[發明專利]無鉛導電組合物以及用于制造半導體裝置的方法:焊劑材料

無效

• 申請號: 200880112323.2
• 申請日: 2008-10-20
• 公開（公告）號: CN101821816A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: A·F·卡羅爾;K·W·杭
• 申請（專利權）人: E.I.內穆爾杜邦公司
• 主分類號: H01B1/16
• 分類號: H01B1/16;H01B1/22;C03C8/18;C03C17/00;C03C17/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

發明領域

本發明的實施方案涉及硅半導體裝置，以及用于太陽能電池裝置的正面上的導電銀漿。

發明技術背景

常規的具有p型基板的太陽能電池結構具有通常位于電池單元的正面或光照面上的負極和位于背面上的正極。眾所周知，在半導體的p-n結上入射的合適波長的輻射充當在該半導體中產生空穴-電子對的外部能源。由于p-n結處存在電勢差，因此空穴和電子以相反的方向跨過該結移動，從而產生能夠向外部電路輸送電力的電流。大部分太陽能電池為金屬化的硅片形式，即，具有導電的金屬觸點。

盡管存在用于形成太陽能電池的多種方法及組合物，但是仍然需要具有改善的電性能的組合物、結構和裝置、以及制造方法。

發明概述

本發明的一個實施方案涉及結構，所述結構包括：

(a)厚膜組合物，所述厚膜組合物包含：

a)導電銀；

b)一種或多種焊劑材料，其中所述焊劑材料為無鉛的；分散于

c)有機介質；

(b)一個或多個絕緣膜；

其中厚膜組合物在一個或多個絕緣膜上形成，并且其中在焙燒時，一個或多個絕緣膜被厚膜組合物中的組分穿透并且有機介質被移除。

在一個實施方案中，焊劑材料包括一種或多種玻璃料。

在所述實施方案的一個方面，結構還包括一個或多個半導體基板。在另一個方面，絕緣膜在一個或多個半導體基板上形成。本發明的一個方面涉及包括所述結構的半導體裝置。另一個方面涉及包括所述結構的半導體裝置，其中所述組合物已被焙燒，其中所述焙燒移除有機載體并燒結銀和焊劑材料，并且其中導電銀與玻璃料混合物穿透絕緣膜。另一個方面涉及包括所述結構的太陽能電池。

在所述實施方案的一個方面，厚膜組合物還包含添加劑。在另一個方面，添加劑選自：(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b)一種或多種金屬的金屬氧化物，所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時可生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d)它們的混合物。在一個實施方案中，添加劑為ZnO或MgO。

在該實施方案的一個方面，玻璃料包括：占玻璃料的8-25重量％的Bi₂O₃、B₂O₃，并且還包括選自下列的一種或多種組分：SiO₂、P₂O₅、GeO₂、和V₂O₅。

在該實施方案的一個方面，絕緣膜包括的一種或多種組分選自：氧化鈦、氮化硅、SiNx:H、氧化硅、以及氧化硅/氧化鈦。

在該實施方案的一個方面，所述結構用于光伏器件的制造。

在該實施方案的一個方面，玻璃料包括的組分選自：(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b)一種或多種金屬的金屬氧化物，所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時可生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d)它們的混合物。

本發明的一個實施方案涉及結構，所述結構包括：

(a)厚膜組合物，所述厚膜組合物包含：

a)導電銀；

b)一種或多種焊劑材料，其中所述焊劑材料為無鉛的；分散于

c)有機介質；

(b)一個或多個半導體基板；

其中厚膜組合物在一個或多個半導體基板上形成，并且其中在焙燒時，在導電銀與一個或多個半導體基板之間形成電接觸。

在一個實施方案中，焊劑材料包括一種或多種玻璃料。

在所述實施方案的一個方面，所述結構不包括絕緣膜。另一個方面涉及包括所述結構的半導體裝置，其中所述組合物已被焙燒，其中所述焙燒移除有機載體并燒結銀和焊劑材料。另一個方面涉及包括所述結構的太陽能電池。

在所述實施方案的一個方面，厚膜組合物還包含添加劑。在所述實施方案的一個方面，厚膜組合物還包含添加劑。在另一個方面，添加劑選自：(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b)一種或多種金屬的金屬氧化物，所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時可生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d)它們的混合物。在一個實施方案中，添加劑為ZnO或MgO。