形成太阳能电池电极用组成物及使用该组成物制造的电极的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池电极用组成物以及使用该组成物制造的电极。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池使用pn接面的光伏效应发电，所述光伏效应将日光的光子(photon)转 化为电。在太阳能电池中，分别在具有pn接面的半导体晶片或基板的上表面及下表面上形 成前电极及背电极。随后，藉由进入半导体晶片的日光来诱导pn接面处的光伏效应，且藉由 pn接面处的光伏效应产生的电子经由电极向外部提供电流。藉由涂覆、图案化及烘烤电极 组成物而在晶片上形成太阳能电池的电极。
[0003] 为了改良太阳能电池效率而不断降低发射极（emitter)厚度会造成分流 (shun t i ng )，从而会使太阳能电池效能劣化。另外，太阳能电池的面积逐渐增大以获得较高 效率。然而，在此情况下，由于太阳能电池接触电阻增大，故可能存在效率劣化的问题。
[0004] 因此，需要一种太阳能电池电极用的组成物，其可提高电极与硅晶片之间的接触 效率以使接触电阻（contact resistance;Re)及串联电阻（serial resistance;Rs)达到最 小，从而提供极佳转化效率。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明的一个态样提供一种太阳能电池电极用组成物，其可提高电极与硅晶片之 间的接触效率。
[0007] 本发明的另一个态样提供一种太阳能电池电极用组成物，其可最小化接触电阻及 串联电阻。
[0008] 本发明的另一个态样提供一种太阳能电池电极，其可提供优异的填充因子(Fill Factor)及转化效率。
[0009] 本发明的另一个态样提供一种使用该太阳能电池电极用组成物形成的太阳能电 池电极。
[0010] 本发明的态样可由【具体实施方式】中所述的本发明来完成。
[0011] 技术方案
[0012] 本发明涉及太阳能电极用的组成物。根据本发明的一个态样，太阳能电极用的组 成物可包含银(Ag)粉;含元素银(Ag)及元素碲(Te)的玻璃料；以及有机媒剂，此处，所述玻 璃料的银与碲的摩尔比在1: 〇. 1至1:25范围内。
[0013] 玻璃料可进一步包含铅(Pb)、铋(Bi)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、锑(Sb)、铈(Ce)、铁 (Fe)、锂(Li)、硅(Si)、锌(Zn)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟 (In)、钒(V)、钌(Ru)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰 (Mn)、钕(Nd)、铬(Cr)以及铝(Al)中的至少一种。
[0014]元素银(Ag)可来自氰化银、硝酸银、卤化银、碳酸银、以及醋酸银中的至少一种。
[0015] 玻璃料可由银化合物及包含氧化碲(Te)的金属氧化物形成。
[0016] 金属氧化物可进一步包含铅(Pb)氧化物、铋(Bi)氧化物、磷(P)氧化物、锗(Ge)氧 化物、镓(Ga)氧化物、锑(Sb)氧化物、铈(Se)氧化物、铁(Fe)氧化物、锂(Li)氧化物、硅(Si) 氧化物、锌(Zn)氧化物、钨(W)氧化物、镁(Mg)氧化物、铯(Ce)氧化物、锶(Sr)氧化物、钼(Mo) 氧化物、钛(T i)氧化物、锡(Sn)氧化物、铟（In)氧化物、钒(V)氧化物、钌(Ru)氧化物、钡(Ba) 氧化物、镍(Ni)氧化物、铜(Cu)氧化物、钠(Na)氧化物、钾(K)氧化物、砷(As)氧化物、钴(Co) 氧化物、锆(Zr)氧化物、锰(Mn)氧化物、钕(Nd)氧化物、铬(Cr)氧化物以及铝(Al)氧化物中 的至少一种。
[0017] 组成物可包含60重量％至95重量％的银粉、0.1重量％至20重量％的玻璃料、以及 1重量％至30重量％的有机媒剂。
[0018] 玻璃料可包含按玻璃料总摩尔计0.1摩尔％至50摩尔％的元素银(Ag)。
[0019]玻璃料可具有0.1微米至10微米的平均粒径(D50)。
[0020]组成物可更进一步包括分散剂、触变剂、增塑剂、黏度稳定剂、消泡剂、颜料、UV稳 定剂、抗氧化剂以及親合剂中的至少一种。
[0021 ]根据本发明的另一态样，提供由太阳能电池电极用的组成物形成的太阳能电池电 极。
[0022]有益效果
[0023] 本发明提供一种太阳能电池电极用组成物，藉由导入具有分解温度大约或小于 1000°C的银化合物至玻璃料改善电极与硅晶片间的接触效率，在所述分解温度，所述银化 合物分解为银离子。因此，由所述组成物制造的太阳能电池有最小化的接触电阻(Re)及串 联电阻(Rs)，从而提供极佳填充因子及转化效率。
【附图说明】
[0024] 图1为根据本发明的一个实施例的太阳能电池的示意图。
【具体实施方式】
[0025]太阳能电池电极用的组成物
[0026] 根据本发明的太阳能电极用的组成物包含银(Ag)粉;含元素银(Ag)及元素碲(Te) 的玻璃料；以及有机媒剂，此处，所述玻璃料的银与碲的摩尔比可在1:〇. 1至1:25范围内。现 在将更详细描述根据本发明的太阳能电池电极用的组成物的各组分。
[0027] (A)银粉
[0028] 根据本发明的太阳能电池电极用的组成物包含银粉(Ag)作为导电性粉末。银粉的 粒度可为纳米或微米级的。举例而言，银粉(Ag)的粒度可为数十纳米至数百纳米，或数微米 至数十微米。在一实施例中，银粉可为具有不同粒度的两种或超过两种类型的银粉的混合 物。
[0029] 银粉可具有球状、薄片状或非晶形形状。
[0030] 银粉的平均粒径(D50)较佳为0.1微米至10微米，更佳为0.5微米至5微米。平均粒 径可在25°C下经由超声波处理将导电性粉末分散于异丙醇（isopropyl alcohol; IPA)中3 分钟后使用例如Model 1064D(CILAS有限公司（CILAS Co.，Ltd.))量测。在此平均粒径范围 内，组成物可提供低接触电阻及低线电阻。
[0031]银粉可以按组成物的总重量计60重量％至95重量％的量存在。在此范围内，导电 性粉末可防止由于电阻增大所致的转化效率劣化，且可避免因相对少量的有机媒剂导致胶 体形成的困难。导电性粉末较佳可为70重量％至90重量％的量存在，例如：70重量％，71重 量％，72重量％，73重量％，74重量％，75重量％，76重量％，77重量％，78重量％，79重量％， 80重量％，81重量％，82重量％，83重量％，84重量％，85重量％，86重量％，87重量％，88重 量％，89重量％，或90重量％。
[0032] (B)玻璃料
[0033] 玻璃料(glass frit)可帮助提高导电性粉末与晶片或基板之间的黏着性及藉由 蚀刻(etching)抗反射层及熔融银粉在发射极区中形成银晶粒，从而降低电极用组成物的 烘烤制程期间的接触电阻。此外，在烘烤制程期间，玻璃料可软化且降低烘烤温度。
[0034] 当增加太阳能电池的面积以改良太阳能电池效率时，太阳能电池接触电阻可能增 大。因此，必须使串联电阻与对pn接面(pn junct ion)的影响二者达到最小。另外，因为随着 愈来愈多地使用具有不同薄层电阻的各种晶片，烘烤温度在宽广范围内变化，故需要玻璃 料确保足够热稳定性以经受住宽广范围的烘烤温度。
[0035] 玻璃料可由银(Ag)组成物及金属氧化物所形成。具体而言，可借着混合、融化、及 研磨具有分解温度大约或小于l〇〇〇°C的银化合物及金属氧化物来制备玻璃料，在所述分解 温度，所述银化合物分解为银(Ag)离子。金属氧化物可包括至少一种金属氧化物。
[0036] 银化合物为离子化合物，且可包含氰化银(AgCN)、硝酸银(AgNO3)、卤化银(Ag-X)、 碳酸银(Ag2CO3)、醋酸银(AgC2H3O 2)、及其混合物。在卤化银(Ag-X)中，X可为碘、氟、氯、或溴， 较佳为碘。
[0037] 在一实施例中，金属氧化物包含碲(Te)氧化物，且除了碲(Te)氧化物外可进一步 包含铅(Pb)氧化物、铋(Bi)氧化物、磷(P)氧化物、锗(Ge)氧化物、镓(Ga)氧化物、锑(Sb)氧 化物、铈