[发明专利]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

说明书

本发明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。

发明领域

本发明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。

发明概述

本发明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。