含無鉛玻璃料的導(dǎo)電漿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請屬于導(dǎo)電漿領(lǐng)域，具體地說，涉及一種包含導(dǎo)電金屬、無鉛玻璃料和有機(jī)載 體的導(dǎo)電漿，以及一種應(yīng)用所述導(dǎo)電漿的制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的太陽能電池或光電池包含半導(dǎo)體基底、擴(kuò)散層、抗反射涂層、背面電極以及 正面電極，其中，使用抗反射涂層是為了促進(jìn)光的吸收，進(jìn)而提高光電效率?？狗瓷渫繉油?常包含硅（例如：一氮化硅或二氧化硅）。然而，抗反射涂層使得從半導(dǎo)體基底至正面電極 間的電阻增加，產(chǎn)生減弱激發(fā)態(tài)電子流動的絕緣作用。
[0003] 因此，在形成正面電極時，通常使用混合包含導(dǎo)電金屬或其衍生物（例如：銀粒 子）、玻璃（例如：包含氧化鉛）、有機(jī)載體等而制成的導(dǎo)電漿，因為玻璃具有低熔點、低熔融 黏度及防止非控制性失透的穩(wěn)定性。藉由網(wǎng)版印刷、刻板印刷等方式，在半導(dǎo)體基底上將導(dǎo) 電漿印刷為柵線或其他圖案，之后進(jìn)行燒滲（fire-through)，導(dǎo)電漿于燒結(jié)期間穿透該抗 反射涂層，使半導(dǎo)體基底與柵線或其他圖案間，透過金屬觸點而電性接觸，進(jìn)而形成正面電 極。
[0004] 為了達(dá)成合適的燒滲，較佳地使用對于抗反射涂層具有良好溶解度的玻璃，作為 導(dǎo)電漿中的玻璃料。已知用于形成正面電極的導(dǎo)電漿中，玻璃料經(jīng)常含有氧化鉛的玻璃，因 為易于調(diào)整玻璃的軟化點，可提供良好的基底黏著性，可輕易地?zé)凉B的可焊性及制備性能 優(yōu)異的太陽能電池等特性。
[0005] 近年來大幅提升的環(huán)境意識，汽車、電子和太陽能電池等工業(yè)上，希望使用對環(huán)境 友好的無鉛材料。但在燒結(jié)后，具備穿透該抗反射涂層并與該半導(dǎo)體基底形成良好黏著的 能力，以及具備優(yōu)異的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率，又取決于該導(dǎo)電漿的組成，以及經(jīng)燒滲的所述 導(dǎo)電漿與所述半導(dǎo)體基底間電性接觸的品質(zhì)。
[0006] 因此，提供一種可于低溫?zé)Y(jié)的含無鉛玻璃料的導(dǎo)電漿，其具備前述的已知含鉛 材料的特性，實為業(yè)界所期盼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本申請所要解決的技術(shù)問題是含無鉛玻璃料的導(dǎo)電漿，在燒結(jié)后與基 底黏著性不足，以及能源轉(zhuǎn)換效率不佳的問題
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本申請一方面提供一種導(dǎo)電漿，包含：(a)導(dǎo)電金屬或其 衍生物，占固體重量的約85至約99. 5重量％; (b)包含碲-鋅-鋰-氧化物的無鉛玻璃料， 占固體重量約〇. 5至約15重量％ ;以及（c)有機(jī)載體；所述的固體重量系指（a)導(dǎo)電金屬 及（b)無鉛玻璃料的總重量。
[0009] 在本申請的較佳實施例中，導(dǎo)電金屬或其衍生物包含銀粉。
[0010] 在本申請的較佳實施例為無鉛玻璃料中，氧化碲、氧化鋅及氧化鋰的比例分別為 約60至約90重量％、約0. 1至約20重量％及約0. 1至約20重量％。
[0011] 本申請的較佳實施例為所述有機(jī)載體是包含聚合物與溶劑的溶液。
[0012] 在本申請的進(jìn)一步較佳實施例中，所述無鉛玻璃料包含一種或多種下列組成的群 組的元素或其氧化物：磷（P)、鋇（Ba)、鈉（Na)、鎂（Mg)、鈣（Ca)、鍶（Sr)、鎢（W)、鉍（Bi)、鋁 (Al)、鉀（K)、鋯（Zr)、釩（V)、硒（Se)、鐵（Fe)、銦（In)、錳（Mn)、錫（Sn)、鎳（Ni)、銻（Sb)、 銀（Ag)、硅（Si)、鉺（Er)、鍺（Ge)、鈦（Ti)、鎵（Ga)、鈰（Ce)、鈮（Nb)、釤（Sm)及鑭（La)等， 其比例為所述無鉛玻璃料的約〇. 1至約10重量％。本申請的另一進(jìn)一步較佳實施例為所 述有機(jī)載體包含一種或多種功能性添加劑，例如：黏度調(diào)整劑、分散劑、觸變劑、濕潤劑等添 加劑。
[0013] 本申請另一方面提供一種制品，包含一半導(dǎo)體基底，以及設(shè)置在該半導(dǎo)體基底上 如上述的導(dǎo)電漿。在本申請的一較佳實施例中，所述制品為半導(dǎo)體裝置。在本申請的另一 較佳實施例中，所述半導(dǎo)體裝置為太陽能電池。
[0014] 上述內(nèi)容已廣泛地概述本申請的技術(shù)特征及其技術(shù)效果。本申請所屬領(lǐng)域技術(shù)中 具有通常知識者應(yīng)理解，所公開的【具體實施方式】可輕易地被組合、修飾、置換及/或轉(zhuǎn)用于 本申請的技術(shù)思想范圍內(nèi)的其他物品、方法或用途，此均等范圍并不違反權(quán)利要求書中所 請求的保護(hù)范圍。
[0015] 為了充分了解本申請，于下文對本申請的例示性實施方式為詳細(xì)說明，其并非用 以限定本申請。本申請亦可為其他形式的實施方式進(jìn)行實施。
[0016] 本申請的含無鉛玻璃塊的導(dǎo)電漿可應(yīng)用于各種產(chǎn)業(yè)，較佳可應(yīng)用于半導(dǎo)體制造 業(yè)，更佳可應(yīng)用于太陽能電池制造業(yè)。所述導(dǎo)電漿包含：（a)導(dǎo)電金屬或其衍生物，（b)包含 碲-鋅-鋰-氧化物的無鉛玻璃料，以及（c)有機(jī)載體。其中，（a)導(dǎo)電金屬及（b)無鉛玻 璃料等無機(jī)成分是均勻分散在（c)有機(jī)載體中。
[0017] 于本申請中，有機(jī)載體不屬于固體成分的一部分，因此，固體重量是指（a)導(dǎo)電金 屬及（b)無鉛玻璃料等固體成分的總重量。
[0018] 本申請的導(dǎo)電金屬并未特別地限制，只要對本申請的技術(shù)效果沒有負(fù)面影響即 可。所述導(dǎo)電金屬可為單一元素，選自于銀、鋁及銅；亦可為合金或混合的金屬，例如：金、 鉬、鈀及鎳等。然而由導(dǎo)電度的觀點，使用純銀為較佳者。
[0019] 當(dāng)所述導(dǎo)電金屬為銀時，可為銀金屬、銀衍生物及/或其混合物的形式。例示 性的銀衍生物包含氧化銀（Ag 2O)、銀鹽（例如：氯化銀（AgCl)、硝酸銀（AgNO3)、醋酸銀 (AgOOCCH 3)、三氟醋酸銀（AgOOCF3)或磷酸銀（Ag3PO4))、表面上涂布銀層的涂銀復(fù)合物或以 銀為主成分的銀合金等。
[0020] 所述導(dǎo)電金屬可為粉末形式（例如：球形、片形、不定形及/或其混合）或膠態(tài)懸 浮液形式等已知者。所述導(dǎo)電金屬的平均粒度并未特別地限制，較佳為〇. 1至10微米，亦 可使用平均粒度、粒度分布或形狀等不同的導(dǎo)電金屬混合物。
[0021] 在本申請的一較佳實施例中，所述導(dǎo)電金屬或其衍生物占該導(dǎo)電漿的固體成分的 約85至約99. 5重量％。
[0022] 本申請的無鉛玻璃料是完全不含鉛的成分，具體而言，不含任何鉛及其衍生物 (例如：一氧化鉛（PbO)、二氧化鉛（PbO 2)或四氧化三鉛（Pb3O4)等鉛氧化物）。在本申請的 一具體實施例中，所述無鉛玻璃料是以氧化碲、氧化鋅及氧化鋰為主要成分。在本申請的一 較佳實施例中，氧化碲、氧化鋅及氧化鋰的比例分別為約60至約90重量％、約0. 1至約20 重量％及約0. 1至約20重量％，此是以三者的總重量為基礎(chǔ)。
[0023] 在本申請的進(jìn)一步較佳實施例中，氧化碲、氧化鋅及氧化鋰的混合物包含一種 或多種金屬氧化物，例如：氧化鋯（ZrO 2)、五氧化二釩（V2O5)、氧化銀（Ag2O)、三氧化二 鉺（Er 2O3)、氧化錫（SnO)、氧化鎂（MgO)、三氧化二銣（Nd2O3)、三氧化二鉍（Bi 2O3)、三氧化 二鋁（Al2O3)、二氧化硒（SeO 2)、二氧化鈦（TiO2)、氧化鈉（Na2O)、氧化鉀（K2O)、五氧化二 磷（P 2O5)、二氧化鉬（MoO2)、二氧化錳（MnO2)、氧化鎳（NiO)、三氧化鎢（WO 3)、三氧化二釤 (Sm2O3)、二氧化鍺（GeO2)、三氧化二銦（In 2O3)、三氧化二鎵（Ga2O3)、二氧化硅（SiO 2)及三氧 化二鐵（Fe2O3)等。因此，本申請所述「碲-鋅-鋰-氧化物」亦可包含有一種或多種金屬元 素或其氧化物，例如：磷（P)、鋇（Ba)、鈉（Na)、鎂（Mg)、鈣（Ca)、鍶（Sr)、鎢（W)、鉍（Bi)、鋁 (Al)、鉀（K)、鋯（Zr)、釩（V)、硒（Se)、鐵（Fe)、銦（In)、錳（Mn)、錫（Sn)、鎳（Ni)、銻（Sb)、 銀（Ag)、硅（Si)、鉺（Er)、鍺（Ge)、鈦（Ti)、鎵（Ga)、鈰（Ce)、鈮（Nb)、釤（Sm)及鑭（La)等， 其比例為該無鉛玻璃料的約0. 1至約10重量％。
[0024] 本申請的（a)導(dǎo)電金屬及（b)無鉛玻璃料等固體的無機(jī)成分與（c)液體的有機(jī)載 體混合而形成導(dǎo)電漿。適合的有機(jī)載體，可使該等無機(jī)成分均勻分散于其中，并具有適當(dāng)?shù)?黏度而使該等無機(jī)成分可藉由網(wǎng)版印刷、刻板印刷等方式傳遞至抗反射涂層的表面上。所 述導(dǎo)電漿且須具有良好的干燥速率及優(yōu)異的燒滲性質(zhì)。
[0025] 所述有機(jī)載體是指一種溶劑，其并未特別地限制，可適當(dāng)?shù)剡x擇自已知用于導(dǎo)電 漿的溶劑。例示性的溶劑包含醇類（例如：異丙醇）、醇酯（例如：丙酸酯、鄰苯二甲酸二丁 酯）及醇醚（例如：二乙二醇丁醚）等或其混合物；較佳地，所述溶劑是沸點約120°C至約 300°C的醇醚；最佳地，所述溶劑是二乙二醇丁醚（butyl carbitol)。所述有機(jī)載體可進(jìn)一 步包含揮發(fā)性液體，以促進(jìn)導(dǎo)電漿施用到半導(dǎo)體基底上之后的快速硬化。
[0026] 在本申請的一較佳實施例中，所述有機(jī)載體是包含聚合物與溶劑的溶液。因為由 溶劑和溶解的聚合物組成的有機(jī)載體分散導(dǎo)電金屬及無鉛玻璃料等無機(jī)成分，容易制備具 有適當(dāng)黏度的導(dǎo)電漿；于印刷至抗反射涂層的表面并經(jīng)干燥后，聚合物也提高了導(dǎo)電漿的 黏著度及原始強(qiáng)度。
[0027] 例示性的聚合物包含纖維素（例如：乙基纖維素 （ethyl cellulose)、硝化纖維 素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素或其他纖維素衍生物）、低級醇的聚 (甲基）丙烯酸樹脂、酚樹脂（例如：苯酚樹脂）、醇酸樹脂（例如：乙二醇單乙酸酯）等或 其混合物；