[发明专利]导电膏组合物及由其制成的半导体器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年9月6日提交的名称为“Conductive Paste Composition and Semiconductor Devices Made Therewith”的美国临时专利申请序列号61/697,453的权益，该临时专利申请的内容以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种可用于构造多种电器件和电子器件的导电膏组合物，并且更具体地，本发明涉及一种可用于生成包括用于光伏器件的前侧面电极的导电结构的糊料组合物。

背景技术

常规光伏电池装配了具有结诸如p-n结的半导体结构，所述p-n结被成形为具有n型半导体和p型半导体。对于典型的p基构型，负极位于电池将暴露于光源的侧面(“前”侧面，其在太阳能电池的情形中为暴露于日光的侧面)上，并且正极位于电池的另一个侧面(“背”侧面)上。落在p-n结上的适当波长的辐射诸如日光用作外部能量源，其产生电子-空穴对电荷载体。这些电子-空穴对电荷载体在由p-n结产生的电场中迁移，并且被半导体的相应表面上的电极收集起来。该电池因此适于向连接到这些电极的电力负荷提供电流，从而提供从入射太阳能转换的电能，所述电能可做有用功。太阳能光伏系统被认为是对环境有益的，因为它们减少了对常规发电站中所用的化石燃料的需求。

工业光伏电池通常是以结构诸如基于掺杂质的结晶硅晶片的结构的形式提供，所述晶片已被金属化，即具有导电金属触点形式的电极，所生成的电流可通过所述电极流至外部电路负荷。最常见的情况是，这些电极设置在大致为平面的电池结构的相对两侧上。常规地，它们通过如下方式来产生：将合适的导电金属糊料施涂到半导体主体的相应表面上并且然后焙烧糊料。

光伏电池通常被制造成在它们的前侧面上具有绝缘层以提供减反射特性，所述特性最大化对入射光的利用率。然而，在该构型中，通常必须除去绝缘层以允许铺叠的前侧面电极与下面的半导体表面接触。前侧面导电金属糊料通常包含用作印刷用载体的有机介质中携带的玻璃料和导电物质(例如，银粒子)。可通过以下方式形成电极，即以合适的模式(例如，通过丝网印刷)沉积糊料组合物并然后焙烧糊料组合物和基板，以溶解或以其它方式穿透绝缘减反射层并烧结金属粉末，使得形成与半导体结构的电连接。

糊料组合物在焙烧时穿透或蚀穿减反射层并与基板形成强粘结的能力高度取决于导电膏的成分及焙烧条件。光伏电池电性能的关键量度诸如效率也受到在焙烧的导电膏与基板之间制成的电触点的品质的影响。

虽然可用于形成器件诸如光伏电池的各种方法和组合物是已知的，但仍然需要允许制造出图案化导电结构的组合物，所述导电结构提供改善的总体器件电性能并有利于高效地制造此类器件。

发明内容

本发明的实施例涉及糊料组合物，该糊料组合物包含：

(a)导电金属源；

(b)Ti-Te-Li氧化物；和

(c)有机载体，所述导电金属源和Ti-Te-Li氧化物分散在所述有机载体中。

在某些实施例中，糊料组合物还包含0.01至5重量％，或0.05至2.5重量％，或0.1至1重量％的离散的氧化物添加剂或者在焙烧时产生氧化物的金属或化合物。

另一方面提供了用于在基板上形成导电结构的方法，该包括：

(a)提供具有第一主表面的基板；

(b)将糊料组合物施涂在所述第一主表面的预先选定的部分上，其中所述糊料组合物包含以下成分的掺加物：

i)导电金属源，

ii)Ti-Te-Li氧化物，和

iii)有机载体，所述导电金属源和Ti-Te-Li氧化物分散在所述有机载体中；以及

(c)焙烧所述基板和在所述基板上的糊料组合物，由此在所述基板上形成导电结构。

在进一步的实施方式中，基板包括在其表面上的减反射层，并且焙烧导致糊料至少部分地蚀穿减反射层，使得在导电结构与基板之间建立起电接触。

另外，提供了包括基板和在基板上的导电结构的制品，该制品已通过前述方法形成。该类型的代表性制品包括半导体器件和光伏电池。在一个实施例中，基板包括硅晶片。

附图说明

当参考本发明的以下优选实施例的具体实施方式及附图时，将更充分地理解本发明并且其它优点将变得显而易见，其中类似的附图标号指示所有若干视图的相似元件，并且其中：