[发明专利]用于形成电极的银糊组合物以及使用其的硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成电极的银糊组合物以及一种使用该银糊组合物的硅太阳能电池。更具体地讲，本发明涉及一种用于形成电极的银糊组合物以及一种使用该银糊组合物的硅太阳能电池，所述银糊组合物在前电极与太阳能电池的发射极之间形成稳定的接触并且实现高宽高比，从而能提高太阳能电池的电特性。

背景技术

随着电子工业的发展，需要电子产品和设备实现微型化和高可靠性。为了满足这种需求，人们进行了各种尝试来形成需要高度集成的电子产品的电路图案或电极。在这种情况下，导电金属糊剂的使用是关注的焦点，因为在过程中几乎不产生副产品或污染物。

典型的金属糊剂包括导电金属、玻璃粉和有机粘结剂。导电金属包括银、铝等。其中，通常使用银。导电金属糊剂主要用于安装混合IC或半导体IC，或形成各种电容器或电极，并且最近扩展应用到高科技电子产品中，例如，PCB、EL、触控面板、RFID、LCD、PDP或太阳能电池。随着相关行业的延伸和发展，越来越需要导电金属糊剂。

具体地讲，据预测，例如石油或木炭等常规能源将会耗尽，人们越来越关注替代能源。其中，太阳能电池具有丰富的能源并不会造成环境污染，因此太阳能电池成为关注的对象。

太阳能电池分为太阳能热电池和太阳能光电池，太阳能热电池通过使用太阳能热来产生驱动汽轮机所需的蒸汽，并且太阳能光电池通过利用半导体的特性来将光子转换成电能。一般来讲，太阳能光电池（以下，称为太阳能电池）表示为太阳能电池。

根据原材料的不同，太阳能电池主要包括硅太阳能电池、复合半导体太阳能电池和叠层太阳能电池。在这三种太阳能电池中，硅太阳能电池主导太阳能电池市场。

图1是剖视图，示出了硅太阳能电池的基本结构。参见此附图，硅太阳能电池包括p型硅半导体的基底101和n型硅半导体的发射极层102。p-n结按照与二极管相类似的方式形成在基底101与发射极层102之间的界面。此外，图2是太阳能电池结构中前电极的构造的示意图。如图2所示，太阳能电池的前电极包括形成在前侧的Ag以及形成在基底的后侧的导电的铝和银。就这一点而言，在形成硅太阳能电池的过程中，前电极（图中未示出）通过贯穿抗反射膜而连接到发射极层。

当光照在具有上述结构的太阳能电池上时，通过光伏效应，在掺有杂质的硅半导体中产生电子和电子空穴。作为参考，在n型硅半导体的发射极层102中产生作为多个载体的电子，并且在p型硅半导体的基底101中产生作为多个载体的电子空穴。通过光伏效应产生的电子和电子空穴分别被拉向n型硅半导体和p型硅半导体，并且分别移动到发射极层102的前电极103和基底101之下的背电极104。然后，通过导线连接这些电极103、104，使得电流流动。

除以上提及的其他电子产品的各种电极之外，使用导电金属糊剂来形成太阳能电池中的前电极和背电极。

商售的单晶硅太阳能电池的前电极（银电极）是由丝网印刷过程形成的。形成在硅基底的前侧上的前电极需要具有更小的线宽和更大的线高，以提高电转换效率。

然而，当在基底上通过丝网印刷法形成常规的银糊剂之后，在烧结过程中很难获得小线宽。在所述糊剂的丝网印刷过程之后，在基底的烧结过程中，还很难在太阳能电池的前电极与发射极之间形成稳定的接触。因此，无法进行宽范围的热处理。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种用于形成电极的银糊组合物以及一种使用该银糊组合物的硅太阳能电池，所述银糊组合物在热处理过程中在太阳能电池的前电极与发射极之间形成稳定的接触并且提高可印刷性以实现电极的小线宽和高宽高比，从而提高太阳能电池的电转换效率和电气特性。

技术方案

本发明提供了一种用于形成电极的银糊化合物，所述银糊组合物包括银粉、玻璃粉、有机粘结剂和炭黑，并且具有大约90,000至500,000cP的粘度（布氏粘度计，转子14，测试温度25°C），其中炭黑具有大约0.1μm至0.5μm的平均粒度和大约100至200m²/g的比表面积，并且根据银糊组合物的总重量，所包括的所述炭黑的量大约为1至10重量百分比。

在本发明中，银粉优选地包括大约1μm至3μm的平均粒度的球形银粉和大约1μm至3μm的平均粒度的薄片形银粉。

根据银糊组合物的总重量，具有大约1μm至3μm的平均粒度的球形银粉的含量可以是大约70至85重量百分比。此外，基于银糊组合物的总重量，具有大约1μm至3μm的平均粒度的薄片形银粉的含量可以是大约1至5重量百分比。