RU2531519C1 - Aluminium paste for silicon solar cells - Google Patents
Aluminium paste for silicon solar cells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531519C1 RU2531519C1 RU2013124355/07A RU2013124355A RU2531519C1 RU 2531519 C1 RU2531519 C1 RU 2531519C1 RU 2013124355/07 A RU2013124355/07 A RU 2013124355/07A RU 2013124355 A RU2013124355 A RU 2013124355A RU 2531519 C1 RU2531519 C1 RU 2531519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paste
- aluminum
- glass
- particles
- ratio
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к толстопленочной микроэлектронике, а именно к материалам для изготовления электропроводящих слоев методом трафаретной печати, и может быть использовано в производстве кремниевых солнечных элементов для формирования тыльного электрода на кремниевых подложках p-типа.The invention relates to thick-film microelectronics, in particular to materials for the manufacture of electrically conductive layers by screen printing, and can be used in the manufacture of silicon solar cells to form a back electrode on p-type silicon substrates.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Солнечные элементы относятся к категории фотопреобразователей, то есть это приборы, преобразующие энергию солнечного излучения в электрическую энергию, и используются как источники эдс.Solar cells belong to the category of photoconverters, that is, they are devices that convert the energy of solar radiation into electrical energy, and are used as emf sources.
В основе работы солнечных элементов лежит фотогальванический эффект - явление возникновения фото-эдс. при облучении полупроводника световым потоком, сущность которого состоит в том, что при освещении солнечным светом p-n-перехода, генерированные светом электронно-дырочные пары разделяются полем перехода, так что p-область получает дополнительный положительный заряд, а n-область - отрицательный, то есть на концах p-n-перехода возникает разность потенциалов. Если к p-n-переходу, освещаемому солнечным светом, подключить сопротивление нагрузки, то через него потечет электрический ток и соответственно будет выделяться определенная мощность.The basis of the work of solar cells is the photovoltaic effect - the phenomenon of the emergence of photo-emf. when a semiconductor is irradiated with a light flux, the essence of which is that when the pn junction is illuminated with sunlight, the electron-hole pairs are separated by a transition field, so that the p-region receives an additional positive charge, and the n-region receives a negative, i.e. at the ends of the pn junction, a potential difference arises. If the load resistance is connected to the p-n junction illuminated by sunlight, then an electric current will flow through it and, accordingly, a certain power will be released.
Конструктивно солнечные элементы выполняются в виде подложки полупроводникового материала, например, кремния, в которой создается мелкий p-n-переход. Контакты на лицевой и тыльной поверхности кремниевой подложки могут быть получены нанесением токопроводящей толстопленочной пасты методом трафаретной печати.Structurally, solar cells are made in the form of a substrate of a semiconductor material, for example, silicon, in which a shallow p-n junction is created. Contacts on the front and back surfaces of silicon substrates can be obtained by applying conductive thick film paste by screen printing.
Известна алюминиевая паста для тыльного электрода солнечного элемента (публикация международной заявки W02011028058, кл. МПК H01B 31/0224, H01B 31/042, опубл. 10.03.2011). Паста содержит: 65-75 мас.% алюминиевого порошка, имеющего среднее распределение размеров частиц 0,01-5 мкм; стеклофритты 0,01-5 мас.% и органического связующего 20,0-34,9 мас.%.Known aluminum paste for the rear electrode of a solar cell (publication of international application W02011028058, class IPC H01B 31/0224, H01B 31/042, publ. 03/10/2011). The paste contains: 65-75 wt.% Aluminum powder having an average particle size distribution of 0.01-5 microns; glass frits 0.01-5 wt.% and organic binder 20.0-34.9 wt.%.
Недостатком известной алюминиевой пасты является относительно большое количество полимера в органическом связующем, что, во-первых, влечет за собой повышение себестоимости продукта, во-вторых, за короткое время вжигания, которое используется для формирования тыльного электрода, полимер не успевает полностью разложиться и/или дает большой остаток после вжигания в виде золы, что существенно влияет на ток короткого замыкания и как следствие ведет к снижению КПД. Использование порошка с размером частиц не более 5 мкм может вызвать плохую спекаемость алюминиевого слоя и как следствие снижение адгезионных свойств.A disadvantage of the known aluminum paste is the relatively large amount of polymer in the organic binder, which, firstly, entails an increase in the cost of the product, and secondly, in the short burning time that is used to form the back electrode, the polymer does not have time to completely decompose and / or gives a large residue after burning in the form of ash, which significantly affects the short circuit current and as a result leads to a decrease in efficiency. The use of a powder with a particle size of not more than 5 μm can cause poor sintering of the aluminum layer and, as a result, a decrease in adhesive properties.
Известна композиция пасты для солнечного элемента (публикация международной заявки W02011028036, кл. МПК H01B 1/22, H01L 31/042, опубл. 10.03.2011). Композиция пасты включает: алюминиевый порошок, стеклофритту, органическое связующее и неорганическую добавку в виде оксида металла.A known paste composition for a solar cell (publication of international application W02011028036, class IPC H01B 1/22, H01L 31/042, publ. 10.03.2011). The composition of the paste includes: aluminum powder, glass frit, an organic binder and an inorganic additive in the form of metal oxide.
Недостатком известной композиции является использование алюминиевого порошка несферической формы с размером частиц от 20 до 50 мкм. Для печати такой пасты необходимо использовать трафарет с размером ячейки не менее 100 мкм, что приведет к большому расходу пасты на пластину и как следствие увеличению прогиба солнечного элемента после вжигания. Также описано использование неорганических наполнителей (оксид железа, кобальта, хрома), с существенно более низкой проводимостью по сравнению с алюминием. Их использование может привести к снижению проводимости в солнечном элементе и, как результат, снижению КПД.A disadvantage of the known composition is the use of non-spherical aluminum powder with a particle size of from 20 to 50 microns. To print such a paste, it is necessary to use a stencil with a cell size of at least 100 microns, which will lead to a large consumption of paste on the plate and, as a result, an increase in the deflection of the solar cell after burning. The use of inorganic fillers (iron oxide, cobalt, chromium oxide) with a significantly lower conductivity than aluminum is also described. Their use can lead to a decrease in conductivity in the solar cell and, as a result, to a decrease in efficiency.
Известна композиция для печати электродов на полупроводниковых подложках, используемая при производстве солнечных элементов (публикация международной заявки W02011026852, кл. МПК H01B 1/02, Н01В 1/22, H01L 21/28, H01L 21/288, H01L 31/0224, опубл. 10.03.2011). Композиция для печати содержит: электропроводящие частицы 30-90 мас.%, стеклянную фритту 0-7 мас.%, по крайней мере, один абсорбент для лазерного излучения 0,1-5 мас.%, по крайней мере, один материал матрицы 0-8 мас.%, по крайней мере, одно металлоорганическое соединение 0-8 мас.%, растворитель 3-50 мас.%, по крайней мере, один удерживающий агент 0-65 мас.% и по крайней мере, одну добавку 0-5 мас.%. В качестве электропроводящих частиц может использоваться, в том числе, алюминий.A known composition for printing electrodes on semiconductor substrates used in the manufacture of solar cells (publication of international application W02011026852, class IPC H01B 1/02, H01B 1/22, H01L 21/28, H01L 21/288, H01L 31/0224, publ. 03/10/2011). The composition for printing contains: electrically conductive particles 30-90 wt.%, Glass frit 0-7 wt.%, At least one absorbent for laser radiation 0.1-5 wt.%, At least one matrix material 0- 8 wt.%, At least one organometallic compound 0-8 wt.%, Solvent 3-50 wt.%, At least one retention agent 0-65 wt.% And at least one additive 0-5 wt.%. As electrically conductive particles can be used, including aluminum.
Недостатком известной композиции является то, что лазерный метод нанесения слоя требует достаточно дорогостоящего оборудования. Кроме того, абсорбент лазерного излучения может ухудшать электрические свойства солнечного элемента.A disadvantage of the known composition is that the laser method of applying a layer requires quite expensive equipment. In addition, a laser absorbent can degrade the electrical properties of a solar cell.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту - прототип - является проводящая композиция, используемая при формировании толстопленочных электродов солнечных элементов (патент США №7,718,092, кл. МПК H01B 1/22, H01L 31/00, H02N 6/00, опубл. 18.05.2010). Композиция включает: алюминийсодержащий порошок, аморфный диоксид кремния и одну или нескольких дополнительных композиций стеклофритты, рассредоточенных в органической среде. Аморфный диоксид кремния присутствует в диапазоне от 0,05 до 0,3 мас.% на основе общего веса композиции. Композиция может дополнительно содержать серебросодержащий порошок. Композиция стеклянной фритты может быть безсвинцовой. Органическая среда включает в себя полимерное связующее и летучие органические растворители. Для формирования тыльного электрода пасту наносят на тыльную поверхность кремниевого солнечного элемента методом трафаретной печати. Вжигание напечатанного слоя проводят при температуре 500-990°C.The closest in technical essence and the achieved positive effect - the prototype - is a conductive composition used in the formation of thick-film electrodes of solar cells (US patent No. 7,718,092, class IPC H01B 1/22, H01L 31/00, H02N 6/00, publ. 18.05 .2010). The composition includes: an aluminum-containing powder, amorphous silicon dioxide, and one or more additional glass frit compositions dispersed in an organic medium. Amorphous silica is present in the range of 0.05 to 0.3 wt.% Based on the total weight of the composition. The composition may further comprise a silver-containing powder. The glass frit composition may be lead free. The organic environment includes a polymeric binder and volatile organic solvents. To form the back electrode, the paste is applied to the back surface of a silicon solar cell by screen printing. The burning of the printed layer is carried out at a temperature of 500-990 ° C.
Недостатками известной композиции являются:The disadvantages of the known composition are:
- использование диоксида кремния для снижения прогиба одновременно негативно сказывается на адгезионных свойствах вожженного алюминиевого слоя. Несмотря на то, что не наблюдается образования пыли после вжигания, уровень адгезии после ламинации при изготовлении солнечных модулей значительно ниже, в связи с низкой спекаемостью твердых компонентов в объеме алюминиевого слоя,- the use of silicon dioxide to reduce deflection at the same time adversely affects the adhesive properties of the burned aluminum layer. Despite the fact that there is no dust formation after burning, the adhesion level after lamination in the manufacture of solar modules is much lower, due to the low sintering of solid components in the volume of the aluminum layer,
- не определен размер частиц диоксида кремния, что очень важно, при использовании слишком крупных частиц наблюдается резкое падение адгезии вожженных слоев и снижение проводимости тыльного контакта.- the size of the particles of silicon dioxide is not determined, which is very important, when using too large particles there is a sharp drop in the adhesion of the burnt layers and a decrease in the conductivity of the back contact.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании композиции алюминиевой токопроводящей пасты, позволяющей улучшить потребительские характеристики и свойства пасты, увеличить эффективность и качество солнечных элементов.The problem to which the invention is directed, is to create a composition of aluminum conductive paste, which allows to improve consumer characteristics and properties of the paste, to increase the efficiency and quality of solar cells.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении тока короткого замыкания, снижении последовательного сопротивления солнечного элемента, что приводит к повышению КПД. При этом используются материалы относительно низкой стоимости, что ведет к существенному снижению затрат при изготовлении пасты и самого солнечного элемента.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the short circuit current, lower the series resistance of the solar cell, which leads to increased efficiency. In this case, materials of relatively low cost are used, which leads to a significant reduction in costs in the manufacture of paste and the solar cell itself.
Указанный технический результат достигается тем, что алюминиевая паста для кремниевых солнечных элементов включает частицы порошка алюминия, органическое связующее и стеклофритту, причем в пасте используют мелкодисперсный алюминиевый порошок, частицы которого имеют сферическую форму, причем используется сочетание алюминиевых порошков со средним размером частиц D50 не более 3,0 мкм и 4,0-6,0 мкм в соотношении (10:50):(90:50) соответственно, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: алюминиевый порошок 70-80; органическое связующее 15-30; стеклофритта 0-5.The specified technical result is achieved in that the aluminum paste for silicon solar cells includes particles of aluminum powder, an organic binder and a glass frit, and finely dispersed aluminum powder is used in the paste, the particles of which have a spherical shape, and a combination of aluminum powders with an average particle size of D50 is not more than 3 , 0 μm and 4.0-6.0 μm in the ratio (10:50) :( 90:50), respectively, with the following ratio of components, in wt.%: Aluminum powder 70-80; organic binder 15-30; glass frit 0-5.
В качестве стеклофритты может использоваться смесь висмутатного и свинцово-боросиликатного стекла со средним размером частиц D50 не более 10,0 мкм, предпочтительно 2,0-3,0 мкм.As a glass frit, a mixture of bismuthate and lead-borosilicate glass with an average particle size D50 of not more than 10.0 μm, preferably 2.0-3.0 μm, can be used.
Алюминиевая паста может дополнительно содержать металлоорганическое соединение и/или кремнийорганическое соединение и/или сополимер в количестве 0-2 мас.%.The aluminum paste may further comprise an organometallic compound and / or an organosilicon compound and / or copolymer in an amount of 0-2 wt.%.
Алюминиевая паста может дополнительно содержать наночастицы аморфного диоксида кремния, имеющие размер не более 200 нм и удельную поверхность 100-400 м2/г в количестве 0-2 мас.%.The aluminum paste may further comprise amorphous silica nanoparticles having a size of not more than 200 nm and a specific surface area of 100-400 m 2 / g in an amount of 0-2 wt.%.
Соотношение частиц алюминиевого порошка различного размера специально подобрано для повышения плотности упаковки и увеличения площади контакта с текстурированной кремниевой поверхностью, что ведет к снижению последовательного сопротивления солнечного элемента и как следствие к повышению фактора заполнения (филфактор FF). Смесь стеклофрит с различной температурой размягчения/плавления и коэффициентом термического расширения позволяет получать слои с высокими адгезионными свойствами и сниженным прогибом. Органическое связующее подобрано таким образом, что позволяет сушить пасту, нанесенную на кремниевую подложку за очень короткое время, что очень актуально в настоящее время, когда все производители солнечных элементов стремятся уменьшить время цикла изготовления продукции.The ratio of particles of aluminum powder of various sizes is specially selected to increase the packing density and increase the contact area with the textured silicon surface, which leads to a decrease in the series resistance of the solar cell and, as a result, to an increase in the filling factor (FF factor). A mixture of glass fiber with different softening / melting points and thermal expansion coefficient allows to obtain layers with high adhesive properties and reduced deflection. The organic binder is selected in such a way that it allows to dry the paste deposited on a silicon substrate in a very short time, which is very important at the present time, when all manufacturers of solar cells seek to reduce the production cycle time.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
В настоящем изобретении используется сочетание порошков алюминия, имеющих сферическую форму частиц, средний размер частиц составляет D50 не более 3 мкм и D50 4-6 мкм в соотношении (10-50):(90-50) соответственно. Если средний размер частиц D50 порошка превышает 6,0 мкм, то возникает тенденция к ухудшению печатных свойств пасты и снижению электрических параметров солнечных элементов. И наоборот; если размер частиц D50 порошка значительно менее 1,0 мкм, то увеличивается его маслоемкость и, соответственно, повышается вязкость пасты и ухудшаются ее печатно-технические свойства. Такое повышение вязкости негативно сказывается на печатных свойствах пасты. Использование очень мелких порошков также может вызывать увеличение прогиба за счет повышенного спекания, вызванного усиленной активностью порошков.In the present invention, a combination of aluminum powders having a spherical particle shape is used, the average particle size is D50 not more than 3 μm and D50 4-6 μm in the ratio (10-50) :( 90-50), respectively. If the average particle size D50 of the powder exceeds 6.0 microns, then there is a tendency to deteriorate the printing properties of the paste and reduce the electrical parameters of solar cells. And vice versa; if the particle size D50 of the powder is significantly less than 1.0 μm, then its oil absorption increases and, accordingly, the viscosity of the paste increases and its printing and technical properties deteriorate. This increase in viscosity adversely affects the printing properties of the paste. The use of very fine powders can also cause an increase in deflection due to increased sintering caused by increased activity of the powders.
Согласно изобретению порошки алюминия используются в соотношении (10-50):(90-50). Такое соотношение порошков позволяет достичь оптимальной плотности упаковки частиц, что повышает электропроводность слоя и повышает площадь контакта с текстурированной кремниевой подложкой при сохранении необходимых реологических и печатно-технических свойств состава.According to the invention, aluminum powders are used in a ratio of (10-50) :( 90-50). This ratio of powders allows to achieve the optimal packing density of the particles, which increases the electrical conductivity of the layer and increases the contact area with the textured silicon substrate while maintaining the necessary rheological and printing-technical properties of the composition.
Содержание стеклофритты в токопроводящей пасте должно находиться в диапазоне 0-5 мас.%. Стеклофритта обеспечивает адгезионные свойства пасты к кремниевой структуре. Содержание стеклофритты в составе пасты, превышающем 5%, приводит к чрезмерному увеличению прогиба кремниевой пластины после вжигания. Достаточное количество стекла обеспечивает спекание частиц металла и материала подложки для формирования контакта. В качестве стеклофритты используется смесь висмутатного и свинцово-боросиликатного стекла, размер частиц D50 не более 10 мкм, предпочтительно 2-3 мкм. Если средний размер частиц D50 превышает 10 мкм, то снижается скорость оплавления стекла, что может вызвать ухудшение адгезии.The content of glass frit in the conductive paste should be in the range of 0-5 wt.%. Fiberglass provides the adhesive properties of the paste to the silicon structure. The glass frit content in the composition of the paste in excess of 5% leads to an excessive increase in the deflection of the silicon wafer after firing. A sufficient amount of glass provides sintering of the metal particles and the substrate material to form a contact. As a glass frit, a mixture of bismuthate and lead-borosilicate glass is used, the particle size D50 is not more than 10 microns, preferably 2-3 microns. If the average particle size D50 exceeds 10 μm, then the melting rate of the glass is reduced, which can cause poor adhesion.
Используемые стекла должны иметь разную температуру размягчения, что позволит обеспечить хороший контакт к кремниевой пластине и повысить когезию алюминиевых частиц в объеме алюминиевого слоя, одновременно не давая сильно спекаться алюминиевому порошку. Определенная смачиваемость стеклофритты позволяет получить вожженные слои с небольшим прогибом.The glasses used must have different softening temperatures, which will provide good contact to the silicon wafer and increase the cohesion of aluminum particles in the volume of the aluminum layer, while simultaneously preventing the aluminum powder from sintering strongly. A certain wettability of the glass frit allows to obtain burnt layers with a slight deflection.
Т размягчения висмутатного стекла 200-400 град, Т размягчения свинцово-боросиликатного стекла 400-600 град.T softening bismuth glass 200-400 degrees, T softening lead-borosilicate glass 400-600 degrees.
Содержание органического связующего в токопроводящей пасте должно находиться в диапазоне 15-30 мас%. Органическое связующее включает в себя полимер (этилцеллюлоза, акрилатные полимеры, полиметилметакрилаты, поливинибутираль, полиэтиленгликоль и др.) в качестве пленкообразующего, связующее получают путем растворения полимера в высококипящих органических растворителях. В роли растворителей может быть использован терпинеол, тексанол, дибутилфталат, бутилкарбитолацетат, бутилкарбитол, изоамилсалицилат и др. В качестве добавок в составе органического связующего возможно применение дисперсантов, смачивателей и тиксотропных агентов. Органическое связующее подобрано таким образом, что позволяет сушить напечатанный слой пасты при температуре 200-350 град за 20-50 сек.The content of the organic binder in the conductive paste should be in the range of 15-30 wt.%. An organic binder includes a polymer (ethyl cellulose, acrylate polymers, polymethyl methacrylates, polyvinyl butyral, polyethylene glycol, etc.) as a film-forming, the binder is obtained by dissolving the polymer in high-boiling organic solvents. As solvents, terpineol, texanol, dibutyl phthalate, butyl carbitol acetate, butyl carbitol, isoamyl salicylate, etc. can be used. Dispersants, wetting agents and thixotropic agents can be used as additives in the organic binder. The organic binder is selected in such a way that allows you to dry the printed layer of the paste at a temperature of 200-350 degrees for 20-50 seconds.
В токопроводящей пасте данного изобретения могут быть использованы специальные добавки, такие как смачиватели поверхности, диспергаторы, стабилизаторы/корректоры вязкости. Количество используемых добавок определяется в соответствии с характеристиками полученной токопроводящей пасты. Также возможно использование нескольких типов добавок: Special additives, such as surface wetting agents, dispersants, stabilizers / viscosity correctors, can be used in the conductive paste of the present invention. The amount of additives used is determined in accordance with the characteristics of the resulting conductive paste. It is also possible to use several types of additives:
- металлоорганические соединения, (например, алкоксиды, тэтраэтоксититан и др.), кремнийорганические соединения, сополимеры в количестве 0-2 мас.%,- organometallic compounds (for example, alkoxides, tetraethoxytitanium, etc.), organosilicon compounds, copolymers in an amount of 0-2 wt.%,
- наночастицы аморфного диоксида кремния с размером частиц не более 200 нм и удельной поверхностью 100-400 м2/г в количестве 0-2 мас.%.- nanoparticles of amorphous silicon dioxide with a particle size of not more than 200 nm and a specific surface area of 100-400 m 2 / g in an amount of 0-2 wt.%.
Оптимальность количественного состава пасты подтверждается тем, что при введении входящих в нее компонентов в количествах выше или ниже заявляемых пределов не обеспечиваются требуемые эксплуатационные и реологические свойства.The optimality of the quantitative composition of the paste is confirmed by the fact that with the introduction of its constituent components in quantities higher or lower than the declared limits, the required operational and rheological properties are not provided.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art showed that the claimed combination of essential features set forth in the claims is unknown. This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of patentability “novelty”.
Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».A comparative analysis showed that in the prior art no solutions have been identified that have features that match the distinctive features of the claimed invention, and the popularity of the influence of these signs on the technical result is not confirmed. Thus, the claimed technical solution satisfies the condition of patentability "inventive step".
Пример 1Example 1
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 10:90 в количестве 75 мас.%, смесь висмутатного и свинцово-боросиликатного стеклопорошков в соотношении 1:1 в количестве 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты и слоев на ее основе приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 microns and 4-6 microns in a ratio of 10:90 in the amount of 75 wt.%, A mixture of bismuth and lead-borosilicate glass powders in a ratio of 1: 1 in the amount of 2.0 wt .%, the rest is an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butylcarbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste and layers based on it are shown in Table 1 and 2.
Пример 2Example 2
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 20:80 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 1:1 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 microns and 4-6 microns in a ratio of 20:80 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 1: 1 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
Пример 3Example 3
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 30:70 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 1:1 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 μm and 4-6 μm in a ratio of 30:70 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 1: 1 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
Пример 4Example 4
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 50:50 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 1:1 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 microns and 4-6 microns in a ratio of 50:50 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 1: 1 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
Пример 5Example 5
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 50:50 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 1:1 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 microns and 4-6 microns in a ratio of 50:50 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 1: 1 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
Пример 6Example 6
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 20:80 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 1:2 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 microns and 4-6 microns in a ratio of 20:80 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 1: 2 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
Пример 7Example 7
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 20:80 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 1:3 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 μm and 4-6 μm in a ratio of 20:80 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 1: 3 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
Пример 8Example 8
Для приготовления токопроводящей пасты использовали: порошок алюминия с размером частиц не более 3 мкм и 4-6 мкм в соотношении 20:80 в количестве 75 мас.%, смесь стеклофритт в соотношении 2:3 общим содержанием 2,0 мас.%, остальное - органическое связующее, обычно 10% раствор 8 этилцеллюлозы в терпинеоле или бутилкарбитоле. Печатные, механические и электрофизические свойства полученной токопроводящей пасты приведены в таблице 1 и 2.To prepare the conductive paste used: aluminum powder with a particle size of not more than 3 microns and 4-6 microns in a ratio of 20:80 in an amount of 75 wt.%, A mixture of glass frits in a ratio of 2: 3 with a total content of 2.0 wt.%, The rest - an organic binder, usually a 10% solution of 8 ethyl cellulose in terpineol or butyl carbitol. The printed, mechanical, and electrophysical properties of the resulting conductive paste are shown in Table 1 and 2.
mA/cm2 JSC,
mA / cm 2
Влияние воженного слоя исследуемых образцов алюминиевых паст на коробление солнечных элементов оценивалось путем измерения прогиба кремниевых подложек, на которые были предварительно нанесены тестируемые композиции. Для измерения прогиба использовали лазерную оптическую систему «Кеуепсе» (Япония). Погрешность измерения не более ±0,025 мм.The influence of the wax layer of the studied samples of aluminum pastes on the warpage of solar cells was evaluated by measuring the deflection of silicon substrates on which the tested compositions were previously applied. To measure the deflection, the Keuepse laser optical system (Japan) was used. The measurement error is not more than ± 0.025 mm.
Когезию и спекаемость исследуемых составов с кремнием оценивали визуально по остатку слоя на ленте с липким слоем после отрыва по трехбалльной шкале («отлично», «хорошо», «удовлетворительно»). Для оценки применялся эталон - цветовая шкала с оттенками серого цвета.The cohesion and sintering ability of the studied compounds with silicon was evaluated visually by the remainder of the layer on the sticky tape after separation on a three-point scale ("excellent", "good", "satisfactory"). For evaluation, a standard was used - a color scale with shades of gray.
Исследование электрических свойств алюминиевых паст производилось путем измерения электрофизических параметров солнечных элементов, тыльный контакт к которым формировали с применением испытуемых образцов. Для измерения вольт-амперных характеристик использовали установку «Pasan» STCLAB906 Pro (Швейцария).The study of the electrical properties of aluminum pastes was carried out by measuring the electrophysical parameters of solar cells, the back contact to which was formed using the tested samples. To measure the current – voltage characteristics, the Pasan STCLAB906 Pro setup (Switzerland) was used.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
В алюминиевой пасте для кремниевых солнечных элементов, согласно изобретению, используется сочетание порошков алюминия сферической формы с различным средним размером частиц в определенном соотношении, что отличает ее от известных паст. Данная композиция токопроводящей пасты обеспечивает повышение тока короткого замыкания, снижение последовательного сопротивления солнечного элемента, что в свою очередь приводит к повышению КПД.In the aluminum paste for silicon solar cells, according to the invention, a combination of spherical aluminum powders with different average particle sizes in a certain ratio is used, which distinguishes it from known pastes. This composition of conductive paste provides an increase in short circuit current, a decrease in the series resistance of the solar cell, which in turn leads to an increase in efficiency.
Алюминиевая паста для кремниевых солнечных элементов, изготовленная в соответствии с изобретением, может быть использована в производстве кремниевых солнечных элементов для формирования тыльного электрода на кремниевых подложках p-типа.The aluminum paste for silicon solar cells made in accordance with the invention can be used in the manufacture of silicon solar cells to form a back electrode on p-type silicon substrates.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013124355/07A RU2531519C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Aluminium paste for silicon solar cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013124355/07A RU2531519C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Aluminium paste for silicon solar cells |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2531519C1 true RU2531519C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53382031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013124355/07A RU2531519C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Aluminium paste for silicon solar cells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2531519C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690091C1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное Предприятие Монокристалл Пасты" | Aluminum paste for making back contact of silicon solar cells with rear dielectric passivation |
| CN111902881A (en) * | 2019-05-29 | 2020-11-06 | 常州聚和新材料股份有限公司 | Conductive paste, solar cell prepared from conductive paste and manufacturing method of solar cell |
| RU2746270C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью «Научное предприятие Монокристалл Пасты» | Polymer conductive paste for solar cells with heterojunctions |
| RU2762374C1 (en) * | 2021-04-29 | 2021-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью «Научное предприятие Монокристалл Пасты» | Method for forming a current-collecting contact on the surface of solar cells with a heterojunction |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1713094A2 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-18 | E.I.Du pont de nemours and company | Electroconductive thick film composition(s), electrode(s), and semiconductor device(s) formed therefrom |
| RU2303831C2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Завод электронных материалов и приборов "Аналог" | Aluminum active material for silicon solar cells |
| US7718092B2 (en) * | 2005-10-11 | 2010-05-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof |
| WO2011028058A2 (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. | Aluminum paste for a back electrode of solar cell |
| WO2011028036A2 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-10 | Lg Innotek Co., Ltd. | Paste composition and electrode of solar cell using the same |
| RU2456709C2 (en) * | 2008-04-25 | 2012-07-20 | Улвак, Инк. | Solar cell and method and apparatus for making said solar cell |
| RU2462788C2 (en) * | 2007-11-21 | 2012-09-27 | Тойо Алюминиум Кабусики Кайся | Paste-like composition and solar cell |
-
2013
- 2013-05-27 RU RU2013124355/07A patent/RU2531519C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2303831C2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Завод электронных материалов и приборов "Аналог" | Aluminum active material for silicon solar cells |
| EP1713094A2 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-18 | E.I.Du pont de nemours and company | Electroconductive thick film composition(s), electrode(s), and semiconductor device(s) formed therefrom |
| US7718092B2 (en) * | 2005-10-11 | 2010-05-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof |
| RU2462788C2 (en) * | 2007-11-21 | 2012-09-27 | Тойо Алюминиум Кабусики Кайся | Paste-like composition and solar cell |
| RU2456709C2 (en) * | 2008-04-25 | 2012-07-20 | Улвак, Инк. | Solar cell and method and apparatus for making said solar cell |
| WO2011028036A2 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-10 | Lg Innotek Co., Ltd. | Paste composition and electrode of solar cell using the same |
| WO2011028058A2 (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. | Aluminum paste for a back electrode of solar cell |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690091C1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное Предприятие Монокристалл Пасты" | Aluminum paste for making back contact of silicon solar cells with rear dielectric passivation |
| WO2020096478A1 (en) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное Предприятие Монокристалл Пасты" | Aluminum paste for producing a rear contact of silicon solar cells |
| CN113169236A (en) * | 2018-11-08 | 2021-07-23 | 安彼单晶体贴合有限责任公司 | Aluminum paste for producing silicon solar cell back contacts with back dielectric passivation |
| CN111902881A (en) * | 2019-05-29 | 2020-11-06 | 常州聚和新材料股份有限公司 | Conductive paste, solar cell prepared from conductive paste and manufacturing method of solar cell |
| CN111902881B (en) * | 2019-05-29 | 2022-03-18 | 常州聚和新材料股份有限公司 | Conductive paste, solar cell prepared from conductive paste and manufacturing method of solar cell |
| RU2746270C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью «Научное предприятие Монокристалл Пасты» | Polymer conductive paste for solar cells with heterojunctions |
| WO2022075884A1 (en) * | 2020-10-06 | 2022-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное Предприятие Монокристалл Пасты" | Polymeric electrically conductive paste for solar cells with heterojunctions |
| RU2762374C1 (en) * | 2021-04-29 | 2021-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью «Научное предприятие Монокристалл Пасты» | Method for forming a current-collecting contact on the surface of solar cells with a heterojunction |
| WO2022231472A1 (en) * | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное Предприятие Монокристалл Пасты" | Method of forming a current-collecting contact on the surface of heterojunction solar cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2250650B1 (en) | Aluminum pastes and use thereof in the production of silicon solar cells | |
| TWI504011B (en) | Process of forming a grid electrode on the front-side of a silicon wafer | |
| US20090255583A1 (en) | Aluminum pastes and use thereof in the production of silicon solar cells | |
| EP2319051B1 (en) | Aluminum pastes and use thereof in the production of silicon solar cells | |
| TWI504010B (en) | Process of forming a grid electrode on the front-side of a silicon wafer | |
| JP2006313744A (en) | Conductive thick film composition, electrode, and semiconductor device composed of same | |
| KR20130042524A (en) | Silver paste composition and solar cell using the same | |
| JP2011524636A (en) | Method for forming silicon solar cell | |
| RU2531519C1 (en) | Aluminium paste for silicon solar cells | |
| TW201736303A (en) | Glass frit composition, paste, and solar cell using the same | |
| TWI504001B (en) | Process of forming a grid electrode on the front-side of a silicon wafer | |
| WO2018149802A1 (en) | Glass frit, conductive paste and use of the conductive paste | |
| KR101648245B1 (en) | The composition for forming solar cell electrode comprising the same, and electrode prepared using the same | |
| US20120325307A1 (en) | Low bow aluminum paste with an alkaline earth metal salt additive for solar cells | |
| US20120152344A1 (en) | Aluminum paste compositions comprising calcium oxide and their use in manufacturing solar cells | |
| KR101600659B1 (en) | Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same | |
| US8017428B2 (en) | Process of forming a silicon solar cell | |
| US20120152341A1 (en) | Low bow aluminum paste with an alkaline earth metal salt additive for solar cells | |
| KR101595035B1 (en) | Ag paste composition for forming electrode and Silicon Solar Cell using the same | |
| KR101094197B1 (en) | Conductive silver paste for solar cell electrode and the method thereof | |
| KR20200094555A (en) | Method for forming solar cell electrode, solar cell electrode manufactured therefrom and solar cell | |
| KR20190005463A (en) | Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160528 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170511 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180228 Effective date: 20180228 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -QB4A- IN JOURNAL 7-2018 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -QB4A- IN JOURNAL 7-2018 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200528 |