专利名称：导电组合物、含其的硅太阳能电池、及其制造方法
技术领域：
本发明涉及导电组合物、含其的硅太阳能电池、及其制造方法。
背景技术：
随着工业发展，化石燃料的使用增加并且其导致能源枯竭以及由于全球变暖而气候变化的问题。为了解决该问题，全世界已经进行了对使用作为无穷的清洁能源的太阳能作为能源的太阳能发电的研究和开发。然而，由于目前的太阳能发电的成本与基于现有化石燃料的发电相比是昂贵的，因此存在其经济效率恶化的问题。因此，在太阳能发电中，正进行许多针对基于市电同价(Grid parity)(其中现有发电的成本与太阳能发电的成本相同)的太阳能发电的研究和开发。取决于材料，用于太阳能发电的太阳能电池可分为硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、串接式太阳能电池等。目前，在它们之中，主要(80%或更多)使用可靠性得到保证的硅太阳能电池。然而，由于硅太阳能电池使用高价材料例如硅作为基底和使用银糊(silver paste)作为电极，因此需要降低该材料的价格或者将该高价材料用低价材料代替以确保市电同价。现有技术中的硅太阳能电池的结构以及其制造方法如下(I)P-型硅片基底的形成首先，形成P-型硅片基底。(2) p-n结结构的形成通过使5价元素例如磷等在所述p_型硅片基底上扩散而在所述硅片基底的整个表面上形成η-型层。结果，形成在所述P-型硅片和所述η-型层之间的p-n结。(3)后(rear)n-型层的除去将所述硅片基底前表面的n_型层用光刻胶进行保护，通过蚀刻除去在其后η-型层，然后，通过使用有机溶剂除去η-型层的光刻胶。(4)抗发射膜的形成通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在所述η-型层上沉积作为抗反射膜的氮化硅膜(SiNx)。(5)电极的形成通常由H-图案形成所述硅片基底的前电极，所述H-图案具有形成有若干平行线的指线(finger line)和垂直于所述指线的母线，并且在所述母线之间具有I. 5 2_的宽度。使用对于前电极的银糊通过丝网印刷同时印刷所述指线和所述母线，并且将其干燥。在所述硅片的后面上涂布用于后电极的铝糊。为了连接至用于与另外的娃太阳能电池连接的涂布有焊料(solder)的铜带(ribbon),通过丝网印刷在招后电极上印刷用于具有I 2mm宽度的后母线的铝/银糊，并且将其干燥。将经干燥的前电极和后电极在700°C或更高的高温下烧结(fire)。通过所述烧结，使用于后电极的铝糊的铝扩散至所述硅基底以形成P+层，所述铝糊转变为铝后电极，并且所述铝/银糊转变为铝/银后电极母线。同时，通过所述烧结，发生其中用于前电极的银糊烧穿氮化硅膜的烧穿(fire-through)现象，使得银糊与所述η-型层电连接，并且所述指线和所述母线转变为所述前电极。在所述银前电极的指线和母线中以及在所述铝/银后电极母线包括的银是高价稀有金属并且其价格正迅速升高。特别地，由于用于太阳能电池的银每年增长30 40%或更多，因此预计价格将更迅速地升高。因此，为了广泛使用硅太阳能电池，必要的是减少该高价的银糊材料的使用或者将该高价的银糊材料用其它材料代替。W092/22928公开了使用银糊作为前电极母线的太阳能电池。在该文献中，前电极以两种方法印刷。前电极指线用能够烧穿抗反射膜例如氮化硅膜的材料(例如，含有银和玻璃粉颗粒)印刷，和前电极母线用由不烧穿所述抗反射膜的材料制成的银糊(例如，银-环氧树脂糊)印刷和烧结。由于未在所述前电极母线下面形成金属/硅接触表面，电子和空穴的复合最小化，使得硅太阳能电池的开路电压升高，并且结果，硅太阳能电池的效率优异。 在此情况下，对于前电极母线使用银糊。在烧结期间，由所述银糊产生氧化银。由于氧化银为导体，在处于该糊中的金属颗粒之间的或者与涂布有用于在制造太阳能电池模块时使许多娃太阳能电池彼此连接的焊料的铜带的电粘附(adhesion)牢固地进行。如上所述，考虑到银材料昂贵，当使用、印刷和烧结作为电极母线材料的与银不同的其它金属粉末(铜、镍、焊料等)的糊时，形成所述金属的氧化物膜。所述氧化物膜是非导体，其导致如下问题在处于该糊中的金属颗粒之间的或者与涂布有用于在制造太阳能电池模块时使许多硅太阳能电池彼此连接的焊料的铜带的机械和电连接未牢固进行。
发明内容
本发明致力于提供用于硅太阳能电池的前电极母线的导电组合物。本发明还致力于提供使用所述导电组合物制造硅太阳能电池的前电极母线的方法、以及包括使用所述导电组合物形成的硅太阳能电池的前电极母线的基底。本发明还致力于提供硅太阳能电池，其包括包含导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂的导电组合物。本发明还致力于提供制造所述硅太阳能电池的方法。本发明的一个示例性实施方式提供用于制造硅太阳能电池前电极母线的组合物，其包括金属粉末；焊料粉末；能固化的树脂；还原剂；和固化剂。本发明的另一示例性实施方式提供制造硅太阳能电池的前电极母线的方法和包括使用所述组合物形成的前电极母线的基底，所述方法包括将代替现有技术银糊的所述组合物施加至其中形成有前电极指线的硅太阳能电池前表面，将所述组合物印刷在所述硅太阳能电池的前电极母线处并且将其干燥以形成基底，和在焊料粉末的熔点或更高加热所述基底。本发明的又一示例性实施方式提供硅太阳能电池，其包括使用包含导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂的导电组合物形成的前电极母线。将所述还原剂添加至用于所述前电极母线的导电组合物，并且因此，将在烧结期间由所述导电组合物中的导电粉末形成的氧化物膜除去，金属粉末彼此电连接，从而解决电不接触问题。本发明的又一示例性实施方式提供制造硅太阳能电池的方法，包括使用包括金属粉末和金属粉的组合物形成第一电极阵列；形成第二电极；和使用包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂的组合物形成第三电极。根据本发明的示例性实施方式，可提供具有优异的光伏效率的新型硅太阳能电池或者经济并且同时具有相同水平的光伏效率的新型硅太阳能电池、以及其制造方法。即，在根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池中，通过使用包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂的导电组合物作为前电极条的材料可解决由于金属氧化物膜的产生而引起的不接触问题，并且由于导电组合物自身不烧穿氮化硅膜并且因此不形成与η-型层的接触表面，因此可通过提高太阳能电池的开路电压而提高电池的光伏效率。如果含有铜和镍作为金属糊，则可改善经济效率。前述概述仅是说明性的并且不意图以任何方式上进行限制。除了上述说明性的方 面、实施方式和特征之外，通过参照附图和以下详细描述，进一步的方面、实施方式和特征将变得明晰。
图I是说明根据本发明示例性实施方式制造的硅太阳能电池的俯视图。图2a 2g说明根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池的制造方法。图3为说明本发明示例性实施方式中使用的片形铜粉末的扫描电子显微镜(SEM)照片。图4为说明本发明示例性实施方式中使用的焊料粉末的SEM照片。
具体实施例方式在以下详述的说明书中，将参照形成说明书一部分的附图。在详述的说明书、附图和权利要求中描述的说明性的实施方式不是限制性的。在不脱离本文中所呈现的主题的精神或范围的情况下，可采用其它实施方式，并且可进行其它变化。本公开内容的一个示例性实施方式提供用于制造硅太阳能电池前电极母线的组合物，其包括金属粉末；焊料粉末；能固化的树脂；还原剂；和固化剂。本发明的另一示例性实施方式提供制造硅太阳能电池前电极母线的方法所述方法，并且提供包括使用所述组合物形成的前电极母线的基底，所述方法包括将代替现有技术银糊的所述组合物施加至其中形成有前电极指线的硅太阳能电池前表面，以将所述组合物印刷在所述硅太阳能电池前电极母线处并且将其干燥以形成基底，和在焊料粉末的熔点或更闻加热所述基底。本发明的又一示例性实施方式提供硅太阳能电池，包括具有p-n结结构的硅基底；形成于所述硅基底的前表面处的抗反射膜层；通过穿过所述抗反射膜层而电和机械地连接至所述硅基底的前表面的第一电极阵列；形成于所述硅基底的后面处的第二电极；和
电和机械地连接至所述第一电极阵列的一个或多个第三电极，其不与所述硅基底的前表面连接，并且包含包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂的导电组合物本发明的又一示例性实施方式提供制造硅太阳能电池的方法，包括(I)形成具有p-n结结构的硅基底；(2)在所述硅基底的前表面处形成抗反射膜层；(3)通过如下形成第一电极阵列将包括金属粉末和玻璃粉的第一导电组合物印刷在所述抗反射膜层上并且将其干燥和烧结，并且使所述第一导电组合物烧穿所述抗反射膜以电和机械地连接至所述硅基底的前表面；(4)通过如下形成第二电极将包括金属粉末和玻璃粉的第二导电组合物印刷在所述硅基底的后面上并且将其烧结；和 (5)通过如下形成第三电极将第三导电组合物在所述抗反射膜和所述第一电极阵列上印刷、干燥和烧结以机械连接至所述抗反射膜、电连接且机械连接至所述第一电极阵列、且不与所述硅基底的前表面连接，所述第三导电组合物包括导电粉末、能固化的树月旨、还原剂和固化剂。下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施方式。图I是根据本发明示例性实施方式制造的硅太阳能电池I的俯视图。在硅太阳能电池的前表面处设置电极，其包括收集由光产生的电子的指线51和用于连接用于将指线51和另外的硅太阳能电池连接的涂覆有焊料的铜带的母线80。在常规的硅太阳能电池中，用银糊印刷前电极的指线和母线，干燥，然后在700°C或更高的高温下烧结。银糊通过烧结而烧穿氮化硅膜以与η-型层电连接。同时，在根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池中，用包括导电粉末和还原剂的导电组合物代替常规的银糊印刷前电极母线，干燥，然后在低温下烧结。在使用铜等作为导电粉末的情况下，用于制造硅太阳能电池的前电极母线的通常的高价银糊可用低级导电组合物代替，由此降低硅太阳能电池的价格。根据本发明示例性实施方式的用于母线的导电组合物不烧穿氮化硅膜，以不形成与η-型层的接触表面。因此，电子和空穴的重组可在母线下的区域中最小化。因此，提高硅太阳能电池的开路电压以提高转化效率。图2a_2g说明根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池的一个实例的制造方法。参考图2a_2g，详细描述根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池的制造方法。(I)p-型硅片基底的形成首先，形成P-型硅片基底2。图2a显示用于制造太阳能电池的P-型硅片基底2。(2) p-n结结构的形成通过在p_型硅片基底2上热扩散五价元素如磷等在基底2的整个表面上形成η-型层20，如图2b中所示。结果，形成在P-型硅片和η-型层之间的p-n结。图2b显示其中η-型层形成在ρ_型娃片基底2上以形成ρ_η结的状态。(3)后η-型层的形成用光刻胶保护P-型硅片基底2的前表面的η_型层20，通过蚀刻除去基底2的后表面的η-型层20，然后通过使用有机溶剂除去用于保护η-型层20的光刻胶。因此，如图2c中所示，仅η-型层20残留在P-型硅片基底2的前表面。(4)抗反射膜的形成接着，如图2d中所示，通过等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)将作为抗反射膜30的氮化硅膜(SiNx)沉积在前η-型层20上。(5)电极的形成如图2e中所示，通过丝网印刷仅在p_型硅片基底2的前表面处印刷和干燥用于前电极的银糊50以配置前电极指线。在P-型硅片基底2的后表面处涂覆用于后电极的铝糊60，并干燥。在铝后电极上，通过丝网印刷来印刷用于后母线的铝/银糊70，并干燥。铝/银糊70用于与涂覆有用于与另外的硅太阳能电池连接的焊料的铜带连接，且主要具有I. 5-2mm的宽度(6)烧结接着，将上述电池在700°C或更高的高温下烧结以形成前电极指线、后电极和后电极母线。在烧结期间，用于后电极的铝糊60的铝扩散到硅基底以形成p+层40，和铝糊60转变为铝后电极61，且铝/银糊70转变为铝/银后电极母线71。同时，用于前电极指线的银糊50在烧结期间烧穿氮化硅膜以电连接至η-型层20并转变为前电极指线51 (参见图2f)。(7)前电极母线的形成在高温烧结后，在图2g中所示，通过丝网印刷用根据本发明示例性实施方式的导电组合物印刷具有I. 5-2mm宽度的前电极母线80，干燥，且然后，在低温下烧结，由此制造根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池。根据本发明示例性实施方式的用于制造硅太阳能电池的前电极母线的导电组合物包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。导电粉末包括金属粉末和焊料粉末。根据本发明示例性实施方式的导电组合物中包括的金属粉末可用作电子迁移的通路，用于提供机械支撑，和提供前电极母线所需的强度和韧性。金属粉末可使用具有500°C或更高的熔点且能够与焊料粉末形成金属间化合物的金属材料。作为金属材料，可使用铜、镍、金、银及其组合。考虑到光伏效率和经济效益，优选镍或铜。更优选铜。金属粉末可具有例如片形、球形、具有突出的球形等的形状。作为实例，在图3中显示片形铜粉末的扫描电子显微镜(SEM)照片。粉末形状可影响与焊料的反应性和组合物的粘度，且因此选择具有合适形状的金属粉末。基于导电组合物的总体积，可以1-50体积％的量包括金属粉末。在以上范围内，可确保用于工艺的合适粘度，和可获得优异的导电性。根据本发明示例性实施方式的导电组合物中包括的焊料粉末与金属粉末形成金属间化合物以提供电通路和增加粘附性，由此增加机械强度和韧性。焊料粉末还粘附至铜带的焊料，以将涂覆有焊料的铜带和金属粉末完全连接，和将各金属粉末完全连接，由此降低电阻和增加强度。由于用于前电极母线的导电组合物的烧结温度为焊料粉末的熔点或更高，因此所述过程所需的粘度低。在烧结过程后，低温的焊料完全转变为金属间化合物，于是，不存在残余的焊料或仅残留具有高熔点的未反应的金属。因此，用于前电极母线的导电组合物材料的相变在烧结过程后的高温过程期间不发生，由此确保元件的可靠性。焊料粉末可为包括选自如下的至少一种的材料Sn、In、Bi、PB、Zn、Ga、Te、Hg、To、Sb和Se，其可与金属粉末和涂覆有焊料的铜带形成金属间化合物。优选，焊料粉末可为包括选自如下的至少一种的材料Sn、In、SnBi> SnAgCu> SnAg> Sn、In、AuSin 和 InSn。焊料粉末还可具有例如片形、球形、具有突出的球形等的形状。其粒度由IPCstandard, J-STD-005 “Requirements for Soldering Paste” 限定。由于焊料粉末的平均粒径可影响还原剂的还原力和含量，需要考虑两种材料之间的相互关系，合适地选择平均粒径。图4是说明根据本发明示例性实施方式的球形焊料粉末的SEM照片。基于用于硅太阳能电池的前电极母线的导电组合物的总体积，以1-50体积％的量包括焊料粉末。在以上范围内，可确保用于工艺的合适粘度，和可获得优异的导电性。根据本发明示例性实施方式的导电组合物中包括的还原剂用于通过与金属粉末、焊料粉末、和铜带的焊料反应而除去金属粉末、焊料粉末、和涂覆有焊料的铜带的氧化物膜以形成金属间化合物。还原剂的非限制实例可包括含有酐、胺、或羧基的酸。优选含有羧基的酸。例如，所述酸可为戊二酸、苹果酸、壬二酸、松香酸、己二酸、抗坏血酸、丙烯酸、柠檬酸等。还原剂可具有对能固化的树脂的O. 5-20phr的重量比。在以上范围内，可使在金属化合物的形成期间的气泡产生最小化。根据本发明的示例性实施方式的组合物中包括的能固化的树脂为用于输送金属粉末、焊料粉末、还原剂、固化剂等和决定总粘度的重要因素，且具有其中粘度随着温度升高而降低的特性。能固化的树脂通过与固化剂反应而固化以用于吸收根据金属应力或热膨 胀系数的位移。特别地，金属间化合物具有高的脆性以由于冲击而容易地被破坏，但是金属间化合物可由于经固化的树脂而具有高韧性，由此机械地且电地增加可靠性。能固化的树脂还用于在吸收可靠性试验中防止湿气渗入金属或金属间化合物。作为能固化的树脂，可使用本领域中通常试验的环氧树脂和酚醛树脂。特别地，优选环氧树脂。例如，环氧树脂可为双酚A-型环氧树脂(例如DGEBA)、4_官能环氧树脂CTCDDM)、3-官能环氧树脂(TriDDM)、异氰酸酯、双马来酰亚胺，但不限于此。特别地，优选在最近的环境友好的技术的开发趋势下使用其中不包括卤素的材料。在包括卤素的情况下，电化学迁移容易地发生，结果，可产生例如电短路的缺陷。能固化的树脂可占基于导电组合物的总体积的50-95体积％。在以上范围内，可确保用于工艺的合适粘度，和可获得优异的导电性。根据本发明的示例性实施方式的组合物中包括的固化剂用于通过与能固化的树脂反应使所述树脂固化。作为固化剂的非限制实例，包括通常使用的基于酚的固化剂、基于酰胺的固化剂、基于胺的固化剂、基于酐的固化剂等。可优选使用基于胺的固化剂例如间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯基甲烷(DDM)、二氨基二苯基砜(DDS)等，和基于酐的固化剂例如甲基纳迪克酸酐(methyl nadic anhydride) (MNA)、十二烯基琥拍酸酐(DDSA)、马来酸酐(MA)、琥珀酸(SA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、四氢邻苯二甲酸酐(THPA)、苯均四酸酐(PMDA)等。固化剂对能固化的树脂的当量比可为O. 4-1. 2。在以上范围内，可使在于树脂反应期间的气泡产生最小化。能固化的树脂、还原剂和固化剂可单独地添加到金属粉末和焊料粉末，或也可在预先以组合物的形式混合后添加。此外，根据本发明的示例性实施方式的导电组合物可进一步包括具有低的热膨胀系数的二氧化硅、陶瓷粉末等。根据本发明的示例性实施方式的导电组合物包括1-50体积％的金属粉末、1-50体积％的焊料粉末、和50-95体积％的能固化的树脂，基于所述组合物的体积，包括具有对能固化的树脂的O. 5-20phr的重量比的还原剂，且包括具有对能固化的树脂的O. 4-1. 2的当量比的固化剂。根据本发明的示例性实施方式的导电组合物可用于硅太阳能电池的前电极母线。将所述组合物印刷和施加在具有前电极指线的硅太阳能电池的表面上，干燥，且然后，将硅太阳能电池在焊料粉末的熔点或更高下加热以形成硅太阳能电池的前电极母线且进一步形成包括硅太阳能电池的前电极母线的基底。根据本发明的示例性实施方式的用于硅太阳能电池的前电极母线的导电组合物可通过使用通常且简单的丝网印刷、金属掩模印刷或喷墨印刷方法印刷。将根据本发明的示例性实施方式的用于前电极母线的导电组合物通过使用以上方法印刷在具有前电极指线的太阳能电池的表面上，干燥，且然后将硅太阳能电池在焊料粉末的熔点或更高下加热。该过程可进行通过全部焊料粉末与金属化合物的反应转化成金属间化合物所需的足够时间，且通常可进行30秒至300分钟。通过该过程，焊料粉末全部与金属粉末反应以相转化为金属间化合物，结果，在随后的过程中未观察到焊料的熔化。导电组合物可包括通过金属粉末和焊料粉末形成的金属间化合物、通过金属间化合物和金属粉末形成的多孔基体、和填充在所述基体的孔中的经固化的树脂。 在下文中，将参照实施例在以下详细地描述本发明。但是，以下实施例仅举例说明本发明，且本发明不限于以下实施例。<实施例>根据本发明的示例性实施方式的硅太阳能电池通过以下过程制造。(I)准备具有180um厚度的156 X 156mm p-型(Boron)单晶娃基底,并在所述娃基底的表面上热扩散POCl3以形成η-型发射体且与ρ-型娃形成p-n结。(2)将硅基底的前表面的η-型层用光刻胶保护，并通过蚀刻除去其后表面的η-型层。当通过使用有机溶剂除去硅基底的前表面的光刻胶时，η-型层仅留在硅基底的前表面处。(3)通过使用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)在η-型层上沉积氮化硅膜(SiNx)以形成抗反射膜。(4)将用于后电极的铝糊(Ferix) 33-612)涂覆在硅基底的整个后表面处，并干燥。通过丝网印刷将用于具有2mm宽度的后母线的铝/银糊(Feiro 33-601)印刷在铝后电极上，并干燥。其将连接至用于与另外的硅太阳能电池连接的涂覆有焊料的铜带。(5)通过丝网印刷以用于前电极的银糊(Ferro NS33-5D/EX)印刷前电极指线，并干燥。但是，不以用于前电极的银糊印刷前电极母线。(6)将基底在700°C的高温下烧结以形成前电极和后电极。(7)在烧结后，通过丝网印刷以根据本发明示例性实施方式的导电组合物(包括作为能固化的树脂的基于环氧的二缩水甘油基醚双酚A(DGEBA)、作为金属粉末的铜粉末、作为还原剂的马来酸、作为焊料粉末的58Sn/42Bi焊料、作为固化剂的二氨基二苯基砜(DDS))印刷具有2mm宽度的前电极母线，干燥，且然后，在200 V的低温下烧结。〈对比例〉除了在根据实施例的以上制造过程中的过程(5)中，通过丝网印刷以用于前电极的银糊(Feiro NS33-5D/EX)印刷前电极指线外还印刷母线，干燥，且不包括过程(7)以外，通过与实施例相同的方法制造硅太阳能电池。<试验结果>通过实施例制造的根据本发明示例性实施方式的硅太阳能电池和通过对比例制造的常规的硅太阳能电池的特性用商业的太阳模拟器(McScience K3000)测量。在AM I. 51Sun光照下，经由用于通过改变电阻测量光电流的I-V曲线测量光伏效率。其测量结果显示在表I中。[表 I]
权利要求
1.用于硅太阳能电池的前电极母线的导电组合物，包括 金属粉末、焊料粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。
2.权利要求I的导电组合物，其中所述金属粉末是具有500°C或更高的熔点的材料且能够与所述焊料粉末形成金属间化合物。
3.权利要求I的导电组合物，其中所述金属粉末是选自铜、镍、银和金的至少一种材料。
4.权利要求I的导电组合物，其中所述焊料粉末是选自Sn、In、Bi、Pb、Zn、Ga、Te、Hg、To、Sb和Se的至少一种材料。
5.权利要求I的导电组合物，其中所述焊料粉末是选自Sn、In、Pb、SnBi、SnAgCu、SnAg、Sn、In、AuSin和InSn的至少一种材料.
6.权利要求I的导电组合物，其中所述能固化的树脂是环氧树脂。
7.权利要求I的导电组合物，其中所述还原剂是含有羧基(C00H-)的酸。
8.权利要求I的导电组合物，其中所述固化剂是选自基于胺的固化剂和基于酐的固化剂的至少一种。
9.权利要求I的导电组合物， 其中以1-50体积％的量包括所述金属粉末， 以1-50体积％的量包括所述焊料粉末，和 以50-95体积％的量包括所述能固化的树脂，基于所述组合物的总体积， 以对所述能固化的树脂的O. 5-20phr的重量比包括所述还原剂，和以对所述能固化的树脂的O. 4-1. 2的当量比包括所述固化剂。
10.权利要求I的导电组合物，进一步包括选自二氧化硅和陶瓷粉末的至少一种材料。
11.制造硅太阳能电池的前电极母线的方法，包括将权利要求I的组合物施加到硅太阳能电池的前表面，其中形成其前电极指线；将在所述硅太阳能电池的前电极母线处的所述组合物印刷和干燥以形成基底；和将所述基底在焊料粉末的熔点或更高下加热。
12.基底，包括用权利要求I的组合物形成的硅太阳能电池的前电极母线。
13.权利要求12的基底，其中所述组合物包括由所述金属粉末和所述焊料粉末形成的金属间化合物、以及由所述金属间化合物和所述金属粉末形成的多孔基体；其中经固化的树脂填充在所述基体的孔中。
14.硅太阳能电池，包括 具有p-n结结构的娃基底； 在所述硅基底的前表面处形成的抗反射膜层； 第一电极阵列，其通过所述抗反射膜层与所述硅基底的前表面电连接且机械连接； 在所述硅基底的后表面处形成的第二电极；和 一个或多个第三电极，其与所述第一电极阵列电连接且机械连接，其不与所述硅基底的前表面连接，且包括导电组合物，所述导电组合物包含导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。
15.权利要求14的硅太阳能电池，其中所述抗反射膜层包括氮化硅。
16.权利要求14的硅太阳能电池，其中所述导电粉末包括金属粉末和焊料粉末。
17.权利要求16的硅太阳能电池，其中所述金属粉末是具有500°C或更高的熔点的材料且能够与所述焊料粉末形成金属间化合物。
18.权利要求16的硅太阳能电池，其中所述金属粉末是选自铜、镍、银和金的至少一种材料。
19.权利要求18的硅太阳能电池，其中所述金属粉末是铜。
20.权利要求16的硅太阳能电池，其中所述焊料粉末是选自Sn、In、Bi、Pb、Zn、Ga、Te、Hg、To、Sb和Se的至少一种材料。
21.权利要求16的娃太阳能电池，其中所述焊料粉末是选自Sn、In、SnBi>SnAgCu>SnAg> Sn、IruAuSin 和 InSn 的至少一种材料。
22.权利要求14的硅太阳能电池，其中所述能固化的树脂是环氧树脂。
23.权利要求14的硅太阳能电池，其中所述还原剂是含有羧基(C00H-)的酸。
24.权利要求14的硅太阳能电池，其中所述固化剂是选自基于胺的固化剂和基于酐的固化剂的至少一种。
25.权利要求16的娃太阳能电池,其中以1-50体积％的量包括所述金属粉末，以1-50体积％的量包括所述焊料粉末，和以50-95体积％的量包括所述能固化的树脂，基于所述组合物的总体积，以对所述能固化的树脂的O. 5-20phr的重量比包括所述还原剂，和以对所述能固化的树脂的O. 4-1. 2的当量比包括所述固化剂。
26.权利要求14的硅太阳能电池，其中所述导电组合物进一步包括选自二氧化硅和陶瓷粉末的至少一种材料。
27.制造权利要求14的硅太阳能电池的方法，包括 (1)形成具有P-n结结构的硅基底； (2)在所述硅基底的前表面处形成抗反射膜层； (3)通过如下形成第一电极阵列将包括金属粉末和玻璃粉的第一导电组合物在所述抗反射膜层上印刷、干燥和烧结，且烧结所述第一导电组合物通过所述抗反射膜层以与所述硅基底的前表面电连接且机械连接； (4)通过如下形成第二电极将包括金属粉末和玻璃粉的第二导电组合物在所述硅基底的后表面上印刷和烧结；和 (5)通过如下形成第三电极将第三导电组合物在所述抗反射膜和所述第一电极阵列上印刷、干燥和烧结以机械连接至所述抗反射膜、电连接且机械连接至所述第一电极阵列、且不与所述硅基底的前表面连接，所述第三导电组合物包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。
28.权利要求27的方法，其中所述第一导电组合物的金属粉末为银。
29.权利要求27的方法，其中所述第二导电组合物的金属粉末为铝或银。
30.权利要求27的方法，其中所述抗反射膜包括氮化硅。
全文摘要
公开了用于制造硅太阳能电池的前电极母线的组合物，包括金属粉末、焊料粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。此外，公开了硅太阳能电池的前电极母线的制造方法，包括将所述组合物代替现有技术的银糊施加到硅太阳能电池的前表面，其中形成其前电极指线；将在所述硅太阳能电池的前电极母线处的所述组合物印刷和干燥以形成基底；和将所述基底在焊料粉末的熔点或更高下加热；且公开了包括用所述导电组合物形成的前电极母线的基底。此外，公开了包括用导电组合物形成的前电极母线的太阳能电池，所述导电组合物包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。此外，公开了制造所述硅太阳能电池的方法，包括用包括金属粉末和玻璃粉的第一导电组合物形成第一电极阵列；形成第二电极；和用第三导电组合物形成第三电极，所述第三导电组合物包括导电粉末、能固化的树脂、还原剂和固化剂。
文档编号H01L31/18GK102655030SQ20121005428
公开日2012年9月5日 申请日期2012年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者严龙成, 吴寿英, 崔光成, 文钟太 申请人:韩国电子通信研究院