[发明专利]包含铅氧化物和碲氧化物的厚膜糊料及其在半导体装置制造中的用途

说明书

本发明提供了用于印刷太阳能电池装置的前侧面的厚膜糊料，所述太阳能电池装置具有一个或多个绝缘层。所述厚膜糊料包含导电金属以及分散于有机介质中的铅‑碲‑氧化物。

本申请是申请人E.I.内穆尔杜邦公司提交的申请日为2011年5月4日、申请号为201180031225.8、名称“包含铅氧化物和碲氧化物的厚膜糊料及其在半导体装置制造中的用途”的中国发明专利申请的分案，并且上述中国发明专利申请第201180031225.8号是基于PCT申请PCT/US2011/035154提交的，要求以下优先权：美国专利申请61/467,003号，优先权日2011年3月24日；美国专利申请61/331,006号，优先权日2010年5月4日；美国专利申请61/440,117，优先权日2011年2月7日；美国专利申请61/445,508，优先权日2011年2月22日。

发明领域

本发明提供了用于印刷太阳能电池装置的前侧面的厚膜糊料，所述太阳能电池装置具有一个或多个绝缘层。所述厚膜糊料包含导电金属和分散于有机介质中的铅-碲-氧化物。

发明背景

常规的具有p型基板的太阳能电池结构具有通常位于电池的前侧面(光照面)上的负极和位于背侧面上的正极。在半导体的p-n结上入射的适宜波长的辐射用作产生空穴-电子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，并通过传导性网格或施用到半导体表面的金属触点来收集。产生的电流流向外部电路。

导电胶(也被称为油墨)通常用来形成传导性网格或金属触点。导电胶通常包括玻璃料、传导性物质(如银颗粒)和有机介质。为了形成金属触点，导电膏以网格线或其它图案印刷到基底上，并接着焙烧，在这期间，电触头在网格线和半导体基底之间制备。

然而，结晶硅PV电池通常涂覆有减反射涂层，如氮化硅、氧化钛或氧化硅以促进光吸附，这增加了电池效率。此类减反射涂层还用作绝缘体，其减少电子从基底至金属触点的流动。为了克服该问题，传导性油墨应在焙烧以形成金属触点期间渗透减反射涂层，所述金属触点与半导体基底电接触。在金属触点和基底之间形成强效粘结也是所期望的。

在焙烧时渗透减反射涂层并与基底形成强效粘结的能力高度取决于传导性油墨组合物和焙烧条件。效率，即PV电池性能的关键量度，同样受介于焙烧的传导性油墨和基底之间制得的电触头的质量的影响。

为了提供用于制造具有良好效率的PV电池的经济型方法，需要有厚膜糊料组合物，所述组合物能够在低温下焙烧以渗透减反射涂层并提供与半导体基底良好电接触。

发明概述

本发明的一个方面是厚膜糊料组合物，所述组合物包含：

a)基于所述组合物中的总固体计85-99.5重量％的导电金属或其衍生物；

b)基于固体计0.5-15重量％的铅-碲-氧化物，其中铅-碲-氧化物中的铅与碲的摩尔比介于5/95和95/5之间；和

c)有机介质。

本发明的另一个方面是如下方法，所述方法包括：

(a)提供沉积在其上的包括一个或多个绝缘膜的半导体基底；

(b)将厚膜糊料组合物施用到一个或多个绝缘膜上以形成层状结构；

其中厚膜糊料组合物包含：

i)基于所述组合物中的总固体计85-99.5重量％的导电金属或其衍生物；

ii)基于固体计0.5-15重量％的铅-碲-氧化物，其中铅-碲-氧化物中的铅与碲的摩尔比介于5/95和95/5之间；和

iii)有机介质；以及