包含金属化合物的导电糊制造技术

通常，本发明专利技术涉及包含金属组合物的导电糊和可由其获得的太阳能电池，优选光伏太阳能电池。更具体地，本发明专利技术涉及太阳能电池前体，太阳能电池的制备方法、太阳能电池和太阳能电池组件。本发明专利技术涉及包含以下前体成分的前体：a.具有掺杂剂浓度在约2×10

Conductive paste containing metal compounds

In general, the present invention relates to a conductive paste containing a metal composition and a solar cell that can be obtained by it, and is preferred to a photovoltaic solar cell. More specifically, the invention relates to a solar cell precursor, a method for the preparation of a solar cell, a solar cell and a solar cell component. The present invention relates to a precursor containing the following precursor components: A. has a dopant concentration of about 2 * 10.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含金属化合物的导电糊专利
本专利技术通常涉及包含金属化合物的导电糊(electro-conductivepaste)和可由其获得的太阳能电池，优选光伏太阳能电池。本专利技术更具体地涉及太阳能电池前体，制备太阳能电池的方法，太阳能电池和太阳能电池组件。
技术介绍
太阳能电池是使用光生伏打效应将光能转化成电的装置。太阳能是有吸引力的绿色能源，因为它是可持续的且仅产生非污染的副产物。因此，目前投入了大量研究以开发具有提高的效率，同时持续降低材料和生产成本的太阳能电池。当光击中太阳能电池时，一部分入射光被表面反射，其余透射到太阳能电池中。透射的光子被太阳能电池吸收，所述太阳能电池通常由半导体材料制成，例如硅，其通常是适当掺杂的。吸收的光子能量激发半导体材料的电子，产生电子-空穴对。这些电子-空穴对然后被p-n结分离并被太阳能电池表面上的导电电极收集。图1显示简单太阳能电池的最小结构。太阳能电池非常通常地基于硅，所述硅通常为Si晶片的形式。此处，p-n结通常如下制备：提供n型掺杂的Si基质并将p型掺杂层施加于其一个面上，或者提供p型掺杂的Si基质并将n型掺杂层施加于其一个面上，在两种情况下均得到所谓的p-n结。具有施加了的掺杂剂层的面通常充当电池的正面，相对侧的具有原始掺杂剂的Si充当背面。n型和p型太阳能电池都是可能的且已在工业上使用。设计在两个面均利用入射光的电池也是可能的，但它们的用途相对不够广泛。为了使太阳能电池正面的入射光进入并被吸收，正面电极通常以分别称为“细栅线(finger)”和“主栅线(busbars)”的两组垂直线排列。细栅线形成与正面的电接触，主栅线连接这些细栅线以将电荷有效地引至外电路中。通常细栅线和主栅线的这一布置以导电糊的形式施用，将其烧制以得到固体电极体。背面电极也通常以导电糊的形式施用，然后将其烧制以得到固体电极体。典型的导电糊包含金属颗粒、玻璃料和有机载体。有机过渡金属化合物以前已经用于光伏糊中，例如在WO2012/0583058A1中。现有技术中仍然需要改进生产光伏太阳能电池的方法。专利技术概述本专利技术通常基于克服与太阳能电池相关的现有技术遇到的问题中的至少一个的目的。更具体地，本专利技术进一步基于提供具有改进的性能，特别是改进的电性能的太阳能电池的目的。实现上述目的中的至少一个的贡献由形成本专利技术权利要求的主题类别作出。另一贡献由代表本专利技术具体实施方案的本专利技术从属权利要求的主题作出。详细说明实现上述目的中的至少一个的贡献由以下实施方案作出。|1|包含以下前体组分的前体：a.具有掺杂剂浓度在约2×1018至约1.5×1020cm-3，优选约5×1018至约1×1020，更优选约2*1019至约8*1019范围内的表面的Si晶片。b.叠加在表面上的导电糊，其中导电糊包含以下糊成分：i.至少约70重量％，优选至少约75重量％，更优选至少约80重量％的银颗粒，基于糊的总重量；ii.无机反应体系；iii.包含金属M的金属化合物；iv.有机载体。|2|根据实施方案|1|的前体，其中金属化合物选自金属氧化物，有机金属化合物，有机金属氧化物和银金属氧化物中的一种或多种。|3|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属化合物的金属M选自Ge，Pb，As，Sb，Se，Bi，Te，Nb，Ta，Cr，Mo，W和V中的一种或多种；优选选自Mo，W，Cr，Nb，Te和V中的一种或多种，或选自Mo，W，Cr，Nb和Te中的一种或多种；更优选选自Mo，W和V中的一种或多种，或选自Mo和W的一种或多种。|4|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属化合物包含具有两个或更多个配位位点的螯合配体。|5|根据实施方案|4|的前体，其中螯合配体包含选自以下的原子：O，S，N，P或其至少两个，优选选自：O和S，更优选O。|6|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属组合物包含一个或多个acac结构部分。|7|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属化合物具有式ML3，MOL2或MO2L2，其中M是金属，L是螯合配体。|8|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属化合物选自V(acac)3，WO2(acac)2，MoO2(acac)2，VO(acac)2)中的一种或多种。|9|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属化合物具有通式AgxMyOz，其中：M表示金属，其中M不是Ag；x表示1-3的整数，优选为1或2，更优选为2；y表示1-2的整数；z表示3-6的整数，优选为3或4。|10|根据前述实施方案中任一项的前体，其中金属化合物是选自AgVO3，Ag2MoO4，Ag2WO4中的一种或多种。|11|根据前述实施方案中任一项的前体，其中表面的薄层电阻率在约60欧姆/平方以上，优选在约80欧姆/平方以上，更优选在约90欧姆/平方以上，最优选在约100欧姆/平方以上。|12|根据前述实施方案中任一项的前体，其中表面是n型掺杂的。|13|根据前述实施方案中任一项的前体，其中无机反应体系以约0.01至约7重量％，优选约0.05至约6重量％，更优选约0.1至约5重量％存在，基于糊的总重量。|14|制备太阳能电池的方法，包括以下步骤：a.提供根据前述实施方案中任一项的前体；b.烧制前体以获得太阳能电池。|15|可通过根据实施方案|14|的方法获得的太阳能电池。|16|包含2个或更多个太阳能电池的组件，其至少一个根据实施方案|15|。晶片根据本专利技术优选的晶片特别是太阳能电池能够以高效率吸收光以获得电子-空穴对并以高效率在边界上，优选所谓p-n结边界上将空穴和电子分离的区域。根据本专利技术优选的晶片为包含由正面掺杂层和背面掺杂层构成的单一体的那些。优选晶片由适当掺杂的四价元素、二元化合物、三元化合物或合金组成。就本文而言，优选的四价元素为Si、Ge或Sn，优选Si。优选的二元化合物为两种或更多种四价元素的组合、III族元素与V族元素的二元化合物、II族元素与VI族元素的二元化合物或者IV族元素与VI族元素的二元化合物。优选的四价元素组合为两种或更多种选自Si、Ge、Sn或C的元素的组合，优选SiC。优选的III族元素与V族元素的二元化合物为GaAs。根据本专利技术，最优选晶片基于Si。作为晶片的最优选材料，在本申请的其余部分中明确地指Si。下文中明确提到Si的部分也适用于上述其它晶片组成。晶片的正面掺杂层和背面掺杂层相遇的地方是p-n结边界。在n型太阳能电池中，背面掺杂层掺杂有给电子n型掺杂剂且正面掺杂层掺杂有受电子或给空穴p型掺杂剂。在p型太阳能电池中，背面掺杂层掺杂有p型掺杂剂且正面掺杂层掺杂有n型掺杂剂。根据本专利技术优选通过首先提供掺杂的Si基质，然后将相对类型的掺杂层施加于该基质的一个面上而制备具有p-n结边界的晶片。在一个实施方案中，晶片包括n型面和p型面，其均存在于晶片的相同侧上。这种布置的一个示例可以是两手手指交叉状的晶片设计，其中在晶片的同一侧提供n型和p型面允许电池的太阳侧面的低阴影和/或更方便的制备。掺杂Si基质是本领域技术人员公知的。掺杂Si基质可以以本领域技术人员已知并且被认为在本专利技术的上下文中是合适的的任何方式制备。根据本专利技术的Si基质的优选来源是单晶Si，多晶Si，无定形硅和升级冶金Si，单晶Si或多晶Si是最优选的。掺杂以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前体，其包含以下前体成分：a.具有掺杂剂浓度在约2×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 62/139,2681.一种前体，其包含以下前体成分：a.具有掺杂剂浓度在约2×1018至约1.5×1020cm-3范围内的表面的Si晶片；b.叠加在表面上的导电糊，其中导电糊包含以下糊成分：i.基于糊的总重量％至少约70重量％的银颗粒；ii.无机反应体系；iii.包含金属M的金属化合物；iv.有机载体。2.根据权利要求1的前体，其中金属化合物为选自金属氧化物、有机金属化合物、有机金属氧化物和银金属氧化物中的一种或多种。3.根据权利要求1或2的前体，其中金属M为选自Ge、Pb、As、Sb、Se、Bi、Te、Nb、Ta、Cr、Mo、W和V中的一种或多种。4.根据前述权利要求中任一项的前体，其中金属化合物包含具有两个或更多个配位位点的螯合配体。5.根据权利要求4的前体，其中螯合配体包含选自O、S、N、P或其至少两个的原子。6.根据前述权利要求中任一项的前体，其中金属化合物包含一个或多个acac部分。7.根据前述权利要求中任一项的前体，其中金属化合物具有式ML3、MOL2...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·舒尔茨，D·W·霍尔兹曼，M·柯尼格，M·赫尔特斯，P·贡德尔，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE