專利名稱：導(dǎo)電組合物以及用于制造半導(dǎo)體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅半導(dǎo)體裝置，以及用于太陽(yáng)能電池裝置的正面上的導(dǎo)電漿料。導(dǎo) 電漿料可包含含鉍添加劑、含銅添加劑、以及含磷添加劑中的一種或多種。發(fā)明
背景技術(shù)：
常規(guī)的具有ρ型基板的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)具有通常位于電池的正面或光照面上的 負(fù)極和位于背面上的正極。眾所周知，在半導(dǎo)體的p-n結(jié)上入射的合適波長(zhǎng)的輻射充當(dāng) 在該半導(dǎo)體中產(chǎn)生空穴-電子對(duì)的外部能源。由于p-n結(jié)處存在電勢(shì)差，因此空穴和電 子以相反的方向跨過(guò)該結(jié)移動(dòng)，從而產(chǎn)生能夠向外部電路輸送電力的電流。大部分太陽(yáng) 能電池為金屬化的硅片形式，即，具有導(dǎo)電的金屬觸點(diǎn)。盡管存在用于形成太陽(yáng)能電池的多種方法和組合物，但是仍然需要具有改善的 電性能、粘接性能的組合物、結(jié)構(gòu)和裝置、以及制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及厚膜導(dǎo)電組合物，該組合物包含a)導(dǎo)電粉末；b) —種或多種添加劑，其中所述添加劑選自ω含鉍添加劑、含銅添加劑、和 含磷添加劑；(ii)鉍、銅和磷中的一種或多種的金屬氧化物；(iii)在焙燒時(shí)能夠生成(ii) 中的金屬氧化物的任何化合物；以及Gv)它們的混合物；c) 一種或多種玻璃料；d)有機(jī)介質(zhì)，所述a)、b)和C)分散于d)中。添加劑可選自Bi203、樹脂酸鉍、銅粉、氧化銅、P205、含磷表面活性劑和有機(jī)磷。在該實(shí)施方案的一個(gè)方面，玻璃料可包含(按總玻璃組合物的重量百分比計(jì)) SiO2 1-36、Al2O3 0-7、B2O3 1.5-19、PbO 20-83、ZnO 0-42, CuO 0-4, ZnO 0-12, Bi2O3 0-35、ZrO20-8、TiO20-7、PbF2 3-34 該組合物可包含其他金屬/金屬氧化物添加劑，所述金屬/金屬氧化物添加劑選 自(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻； (b) 一種或多種金屬的金屬氧化物，所述一種或多種金屬選自釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、 釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時(shí)能夠生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d) 它們的混合物。在該實(shí)施方案的一個(gè)方面中，含鋅添加劑為ZnO。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及結(jié)構(gòu)，其中所述結(jié)構(gòu)包括厚膜組合物和基板?；?可以為一個(gè)或多個(gè)絕緣層?；蹇墒且粋€(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體基板。在一個(gè)方面，厚膜組合 物可在一個(gè)或多個(gè)絕緣層上形成。在一個(gè)方面，一個(gè)或多個(gè)絕緣層可在半導(dǎo)體基板上形 成。在另一個(gè)方面，焙燒時(shí)，有機(jī)介質(zhì)被移除并且銀和玻璃料被燒結(jié)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，電極由組合物形成，并且對(duì)所述組合物進(jìn)行焙燒以便移除有機(jī)介質(zhì)和燒結(jié)所述玻璃顆粒。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體基板、一個(gè)或多個(gè)絕緣膜、和厚膜組合物，其中所述 厚膜組合物包含a)導(dǎo)電銀，b) —種或多種玻璃料，c)有機(jī)介質(zhì)，所述a)和b)分散于 c)中。(b)將絕緣膜施加在半導(dǎo)體基板上，(c)將厚膜組合物施加在半導(dǎo)體基板上的絕緣膜上，以及(d)焙燒半導(dǎo)體、絕緣膜以及厚膜組合物，其中在焙燒時(shí)，有機(jī)載體被移除，銀和玻璃料被燒結(jié)，并且絕緣膜被厚膜組合 物中的組分穿透。在該實(shí)施方案的一個(gè)方面，絕緣膜包含選自下列的一種或多種組分氧化鈦、 氮化硅、SiNx:H、氧化硅、以及氧化硅/氧化鈦。另一個(gè)實(shí)施方案涉及包括厚膜導(dǎo)電組合物的結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)可包括絕緣層。所 述結(jié)構(gòu)可包括半導(dǎo)體基板。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及包括該結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的 另一個(gè)方面涉及包括該結(jié)構(gòu)的光伏器件。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及包括該結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能 電池。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及包括該結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池板。附圖簡(jiǎn)述

圖1為示出半導(dǎo)體裝置制造過(guò)程的工藝流程圖。圖1中所示的附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下。10 ρ型硅基板20 η型擴(kuò)散層30 氮化硅膜、氧化鈦膜或氧化硅膜40 ρ+層(背表面區(qū)域，BSF)60背面上形成的鋁漿料61 鋁背電極(通過(guò)燒制背面鋁漿料獲得)70 背面上形成的銀漿料或銀/鋁漿料71 銀或銀/鋁背電極(通過(guò)燒制背面銀漿料獲得)500 根據(jù)本發(fā)明在正面上形成的銀漿501 根據(jù)本發(fā)明的銀正面電極(通過(guò)焙燒正面銀漿獲得)圖2示出了表2中的漿料組合物的粘附性能。粘附力值為12個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均 值。發(fā)明詳述本發(fā)明致力于對(duì)具有改善的電性能的半導(dǎo)體組合物、半導(dǎo)體裝置、制造所述半 導(dǎo)體裝置的方法等的需求。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及厚膜導(dǎo)體組合物。在所述實(shí)施方案的一個(gè)方面，厚 膜導(dǎo)體組合物可包含導(dǎo)電粉末、焊劑材料、和有機(jī)介質(zhì)。焊劑材料可為玻璃料或玻璃 料的混合物。厚膜導(dǎo)體組合物也可包含添加劑。厚膜導(dǎo)體組合物可包含附加添加劑或組 分。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及結(jié)構(gòu)，其中所述結(jié)構(gòu)包括厚膜導(dǎo)體組合物。在一個(gè)方面，所述結(jié)構(gòu)也包括一個(gè)或多個(gè)絕緣膜。在一個(gè)方面，所述結(jié)構(gòu)不包括絕緣膜。在一 個(gè)方面，所述結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體基板。在一個(gè)方面，厚膜導(dǎo)體組合物可在一個(gè)或多個(gè)絕緣 膜上形成。在一個(gè)方面，厚膜導(dǎo)體組合物可在半導(dǎo)體基板上形成。在其中厚膜導(dǎo)體組合 物可在半導(dǎo)體基板上形成的方面中，所述結(jié)構(gòu)可以不包括施加的絕緣膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜導(dǎo)體組合物可印刷在基板上以形成母線。所述母線可 為兩條以上的母線。例如，所述母線可為三條或更多條母線。除了母線之外，厚膜導(dǎo)體 組合物還可印刷在基板上以形成連接線。所述連接線可接觸母線。接觸母線的連接線可 在接觸第二條母線的連接線之間叉合。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，三條母線可在基板上相互平行。母線可為矩形形 狀。中間母線的每一個(gè)側(cè)邊可接觸連接線。在兩側(cè)母線的每一個(gè)上，僅僅矩形的一側(cè)可 接觸連接線。接觸兩側(cè)母線的連接線可與接觸中間母線的連接線叉合。例如，接觸一側(cè) 母線的連接線可與接觸中間母線的連接線在一側(cè)叉合，并且接觸另一側(cè)母線的連接線可 與接觸中間母線的連接線在中間母線的另一側(cè)叉合。在一個(gè)實(shí)施方案中，在基板上形成的母線可由以平行排列布置的兩條母線組 成，其中導(dǎo)線垂直于母線形成并以叉合平行線圖案排列。作為另外一種選擇，母線可為 三條或更多條母線。在三條母線的情況中，中間母線可用作每側(cè)平行排列的母線之間的 共同部分。在該實(shí)施方案中，三條母線的區(qū)域范圍可調(diào)整至與使用兩條母線的情況大約 相同。在三條母線的情況中，將垂直線調(diào)整至適于成對(duì)母線之間的空間的較短尺寸。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜導(dǎo)體組合物的組分為電功能銀粉、一種或多種添加 劑，其中所述添加劑選自ω含鉍添加劑、含銅添加劑、和含磷添加劑；Gi)鉍、銅 和磷中一種或多種的金屬氧化物；Gii)在焙燒時(shí)能夠生成(ω的金屬氧化物的任何化合 物；以及Gv)它們的混合物，以及分散于有機(jī)介質(zhì)中的玻璃料。玻璃料可為無(wú)鉛的。 附加的添加劑可包括金屬、金屬氧化物或任何在焙燒時(shí)能夠生成這些金屬氧化物的化合 物。本文下面開(kāi)始討論各個(gè)組分。無(wú)機(jī)組分本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及厚膜導(dǎo)體組合物。在所述實(shí)施方案的一個(gè)方面，厚 膜導(dǎo)體組合物可包括導(dǎo)電材料、焊劑材料、和有機(jī)介質(zhì)。導(dǎo)電材料可包括銀。在一個(gè) 實(shí)施方案中，導(dǎo)電材料可為導(dǎo)電粉末。焊劑材料可包括一種玻璃料或多種玻璃料。玻璃 料可為無(wú)鉛的。厚膜導(dǎo)體組合物也可包含添加劑，其中所述添加劑選自ω含鉍添加 劑、含銅添加劑、和含磷添加劑；Gi)鉍、銅和磷中一種或多種的金屬氧化物；Gii)在 焙燒時(shí)能夠生成Gi)中的金屬氧化物的任何化合物；以及Gv)它們的混合物?？砂?其他添加劑。其他添加劑可為金屬/金屬氧化物添加劑，所述金屬/金屬氧化物添加劑 選自(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅 和鉻；(b)—種或多種金屬的金屬氧化物，所述一種或多種金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、 鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時(shí)能夠生成(b)的金屬氧化物的任何 化合物；以及(d)它們的混合物。厚膜導(dǎo)體組合物可包含附加組分。如本文所用，“母線”是指用于集合電流的共連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，母線 可為矩形形狀。在一個(gè)實(shí)施方案中，母線可平行。如本文所用，“焊劑材料”是指用于促進(jìn)熔合的物質(zhì)或熔合的物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，熔合可在等于或低于形成液相的所需工藝溫度下發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的無(wú)機(jī)組分可包括(1)電功能銀粉；(2) —種或 多種添加劑，其中所述添加劑選自ω含鉍添加劑、含銅添加劑、和含磷添加劑；( ) 鉍、銅和磷中一種或多種的金屬氧化物；Gii)在焙燒時(shí)能夠生成( )的金屬氧化物的任 何化合物；以及Gv)它們的混合物；(3)玻璃料；以及可任選的⑷附加金屬/金屬氧 化物添加劑，所述金屬/金屬氧化物添加劑選自(a)金屬，其中所述金屬選自鋅、釓、 鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b) —種或多種金屬的金屬氧化物，所述 一種或多種金屬選自鋅、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(C)在焙燒時(shí) 能夠生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d)它們的混合物。在一個(gè)非限制性實(shí) 施方案中，添加劑可選自Bi203、樹脂酸鉍、銅粉、氧化銅、P205、含磷表面活性劑和 有機(jī)磷。在一個(gè)實(shí)施方案中，玻璃料可以不含鉛。A.導(dǎo)電的功能件材料導(dǎo)電材料可包括銀、銅、鈀、以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)電顆 粒為銀。然而，這些實(shí)施方案旨在為非限制性的。設(shè)想并包括了其中利用其他導(dǎo)電材料 的實(shí)施方案。銀可為顆粒形式、粉末形式、薄片形式、球形形式、以膠態(tài)懸浮液提供、它們 的混合物等。銀可為例如銀金屬、銀合金、或它們的混合物。銀可包括例如氧化銀 (Ag2O)或銀鹽，例如AgCl、AgNO3>或AgOOCCH3 (乙酸銀)、正磷酸銀、Ag3P04、或 它們的混合物?？衫门c其他厚膜組分相容的銀的任何形式，并且將由本領(lǐng)域的技術(shù)人 員認(rèn)識(shí)到。銀可為厚膜組合物的多個(gè)組成百分比中的任何一種。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案 中，銀可為厚膜組合物中固體組分的約70%至約99%。在另一個(gè)實(shí)施方案中，銀可為厚 膜組合物中固體組分的約80至約95重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，銀可為厚膜組合物 中固體組分的約87至約93重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜組合物的固體部分可包括約80至約90重量％的銀粒子 和約1至約10重量％的銀薄片。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜組合物的固體部分可包括約75 至約90重量％的銀粒子和約1至約10重量％的銀薄片。在另一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜組 合物的固體部分可包括約75至約90重量％的銀薄片和約1至約10重量％的膠態(tài)銀。在 另一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜組合物的固體部分可包括約60至約90重量％的銀粉或銀薄片和 約0.1至約20重量％的膠態(tài)銀。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜組合物包括賦予組合物適當(dāng)電功能性質(zhì)的功能相。功 能相可包括分散在有機(jī)介質(zhì)中的電功能粉，所述有機(jī)介質(zhì)充當(dāng)用于形成組合物的功能相 的載體。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將組合物施用到基板上。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可焙燒 組合物和基板以燒掉有機(jī)相、以活化無(wú)機(jī)粘結(jié)劑相、以及賦予電功能性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物的功能相可以是涂覆的或未涂覆的導(dǎo)電銀粒子。在 一個(gè)實(shí)施方案中，銀粒子可被涂覆。在一個(gè)實(shí)施方案中，銀可涂覆有諸如磷的多種材 料。在一個(gè)實(shí)施方案中，銀粒子可至少部分地涂覆有表面活性劑。表面活性劑可選自但 不限于硬脂酸、棕櫚酸、硬脂酸鹽、棕櫚酸鹽以及它們的混合物。可利用其他表面活性 劑，包括月桂酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸、癸酸、肉豆蔻酸以及亞油酸。抗衡離子可以為但不限于氫離子、銨離子、鈉離子、鉀離子、以及它們的混合物。銀的粒度不受任何特定限制。在一個(gè)實(shí)施方案中，平均粒度小于10微米；在另 一個(gè)實(shí)施方案中，平均粒度小于5微米。在另一個(gè)實(shí)施方案中，氧化銀可在玻璃熔融/制造工藝期間溶解于玻璃中。B.添加劑本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及厚膜組合物，所述厚膜組合物包含一種或多種添加 劑。該添加劑選自ω含鉍添加劑、含銅添加劑、和含磷添加劑；Gi)鉍、銅和磷中一 種或多種的金屬氧化物；Gii)在焙燒時(shí)能夠生成(ω中的金屬氧化物的任何化合物；以 及Gv)它們的混合物。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，添加劑可選自Bi203、樹脂酸鉍、銅 粉、氧化銅、p205、含磷表面活性劑和有機(jī)磷。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及可包含其他添加劑的厚膜組合物。另一個(gè)實(shí)施方案 涉及包含兩種或更多種添加劑的厚膜組合物。在該實(shí)施方案的一個(gè)方面，其他添加劑可 為金屬/金屬氧化物添加劑，所述金屬/金屬氧化物添加劑選自(a)金屬，其中所述金 屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b) —種或多種金屬 的金屬氧化物，所述一種或多種金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、 鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時(shí)能夠生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d)它們的混 合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑的粒度不受任何特定限制。在一個(gè)實(shí)施方案中，平 均粒度可小于10微米；在一個(gè)實(shí)施方案中，平均粒度可小于5微米。在一個(gè)實(shí)施方案 中，平均粒度可為0.1至1.7微米。在另一個(gè)實(shí)施方案中，平均粒度可為0.6至1.3微米。 在一個(gè)實(shí)施方案中，平均粒度可為7至lOOnm。在另一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)使用有機(jī)金屬 化合物(例如樹脂酸金屬)時(shí)，添加劑的粒度可為原子級(jí)或分子級(jí)。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬/金屬氧化物添加劑的粒度可在7納米(nm)至125nm 的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬/金屬氧化物添加劑的粒度可在7納米(nm)至 IOOnm的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，具有7納米(nm)至125nm的平均粒度范圍(d50) 的MnO2與TiO2可用于本發(fā)明中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)使用有機(jī)金屬化合物(例如 樹脂酸金屬)時(shí)，添加劑的粒度可為原子級(jí)或分子級(jí)。在一個(gè)實(shí)施方案中，含鉍、含銅、或含磷添加劑所占總厚膜組合物的比例范圍 可以為O至20重量％ ；在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.05至10重量％ ；在另一個(gè)實(shí)施方案中 為0.1至5重量％ ；在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.1至2重量％ ；在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.1 至1重量在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.15至0.5重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，附加的添加劑可為含鋅添加劑。含鋅添加劑可選自例如(a) 鋅，(b)鋅的金屬氧化物，(C)在焙燒時(shí)能夠生成鋅的金屬氧化物的任何化合物，以及 (d)它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含鋅添加劑為ZnO，其中ZnO可具有在10納米至10微米范 圍內(nèi)的平均粒度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，ZnO可具有40納米至5微米的平均粒度。在 另一個(gè)實(shí)施方案中，ZnO可具有60納米至3微米的平均粒度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含 鋅添加劑可具有小于0.1 μ m的平均粒度。具體地講，含鋅添加劑可具有在7納米至小于 100納米范圍內(nèi)的平均粒度。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，含鋅添加劑(例如鋅、樹脂酸鋅等)在總厚膜組合物中的 含量在2至16重量％的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含鋅添加劑可以總組合物的4至 12重量％范圍內(nèi)的含量存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，ZnO可以總組合物的2至10重量％ 的范圍存在于組合物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，ZnO可以總組合物的4至8重量％范圍內(nèi) 的含量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，ZnO可以總組合物的5至7重量％范圍內(nèi)的含量存 在。在一個(gè)實(shí)施方案中，附件的添加劑可為含鎂添加劑。含鎂添加劑可選自例如(a) 鎂，(b)鎂的金屬氧化物，(c)在焙燒時(shí)能夠生成鎂的金屬氧化物的任何化合物，以及 (d)它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含鎂添加劑為MgO，其中MgO可具有在10納米至10微米 范圍內(nèi)的平均粒度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，MgO可具有40納米至5微米的平均粒度。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，MgO可具有60納米至3微米的平均粒度。在另一個(gè)實(shí)施方案中， MgO可具有0.1至1.7微米的平均粒度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，MgO可具有0.3至1.3微 米的平均粒度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含鎂添加劑可具有小于0.1 μ m的平均粒度。具 體地講，含鎂添加劑可具有在7納米至小于100納米范圍內(nèi)的平均粒度。MgO可以總組合物的0.1至10重量％范圍內(nèi)的含量存在于組合物中。在一個(gè)實(shí) 施方案中，MgO可以總組合物的0.5至5重量％范圍內(nèi)的含量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，MgO可以總組合物的0.75至3重量％范圍內(nèi)的含量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含鎂添加劑(例如鎂、樹脂酸鎂等)在總厚膜組合物中的 含量可在0.1至10重量％的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含鎂添加劑可以總組合物的 0.5至5重量％范圍內(nèi)的含量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，MgO可以總組合物的0.75至 3重量％范圍內(nèi)的含量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含鎂添加劑可具有小于0.1 μ m的平均粒度。具體地講， 含鎂添加劑可具有在7納米至小于100納米范圍內(nèi)的平均粒度。在一個(gè)實(shí)施方案中，附加的添加劑可包括添加劑的混合物。附加的添加劑可為 金屬/金屬氧化物添加劑的混合物，所述金屬/金屬氧化物添加劑選自(a)金屬，其 中所述金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b) —種或 多種金屬的金屬氧化物，所述一種或多種金屬選自鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、 釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時(shí)能夠生成(b)的金屬氧化物的任何化合物；以及(d) 它們的混合物。在焙燒時(shí)能夠生成鋅、鎂、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅或鉻的 金屬氧化物的化合物包括但不限于樹脂酸鹽、辛酸鹽、有機(jī)功能單元等。在一個(gè)實(shí)施方案中，附加的添加劑可包括ZnO與MgO的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑可改善太陽(yáng)能電池的多個(gè)功能。在一個(gè)實(shí)施方案 中，一種或多種添加劑可改善太陽(yáng)能電池的電性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種添 加劑可改善硅基板的焊接性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種添加劑可改善硅基板的 粘附性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種添加劑可改善上述一種或多種性能。C.玻璃料在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜組合物可包含玻璃材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，玻璃材料可包括三組組分中的一種或多種玻璃生成體、中間氧化物、和調(diào)節(jié)劑。 示例性玻璃生成體可具有高的鍵合配位和較小的離子尺寸；玻璃生成體在加熱并由熔 體驟冷時(shí)可形成橋接共價(jià)鍵。示例性玻璃生成體包括但不限于Si02、B203、P205、 V2O5、 GeO2等。示例性中間氧化物包括但不限于Ti02、Ta2O5、 Nb2O5、 ZrO2、 CeO2、 Sn02、A1203、HfO2等。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，中間氧化物可用于取代玻璃 生成體。示例性調(diào)節(jié)劑可具有更多離子性并且可終止鍵合。調(diào)節(jié)劑可影響具體性質(zhì) 例如，調(diào)節(jié)劑可導(dǎo)致玻璃粘度的減小和/或諸如玻璃潤(rùn)濕性能的改性。示例性調(diào)節(jié)劑包 括但不限于氧化物，例如堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、PbO、CuO、 CdO、 ZnO、 Bi203、Ag2O、 MoO3、 WO3 等。在一個(gè)實(shí)施方案中，玻璃材料可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員選擇以有助于氧化物或氮 化物絕緣層的至少部分穿透。如本文所述，這種至少部分穿透可導(dǎo)致形成與光伏器件結(jié) 構(gòu)的硅表面的有效電接觸。配方組分不限于玻璃形成材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供了玻璃料組合物(玻璃組合物)。玻璃料組合 物的非限制性實(shí)例列于下表1中并描述于本文。設(shè)想了附加玻璃料組合物。需要注意的是，列于表1中的組合物并非是限制性的，因?yàn)榭梢灶A(yù)料到，玻璃 化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可用其他成分進(jìn)行小幅度地替代而不會(huì)顯著改變本發(fā)明玻璃組合 物所需的性質(zhì)。這樣，玻璃生成體的替代物(如P205 0-3、GeO2 0-3、V2O5 0-3 (重 量％))可單獨(dú)或組合使用以實(shí)現(xiàn)類似性能。還可以用一種或多種中間氧化物，例如 TiO2、 Ta2O5、 Nb205、ZrO2、 CeO2、 SnO2來(lái)替代存在于本發(fā)明玻璃組合物中的其他中間 氧化物(即，A1203、CeO2、 SnO2)。由數(shù)據(jù)觀察到一般玻璃中的較高SiO2含量會(huì)降低性 能?？梢哉J(rèn)為SiO2能夠增加玻璃粘度并降低玻璃潤(rùn)濕。盡管未示于表1組合物中，但 是可以預(yù)料不含SiO2的玻璃性能良好，因?yàn)槠渌Ａ审w如&05、GeO2等可用于替代 低含量SiO2的功能。也可將堿土金屬含量，CaO，部分地或全部地替換為其他堿土金屬 組分，例如SrO、BaO和MgO。非限制性玻璃組合物在總玻璃組合物中的重量百分比示于表1中。在一個(gè)實(shí) 施方案中，玻璃組合物可包含具有以下組成范圍的氧化物組分SiO2 1-36、Al2O3 0-7、 B2O3 1.5-19、PbO 20-83、ZnO 0-42, CuO 0-4, ZnOO-12, Bi2O3 0-35、ZrO2 0-8、TiO2 0-7、PbF2 3-34(按總玻璃組合物的重量百分比計(jì))。在另一個(gè)實(shí)施方案中，玻璃組合物 可包含SiO2 20-24、Al2O3 0.2-0.5、B2O3 5-9、PbO 20-55、Bi2O3 0-33、TiO2 5-7、BiF3 4-22 (按總玻璃組合物的重量百分比計(jì))。組合物中所用的氟化物可來(lái)自現(xiàn)有組合物(例 如PbF2、BiF3、AlF3)的化合物或其他此類化合物，這些化合物通過(guò)適當(dāng)?shù)挠?jì)算能夠保持 相同的目標(biāo)組合物。這種計(jì)算等效性的實(shí)例以1號(hào)玻璃示出為SiO2 22.08、Al2O3 0.38、 PbO 56.44、B2O3 7.49、TiO2 5.86、Bi2O3 6.79、F 1.66 重量％，其中氟化物表達(dá)為元素氟 和相關(guān)氧化物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地進(jìn)行此類轉(zhuǎn)化計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施方案中， 玻璃組合物可具有介于60-70重量％之間的總的PbO、Bi2O3和PbF2。在一個(gè)實(shí)施方案 中，玻璃組合物通常可用以下總玻璃組合物的重量％來(lái)描述SiO2 1-36、PbO 20-83、 B2O3 1.5-19、PbF2 4-22，并且任選的組分包括Al2O3 0-7、ZrO2 0-8、ZnO 0-12, CuO 0-4、Bi2O3 0-35、以及TiO2 0-7。還可以將組分范圍描述為具有可任選添加量的A1203、 ZrO2> ZnO> CuO> Bi203、TiO2的SiO2、PbO> F和B2O3,并且氟化物作為來(lái)源化合物用于向組合物提供氟。表1 :桉總玻璃組合物重量百分比計(jì)的玻璃組合物
玻
權(quán)利要求
1.厚膜導(dǎo)電組合物，所述厚膜導(dǎo)電組合物包含a)導(dǎo)電粉末；b)兩種或更多種添加劑，其中所述第一添加劑選自(i)含鉍添加劑和含磷添加劑； (ii)鉍和磷中的一種或多種的金屬氧化物；(iii)在焙燒時(shí)能夠生成Gi)中的金屬氧化物的 任何化合物；以及(iV)它們的混合物；并且其中所述第二添加劑選自ω金屬氧化物 添加劑；Gi)在焙燒時(shí)能夠生成金屬氧化物的化合物；C) 一種或多種玻璃料； d)有機(jī)介質(zhì)；所述a)、b)和c)分散于d)中。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述含鉍添加劑選自Bi2O3和樹脂酸鉍；并且其中所 述含磷添加劑選自P205、含磷表面活性劑、和有機(jī)磷。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述第一添加劑為含鉍添加劑。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述第一添加劑為所述厚膜組合物的0.05重量％至10重量％。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述第一添加劑為所述厚膜組合物的0.15重量％至0.5重量％。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述第二添加劑為所述厚膜組合物的4重量％至8重量％。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中所述導(dǎo)電粉末包括銀。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中所述第二添加劑選自a)金屬，其中所述金屬選自 鋅、釓、鈰、鋯、鈦、錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(b) 一種或多種金屬的金屬氧化物，所述一種或多種金屬選自鋅、釓、鈰、鋯、鈦、 錳、錫、釕、鈷、鐵、銅和鉻；(c)在焙燒時(shí)能夠生成(b)的所述金屬氧化物的任何化合 物；以及(d)它們的混合物。
9.權(quán)利要求8的組合物，其中所述含鋅添加劑為ZnO。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中所述銀為所述厚膜組合物的總固體組分的70重量％至99重量％。
11.制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體基板、一個(gè)或多個(gè)絕緣膜、和權(quán)利要求1的所述厚膜組合物；(b)將所述絕緣膜施加在所述半導(dǎo)體基板上，(c)將所述厚膜組合物施加在所述半導(dǎo)體基板上的絕緣膜上，以及(d)焙燒所述半導(dǎo)體、絕緣膜和厚膜組合物，其中在焙燒時(shí)，有機(jī)載體被移除，所述銀和玻璃料被燒結(jié)，并且所述絕緣膜被所述 厚膜組合物中的組分穿透。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述絕緣膜包含選自下列的一種或多種組分氧化 鈦、氮化硅、SiNx:H、氧化硅、和氧化硅/氧化鈦。
13.由權(quán)利要求11的方法制備的半導(dǎo)體裝置。
14.包括電極的半導(dǎo)體裝置，其中所述電極在焙燒前包括權(quán)利要求1的組合物。
15.包括權(quán)利要求14的半導(dǎo)體裝置的太陽(yáng)能電池。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及硅半導(dǎo)體裝置，以及用于太陽(yáng)能電池裝置的正面上的導(dǎo)電漿料。
文檔編號(hào)H01B1/22GK102017011SQ200980115743
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者C·A·弗雷德里克, Y·王 申請(qǐng)人:E.I.內(nèi)穆?tīng)柖虐罟?br>