用于太阳能电池的电极浆料和使用该浆料的太阳能电池电极制造技术

本发明专利技术涉及用于太阳能电池的电极浆料，所述浆料包括导电颗粒、无铅玻璃料、树脂基料和氧化锌颗粒，其中所包含的氧化锌颗粒按氧化锌的总量计为１０重量％或更大并且具有６ｍ２／ｇ或更小的比表面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于太阳能电池的电极浆料和使用该浆料的太阳能电池电极专利技术背景 专利
本专利技术涉及用于太阳能电池的电极浆料和使用该浆料的太阳能电池电极。
技术介绍
在太阳能电池中形成用于收集电流的电极。通常使用包含导电组分的电极浆料来 形成电极。将导电颗粒、玻璃料和有机介质包含在电极浆料中。必要时也包含各种其它添 加剂。已将具有各种优异特性诸如烧结特性的铅基玻璃料用作玻璃料。然而，从减轻环 境负担的角度来讲，要求玻璃料是无铅的，并且要求将无铅玻璃诸如铋基玻璃料用作包含 在电极浆料中的玻璃料。虽然电极浆料在被涂覆到太阳能电池基板上之后要进行焙烧，但无铅玻璃的焙烧 条件会趋于受到一些限制。换句话讲，在焙烧包含无铅玻璃的电极浆料的情形中，可进行焙 烧的温度范围趋于较窄，使得在考虑到各种条件诸如电极性能、产量和收率的情况下难以 设定最佳焙烧温度。此外，在可进行焙烧的温度范围极窄的情形中，在焙烧温度因某种原因 而偏离设定值的情况下更易于产生缺陷产品。已知氧化锌为用于电极浆料的添加剂。例如，在未审查的日本专利申请 2003-152200中，加入了氧化锌以便改善电特性和拉伸强度。未审查的日本专利申请 2005-243500公开了一种用于加入具有0. 001至0. 1 y m平均粒径的氧化锌以便改善电连 续性和粘附强度的技术。未审查的日本专利申请2006-302890公开了一种用于加入7至 lOOnm的氧化锌的技术。需要提供一种可用于太阳能电池制造的具有大范围的焙烧温度条件的电极浆料。专利技术概述本专利技术通过使用具有小的比表面积(即大粒径)的氧化锌来改善高温下的烧结特 性。更具体地讲，本专利技术的一个方面为用于太阳能电池的电极浆料，所述浆料包括导 电颗粒、无铅玻璃料、树脂基料和氧化锌颗粒；其中所包含的氧化锌颗粒按氧化锌的总量计 为10重量％或更大并且具有6m2/g或更小的比表面积。本专利技术的另一方面为一种由用于太阳能电池的电极浆料形成的太阳能电池电极， 所述浆料包括导电颗粒、无铅玻璃料、树脂基料和氧化锌颗粒；其中所包含的氧化锌为氧 化锌颗粒的形式，所述氧化锌颗粒按氧化锌的总量计为10重量％或更大并且具有6m2/g或 更小的比表面积。使用本专利技术的电极浆料可增大选择焙烧条件的自由度。因此，通过设定考虑到各 种因素的焙烧条件可获得更高品质的太阳能电池。此外，还可避免因设定温度和焙烧温度之间的偏差而导致缺陷产品的产生。附图简述附图说明图1为标绘图，其显示了基于氧化锌颗粒的总量的氧化锌颗粒的含量和串联电阻 值(Rs)之间的相关性，所述颗粒具有小比表面积；图2A至2D为用于解释当使用本专利技术的导电浆料来生产太阳能电池时的生产过程 的图片；并且图3为标绘了氧化锌粉末的比表面积对峰值烧结温度下的Rs值的图。专利技术详述本专利技术涉及用于太阳能电池的电极浆料，所述浆料包括导电颗粒、无铅玻璃料、树 脂基料和氧化锌颗粒。以下对本专利技术的导电浆料的每种组分进行说明。1.导电颗粒将导电颗粒包含在本专利技术的浆料中。导电颗粒的实例包括银粒子、金粒子、钯粒 子、铜粒子、铝粒子以及这些金属的合金粒子。本专利技术的导电颗粒可使用各种已知技术来生产。例如，银粒子可通过雾化法或湿 还原法来生产。虽然对导电颗粒的平均粒径没有特定限制，但粒径优选为0. 1至14 μ m，并且更优 选1.0至8.0μπι。将平均粒径由实测值来计算为平均粒径(50%点)，所述实测值用例如 Horiba, Ltd.制造的LA-920粒度分布分析仪来确定。导电颗粒优选具有高纯度(99%或更高)。然而，取决于电极图案的电需求，也可 使用具有较低纯度的物质。虽然对浆料中的导电颗粒的含量没有特定限制，但基于浆料的重量，导电颗粒按 重量计优选为70%至90%。2.玻璃料本专利技术的导电浆料包含作为无机粘合剂的玻璃料。在本专利技术中，使用大体上不含 铅的无铅玻璃料。此处，“大体上不含铅”是指不以等于或大于杂质含量的含量包含铅。然 而，当然优选的是根本检测不到铅。能够用于本专利技术的玻璃粘合剂为如下的玻璃料其具有400°C至600°C的软化点 以便导电浆料可在600°C至900°C下焙烧、适宜地烧结并润湿并且还可适宜地粘附到硅衬 底上。如果软化点低于400°C，则烧结程度会过度，从而无法充分地获得本专利技术的效应。另 一方面，如果软化点超过600°C，则由于在焙烧期间不能发生足够的熔融流，不能表现出足 够的粘附强度，因而不能够促进银粒子或其它导电颗粒的液相烧结。此处，“软化点”是指根 据ASTM C338-57的纤维伸长法获得的软化点。可使用大范围内的用于电子材料的导电浆料中所用的无铅玻璃料。例如，可使用 无铅玻璃，诸如硼硅酸锌玻璃。虽然对所提供的以便可实现本专利技术的目的的玻璃料的含量没有特定限制，但基于 导电浆料的重量，所述玻璃料的含量按重量计优选为0. 5%至10%，并且更优选为1. 0%至 3. 0%。如果玻璃料的量按重量计小于0.5%，则粘附强度可能会不足。如果玻璃料的量按重量计超过10%，则会由于浮置玻璃等原因而在后续的焊接步骤中发生问题。3.树脂基料本专利技术的导电浆料包含树脂基料。在本说明书中，“树脂基料”是指聚合物与稀释 剂的混合物。因此，树脂基料中可包含有机液体(也称为稀释剂)。在本专利技术中，包含有机 液体的树脂基料是优选的，并且必要时可在高粘度情况下单独地加入附加有机液体来作为 粘度调节剂。适用于本专利技术的树脂基料包括树脂(诸如聚甲基丙烯酸酯)或乙基纤维素的松油 溶液、一乙酸乙二醇单丁酯溶液和乙基纤维素萜品醇溶液。在本专利技术中，优选使用乙基纤 维素的萜品醇溶液(乙基纤维素含量=按重量计5%至50%)。此外，在本专利技术中，还可将 无聚合物溶剂诸如水或有机液体用作粘度调节剂。可使用的有机液体的实例包括醇、醇酯 (诸如乙酸酯或丙酸酯)和萜烯(诸如松油或萜品醇)。基于导电浆料的重量，树脂基料的含量按重量计优选为5%至50%。4.氧化铎颗粒本专利技术的导电浆料中包含氧化锌颗粒。在本专利技术中包含具有小比表面积的氧化锌 颗粒，即大氧化锌颗粒。具有小比表面积的氧化锌颗粒的数目越大，本专利技术的效应就趋于越 大。优选包含指定量或更多量的具有6m2/g或更小的比表面积的氧化锌颗粒，并且更优选 包含指定量的具有3m2/g或更小的比表面积的氧化锌颗粒。虽然对比表面积的下限没有特 定限制，但过大的氧化锌颗粒难以生产，并且可能对电极产生有害影响。因此，虽然对比表 面积没有特定限制，但其通常为0. lm2/g或更大。氧化锌颗粒的比表面积通过例如BET方法测量。在本专利技术的导电浆料中，基于氧化锌颗粒的总量，具有指定比表面积或更小的比 表面积的氧化锌颗粒的最佳含量是从氧化锌颗粒的含量和串联电阻Rs之间的关系(见图 1)估算出来的。以下提供对所述相关性的说明。图1为串联电阻Rs对基于氧化锌颗粒的总量具有指定比表面积的氧化锌颗粒的 含量的标绘图。在图1中，X轴代表基于氧化锌颗粒的总量的具有3m2/g或更小的比表面积 的氧化锌颗粒的重量百分比。如从该标绘图可确定，就含量而言，优选基于氧化锌颗粒的总量包含按重量计 10%或更多量的具有指定比表面积的氧化锌颗粒，并且更优选基于氧化锌颗粒的总量包含 按重量计30%或更多量的所述颗粒。此外，对含量的上限也没有特定限制。取决于具体情 况，全部量的氧化锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于太阳能电池的电极浆料，所述浆料包括：导电颗粒、无铅玻璃料、树脂基料和氧化锌颗粒，其中所包含的氧化锌颗粒按氧化锌的总量计为１０重量％或更大并且具有６ｍ↑［２］／ｇ或更小的比表面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【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]