專利名稱：：太陽能電池的電極形成用漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及太陽能電池的電極形成用漿料，特別是涉及具有下述優(yōu)點的太陽能電池的電極形成用漿料以及利用了該漿料的太陽能電池的電極形成方法其在電極的機械強度以及與基材的密合性方面優(yōu)異，并且能夠充分達(dá)成太陽能電池所要求的背面電場(BSF，backsurfacefidd)效果，能夠抑制燒制后基材的彎曲現(xiàn)象，可提高太陽能電池的效率，特別是適于高溫/高速燒制、量產(chǎn)性優(yōu)異。
背景技術(shù)：
：最近，太陽能電池由于其無公害、設(shè)備的簡便性、耐久性得到提高等多種理由而迅速得到普及，為此，對于可以提高太陽能電池的效率、量產(chǎn)性優(yōu)異的太陽能電池的制造方法進行了各種研究。以往的硅太陽能電池的電極是如下形成的將含有導(dǎo)電性金屬粉末、玻璃粉及有機載體的漿料印刷在硅基材上，進行干燥和燒制，由此來形成電極。特別是，硅太陽能電池的背電極通常使用310^im的鋁粉。此外，燒制包括低溫?zé)?500750。C)和高溫?zé)?800950。C)，由于降低生產(chǎn)費用和量產(chǎn)性逐漸受到重視，因此以高溫進行短時間燒制的高溫?zé)频闹匾赃M一步增強。但是，現(xiàn)有的硅太陽能電池的電極形成中所使用的背面漿料在高溫(80095(TC)下進行短時間燒制時，具有機械強度以及與基材的密合性下降、燒制后基材產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象、薄薄地形成電極層時BSF發(fā)生脫落的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供具有下述優(yōu)點的太陽能電池的電極形成用漿料和利用了該漿料的太陽能電池的電極形成方法以及通過所述方法制造的太陽能電池的電極，所述優(yōu)點為在電極的機械強度以及與基材的密合性方面優(yōu)異，并且即使在薄薄地形成電極層的情況下也能夠充分達(dá)成太陽能電池所要求的背面電場效果，能夠抑制燒制后基材的彎曲現(xiàn)象，能夠提高太陽能電池的效率，特別是適于高溫/高速燒制、量產(chǎn)性優(yōu)異。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池的電極形成用漿料，該漿料的特征在于，其含有a)6075重量份的振實密度(Tapdensity)至少為1.28g/cc以上的鋁粉；b)15重量份的玻璃粉(glassfrit);以及c)2038重量份的有機載體。優(yōu)選本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中所述鋁粉的振實密度為1.303.50g/cc。此外，本發(fā)明提供太陽能電池的電極形成方法，該方法的特征在于，將上述太陽能電池的電極形成用漿料印刷在基材上，并進行干燥及燒制。優(yōu)選所述燒制在85095(TC進行5秒1分鐘。本發(fā)明還提供利用所述方法制造出的太陽能電池的電極。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料以及太陽能電池的電極形成方法具有下述優(yōu)點其在電極的機械強度以及與基材的密合性方面優(yōu)異，并且即使在薄薄地形成電極層的情況下也能夠充分達(dá)成太陽能電池所要求的背面電場(BSF)效果，能夠抑制燒制后基材的彎曲現(xiàn)象，能夠提高太陽能電池的效率，特別是適于高溫/高速燒制、量產(chǎn)性優(yōu)異。具體實施方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明的漿料的特征在于，其含有a)6075重量份的振實密度至少為1.28g/cc以上的鋁粉；b)15重量份的玻璃粉；以及c)2038重量份的有機載體。本發(fā)明的振實密度(填充密度)是如下測得的值利用粉末試驗儀將鋁粉填充進體積為100cc(cm勺的量瓶中，進行2000次振實后除去量瓶，然后將樣品準(zhǔn)確填充為100cc并測定粉末質(zhì)量(g)，以粉末質(zhì)量(g)除以100，所得的值即為所述振實密度。所述a)中鋁粉的振實密度若不足1.28g/cc，則存在如下問題不能充分達(dá)成背面電場(BSF)效果，不能抑制燒制后基材的彎曲現(xiàn)象，在高溫(80095(TC)下進行短時間燒制時的燒結(jié)性降低，太陽能電池的效率降低。優(yōu)選本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中所述鋁粉的振實密度為1.303.50g/cc，進一步優(yōu)選為1.302.0g/cc。所述鋁粉的振實密度在上述范圍內(nèi)時，可以提高填充系數(shù)(曲線因子)值，進一步提高太陽能電池的效率。對于所述振實密度至少為1.28g/cc以上的鋁粉，可通過將i)4075重量份的平均粒度為1.02.8pm的球狀鋁粉與ii)2560重量份的平均粒度為3.07.0pm的球狀鋁粉進行混合而制造。優(yōu)選將i)5070重量份的平均粒度為1.52.7pm的球狀鋁粉與ii)3050重量份的平均粒度為4.06.0nm的球狀鋁粉進行混合。此時具有高溫/高速燒制時的燒結(jié)性優(yōu)異、太陽能電池的填充系數(shù)值進一步得到提高、太陽能電池的效率得到提高的優(yōu)點。所述鋁粉在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中的含量可以為6075重量份。優(yōu)選其含量為6570重量份。鋁粉的含量在上述范圍內(nèi)時，可提高高溫/高速燒制時的燒結(jié)性以及太陽能電池的填充系數(shù)值。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中含有b)玻璃粉。所述玻璃粉可以使用通常在太陽能電池電極漿料中所用的玻璃粉，例如可以使用軟化點為400600。C的硼硅酸(borosilicate)鉛玻璃、硅酸鉛玻璃、鉍系玻璃或鋰系等?？梢允褂昧綖?10pm的玻璃粉。優(yōu)選使用Bi2(VZnO-Si02-B203-Al203系玻璃粉。這種情況下，即使形成1525pm的薄電極，也能防止基材的彎曲現(xiàn)象。并且，在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中可以含有15重量份所述玻璃粉，進一步優(yōu)選含有1.53重量份所述玻璃粉。所述含量在該范圍內(nèi)時，具有粘結(jié)力、燒結(jié)性及易于進行太陽能電池的后加工工序的優(yōu)點。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料含有C)有機載體。所述有機載體通過與太陽能電池的電極形成用漿料的無機成分進行機械混合而使?jié){料具有適于印刷的粘稠度(consistency)及流動學(xué)特性。所述有機載體可以使用通常在太陽能電池的電極漿料中所用的有機載體，例如可以為聚合物與溶劑的混合物。作為所述聚合物，可以使用丙烯酸酯系樹脂、乙基纖維素、硝化纖維素、乙基纖維素與酚醛樹脂的聚合物、木松香(rosin)或醇的聚甲基丙烯酸酯等。優(yōu)選硝化纖維素。此外，作為所述溶劑，可以將丁基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、萜品醇(terpineol)、丙二醇單甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、丁酮、Y-丁內(nèi)酯或乳酸乙酯等單獨使用或混合2種以上進行使用。優(yōu)選使用丁基卡必醇乙酸酯。本發(fā)明中，所述載體在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中的含量可以為2038重量份，可以使用將聚合物和溶劑以110:101的重量比進行混合后所得的載體。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料可以根據(jù)需要進一步含有通常包含在漿料中的添加劑。作為所述添加劑的示例，可以舉出燒結(jié)助劑、增粘劑、穩(wěn)定劑、分散劑或表面活性劑等，在本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料中，所述添加劑可以在0.110重量份的范圍內(nèi)進行使用。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料可以通過將上述記載的必須成分與可選成分以一定比率進行混合并利用攪拌機或三輥等的混煉機對其進行均勻分散來得到。對于本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用槳料來說，優(yōu)選在通過博力飛(Brookfield)HBT粘度計并以使用井51轉(zhuǎn)子的多用途杯于5rpm及25。C進行測定時其粘度為50200PaS。此外，本發(fā)明提供太陽能電池的電極形成方法及通過所述方法制造的太陽能電池電極，所述方法的特征在于，將所述太陽能電池的電極形成用漿料印刷在基材上，并進行干燥及燒制。本發(fā)明的太陽能電池電極形成方法中，除使用所述太陽能電池的電極形成用漿料外，基材、印刷、干燥及燒制當(dāng)然可使用通常在太陽能電池的制造中所使用的方法。例如所述基材可以為印刷有前電極(Ag電極)并進行了干燥的Si基板，本發(fā)明中的所述電極可以為硅太陽能電池的背電極，所述印刷可以為絲網(wǎng)印刷，所述干燥可以在9025(TC進行，所述燒制可以在60095(TC進行。優(yōu)選所述燒制設(shè)定為在80095(TC(進一步優(yōu)選在85090(TC)進行5秒1分鐘的高溫/高速燒制，所述印刷設(shè)定為以2060pm的厚度進行印刷。作為具體例，可以在大韓民國公開特許公報第10-2006-0108550號、第10-2006-0127813號、日本公開特許公報特開2001-202822及特開2003-133567中記載的太陽能電池的結(jié)構(gòu)及其制造中，使用本發(fā)明所述的太陽能電池的電極形成用漿料來形成太陽能電池的電極。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成方法具有下述優(yōu)點其在電極的機械強度以及與基材的密合性方面優(yōu)異，并且即使在薄薄地形成電極層的情況下也能夠充分達(dá)成太陽能電池所要求的背面電場(BSF)效果，能夠抑制燒制后基材的彎曲現(xiàn)象，能夠提高太陽能電池的效率，特別是適于高溫/高速燒制、量產(chǎn)性優(yōu)異。下面為了理解本發(fā)明而示出優(yōu)選實施例，然而下述實施例不過是用于示例本發(fā)明，本發(fā)明的范圍并不限于下述實施例。[實施例]實施例1將66.7重量份的平均粒徑為2.68pm的球狀鋁粉與33.3重量份的平均粒徑為5.28pm的球狀鋁粉均勻混合，制造振實密度為1.35g/cc的太陽能電池電極形成用鋁粉。將67.5重量份所述振實密度為1.35g/cc的鋁粉、3.0重量份粒徑為3.36|im且軟化點為466'C的低融點玻璃粉、27.7重量份有機載體(其是將乙基纖維素與硝化纖維素與丁基卡必醇乙酸酯以72:72:131的重量比進行混合而得到的)、1.5重量份增粘劑、0.5重量份表面活性劑利用三輥混煉機進行混合分散，制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例2在所述實施例1中，使用將50重量份平均粒徑為2.68pm的球狀鋁粉與50重量份平均粒徑為5.28pm的球狀鋁粉進行混合而得到的振實密度為1.43g/cc的鋁粉，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例3在所述實施例1中，使用將74.6重量份平均粒徑為2.68pm的球狀鋁粉與25.4重量份平均粒徑為5.28pm的球狀鋁粉進行混合而得到的振實密度為1.29g/cc的鋁粉，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例4在所述實施例1中，使用將丁基卡必醇乙酸酯與硝化纖維素以131:144的重量比進行混合而得到的有機載體，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。實施例5在所述實施例2中，使用將丁基卡必醇乙酸酯與硝化纖維素以131:144的重量比進行混合而得到的有機載體，除此以外，采用與所述實施例2同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。比較例1在所述實施例1中，使用67.5重量份平均粒徑為5.28|im、振實密度為1.24g/cc的球狀鋁粉，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。比較例2在所述實施例1中，使用67.5重量份平均粒徑為2.68pm、振實密度為1.19g/cc的球狀鋁粉，除此以外，采用與所述實施例1同樣的方法制造太陽能電池的電極形成用漿料。對利用了所述實施例15以及比較例12中制造的太陽能電池的電極形成用漿料的電極的表面狀態(tài)、下彎(lowbow，mm)、Isc(短路電流，A)、Voc(開路電壓，mV)、填充系數(shù)以及太陽能電池的效率進行測定，結(jié)果示于下述表l。實驗方法如下所示。將上述實施例15及比較例13中制造的漿料利用絲網(wǎng)印刷方法全面印刷在晶片(Wafer)的后面，使用熱風(fēng)式干燥爐在15(TC干燥6分鐘。然后，將銀(Ag)槳料通過圖樣印刷(Pattemprinting)法印刷在晶片的前面，接著用同樣的方法進行干燥。將通過上述工序形成的電池(Cell)利用帶式燒制爐在50090(TC之間進行20秒30秒的燒制，使用太陽能電池效率測定裝置(EndeasI社，Quicksunl20A)對如此制造完成的電池的下彎(mm)、Isc(A)、Voc(mV)、填充系數(shù)、效率(％)性能進行觀察。此外，利用肉眼觀察電池表面的斑點和粗糙程度，表面未觀察到斑點的情況記為"良好"，有斑點的情況記為"有斑點"，表面有粗糙部分的情況記為"粗糙"，表面沒有粗糙部分的情況記為"良好"。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如上述表1所示，與使用以往的太陽能電池中通常使用的振實密度不足1.25g/cc的鋁粉的比較例1以及比較例2的情況相比，在本發(fā)明的實施例15中，幾乎沒有發(fā)生電極的表面斑點、表面粗糙，情況良好；Isc(A)、Voc(mV)、填充系數(shù)以及太陽能電池的效率全部表現(xiàn)出顯著優(yōu)異的結(jié)果，特別是在使用了硝化纖維素的情況下(實施例45)可以確認(rèn)其更為有效。權(quán)利要求1.一種太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，該漿料含有a)60重量份～75重量份的振實密度至少為1.28g/cc以上的鋁粉；b)1重量份～5重量份的玻璃粉；以及c)20重量份～38重量份的有機載體。2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述鋁粉的振實密度為1.30g/cc3.50g/cc。3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述鋁粉是將下述物質(zhì)混合而成的i)40重量份75重量份的平均粒度為1.(Him2.8nm的球狀鋁粉；以及ii)25重量份60重量份的平均粒度為3.0lam7.0^im的球狀鋁粉。4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述鋁粉是將下述物質(zhì)混合而成的i)50重量份70重量份的平均粒度為1.5pm2.7^im的球狀鋁粉；以及ii)30重量份50重量份的平均粒度為4.0pm6.(^m的球狀鋁粉。5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述有機載體含有硝化纖維素和溶劑。6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的電極形成用漿料，其特征在于，所述漿料還含有燒結(jié)助劑、增粘劑、穩(wěn)定劑或分散劑。7.—種太陽能電池的電極形成方法，其特征在于，在該方法中，將權(quán)利要求16任意一項所述的漿料印刷在基材上，并進行干燥及燒制。8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池的電極形成方法，其特征在于，所述燒制在85(TC95(TC進行5秒1分鐘。9.一種太陽能電池的電極，該電極是采用權(quán)利要求7所述的形成方法在太陽能電池用基材上形成的。全文摘要本發(fā)明提供太陽能電池的電極形成用漿料，所述漿料具有下述優(yōu)點其在電極的機械強度以及與基材的密合性方面優(yōu)異，并且能夠充分達(dá)成太陽能電池所要求的背面電場(BSF)效果，能夠抑制燒制后基材的彎曲現(xiàn)象，能夠提高太陽能電池的效率，特別是適于高溫/高速燒制、量產(chǎn)性優(yōu)異。本發(fā)明的太陽能電池的電極形成用漿料的特征在于，其含有a)60～75重量份的振實密度至少為1.28g/cc以上的鋁粉；b)1～5重量份的玻璃粉；以及c)20～38重量份的有機載體。文檔編號C08L1/18GK101304049SQ20081009642公開日2008年11月12日申請日期2008年5月9日優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日發(fā)明者樸贊碩,金泰成,俊高,黃建鎬申請人:東進世美肯株式會社