导电糊剂、电极和太阳能电池制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，其特别适用于太阳能电池。该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物，其中该无机颗粒混合物包含充分结晶的颗粒。本发明专利技术还涉及一种制备导电糊剂的方法，一种制造太阳能电池的表面电极的方法，用于太阳能电池的电极，和太阳能电池。

Conductive pastes, electrodes and solar cells

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电糊剂、电极和太阳能电池
本专利技术涉及特别适用于太阳能电池的导电糊剂及其制造方法，涉及制造在例如太阳能电池表面上的导电轨或涂层的方法，和涉及其上形成有导电轨或涂层的太阳能电池的表面。
技术介绍
导电(例如含银)糊剂通常用于制备太阳能电池例如硅太阳能电池的导电轨。糊剂典型地包含导电(例如银)粉末、玻璃粉和有时一种或多种另外的添加剂，其全部分散在有机介质中。在制造太阳能电池中，典型地这样的糊剂经由丝网印刷施用到半导体基材(例如晶片)，随后烧制(即进行热处理)。玻璃粉是金属氧化物的无定形混合物。玻璃粉具有几个作用。在烧制过程中，它变成熔融相，并由此用于将导电轨结合到半导体晶片。但是，在蚀刻掉提供在半导体晶片表面上的抗反射或钝化层(通常是氮化硅)来允许导电轨与半导体之间的直接接触中，玻璃粉也是重要的。还在形成与半导体发射器欧姆接触中，玻璃粉通常是重要的。导电轨与半导体晶片之间接触的品质在决定最终太阳能电池的效率中起作用。最佳的玻璃粉需要优化以在正确的温度流动，和提供抗反射层合适的蚀刻度。如果提供过少的蚀刻，则半导体晶片与导电轨之间的接触将不足，导致高的接触电阻。相反，过度的蚀刻会导致半导体中沉积大的银岛，破坏它的p-n结，由此降低它将太阳能转化成电能的能力。最新的关注已经聚焦于改进用于光伏电池的导电糊剂中所含的玻璃粉材料，来提供良好的性能平衡。包含导电粉末、玻璃粉和有时一种或多种另外的添加剂(全部分散在有机介质中)的导电糊剂也用于在其他电子应用范围中形成导电轨或导电涂层，电子应用包括被动电子部件，例如在用于氧化锌变阻器部件的终端电极中，用于MLCC(多层陶瓷电容器)的端头，TCO(透明的导电氧化物)涂覆的玻璃基材上的电极，NTC(负温度系数)热敏电阻上的导电层，功能性压电陶瓷的金属化；和汽车应用，包括天线和可加热镜子、挡风玻璃和尾灯。
技术实现思路
需要适用于太阳能电池的导电糊剂的组合物，其提供了优异的(降低的)接触电阻，而不对太阳能电池的p-n结产生不利影响，并且其在太阳能电池制造过程中在适于烧制导电糊剂的温度是流动的。本专利技术人已经惊奇地发现，包含在导电糊剂中的充分结晶的颗粒，可以产生与包含玻璃的糊剂所获结果一样好或者更好的结果。特别地，本专利技术人已经发现，包含金属化合物的充分结晶的颗粒的无机颗粒混合物是玻璃粉的合适替代品。因此，本专利技术的第一方面提供一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒和元素D的选自二元氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、甲酸盐和有机金属化合物的化合物的充分结晶的颗粒；其中：A是金属或两种不同的金属的混合物；B是不同于A的金属或类金属；D是金属或类金属；0<x≤2；y是整数；和z是整数；其中该固体部分基本上无铅。在第一方面的一些实施方案中，元素D的化合物是具有通式DmOn的化合物；其中：D是金属或类金属；m是整数；和n是整数。在第二方面中，本专利技术提供一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒和Te、Bi或Ce的选自二元氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、甲酸盐和有机金属化合物的化合物的充分结晶的颗粒；其中：A是金属或两种不同的金属的混合物；B是不同于A的金属或类金属；0<x≤2；y是整数；和z是整数。在第二方面的一些实施方案中，Te、Bi或Ce的化合物是具有通式DmOn的化合物；其中：D选自Te、Bi或Ce；m是整数；和n是整数。在第二方面的一些实施方案中，Te、Bi或Ce的化合物是二元氧化物，例如选自TeO2、Bi2O3和CeO2。在第三方面中，本专利技术提供一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒；其中A是金属或两种不同的金属的混合物；B是不同于A的金属或类金属；0<x≤2；y是整数；和z是整数；其中该固体部分基本上无铅和基本上无玻璃。本专利技术的第四方面是一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒；其中A是一种或多种碱金属；B是类金属；0<x≤2；y是整数；和z是整数。在这个方面的一些实施方案中，B选自B(硼)、Si、Ge、Sb和Te。在这个方面的一些实施方案中，B是Te。在这个方面的一些实施方案中，x是2，和y是1。在这个方面的一些实施方案中，x是2，y是1，和z是3。本专利技术的第五方面是一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒；其中A是一种或多种碱金属；B是不同于A的金属或类金属；x是2；y是3；和z是整数。在这个方面的一些实施方案中，z是7。在这个方面的一些实施方案中，A选自Li、Na或Li和Na的混合物。在这个方面的一些实施方案中，B选自过渡金属。本专利技术的第六方面是一种用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒；其中其中：A是一种或多种金属；B是不同于A的金属或类金属；x小于1；y是整数；和z是整数。在这个方面的一些实施方案中，A是一种或多种碱金属。在这个方面的一些实施方案中，A是Li。在这个方面的一些实施方案中，y是1。在这个方面的一些实施方案中，z是3。本专利技术的第七方面是一种制备根据第一至第六方面中任一项的导电糊剂的方法，其包括将有机介质和固体部分的组分以任何顺序混合。本专利技术的第八方面是一种制造太阳能电池的表面电极的方法，该方法包括将第一至第六方面中任一项所定义的导电糊剂施用到半导体基材，和烧制所施用的导电糊剂。本专利技术的第九方面是一种太阳能电池的电极，该电极包含在半导体基材上的导电轨，其中该导电轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，/n该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；/n其中该无机颗粒混合物包含具有通式A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170512 GB 1707670.41.用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，
该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；
其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒和元素D的选自二元氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、甲酸盐和有机金属化合物的化合物的充分结晶的颗粒；
其中：
A是金属或两种不同的金属的混合物；
B是不同于A的金属或类金属；
D是金属或类金属；
0<x≤2；
y是整数；和
z是整数；
其中该固体部分是基本上无铅的。


2.用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，
该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；
其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒和Te、Bi或Ce的选自二元氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、甲酸盐和有机金属化合物的化合物的充分结晶的颗粒；
其中：
A是金属或两种不同的金属的混合物；
B是不同于A的金属或类金属；
0<x≤2；
y是整数；和
z是整数。


3.用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，
该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；
其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒；
其中：
A是金属或两种不同的金属的混合物；
B是不同于A的金属或类金属；
0<x≤2；
y是整数；和
z是整数；
其中该固体部分是基本上无铅和基本上无玻璃的。


4.用于在基材上形成导电轨或涂层的导电糊剂，该糊剂包含分散在有机介质中的固体部分，
该固体部分包含导电材料和无机颗粒混合物；
其中该无机颗粒混合物包含具有通式AxByOz的化合物的充分结晶的颗粒；
其中：
A是一种或多种碱金属；
B是类金属；
0<x≤2；
y是整数；和
z是整数。


5.根据权利要求1所述的导电糊剂，其中该元素D的化合物是具有通式DmOn的化合物；
其中：
D是金属或类金属；
m是整数；和
n是整数。


6.根据权利要求1所述的导电糊剂，其中该固体部分是基本上无玻璃的。


7.根据权利要求2所述的导电糊剂，其中该Te、Bi或Ce的化合物是具有通式DmOn的化合物；
其中：
D选自Te、Bi或Ce；
m是整数；和
n是整数。


8.根据权利要求1-3中任一项所述的导电糊剂，其中A是碱金属或两种或更多种碱金属的混合物。


9.根据权利要求3或4所述的导电糊剂，其中该无机颗粒混合物进一步包含具有通式DmOn的化合物的充分结晶的颗粒；
其中：
D是金属或类金属；
m是整数；和
n是整数。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的导电糊剂，其中该固体部分的玻璃含量小于1重量％，优选小于0.5重量％，优选小于0.25重量％，更优选小于0.05重量％，最优选小于0.01重量％。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的导电糊剂，其中该固体部分的铅含量小于0.5重量％，优选小于0.25重量％，更优选小于0.05重量％，最优选小于0.01重量％。


12.根据前述权利要求中任一项所述的导电糊剂，其中A选自Li、Na或Li和Na的混合物。


13.根据权利要求1-12中任一项所述的导电糊剂，其中B选自过渡金属、后过渡金属、镧系元素和类金属。


14.根据权利要求13所述的导电糊剂，其中B选自过渡金属和类金属。


15.根据权利要求14所述的导电糊剂，其中B...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·S·布思，K·阿拉波夫，E·P·K·柯里，B·塞拉格雷文，S·约翰逊，R·卡茨巴赫，N·诺瓦克，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB