[发明专利]无溶剂导电胶组成物及使用上述组成物的太阳能电池组件

说明书

技术领域

本发明是关于导电胶组成物及使用所述组成物的太阳能电池组件，尤指在硅晶太阳能电池组件的硅半导体基材上形成电极或导线所用的导电胶组成物，以及利用所述导电胶组成物制造的太阳能电池组件。 

背景技术

由于能源短缺、温室效应等环保问题日益严重，目前各国已积极研发各种可能替代能源，尤其以太阳能发电最受各界重视。图1即太阳能电池组件的剖面构造示意图，其是在p型硅半导体基材1上先行将表面制作成金字塔型的粗化表面以减少光线反射(为简化图，图1未显示粗化表面)，再将磷或类似物质以热扩散方式在p型硅半导体基材1的受光面侧形成反向导电性类型的n型杂质层2，并形成p-n界面(junction)。随后再于n型杂质层2上形成抗反射层3与电极4。可通过电浆化学气相沉积等方法在n型杂质层2上形成一氮化硅(silicon nitride)膜作为抗反射层3，再在抗反射层3上以网印方式涂布含有银粉末的银导电胶随后进行烘烤干燥及烧结的程序形成正面电极4。在烧结过程中，用以形成正面电极4的导电胶可烧结并渗透至n型杂质层2上。p型硅半导体基材1的背面侧则使用含有铝粉末的铝导电胶以印刷方式形成铝背面电极层5，随后进行干燥烘烤的程序，再在高温下进行烧成。烧成过程中，铝原子扩散至p型硅半导体基材1中，在铝背面电极层5与p型硅半导体基材1之间形成呈合金状态的Al-Si合金层6及含有高浓度的铝掺杂剂的p+层7。p+层7通常称为后表面场(Back Surface Field；BSF)层，其可防止电子电洞再结合，有助于提升太阳能电池的能量转换效率。此外，为了能将多个太阳能电池相互串连形成模块，因此可通过网印方式在铝背面电极层5上印刷一种银铝导电胶，经烧结后形成导线8。 

背面电极的形成，可为先行印刷银铝导电胶且使其干燥，再印刷铝导电胶使其干燥，再对两种导电胶进行烘烤；也可为先行印刷铝导电胶且使其干燥，再印刷银铝导电胶，再对两种导电胶进行干燥烘烤。 

上述制程中所需的导电胶(银胶、铝胶、银铝胶)一般是含有银粉末或铝粉末等导电物质、玻璃粉、有机媒剂及其它添加剂，其中有机媒剂是包含接合剂及溶剂。有机媒剂的作用在使导电胶具有良好的兼容性及流变性质，例如使导电胶具有适当黏度、良好的沾湿性及烧成性质及使导电胶中的粉末呈稳定的分散状态。现有技术中常用的接合剂是聚甲基丙烯酸酯、乙基纤维素或醇酸树脂等等。现有技术中常用的溶剂是以二醇醚类为主的有机溶剂如乙二醇单丁基醚单乙酸酯、二乙二醇单丁基醚或萜烯类(如α-萜品醇)等。现有技术中所使用的有机媒剂是利用溶剂调整黏度以利于涂布操作性。然而，由于印刷后的干燥过程会使溶剂大量挥发，将对环境造成污染，不符环保观念；且干燥过程所需时间较长，成为产能提升的瓶颈之一。 

太阳能电池最重要的特性为将太阳光转变成电流，因此其光电转换效率(efficiency)非常重要。导电胶中以正面电极的银胶对效率影响最大，目前所知提升光电转换效率的方法包含调整银胶中的玻璃粉或银粉的组成、及改变粉体粒径等，如US 4,235,644、US 4,342,795、US 5,661,041、US 7,176,152等专利所述。印刷导线或电极的宽度及厚度、布线密度及形状亦会影响光电转换效率，其与所选用的导电胶有关。导电胶会影响线路宽度及厚度，继而影响硅晶圆的受光面积及串联阻抗，若能使受光面积增加及串联阻抗下降，则可提升光电转换效率。然而，如上所述，目前所知的导电胶是含有溶剂的溶剂型配方，在受光面上制作银电极时因晶圆表面有粗化关系，印刷时银导电胶会因溶剂与粗化表面间的毛细现象而有晕开情形，且胶液因重力而流动或在烘烤时溶剂挥发时都会造成线路宽度增加、厚度减少，同时使遮光面积增加及串联阻抗增加，因此降低光电转换效率。 

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的为提供一种无溶剂且涂布性质良好的导电胶组成物。为达到上述目的，本发明提供一种无溶剂导电胶组成物，其包含：(a)黏合剂；(b)起始剂；(c)玻璃粉；及(d)导电粉。 

本发明还提供一种太阳能电池，其包含由本发明的导电胶组成物所形成的电极或导线。 

附图说明

图1为太阳能电池组件的剖面构造示意图； 

图2为具有由本发明实施例的导电银胶所制得导线的晶圆的相图。 

主要组件符号说明 

1：p型硅半导体基材； 

2：n型杂质层； 

3：抗反射层； 

4：电极； 

5：背面电极层；