导电性糊膏组合物、尤其是用于太阳能电池的导电性糊膏组合物含有导电性金属颗粒、玻璃颗粒以及有机媒介物。所述导电性金属颗粒被提供为银粉颗粒与选自镍粉、氧化锡(IV)粉以及具有银壳和镍和/或氧化锡(IV)核的核壳颗粒中的至少一种的混合物。所述糊膏可以用来制造用于太阳能电池的正面或背面的触点或电极。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】导电性糊膏组合物、尤其是用于太阳能电池的导电性糊膏组合物含有导电性金属颗粒、玻璃颗粒以及有机媒介物。所述导电性金属颗粒被提供为银粉颗粒与选自镍粉、氧化锡(IV)粉以及具有银壳和镍和/或氧化锡(IV)核的核壳颗粒中的至少一种的混合物。所述糊膏可以用来制造用于太阳能电池的正面或背面的触点或电极。【专利说明】导电性糊膏组合物以及由其制成的太阳能电极和触点相关申请的交叉引用本申请要求于2011年I月18日提交的美国临时专利申请号61/433，706的优先权，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。专利技术背景太阳能电池是使用光伏效应来将太阳的能量转化成电力的装置。太阳能动力是具有吸引力的能源，这是因为它具有可持续性和无污染性。因此，目前已有大量研究致力于开发具有提高的效率同时维持低材料成本和制造成本的太阳能电池。简单来说，当日光中的光子撞击太阳能面板时，这些光子由如硅的半导体材料所吸收。电子经过碰撞而从它们的原子中释放，从而允许这些电子流过太阳能面板的导电性部分并且产生电力。最常用的太阳能电池是基于硅的太阳能电池，更具体地说，是基于p-n结的太阳能电池，所述基于p-n结的太阳能电池通过将η型扩散层涂覆到P型硅衬底上而由硅制成，所述衬底与两个电接触层或电极联接。为了使由太阳能电池反射的日光最小化，如氮化硅的抗反射涂料被涂覆到η型扩散层上，以便增加耦合到太阳能电池中的光的量。例如，通过使用银糊膏，网格状金属触点可被筛印到抗反射层上，以用作前部电极。光所进入到的电池的表面或前面上的这个电接触层通常是以“指形线”和“汇流条”而非完整的层所构成的网格图案形式存在，因为金属网格材料对于光是不可透射的。最后，将后部触点施加到衬底上，如通过将背面银或银/铝糊膏涂覆到衬底的整个背面上，继而将铝糊膏涂覆到衬底的整个背面上。随后，在高温下燃烧所述装置以使金属糊膏转化成金属电极。例如，典型的太阳能电池及其制造方法的描述可见于欧洲专利申请公布号1713093中。典型的银糊膏包含银颗粒、玻璃料(玻璃颗粒)以及有机媒介物。还可包括用以增强组合物与太阳能电池的结合的金属氧化物添加剂，如氧化锆或氧化锡。这些组分必须经过谨慎地选择，以便充分利用所得的太阳能电池的潜能。例如，必需使银颗粒与Si表面之间的接触最大化，以便载荷子可以流到指形线中并且沿着汇流条流动。如果电阻过高，那么载荷子受阻。因此，需要使接触电阻最小化。此外，组合物中的玻璃颗粒通过抗反射涂层来进行蚀刻，从而使得Ag颗粒与Si表面之间形成接触。然而，玻璃一定不能具有使其穿透P-n结的侵入性。已知的组合物因银层与Si晶片的界面中的玻璃的绝缘效应而具有高接触电阻，并且具有如接触区域中的高复合性的其它缺点。一旦载荷子已经穿越玻璃界面，银块便提供用于所述载荷子的导电路径。对除了银外的导电性材料感兴趣，因为这些材料提供使得银糊膏成本减少的机会。专利技术简述一种根据本专利技术的导电性糊膏组合物包含:(a)导电性金属颗粒；(b)玻璃料；以及(C)有机媒介物；其中所述导电性金属颗粒包括银粉与选自由镍粉、氧化锡(IV)粉以及包括银壳和镍和/或氧化锡(IV)核的核壳颗粒组成的组中的至少一种的混合物。一种根据本专利技术的太阳能电池电极或触点通过以下方式形成:将所述导电性糊膏组合物涂覆到衬底上并且燃烧所述糊膏以便形成所述电极或触点。专利技术详述根据本专利技术的导电性糊膏组合物包含三种基本组分:导电性金属颗粒、玻璃料以及有机媒介物。然而并不限于此种应用，此类糊膏可以用于形成太阳能电池中的电接触层或电极。确切地说，可将糊膏涂覆到太阳能电池的正面或太阳能电池的背面上。现将对导电性糊膏组合物中的每种组分进行更详细地描述。导电性金属颗粒导电性金属颗粒用作导电性糊膏组合物中的导电性金属。基于组合物的总重量，导电性颗粒在所述组合物内所占的量优选为约40重量％至约95重量％。对于背面或后面糊膏，导电性颗粒的优选范围是在约40重量％至约70重量％内，而对于正面糊膏，导电性颗粒的优选范围是在约60重量％至约95重量％内。含有银粉与第二金属粉末的混合物的导电性颗粒导电性颗粒可含有银粉与优选地选自镍粉、铜粉以及金属氧化物粉末的至少一种第二金属粉末的混合物。基于混合物的总重量，第二金属粉末在所述混合物内所占的量优选为约0.1重量％至约50重量％。适当的金属氧化物粉末包括，但不限于，Si02、Al203、Ce02、TiO2、ZnO、In2O3、ITO、ZrO2、GeO2、Co3O4、La2O3、TeO2、Bi203、PbO、BaO、CaO、MgO、SnO2、SrO、V2O5、MoO3> Ag2O, Ga2O3> Sb2O3> CuO, NiO、Cr2O3> Fe2O3 以及 CoO。优选的第二金属粉末包括镍和氧化锡(IV) (SnO2)。银粉和一种或多种第二金属粉末可以通过本领域中已知的任何适当方法来合并，如通过使用3辊研磨机和行星式混合器进行研磨或混合来合并。在优选实施方案中，通过在太阳能电池中使用银糊膏组合物来确定银粉与第二金属粉末的比率。确切地说，银糊膏可以用来形成太阳能电池的正面(FS)或背面(BS)。FS银糊膏被涂覆成网格状金属接触层，以用作前部电极。BS银糊膏被涂覆到太阳能电池的背面上，继而涂覆铝糊膏，以便用作后部电极。优选地，FS银糊膏中的导电性颗粒含有约75%银粉和约25%第二金属粉末。相比之下，在BS银糊膏中，导电性颗粒中的第二金属粉末的量可增加至高达约50%。用于评估银糊膏的两种重要特性是:导电性和对衬底的粘附性。由于两种类型糊膏具有不同特性要求，所以允许BS糊膏中的第二金属粉末具有更大可能浓度。第二金属粉末优选地具有约0.2至约20微米的颗粒直径，更优选地具有约0.2至约10微米的颗粒直径。除非在本文中另外指明，否则在本文中所述的所有粒度均为通过激光衍射测量出的d5(l颗粒直径。如本领域的技术人员将充分理解，d5(l直径表示半数的单个颗粒(按重量计)小于指定直径的大小。银粉组分(它还可以薄片形式使用)优选地具有约0.3至约10微米的颗粒直径。此类直径使银能够具有合适的烧结行为，并且在形成太阳能电池时能使导电性糊膏铺散在抗反射层上，且使所得的太阳能电池形成适当触点并具有适当的导电性。使用其它导电性材料来替代银或是除了银外还使用其它导电性材料也在本专利技术的范围内，如铜，以及含银、铜、金、钯和/或钼的混合物。或者，也可以使用这些金属的合金作为导电性金属。含有银粉与核壳颗粒的混合物的导电性颗粒导电性颗粒还可以含有银粉与具有银壳和核的核壳颗粒的混合物，所述核包含至少一种第二金属，如镍、铜或金属氧化物。适当的金属氧化物包括，但不限于，Si02、Al203、CeO2> TiO2> ZnO> In2O3> ITO、ZrO2> GeO2> Co3O4> La2O3> TeO2> Bi203、PbO、BaO> CaO> MgO> SnO2>SrO, V2O5, MoO3, Ag2O, Ga2O3, Sb2O3, CuO, NiO、Cr2O3, Fe2O3 以及 CoO。优选的核金属包括镍和氧化锡(IV) (SnO2)。优选地，银本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·张，J·莫耶，T·T·彭，
申请(专利权)人：赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司，
类型：
国别省市：
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