导电糊和导电迹线或涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种导电糊和导电迹线或涂层。特别涉及一种用于在衬底上形成导电迹线或涂层的导电糊，特别适用于太阳能电池。所述糊包含分散在有机介质中的固体部分，所述固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物，其中所述无机颗粒混合物包含基本晶态的颗粒。本发明专利技术还涉及制备导电糊的方法、用于制造太阳能电池的表面电极的方法、用于太阳能电池的电极和太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
导电糊和导电迹线或涂层本申请是申请人为2016年11月8日，题为“导电糊和导电迹线或涂层”的中国专利申请201680065684.0的分案申请。
本专利技术涉及特别适合用于太阳能电池中的导电糊和制造这些糊的方法，涉及在例如太阳能电池表面上制造导电迹线或涂层的方法，且涉及具有在其上形成的导电迹线或涂层的太阳能电池的表面。
技术介绍
丝网印刷的导电(例如银)糊通常用作太阳能电池如硅太阳能电池的导电迹线。所述糊通常包含全部分散在有机介质中的导电(例如银)粉末、玻璃料以及有时一种或多种另外的添加剂。玻璃料有几个作用。在烧制过程中，它变成了熔融相，且因此起到将导电迹线粘合到半导体晶片上的作用。然而，在蚀刻掉设置在半导体晶片表面上的抗反射或钝化层(通常是氮化硅)以允许导电迹线与半导体之间直接接触方面，玻璃料也是重要的。玻璃料在与半导体发射体形成欧姆接触方面通常也是重要的。导电迹线与半导体晶片之间的接触品质有助于确定最终的太阳能电池的效率。最佳的玻璃料需要优化以在正确的温度下流动，并提供抗反射层的正确蚀刻程度。如果提供的蚀刻太少，则半导体晶片与导电迹线之间的接触将不充分，导致高的接触电阻。相反，过度的蚀刻可能导致在半导体中沉积大的银岛，破坏其pn结，从而降低其将太阳能转换为电能的能力。最近的注意力已经集中在改进包括在用于光伏电池的导电糊中的玻璃料材料，以提供良好的性能平衡。包含全部分散在有机介质中的导电粉末、玻璃料以及有时一种或多种另外添加剂的导电糊也用于在薄膜太阳能电池中形成导电迹线或导电涂层，所述薄膜太阳能电池通过将一个或多个光伏材料薄层沉积到诸如玻璃或金属的衬底上来制造，所述包含全部分散在有机介质中的导电粉末、玻璃料以及有时一种或多种另外添加剂的导电糊也用于一系列其他电子应用中，包括无源电子部件，例如用于氧化锌变阻器部件的终端电极、用于MLCC(多层陶瓷电容器)的终端，涂覆TCO(透明导电氧化物)的玻璃衬底上的电极、NTC(负温度系数)热敏电阻上的导电层、功能压电陶瓷的金属化；以及汽车应用，包括后窗、侧窗、可加热的镜子和挡风玻璃以及天线。
技术实现思路
仍然需要提供很好的性能平衡的、例如用于太阳能电池的导电糊。特别地，仍然需要用于太阳能电池的导电糊，其提供优异的(降低的)接触电阻而不会负面地影响太阳能电池的pn结，且其包括玻璃料或在合适的温度下流动用以在太阳能电池的制造期间烧制导电糊的其他材料。令人惊讶的是，本专利技术人已经发现，包括在导电糊中的基本晶态的颗粒可以得到与包括玻璃的糊所获得的结果一样好或者更好的结果。特别地，本专利技术人已经发现包含两种或更多种不同金属化合物的基本晶态的颗粒的无机颗粒混合物适合代替玻璃料。因此，在第一优选方面，本专利技术提供用于在衬底上形成导电迹线或涂层的导电糊，所述糊包含分散在有机介质中的固体部分，所述固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物，其中所述无机颗粒混合物包含两种或更多种不同金属化合物的基本晶态的颗粒并且基本不含铅；且其中所述固体部分的玻璃含量小于1重量％。例如，所述导电糊可以用于太阳能电池。使用不同的金属化合物的基本晶态的颗粒的特别优点在于它从制造导电糊的过程中除去了玻璃形成步骤。玻璃形成步骤通常具有高能量需求，因为它需要将玻璃前体加热到高于用于制造玻璃的晶态材料的熔点的温度。由于玻璃相对低的软化点和熔点，所以通常将玻璃用于导电糊中。通常，导电糊中使用的玻璃在约400-700℃范围内的温度下流动。本专利技术人已经令人惊讶地发现，尽管用于本专利技术的糊中的至少一些基本晶态的金属化合物具有显著较高的熔点，但这些混合物仍表现出与玻璃料相似的流动和熔融行为，这使得它们能够在与包含玻璃料的糊类似的烧制曲线和制造方法的情况下使用。如本领域技术人员将理解的，避免能量密集的玻璃形成步骤在用于太阳能电池的导电糊领域之外具有优点。本专利技术人认为，他们的专利技术也适用于在其他电子应用中(例如本文提及的那些)用于形成导电迹线和导电涂层的导电糊。本专利技术人还已经发现一定的颗粒尺寸分布可以具有有利的效果。特别是他们已经观察到糊和烧制的电极的行为随着颗粒尺寸的减小而趋于改善。因此，在第二优选方面，本专利技术提供用于在衬底上形成导电迹线或涂层的导电糊，所述糊包含分散在有机介质中的固体部分，所述固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中所述无机颗粒混合物包含具有适用以下条件中的两个或更多个的颗粒尺寸分布的基本晶态的颗粒:(a)D10≤0.41μm；(b)D50≤1.6μm；(c)D90≤4.1μm；(d)(D50–D10)≤1.15μm；(e)(D90–D50)≤2.5μm；(f)(D90–D10)≤3.7μm；和(g)(D50/D10)≤3.85。例如，所述导电糊可以用于太阳能电池。在进一步优选的方面，本专利技术提供制备如本文所述的导电糊的方法，其包含以任何顺序混合无机颗粒混合物的组分和有机介质、导电材料。所述方法可以包含在将无机颗粒混合物的基本晶态的颗粒与有机介质和导电材料混合之前共研磨所述无机颗粒混合物的基本晶态的颗粒。在进一步优选的方面，本发提供用于制造太阳能电池的表面电极的方法，所述方法包含将如本文所述的导电糊施加于半导体衬底，并烧制所施加的导电糊。本专利技术还提供用于在衬底上制造导电迹线或涂层的方法，所述方法包含将如本文所述的导电糊施加于衬底，并且烧制所施加的导电糊。在进一步优选的方面，本专利技术提供用于太阳能电池的电极，所述电极包含半导体衬底上的导电迹线，其中所述导电迹线通过在半导体衬底上烧制如本文所述的糊而获得或可获得。本专利技术还提供包含表面电极的太阳能电池。本专利技术还提供包含具有在其表面上形成的导电迹线或涂层的衬底的电子部件，其中所述导电迹线或涂层通过在衬底上烧制如本文所述的糊而获得或可获得。在进一步优选的方面，本专利技术提供如本文所述的导电糊在制造太阳能电池的表面电极中的用途。本专利技术还提供如本文所述的导电糊在制造包含具有在其表面上形成的导电迹线或涂层的衬底的电子部分中的用途。本专利技术还涉及如本文所述的无机掺混物(无机颗粒混合物)本身。附图说明图1示出了实施例中制备的用于太阳能电池的示例性烧制曲线。图2示出了无机颗粒混合物的XRD分析。图3示出了共研磨的无机颗粒混合物的XRD分析。图4示出了通过分别研磨各个组分并随后混合研磨的组分而形成的无机颗粒混合物的XRD分析。图5示出了各种无机颗粒混合物和玻璃的烧结曲线的比较。图6示出了各种其他无机颗粒混合物的烧结曲线的比较。具体实施方式现在将阐述本专利技术的优选的和/或可选的特征。除非上下文另有要求，否则本专利技术的任何方面可以与本专利技术的任何其他方面组合。除非上下文另有要求，否则任何方面的任何优选的和/或可选的特征可以与本专利技术的任何方面单独或联合地组合。例如，无机颗粒混合物内含物、原料和颗粒尺寸分布的讨论同样地适用于涉及糊、方法和掺混物的本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在衬底上形成导电迹线或涂层的导电糊，该糊包括分散在有机介质中的固体部分，/n所述固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；/n其中所述无机颗粒混合物包含两种或更多种不同金属化合物的基本晶态的颗粒并且基本不含铅；/n其中所述固体部分的玻璃含量小于0.05重量％，/n其中两种或更多种不同的金属化合物仅含有一种金属元素，且/n其中所述无机颗粒混合物的颗粒具有其中适用以下条件的一个或多个的颗粒尺寸分布:/n(a)D

【技术特征摘要】
20151113 GB 1520060.31.一种用于在衬底上形成导电迹线或涂层的导电糊，该糊包括分散在有机介质中的固体部分，
所述固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；
其中所述无机颗粒混合物包含两种或更多种不同金属化合物的基本晶态的颗粒并且基本不含铅；
其中所述固体部分的玻璃含量小于0.05重量％，
其中两种或更多种不同的金属化合物仅含有一种金属元素，且
其中所述无机颗粒混合物的颗粒具有其中适用以下条件的一个或多个的颗粒尺寸分布:
(a)D10≤0.41μm；
(b)D50≤1.6μm；
(c)D90≤4.1μm；
(d)(D50–D10)≤1.15μm；
(e)(D90–D50)≤2.5μm；
(f)(D90–D10)≤3.7μm；或
(g)(D50/D10)≤3.85。


2.根据权利要求1所述的导电糊，其中三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种所述不同的金属化合物中的每一种仅包含一种金属元素。

【专利技术属性】
技术研发人员：B·塞拉格里文，J·C·S·布斯，N·诺瓦克，S·约翰逊，T·卓斯特，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB