[發(fā)明專利]用于光伏電池導(dǎo)體中的玻璃組合物

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080015885.2
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN102369168A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·F·卡羅爾;B·J·勞克林;K·W·杭;Y·王
• 申請（專利權(quán)）人: E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司
• 主分類號: C03C3/062
• 分類號: C03C3/062;C03C3/066;C03C8/06;H01B1/16;H01L29/43;H01L31/0224;H01L21/02
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 朱黎明

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明的實施方案涉及硅半導(dǎo)體裝置，以及用于太陽能電池裝置的包含玻璃料的導(dǎo)電厚膜組合物。

發(fā)明背景

具有p型基板的常規(guī)太陽能電池結(jié)構(gòu)具有可位于電池正面(也稱為光照面和受光面)的負極和可位于相對面的正極。在半導(dǎo)體的p-n結(jié)上入射的合適波長的輻射充當(dāng)在該半導(dǎo)體中產(chǎn)生空穴-電子對的外部能源。由于p-n結(jié)處存在電勢差，因此空穴和電子以相反的方向跨過該結(jié)移動，從而產(chǎn)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(dǎo)電的金屬觸點。

需要具有改善的電氣性能和制備方法的組合物、結(jié)構(gòu)(例如半導(dǎo)體、太陽能電池或光電二極管結(jié)構(gòu))以及半導(dǎo)體裝置(例如半導(dǎo)體、太陽能電池或光電二極管裝置)。

發(fā)明概述

本發(fā)明的實施方案涉及組合物，所述組合物包含：(a)一種或多種導(dǎo)電材料；(b)一種或多種玻璃料，其中至少一種玻璃料包含按玻璃組合物的重量百分比計：8-19重量％的SiO2，0-2重量％的B2O3；1-17重量％的氟；47-75重量％的鉍；以及(c)有機載體。一個方面，鉍可選自Bi2O3和BiF3，并且其中Bi2O3+BiF3按玻璃組合物的重量％計為55-85重量％。在另一個方面，氟可以選自：NaF、LiF、BiF3和KF。該組合物可包含一種或多種添加劑，所述添加劑選自：(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、鉛、鉍、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、鉛、鉍、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時能夠生成(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，所述添加劑可包括ZnO或在焙燒時形成ZnO的化合物。ZnO可占總組合物的2-10重量％。玻璃料可占總組合物的1-6重量％。導(dǎo)電材料可包括銀。銀可占組合物中固體的90-99重量％。

另一個實施方案涉及一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：(a)提供半導(dǎo)體基板、一個或多個絕緣膜、和本文所述厚膜組合物；(b)將絕緣膜施加到半導(dǎo)體基板上；(c)將厚膜組合物施加到半導(dǎo)體基板的絕緣膜上，以及(d)焙燒半導(dǎo)體、絕緣膜和厚膜組合物。在一個方面，所述絕緣膜可包括選自以下的一種或多種組分：氧化鈦、氮化硅、SiN_X:H、SiC_XN_Y:H、氧化硅、以及氧化硅/氧化鈦。在一個實施方案中，絕緣膜可包含氮化硅。

另一個實施方案涉及用本文所述方法制造的半導(dǎo)體裝置。一個方面涉及包括電極的半導(dǎo)體裝置，其中電極在焙燒之前包括本文所述組合物。一個實施方案涉及包括半導(dǎo)體裝置的太陽能電池。

一個實施方案涉及包括半導(dǎo)體基板、絕緣膜、和正面電極的半導(dǎo)體裝置，其中正面電極包含一種或多種組分，所述組分選自硅酸鋅、硅鋅礦、和硅酸鉍。

附圖簡述

圖1為示出半導(dǎo)體裝置制造過程的工藝流程圖。

圖1中所示的附圖標號說明如下。

10：p型硅基板

20：n型擴散層

30：氮化硅膜、氧化鈦膜、或氧化硅膜

40：p+層(背表面場，BSF)

60：形成在背面上的鋁漿

61：鋁背面電極(通過焙燒背面鋁漿獲得)

70：形成在背面上的銀漿或銀/鋁漿

71：銀或銀/鋁背面電極(通過焙燒背面銀漿獲得)

500：根據(jù)本發(fā)明在正面上形成的銀漿

501：根據(jù)本發(fā)明的銀正面電極(通過焙燒正面銀漿獲得)

發(fā)明詳述

如本文所用，“厚膜組合物”是指在焙燒到基板上之后具有1至100微米厚度的組合物。該厚膜組合物包含導(dǎo)電材料、玻璃組合物和有機載體。所述厚膜組合物可包含附加組分。如本文所用，所述附加組分稱為“添加劑”。

本文所述組合物包含分散在有機介質(zhì)內(nèi)的一種或多種電功能性材料和一種或多種玻璃料。這些組合物可以為厚膜組合物。這些組合物也可包含一種或多種添加劑。示例性的添加劑可包括金屬、金屬氧化物或任何在焙燒時能夠生成這些金屬氧化物的化合物。