专利名称：用于太阳能电池电极的导体浆料的制作方法
技术领域：
本发明的实施方案涉及一种用于太阳能电池装置导体中的导体浆料。
背景技术：
硅太阳能电池的电极通常需要具有低电阻以有利于太阳能电池的电特性。US 2006/0102228公开了一种由混合物制成的太阳能电池接触，其中所述混合物包含固体部分和有机部分，其中固体部分包含约85至约99重量％的银和约1至约15重量％的玻璃组分，其中玻璃组分包含约15至约75摩尔％的I^bO、约5至约50摩尔％的SiO2, 并且优选地不含化03。发明概述本发明的目的是提供一种可以赋予形成于太阳能电池中的电极良好电特性(例如电极中的串联电阻)的导体浆料，以及提供一种具有由上述导体浆料形成的电极的太阳能电池。本发明的一个方面涉及一种用于太阳能电池电极的导体浆料，其包含导电粉末； 一种或多种玻璃料，所述玻璃料包含按玻璃料的重量百分比(重量％)计8至沈重量％的 Si02、0. 1至5重量％的Al2O3和73至90重量％的铅化合物，其中所述铅化合物包含按铅化合物的总重量计5至观重量％的氟化铅；以及有机介质。本发明的另一个方面涉及一种制造太阳能电池电极的方法，所述方法包括以下步骤提供半导体基板；将导体浆料涂覆到半导体基板上，其中导体浆料包含导电粉末；一种或多种玻璃料，所述玻璃料包含按玻璃料的重量百分比(重量％)计8至沈重量％的 Si02、0. 1至5重量％的Al2O3和73至90重量％的铅化合物，其中所述铅化合物包含按铅化合物的总重量计5至观重量％的氟化铅；以及有机介质；以及焙烧所述导体浆料。本发明的一个方面涉及一种用该方法制成的太阳能电池电极。本发明的一个方面涉及一种太阳能电池电极，其中在焙烧之前，所述太阳能电池电极包含导体浆料。本发明的一个方面涉及一种用于太阳能电池电极的导体浆料，其包含导电粉末； 玻璃料，所述玻璃料包含按玻璃料的重量百分比(重量％)计8至沈重量％的Si02、0. 1至 5重量％的Al2O3、和1至5元素重量％的氟；以及有机介质。发明详述本发明的一种用于太阳能电池电极的导体浆料包含导电粉末、玻璃料和有机介质。下文描述了导体浆料以及制造由所述导体浆料制成的太阳能电池电极的方法。玻璃料本文所述浆料中所用的玻璃料能促进导电粉末的烧结，还有利于将电极结合到基板上。本文所述的玻璃组合物(也称为玻璃料)包括某些组分的百分比(也称为元素构成)。具体地讲，百分比为原料中所用组分的百分比，其中所述原料随后如本文所述进行加工以形成玻璃组合物。此类命名是本领域技术人员的惯例。换句话讲，组合物包含某些组分，这些组分的百分比表示成相应氧化物形式的百分比。如玻璃化学领域的技术人员所知，在制备玻璃的过程中可能会释放某一部分的挥发性物质。挥发性物质的一个实例是氧气。如果从焙烧的玻璃开始，本领域的技术人员可以用本领域技术人员已知的方法来计算本文所述起始组分的百分比(元素构成)，所述方法包括但不限于电感耦合等离子体发射光谱法(ICPES)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AEQ等。此外，可以使用以下示例性技术X射线荧光光谱法(XRF)；核磁共振光谱法(NMR)；电子顺磁共振波谱法 (EPR)；穆斯堡尔光谱法；电子微探针能量分散光谱法(EDQ ；电子微探针波长色散光谱法 (WDS)；阴极发光法(CL)。本文所述的玻璃组合物(包括表I中所列的那些)不是限制性的；预期玻璃化学领域的普通技术人员可对附加成分进行轻微地替换，而基本上不会改变玻璃组合物的所需特性。例如，可单独使用或组合使用玻璃生成体的替代品，例如0至3重量％的P205、0至3 重量％的Ge02、0至3重量％的V2O5，以获得相似的性能。例如，可使用一种或多种中间氧化物，例如Ti02、Ta2O5, Nb2O5, ZrO2, CeO2和Sn02来取代存在于玻璃组合物中的其他中间氧化物(即，Al203、Ce02 和 SnO2)。一个方面涉及包含一种或多种含氟组分的玻璃料组合物，所述含氟组分包括但不限于氟的盐、氟化物、金属氟氧化物化合物等。此类含氟组分包括但不限于BiF3、AlF3, NaF、LiF、KF、CsF、ZrF4 和 / 或 TiF4。在一个实施方案中，本文所述的玻璃料包含按玻璃料的总重量计8至沈重量％的二氧化硅(SiO2)、0. 1至5重量％的氧化铝(Al2O3)以及73至90重量％的铅(Pb)化合物。 铅化合物包含按铅化合物的总重量计5至观重量％的氟化铅。在一个实施方案中，SiO2为 10至25重量％，在另一个实施方案中，SiO2为12至2量％。在一个实施方案中，Al2O3 为0. 1至3重量％，在另一个实施方案中，Al2O3为0.2至2重量％。如本文所用，“铅化合物”是指包含铅的化合物。在一个非限制性实施方案中，铅化合物包含铅和另一种元素，如氧或氟。在一个非限制性实施方案中，可以通过在800至1400°C的峰值温度下加热而使铅化合物在具有其他形成玻璃的组分的混合物中熔融。在一个实施方案中，铅化合物可以选自如下群组，所述群组包括但不限于氧化铅(PbO)、二氧化铅(此02)、氧化铅(IV) (PbO4), 红丹(I^b3O4)、氟化铅(I) (PbF)、氟化铅(II) (I^bF2)、氟化铅(IV) (I^bF4)、溴化铅(II)、氯化铅(PbCl2)、溴化铅(II) (PbBr2)、硝酸铅(II) (Pb (NO3)2、硝酸铅(IV) (Pb (NO3)4、碳酸铅 G^bCO3)、以及它们的混合物。在一个实施方案中，铅化合物可以选自PbO和I^F2。在一个实施方案中，铅化合物可以为玻璃料的至少73重量在另一个实施方案中，铅化合物可以为玻璃料的至少78重量％。在一个实施方案中，铅化合物可以小于玻璃料的88重量在另一个实施方案中，铅化合物可以小于玻璃料的85重量％。在一个实施方案中，包含铅化合物的玻璃料可以具有较高的Ts，如表3所示。如本文所述，“氟化铅”是指包含铅和氟化物的化合物。在一个非限制性实施方案中，可以通过在800至1400°C的峰值温度下加热而使氟化铅在具有其他形成玻璃的组分的混合物中熔融。在一个实施方案中，氟化铅可以选自如下群组，所述群组包括但不限于 I^bF、H3Fpin3F4、以及它们的混合物。在一个实施方案中，氟化铅可以是I^bF2。在一个实施方案中，氟化铅可以为铅化合物的至少7重量％ ；在另一个实施方案中，氟化铅可以为铅化合物的至少10重量％。在一个实施方案中，氟化铅可以小于铅化合物的20重量在另一
5个实施方案中，氟化铅可以小于铅化合物的18重量％。在对本文所述的玻璃组合物进行的实验中，已发现包含按铅化合物计约15重量％的氟化铅的多种玻璃料在0至800°C下焙烧时显示出非晶玻璃(缺乏结晶性)的稳定性。在另一个实施方案中，本文的玻璃料组合物可以包含选自由下列组成的群组的第二组组分中的一者或多者B203、Na203、Li2O, ZrO2, CuO, TiO2和Bi203。在一个实施方案中， 玻璃料组合物可以包含化03和^O2中的一者或多者。在一个实施方案中，B2O3可以为玻璃料的0. 5至5. O重量％、1. O至3. O重量％、或1. 2至2. 5重量％。在一个实施方案中，ZiO2 可以为玻璃料的0. 1至5.0重量％、0. 2至2.0重量％、或0.2至1.0重量％。本文所用的玻璃组合物占总玻璃组合物的重量百分比示于表1中。除非另行指出，否则如本文所用的重量％仅指玻璃组合物的重量％。基于氧化物和氟化物盐所述的包含铅化合物的玻璃样品示于表1中。表 权利要求
1.用于太阳能电池电极的导体浆料，所述导体浆料包含 导电粉末；玻璃料，所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量百分比(重量％)计 8-26 重量％的 SiO2, 0. 1-5重量％的々1203，和73-90重量％的铅化合物，其中所述铅化合物包含按所述铅化合物的总重量计5- 重量％的氟化铅；以及有机介质。
2.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述铅化合物包括氧化铅和氟化铅。
3.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述氟化铅选自=PbFJbFy PbF4以及它们的混合物。
4.权利要求3的导体浆料，其中所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量计9.45-24. 79重量％的^^2。
5.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述玻璃料还包含按所述玻璃料的重量计0. 5-5重量％的化03。
6.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述玻璃料还包含按所述玻璃料的重量计0. 1至5重量％的&02。
7.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述玻璃料具有在300-450°C 范围内的软化点。
8.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述导电粉末为所述导体浆料的40-90重量％。
9.权利要求1的用于太阳能电池电极的导体浆料，其中所述玻璃料为所述导体浆料的0. 5-8 重量 ％。
10.制造太阳能电池电极的方法，所述方法包括以下步骤 提供半导体基板；将导体浆料涂覆到所述半导体基板上，其中所述导体浆料包含 导电粉末，玻璃料，所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量百分比(重量％)计 8-26 重量％的 SiO2, 0. 1-5重量％的Al2O3,以及73-90重量％的铅化合物，其中所述铅化合物包含按所述铅化合物的总重量计5- 重量％的铅；以及有机介质；以及焙烧所述导体浆料。
11.权利要求10的制造太阳能电池电极的方法，其中所述导体浆料在低于930°C的温度下fe"烧。
12.权利要求10的方法，其中将所述导体浆料焙烧2-5分钟。
13.由权利要求10的方法制造的太阳能电池电极。
14.包括权利要求13的太阳能电池电极的太阳能电池。
15.包括太阳能电池电极的太阳能电池，其中在焙烧之前，所述电极包含权利要求1的导体浆料。
16.用于太阳能电池电极的导体浆料，所述导体浆料包含 导电粉末；玻璃料，所述玻璃料包含按所述玻璃料的重量百分比(重量％)计 8-26 重量％的 SiO2, 0. 1-5重量％的々1203，和 1-5元素重量％的氟；以及有机介质。
全文摘要
本发明的目的是提供一种可获得良好电特性(例如电极中的串联电阻)的导体浆料。本发明的一个方面涉及一种导体浆料，所述导体浆料包含导电粉末；玻璃料，按所述玻璃料的重量百分比(重量％)计，所述玻璃料包含8至26重量％的SiO2、0.1-5重量％的Al2O3和73-90重量％的铅化合物，其中按所述铅化合物的总重量计，氟化铅的含量在5-28重量％范围内；以及有机介质。
文档编号H01B1/16GK102356434SQ201080012746
公开日2012年2月15日 申请日期2010年3月18日 优先权日2009年3月19日
发明者B·J·劳克林, 今野卓哉, 松野久 申请人:E.I.内穆尔杜邦公司