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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201380020496222申请日2013041861/635,25520120418USH01B1/22200601H01L31/0216201401H01L31/022420060171申请人赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司地址美国宾夕法尼亚州72发明人H卡特里AS沙科赫S斯里德哈兰K昆泽74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人彭飞林柏楠54发明名称具有镍金属间组合物的太阳能电池触点57摘要本发明公开膏组合物、制造膏组合物的方法和制造太阳能电池触点的方法。膏组合物可含有诸如硅化镍、硼化镍或磷化镍的镍金属间化合物、玻璃粉、金属添加剂和有。
2、机载体系统。膏可用于制造太阳能电池触点。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014101786PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0371372013041887PCT国际申请的公布数据WO2013/158857EN2013102451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书20页附图2页10申请公布号CN104380391A43申请公布日20150225CN104380391A1/2页21一种包含烧制组合的太阳能电池触点，其在烧制前包含A形成触点的第一层的结晶硅晶片；B沉积在所述硅晶片上形成触点的第二层的抗反射层，和C沉积在至少一部。
3、分所述抗反射层上形成触点的第三层的包含镍金属间化合物的膏。2如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述膏包含6595重量的所述镍金属间化合物，而且还包含110的有机载体、110重量的至少一种溶剂和110重量的玻璃。3如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述膏包含7090重量的所述镍金属间化合物，而且还包含110的有机载体、110重量的至少一种溶剂和110重量的玻璃。4如权利要求1所述的太阳能电池触点，其在烧制前还包含沉积在至少一部分所述镍金属间化合物上形成触点的第四层的高导电层，所述高导电层包含选自银、涂银的镍和涂银的铜的金属膏。5如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述镍金属间化合物是选。
4、自硼化镍、硅化镍和磷化镍中的至少一种。6如权利要求3所述的太阳能电池触点，其中所述镍金属间化合物是具有2到5微米的粒度的硼化镍。7如权利要求2所述的太阳能电池触点，其中所述镍金属间化合物是选自硼化镍、硅化镍和磷化镍中的至少一种。8如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述包含镍金属间化合物的膏是热熔性膏。9如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述第三层还包含玻璃。10如权利要求9所述的太阳能电池触点，其中至少所述第三层还包含选自以下的玻璃A包含5288重量PBO、0515重量SIO2、0510重量AL2O3、022重量ZNO、08重量TA2O5、010重量ZRO2、08重量P2O5、015重。
5、量LI2ONA2OK2O、012重量B2O3和025重量FE2O3CO2O3CUOMNO2的玻璃，B包含5590重量BI2O3、115重量B2O3、020重量SIO2、013重量ZNO、012重量LI2O、012重量NA2O、012重量K2O、010重量NB2O5TA2O5和025重量FE2O3CO2O3CUOMNO2的玻璃，和C包含3032重量B2O3SIO2、034重量ZNO、022重量TIO2、010重量LI2O、023重量NA2O、013重量K2O、010重量P2O5、013重量SB2O3P2O5、08重量ZRO2、05重量F和025重量FE2O3CO2O3CUOMNO2的玻璃。11如。
6、权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述高导电层膏还包含玻璃。12如权利要求11所述的太阳能电池触点，其中至少所述高导电层膏还包含选自以下的玻璃A包含5288重量PBO、0515重量SIO2、0510重量AL2O3、022重量ZNO、08重量TA2O5、010重量ZRO2、08重量P2O5、015重量LI2ONA2OK2O、012重量B2O3和025重量FE2O3CO2O3CUOMNO2的玻璃，权利要求书CN104380391A2/2页3B包含5590重量BI2O3、115重量B2O3、020重量SIO2、013重量ZNO、012重量LI2O、012重量NA2O、012重量K2O、010重量N。
7、B2O5TA2O5和025重量FE2O3CO2O3CUOMNO2的玻璃，和C包含3032重量B2O3SIO2、034重量ZNO、022重量TIO2、010重量LI2O、023重量NA2O、013重量K2O、010重量P2O5、013重量SB2O3P2O5、08重量ZRO2、05重量F和025重量FE2O3CO2O3CUOMNO2的玻璃。13如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述膏包含7882重量的所述镍金属间化合物，而且还包含36重量的有机载体、24重量的至少一种溶剂和26重量的玻璃。权利要求书CN104380391A1/20页4具有镍金属间组合物的太阳能电池触点0001相关申请案0002。
8、本申请案要求2012年4月18日提交的美国临时申请案NO61/635,255的优先权。该案的公开内容以引用的方式整体并入本文中。技术领域0003本发明一般涉及一种膏组合物、一种制造膏组合物的方法、一种制造太阳能电池触点的方法和一种可用在太阳能电池以及其它相关组件中的烧制触点。膏包含镍金属间组合物。0004发明背景0005太阳能电池一般由诸如硅SI的半导体材料制成，它将太阳光转化成有用的电能。太阳能电池通常由薄的SI晶片制成，其中通过将来自合适的磷或硼来源的磷P或硼B扩散到P型或N型SI晶片中来形成需要的PN结。太阳光入射的硅晶片面一般涂有抗反射涂层ARC以防止入射太阳光的反射损失，而且它也充当。
9、钝化层来防止光生载流子重组，因此增加太阳能电池的效率。称为前触点的二维电极栅格图案使得与P型SI或N型SI的N面或P面连接，而另一面后触点上的铝AL或银AG涂层使得与硅的P面或N面连接。这些触点是从PN结到外载荷的电源插座。0006硅太阳能电池的前触点是通过丝网印刷厚膜膏来形成。膏通常含有适当精细的银粒子、玻璃和有机物。丝网印刷后，晶片和膏在空气中烧制，通常在650到1000的炉设定温度下。烧制期间，玻璃软化、熔化并与抗反射涂层反应、蚀刻硅表面而且促进形成紧密的硅银触点。银在硅上沉积成岛状。硅银岛的形状、尺寸和数量决定了从硅向外部电路转移电子的效率。发明概要0007本发明一般涉及硅太阳能电池及。
10、其触点，在至少一部分触点中包括镍金属间化合物。0008具体来说，本发明的一个实施方案是一种包含烧制组合的太阳能电池触点，所述组合在烧制之前包括A形成触点的第一层的结晶硅晶片；B沉积在硅晶片上的形成触点的第二层的抗反射层，和C沉积在至少一部分抗反射层上的形成触点的第三层的包含镍金属间化合物的膏。0009本发明的另一个实施方案是一种包含烧制组合的太阳能电池触点，所述组合在烧制之前包括A形成触点的第一层的P型硅晶片，硅晶片具有设置在晶片的光接收面上的N层；B位于硅晶片的N面上形成触点的第二层的抗反射层，和C设置在硅晶片上的形成触点的第三层的包含镍金属间化合物的膏。0010一种包含烧制组合的太阳能电池。
11、触点，所述组合在烧制之前包括A形成触点的第一层的N型硅晶片，硅晶片具有设置在晶片的光接收面上的P层；B位于硅晶片的P面上形成触点的第二层的抗反射层，和C设置在硅晶片上的形成触点的第三层的包含说明书CN104380391A2/20页5镍金属间化合物的膏。0011本发明的又一个实施方案是一种制造具有N型晶片的太阳能电池的方法，包括A提供具有N面和P面的硅晶片，B使晶片的至少一部分P面产生纹理而形成纹理面，C在晶片的两面上沉积钝化涂层，D向与纹理面相反的面即，N面上沉积包括镍金属间化合物的膏；E在晶片的至少一部分纹理面上沉积包含镍金属间化合物的膏，和F烧制晶片使膏金属烧结，以便镍金属间膏烧透各自的钝。
12、化层而形成与硅的触点。0012本发明的一个实施方案是一种生产金属环绕穿通METALWRAPTHROUGH，MWT太阳能电池触点的方法，其包括A提供具有两个主表面的P型硅晶片，B在晶片的光接收面上形成N层，C向两个主表面的至少一者涂覆钝化层，D在晶片中形成多个孔洞，每个孔洞连接两个主表面，E向多个孔洞中的至少一部分涂覆包含镍金属间化合物的插塞膏和后触点膏，F通过向至少一部分第二主表面涂覆铝膏来形成后触点和后表面电场，和G向至少一部分前钝化层涂覆NI金属间膏，H使晶片在足以使各自膏中的金属烧结并与硅形成前触点和后触点的时间和温度下烧制。0013本发明的一个实施方案是一种生产金属环绕穿通MWT太阳能。
13、电池触点的方法，其包括A提供具有两个主表面的N型硅晶片，B在晶片的光接收面上形成P层，C向晶片的两个主表面的至少一个涂覆钝化层，D在晶片中形成多个孔洞，每个孔洞连接两个主表面，E向两个主表面的至少一部分涂覆包含镍金属间化合物的发射极膏，F通过向第二主表面的至少一部分涂覆铝膏来形成后触点和后表面电场，和F使晶片在足以使各自膏中的金属烧结并与硅形成前触点和后触点的时间和温度下烧制。0014本发明的又一个实施方案是一种生产发射极环绕穿通EMITTERWRAPTHROUGH，EWT太阳能电池的方法，其包括A提供形成触点的第一层的P型硅晶片，B在晶片中形成多个孔洞，C形成设置在光接收面上并沿晶片孔洞形成。
14、触点的第二层的N层，D使晶片的至少一部分光接收N面产生纹理而形成纹理面，E在晶片的两面上沉积钝化涂层，F向多个孔洞的至少一部分涂覆包含镍金属间化合物的插塞膏，G通过向第二主表面的至少一部分涂覆由扩散阻挡层与插塞膏分离的铝膏来形成后触点和后表面电场，和H使晶片在足以使各自膏中的金属烧结并与硅形成前触点和后触点的时间和温度下烧制。0015一种制造钝化发射极和背面电池PERC的方法，其包括A提供具有N面的硅晶片，B使晶片的至少一部分N面产生纹理而形成纹理面，C在晶片的两面上沉积钝化涂层，D在晶片的至少一部分纹理面上沉积包含镍金属间化合物的膏，E向与纹理面相反的面上沉积铝膏，和F使晶片烧制来烧结膏金属。
15、，以便镍金属间化合物膏烧透各自的钝化层而产生与硅的触点。0016根据本发明的又一个实施方案，提供膏组合物。更具体来说，膏组合物包括选自硼化镍、硅化镍和磷化镍的镍金属间化合物。设想前述物质的组合。膏也可以包括有机载体、溶剂、玻璃粉和金属添加剂中的任意者。0017高导电膏可以结合镍金属间膏使用。高导电膏可选自银、涂银的镍和涂银的铜。0018本发明的一个实施方案是一种制造膏组合物的方法。此方法涉及将镍金属间物和任选的玻璃粉固体成分与有机载体和任选的溶剂一起合并，并将镍金属间化合物和任选的玻璃粉分散在有机载体和任选的溶剂中。说明书CN104380391A3/20页60019根据另一个方面，提供一种制造。
16、太阳能电池触点的方法。更具体来说，根据此方面，此方法涉及向硅基板涂覆膏，所述膏含有镍金属间粒子和玻璃粉。此方法还涉及加热膏使银粒子烧结并熔化玻璃粉。0020本发明的以上和其它特征在下文中更全面描述并在权利要求书中具体指出，然而，详细陈述本发明的某些说明性实施方案的以下描述指示可采用本发明原则的各种方式中的几种。附图说明0021在结合附图考虑时，如同参考下文具体实施方式更好地理解般，将容易地获得对本发明及其许多伴随优势的更完整了解，其中0022图1A到1E说明一种方法流程图，示意性地说明根据本发明的一个实施方案制造太阳能电池中的触点的方法。图1A到1E中所示的参考数字描绘如下002310P型硅基。
17、板；002420N型扩散层；002530正面钝化层/抗反射涂层；002640P层背表面电场BSF；002770背面上形成的第一膏；002871通过烧制第一膏70形成的背电极；002980背面上形成的第二膏；003081通过烧制第二膏80形成的背电极；0031500正面银/金属添加剂；和0032501通过ARC烧制膏500后的银/金属添加剂前电极。具体实施方式0033获得达到光伏能量转换的电网平价的具有成本效益的光伏产品的可能方法之一是利用可靠、高效且具有成本效益的太阳能电池。决定现今具有约80的市场占有率的PV市场的技术是双面接触的CSI太阳能电池，已经被证明是坚固而且通用的。估计所述太阳能电。
18、池加工总成本的约40是由于使用昂贵的触点膏，尤其是含银的膏。发明人已经发现，减少银含量同时保持银太阳能电池性能的替代方式是设计使用某些基本金属的电池，同时保持与银膏类似的低接触电阻。0034具有银电极的CSI太阳能电池的电学特性损耗或退化主要是由于高的欧姆损耗，即银和硅基板之间的高接触电阻。已付出显著努力，诸如通过改变或更改玻璃粉组合物、金属粉末形态和共燃设定分布来改良接触电阻，然而例如仍具有一定程度的成功率；形成厚的绝缘层是常规电池前电极处的一种限制因素。0035已付出相当大的努力来研发基本金属触点，但成功率有限，因为它们需要较大的实践不便性和付出在非氧化气氛氮气、氩气、氮气/氢气等中烧制的。
19、代价。商业上明显需要可在空气中烧制而与SI表面产生低接触电阻的包括常规图案以及新的电池架构的较不昂贵的导体组合物。因此，通过勤奋研究，发明人已研发出使用基本金属材料提供与工业水平的生产方法相当的低欧姆损耗的新的导体膏；例如快速空气烧制以用于具有成本效益说明书CN104380391A4/20页7的太阳能装置。0036发明人在本文中已发现，包含NIB、NISI、NIP或其和银一起的混合物的空气烧制基本金属膏组合物产生等于或优于标准银膏的结果。已经使用传输线法TLM研发和测试所述镍金属间膏在硅上的接触电阻。0037具体来说，使NIB减小成具有2到5微米平均粒度的粉末。不使用玻璃粉，基于7095固体来。
20、制造膏包括有机载体和溶剂。得到的层充分烧结。0038这种膏组合物可用在N表面SI晶片上，其包含AP型晶片电池前电极；BN型晶片电池背电极；CP型MWT前/背电极和插塞电极；DN型前电极；EEWT插塞电极或EPPERC前电极。0039在所述基板上涂膏的程序选自丝网印刷、喷墨印刷、移印、孔版印刷、热熔油墨印刷使用热熔膏和微喷。目前，优选的方法是丝网印刷。0040尽管本发明的镍金属间膏可用作如上文所述指状体的前触点膏，但设想可在第一镍金属间层的顶上涂覆至少另外一层。顶层膏组合物包含AG、涂AG的NI或其组合。顶层的玻璃组合物应与底层的玻璃组合物相容以确保良好粘附和高的体电导率。0041根据一个实施方。
21、案，可以在典型的太阳能熔炉分布中，以200英寸/分钟IPM的带速BS，在600到800的峰烧制温度下进行膏组合物的共烧制。0042已经使用传输线测量法TLM证实N表面的膏组合物的接触电阻率。报道NIB/NSI在两种温度下的接触电阻率，而对于AG/NSI晶片仅报道一种温度，如下表1中。0043表1各种膏组合物在硅基板上的电阻率值。00440045本发明的膏组合物可包括镍金属间化合物、玻璃粉和金属添加剂。包括银、涂银的镍和涂银的铜的高导电层是任选的。通过说明，膏组合物可含有7882重量的镍金属间化合物，而且还包含36重量的有机载体、24重量的至少一种溶剂和26重量的玻璃。0046膏组合物可以膜膏形。
22、式用来制造例如供收集通过暴露于光线产生的电流的基于硅的太阳能电池的前触点，或用来制造向外载荷传导电子的背触点。如由电池效率和填充因子FF测量的电池电学性能受到银/硅界面的微结构和电学特性的影响。太阳能电池的电学特性也由串联电阻RS和并联电阻RSH来表征。前触点界面的组合物和微结构在很大程度上决定RS。如由效率和填充因子FF所测量，本发明的膏组合物可提供低串联电阻RS和高并联电阻RSH以产生高性能的太阳能电池。0047本发明的膏组合物和方法可便于优化前触点组件通常是NI和SI通过玻璃介质的相互作用、粘合和触点形成。膏组合物可印在硅基板上，并烧制来熔化玻璃和使其中的金属烧结。经过烧制形成NI/SI。
23、导电岛，在块体膏和硅晶片之间提供导电桥。当使用加铅玻璃时，加铅玻璃由于它们相对在低温下优良的流动特征而允许低烧制温度。0048膏可以通过任何合适技术涂在基板上。在一个实施方案中，通过丝网印刷、孔版说明书CN104380391A5/20页8印刷、挤压、移印、喷墨印刷、热熔印刷或所属领域技术人员意识到的任何合适的微沉积直接书写技术来涂膏。膏组合物可用来形成太阳能电池的触点。在基板上丝网印刷膏并使基板上形成的膏烧制到相对低的温度550到850晶片温度；炉设定温度为650到1000以例如在掺磷的硅晶片的N面和膏组合物之间形成低电阻的触点。0049金属间组分。膏组合物可含有任何合适的任何合适形式的镍金属。
24、间化合物。镍金属间化合物的来源可以是所述金属的个别金属粉末或粒子或烧结掺合物后来细分，或镍与另一种金属的合金。尽管硅化镍、硼化镍和磷化镍是主要的镍金属间物，但其他物质也是可能的，诸如铝化镍、镍锡、镍铟、镍钛和镍铬。镍金属间化合物可以通过沉积有机镍化合物与有机硼化合物、有机硅化合物和有机磷化合物中的至少一种来原位形成。其它金属可适用于镍金属间化合物中，诸如钒、锑和钇。0050除前述以外，适用于本文的有机金属化合物包括有机钒化合物、有机锑化合物和有机钇化合物。有机金属化合物是金属与有机部分结合的化合物。举例来说，有机金属化合物是分子中含有金属、碳和/或氮的有机化合物。另外，除以上金属化合物以外，膏。
25、组合物中可包括选自有机钴化合物、有机锡化合物、有机锆化合物、有机锌化合物和有机锂化合物的第二金属添加剂来原位形成镍金属间化合物。0051有机金属化合物可包括任何合适的有机部分，诸如C1到C50直链或支链、饱和或不饱和、脂族、脂环族、芳族、芳脂族、卤化或另外经取代，任选地具有一或多个诸如O、N、S或SI的杂原子和/或包括诸如烷基、烷氧基、烷硫基或烷基甲硅烷基部分的烃部分的那些部分。0052有机金属化合物的具体实例包括金属醇盐。金属可以是硼、硅、钒、锑、磷、钇或其组合。应了解，一些权威人士认为硼和硅是类金属，而磷是非金属。为本文件的目的且不希望对其赋予外来特性，术语“有机金属”有时可用来包括有机硼。
26、化合物、有机硅化合物和有机磷化合物。醇盐部分可具有例如1到20个碳原子的分枝或未分枝烷基。本文设想的各自醇盐包括镍醇盐、硼醇盐、磷醇盐、硅醇盐、钒醇盐、氧钒根醇盐、锑醇盐、钇醇盐、钴醇盐、亚钴醇盐、锡醇盐、亚锡醇盐、锆醇盐、锌醇盐和锂醇盐。0053硼醇盐的实例包括硼甲醇盐、硼乙醇盐、硼丙醇盐和硼丁醇盐。关于镍醇盐、磷醇盐、锑醇盐、钇醇盐、钴醇盐、亚钴醇盐、镍醇盐、锆醇盐、锡醇盐、锌醇盐和锂醇盐可设想使用类似的实例。0054有机金属化合物的其它实例包括金属乙酰基丙酮酸盐，其中金属可以是镍、硼、磷、钒、锑、钇或其组合。有机钒化合物的实例包括乙酰基丙酮酸镍，诸如NIACAC3也称作乙酰丙酮镍IIIN。
27、ICKELIII2，4PENTANEDIONATE，其中ACAC是乙酰基丙酮酸根也称作乙酰丙酮酸根2，4PENTANEDIONATE。0055同样地，可以使用乙酰基丙酮酸锑、乙酰基丙酮酸钇、乙酰基丙酮酸钴、乙酰基丙酮酸亚钴、乙酰基丙酮酸镍、乙酰基丙酮酸锆、乙酰基丙酮酸二丁锡、乙酰基丙酮酸锌和乙酰基丙酮酸锂。举例来说，可以使用乙酰丙酮酸锑ANTIMONY2，4PENTANEDIONATE、乙酰丙酮酸钇YTTRIUM2，4PENTANEDIONATE或其组合。0056有机金属化合物的其它实例包括金属2甲基己酸盐、金属2乙基己酸盐和金属2丙基己酸盐。具体实例包括2甲基己酸硼、2甲基己酸磷、2甲基己酸。
28、硅、2甲基己酸钒、2甲基己酸锑、2甲基己酸钇、2甲基己酸钴、2甲基己酸镍、2甲基己酸锆、2甲说明书CN104380391A6/20页9基己酸锡、2甲基己酸锌、2甲基己酸锂、2乙基己酸硼、2乙基己酸磷、2乙基己酸硅、2乙基己酸钒、2乙基己酸锑、2乙基己酸钇、2乙基己酸钴、2乙基己酸镍、2乙基己酸锆、2乙基己酸锡、2乙基己酸锌、2乙基己酸锂、2丙基己酸钒、2丙基己酸硼、2丙基己酸磷、2丙基己酸硅、2丙基己酸锑、2丙基己酸钇、2丙基己酸钴、2丙基己酸镍、2丙基己酸锆、2丙基己酸锡、2丙基己酸锌和2丙基己酸锂。0057有机金属化合物的其它实例包括金属丙烯酸盐和金属甲基丙烯酸盐，其中金属可以是镍、硼、磷。
29、、钒、锑、钇、钴、镍、锆、锡、锌或锂。也可以使用含硼的酸向金属间引入硼，例如硼酸，H3BO3；2乙酰胺基吡啶5硼酸、5乙酰基2，2二甲基1，3二氧己环二酮；2乙酰基苯基硼酸；3乙酰基苯基硼酸；4乙酰基苯基硼酸；3氨基羰基苯基硼酸；4氨基羰基苯基硼酸、3氨基4氟苯基硼酸；4氨基3氟苯基硼酸和从BORONMOLECULAR，RESEARCHTRIANGLE，NC市售的其它物质。0058当镍金属间化合物原位形成时，膏组合物含有合适量的有机金属化合物。在一个实施方案中，膏组合物含有6095重量、优选地6590重量、更优选地7085重量的量的有机金属化合物。0059金属添加剂可以是任何合适的形式，例如诸。
30、如球形、不规则形状、薄片状、聚集体的粒子，或在胶状悬浮液中提供，或无粒子溶液或前述形式的组合。当金属添加剂是粒子形式时，金属添加剂粒子可具有任何合适的尺寸。在一个实施方案中，金属添加剂粒子具有约005微米或005微米以上和约50微米或50微米以下的中值粒度。在另一个实施方案中，金属添加剂粒子具有约005微米或005微米以上和约10微米或10微米以下的中值粒度。在又一个实施方案中，金属添加剂粒子具有约005微米或005微米以上和约5微米或5微米以下的中值粒度。0060金属间化合物粒子可具有任何合适的尺寸。在一个实施方案中，金属间粒子具有约005到约10微米的D50粒度。优选地，金属间粒子具有1到。
31、8微米，更优选地2到5微米的D50尺寸。在另一个实施方案中，金属间粒子具有约1到9微米，优选地2到8微米，更优选地3到7微米的中值粒度。使用HONEYWELLMICROTRACX100仪器来测量粒度。0061玻璃粉。本文所用的玻璃粉并不重要且膏组合物可含有任何合适的玻璃粉。首先，本文的膏中所用的玻璃粉可有意地含有铅和/或镉，或它们可以不含有意添加的铅和/或镉。在一个实施方案中，玻璃粉是基本上无铅的玻璃粉。在另一个实施方案中，所有玻璃粉都是无铅和镉的。玻璃可以部分结晶或不结晶。部分结晶的玻璃是优选的。可使用玻璃粉与一或多种结晶或部分结晶或非结晶结构的混合物。关于玻璃粉的组合物和制造详情例如可见于。
32、共同受让的美国专利申请案公开案NO2006/0289055和2007/0215202以及临时说明书61/407,588，它们都以引用的方式并入本文中。0062尽管一般避免，但可以向这些玻璃粉中添加基本添加量的氧化铊或氧化钒来达到较低的烧制温度。可以向这些玻璃粉中添加类似基本量的氧化碲或氧化锗来达到较低的流动温度。0063膏组合物可包括任何合适的玻璃粉。下表列举在实践本发明中适用的玻璃粉组合物。诸如SB2O5V2O5的条目意思是SB2O5或V2O5或两者的组合以规定的量存在。0064表2以玻璃总重量百分比计的氧化物玻璃粉组合物0065说明书CN104380391A7/20页100066表3以玻璃。
33、总重量百分比计的无铅的铋玻璃粉组合物00670068表4以玻璃总重量百分比计的无铅和无铋玻璃粉组合物0069说明书CN104380391A108/20页110070表5以玻璃总重量百分比计的铅钒磷玻璃粉组合物00710072尽管在这些表中，氧化物由其价态之一的化学式来表示，诸如FE2O3，但这些式也隐含其它价态的氧化物，诸如FEO或FE3O4。0073玻璃粉可含有其它氧化物，诸如MOO3、WO3、IN2O3和/或GA2O3来调节润湿和流动特性。0074膏组合物可含有任何合适量的玻璃粉。在一个实施方案中，膏组合物包括约115重量的玻璃粉，优选地212重量，更优选地210重量，更优选地28重量和更。
34、优选地36重量。0075无机/其它添加剂。膏组合物可任选地含有任何其它添加剂。在一个实施方案中，以多种方式向膏组合物中添加磷来减小前触点的电阻。举例来说，某些玻璃可以由粉末或熔块氧化物形式的P2O5来改性，或可以通过磷酸酯和其它有机磷化合物的形式向膏中添加磷。更简单的是，当银和/或金属添加剂是粒子形式时，可以在制膏之前以涂层形式向银和/或金属添加剂粒子添加磷。在这种情形下，在膏化之前，将银和/或金属添加剂粒子与液体磷和溶剂混合。举例来说，混合约85到约95重量银和/或金属添加剂粒子、约5到约15重量溶剂和约01到约10重量液体磷的掺合物并蒸发溶剂。涂磷的银和/或金属添加剂粒子有助于确保磷和膏中。
35、的银和/或金属添加剂紧密混合。0076可以向膏中添加其它添加剂，诸如硅或碳细粉或两者来控制银的还原和沉淀反应。也可以通过调节烧制气氛例如，在流动的N2或N2/H2/H2O混合物中烧制来控制界面处或大块玻璃中的银沉淀。然而，不需要特殊气氛。可以添加精细的低熔点金属添加剂例如，不同于金属氧化物的元素金属添加剂，诸如PB、BI、IN、GA、SN、NI和ZN或各自与至少一种其它金属的合金，从而在较低的烧制温度下提供触点或拓宽烧制窗。所述金属添加通常以小于本文的膏中的导电金属部分的约1重量的比率存在。可以使用提供铝、钡、铋、镁、锌、锶、锂和/或钾的有机金属化合物，诸如指定金属的乙酸盐、丙烯酸盐、甲基丙烯。
36、酸盐、甲酸盐、新癸酸盐、甲醇盐、乙醇盐、甲氧基乙醇盐和硬脂酸盐。硅酸钾也是合适的钾来源。0077可以使用A玻璃混合物或B玻璃和结晶添加剂的混合物或C一或多种结晶添加剂的混合物来配制所需组成范围内的玻璃组分。目标在于减小接触电阻和改良太阳能电池的电学性能。举例来说，可以向玻璃组分中添加诸如BI2O3、SB2O3、SB2O5、IN2O3、GA2O3、SNO、MGO、ZNO、CR2O3、FE2O3、PB3O4、PBO、SIO2、ZRO2、V2O5、AL2O3、B2O3、TIO2、NB2O5、TA2O5、TL2O、TEO2和GEO2的结晶材料来调节触点特性。也可以玻璃质即，非结晶形式添加前述氧化物。前。
37、述氧化物的组合和反应产物也可以适合设计具有所需特征的玻璃组分。举例来说，由PBO和SIO2诸如4PBOSIO2、2PBOSIO2、3PBOSIO2、3PBO2SIO2和PBOSIO2反应说明书CN104380391A119/20页12形成的结晶或玻璃质的低熔点铅硅酸盐可单独或以混合物形式用来配制玻璃组分。也可以使用前述氧化物的其它反应产物，诸如铋硅酸盐，诸如BI2O3SIO2、3BI2O35SIO2，锌硅酸盐，诸如2ZNOSIO2和ZRO2SIO2。类似地可以使用诸如铋铌酸盐的铌酸盐、诸如铋钛酸盐的钛酸盐。也可以添加所述氧化物的其它矿物质形式诸如硅锌矿和锆石来代替反应产物。然而，以上氧化物的总。
38、量将在关于本文其它处公开的各种实施方案所规定的范围内。0078还设想所述氧化物的颜料反应产物，诸如铝酸钴、硅酸钴，诸如氧化铜铁锰的黑色颜料也可以用作其它结晶添加剂。0079示范性的膏组合物包括包含6595重量的镍金属间化合物，而且还包含110的有机载体、110重量的至少一种溶剂和110重量的玻璃的膏组合物。示范性的膏组合物优选地包含7090重量的镍金属间化合物，而且还包含110的有机载体、110重量的至少一种溶剂和110重量的玻璃。0080有机载体。膏组合物可含有任何合适的载体例如，载子。大多数导电组合物的有机载体或载子通常是溶解在溶剂中的树脂溶液。在一个实施方案中，载体还含有触变剂。溶剂通常。
39、在约130到约350沸腾。在一个实施方案中，树脂是乙基纤维素。树脂的其它实例包括乙基羟乙基纤维素、木松香、胶松香、乙基纤维素和酚系树脂的混合物、低碳数醇的聚甲基丙烯酸酯和乙二醇单乙酸酯的单丁基醚。本发明的膏包括约1020重量的有机物，包括36重量的载体、24重量的溶剂和35重量的塑化剂。0081溶剂的实例包括萜类，诸如或萜品醇或较高沸点的醇类，诸如二乙二醇单乙基醚或其与其它溶剂的混合物，这些其它溶剂诸如丁基二乙二醇单丁基醚；二丁基二乙二醇二丁基醚、丁基乙酸酯二乙二醇单丁基醚乙酸酯、己二醇、2，2，4三甲基1，3戊二醇单异丁酸酯、以及其它醇酯、煤油和邻苯二甲酸二丁酯。0082诸如来自FERRO公。
40、司的品牌塑化剂是合适的。0083在一个实施方案中，有机载体含有有机金属化合物，例如基于磷或银的那些有机金属化合物，来改变触点。所述有机金属化合物和其它溶剂的各种组合可经过配制来获得每种应用所需的粘度和挥发性要求。可以包括其它分散剂、表面活性剂和流变改性剂。0084可以使用氢化蓖麻油及其衍生物作为有机触变剂。并非总是必要触变胶，因为溶剂/树脂特性加上任何悬浮液中固有的剪切稀化可只在这方面适合。此外，可以采用润湿剂，诸如脂肪酸酯，例如N牛脂1，3二氨基丙烷二油酸酯；N牛脂三亚甲基二胺二乙酸酯；N可可三亚甲基二胺，二胺；N油烯基三亚甲基二胺；N牛脂三亚甲基二胺；和N牛脂三亚甲基二胺二油酸酯及其组合。。
41、0085应记住，前述组成范围是优选的而且并非限制于所述范围，其中所属领域技术人员由本文中的教导开始将意识到，所述范围可视具体应用、具体组分和用于加工和形成最终产品的条件而变化。0086膏制备。可以通过将镍金属间物、玻璃粉和金属添加剂与有机载体合并，并将镍金属间物、玻璃粉和金属添加剂分散在有机载体中来形成膏组合物。或者，可以使用AG粉和NI粉作为膏的金属组分。又另外，AG粉可以和包括含磷镍或含硼镍化合物的金属添加剂合并。所用载体的量和类型可以由最终需要的配方粘度、磨碎膏的精细度和需要的湿印说明书CN104380391A1210/20页13刷厚度来决定。在根据本发明制备组合物中，将颗粒状的无机固体。
42、与有机载体混合，并用合适的设备诸如三辊式辊压机分散来形成悬浮液，产生如在布氏粘度计BROOKELDVISCOMETERHBT、主轴CP51上，在25下以96SEC1的剪切速率测量的粘度在约50到约200KCPS，优选地在约55到约120KCPS范围内的组合物。0087膏的印刷和烧制。前述膏组合物可用在制造例如用于太阳能电池的触点例如，烧制前触点膜或其它组件的方法中。制造触点的方法包涵1向硅基板例如，硅晶片涂覆膏组合物，2干燥膏，和3加热例如，烧制膏来烧结膏的金属并制成与硅的触点。在合适的温度下诸如约650到约1000熔炉设定温度或约550到约850晶片温度加热或烧制膏的印刷图案。在一个实施方案。
43、中，熔炉设定温度是约750到约960，或750到850，并在空气中烧制膏。相信抗反射SINX层在烧制期间被氧化并受玻璃侵蚀，而且在与SI基板反应时形成NI/SI岛，这些岛外延与硅粘结。选择烧制条件以在硅/膏界面处的硅晶片上产生具有足够密度的导电金属/SI岛，产生低电阻率触点，从而产生高效率、高填充因子的太阳能电池。0088典型的ARC由诸如氮化硅的硅化合物通常为SINXH制成。此层充当绝缘体，这倾向于增加接触电阻。由玻璃组分侵蚀此ARC层因此是前触点形成中的必要步骤。可以通过在界面处形成外延的银/硅导电岛来促进硅晶片和膏之间的电阻减小。当未产生这种外延的银/硅界面时，界面处的电阻将变得不可接受。
44、地高。本文中的膏和方法使得可能在广泛的加工条件下产生将产生具有低电阻的触点的外延银/硅界面，广泛的加工条件即低至约650的最小烧制温度，但也可以在高达约850晶片温度下烧制。0089示范性的烧制条件包括在以每分钟50到300英寸IPM，优选地150到250，例如200IPM移动的红外带式IR炉中的以下温度分布以计400、400、500、600、700、80050。0090制造触点的方法。可以通过向基板涂覆本文公开的任何导电膏，例如通过丝网印刷成所需湿厚度例如，约10到约80微米来产生根据本发明的太阳能电池触点。可以采用使用200到400目筛网的自动丝网印刷技术。然后将印刷的图案在250或250。
45、以下，优选地在约80到约250下干燥约05到20分钟，然后烧制。可以使干燥印刷的图案在空气中在传送带式炉中的峰温度下烧制至少1秒钟直到约30秒钟。在烧制期间，玻璃熔化且金属烧结。0091现在参考图1A到1E，说明制造太阳能电池前触点的多种可能的示范性实施方案之一。一般可以通过向太阳能级SI晶片涂覆膏组合物来产生太阳能电池前触点。具体来说，图1A示意性地示出提供单晶硅或多晶硅的基板10。基板可具有减少光反射的纹理表面。在太阳能电池的情形下，基板常以通过拉制或浇铸方法形成的铸锭切片形式使用。由诸如用于切片的线锯的工具产生的基板表面损坏和来自晶片切片步骤的污染通常通过使用诸如KOH或NAOH的碱性水。
46、溶液或使用HF和HNO3的混合物来蚀刻掉约10到20微米的基板表面来除去。基板任选地可以用HCL和H2O2的混合物洗涤来除去可能粘附到基板表面的诸如铁的重金属。有时在此之后例如使用诸如氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液的碱性水溶液形成抗反射的纹理表面。这种得到的基板用放大的厚度尺寸来描绘，如典型的硅晶片是约160到200微米厚。0092图1B示意性地示出在使用P型基板时，形成N型层20来产生PN结。以任何各说明书CN104380391A1311/20页14种合适形式来供应磷扩散层，包括三氯氧化磷POCL3、有机磷化合物和本文公开的其它物质。磷来源可选择性地只涂覆到硅晶片的一面。扩散层的深度可以通过。
47、控制扩散温度和时间而变化，一般是约02到05微米，而且具有约40到约120欧姆/平方的薄层电阻率。磷来源可包括含磷液体涂布材料，诸如磷硅酸盐玻璃PSG。磷来源可以通过诸如旋涂的方法只涂覆到基板的一个表面上，其中通过在合适的条件下退火来实现扩散。根据一个实施方案，在基板的光接收表面上形成N型层20。0093图1C说明在基板10上形成抗反射涂层ARC/钝化膜30。在上述N型扩散层20上可形成抗反射涂层ARC/钝化膜30，可以是SINX、TIO2或SIO2。抗反射涂层ARC/钝化膜30也可以沉积在基板10的两面上。氮化硅膜有时表示为SINXH来强调由氢钝化。ARC30减小太阳能电池对入射光的表面反射。
48、，增加产生的电流。ARC30的厚度取决于它的折射率，尽管约700到约的厚度适合约19到约20的折射率。ARC可以由各种程序形成，包括低压CVD、等离子体CVD或热CVD。当使用热CVD来形成SINX涂层时，起始材料常常是二氯硅烷SICL2H2和氨气NH3，并在至少700的温度下进行膜形成。当使用热CVD时，起始气体在高温下热解导致氮化硅膜中基本上不存在氢，在硅和氮之间产生基本上化学计量的组成比SI3N4。可以使用其它形成ARC的方法。0094图1D说明在ARC膜30上涂覆本发明的膏组合物500。膏组合物可以由任何合适的技术来涂覆。举例来说，膏组合物可以通过丝网印刷、喷墨印刷、孔版印刷、热熔油墨。
49、印刷或微喷涂覆到基板10的正面上。膏组合物也可以涂覆到基板10的反面上。将膏组合物500在约125下干燥约10分钟。只要膏载体被干燥掉溶剂，但在此阶段不烧制或除去，其它的干燥时间和温度也是可能的。除了本发明的膏组合物500以外，可另外向基板10上沉积高导电层。具体来说，高导电层可沉积在至少一部分本发明的膏组合物500上以在触点10上形成另一层。高导电层可包含选自银、涂银的镍和涂银的铜的金属。0095根据另一个实施方案，可使用N型硅晶片。在此实施例中，可在基板的光接收表面上设置P层且可在基板的P表面上沉积抗反射层。0096图1D进一步说明在基板10的背面上形成一层背面膏。背面膏层可含有一或多种膏组合物。在一个实施方案中，第一膏70促进形成背面触点且第二膏80促进在基板的背面上形成P层。第一膏70可含有银或银/铝且第二膏80可含有铝。示范性的背面银/铝膏是FERRO3398、PS33610或PS33612，商业上可以从FERROCORPORATION，CLEVELAND，OHIO购买。示范性的市售背面铝膏是FERROAL53。