一种导电浆及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明有关于一种导电浆，特定而言是关于一种用于提升太阳能电池的转换效率 的导电浆。 技术背景
[0002] 太阳能发电产业是一个充满发展远景的新兴产业，已逐渐从能源概念产业中脱颖 而出。目前国际油价节节高涨，全球的石油资源有限，加上京都议定书对于废气减量的环保 意识抬头，使得传统燃石油、燃煤等发电方式受到限制。故此，世界主要国家近年来积极研 发以洁净的再生能源来取代矿物燃料发电，以减轻传统发电方式所产生的污染问题。在替 代性能源中，无论是太阳能、风能、地热能、生质能等，均为各先进国家共同推展的目标，其 中，尤以太阳能的应用需求最为强烈。据太阳能研究机构Solarbuzz调查显示，在过去二十 年内，太阳能光电的需求呈现向上发展的趋势。从太阳能光电系统安装量来看，全球的安装 量自2001年至2006年，已从340丽攀升至1744MW，5年之间的成长逾5倍，每年平均增幅 约39%。可预见太阳能发电在未来人类能源利用方面扮演的角色越来越重要。
[0003] 太阳能电池是一种可将光能转换成电能的装置，其一般是以半导体材料，如包含 单晶硅、多晶硅及非晶硅等硅基材，或是化合物半导体，如GaAs、GaP、InP、AlGaAs等III、V 族元素化合物基材所制成。以硅基材而言，同业者一般作法是在P型硅基材正面的受光区 域掺杂磷原子以形成负电极区，而其背面未受光的区域则为对应的正电极端。上述半导体 基材中所形成的PN接面会将特定波长U)的入射光能量转换成电子电洞对往两电极相反 方向移动而产生出电流，该电流即为太阳能电池的电能来源。一般而言，硅基材的受光面还 会镀上一层抗反射膜（例如氮化硅SiNx薄膜），来避免光反射造成的能量损失，以增加太 阳能电池的转换效率（Eff%)。除了上述太阳能电池的半导体基材外，同业者一般都会在PN 接口完成后于娃基材背面形成一层错背面电场（BSF，backsurfacefield)。错背面电场 可减少少数载子（电子、电洞）在背面复合（recombination)的机率，亦可用来作为电池的 背面电极，进而改善太阳能电池的转换效率。制作该铝背面电场最简单的方式为在硅基材 背面涂布一层铝膜并烧结使铝原子扩散进入硅芯片内，形成高铝掺杂（Al-dopant)浓度的 P+层。
[0004] 为了将太阳能电池所产生的电流导引出来成为可用的电能，半导体基材的两端还 须形成金属电极来将电流导至外部的电流负载端。然而，基材受光面（即正面）的金属电极 会挡住受光面而阻碍太阳光的吸收，故太阳能电池的正面金属电极面积越小越好，以增加 太阳能电池的受光区域。故此，现今一般的金属电极主要是利用网印技术在太阳能电池的 正反两面印制出网状电极结构。所谓的网印电极制备，即利用网印的方法，把导电金属浆料 (即导电浆）依照所设计的图形印刷在已经掺杂过的硅基材上，并在适当的烧结条件下将 导电金属浆料中的有机溶剂挥发，使金属颗粒与表面的硅形成硅合金，形成硅材之间良好 的奥姆接触，进而成为太阳能电池的正反面金属电极。但是，过细的电极网线易造成断线， 或使其电阻升高而降低了太阳能电池的转换效率，故如何达到细线化又不降低电池整体的 发电效率便为此领域的技术重点。一般而言，金属电极的膜厚约为10?25lim，而正面金属 的网线（fingerline)宽度约为120?150iim。以此类技术来制作太阳能电池电极有自动 化、高产能及成本低的优点。
[0005] 综上所述可知，除了形成PN接面的半导体基材外，制作太阳能电池最主要的材料 就是导电浆的部分。导电浆的成分、含量、比例、制程参数等都会影响到最后电极产物的性 能。以正面金属电极为例，其用以形成的导电浆优劣就会直接影响到各项重要的太阳能电 池性能，如转换效率（Eff%)、开路电压Voc(opencircuitvoltage)、短路电流Isc(short circuitcurrent)、填充因子（F.F.,fillfactor)、串联电阻Rs(seriesresistance)、以 及分流电阻Rsh(shuntresistance)等，亦会决定有效的烧结温度范围Ts与黏着力的大 小。故如何调配出一种能改善上述各项太阳能电池性能的导电浆为目前业界研发的重点。
[0006] -般先前技术中的导电浆都会加入含铅材料，例如氧化铅（PbO)。氧化铅的添加能 达到许多优异的效果，如降低导电浆的烧结温度、降低导电浆与半导体基材之间的接触电 阻。目前业界正在积极寻找或开发新成分导电浆，以期制作出一种具有优越性能的太阳能 电池。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出太阳能电池的正面电极于烧结之后 具有良好的奥姆接触、较高的填充因子以及提升转换效率。太阳能电池基板的正面电极可 以由导电浆构成。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] -种导电浆，包含以下成分：导电金属粉；第一玻璃熔块，其包含铋氧化物、碲氧 化物、钨氧化物、硅氧化物、锌氧化物；第二玻璃熔块，其包含铅氧化物、碲氧化物、锌氧化 物；其中上述导电浆是用以形成太阳能电池基板的电极，以利提升该太阳能电池的转换效 率。
[0010] 其中第一玻璃熔块的铋氧化物、碲氧化物、钨氧化物、硅氧化物、锌氧化物占第一 玻璃熔块的重量百分比分别为35?70、0. 1?25、1?28、1?28、0. 1?20,而第二玻璃熔 块的铅氧化物、碲氧化物、锌氧化物占第二玻璃熔块的重量百分比分别为10?45、54?89、 0. 1?10 ;其中第一玻璃熔块的铋氧化物、碲氧化物、钨氧化物、硅氧化物、锌氧化物系可为 三氧化二铋（Bi203)、二氧化碲（Te02)、三氧化钨（W03)、二氧化硅（Si02)、氧化锌（ZnO)，第 二玻璃熔块的铅氧化物、碲氧化物、锌氧化物系可为氧化铅（PbO)、二氧化碲（Te02)、氧化锌 (ZnO)。
[0011] 其中第一玻璃熔块还包含以下一种或多种元素或其氧化物：锡（Sn)、磷（P)、氟 (F)、锂（Li)、钡（Ba)、铝（A1)、镁（Mg)、钛（Ti)、锆（Zr)、铅（Pb)、钒（V)、硒（Se)、钥（Mo)、 钨（W)、镍（Ni)、银（Ag)、铒（Er)、锗（Ge)、镓（Ga)、铈（Ce)、铌（Nb)、钐（Sm)、镧（La)，其比 例为重量百分比〇. 1?3。其中第二玻璃熔块系还包含以下一种或多种元素或其氧化物：磷 (P)、钡（Ba)、铝（A1)、镁（Mg)、钛（Ti)、锆（Zr)、钒（V)、硒（Se)、银（Ag)、铒（Er)、镱（Yb)、 锗（Ge)、镓（Ga)、铈（Ce)、铌（Nb)、铋（Bi)、锂（Li)，其比例为重量百分比0?10。
[0012] 上述导电浆还包含有机载体以及添加剂。其中该添加剂选自于下列所组成的群 组：氧化锆（Zr02)、五氧化二钒（V205)、氧化银（Ag20)、三氧化二铒（Er203)、氧化锡（SnO)、氧 化镁（MgO)、三氧化二钕（Nd203)、二氧化钛（Ti02)、二氧化硒（Se02)、氧化铅（PbO)、三氧化 二铬（Cr203)、氧化钾（K20)、五氧化二磷（P205)、二氧化锰（Mn02)、氧化镍（NiO)、三氧化二钐 (Sm203)、二氧化锗(Ge02)、氟化锌（ZnF2)、三氧化二铟（ln203)、三氧化二镓(Ga203)及其衍生 物。
[0013] 根据本发明的另一观点，本发明提供一种导电浆的制造方法，其中包含制备载体； 提供导电金属粉；制备第一玻璃熔块，包含铋氧化物、碲氧化物、钨氧化物、硅氧化物、锌氧 化物；制备第二玻璃熔块，包含铅氧化物、碲氧化物、锌氧化物；最后，将载体、导电金属粉、 第一玻璃熔块、与第二玻璃熔块混合以形成导电浆。上述各成分的含量比例以及化学成分 可以参考前面所述。
[0014] 本发明的一个优点为本发明所提供的导电浆可在低烧结温度进行烧结，进而使太 阳能电池的正面电极在低烧结温度下达到高转换效率，而达到节能的功效。
[0015] 本发明的另一个优点为利用本发明所提供的太阳能电池用导电浆完成的太阳能 电池的正面电极可具有高转换效率。
[0016] 以上所述用以阐明本发明的目的、达成此目的的技术手段、以及其产生的优点等 等。而本发明可从以下较佳实施例的叙述及权利要求使读者得以清楚了解。
【附图说明】
[0017] 无
【具体实施方式】
[0018] 此处本发明将针对本发明具体实施例及其观点加以详细描述，此类描述为解释本 发明的结构或步骤流程，其用以说明而非用以限制本发明的权利要求。因此，除说明书中的 具体实施例与较佳实施例外，本发明也可广泛用于其它不同的实施例中。
[0019] 本发明提出一种可提高太阳能电池转换效率的导电浆，在实施例中，其可用以形 成太阳能电池基材的正面电极（即受光面）。本发明所提出的导电浆可在低烧结温度下进 行烧结，使得制作完成的太阳能电池具有高转换效率。以下谨以此例说明本发明的实施方 式，但并非限制本发明的用途。
[0020] 为达上述目的，本发明的导电浆如
【发明内容】
中所述，其成分大体上包含了导电 金属粉、第一及第二玻璃熔块（frit)、有机载体（vehicle)、以及必要时的各类添加剂 (additives)。首先，鉴于银是导电性非常好的介质，在本发明实施例中，可采用呈片状 (flake)、球状（spherical)或两者混合的银粉颗粒。银粉的颗粒大小会影响导电楽烧结的 速度，一般而言，银粉颗粒越大则烧结速度越慢，也容易产生烧结不完全的现象使电极的导 电度与强度降低；而颗粒太小又会使部分区域烧结过快，使得银与其它成分的接口处产生 裂缝。在本发明实施例中，其银粉粒径分布在0. 1?10. 〇um之间。在实施例中，只要导电 浆银成分含量能达到本发明的目的，本发明并不会特别对其比例加以限定。不过就本实施 例而言，其银粉比例约占整体导电浆重量60?90wt%(重量百分比）为佳。此外，实施例中 的银粉仅为本发明中导电金属粉的实施例而非限制，其它任何导电金属元素、合金、或混合 物等物质适用于本发明的，均为本发明所主张的范围。
[0021] 本发明实施例中，导电浆包含第一玻璃熔块，其包含铋氧化物、碲氧化物、钨氧化 物、硅氧化物、锌氧化物，第二玻璃熔块，其包含铅氧化物、碲氧化物、锌氧化物，以利提升该 太阳能电池的转换效率。本发明实施例中，上述第一玻璃熔块的铋氧化物包含但不限于三 氧化二铋（Bi203)、碲氧化物包含但不限于二氧化碲（Te02)、钨氧化物包含但不限于三氧化 鹤（W03)、娃氧化物包含但不限于二氧化娃（Si02)、锌氧化物包含但不限于氧化锌（ZnO)。 本发明实施例中，上述第二玻璃熔块的铅氧化物包含但不