低印刷重量的太阳能电池用导电铝胶及太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低印刷重量的太阳能电池用导电铝胶及应用该导电铝胶的太阳能电池,导电铝胶包含:铝粉;有机载体;以及钒、磷或钼源中的至少一种,该钒、磷或钼源的总含量不高于该导电铝胶总重的0.5%。本发明的低印刷重量的太阳能电池用导电铝胶及应用该导电铝胶的太阳能电池,可以在印重减轻的情况下,维持良好的电性与拉力,并可降低制造成本、强化耐水性、减低翘曲。
【专利说明】
低印刷重量的太阳能电池用导电错胶及太阳能电池
技术领域
[0001] 本发明设及一种导电侣胶,尤其设及一种含饥、憐或钢源的导电侣胶。本发明亦设 及一种应用该导电侣胶的太阳能电池。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池是一种将太阳光转换成直流电能输出的一种装置,其中娃基太阳能电 池为太阳能发电的主流(占产业比重80% W上),业界现有产品多为采用P型娃基材为基 底,在受光面W高溫憐扩散(phosphorous diffusion)形成n+射极,形成P-N结二极管; 接着在n+表面形成一层60~80皿的抗反射层;随后在抗反射层上网版印刷30~90 Jim 的细长栅状银电极与正面汇流电极(busbar);另一面(P面)也印上背面汇流电极,接着 印上侣胶做为侣源,其目的是在高溫环境下与娃基形成侣娃合金与背面场化ack surface field, BS巧层,可W避免少数载子在背面复合(recombination)的机会。
[0003] 为了达到最高的效率与拉力表现,业界熟知可在6时娃基材上,通过网版印刷印 上侣胶作为侣源,一般而言,6时娃基材中该侣胶所需要的印重为1. 3g~1. 7g ;若印重低于 1. 3g会出现W下负面影响:
[0004] 1.拉力不足(源于没有足够的烙侣与娃形成够厚的侣娃合金);
[0005] 2.效率不足度SF层的厚度不够,少数载子在背面复合的机率仍高)。
[0006] 然而,侣胶的印重若能低于1. 3g,可同时带来W下正面效应:
[0007] 1.低制造成本(低侣胶用量);
[0008] 2.优良的耐水性(侣会跟水反应释放氨气,造成封装压合后的模块层间脱附,导 致模块寿命缩短;若能减少侣胶的使用量,将可延长模块寿命);
[0009] 3.低翅曲(侣与娃的热膨胀系数不同,高溫接合成侣娃合金若过厚,降回常溫会 产生翅曲现象,其中侣的热膨胀系数为23ppm/K,娃的热膨胀系数为2. 5卵m/K,二者之间有 不小的差异)。
[0010] 因此,如何开发出一种高活性的太阳能导电侣胶,可W在印重减轻的情况下,维持 良好的电性与拉力,并且带来低廉的制造成本、强化耐水性、减低翅曲是所有太阳能导电侣 胶开发者的研发重点。
【发明内容】
W11] 为解决上述现有技术的缺陷,本发明提供一种低印刷重量的太阳能电池用导电侣 胶及应用该导电侣胶的太阳能电池。由此改善现有技术的太阳能导电侣胶无法在印重减轻 的情况下,维持良好的电性与拉力的问题。
[0012] 为达上述目的及其他目的,本发明提供一种低印刷重量的太阳能电池用导电侣 胶,包含:侣粉;有机载体;W及饥、憐或钢源中的至少一种,该饥、憐或钢源的总含量不高 于该导电侣胶总重的0.5%。
[0013] 优选地,该饥、憐或钢源可为氧化饥、氧化憐或氧化钢。
[0014] 优选地,该侣粉可占该导电侣胶总重的65~80%,较佳为70~76%。
[001引优选地,该侣粉较佳包含:小颗侣粉,其粒径小于3 y m ; W及大颗侣粉,其粒径为 3~7 ym,其中该小颗侣粉的含量不高于该导电侣胶总重的30%。
[0016] 优选地,该小颗侣粉的含量较佳占该导电侣胶总重的5~25%。
[0017] 优选地,该有机载体较佳占该导电侣胶总重的10~30%。
[0018] 优选地,该有机载体包含:树脂,其可选自由乙基纤维素、木松香及聚丙締腊所组 成的群组;W及溶剂。
[0019] 优选地,可进一步包含:玻璃粉,其平均粒径小于6. 0 y m,且含量不高于该导电侣 胶总重的10%。
[0020] 优选地,可进一步包含:添加剂,其选自由分散剂、流平剂、脱泡剂、抗沉降剂、触变 助剂及偶合剂所组成的群组。
[0021] 为达上述目的及其他目的,本发明亦提供一种太阳能电池,其包含上述导电侣胶。
[0022] 本发明的低印刷重量的太阳能电池用导电侣胶及应用该导电侣胶的太阳能电池, 可W在印重减轻的情况下,维持良好的电性与拉力,并可降低制造成本、强化耐水性、减低 翅曲。
【具体实施方式】
[0023] 为充分了解本发明的目的、特征及技术效果,兹由下述具体实施例,对本发明做详 细说明,说明如下:
[0024] 本发明所提供的导电侣胶大体上包含了侣粉、有机载体W及饥、憐或钢源中的至 少一种,亦可进一步包含玻璃粉及各类添加剂。 阳0巧]侣粉可占该导电侣胶总重的65~80%,较佳为70~76%。
[00%] 侣粉较佳可由两种W上颗粒大小组成,可粗分为小颗侣粉与大颗侣粉两类,若小 颗侣粉粒径<3 y m,大颗侣粉粒径为3~7 y m,小颗侣粉占该导电侣胶总重不高过30wt %, W 5~25wt%为佳。
[0027] 饥、憐或钢源(即含上述元素的添加物,例如:氧化饥、氧化憐、氧化钢)用W提升 侣胶反应活性;可W来自于无机化合物、玻璃粉、有机物化合物、添加剂等但并不W此为限; 该饥、憐或钢源的总含量不高于该导电侣胶总重的0. 5%。
[002引有机载体用W提供网印性与干燥强度。由至少一种的树脂与至少一种的有机溶剂 调配而成,树脂可为乙基纤维素、木松香或聚丙締腊,但并不W此为限;溶剂可为醋醇成膜 剂(TEXANOL饭,EASTMAN C肥MICAL COMPANY)、松油醇或二乙二醇下酸等,但并不W此 为限;有机载体占该导电侣胶总重的10~30wt%,W 20~28wt%为佳。
[0029] 玻璃粉用W提高侣胶对基板的附着性与控制侣胶反应特性;本发明的导电侣胶中 可包含一种或数种玻璃粉,该玻璃粉可由多种元素或化合物在高溫下烙融而成,其成份可 包含:Bi2〇3、B203、Si〇2、Al2〇3、Ti〇2但并不W此为限。该玻璃粉的平均粒径< 6. 0 ym,含量 占总体导电胶的0~IOwt%,W不高于3%为最佳。
[0030] 添加剂用W强化侣胶的稳定性、印刷性、平坦性、反应性高低与粉体密着性,可W 选择分散剂、流平剂、脱泡剂、抗沉降剂、触变助剂、偶合剂等,但并不W此为限,添加剂总和 占该导电侣胶总重的0~5wt%,W 0~1. 3wt%为佳。
[0031] 本发明实施例1~4及比较例I~2的导电侣胶依照下列表一所示的配方及百分 比配制: W巧表一
[0033]
[0035] 实施例1
[0036] 实施例1的导电侣胶通过下列步骤制备:
[0037] 步骤一(有机载体制作):将乙基纤维素巧T册CEL Std 20)/松油醇/二乙二醇 下酸W 15:20:65的比例加入反应槽中,110°C油浴下W 30化pm的方式揽拌S小时W上,直 至完全溶解。
[0038] 步骤二:依照表一所示的配方及百分比,于步骤一所制得的有机载体中添加玻璃 粉、侣粉等其他配方,配制成300g的混合侣胶。 阳039] 步骤S :
[0040] W高速揽拌机揽拌步骤二制得的混合侣胶3分钟,使其充分混合后,W=漉研磨 机(厂牌型号:Exakt 80巧研磨S次,可得黏度为30~50化"S,平均粒径为8 y m的导电 侣胶。
[0041] 实施例2~4及比较例1~2
[00创实施例2~4及比较例1~2的导电侣胶通过与实施例1相同的步骤制备,但于 步骤二中,分别依据表一改变配方及百分比。 阳0创测试例
[0044] 使用上述实施例1~4及比较例1~2制得的导电侣胶,依照下列步骤制备太阳 能电池:
[0045] 步骤一(印刷):W网印方式将背面银胶与正面银胶分别印在6时娃基材的背面 与正面,W 200°C烘箱干燥后,在娃基材背面的背面银胶未覆盖之处,印上实施例1~4及比 较例1~2制得的导电侣胶,导电侣胶与背面银胶间,须有部分重叠。调控印刷参数与网版 网筛数W控制不同印重后,重新置入200°C烘箱干燥,制得待烧结的印刷娃基材。
[0046] 步骤二(烧结):干燥步骤完成后,将步骤一制得的待烧结的印刷娃基材置入红外 线快速烧结炉值espatch CF化rnace)进行烧结,制得太阳能电池。烧结步骤中,相关参数 设定为 Z1/Z2/Z3/Z4/巧/Z6/speed = 500°C /550°C /600°C /680°C /830°C /930°C /230ipm, 该红外线快速烧结炉通过输送带输送该待烧结的印刷娃基材,使该待烧结的印刷娃基材通 过Zl~Z6等不同的溫区,输送带的输送速度(speed)为230ipm(英寸/分钟)。
[0047] 依据上述步骤,分别使用实施例1~4及比较例1~2的导电侣胶制作太阳能电 池,就下列性质进行测试:
[0048] 光电转换效率测量:使用太阳能电池片仿真测试系统,测试太阳能电池的光电转 换效率,测试机台型号为芬兰化deas公司生产的如ickSun 120CA。 W例拉力:将EVA膜裁成1 X IOcm长条,将该EVA膜置于太阳能电池的背面,经过层压 机150°C热压S次,使该EVA膜热压于太阳能电池的背面,W拉力计测量EVA膜与太阳能电 池之间的最大拉力值,低于化奸为NG (No Good,不行)。
[0050] 耐水性:于烧杯中加入去离子水500CC后,放置在加热板上加热至水溫为75°C,将 太阳能电池平放于底部,10分钟之内有连续起泡即为NG。
[00川翅曲:烧结后冷却太阳能电池1小时,使用厚薄规测量厚度,超过1. 8mm即为NG。 阳0巧侣凸:烧结后的太阳能电池表面有橘皮状凸起,即是NG。
[0053] 上述性质的测试结果,汇整于下列表二中: W54]表二 阳化引
[0056]
[0057] 表二所示的印重为6时娃基材上的导电侣胶的印刷重量(g/6时娃基材),其中该 6时娃基材的印刷面积为235cm 2,可换算为单位面积的印重(mg/cm2)如下:
[0058] 1. 5g/6 时娃基材=6. 3mg/cm2
[0059] 1. 3g/6 时娃基材=5. 5mg/cm2
[0060] 1. 2g/6 时娃基材=5. Omg/cm2
[0061] 0. 8g/6 时娃基材=3. 4mg/cm2
[0062] 表二中,各项测试中较差的结果W粗体字标示。由表二的测试结果可了解到,相较 于未添加饥、憐或钢源的比较例1,实施例1~4在光电转换效率、拉力及耐水性等性质上, 具有较佳的测试结果。其中,比较例1的太阳能电池,当导电侣胶的印重由1. 5g减少为1. 3g 时,光电转换效率明显自19. 50%下降至19. 35%,当印重减少至1.2g时,光电转换效率更 进一步下降至18.90%。相较之下,实施例1~4的太阳能电池,当导电侣胶的印重由1.5g 减少为1.2g甚至减少为0. Sg时,光电转换效率皆未明显改变,可见本发明的导电侣胶可W 较低的印重印刷,而不至于降低太阳能电池的光电转换效率。
[0063] 此外,在拉力及耐水性方面,比较例1的太阳能电池,在印重为1. 5g的情况下,有 较佳的拉力,但耐水性不佳;在印重为1. 3g或0. 2g的情况下,有较佳的耐水性,但拉力不 佳,可见使用未添加饥、憐或钢源的导电侣胶的太阳能电池,在减少印重的同时,虽可提升 耐水性,但却牺牲了拉力特性。相较之下,实施例1~4的太阳能电池,在印重为1. 5g的情 况下,有较佳的拉力及耐水性,且即便将导电侣胶的印重由1. 5g减少至0. 8g,仍可保持较 佳的拉力,可见本发明的导电侣胶可W较低的印重印刷,而不至于降低拉力且保有优良的 耐水性。 W64] 本发明的导电侣胶,其可W较低印重印刷的特性,可节省太阳能电池制造商的每 瓦生产成本。 W65] 再者,由表二的测试结果可了解到,相较于添加〉0. 5wt%的饥、憐或钢源的比较例 2,实施例1~4添加《0. 5wt%的饥、憐或钢源,实施例1~4的太阳能电池在光电转换效 率、翅曲及侣凸等性质上,具有较佳的测试结果。可见,本发明的导电侣胶中饥、憐或钢源的 添加量应0. 5wt%为佳。
[0066] 本发明在上文中已W较佳实施例掲露,然而本领域技术人员应理解的是,该实施 例仅用于描绘本发明,而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是,凡与该实施例等效的 变化与置换,均应视为涵盖于本发明的范畴内。因此,本发明的保护范围当W权利要求书所 限定的内容为准。
【主权项】
1. 一种低印刷重量的太阳能电池用导电铝胶,其特征在于,包含: 错粉; 有机载体,其包含树脂及溶剂;以及 钒、磷或钼源中的至少一种,该钒、磷或钼源的总含量不高于该导电铝胶总重的0. 5%。2. 如权利要求1所述的导电铝胶,其特征在于,该钒、磷或钼源为氧化钒、氧化磷或氧 化钼。3. 如权利要求1所述的导电铝胶,其特征在于,该铝粉包含: 小颗铝粉,其粒径小于3 μ m ;以及 大颗铝粉,其粒径为3~7 μ m, 其中该小颗铝粉的含量不高于该导电铝胶总重的30%。4. 如权利要求3所述的导电铝胶,其特征在于,该小颗铝粉的含量占该导电铝胶总重 的5~25%。5. 如权利要求1所述的导电铝胶,其特征在于,该有机载体占该导电铝胶总重的10~ 30%〇6. 如权利要求5所述的导电铝胶,其特征在于,该有机载体占该导电铝胶总重的20~ 28%〇7. 如权利要求6所述的导电铝胶,其特征在于,该有机载体中的树脂选自由乙基纤维 素、木松香及聚丙烯腈所组成的群组。8. 如权利要求1所述的导电铝胶,其特征在于,进一步包含: 玻璃粉,其平均粒径小于6. 0 μ m,且含量不高于该导电铝胶总重的10 %。9. 如权利要求1所述的导电铝胶,其特征在于,进一步包含: 添加剂,其选自由分散剂、流平剂、脱泡剂、抗沉降剂、触变助剂及偶合剂所组成的群 组。10. -种太阳能电池,其特征在于,包含如权利要求1~9中任一项所述的导电铝胶。
【文档编号】H01L31/0224GK105845199SQ201510022791
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月16日
【发明人】薛祥明, 白友钦
【申请人】磐采股份有限公司