導電漿及使用其制造太陽能電池的方法
【專利摘要】本申請公開了一種導電漿及使用其制造太陽能電池的方法，其特征在于，其中所述導電漿至少包含銀粉及復合玻璃料，所述復合玻璃料包含第一類子玻璃料及第二類子玻璃料，所述第一類子玻璃料包含鉛氧化合物及硅氧化合物，所述第二類子玻璃料包含碲氧化合物及鋅氧化合物，所述第一類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分比為93％～44％，所述第二類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分比為7％～56％。本申請的導電漿能在低溫下進行燒結并且具有更優異轉換效率，使得利用本申請導電漿所制作的太陽能電池能具備有優異的光電轉換效率。
【專利說明】
導電漿及使用其制造太陽能電池的方法
技術領域
[0001] 本申請屬于導電漿領域，具體地說，設及一種能夠提升太陽能電池轉換效率的導 電漿，W及使用其制造太陽能電池的方法。
【背景技術】
[0002] 導電漿對于現今電子產品而言實為一種不可缺少的產品，舉凡太陽能電池、玻璃 燈板、平面顯示器等的制造均需使用到導電漿，因此如何能達到良好電能傳輸及減少功率 傳輸損耗便是導電漿優良與否的判斷依據。
[0003] W太陽能電池的制造而言，導電漿為結晶娃太陽能電池的主要材料，在太陽能電 池W網印生產的過程中，一般漿料網印順序要先印刷銀侶漿、干燥，再印刷侶漿、干燥，最后 印刷銀漿、再干燥，之后再進入共燒的流程。銀漿主要用來當做太陽能電池的正面電極;侶 漿則作為背面電極與電場增加電池轉換效率，而銀侶漿則應用于太陽能電池背面作為模組 串連的導線。
[0004] 在太陽能電池的制造上，如何提供太陽能電池的正面銀電極在燒結后能有良好的 歐姆接觸(Ohmic Con1:act)、較高的填充因子(Fill !^ictor ,F.F.)與轉換效率(conversion ef f i C i en巧，Ef f % )的導電漿乃是業界極欲解決的課題。
[0005] 為了解決上述課題，本案
【申請人】曾提出臺灣發明專利申請號102105109「用于提升 太陽能電池轉換效率之導電漿」的專利申請案，其公開的技術中雖提及使用兩類的玻璃料 來構成復合玻璃料，但其中卻未針對該兩類玻璃料之間的比例成分加W定義，另外，所獲得 的導電漿的轉換效率仍有改善之空間。
【發明內容】
[0006] 有鑒于此，本申請所要解決的技術問題是改善僅使用單一玻璃料的導電漿能源轉 換效率，復合玻璃料的導電漿比例成分不明確，W及復合玻璃料的導電漿能源轉換效率不 佳的問題
[0007] 本案發明人有鑒于此，便基于上述的發明申請案積極著手從事改良，并經由不斷 試驗，終于研發出本申請。
[000引本申請的主要目的在于提供一種能夠提升太陽能電池轉換效率的導電漿及使用 其制造太陽能電池的方法。
[0009] 為了達成上述發明目的，本申請采取W下的技術手段予W完成。
[0010] 本發明提供一種導電漿，至少包含銀粉;復合玻璃料，所述復合玻璃料包含第一類 子玻璃料及第二類子玻璃料，所述第一類子玻璃料包含鉛氧化合物及娃氧化合物，所述第 二類子玻璃料包含蹄氧化合物及鋒氧化合物，所述第一類子玻璃料于所述復合玻璃料中所 占的重量百分比為93%~44%，所述第二類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分 比為7%~56%; W及有機載體。
[0011] 于所述第一類子玻璃料中，所述鉛氧化合物所占之重量百分比為40 %~74 %，所 述娃氧化合物的重量百分比為1%~15%;于所述第二類子玻璃料中，所述蹄氧化合物的重 量百分比為55%~85%，鋒氧化合物的重量百分比為10%~40%。
[0012] 較佳地，所述第一類子玻璃料更包含至少一種W下的元素或其氧化物:錫(Sn)、憐 (P)、祕(Bi)、蹄（Te)、氣(F)、裡化 i)、領（Ba)、侶(Al)、儀(Mg)、鐵(Ti)、錯（Zr)、饑(V)、砸 (Se)、鋼(Mo)、鶴(W)、儀(Ni)、銀(Ag)、巧巧 r)、錯(Ge)、嫁(Ga)、姉(Ce)、妮(Nb)、衫(Sm)及銅 (La) O
[0013] 較佳地，所述第二類子玻璃料更包含至少一種W下的元素或其氧化物:錫(Sn)、憐 (P)、領(Ba)、侶(Al)、儀(Mg)、娃（Si)、鉛(Pb)、鐵(Ti)、錯(Zr)、饑(V)、砸（Se)、銀(Ag)、巧 化r)、錯(Ge)、嫁(Ga)、姉(Ce)、妮(Nb)、祕(Bi)、氣(巧及裡化i)。
[0014] 較佳地，所述第一類子玻璃料的所述鉛氧化合物為氧化鉛(PbO)，所述娃氧化合物 為二氧化娃(Si〇2);所述第二類子玻璃料的所述蹄氧化合物為二氧化蹄(Te〇2)，所述鋒氧化 合物為氧化鋒(ZnO)。
[0015] 較佳地，本申請的導電漿更包括添加劑。
[0016] 較佳地，所述添加劑選自下列所構成的群組:氧化錯、五氧化二饑、氧化銀、=氧化 二巧、氧化錫、氧化儀、=氧化二欽、二氧化鐵、二氧化砸、=氧化二銘、五氧化二憐、=氧化 鶴、=氧化二祕、二氧化儘、氧化儀、=氧化二衫、二氧化錯、氣化鋒、=氧化二銅、=氧化二 嫁及其衍生物。
[0017] 本申請另提供一種使用所述導電漿制造太陽能電池的方法，其中所述導電漿用于 形成太陽能電池基板的正面電極。
[0018] 與現有技術相比，本申請的技術效果在于藉由本申請上述的構成，便能提供一種 較W往的導電漿具有更優異轉換效率的導電漿。
[0019] 與現有技術相比，本申請的另一技術效果在于藉由本申請上述的構成，本發明的 導電漿能在低溫下進行燒結。
[0020] 與現有技術相比，本申請的另一技術效果在于W本申請導電漿所制作的太陽能電 池，便能擁有更優異的光電轉換效率。
【具體實施方式】
[0021] W下將配合實施例來詳細說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應用技術手 段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據W實施。
[0022] 本申請所提供的導電漿用于提升太陽能電池的光電轉換效率，可用于形成太陽能 電池基板的正面電極（即受光面）。本發明的導電漿能在低溫下進行燒結，使得所制作的太 陽能電池能具備有優異的光電轉換效率。
[0023] 本發明之導電漿至少包含銀粉;復合玻璃料，所述復合玻璃料包含第一類子玻璃 料及第二類子玻璃料，所述第一類子玻璃料包含鉛氧化合物及娃氧化合物，所述第二類子 玻璃料包含蹄氧化合物及鋒氧化合物，所述第一類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重 量百分比為93%~44%，所述第二類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分比為 7%~56%; W及有機載體。其中，所述第一類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百 分比可 W為93% ,92% ,91% ,90% ,85% ,80% ,75% ,70% ,65% ,60% ,55%，50% ,49%， 48 %，47 %，46 %，45 %或44%。所述第二類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分 比可W為7% ,8% ,9%，10% ,15%，20% ,25% ,30%，35% ,40% ,45% ,50% ,51% ,52%， 53%，54%，55% 或 56%。
[0024] 于所述第一類子玻璃料中，所述鉛氧化合物所占的重量百分比為40 %~74 %，所 述娃氧化合物所占的重量百分比為1%~15%;其中，所述鉛氧化合物所占的重量百分比可 W為40% ,45% ,50% ,55% ,60% ,65% ,70% ,71% ,72% ,73%或74% ;所述娃氧化合物所 占的重量百分比可W為1 % ,2% ,3% ,4% ,5% ,6% ,7% ,8% ,9% ,10% ,11% ,12% ,13%， 14%或15%。于所述第二類子玻璃料中，所述蹄氧化合物所占的重量百分比為55%~85%， 所述鋒氧化合物所占的重量百分比為10%~40%;其中，所述蹄氧化合物所占的重量百分 比可W為55% ,60% ,65% ,70% ,75%，80%或85% ;所述鋒氧化合物所占的重量百分比可 臥為10%，15% ,20% ,25% ,30% ,35%或40%。
[0025] 其中，所述第一類子玻璃料更包含至少一種W下的元素或其氧化物：錫（Sn)、憐 (P)、祕(Bi)、蹄（Te)、氣(F)、裡化 i)、領（Ba)、侶(Al)、儀(Mg)、鐵(Ti)、錯（Zr)、饑(V)、砸 (Se)、鋼(Mo)、鶴(W)、儀(Ni)、銀(Ag)、巧巧 r)、錯(Ge)、嫁(Ga)、姉(Ce)、妮(Nb)、衫(Sm)及銅 (La) O
[0026] 又，所述第二類子玻璃料更包含至少一種W下的元素或其氧化物:錫(Sn)、憐(P)、 領(Ba)、侶(Al)、儀(Mg)、娃(Si)、鉛(Pb)、鐵(Ti)、錯(Zr)、饑(V)、砸(Se)、銀(Ag)、巧化 r)、 錯(Ge)、嫁(Ga)、姉(Ce)、妮(Nb)、祕(Bi)、氣(F)及裡(Li)。
[0027] 又，于一實施例中，于第一類子玻璃料中的鉛氧化合物為氧化鉛(PbO)，娃氧化物 為二氧化娃(Si〇2);第二類子玻璃料中的蹄氧化合物為二氧化蹄(Te〇2)，鋒氧化合物為氧化 鋒（ZnO)C
[00%]再者，本申請的導電漿更包含添加劑。
[0029] 另外，添加劑選自下列所構成的群組:氧化錯、五氧化二饑、氧化銀、S氧化二巧、 氧化錫、氧化儀、=氧化二欽、二氧化鐵、二氧化砸、=氧化二銘、五氧化二憐、=氧化鶴、= 氧化二祕、二氧化儘、氧化儀、=氧化二衫、二氧化錯、氣化鋒、=氧化二銅、=氧化二嫁及其 衍生物。
[0030] 實施例
[0031] W下便就本申請的實施例具有較W往導電漿更優異的光電轉換效率的實施形態 來加W說明。
[0032] 復合玻璃料制備
[0033] 1.第一類子玻璃料的制備
[0034] 第一類子玻璃料主要包含鉛氧化合物及娃氧化合物，W下述表一的成分比例制作 第一類子玻璃料試料。
[0035] 【表一】
[0036]
[0037] 由表一可知，第一類子玻璃料試料的玻璃轉移溫度(Tg)與玻璃軟化溫度(Ts)的范 圍分別為357°C~391°C及371°C~421°C。
[0038] 2.第二類子玻璃料的制備
[0039] 第二類子玻璃料主要包含蹄氧化合物及鋒氧化合物，W下述表二的成分比例制作 第二類子玻璃料試料。
[0040] 【表二】
[0041]
[0042 ]由表二可知，第二類子玻璃料試料的玻璃轉移溫度(Tg)與玻璃軟化溫度(Ts)的范 圍分別為323°C~380°C及338°C~400°C。
[0043] 比較例的導電漿(單一玻璃料成分)制備
[0044] 僅W上述第一類子玻璃料(Al~A7)或第二類子玻璃料(BI~B7)單獨使用W制作 導電漿，經測試比較例導電漿的性質，即開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)、串聯電阻(Rs)、填 充因子(F巧及轉換效率(NCell)如下表S及表四。
[0045] 【表立】
[0046]
[0U4/J L 巧凹 J
[004引
[0049] 由表S及表四可知，單一成分的玻璃料所制成的導電漿，其轉換效率(NCell)普遍 落在 15.29% ~16.63%。
[0050] 實施例的導電漿(復合玻璃料成分)制備
[0051] 使用上述表一及表二所列的子玻璃料，W900°C進行燒結成復合玻璃料后制成導 電漿，并測試其性質。本實驗中，采用A3及B3成分的子玻璃料，并W重量比例A3:B3 = 2g~ 4.5g:0g~2.5g的配比來制作實驗組及單一成分玻璃料的對照組，將其測試結果列于表五。 [0化2]【表五】
[0化3]
[0054] 由表五可知，含復合玻璃料的導電漿的轉換效率普遍在17% W上，其中，又W實驗 組3所獲得的電性特性及轉換效率較佳。
[0055] 復合玻璃料中各成分對導電漿性質表現的影響
[0化6] 采用上述實驗組3的重量比例，即A:B = 3.6g:0.9g，固定采用表一所列的A3玻璃料 成分，搭配使用表二中的Bl~B7玻璃料W制作復合玻璃料，燒結溫度為90(TC，測試其性質 表現，并將其結果列于表六。
[0057]【表六】
[0化引
[0059] 采用上述實驗組3的重量比例，即A:B = 3.6g:0.9g，固定采用表二所列的B3玻璃料 成分，搭配使用表一中的Al~A7玻璃W制作復合玻璃料，燒結溫度為900°C，測試其性質表 現，并將其結果列于表屯。
[0060] 【表屯】
[0061]
[0062] 由上述表六及表屯可知，本申請的導電漿因含有復合玻璃料，因此其轉換效率普 遍落在17.08%~17.64%，相較于單一成分玻璃料的導電漿，其轉換效率可提升約1 %左 -?" O
[0063] 導電漿之制備程序
[0064] W單一玻璃料A3為例，先將86wt %銀粉、4.5wt %玻璃料加到含有9.5wt %有機載 體中混合成導電漿。又，例如復合玻璃料(A+B)的混合配比方式，可如表一與表二中的A3及 B3,即包含鉛氧化合物及娃氧化合物的第一類子玻璃料A3與包含蹄氧化合物及鋒氧化合物 的第二類子玻璃料B3來制作導電漿。
[0065] W實驗組3為例，將86wt%銀粉、A3成分重量及B3成分重量分別為3.6g及0.9g，總 重量為4.5g，占比為4.5wt %的玻璃料加到含有9.5wt %有機載體中，再用混合器(mixer)進 行脫泡預混合。
[0066] 該兩種玻璃料重量比例可為例如A3為2g至4.5g比B3為Og至2.5g。或者，將表一中 的A3玻璃料重量固定在3.6g，再搭配表二中固定重量為0.9g的Bl~B7玻璃料來制作導電 漿。
[0067] 或者，將表二中的B3玻璃料重量固定在3.6g，再搭配表一中固定量為0.9g的Al~ A7玻璃料來制作導電漿。
[0068] 其中，銀粉可為金屬銀、銀衍生物或其混合物的形式。例示性的衍生物包括:銀的 合金、氧化銀(Ag 2〇)、銀鹽，諸如AgCUAgNO 3、Ag00CCH 3(醋酸銀KAgOOCF 3(S氣醋酸銀） 或正憐酸銀，例如AgsPO 4。亦可使用相容于其他厚膜膏成分的其他形式的銀。
[0069] 適合的有機載體具備可提供穩定的固體分散性、適合網印的黏度及搖變性、適當 的基材及膏固體可濕性、優良的干燥速率W及優良的燒制性質的流變特性。所述有機載體 可包括增稠劑、安定劑、表面活性劑及/或其他常見的添加劑。所述有機載體可為一種聚合 物溶于溶劑中的溶液。適合的聚合物包括乙基纖維素、乙基徑乙基纖維素、木松香、乙基纖 維素及苯酪樹脂的混合物、低級醇的聚甲基丙締酸醋W及乙二醇單乙酸醋的單下酸。適合 的溶劑包括祗類例如阿伐或貝他祗品醇或其混合物與其他溶劑例如煤油、鄰苯二甲酸二下 醋、下卡必醇、下卡必醇乙酸醋、伸己甘醇及沸點在150°C W上的醇類，W及醇醋。其他適合 的有機介質成分包括：己二酸雙（2-(2-下氧基乙氧基）乙醋（bis(2-(2-butoxyethoxy) eth}d adipate)、二元醋例如D邸、D肥-2、D肥-3、D肥-4、D肥-5、D邸-6、D邸-9及D邸1B、環氧 妥爾酸辛醋(OC切1 epoxy tallate)、異十四醇W及氨化松香之季戊四醇醋。所述有機載體 亦可包括揮發性液體W促進將該厚膜膏組成物施用在基材上后的快速硬化。值得注意的 是，所述玻璃料中的氧化物并不W例示為限。含鉛氧化物例如可W為四氧化=鉛(Pb3化)等。
[0070] 預混完成后，包含銀粉、玻璃料、有機載體W及添加劑的混合物會使用=滾筒捏合 機(three-roll mill)幫助分散研磨均勻，混合后所得到的糊狀或膏狀物即為導電銀漿。
[0071] 另外，本申請導電漿在制備中，有機載體例如將5~25克重的乙基纖維素化C)溶于 5~75克重的有機溶劑中；其中，乙基纖維素巧C)可W為5克重，10克重，15克重，20克重或25 克重;有機溶劑可W為5克重，10克重，20克重，30克重，40克重，50克重，60克重，70克重或75 克重。。在導電漿之制備上，除了上述復合玻璃料的制備外，可W下述方式制備本申請的導 電漿。亦即，例如取70~95克重的銀粉(粒徑分布在0.1~10.0皿之間）、10~30克重的有機 載體及1~10克重的復合玻璃料，W混筒機將其混合分散均勻，即可獲得本申請的導電漿； 其中，銀粉可W為70克重，75克重，80克重，85克重，90克重或95克重;有機載體可W為10克 重，15克重，20克重，25克重或30克重;復合玻璃料可W為1克重，2克重，3克重，4克重，5克 重，6克重，7克重，8克重，9克重或10克重。
[0072] 綜上所述，由于本申請藉由具有上述成分比例的玻璃料W構成復合玻璃料來混合 分散于導電漿中，因此所獲得的導電漿可W獲得優異的轉換效率，相較于既有單一玻璃料 成分的導電漿可提升1%左右的轉換效率，從而能夠提升使用本發明導電漿所制作的太陽 能電池的光電轉換效率。
【主權項】
1. 一種導電漿，其特征在于，至少包括： 銀粉； 復合玻璃料，所述復合玻璃料包含第一類子玻璃料及第二類子玻璃料，所述第一類子 玻璃料包含鉛氧化合物及硅氧化合物，所述第二類子玻璃料包含碲氧化合物及鋅氧化合 物，所述第一類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分比為93%~44%，所述第二 類子玻璃料于所述復合玻璃料中所占的重量百分比為7%~56%;以及有機載體。2. 如權利要求1所述的導電漿，其特征在于，其中所述第一類子玻璃料中，鉛氧化合物 的重量百分比為40%~74%，所述硅氧化合物的重量百分比為1%~15%;所述第二類子玻 璃料中，碲氧化合物的重量百分比為55%~85%，鋅氧化合物的重量百分比為10%~40%。3. 如權利要求1或2所述的導電漿，其特征在于，其中所述第一類子玻璃料更包含至少 一種以下的元素或其氧化物：錫（Sn)、磷（P)、鉍(Bi)、碲（Te)、氟(F)、鋰(Li)、鋇（Ba)、鋁 (八1)、鎂(1^)、鈦(11)、鋯(2〇、釩(￥)、硒（5 6)、鉬(1〇)、鎢(￥)、鎳(附）、銀以8)、鉺^〇、鍺 (Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鈮(Nb)、釤(Sm)及鑭(La)。4. 如權利要求1或2所述的導電漿，其特征在于，其中所述第二類子玻璃料更包含至少 一種以下的元素或其氧化物:錫（Sn)、磷(P)、鋇(Ba)、鋁(A1)、鎂(Mg)、硅（Si)、鉛(Pb)、鈦 (1^)、鋯(2〇、釩(￥)、硒(56)、銀以8)、鉺化〇、鍺(6 6)、鎵(6&)、鈰(&)、鈮(他）、鉍他）、氟 (F)及鋰(Li)。5. 如權利要求1或2所述的導電漿，其特征在于，其中所述第一類子玻璃料的所述鉛氧 化合物為氧化鉛(PbO)，所述硅氧化合物為二氧化硅(Si0 2);所述第二類子玻璃料的所述碲 氧化合物為二氧化碲(Te02)，所述鋅氧化合物為氧化鋅(ZnO)。6. 如權利要求1或2所述的導電漿，其特征在于，更包含添加劑。7. 如權利要求6所述的導電漿，其特征在于，其中所述添加劑選自下列所構成的群組： 氧化錯、五氧化二銀、氧化銀、三氧化二鉺、氧化錫、氧化鎂、三氧化二釹、二氧化鈦、二氧化 硒、三氧化二鉻、五氧化二磷、三氧化鎢、三氧化二鉍、二氧化錳、氧化鎳、三氧化二釤、二氧 化鍺、氟化鋅、三氧化二銦、三氧化二鎵及其衍生物。8. -種制造太陽能電池的方法，其特征在于，使用權利要求1至7中任一項的導電漿來 形成太陽能電池基板的正面電極。
【文檔編號】H01B1/16GK106098138SQ201510943528
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2015年12月16日
【發明人】葉志賢, 施柏仰, 沈智仁, 曾鵬升
【申請人】碩禾電子材料股份有限公司