[发明专利]用于光伏电池导体中的玻璃组合物

说明书

发明领域

本发明的实施方案涉及硅半导体装置，以及用于太阳能电池装置中的包含玻璃料的导电厚膜组合物。

发明背景

具有p-型基板的常规太阳能电池结构具有可位于电池正面(也称为光照面或受光面)上的负极和可位于相对面上的正极。在半导体的p-n结上入射的合适波长的辐射充当在该半导体中产生空穴-电子对的外部能源。由于p-n结处存在电势差，因此空穴和电子以相反的方向跨过该结移动，从而产生能够向外部电路输送电力的电流。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。

需要提供具有改进的电气性能的组合物、结构(例如半导体、太阳能电池或光电二极管结构)和半导体装置(例如半导体、太阳能电池或光电二极管装置)，以及制备方法。

发明概述

实施方案涉及包含以下成分的组合物：(a)导电材料；(b)玻璃料，其中玻璃料包含SiO₂、27-45重量％的ZnO和0.5-3重量％的P₂O₅；以及(c)有机介质。在一方面，玻璃料包含35-42重量％的ZnO和1-2重量％的P₂O₅。在另一方面，玻璃料包含8-25重量％的SiO₂。玻璃料还可包含Al₂O₃、PbO、ZrO₂和PbF₂。在一方面，玻璃料可包含8-25重量％的SiO₂、35-42重量％的ZnO、1-2重量％的P₂O₅、0.1-4重量％的Al₂O₃、8-40重量％的PbO、0.5-4重量％的ZrO₂以及8-35重量％的PbF₂。导电材料可包含以下成分中的一种或多种：(1)铝、铜、金、银、钯和铂；(2)铝、铜、金、银、钯和铂的合金；以及(3)它们的混合物。在一个实施方案中，导电材料包括银。在一方面，导电材料占组合物的70-90重量％。在一方面，玻璃料占组合物的3-7重量％。在一方面，组合物可包含一种或多种添加剂，所述添加剂选自(a)金属，其中所述金属选自锌、铅、铋、钆、铈、锆、钛、锰、锡、钌、钴、铁、铜和铬；(b)一种或多种金属的金属氧化物，其中所述金属选自锌、铅、铋、钆、铈、锆、钛、锰、锡、钌、钴、铁、铜和铬；(c)在焙烧时可生成(b)的金属氧化物的任何化合物；以及(d)它们的混合物。

一个实施方案涉及制备半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供半导体基板、一个或多个绝缘膜和权利要求1的组合物；(b)将绝缘膜施加到半导体基板；(c)将组合物施加到半导体基板上的绝缘膜；以及(d)焙烧半导体、绝缘膜和组合物。绝缘膜可包含一种或多种组分，所述组分选自氧化钛、氮化硅、SiNx:H、氧化硅以及氧化硅/氧化钛。

一个实施方案涉及用本文所述的方法制造的半导体装置。另一个实施方案涉及半导体装置，其中在焙烧之前，正面电极包含本文所述的组合物。在一方面，半导体装置为太阳能电池。

附图简述

图1为示出半导体装置的制造过程的工艺流程图。

图1所示的附图标号说明如下。

10：p-型硅基板

20：n-型扩散层

30：氮化硅膜、氧化钛膜或氧化硅膜

40：p+层(背表面场，BSF)

60：形成在背面上的铝浆

61：铝背面电极(通过焙烧背面铝浆获得)

70：形成在背面上的银浆或银/铝浆

71：银或银/铝背面电极(通过焙烧背面银浆获得)

500：根据本发明在正面上形成的银浆

501：根据本发明的银正面电极(通过焙烧正面银浆获得)

发明详述

如本文所用，“厚膜组合物”是指在焙烧到基板上之后具有1-100微米厚度的组合物。该厚膜组合物包含导电材料、玻璃组合物和有机载体。所述厚膜组合物可包含附加组分。如本文所用，所述附加组分称为“添加剂”。

本文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性材料和一种或多种玻璃料。这些组合物可为厚膜组合物。这些组合物也可包含一种或多种添加剂。示例性添加剂可包括金属、金属氧化物或任何在焙烧时可生成这些金属氧化物的化合物。