CN111354502B - 用于形成太阳能电池电极的组合物及太阳能电池电极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于太阳能电池电极的组合物和由所述组合物形成的太阳能电池电极。用于太阳能电池电极的组合物包含：导电粉末；玻璃粉；有机媒剂；以及硅酮化合物，其中硅酮化合物包含重量比为8:2到7:3的线性硅酮化合物和环状硅酮化合物。本发明提供一种在放电性及可印刷性方面具有良好特性的用于太阳能电池电极的组合物，可在烘烤之后确保电极的高长宽比且可提高太阳能电池转换效率。

Description

用于形成太阳能电池电极的组合物及太阳能电池电极
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月21日在韩国知识产权局(Korean Intellectual PropertyOffice)提交的韩国专利申请第10-2018-0167820号的权益，所述专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能电池电极的组合物和由所述组合物形成的太阳能电池电极。
背景技术
硅类太阳能电池由衬底和发射极层构成，所述衬底由p型硅半导体形成且所述发射极层由n型硅半导体形成。在p型衬底与n型发射极层之间形成p-n结。当日光入射到具有这种结构的太阳能电池上时，通过光伏效应，电子在由n型硅半导体形成的发射极层中作为多数载流子产生，且空穴在由p型硅半导体形成的衬底中作为多数载流子产生。通过光伏效应产生的电子和空穴分别地移动到在发射极层的上侧和下侧上形成的前电极和后电极。当这些电极通过电线彼此连接时，电流在其间流动。一般来说，银(Ag)浆料用于形成前电极。这种电极浆料需要能够实现一种能够最大化短路电流且最小化线路电阻，同时确保增强太阳能电池效能的电极形状。
由于入射到太阳能电池上的日光并未完全转换成电能，因此有必要减少损耗因素以提高太阳能电池效能。太阳能电池的损耗因素大体上分为光损耗和电损耗。光学损耗的实例包含因日光从太阳能电池表面反射所致的损耗、因电极所致的阴影损耗以及因日光波长所致的损耗。对于典型的可商购的太阳能电池，电极在入射光的前表面上形成。因此，通过电极遮蔽入射日光且因此形成死区(dead area)并阻碍日光的吸收，这种现象称为“阴影”，造成太阳能电池转换效率的降低。为解决这个问题，已采用减小电极线宽以减少阴影的方法。然而，这种方法的问题在于电极浆料的放电性在丝网印刷期间可能恶化，从而造成手指线(finger line)断裂或在图案形成期间与晶片分离。因此，已提出一种通过降低电极浆的粘度改善电极浆料的放电性的方法。然而，这种方法在烘烤之后难以确保电极的高长宽比。
发明内容
本发明的一个目标是提供在放电性和可印刷性方面具有良好特性的用于太阳能电池电极的组合物。
本发明的另一个目标是提供可在烘烤之后确保电极的高长宽比的用于太阳能电池电极的组合物。
本发明的另一目标是提供一种能提高太阳能电池转换效率的太阳能电池电极。
1.根据本发明的一个方面，提供一种用于太阳能电池电极的组合物，包含：导电粉末；玻璃粉；有机媒剂；以及硅酮化合物，其中硅酮化合物包含重量比为8:2到7:3的硅酮化合物和环状硅酮化合物。
2.在段1中，线性硅酮化合物可由式1表示：
[式1]
Figure BDA0002247139010000021
其中R11到R18各自独立地为氢或C1烷基到C10烷基且n1为1到500的整数，当n1大于或等于2时，两个或大于两个R14彼此相同或不同且两个或大于两个R15彼此相同或不同。
3.在段1或段2中，环状硅酮化合物可由式2表示：
[式2]
Figure BDA0002247139010000031
其中R21和R22各自独立地为氢或C1烷基到C10烷基，n2为2到500的整数，两个或大于两个R21彼此相同或不同且两个或大于两个R22彼此相同或不同。
4.在段1到段3中的任一个中，线性硅酮化合物可具有50,000克/摩尔到300,000克/摩尔的重量平均分子量，且环状硅酮化合物可具有200克/摩尔到2,000克/摩尔的重量平均分子量。
5.在段1到段4中的任一个中，用于太阳能电池电极的组合物可包含：60wt％到95wt％的导电粉末；0.1wt％到20wt％的玻璃粉；1wt％到30wt％的有机媒剂；以及0.1wt％到5wt％的硅酮化合物。
6.根据本发明的另一方面，提供一种太阳能电池电极，由根据段1到段5中的任一个的用于太阳能电池电极的组合物形成。
本发明提供一种在放电性及可印刷性方面具有良好特性的用于太阳能电池电极的组合物，可在烘烤之后确保电极的高长宽比且可提高太阳能电池转换效率。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的太阳能电池的示意图。
附图标号说明
11：p层；
12：n层；
21：后电极；
23：前电极；
100：太阳能电池/晶片或衬底。
具体实施方式
将省略可能不必要地混淆本发明的主题的已知功能和构造的描述。
如本文所使用，术语“包括(comprises/comprising)”和/或“包含(includes/including)”当在本说明书中使用时指定所陈述特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在，但并不排除一种或多种其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。另外，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a/an)”以及“所述”意图也包含复数形式。
此外，即使未明确描述，也要考虑组件分析中的误差容限。
此外，如本文所使用，“X到Y”表示某一值的范围，意味着“大于或等于X和小于或等于Y”或“≥X和≤Y”。
如本文中所使用，“重量平均分子量”可通过用聚苯乙烯标准物进行凝胶渗透色谱法来测量。
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；有机媒剂；以及硅酮化合物，其中硅酮化合物包含重量比为8:2到7:3的硅酮化合物和环状硅酮化合物。
现在，将更详细地描述根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物的每一组件。
导电粉末
导电粉末可包含例如选自由以下组成的群组的至少一种金属粉末：银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铝(Al)以及镍(Ni)粉末，但不限于此。在一个实施例中，第一导电层可包含银粉末。
导电粉末可具有各种粒子形状，例如球形、片状或非晶形粒子形状，但不限于此。
导电粉末可具有纳米(nm)或微米(μm)尺度粒度。举例来说，导电粉末可具有几十纳米到数百纳米的平均粒径，或可具有几微米到几十微米的平均粒径。替代地，导电粉末可为具有不同粒度的两种或大于两种类型的导电粉末的混合物。
导电粉末可具有以下平均粒径(D50)：0.1微米到10微米(例如，0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米，再例如，0.5微米到5微米)。在这个范围内，导电粉末可降低串联电阻和接触电阻。本文中，可在通过超声波处理将导电粉末在25℃下分散于异丙醇(IPA)中3分钟后使用模型1064LD粒度分析器(西莱斯有限公司(CILAS Co.,Ltd))来测量平均粒径(D50)。
尽管导电粉末的量并未特别限制，但按用于太阳能电池电极的组合物的总重量计，导电粉末可以例如以下量存在：60wt％到95wt％(例如，60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％或95wt％，再例如，70wt％到90wt％)。在这个范围内，组合物可提高太阳能电池转换效率且可容易地以浆料形式制备。
玻璃粉
玻璃粉用于通过在用于太阳能电池电极的组合物的烘烤工艺期间蚀刻抗反射层且熔化导电粉末在发射极区域中形成晶粒。此外，玻璃粉改善导电粉末对晶片粘着性，且被软化以降低烘烤工艺期间的烘烤温度。
玻璃粉可包含选自由以下组成的群组的至少一种金属：铅(Pb)、铋(Bi)及碲(Te)、锂(Li)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、锌(Zn)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(v)、钡(Ba)、镍(Ni)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)以及铝(Al)。
举例来说，玻璃粉可包含选自由以下组成的群组的至少一种：Bi-Te-O玻璃粉、Pb-Bi-O玻璃粉、Pb-Te-O玻璃粉、Pb-Te-Bi-O玻璃粉、TE-B-O玻璃粉、Te-Ag-O玻璃粉、Pb-Si-O玻璃粉、Bi-Si-O玻璃粉、Te-Zn-O玻璃粉、Bi-Te-Zn-Li-O玻璃粉、Bi-B-O玻璃粉、Pb-B-O玻璃粉、Bi-Mo-O玻璃粉、Mo-B-O玻璃粉以及Te-Si-O玻璃粉。在这种情况下，使用组合物制造的太阳能电池电极可在其电特性之间展现良好的均衡。
玻璃粉的形状及尺寸没有特别限制。举例来说，玻璃粉可具有球形或非晶形形状且可具有以下平均粒径(D50)：0.1微米到10微米(例如，0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米)。本文中，可在通过超声波分散将玻璃粉在25℃下分散于异丙醇(IPA)中3分钟后使用模型1064LD粒度分析器(西莱斯有限公司(CILAS Co.,Ltd))来测量平均粒径(D50)。
玻璃粉可通过所属领域中已知的任何典型方法由前述金属和/或金属氧化物来制备。举例来说，玻璃粉可通过以下来制备：使用球磨机或轨道式磨机混合前述金属和/或金属氧化物；在800℃到1300℃(例如，800℃、900℃、1,000℃、1,100℃、1,200℃或1,300℃)下熔化混合物；以及使熔化的混合物淬灭到25℃；随后使用盘式磨机、轨道式磨机或类似物粉碎所获得的产物。
尽管玻璃粉的量并未特别限制，但玻璃粉可以例如以下量存在：0.1wt％到20wt％(例如，0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％，再例如，0.5wt％到10wt％)。在这个范围内，组合物能在串联电阻、开路电压及短路电流方面提供良好的特性，由此提高太阳能电池效能且可展现良好电的特性和改善的粘着性。
有机媒剂
有机媒剂通过与组合物的无机组分机械混合而赋予用于太阳能电池电极的组合物用于印刷的合适粘度和流变学特征。
有机媒剂可以是在用于太阳能电池电极的组合物中使用的任何典型的有机媒剂且可包含粘合剂树脂、溶剂等。
粘合剂树脂可选自丙烯酸酯树脂或纤维素树脂。举例来说，乙基纤维素可作为粘合剂树脂使用。替代地，粘合剂树脂可选自：乙基羟乙基纤维素、硝化纤维素、乙基纤维素与酚树脂的掺合物、醇酸树脂、酚树脂、丙烯酸酯树脂、二甲苯树脂、聚丁烷树脂、聚酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、木松香、醇的聚甲基丙烯酸酯等。
溶剂可选自由例如以下组成的群组：己烷、甲苯、乙基溶纤剂、环己酮、丁基溶纤剂、丁基卡必醇(butyl carbitol)(二甘醇单丁基醚)、二丁基卡比醇(dibutyl carbitol)(二甘醇二丁基醚)、丁基卡必醇乙酸酯(butyl carbitol acetate)(二甘醇单丁基醚乙酸酯)、丙二醇单甲基醚、己二醇、松油醇(terpineol)、甲基乙基酮、苯甲醇、γ-丁内酯、乳酸乙酯以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(例如，十二醇酯(Texanol))。这些可以单独使用或以其混合物形式使用。
尽管有机媒剂的量并未特别限制，但按用于太阳能电池电极的组合物总重量计，有机媒剂可以例如以下量存在：1wt％到30wt％(例如，1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％或30wt％，再例如，3wt％到20wt％)。在这个范围内，有机媒剂可向组合物提供充足的粘着强度和良好的可印刷性。
硅酮化合物
如上文所描述，用于太阳能电池电极的组合物包含硅酮化合物，所述硅酮化合物包含重量比为8:2到7:3(例如，8:2、79:21、78:22、77:23、76:24、75:25、74:26、73:27、72:28、71:29或7:3)的线性硅酮化合物和环状硅酮化合物。硅酮化合物可提高用于太阳能电池电极的组合物的滑动特性，由此改善所述组合物的放电性和可印刷性且可允许即使在烘烤处理之后形成具有高长宽比的太阳能电池电极，由此提高太阳能电池转换效率。
线性硅酮化合物可由式1表示：
[式1]
Figure BDA0002247139010000071
在式1中，R11到R18可各自独立地为氢或C1烷基到C10烷基(例如，C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基、C9烷基，或C10烷基)。在一个实施例中，R11到R18可各自独立地为甲基、乙基或丙基。在另一实施例中，R11到R18可均为甲基，但不限于此。
在式1中，n1可以是1到500的整数(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490，或500)。本文中，n1意味着*-Si(R14)(R15)-O-*'的数量，其中*和*'各自为邻近原子的结合位点。当n1为2或大于2时，两个或大于两个R14可彼此相同或不同且两个或大于两个R15可彼此相同或不同。
在一个实施例中，线性硅酮化合物可具有以下重量平均分子量：50,000克/摩尔到300,000克/摩尔(例如，50,000克/摩尔、60,000克/摩尔、70,000克/摩尔、80,000克/摩尔、90,000克/摩尔、100,000克/摩尔、110,000克/摩尔、120,000克/摩尔、130,000克/摩尔、140,000克/摩尔、150,000克/摩尔、160,000克/摩尔、170,000克/摩尔、180,000克/摩尔、190,000克/摩尔、200,000克/摩尔、210,000克/摩尔、220,000克/摩尔、230,000克/摩尔、240,000克/摩尔、250,000克/摩尔、260,000克/摩尔、270,000克/摩尔、280,000克/摩尔、290,000克/摩尔，或300,000克/摩尔，再例如，50,000克/摩尔到150,000克/摩尔)。在这个范围内，线性硅酮化合物可提高用于太阳能电池电极的组合物的滑动特性，由此改善所述组合物的放电性和可印刷性且可允许即使在烘烤处理之后形成具有高长宽比的太阳能电池电极。
尽管线性硅酮化合物的量并未特别限制，但按用于太阳能电池电极的组合物总重量计，线性硅酮化合物可以例如以下量存在：0.1wt％到5wt％(例如，0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％、1wt％、1.05wt％、1.1wt％、1.15wt％、1.2wt％、1.25wt％、1.3wt％、1.35wt％、1.4wt％、1.45wt％、1.5wt％、1.55wt％、1.6wt％、1.65wt％、1.7wt％、1.75wt％、1.8wt％、1.85wt％、1.9wt％、1.95wt％、2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％、3wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或5wt％，再例如，0.1wt％到1.5wt％)。在这个范围内，线性硅酮化合物可提高用于太阳能电池电极的组合物的滑动特性，由此改善所述组合物的放电性和可印刷性且可允许即使在烘烤处理之后形成具有高长宽比的太阳能电池电极。
环状硅酮化合物可由式2表示：
[式2]
Figure BDA0002247139010000091
在式2中，R21到R22可各自独立地为氢或C1烷基到C10烷基(例如，C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基、C9烷基，或C10烷基)。在一个实施例中，R21到R22可各自独立地为甲基、乙基或丙基。在另一实施例中，R21到R22可均为甲基，但不限于此。
在式1中，n2可以是2到500的整数(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490或500，再例如，2到10或4到6)。本文中，n2意味着*-Si(R21)(R22)-O-*'的数量，其中*和*'各自为邻近原子的结合位点。两个或大于两个R21可彼此相同或不同并且两个或大于两个R22可彼此相同或不同。
在一个实施例中，环状硅酮化合物可具有以下重量平均分子量：200克/摩尔到2,000克/摩尔(例如，200克/摩尔、250克/摩尔、300克/摩尔、350克/摩尔、400克/摩尔、450克/摩尔、500克/摩尔、550克/摩尔、600克/摩尔、650克/摩尔、700g克/摩尔、750克/摩尔、800克/摩尔、850克/摩尔、900克/摩尔、950克/摩尔、1,000克/摩尔、1,050克/摩尔、1,100克/摩尔、1,150克/摩尔、1,200克/摩尔、1,250克/摩尔、1,300克/摩尔、1,350克/摩尔、1,400克/摩尔、1,450克/摩尔、1,500克/摩尔、1,550克/摩尔、1,600克/摩尔、1,650克/摩尔、1,700克/摩尔、1,750克/摩尔、1,800克/摩尔、1,850克/摩尔、1,900克/摩尔、1,950克/摩尔或2,000克/摩尔，再例如，200克/摩尔到1,000克/摩尔)。在这个范围内，环状硅酮化合物可提高用于太阳能电池电极的组合物的滑动特性，由此改善所述组合物的放电性和可印刷性且可允许即使在烘烤处理之后形成具有高长宽比的太阳能电池电极。
尽管环状硅酮化合物的量并未特别限制，但按用于太阳能电池电极的组合物总重量计，环状硅酮化合物可以例如以下量存在：0.1wt％到5wt％(例如，0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％、1wt％、1.05wt％、1.1wt％、1.15wt％、1.2wt％、1.25wt％、1.3wt％、1.35wt％、1.4wt％、1.45wt％、1.5wt％、1.55wt％、1.6wt％、1.65wt％、1.7wt％、1.75wt％、1.8wt％、1.85wt％、1.9wt％、1.95wt％、2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％、3wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或5wt％，再例如，0.1wt％到1.5wt％)。在这个范围内，环状硅酮化合物可提高用于太阳能电池电极的组合物的滑动特性，由此改善所述组合物的放电性和可印刷性且可允许即使在烘烤处理之后形成具有高长宽比的太阳能电池电极。
尽管硅酮化合物的量并未特别限制，但硅酮化合物可以例如以下量存在：0.1wt％到5wt％(例如，0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％、1wt％、1.05wt％、1.1wt％、1.15wt％、1.2wt％、1.25wt％、1.3wt％、1.35wt％、1.4wt％、1.45wt％、1.5wt％、1.55wt％、1.6wt％、1.65wt％、1.7wt％、1.75wt％、1.8wt％、1.85wt％、1.9wt％、1.95wt％、2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％、3wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或5wt％，再例如，超过0.3wt％和低于或等于1.5wt％)。在这个范围内，硅酮化合物可提高用于太阳能电池电极的组合物的滑动特性，由此改善所述组合物的放电性和可印刷性且可允许即使在烘烤处理之后形成具有高长宽比的太阳能电池电极。
添加剂
根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物还可视需要包含增强流动性、可加工性和稳定性的任何典型的添加剂。添加剂可包含分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、UV稳定剂、抗氧化剂、偶合剂及类似物。这些可以单独使用或以其混合物形式使用。尽管添加剂的量可视需要变化，但按用于太阳能电池电极的组合物总重量计，添加剂可以以下量存在：0.1wt％到5wt％(例如，0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％、3wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或5wt％)。
太阳能电池电极和包含太阳能电池电极的太阳能电池
根据本发明的其它方面，提供一种由用于太阳能电池电极的组合物形成的太阳能电池电极和包含所述组合物的太阳能电池。图1为根据本发明的一个实施例的太阳能电池100的示意图。
参看图1，后电极21和前电极23可通过在晶片或衬底10上印刷且烘烤用于太阳能电池电极的组合物来形成，所述晶片或衬底包含将充当发射极的p层11(或n层)和n层12(或p层)。举例来说，可通过在晶片的背表面上印刷用于太阳能电池电极的组合物，随后在约200℃到约400℃下干燥约10秒到60秒来执行用于制备后电极的初步工艺。此外，可通过在晶片的前表面上印刷用于太阳能电池电极的组合物，随后干燥来执行用于制备前电极的初步工艺。随后，可通过在约400℃到约950℃下(例如，在约700℃到约950℃下)烘烤晶片约30秒到210秒来形成前电极和后电极。
接下来，将参考实例更详细地描述本发明。然而，应注意，提供这些实例仅为了说明，且不应以任何方式解释为限制本发明。
实例
实例1
作为一种粘合性树脂，将1wt％的乙基纤维素(STD4，陶氏化学公司(Dow ChemicalCompany))充分地溶解于5.5wt％的十二醇酯(伊士曼化学有限公司(Eastman ChemicalCo.,Ltd.))中，且随后将90.0wt％的平均粒径为1.5微米的球形银粉末(AG-5-11F，多瓦高科技有限公司(Dowa Hightech Co.,Ltd.))作为导电粉末，2.5wt％的由氧化铋(15.8wt％)、氧化碲(53.8wt％)、氧化锌(13.2wt％)和锂氧化物(17.2wt％)构成且平均粒径为1.0微米且玻璃化转变温度为273℃的Bi-Te-Zn-Li-O玻璃粉，0.7wt％的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)(KF96，信越化学有限公司(Shinetsu Chemical Co.,Ltd.))作为线性硅酮化合物，以及0.3wt％的十甲基环五硅氧烷(西格玛-阿尔德里奇公(Sigma-AldrichCorporation))作为环状硅酮化合物添加到粘合剂溶液中，随后在3辊捏合机中混合且捏合，由此制备用于太阳能电池电极的组合物。
实例2到实例5和比较实例1到比较实例3
除如表1所列举改变前述组件的量(单位：wt％)以外，以与实例1中相同的方式制备用于太阳能电池电极的组合物。
表1
Figure BDA0002247139010000121
评估实例1：电特性
通过以预定模式丝网印刷，随后在300℃到400℃下在IR干燥炉中干燥而将实例和比较实例中制备的用于太阳能电池电极的组合物中的每一种沉积在晶片(通过纹理化掺杂有硼的p型晶片的前表面，在纹理化表面上形成POCl3的n+层以及在n+层上形成氮化硅(SiNx:H)的抗反射膜制备的多晶晶片)的前表面的上方。随后，将铝浆料印刷在晶片的后表面上并以与上文上相同的方式干燥。使根据这个步骤形成的电池在400℃到900℃的温度下在带式烘烤锅炉中经受烘烤60秒，由此制造太阳能电池。使用太阳能电池效能测试仪CT-801(帕山有限公司(Pasan Co.,Ltd.))对所制造的太阳能电池的转换效率(单位：％)进行评估。结果展示于表2中。
评估实例2：长宽比
通过以预定模式(丝网掩模：360目(mesh)，乳液15微米，35微米宽度)丝网印刷将实例和比较实例中制备的组合物中的每一种沉积在单晶硅晶片的前表面的上方。本文中，执行丝网印刷以使得所得电极具有最大宽度为75微米且最大高度为17微米的梯形形状。使所沉积组合物在375℃下经受干燥30秒到60秒且在600℃到900℃下使用带式烘烤炉烘烤60秒到210秒，由此获得电极，其继而用3D激光显微镜(VK-9700，基恩士公司(KEYENCECorp.))进行观测以测量电极的厚度(单位：微米)和线宽(单位：微米)，由此计算电极的长宽比。结果展示于表2中。
评估实例3：平整度
通过以预定模式(丝网掩模：360目，乳液15微米，35微米宽度)丝网印刷将实例和比较实例中制备的用于太阳能电池电极的组合物中的每一种沉积在单晶硅晶片的前表面的上方。本文中，执行丝网印刷以使得所得电极具有最大宽度为75微米且最大高度为17微米的梯形形状。使所沉积组合物在375℃下经受干燥30秒到60秒且在600℃到900℃下使用带式烘烤炉烘烤60秒到210秒，由此获得电极，其继而用3D激光显微镜(VK-9700，基恩士公司(KEYENCE Corp.))进行观测以测量电极的十点平均粗糙度(Rz)。结果展示于表2中。
表2
Figure BDA0002247139010000131
从表2中所展示的结果可看出，其中线性硅酮化合物与环状硅酮化合物的重量比(线性硅酮化合物:环状硅酮化合物)在本文中阐述的范围内的实例1到实例3的用于太阳能电池电极的组合物与其中重量比在本文阐述的范围之外的比较例1和比较例2的用于太阳能电池电极的组合物相比在长宽比、平整度和转换效率方面提供良好的特性。
应理解，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围情况下进行各种修改、变化、更改和等效实施例。

Claims (6)

1.一种用于太阳能电池电极的组合物，包括：
导电粉末；玻璃粉；有机媒剂；以及硅酮化合物，
其中所述硅酮化合物包括重量比为8:2到7:3的线性硅酮化合物和环状硅酮化合物。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物，其中所述线性硅酮化合物由式1表示：
[式1]
Figure FDA0002247137000000011
其中R11到R18各自独立地为氢或C1烷基到C10烷基且n1为1到500的整数，当n1大于或等于2时，两个或大于两个R14彼此相同或不同且两个或大于两个R15彼此相同或不同。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物，其中所述环状硅酮化合物由式2表示：
[式2]
Figure FDA0002247137000000012
其中R21和R22各自独立地为氢或C1烷基到C10烷基，n2为2到500的整数，两个或大于两个R21彼此相同或不同且两个或大于两个R22彼此相同或不同。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物，其中所述线性硅酮化合物具有50,000克/摩尔到300,000克/摩尔的重量平均分子量，且环状硅酮化合物具有200克/摩尔到2,000克/摩尔的重量平均分子量。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池电极的组合物，包括：
60wt％到95wt％的所述导电粉末；
0.1wt％到20wt％的所述玻璃粉；
1wt％到30wt％的所述有机媒剂；以及
0.1wt％到5wt％的所述硅酮化合物。
6.一种太阳能电池电极，由如权利要求1到5中任一项所述的用于太阳能电池电极的组合物形成。
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