以活性焊料制作的太阳能电池电极及其方法技术

一种以活性焊料制作的太阳能电池电极及其方法，所述方法包含：提供一太阳能电池基板；提供一活性焊料，其包含至少一种焊料合金，并混掺有6％(重量)以下的至少一种活性成分以及0.01％至2％(重量)的至少一种稀土族元素(Re)；先以低于450℃的温度熔化所述活性焊料，再将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上(或是先涂布再熔化)；以及，冷却固化所述活性焊料，以形成一电极图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种太阳能电池电极及其制作方法，特别是关于一种。
技术介绍
近年来，因为石化燃料逐渐短缺，使得各种再生性替代能源(例如太阳能电池、燃料电池、风力发电)的发展逐渐受到重视，其中尤以太阳能发电最受各界重视。请参考附图I所示，其揭示一种现有太阳能电池组件的剖视图，其中当制作此现有太阳能电池组件时，首先提供一 P型硅半导体衬底11，进行表面酸蚀粗化后，接着将磷或类似物质以热扩散方式于所述P型硅半导体衬底11的受光面侧形成反向导电性类型的一 η型扩散层12，并形成ρ-η界面(junction)。随后，再于所述η型扩散层12上形成一抗反射·层13与一正面电极14，其中通过等离子体化学气相沉积等方法于所述η型扩散层12上形成氮化硅(silicon nitride)膜作为所述抗反射层13，再于所述抗反射层13上以网印方式涂布含有银的导电浆料，随后进行烘烤干燥及高温烧结的程序，以形成所述正面电极14。在高温烧结过程中，用以形成所述正面电极14的银导电浆料可烧结并穿透所述抗反射层13，直到电学接触所述η型扩散层12上。另一方面，所述P型硅半导体衬底11的背面侧则使用铝导电浆料以印刷方式形成铝质的一背面电极层15。随后，进行干燥烘烤的程序，再于相同上述的高温烧结下进行烧结。烧结过程中，从干燥状态转变成铝质的背面电极层15 ;同时，使铝原子扩散至所述P型娃半导体衬底11中，于是在所述背面电极层15与P型娃半导体衬底11之间形成含有高浓度的铝掺杂剂的一 P+层16。所述层通常称为后表面场(BSF)层，且有助于改良太阳能电池的光转换效率。由于铝质的背面电极层15难于进行焊接，因此可通过网印方式于所述背面电极层15上印刷一种银-铝导电浆料，经烧结后形成一导线17，以便将多个太阳能电池相互串连形成一模块。然而，现有太阳能电池组件在实际制造上仍具有下述问题，例如所述正面电极14、背面电极层15及导线17是使用银、铝或银-铝导电胶来制作，但这些导电浆料的材料成本颇高，约占整个模块成本的10%。再者，导电浆料含有一定比例金属粉末、玻璃粉末及有机媒剂，如日本Kokai专利公开第2001-127317号及第2004-146521号和台湾美商杜邦申请的中国台湾专利公告第1339400号，其中导电浆料含有降低导电性及不利于焊接性的玻璃微粒；以及另含有有机溶剂等成分，因此在烧结后会造成太阳能芯片的污染，故必须特别加以清洗。另外，使用导电浆料制作电极或导线必需经过450至850°C左右的高温烧结，但此高温条件可能造成其它材料层的材料劣化或失效，进而严重影响制造电池的良率。同时，在所述正面电极14的烧结期间，必需控制条件使所述正面电极14的导电浆料完全的穿透所述抗反射层13并电学接触所述η型扩散层12，若所述正面电极14未确实接触所述η型扩散层12，将大幅降低制造良率。基于上述高温烧结条件精密控制的需求，也使得进行高温烧结步骤相对较为费时及复杂，并会影响在单位时间内生产电池的整体生产量。故，有必要提供一种制作太阳能电池电极的方法，以解决现有技术所存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，使用成本较低的活性焊料来制作正面或背面的电极图案，且活性焊料仅需使用相对较低熔点温度即可焊接结合在太阳能电池基板上，来形成电极图案，因而有利于降低材料成本，并简化及加速电极制程，并且增强电学效应。本专利技术的次要目的在于提供一种，其是在太阳能电池基板的抗反射层上预先形成沟槽，以便填入活性焊料来形成电极图案，使得电极图案不需通过高温烧结来穿透抗反射层，因而有利于确保电极图案与太阳能电池基板的电学连接可靠度并相对提高电极制造良率，并且有效地光电效应的电能传导至电极，进而增强太阳能芯片的转换发光效率。 本专利技术的另一目的在于提供一种，其在由活性焊料形成的电极图案上可进一步选择进行无电镀或电镀以形成一保护层，其除了可增加所述电极图案的厚度外，也可增加电极图案与外部导线结合的接合性质、导电能力及防止氧化生锈能力。为达上述的目的，本专利技术提供一种以活性焊料制作太阳能电池电极的方法，其包含下列步骤提供一太阳能电池基板；提供一活性焊料，其包含至少一种焊料合金，并混掺有6% (重量)以下的至少一种活性成分以及O. 01%至2% (重量)的至少一种稀土族元素(Re);先以低于450°C的温度熔化所述活性焊料；再将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上；以及，冷却固化所述活性焊料，以形成一电极图案。在本专利技术的一实施例中，在将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上的步骤中，使用一网版将熔融的所述活性焊料印刷涂在所述太阳能电池基板上，其中所述网版具有一槽口，其形状对应于所述电极图案的形状，以使所述活性焊料焊接结合于所述太阳能电池基板上。再者，本专利技术提供另一种以活性焊料制作太阳能电池电极的方法，其包含下列步骤提供一太阳能电池基板；提供一活性焊料，其包含至少一种焊料合金，并混掺有6% (重量)以下的至少一种活性成分以及O. 01%至2% (重量)的至少一种稀土族元素(Re);先将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上；再以低于450°C的温度熔化所述活性焊料；以及，冷却固化所述活性焊料，以形成一电极图案。在本专利技术的一实施例中，在先将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上的步骤中，先使用一网版将调制呈膏状的所述活性焊料印刷涂在所述太阳能电池基板上，其中所述网版具有一槽口，其形状对应于所述电极图案的形状。在本专利技术的一实施例中，在将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上时，也可选择使用一焊针将所述活性焊料以线状涂布方式涂在所述太阳能电池基板上，以形成所述电极图案的形状。在本专利技术的一实施例中，在形成所述电极图案之后，另包含对所述电极图案选择进行无电镀或电镀形成一保护层，以增加所述电极图案的厚度。在本专利技术的一实施例中，在形成所述电极图案过程中，同时进行一金属导线接合于所述电极图案上侧。在本专利技术的一实施例中，所述焊料合金选自铋基合金、锡基合金或铟基合金。在本专利技术的一实施例中，所述铋基合金、锡基合金或铟基合金混掺有6 % (重量)以下的至少一种活性成分，例如选自包含4% (重量)以下的钛(Ti)、钒(V)、镁(Mg)、锂(Li)、锆(Zr)、铪(Hf)或其混合。在本专利技术的一实施例中，所述稀土族元素系选自钪元素(Sc)、钇元素(Y)或“镧系元素”，其中“镧系元素”包含镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、鉅(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Td)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)。在本专利技术的一实施例中，所述太阳能电池基板具有一正面，所述正面上具有一抗反射层，且所述抗反射层预先形成一沟槽，以供填入所述活性焊料来形成所述电极图案。 在本专利技术的一实施例中，所述太阳能电池基板具有一背面，所述活性焊料在所述背面上形成所述电极图案。在本专利技术的一实施例中，所述无电镀或电镀使用的金属为铜、银、镍、金或其复合层。在本专利技术的一实施例中，所述电极图案的最终厚度介于O. I至O. 3微米(μπι)之间。另外，本专利技术另提供一种以活性焊料制作的太阳能电池电极，其包含一电极图案，选择形成在一太阳能电池基板的一正面、一背面或其两者上，其中所述电极图案由一活性焊料涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以活性焊料制作太阳能电池电极的方法，其特征在于，包含：提供一太阳能电池基板；提供一活性焊料，其包含至少一种焊料合金，并混掺有6％(重量)以下的至少一种活性成分以及0.01％至2％(重量)的至少一种稀土族元素；先以低于450℃的温度熔化所述活性焊料；再将所述活性焊料涂在所述太阳能电池基板上；以及冷却固化所述活性焊料，以形成一电极图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹龙泉，
申请(专利权)人：屏东科技大学，
类型：发明
国别省市：