导电糊、电极、电子装置和太阳能电池.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103514975 A (43)申请公布日 2014.01.15 CN 103514975 A (21)申请号 201310262888.1 (22)申请日 2013.06.27 10-2012-0069242 2012.06.27 KR H01B 1/22(2006.01) H01L 31/0224(2006.01) H01L 31/042(2014.01) (71)申请人 三星电子株式会社 地址 韩国京畿道 (72)发明人 池尚洙 金奭埈 李殷成 金世润 朴辰晚 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 金拟粲 (54) 发明名称 导电糊、 。

2、电极、 电子装置和太阳能电池 (57) 摘要 本发明提供导电糊、 电极、 电子装置和太阳能 电池。所述导电糊可包括导电粉末、 金属玻璃、 包 括能够与所述金属玻璃形成固溶体的元素的金属 或半金属前体、 和有机媒介物， 且所述电子装置和 所述太阳能电池可包括使用所述导电糊形成的电 极。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 4 页 (19)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10页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103514975 A CN 103514975 A 1/2 页 2 1. 导电糊， 包括 。

3、： 导电粉末 ； 金属玻璃 ； 包括能够与所述金属玻璃形成固溶体的元素的金属或半金属前体 ； 和 有机媒介物。 2. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述元素具有 1nm-800nm 的平均粒径。 3. 权利要求 2 的导电糊， 其中所述元素具有 1nm-200nm 的平均粒径。 4. 权利要求 3 的导电糊， 其中所述元素具有 20nm-60nm 的平均粒径。 5.权利要求1的导电糊， 其中所述元素选自银(Ag)、 镍(Ni)、 钴(Co)、 锌(Zn)、 锡(Sn)、 金 (Au)、 铂 (Pt)、 钯 (Pd)、 铅 (Pb)、 铜 (Cu)、 硅 (Si)、 铍 (Be)、 锰 (Mn)。

4、、 锗 (Ge)、 镓 (Ga)、 锂 (Li)、 镁 (Mg)、 其合金、 和其组合的至少一种。 6. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述金属或半金属前体包括与所述元素化学键合的官能 团， 所述官能团包括乙酸根、 烃氧基、 乙酰丙酮根、 ( 甲基 ) 丙烯酸根、 羰基、 碳酸根、 卤根、 氢 氧根、 硝酸根、 硫酸根、 磷酸根、 柠檬酸根、 其水合物、 和其组合的至少一种。 7. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述元素能够通过热解从所述金属或半金属前体分离。 8. 权利要求 7 的导电糊， 其中所述元素能够在范围 50 -1000的温度下从所述金属 或半金属前体分离。 9. 权利要求 1 的。

5、导电糊， 其中所述金属玻璃和所述元素能够在小于或等于 850下形 成固溶体。 10.权利要求9的导电糊， 其中所述金属玻璃和所述元素能够在范围200-350的温 度下形成固溶体。 11. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述金属玻璃具有小于或等于 800的玻璃化转变温 度。 12. 权利要求 11 的导电糊， 其中所述金属玻璃具有 50 -800的玻璃化转变温度。 13. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述金属玻璃包括选自铜 (Cu)、 钛 (Ti)、 镍 (Ni)、 锆 (Zr)、 铁 (Fe)、 镁 (Mg)、 钙 (Ca)、 锶 (Sr)、 钴 (Co)、 钯 (Pd)、 铂 (Pt)、 。

6、金 (Au)、 铈 (Ce)、 镧 (La)、 钇(Y)、 钆(Gd)、 铍(Be)、 钽(Ta)、 镓(Ga)、 铝(Al)、 铪(Hf)、 铌(Nb)、 铅(Pb)、 银(Ag)、 磷 (P)、 硼 (B)、 硅 (Si)、 碳 (C)、 锡 (Sn)、 锌 (Zn)、 钼 (Mo)、 钨 (W)、 锰 (Mn)、 铒 (Er)、 铬 (Cr)、 镨 (Pr)、 铥 (Tm)、 镱 (Yb) 及其组合的至少一种的合金。 14. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述金属玻璃包括基于铝的金属玻璃、 基于铜的金属玻 璃、 基于钛的金属玻璃、 基于镍的金属玻璃、 基于锆的金属玻璃、 基于铁的金属玻璃。

7、、 基于铈 的金属玻璃、 基于锶的金属玻璃、 基于金的金属玻璃、 基于镱的金属玻璃、 基于锌的金属玻 璃、 基于钙的金属玻璃、 基于镁的金属玻璃和基于铂的金属玻璃， 和 其中所述基于铝的金属玻璃、 基于铜的金属玻璃、 基于钛的金属玻璃、 基于镍的金属玻 璃、 基于锆的金属玻璃、 基于铁的金属玻璃、 基于铈的金属玻璃、 基于锶的金属玻璃、 基于金 的金属玻璃、 基于镱的金属玻璃、 基于锌的金属玻璃、 基于钙的金属玻璃、 基于镁的金属玻 璃和基于铂的金属玻璃各自分别包括铝、 铜、 钛、 镍、 锆、 铁、 铈、 锶、 金、 镱、 锌、 钙、 镁和铂的 主要组分， 且进一步包括选自镍(Ni)、 钇(Y。

8、)、 钴(Co)、 镧(La)、 锆(Zr)、 铁(Fe)、 钛(Ti)、 钙 (Ca)、 铍 (Be)、 镁 (Mg)、 钠 (Na)、 钼 (Mo)、 钨 (W)、 锡 (Sn)、 锌 (Zn)、 钾 (K)、 锂 (Li)、 磷 (P)、 权 利 要 求 书 CN 103514975 A 2 2/2 页 3 钯 (Pd)、 铂 (Pt)、 铷 (Rb)、 铬 (Cr)、 锶 (Sr)、 铈 (Ce)、 镨 (Pr)、 钷 (Pm)、 钐 (Sm)、 镥 (Lu)、 钕 (Nd)、 铌 (Nb)、 钆 (Gd)、 铽 (Tb)、 镝 (Dy)、 钬 (Ho)、 铒 (Er)、 铥 (Tm)。

9、、 钍 (Th)、 钪 (Sc)、 钡 (Ba)、 镱 (Yb)、 铕 (Eu)、 铪 (Hf)、 砷 (As)、 钚 (Pu)、 镓 (Ga)、 锗 (Ge)、 锑 (Sb)、 硅 (Si)、 镉 (Cd)、 铟 (In)、 锰 (Mn)、 锇 (Os)、 钒 (V)、 铝 (Al)、 铜 (Cu)、 银 (Ag) 和汞 (Hg) 的至少一种。 15. 权利要求 1 的导电糊， 其中所述导电粉末包括银 (Ag)、 铝 (Al)、 铜 (Cu)、 镍 (Ni) 及 其组合的至少一种。 16. 权利要求 1 的导电糊， 其中分别以 30-99 重量 %、 0.1-20 重量 %、 0.1-20 。

10、重量 % 的量 包括所述导电粉末、 金属玻璃和金属或半金属前体， 和所述导电糊的剩余余量为所述有机 媒介物。 17. 电极， 包括 ： 根据权利要求 1-16 中任一项的导电糊的烧结产物。 18. 电子装置， 包括 ： 在半导体基底上的权利要求 17 的电极。 19.权利要求18的电子装置， 其中所述电子装置为液晶显示器(LCD)、 等离子体显示器 (PDP)、 有机发光二极管 (OLED) 显示器和太阳能电池之一。 20. 太阳能电池， 包括 ： 半导体基底 ； 和 电连接到所述半导体基底的至少一个电极， 所述至少一个电极包括权利要求 1-16 中 任一项的导电糊的烧结产物。 21. 权利要。

11、求 20 的太阳能电池， 进一步包括 ： 在所述半导体基底和所述电极之间的氧化物层， 所述氧化物层具有小于或等于 20nm 的厚度。 权 利 要 求 书 CN 103514975 A 3 1/10 页 4 导电糊、 电极、 电子装置和太阳能电池 技术领域 0001 实例实施方式涉及导电糊、 以及包括使用所述导电糊形成的电极的电子装置和太 阳能电池。 背景技术 0002 太阳能电池是将太阳能转化为电能的光电转换装置， 且作为无限的但无污染的下 一代能源已引起了注意。 0003 太阳能电池包括 p- 型半导体和 n- 型半导体。太阳能电池通过如下产生电能 ： 当 在半导体内通过在光活性层中吸收的太。

12、阳光能产生电子 - 空穴对 (EHP) 时， 分别将电子和 空穴转移到 n- 型和 p- 型半导体， 然后在各电极中收集电子和空穴。 0004 需要太阳能电池具有用于由太阳能产生电能的尽可能高的效率。为了增加太阳 能电池的效率， 重要的是无损失地将产生的电荷取出， 以及在半导体中产生尽可能多的电 子 - 空穴对。 0005 电极可通过沉积法制造， 所述沉积法具有复杂的工艺、 相对高的成本且花费相对 长的时间。因此， 已提出使用导电糊的简化工艺。 0006 导电糊包括导电粉末和玻璃粉。但是， 玻璃粉具有相对高的电阻率且对电极的导 电性的改善具有限制。近来， 已研究了使用金属玻璃代替玻璃粉的导电糊。

13、。 0007 但是， 当使用包括金属玻璃的导电糊时， 用于金属玻璃的组分可与用于半导体基 底的硅发生化学反应以提供具有过度厚度的氧化物层。 氧化物层可使半导体基底和电极之 间的导电性恶化。 发明内容 0008 实例实施方式提供能够改善半导体基底和电极之间的导电性的导电糊。 实例实施 方式还提供包括使用所述导电糊形成的电极的电子装置。 实例实施方式还提供包括使用所 述导电糊形成的电极的太阳能电池。 0009 根据实例实施方式， 导电糊可包括导电粉末、 金属玻璃、 包括能够与所述金属玻璃 形成固溶体的元素的金属或半金属前体、 和有机媒介物。 0010 所述元素可具有约 1nm- 约 800nm、 。

14、例如约 1nm- 约 200nm、 或例如约 20nm- 约 60nm 的平均粒径。所述元素可选自银 (Ag)、 镍 (Ni)、 钴 (Co)、 锌 (Zn)、 锡 (Sn)、 金 (Au)、 铂 (Pt)、 钯 (Pd)、 铅 (Pb)、 铜 (Cu)、 硅 (Si)、 铍 (Be)、 锰 (Mn)、 锗 (Ge)、 镓 (Ga)、 锂 (Li)、 镁 (Mg)、 其 合金、 和其组合的至少一种。 0011 所述金属或半金属前体可包括与所述元素化学键合的官能团， 所述官能团包括乙 酸根、 烃氧基 ( 醇根 )、 乙酰丙酮根、 ( 甲基 ) 丙烯酸根、 羰基、 碳酸根、 卤根、 氢氧根、 硝酸。

15、根、 硫酸根、 磷酸根、 柠檬酸根、 其水合物、 和其组合的至少一种。 0012 所述元素可能够通过热解从所述金属或半金属前体分离。 所述元素可能够在范围 约 50 -1000的温度下从所述金属或半金属前体分离。所述金属玻璃和所述元素可能够 说 明 书 CN 103514975 A 4 2/10 页 5 在小于或等于约850下形成固溶体。 所述金属玻璃和所述元素可能够在范围约200-约 350的温度下形成固溶体。所述金属玻璃可具有小于或等于约 800的玻璃化转变温度。 所述金属玻璃可具有约 50 - 约 800的玻璃化转变温度。 0013 所述金属玻璃可包括选自铜 (Cu)、 钛 (Ti)、 。

16、镍 (Ni)、 锆 (Zr)、 铁 (Fe)、 镁 (Mg)、 钙 (Ca)、 锶(Sr)、 钴(Co)、 钯(Pd)、 铂(Pt)、 金(Au)、 铈(Ce)、 镧(La)、 钇(Y)、 钆(Gd)、 铍(Be)、 钽(Ta)、 镓(Ga)、 铝(Al)、 铪(Hf)、 铌(Nb)、 铅(Pb)、 银(Ag)、 磷(P)、 硼(B)、 硅(Si)、 碳(C)、 锡 (Sn)、 锌 (Zn)、 钼 (Mo)、 钨 (W)、 锰 (Mn)、 铒 (Er)、 铬 (Cr)、 镨 (Pr)、 铥 (Tm)、 镱 (Yb) 及其 组合的至少一种的合金。 0014 所述金属玻璃可包括基于铝的金属玻璃、 。

17、基于铜的金属玻璃、 基于钛的金属玻璃、 基于镍的金属玻璃、 基于锆的金属玻璃、 基于铁的金属玻璃、 基于铈的金属玻璃、 基于锶的 金属玻璃、 基于金的金属玻璃、 基于镱的金属玻璃、 基于锌的金属玻璃、 基于钙的金属玻璃、 基于镁的金属玻璃、 和基于铂的金属玻璃。所述基于铝的金属玻璃、 基于铜的金属玻璃、 基 于钛的金属玻璃、 基于镍的金属玻璃、 基于锆的金属玻璃、 基于铁的金属玻璃、 基于铈的金 属玻璃、 基于锶的金属玻璃、 基于金的金属玻璃、 基于镱的金属玻璃、 基于锌的金属玻璃、 基于钙的金属玻璃、 基于镁的金属玻璃、 和基于铂的金属玻璃各自可分别包括铝、 铜、 钛、 镍、 锆、 铁、 铈。

18、、 锶、 金、 镱、 锌、 钙、 镁和铂的主要组分， 且进一步包括选自镍 (Ni)、 钇 (Y)、 钴 (Co)、 镧 (La)、 锆 (Zr)、 铁 (Fe)、 钛 (Ti)、 钙 (Ca)、 铍 (Be)、 镁 (Mg)、 钠 (Na)、 钼 (Mo)、 钨 (W)、 锡 (Sn)、 锌 (Zn)、 钾 (K)、 锂 (Li)、 磷 (P)、 钯 (Pd)、 铂 (Pt)、 铷 (Rb)、 铬 (Cr)、 锶 (Sr)、 铈 (Ce)、 镨 (Pr)、 钷 (Pm)、 钐 (Sm)、 镥 (Lu)、 钕 (Nd)、 铌 (Nb)、 钆 (Gd)、 铽 (Tb)、 镝 (Dy)、 钬 (Ho。

19、)、 铒 (Er)、 铥 (Tm)、 钍 (Th)、 钪 (Sc)、 钡 (Ba)、 镱 (Yb)、 铕 (Eu)、 铪 (Hf)、 砷 (As)、 钚 (Pu)、 镓(Ga)、 锗(Ge)、 锑(Sb)、 硅(Si)、 镉(Cd)、 铟(In)、 锰(Mn)、 锇(Os)、 钒(V)、 铝(Al)、 铜 (Cu)、 银 (Ag) 和汞 (Hg) 的至少一种。 0015 所述导电粉末包括银 (Ag)、 铝 (Al)、 铜 (Cu)、 镍 (Ni) 及其组合的至少一种。可分 别以约 30-99 重量 %、 约 0.1-20 重量 %、 约 0.1- 约 20 重量 % 的量包括所述导电粉末、 金。

20、属 玻璃和金属或半金属前体， 和所述导电糊的剩余余量为所述有机媒介物。 0016 根据实例实施方式， 电极可包括所述导电糊的烧结产物。 0017 根据实例实施方式， 电子装置可包括在半导体基底上的所述电极。所述电子装置 可为液晶显示器(LCD)、 等离子体显示器(PDP)、 有机发光二极管(OLED)显示器和太阳能电 池之一。 0018 根据实例实施方式， 太阳能电池可包括半导体基底和电连接到所述半导体基底的 至少一个电极， 所述至少一个电极包括所述导电糊的烧结产物。氧化物层可在所述半导体 基底和所述电极之间， 所述氧化物层具有小于或等于约 20nm 的厚度。 附图说明 0019 由结合附图考。

21、虑的实例实施方式的以下描述， 这些和 / 或其它方面将变得明晰和 更容易理解， 其中 ： 0020 图 1 是根据实例实施方式的太阳能电池的横截面图， 0021 图 2 是根据实施例 1-2 的电极样品的扫描电子显微镜 (SEM) 照片， 0022 图 3 是根据对比例 1 的电极样品的扫描电子显微镜 (SEM) 照片， 说 明 书 CN 103514975 A 5 3/10 页 6 0023 图 4 是根据实施例 1-2 的电极样品的透射电子显微镜 (TEM) 照片， 和 0024 图 5 是根据对比例 1 的电极样品的透射电子显微镜 (TEM) 照片。 具体实施方式 0025 下文中将详细。

22、描述实例实施方式， 且所述实例实施方式可由具有相关领域的普通 知识的技术人员容易地实施。 但是， 该公开内容可以许多不同的形式体现， 且不应解释为限 于本文中阐述的实例实施方式。 0026 将理解， 当一个元件被称为 “连接” 或 “结合” 至另外的元件时， 其可直接连接或结 合至所述另外的元件， 或者可存在中间元件。相反， 当一个元件被称为 “直接连接” 或 “直接 结合” 至另外的元件时， 则不存在中间元件。相同的数字始终表示相同的元件。如本文中使 用的术语 “和 / 或” 包括相关列举项目的一个或多个的任意和全部组合。用于描述元件或 层之间的关系的其它词语应以同样的方式解释 ( 例如，“。

23、在之间” 相对于 “直接在 之间” 、“邻近” 相对于 “直接邻近” 、“在上” 相对于 “直接在上” )。 0027 将理解， 尽管术语 “第一” 、“第二” 等可在本文中用来描述各种元件、 组分、 区域、 层 和 / 或部分， 但这些元件、 组分、 区域、 层和 / 或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来 使一个元件、 组分、 区域、 层或部分区别于另一元件、 组分、 区域、 层或部分。因此， 在不背离 实例实施方式的教导的情况下， 下面讨论的第一元件、 组分、 区域、 层或部分可称为第二元 件、 组分、 区域、 层或部分。 0028 为了便于描述， 在本文中可使用空间相对术语如 “在之。

24、下” 、“在下面” 、 “下部” 、“在之上” 、“上部” 等来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特 征的关系。 将理解， 除图中所示的方位之外， 空间相对术语还意图包括在使用或操作中的装 置的不同方位。例如， 如果翻转图中的装置， 于是被描述为 “在” 其它元件或特征 “下面” 或 “之下” 的元件将被定向 “在” 其它元件或特征 “之上” 。因此， 示例性术语 “在下面” 可 包括在之上和在下面两种方位。装置可以其它方式定向 ( 旋转 90 度或在其它方 位上 )， 并且本文中所使用的空间相对描述词相应地进行解释。 0029 本文中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施方式且不意图为。

25、实例实施方式的 限制。如本文中所使用的单数形式 “一种 ( 个 )” 和 “所述 ( 该 )” 也意图包括复数形式， 除 非上下文清楚地另外说明。将进一步理解， 如果用在本文中， 术语 “包括” 和 / 或 “包含” 表 示存在所述特征、 整体、 步骤、 操作、 元件和 / 或组分， 但不排除存在或添加一种或多种另外 的特征、 整体、 步骤、 操作、 元件、 组分和 / 或其集合。 0030 在本文中参照作为实例实施方式的理想化实施方式(和中间结构)的示意性图解 的横截面图描述本发明构思的实例实施方式。这样， 将预料到作为例如制造技术和 / 或公 差的结果的与图解的形状的偏差。因此， 本发明构。

26、思的实例实施方式不应解释为限于本文 中图解的区域的具体形状， 而是包括由例如制造导致的形状方面的偏差。 例如， 图解为矩形 的植入区域可具有圆形或弯曲的特征， 和 / 或在其边缘处的植入浓度的梯度， 而不是从植 入区域到非植入区域的二元变化。同样， 通过植入形成的包埋区域可导致在所述包埋区域 和通过其发生植入的表面之间的区域中的一些植入。因此， 在图中图解的区域在本质上为 示意性的， 且它们的形状不意图说明装置的区域的实际形状且不意图限制实例实施方式的 范围。 说 明 书 CN 103514975 A 6 4/10 页 7 0031 除非另外定义， 在本文中所使用的所有术语 ( 包括技术和科学。

27、术语 ) 的含义与本 发明构思的实例实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解， 术语， 例如在常用字典中定义的那些， 应被解释为其含义与它们在相关领域背景中的含义 一致， 并且将不对所述术语进行理想化或过于形式的解释， 除非在本文中清楚地如此定义。 0032 如本文中使用的术语 “元素” 可指金属和半金属。 0033 首先， 描述根据实例实施方式的导电糊。根据实例实施方式的导电糊可包括导电 粉末、 金属玻璃、 包括能够与所述金属玻璃形成固溶体的元素的金属或半金属前体、 和有机 媒介物。 0034 所述导电粉末可包括含银 (Ag) 的金属例如银或银合金， 含铝 (Al) 的。

28、金属如铝或 铝合金， 含铜 (Cu) 的金属如铜 (Cu) 或铜合金， 含镍 (Ni) 的金属如镍 (Ni) 或镍合金， 或其 组合。但是， 所述导电粉末不限于此， 且可包括其它金属和不同于所述金属的添加剂。 0035 所述导电粉末可具有范围约 1nm- 约 50m 的尺寸 ( 例如平均粒度 )， 且可包括一 种或多种金属。 0036 基于所述导电糊的总重量， 可以范围约 30 重量 %- 约 99 重量 % 的量包括所述导电 粉末。 0037 所述金属玻璃包括具有无序原子结构的包括两种或更多种金属或半金属的合金。 所述金属玻璃可为无定形金属。所述金属玻璃包括通过使多种元素快速凝固 ( 固化 。

29、) 形成 的无定形部分。所述金属玻璃可保持当在高温下、 甚至在室温下为液相时所形成的无定形 部分。 因此， 所述金属玻璃具有与具有规则的原子排列的通常合金的结晶结构不同的结构， 且还不同于在室温下以液相存在的液体金属的结构。 0038 这里， 所述无定形部分可为所述金属玻璃的约50重量%-约100重量%、 例如70重 量 %- 约 100 重量 %、 如约 90 重量 %- 约 100 重量 %。与玻璃例如硅酸盐不同， 所述金属玻璃 具有相对低的电阻率和因此相对高的电导率。 0039 所述金属玻璃可在大于或等于玻璃化转变温度 (Tg) 下软化， 其中其可具有类液 体 (liquid-like)。

30、 行为。所述类液体行为在所述金属玻璃的玻璃化转变温度 (Tg) 和结晶 温度 (Tx) 之间保持， 这称作过冷液体区域 (Tx)。 0040 在所述金属玻璃具有类液体行为的同时， 可显示对下部层的润湿性， 和因此导电 糊对下部层的接触面积可增加。在加热所述导电糊的同时， 可实现所述金属玻璃的类液体 行为和润湿性。 0041 所述金属玻璃可具有小于或等于例如约 800的玻璃化转变温度 (Tg)。所述金属 玻璃可具有约 50 - 约 800的玻璃化转变温度 (Tg)。 0042 所述金属玻璃可为包括选自例如如下的至少一种的合金 ： 铜 (Cu)、 钛 (Ti)、 镍 (Ni)、 锆 (Zr)、 铁。

31、 (Fe)、 镁 (Mg)、 钙 (Ca)、 锶 (Sr)、 钴 (Co)、 钯 (Pd)、 铂 (Pt)、 金 (Au)、 铈 (Ce)、 镧(La)、 钇(Y)、 钆(Gd)、 铍(Be)、 钽(Ta)、 镓(Ga)、 铝(Al)、 铪(Hf)、 铌(Nb)、 铅(Pb)、 银 (Ag)、 磷 (P)、 硼 (B)、 硅 (Si)、 碳 (C)、 锡 (Sn)、 锌 (Zn)、 钼 (Mo)、 钨 (W)、 锰 (Mn)、 铒 (Er)、 铬 (Cr)、 镨 (Pr)、 铥 (Tm)、 镱 (Yb)、 及其组合。 0043 所述金属玻璃可为例如基于铝的金属玻璃、 基于铜的金属玻璃、 基于钛。

32、的金属玻 璃、 基于镍的金属玻璃、 基于锆的金属玻璃、 基于铁的金属玻璃、 基于铈的金属玻璃、 基于锶 的金属玻璃、 基于金的金属玻璃、 基于镱的金属玻璃、 基于锌的金属玻璃、 基于钙的金属玻 说 明 书 CN 103514975 A 7 5/10 页 8 璃、 基于镁的金属玻璃、 和基于铂的金属玻璃， 但不限于此。 0044 所述基于铝的金属玻璃、 基于铜的金属玻璃、 基于钛的金属玻璃、 基于镍的金属 玻璃、 基于锆的金属玻璃、 基于铁的金属玻璃、 基于铈的金属玻璃、 基于锶的金属玻璃、 基 于金的金属玻璃、 基于镱的金属玻璃、 基于锌的金属玻璃、 基于钙的金属玻璃、 基于镁的金 属玻璃和基。

33、于铂的金属玻璃可为分别包括铝、 铜、 钛、 镍、 锆、 铁、 铈、 锶、 金、 镱、 锌、 钙、 镁和 铂作为主要组分的合金， 且可进一步包括选自镍 (Ni)、 钇 (Y)、 钴 (Co)、 镧 (La)、 锆 (Zr)、 铁 (Fe)、 钛 (Ti)、 钙 (Ca)、 铍 (Be)、 镁 (Mg)、 钠 (Na)、 钼 (Mo)、 钨 (W)、 锡 (Sn)、 锌 (Zn)、 钾 (K)、 锂 (Li)、 磷 (P)、 钯 (Pd)、 铂 (Pt)、 铷 (Rb)、 铬 (Cr)、 锶 (Sr)、 铈 (Ce)、 镨 (Pr)、 钷 (Pm)、 钐 (Sm)、 镥 (Lu)、 钕 (Nd)、。

34、 铌 (Nb)、 钆 (Gd)、 铽 (Tb)、 镝 (Dy)、 钬 (Ho)、 铒 (Er)、 铥 (Tm)、 钍 (Th)、 钪 (Sc)、 钡 (Ba)、 镱 (Yb)、 铕 (Eu)、 铪 (Hf)、 砷 (As)、 钚 (Pu)、 镓 (Ga)、 锗 (Ge)、 锑 (Sb)、 硅(Si)、 镉(Cd)、 铟(In)、 锰(Mn)、 锇(Os)、 钒(V)、 铝(Al)、 铜(Cu)、 银(Ag)和汞(Hg) 的至少一种。这里， 所述主要组分是在所述金属玻璃的组分中具有最高摩尔比率的组分。 0045 基于所述导电糊的总量， 可以约 0.1 重量 %- 约 20 重量 % 的量包括所述。

35、金属玻璃。 所述金属或半金属前体包括至少一种元素和与所述元素化学键合的官能团。 0046 所述元素为能够与所述金属玻璃形成固溶体的金属或半金属， 且可为例如银 (Ag)、 镍 (Ni)、 钴 (Co)、 锌 (Zn)、 锡 (Sn)、 金 (Au)、 铂 (Pt)、 钯 (Pd)、 铅 (Pb)、 铜 (Cu)、 硅 (Si)、 铍 (Be)、 锰 (Mn)、 锗 (Ge)、 镓 (Ga)、 锂 (Li)、 镁 (Mg)、 其合金、 或其组合。 0047 所述官能团可包括能够增强所述金属或半金属前体在所述有机媒介物中的分散 的有机官能团和 / 或无机官能团。所述官能团可包括例如乙酸根、 烃氧基。

36、 ( 醇根 )、 乙酰丙 酮根、 ( 甲基 ) 丙烯酸根、 羰基、 碳酸根、 卤根、 氢氧根、 硝酸根、 硫酸根、 磷酸根、 柠檬酸根、 其 水合物、 或其组合， 但不限于此。 0048 所述元素可能够在加热导电糊的同时通过热解从所述金属或半金属前体分离， 和 可能够在例如约 50-1000下、 如在约 50-700下分解以从所述金属或半金属前体分离。 0049 所述元素可具有比所述导电粉末和所述金属玻璃小的尺寸， 且可位于邻近的导电 粉末颗粒中间、 邻近的金属玻璃中间、 以及导电粉末颗粒和金属玻璃之间。 0050 所述元素可为具有例如约 1nm- 约 800nm 的粒径、 或约 1nm- 约。

37、 200nm 的粒径、 或约 20nm- 约 60nm 的粒径的金属或半金属纳米颗粒。 0051 所述具有纳米级尺寸的金属或半金属纳米颗粒显示与通常称作金属的块状 (bulk) 金属或半金属不同的熔化相 ( 熔化行为 )。换句话说， 块状金属或半金属的熔点一 般是固定的， 而金属或半金属纳米颗粒的熔点可取决于所述金属或半金属纳米颗粒的尺寸 而变化。 0052 表面积和体积的比根据金属或半金属纳米颗粒的半径按照金属或半金属纳米颗 粒的粒度的减小相反地增加， 且因此位于表面处的元素松散地结合以从表面开始部分熔 化。 在表面处开始熔化的温度是指表面熔点， 且由于纳米级尺寸的小颗粒， 整个金属或半金 。

38、属纳米颗粒可从表面熔化的起始点在相对短的时间内熔化。 0053 因此， 具有所述粒径的元素可具有例如小于或等于约850、 如约200-约350 的相对低的温度的表面熔点， 且因此能够在所述温度范围内与所述金属玻璃形成固溶体。 0054 如在以上中， 所述元素和所述金属玻璃首先形成固溶体， 且因此当使用所述导电 糊在半导体基底上提供电极时， 防止或减少半导体基底的硅 (Si) 向在相对高的温度下的 说 明 书 CN 103514975 A 8 6/10 页 9 软化的金属玻璃中的扩散。这将进行详细描述。 0055 在半导体基底的表面上提供具有相对薄的厚度的自发形成的硅氧化物层。 当所述 导电糊施。

39、加在所述硅氧化物层上并加热时， 所述硅氧化物层可被金属玻璃的组分 (M) 还 原以提供金属氧化物层 (MxOy)， 如由反应方案 1 所示的。 0056 反应方案 1 0057 M+SiO2MxOy+Si 0058 根据所述反应， 可除去所述硅氧化物层的一部分以形成所述半导体基底的暴露部 分， 和所述金属玻璃可通过所述半导体基底的暴露部分直接接触所述半导体基底。在实例 实施方式中， 在半导体基底的硅 (Si) 和软化的金属玻璃之间可发生相互扩散以使硅 (Si) 扩散到软化的金属玻璃中。在现有技术中， 扩散到金属玻璃中的硅 (Si) 被氧化以提供具有 大于或等于约 15nm 厚度的厚的硅氧化物层。

40、。 0059 根据实例实施方式， 在还原所述硅氧化物层 (SiO2) 的同时提供金属氧化物层 (MxOy) 之前， 所述元素首先与所述金属玻璃形成固溶体以防止或减少半导体基底的硅 (Si) 向软化的金属玻璃中的扩散。例如， 在还原所述硅氧化物层 (SiO2) 的同时提供所 述金属氧化物层 (MxOy) 之前， 所述元素和所述金属玻璃可在小于或等于约 850、 如约 200-约350的温度下形成固溶体。 因此， 可防止或减少厚的硅氧化物层的形成， 和可提 供具有例如小于或等于约 10nm 的相对薄的厚度的硅氧化物层。 0060 基于所述导电糊的总量， 可以约 0.1 重量 %- 约 20 重量 。

41、%、 例如约 1.5 重量 %- 约 5 重量 % 的量包括所述金属或半金属前体。通过在所述范围内包括所述金属或半金属前体， 在有效地与金属玻璃形成固溶体的同时可保持所述导电糊的合适粘度。 0061 所述有机媒介物可包括向所述有机媒介物赋予粘度的与导电粉末和金属玻璃混 合的有机化合物、 以及溶解以上组分的溶剂。 0062 所述有机化合物可包括例如选自基于 ( 甲基 ) 丙烯酸酯的树脂、 纤维素树脂例如 乙基纤维素、 酚醛树脂、 醇树脂、 TEFLON( 聚四氟乙烯 )、 及其组合的至少一种， 且可进一步 包括添加剂例如分散剂、 表面活性剂、 增稠剂和稳定剂。 0063 所述溶剂可为能够溶解以上。

42、化合物的任意溶剂， 且可包括例如选自如下的至少一 种 ： 萜品醇、 丁基卡必醇、 丁基卡必醇乙酸酯、 戊二醇、 二戊炔 (dipentyne)、 柠檬烯、 乙二醇 烷基醚、 二甘醇烷基醚、 乙二醇烷基醚乙酸酯、 二甘醇烷基醚乙酸酯、 二甘醇二烷基醚、 三甘 醇烷基醚乙酸酯、 三甘醇烷基醚、 丙二醇烷基醚、 丙二醇苯基醚、 一缩二丙二醇烷基醚、 二缩 三丙二醇烷基醚、 丙二醇烷基醚乙酸酯、 一缩二丙二醇烷基醚乙酸酯、 二缩三丙二醇烷基醚 乙酸酯、 邻苯二甲酸二甲酯、 邻苯二甲酸二乙酯、 邻苯二甲酸二丁酯、 和脱盐水。 0064 可以排除固体组分的余量包括所述有机媒介物。 所述导电糊可丝网印刷以提。

43、供用 于电子装置的电极。 0065 所述电子装置可包括例如液晶显示器 (LCD)、 等离子体显示器 (PDP)、 有机发光二 极管 (OLED) 显示器和太阳能电池。 0066 作为所述电子装置的实例， 参照附图描述太阳能电池。 0067 在附图中， 为了清楚， 放大层、 膜、 面板、 区域等的厚度。 在说明书中， 相同的附图标 记始终表示相同的元件。将理解， 当一个元件如层、 膜、 区域或基底被称为 “在” 另外的元件 “上” 时， 其可直接在所述另外的元件上， 或者也可存在中间元件。相反， 当一个元件被称为 说 明 书 CN 103514975 A 9 7/10 页 10 “直接在” 另外。

44、的元件或层 “上” 时， 则不存在中间元件。 0068 下文中， 为了更好的理解和更容易描述， 说明参照半导体基底 110 的一侧的顶部 和底部部分的位置， 但是所述位置在不同的视图中可不同。 另外， 所述半导体基底的接收太 阳能的一侧称为前侧， 和相反的另一侧称为后侧。 0069 下文中， 参照图 1 描述太阳能电池。图 1 是根据实例实施方式的太阳能电池的横 截面图。参照图 1， 根据实例实施方式的太阳能电池可包括半导体基底 110， 其包括下部半 导体层 110a 和上部半导体层 110b。 0070 半导体基底 110 可由晶体硅或化合物半导体形成， 和如果其由晶体硅形成， 作为 实例。

45、， 可使用硅晶片。下部半导体层 110a 和上部半导体层 110b 之一为掺杂有 p- 型杂质的 半导体层， 和另一个为掺杂有 n- 型杂质的半导体层。例如， 下部半导体层 110a 可为掺杂有 n-型杂质的半导体层， 和上部半导体层110b可为掺杂有p-型杂质的半导体层。 这里， n-型 杂质可为 V 族元素例如磷 (P)， 和 p- 型杂质可为 III 族元素例如硼 (B)。 0071 具有相对薄的厚度的硅氧化物层 111 可提供在半导体基底 110 上。硅氧化物层 111 可在半导体基底 110 上自发地氧化， 和可具有小于或等于约 10nm 的相对薄的厚度。 0072 多个前电极 12。

46、0 可设置在硅氧化物层 111 上。前电极 120 与基底的方向平行地排 列， 且可就屏蔽损耗和薄层电阻而言以格栅图案设计。 0073 前电极 120 可包括所述导电糊的烧结产物。前电极 120 可使用导电糊通过丝网印 刷法形成， 且所述导电糊可包括如上所述的导电粉末、 金属玻璃、 金属或半金属前体和有机 媒介物。 0074 前电极 120 可包括通过使所述导电糊中包括的金属玻璃在大于或等于玻璃化转 变温度 (Tg) 下的处理过程中软化而形成的部分。所述部分可包括所述金属玻璃和所述元 素的烧结产物， 且因此具有导电性。 0075 汇流条电极 ( 未示出 ) 可设置在前电极 120 上。所述汇流。

47、条电极在多个太阳能电 池的装配过程中连接邻近的太阳能电池。 0076 具有相对薄的厚度的硅氧化物层 111 可设置在半导体基底 110 下面。硅氧化物层 111可通过自发地氧化半导体基底110而提供， 和可具有小于或等于约20nm、 例如小于或等 于约 10nm 的相对薄的厚度。 0077 后电极 140 可设置在硅氧化物层 111 下面。后电极 140 可由导电材料例如不透明 金属如铝 (Al) 形成。后电极 140 可以与前电极 120 相同的方式使用导电糊通过丝网印刷 法形成。 0078 如上所述， 在前电极 120 和半导体基底 110 之间以及在后电极 140 和半导体基底 110 。

48、之间可防止或减少过量的氧化物层的形成， 以提供小于或等于约 15mcm2的相对低的 接触电阻。 0079 下文中， 描述制造图1的太阳能电池的方法。 制备半导体基底110例如硅晶片。 作 为实例， 半导体基底 110 可掺杂有 p- 型杂质。 0080 半导体基底 110 可经历表面纹饰 (texturing) 处理。所述表面纹饰处理可使用酸 例如硝酸和氢氟酸、 或强碱例如氢氧化钠以湿法进行， 或使用等离子体以干法进行。 0081 作为实例， 半导体基底 110 可掺杂有 n- 型杂质。可通过在相对高的温度下扩散 POCl3或 H3PO4而掺杂所述 n- 型杂质。半导体基底 110 可包括掺杂。

49、有不同杂质的下部半导 说 明 书 CN 103514975 A 10 8/10 页 11 体层 110a 和上部半导体层 110b。 0082 用于前电极的导电糊可根据丝网印刷法涂覆在其中在半导体基底 110 的前表面 上待设置前电极 120 的位置上， 且干燥。 0083 所述导电糊包括如上所述的金属玻璃， 和所述金属玻璃可通过已知的方法例如熔 体纺丝、 渗透铸造 (infiltration casting)、 气体雾化、 离子辐射或机械合金化得到。 0084 用于后电极的导电糊可根据丝网印刷法涂覆在其中在半导体基底 110 的后表面 上待设置后电极 140 的位置上， 且干燥。 0085 但是， 其不限于丝网印刷， 且可通过各种方法例如喷墨印刷或压印得到。 0086 涂覆有用于前电极的导电糊和用于后电极的导电糊的半导体基底 。