[发明专利]含金属合成物、在电子部件上制造电触点结构的方法以及电子部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种含金属合成物，在电子部件上制造电触点结构的方法及具备这种触点结构的电子部件。

背景技术

硅太阳能电池通常在正面和背面上都具有金属触点。确切地，位于正面的触点需要实现多个功能，因此对形成触点的方法以及触点材料体系有很高要求。正面触点必须同时满足以下条件：

形成与半导体的电接触，确保将电流传送走并尽可能少地损失电流；

具有非常好的机械粘合性；

且对它们来说，在为模块(例如电池连接器)布线时是可接触的。

在一种材料体系中实现所有这些功能的组合意味着要采取折衷方法，且或是为了导电性而牺牲优良电接触，或是接受电导率损失的现实，以便实现良好的导电金属-半导体接合。在与提高效率有关的太阳能电池优化处理中，位于正面的触点通常变得更加狭小。这样可以最小化遮挡，也导致产生更大的电流，这就需要指状电接触结构具有高导电性，以便将电流在低损耗的情况下从电池运送出来。现有的材料体系实际上可利用相应的技术以细的条形导体的形式印刷在太阳能电池上，这就实现了电池的低遮挡，但是这对于电接触电阻和机械粘合性来说并不是优选的，以致基于低遮挡的益处被接触电阻的损失抵消而得不偿失。而且，常常不能提供具有＜50μm的接触宽度的机械粘合性。对于具有高电阻发射体(＞70ohm/平方)的太阳能电池来说，可能借助现有材料体系形成触点，但是有一定难度。

为了克服在一种材料体系或一步印刷步骤中实现所有需求(例如高导电性、良好的导电接触、高机械粘合性以及良好的可焊性)而出现的问题，可能会利用两步接触方法(WO2007/085448)。因此在第一印刷步骤中涂敷一薄层(所谓的种子层)，该薄层特别地负责形成电接触和机械粘合。例如该层可通过喷墨印刷、气溶胶印刷、移印或细线丝网印刷来形成。在另一工艺步骤中，涂敷一金属层，优化该金属层从而使其具有很好的导电性，且就该金属层而言，其是容易接触地。

在涂敷油墨/浆料之后，在温度处理步骤(触点的焙烧)中形成实际的触点。在约500℃的温度下，玻璃粉因此而熔化并浸润抗反射层，在约750℃的温度下，玻璃熔体穿透抗反射层并进一步穿透进硅，在该温度下银也溶解在该玻璃熔体中，在冷却过程中，溶解的银从熔体中分离出来并直接在硅表面上结晶成小的银微晶形式。冷却的玻璃在指状结构的体银和银微晶之间形成绝缘阻挡层，其在某些点上足够薄，以致电流可从电池流出并进入触点。

例如，第二金属层可通过第一层的流电补强或通过印刷在另一更容易导电的金属层上来形成在第一接触层上。

对于所有提到的印刷系统来说，低于50μm的线宽是可实现的，但是迄今为止，仅能通过真空沉积金属触点来实现良好的电接触。这种技术在微电子领域中是公知的，但其对于PV(光电)产业应用来说，成本过高。对于用于涂敷种子层和为太阳能电池形成触点的金属油墨/浆料的直接印刷来说，迄今为止并不存在专用浆料/油墨。所使用的浆料/油墨，它们的组成对应丝网印刷正面浆料。这种浆料/油墨由约60至80％重量的容易导电的金属(例如银)、约2至5％重量的玻璃粉和20至40％重量的有机载体系统构成，通过这种构成基本上可以调节油墨/浆料的流变能力。触点(只要它们在单一印刷步骤，例如丝网印刷中形成)通常具有约15μm的涂敷高度和120μm的宽度。这意味着在这种情况下，可获得基本上较大的接触表面，且因此可降低对浆料的接触性质的要求。而且众所周知，特定接触性质会随着金属层高度的降低而被削弱。

通过焙烧形成触点的合成物公知于各种参考文献中，例如US6036889、US2004/0151893、US2006/0102228、US4153907以及US6814795。在低掺杂发射体上采用薄触点结构时，所有已知配方都会具有增加的接触电阻。

发明内容

为了实现太阳能电池效率的提高，尤为重要的是需要开发一种接触油墨/浆料，其能够在具有金属和半导体(金属触点和太阳能电池)之间的低结电阻的高电阻发射体上形成薄的触点。

因此，本发明的目标是提供一种合成物，通过其可在金属和半导体之间实现尽可能低的结电阻，同时又可实现对衬底具有强机械粘合的薄的触点。而且，本发明的目标是提供一种在电子部件上制造电触点结构的方法以及提供一种根据本发明制造的电子部件。

本发明的目标可通过具有专利权利要求1的特征的含金属合成物、通过具有专利权利要求13的特征的制造电子触点结构的方法以及还可通过具有专利权利要求18的特征的电子部件来实现。各个从属权利要求由此描述了有利地改进。