玻璃料、包含其的组合物及使用该组合物制造的电极的制作方法

玻璃料、包含其的组合物及使用该组合物制造的电极的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的引用
[0002] 本申请要求于2013年11月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号 10-2013-0137228的优先权的益处，将其全部内容以引用方式结合于本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及玻璃料、包含玻璃料的用于太阳能电池电极的组合物、以及利用其制 成的电极。
【背景技术】
[0004] 通过将太阳光的光子转换成电力的P_n结的光伏效应，太阳能电池可以用来产生 电力。在太阳能电池中，前电极和后电极可以分别形成在具有P_n结的基板的上和下表面 上，例如，半导体晶片等。通过进入半导体晶片的太阳光来引起在P_n结处的光伏效应以及 在P_n结处通过光伏效应产生的电子通过电极将电流提供到外部。通过施加、图案化、和烘 焙电极组合物，在晶片上形成太阳能电池的电极。
[0005] 为了改善太阳能电池效率，发射极厚度的持续减少可能引起分流，其可能会恶化 太阳能电池的性能。另外，已逐渐增加太阳能电池的面积以实现更高的效率。然而，在这种 情况下，可能会出现由于太阳能电池的接触电阻的增加引起的效率恶化的问题。
[0006] 另外，正积极地进行对利用n型基板（其是高纯度晶片）的研究，以防止开路电压 的恶化，其起因于在晶片内杂质的表面复合。
[0007] 因此，需要用于太阳能电池电极的组合物，鉴于不同的基板，如p型基板、n型基板 等，其可以最小化对P_n结的不利影响，以确保p_n结的稳定性，从而改善太阳能电池效率。

【发明内容】

[0008] 本发明的一个方面涉及一种玻璃料。所述玻璃料包括氧化铅与氧化硼的重量比为 1:0. 075至1:1的氧化铅（PbO)和氧化硼（B203)，其中重量比为1:1的玻璃料和铝（A1)粉 的混合物在经由TG-DTA分析获得的冷却曲线上呈现400°C至650°C范围内的相变峰，其是 在以20°C/分钟的加热速率将混合物加热至900°C，保持10分钟，接着以10°C/分钟的冷 却速率冷却混合物以后所测得的。
[0009]混合物可以在经由TG-DTA分析获得的冷却曲线上呈现出在250°C至300°C范围内 的相变峰，其是在以20°C/分钟的加热速率将混合物加热至600°C，保持10分钟，接着以 l〇°C/分钟的冷却速率冷却混合物以后所测得的。
[0010] 玻璃料可以包括以下中的至少一种：氧化铋、氧化硅、氧化锌、氧化铅、氧化碲、氧 化鹤、氧化镁、氧化银、氧化钥、氧化钡、氧化镍、氧化铜、氧化钠、氧化铯、氧化钛、氧化锡、氧 化铟、氧化fL、氧化钴、氧化锫、氧化错、和碳酸锂。
[0011] 本发明的另一方面涉及一种用于太阳能电池电极的组合物，其可以包括（A)按重 量计60%(wt% )至90wt%的导电粉末；(B)lwt%至10wt%的玻璃料；以及（C) 5wt%至 30wt%的有机载体。
[0012] 导电粉末（A)可以包括以下中的至少一种：银（Ag)、金（Au)、钯（Pd)、钼（Pt)、 铜（Cu)、铬（Cr)、钴（Co)、铝（A1)、锡（Sn)、铅（Pb)、锌（Zn)、铁（Fe)、铱（Ir)、锇（Os)、铑 (Rh)、钨（W)、钥（Mo)、镍（Ni)、和氧化铟锡（IT0)。
[0013] 玻璃料⑶可以具有0. 1ym至5iim的平均颗粒直径（D50)。
[0014] 组合物可以进一步包括分散剂、触变剂、增塑剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、UV稳 定剂、抗氧化剂、和偶联剂中的至少一种添加剂。
[0015] 本发明的进一步的方面涉及一种利用用于太阳能电池电极的组合物形成的电极。
[0016] 电极可以是形成在n型基板上的前电极。
【附图说明】
[0017] 图1示出了这样的冷却曲线，其是利用重量比为1:1的制备实施例1中的玻璃料 和铝（A1)粉的混合物通过TG-DTA分析获得的DTA曲线（分布）。
[0018] 图2示出了这样的冷却曲线，其是利用重量比为1:1的制备实施例2中的玻璃料 和铝（A1)粉的混合物通过TG-DTA分析所获得的DTA曲线。
[0019] 图3示出了这样的冷却曲线，其是利用重量比为1:1的制备实施例3中的玻璃料 和铝（A1)粉的混合物通过TG-DTA分析所获得的DTA曲线。
[0020] 图4示出了这样的冷却曲线，其是利用重量比为1:1的制备实施例4中的玻璃料 和铝（A1)粉的混合物通过TG-DTA分析所获得的DTA曲线。
[0021] 图5示出了这样的冷却曲线，其是利用重量比为1:1的制备实施例5中的玻璃料 和铝（A1)粉的混合物通过TG-DTA分析所获得的DTA曲线。
[0022] 图6示出了这样的冷却曲线，其是利用重量比为1:1的制备实施例6中的玻璃料 和铝（A1)粉的混合物通过TG-DTA分析所获得的DTA曲线。
[0023] 图7示出了按照本发明的一种实施方式的太阳能电池的示意图。
【具体实施方式】
[0024] 将2013年11月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0137228 的全部内容以引用方式结合于本文。
[0025] 下文将参照附图更充分地描述示例性实施方式；然而，它们可以以不同的形式来 实施并且不应被看作是限于本文陈述的实施方式。确实，提供这些实施方式以致本分开将 是彻底和完整的，以及将向本领域技术人员充分表达示例性实施方式。在附图中，为了说明 清楚，可以扩大层和区域的尺寸。在整个本文中相同的参考数字指代相同的要素。
[0026]披璃料
[0027] 玻璃料用来增强在导电粉末与晶片或基板之间的粘附并且通过蚀刻防反射层和 熔化银粉在发射极区域中形成银晶粒，从而在用于电极的组合物的烘焙过程中降低接触电 阻。另外，在烘焙过程中，玻璃料会软化并降低烘焙温度。
[0028] 在一种实施方式中，玻璃料基本上包括氧化铅和氧化硼，并且玻璃料可以进一步 包括以下中的至少一种：氧化締、氧化秘、氧化娃、氧化锌、氧化鹤、氧化镁、氧化银、氧化钥、 氧化钡、氧化镍、氧化铜、氧化钠、氧化铯、氧化钛、氧化锡、氧化铟、氧化fL、氧化钴、氧化锫、 氧化铝、和碳酸锂。
[0029] 基于玻璃料的总重量，玻璃料可以包括40wt%至90wt%的氧化铅（PbO)和6wt% 至50wt%的氧化硼（B203)。
[0030] 在一种实施方式中，基于玻璃料的总重量，氧化铅（PbO)的存在量可以为50wt% 至 85wt%，例如，60wt%、6lwt%、62wt%、63wt%、64wt%、65wt%、66wt%、67wt%、68wt%、 69wt%、70wt%、71wt%、72wt%、73wt%、74wt%、75wt%、76wt%、77wt%、78wt%、79wt%、 80wt%、8lwt%、82wt%、83wt%、84wt%、或 85wt%。
[0031] 在一种实施方式中，基于玻璃料的总重量，氧化硼（B203)的存在量可以为7wt% 至 30wt%，例如，7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、llwt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、 16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、2lwt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、 27wt%、28wt%、29wt%、或 30wt%。
[0032] 在一种实施方式中，玻璃料可以包括50 %wt%至85wt%的氧化铅（PbO)、7wt%至 30wt%的氧化硼（B203)、和Owt%至43wt%的氧化硫（Te02)。
[0033] 在另一种实施方式中，玻璃料可以包括50 %wt%至85wt%的氧化铅（PbO)、7wt% 至3〇￥七％的氧化硼（8203)、和〇￥七％至43￥七％的氧化娃（3;[0 2)。
[0034] 在又一种实施方式中，玻璃料可以包括50 %wt%至85wt%的氧化铅（PbO)、7wt% 至30wt%的氧化硼（B203)、0wt%至40wt%的氧化硫（Te02)、和〇￥七％至4〇￥七％的氧化娃 (Si02)。
[0035] 玻璃料可以包括氧化铅与氧化硼的重量比为1:0. 075至1:1的氧化铅（PbO)和氧 化硼（B203)。在该范围内，玻璃料可以确保p-n结稳定性（鉴于不同的表面电阻）并可以 最小化接触电阻。
[0036] 在一种实施方式中，玻璃料可以包括氧化铅与氧化硼的重量比为1:0. 08至1:0. 8 的氧化铅和氧化硼，例如，1:0. 09、1:0. 1、1:0. 2、1:0. 3、1:0. 4、1:0. 5、1:0. 6、1:0. 7、或 1:0? 8〇
[0037] 通过本领域中已知的任何典型方法，玻璃料可以制备自上述金属氧化物。例如，可 以以预定比率来混合金属氧化物。可以利用球磨机或行星式磨机来进行混合。可以在900°C 至1300°C下熔化混合物，接着急冷至25°C。可以使获得的所得物在盘磨机、行星式磨机等 下经受粉碎作用，从而制备玻璃料。
[0038]玻璃料可以具有0. 1iim至5iim的平均颗粒直径（D50)，例如，0. 5iim至3iim。在 此范围内，玻璃料既不阻碍通过UV照射的深层固化也不引起针孔失效，其会在制作电极的 发展过程中发生。
[0039] 可以在室温下在借助于超声处理将玻璃料分散在异丙醇（IPA)中3分钟以后，利 用例如Model1064D(CILASCo.，Ltd.)来测量玻璃料的平均颗粒直径。
[0040] 重量比为1:1的玻璃料和铝（A1)粉的混合物呈现相变峰，其中在TG-DTA分析中 在250°C至650°C的范围内在DTA曲线中形成A1晶粒。
[0041] 在第一实施方式中，玻璃料和铝（A1)粉的混合物在TG-DTA分析中呈现出在400°C 至650°C范围内的相变峰。可以通过混合重量比为1:1的玻璃料和铝（A1)粉来制备混合 物。可以通过以20°C/分钟的加热速率将混合物加热至900°C，保持10分钟，接着以10°C/ 分钟的冷却速率冷却混合物，来获得相变峰。当以l〇°C/分钟的冷却速率冷却混合物时，借 助于TG-DTA分析来测量相变峰温度，在该温度下形成A1晶粒。
[0042] 在第二实施方式中，重量比为1:1的玻璃料和铝（A1)粉的混合物在TG-DTA分析 中可以呈现出在250°C至300°C范围内的相变峰。可以通过以20°C/分钟的加热速率将混 合物加热至600°C，保持10分钟，接着以10°C/分钟的冷却速率冷却混合物，来获得相变 峰，借助于TG-DTA分析来测量相变峰温度，在该温度下形成A1晶粒。
[0043] 图1至3示出了冷却曲线，其是通过TG-DTA分析并利用重量比为1:1的在制备实 施例1至3中制备的相应的玻璃料和铝（A1)粉的混合物所获得的DTA曲线。参照图1至 3,在TG-DTA分析中，重量比为1:1的按照本发明的玻璃料和铝（A1)粉的混合物具有在冷 却曲线中在250°C至650°C范围内的相变峰，在该相变峰下形成A1晶粒。
[0044] 用于太阳能电池电极的纟目合物
[004