專利名稱：太陽(yáng)能電池用電極的制造方法、利用該方法制造的太陽(yáng)能電池用基板及太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法、利用該方法制造的太陽(yáng)能電池用基板及太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池(solar cell)是一種可以把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體元件，具有 p-n結(jié)合形態(tài)，其基本結(jié)構(gòu)和二極管相同。光線入射到太陽(yáng)能電池后，所入射的光線被太陽(yáng)能電池吸收并且與構(gòu)成太陽(yáng)能電池中半導(dǎo)體的物質(zhì)相互作用。其結(jié)果，形成作為少數(shù)載流子(Minority Carrier)的電子與空穴，它們移動(dòng)到所連接的電極兩側(cè)后生成電動(dòng)勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，晶體硅太陽(yáng)能電池(Crystalline Silicon Solar Cell)主要分為單晶 (Single Crystal)與多晶(Polycrystalline)等兩種形態(tài)。單晶形態(tài)的材料是一種純度較高而結(jié)晶缺陷密度較低的高效率材料，但價(jià)格高昂；多晶形態(tài)的材料效率稍低于單晶，但價(jià)格相對(duì)低廉而較為普及。多晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法在具有一定尺寸(例如，5"或6")與厚度(例如， 150到250 μ m)的P型多晶硅基板上利用適當(dāng)?shù)目涛gEtching)方法清除基板表面的缺陷并且在表面上形成凹凸形狀，然后以氣相或液相供應(yīng)含磷(P)或P0C13的物質(zhì)，通過(guò)熱擴(kuò)散 (Thermal Diffusion)方法在P型基板的表面參雜(Doping) —定厚度(0. 1到0. 5 μ m)后制成40到100Ω/□的N型發(fā)射極(Emitter)。然后，為了消除該過(guò)程中生成的含磷玻璃質(zhì)等副產(chǎn)物而進(jìn)行基于酸或酯基的濕法刻蝕(Wet Etching)工序，為了把光線照射的正面部分以外的其余部分所參雜的P消除掉而進(jìn)行基于等離子體的干法刻蝕(Dry Etching)工序?；蛘?，有時(shí)候會(huì)進(jìn)行利用激光切除邊面(edge surface)的工序。然后，在考慮沉積物質(zhì)的折射率的情形下，利用物理真空沉積法把晶體或非晶體氮化硅、二氧化硅、鈦氧化物或其組合沉積成適當(dāng)厚度(氮化硅為70到9()人左右)。然后，形成P型半導(dǎo)體層電極與N型半導(dǎo)體層電極。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明需要解決的技術(shù)課題針對(duì)所述電極的制備，本發(fā)明人考慮了利用光阻劑在半導(dǎo)體晶片(Wafer)表面形成電極圖案后通過(guò)沉積工序形成金屬沉積層的方案。但，使用光阻劑(photoresist)的方法需要在沉積工序后把基礎(chǔ)電極以外的其它部位的金屬沉積層加以消除，還要消除光阻劑層，由于基礎(chǔ)金屬電極層是通過(guò)沉積方式形成的，因此與半導(dǎo)體晶片之間的緊密附著性較弱。另外，單晶硅晶片在P型硅層形成含有N型摻雜劑(n-dopant)磷(Phosphorus，P) 的非電解鎳-磷鍍金膜，在N型硅層形成含有P型摻雜劑硼(Boron，B)的非電解鎳-硼鍍金膜，通過(guò)熱處理形成鎳鍍金層與硅晶片層之間的合金層，從而改善單晶硅晶片的粘附性。
但，利用包含摻雜劑的鍍金液形成鍍金膜時(shí)，電極將在包括接觸部位在內(nèi)的整體范圍包含摻雜劑，實(shí)際上，線電阻本身將劣于使用了現(xiàn)有印刷法電極用銀時(shí)的線電阻，單位電池(Cell)整體的串聯(lián)電阻部分反而會(huì)變大。而且，為了形成鍍金用電極圖案而進(jìn)行鍍金之前，需要另外進(jìn)行照相平版印刷(Wiotolithograpy)工序。電極印刷法一般為網(wǎng)版印刷法(Screen Printing)、膠版印刷法(Offset Printing)及噴墨印刷法(Inkjet Printing)等，目前為止，太陽(yáng)能電池用電極主要使用網(wǎng)版印刷法印刷出線寬較寬(ΙΟΟμπι以上)的電極。但，網(wǎng)版印刷法的缺點(diǎn)是無(wú)法獲得微細(xì)線寬。目前為止，噴墨印刷法被認(rèn)為無(wú)法適用于太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，也就是說(shuō)還不具備產(chǎn)業(yè)利用性。這是因?yàn)?，使用噴墨印刷法時(shí)需要開發(fā)出同時(shí)滿足太陽(yáng)能電池電極特性及適合噴墨印刷法的適當(dāng)粘度等物性的導(dǎo)電性噴墨，但還沒有開發(fā)成功所述太陽(yáng)能電池電極用導(dǎo)電性噴墨。為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法、利用該方法制造的太陽(yáng)能電池用基板及太陽(yáng)能電池，不僅利用生產(chǎn)性良好的膠版印刷工序形成微細(xì)線寬的電極，還能大幅改善膠版印刷方法的缺點(diǎn)，從而制成電氣特性優(yōu)異的電極。解決課題的技術(shù)方案為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明太陽(yáng)能電池用基板包括形成于基板正面的多個(gè)母線 (Busbar)電極及指狀電極，其特征在于所述母線電極及指狀電極利用導(dǎo)電膏進(jìn)行膠版印刷后鍍金制成。在所述結(jié)構(gòu)中，只要能實(shí)現(xiàn)的話，就能采用并添加一切太陽(yáng)能電池用基板的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，而且不受限制地被本發(fā)明所包含。作為一例，所述母線(Busbar)電極與指狀電極可以互相垂直地交叉接觸?；宓谋趁婵梢孕纬杀趁骐姌O。而且，基板種類不予限制，只要能作為太陽(yáng)能電池用基板使用的都包含在內(nèi)。而且，所述母線電極被膠版印刷成具有微細(xì)空隙的網(wǎng)格(Mesh)狀，指狀電極也可以根據(jù)需要而像母線電極一樣制成網(wǎng)格形態(tài)。較佳地，制作所述太陽(yáng)能電池用基板時(shí)，所述膠版印刷僅執(zhí)行一次，同時(shí)印刷母線電極與指狀電極。較佳地，在所述膠版印刷后燒成，然后進(jìn)行所述鍍金。而且，在所述鍍金后對(duì)鍍金金屬進(jìn)行熱處理。本發(fā)明太陽(yáng)能電池用基板可以制作成其指狀電極的縱橫比(高度/線寬)在0. 2 到0. 6范圍內(nèi)，而且，所述指狀電極的線寬在30 μ m到100 μ m范圍內(nèi)，高度在5 μ m到20 μ m 范圍內(nèi)。而且，本發(fā)明是一種使用所述太陽(yáng)能電池用基板制成的太陽(yáng)能電池，其效率與使用下列太陽(yáng)能電池用基板的太陽(yáng)能電池相比為2倍以上，該太陽(yáng)能電池用基板是在所述膠版印刷后不進(jìn)行鍍金的情形下形成電極而制成。而且，本發(fā)明提供一種使用所述太陽(yáng)能電池用基板制成的太陽(yáng)能電池。本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，在基板上制作母線電極及指狀電極，包括下列步驟膏(Paste)電極印刷步驟，在基板上以膠印(Offset)方法印刷導(dǎo)電膏；電極鍍金步驟，在所述電極印刷步驟后浸漬到濕法鍍金液而把附加金屬充填到膏電極的微細(xì)空隙內(nèi)；及熱處理步驟，在所述電極鍍金步驟后進(jìn)行熱處理而形成歐姆接觸(ohmic contact)ο
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，在所述膏電極印刷步驟后另外包括電極燒成步驟。而且，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，所述母線電極通過(guò)一次膠版印刷制成存在微細(xì)空隙的網(wǎng)格方式。而且，本發(fā)明太陽(yáng)能電池具備了使用所述太陽(yáng)能電池用電極的制造方法制成的太陽(yáng)能電池電極，單位電池效率(Eff)為10%以上，填充因子(FF)為50%以上，串聯(lián)電阻 (Rser)為 0. 02 Ω 以下。有益效果本發(fā)明太陽(yáng)能電池用電極的制造方法通過(guò)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)性高、可提供微細(xì)線寬的膠版印刷工序印刷電極，較佳地，把母線(Busbar)電極印刷成網(wǎng)格形態(tài)，通過(guò)濕法金屬鍍金方式鍍金形成附加金屬層而在沒有填充金屬的領(lǐng)域填充鍍金金屬，尤其是可以減少母線電極的面電阻，通過(guò)膠版印刷工序與濕法金屬鍍金工序的組合而讓指狀電極線寬在100微米 (Micron)以內(nèi)，電極的縱橫比在0. 2到0. 6而減少光線遮蔽率，鍍金后通過(guò)熱處理讓鍍金金屬與硅晶片層之間另外形成歐姆接觸(ohmic contact)而得以提高太陽(yáng)能電池的單位電池的效率。而且，憑借所述附加濕法金屬鍍金工序，不必為了提高太陽(yáng)能電池的單位電池效率而針對(duì)導(dǎo)電膏進(jìn)行2次以上的多層膠版印刷，可以節(jié)省該增加的印刷次數(shù)所消耗的高價(jià)
導(dǎo)電膏使用量。


圖1到圖3是按照制作步驟圖示的本發(fā)明一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池用基板的概略立體圖及剖視圖，該太陽(yáng)能電池用基板包括形成于基板正面的多個(gè)母線電極及接觸該多個(gè)母線電極的指狀電極；圖4及圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的膠版印刷中存在微細(xì)空隙的網(wǎng)格狀的母線電極形狀及膠版印刷概略圖；圖6是膠版印刷后的母線電極(a)與濕法金屬鍍金后的母線電極(b)的刻蝕后 SEM照片；圖7是按照實(shí)施例1、實(shí)施例2及比較例1的方式得到的指狀電極線寬的光學(xué)照片 (X100)。<主要圖形標(biāo)記的說(shuō)明>1 基板2 母線(Busbar)電極3 指狀電極(finger electrode)4 鍍金層
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。下面的說(shuō)明是本發(fā)明的一個(gè)具體舉例， 即是使用了斷定的、限定的表現(xiàn)方式，不能因此限制權(quán)利要求書所定義的權(quán)利范圍。為了盡量減少太陽(yáng)光的遮蔽并提高效率，需要減少接觸母線的指狀電極的線寬并提高指狀電極的縱橫比，作為其實(shí)現(xiàn)方法，本發(fā)明人研究了利用膠版印刷方式形成太陽(yáng)能電池電極圖案的方法。但，利用現(xiàn)有的一般方法進(jìn)行膠版印刷時(shí)，要求ΙΟΟμπι以內(nèi)微細(xì)線寬的指狀電極雖然可以得到所需要的微細(xì)線寬，但是印刷母線(Busbar)電極之類的較寬線寬時(shí)卻無(wú)法順利地完成布置工序。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，作為可以順利地完成布置Get) 工序的一個(gè)方法，如圖加所示地把母線電極制作成具有微細(xì)空隙的網(wǎng)格形態(tài)母線電極時(shí)可以順利地完成布置Get)工序，與此同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)所需要的指狀電極的微細(xì)線寬。通過(guò)一般方法進(jìn)行膠版印刷時(shí)難以在較寬的線寬進(jìn)行布置Get)工序的理由之一為，刮平刀(Doctor Blade)如圖5所示以水平方向進(jìn)行刮平(Doctoring)作業(yè)時(shí)會(huì)發(fā)生刮刀從母線(2)彈跳的現(xiàn)象。為了解決所述刮刀彈跳問(wèn)題而適用網(wǎng)格形態(tài)時(shí)，可以改善印刷適性 (printability)。但，印刷時(shí)導(dǎo)電膏層以網(wǎng)格狀層疊，電極厚度不均勻，面電阻與線電阻值增加，燒成后硅晶片層與導(dǎo)電膏層的歐姆接觸面積范圍減少而降低了太陽(yáng)能電池的單位電池(Cell)效率。因此，通過(guò)所述膠版印刷方式形成太陽(yáng)能電池電極時(shí)，為了增加電極的縱橫比并且提高太陽(yáng)能電池的單位電池效率而需要進(jìn)行至少2次膠版印刷后形成多層，從而大幅增加了制造成本。而且，即使印刷2次以上，也因?yàn)檎骐姌O用金屬層內(nèi)金屬粒子之間的空隙而無(wú)法大幅改善電極的線電阻。為了綜合性地解決所述問(wèn)題，本發(fā)明利用膠版印刷工序在基板上形成線寬較窄的導(dǎo)電性正面電極，將該基板浸漬到濕法鍍金液進(jìn)行鍍金而得以在構(gòu)成電極的金屬電極內(nèi)金屬粒子之間的空隙填充鍍金金屬。其結(jié)果，不僅可以減少指狀(Finger)電極的線電阻，還能在網(wǎng)格形態(tài)的母線電極中沒有層疊導(dǎo)電膏的領(lǐng)域填充鍍金金屬而擴(kuò)大母線電極的歐姆接觸部位，再經(jīng)過(guò)額外的熱處理工序進(jìn)行致密化而提高太陽(yáng)能電池的單位電池效率。圖1到圖3是按照制作步驟圖示的本發(fā)明一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池用基板的概略立體圖及剖視圖，該太陽(yáng)能電池用基板包括形成于基板正面的多個(gè)母線電極及指狀電極。如圖所示，利用導(dǎo)電膏在基板⑴上膠版印刷而形成作為膏電極的母線(Busbar)電極⑵與指狀電極⑶后(圖2)，通過(guò)鍍金形成鍍金層(4)(圖3)。作為膏電極的所述母線電極(2) 與指狀電極( 可以在鍍金前進(jìn)行燒成過(guò)程，所述鍍金層(4)可以在鍍金后進(jìn)行熱處理。形成于所述基板的電極可以通過(guò)下述一方法例制作。亦即，一種在基板上制作母線電極及指狀電極的太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，包括膏電極印刷步驟，在基板上使用導(dǎo)電膏以膠印(Offset)方法印刷母線電極及指狀電極；電極鍍金步驟，在所述電極印刷步驟后浸漬到濕法鍍金液而把附加金屬充填到膏電極的微細(xì)空隙內(nèi)；及熱處理步驟，在所述電極鍍金步驟后進(jìn)行熱處理而形成歐姆接觸。在所述膏電極印刷步驟與鍍金步驟之間可以另外包含膏電極燒成步驟。適用于所述電極印刷的導(dǎo)電膏可以是本技術(shù)領(lǐng)域所周知的材料，在此不予限制。 主成分為銀、銅、鎳或鋁等的膏使用較多，主要使用含銀粉的銀膏。具體地說(shuō)，較佳地，銀粉 60到85重量％、玻璃粉末3到20重量％、高分子粘結(jié)劑2到10重量％、稀釋溶劑3到20 重量％及添加劑0. 1到5重量％所構(gòu)成的銀膏適合膠版印刷。所述導(dǎo)電膏的印刷方式包括網(wǎng)版印刷法、膠版印刷法、噴墨印刷法等方法。噴墨印刷法的印刷厚度低于5微米而在厚度調(diào)節(jié)上受到限制，而且，印刷用材料比較適合使用粘性低于50cPs的低粘度型材料，因此不適合印刷金屬粉末含量為60%以上的高粘度型導(dǎo)電膏。網(wǎng)版印刷法雖然較常使用，所形成的電極線寬為100微米以上而較寬，作為太陽(yáng)能電池用正面電極使用時(shí)會(huì)在光線照射時(shí)增加正面電極遮蔽比率(遮蔽率或blading Loss)，結(jié)果反而降低太陽(yáng)能電池的單位電池效率。因此，本發(fā)明在所述太陽(yáng)能電池用正面電極制造方法上使用了有別于所述網(wǎng)版印刷及噴墨印刷的膠版印刷方式。更佳地，為了防止印刷時(shí)母線從刮刀彈跳的現(xiàn)象，在膠版印刷方式使用圖4所示針對(duì)膠版印刷適性而優(yōu)化的網(wǎng)格形態(tài)母線電極圖案。本發(fā)明所定義的網(wǎng)格形態(tài)包含一切具有微細(xì)空隙的圖案，該網(wǎng)格的形狀可以是矩形、三角形、六角形、圓形或其它隨機(jī)形狀或點(diǎn) (Dot)形狀等，可以包括各種形狀。較佳地，可以利用導(dǎo)電膏以膠印方法只印刷一次太陽(yáng)能電池用電極圖案(但不能因此把本發(fā)明局限于一次印刷)，也可以同時(shí)印刷母線電極與指狀電極。一次印刷時(shí)，由于印刷次數(shù)減少而使得工序較為簡(jiǎn)單，還能減少高價(jià)導(dǎo)電膏的使用量。但，在圖6所示的網(wǎng)格形態(tài)母線圖案中沒有填充導(dǎo)電膏的領(lǐng)域會(huì)使得母線圖案的面電阻及線電阻增加，燒成后與硅晶片層的歐姆接觸沒有完全形成而降低太陽(yáng)能電池的單位電池效率，但本發(fā)明準(zhǔn)備了可以解決該問(wèn)題而得到性能優(yōu)異的電極的特別手段，該手段將在后面予以說(shuō)明。更佳地，在所述膏電極印刷步驟后另外包括電極燒成步驟。在膏形成過(guò)程中進(jìn)行燒成而消除高分子粘結(jié)劑及溶劑之類的絕緣性材料，從而得以提高電氣特性。雖然沒有限制燒成條件，較佳地，在600到900°C的溫度燒成數(shù)秒鐘到數(shù)小時(shí)。然后，通過(guò)鍍金工序在導(dǎo)電膏電極上形成附加金屬鍍金層。通過(guò)鍍金工序在導(dǎo)電膏電極上形成附加金屬鍍金層時(shí)，如圖7所示在網(wǎng)格形態(tài)的母線圖案的導(dǎo)電膏沒有層疊的領(lǐng)域上填充鍍金金屬，由于金屬粉末粒徑為1微米以上的導(dǎo)電膏電極在金屬粒子之間存在著很多空隙，所述空隙被致密的鍍金金屬所填充而顯著地減少電極的面電阻與線電阻。而且，適用所述附加濕法金屬鍍金工序時(shí)，不必為了提高太陽(yáng)能電池的單位電池效率而針對(duì)導(dǎo)電膏進(jìn)行2次以上的多層膠版印刷，因此可以節(jié)省該增加的印刷次數(shù)所消耗的高價(jià)導(dǎo)電膏使用量。本發(fā)明對(duì)所述鍍金工序的種類不予限制，但以濕法金屬鍍金較佳。濕法金屬鍍金工序可以粗分為非電解方式與電解方式。非電解方式主要是為了對(duì)非導(dǎo)體表面賦予導(dǎo)電性而使用的方法，在金屬鹽與可溶性還原劑共存的溶液中由于還原劑的氧化反應(yīng)而使得電子被釋放，該電子讓金屬離子還原而得以對(duì)金屬進(jìn)行鍍金，一般來(lái)說(shuō)，是一種在催化劑表面上通過(guò)金屬離子的選擇性還原反應(yīng)或鍍金層金屬本身的催化作用而進(jìn)行鍍金的鍍金方式。電解鍍金是一種普遍使用的方法，被鍍物必須是導(dǎo)體表面，在該導(dǎo)體表面利用外部電源在陰極表面上鍍上金屬。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，需要鍍金的被鍍物是由導(dǎo)電膏構(gòu)成的電極，可以使用非電解鍍金方式或電解鍍金方式，因此在導(dǎo)電膏上鍍附加金屬的方法可以包括非電解鍍金方式、或電解鍍金方式、或兼用兩種鍍金方式。而且，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述濕法金屬鍍金工序的鍍金金屬可以使用比電阻值較低的金屬，雖然本發(fā)明沒有予以限制，但可以在銀、金、銅、鎳、錫等所構(gòu)成的群中選擇至少一種以上。
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較佳地，在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，在所述電極鍍金步驟后進(jìn)行熱處理而形成歐姆接觸。雖然沒有限制熱處理?xiàng)l件，但在400到700度的溫度范圍對(duì)鍍金金屬進(jìn)行數(shù)秒鐘到數(shù)小時(shí)的熱處理較佳。所述熱處理與鍍金金屬的致密化有關(guān)。熱處理溫度低于400度時(shí)，空隙內(nèi)金屬粒子的致密化不夠而依然會(huì)存在空隙；超過(guò)700 ￡時(shí)，導(dǎo)電膏的p-n結(jié)部分被貫穿而發(fā)生較多漏電，進(jìn)而降低單位電池效率。按照所述方法制造電極時(shí)，可以使指狀電極的縱橫比(高度/線寬)在0.2到0.6 范圍內(nèi)，另外，所述指狀電極的線寬可以制成30 μ m到100 μ m范圍內(nèi)的微細(xì)線寬，高度則在 5μπι至Ij 20 μ m范圍內(nèi)。而且，與膠版印刷后不進(jìn)行鍍金的太陽(yáng)能電池電極相比，使用進(jìn)行鍍金的太陽(yáng)能電池電極的太陽(yáng)能電池在效率上可以急劇地增加到2倍以上，使用了以本發(fā)明制造方法制成的太陽(yáng)能電池用電極的太陽(yáng)能電池，即使適用了膠版印刷方法，單位電池效率(Eff)為 10%以上，填充因子(FF)為50%以上，串聯(lián)電阻(Rser)為0.02 Ω以下，其結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出非常優(yōu)異的電氣特性。<實(shí)施例>下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但，下述實(shí)施例僅為本發(fā)明之舉例，下述實(shí)施例不能限定本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1首先，使用膠印(Offset)用膏組成物(銀粉末68%、玻璃料17%、粘結(jié)劑10%、 稀釋溶劑3%、分散劑及其它2%)進(jìn)行凹版(gravure)膠版印刷。利用初始凹版輥的刮刀壓力與角度檢查刮平(Doctoring)狀態(tài)，通過(guò)轉(zhuǎn)引滾筒(Blanket Roll)的離夾(Off nip) 與置夾(Setnip)調(diào)節(jié)而把脫離(off)壓力與布置(set)壓力調(diào)整到最佳狀態(tài)。在所述凹版輥與刮刀之間填入20g的膏后，以7rpm左右的轉(zhuǎn)速進(jìn)行刮平(Doctoring)。刮平3次以上后，在轉(zhuǎn)引滾筒的橡膠上以7rpm的速度讓膏off，然后驅(qū)使轉(zhuǎn)引滾筒旋轉(zhuǎn)一圈。在轉(zhuǎn)引滾筒旋轉(zhuǎn)一圈的過(guò)程中，被橡膠充分吸收的膏以7rpm的速度進(jìn)行set。按照所述方式把真空固定在印刷板上的5"晶片上印刷了一次導(dǎo)電膏。讓印刷的基板干燥后，在紅外線爐以 190rpm的速度在800°C左右的溫度下進(jìn)行燒成20秒鐘。然后，在作為背面電極的鋁電極層上連接用于電解鍍金用途的通電流部，為了防止鍍金液浸入而把通電部以外的背面電極整體予以遮蔽(Masking)后進(jìn)行濕法金屬鍍金。作為濕法金屬鍍金工序而進(jìn)行了電解鍍銀， 銀金屬鹽方面，在氰化銀鉀25g/l、金屬絡(luò)鹽用氰化鉀75g/l、為了電解鍍金時(shí)的導(dǎo)電度與電積(Electro Deposition)均勻性而使用的碳酸鉀30g/l、為了鍍金膜的致密度及光澤而使用的添加劑Argalux64 (Atotec Korea制)4g/l所構(gòu)成的電解銀鍍?cè)≈薪n，陽(yáng)極使用銀板，通電流后在鍍?cè)囟?5度、電流密度1. 0A/dm2、鍍金時(shí)間10分鐘的條件下進(jìn)行銀鍍層成膜作業(yè)。然后在攝氏550度的溫度對(duì)所述鍍金的晶片進(jìn)行熱處理10分鐘后制成太陽(yáng)能電池用電極。然后，放進(jìn)I-V試驗(yàn)機(jī)(PASAN制，CT801)里測(cè)量單位電池(Cell)效率、填充因子、Voc、I sc、串聯(lián)電阻及分流電阻后列在表1。為了評(píng)估太陽(yáng)能電池的單位電池(Cell)而使用I-V試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)量，主要的測(cè)量因子是開放電壓(Voc)、短路電流(Isc)、填充因子(FF)、單位電池效率(％)、串聯(lián)電阻 (Rser)、并聯(lián)電阻(Rsh)。此時(shí)，Voc表示在一定溫度與日照強(qiáng)度下沒有連接負(fù)荷的開放狀態(tài)下施加在單位電池兩端的電壓，Isc表示在一定溫度與日照強(qiáng)度下以短路狀態(tài)從單位電池輸出的電流。FF與單位電池效率有關(guān)，單位電池效率是一種尺度因子，可以判斷單位電池以從太陽(yáng)入射的太陽(yáng)能[Watt]為基準(zhǔn)所能轉(zhuǎn)換的能量[Watt]。填充因子為100%時(shí)，在I-V 彎曲部分(Curve)形成完全矩形形態(tài)，僅僅Isc與Voc的值相乘而得到理想電力(Pmax)， 但，實(shí)際上卻因?yàn)樗鰡挝浑姵貎?nèi)部的串聯(lián)電阻與并聯(lián)電阻而降低填充因子，從而難以得到足夠的Pmax。在降低填充因子的因素中以所述串聯(lián)電阻部分最為重要，串聯(lián)電阻通常對(duì) Isc造成較大影響。串聯(lián)電阻由基板電阻、硅與正面電極的接觸電阻、發(fā)射極電阻、電極金屬本身的電阻之和所構(gòu)成。一般來(lái)說(shuō)，單位電池效率在串聯(lián)電阻值低、填充因子高的情形下具有較高值。實(shí)施例2除了在所述實(shí)施例1的濕法金屬鍍金工序中進(jìn)行了電解鍍銅與非電解鍍銀以外， 其它步驟與實(shí)施例1相同。此時(shí)，電解鍍銅在金屬鹽方面，在硫酸銅220g/l、硫酸60ml/l所構(gòu)成的電解銅鍍?cè)≈薪n，陽(yáng)極使用銅板，通電流后在鍍?cè)囟?5度、電流密度0. 5A/dm2、 鍍金時(shí)間10分鐘的條件下進(jìn)行電解鍍銅層成膜作業(yè)。然后，在所述實(shí)施例1中使用的銀鍍?cè)≈薪n，在不通電流的情形下通過(guò)銅鍍金層與銀鍍?cè)〉慕饘匐x子化傾向差異而進(jìn)行置換鍍金方式的原理浸漬5分鐘而最終完成了非電解銀鍍金層的成膜作業(yè)。比較例1按照和所述實(shí)施例1相同的方式對(duì)導(dǎo)電膏進(jìn)行一次膠版印刷并燒成后，在不進(jìn)行濕法金屬鍍金工序的情形下置于I-V試驗(yàn)機(jī)(PASAN制，CT801)后測(cè)量單位電池效率、填充因子、V0C、IsC、串聯(lián)電阻及分流電阻。表1
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池用基板，包括形成于基板正面的多個(gè)母線電極及指狀電極，其特征在于所述母線電極及指狀電極利用導(dǎo)電膏進(jìn)行膠版印刷后鍍金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池用基板，其特征在于 所述母線電極被膠版印刷成具有微細(xì)空隙的網(wǎng)格狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池用基板，其特征在于 所述膠版印刷僅執(zhí)行一次，同時(shí)印刷母線電極與指狀電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池用基板，其特征在于 在所述膠版印刷后燒成，然后進(jìn)行所述鍍金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池用基板，其特征在于 在所述鍍金后對(duì)鍍金金屬進(jìn)行熱處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到權(quán)利要求5之任何一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用基板，其特征在于 所述指狀電極的縱橫比(高度/線寬)在0.2到0.6范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到權(quán)利要求5之任何一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用基板，其特征在于 所述指狀電極的線寬在30 μ m到100 μ m范圍內(nèi)，高度在5 μ m至Ij 20 μ m范圍內(nèi)。
8.一種太陽(yáng)能電池，使用權(quán)利要求1到權(quán)利要求5之任何一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用基板制成，其特征在于其效率與使用下列太陽(yáng)能電池用基板的太陽(yáng)能電池相比為2倍以上，該太陽(yáng)能電池用基板是在所述膠版印刷后不進(jìn)行鍍金的情形下形成電極而制成。
9.一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，在基板上制作母線電極及指狀電極，包括 膏電極印刷步驟，在基板上使用導(dǎo)電膏以膠印(Offset)方法印刷母線電極及指狀電極；電極鍍金步驟，在所述電極印刷步驟后浸漬到濕法鍍金液而把附加金屬充填到膏電極的微細(xì)空隙內(nèi)；及熱處理步驟，在所述電極鍍金步驟后進(jìn)行熱處理而形成歐姆接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，其特征在于 在所述膏電極印刷步驟后，另外包括電極燒成步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池用電極的制造方法，其特征在于 所述母線電極被膠版印刷成具有微細(xì)空隙的網(wǎng)格狀。
12.—種太陽(yáng)能電池，具備了太陽(yáng)能電池電極，該太陽(yáng)能電池電極使用權(quán)利要求9到權(quán)利要求11之任何一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用電極的制造方法制成，其特征在于單位電池效率(Eff)為10%以上，填充因子(FF)為50%以上，串聯(lián)電阻(Rser)為 0.02 Ω以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池用電極的制造方法、利用該方法制造的太陽(yáng)能電池用基板及太陽(yáng)能電池，利用膠版印刷方式形成特定圖案的電極，通過(guò)鍍金工序鍍金，在母線(Busbar)電極的沒有填充金屬的領(lǐng)域填充鍍金金屬而減少母線(Busbar)的面電阻，通過(guò)膠版印刷工序與濕法金屬鍍金工序的組合而讓指狀電極線寬在100微米(Micron)以內(nèi)，電極的縱橫比在0.2到0.6而減少光線遮蔽率并提高太陽(yáng)能電池的單位電池效率，不必進(jìn)行多層膠版印刷，因此可以節(jié)省該增加的印刷次數(shù)所消耗的高價(jià)導(dǎo)電膏使用量。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102217088SQ200980146120
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者康基倫, 李受珍, 李大成, 鄭賢珉 申請(qǐng)人:Sscp株式會(huì)社