，以氧化物换算基准包含5mol％以下的ZnO、5mol％以下的Al2O3、5mol％以下的TiO2。
11.根据权利要求6所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述玻璃熔块的玻璃转换温度(Tg)为200至300℃。
12.根据权利要求6所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
上述玻璃熔块的平均粒径为0.5～10μm。
13.根据权利要求6所述的太阳能电池电极用导电性浆料组合物，其特征在于：
相对于上述组合物的总重量，包含：
70至90重量％的上述导电性金属粉末；
1至15重量％的上述玻璃熔块；
1至20重量％的上述有机载体。
14.一种太阳能电池，其特征在于：
在于基材上部配备正面电极并于基材下部配备背面电极的太阳能电池中，
上述正面电极是通过涂布权利要求1至权利要求13中的某一项所属的太阳能电池电极用导电性浆料组合物之后进行干燥以及烧制而制造。
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