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CN110797134B - 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池 - Google Patents

用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池 Download PDF

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CN110797134B CN201910492022.7A CN201910492022A CN110797134B CN 110797134 B CN110797134 B CN 110797134B CN 201910492022 A CN201910492022 A CN 201910492022A CN 110797134 B CN110797134 B CN 110797134B
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Abstract

本发明提供一种用于包括氧化铝层的太阳能电池电极的组合物、由所述组合物形成的电极以及包括所述电极的太阳能电池。所述组合物包括：导电粉，玻璃料，以及有机载体。所述玻璃料包括铅、铋、钨及碱金属，其中按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在0.1重量％到7重量％的量的钨，按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在5重量％到8重量％的量的所述碱金属，且按氧化物含量计，所述碱金属对钨的重量比是0.8或大于0.8。

Description

用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池
相关申请的交叉参考
本申请案主张在2018年8月3日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请案第10-2018-0090985号的权益，所述韩国专利申请案的全部公开内容以引用的方式并入本案供参考。
技术领域
本发明涉及一种用于包括氧化铝层作为钝化层的太阳能电池电极的组合物、由所述组合物形成的电极以及包括所述电极的太阳能电池。更具体来说，本发明涉及用于太阳能电池电极的组合物、由所述组合物形成的电极以及包括所述电极的太阳能电池，其中所述组合物包括特定的玻璃料以在形成包括氧化铝层的太阳能电池中的电极时减小串联电阻，同时改善太阳能电池的转换效率。
背景技术
太阳能电池产生电力的方式是利用PN结(PN junction)的光生伏打效应(photovoltaic effect)将日光的光子转换成电力。在太阳能电池中，在具有PN结的半导体晶片或基板的上表面及下表面上分别形成前电极及后电极。然后，由进入半导体晶片的日光诱发PN结的光生伏打效应，且通过PN结的光生伏打效应而产生的电子经由电极向外部提供电流。通过对用于太阳能电池电极的组合物进行施加、图案化及烘烤在晶片上形成太阳能电池的电极。
太阳能电池电极的典型组合物在减小串联电阻并改善太阳能电池的转换效率方面存在限制。近年来，已开发出在太阳能电池的正表面上形成氧化铝层的技术，以改善太阳能电池的加工性及转换效率。
本发明的背景技术公开于未经审查的日本专利公开第2015-144162号中。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于太阳能电池电极的组合物，所述组合物可在形成包括氧化铝层的太阳能电池中的电极时减小串联电阻，同时改善太阳能电池的转换效率。
根据本发明的一个方面，一种用于包括氧化铝层的太阳能电池电极的组合物包括：导电粉，玻璃料以及有机载体；所述玻璃料包括铅、铋、钨及碱金属，其中按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在0.1重量％到7重量％的量的钨，按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在5重量％到8重量％的量的所述碱金属，且按氧化物含量计，所述碱金属对钨的重量比是0.8或大于0.8。
在一些实例中，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在1重量％到30重量％的量的铅，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在1重量％到25重量％的量的铋。
在一些实例中，所述碱金属可为锂。
在一些实例中，所述玻璃料可进一步包括选自由以下组成的群组中的至少一种金属或金属氧化物：硼(B)、镁(Mg)、碲(Te)、磷(P)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(Al)、锌(Zn)及其氧化物。
在一些实例中，以氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在30重量％到80重量％的所述至少一种金属或金属氧化物。
在一些实例中，以氧化物含量计，所述玻璃料可进一步包括10重量％到60重量％的碲、0重量％到30重量％或小于30重量％的锌以及0重量％到10重量％或小于10重量％的钼。
在一些实例中，所述组合物可包括：60重量％到95重量％的所述导电粉；0.1重量％到20重量％的所述玻璃料；以及余量的所述有机载体。
在一些实例中，所述组合物可进一步包括选自以下的至少一种添加剂：分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂及偶合剂。
根据本发明的另一方面，提供一种由根据本发明用于太阳能电池电极的组合物形成的电极。
根据本发明的又一方面，一种太阳能电池包括：晶片，形成在所述晶片的至少一个表面上的氧化铝层以及与所述氧化铝层邻接的电极，其中所述电极是由根据本发明用于太阳能电池电极的组合物形成的。
本发明提供一种用于太阳能电池电极的组合物，所述组合物可在形成包括氧化铝层的太阳能电池中的电极时减小串联电阻，同时改善太阳能电池的转换效率。
附图说明
图1是根据本发明一个实例的太阳能电池的示意性剖视图。
[附图标号说明]
10：前电极
20：晶片
30：氧化硅层
32：氮化硅层
34：氧化铝层
40：后电极
具体实施方式
在本申请案中，用语“X到Y”指示“X或大于X到Y或小于Y”或“≥X且≤Y”。
本发明的一个方面涉及一种用于太阳能电池电极的组合物，所述组合物用于形成包括氧化铝层的太阳能电池的电极且包括，导电粉，玻璃料以及有机载体；所述玻璃料包括铅、铋、钨及碱金属，其中按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在按重量计0.1重量％到7重量％的量的钨，按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在5重量％到8重量％的量的所述碱金属，且按氧化物含量计，所述碱金属对钨的重量比是0.8或大于0.8。在这些范围内，所述组合物可在形成包括氧化铝层的太阳能电池中的电极时减小串联电阻，同时改善太阳能电池的转换效率。
在本说明书中，“氧化铝”可为Al2O3，但并不仅限于此。
根据本发明用于太阳能电池电极的组合物可用于形成包括氧化铝层的太阳能电池的前电极或后电极，作为与所述氧化铝层邻接的电极，但并不仅限于此。
现在，将更详细地阐述根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物的每一组分。
导电粉
所述导电粉可包括银(Ag)粉。银粉可具有纳米级粒度或微米级粒度。举例来说，银粉可具有数十纳米到数百纳米的平均粒径或数微米到数十微米的平均粒径。或者，银粉可为具有不同粒径尺寸的两种或更多种银粉的混合物。
在另一实例中，可使用以下所述材料代替银(Ag)粉作为所述导电粉：金(Au)粉、钯(Pd)粉、铂(Pt)粉、铜(Cu)粉、铬(Cr)粉、钴(Co)粉、铝(Al)粉、锡(Sn)粉、铅(Pb)粉、锌(Zn)粉、铁(Fe)粉、铱(Ir)粉、锇(Os)粉、铑(Rh)粉、钨(W)粉、钼(Mo)粉及镍(Ni)粉。
前述金属粉可单独使用或以混合物或合金形式使用。优选地，使用银粉作为所述导电粉。
导电粉可具有各种颗粒形状，例如球形、薄片形、或无固定形状，对此并无限制。
导电粉可具有0.1μm到10μm、具体来说0.5μm到5μm、例如0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm的平均粒径(D50)。在此范围内，所述组合物可减小串联电阻及接触电阻。此处，在25℃下将导电粉分散在异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中经由超声波作用3分钟之后，利用粒径分析仪(型号1064LD，西莱斯有限公司(CILAS Co.,Ltd.))来测量平均粒径(D50)。
以用于太阳能电池电极的组合物的总重量计，可存在60重量％到95重量％的量的导电粉。在此范围内，组合物可改善太阳能电池转换效率，同时易于以膏剂形式进行制备。优选地，以用于太阳能电池电极的组合物的总重量计，存在70重量％到90重量％、例如60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％或95重量％的量的导电粉。
玻璃料
玻璃料作用于太阳能电池电极的组合物的烘烤工艺阶段，对抗反射层进行蚀刻并对导电粉进行熔融而在射极区中形成导电粉的晶粒。此外，玻璃料会改善导电粉与晶片的粘合力，且在烘烤工艺阶段被软化以降低烘烤温度。
所述玻璃料包括铅、铋、钨及碱金属，其中按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在0.1重量％到7重量％的量的钨，按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在5重量％到8重量％的量的所述碱金属，且按氧化物含量计，所述碱金属对钨的重量比是0.8或大于0.8。在钨及所述碱金属的含量以及所述碱金属对钨的重量比在前述这些范围内时，由所述组合物形成的电极在用于包括氧化铝层的太阳能电池中时可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池转换效率。
按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在1重量％到30重量％、具体来说5重量％到30重量％、例如1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％或30重量％的量的铅。在此范围内，可在低温下对组合物进行烘烤。
按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在1重量％到25重量％、具体来说5重量％到20重量％、例如1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％或25重量％的量的铋。在此范围内，由所述组合物形成的电极可对条带(ribbon)具有改善的粘合力。
按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在0.1重量％到7重量％、具体来说1重量％到6重量％、例如0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％或7重量％的量的钨。在此范围内，可轻易地满足在本文中前述提到的所述碱金属对钨的重量比，且由所述组合物形成的电极即使在与氧化铝层邻接时仍可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。
碱金属可包括锂(Li)、钠(Na)及钾(K)中的至少一者。优选地，使用锂作为碱金属以有利于制备玻璃料。按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在5重量％到8重量％、具体来说5重量％到7重量％、例如5重量％、6重量％、7重量％或8重量％的量的碱金属。在此范围内，可轻易地满足在本文中前述提到的所述碱金属对钨的重量比，且由所述组合物形成的电极即使在与氧化铝层邻接时仍可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。
在玻璃料中，按氧化物含量计，所述碱金属对钨的重量比可为0.8或大于0.8。在此范围内，即使在与氧化铝层邻接时，由所述组合物形成的电极仍可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。优选地，所述碱金属对钨的重量比为0.8到7，更优选地为0.8到5，例如为0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9或7。
玻璃料除包括铅、铋、钨及碱金属以外，可进一步包括金属和/或金属氧化物。举例来说，玻璃料可包括选自由以下组成的群组中的至少一种金属或金属氧化物：硼(B)、镁(Mg)、碲(Te)、磷(P)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)、铝(Al)、锌(Zn)及其氧化物。
此处，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在30重量％到80重量％、具体来说50重量％到75重量％、例如30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％或80重量％的量的金属。在此范围内，金属可在不改变铅、铋、钨及碱金属的作用的情况下改善太阳能电池效率。
在一个实例中，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在10重量％到60重量％、具体来说20重量％到60重量％、例如10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％或60重量％的量的碲。在此范围内，可轻易地制备玻璃料，同时由所述组合物形成的电极可在电阻方面表现出改善的性质。
在一个实例中，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在0重量％到30重量％、具体来说1重量％到30重量％、更具体来说10重量％到20重量％、例如1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％或30重量％的量的锌。在此范围内，由所述组合物形成的电极可在电阻方面表现出改善的性质。
在一个实例中，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在0重量％到10重量％、具体来说0.1重量％到5重量％、例如0重量％、0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％的量的钼。在此范围内，可轻易地控制对抗氧化膜的蚀刻。
在一个实例中，按氧化物含量计，在所述玻璃料中可存在10重量％或小于10重量％、具体来说0.1重量％到10重量％或0.1重量％到5重量％、例如0重量％、0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％的量的镁。在此范围内，由所述组合物形成的电极可在电阻及对条带的粘合力方面表现出改善的性质。
在一个实例中，所述玻璃料可为包括铅、铋、钨、碱金属、碲及镁的Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg系玻璃料。按氧化物含量计，所述Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg系玻璃料可包括1重量％到30重量％的铅、1重量％到25重量％的铋、0.1重量％到7重量％的钨、5重量％到8重量％的碱金属、10重量％到60重量％的碲以及0.1重量％到10重量％的镁。在此范围内，由所述组合物形成的电极在用于包括氧化铝层的太阳能电池中时可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。
在另一实例中，所述玻璃料可为包括铅、铋、钨、碱金属、碲、镁及锌的Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg-Zn系玻璃料。按氧化物含量计，所述Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg-Zn系玻璃料可包括1重量％到30重量％的铅、1重量％到25重量％的铋、0.1重量％到7重量％的钨、5重量％到8重量％的碱金属、10重量％到60重量％的碲、0.1重量％到10重量％的镁以及1重量％到30重量％的锌。在此范围内，由所述组合物形成的电极在用于包括氧化铝层的太阳能电池中时可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。
在又一实例中，所述玻璃料可为包括铅、铋、钨、碱金属、碲、镁及钼的Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg-Mo系玻璃料。按氧化物含量计，所述Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg-Mo系玻璃料可包括1重量％到30重量％的铅、1重量％到25重量％的铋、0.1重量％到7重量％的钨、5重量％到8重量％的碱金属、10重量％到60重量％的碲、0.1重量％到10重量％的镁以及0.1重量％到5重量％的钼。在此范围内，由所述组合物形成的电极在用于包括氧化铝层的太阳能电池中时可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。
在再一实例中，所述玻璃料可为包括铅、铋、钨、碱金属、碲、镁、钼及锌的Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg-Mo-Zn系玻璃料。按氧化物含量计，所述Pb-Bi-W-碱金属-Te-Mg-Mo-Zn系玻璃料可包括1重量％到30重量％的铅、1重量％到25重量％的铋、0.1重量％到7重量％的钨、5重量％到8重量％的碱金属、10重量％到60重量％的碲、0.1重量％到10重量％的镁、0.1重量％到5重量％的钼以及1重量％到30重量％的锌。在此范围内，由所述组合物形成的电极在用于包括氧化铝层的太阳能电池中时可提供减小的串联电阻，从而改善太阳能电池效率。
所述玻璃料的形状及大小不受特别限制。举例来说，所述玻璃料可具有0.1μm到10μm的平均粒径(D50)。所述玻璃料的颗粒形状可为球形或无固定形状。此处，可在25℃下将玻璃料粉分散在异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中经由超声波作用3分钟之后，利用粒径分析仪(型号1064LD，西莱斯有限公司(CILAS Co.,Ltd.))来测量平均粒径(D50)。优选地，所述玻璃料具有0.5μm到10μm、更优选地0.5μm到2.0μm、例如0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm的平均粒径(D50)。
可通过所属领域中已知的任何适当方法利用氧化铅、氧化铋、氧化钨及碱金属氧化物及金属和/或金属氧化物来制备玻璃料。举例来说，可通过以下方式来制备玻璃料：利用球磨机或行星式磨机将氧化铅、氧化铋、氧化钨及碱金属氧化物以及金属和/或金属氧化物进行混合，在约800℃到1300℃下对所述混合物进行熔融，并将所述经熔融混合物淬火到25℃，然后利用盘磨机、行星式磨机等将所获得的产物粉碎。
以用于太阳能电池电极的组合物的总重量计，可存在0.1重量％到20重量％、具体来说0.5重量％到10重量％、0.8重量％到5重量％、例如0.1重量％、0.5重量％、0.8重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或20重量％的量的玻璃料。在此范围内，由所述组合物形成的电极可在串联电阻、开路电压及短路电流方面表现出良好的性质，从而在具有良好电性性质及改善的粘合力的同时改善太阳能电池效率。
有机载体
有机载体通过与用于太阳能电池电极的组合物的无机组分进行机械混合而对所述组合物赋予适合于印刷的合适的粘度及流变特性。
有机载体可为用于太阳能电池电极的组合物中所用的任何典型有机载体，且一般来说可包括粘合剂树脂、溶剂等。
粘合剂树脂可选自丙烯酸酯树脂或纤维素树脂。一般使用乙基纤维素作为所述粘合剂树脂。此外，粘合剂树脂可为乙基羟乙基纤维素(ethyl hydroxyethyl cellulose)、硝基纤维素(nitrocellulose)、乙基纤维素与酚醛树脂(phenol resin)的掺合物、醇酸树脂(alkyd resin)、酚醛树脂(phenol resin)、丙烯酸酯树脂(acrylate ester resin)、二甲苯树脂(xylene resin)、聚丁烯树脂(polybutene resin)、聚酯树脂(polyester resin)、脲树脂(urea resin)、三聚氰胺树脂(melamine resin)、乙酸乙烯酯树脂(vinyl acetateresin)、木松香(wood rosin)、或醇的聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylate of alcohol)等等。
溶剂可为例如己烷、甲苯、乙基溶纤剂、环己酮、丁基溶纤剂、丁基卡必醇(二乙二醇单丁醚)、二丁基卡必醇(二乙二醇二丁醚)、丁基卡必醇乙酸酯(二乙二醇单丁醚乙酸酯)、丙二醇单甲醚、己二醇、萜品醇、甲基乙基酮、苯甲醇、γ-丁内酯及乳酸乙酯。这些溶剂可单独使用或以其中二种或更多种的混合物形式使用。
用于太阳能电池电极的组合物可包括余量的有机载体。优选地，以用于太阳能电池电极的组合物的总重量计，存在1重量％到30重量％、例如1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％或30重量％的量的有机载体。在此范围内，有机载体可对所述组合物提供足够的粘合强度及良好的可印刷性。
添加剂
根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物，可视需要进一步包括任何典型添加剂以增强流动性、加工性及稳定性。所述添加剂可包括分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂、及偶合剂等。这些添加剂可单独使用或以混合物形式使用。以用于太阳能电池电极的组合物的总重量计，可存在0.1重量％到5重量％、例如0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或5重量％的量的添加剂，但所述添加剂的含量可视需要进行改变。
太阳能电池电极及包括所述太阳能电池电极的太阳能电池
本发明的其他方面涉及一种由用于太阳能电池电极的组合物形成的电极以及包括所述电极的太阳能电池。
根据本发明的太阳能电池包括：晶片，形成在所述晶片的至少一个表面上的氧化铝层以及与所述氧化铝层邻接的电极，其中所述电极是由根据本发明用于太阳能电池电极的组合物形成的。举例来说，根据本发明的太阳能电池可包括具有钝化射极及背电极(passivated emitter and rear cell，PERC)结构的太阳能电池，但并不仅限于此。根据本发明用于太阳能电池电极的组合物可用于形成前电极或后电极，优选地为在太阳能电池的光接收表面上形成的前电极。
图1为根据本发明一个实例的太阳能电池的示意性剖视图。
参照图1，根据本实例的太阳能电池可包括晶片20，晶片20包括p层(或n层)及n层(或p层)作为射极。
晶片20的上表面对应于太阳能电池的前侧。在晶片20的上表面上，依序形成氧化硅层30、氮化硅层32以及氧化铝层34。在晶片20的上表面上形成前电极10，以与氧化硅层30、氮化硅层32以及氧化铝层34邻接。前电极10可由根据本发明用于太阳能电池电极的组合物形成。
尽管氧化硅层30、氮化硅层32以及氧化铝层34在图1中被示出为以此次序形成于晶片20的上表面上，但应理解，本发明并不仅限于此，且这些层的堆叠次序可视需要进行改变。举例来说，可以氧化硅层30、氧化铝层34以及氮化硅层32的次序堆叠在晶片20的上表面上。
晶片20的下表面对应于太阳能电池的后侧，且后电极40形成在晶片20的下表面上。
尽管在图1中未示出，但氧化硅层30、氮化硅层32以及氧化铝层34中的至少一者可具有纹理化结构。
此外，尽管在图1中未示出，但氧化硅层30、氮化硅层32以及氧化铝层34中的至少一者可进一步形成在晶片20的下表面上以邻接后电极40。
举例来说，可通过以下方式来执行制备前电极10的初步工艺：通过印刷将用于太阳能电池电极的组合物沉积在晶片20的前表面上，然后在约200℃到约400℃下干燥约10秒到60秒。然后，可使经干燥的组合物在400℃到950℃下、优选地在600℃到850℃下经受烘烤达约30秒到210秒，从而制备前电极10。
接下来，将参照实例来更详细地阐述本发明。然而，应注意，提供这些实例仅用于说明，且不应理解为以任何方式限制本发明。
表1示出在实例及比较例中使用的玻璃料的组成详细内容。每一玻璃料是通过以下方式制备的：根据表1中列出不同组合的金属氧化物以各成份在表1中列出的量(单位：重量份)混合，在800℃到1300℃下使所得的玻璃料熔融，并使熔融的组合物淬火到25℃，然后利用盘磨机等将所获得的产物粉碎。
表1
PbO Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TeO<sub>2</sub> Li<sub>2</sub>O ZnO WO<sub>3</sub> MoO<sub>3</sub> MgO B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 总计 重量比
A 5.5 19.3 46.2 6.9 15.5 5.8 0 0.8 0 100 1.19
B 14.3 5.3 56.3 6.5 11.7 4.5 0.8 0.6 0 100 1.44
C 14.7 5.5 52.3 6.7 14.8 4.6 0.8 0.6 0 100 1.46
D 13.5 14.2 51.8 6.2 11.0 1.5 1.4 0.4 0 100 4.13
E 14.3 5.3 58.4 6.6 11.7 1.6 1.8 0.3 0 100 4.13
F 28.4 5.0 42.3 5.6 13.5 4.2 0.7 0.3 0 100 1.33
G 26.9 13.4 37.1 5.2 12.8 4.0 0.3 0.3 0 100 1.3
H 27.4 13.6 39.5 5.9 10.6 1.4 1.2 0.4 0 100 4.21
I 27.7 5.3 42.0 6.6 14.6 1.6 1.9 0.3 0 100 4.13
J 32.5 17.3 33.9 2.2 0 11.2 1.0 1.9 0 100 0.20
K 32.5 17.3 35.9 2.2 0 9.2 1.0 1.9 0 100 0.24
L 32.5 17.3 37.9 2.2 0 7.2 1.0 1.9 0 100 0.31
M 0 4.0 54.6 7.9 13.0 10.3 0 2.4 7.8 100 0.77
N 13.4 5.7 59.4 6.5 11.7 0 2.9 0.4 0 100 -
O 26.6 9.4 41.7 1.0 12.6 8 0.3 0.4 0 100 0.125
P 15.3 6.3 56.3 4.0 11.7 5.0 0.8 0.6 0 100 0.8
Q 14.2 5.3 48.3 9.0 10.2 11.3 1.4 0.3 0 100 0.8
*重量比：氧化锂对氧化钨的重量比
实例1
作为有机粘合剂，在60℃下将2.0重量份的乙基纤维素(STD4，陶氏化学公司(DowChemical Company))充分溶解在6.75重量份的萜品醇中，然后向所述粘合剂溶液中添加了90.0重量份的平均粒径为2.0μm的球形银粉(AG-4-8，Dowa Hightech Co.,Ltd.)以及1.25重量份的在表1中示出的玻璃料A，然后在3辊捏合机(3-roll kneader)中进行混合及捏合，从而制备用于太阳能电池电极的组合物。
实例2到实例9
除了如在表2中所列，改变所使用玻璃料的种类以外，以与实例1相同的方式制备用于太阳能电池电极的组合物。
比较例1到比较例8
除了如在表2中所列，改变所使用玻璃料的种类以外，以与实例1相同的方式制备用于太阳能电池电极的组合物。
制作及评估太阳能电池
利用在实例及比较例中制备的每一组合物制作了太阳能电池，然后如下所述的对其进行了评估，结果示出于表2中。
通过以预定图案进行丝网印刷、然后在红外线干燥炉中在300℃下进行干燥达1分钟而将在实例以及比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物中的每一者沉积在晶片(通过对掺杂有硼(B)的p型晶片的前表面进行纹理化、在纹理化表面上形成POCl3的n+层、并在n+层上依序形成氧化铝层及氧化硅层而制备的单晶晶片)的前表面之上。接着，将铝膏印刷在晶片的后表面上并以与前述相同的方式进行干燥，从而形成指状电极以及总线电极图案。在带型(belt-type)烘烤炉中在800℃下对根据此程序而形成的电池进行了烘烤达50秒，从而制作太阳能电池。
利用h.a.l.m.太阳能电池性能测试仪在短路电流(Isc，单位：A)、开路电压(Voc，单位：mV)、串联电阻(Rs，单位：mΩ)、转换效率(Eff，单位：％)以及填充因数(FF，单位：％)方面对所制作的太阳能电池进行了评估。
表2
玻璃料 Isc Voc Rs FF Eff
实例1 A 9.695 661.4 3.00 78.3 20.7
实例2 B 9.691 660.5 2.84 77.7 20.5
实例3 C 9.692 661.3 3.09 79.0 20.8
实例4 D 9.702 660.1 2.98 78.0 20.6
实例5 E 9.698 661.6 3.05 77.6 20.5
实例6 F 9.707 662.6 3.08 78.0 20.7
实例7 G 9.694 660.8 2.96 78.2 20.6
实例8 H 9.710 661.4 2.99 78.1 20.6
实例9 I 9.703 661.1 3.03 77.6 20.5
比较例1 J 9.705 657.9 8.53 68.2 17.9
比较例2 K 9.710 656.3 10.19 64.8 17.0
比较例3 L 9.691 647.5 11.90 66.2 17.1
比较例4 M 9.699 657.2 14.43 59.0 15.5
比较例5 N 9.72 654.1 9.13 64.3 16.8
比较例6 O 9.78 652.6 9.37 62.9 16.5
比较例7 P 9.86 655.4 7.96 64.5 17.1
比较例8 Q 9.62 656.4 9.65 62.6 16.3
如在表2中所示，可以看出，由根据本发明用于太阳能电池电极的组合物形成的电极可在形成包括氧化铝层的太阳能电池的电极时表现出减小的串联电阻，同时改善太阳能电池的转换效率。
应理解，在不背离本发明的精神及范围条件下，所属领域中的技术人员可做出各种修改、改变、变更及等效实例。

Claims (8)

1.一种组合物，用于包括氧化铝层的太阳能电池电极，所述组合物包括：导电粉，玻璃料，以及有机载体，
所述玻璃料由铅、铋、钨及碱金属组成，并可选择地包含以下组成的群组中的一种或多种金属或金属氧化物：硼、镁、碲、磷、镓、铈、铁、硅、铯、锶、钼、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钠、钾、砷、钴、锆、锰、铝、锌及其氧化物，
其中按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在0.1重量％到7重量％的量的钨，按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在5重量％到8重量％的量的所述碱金属，且按氧化物含量计，所述碱金属对钨的重量比是0.8或大于0.8。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在1重量％到30重量％的量的铅，按氧化物含量计，在所述玻璃料中存在1重量％到25重量％的量的铋。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述碱金属是锂。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中以氧化物含量计，在所述玻璃料中存在30重量％到80重量％的量的所述一种金属或金属氧化物。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中以氧化物含量计，所述玻璃料包括10重量％到60重量％的碲、0重量％到30重量％或小于30重量％的锌以及0重量％到10重量％或小于10重量％的钼。
6.根据权利要求1所述的组合物，包括：60重量％到95重量％的所述导电粉；0.1重量％到20重量％的所述玻璃料；以及余量的所述有机载体。
7.根据权利要求1所述的组合物，进一步包括：选自以下的至少一种添加剂：分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂及偶合剂。
8.一种太阳能电池，包括：晶片，氧化铝层，形成在所述晶片的至少一个表面上，以及电极，与所述氧化铝层邻接，其中所述电极是由根据权利要求1到7中任一项所述的用于太阳能电池电极的组合物形成的。
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