含钒电极和与透明导体的互连制造技术

公开含有钒的中间温度金属化糊浆。金属化糊浆可用于制造与透明导电氧化物层互连的电极。极。极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含钒电极和与透明导体的互连


[0001]本专利技术公开用于在透明导体上制造电极，且尤其用于光伏打电池中的可印刷厚膜金属化糊浆。厚膜金属化糊浆包含可以在350℃至500℃的温度下固化的钒基玻璃系统。

技术介绍

[0002]具有多晶硅
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氧化物(POLO)接触的穿隧氧化物钝化接触(TopCon)光伏打电池已表明效率大于25％。经氢化的多晶硅(多晶硅)层和透明导电氧化物(TCO)层沉积于纹理化、经钝化的n型硅晶片的一个或两个表面上方，从而形成经钝化的载流子选择性异质接触。直接沉积于晶片表面上的穿隧氧化物提供化学钝化，从而产生长的少数载流子使用期限。掺杂的多晶硅层允许选择性载流子收集，其中p型掺杂层充当电子选择性接触且n型掺杂层用作电子选择性接触。TCO层使得能够在多晶硅掺杂层之间形成有效接触且能够上覆于电池电极，提供横向传导且充当抗反射涂层。
[0003]TopCon/POLO技术的效能限制为全面积异质接触在薄TCO薄膜和多晶硅层中展现寄生光吸收。
[0004]与扩散硅技术相比，TopCon/POLO光伏打电池的工艺限制为在沉积多晶硅层之后，后续步骤必须在低温下进行以避免TCO特性的退化。举例来说，必须使用具有低固化温度的金属化糊浆。
[0005]如例如在具有固有薄层(HIT)光伏打电池的异质结中所使用的低温金属/有机金属化糊浆(例如固化温度约为200℃的金属化糊浆)，其可以具有比具有例如约780℃的峰值烧制温度的高温金属化糊浆的线路电阻高两倍至三倍的线路电阻。
[0006]使用低温金属化糊浆形成的电极的较高线路电阻对电极组态强加经济和效能限制。
[0007]在中间温度下固化(例如在约400℃下)用于形成TopCon/POLO光伏打电池的电极的金属化糊浆可以获得类似于用于钝化发射极和后触点(PERC)光伏打电池的惯用高温金属化糊浆的低线路电阻率。在中间温度下，所有有机粘合剂将已燃尽且较长固化时段(例如若干分钟)与用于高温金属化的加标燃烧中的一分钟下相对，得到高网网格线传导性。
[0008]为提供用于制造高效率TopCon/POLO光伏打电池的经济的方法，需要中间温度固化厚膜金属化糊浆，其可以经丝网印刷以得到具有小特征尺寸和具有可印刷性分辨率的高深宽比的导电栅极，且展现低电阻率、对TCO薄膜的高粘着强度和极佳可焊性。经丝网印刷的金属化物应还展现低特定接触电阻、极佳接面理想性和高填充因子(FF)。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术，玻璃系统由金属氧化物组合物制备，所述金属氧化物组合物包含：5wt％至35wt％五氧化二钒V2O5；30wt％至55wt％氧化银Ag2O；和30wt％至50wt％二氧化碲TeO2；其中wt％是以金属氧化物组合物的总重量计。
[0010]根据本专利技术，玻璃系统由金属氧化物组合物制备，所述金属氧化物组合物包含：
15wt％至65wt％五氧化二钒V2O5；15wt％至65wt％氧化铅PbO；和3wt％至31wt％二氧化碲TeO2；其中wt％是以金属氧化物组合物的总重量计。
[0011]根据本专利技术，玻璃系统由金属氧化物组合物制备，所述金属氧化物组合物包含：25wt％至50wt％五氧化二钒V2O5；40wt％至55wt％氧化铅PbO；0wt％至20wt％氧化磷P2O5；和2wt％至5wt％氧化锌ZnO；其中wt％是以金属氧化物组合物的总重量计。
[0012]根据本专利技术，金属化糊浆包含：根据本专利技术的玻璃系统；和导电金属粒子。
[0013]根据本专利技术，电极包含根据本专利技术的固化金属化糊浆。
[0014]根据本专利技术，电子装置包含互连至透明导体的根据本专利技术的电极。
[0015]根据本专利技术，制造玻璃系统的方法包含在800℃至1,300℃范围内的温度下熔融根据本专利技术的金属氧化物组合物。
[0016]根据本专利技术，形成电极的方法包含将根据本专利技术的金属化糊浆施加至透明导体上；和固化所施加的金属化糊浆以得到电极。
[0017]根据本专利技术，电极是通过根据本专利技术的方法制得。
[0018]根据本专利技术，光伏打电池包含互连至透明导体的根据本专利技术的电极。
附图说明
[0019]所属领域技术人员应理解，本文所描述的图式仅用于说明目的。图式并不打算限制本专利技术的范围。
[0020]图1展示由本专利技术提供的具有前侧和背侧金属化栅极的TopCon/POLO光伏打电池的实例。
[0021]图2展示由本专利技术提供的具有前侧和背侧金属化栅极的TopCon/POLO光伏打电池的实例。
[0022]图3展示由本专利技术提供的具有前侧和背侧金属化栅极的TopCon/POLO光伏打电池的实例。
[0023]图4展示由本专利技术提供的具有前侧扩散接触金属化栅极和背侧穿隧氧化物钝化的接触金属化栅极的光伏打电池的实例。
[0024]图5展示由本专利技术提供的具有正背侧金属化栅极和负背侧金属化栅极的叉指式背触点(IBC)光伏打电池的实例。
[0025]图6为扫描电子显微镜(SEM)图像，其展示根据本专利技术的TCO薄膜与电极之间的表面的横截面。
[0026]图7为展示由本专利技术提供的A型玻璃系统的组成、A型玻璃系统的特性和使用A型玻璃系统制备的电极的特性的表格。
[0027]图8为展示由本专利技术提供的B型玻璃系统的组成、B型玻璃系统的特性和使用B型玻璃系统制备的电极的特性的表格。
[0028]图9为展示由本专利技术提供的C型玻璃系统的组成、C型玻璃系统的特性和使用C型玻璃系统制备的电极的特性的表格。
具体实施方式
[0029]出于以下详细描述的目的，除非其中明确相反地指定，否则应理解由本专利技术提供
的实施例可采用各种替代性变化形式和步骤顺序。此外，除任何操作实例中或以其它方式指示外，说明书和权利要求书中用于表达例如成分数量的所有数值理解为在所有情况下通过术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则以下说明书和随附权利要求书中所阐述的数值参数为近似值，其可视通过本专利技术获得的所需特性而变化。至少，且不试图将均等论的应用限于权利要求书的范围，各数值参数至少应根据所报导的有效数字的数目且通过应用普通舍位技术来解释。
[0030]尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数为近似值，但特定实例中所阐述的数值应尽可能精确地报导。然而，任何数值都固有地含有某些必然由其各别测试测量中所发现的标准偏差造成的误差。
[0031]此外，应理解本文中所列举的任何数值范围打算包括其中包含的所有子范围。举例来说，“1至10”的范围打算包括介于所列举的最小值1与所列举的最大值10之间且包括所列举的最小值1和所列举的最大值10的所有子范围，也就是说，最小值等于或大于1且最大值等于或小于10。
[0032]例如在表述“层A上覆于层B”中的“上覆于(Overlying/overlies)”是指在无任何介入层的情况下处于另一层上且接触另一层的层，或在两个层之间具有一个或多个介入层的另一层上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子装置，其包含与透明导电氧化物层接触的含钒电极。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述透明导电氧化物层具有10nm至250nm的厚度。3.根据权利要求1至2中任一项所述的电子装置，其中所述透明导电氧化物层为氧化铟锡层。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置，其中所述电极包含：0.1wt％至2.0wt％含钒玻璃系统；和98.0wt％至99.9wt％导电金属，其中wt％是以所述电极的重量计。5.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述导电金属包含银、铜、铝、镍或前述中的任一个的组合。6.根据权利要求4至5中任一项所述的电子装置，其中所述含钒玻璃系统是由包含以下的金属氧化物组合物制备：5wt％至35wt％五氧化二钒V2O5；30wt％至55wt％氧化银Ag2O；和30wt％至50wt％二氧化碲TeO2；其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。7.根据权利要求4至5中任一项所述的电子装置，其中所述含钒电极包含：0.1wt％至1.2wt％含钒玻璃系统，其包含钒、银和碲；和98.0wt％至99.9wt％Ag，其中wt％是以所述含钒电极的重量计，且其中所述含钒玻璃系统是由包含以下的金属氧化物组合物制备：10wt％至32.5wt％五氧化二钒V2O5；30wt％至50wt％氧化银Ag2O；和30wt％至50wt％二氧化碲TeO2；其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。8.根据权利要求4至7中任一项所述的电子装置，其中所述含钒电极包含小于1.0wt％的所述含钒玻璃系统。9.根据权利要求6至8中任一项所述的电子装置，其中所述金属氧化物组合物中的TeO2与V2O5的wt％比率为1至5，其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。10.根据权利要求6至8中任一项所述的电子装置，其中所述金属氧化物组合物中的TeO2与V2O5的wt％比率为0.8至4，其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。11.根据权利要求6至10中任一项所述的电子装置，其中，所述含钒玻璃系统具有150℃至200℃的玻璃转移温度T
g
，其中所述玻璃转移温度是通过差示扫描量热法测定；且所述含钒玻璃系统具有200℃至350℃的软化点，其中所述软化点是通过膨胀测量法测定。12.根据权利要求4至5中任一项所述的电子装置，其中所述含钒玻璃系统是由包含以下的金属氧化物组合物制备：
15wt％至65wt％五氧化二钒V2O5；15wt％至65wt％氧化铅PbO；和3wt％至31wt％二氧化碲TeO2；其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。13.根据权利要求12所述的电子装置，其中，所述金属氧化物组合物包含大于98wt％的V2O5、PbO和TeO2，其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计；所述金属氧化物组合物中的TeO2与V2O5的wt％比率为0.05至2，其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计；且所述金属氧化物组合物中的PbO与V2O5的wt％比率为0.2至4.5，其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。14.根据权利要求12至13中任一项所述的电子装置，其中，所述含钒玻璃系统具有230℃至265℃的玻璃转移温度T
g
，其中所述玻璃转移温度是通过差示扫描量热法测定；且所述含钒玻璃系统具有250℃至400℃的软化点，其中所述软化点是通过膨胀测量法测定。15.根据权利要求4至5中任一项所述的电子装置，其中所述含钒玻璃系统是由包含以下的金属氧化物组合物制备：25wt％至50wt％五氧化二钒V2O5；40wt％至55wt％氧化铅PbO；0wt％至20wt％氧化磷P2O5；和2wt％至5wt％氧化锌ZnO；其中wt％是以所述金属氧化物组合物的总重量计。16.根据权利要求15所述的电子装置，其中所述含钒电极包含：0.1wt％至2wt％含钒玻璃系统；和98.0wt％至99.9wt％Ag，其中wt％是以所述含钒电极的重量计，且其中所述含钒玻璃系统是由包含以下的金属氧化物组合物制备：25wt％至50wt％五氧化二钒V2O5；40wt％至55wt％氧化铅PbO；0wt％至20wt％氧化磷P2O5；和2wt％至5wt％氧化锌ZnO，其中wt％是以所述金属氧化物组合物的重量计。17.根据权利要求16所述的电子装置，其中所述含钒电极包含小于1.6wt％的所述含钒玻璃系统，其中wt％是以所述含钒电极的总重量计。18.根据权利要求15至17中任一项所述的电子装置，其中，所述金属氧化物组合物中的P2O5与PbO的wt％比率为0至0.5；且所述金属氧化物组合物中的ZnO与PbO的wt％比率为0.035至0.125，其中wt％是以...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德，
申请(专利权)人：法罗斯材料公司，
类型：发明
国别省市：