[發明專利]含鋰導電糊料組合物和由其制成的制品

無效

• 申請號: 201180059576.X
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN103262174A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: S·D·伊特爾;Z·R·李;K·R·米克斯卡;P·D·韋爾努伊
• 申請（專利權）人: E.I.內穆爾杜邦公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 朱黎明

本專利申請要求2010年12月17日提交的美國臨時申請61/424,259的權益，其以引用方式并入本文。

技術領域

本發明涉及含鋰無鉛糊料組合物，其適用于制造導電結構，這些導電結構可用于包括光伏電池在內的多種電氣與電子裝置。

背景技術

常規的光伏電池結構是通過使n型和p型半導體結合在一起以形成p-n結來成型的。負極通常位于電池的旨在暴露于光源的側面（“前”側面，其在太陽能電池的情形中為暴露于陽光的側面）上，并且正極位于電池的另一個側面（“背”側面）上。在半導體主體的p-n結上入射的適當波長的輻射用作在該主體中產生電子-空穴對的外部能量源。由于在p-n結處存在電勢差，因此空穴和電子在相反的方向上橫跨該結移動，從而生成能夠向外部電路輸送電力的電流。大多數工業光伏電池（包括太陽能電池）以諸如基于摻雜質的結晶硅晶片的結構形式提供，所述晶片已被金屬化，即設有導電金屬觸頭形式的電極，所生成的電流可通過所述電極流至外部電路負荷。

光伏電池通常被制造成具有前側面絕緣層，所述絕緣層向電池提供抗反射特性以最大化對入射光的利用率。然而，在該構型中，通常必須除去絕緣層以允許鋪疊的前側面電極與下面的半導體表面接觸。前側面電極通常通過如下方式形成：首先通過絲網印刷以合適的圖案沉積載有金屬粉末的導電糊料組合物。其后，焙燒糊料以溶解或換句話講穿透絕緣層，并且燒結金屬粉末，使得形成與半導體的電連接。

糊料組合物的穿透抗反射涂層并在焙燒時形成與基底的強效粘結的能力高度地取決于導電糊料的組成和焙燒條件。效率（測量光伏電池性能的關鍵）也受到在焙燒的導電糊料和基底之間形成的電接觸品質的影響。

Allison等人（US5,089,172和US5,393,558）公開了厚膜導體組合物，其可粘結到由氧化鋁成型的陶瓷基底上。

雖然用于形成諸如光伏電池之類的裝置的各種方法和組合物是已知的，但仍然需要允許制造出圖案化的導電結構的組合物，所述導電結構導致改善的總體裝置電性能并有利于高效地制造此類裝置。無鉛組合物將是尤其期望的。

發明內容

在一個方面，本發明提供了一種糊料組合物，其包含無機固體部分，所述無機固體部分包含：

(a)以固體計約75重量%至約99重量%的導電金屬源；

(b)以固體計約0.1重量%至約10重量%的玻璃組分，所述玻璃組分包含：

1-25重量%的SiO₂；

0.1-3重量%的Al₂O₃；

50-85重量%的氧化鉍和氟化鉍中的至少一種，氧化鉍的量為至少10重量%，并且氟化鉍的量為最多50重量%；和

至少1重量%的TiO₂、ZrO₂、Li₂O、ZnO、P₂O₅、LiF、NaF、KF、K₂O、V₂O₅、GeO₂、CeO₂中的至少一種、或它們的混合物；

其中重量百分比是以總玻璃組分計的；以及

(c)以固體計約0.1重量%至約5重量%的含鋰添加劑；

其中無機固體部分分散在有機介質中，并且糊料組合物是基本上無鉛的。

在另一方面，提供了一種制品，其包括：

(a)具有第一主表面的半導體基底；和

(b)基本上無鉛的糊料組合物在半導體基底的第一主表面的預選部分上的沉積物，

其中糊料組合物包含分散在有機介質中的無機固體部分，所述無機固體部分包含：

(i)以固體計約75重量%至約99重量%的導電金屬源；

(ii)以固體計約0.1重量%至約10重量%的玻璃組分；和

(iii)約0.1重量%至約5重量%的含鋰添加劑。

在另一方面，提供了一種方法，其包括：

(a)提供具有第一主表面的半導體基底；

(b)將基本上無鉛的糊料組合物施用到第一主表面的預選部分上，其中糊料組合物包含分散在有機介質中的無機固體部分，并且所述無機固體部分包含：

(i)以固體計約75重量%至約99重量%的導電金屬源；

(ii)以固體計約0.1重量%至約10重量%的玻璃組分；和