制造太阳能电池电极的方法和传导性浆料技术

本发明专利技术涉及制造太阳能电池电极的方法，所述方法包括：制备半导体基底，其中在所述半导体基底的正面、背面、或所述正面和背面两者上具有预成型的电极；将传导性浆料施加到所述预成型的电极上，其中所述传导性浆料包含传导性粉末、具有50℃或更低的玻璃化转变温度(Tg)的非晶态的饱和聚酯树脂、以及有机溶剂；干燥所述施加的传导性浆料；将片式电极放置在干燥的传导性浆料上；以及焊接所述片式电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池电极，更具体地讲涉及用于形成太阳能电池电极的传导性浆料和制造太阳电池电极的方法。
技术介绍
存在两种传导性浆料。一种为烧结型，其包含玻璃料以在烧结过程中在例如500°C或更高的高温下通过熔融而粘附到基底。另一种为聚合物型传导性浆料，其基本上不包含玻璃料并通过传导性浆料中的聚合物树脂自身在例如300°C或更低的相对较低的温度下加热而粘附到基底。需要的是使用聚合物型传导性浆料制造的太阳能电池电极，因为其在烧结步骤中不需要高温。然而，由聚合物型传导性浆料制成的太阳能电池电极有时会因焊接热效应而剥离。·US20080196757公开了由包含传导性颗粒的传导性组合物和热固性环氧树脂组合物形成的太阳能电池电极。专利技术概沭本专利技术的一个目的是提供聚合物型传导性浆料以形成如下太阳能电池电极，所述太阳能电池电极在通过焊接而连接的基底和电极之间以及电极和铜带之间具有足够的粘附力。本专利技术的一个方面涉及制造太阳能电池电极的方法，所述方法包括制备半导体基底，其中在所述半导体基底的正面、背面或所述正面和背面两者上具有预成型的电极；将传导性浆料施加到预成型的电极上，其中传导性浆料包含传导性粉末、具有50°C或更低的玻璃化转变温度(Tg)的非晶态的饱和聚酯树脂、以及有机溶剂；在80至250°C下干燥所施加的传导性浆料；将片式电极放置干燥的传导性浆料上；以及焊接片式电极。本专利技术的另一方面涉及用于制造太阳能电池电极的传导性浆料，基于传导性浆料的总重量计，所述传导性浆料包含40至90重量％的传导性粉末；5至50重量％的溶剂；以及3至20重量％的非晶态的饱和聚酯树脂，所述聚酯树脂具有50°C或更低的Tg。本专利技术的太阳能电池电极可获得足够的粘附力。附图简沭附图说明图1为混合型太阳能电池的横截面示意图。图2(a)至2(d)为说明形成混合型太阳能电池电极的方法的图。图3(a)至3(c)为说明在正面形成晶体型太阳能电池电极的方法的图。图4(a)至4(c)为说明在正面形成晶体型太阳能电池电极的方法的图。图5(a)至5(c)为说明在背面形成晶体型太阳能电池电极的方法的图。图6(a)至6(c)为说明形成有机薄膜太阳能电池电极的方法的图。专利技术详沭下文将结合附图来描述用于制造本专利技术的太阳能电池电极的方法以及在该方法中所使用的传导性浆料。制造太阳能电池电极的方法太阳能电池有多种类型，例如混合型、晶体型、非晶态型或薄膜型。然而，太阳能电池的类型不受限制。在一个实施方案中，太阳能电池可为混合型太阳能电池。就混合型而言，基底可包括半导体基底101和透明电极102。透明电极102可在半导体层101的正面和背面两者上形成，如图1所示。透明电极102可由铟钛氧化物(ITO)制成。在该情况下，预成型的电极为透明电极102。混合型太阳能电池的半导体层101可为至少三层单晶半导体层以及位于单晶半导体层的正面和背面两者上的非晶半导体层。“正面”在本说明书中被定义为当其被引入以利用阳光发电时，接收阳光的一面。“背面”被定义为正面的相对面。 集电极103可在透明电极102的正面和背面两者上形成。可使用片式电极104将正面上的集电极103连接到相邻太阳能电池的背面上的集电极。片式电极104可用焊料105覆盖以进行粘附。本专利技术的传导性浆料可用于集电极103。因此，即使在焊接后，太阳能电池也能够牢固地粘附集电极和片式电极。根据图2至图4来说明制造太阳能电池的方法。在一个实施方案中，如图2(a)所示地制备半导体基底201，其具有作为预成型的电极的透明电极202。透明电极202可至少形成于半导体基底201的正面上。然而，也可以在正面和背面两者上形成透明电极202，如图2(a)所示。可通过例如用ITO的化学气相沉积(CVD)来形成透明电极202。将传导性浆料203施加到透明电极层202的正面上，以形成集电极。可通过丝网印刷传导性浆料203进行施加，尤其是在形成细线图案的情况下。所施加的传导性浆料203的图案可为梳型，其包括至少一条线的汇流条203(a)和多条细指状线203(b)，如图2(b)所示。汇流条203 (a)横跨指状线203(b)，以将半导体层101产生的电力传输通过透明电极202和指状线203 (b)。从施加方法的角度看，传导性浆料的粘度在IOrpm下可为50至300帕秒。例如，当通过丝网印刷来施加时，粘度在IOrpm下可为100至300帕秒。可在室温下使用具有转子#14的布氏粘度计HBT SSA14/6R在IOrpm下测量粘度。然后在烘箱中或加热板上进行干燥。干燥温度可为50至250°C。干燥时间可为I至30分钟。在所述干燥温度和时间下，有机溶剂可充分蒸发至干透。在干透后，传导性浆料进而硬化以变成电极。集电极203的厚度在一个实施方案中可为至少10 iim，在另一个实施方案中可为至少1511111，在另一个实施方案中可为至少2011111。在该厚度下，电极的粘附力可足够强，如以下实施例所示。不限制最大厚度，因为电极厚度越厚，电极可能获得的电阻就越低。然而，鉴于太阳能电池电极上需要细小图案，电极的厚度在一个实施方案中不可大于100 ym，在另一个实施方案中不可大于80 u m，在另一个实施方案中不可大于70 u m。可将用于互连太阳能电池的片式电极204放置在汇流条203(a)上，如图2(c)所示。然后用焊料205覆盖片式电极204以进行粘附，如图2(d)所示。可在200至300°C下加热焊料205，以熔融并覆盖汇流条203 (a)。焊接时，可通过加热使传导性浆料充分熔融以牢固地粘附到基底。传导性浆料中的热塑性非晶态的饱和聚酯树脂将对粘附起到一定作用。在一个实施方案中，使用包含铜带的焊料带作为涂覆有焊膏的片式电极，可使成形步骤简化。图3示出了晶体型太阳能电池的另一个实施方案。如图3(a)所示，在晶体型太阳能电池中，制备如下半导体基底，该基底具有集电极，集电极包含在半导体基底301正面上的至少一条汇流条302(a)、以及指状线302(b)。可通过如下方式形成集电极302 :施加包含传导性粉末、玻璃粉和有机介质的传导性浆料，然后在400°C至900°C下烧结传导性浆料。在该情况下，预成型的电极为集电极302。然后将传导性浆料303施加在预成型汇流条302 (a)上。传导性浆料303可至少部分地施加到汇流电极上。不必将其施加到汇流电极的整个表面上。然而，当希望增加太阳能电池电极的粘附力时，可将传导性浆料303全部施加到汇流条302(a)上。施加和干燥·传导性浆料304的方法可与上述方法相同。然后将片式电极304放置在干燥的传导性浆料303上，然后用焊料305覆盖以进行粘附，如图3(c)所示。焊接方法可与上述方法相同。在另一个实施方案中，传导性浆料可用于在半导体基底的正面上形成汇流条，如图4所示。如图4(a)所示，制备如下半导体基底401，该基底在至少一个面上具有指状线402，所述至少一个面为半导体基底401的正面。在该情况下，预成型的电极为指状线402。将传导性浆料403施加在预成型的指状线402上，该指状线形成于半导体基底401的正面上，如图4(b)所示。此时，传导性浆料403横跨指状线402并且部分地粘附到半导体基底401，或在钝化层(例如氮化硅层)形本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造太阳能电池电极的方法，所述方法包括以下步骤：制备半导体基底，其中在所述半导体基底的正面、背面或所述正面和背面两者上具有预成型的电极；将传导性浆料施加到所述预成型的电极上，其中所述传导性浆料包含传导性粉末、具有50℃或更低的玻璃化转变温度(Tg)的非晶态的饱和聚酯树脂、以及有机溶剂；干燥所述施加的传导性浆料；将片式电极放置在所述干燥的传导性浆料上；以及焊接所述片式电极。

【技术特征摘要】
2011.09.20 US 61/536,7141.制造太阳能电池电极的方法，所述方法包括以下步骤制备半导体基底，其中在所述半导体基底的正面、背面或所述正面和背面两者上具有预成型的电极；将传导性浆料施加到所述预成型的电极上，其中所述传导性浆料包含传导性粉末、具有50°c或更低的玻璃化转变温度(Tg)的非晶态的饱和聚酯树脂、以及有机溶剂；干燥所述施加的传导性浆料；将片式电极放置在所述干燥的传导性浆料上；以及焊接所述片式电极。2.权利要求1的制造太阳能电池电极的方法，其中基于所述传导性浆料的总重量计， 所述传导性粉末为40至90重量％，所述非晶态的饱和聚酯树脂为3至20重量％，并且所述有机溶剂为5至...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋元英树，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：