[发明专利]包括各向同性或各向异性导电层的光伏电池和制品

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2011年12月14日提交的系列号为61/570,768的美国临时专利申请和2012年6月22日提交的系列号为61/663,249的美国临时专利申请的权益，将它们的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及光伏(PV)电池以及涉及用于组装相关PV电池的制品。所述PV电池和制品均包括各向同性或各向异性导电层。

背景技术

前表面和后表面金属化是使得能收集和传输载流子的光伏(PV)电池的重要方面。在正面PV电池构造中，金属化通常为格栅的形式，其包含连接到较厚母线的导电材料的窄线或“指状物”。在背面PV电池构造中，金属化通常为电极的形式(例如，铝层)，其通常包含由Ag形成的触点。触点穿过后部层而设置。触点可以为母线或极板的形式。将互联条(例如，带状物)焊接到触点/母线/极板以将多个PV电池连接在一起(例如，串联)并最终传输电流。

传统的焊料包含铅(Pb)作为主要的组分，因为其具有优异的导电性并且易于操作。除了与Pb相关的已知风险外，在PV电池中使用传统的焊料通常需要较高温度下的加工，从而导致PV电池的热应力。另外，在PV电池中使用传统的焊料可在PV电池上产生高点或导致PV电池翘曲。因此，仍有机会提供适于PV电池应用中的电流传输和/或电连接的改进材料。

发明内容

本发明提供包括包含硅的底部基板的光伏(PV)电池。该PV电池包括至少一个掺杂区。该PV电池还包括设置在底部基板的掺杂区上的集电器。集电器具有与底部基板的掺杂区物理接触的下部以及与下部相对的上部。该PV电池还包括为电各向同性或各向异性的导电层。导电层设置在集电器附近并与底部基板经由集电器电连通。导电层包含粘结剂和导电粒子。导电粒子含有至少一种选自元素周期表8族至14族金属的金属。导电粒子赋予导电层各向同性或各向异性导电性。该PV电池可用于多种应用，如用于将许多不同波长的光转化成电流。

本发明还提供用于组装相关光伏电池的制品。该制品包括用于运载电流的带状物和导电层。导电层如上所示。该制品可用于多种应用，如构造于PV电池中。

本发明还提供用于形成光伏电池中的导电层的为电各向同性或各向异性的导电有机硅组合物。该导电有机硅组合物包含有机硅组合物和导电粒子。这些导电粒子如上所示。导电粒子赋予导电有机硅组合物各向同性或各向异性导电性。该导电有机硅组合物可用于多种应用，如构造于PV电池中以形成导电层。

本发明还提供形成PV电池的方法，该PV电池包括底部基板，该底部基板包含硅并包括至少一个掺杂区。该PV电池还包括集电器，该集电器设置在底部基板的掺杂区上并具有与底部基板的掺杂区物理接触的下部和与下部相对的上部。该方法包括邻近集电器施加为电各向同性或各向异性的导电组合物的步骤。该导电组合物包含粘结剂。该导电组合物还包含导电粒子。导电粒子如上文所示并为导电组合物赋予各向同性或各向异性导电性。该导电组合物还包含含有具有1至30个碳原子的烃的溶剂。该方法还包括从导电组合物中移除或基本上移除溶剂以形成导电层的步骤。该方法可用于多种应用，如用于形成将许多不同波长的光转化成电流的PV电池。

附图说明

参考下文的“具体实施方式”并结合附图可更好地理解本发明，从而更容易地认识本发明，附图中：

图1A是PV电池的实施例的前视图，该PV电池包括底部基板、钝化层、包括多个指状物的集电器以及一对母线；

图1B是PV电池的实施例的后视图，该PV电池包括底部基板、包括第一电极的集电器以及三组被构造成接触极板的第二电极；

图2是PV电池的另一个实施例的部分横截面侧视图，示出了底部基板的上部掺杂区、包括多个指状物的集电器以及导电层；

图3是PV电池的另一个实施例的部分横截面侧视图，示出了底部基板的上部掺杂区、包括多个指状物的集电器、导电层以及带状物；

图4是PV电池的另一个实施例的部分横截面侧视图，示出了底部基板的上部掺杂区、包括多个指状物的集电器、钝化层以及导电层；

图5是PV电池的另一个实施例的部分横截面侧视图，示出了底部基板的上部掺杂区、包括多个指状物的集电器、钝化层、导电层以及带状物；

图6是PV电池的另一个实施例的部分横截面侧视图，示出了底部基板的上部掺杂区、包括多个指状物的集电器、母线以及导电层；