使用包含有機彈性體的導(dǎo)電漿料制造太陽能電池電極的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括以下步驟：制備半導(dǎo)體基板，將導(dǎo)電漿料施涂到所述半導(dǎo)體基板的受光面上，其中所述導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末、(ii)玻璃料、(iii)包含彈性體的有機聚合物和(iv)有機溶劑；以及焙燒所述施涂的導(dǎo)電漿料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及太陽能電池電極，更具體地講涉及用于形成太陽能電池電極的導(dǎo)電漿料和制造太陽能電池電極的方法。
技術(shù)介紹
在光伏電池的晶體硅圓片的前受光面上形成的太陽能電池電極減少了到達圓片的光量。希望在硅圓片的前側(cè)上形成精細電極線，以便擴大受光面積。US2013011959公開了制造太陽能電池電極的方法，該方法包括以下步驟：將導(dǎo)電漿料施涂到半導(dǎo)體基板上，該導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末，(ii)玻璃料，(iii)用作有機聚合物的乙基纖維素和(iv)有機溶劑，該有機溶劑包含基于有機溶劑的重量計30重量百分比至85重量百分比(重量％)的1-苯氧基-2-丙醇；以及焙燒該導(dǎo)電漿料。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個目標是提供用導(dǎo)電漿料形成精細線電極來制造太陽能電池電極的方法。一方面涉及制造太陽能電池電極的方法，該方法包括以下步驟：制備半導(dǎo)體基板，將導(dǎo)電漿料施涂到該半導(dǎo)體基板的受光面上，其中該導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末、(ii)玻璃料、(iii)包含彈性體的有機聚合物和(iv)有機溶劑；以及焙燒所施涂的導(dǎo)電漿料。另一方面涉及導(dǎo)電漿料，該導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末、(ii)玻璃料、(iii)包含彈性體的有機聚合物和(iv)有機溶劑。本專利技術(shù)能夠形成精細線電極。附圖說明圖1A至圖1F為描述太陽能電池電極制造過程的圖片。具體實施方式下文描述了制造太陽能電池電極的方法。(對制造電極的方法的描述)下文示出了p基硅型太陽能電池的制造方法的一個實施方案。然而，本專利技術(shù)不限于以下實施方案。圖1A示出了p型硅基板10。在圖1B中，反向?qū)щ娦偷膎層20通過磷(P)等的熱擴散而形成。通常使用三氯氧磷(POCl3)作為磷擴散源。在不作任何特定變型的情況下，將n層20形成在硅基板10的整個表面上。硅圓片由p型基板10和n層20組成，該n層通常具有大約每平方幾十歐姆(ohm/□)的薄層電阻率。在使用抗蝕劑等保護n層的一個表面之后，通過蝕刻將n層20從大部分表面上移除，使得其只保留在一個主表面上，如圖1C所示。然后使用有機溶劑等去除抗蝕劑。接下來，如圖1D所示，可通過方法諸如等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)在n層20上形成鈍化層30。SiNx、TiO2、Al2O3、SiOx或ITO可用作鈍化層的材料。最常用的是Si3N4。有時把鈍化層稱為減反射層，特別是當該層在半導(dǎo)體基板的前側(cè)(即光接收側(cè))上形成時尤其如此。如圖1E所示，將用于前面電極的導(dǎo)電漿料50施涂到硅基板上形成的鈍化層30上，然后干燥。將鋁漿60和銀漿70絲網(wǎng)印刷到基板10的背側(cè)上，并依次干燥。在一個實施方案中，通過使用#14錠子的BrookfieldHBT以10rpm的轉(zhuǎn)速測得導(dǎo)電漿料50的粘度為200Pa·s至500Pa·s。為了調(diào)節(jié)粘度，可向漿料中添加溶劑，以使?jié){料對于施涂到基板上為優(yōu)選的。在絲網(wǎng)印刷的情況下，在一個實施方案中，導(dǎo)電漿料50的粘度可為250Pa·s至400Pa·s，在另一個實施方案中為280Pa·s至380Pa·s。然后，在紅外線加熱爐中于450℃至1000℃范圍內(nèi)的峰值溫度下進行焙燒。從進入加熱爐到離開加熱爐的總焙燒時間可為30秒至5分鐘。在本專利技術(shù)的一個實施方案中，焙燒溫度分布可為400℃以上10秒至60秒并且600℃以上2秒至10秒。在這種焙燒條件下，避免了半導(dǎo)體基板因加熱而損壞。如圖1F所示，在焙燒過程中，鋁作為雜質(zhì)在背側(cè)上從鋁漿擴散到硅基板10中，從而形成包含高濃度鋁摻雜物的p+層40。焙燒將干燥的鋁漿60轉(zhuǎn)變?yōu)殇X背面電極61。與此同時，將背側(cè)銀漿70焙燒成銀背面電極71。在焙燒期間，背側(cè)鋁與背側(cè)銀之間的邊界呈現(xiàn)合金狀態(tài)，從而實現(xiàn)電連接。鋁電極占背面電極的大部分區(qū)域，部分原因在于需要形成p+層40。同時，由于很難對鋁電極進行焊接，因而使用銀漿70在背側(cè)的有限區(qū)域上形成背側(cè)電極71，作為用于通過銅帶或類似物互連太陽能電池的電極。在前側(cè)上，前面電極51由導(dǎo)電漿料50制成，在焙燒過程中，所述導(dǎo)電漿料能夠燒透鈍化層30，從而實現(xiàn)與n型層20的電接觸。前面電極51可包括至少指狀線和匯流條。本專利技術(shù)可用于至少形成需要為窄寬的指狀線。太陽能電池電極，特別是指狀線的寬度，在一個實施方案中為10μm至60μm，在另一個實施方案中為20μm至45μm，在另一個實施方案中為30μm至58μm，在另一個實施方案中為15μm至38μm，在另一個實施方案中為20μm至34μm。盡管作為示例示出了p基型的太陽能電池，但本專利技術(shù)也能夠用于n基型的太陽能電池、背接觸型的太陽能電池，或使用導(dǎo)電漿料來形成太陽能電池電極的任何其他類型的太陽能電池。本專利技術(shù)能夠用于n基硅型的太陽能電池，或使用導(dǎo)電漿料在太陽能電池中形成精細線電極的任何其他類型的太陽能電池，但上述p基硅型的太陽能電池除外。(導(dǎo)電漿料)下文將詳細說明用于制造太陽能電池電極的導(dǎo)電漿料。該導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末、(ii)玻璃料、(iii)包含彈性體的有機聚合物和(iv)有機溶劑。(i)導(dǎo)電粉末導(dǎo)電粉末為提供用于在電極中傳輸電流的金屬粉末。在一個實施方案中，導(dǎo)電粉末為在293開爾文下電導(dǎo)率為1.00×107西門子(S)/m或更高的金屬粉末。這種導(dǎo)電金屬包括例如鐵(Fe；1.00×107S/m)、鋁(Al；3.64×107S/m)、鎳(Ni；1.45×107S/m)、銅(Cu；5.81×107S/m)、銀(Ag；6.17×107S/m)、金(Au；4.17×107S/m)、鉬(Mo；2.10×107S/m)、鎂(Mg；2.30×107S/m)、鎢(W；1.82×107S/m)、鈷(Co；1.46×107S/m)和鋅(Zn；1.64×107S/m)。在另一個實施方案中，導(dǎo)電粉末可為在293開爾文下電導(dǎo)率為3.00×107S/m或更高的金屬粉末。在這種情況下，導(dǎo)電粉末可包含一種或多種選自Al、Cu、Ag和Au的金屬粉末。在另一個實施方案中，導(dǎo)電粉末可包含Ag粉末、Al粉末或它們的混合物。在一個實施方案中，導(dǎo)電粉末可包含Ag粉末。利用此類具有高電導(dǎo)率的導(dǎo)電金屬粉末能夠改善電極的電屬性。在一個實施方案中，導(dǎo)電粉末的形狀為薄片狀或球形。當用作典型的導(dǎo)電漿料時，從技術(shù)效果的觀點來看，對導(dǎo)電粉末的粒徑?jīng)]有特別限制。然而，在一個實施方案中，導(dǎo)電粉末的粒徑可為0.1μm至10μm，在另一個實施方案中可為0.5μm至5μm，在另一個實施方案中可為1.0μm至3μm。具有這種粒徑的導(dǎo)電粉末能夠被燒結(jié)。例如，大顆粒能夠比小顆粒燒結(jié)得慢。此外，對于用于將導(dǎo)電漿料施涂到半導(dǎo)體基板上的方法例如絲網(wǎng)印刷，采用適當?shù)牧揭彩潜匾?。在一個實施方案中，可能混合兩種或更多種類型的具有不同直徑的導(dǎo)電粉末。粒徑(D50)通過采用激光衍射散射法測量粒徑分布而獲得，并可被定義為D50。Microtrac型X-100是可商購獲得的裝置的示例。在一個實施方案中，導(dǎo)電粉末為普通高純度(99％)。然而，取決于電極圖案的電要求，也可使用更低純度的銀。對導(dǎo)電漿料中導(dǎo)電粉末的含量沒有特別限制，然而根據(jù)導(dǎo)電性，基于導(dǎo)電漿料的總重量計，導(dǎo)電粉末在一個實施方案中為40重量百分比(重量％)或更多，在另一個實施方案中為60重量％或更多，在另一個實施方案中為75重量％或更多。對于最大含量，根據(jù)粉末本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括以下步驟：制備半導(dǎo)體基板，將導(dǎo)電漿料施涂到所述半導(dǎo)體基板的受光面上，其中所述導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末、(ii)玻璃料、(iii)包含彈性體的有機聚合物和(iv)有機溶劑；以及焙燒所述施涂的導(dǎo)電漿料。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.07.02 US 62/020,2561.一種制造太陽能電池電極的方法，所述方法包括以下步驟：制備半導(dǎo)體基板，將導(dǎo)電漿料施涂到所述半導(dǎo)體基板的受光面上，其中所述導(dǎo)電漿料包含(i)導(dǎo)電粉末、(ii)玻璃料、(iii)包含彈性體的有機聚合物和(iv)有機溶劑；以及焙燒所述施涂的導(dǎo)電漿料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述彈性體為熱塑性的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述彈性體選自丙烯酸彈性體、乙烯丙烯酸類彈性體、聚異戊二烯彈性體、苯乙烯彈性體、苯乙烯-丁二烯彈性體、聚酯彈性體、丁二烯彈性體、聚異丁烯彈性體、聚異丁烯-異戊二烯彈性體、丁腈彈性體、聚腈彈性體、乙烯-丙烯彈性體、乙烯丙烯二烯彈性體、聚氨酯-聚醚嵌段彈性體、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物、硅氧烷彈性體、乙烯-丙烯彈性體、異戊二烯彈性體、腈類彈性體、天...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·D·薩默斯，宇野光，
申請(專利權(quán))人：EI內(nèi)穆爾杜邦公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US