本发明专利技术提供了用于印刷具有一个或多个绝缘层的太阳能电池装置的前侧面的厚膜浆料。所述厚膜浆料包含导电金属和分散在有机介质中的铅-碲-硼-氧化物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了用于印刷具有一个或多个绝缘层的太阳能电池装置的前侧面的厚膜浆料。厚膜浆料包含导电金属或其衍生物，以及分散在有机介质中的铅-碲-硼-氧化物。
技术介绍
常规的具有P型基底的太阳能电池结构具有通常在电池的前侧面(光照面)上的负极和在背侧面上的正极。在半导体主体的p-n结上入射的适当波长的辐射充当产生电子-空穴对载荷子的外部能源。这些电子-空穴对载荷子在由p-n半导体结产生的电场中迁移，并且通过施加到半导体表面的传导性网格或金属触点收集。产生的电流流向外部电 路。传导性浆料(也称为油墨)通常用于形成传导性网格或金属触点。传导性浆料通常包含玻璃料、传导性物质(例如，银颗粒)和有机介质。为了形成金属触点，将传导性浆料以网格线或其它图案的形式印刷到基底上并且然后焙烧，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PV电池通常涂覆有减反射涂层例如氮化硅、氧化钛或氧化硅，以促进光照吸附，由此增加电池的效率。此类减反射涂层还充当绝缘体，这削弱从基底到金属触点的电子流动。为了克服此问题，传导性浆料应当在焙烧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。也希望形成金属触点与基底之间的强效粘结(即，粘附性)以及可焊性。穿透减反射涂层并在焙烧时形成与基底的强效粘结的能力高度地取决于传导性浆料的组成和焙烧条件。效率(衡量PV电池性能的关键)也受到在焙烧的传导性浆料与基底之间制得的电接触质量的影响。为了提供具有良好效率的用于制造PV电池的经济型方法，需要能够在低温下焙烧而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浆料组合物。专利技术概沭本专利技术的一个方面为厚膜浆料组合物，包含a)基于组合物中的总固体计，85至99. 5重量％的导电金属或其衍生物；b)基于固体计O. 5至15重量％的铅-碲-硼-氧化物；和c)有机介质。本专利技术的又一个方面为厚膜浆料组合物，包含a)基于组合物中的总固体计，84. 5至99重量％的导电金属或其衍生物；b)基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-硼-氧化物；c)基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-锂-钛-氧化物；和d)有机介质。本专利技术的另一个方面为方法，包括(a)提供半导体基底，其包括沉积到该半导体基底的至少一个表面上的一个或多个绝缘膜；(b)将厚膜浆料组合物施加到一个或多个绝缘膜上以形成层状结构，其中厚膜浆料组合物包含i)基于组合物中的总固体计，85至99. 5重量％的导电金属或其衍生物；ii)基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-硼-氧化物；和iii)有机介质；以及(C)焙烧半导体基底、一个或多个绝缘膜以及厚膜浆料，从而形成与一个或多个绝 缘层接触并与半导体基底电接触的电极。本专利技术的另一个方面为方法，包括(a)提供半导体基底，其包括沉积到所述半导体基底的至少一个表面上的一个或多个绝缘膜；(b)将厚膜浆料组合物施加到一个或多个绝缘膜上以形成层状结构，其中厚膜浆料组合物包含i)基于组合物中的总固体计，84. 5至99重量％的导电金属或其衍生物；ii)基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-硼-氧化物；iii)基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-锂-钛-氧化物；和iv)有机介质；以及(c)焙烧半导体基底、一个或多个绝缘膜以及厚膜浆料，从而形成与一个或多个绝缘层接触并与半导体基底电接触的电极。本专利技术的另一个方面为制品，包括a)半导体基底；b)半导体基底上的一个或多个绝缘层；和c)与一个或多个绝缘层接触并与半导体基底电接触的电极，所述电极包含导电金属和铅-締-硼-氧化物。附图简述图I为示出制造半导体装置的工艺流程图。图I中所示的附图标号说明如下。10 :p-型硅基板20 n-型扩散层30 :绝缘膜40 :p+层(背表面场，BSF)60 :沉积在背侧面上的铝浆61 :铝背面电极(通过焙烧背侧面铝浆而获得)70 :沉积在背侧面上的银或银/铝浆71 :银或银/铝背面电极(通过焙烧背侧面银浆而获得)500 :沉积在前侧面上的厚膜浆料501 :正面电极(通过焙烧厚膜浆料形成)专利技术详述太阳能光伏系统被视为是环保的，因为它们降低了对化石燃料的需求。本专利技术提供了可用于制造具有改善的电性能的光伏装置的组合物。所述厚膜浆料组合物包含a)基于组合物中的总固体计，85至99. 5重量％的导电金属或其衍生物；b)基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-硼-氧化物；和c)有机介质。所述厚膜浆料组合物可进一步包含基于固体计O. 5至15重量％的铅-締-锂-钛-氧化物。如本文所定义，并未将有机介质视为厚膜浆料组合物中的固体的一部分。 导电金属导电金属选自银、铜以及钯。导电金属可为薄片形式、球形形式、颗粒状形式、结晶形式、粉末或其它不规则形式以及它们的混合物。导电金属可在胶态悬浮液中提供。当金属为银时，其形式可为银金属、银衍生物或它们的混合物。示例性衍生物包含例如，银合金、氧化银(Ag2O)、银盐例如AgCl、AgN03、AgOOCCH3 (乙酸银)、AgOOCF3 (三氟乙酸银)、正磷酸银(Ag3PO4)15也可使用与其它厚膜浆料组分相容的其它形式的银。在一个实施方案中，导电金属或其衍生物为该厚膜浆料组合物的固体组分的约85至约99. 5重量％。在另一个实施方案中，导电金属或其衍生物为该厚膜浆料组合物的固体组分的约90至约95重量％。在一个实施方案中，厚膜浆料组合物的固体部分包含约85至约99. 5重量％的球形银颗粒。在一个实施方案中，厚膜浆料组合物的固体部分包含约85至约90重量％的银颗粒以及约I至约9. 5重量％的银薄片。在一个实施方案中，厚膜浆料组合物包含导电的涂覆银颗粒。合适的涂层包含磷酸盐和表面活性剂。合适的表面活性剂包含聚氧乙烯、聚乙二醇、苯并三唑、聚(乙二醇)乙酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蘧酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸盐、棕榈酸盐、以及它们的混合物。盐抗衡离子可为铵、钠、钾、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，平均粒度为O. 5-10微米；在另一个实施方案中，平均粒度为1-5微米。如本文所用，“粒度”或“D50”旨在表示“平均粒度”；“平均粒度”表示50%的体积分布粒度。体积分布粒度可以通过使用Microtrac粒度分析仪的激光衍射和分散方法来测定。铅-碲-硼-氧化物组合物本专利技术的一个方面涉及铅-碲-硼-氧化物(Pb-Te-B-O)组合物。在一个实施方案中，这些组合物可为玻璃组合物。在另一个实施方案中，这些组合物可为结晶的、部分结晶的、非晶态的、部分非晶态的或它们的组合。在一个实施方案中，Pb-Te-B-O组合物可包含多于一种的玻璃组合物。在一个实施方案中，Pb-Te-B-O组合物可包含玻璃组合物和附加的组合物，例如结晶组合物。在本文将使用术语“玻璃”或“玻璃组合物”来表示上述非晶态材料和结晶材料的任何组合。在一个实施方案中，本文所述的玻璃组合物包含铅-碲-硼-氧化物。玻璃组合物还可包含附加组分，例如硅、银、锡、铋、铝、钛、铜、锂、铈、锆、钠、钒、锌、氟等。铅-碲-硼-氧化物(Pb-Te-B-O)可通过使用本领域普通技术人员所理解的技术将PbO、TeO2和B2O3 (或者在加热时会分解为所需氧化物的其它材料)混合来制备。此类制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.04 US 61/331,006;2011.02.07 US 61/440,117;1.厚膜浆料组合物，包含 a)基于所述组合物中的总固体计，85至99.5重量％的导电金属或其衍生物； b)基于固体计O.5至15重量％的铅-締-硼-氧化物；和 c)有机介质。2.根据权利要求I所述的厚膜浆料，其中所述导电金属包括银。3.根据权利要求I所述的厚膜浆料，其中所述铅-碲-硼-氧化物中的铅与碲的摩尔比介于5/95和95/5之间。4.根据权利要求I所述的厚膜浆料，其中所述铅-碲-硼-氧化物包含25-75 重量 % 的 PbO,10-70 重量 ％ 的 TeO2、 O. 1-15重量％的民03、以及 0-20. O 重量 % 的选自下列的组分PbF2、SiO2, Bi2O3' BiF3' LiO2' SnO2, AgO2, Zn。、V2O5> A1203、Na2O> TiO2> CuO> ZrO2 和 CeO205.根据权利要求4所述的厚膜浆料，其中所述铅-碲-硼-氧化物还包含0.1-5重量％的1102。6.根据权利要求5所述的厚膜浆料，其中所述有机介质还包括选自溶剂、稳定剂、表面活性剂和增稠剂的一种或多种添加剂。7.根据权利要求I所述的厚膜浆料，其中所述导电金属为所述固体的90-95重量％。8.根据权利要求I所述的厚膜浆料，其中所述铅-碲-硼-氧化物为至少部分结晶的。9.根据权利要求4所述的厚膜浆料，还包含选自下列的添加剂PbF2、SiO2,Na2O, K2O,Rb2Oλ Cs20、A1203、MgOλ CaO、SrO、BaO、V2O5Λ ZrO2 Λ MoO3...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·F·卡罗尔，K·W·杭，B·J·劳克林，K·R·米克斯卡，C·托拉迪，P·D·韦尔努伊，
申请(专利权)人：E·I·内穆尔杜邦公司，
类型：
国别省市：
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