用于导电糊组合物的铅-铋-碲无机反应体系制造技术

本发明专利技术涉及包含式(I)：Pba-Bib-Tec-Md-Oe的铅-铋-碲组合物的无机反应体系，其中0＜a、b、c和d≤1，a+b+c+d＝1，0≤d≤0.5，a:b为约5:95至约95:5，a:c为约10:90至约90:10，b:c为约5:95至约95:5，(a+b):c为约10:90至约90:10，e为足以使Pb、Bi、Te和M组分平衡的数，且M为一种或多种额外元素。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铅-铋-碲无机反应体系（IRS)。在本专利技术的一个方面中，用于太 阳能电池板技术，尤其是用于形成正面电接触的导电糊组合物包含导电颗粒、有机载体和 铅-祕-蹄无机反应体系。 专利技术背景 太阳能电池是利用光生伏打效应将光能转化成电的装置。太阳能是有吸引力的绿 色能源，因为它是可持续的且仅产生无污染的副产物。因此，目前投入了大量研宄以开发具 有增强的效率，同时持续降低材料和生产成本的太阳能电池。在操作中，当光击中太阳能电 池时，一部分入射光被表面反射，且其余透射到太阳能电池中。透射光的光子被通常由半导 体材料如硅制成的太阳能电池吸收。来自被吸收的光子的能量由半导体材料的原子激发电 子，产生电子-空穴对。这些电子-空穴对然后被p-n结分开并被应用于太阳能电池表面 上的导电电极收集。 太阳能电池通常具有应用于其正面和背面上的导电糊。将通常包含银的正面糊丝 网印刷在基底的正面上以用作正面电极。典型的导电糊包含导电金属颗粒、玻璃料（glass frit)和有机载体。在一些情况下，玻璃料在烧制时蚀刻透过娃基底表面上的抗反射涂层如 氮化硅涂层，帮助在导电颗粒与硅基底之间建立电接触。另一方面，理想的是玻璃料侵蚀性 不强到以致它在烧制以后分流P-n结。例如，包含相对高量的氧化铅和氧化铋的玻璃料可 能损害抗反射层并使基底的P-n结劣化。因此，太阳能电池的电性能可被降低。另外，已知 玻璃料具有宽熔融温度范围，使得它们的表现强依赖于其组成和加工参数。因而，用已知玻 璃料来预测在快速烧制工艺下的玻璃加工参数和表现的能力是困难的。 因此，需要使导电糊与下面基底之间的接触最佳化以实现改进的太阳能电池效 率，而不会侵蚀性强到以致它损害抗反射层和P-n结的IRS。另外，具有更可预测的加工行 为的IRS也是有利的，因为可更好地控制IRS组分与下面抗反射层之间的反应。
技术实现思路
本专利技术提供了在用于导电糊中时改进与下面基底的电接触的铅_铋-碲（"PBT"） IRS。此外，具有相对低含量的氧化铅和氧化铋的IRS不损害下面的硅基底且具有比其它已 知的玻璃体系更可预测的加工参数。 本专利技术提供包含式（I) :Pba-Bib-Tec_Md-〇e的铅-祕-蹄组合物的无机反应体 系，其中 〇〈a、b、c和d< 1，a+b+c+d=l，0<d<0.5，a:b为约 5:95 至约 95:5,a:c为约 10:90至约90:10,b:c为约5:95至约95:5，（a+b) :c为约10:90至约90:10,e为足以使 Pb、Bi、Te和M组分平衡的数，且M为一种或多种额外元素。 本专利技术还提供包含金属颗粒、本专利技术无机反应体系和有机载体的导电糊组合物。 本专利技术另一方面为通过将本专利技术导电糊施加于硅晶片上并将硅晶片烧制而制得 的太阳能电池。 本专利技术还提供包含电互连的本专利技术太阳能电池的太阳能电池模块。 本专利技术另一方面为生产太阳能电池的方法，所述方法包括步骤：提供具有正面和 背面的硅晶片，将本专利技术导电糊施加于硅晶片上，和将硅晶片烧制。【具体实施方式】 本专利技术涉及PBTIRS。尽管不限于这种应用，IRS可用于导电糊组合物中。PBTIRS 可在化学组成方面表示为Pba-Bib-Tee-Md-〇e，且优选配制成单玻璃组合物。具体而言，IRS 的组分（即Pb、Bi、Te、M和0)都化学反应形成一种复杂化合物复合物，而不是具有各种氧 化物的物理混合物的玻璃。在其它实施方案中，IRS可包含多种PBT玻璃组合物、PBT玻璃 组合物与含PBT化合物或者在物理加工（例如机械化学加工、研磨、磨碎）或化学加工（例 如烧制、热分解、光或辐射化学分解）期间形成PBTIRS的含PBT化合物（例如有机金属化 合物、盐）的组合。 无机反应体系 本专利技术涉及例如用于导电糊组合物中的IRS。IRS在用于导电糊组合物中时提供 多种功能。首先，IRS提供导电颗粒的输送介质，容许它们从糊迀移至半导体基底的界面 上。IRS体系还提供糊组分的反应介质以在经受升高的温度时在界面处经历物理和化学反 应。物理反应包括但不限于熔融、溶解、扩散、烧结、沉淀和结晶。化学反应包括但不限于合 成（形成新的化学键）和分解、还原和氧化，和相变。另外，IRS还充当提供导电颗粒与半 导体基底之间结合的粘着介质，由此改进在太阳能器件的寿命期间的电接触。尽管意欲实 现相同效果，由于玻璃的绝缘性能，现有玻璃料组合物可在导电糊和硅晶片的界面上产生 高接触电阻。另外，对下面基底具有高反应性的各种氧化物，尤其是氧化铅和氧化铋的使用 可能损害太阳能电池的抗反射层或者甚至P_n结。本专利技术IRS提供所需输送、反应性和粘 着介质，而且降低接触电阻并改进电池总体性能。 更具体而言，IRS提供太阳能电池中导电颗粒与半导体基底（例如硅基底）之间 改进的欧姆和肖特基接触。IRS相对于硅是反应性介质并在硅基底上产生反应性面积，这改 进了总接触，例如通过直接接触或隧道效应。改进的接触性能提供更好的欧姆接触和肖特 基接触，以及因此更好的太阳能电池总体性能。另外，不受任何特定理论束缚，认为碲包含 在PBTIRS中提供了IRS体系更好的流动性，使得铅和铋组分更容易与抗反射层反应。PBT IRS容许降低的氧化铅和氧化铋含量，这提供导电糊与抗反射层之间更可控制的反应。另 外，PBT组分以特定量组合提供具有拓宽的玻璃化转变温度、软化温度、熔融温度、结晶温度 和流动温度范围的糊，因此拓宽了所得糊的加工窗。这容许所得导电糊具有与宽范围的基 底的相容性改进。 IRS可包含玻璃材料、陶瓷材料、本领域中已知在升高的温度下形成反应性基体的 任何其它有机和无机化合物。在一个实施方案中，IRS可包含至少一种基本无定形玻璃料。 在另一实施方案中，IRS可包括结晶相或化合物，或者无定形、部分结晶和/或结晶材料的 混合物。IRS还可包含本领域中已知的其它氧化物或化合物。例如，可使用镁、镍、碲、钨、锌、 钆、锑、铈、锆、钛、锰、锡、钌、钴、铁、铜和铬或其中至少两种的任意组合，优选锌、锑、锰、镍、 钨、碲和钌或其中至少两种的组合的氧化物，在烧制时可产生那些金属氧化物的化合物，或 者上述金属中至少两种的混合物，上述氧化物中至少两种的混合物，在烧制时可产生那些 金属氧化物的上述化合物中至少两种的混合物，或者上述任意两种或更多种的混合物。其 它玻璃基体形成剂或玻璃改性剂，例如氧化锗、氧化钒、钼氧化物、铌氧化物、铟氧化物、其 它碱金属和碱土金属（例如K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba)化合物、稀土氧化物（例如La203、铺氧 化物）、磷氧化物或金属磷酸盐、金属卤化物（例如铅氟化物和锌氟化物）以及金属硫族化 物（例如硫化锌）也可作为添加剂用于调整IRS的性能，例如玻璃化转变温度。在一个实 施方案中，IRS可包含至少一种玻璃和至少一种氧化物或添加剂的组合。PBT无机反应体系 根据一个实施方案，PBTIRS可由下式表不：Pba-Bib_Tec-Md-〇e (式I) 其中0〈a、b、c和d< 1，a+b+c+d=l，0<d<0.5，M为一种或多种可充当玻璃 形成剂的额外元素，且变量"e"使Pba-Bib-Tec;-Md组分电荷平衡。在一个优选实施方案中， 0彡本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含式(I)的铅‑铋‑碲组合物的无机反应体系：Pba‑Bib‑Tec‑Md‑Oe其中0<a、b、c和d≤1，a+b+c+d＝1，0≤d≤0.5，a:b为约5:95至约95:5，a:c为约10:90至约90:10，b:c为约5:95至约95:5，(a+b):c为约10:90至约90:10，e为足以使Pb、Bi、Te和M组分平衡的数，且M为一种或多种额外元素。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L·王，C·郭，L·闫，W·张，
申请(专利权)人：赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US