[发明专利]导电糊料组合物和用其制成的半导体装置

说明书

本申请要求根据35U.S.C§120于2015年2月4日提交的美国序列号62/112,030以及2015年6月12日提交的美国序列号62/175,060的优先权，这些申请的内容通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本发明涉及一种导电糊料组合物，该导电糊料组合物在多种电气和电子装置的构造中是有用的，并且更具体地涉及一种在产生导电结构(包括用于光伏装置的正面电极)中有用的糊料组合物、以及用于其构造的方法。

背景技术

电气装置诸如太阳能电池需要具有电极，该装置通过这些电极可以连接到电负载，该装置向该电负载提供电能。通常用于太阳能电池的一些结构具有设置在电池的光接收表面上的电极之一，使得电极理想地尽可能地小，以避免由入射光的遮蔽而导致的效率损失。然而，电极理想地也具有高导电性，以最小化来自电池内的欧姆加热的效率损失。通常，这些要求需要包括多根细导线的结构。

US 2013011959披露了一种制造太阳能电池电极的方法，该方法包括以下步骤：在半导体基底上施用导电糊料，该导电糊料包含(i)导电粉末，(ii)玻璃料，(iii)作为有机聚合物的乙基纤维素和(iv)基于溶剂的重量包含30-85重量百分比(wt％)的1-苯氧基-2-丙醇的溶剂；并且烧制该导电糊料。

发明内容

本披露的一个方面提供一种糊料组合物，该糊料组合物包含：

(a)导电金属源；

(b)玻璃料；以及

(c)有机载体，该导电金属源和该玻璃料分散在该有机载体中，该有机载体包含微凝胶颗粒和溶剂。

在不同的实施例中，这些微凝胶颗粒可以是单一类型或多种类型。

另一个方面提供了一种用于在基底上形成导电结构的方法，该方法包括：

(a)提供具有第一主表面的基底；

(b)将糊料组合物施用到该第一主表面的预选部分上，其中该糊料组合物包含：

i)导电金属源，

ii)玻璃料，以及

iii)有机载体，该导电金属源和该玻璃料分散在该有机载体中，该有机载体包含微凝胶颗粒和溶剂，并且

(c)烧制该基底和在其上的糊料组合物，由此在该基底上形成该导电结构。

还另一方面提供了一种包括基底和在其上的导电结构的制品，该制品通过前述方法形成。例如，该基底可以是硅晶片，并且该制品可以包括半导体装置或光伏电池。

又另一方面提供了一种半导体基底，该半导体基底具有相反的第一和第二主表面并且包括：

a.在该第一主表面上的减反射涂层；

b.糊料组合物，该糊料组合物被沉积到该第一主表面的预选部分上并且被配置为通过烧制操作形成为与该半导体基底电接触的导电结构，其中该糊料组合物包含：

i)导电金属源，

ii)玻璃料，以及

iii)有机载体，该导电金属源和该玻璃料分散在该有机载体中，该有机载体包含微凝胶颗粒和溶剂。

附图说明

当参考优选实施例的以下详细描述和附图时，将更充分地理解本发明并且其他优点将变得显而易见，其中贯穿若干试图相似的参考号表示相似的元件并且其中：

图1A至1F是用于说明太阳能电池电极制造方法的截面视图；以及

图2是使用本发明的糊料组合物印刷的细导体线的光学显微照片。

具体实施方式

(制造电气装置的方法)

本披露的一个方面提供了一种用于制造电气装置的方法，该方法包括：制备基底，将导电糊料以预选图案施用到该基底上，并且加热所施用的导电糊料以形成电极。

下面讨论用于制造作为电气装置的p基材型太阳能电池的方法的一个可能的实施例。然而，本文中的这种和其他制造方法不限于制造所述类型的太阳能电池。例如，技术人员将认识到，这些制造方法可应用于制造n型太阳能电池、其他结构的太阳能电池以及其他电气装置诸如印刷电路板、光学装置和显示面板。

图1A示出了p型硅基底10。在图1B中，反向导电类型的n-层20通过磷(P)等的热扩散而形成。磷酰氯(POCl₃)通常用作磷扩散源。在一种可能的实现方式中，n-层20在硅基底10的整个表面上方形成。硅晶片由p型基底10组成，并且n-层20通常具有大约几十欧姆每平方(欧姆/□)的薄层电阻率。

任何类型的基底可以选择用于实施本披露。其他有用的基底包括但不限于陶瓷基底、玻璃基底、聚合物膜基底、或其他半导体基底。