具有活性焊料涂层的导线及其使用方法技术

一种具有活性焊料涂层的导线及其使用方法，所述方法包含：提供一基板；提供一导线，其具有一线材及涂布在所述线材上的一活性焊料涂层，所述活性焊料涂层包含至少一种焊锡合金，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℃的温度预热所述导线及基板；再将所述预热后的导线放置在所述预热后的基板上，使所述活性焊料涂层接触、熔化并焊接结合在所述预热后的基板上；以及，冷却固化所述导线的活性焊料涂层的活性焊料，以通过所述导线形成一电路图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于ー种太阳能电池电极及其制作方法，特别是关于ー种。
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、风カ发电)的发展逐渐受到重视，其中尤以太阳能发电最受各界重视。请參考附图I所示，其掲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类型的一 η型扩散层12，并形成P — η界面(junction)。随后，再于所述η型扩散层12上形成ー抗反射层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粉末的银导电浆料，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。另ー方面，所述P型硅半导体衬底11的背面侧则使用含有铝粉末的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型硅半导体衬底11中，于是在所述背面电极层15与P型硅半导体衬底11之间形成含有高浓度的铝掺杂剂的ー 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，不具焊接性(润湿性差)。此外，可通过网印方式于所述背面电极层15上印刷ー种银-铝导电浆料，经烧结后形成一具有良好焊接性的导线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，例如连接于所述正面电极层14、背面电极层15及导线17是使用银、铝及银-铝等导电浆料来制作电极及导线，但所述银、铝及银-铝导电浆料的材料成本颇高，约占整个模块制作成本的10至20%。再者，这些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学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。再者，使用导电浆料制作导线必需经过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。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，有必要提供ー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ー种，使用成本较低的活性焊料来涂布在线材的外表面上，以形成具有活性焊料涂层的导线，当使用导线时，若导线的活性焊料涂层接触预先加热的基板(如太阳能电池基板)，即可焊接结合在基板上来形成电路图案，因而有利于降低材料成本,并简化及加速电路エ艺,并且增强电学效应。本专利技术的次要目的在于提供ー种，其中当应用在制作太阳能电池基板时，导线能以相对较低熔点温度焊能直接活性接结合在太阳能电池基板的不具焊接性(润湿性差)的铝质背面电极层上，以形成电路图案来连接于数个背面电极之间，故不需通过网印方式银-铝导电浆料来制作导线，以及高温烧结エ艺，因而有利于避免网印不均匀及基板材料再次因高温烧结作业而劣化，以相对提高基板制造良率，并且增强电学效应。 本专利技术的另一目的在于提供ー种，其在由具有活性焊料涂层的金属导线材具有良好导电率，能有效地降低电能消耗，进而提高太阳能电池的转换效率，故不会因导电浆料含有不具导电学及不利于焊接性的玻璃微粒问题。本专利技术的再一目的在于提供ー种，其在由具有活性焊料涂层的所形成的电路图案上可进ー步选择进行无电镀或电镀等增厚处理，其除了可増加所述电路图案的厚度外，也可増加电路图案与外部电路结合的接合性质、导电能力及防止氧化生锈能力。为达上述的目的，本专利技术提供ー种具有活性焊料涂层的导线，其包含ー线材，具有一外表面；以及ー活性焊料涂层，涂布在所述线材之外表面上；其中所述活性焊料涂层的一活性焊料包含至少ー种焊锡合金，并混掺有6 % (重量)以下的至少ー种活性成分以及O. 01%至2 % (重量)的至少ー种稀土族元素(Re)。再者，本专利技术另提供ー种具有活性焊料涂层的导线的使用方法，其包含下列步骤提供一基板；提供ー导线，其具有ー线材及涂布在所述线材上的一活性焊料涂层，其中所述活性焊料涂层包含至少ー种焊锡合金，并混掺有6 % (重量)以下的至少ー种活性成分以及O. 01%至2 % (重量)的至少ー种稀土族元素(Re);先以低于450°C的温度预热所述导线及基板；再将所述预热后的导线放置在所述预热后的基板上，使所述活性焊料涂层接触、熔化并焊接结合在所述预热后的基板上；以及，冷却固化所述导线的活性焊料涂层的活性焊料，以通过所述导线形成一电路图案。在本专利技术的一实施例中，所述线材的材料选自银基合金、铜基合金、铝基合金、镍基合、金基合金或其混合合金。在本专利技术的一实施例中，所述焊锡合金选自锡基合金、铋基合金或铟基合金。在本专利技术的一实施例中，所述锡基合金、铋基合金或铟基合金混掺有6 %(重量)以下的至少ー种活性成分，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)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)。在本专利技术的一实施例中，在将所述导线放置在所述基板上的步骤中，通过超声波的辅助使所述活性焊料涂层接触、熔化并焊接结合在所述基板上。在本专利技术的一实施例中，在形成所述电路图案之后，另包含对所述电路图案选择进行无电镀或电镀，以增加所述电路图案的厚度。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，所述活性焊料涂层的厚度介于10至200微米(μπι)之间。 在本专利技术的一实施例中，所述基板选自太阳能电池、发光二极管(LED)、电容组件、 振荡器组件、半导体芯片、其它主动或被动组件的半导体基板、金属氧化物基板、燃料电池电极板或陶瓷基板。在本专利技术的一实施例中，所述基板选择一太阳能电池的基板，其中所述太阳能电池基板具有一背面，所述导线在所述背面上形成所述电路图案，以电学连接数个背面电极。在本专利技术的一实施例中，所述基板及电路图案与一铜覆层形成ー堆栈结构，所述堆栈结构可与另ー相同的堆栈结构进一歩相互堆栈。附图说明附图I :现有太阳能电池组件的剖视图。附图2A至附图2D :本专利技术较佳实施例具有活性焊料涂层的导线的使用方法的流程意图。具体实施例方式为了让本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有活性焊料涂层的导线的使用方法，其特征在于，包含：提供一基板；提供一导线，其具有一线材及涂布在所述线材上的一活性焊料涂层，其中所述活性焊料涂层包含至少一种焊锡合金，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℃的温度预热所述基板；再将所述预热后的导线放置在所述预热后哦基板上，使所述活性焊料涂层接触、熔化并焊接结合在所述预热后之基板上；以及冷却固化所述导线的活性焊料涂层的活性焊料，以通过所述导线形成一电路图案。

【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：国立屏东科技大学，
类型：发明
国别省市：