含有纳米级锌添加剂的厚膜导电组合物制造技术

本发明专利技术为用于太阳能电池装置的厚膜银组合物。厚膜糊状组合物包含导电银粉、一种或多种玻璃料、纳米级添加剂，其中所述纳米级添加剂选自金属锌、锌合金或金属锌与氧化锌的混合物，以上所有成分均分散在有机介质中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术为用于太阳能电池装置正面上的导电厚膜银浆。厚膜糊状组合物包含分散在有机介质中的导电银粉、一种或多种玻璃料、纳米级添加剂，其中所述纳米级添加剂选自金属锌、锌合金、以及金属锌与氧化锌的混合物。
技术介绍
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面或光照面上的负极和在背面上的正极。众所周知，落到半导体主体的P_n结的适当波长的辐射充当在该主体中生成空穴-电子对的外部能量。由于p-n结处存在电势差，因此空穴和电子以相反的方向横跨该结移动，从而产生能够向外部电路输送电力的电流流动。大部分太阳能电池为金属化的硅片形式，即，具有导电的金属触点。 授予Carroll等人的US 7，435，361涉及用于太阳能电池中的厚膜导电组合物。所述组合物具有为ZnO的含锌添加剂，并且所述组合物提供保持电性能和焊接粘附力的无铅体系。尽管存在用于形成太阳能电池的多种方法及组合物，但是仍然需要具有改善的电性能的含锌组合物。本专利技术满足了此类需要。专利技术概沭本专利技术的一个实施方案涉及厚膜糊状组合物，基于固体计，所述厚膜糊状组合物包含a)按重量计80%至99%的导电银粉；b)按重量计0. 1%至10%的一种或多种玻璃料；c)按重量计0. I %至10%的纳米级球形锌添加剂，所述纳米级球形锌添加剂具有介于4m2/gr至6m2/gr之间的比表面积,其中所述锌添加剂选自金属锌、锌合金、以及金属锌与氧化锌的混合物；它们分散在d)有机介质中。本专利技术还涉及制品,所述制品包括(a) 一个或多个基底；(b)在所述一个或多个基底上的厚膜组合物的沉积物，基于固体计，所述组合物包含i)按重量计80%至99%的导电银粉；ii)按重量计0. 1%至10%的一种或多种玻璃料；iii)按重量计0. 1%至10%的纳米级球形锌添加剂,所述纳米级球形锌添加剂具有介于4m2/gr至6m2/gr之间的比表面积,其中所述锌添加剂选自金属锌、锌合金、以及金属锌与氧化锌的混合物。本专利技术的一个实施方案涉及制造半导体装置的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供一个或多个半导体基底；(b)将绝缘膜施加在半导体基底上；(c)将厚膜糊状组合物沉积在绝缘膜上，其中所述厚膜组合物包含i)基于固体的重量计80%至99%的导电银粉；ii)基于固体的重量计0. 1%至10%的一种或多种玻璃料；iii)按重量计0. 1%至10%的纳米级球形锌添加剂,所述纳米级球形锌添加剂具有介于4m2/gr至6m2/gr之间的比表面积,其中所述锌添加剂选自金属锌、锌合金、以及金属锌与氧化锌的混合物；以及(d)焙烧半导体基底、绝缘膜和厚膜糊状组合物，其中所述有机介质被移除，并且银和玻璃料被烧结。附图简沭图I为示出半导体装置制造过程的工艺流程图。 专利技术详沭本专利技术的一个实施方案涉及厚膜导体组合物。在实施方案的一个方面，厚膜导体组合物可包括导电粉末、玻璃料和有机介质。厚膜导体组合物也包括纳米级添加剂。纳米级添加剂选自金属锌、锌合金、以及金属锌与氧化锌的混合物。厚膜导体组合物可包括附加组分。本专利技术的一个实施方案涉及制品，其中所述制品包括厚膜导体组合物。在一个方面，所述制品也可包括一个或多个绝缘膜。在一个方面，所述制品包括半导体基底。在一个方面，厚膜导体组合物可在一个或多个绝缘膜上形成。在一个方面，厚膜导体组合物可在半导体基底上形成。在一个方面，其中厚膜导体组合物可在半导体基底上形成，所述结构可不包含施加的绝缘膜。在一个实施方案中，一种或多种厚膜导体组合物中的组分为分散在有机介质中的电功能银粉、一种或多种纳米级添加剂、以及玻璃料。下文讨论了所述组分。I.无机组分本专利技术的一个实施方案涉及厚膜导体组合物。在实施方案的一个方面，厚膜导体组合物可包括银粉材料、玻璃料和有机介质。玻璃料可为无铅的。厚膜导体组合物也包括添加剂。厚膜导体组合物可包括附加组分。A.导电的功能件材料导电材料为银粉。银可为颗粒形式、粉末形式、薄片形式、球形形式、以胶态悬浮液提供、它们的混合物等。银可为例如银金属、银合金、或它们的混合物。例如，银可包括氧化银(Ag2O)或银盐，例如AgCl、AgN03、AgOOCCH3 (乙酸银)、AgOOCF3 (三氟乙酸银)、或正磷酸银Ag3PO4、或它们的混合物。可使用与其它厚膜组分相容的银的任何形式，并且将由本领域的技术人员认识到。银可为厚膜组合物的多个组成百分比中的任何一种。在一个非限制性实施方案中，银可为厚膜组合物中固体组分的约80%至约99%。在另一个实施方案中，银可为厚膜组合物中固体组分的约80重量％至约85重量％。在一个实施方案中，厚膜组合物的固体部分可包括约80重量％至约90重量％的银粒子和约I重量％至约9重量％的银薄片。在一个实施方案中，厚膜组合物的固体部分可包括约75重量％至约90重量％的银粒子和约I重量％至约9重量％的银薄片。在另一个实施方案中，厚膜组合物的固体部分可包括约75重量％至约90重量％的银薄片和约I重量％至约9重量％的胶态银。在另一个实施方案中，厚膜组合物的固体部分可包括约60重量％至约90重量％的银粉或银薄片以及约0. I重量％至约20重量％的胶态银。在一个实施方案中，厚膜组合物包括赋予组合物适当电功能性质的功能相。功能相可包括分散在有机介质中的电功能粉，所述有机介质充当用于形成组合物的功能相的载体。在一个实施方案中，可将组合物施用到基底。在另一个实施方案中，可焙烧组合物和基底以烧掉有机相、以活化无机粘结剂相、以及赋予电功能性质。在一个实施方案中，组合物的功能相可以是涂覆的或未涂覆的导电银粒子。在一个实施方案中，银粒子可被涂覆。在一个实施方案中，银可涂覆有诸如磷的多种材料。在一个实施方案中，银粒子可至少部分地涂覆有表面活性剂。表面活性剂可选自但不限于硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸盐、棕榈酸盐以及它们的混合物。可利用其它表面活性剂，包括月桂酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、癸酸、肉豆蘧酸和亚油酸。抗衡离子可为但不限于氢离子、铵离子、钠离子、钾离子以及它们的混合物。 银的粒度不受任何特定限制。在一个实施方案中，平均粒度小于10微米；在另一个实施方案中，平均粒度小于5微米。在一个实施方案中，氧化银可在玻璃熔融/制造工艺期间溶解于玻璃中。 B. 一种或多种锌添加剂本专利技术的一个实施方案涉及包含纳米级球形锌添加剂的厚膜组合物。纳米级添加剂选自金属锌、锌合金、以及金属锌与氧化锌的混合物。基于组合物中的固体计，锌添加剂以按重量计0. 1%至10%的量存在。在一个实施方案中，添加剂的粒度不受任何特定限制。在一个实施方案中，添加剂的粒度可在I. 0纳米(nm)至125nm的范围内。干燥纳米锌粉作为附聚物存在。干燥纳米级金属锌粉的原生粒度介于IOOnm和0.I微米之间，优选地介于75nm和125nm之间。在有机溶剂中超声时，附聚物被破碎成约35nm的其原生纳米颗粒。纳米级金属锌的形态应为球形，如通过扫描电镜(SEM)所测定的。纳米级金属锌的比表面积介于4m2/gr至6m2/gr之间，如通过BET值所测定的。纳米级金属锌的比重为约7. lg/cm3。在一个实施方案中，添加剂可包含金属纳米锌与纳米氧化锌的混合物。C.玻璃料如本文所用，“无铅”是指未添加铅。在一个实施方案中，痕量的铅可存在于组合物中，并且如果未本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·约恩金，B·M·费希，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：