含有铅‑钨基氧化物的厚膜糊料以及其在半导体装置制造中的用途制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于印刷具有一个或多个绝缘层的太阳能电池装置的正侧面的厚膜糊料和一种用于实施此的方法。该厚膜糊料包含分散在有机介质中的导电金属源和铅‑钨基氧化物。本发明专利技术还提供了一种包含由该厚膜糊料形成的电极的半导体装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有铅-钨基氧化物的厚膜糊料以及其在半导体装置制造中的用途专利
本专利技术提供了一种用于印刷具有一个或多个绝缘层的太阳能电池装置的正侧面的厚膜糊料。该厚膜糊料包含导电金属源、铅-钨基氧化物和有机介质。技术背景常规的具有p型基材的太阳能电池结构具有通常在电池的正侧面(光照侧)上的负电极和在背侧面上的正电极。在半导体主体的p-n结上入射的适宜波长的辐射充当在该主体中产生空穴-电子对的外部能量源。由于p-n结处存在电势差的结果，空穴和电子以相反的方向跨过该结移动，并且从而产生能够向外部电路输送电力的电流的流动。大部分太阳能电池是呈已经金属化的硅晶片的形式，即提供有导电的金属触点。导电油墨通常用于形成导电网格或金属触点。导电油墨通常包含玻璃料、导电物质(例如，银颗粒)和有机介质。为了形成金属触点，将导电油墨以网格线或其他图案印刷到基底上并且然后烧制，在此期间在网格线与半导体基底之间形成电接触。然而，结晶硅太阳能电池通常涂覆有减反射涂层例如氮化硅、氧化钛或氧化硅以促进光吸收，这增加电池的效率。此类减反射涂层还充当绝缘体，该绝缘体削弱从基底到金属触点的电子流动。为了克服此问题，导电油墨应当在烧制过程中穿透减反射涂层以形成与半导体基底具有电接触的金属触点。在金属触点与基底之间形成强效结合以及可焊性也是期望的。穿透减反射涂层并在烧制时形成与基底的强效结合的能力高度地取决于导电油墨的组成和烧制条件。效率(太阳能电池性能的关键量度)也受到在烧制的导电油墨与基底之间形成的电接触质量的影响。可替代地，具有n型硅基材的反向太阳能电池结构也是已知的。这种电池在正侧面上具有带正电极的正面p型硅表面(正面p型发射极)并且具有与电池的背侧面接触的负电极。由于n掺杂硅中的电子复合速度降低，与具有p型硅基材的太阳能电池相比较，具有n型硅基材的太阳能电池(n型硅太阳能电池)理论上可产生更高的效率增益。为了提供具有良好效率的用于制造太阳能电池的经济方法，需要可在低温下烧制以穿透减反射涂层并提供与半导体基底之间的良好电接触的厚膜糊料组合物。专利技术概述本专利技术提供了一种厚膜糊料组合物，包含：a)80-99.5wt％的导电金属源；b)0.5至20wt％的无钒、无碲的铅-钨基氧化物；以及c)有机介质；其中该导电金属源和该铅-钨基氧化物分散在该有机介质中，并且其中以上wt％是基于该导电金属源和该无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量，该无钒、无碲的铅-钨基氧化物包含55-88wt％的PbO、12-25wt％的WO3和0-20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中PbO、WO3和该一种或多种附加氧化物的wt％是基于该无钒无碲的铅-钨基氧化物的总重量。本专利技术还提供了一种无钒、无碲的铅-钨基氧化物，该氧化物包含55-88wt％的PbO、12-25wt％的WO3和0-20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中该wt％是基于该无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量。本专利技术进一步提供了一种方法，该方法包括：(a)提供一种制品，该制品包括设置在半导体基底的至少一个表面上的一个或多个绝缘膜；(b)将厚膜糊料组合物施用到该一个或多个绝缘膜上以形成层状结构，该厚膜糊料组合物包含：(i)80-99.5wt％的导电金属源；(ii)0.5至20wt％的无钒、无碲的铅-钨基氧化物；以及(iii)有机介质；其中该导电金属源和该无钒、无碲的铅-钨基氧化物分散在该有机介质中，并且其中以上wt％是基于该导电金属源和该无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量，该无钒、无碲的铅-钨基氧化物包含55-88wt％的PbO、12-25wt％的WO3和0-20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中PbO、WO3和该一种或多种附加氧化物的wt％是基于该无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量；并且(c)烧制该半导体基底、该一个或多个绝缘膜和该厚膜糊料，其中该厚膜糊料的该有机介质挥发，从而形成与该一个或多个绝缘层接触并与该半导体基底电接触的电极。另外，本专利技术提供了一种半导体装置，该半导体装置包括由厚膜糊料组合物形成的电极，该厚膜糊料组合物包含：(a)80-99.5wt％的导电金属源；(b)0.5至20wt％的无钒、无碲的铅-钨基氧化物；以及(c)有机介质，其中该导电金属源和该无钒、无碲的铅-钨基氧化物分散在该有机介质中，并且其中以上wt％是基于该导电金属源和该无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量，该无钒、无碲的铅-钨基氧化物包含55-88wt％的PbO、12-25wt％的WO3和0-20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中PbO、WO3和该一种或多种附加氧化物的wt％是基于该无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量，并且其中该厚膜糊料组合物已经被烧制以除去该有机介质并形成该电极。附图的简要说明图1A-1F示出了说明半导体装置的制造的工艺流程图。图1A-1F中所示的参考号说明如下。10：p型硅基底20：n型扩散层30：绝缘膜40：p+层(背表面场，BSF)60：设置在背侧面上的铝糊料61：铝背面电极(通过烧制背侧面铝糊料获得)70：设置在背侧面上的银或银/铝糊料71：银或银/铝背面电极(通过烧制背侧面银糊料获得)500：设置在正侧面上的本专利技术的厚膜糊料501：正面电极(通过烧制本专利技术的厚膜糊料形成)专利技术的详细说明如在此所用，“厚膜组合物”是指在基底上烧制时具有1至100微米的厚度的组合物。厚膜组合物含有导电材料，无钒、无碲的铅-钨基氧化物组合物和有机介质。厚膜组合物可包含附加组分。如在此所用，附加组分称为“添加剂”。在此所述的组合物包含分散在有机介质中的一种或多种电功能材料和一种或多种玻璃料。该组合物是厚膜糊料组合物。该组合物也可包含一种或多种添加剂。示例性添加剂包括金属、金属氧化物或在烧制时能够生成这些金属氧化物的任何化合物。在一个实施例中，电功能粉末可为导电粉末。在一个实施例中，该组合物用于半导体装置中。在该实施例的一个方面，该半导体装置可为太阳能电池或光电二极管。在该实施例的另一个方面，该半导体装置可为广泛范围的半导体装置中的一种。导电金属厚膜组合物包括赋予该组合物适当的电功能特性的功能组分。电功能组分是导电金属。导电金属源可以呈薄片形式、球形形式、颗粒形式、结晶形式、粉末、或其他不规则的形式以及它们的混合物。导电金属能够以胶态悬浮液的形式提供。在一个实施例中，导电金属源是从约80至约99.5wt％，其中重量百分比(wt％)是基于导电金属源和无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量。在另一个实施例中，导电金属源是从约90至约99wt％，其中wt％是基于导电金属源和无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量。该导电金属选自下组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厚膜糊料组合物，包含：a)80‑99.5wt％的选自下组的导电金属源，该组由以下各项组成：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al和Ni；b)0.5至20wt％的无钒、无碲的铅‑钨基氧化物；以及c)有机介质；其中所述导电金属源和所述无钒、无碲的铅‑钨基氧化物分散在所述有机介质中，并且其中以上wt％是基于所述导电金属源和所述无钒、无碲的铅‑钨基氧化物的总重量，所述无钒、无碲的铅‑钨基氧化物包含55‑88wt％的PbO、12‑25wt％的WO3和0‑20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中PbO、WO3和该一种或多种附加氧化物的wt％是基于所述无钒无碲的铅‑钨基氧化物的总重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.21 US 14/519,4041.一种厚膜糊料组合物，包含：a)80-99.5wt％的选自下组的导电金属源，该组由以下各项组成：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al和Ni；b)0.5至20wt％的无钒、无碲的铅-钨基氧化物；以及c)有机介质；其中所述导电金属源和所述无钒、无碲的铅-钨基氧化物分散在所述有机介质中，并且其中以上wt％是基于所述导电金属源和所述无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量，所述无钒、无碲的铅-钨基氧化物包含55-88wt％的PbO、12-25wt％的WO3和0-20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中PbO、WO3和该一种或多种附加氧化物的wt％是基于所述无钒无碲的铅-钨基氧化物的总重量。2.如权利要求1所述的厚膜糊料组合物，其中所述一种或多种附加氧化物选自下组，该组由以下各项组成：0-5wt％B2O3、0-10wt％Bi2O3、0-15SiO2、0-5wt％Al2O3、0-5wt％Li2O、0-5wt％K2O、0-5wt％Rb2O、0-5wt％Na2O、0-5wt％Cs2O、以及0-10MoO3，并且其中该氧化物wt％是基于所述无钒、无碲的铅-钨基氧化物的总重量。3.如权利要求1所述的厚膜糊料组合物，其中所述导电金属是Ag。4.一种无钒、无碲的铅-钨基氧化物，包含55-88wt％的PbO、12-25wt％的WO3和0-20wt％的一种或多种选自下组的附加氧化物，该组由以下各项组成：B2O3、Bi2O3、SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Rb2O、Na2O、Cs2O和MoO3，其中PbO、WO3和该一种或多种附加氧化物的wt％是基于所述无钒无碲的铅-钨基氧化物的总重量。5.如权利要求4所述的无钒、无碲的铅-钨基氧化物，其中所述一种或多种附加氧化物选自下组，该组由以下各项组成：0-5wt％B2O3、0-10wt％Bi2O3、0-15SiO2、0-5wt％Al2O3、0-5wt％Li2O、0-5wt％K2O、0-5wt％Rb2O、0-5wt％Na2O、0-5wt％Cs2O、以及0-10MoO3，并且其中该氧化物wt％是基于所述无钒无碲的铅-钨基氧化物的总重量。6.一种方法，包括：(a)提供一种制品，该制品包括设置在半导体基底的至少一个表面上的一个或多个绝缘膜；(b)将厚膜糊料组合物施用到该一个或多个绝缘膜上以形成层状结构，该厚膜糊料组合物包含：(i)80-99.5wt％的选自下组的导电金属源，该组由以下各项组成：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al和Ni；(ii)0.5至20w...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·伯纳迪娜，B·J·罗琳，P·D·韦努伊，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国,US