[發(fā)明專利]包含鉛-碲-鋰-鈦-氧化物的厚膜漿料以及它們?cè)谥圃彀雽?dǎo)體裝置中的用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180032359.1
• 申請(qǐng)日: 2011-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102958861A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·F·卡羅爾;K·W·杭;B·J·勞克林;K·R·米克斯卡;C·托拉迪;P·D·韋爾努伊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: E·I·內(nèi)穆?tīng)柖虐罟?/a>
• 主分類號(hào): C03C8/10
• 分類號(hào): C03C8/10;C04B35/01;H01B1/22;H01L31/0224;H01B1/16
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 朱黎明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了用于印刷具有一個(gè)或多個(gè)絕緣層的太陽(yáng)能電池裝置的前側(cè)面的厚膜漿料。厚膜漿料包含導(dǎo)電金屬或其衍生物的來(lái)源，以及分散在有機(jī)介質(zhì)中的鉛-碲-鋰-鈦-氧化物。

背景技術(shù)

常規(guī)的具有p型基底的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)具有通常在電池的前側(cè)面（光照面）上的負(fù)極和在背側(cè)面上的正極。在半導(dǎo)體的p-n結(jié)上入射的合適波長(zhǎng)的輻射充當(dāng)產(chǎn)生電子-空對(duì)載荷子的外部能量源。這些電子-空穴對(duì)載荷子在由p-n半導(dǎo)體結(jié)產(chǎn)生的電場(chǎng)中遷移，并且通過(guò)施加到半導(dǎo)體表面的傳導(dǎo)性網(wǎng)格或金屬觸點(diǎn)收集。產(chǎn)生的電流流向外部電路。

通常用傳導(dǎo)性漿料（也稱為油墨）形成傳導(dǎo)性網(wǎng)格或金屬觸點(diǎn)。傳導(dǎo)性漿料通常包含玻璃料、傳導(dǎo)性物質(zhì)（例如，銀顆粒）和有機(jī)介質(zhì)。為了形成金屬觸點(diǎn)，將傳導(dǎo)性漿料以網(wǎng)格線或其它圖案的形式印刷到基底上并且然后焙燒，在此期間在網(wǎng)格線與半導(dǎo)體基底之間形成電接觸。

然而，結(jié)晶硅PV電池通常涂覆有減反射涂層例如氮化硅、氧化鈦或氧化硅以促進(jìn)光照吸收，由此增加電池的效率。此類減反射涂層還充當(dāng)絕緣體，這削弱從基底到金屬觸點(diǎn)的電子流動(dòng)。為了克服此問(wèn)題，傳導(dǎo)性漿料應(yīng)當(dāng)在焙燒過(guò)程中穿透減反射涂層以形成與半導(dǎo)體基底具有電接觸的金屬觸點(diǎn)。在金屬觸點(diǎn)與基底之間形成的強(qiáng)效粘結(jié)（即，粘附性）以及可焊性也是期望的。

穿透減反射涂層并在焙燒時(shí)形成與基底的強(qiáng)效粘結(jié)的能力高度地取決于傳導(dǎo)性漿料的組成和焙燒條件。效率（衡量PV電池性能的重要指標(biāo)）也受到在焙燒的傳導(dǎo)性漿料與基底之間形成的電接觸質(zhì)量的影響。

為了提供具有良好效率的用于制造PV電池的經(jīng)濟(jì)型方法，需要可在低溫下焙燒而穿透減反射涂層并提供與半導(dǎo)體基底之間的良好電接觸的厚膜漿料組合物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)方面為厚膜漿料組合物，包含：

a)基于組合物中的總固體計(jì)，85-99.5重量%的導(dǎo)電金屬或其衍生物；

b)基于固體計(jì)0.5-15重量%的鉛-碲-鋰-鈦-氧化物；和

c)有機(jī)介質(zhì)。

本發(fā)明的另一個(gè)方面為方法，包括：

(a)提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底包括沉積到該半導(dǎo)體基底的至少一個(gè)表面上的一個(gè)或多個(gè)絕緣膜；

(b)將厚膜漿料組合物施加到一個(gè)或多個(gè)絕緣膜上以形成層狀結(jié)構(gòu)，其中厚膜漿料組合物包含：

i)基于固體計(jì)85-99.5重量%的導(dǎo)電金屬來(lái)源；

ii)基于固體計(jì)0.5-15重量%的鉛-碲-鋰-鈦-氧化物；和

iii)有機(jī)介質(zhì)；以及

(c)焙燒半導(dǎo)體基底、一個(gè)或多個(gè)絕緣膜以及厚膜漿料，從而形成與一個(gè)或多個(gè)絕緣層接觸并與半導(dǎo)體基底電接觸的電極。

本發(fā)明的另一個(gè)方面為制品，包括：

a)半導(dǎo)體基底；

b)在半導(dǎo)體基底上的一個(gè)或多個(gè)絕緣層；以及

c)與一個(gè)或多個(gè)絕緣層接觸并與半導(dǎo)體基底電接觸的電極，所述電極包含導(dǎo)電金屬和鉛-碲-鋰-鈦-氧化物。

附圖說(shuō)明

圖1為示出了制造半導(dǎo)體裝置的工藝流程圖。圖1中所示的附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下。

10：p型硅基板

20：n型擴(kuò)散層

30：絕緣膜

40：p+層（背表面場(chǎng)，BSF）

60：沉積在背側(cè)面上的鋁漿

61：鋁背面電極（通過(guò)焙燒背側(cè)面鋁漿獲得）

70：沉積在背側(cè)面上的銀或銀/鋁漿

71：銀或銀/鋁背面電極（通過(guò)焙燒背側(cè)面銀漿獲得）

500：沉積在前側(cè)面上的厚膜漿料

501：正面電極（通過(guò)焙燒厚膜漿料形成）

具體實(shí)施方式

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)被視為是環(huán)保的，因?yàn)樗鼈兘档土藢?duì)化石燃料的需求。

本發(fā)明提供了可用于制造具有改善的電性能的光伏裝置的組合物。厚膜漿料組合物包含：

a)基于組合物中的總固體計(jì)，85-99.5重量%的導(dǎo)電金屬或其衍生物；

b)基于固體計(jì)0.5-15重量%的鉛-碲-鋰-鈦-氧化物；和

c)有機(jī)介質(zhì)。

如本文所定義，并未將有機(jī)介質(zhì)視為構(gòu)成厚膜漿料組合物的固體的一部分。

導(dǎo)電金屬

導(dǎo)電金屬選自銀、銅和鈀。導(dǎo)電金屬可為薄片形式、球形形式、顆粒形式、結(jié)晶形式、粉末或其它不規(guī)則的形式以及它們的混合。導(dǎo)電金屬能夠以膠態(tài)懸浮液的形式提供。