用于形成电极的银浆料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于形成电极的银浆料组合物及其制备方法，该组合物能够形成显示出更加改善的适印性、优异的电性能和能量转换效率的太阳能电池用电极。所述用于形成电极的银浆料组合物包含银粉、玻璃粉、有机粘合剂和炭黑，其中所述炭黑的表面氧/碳原子比(O/C比)为0.4或高于0.4。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。更具体而言，本专利技术涉及一种、由该银浆料组合物形成的太阳能电池用前电极以及硅太阳能电池，所述组合物能够形成显示出更加改善的适印性、优异的电性能和能量转换效率的太阳能电池用电极。
技术介绍
近来，随着电子工业的发展，对于电子产品和装置的小型化和高可靠性存在需求。为了满足这些需求，已经进行了多种尝试来形成要求高集成度的电子产品的电路图案或电极。在这种情况下，导电金属浆料的使用成为关注的焦点，因为其在工艺过程中几乎不产生副产品或污染物。典型的金属浆料包含导电金属、玻璃粉以及有机粘合剂，而所述导电金属包括银、铝等。当前，导电金属浆料主要用于安装混合IC或半导体1C，或用于形成各种电容器或电极，最近，其应用范围已扩展至诸如？0831^、触摸板、1^10、^:0、？0?或太阳能电池的高技术电子产品。随着相关工业的扩展和发展，对于导电金属浆料的需求也在增加。特别是，由于诸如石油或木炭的常规能源预计将会耗尽，对于替代能源的关注正在增加。在替代能源中，太阳能电池由于能源丰富且不造成环境污染而成为了关注的目标。太阳能电池分为两类:太阳能热电池，其利用太阳能的热量来产生驱动涡轮机所需的蒸汽；以及太阳能光电池，其利用半导体的性质而将光子转化为电能。通常而言，以太阳能光电池(下文中称作太阳能电池)作为太阳能电池的代表。太阳能电池根据原料大体分为硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池以及串联太阳能电池。在这三种太阳能电池中，硅太阳能电池引领着太阳能电池市场。图1为显示了硅太阳能电池的基本结构的横截面视图。参见图1，硅太阳能电池包括由P型硅半导体组成的基板101，以及由η型硅半导体组成的发射极层102。ρ-η结以与二极管相似的方式在基板101与发射极层102之间的界面处形成。此外，图2是显示了太阳能电池结构中前电极的构造的示意图。如图2中所示，银电极主要作为前电极在太阳能电池的基板的前表面上形成，而铝电极和银电极作为背电极在基板的背表面上形成。就此而言，在形成太阳能电池时，所述前电极穿过抗反射膜与所述发射极层(图中未示)连接。当太阳光入射到上述结构的太阳能电池上时，由于光伏效应，在掺杂了杂质的硅半导体中产生电子和空穴。作为参考，在由η型硅半导体组成的发射极层102中产生电子作为多个载流子，而在由P型硅半导体组成的基板101中产生空穴作为多个载流子。由光伏效应产生的电子和空穴被引向η型娃半导体和P型娃半导体，并分别向发射极层102上的前电极103以及位于基板101下方的背电极104移动。然后，这些电极103、104通过导线连接，从而有了电流的流动。除了如上所述的各种其它电子产品的电极以外，导电金属浆料用于形成太阳能电池中的前电极或背电极。商品化的晶体硅太阳能电池的前电极是通过丝网印刷法形成的。为了通过上述过程进一步提高能量转换效率，应该使前银电极与硅发射极层之间的接触性质更为改善。为了提高前电极的导电性，应当形成线宽更细且线高更高的前电极。此外，为了改善太阳能电池的填充因子，应该使第一电极中包含的银在太阳能电池的发射极层上稳定地再结晶。然而，当使用已知的银浆料形成前电极时，难以充分改善前银电极与硅发射极层之间的接触性质，而且在形成线宽更细且线高更高的前电极方面存在限制。因此，对于太阳能电池能量转换效率的改善存在着局限。特别是，新近的研究都集中在对于能量转换效率即使是0.1%的提闻上。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种，所述银浆料组合物能够形成显示出更加改善的适印性以及优异的电性能和能量转换性能的太阳能电池用电极。另外，本专利技术提供一种由所述银浆料组合物形成的太阳能电池用前电极以及硅太阳能电池。技术方案本专利技术提供一种用于形成电极的银浆料组合物，包含:银粉、玻璃粉、有机粘合剂和炭黑，其中所述炭黑的表面氧/碳原子比(o/c比)为约0.4或高于约0.4，例如为约0.4至 0.45。另外，本专利技术提供一种制备所述用于形成电极的银浆料组合物的方法，包括如下步骤:制备包含银粉、玻璃粉、有机粘合剂和表面氧/碳原子比(Ο/c比)为约0.4或高于约0.4且直径为I至5 μ m的二级粒子型炭黑的银浆料混合物；和使所述银浆料混合物进行分散。另外，本专利技术提供一种太阳能电池用前电极，其由上述银浆料组合物形成。另外，本专利技术提供一种硅太阳能电池，包括:硅半导体基板；在所述基板上形成的发射极层；在所述发射极层上形成的抗反射膜；穿过所述抗反射膜与所述发射极层连接的前电极；和与所述基板的背表面连接的背电极，其中，所述前电极通过将上述银浆料组合物以预定图案涂布在所述抗反射膜上，并烧结该银浆料组合物而形成。有益效果本专利技术的用于形成电极的银浆料组合物包含具有特定物理性质的炭黑，在印刷所述组合物而形成太阳能电池用电极时，该炭黑使得银与硅之间的接触性质更为改善。此外，该银浆料组合物显示出优异的适印性，并能够形成线宽更细且线高更高的太阳能电池用电极。因此，本专利技术的银浆料组合物可以用于形成电性能和能量转换性能更为改善的太阳能电池，并可以用于有效形成其电极。【附图说明】提供下面的附图以举例说明本专利技术的优选实施方案或实施例，并结合下文中对于本专利技术的详细描述，提供对于本专利技术范围更进一步的理解。因此，这些附图并非用来限制本专利技术，且本专利技术的范围将只由所附的权利要求书来进行限定。图1为显示了典型硅太阳能电池的示意性结构的横截面视图；图2为根据一个实施方案的使用用于形成前电极的银浆料组合物所制造的太阳能电池的不意图；图3为使用实施例1和比较例I的银浆料组合物所制造的太阳能电池用前电极的电子显微镜像，各个立体图像均于最佳视角下拍摄；图4a为通过XPS分析比较例I中所使用的炭黑的曲线图；图4b为通过XPS分析实施例1中所使用的炭黑的曲线图；图5为显示了实施例1和比较例I的太阳能电池之间在能量转换(光转换)效率上的比较情况的曲线图。【具体实施方式】下文中，将更详细地描述根据本专利技术实施方案的用于形成电极的银浆料组合物、其制备方法以及由该组合物形成的电极和太阳能电池。根据本专利技术的一个实施方案，提供一种用于形成电极的银浆料组合物，包含:银粉、玻璃粉、有机粘合剂和炭黑，其中所述炭黑的表面氧/碳原子比(O/c比)为约0.4或高于约0.4。一个实施方案的银浆料组合物包含表面氧/碳原子比为约0.4或高于约0.4，例如为约0.35至0.50、约0.4至0.45或约0.41至0.44的炭黑。氧/碳原子比可以通过炭黑表面的XPS(X射线光电子能谱)谱图中原子氧峰与碳峰(氧原子:013峰；碳原子:Cls峰)的相对强度来测量和检查。所述组合物包含氧/碳原子比相对较高的炭黑，在通过印刷和烧结该银浆料组合物而形成太阳能电池用前电极时，使得银与基板的硅之间的接触性质更为改善。这是因为具有特定性质的炭黑能够使玻璃粉在烧结时在银粉表面上有效地熔融，从而使得银粒子在较低温度下熔融并扩散进入发射极层中。结果是，在烧结时发生更为稳定的烧透(fire-through),从而更加改善银与娃之间的接触性质并在基板与前电极之间形成稳定的欧姆接触。因此，使太阳能电池的填充因子得到提高，并可以提供电性能和能量转换性能更为改善的太阳能电池。另外，一个实施方案的银浆料组合物由于包含上述炭黑而改善了其流变特性。故而可以通过丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成电极的银浆料组合物，包含：银粉、玻璃粉、有机粘合剂和炭黑，其中所述炭黑的表面氧/碳原子比(O/C比)为0.4或高于0.4。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.07 KR 10-2011-0032244;2012.04.06 KR 10-201.一种用于形成电极的银浆料组合物，包含: 银粉、玻璃粉、有机粘合剂和炭黑，其中所述炭黑的表面氧/碳原子比(Ο/c比)为0.4或闻于0.4。2.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，所述炭黑的表面氧/碳原子比(O/C比)为0.4至0.45。3.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，所述炭黑为通过多个初级粒子粘附或聚集而形成的二级粒子的形态。4.根据权利要求3所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，所述二级粒子型炭黑的直径为0.02至2 μ m。5.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，对所述炭黑进行表面热处理、表面等离子体处理或表面酸处理，从而增加暴露在炭黑表面上的氧原子的数目。6.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，基于该银浆料组合物的总重量，所述炭黑的含量为I至10重量％。7.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，该银浆料组合物的粘度为100，000至400，OOOcP (布氏粘度计，14号转子，测量温度25°C，转速IOrpm)。8.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，所述银粉包括平均直径为I至3μπι的球形银粉。9.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，基于该银浆料组合物的总重量，所述银粉的含量为70至90重量％。10.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，所述玻璃粉为含有PbO的含铅玻璃粉。11.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，基于该银浆料组合物的总重量，所述玻璃粉的含量为I至5重量％。12.根据权利要求1所述的用于形成电极的银浆料组合物，其中，所述有机粘合剂包括选自纤维素树脂、丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守熙，许秀连，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：
国别省市：