[發(fā)明專利]一種具有優(yōu)良印刷性能的太陽能電池正面電極用銀導(dǎo)電漿料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810038138.5
• 申請日: 2008-05-28
• 公開（公告）號: CN101359696A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭建華;張亞萍;敖毅偉;花巍;楊云霞;陳國榮
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;H01B1/22;C08L1/28
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池正面電極用導(dǎo)電漿料。

背景技術(shù)

在太陽能電池制作工藝中，在其n⁺型半導(dǎo)體上形成一個歐姆接觸電極。形成歐姆接觸電極的方法主要有真空蒸涂法和絲網(wǎng)印刷法兩種。絲網(wǎng)印刷法所需的成本少，利于實現(xiàn)太陽能電池工業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)，在工藝上一般采用絲網(wǎng)印刷方法。

絲網(wǎng)印刷方法制備太陽能電池正面電極是采用厚膜漿料，涂覆在硅基片上，經(jīng)過干燥，然后在紅外燒結(jié)爐中燒結(jié)，使之金屬化形成電極。

絲網(wǎng)印刷用的導(dǎo)電漿料有導(dǎo)電相、玻璃相和有機載體相組成。導(dǎo)電相主要由金屬銀粉組成，作為電極的導(dǎo)電物質(zhì)。玻璃相主要在燒結(jié)過程中產(chǎn)生液化，提供硅基片和電極的黏結(jié)。其中有機載體起潤濕、分散粉體顆粒的作用，并提供漿料優(yōu)越的印刷性能。

漿料在印刷時，漿料先預(yù)鋪在絲網(wǎng)表面，印刷工藝上最希望在刮刀運行時漿料粘度迅速下降，能有大量的漿料通過網(wǎng)孔流到基片上，而當(dāng)刮刀的力作用過后，絲網(wǎng)回彈，這時就要求已經(jīng)印到基片上的漿料的粘度能立即增大，從而不會迅速地在基片上鋪展開來。這就要求漿料有良好的觸變性，漿料的觸變性是能印刷出清晰電極條紋的關(guān)鍵。高質(zhì)量正面電極是電池具有優(yōu)秀電性能的基礎(chǔ)。

在實際應(yīng)用中，要求有合適的觸變性。若觸變性太強，透過絲網(wǎng)印到硅片表面的漿料立即恢復(fù)到一個粘度很高的狀態(tài)，所印的電極柵線的上表面還未來得及流平就定形了，形成一個個的“駱駝峰”，從而電極柵線的機械性能不理想。另外，具有表面凹凸不平電極柵線的電池片通常有著比較高的串聯(lián)電阻，較低的短路電流。而假如觸變性太弱，印到硅片上的漿料的粘度在較長時間后才能回復(fù)，在粘度未回復(fù)之前，漿料一直處于一個流動狀態(tài)，這主要表現(xiàn)為橫向流動，這就造成了電極柵線的寬度大大地大于絲網(wǎng)網(wǎng)板上所設(shè)計的柵線寬度，且電極的高度大大下降。電極柵線的寬度大造成最直接的影響就是減小了電池片的受光面積，電極高度低則造成短路電流小，串阻大，從而使電池片的電性能變差。

漿料的觸變性主要取決于有機載體相組成。有機載體主要由溶劑、增稠劑、增塑劑以及表面活性劑等其他助劑組成。增稠劑主要為纖維類高分子聚合物，同時這類纖維類高分子聚合物也是觸變劑、分散劑，它們的粘度由聚合度、分子量的大小決定，對漿料的流變性能起著至關(guān)重要的作用。

以往的太陽能電池印刷用導(dǎo)電漿料使用傳統(tǒng)單一的纖維素，如乙基纖維素、丁基纖維素等。在美國專利US20070138659中指出：采用在松油醇中溶解乙基纖維素的樹脂作為導(dǎo)電漿料的有機相，并通過調(diào)節(jié)乙基纖維素的含量來調(diào)節(jié)漿料的粘度，以達到印刷要求。但是在只有一種乙基纖維素作為增稠劑的情況下，若采用單一高粘乙基纖維素所印出電極柵線的邊緣鋸齒形嚴(yán)重，容易斷線，電池性能不好；而采用單一低粘乙基纖維素則所印電極的線寬遠大于絲網(wǎng)的線徑，且電極的高度較低，電池性能也不好，很難找到一個乙基纖維素含量的平衡點。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明采用復(fù)合乙基纖維素，即用高粘和低粘的纖維素復(fù)合。所說的高粘乙基纖維素的平均粘度在200cps以上，而低粘乙基纖維素則在100cps以下。高粘乙基纖維素提高漿料在低剪切速率下的粘度，低粘乙基纖維素的加入可改善漿料在高剪切速率下的流動問題，即賦予漿料良好的流平性。這樣就能通過調(diào)節(jié)二者的含量比例，賦予漿料有良好的絲網(wǎng)印刷性能。

本發(fā)明導(dǎo)電漿料所印出的電池片，電極柵線線寬增大量少，邊緣清晰且具有一定的高度，與硅基片潤濕性好。電池片經(jīng)燒結(jié)后光轉(zhuǎn)化效率高，具有較高的開路電壓、短路電流以及填充因子FF，較小的串聯(lián)電阻，同時也具有優(yōu)越的電極機械性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電相、無機相和有機載體，其重量百分比含量：導(dǎo)電相金屬銀粉占65-90％，無機相占1-10％，有機相占5-25％。

其中有機載體組成如下：

1)松油醇??????????????????????????????????????87-94％

2)乙基纖維素(220cps)/乙基纖維素(100cps)???????5-12％

r＝高粘/低粘(wt/wt)???????????????????????????2∶8---4∶6

3)其他助劑????????????????????????????????????1-3％

助劑是一類表面活性劑和增塑劑，表面活性劑主要為卵磷脂，司班85等，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。