低印刷重量的太陽能電池用導電鋁膠及太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低印刷重量的太陽能電池用導電鋁膠及應用該導電鋁膠的太陽能電池，導電鋁膠包含：鋁粉；有機載體；以及釩、磷或鉬源中的至少一種，該釩、磷或鉬源的總含量不高于該導電鋁膠總重的0.5％。本發明的低印刷重量的太陽能電池用導電鋁膠及應用該導電鋁膠的太陽能電池，可以在印重減輕的情況下，維持良好的電性與拉力，并可降低制造成本、強化耐水性、減低翹曲。
【專利說明】
低印刷重量的太陽能電池用導電錯膠及太陽能電池
技術領域
[0001] 本發明設及一種導電侶膠，尤其設及一種含饑、憐或鋼源的導電侶膠。本發明亦設 及一種應用該導電侶膠的太陽能電池。
【背景技術】
[0002] 太陽能電池是一種將太陽光轉換成直流電能輸出的一種裝置，其中娃基太陽能電 池為太陽能發電的主流（占產業比重80% W上），業界現有產品多為采用P型娃基材為基 底，在受光面W高溫憐擴散（phosphorous diffusion)形成n+射極，形成P-N結二極管； 接著在n+表面形成一層60~80皿的抗反射層；隨后在抗反射層上網版印刷30~90 Jim 的細長柵狀銀電極與正面匯流電極（busbar);另一面（P面）也印上背面匯流電極，接著 印上侶膠做為侶源，其目的是在高溫環境下與娃基形成侶娃合金與背面場化ack surface field, BS巧層，可W避免少數載子在背面復合（recombination)的機會。
[0003] 為了達到最高的效率與拉力表現，業界熟知可在6時娃基材上，通過網版印刷印 上侶膠作為侶源，一般而言，6時娃基材中該侶膠所需要的印重為1. 3g~1. 7g ;若印重低于 1. 3g會出現W下負面影響：
[0004] 1.拉力不足（源于沒有足夠的烙侶與娃形成夠厚的侶娃合金）；
[0005] 2.效率不足度SF層的厚度不夠，少數載子在背面復合的機率仍高）。
[0006] 然而，侶膠的印重若能低于1. 3g，可同時帶來W下正面效應：
[0007] 1.低制造成本（低侶膠用量）；
[0008] 2.優良的耐水性（侶會跟水反應釋放氨氣，造成封裝壓合后的模塊層間脫附，導 致模塊壽命縮短；若能減少侶膠的使用量，將可延長模塊壽命）；
[0009] 3.低翅曲（侶與娃的熱膨脹系數不同，高溫接合成侶娃合金若過厚，降回常溫會 產生翅曲現象，其中侶的熱膨脹系數為23ppm/K，娃的熱膨脹系數為2. 5卵m/K，二者之間有 不小的差異）。
[0010] 因此，如何開發出一種高活性的太陽能導電侶膠，可W在印重減輕的情況下，維持 良好的電性與拉力，并且帶來低廉的制造成本、強化耐水性、減低翅曲是所有太陽能導電侶 膠開發者的研發重點。
【發明內容】
W11] 為解決上述現有技術的缺陷，本發明提供一種低印刷重量的太陽能電池用導電侶 膠及應用該導電侶膠的太陽能電池。由此改善現有技術的太陽能導電侶膠無法在印重減輕 的情況下，維持良好的電性與拉力的問題。
[0012] 為達上述目的及其他目的，本發明提供一種低印刷重量的太陽能電池用導電侶 膠，包含：侶粉；有機載體；W及饑、憐或鋼源中的至少一種，該饑、憐或鋼源的總含量不高 于該導電侶膠總重的0.5%。
[0013] 優選地，該饑、憐或鋼源可為氧化饑、氧化憐或氧化鋼。
[0014] 優選地，該侶粉可占該導電侶膠總重的65~80%，較佳為70~76%。
[001引優選地，該侶粉較佳包含：小顆侶粉，其粒徑小于3 y m ; W及大顆侶粉，其粒徑為 3~7 ym，其中該小顆侶粉的含量不高于該導電侶膠總重的30%。
[0016] 優選地，該小顆侶粉的含量較佳占該導電侶膠總重的5~25%。
[0017] 優選地，該有機載體較佳占該導電侶膠總重的10~30%。
[0018] 優選地，該有機載體包含：樹脂，其可選自由乙基纖維素、木松香及聚丙締臘所組 成的群組；W及溶劑。
[0019] 優選地，可進一步包含：玻璃粉，其平均粒徑小于6. 0 y m，且含量不高于該導電侶 膠總重的10%。
[0020] 優選地，可進一步包含：添加劑，其選自由分散劑、流平劑、脫泡劑、抗沉降劑、觸變 助劑及偶合劑所組成的群組。
[0021] 為達上述目的及其他目的，本發明亦提供一種太陽能電池，其包含上述導電侶膠。
[0022] 本發明的低印刷重量的太陽能電池用導電侶膠及應用該導電侶膠的太陽能電池， 可W在印重減輕的情況下，維持良好的電性與拉力，并可降低制造成本、強化耐水性、減低 翅曲。
【具體實施方式】
[0023] 為充分了解本發明的目的、特征及技術效果，茲由下述具體實施例，對本發明做詳 細說明，說明如下：
[0024] 本發明所提供的導電侶膠大體上包含了侶粉、有機載體W及饑、憐或鋼源中的至 少一種，亦可進一步包含玻璃粉及各類添加劑。 陽0巧]侶粉可占該導電侶膠總重的65~80%，較佳為70~76%。
[00%] 侶粉較佳可由兩種W上顆粒大小組成，可粗分為小顆侶粉與大顆侶粉兩類，若小 顆侶粉粒徑<3 y m，大顆侶粉粒徑為3~7 y m，小顆侶粉占該導電侶膠總重不高過30wt %， W 5~25wt%為佳。
[0027] 饑、憐或鋼源（即含上述元素的添加物，例如：氧化饑、氧化憐、氧化鋼）用W提升 侶膠反應活性；可W來自于無機化合物、玻璃粉、有機物化合物、添加劑等但并不W此為限； 該饑、憐或鋼源的總含量不高于該導電侶膠總重的0. 5%。
[002引有機載體用W提供網印性與干燥強度。由至少一種的樹脂與至少一種的有機溶劑 調配而成，樹脂可為乙基纖維素、木松香或聚丙締臘，但并不W此為限；溶劑可為醋醇成膜 劑（TEXANOL飯，EASTMAN C肥MICAL COMPANY)、松油醇或二乙二醇下酸等，但并不W此 為限；有機載體占該導電侶膠總重的10~30wt%，W 20~28wt%為佳。
[0029] 玻璃粉用W提高侶膠對基板的附著性與控制侶膠反應特性；本發明的導電侶膠中 可包含一種或數種玻璃粉，該玻璃粉可由多種元素或化合物在高溫下烙融而成，其成份可 包含：Bi2〇3、B203、Si〇2、Al2〇3、Ti〇2但并不W此為限。該玻璃粉的平均粒徑< 6. 0 ym，含量 占總體導電膠的0~IOwt%，W不高于3%為最佳。
[0030] 添加劑用W強化侶膠的穩定性、印刷性、平坦性、反應性高低與粉體密著性，可W 選擇分散劑、流平劑、脫泡劑、抗沉降劑、觸變助劑、偶合劑等，但并不W此為限，添加劑總和 占該導電侶膠總重的0~5wt%，W 0~1. 3wt%為佳。
[0031] 本發明實施例1~4及比較例I~2的導電侶膠依照下列表一所示的配方及百分 比配制： W巧表一
[0033]
[0035] 實施例1
[0036] 實施例1的導電侶膠通過下列步驟制備：
[0037] 步驟一（有機載體制作）：將乙基纖維素巧T冊CEL Std 20)/松油醇/二乙二醇 下酸W 15:20:65的比例加入反應槽中，110°C油浴下W 30化pm的方式攬拌S小時W上，直 至完全溶解。
[0038] 步驟二：依照表一所示的配方及百分比，于步驟一所制得的有機載體中添加玻璃 粉、侶粉等其他配方，配制成300g的混合侶膠。 陽039] 步驟S :
[0040] W高速攬拌機攬拌步驟二制得的混合侶膠3分鐘，使其充分混合后，W=漉研磨 機（廠牌型號：Exakt 80巧研磨S次，可得黏度為30~50化"S，平均粒徑為8 y m的導電 侶膠。
[0041] 實施例2~4及比較例1~2
[00創實施例2~4及比較例1~2的導電侶膠通過與實施例1相同的步驟制備，但于 步驟二中，分別依據表一改變配方及百分比。 陽0創測試例
[0044] 使用上述實施例1~4及比較例1~2制得的導電侶膠，依照下列步驟制備太陽 能電池：
[0045] 步驟一（印刷）：W網印方式將背面銀膠與正面銀膠分別印在6時娃基材的背面 與正面，W 200°C烘箱干燥后，在娃基材背面的背面銀膠未覆蓋之處，印上實施例1~4及比 較例1~2制得的導電侶膠，導電侶膠與背面銀膠間，須有部分重疊。調控印刷參數與網版 網篩數W控制不同印重后，重新置入200°C烘箱干燥，制得待燒結的印刷娃基材。
[0046] 步驟二（燒結）：干燥步驟完成后，將步驟一制得的待燒結的印刷娃基材置入紅外 線快速燒結爐值espatch CF化rnace)進行燒結，制得太陽能電池。燒結步驟中，相關參數 設定為 Z1/Z2/Z3/Z4/巧/Z6/speed = 500°C /550°C /600°C /680°C /830°C /930°C /230ipm， 該紅外線快速燒結爐通過輸送帶輸送該待燒結的印刷娃基材，使該待燒結的印刷娃基材通 過Zl~Z6等不同的溫區，輸送帶的輸送速度（speed)為230ipm(英寸/分鐘）。
[0047] 依據上述步驟，分別使用實施例1~4及比較例1~2的導電侶膠制作太陽能電 池，就下列性質進行測試：
[0048] 光電轉換效率測量：使用太陽能電池片仿真測試系統，測試太陽能電池的光電轉 換效率，測試機臺型號為芬蘭化deas公司生產的如ickSun 120CA。 W例拉力：將EVA膜裁成1 X IOcm長條，將該EVA膜置于太陽能電池的背面，經過層壓 機150°C熱壓S次，使該EVA膜熱壓于太陽能電池的背面，W拉力計測量EVA膜與太陽能電 池之間的最大拉力值，低于化奸為NG (No Good,不行）。
[0050] 耐水性：于燒杯中加入去離子水500CC后，放置在加熱板上加熱至水溫為75°C，將 太陽能電池平放于底部，10分鐘之內有連續起泡即為NG。
[00川翅曲：燒結后冷卻太陽能電池1小時，使用厚薄規測量厚度，超過1. 8mm即為NG。 陽0巧侶凸：燒結后的太陽能電池表面有橘皮狀凸起，即是NG。
[0053] 上述性質的測試結果，匯整于下列表二中： W54]表二 陽化引
[0056]
[0057] 表二所示的印重為6時娃基材上的導電侶膠的印刷重量（g/6時娃基材），其中該 6時娃基材的印刷面積為235cm 2,可換算為單位面積的印重（mg/cm2)如下：
[0058] 1. 5g/6 時娃基材=6. 3mg/cm2
[0059] 1. 3g/6 時娃基材=5. 5mg/cm2
[0060] 1. 2g/6 時娃基材=5. Omg/cm2
[0061] 0. 8g/6 時娃基材=3. 4mg/cm2
[0062] 表二中，各項測試中較差的結果W粗體字標示。由表二的測試結果可了解到，相較 于未添加饑、憐或鋼源的比較例1，實施例1~4在光電轉換效率、拉力及耐水性等性質上， 具有較佳的測試結果。其中，比較例1的太陽能電池，當導電侶膠的印重由1. 5g減少為1. 3g 時，光電轉換效率明顯自19. 50%下降至19. 35%，當印重減少至1.2g時，光電轉換效率更 進一步下降至18.90%。相較之下，實施例1~4的太陽能電池，當導電侶膠的印重由1.5g 減少為1.2g甚至減少為0. Sg時，光電轉換效率皆未明顯改變，可見本發明的導電侶膠可W 較低的印重印刷，而不至于降低太陽能電池的光電轉換效率。
[0063] 此外，在拉力及耐水性方面，比較例1的太陽能電池，在印重為1. 5g的情況下，有 較佳的拉力，但耐水性不佳；在印重為1. 3g或0. 2g的情況下，有較佳的耐水性，但拉力不 佳，可見使用未添加饑、憐或鋼源的導電侶膠的太陽能電池，在減少印重的同時，雖可提升 耐水性，但卻犧牲了拉力特性。相較之下，實施例1~4的太陽能電池，在印重為1. 5g的情 況下，有較佳的拉力及耐水性，且即便將導電侶膠的印重由1. 5g減少至0. 8g，仍可保持較 佳的拉力，可見本發明的導電侶膠可W較低的印重印刷，而不至于降低拉力且保有優良的 耐水性。 W64] 本發明的導電侶膠，其可W較低印重印刷的特性，可節省太陽能電池制造商的每 瓦生產成本。 W65] 再者，由表二的測試結果可了解到，相較于添加〉0. 5wt%的饑、憐或鋼源的比較例 2,實施例1~4添加《0. 5wt%的饑、憐或鋼源，實施例1~4的太陽能電池在光電轉換效 率、翅曲及侶凸等性質上，具有較佳的測試結果。可見，本發明的導電侶膠中饑、憐或鋼源的 添加量應0. 5wt%為佳。
[0066] 本發明在上文中已W較佳實施例掲露，然而本領域技術人員應理解的是，該實施 例僅用于描繪本發明，而不應解讀為限制本發明的范圍。應注意的是，凡與該實施例等效的 變化與置換，均應視為涵蓋于本發明的范疇內。因此，本發明的保護范圍當W權利要求書所 限定的內容為準。
【主權項】
1. 一種低印刷重量的太陽能電池用導電鋁膠，其特征在于，包含： 錯粉； 有機載體，其包含樹脂及溶劑；以及 釩、磷或鉬源中的至少一種，該釩、磷或鉬源的總含量不高于該導電鋁膠總重的0. 5%。2. 如權利要求1所述的導電鋁膠，其特征在于，該釩、磷或鉬源為氧化釩、氧化磷或氧 化鉬。3. 如權利要求1所述的導電鋁膠，其特征在于，該鋁粉包含： 小顆鋁粉，其粒徑小于3 μ m ;以及 大顆鋁粉，其粒徑為3~7 μ m， 其中該小顆鋁粉的含量不高于該導電鋁膠總重的30%。4. 如權利要求3所述的導電鋁膠，其特征在于，該小顆鋁粉的含量占該導電鋁膠總重 的5~25%。5. 如權利要求1所述的導電鋁膠，其特征在于，該有機載體占該導電鋁膠總重的10~ 30%〇6. 如權利要求5所述的導電鋁膠，其特征在于，該有機載體占該導電鋁膠總重的20~ 28%〇7. 如權利要求6所述的導電鋁膠，其特征在于，該有機載體中的樹脂選自由乙基纖維 素、木松香及聚丙烯腈所組成的群組。8. 如權利要求1所述的導電鋁膠，其特征在于，進一步包含： 玻璃粉，其平均粒徑小于6. 0 μ m，且含量不高于該導電鋁膠總重的10 %。9. 如權利要求1所述的導電鋁膠，其特征在于，進一步包含： 添加劑，其選自由分散劑、流平劑、脫泡劑、抗沉降劑、觸變助劑及偶合劑所組成的群 組。10. -種太陽能電池，其特征在于，包含如權利要求1~9中任一項所述的導電鋁膠。
【文檔編號】H01L31/0224GK105845199SQ201510022791
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月16日
【發明人】薛祥明, 白友欽
【申請人】磐采股份有限公司