太阳能电池电极的糊料、太阳能电池电极制造方法、以及太阳能电池技术

本发明专利技术涉及一种用于太阳能电池电极的导电性糊料，所述糊料包含微晶尺寸为５８纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于第一银粉的第二银粉，玻璃粉和树脂粘合剂。本发明专利技术还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池具有包含上述导电性糊料的电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池。更具体地，本专利技术涉及用来制造太阳能电池中的电极的糊料，使用上述糊料制造太阳能电池的方法，以及制得的太阳能电池。
技术介绍
当制造用于太阳能电池的电极时，电极形成在形成有减反射膜的面上。为了形成电极，将包含导电粉末(例如银粉)、玻璃粉、树脂粘合剂以及(需要时)其它添加剂的糊料涂敷在减反射层上，然后进行烧结。所述电极的特性对于提高太阳能天池的发电特性是很重要的。例如，可通过减低电极的电阻提高发电效率。已提出了各种方法来实现该目标。例如，日本专利公开第2005-243500A号揭示了一种制造具有足够高的电导率的电极的方法。更具体来说，该专利文献揭示了一种导电性糊料，该糊料包含有机粘合剂、溶剂、玻璃粉、导电粉末以及选自Ti、Bi、Zn、Y、In和Mo的至少一种金属，或者该金属的化合物。所述导电性糊料中金属或其化合物的平均粒度大于0.001微米，但是小于0.1微米。所述导电性糊料相对于半导体可以提供高电导率，还具有极佳的粘着性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种糊料，该糊料包含微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，玻璃粉，和树脂粘合剂，该糊料可用来制造太阳能电池电极。本专利技术还涉及一种太阳能电池，该电池具有电极，该电极包含微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，以及玻璃粉。附图说明图1(a)-(d)显示了使用本专利技术的导电性糊料制造太阳能电池的制造过程。图2是显示在改变第一银粉和第二银粉的含量时，制得的太阳能电池的电特性的测量结果的图，此图用来估计银粉的最佳含量。具体实施例方式在烧结糊料的过程中，由于涂膜的收缩，接触电阻会增大，会产生微小裂纹。这些问题会对太阳能电池的特性造成负面影响。例如，太阳能电池的面内均匀性会变差，太阳能电池的转换效率会降低。本专利技术的目的是通过提高制得的电极的特性，进一步提高太阳能电池的特性，以解决上述问题。本专利技术提供一种用于太阳能电池电极的导电性糊料，该糊料包含微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，玻璃粉，和树脂粘合剂。本专利技术还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池具有电极，所述电极包含微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，和玻璃粉。在上述导电性糊料和太阳能电池中，所述第一银粉优选具有以下特征(1)所述第一银粉优选使用雾化法制得。(2)所述第一银粉开始收缩的温度优选等于或高于700℃。(3)以银的总重量为基准计，所述第一银粉的含量优选为10-70重量％。(4)所述第一银粉的微晶尺寸优选为58-90纳米，所述第二银粉的微晶尺寸优选为30-58纳米。可以抑制接触电阻的增大以及微小裂纹的产生。因此，可以提高制得的太阳能电池的特性。发现通过使用具有特定微晶尺寸的银粉作为糊料中的导电性粉末，可以抑制接触电阻的增大以及微小裂纹的产生。基于这一点完成了本专利技术。本专利技术提供一种用于太阳能电池电极的导电性糊料，该糊料包含微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，玻璃粉，和树脂粘合剂。本专利技术的导电性糊料被用来在太阳能电池的表面上形成电极。在下文中将对本专利技术导电性糊料中的每种组分进行描述。1.导电性金属优选使用银(Ag)颗粒作为本专利技术导电性糊料中的导电性金属。用于本专利技术的银颗粒的微晶尺寸在上述范围内。最优选使用两种具有不同微晶尺寸的银颗粒作为导电性金属。在本说明书中，微晶尺寸是使用以下公式(Scherrer公式)，由银粉的X-射线衍射测得Ag的111反射峰(2θ在约38.1°附近的峰)的半峰宽计算得到的。D＝K·λ/βcosθ式中D微晶尺寸λ测量用的X射线波长β半峰宽(弧度)θ衍射角KScherrer常数(0.9)本专利技术所述的微晶尺寸是使用Cu＝1.54056作为λ(测量用X射线的波长)时测得的数值。对用来测量微晶尺寸的装置并无特殊限制。可使用任何市售的装置，例如MXP18VAHFx射线衍射仪。在本专利申请中使用微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉以及微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉作为所述银颗粒。所述第一银粉的微晶尺寸优选为58-90纳米。所述第二银粉的微晶尺寸为30-58纳米，优选为35-50纳米，更优选为40-45纳米。当将微晶尺寸在这些范围内的银粉混合时，可以抑制在烧结之后接触电阻增大以及在形成的银电极中产生微小裂纹。以银的总量为基准计，所述第一银粉的含量优选为10-70重量％，更优选为20-55重量％，最优选为25-45重量％。认为具有大微晶尺寸的银颗粒(例如第一银粉)具有高的抑制烧结的效果。另一方面，为了获得到电导率，优选改进烧结性质，以制得低电阻导体。考虑到综合上述性质，上述范围是优选的。如果所述第一银粉含量过小，会导致过度烧结。如果含量过大，会造成烧结不足。以导电性糊料的重量为基准计，所述第一和第二银粉的总量优选为60-90重量％。所述第一银粉开始收缩的温度(也被称为烧结起始温度)优选等于或高于700℃。如果在低温开始烧结，会由于收缩产生过多的残余应力。因此，发电特性会变差。优选使用雾化法形成银颗粒。如果使用所述雾化法形成银颗粒，可以有效地制得具有在本专利技术特定范围之内的微晶尺寸的银颗粒。当银颗粒被用作常规的导电性糊料时，关于技术效果对银颗粒的粒度并没有特殊限制。然而，由于粒度对银的烧结特性有影响(例如大粒度的银颗粒的烧结速率比小粒度的银颗粒慢)，对于本专利技术来说，优选使用具有特定粒度的银颗粒。所述银颗粒还必须具有适于用来涂敷导电性糊料的方法(例如丝网印刷法)的粒度。为满足上述要求，用于本专利技术的银颗粒的平均粒度为0.1-14微米，优选为1.0-8.0微米。当使用具有在上述范围内的粒度的银颗粒时，可以形成适合用于涂敷导电性糊料的糊料。更具体来说，所述第一银粉的平均粒度优选为3.5-14.0微米，更优选为4.0-10.0微米，最优选为4.5-8.0微米。所述第二银粉的平均粒度优选为0.1-3.5微米，更优选为0.5-3.0微米，最优选为1.0-2.5微米。所述平均粒度是使用由Horiba，Ltd.制造的LA-920装置测得的数值计算的(粒度分布累积50％的点)。通常优选使用高纯度银(99+％)。但是根据电极图案的电学要求，也可使用低纯度银。2.玻璃粉优选本专利技术的导电性糊料包含玻璃粉作为无机粘合剂。可用于本专利技术的玻璃粘合剂是软化点为450-550℃的玻璃粉，这样导电性糊料可以在600-800℃烧结并适当地浸润，还可适当地与硅基板相结合。如果软化点低于450℃，无法进行烧结，无法实现本专利技术的效果。另一方面，如果软化点高于550℃，在烧结过程中无法良好地熔融和流动。因此，无法实现良好的粘着强度，无法加快银的液相烧结。所述“软化点”是使用ASTM C338-57的纤维拉伸法测量的。由于在本专利技术中，玻璃粉的化学组成并不重要，所以在本专利技术中可使用任何用于电子材料的导电性糊料的玻璃粉。例如，可使用硼硅酸铅。同时考虑到软化点的范围和玻璃可熔性，硅酸铅玻璃和硼硅酸铅玻璃是本专利技术优选的材料。还可使用硼硅酸锌玻璃或其它种类的无机玻璃。对玻璃粉的含量并无特别的限制，只要能够实现本专利技术的目标即可。以导电性糊料的重量为基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种糊料，该糊料包含：微晶尺寸等于或大于５８纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，玻璃粉，和树脂粘合剂，所述糊料用来制造太阳能电池电极。

【技术特征摘要】
JP 2005-12-21 2005-3688571.一种糊料，该糊料包含微晶尺寸等于或大于58纳米的第一银粉，微晶尺寸不同于所述第一银粉的第二银粉，玻璃粉，和树脂粘合剂，所述糊料用来制造太阳能电池电极。2.如权利要求1所述的糊料，其特征在于，所述第一银粉使用雾化法制备。3.如权利要求1所述的糊料，其特征在于，所述第一银粉的开始收缩温度等于或高于700℃。4.如权利要求1所述的糊料，其特征在于，以所述第一银粉和第二银粉的总重量为基准计，所述第一银粉的含量为10-70重量％。5.如权利要求1所述的糊料，其特征在于，所述第一银粉的微晶尺寸为58...

【专利技术属性】
技术研发人员：今野卓哉，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]