[發(fā)明專利]含金屬合成物、在電子部件上制造電觸點結構的方法以及電子部件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980126163.1
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN102084502A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 馬蒂亞斯·赫特艾斯;羅伯特·韋爾;斯特凡·格隆茨;亞歷山大·菲利波維奇;丹尼爾·施密特
• 申請（專利權）人: 弗蘭霍菲爾運輸應用研究公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發(fā)明涉及一種含金屬合成物，在電子部件上制造電觸點結構的方法及具備這種觸點結構的電子部件。

背景技術

硅太陽能電池通常在正面和背面上都具有金屬觸點。確切地，位于正面的觸點需要實現(xiàn)多個功能，因此對形成觸點的方法以及觸點材料體系有很高要求。正面觸點必須同時滿足以下條件：

形成與半導體的電接觸，確保將電流傳送走并盡可能少地損失電流；

具有非常好的機械粘合性；

且對它們來說，在為模塊(例如電池連接器)布線時是可接觸的。

在一種材料體系中實現(xiàn)所有這些功能的組合意味著要采取折衷方法，且或是為了導電性而犧牲優(yōu)良電接觸，或是接受電導率損失的現(xiàn)實，以便實現(xiàn)良好的導電金屬-半導體接合。在與提高效率有關的太陽能電池優(yōu)化處理中，位于正面的觸點通常變得更加狹小。這樣可以最小化遮擋，也導致產(chǎn)生更大的電流，這就需要指狀電接觸結構具有高導電性，以便將電流在低損耗的情況下從電池運送出來。現(xiàn)有的材料體系實際上可利用相應的技術以細的條形導體的形式印刷在太陽能電池上，這就實現(xiàn)了電池的低遮擋，但是這對于電接觸電阻和機械粘合性來說并不是優(yōu)選的，以致基于低遮擋的益處被接觸電阻的損失抵消而得不償失。而且，常常不能提供具有＜50μm的接觸寬度的機械粘合性。對于具有高電阻發(fā)射體(＞70ohm/平方)的太陽能電池來說，可能借助現(xiàn)有材料體系形成觸點，但是有一定難度。

為了克服在一種材料體系或一步印刷步驟中實現(xiàn)所有需求(例如高導電性、良好的導電接觸、高機械粘合性以及良好的可焊性)而出現(xiàn)的問題，可能會利用兩步接觸方法(WO2007/085448)。因此在第一印刷步驟中涂敷一薄層(所謂的種子層)，該薄層特別地負責形成電接觸和機械粘合。例如該層可通過噴墨印刷、氣溶膠印刷、移印或細線絲網(wǎng)印刷來形成。在另一工藝步驟中，涂敷一金屬層，優(yōu)化該金屬層從而使其具有很好的導電性，且就該金屬層而言，其是容易接觸地。

在涂敷油墨/漿料之后，在溫度處理步驟(觸點的焙燒)中形成實際的觸點。在約500℃的溫度下，玻璃粉因此而熔化并浸潤抗反射層，在約750℃的溫度下，玻璃熔體穿透抗反射層并進一步穿透進硅，在該溫度下銀也溶解在該玻璃熔體中，在冷卻過程中，溶解的銀從熔體中分離出來并直接在硅表面上結晶成小的銀微晶形式。冷卻的玻璃在指狀結構的體銀和銀微晶之間形成絕緣阻擋層，其在某些點上足夠薄，以致電流可從電池流出并進入觸點。

例如，第二金屬層可通過第一層的流電補強或通過印刷在另一更容易導電的金屬層上來形成在第一接觸層上。

對于所有提到的印刷系統(tǒng)來說，低于50μm的線寬是可實現(xiàn)的，但是迄今為止，僅能通過真空沉積金屬觸點來實現(xiàn)良好的電接觸。這種技術在微電子領域中是公知的，但其對于PV(光電)產(chǎn)業(yè)應用來說，成本過高。對于用于涂敷種子層和為太陽能電池形成觸點的金屬油墨/漿料的直接印刷來說，迄今為止并不存在專用漿料/油墨。所使用的漿料/油墨，它們的組成對應絲網(wǎng)印刷正面漿料。這種漿料/油墨由約60至80％重量的容易導電的金屬(例如銀)、約2至5％重量的玻璃粉和20至40％重量的有機載體系統(tǒng)構成，通過這種構成基本上可以調節(jié)油墨/漿料的流變能力。觸點(只要它們在單一印刷步驟，例如絲網(wǎng)印刷中形成)通常具有約15μm的涂敷高度和120μm的寬度。這意味著在這種情況下，可獲得基本上較大的接觸表面，且因此可降低對漿料的接觸性質的要求。而且眾所周知，特定接觸性質會隨著金屬層高度的降低而被削弱。

通過焙燒形成觸點的合成物公知于各種參考文獻中，例如US6036889、US2004/0151893、US2006/0102228、US4153907以及US6814795。在低摻雜發(fā)射體上采用薄觸點結構時，所有已知配方都會具有增加的接觸電阻。

發(fā)明內容

為了實現(xiàn)太陽能電池效率的提高，尤為重要的是需要開發(fā)一種接觸油墨/漿料，其能夠在具有金屬和半導體(金屬觸點和太陽能電池)之間的低結電阻的高電阻發(fā)射體上形成薄的觸點。

因此，本發(fā)明的目標是提供一種合成物，通過其可在金屬和半導體之間實現(xiàn)盡可能低的結電阻，同時又可實現(xiàn)對襯底具有強機械粘合的薄的觸點。而且，本發(fā)明的目標是提供一種在電子部件上制造電觸點結構的方法以及提供一種根據(jù)本發(fā)明制造的電子部件。

本發(fā)明的目標可通過具有專利權利要求1的特征的含金屬合成物、通過具有專利權利要求13的特征的制造電子觸點結構的方法以及還可通過具有專利權利要求18的特征的電子部件來實現(xiàn)。各個從屬權利要求由此描述了有利地改進。