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CN113366585A - 太阳能电池电极用导电性浆料及利用其制造的太阳能电池 - Google Patents

太阳能电池电极用导电性浆料及利用其制造的太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，在包含金属粉末、玻璃熔块以及有机载体的太阳能电池电极用导电性浆料中，上述玻璃熔块包含金属氧化物，上述金属粉末包含碱性成分。

Description

太阳能电池电极用导电性浆料及利用其制造的太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池电极用导电性浆料以及利用上述浆料制造的太阳能电池，尤其涉及一种具有可以在用于形成太阳能电池电极时提升其电气特性的改良组成的太阳能电池电极用导电性浆料以及利用上述浆料制造的太阳能电池。
背景技术
最近伴随着如石油或煤炭等传统能源的日益枯竭，人们对替代能源的关注度变得越来越高。其中，太阳能电池作为一种可以将太阳能转换成电能的新一代电池而备受瞩目。
太阳能电池(solar cell)是用于将太阳能转换成电能的半导体元件，通常为p-n结形态，其基本结构与二极管相同。太阳能电池元件通常利用厚度为180～250μm的p型硅半导体基板构成。在硅半导体基板的受光面一侧，形成有厚度为0.3～0.6μm的n型掺杂层和位于其上方的反射防止膜以及正面电极。此外，在p型半导体基板的背面一侧形成有背面电极。
在如上所述的太阳能电池中，各个层以及电极的设计会决定太阳能电池的效率。为了实现太阳能电池的商用化，需要克服效率低的问题，即需要开发出一种具有可以将太阳能电池的效率最大化的结构的太阳能电池。
作为一实例，在专利文献1(韩国注册专利第10-1575966号)中公开了一种为了提升钝化特性而在绝缘膜中包含铝氧化膜的技术。此时，需要在制造太阳能电池的过程中在绝缘膜的上方形成导电性浆料并在烧制时使得导电性浆料贯通绝缘膜并连接到导电区域中，而在上述结构的太阳能电池中可能会因为现有的导电性浆料无法成分蚀刻铝绝缘膜而导致电极无法稳定地连接到导电区域中的问题。因此，可能会进一步导致太阳能电池无法正常工作或太阳能电池的效率大幅下降的问题发生。
如上所述，为了提升钝化功能而在太阳能电池正面反射防止膜上方追加形成2～20nm的铝氧化膜(AlOx)时，可以达成通过增加加氢效果而提升开路电压(Voc)以及通过提升钝化功能而提升短路电流(Isc)的效果，但是与包含对如上所述的铝氧化膜的有效蚀刻功能的玻璃熔块(Glass frit)相关的研究活动却并不多见。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于解决如上所述的现有问题而提供一种可以提升太阳能电池的效率以及特性的太阳能电池电极用导电性浆料以及包含于上述导电性浆料中的玻璃熔块。
但是，本发明的目的并不限定于在上述内容中提及的目的，相关行业的从业人员将可以通过下述记载进一步明确理解未被提及的其他目的。
解决课题的方法
本发明提供一种太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，在包含金属粉末、玻璃熔块以及有机载体的太阳能电池电极用导电性浆料中，上述玻璃熔块包含金属氧化物，上述金属粉末包含碱性成分。
此外，本发明的特征在于，在上述金属粉末中，相对于上述银粉末的整体重量的上述碱性成分的含量为20至2000ppm。
此外，本发明的特征在于，在上述玻璃熔块中，相对于上述玻璃熔块整体的上述碱金属氧化物的总摩尔比为10mol％至20mol％。
此外，本发明的特征在于，上述银粉末中所包含的上述碱性成分包含从由锂(Li)、钠(Na)以及钾(K)构成的组中选择的任一种以上。
此外，本发明的特征在于，在上述金属粉末中，相对于上述银粉末的整体重量的上述碱性成分的含量为50至500ppm。
此外，本发明的特征在于，上述玻璃熔块中所包含的上述碱金属氧化物包含锂氧化物(Li2O)、钠氧化物(Na2O)以及钾氧化物(K2O)中的至少一种。
此外，本发明的特征在于，上述碱金属氧化物对上述锂氧化物、上述钠氧化物以及上述钾氧化物中的至少两种以上进行混合使用。
此外，本发明提供一种太阳能电池，其特征在于，包括：半导体基板；第1导电区域，形成于上述半导体基板的正面；钝化膜，形成于上述第1导电区域的上方且包含铝氧化膜；正面电极，贯通上述钝化膜并连接到上述第1导电区域；以及，背面电极，形成于上述半导体基板的背面，其中，上述正面电极是通过在涂布上述太阳能电池电极用导电性浆料之后进行烧制而制造。
发明效果
通过本发明，可以通过使玻璃熔块以特定的摩尔比包含碱金属氧化物而有效地对铝氧化膜进行蚀刻并改善接触特性。借此，可以提升太阳能电池的能量密度以及效率。此外，可以通过根据铝氧化膜的厚度对玻璃熔块内的组成(尤其是碱金属氧化物)的含量进行调节而有效地改善接触特性。但是，虽然可以通过调节玻璃熔块内的碱金属氧化物(R2O)的含量而对铝氧化膜(AlOx)进行有效蚀刻，但同时会因为降低玻璃熔块的自由度而导致充电率(Fill factor)的改善受限的问题。
因此，本发明可以通过调节导电性浆料中所包含的银粉末(Ag powder)内的碱性成分的含量而增加玻璃熔块的自由度，从而达成较高的充电率并增加太阳能电池的转换效率的效果。此外，可以通过根据在反射防止膜上方形成的铝氧化膜的厚度调节银粉末内的碱性成分含量，可以更加有效地改善接触特性。即，作为玻璃熔块的组成以及银粉末组成的协同效果，可以提升所制造出的太阳能电池单元(cell)的接触特性。
附图说明
图1是对适用本发明的太阳能电池电极用导电性浆料被应用到太阳能电池的一实例进行概要性图示的截面图。
【符号说明】
10：半导体基板
20：第1导电区域
30：反射防止膜
32：钝化膜
40：正面电极
50：第2导电区域
60：第2电极
62：第1电极部
64：第2电极部
具体实施方式
在对本发明进行详细的说明之前需要理解的是，在本说明书中所使用的术语只是为了对特定的实施例进行描述，本发明的范围并不因为所使用的术语而受到限定，本发明的范围应仅通过所附的申请权利范围做出定义。除非另有明确的说明，否则在本说明书中所使用的所有技术术语以及科学术语的技术性含义与掌握一般技术的人员所通常理解的含义相同。
除非另有说明，否则在本说明书以及权利要求书的所有内容中所使用的包含(comprise，comprises，comprising)术语是指包含所提及的对象、步骤或一系列的对象以及步骤，但并不是指排除任意其他对象、步骤或一系列对象或一系列步骤存在的可能性。
此外，除非另有明确的相反记载，否则适用本发明的各个实施例还可以与其他实施例结合实施。尤其是，被指定为较佳或有利的某个特征还可以与指定为较佳或有利的之外的其他某个特征以及多个特征结合。接下来，将结合附图对适用本发明的实施例及其效果进行详细的说明。
首先，将参阅图1对利用适用本发明的太阳能电池电极用导电性浆料的太阳能电池的一实例进行说明，接下来再对适用本发明的太阳能电池电极用导电性浆料以及包含于上述导电性浆料中的玻璃熔块以及银粉末进行详细的说明。
图1是对适用本发明的太阳能电池电极用导电性浆料被应用到太阳能电池的一实例进行概要性图示的截面图。
如图1所示，适用本发明之一实施例的太阳能电池，包括：半导体基板10；第1导电区域20，形成于半导体基板10的正面一侧；反射防止膜30以及钝化膜32，形成于第1导电区域20的上方；以及，正面电极40，贯通反射防止膜30以及钝化膜32并电气连接到第1导电区域20。此外，还可以包括：第2导电区域50，形成于半导体基板10的背面一侧；以及，背面电极60，电气连接到第2导电区域50。
半导体基板10可以是硅基板(作为一实例为硅晶圆)，可以具有第2导电型(作为一实例为p型)，厚度可以是180至250μm。
第1导电区域20可以是通过在半导体基板10的正面侧的一部分涂布第1导电型掺杂剂而形成的具有第1导电型(作为一实例为n型)的区域，厚度可以是0.3～0.6μm。
位于第1导电区域20的上方的反射防止膜30可以用于防止入射到正面的光线发生反射。作为反射防止膜30可以使用已知的多种物质，例如可以由硅氮化膜等构成。
位于反射防止膜30的上方的钝化膜32可以由铝氧化膜构成，厚度可以是2至20nm。如上所述的钝化膜32可以通过固定电荷以及氢钝化提升钝化特性并进一步提升开路电压(Voc)以及短路电流(ISc)。作为一实例，对由铝氧化膜构成的钝化膜32位于反射防止膜30的上方的情况进行了图示，但是也可以在第1导电区域20的上方形成由铝氧化膜构成的钝化膜32并在其上方形成反射防止膜30。
正面电极40可以在将混合有包含金属粉末、玻璃熔块、溶剂以及粘接剂的有机载体(organic vehicle)的导电性浆料涂布到反射防止膜30以及钝化膜32的上方之后通过烧制而形成。因为在烧制时需要使导电性浆料对反射防止膜30以及钝化膜32进行蚀刻以及贯通并连接到第1导电区域20，因此在本发明中使用可以有效地对由铝氧化膜构成的钝化膜32进行蚀刻的导电性浆料。如上所述的导电性浆料可以包括特定组成的玻璃熔块以及银粉末，对此将在后续的内容中进行更为详细的说明。
第2导电区域50可以是通过在半导体基板10的背面侧的一部分涂布第2导电型掺杂剂而形成的具有第2导电型(作为一实例为p型)的背面电场(back surface field，BSF)区域。通过背面电场区域，可以防止电子的再结合并提升对所生成的载流子的收集效率。第2导电区域50可以通过多种工程方式形成，例如在形成背面电极60的至少一部分(即第1电极部62)时，可以通过背面电极60的物质扩散的方式形成。
背面电极60包含铝，还可以包括与第2导电区域50相邻的第1电极部62。作为一实例，第1电极部62可以通过将由铝粉末、玻璃熔块、有机载体(organic vehicle)以及添加剂构成的铝浆料组合物利用丝网印刷等方式进行涂布并干燥之后在660℃(铝的熔点)以上的温度下进行烧制而形成。通过对铝浆料组合物进行烧制，可以使铝扩散到半导体基板的内部并形成第2导电区域50。背面电极60还可以包括位于第1电极部62的上方并包含银(Ag)的第2电极部64。背面电极60可以在半导体基板10的整个背面一侧形成，但本发明并不限定于此。
适用本发明之一实施例的太阳能电池电极用导电性浆料是可以在形成太阳能电池的电极时使用的导电性浆料，提供一种可以有效地对铝氧化膜进行蚀刻并通过改善电极的串联电阻而达成高充电率(fill factor)，从而提升太阳能电池转换效率的太阳能电池电极用导电性浆料。作为一实例，适用本发明之一实施例的太阳能电池电极用导电性浆料可以用于形成正面电极40，但本发明并不限定于此，也可以用于形成背面电极60中的至少一部分。
适用本发明的太阳能电池电极用导电性浆料可以包含金属粉末、玻璃熔块、粘接剂以及溶剂，接下来将进行详细的说明。
作为金属粉末可以使用如银(Ag)粉末、金(Au)粉末、白金(Pt)粉末、镍(Ni)粉末、铜(Cu)粉末等，金属粉末可以单独使用上述粉末中的一种，或使用上述金属的合金，或使用对上述粉末中的至少两种进行混合的混合粉末。此外，上述金属粉末可以使用对表面进行如亲水处理等表面处理的金属粉末。
其中，使用因为具有优秀的电导度而常用于正面电极40的银(Ag)粉末为宜。银粉末使用纯银粉末为宜，也可以使用至少其表面由银构成的镀银复合粉末或将银作为主成分的合金等。此外，还可以混合其他金属粉末进行使用。例如，可以使用如铝、金、钯、铜或镍等。
尤其是，可以通过作为银粉末使用包含至少一种以上的碱性成分的银粉末而提升玻璃熔块的自由度，从而达成高充电率并提供增加太阳能电池转换效率的效果。
上述银粉末中所包含的碱性成分包含从由锂(Li)、钠(Na)以及钾(K)构成的组中选择的任一种以上。较佳地，包含钠(Na)以及钾(K)。
上述银粉末中所包含的碱性成分，相对于银粉末的整体重量包含20至2000ppm为宜。更较佳地，包含80至500ppm时还具有接触电阻改善效果。
作为在上述银粉末中包含碱性成分的方法，可以通过在使包含银离子的银盐溶液以及包含还原剂的还原溶液发生反应而析出银粉末之后的洗涤步骤中利用如NaOH或KOH等碱性溶液进行洗涤而在银粉末中包含碱性成分，还可以通过调节碱性溶液的浓度而对银粉末中所包含的碱性成分的含量进行调节。
上述银粉末的平均粒径可以是0.1至10μm，而在考虑到浆料化的简易性以及烧制时的致密度的情况下为0.5至5μm为宜，其形状可以是球状、针状、板状以及非特定形状中的至少一种以上。银粉末也可以对平均粒径或粒度分布以及形状等不同的2种以上的粉末进行混合使用。
适用本发明的玻璃熔块包含碱金属氧化物，相对于玻璃熔块整体的碱金属氧化物的含量可以是10至20mol％。包含碱金属氧化物的玻璃熔块可以提升对铝氧化膜进行蚀刻的特性。其中，在上述含量不足10mol％的情况下，可能会导致对铝氧化膜的蚀刻特性不充分的问题，而在上述含量超过20mol％的情况下，虽然可以有效地对铝氧化膜进行蚀刻，但是可能会导致与第1导电区域20的接触特性不良的问题。较佳地，相对于玻璃熔块整体的碱金属氧化物的含量为15至20mol％为宜。
作为一实例，上述碱金属氧化物可以包含锂氧化物(作为一实例为Li2O)、钠氧化物(作为一实例为Na2O)以及钾氧化物(作为一实例为K2O)中的至少一种。尤其是，通过将锂氧化物、钠氧化物以及钾氧化物中的至少两种以上混合使用，可以进一步提升对铝氧化膜的蚀刻特性。
在玻璃熔块包含锂氧化物的情况下，相对于玻璃熔块整体的锂氧化物的摩尔比可以是5mol％至15mol％，较佳地为9至15mol％为宜。在玻璃熔块包含钠氧化物的情况下，相对于玻璃熔块整体的钠氧化物的摩尔比可以是1mol％至5mol％，较佳地为1至3mol％为宜。在玻璃熔块包含钾氧化物的情况下，相对于玻璃熔块整体的钾氧化物的摩尔比可以是1mol％至8mol％，较佳地为1至3mol％为宜。在如上所述的范围内，可以有效地提升对铝氧化膜的蚀刻特性以及与第1导电区域的接触特性。
此时，通过使玻璃熔块同时包含锂氧化物、钠氧化物以及钾氧化物并使所包含的锂氧化物或钠氧化物的摩尔比高于所包含的钾氧化物的摩尔比(尤其是使所包含的锂氧化物的摩尔比大于所包含的钠氧化物以及钾氧化物的各自的摩尔比)，可以进一步降低与第1导电区域20的接触电阻。
玻璃熔块作为主要物质(相对于玻璃熔块整体的摩尔比为0.5以上的物质)，可以包含铅氧化物(作为一实例为PbO)、碲氧化物(作为一实例为TeO2)、铋氧化物(作为一实例为Bi2O3)以及硅氧化物(作为一实例为SiO2)。此外，玻璃熔块作为追加物质还可以包含如硼氧化物、锌氧化物、铝氧化物、钛氧化物、该氧化物、镁氧化物以及锆氧化物中的至少一种。作为一实例，相对于玻璃熔块整体的铅氧化物的摩尔比可以是10mol％至29mol％，碲氧化物的摩尔比可以是20mol％至38mol％，铋氧化物的摩尔比可以是3mol％至20mol％，硅氧化物的摩尔比可以是20mol％以下。此外，相对于玻璃熔块整体的上述各个追加物质的摩尔比可以是20mol％以下(作为一实例为6mol％以下)。
通过对上述各个成分的有机含量组合，可以防止正面电极的线宽增加、优化接触电阻特性并优化短路电流特性。尤其是当铅氧化物的含量过高时不仅会导致不环保的问题，还会因为熔融时的粘度过低而导致在烧制时正面电极的线宽变大的问题。因此，将玻璃熔块内的铅氧化物的含量控制在上述范围内为宜。此外作为一实例，当在玻璃熔块内以上述范围包含碱金属氧化物的情况下包含大量的碱土金属氧化物(即钙氧化物以及镁氧化物等)时会导致接触电阻的上升。因此，可以使玻璃熔块所包含的碱金属氧化物的摩尔比高于所包含的碱土金属氧化物的摩尔比，作为一实例，可以使玻璃熔块不包含碱土金属氧化物。
在上述说明内容中，对通过利用含铅熔块构成玻璃熔块，从而可以在导电性浆料的烧制过程中对反射防止膜30以及钝化膜32进行稳定蚀刻的情况进行了说明。作为玻璃熔块的组成以及银粉末组成的协同效果，可以显著提升所制造出的太阳能电池单元(cell)的接触特性。
玻璃熔块的平均粒径并不受限，可以是0.5至10μm的范围，还可以对平均粒径不同的多种粒子进行混合使用。较佳地，所使用的至少一种玻璃熔块的平均粒径(D50)为3μm以上5μm以下为宜。借此，可以优化烧制时的反应性，尤其是可以将高温状态下的n层的损坏最小化，还可以改善粘接力并优化开路电压(Voc)。此外，还可以减少烧制时的电极线宽的增加。
此外，上述玻璃熔块的玻璃相变温度(Tg)并不受限，可以是200～600℃的范围，较佳地，玻璃相变温度在200℃以上且小于300℃的范围内为宜。通过使用小于300℃的低玻璃相变温度的玻璃熔块，可以提升熔融的均匀度并借此使太阳能电池的特性均匀化。此外，还可以在低温/快速烧制时保障优良的接触特性，还可以良好地适用于高表面电阻(90～120Ω/sq)太阳能电池。
玻璃熔块的结晶化特性属于非常重要的因素。在利用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry，DSC)对现有的玻璃熔块进行测定时，最初的结晶化温度大致上出现在550℃以上，而适用本发明的玻璃熔块的DSC测定数据中的最初的结晶化峰值出现在400℃以下，因此可以在烧制时快速实现结晶化，从而显著地减少在烧制过程中电极线宽增加的现象并借此优化电气特性。较佳地，在DSC数据中最初的结晶化峰值出现在400℃以下而第二次结晶化峰值出现在400℃以上500℃以下为宜。更较佳地，在DSC数据中所有结晶化峰值均出现在400℃以下为宜。
对于上述包含有机粘接剂以及溶剂的有机载体，要求具有可以使金属粉末和玻璃熔块等维持均匀混合状态的特性，例如在通过丝网印刷将导电性浆料涂布到基材上时，应可以实现导电性浆料的均质化，从而而抑制印刷图案的模糊以及流动，同时应可以提升导电性浆料从丝网印刷版的流出性以及印刷版的分离性。
作为有机粘接剂，纤维素酯类化合物的实例包含乙酸纤维素以及乙酸丁酸纤维素等，纤维素醚类化合物的实例包含乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素以及羟乙基甲基纤维素等，丙烯酸类化合物的实例包含聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚甲基丙烯酸乙酯等，乙烯类的实例包含聚乙烯醇缩丁醛、聚乙酸乙烯酯以及聚乙烯醇等。可以选择使用上述粘结剂中的至少1种以上。
作为上述溶剂，可以从由己二酸二甲酯(Dimethyl adipate)、二乙二醇丁醚醋酸酯(diethylene glycol butyl ether acetate)、十二碳醇酯(texanol)、邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl phthalate)、邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate)、二甘醇(diethyleneglycol)、乙二醇丁醚(ethylene glycol buthyl ether)、乙二醇丁醚乙酸酯(ethylene glycol butyl ether acetate)二乙二醇丁醚(diethylene glycol butylether)构成的化合物中选择使用至少1种以上。较佳地，使用己二酸二甲酯(Dimethyladipate)、二乙二醇丁醚醋酸酯(diethylene glycol butyl ether acetate)为宜。
适用本发明的导电性浆料组合物还可以根据需要包含已知的其他添加剂，如分散剂、流平剂、增塑剂、粘度调节剂、表面活性剂、氧化剂、金属氧化物、金属有机化合物以及蜡等。
在考虑到印刷时所形成的电机的厚度以及电极的线性电阻的情况下，金属粉末的含量可以相对于导电性浆料的整体100重量份包含40至98重量份(作为一实例为60至95重量份)。当含量小于40重量份(作为一实例为60重量份)时，可能会导致所形成的电极的比电阻过高的问题，而当含量大于98重量份(作为一实例为95重量份)时，可能会因为其他成分的含量不充分而导致金属粉末无法均匀分散的问题。
玻璃熔块的含量可以相对于导电性浆料的整体100重量份包含1至15重量份。当含量小于1重量份时，可能会因为非完全烧制而导致电气比电阻过高的问题，而当含量大于15重量分时，可能会因为银粉末的烧制体内部的玻璃成分过多而同样导致电气比电阻过高的问题。有机粘接剂的含量不受限制，可以相对于导电性浆料的整体100重量份包含1至15重量份。当有机粘接剂的含量小于1重量份时，可能会导致组合物的粘度、所形成的电极图案的粘接力下降的问题，而当含量大于15重量份时，可能会导致金属粉末、溶剂、分散剂等的含量不充分的问题。
上述溶剂的含量可以相对于导电性浆料的整体100重量份包含5至25重量份。当溶剂的含量小于5重量份时，可能会导致金属粉末、玻璃熔块以及有机粘接剂等的混合不均匀的问题，而当含量大于25重量份时，可能会因为金属粉末的含量过少而导致所制造出的正面电极40的电导性下降的问题。上述其他添加剂的含量相对于导电性浆料的整体100重量份包含0.1至5重量份。
如上所述的太阳能电池电极用导电性浆料，可以通过在对金属粉末、玻璃熔块、有机粘接剂、溶剂以及添加剂等进行混合以及分散之后再进行过滤以及脱泡的方式制造。
本发明提供一种将上述导电性浆料涂布在基材上方并对其进行干燥以及烧制的太阳能电池的电极形成方法以及通过上述方法制造的太阳能电池电极。在适用本发明的太阳能电池的电极形成方法中，除了使用上述包含玻璃熔块的导电性浆料之外，基材、印刷、干燥以及烧制可以使用通常在太阳能电池的制造中所使用的方法。
作为一实例，上述基材可以是硅晶圆，利用适用本发明的浆料制造的电极可以是正面电极40的指状电极以及母线电极，可以通过在印刷到包含铝氧化膜的钝化膜32的上方之后借助于烧制过程中的烧穿(fier-through)效应贯通包含铝氧化膜的钝化膜32(具体来讲，是包含铝氧化膜的钝化膜32以及反射防止膜30)而与第1导电区域20连接(作为一实例为电气连接)。上述印刷可以是丝网印刷或胶版印刷，上述干燥可以在90至250℃下执行，而上述烧制可以在600至950℃下执行。较佳地，上述烧制是在800至950℃下更较佳地是在850至950℃下进行5秒至1分钟的高温/高速烧制为宜，上述印刷可以以20至60μm的厚度进行印刷。但是本发明并不限定于此，可以对印刷方法、干燥、烧制工程的条件等进行多种变形实施。
通过本发明，可以通过使玻璃熔块以特定的摩尔比包含碱金属氧化物并使银粉末以特定的含量包含碱性成分而有效地对铝氧化膜进行蚀刻并改善接触特性。借此，可以提升太阳能电池的能量密度以及效率。此外，可以通过根据铝氧化膜的厚度对玻璃熔块内的组成(尤其是碱金属氧化物)的含量进行调节并对银粉末内的碱性成分的含量进行调节而有效地改善接触特性。
实施例以及比较例
在添加银粉末、玻璃熔块、有机粘接剂、溶剂以及添加剂等并利用三辊式滚轧机进行分散之后，再混合银粉末并利用三辊式滚轧机进行分散。此时，作为有机粘接剂使用了乙基纤维素树脂(ethyl cellulose resin)，作为溶剂使用了二乙二醇丁醚醋酸酯(diethylene glycol butyl ether acetate)，作为银粉末使用了球状形状且平均粒径为1μm的银粉末。对导电性浆料进行混合时的组成如下表1所示，此时所使用的玻璃熔块的组成如表2所示，而银粉末内的碱性成分含量如表3所示。接下来通过进行减压脱气而制造出导电性浆料。上述导电性浆料的实施例以及比较例的构成如表4至表6所示。
【表1】
Figure BDA0003186454450000111
Figure BDA0003186454450000121
【表2】
Figure BDA0003186454450000122
【表3】
Figure BDA0003186454450000123
Figure BDA0003186454450000131
【表4】
分类[ppm] 银粉末 玻璃熔块
实施例1 银粉末A 玻璃熔块A
实施例2 银粉末B 玻璃熔块A
实施例3 银粉末C 玻璃熔块A
实施例4 银粉末D 玻璃熔块A
实施例5 银粉末E 玻璃熔块A
实施例6 银粉末F 玻璃熔块A
实施例7 银粉末G 玻璃熔块A
实施例8 银粉末H 玻璃熔块A
实施例9 银粉末I 玻璃熔块A
实施例10 银粉末J 玻璃熔块A
比较例1 银粉末K 玻璃熔块A
【表5】
Figure BDA0003186454450000132
Figure BDA0003186454450000141
【表6】
分类[ppm] 银粉末 玻璃熔块
实施例21 银粉末A 玻璃熔块C
实施例22 银粉末B 玻璃熔块C
实施例23 银粉末C 玻璃熔块C
实施例24 银粉末D 玻璃熔块C
实施例25 银粉末E 玻璃熔块C
实施例26 银粉末F 玻璃熔块C
实施例27 银粉末G 玻璃熔块C
实施例28 银粉末H 玻璃熔块C
实施例29 银粉末I 玻璃熔块C
实施例30 银粉末J 玻璃熔块C
比较例3 银粉末K 玻璃熔块C
试验例
通过在硅晶圆的正面扩散n型掺杂剂而形成第1导电区域，并在第1导电区域的上方形成由硅氮化膜构成的反射防止膜以及由铝氧化膜构成的钝化膜。利用按照上述实施例以及比较例制造的导电性浆料，在硅氮化膜以及铝氧化膜的上方利用35μm网目的丝网印刷机进行图案印刷，再利用带式干燥炉在200～350℃下进行20秒至30秒的干燥处理。接下来在硅晶圆的背面印刷铝浆料之后利用相同的方法进行干燥处理。接下来利用带式烧制炉在500至950℃的温度条件下进行20秒至30秒的烧制，从而制造出太阳能电池。
通过电致发光图像(electro luminescence image)对所制造出的太阳能电池的铝氧化膜的蚀刻特性进行判定，并利用接触式电阻测定仪对接触电阻进行测定。此时，在通过导电性浆料的烧制而形成的正面电极贯通铝氧化膜并连接到第1导电区域的情况下，将铝氧化膜的蚀刻特性判定为良好，而在没有贯通铝氧化膜而没有连接到第1导电区域的情况下，将铝氧化膜的蚀刻特性判定为不良。此外，接触电阻为在半导体基板的表面电阻为100Ω且电流密度(Jsc)为30mA/cm2的情况下利用接触式电阻测定仪测定出的接触电阻。其结果如表7所示。
【表7】
Figure BDA0003186454450000151
参阅表7，可以确认适用各个实施例的太阳能电池与各个比较例相比其接触电阻得到了显著改善。较佳地，在使用银粉末B、C、F、I以及J的情况下其接触电阻最低，借此可以确认银粉末内的碱性成分含量为50至500ppm为宜，而在使用玻璃熔块B的情况下与使用相同银粉末的其他实施例相比其接触电阻较低，借此可以确认玻璃熔块内的碱金属氧化物中的锂氧化物的含量为9至15mol％为宜。此外，在上述制造出的电池单元(Cell)中，对于利用实施例以及比较例中通过接触电阻最低的实施例12以及比较例2制造出的导电性浆料制造的电池单元(cell)，使用太阳能电池效率测定装置(Halm公司，cetisPV-Celltest 3)对其短路电流(Isc)、开路电压(Voc)、转换效率(Eff)、填充因子(FF)、电阻(Rser，Rsht)以及线宽进行测定，其结果如下述表8所示。
【表8】
Figure BDA0003186454450000161
如上述表8所示，在同时使用包含特定含量的碱性成分的银粉末以及包含特定摩尔比的碱金属氧化物的玻璃熔块情况下，可以通过改善接触特性而达成高充电率(FF)并增加太阳能电池转换效率(Eff)。
在如上所述的各个实施例中所介绍的特征、结构以及效果等，可以由具有本发明所属技术领域之一般知识的人员与其他实施例进行组合或变形实施。因此，如上所述的组合或变形相关的内容也应解释为包含在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
在包含金属粉末、玻璃熔块以及有机载体的太阳能电池电极用导电性浆料中，
所述玻璃熔块包含金属氧化物，
所述金属粉末包含碱性成分。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
在所述金属粉末中，相对于所述银粉末的整体重量的所述碱性成分的含量为20至2000ppm。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
在所述玻璃熔块中，相对于所述玻璃熔块整体的所述碱金属氧化物的总摩尔比为10mol％至20mol％。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
所述银粉末中所包含的所述碱性成分包含从由锂(Li)、钠(Na)以及钾(K)构成的组中选择的任一种以上。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
在所述金属粉末中，相对于所述银粉末的整体重量的所述碱性成分的含量为50至500ppm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
所述玻璃熔块中所包含的所述碱金属氧化物包含锂氧化物(Li2O)、钠氧化物(Na2O)以及钾氧化物(K2O)中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池电极用导电性浆料，其特征在于，
所述碱金属氧化物对所述锂氧化物、所述钠氧化物以及所述钾氧化物中的至少两种以上进行混合使用。
8.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
半导体基板；
第1导电区域，形成于所述半导体基板的正面；
钝化膜，形成于所述第1导电区域的上方且包含铝氧化膜；
正面电极，贯通所述钝化膜并连接到所述第1导电区域；以及
背面电极，形成于所述半导体基板的背面，
所述正面电极是通过在涂布根据权利要求1所述的太阳能电池电极用导电性浆料之后进行烧制而制造。
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