專利名稱：：光伏導(dǎo)電部件及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含有金屬的納米顆粒、其合成以及其在形成光伏導(dǎo)電部件(feature)例如在太陽能電池中使用的那些中的用途。
背景技術(shù)：
：太陽能電池效率的改進可對太陽能電池技術(shù)的廣泛市場采納具有顯著影響。例如可能的是，由太陽能電池的前柵極的改進性能所獲得的0.2%的電池效率改進可導(dǎo)致2010年太陽能電池制造市場多達S250M的成本節(jié)約。限制太陽能電池效率的主要貢獻者為前柵極中的接觸電阻和線路電阻。在圖1中示例性地圖示了典型太陽能電池的一部分。形成用于太陽能電池的前柵極的典型方法是絲網(wǎng)印刷。在形成前柵極的已知絲網(wǎng)印刷方法下，在將絲網(wǎng)印刷糊涂布到太陽能電池的鈍化層上后，由于太陽能電池的處理條件產(chǎn)生高的接觸電阻。鈍化層通常包括氮化硅。典型的絲網(wǎng)印刷糊包含超過5重量％的微米尺寸的鉛玻璃顆粒和約75重量％的微米尺寸的銀顆粒。在高的處理溫度(例如，>800匸)下，玻璃顆粒在發(fā)射體/電極界面處蝕刻氮化硅層。氮化硅層的蝕刻對于實現(xiàn)電極和發(fā)射體表面(例如，n型半導(dǎo)體的表面)之間的令人滿意的接觸是必要的。然而，在這樣的高溫下，太陽能電池的硅發(fā)射體層中銀的擴散速率高，并且可不期望地導(dǎo)致n型半導(dǎo)體層的完全蝕刻。n型半導(dǎo)體層的完全蝕刻是不希望的，因為銀可引起電池的^流(shunting)。此外，當(dāng)絲網(wǎng)印刷用于形成前柵極時，由于存在于體電極(bulkelectrode)層中鉛玻璃的量產(chǎn)生高的線路電阻。由于鉛玻璃顆粒相對大(在微米尺寸范成致密體。體電極層中未燒結(jié)的玻璃顆粒的存在導(dǎo)致該層中高的孔隙率。體電極層中的孔隙率又導(dǎo)致該體電極層中高的線路電阻。盡管絲網(wǎng)印刷是用于印刷前柵極的廉價且快速的方法，但是其也不容許印刷比~100微米窄的柵格線。此外，因為電池必須機械處理的現(xiàn)實，絲網(wǎng)印刷方法可導(dǎo)致太陽能電池破裂。因此，需要用于印刷前柵極的方法，其提供100微米寬或者更小的柵格線同時使電池破裂最小化。例如，將柵格線電極寬度從100微米降低至50微米將在標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池上產(chǎn)生額外的2%的有源區(qū)。此外，需要用于印刷前柵極的方法，其使接觸和線路電阻最小化。
發(fā)明內(nèi)容已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，滿足前述需要的有效方法是由包含本發(fā)明的納米尺寸的金屬顆粒的油墨形成光伏電池導(dǎo)電部件，所述金屬顆粒具有聚合物材料或者陶瓷材料如金屬氧化物的表面覆層。優(yōu)選地，表面覆層能蝕刻鈍化層如氮化硅層，使得鄰近顆粒的金屬相可燒結(jié)在一起形成與發(fā)射體層(例如，n型半導(dǎo)體層)直接電接觸的連續(xù)電極結(jié)構(gòu)。具有表面覆層的納米尺寸的金屬顆粒具有比它們的微米尺寸的對應(yīng)物(counterpart)高的反應(yīng)性，導(dǎo)致電池的較低處理溫度。較低處理溫度可使銀向太陽能電池的硅發(fā)射體層中的擴散最小化，從而使電池的分流最小化。而且，具有表面覆層的納米尺寸的金屬顆粒具有較低的燒結(jié)溫度并且具有改變用于銀溶解/再沉淀的相空間以能夠?qū)y更好地供給發(fā)射體界面的潛力。此外，具有表面覆層的納米尺寸的金屬顆粒與微米尺寸的顆粒相比具有較高的反應(yīng)性和較低的燒結(jié)溫度(高的顆粒間擴散速率)，從而使得能夠產(chǎn)生較致密的電極層以及在發(fā)射體界面處的更多空氣接觸的機會。最后，由于其尺寸，具有表面覆層的納米尺寸的金屬顆粒較好地匹配鈍化層的表面粗糙度并且應(yīng)當(dāng)能夠增加與表面的空氣物理接觸并且因此改善蝕刻。含金屬的納米顆粒為含有金屬或者金屬合金并且具有1納米小于1000納米的平均粒徑的顆粒。這種顆粒具有各種潛在用途，例如在用于電子器件的導(dǎo)電體的生產(chǎn)中，其中例如4艮納米顆?？衫缤ㄟ^噴墨印刷涂布在基底上，然后在顯著低于塊狀銀熔點的溫度下燒結(jié)以產(chǎn)生期望的導(dǎo)體。在第一方面中，本發(fā)明涉及形成光伏導(dǎo)電部件的方法，包括(a)將組合物沉積在基底的至少一部分上，其中所述組合物包含具有約10納米~小于500納米的初級粒徑并且含有連續(xù)或者非連續(xù)的陶f:材料覆層的含有金屬的顆粒；和(b)加熱所述組合物使得所述組合物形成光伏導(dǎo)電部件的至少一部分。本文中所使用的粒徑指重均粒徑。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述含有金屬的顆粒具有約10納米~約500納米例如約10納米~約300納米、約10納米~約200納米、約10納米~約100納米、約10納米~約80納米、約20納米~約60納米例如約30納米~約50納米的初級粒徑。通常，所述含有金屬的顆粒具有使得至少80重量％、優(yōu)選至少90重量％的顆粒具有小于500納米尺寸的粒徑分布。在一些實施方式中，所述含有金屬的顆粒具有使得至少90重量％的顆粒具有小于2pm,例如小于l(am尺寸的粒徑分布。此外，所述含有金屬的顆粒任選地含有少量微米尺寸的顆粒。例如，所述顆?？删哂惺沟弥辽?重量％例如至少5重量％的顆粒具有大于liim尺寸的粒徑分布。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，各顆粒的金屬與陶瓷材料的體積比為至少9:1，例如為至少19:1,例如為至少98:1。在一些實施方式中，各顆粒的金屬與陶瓷材料的重量比為至少8:2。在進一步的方面中，包含含有金屬的顆粒的組合物包括在陶瓷材料基體中多個含有金屬的顆粒的聚集體。在一些實施方式中，所述聚集體具有小于500納米的粒徑。任選地，各聚集體包含具有小于100納米粒徑的含有金屬的顆粒。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述聚集體具有小于300納米例如小于200納米、例如小于100納米、在一些情況下小于50納米的粒徑。在一些實施方式中，所述聚集體具有75納米~500納米例如75納米~300納米、75納米約200納米、或者100納米~500納米的粒徑。通常，所述聚集體包含每個聚集體平均少于20個、例如平均少于10個、例如平均少于5個的所述含有金屬的顆粒。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述金屬選自銀、銅、金、鈀、柏、鎳、鈷、鋅、鉬、鴒、以及它們的合金。在一些實施方式中，所述金屬選自釕、鈦、以及它們的合金。在一些實施方式中，所述陶資材料包括多種金屬氧化物的混合物，所述金屬氧化物例如為選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的氧化物。在其它實施方式中，所述陶瓷材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。在另一些實施方式中，所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、4丐、鉍、、和硼的至少一種元素的氧化物。在其它實施方式中，所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、鈣、鉍、和硼的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。優(yōu)選地，所述金屬為銀并且所述陶瓷材料為二氧化硅。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述含有金屬的顆粒用一種或者多種官能團官能化。在一些實施方式中，所述官能團包括硅烷，例如包括六曱基二硅氮烷的硅烷。在其它實施方式中，所述官能團包括硅氧烷，例如環(huán)氧乙烷官能的硅氧烷如Gelest2-曱氧基(聚亞乙氧基)丙基三曱氧基硅烷。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述沉積選自平版印刷、凹版印刷、柔性版印刷(flexoprinting)、光圖案化印刷、按需噴墨印刷、注射器印刷(syringeprinting)和氣溶膠噴射。在一些實施方式中，所述沉積包括絲網(wǎng)印刷。在其它實施方式中，所述沉積包括直接寫入印刷。在另一些實施方式中，所述沉積包括噴墨印刷。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述加熱包括將所述組合物加熱至約400°C~約IOO(TC，例如約700°C~約IOOO'C、約400°C~約700°C的溫度以在基底上形成光伏導(dǎo)電部件。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述組合物包括一種或者多種分散劑，其促進當(dāng)油墨形式時顆粒的分散。在一些實施方式中，所述分散劑選自聚丙烯酸的銨鹽或者鈉鹽；苯乙烯丙烯酸類聚合物；稠合萘磺酸鹽；聚合的烷基萘磺酸；EO-PO-EO嵌段聚合物的磷酸酯；和EO-PO-丙烯酸類聚合物。在優(yōu)選的實施方式中，所述分散劑包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述組合物具有大于約5000cP例如大于7000cP和大于1000cP的粘度。在其它實施方式中，所述組合物具有小于約100cP例如小于約50cP、小于約10cP、小于約5cP和小于約lcP的粘度。在另一些實施方式中，所述組合物具有約50cP~約300cP例如約50cP~約200cP和約50~約100cP的粘度。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述組合物具有約20達因/cm約60達因/cm例如約20達因/cm~約40達因/cm的表面張力。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件具有大于l|am例如大于5pm的厚度。在一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件具有約50nm~約l(im例如約50nm~約200nm和約100nm~約500nm的厚度。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件包括一組指線(fingerline)和基本上相對于所述指線以直角沉積的集流線(collectorline)。在一些實施方式中，平行的指線或者集流線或者兩者具有小于200pm例如小于100pm的寬度。本發(fā)明的方法提供形成高度導(dǎo)電部件的能力，所述部件可具有特別低的陶瓷(例如玻璃)濃度。在第二方面中，例如，本發(fā)明涉及光伏導(dǎo)電部件，包括(a)與含硅基底電接觸的金屬性顆粒的逾滲網(wǎng)絡(luò)(percolationnetwork),所述金屬性顆粒包含金屬；和(b)陶瓷材料，其量小于5重量％例如小于3重量％、小于2重量％和小于1重量％,其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)的電阻小于5倍的金屬體電阻，例如小于3倍、小于2倍和小于1.5倍的金屬體電阻。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的一些實施方式中，所述逾滲網(wǎng)絡(luò)具有小于8nQ.cm例如小于5(iQ.cm和小于2(iQ，cm的電阻。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的一些實施方式中，所述金屬選自銀、銅、金、鈀、柏、鎳、鈷、鋅、鉬、鴒和它們的合金。在一些實施方式中，所述金屬選自釕、鈦和它們的合金。在一些實施方式中，所述陶覺材料包括多種金屬氧化物的混合物，所述金屬氧化物例如為選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的氧化物。在其它實施方式中，所述陶資材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。在另一些實施方式中，所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、鈣、鉍和硼的至少一種元素的氧化物。在其它實施方式中，所述陶資材料包括選自鉛、鍶、鈉、鈣、4:t和硼的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。優(yōu)選地，所述金屬為銀并且所述陶資材料為二氧化硅。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件具有大于l(im例如大于5(im的厚度。在其它實施方式中，所述導(dǎo)電部件具有約50nm約l(am例如約50nm~約200nm和約100nm~約500nm的厚度。在一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件包括一組指線和基本上相對于所述指線以直角沉積的集流線。在一些實施方式中，平行的指線或者集流線或者兩者具有小于200(am例如小于lOOpm的寬度。圖1是顯示電連接路徑的太陽能電池的示意圖。圖2是在本發(fā)明的一個方面中使用的火焰反應(yīng)器的橫截面?zhèn)纫晥D。圖3是在本發(fā)明的另一個方面中使用的火焰反應(yīng)器的橫截面?zhèn)纫晥D。圖4是在本發(fā)明的又一個方面中使用的火焰反應(yīng)器的橫截面?zhèn)纫晥D。圖5提供在例如圖2-4中所示的火焰反應(yīng)器中使用的噴嘴組件的橫截面?zhèn)纫晥D。圖6提供圖5中噴嘴組件的前端橫截面視圖。圖7提供圖4中噴嘴組件的前透視圖。圖8(a)和(b)為根據(jù)實施例3且在前體混合物中使用30%重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的不同放大倍數(shù)的透射電子顯微鏡(TEM)顯微圖。圖9(a)和(b)分別為根據(jù)實施例5且在前體混合物中使用80%重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的TEM和掃描隧道電子顯微鏡(STEM)顯微圖。圖10(a)和(b)分別為根據(jù)實施例6且在前體混合物中使用卯。/。重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的STEM和TEM顯微圖。圖ll(a)和(b)分別為根據(jù)實施例7且在前體混合物中使用95。/o重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的STEM和TEM顯微圖。圖12為根據(jù)實施例5且在前體混合物中使用80。/。重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的在高于圖8(a)的放大倍數(shù)下的TEM顯微圖。圖13為根據(jù)實施例8且在前體混合物中使用98%重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的TEM顯微圖。圖14為顯示根據(jù)實施例8制造的Ag/Si02顆粒通過QELS測得的粒徑分布的圖。圖15(a)為標(biāo)繪隨Ag粒徑變化Si02覆層厚度對Ag前體含量的圖并且圖14(b)為標(biāo)繪20nmAg顆粒的Si02覆層厚度對銀前體含量的圖。圖16為標(biāo)繪最終產(chǎn)物中的Ag的x射線衍射(XRD)晶體尺寸對最終產(chǎn)物中的重量％銀含量的圖。圖17為標(biāo)繪最終產(chǎn)物中的重量％銀含量對最終顆粒產(chǎn)物的BET表面積的圖。圖18為標(biāo)繪最終產(chǎn)物中的重量％銀含量對最終顆粒產(chǎn)物中銀聚集體的尺寸的圖。12圖19為標(biāo)繪最終產(chǎn)物中的重量％銀含量對最終顆粒產(chǎn)物的密度的圖。圖20為標(biāo)繪最終產(chǎn)物中的重量y。銀含量對通過QELS所測定的最終顆粒產(chǎn)物的平均粒徑的圖。圖21(a)和(b)為根據(jù)實施例7且在前體混合物中使用95%重量Ag負載制造的Ag/Si02顆粒的TEM顯微圖。圖22為根據(jù)實施例10且在前體混合物中使用90%重量Ag負載制造的Ag/ZnO顆粒的TEM顯微圖。圖23為根據(jù)實施例11且在前體混合物中使用AgN03作為銀源和99o/o重量Ag負載所制造的Ag/Si02顆粒的TEM顯微圖。圖24為含有55重量％Bi203、23重量％B203、和22重量％ZnO的玻璃粉顆粒的TEM顯孩i圖。圖25為含有99重量％Ag和1重量y。Si02的《艮-二氧化硅納米復(fù)合物的TEM顯微圖。圖26為含有99重量％銀核和1重量％殼(55重量％Bi203、23重量％B203、和22重量y。ZnO)的納米復(fù)合物的SEM顯微圖。具體實施例方式本發(fā)明在一個實施方式中涉及形成光伏導(dǎo)電部件的方法，包括(a)將組合物沉積在基底的至少一部分上，其中所述組合物包含具有約10納米~小于500納米的初級粒徑并且含有連續(xù)或者非連續(xù)的陶乾材料覆層的含有金屬的顆粒；和(b)加熱所述組合物使得前體組合物形成光伏導(dǎo)電部件的至少一部分。在一些實施方式中，陶瓷包覆的含有金屬的納米顆粒以單步氣相法制造。含有金屬的顆?；蛘呓饘俸辖饦?gòu)成并且殼由陶瓷材料構(gòu)成。所述顆?？勺鳛楦髯跃哂须x散的連續(xù)或者不連續(xù)的陶瓷材料覆層的單獨的含有金屬的顆粒存在，和/或所述顆?？勺鳛樵谄胀ǖ奶沾深w粒基體內(nèi)多個含有金屬的顆粒的聚集體存在。如下面將更詳細地討論的，作為聚集體和/或作為單獨顆粒的含有金屬13在一些實施方式中，含有金屬的顆粒為晶體的含有金屬的顆粒。顆粒中的金屬可實際上包括任意類型的金屬并且可包括單一的金屬和金屬合金兩者。特別優(yōu)選的金屬包括如下的至少一種釔(Pd)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鈷(Co)、銅(Cu)、金(Au)、柏(Pt)、鉬(Mo)、鎢(W)、鋅(Zn)、釕(Ru)、鈦(Ti)等。典型的合金包括Ag/Pd合金例如具有約70:30的Ag:Pd比的Ag/Pd合金，以及Cu/Ni、Cu/Zn、和Pd/Pt合金。優(yōu)選的為含有把、銀、鎳、銅、金和鉑中至少一種的含有金屬的顆粒，和甚至更具體地為含有鈀、銀、鎳和銅中至少一種的那些。最優(yōu)選地，所述金屬為銀或者銀合金。類似地，陶瓷材料的選擇不是狹窄受限的，盡管在其中氣相合成方法中陶瓷材料在比金屬高的溫度下凝結(jié)的通常情況下，金屬和陶瓷的相對表面潤濕性質(zhì)應(yīng)該使得容許隨著金屬凝結(jié)在陶覺上時金屬的重新分布以形成最終顆粒的核的表面層。通常陶瓷殼材料包括氧化物，例如如下中至少一種的氧化物硅、鋯、鈦、鋁、鈰、鋅、錫、鉍、鉬、錳、釩、鈮、鉭、鴒、鐵、鉻、鈷、鎳、銅、釔、鉍、鎂、釷、釕和釓。在一些實施方式中，所述陶瓷材料包括多種金屬氧化物的混合物。在其它實施方式中，所述陶瓷殼材料包括硅、鋯、鈦、鋁、鈰、鋅、錫、鉍、鉬、錳、釩、鈮、鉭、鎢、鐵、鉻、鈷、鎳、銅、釔、鉍、鎂、釷、釕和釓的兩種或者更多種氧化物。在一些實施方式中，所述陶瓷殼材料包括選自鉛、鍶、鈉、4丐、鉍和硼的至少一種元素的氧化物。在一些實施方式中，所述陶瓷殼材料包括選自鉛、鍶、鈉、4丐、鉍和硼的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物的氧化物。一些優(yōu)選的氧化物為二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化鈰、和氧化錫，并且特別優(yōu)選二氧化硅。在所有情況下，這些氧化物可摻雜有低量或者高量的摻雜元素，其中高的摻雜濃度可導(dǎo)致形成明顯的混合金屬氧化物相。在一些情況下，用作陶瓷材料的氧化物可在顆粒上產(chǎn)生玻璃狀殼。所述氧化物可為由兩種或者更多種元素組成的復(fù)合氧化物，例如Y-Yb-O、Ba-Ti-O、Zn-Si-B-0等。而且，多種其它陶瓷材料可用于制造顆粒殼，例如碳化物，如碳化硅或者碳化鈦；硼化物，如硼化鈦；和氮化物，包括氮化珪和氮化鈥；硅化物，如硅化鈦；氧氮化物；氧碌u化物；和氧碳化物。取決于對金屬核和陶瓷殼所選的具體材料，與未包覆金屬的納米顆粒相比，最終顆粒可呈現(xiàn)出增強的或者另外的功能性。例如，氧化物層可為14部分透明色層，在這種情況下最終金屬/金屬氧化物顆?？沙尸F(xiàn)出與顏色相組合的金屬反射性。另外，如果使用Si02作為殼材料，則各種已知的用于處理二氧化硅表面的方法(例如硅烷化、賦予疏水或者親水性能、向二氧化硅表面添加不同的配體、表面酸性的改進等)可用于向顆粒提供功能性如增強的粘附、改善的耐磨性和環(huán)境耐受性、和減少的固化(curing)時間。在一些實施方式中，顆粒用一種或者多種官能團官能化。在一些實施方式中，所述官能團包括硅烷，例如包括六曱基二硅氮烷的硅烷。在其它實施方式中，所述官能團包括硅氧烷，例如環(huán)氧乙烷官能的硅氧烷如Gelest2-曱氧基(聚亞乙氧基)丙基三甲氧基硅烷。本發(fā)明的一些實施方式的顆粒(作為單獨的顆?；蛘咦鳛榫奂w的一部分)具有小的晶疇，其具有通過X射線衍射(XRD)測定的小于50nm的尺寸并且具有通過透射電子顯微鏡法(TEM)測定的約10納米~小于100納米、通常約10納米~約80納米如約10納米~約50納米或者約20~約60納米如約30納米約50納米的初級并立徑。在一些實施方式中，顆粒具有約10納米~約500納米如約10納米~約300納米、約10納米~約200納米和約10納米~約100納米的初級粒徑。此外，在一些實施方式中，無論是作為聚集體還是單獨的經(jīng)包覆的顆粒存在，金屬或者金屬合金疇趨于呈現(xiàn)出窄的粒徑分布，使得至少80重量%、優(yōu)選至少90重量％的顆粒具有小于500納米的尺寸，其中所述粒徑分布使用準(zhǔn)電光散射(準(zhǔn)彈性光散射，QELS)測定。在一些實施方式中，所述含有金屬的顆粒具有使得至少90重量％的顆粒具有小于2pm例如小于l(am尺寸的粒徑分布。另外，在任選的實施方式中，所述含有金屬的顆粒包含少量的微米尺寸的顆粒。例如，所述顆粒任選地具有使得至少1重量％例如至少5重量％或者至少10重量％的顆粒具有大于lpm尺寸的粒徑分布。在一些實施方式中，當(dāng)所述含有金屬的顆粒作為聚集體存在于粉料中時，聚集體通常具有小于500納米如小于300納米例如小于200納米、在一些情況下小于IOO納米和小于50納米的重均粒徑，其中聚集體尺寸使用準(zhǔn)電光散射(準(zhǔn)彈性光散射，QELS)測定。在一些實施方式中，聚集體具有75納米~500納米例如75納米~300納米、75納米~約200納米或者100納米~500納米的粒徑。通常，各聚集體包含每個聚集體平均小于20個例15如平均小于10個如平均小于5個的所述含有金屬的顆粒。由于它們的小尺寸，聚集體優(yōu)選為能噴墨的而無需粉碎。通常，聚集體包含每個聚集體平均小于20個例如平均小于10個例如平均小于5個的所述含有金屬的顆粒。在一些實施方式中，無論所述顆粒是單獨的經(jīng)包覆的含有金屬的顆粒和/或在普通陶瓷材料的基體內(nèi)多個含有金屬的顆粒的聚集體，在各個顆粒中金屬與陶瓷材料的體積比通常為至少9:1(90體積％金屬/10體積％陶瓷)，例如至少19:1(95體積％金屬/5體積％陶資)和至少98:1(98體積％金屬/1體積％陶瓷)。結(jié)果，陶瓷覆層的厚度通常非常薄(通常小于IO納米)，使得在二氧化硅包覆的銀顆粒的優(yōu)選實施方式的情況下，雖然覆層起到防止顆粒附聚的作用，但是由顆粒所制造的薄膜是反射性的并且在高的銀濃度(〉95%重量)下顆粒是導(dǎo)電的。氣相合成區(qū)域中使納米顆粒的金屬/合金核的和陶資覆層的前體氣化以形成陶乾蒸氣和金屬/合金蒸氣，然后讓蒸氣凝結(jié)/成核以形成期望的納米顆粒。通常，陶瓷材料具有比金屬/合金高的沸點并且因此假定其在金屬組分之前從蒸氣中凝結(jié)。盡管不受任何具體理論約束，但認為金屬/合金蒸氣然后在已形成的陶瓷顆粒上作為金屬/合金納米簇凝結(jié)。然而，在所涉及的高溫下，認為金屬/合金是高度可移動的并且顆粒重排為熱力學(xué)優(yōu)選的形式，其中較低表面能陶瓷組分作為在含有金屬的納米顆粒上的外部覆層存在。術(shù)語"前體"指包括至少一種包括在納米顆粒中的組分的組成。"組分"指前體的至少一些可確認部分，其成為納米顆粒一部分。例如，當(dāng)全部組成包括在納米顆粒中時，所述組分可為前體的全部組成。例如，在一個實施方式中，陶瓷材料自身氣化并且與金屬/合金前體的蒸氣接觸。然而，更經(jīng)常地，所述組分為比前體的全部組成少一些，并且可僅為存在于前體組成和納米顆粒兩者中的構(gòu)成元素。例如，經(jīng)常是這樣的情況在高溫反應(yīng)區(qū)域中前體分解，然后分解產(chǎn)物中的一種或者多于一種的元素在所述分解產(chǎn)物進一步反應(yīng)或者未進一步反應(yīng)下成為納米顆粒的一部分，例如金屬/合金核或者金屬氧化物覆層。要分解以產(chǎn)生期望的陶瓷和金屬/合金蒸氣的任意物質(zhì)。在金屬/合金組分的情況下，前體通常為一種或者多種可溶解在液體媒介物(vehicle)中的金屬鹽。這樣的鹽可包括簡單的無機酸鹽例如硝酸鹽和氯化物。然而，在其中高溫反應(yīng)區(qū)域為火焰反應(yīng)器一部分的優(yōu)選實施方式中，可期望使用一種或多種有機酸鹽形式的前體如金屬羧酸鹽、金屬醇鹽或者其它有機衍生物，使得前體為火焰反應(yīng)器提供至少一部分燃料。類似地，有機衍生物可用作陶瓷殼的前體，使得例如陶瓷殼為二氧化硅時，合適的前體包括六曱基二硅氧烷。在進行本合成方法中，發(fā)現(xiàn)金屬前體與陶瓷前體的體積比對于制造包含被陶瓷殼所包圍的金屬核的期望納米顆粒是重要的。精確的比取決于所使用的具體金屬和陶瓷，但是通常發(fā)現(xiàn)前體混合物中的金屬與陶瓷的體積比應(yīng)為至少4:1，如至少9:1，例如至少19:1，至少47:1或者至少98:1。通常，前體以非氣態(tài)引入到高溫反應(yīng)區(qū)域中。更確切地，引入到反應(yīng)器中時，前體將為或部分為到反應(yīng)器的液體、固體或者超臨界流體進料的一種或者多種。在一個適宜的實施中，前體包含在非氣態(tài)的分散相材料中例如噴射到內(nèi)反應(yīng)器容積(internalreactorvolume)中的液滴中。在一個優(yōu)選的實施方式中，金屬/合金前體和陶瓷前體的氣化通過如下實現(xiàn)將前體分散在一種或者多種液體媒介物中，將液體媒介物霧化以產(chǎn)生含有前體的氣溶膠，然后將氣溶膠引入到高溫反應(yīng)區(qū)域如由等離子體反應(yīng)器或者更優(yōu)選地由火焰噴射或者激光反應(yīng)器所產(chǎn)生的高溫反應(yīng)區(qū)域中。通常高溫反應(yīng)區(qū)域處于至少IOOO'C、如至少1500°C、例如至少2000。C的溫度。通常，反應(yīng)區(qū)域中的較高溫度有利于較大納米顆粒的形成。金屬/合金核的前體可分散在與陶瓷核的前體相同的液體媒介物中或者前體可分散在不同的液體媒介物中。而且，可通過將前體部分地或者全部地溶解在媒介物中而將各前體分散在其液體媒介物中，或者替代地可將前體分散在其液體媒介物中作為固體前體顆粒的漿料或者乳液，使得在霧化后，所產(chǎn)生的氣溶膠包括含有前體顆粒的液滴。液體媒介物可為有機的、水性的或者有機/水性混合物。有機液體媒介物的一些非限制性實例包括醇(例如曱醇、乙醇、異丙醇、丁醇)、有機酸、二醇、醛、S同、醚、蠟或者燃料油(例如煤油或者柴油)、曱苯和汽油。除了有機液體之外或代替有機液體，液體媒介物可包括無機液體，所述無機液體通常是基于水性的。這樣的無機液體的一些非限制性實例包括水和水溶液，其可為pH中性的、酸性的或者堿性的。所述液體媒介物可包括互溶性液體組分的混合物，如互溶性有機液體的混合物或者水與一種或者多種與水互溶的有機液體(如一些醇、醚、S同、醛等)的混合物?；蛘?，液體媒介物可包含多個明顯的液相，例如乳液，如水包油型或者油包水型乳液。除了充當(dāng)前體的載體之外，所述媒介物可具有多種其它功能。例如，當(dāng)高溫反應(yīng)區(qū)域為火焰噴射反應(yīng)器的一部分時，液體媒介物可為或者可包括作為火焰反應(yīng)器的火焰燃燒用燃料或者氧化劑的組分。在液體中的這種燃料或者氧化劑可為用于驅(qū)使火焰燃燒的主要或者補充燃料或者氧化劑。當(dāng)將前體作為在液體媒介物中的氣溶膠《1入到高溫反應(yīng)區(qū)域中時，在一個優(yōu)選的實施方式中，氣溶膠液滴被分散在氣相中。所述氣相可包括任意濃度的氣體組分的任意組合。所述氣相可僅包括在反應(yīng)器中為惰性的(即非反應(yīng)性的)組分或者所述氣相可包括一種或者多種反應(yīng)性組分(即在反應(yīng)器中分解或者以其它方式反應(yīng))。當(dāng)在火焰反應(yīng)器中產(chǎn)生高溫反應(yīng)區(qū)域時，氣相可包括火焰燃燒用氣態(tài)燃料和/或氧化劑。合適的氣態(tài)氧化劑的非限制性實例為氣態(tài)氧(其可通過從空氣中制得氣相或者通過包括空氣而提供)和一氧化碳。可包括在氣相中的氣態(tài)燃料的非限制性實例包括氫氣和氣態(tài)有機物如烴(如曱烷、乙烷、丙烷、丁烷)。通常，氣相至少包括單獨地輸送至火焰的氧化劑(通常為空氣中的氧)和燃料?；蛘撸瑲庀嗫砂ㄓ糜诨鹧嫒紵念A(yù)混合的燃料和氧化劑兩者。而且，氣相可包括含有超過一種氧化劑和/或超過一種燃料的氣體混合物。而且，氣相可包括用于納米顆粒材料的一種或者多于一種的氣態(tài)前體。例如，當(dāng)陶瓷殼包含氧化物材料時，氣態(tài)前體可為含氧氣體，如空氣。在將前體作為在液體媒介物中的氣溶膠^1入到高溫反應(yīng)區(qū)域中的情況下，可使用任何將液體分散成液滴的合適裝置如噴霧嘴制造所述氣溶膠。合適的噴霧嘴的實例包括超聲噴霧嘴、多流體噴霧嘴和加壓噴霧嘴。合適的多流體噴霧嘴的一個實例示于以下詳細討論的圖5-6中。超聲噴霧嘴通過使用在超聲頻率下振動以將液體破碎成小液滴的壓電材料而產(chǎn)生液滴。加壓噴霧嘴使用壓力和分隔器(sepamtor)或者篩子(screen)以將液體破碎成液滴。在一些情況下，加壓噴嘴可涉及使用一些從液體自身產(chǎn)生的蒸氣以將液體加壓和破碎成液滴。使用超聲和加壓噴嘴的一個優(yōu)點是，不需要額外的流體來產(chǎn)生液滴。這在其中溶解在液體媒介物中的前體是敏感的和/或與在多流體噴霧嘴中使用的其它通常流體不相容的情況下可為有用的。除了使用噴霧嘴用于分散液體介質(zhì)之外，在產(chǎn)生步驟中還可使用任何其它用于產(chǎn)生分散液滴的合適裝置或者設(shè)備?？捎糜诋a(chǎn)生液滴的裝置的一個實例為超聲發(fā)生器。超聲發(fā)生器使用換能器以使液體在非常高的頻率下振動，其使液體破碎成液滴。可與本發(fā)明一起使用的超聲發(fā)生器的一個實例公開于美國專利No.6,338，809中，將其全部內(nèi)容引入作為參考?？捎糜诋a(chǎn)生液滴的裝置的另一實例為高能霧化器，例如在炭黑生產(chǎn)中使用的那些。在一個優(yōu)選的實施方式中，使用火焰反應(yīng)器制造經(jīng)包覆的納米顆粒。"火焰反應(yīng)器"指具有內(nèi)反應(yīng)器容積的反應(yīng)器，所述內(nèi)反應(yīng)器容積在反應(yīng)器運行時通過一個或者超過一個火焰直接加熱。"直接加熱"指火焰的熱排放流到所述內(nèi)反應(yīng)器容積內(nèi)。術(shù)語"火焰"指發(fā)光的燃燒區(qū)域?；鹧嫒紵鞯母骰鹧嫱ǔＳ扇紵鳟a(chǎn)生，通過該燃燒器將氧化劑和燃料供給火焰用于燃燒。燃燒器可為用于產(chǎn)生火焰的任何合適的設(shè)計，盡管火焰的幾何形狀和其它性質(zhì)受到燃燒器設(shè)計的影響。在2006年1月20日提交的美國專利申請No.ll/335,727(代理人案號2005A004.2)中詳細討論了可用于產(chǎn)生用于火焰反應(yīng)器的火焰的一些示例性的燃燒器設(shè)計，將該申請的全部內(nèi)容引入作為參考。火焰反應(yīng)器的各火焰可以任意期望的方式取向?；鹧嫒∠虻囊恍┓窍拗菩詫嵗ㄋ窖由臁⒋怪毖由旎蛘咭栽诖怪焙退街g的一些中間角度延伸。當(dāng)火焰反應(yīng)器具有多個火焰時，火焰的一些或者全部可具有相同或者不同的取向?；鹧娣磻?yīng)器的各火焰常常與點燃氧化劑和燃料以產(chǎn)生火焰的點火源關(guān)聯(lián)。在一些情況下，點火源為一個或者多個引燃火焰，其除了提供初始點火源以使氧化劑和燃料開始燃燒之外，還可提供維持火焰反應(yīng)器的火焰的連續(xù)的點火/能量來源。引燃火焰可由用于產(chǎn)生主火焰的相同的氧化劑和燃料產(chǎn)生，或者由不同的燃料和/或氧化劑產(chǎn)生。例如，當(dāng)使用相同的燃料時，可使用流經(jīng)用于產(chǎn)生火焰反應(yīng)器的火焰的多通道燃燒器的一個通道的小的燃料流而產(chǎn)生引燃火焰。所述小的燃料流可與氧化劑預(yù)混合或者可;肖耗來自周圍環(huán)境的氧以產(chǎn)生引燃火焰。點火源不限于引燃火焰，并且在一些情況下點火源可為火花或者其它點火源。而且，各火焰具有多種性質(zhì)(例如，火焰幾何形狀、溫度分布、火焰不均勻性、火焰穩(wěn)定性)，其受到例如燃燒器設(shè)計、燃燒器進料的性質(zhì)、和火焰位于其中的罩(enclosure)的幾何形狀的因素的影響?；鹧娴囊粋€重要方面是其幾何形狀，或者火焰的形狀。一些幾何形狀趨于提供更均勻的火焰特性，這促進制造具有相對均勻性質(zhì)的納米顆粒?；鹧娴囊粋€幾何形狀參數(shù)為其在火焰底部垂直于穿過火焰的流動方向的橫截面形狀。該橫截面形狀受到燃燒器設(shè)計的很大影響，盡管該形狀還受到其它因素例如罩的幾何形狀以及火焰之中和周圍的流體流動的影響。其它幾何形狀參數(shù)包括火焰的長度和寬度特征。在本文中，火焰長度指在流動方向縱向上火焰的最長尺寸，并且火焰寬度指垂直于流動方向的跨越火焰的最長尺寸。關(guān)于火焰長度和寬度，較寬、較大面積的火焰具有跨越火焰的更均勻溫度的潛能，因為相對于火焰的總面積，火焰周邊處的邊緣效應(yīng)降低。除了可有助于控制溫度分布的火焰形狀之外，還可控制引入到火焰中的進料。重要控制參數(shù)的一個實例為加入到火焰中的燃料(例如液體媒介物)與氧化劑之比。在一些實施方式中，引入到火焰中的前體可容易地氧化，并且可期望將燃料與氧化劑之比保持為富燃料的比以確保沒有過量的氧引入到火焰中。富燃料的環(huán)境確保所有引入到火焰中的氧燃燒并且在火焰反應(yīng)器中沒有可用的過量氧來氧化納米顆?；蛘咔绑w。換言之，在進料中存在化學(xué)計量的氧，其促進所有存在的燃料的完全燃燒，由此不剩余過量的氧。在其它實施方式中，可期望具有富氧的燃料與氧化劑比。例如，當(dāng)制造金屬氧化物陶瓷時，可期望保持火焰內(nèi)和火焰反應(yīng)器中的環(huán)境具有過量氧。除了在火焰和火焰反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)境之外，燃料與氧化劑比還控制火焰的其它方面，例如火焰溫度。如果燃料與氧化劑比為富燃料的比，則火焰反應(yīng)器將含有未燃燒的燃料。未反應(yīng)的燃料產(chǎn)生在比如果提供給反應(yīng)器的所有燃料燃燒低的溫度下的火焰。未燃燒的燃料還可在產(chǎn)物顆粒中引入碳污染物。因此，在其中期望使所有燃料燃燒以使火焰的溫度維持在高溫度的那些情況下，期望向火焰反應(yīng)器提供過量的氧化劑以確保使提供給火焰或者火焰反應(yīng)器的所有燃料燃燒。然而，如果期望將火焰的溫度維持在較20低的溫度，則燃料與氧化劑之比可為富燃料的使得僅一部分的燃料燃燒，使得火焰不超過所期望的溫度。加入到火焰中的燃料和氧化劑的總量決定經(jīng)燃燒的氣體的速度，這又控制著火焰中所形成的初級顆粒的停留時間。所述初級顆粒的在火焰中的停留時間決定產(chǎn)物粒徑并且在一些情況下決定產(chǎn)物顆粒的形態(tài)。氧與燃料的相對比還決定火焰中顆粒的濃度，這又決定最終的產(chǎn)物粒徑和形態(tài)。較弱的火焰將制得較小的或者較少聚集的顆粒。燃料的具體類型也影響火焰的溫度。除了火焰的溫度之外，燃料的選擇可涉及其它考慮。用于燃燒和產(chǎn)生火焰的燃料可為氣態(tài)或者非氣態(tài)的。非氣態(tài)的燃料可為液體、固體或者這兩者的組合。在一些情況下，燃燒形成火焰的燃料也可起前體的溶劑的作用。這樣的優(yōu)點是在各個液滴中前體被燃料包圍，其在燃燒時提供前體轉(zhuǎn)化的最佳條件。在其它實施方式中，液體燃料可用作前體的溶劑，但是不含有足夠的能量以產(chǎn)生在火焰反應(yīng)器內(nèi)所有必需反應(yīng)的所需熱量。在這種情況下，液體燃料可補充以另一液體燃料和/或氣態(tài)燃料，所述另一液體燃料和/或氣態(tài)燃料燃燒以向火焰反應(yīng)器貢獻額外的熱量?？膳c本發(fā)明的方法一起使用的氣態(tài)燃料的非限制性實例包括曱烷、丙烷、丁烷、氫和乙炔。可與本發(fā)明的方法一起使用的液體燃料的一些非限制性實例包括醇、曱苯、丙酮、異辛烷、酸和較重?zé)N如煤油和柴油?？捎糜跉鈶B(tài)和非氣態(tài)燃料的選擇的一個標(biāo)準(zhǔn)是燃料的燃燒焓。燃料的燃燒焓決定火焰的溫度、相關(guān)的火焰速度(其影響火焰穩(wěn)定性)和燃料燃燒干凈而不形成碳顆粒的能力。通常較高焓的燃料產(chǎn)生有利于形成較大納米顆粒的較高溫度的火焰。在一些情況下，燃料為液體的組合，其當(dāng)前體可溶于作為低能量燃料的液體中時可期望溶解。在這種情況下，低能量燃料(例如，液體媒介物)可用于溶解前體，而另外的較高能量的燃料可為低能量燃料的補充以在火焰反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生必需的熱量。在一些情況下，兩種液體燃料可不在彼此中完全可溶，在這種情況下液體將為具有兩相的多相液體(即，乳液)。或者，可從分離的導(dǎo)管將兩種液體燃料分離地引入到火焰中(例如，在多流體噴嘴的情況下)。在其它情況下，兩種液體可為彼此互溶的并且形成單相。應(yīng)注意，在其它情況下，可有超過兩種的液體燃料引入到火焰中，所述液體可為在彼此中完全可溶的或者可為乳液的形式。用于使燃料燃燒以形成火焰的氧化劑可為氣態(tài)氧化劑或者非氣態(tài)氧化劑。非氣態(tài)氧化劑可為液體、固體或者這兩者的組合。然而，優(yōu)選地所述氧化劑為氣態(tài)氧化劑并且任選地包含氧。氧可基本上沒有其它氣體地例如基本上純氧氣流引入到火焰反應(yīng)器中。在其它情況下，將氧氣以其它氣體如氮氣的混合物引入到火焰反應(yīng)器中，當(dāng)使用空氣時情況如此。雖然優(yōu)選具有氣態(tài)氧化劑，但是在一些情況下氧化劑可為液體?？捎米餮趸瘎┑囊后w的一些實例包括無機酸。而且，引入到火焰反應(yīng)器中的氧化劑可為氣態(tài)氧化劑或者液態(tài)氧化劑的組合。當(dāng)期望讓非氣態(tài)前體溶解在液體中以使其分散且還期望當(dāng)在火焰反應(yīng)器中時讓氧化劑非常靠近非氣態(tài)前體時，可為這種情況。在這種情況下，可將前體溶解在起到氧化劑作用的液體溶劑中。從火焰反應(yīng)器的各火焰的排放流過流動通道或?qū)Ч艿膬?nèi)部路徑，穿過火焰反應(yīng)器。本文中所用的"導(dǎo)管"指穿過火焰反應(yīng)器的用于輸送流體的受限通道。當(dāng)火焰反應(yīng)器包含多個火焰時，從任何給定火焰的排放可流入用于該火焰的單獨的導(dǎo)管或者用于從超過一個火焰的排放的共用導(dǎo)管中。但是，最終從各火焰流動的流通常在從火焰反應(yīng)器排放前合并在單一的導(dǎo)管中。穿過火焰反應(yīng)器的導(dǎo)管可具有可用于流體流動的多種橫截面形狀和面積，并且一些非限制實例包括圓形、橢圓形、正方形或者矩形。然而，在多數(shù)情況下，優(yōu)選具有圓形橫截面的導(dǎo)管，因為銳角轉(zhuǎn)角或者銳角的存在可產(chǎn)生可促進在導(dǎo)管表面上的沉積的不需要的流動或者流動擾動。導(dǎo)管壁可由任何適合于耐受火焰反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力條件的材料制成。流經(jīng)火焰反應(yīng)器的流體的性質(zhì)也可影響反應(yīng)器內(nèi)任何位置處所用結(jié)構(gòu)的材料的選擇。然而，溫度通常是影響導(dǎo)管壁材料選擇的最重要的變量。例如，對于最高達約1200。C的溫度，石英可為合適的材料，而對于最高達約1500。C的溫度，導(dǎo)管的可能材料包括氧化鋁、莫來石和碳化硅。作為另一個實例，對于最高達約170(TC的處理溫度，石墨或者石墨化的陶瓷可用于導(dǎo)管材料。將前體引入到火焰反應(yīng)器內(nèi)非常熱的區(qū)域(本文中也稱為第一區(qū)域)中，所述區(qū)域足夠熱使得基本上所有流經(jīng)該第一區(qū)域部分的材料處于氣相。前體可通過任何機理進入到氣相中。例如，前體可簡單地氣化，或者一種或者多種前體可分解產(chǎn)生最終納米顆粒的組分，該組分作為分解產(chǎn)物的一部22分進入氣相。然而，最后隨著發(fā)生顆粒成核和生長，該組分離開氣相。該組分從氣相的除去可包括隨著溫度降低的簡單凝結(jié)，或者可包括另外的反應(yīng)。例如，殘留的氣化前體可通過任何表面反應(yīng)機理在已成核單體的表面上反應(yīng)。生長步驟從顆粒成核開始并且由于較小顆粒碰撞和附聚和燒結(jié)成較大的顆粒而繼續(xù)或者通過將另外的材料加入到火焰反應(yīng)器中以添加到生長著的納米顆粒中而繼續(xù)。納米顆粒的生長可涉及與已存在于納米顆粒中的材料相同類型的添加材料，或者添加不同材料例如促進納米顆粒的熔合(fusing)、燒結(jié)和/或聚結(jié)的助熔劑(flux)。取決于反應(yīng)器第一區(qū)域中的溫度和熔合以形成硬的分形(fractal)狀聚集體。通常，提高火焰反應(yīng)器中的溫度和停留時間使納米顆粒的粒徑增加。類似地，提高液體媒介物中前體的濃度趨于導(dǎo)致納米顆粒的增大的尺寸。當(dāng)制造極小的顆粒時，生長步驟可大部分或者完全地在火焰之后立即在火焰反應(yīng)器的第一區(qū)域內(nèi)發(fā)生。然而，當(dāng)期望較大的粒徑時，可需要除了發(fā)生在火焰反應(yīng)器的第一區(qū)域中的處理之外的處理。本文中所使用的使納米顆粒"生長"指增加納米顆粒的重均粒徑。至少部分生長步驟將任選地在第一區(qū)域下游的火焰反應(yīng)器的容積中進行，其更好地適合于使納米顆粒可控地生長至期望的重均粒徑范圍內(nèi)?；鹧娣磻?yīng)器的該下游部分在本文中稱為第二區(qū)域以便于將其與上述第一區(qū)域區(qū)分開。在多數(shù)情況下，所述第一區(qū)域為火焰反應(yīng)器內(nèi)的最熱部分。第二區(qū)域中生長著的納米顆粒流的停留時間可比第一區(qū)域或者熱區(qū)域中的停留時間長。術(shù)語"停留時間"指流動流保留在特定區(qū)域(例如，第一區(qū)域或者第二區(qū)域)內(nèi)的時間長度，其基于穿過所述區(qū)域的平均流速度和所述區(qū)域的幾何形狀。例如，流動流通常在第一區(qū)域(以及火焰)中具有在如下范圍中的停留時間，該范圍具有選自lms、10ms、100ms和250ms的下限以及選自500ms、400ms、300ms、200ms和100ms的上限。在一個實施方式中，在第二區(qū)域中流動流的停留時間至少為在第一區(qū)域中的停留時間的2倍長、4倍長、6倍長或者IO倍長。因此，第二區(qū)域中流動流的停留時間常常在如下范圍中，該范圍具有選自50ms、100ms、500ms、1秒和2秒的下限以及選自1秒、2秒、3秒、5秒和10秒的上限。在一個實施方式中，23第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者的總停留時間在如下范圍中，該范圍具有選自100ms、200ms、300ms、500ms和1秒的下限以及選自1秒、2秒、3秒、5秒和IO秒的上限。在決定第二區(qū)域中納米顆粒的合適停留時間中，考慮幾個因素，包括期望的重均粒徑、納米顆粒中材料的熔融溫度(和燒結(jié)溫度)、第二區(qū)域內(nèi)的溫度、和流動流中納米顆粒的數(shù)量濃度(即，每單位體積流動流的納米顆粒數(shù)量)。關(guān)于流經(jīng)第二區(qū)域的納米顆粒的數(shù)量濃度，如果這種數(shù)量濃度足夠大，則納米顆粒將趨于更頻繁地碰撞，為顆粒更快速的生長提供更大的機會，需要在第二區(qū)域內(nèi)的較少停留時間來實現(xiàn)期望的重均粒徑。相反地，如果第二區(qū)域內(nèi)的納米顆粒濃度小，則納米顆粒之間的碰撞不太頻繁并且顆粒生長將必然較慢地進行。而且，存在特定的納米顆粒數(shù)量濃度(本文中稱為"特征數(shù)量濃度，，)，低于該濃度顆粒碰撞變得罕見以致對于實用目的來說納米顆粒有效地停止由于顆粒碰撞的生長。對于不同的重均粒徑，特征數(shù)量濃度不同。如果設(shè)定第二區(qū)域內(nèi)的溫度以促進通過納米顆粒的碰撞的納米顆粒的生長(即，對于碰撞顆粒熔合以形成單個納米顆粒是足夠高的)，則第二區(qū)域中納米顆粒的數(shù)量濃度和停留時間的控制是兩個重要的控制變量。因此，如果將第二區(qū)域中納米顆粒的數(shù)量濃度維持在特定的濃度，則可改變第二區(qū)域內(nèi)的停留時間以實現(xiàn)期望的碰撞程度以實現(xiàn)在期望范圍內(nèi)的重均粒徑。然而，如果設(shè)定停留時間，則可控制第二區(qū)域內(nèi)的納米顆粒的數(shù)量濃度使得在所設(shè)定的停留時間內(nèi)實現(xiàn)期望的重均粒徑。重均粒徑的控制可例如通過改變第二區(qū)域中的溫度和改變第一區(qū)域的進料中的前體濃度、或者這兩者的組合、或者通過改變反應(yīng)器的橫截面積和/或火焰在其最寬位置處的橫截面積而實現(xiàn)。在一個實施方式中，火焰在其最寬位置處的橫截面積與在相同位置處的反應(yīng)器的橫截面積之比優(yōu)選為0.01-0.25。相反地，對于第二區(qū)域中設(shè)定的停留時間和溫度分布，可調(diào)節(jié)供給第一區(qū)域的非氣態(tài)前體(以及其它前體)的濃度以實現(xiàn)第二區(qū)域中的期望體積濃度，從而至少實現(xiàn)用于期望重均粒徑的特征體積濃度?；鹧娣磻?yīng)器的第二區(qū)域中的溫度控制是非常重要的。將第二區(qū)域的溫度維持在特定的升高的溫度范圍內(nèi)可包括保持已存在于流動流中的熱量(例24如，來自第一區(qū)域中火焰的余熱)。這可例如通過使穿過第二區(qū)域的導(dǎo)管的全部或者一部分絕熱以減少熱量損失和保持穿過第二區(qū)域的較高溫度而實現(xiàn)。除了使第二區(qū)域絕熱之外或用于代替使第二區(qū)域絕熱，可向第二區(qū)域添加熱量以維持第二區(qū)域中的期望的溫度分布。將第二區(qū)域中的溫度維持為低于納米顆粒的材料將氣化或者熱分解的溫度，但是高于納米顆粒的金屬和/或陶瓷組分的燒結(jié)溫度。"燒結(jié)溫度，，指在第二區(qū)域的停留時間內(nèi)粘在一起的碰撞納米顆粒熔合形成新的初級顆粒的最低溫度。因此，納米顆粒的燒結(jié)溫度取決于納米顆粒中的材料和第二區(qū)域中納米顆粒的停留時間以及納米顆粒的尺寸。在其中納米顆粒的生長包括通過顆粒碰撞的顯著生長的那些實施方式中，應(yīng)將納米顆粒維持在第二區(qū)域中的燒結(jié)溫度處并且優(yōu)選地高于該燒結(jié)溫度。在一些情況下，可優(yōu)選使含有納米顆粒的流動流與淬火介質(zhì)接觸以在該流動流進入第二區(qū)域之前降低其溫度。淬火介質(zhì)處于比流動流低的溫度，并且當(dāng)與流動流混合時，其使流動流的溫度降低，并且因此也使流動流中的納米顆粒的溫度降低。該淬火步驟可將納米顆粒的溫度降低任意期望的量。例如，可使流動流的溫度以約500°C/s~約40000°C/s的速率降低。在一些實施中，可使流動流的溫度以約30000°C/s、或者約20000°C/s、或者約10000°C/s、或者約5000°C/s或者約1000°C/s的速率降低。淬火介質(zhì)優(yōu)選包括淬火氣體。淬火氣體在引入到火焰反應(yīng)器中之后可為非反應(yīng)性的并且可單獨地引入用于降低流動流的溫度。例如當(dāng)期望使納米顆粒通過進一步碰撞的生長停止時，可為這種情況。淬火步驟通過如下有助于使進一步的生長停止使流動流稀釋，由此使顆粒碰撞的頻率降低，并且降低溫度，由此降低碰撞顆粒熔合在一起以形成新的初級顆粒的可能性。當(dāng)期望使進一步的顆粒生長停止時，離開淬火步驟的經(jīng)冷卻的流動流應(yīng)優(yōu)選地低于納米顆粒的燒結(jié)溫度。然后可收集經(jīng)冷卻的納米顆粒-即與流動流的氣相分離。淬火步驟還可用于在納米顆粒已在流動流中形成和成核時保持納米顆粒的特定性質(zhì)。例如，如果納米顆粒已以期望用于最終應(yīng)用中的特定相成核和形成，則淬火步驟可有助于保持該期望相，如果不淬火則該期望相將重結(jié)晶或者轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕Y(jié)晶相。換而言之，如果希望使納米顆粒已成核和形成的特定晶體結(jié)構(gòu)保持，則淬火步驟可用于使納米顆粒的重結(jié)晶停止?；蛘?，淬火氣體可為非反應(yīng)性的，但是不意圖使納米顆粒生長停止，而是代替僅降低溫度以適應(yīng)在較低溫度下發(fā)生的一些進一步的處理。作為另一選項，淬火氣體可為反應(yīng)性的，因為其包括一種或者多種在火焰反應(yīng)器中為反應(yīng)性或變?yōu)榉磻?yīng)性的(例如與納米顆粒的材料或者與火焰反應(yīng)器中流動流的氣相中的一些組分為反應(yīng)性的)組分。作為一個實例，淬火氣體可包含待加入到納米顆粒中的額外材料的前體。所述前體可在向納米顆粒貢獻材料之前在淬火區(qū)域中進行反應(yīng)，或者可不進行任何反應(yīng)。在一個具體的實例中，淬火氣體可含有氧氣，其與納米顆粒中的金屬反應(yīng)以將其轉(zhuǎn)化為C02。通過動力學(xué)控制和產(chǎn)生非熱力學(xué)優(yōu)選的相，淬火還可有助于亞穩(wěn)相的產(chǎn)生。通常將淬火介質(zhì)引入到火焰反應(yīng)器中緊鄰第一區(qū)域下游的淬火區(qū)域中。然而，也可通過例如通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計噴霧嘴引入淬火介質(zhì)穿過燃燒器和環(huán)繞前體噴口(jet)將淬火介質(zhì)引入到第一區(qū)域中。這提供環(huán)繞主噴嘴火焰的冷卻"包殼(envelop)"。或者，淬火介質(zhì)可引入到燃燒器的中心并且可被火焰所包圍。這容許從火焰的核心對火焰淬火。最終，以上兩種方法的組合可用于內(nèi)部和外部冷卻火焰。在其它實施方式中，可期望提供護套(sheathing)介質(zhì)，其至少部分地包圍由火焰噴射反應(yīng)器所產(chǎn)生的火焰以實現(xiàn)以下的至少一個(a)使火焰冷卻；(b)促進產(chǎn)物納米顆粒穿過火焰噴射系統(tǒng)的流動；(c)冷卻位于火焰周圍的任何金屬表面；(d)防止在包圍燃燒器和/或火焰的內(nèi)反應(yīng)器容積內(nèi)形成湍流區(qū)域；和(e)容許將額外的材料如氧化劑或者額外的前體介質(zhì)引至火焰和/或內(nèi)反應(yīng)器容積。通常，護套介質(zhì)包括氣體，如氧氣、氮氣、空氣、廢氣再循環(huán)、或者水蒸汽。在另一實施方式中，所述護套介質(zhì)進一步包括霧化水。如果所述護套介質(zhì)包括霧化水，則該護套介質(zhì)任選地包括約10~約100體積％例如約50~約100%或者約卯~約100%的量的霧化水，基于護套介質(zhì)的總體積?？赏ㄟ^控制最初在火焰中形成的陶資顆粒的尺寸而控制金屬顆粒的尺寸和附聚。由于金屬的高蒸氣壓以及陶瓷的低得多的蒸氣壓，因而假定當(dāng)金屬仍為蒸氣形式的同時，在火焰中形成的陶瓷蒸氣沉淀形成陶乾固體顆粒。陶瓷顆粒將通過碰撞和附聚而生長以形成具有由上述參數(shù)決定的形態(tài)26和尺寸的初級顆?；蛘呔奂w顆粒。在空間和時間的一些點處，金屬蒸氣將在已存在的陶瓷顆粒的表面上開始成核，這導(dǎo)致在陶瓷顆粒/聚集體的表面內(nèi)或者之上的金屬顆粒的形成。由于高溫下金屬的高度可移動性、金屬/陶瓷的相互擴散、和金屬/陶瓷的潤濕性質(zhì)，因而金屬以金屬向核移動和金屬氧化物向新的復(fù)合顆粒的外表移動的方式將其自身重排，形成包覆的顆粒。包覆在陶瓷中的金屬顆粒的尺寸取決于初始陶瓷顆粒/聚集體的尺寸和反應(yīng)器中金屬的濃度。雖然高溫下初始陶瓷顆粒內(nèi)金屬的相互擴散是強烈aA乂ft_S占工佳乂士aa々k主I-aa7*c六A武AA;》至iS/卩樸努汰》，i二y^j夕tt^:rt、uvzj，Auny—j,"i^力wv『J/5v7《，乂川J夕"fCk十、"^l"J的金屬擴散是非常有限的(或者不存在)。各陶瓷顆粒/聚集體是空間上的單獨疇，其中金屬可擴散形成球形金屬顆粒。同時，陶瓷顆粒/疇起到不同聚集體之間金屬擴散的障礙的作用，否則這將導(dǎo)致大得多的金屬顆粒的形成。期望地，本發(fā)明的火焰噴射法發(fā)生在封閉的火焰噴射系統(tǒng)中，所述封閉的火焰噴射系統(tǒng)指火焰噴射系統(tǒng)將火焰與其環(huán)境分開并且能夠受控地輸入例如燃料/氧化劑、前體和液體媒介物，使得該方法可計量和精確地控制。參照附圖，封閉的火焰噴射系統(tǒng)的一個實施方式示于圖2中，并且包括火焰反應(yīng)器106,其包括圓形橫截面的管式導(dǎo)管108、燃燒器112、和由燃燒器112產(chǎn)生且設(shè)置在管式導(dǎo)管108內(nèi)的火焰114?；鹧娣磻?yīng)器106具有非常熱的第一區(qū)域116，其包括火焰114和在火焰的緊鄰附近的內(nèi)反應(yīng)器容積。將含有前體介質(zhì)的進料120通過燃燒器112直接引入到火焰114中。可將用于火焰114的燃料和氧化劑作為進料120的一部分和/或與進料120分開供給火焰114。在優(yōu)選的實施方式中，優(yōu)選存在于前體介質(zhì)中的液體媒介物起到燃料的作用?；鹧娣磻?yīng)器106還具有第二區(qū)域134用于幫助納米顆粒的生長以獲得在期望范圍內(nèi)的重均粒徑。如圖2中所示，第二區(qū)域為在第一區(qū)域116下游的導(dǎo)管108內(nèi)的容積。與第一區(qū)域116相比，第二區(qū)域134任選地較長和占據(jù)較多的內(nèi)反應(yīng)器容積，并且與第一區(qū)域116中相比，第二區(qū)域134中的停留時間可顯著地較長。任選地，絕熱材料(未示出)包圍包括第二區(qū)域134的導(dǎo)管108的部分并且使該部分絕熱。另外或者替換地，第二區(qū)域134或其一部分被加熱器(未示出)所包圍，其用于當(dāng)流動流在所述第二區(qū)域內(nèi)的同時將熱量輸入到該流動流中。由加熱器添加給第二區(qū)域134的額外熱量提供控制以在第二區(qū)域中將納米顆粒維持在升高的溫度下，所述升高的溫度比如果不使用加熱器的情況高。加熱器可為向第二區(qū)域中的流動流提供熱量的任何裝置或者裝置的組合。例如，加熱器可包括一個或者多個火焰或者可被火焰或者循環(huán)傳熱流體加熱。在一個實施方式中，加熱器包括沿著第二區(qū)域134長度的可獨立控制的加熱區(qū)域，使得第二區(qū)域134內(nèi)的不同分區(qū)(subzone)可獨立地加熱。例如當(dāng)?shù)诙^(qū)域為包含多個可獨立控制的加熱區(qū)域的熱壁管式爐時，可為這種情況。在圖2中所示的火焰噴射系統(tǒng)的操作期間，將在液體媒介物中包含金屬核的和金屬氧化物殼的前體的前體介質(zhì)的進料120通過燃燒器112引入到第一區(qū)域116中。氧化劑和燃料也通過燃燒器112供給火焰用于燃燒以維持火焰114。氧化劑和/或燃料可與進料120—起或者與進料120分開供給燃燒器112。在第一區(qū)域116中，發(fā)生的物理化學(xué)現(xiàn)象為如下順序液滴蒸發(fā)、液體媒介物和/或前體的燃燒、前體反應(yīng)/分解、經(jīng)由成核的顆粒形成、通過凝結(jié)和燒結(jié)的顆粒生長和金屬從顆粒的表面到核的倒置。然后顆粒生長和金屬倒置在第二區(qū)域134中繼續(xù)。圖3和4顯示圖2中所示的火焰燃燒器系統(tǒng)的改進，其中將前體介質(zhì)的進料在不同位置處引入到第一區(qū)域116中。在圖3中，進料122指向火焰114的末端引入到第一區(qū)域116中，而不是如圖2的通過燃燒器112。在圖4中，在鄰近但是剛好超出火焰114末端的位置處將非氣態(tài)前體的進料126引入到第一區(qū)域116中。圖2-4僅為前體介質(zhì)可如何引入到火焰反應(yīng)器中的實例。另外可將前體介質(zhì)的多種進料引入火焰反應(yīng)器106中，不同的進料在不同的位置處引入，例如圖2-4的進料120、122和126的同時引入。現(xiàn)在參照圖5-7，這些說明了適用于圖2-4中所示的火焰噴射反應(yīng)器的火焰噴霧嘴組件。噴霧嘴組件通常示為932并且包括具有外壁904、近端924和遠端923的基本上圓柱形的霧化進料噴嘴900?？v向延伸穿過噴嘴的為布置在中央的前體進料導(dǎo)管907、在導(dǎo)管907周圍延伸并且與其同軸的環(huán)形的霧化介質(zhì)進料導(dǎo)管908、和在霧化介質(zhì)進料導(dǎo)管908和前體介質(zhì)進料導(dǎo)管907周圍等角度地間隔開的多個燃料/氧化劑進料導(dǎo)管909。適宜地，噴嘴組件還包括一個或者多個環(huán)形的輔助導(dǎo)管934，其布置在導(dǎo)管908和909之間并且用于向反應(yīng)器提供輔助材料。盡管噴嘴組件的形狀可為任意合適的幾何形狀(例如方形和橢圓形)，但是噴嘴組件的形狀優(yōu)選為基本上圓柱形的。如圖5中所示，前體介質(zhì)進料導(dǎo)管907具有直徑5，霧化介質(zhì)導(dǎo)管908具有直徑Y(jié)，并且燃料/氧化劑導(dǎo)管909具有直徑e。前體介質(zhì)導(dǎo)管907和霧化介質(zhì)導(dǎo)管908以距離ri隔開，而各燃料/氧化劑導(dǎo)管909和前體介質(zhì)導(dǎo)管907以距離入隔開。r|的值必須使得前體介質(zhì)導(dǎo)管907足夠靠近霧化介質(zhì)導(dǎo)管908，使得流出前體介質(zhì)導(dǎo)管的前體介質(zhì)被流出霧化介質(zhì)導(dǎo)管的霧化介質(zhì)所霧化。X的值必須使得由燃料/氧化劑的點燃所形成的火焰足夠靠近前體介質(zhì)導(dǎo)管，使得在火焰噴射法期間前體介質(zhì)被燃料/氧化劑火焰所點燃。根據(jù)本發(fā)明的方法，S的值控制(i)從前體介質(zhì)進料導(dǎo)管流出的前體介質(zhì)液滴的尺寸；和(ii)可火焰噴射的前體介質(zhì)的量(即產(chǎn)量)。Y的值控制可從霧化介質(zhì)導(dǎo)管流出的霧化介質(zhì)的量。s的值控制從燃料/氧化劑導(dǎo)管流出的燃料/氧化劑的體積和速度。在操作中，將燃料/氧化劑916供給燃料/氧化劑導(dǎo)管909并且其從噴嘴組件的近端924流向遠端923。在燃料/氧化劑在遠端923處離開燃料/氧化劑導(dǎo)管909時，例如用額外的引燃火焰將其點燃，由此形成直接加熱內(nèi)反應(yīng)器容積921的火焰。同時，霧化介質(zhì)917和前體介質(zhì)918分別供給霧化介質(zhì)導(dǎo)管908和前體介質(zhì)導(dǎo)管907,并且在壓力下從噴嘴組件的近端924向遠端923流過。當(dāng)霧化介質(zhì)和前體介質(zhì)離開噴嘴組件的遠端923時，霧化介質(zhì)在前體介質(zhì)引入到內(nèi)反應(yīng)器容積921時使前體介質(zhì)霧化以形成液滴。經(jīng)霧化的前體介質(zhì)隨后被離開導(dǎo)管909的燃燒的燃料/氧化劑混合物點燃。在一個實施方式中，霧化進料噴嘴900被由內(nèi)壁912和外壁913所限定的護套介質(zhì)噴嘴支撐結(jié)構(gòu)919所包圍并且與其直接接觸。所述護套介質(zhì)噴嘴支撐結(jié)構(gòu)包括多個基本上縱向延伸的護套介質(zhì)噴嘴915。如所示那樣，護套介質(zhì)噴嘴支撐結(jié)構(gòu)由環(huán)形板形成，其中具有限定護套介質(zhì)噴嘴915的孔。護套介質(zhì)噴嘴915通過護套介質(zhì)入口922與護套介質(zhì)壓力通風(fēng)系統(tǒng)920流體連通。護套介質(zhì)噴嘴還包括護套介質(zhì)可從其流入到內(nèi)反應(yīng)器容積中的護套介質(zhì)出口933。護套介質(zhì)壓力通風(fēng)系統(tǒng)920容納在包括內(nèi)壁926和外壁925的護套介質(zhì)壓力通風(fēng)系統(tǒng)殼(housing)927之內(nèi)。護套介質(zhì)進料929經(jīng)由殼927中的入口928進入壓力通風(fēng)系統(tǒng)920中。如圖6中所示，護套介質(zhì)壓力通風(fēng)系統(tǒng)入口928優(yōu)選地位于護套介質(zhì)壓力通風(fēng)系統(tǒng)殼927上，使得護套介質(zhì)沿著內(nèi)壓力通風(fēng)系統(tǒng)殼壁926切向引入到護套介質(zhì)壓力通風(fēng)系統(tǒng)920中。在其引入后，護套介質(zhì)隨后從壓力通風(fēng)系統(tǒng)920流經(jīng)護套介質(zhì)出口922并且進入到內(nèi)反應(yīng)器容積921中。沿著內(nèi)壓力通風(fēng)系統(tǒng)殼壁切向引入護套介質(zhì)的一個優(yōu)點是其容許穿過護套介質(zhì)噴嘴支撐結(jié)構(gòu)和在火焰周圍的護套介質(zhì)的均勻和平穩(wěn)的分布。組合物的制備者糊，取決于在基底上沉積組合物所使用的方法。所述組合物優(yōu)選地包含上述含有金屬的顆粒。此外，所述組合物優(yōu)選包含媒介物。任選地，所述組合物還可含有一種或者多種添加劑如一種或者多種分散劑。取決于配方，本發(fā)明的組合物可在許多不同的印刷方法中有用，所述方法包括例如絲網(wǎng)、平版、凹版、柔性版、光圖案化、注射器(syringe)、氣溶膠噴射、壓電、熱、按需噴墨或者連續(xù)噴墨印刷，優(yōu)選噴墨印刷或者直接寫入印刷。雖然高度依賴于材料和所實施的具體印刷方法，但是在各種實施方式中，組合物中的顆粒負載基于總組合物的總重量為至少約2重量%，例如至少約5重量％、至少約10重量％、至少約15重量％、至少約20重量％、或者至少約50重量％。優(yōu)選，在用于形成本發(fā)明的光伏導(dǎo)電部件的組合物中有用的顆粒的總負載基于組合物的總重量為不高于約75重量%，例如不高于約40重量％、不高于約20重量％、不高于約10重量％、或者不高于約5重量％。在各種實施方式中，在范圍方面，所述組合物包含基于組合物總重量的約1重量％~約60重量％的含有金屬的顆粒，例如約2~約40重量％的含有金屬的顆粒、約5~約25重量％的含有金屬的顆粒、或者約10~約20重量％的含有金屬的顆粒。在各種其它實施方式中，所述組合物包含基于組合物總重量的約40重量％~約75重量％的含有金屬的顆粒，例如約40~約60重量％的金屬性顆粒。超過優(yōu)選負載的負載可導(dǎo)致不期望的高粘度和/或不期望的流動特性。當(dāng)然，仍舊提供有用結(jié)果的最大負載取決于含有金屬的顆粒的密度。換而言之，例如，含有金屬的顆粒的金屬的密度越高，則以重量百分比計的能接受且期望的負載越高。除了所述含有金屬的顆粒之外，所述組合物優(yōu)選還包含i某介物。在一個實施方式中，這些組合物進一步包括防附聚物質(zhì)，例如上述的聚合物或30者表面活性劑。組合物中所用的媒介物優(yōu)選為能使含有金屬的顆粒穩(wěn)定分散的液體。例如，優(yōu)選的是能提供在室溫下可保持?jǐn)?shù)天或者甚至一、二、三星期或月或者甚至更長而沒有含有金屬的顆粒的顯著附聚和/或沉降的組合物的媒介物。為此，還優(yōu)選媒介物與含有金屬的顆粒的表面相容。在一個實施方式中，媒介物包括一種或者多種極性組分(溶劑)例如質(zhì)子溶劑或者一種或者多種非質(zhì)子非極性組分、或者它們的混合物(或者主要由其組成)。在一個實施方式中，所述媒介物為選自醇、多元醇、胺、酰胺、酯、酸、酮、醚、水、飽和烴、不飽和烴、和它們的混合物的溶劑。在一些實施方式中，所述媒介物包括至少兩種溶劑的混合物，任選至少兩種有機溶劑的混合物，例如至少三種有機溶劑或者至少四種有機溶劑的混合物。使用多于一種溶劑是優(yōu)選的，因為其尤其容許同時調(diào)節(jié)組合物的多種性質(zhì)(例如粘度、表面張力、與要用的基底的接觸角等)和使所有這些性質(zhì)盡可能的接近最佳值。在例如美國專利No.4,877，451;5,679,724;5,725,647;5，837,041;5，837，045和5,853,470中公開了媒介物的非限制性實例，將其全部公開內(nèi)容引入本文作為參考。在另一實施方式中，所述媒介物包括水，任選主要包括水。在根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式中，所述組合物具有大于約5000cP例如大于7000cP和大于10000cP的粘度。具有上述粘度的組合物在本發(fā)明的任選的絲網(wǎng)印刷實施方式中特別有用。在其它實施方式中，所述組合物具有小于約100cP例如小于約50cP、小于約10cP、小于約5cP和小于約lcP的粘度。在另一些實施方式中，所述組合物具有約50cP約300cP例如約50cP~約200cP和約50~約100cP的粘度。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一些實施方式中，所述組合物具有約20達因/cm約60達因/cm例如約20達因/cm~約40達因/cm的表面張力。本文中所用的粘度和表面張力為在25°C下的。包含含有金屬的顆粒的組合物任選地進一步包括一種或者多種添加劑，例如但不限于緩沖劑、聚合物、樹脂(例如在碎品醇中的20重量％的乙基纖維素溶液)、分散劑、增稠劑、助粘劑、流變改性劑、表面活性劑(離子、非離子、陰離子、陽離子、兩性離子表面活性劑，含有包括硫酸根離子、磺酸根離子、羧酸根離子、磷酸根離子、銨離子或者鱗離子的離子；表面活性劑的非限制性實例為二月桂醇聚醚磷酸酯鈉10(sodiumdilaureth31phosphonate10，DLP-10))、潤濕角改性劑、濕潤劑(例如，甘油、乙二醇、2-吡咯烷酮和1，5-戊二醇)、結(jié)晶抑制劑(例如，29000MWPVP)、粘合劑、染料/顏料等。助粘劑的非限制性實例包括紫膠、膠乳、丙烯酸酯、其它聚合物、金屬或者主族氧化物(例如Si02、CuO)。美國專利No.5，750,194中描述了助粘劑的另外的實例，將其完全引入本文作為參考。流變改性劑的非限制性實例包括SOLTHIX250(Lubrizo1)、SOLSPERSE21000(Lubrizo1)、苯乙歸烯丙基醇(SAA)、乙基纖維素、羧曱基纖維素、硝酸纖維素、聚亞烷基碳酸酯、乙基硝酸纖維素等。粘合劑的非限制性實例包括膠乳、紫膠、丙烯酸酯等，此外，例如但不限于例如聚酰胺酸聚合物、丙烯酸類聚合物、PVP、PVP的共聚物(烷烴、苯乙烯等)、聚氟代硅酸酯聚合物、聚氟化調(diào)聚物(包括E丄DupontdeNemours&Co.制造的ZonyFM產(chǎn)品)、和苯乙烯丙烯酸類的共聚物(例如可得自JohnsonPolymerCorp.的以Joncryl商品名出售的那些)的聚合物可改善金屬性顆粒和/或金屬性納米顆粒與基底的粘合，例如偶聯(lián)劑(例如氧化鋅、鈦酸酯和硅烷)的物質(zhì)可做到的那樣。這些物質(zhì)可起到如下作用增加部件與基底的粘合以及降低水與部件的相互作用，由此使得部件更耐用。油墨中還可包括內(nèi)聚促進劑(cohesionpromoter)以改善反射性部件耐用性。離子分散劑、非離子分散劑、共聚物、嵌段共聚物、丙烯酸類樹脂、苯乙烯丙烯酸類樹脂、苯乙烯型分散劑、聚酯、聚醚和聚碳酸酯的共聚物、聚丙烯酸的銨鹽；苯乙烯丙烯酸類聚合物的銨鹽；聚合羧酸；聚合羧酸的鈉鹽；陰離子大分子表面活性劑、稠合萘磺酸；曱基羥乙基纖維素；陰離子和非離子表面活性劑；聚羧酸表面活性劑；聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯；聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯；聚氧乙烯脫水山梨糖醇單硬脂酸酯；多官能度低聚物的鹽；十二烷基苯磺酸鈉；硫酸酯的鈉鹽或者銨鹽烷基苯氧基聚(亞乙氧基)乙醇；羧酸化的聚電解質(zhì)的鈉鹽；稠合萘磺酸的鈉鹽；二磺酸(disulohonicacid)的鈉鹽；聚丙烯酸聚丙烯酸的鈉鹽；聚合的烷基萘磺酸的鈉鹽；聚合的烷基-芳基磺酸的鈉鹽；聚合的取代的烷基-芳基磺酸的鈉鹽；聚合的取代的苯型烷基磺酸的鈉鹽；四硼酸鈉；羧酸化的聚電解質(zhì)烷基苯酚乙氧化物的銨鹽；萘磺酸曱醛的縮合產(chǎn)物；縮合產(chǎn)物烷氧化的酚醛清漆的磺基琥珀酸酯；壬基苯酚酚醛清漆乙氧化物；曱酚-曱醛-薛佛鹽(schaffersalt)的縮合產(chǎn)物；曱酚-曱醛縮合產(chǎn)物的鈉鹽；脂肪酸曱基氨基乙磺酸(tauride)鈉鹽；EO-PO-EO嵌段聚合物的磷酸酯；2,4,6-三(1-苯基乙基)-苯酚聚乙二醇醚磷酸酯；2,4，6-三(1-苯基乙基)-苯酚聚乙二醇醚單磷酸酯三乙醇胺鹽；具有4個EO的三仲丁基苯酚聚乙二醇醚磷酸酯；具有6個EO的烷基聚乙二醇醚磷酸酯；具有8個EO的烷基聚乙二醇醚磷酸酯；2，4，6-三(1-苯基乙基)-苯酚聚乙二醇醚磺酸銨鹽；乙氧化的蓖麻油的磺基琥珀酸酯；甘露醇；月桂基硫酸鈉；及單和二糖。EO-PO-丙烯酸類聚合物，鈉鹽或者銨鹽。在一些實施方式中，所述分散劑選自聚丙烯酸的銨鹽；苯乙烯丙烯酸類聚合物的銨鹽；稠合萘磺酸鈉鹽；聚合的烷基萘磺酸的鈉鹽；EO-PO-EO嵌段聚合物的磷酸酯；EO-PO-丙烯酸類聚合物的鈉鹽；和EO-PO-丙烯酸類聚合物的銨鹽。在優(yōu)選的實施方式中，所述分散劑包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。在一些實施方式中，所述組合物包含1~20重量％含有金屬的顆粒，(例如，1~10重量％、5~20重量％和5~15重量％)、0.1~5重量Q/。聚乙烯吡咯烷酮(例如，0.1~1重量％、1~5重量％和2~5重量％;平均MW=2卯00)、40~80重量％水(例如，40~50重量％、40~60重量％、和50~80%)、0~50重量％甘油(例如，0~20重量％、10~40重量％、和20~50重量％)、和0.01~1.5重量o/。DLP-10(例如，0.01~1重量％、0.5~1.5重量％、和0.9~1.5重量％)。此外，所述組合物可任選地根據(jù)美國專利No.5,662,286;5,624,485;4,567,213;4,390，369;5，662,736;5,596,027;5,786,410;5,643，356;5,642,141中所描述的方法配制，將其全部內(nèi)容引入本文作為參考。而且，所述組合物可任選地根據(jù)公布的PCT申請No.W094/03546中所描述的方法配制，將其全部內(nèi)容引入本文作為參考。最后，所述組合物可任選地根據(jù)歐洲專利申請No.EP0745479;EP0805192;EP0745651和EP0952195中所描述的方法配置，將其全部內(nèi)容引入本文作為參考。在任選實施方式中，所述組合物可通過組合使用水(4080重量％)、甘油(060重量％)、表面活性劑(010重量；例如DLP-10)和緩沖劑(02重量％,例如氫氧化銨)配制。所述組合物還可任選地通過組合使用水(84重量％)、2-吡咯烷酮(2-pyrrolidinone)(2重量%)、脲(0.2重量％)、甘油(2,1重量％)、二甘醇(7.5重量％)和SURFYNOL104E(0.2重量％)配制。所述組合物還可任選地通過組合使用水(85重量％)、332-吡咯烷酮(2-pyrrolidinone)(2重量％)、甘油(2重量％)、二甘醇(2重量％)和異丙醇(5重量％)配制。在低溫下，根據(jù)本發(fā)明的包含含有金屬的顆粒的組合物可沉積和轉(zhuǎn)化為光伏導(dǎo)電部件，由此能夠使用多種具有相對低的熔融或者分解溫度的基底。根據(jù)本發(fā)明的特別有用的基底的類型包括聚氟化化合物、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂(包括玻璃填充環(huán)氧樹脂)、聚碳酸酯和許多其它聚合物。在一些實施方式中，基底也可包括基于纖維素的材料例如木材或紙、乙酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈、丁二烯(ABS)、柔性纖維板、無紡聚合織物、布、金屬箔和薄玻璃。特別優(yōu)選的基底包括p-硅晶片。光伏導(dǎo)電部件形成和性質(zhì)在沉積在基底上之后，對包含含有金屬的顆粒的組合物進行處理，使得所述組合物形成光伏導(dǎo)電部件的至少一部分。所述處理可包括多個步驟，或者可在單個步驟中發(fā)生，例如當(dāng)將所述組合物迅速加熱并保持在轉(zhuǎn)化溫度下足量時間以形成光伏導(dǎo)電部件時。可使用爐子、光源如熱燈和/或激光實現(xiàn)加熱。在光伏導(dǎo)電部件形成后，可對其進行后處理。例如，所存在的相的結(jié)晶度可例如通過激光處理而增加。所述后處理還可包括電子部件的清潔和/或封裝、或者其它改進。在一些實施方式中，形成光伏導(dǎo)電部件的處理包括將組合物加熱至約400°C~約100(TC例如約700°C~約IOO(TC、約400°C~約700。C的溫度以在基底上形成光伏導(dǎo)電部件。組合物在上述溫度下的加熱造成含有金屬的顆粒燒結(jié)，由此提供金屬性顆粒的逾滲網(wǎng)絡(luò)。因此，所得光伏部件不僅包含金屬性顆粒的逾滲網(wǎng)絡(luò)，而且包含陶瓷材料。在一些實施方式中，在包含例如鈍化層如p-硅晶片上的氮化硅層的層的基底上沉積光伏導(dǎo)電部件，其在所述組合物的加熱期間可被存在于含有金屬的顆粒上的陶瓷材料蝕刻。在這些實施方式中，所述光伏導(dǎo)電部件包括(a)與含硅基底電接觸的金屬性顆粒的逾滲網(wǎng)絡(luò)，所述金屬性顆粒包含金屬；和(b)陶瓷材料。本發(fā)明的組合物和方法提供形成具有比常規(guī)光伏導(dǎo)電部件中低的陶瓷含量的光伏部件的能力。在優(yōu)選實施方式中，所述陶瓷材料以小于5重量%例如小于3重量％、小于2重量％和小于1重量％的量存在于導(dǎo)電部件中。由于相當(dāng)?shù)偷奶沾珊?，本發(fā)明的組合物和方法提供形成相對于常規(guī)光伏導(dǎo)電部件具有改善的導(dǎo)電性的光伏導(dǎo)電部件的能力。例如，在一些示例性的優(yōu)選實施方式中，所述逾滲網(wǎng)絡(luò)的電阻小于5倍的金屬體電阻，例如小于3倍、小于2倍和小于1.5倍的金屬體電阻。在一些實施方式中，所述逾滲網(wǎng)絡(luò)具有小于8li^cm例如小于5pQ'cm或小于2|iQ'cm的電阻。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件具有大于l[im例如大于5(im的厚度。這樣的厚導(dǎo)電部件可例如通過多遍印刷所述組合物而形成。在其它實施方式中，所述導(dǎo)電部件具有約50nm~約l(am例如約50nm~約200nm和約100nm~約500nm的厚度。在一些實施方式中，所述導(dǎo)電部件包括一組指線和基本上相對于所述指線以直角沉積的集流線。當(dāng)使用一些印刷方法(例如，噴墨印刷方法)時，可形成具有相當(dāng)細的線寬的導(dǎo)電部件。在一些實施方式中，例如，平行的指線或者集流線或者兩者具有小于200pm例如小于lOO^im的寬度。本發(fā)明實施方式的光伏導(dǎo)電部件中所包含的金屬任選地選自銀、銅、金、釔、柏、鎳、鈷、鋅、鉬、鴒、和它們的合金。在一些實施方式中，金屬選自釕、鈦及其合金。對本發(fā)明實施方式的光伏導(dǎo)電部件中所包含的陶瓷材料進行選擇，所述陶瓷材料包括多種金屬氧化物的混合物，所述金屬氧化物例如選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的氧化物。在其它實施方式中，所述陶瓷材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。在另一些實施方式中，所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、鈣、鉍、和硼的至少一種元素的氧化物。在其它實施方式中，所述陶覺材料包括選自鉛、鍶、鈉、4丐、鉍、和硼的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。優(yōu)選地，所述金屬為4艮并且所述陶瓷材料為二氧化硅。用途取決于所使用的金屬和陶瓷，本文中所述的經(jīng)包覆的顆粒具有各種潛在的用途，包括在光學(xué)、電子、燃料電池以及上述光伏應(yīng)用中的用途。在一個實施方式中，本發(fā)明的經(jīng)包覆的顆粒的非限制性用途包括防偽和繪圖應(yīng)用，例如在2006年1月13日提交的美國序列號No.11/331,233、在2006年5月31日提交的美國序列號No.11/443,248、在2006年5月31日提交的美國序列號No.11/443,264、在2006年5月31日提交的美國序列號No.11/443,303、和在2006年5月31日提交的美國序列號No.l1/443,304中所描述的那些，將所有這些文獻引入本文作為參考。在另一個實施方式中，本發(fā)明的經(jīng)包覆的顆粒的非限制性用途包括它們在電子和能印刷的電子和顯示應(yīng)用中的用途，如在導(dǎo)體、電阻、電介質(zhì)、電容器等中的用途，在例如各種電路、太陽能電池板、等離子體電視機、蜂窩式電話、膝上型電腦等中的用途，如描述于例如在2006年5月31日提交的美國序列號No.11/443,131、在2006年1月13日提交的美國序列號No.11/331，231、在2006年1月13日提交的美國序列號No.11/331，186、在2006年1月13日提交的美國序列號No.ll/331，237、在2006年1月13日提交的美國序列號No.ll/331,190、在2006年1月13日提交的美國序列號No.11/331，239、在2006年1月13日提交的美國序列號No.11/331，187和在2002年10月4日提交的美國序列號No.10/265，179中的，將所有這些文獻引入本文作為參考。在又一個實施方式中，本發(fā)明的經(jīng)包覆的顆粒的非限制性用途包括它們作為用于燃料電池應(yīng)用的電催化劑的用途，例如在2006年1月10日提交的美國序列號No.11/328，147、在2003年4月16日提交的美國序列號No.10/417,417、在2005年3月15日提交的美國序列號No.11/081,768、在2005年3月15日提交的美國序列號No.11/081,765、和美國專利No.6,103,393、6,660,680和6,967,183中所描述的那些，將所有這些文獻引入本文作為參考?，F(xiàn)在將參照以下非限制性實施例進一步描述本發(fā)明。實施例1-8新癸酸銀和六曱基二硅氧烷(HMDS)以不同的量在曱苯中預(yù)混合以制造具有在5/95和98/2之間的各種Ag/Si02重量比的測試溶液(見下表1)。將各溶液分散在以40slpm流動的氧分散氣體中并且以10ml/分鐘的速率提供給與圖5-7中所示的反應(yīng)器類似的火焰噴射反應(yīng)器。反應(yīng)器的點火源為用以2slpm供給的曱烷和以4slpm供給的氧作燃料的引燃火焰，而燃燒器的燃料36由前體(新癸酸銀和六曱基二硅氧烷)和曱苯載體提供。此外，反應(yīng)器含有以200slpm提供的氧護套和以900slpm提供的氧淬火介質(zhì)。噴嘴頭直徑(圖5中的5)為0.5mm。所得產(chǎn)物收集在袋濾室(baghouse)過濾器上并且使用透射電子顯微鏡法(TEM)、掃描透射電子顯微鏡法(STEM)、準(zhǔn)電光散射(準(zhǔn)彈性光散射，QELS)和其它分析測量法分析。實施例4-8的產(chǎn)物的TEM和STEM分析的結(jié)果示于圖8-13中。出乎意料地發(fā)現(xiàn)，前體混合物中的Ag/Si02比顯著地影響最終產(chǎn)物的性質(zhì)。對于低的Ag/SiO2前體比(少于20重量y。銀)，所得產(chǎn)物由分開的Si02和Ag顆粒以及一些Ag/Si02復(fù)合顆粒的混合物組成。在較高的Ag/Si02前體比(大于或者等于60重量％Ag)時，產(chǎn)物出乎意料地呈現(xiàn)出具有包封在Si02覆層中Ag的小顆粒(2060nm)的獨特形態(tài)。如圖14中所示，QELS證明較高Ag/Si02比的產(chǎn)物具有中心在1OOnrn附近的相對窄的粒徑分布，并且基本上沒有大于約500nm的顆粒。還發(fā)現(xiàn)，可通過調(diào)節(jié)Ag/Si02比和處理條件控制Si02覆層的厚度和Ag顆粒的尺寸。覆層的層厚度和所需的Si02涂覆材料量之間的關(guān)系示于圖15(a)中。由于銀(10g/cm"和二氧化硅(2.2g/cm"之間的密度差異，因而需要很小的二氧化硅濃度以實現(xiàn)銀的基本上的覆蓋。這示于圖15(b)中，其中將復(fù)合Ag/Si02顆粒中的銀濃度對具有20nm重均粒徑的Ag核顆粒的覆層厚度作圖。在該實施例中，需要少于7%重量的Si02以在20nm銀顆粒上提供lnm粘附層(coherentlayer)。銀核顆粒的直徑越大，實現(xiàn)相同覆層的層厚度所需的二氧化硅量越少。圖16說明最終顆粒產(chǎn)物中的銀負載(以重量％計)對產(chǎn)物中銀的XRD微晶尺寸的影響。從圖16中看到，最終產(chǎn)物中Ag的XRD晶體尺寸隨著銀的重量％增加而增加。對于低于80%的銀負載，晶體尺寸〈10nm并且不被銀含量的增加顯著影響。在較高的負載(>80%)下，晶體尺寸強烈地取決于銀負載，對于99%銀負載，晶體尺寸增加至25nm。圖17說明最終顆粒產(chǎn)物中的銀負載(以重量％計)對最終顆粒產(chǎn)物的BET表面積的影響。圖17顯示，隨著銀的重量％從5%增加至60%,最終產(chǎn)物的比表面積僅略有變化。對于那些低的Ag負載，最終產(chǎn)物的性質(zhì)由Si02的性質(zhì)支配-因此通過BET測量的高的表面積。在較高的Ag負載下并且尤其是對于>80%的Ag負載，最終產(chǎn)物的性質(zhì)由銀的性質(zhì)支配，這導(dǎo)致通過BET測量的比表面積的顯著降低。圖18說明最終顆粒產(chǎn)物中的銀負載(以重量％計)對最終顆粒產(chǎn)物中的銀聚集體的尺寸的影響，并且顯示隨著銀負載從20重量％增加至98重量%，聚集體尺寸從約150nm略微降至約100nm。圖19說明最終顆粒產(chǎn)物中的銀負載(以重量％計)對最終顆粒產(chǎn)物的密度的影響，并且顯示隨著銀負載增加，所述密度趨于增加。圖20說明最終顆粒產(chǎn)物中的銀負載(以重量％計)對通過QELS測定的最終顆粒產(chǎn)物的平均粒徑的影響，并且顯示隨著銀負載從20重量％增加至98重量％，平均粒徑從約200nm降至約120nm。將各粉末產(chǎn)物配成基于水的油墨，其可容易地噴墨以產(chǎn)生具有表1中所示的反射性的印刷部件。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>實施例9使用與以上實施例1-8中相同的步驟制造Ag:Si02重量比為90:10、98:2、99:1和99.5:0.5的顆粒。前三種材料(90:10、98:2、99:1)可容易地分散在水中并且QEL，s測量顯示出~1OOnm的平均粒徑。然而，99.5:0.5材料不是易分散的并且QELS測量顯示存在大于100孩i米的顆粒以及約100nm的顆粒群。這暗示著以該方法制造的銀顆粒的一些被Si02所包覆，其防止它們的聚集。然而，其它Ag顆粒未充分地(或者根本未)覆有Si02,這導(dǎo)致它們聚集或者附聚成在分散時快速沉降的較大顆粒。圖21(a)和(b)顯示99.5:0.5材料TEM圖——些顆粒呈現(xiàn)覆有非常薄的Si02層，而其它的熔合在一起。實施例IO(對比)以下實施例描述兩種未導(dǎo)致產(chǎn)生經(jīng)包覆的金屬顆粒的金屬/金屬氧化物材料體系。新癸酸銀和乙基己酸鋅前體以不同的量在曱苯中預(yù)混合以制造具有在卯/10和95/5之間的各種Ag/ZnO重量比的測試溶液。將各溶液分散在以40slpm流動的氧分散氣體中并且以10ml/分鐘的速率提供給與圖5-7中所示的反應(yīng)器類似的火焰噴射反應(yīng)器。反應(yīng)器的點火源為用以2slpm供給的甲烷和以4slpm供給的氧作燃料的引燃火焰，而燃燒器的燃料由前體(新癸酸銀和乙基己酸鋅)和曱苯載體提供。此外，反應(yīng)器包括以200slpm提供的氧護套和以900slpm提供的氧淬火介質(zhì)。噴嘴頭直徑為0.5mm。所得產(chǎn)物收集在袋濾室過濾器上并且使用透射電子顯微鏡法(TEM)、掃描透射電子顯微鏡法(STEM)、準(zhǔn)電光散射(準(zhǔn)彈性光散射，QELS)和其它分析測量法分析。Ag/ZnO=90/10產(chǎn)物的TEM分析的結(jié)果示于圖22中。發(fā)現(xiàn)與Si02不同，ZnO未形成包封Ag顆粒的覆層/基體。TEM圖表明Ag顆粒熔合在一起，而沒有ZnO覆層將它們分開。相反，ZnO以獨立的較大晶體顆粒的形式出現(xiàn)。當(dāng)使用用于成功分散Ag/Si02的相同步驟將Ag/ZnO材料分散在水中時，該材料不容易分散并且通過QELS測得的粒徑〉3iim。這些Ag/ZnO顆粒沉降得非?？?。實施例11該實施例描述從廉價且容易獲得的前體制造Ag/Si02顆粒。將硝酸Ag和六曱基二硅氧烷(HMDS)在乙醇和乙二醇的混合物中預(yù)混合以制造具有在95:5和99:1之間和98/2的各種Ag/Si02重量比的溶液。將各溶液分散在以40slpm流動的氧分散氣體中并且以20ml/分鐘的速率提供給與圖5-7中所示的反應(yīng)器類似的火焰噴射反應(yīng)器。反應(yīng)器的點火源為用以2slpm供給的曱烷和以4slpm供給的氧作燃料的引燃火焰，而燃燒器的燃料由前體(硝酸銀和HMDS)和乙醇/乙二醇載體提供。此外，反應(yīng)器包括以200slpm提供的氧護套和以900slpm提供的氧淬火介質(zhì)。噴嘴頭直徑為0.5mm。所得產(chǎn)物收集在袋濾室過濾器上并且使用透射電子顯微鏡法(TEM)、掃描透射電子顯微鏡法(STEM)、準(zhǔn)電光散射(準(zhǔn)彈性光散射，QELS)和其它分析測量法分析。TEM分析的結(jié)果示于圖23中。從硝酸銀前體合成的所得Ag/Si02產(chǎn)物顯示出與使用新癸酸銀前體所制造的產(chǎn)物類似的獨特形態(tài)。如圖23中所示，由硝酸鹽制成的Ag/Si02由包封在Si02覆層中的Ag的小顆粒(2060nm)構(gòu)成。TEM圖表明，由硝酸鹽前體制得的產(chǎn)物的Si02覆層與由其它前體制得的產(chǎn)物的Si02覆層相比可稍微不太均勻。然而，使用AgN03前體制造的99:1和90:10Ag:SiO2兩者在水中均容易分散并且QELS測量顯示出140nm的平均尺寸。該混合物在靜置過夜后保持良好分散并且沒有明顯的沉淀。實施例12油墨1:通過Branson超聲角(horn)將銀-二氧化硅顆粒以10質(zhì)量％分散在水中。向該分散體添加相對于粉末質(zhì)量為約5質(zhì)量％的PVP(MW29000)。具有PVP的分散體通過超聲浴混合5分鐘。向分散體添加甘油且通過渦流混合器混合約1分鐘并且該油墨在超聲浴中混合10分鐘。最終組成為約9.0重量％銀-二氧化硅顆粒、0.5重量。/。PVP、9.9重量％甘油、80.6重量％水。油墨通過1.2)im玻璃微纖維針筒式濾器，然后通過1.5pm尼龍針筒式濾器過濾。實施例13油墨2A、B:用其它的濕潤劑代替甘油制造與1類似的油墨。對于油墨2A，使用1-吡咯烷酮代替甘油。最終組成為約9.9重量％銀-二氧化硅顆粒、0.4重量y。PVP、10.0重量％2-吡咯烷酮、79.7重量％去離子水。對于油墨2B，使用1，5-戊二醇代替甘油。最終組成為約9.9重量°/。銀-二氧化硅顆粒、0.4重量。/。PVP、10.0重量％1,5-戊二醇、79.7重量％去離子水。兩種油墨均用渦流混合器和超聲浴處理并且通過0.7(im玻璃針筒式濾器過濾。實施例14油墨3A:制造與油墨1類似的油墨。組成為約9.9重量％銀-二氧化硅顆粒、0.4重量。/oPVP、10.0重量％甘油、79.7重量％去離子水。各組分通過渦流混合器混合且然后在超聲浴中10分鐘。油墨通過0.7iim玻璃針筒式濾器過濾。實施例15油墨4:將預(yù)先用環(huán)氧乙烷官能化的硅氧烷(Gelest2-曱氧基(聚亞乙氧基)丙基三曱氧基硅烷)改性的銀-二氧化硅顆粒以20重量％的負載分散在pH=11.1的KOH水溶液中并且通過Branson超聲角分散。添加DLP-10表40面活性劑、水和甘油以制造可在壓電噴墨頭中使用的油墨。最終組成為約5.0重量％銀-二氧化硅顆粒、39.9重量％水、54.9重量％甘油、0.2重量％DLP-10以及一些小百分比的硅氧烷和KOH。在24.7。C下，該油墨呈現(xiàn)出8.6cP的粘度(通過用Brookfield粘度計測量)。在24.4°C下通過使用具有威廉米懸片(Wilhelmyplate)的KmssK-100張力計測力表面張力為34.7mN/m。該油墨用0.45(im聚偏二氟乙烯(PVDF)針筒式濾器過濾。實施例16油墨5:通過使用超聲角獲得在50重量％的相對高負載下的在水中的銀-二氧化硅顆粒分散體。向所述分散體添加相對于銀-二氧化硅顆粒粉末為約5重量％的PVP(29000MW)，渦流混合約1分鐘，并且在超聲浴中攪拌10分鐘。向該分散體中添加DLP-10和甘油以形成用于通過Dimatix噴墨頭沉積的油墨。最終組成為約44.3重量％銀-二氧化硅顆粒、8.9重量％甘油、0.2重量。/qDLP-10、2.3重量。/。PVP、和44.3重量％去離子水。在24.9。C下通過BrookfieldHVDVII+粘度計測得油墨的粘度為5.8cP。在23.3。C下使用威廉米懸片技術(shù)以KmssK100張力計測得的油墨的表面張力為34.4mN/m。通過溶解和滴定技術(shù)確定4艮負載，兩個測量值為45.1和45.2重量％《艮。實施例17油墨6:由銀-二氧化硅的55%重量的分散體制造與油墨5類似的高負載的油墨。在這種情況下，初始的分散體制得為60重量％銀-二氧化硅顆粒。添加相對于粉末為5重量％的PVP(29000MW)并且讓該分散體在50mL小瓶中沉淀48小時并且經(jīng)由注射器輕輕倒出以分離粒徑分布中最大的。該分散體通過若干0.7pm玻璃微纖維針筒式濾器過濾。該分散體用DLP-10和甘油改性。最終組成為約44重量％銀-二氧化硅顆粒、20.0重量％甘油、0.1重量。/。DLP-10、2.3重量。/。PVP和33.6重量％去離子水。在25.(TC下通過BrookfieldHVDVII+粘度計測得油墨的粘度為11.4cP。在23.2。C下使用威廉米懸片技術(shù)以KmssKlOO張力計測得的油墨的表面張力為34.9mN/m。以油墨密度杯測得油墨密度為1.82g/mL。實施例18老化實驗將具有PVP的含水的銀-二氧化硅顆粒分散體制成具有用于濕潤劑、表面活性劑和pH改性劑的各種其它添加劑的油墨。對油墨測試約16~21天和43~44天的老化特性。老化通過比較由在MalverZetasizer儀41器上準(zhǔn)彈性光散射得到的粒徑和在Accusizer上的大顆粒計數(shù)而表征。所選的主要濕潤劑為甘油、乙二醇和聚乙二醇(PEG200)。具有最佳老化特性的油墨為以聚乙二醇200作為濕潤劑的油墨。這些油墨未顯示出明顯的老化并且可與具有PVP帽(cap)的銀-二氧化硅分散體相比，而含有甘油和乙二醇的油墨經(jīng)由44~45天顯示顆粒生長。具有甘油、DLP-10和氨的組合的油墨是例外。DLP-10和較高pH的組合看起來使顆粒生長減緩。實施例19油墨7:基于上述老化結(jié)果，使用PEG-200作為濕潤劑配制油墨。SURFYNOL440用于降低油墨的表面張力。使用分散在水中的銀-二氧化硅顆粒的15.5重量％分散體配制油墨。最終配方為約8.27重量％銀-二氧化硅顆粒、0.41重量％29000MWPVP、0.36重量％SURFYNOL440、46.3重量％PEG200、和46.3重量％去離子水。在25.0°C下通過BrookfieldHVDVII+粘度計測得油墨的粘度為8.4cP。在室溫下，使用威廉米懸片技術(shù)以KmssK100張力計測得的油墨的表面張力為33.5mN/m。在室溫下以油墨密度杯測得油墨密度為1.17g/mL。油墨的pH為5.5。通過MalvernZetasizer測得的z均粒徑為133.8nm。>0.56|am/0.1mL的油墨的大顆粒計數(shù)為5.5x107并且〉1.0^m/0.1mL的計數(shù)為1.4x105。實施例20油墨8:使用具有較小粒徑分布和較少大顆粒計數(shù)的61.4重量％的較濃基礎(chǔ)分散體制造與7類似的油墨。通過MalvernZetasizer測得的分散體的z均粒徑為97.8nm。>0.56(im/0.1mL的分散體的大顆粒計數(shù)為7.9x106并且>1.0|am/0.1mL的計數(shù)為1.8x104。最終配方為約8.53重量％4艮-二氧化硅顆粒、0.43重量％29000MWPVP、0.36重量％SURFYNOL440、46.36重量o/0PEG200、和44.32重量％去離子水。在24.8°C下通過BrookfieldHVDV11+粘度計測得油墨的粘度為8.5cP。在室溫下使用威廉米懸片技術(shù)以KrussK100張力計測得的油墨的表面張力為33.95mN/m。在室溫下以油墨密度杯測得油墨密度為1.17g/mL。油墨的pH為5.8。通過MalvernZetasizer測得的z均粒徑為lOO.lnm?！?.56—0.lmL的油墨的大顆粒計數(shù)為7.8x106并且〉1.0(am/0.1mL的計數(shù)為1.6x104。實施例21油墨9:使用與用于油墨8相同的濃分散體作為用于油墨的基礎(chǔ)制造7和8的替換油墨。最終配方為約7.18重量％銀-二氧化硅顆粒、0.36重量％29000MWPVP、0.10重量y。SURFYNOL⑧440、55.82重量％甘油、和36.54重量％去離子水。在24.8°C下通過BrookfieldHVDVII+粘度計測得油墨的粘度為10.9cP。在室溫下使用威廉米懸片技術(shù)以KrussK100張力計測得的油墨的表面張力為31.92mN/m。在室溫下以油墨密度杯測得油墨密度為1.24g/mL。油墨的pH為3.95。通過MalvernZetasizer測得的z均粒徑為207.2nm。X).56)im/0.1mL的油墨的大顆粒計數(shù)為7.4x1()7并且〉l.(Hmi/0.1mL的計數(shù)為2.1xl07。粒徑數(shù)據(jù)代表在15天后所取的數(shù)據(jù)，其表明隨時間推移的老化。實施例22銀-二氧化硅顆粒用六曱基二硅氮烷(Dow6079)改性以賦予與有機溶劑的相容性。然后通過將瓶子浸在超聲浴中將官能化的顆粒以20重量％分散在曱乙酮(MEK)中。這產(chǎn)生了對于連續(xù)噴墨(CIJ)配料相容的具有媒介物的分散體。實施例23制備具有如下組成的納米尺寸(5500nm)玻璃粉顆粒玻璃A:8120355重量％;820323重量％;和Zn022重量。/。。這些顆粒具有120nm的平均粒徑并且是通過火焰噴射熱解制造的。玻璃A的TEM圖示于圖24中。玻璃B:Bi20380重量％;B2035重量％;ZnO5重量％;SrO5重量%;和Si025重量％。這些顆粒具有l(wèi)lOnm的平均粒徑并且是通過火焰噴射熱解制造的。銀-金屬氧化物復(fù)合物如下制備復(fù)合物A:Ag99重量％;和Si021重量％;復(fù)合物B:Ag99重量。/。；和玻璃Al重量。/。；及復(fù)合物C:Ag99重量。/。；和玻璃B1重量。/。。復(fù)合物A的TEM圖示于圖25中。復(fù)合物B納米顆粒的SEM圖示于圖26中。實施例24用于絲網(wǎng)印刷的銀糊如下制備糊A:Ag-二氧化硅85重量％;納米尺寸(5500nm)玻璃粉顆粒1重量%;聚合物分散劑(例如，聚醚和聚碳酸酯的共聚物)0.05重量％;和水/乙二醇13.95重量％。水與乙二醇的比例為50/50重量％。糊B:Ag-玻璃A(或B)80重量。/。+聚合物分散劑4重量％;樹脂(例如，在辟品醇中20重量％的乙基纖維素溶液)2重量％;和糊媒介物14重量％。在這種情況下，二甘醇單甲醚用作糊媒介物。糊配方根據(jù)期望的糊粘度而改變。雖然已參照具體實施方式描述和說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明適合于不必在本文中說明的變型。因此，為了確定本發(fā)明的真正范圍，那么應(yīng)單獨參照所附權(quán)利要求。權(quán)利要求1.形成光伏導(dǎo)電部件的方法，包括(a)將組合物沉積在基底的至少一部分上，其中所述組合物包含含有金屬的顆粒，該含有金屬的顆粒具有約10納米～小于500納米的初級粒徑并且含有連續(xù)或者非連續(xù)的陶瓷材料覆層；和(b)加熱所述組合物使得所述組合物形成光伏導(dǎo)電部件的至少一部分。2.權(quán)利要求1的方法，其中所述含有金屬的顆粒具有約10納米~約300納米的粒徑。3.權(quán)利要求1的方法，其中所述含有金屬的顆粒具有約10納米~約200納米的粒徑。4.權(quán)利要求1的方法，其中所述含有金屬的顆粒具有約10納米~約100納米的粒徑。5.權(quán)利要求1的方法，其中所述顆粒的尺寸分布使得至少90重量％的所述顆粒具有小于2pm的尺寸。6.權(quán)利要求1的方法，其中所述顆粒的尺寸分布使得至少90重量％的所述顆粒具有小于lpm的尺寸。7.權(quán)利要求6的方法，其中所述顆粒的尺寸分布使得至少1重量％的所述顆粒具有大于l(im的尺寸。8.權(quán)利要求6的方法，其中所述顆粒的尺寸分布使得至少5重量％的所述顆粒具有大于lpm的尺寸。9.權(quán)利要求l的方法，其中所述顆粒的金屬與陶瓷材料的體積比為至少9:1。10.權(quán)利要求1的方法，其中所述顆粒的金屬與陶資材料的體積比為至少19:1。11，權(quán)利要求1的方法，其中所述組合物包括在所述陶資材料的基體中的多個所述含有金屬顆粒的聚集體。12.權(quán)利要求ll的方法，其中所述聚集體具有小于500納米的粒徑。13.權(quán)利要求ll的方法，其中所述聚集體具有75納米200納米的粒徑。14.權(quán)利要求ll的方法，其中所述聚集體包含每個聚集體平均少于20個的所述含有金屬的顆粒。15.權(quán)利要求11的方法，其中所述聚集體包含每個聚集體平均少于5個的所述含有金屬的顆粒。16.權(quán)利要求l的方法，其中所述金屬選自銀、銅、金、鈀、鉬、鎳、鈷、鋅、鉬、鴒、以及它們的合金。17.權(quán)利要求l的方法，其中所述金屬選自釕、鈦、以及它們的合金。18.權(quán)利要求1的方法，其中所述陶資材料包括多種金屬氧化物的混合物。'19.權(quán)利要求l的方法，其中所述陶瓷材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的氧化物。20.權(quán)利要求l的方法，其中所述陶瓷材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。21.權(quán)利1的方法，其中所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、4丐、鉍和硼的至少一種元素的氧化物。22.權(quán)利1的方法，其中所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、釣、鉍和硼的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。23.權(quán)利要求1的方法，其中所述金屬包括銀并且所述陶乾材料包括二氧化硅。24.權(quán)利要求1的方法，其中所述沉積選自平版印刷、凹版印刷、柔性版印刷、光圖案化印刷、按需噴墨印刷、注射器印刷和氣溶膠噴射。25.權(quán)利要求l的方法，其中所述沉積包括絲網(wǎng)印刷。26.權(quán)利要求l的方法，其中所述沉積包括直接寫入印刷。27.權(quán)利要求l的方法，其中所述沉積包括噴墨印刷。28.權(quán)利要求l的方法，其中所述加熱包括將所述組合物加熱至約400°C~約100(TC的溫度以在所述基底上形成光伏導(dǎo)電部件。29.權(quán)利要求l的方法，其中所述加熱包括將所述組合物加熱至約700°C~約100(TC的溫度以在所述基底上形成光伏導(dǎo)電部件。30.權(quán)利要求1的方法，其中所述加熱包括將所述組合物加熱至約400°C~約700。C的溫度以在所述基底上形成光伏導(dǎo)電部件。31.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)電部件具有大于ljam的厚度。32.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)電部件具有大于5pm的厚度。33.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)電部件具有約50nm~約lpm的厚度。34.權(quán)利要求l的方法，其中所述導(dǎo)電部件具有約50nm~約200nm的厚度。35.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)電部件具有約100nm約500nm的厚度。36.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)電部件包括一組指線和基本上相對于所述指線以直角沉積的集流線。37.權(quán)利要求1的方法，其中平行的指線或者集流線或者兩者具有小于200(am的寬度。38.權(quán)利要求1的方法，其中平行的指線或者集流線或者兩者具有小于100^im的寬度。39.權(quán)利要求l的方法，其中所述組合物包含分散劑。40.權(quán)利要求39的方法，其中所述分散劑選自聚丙烯酸的銨鹽或者鈉鹽；苯乙烯丙烯酸類聚合物；稠合萘磺酸鹽；聚合的烷基萘磺酸；EO-PO-EO嵌段共聚物的磷酸酯；和EO-PO-丙烯酸類聚合物。41.權(quán)利要求39的方法，其中所述分散劑包括PVP。42.權(quán)利要求1的方法，其中所述組合物具有大于約5000cP的粘度。43.權(quán)利要求l的方法，其中所述組合物具有小于約lOOcP的粘度。44.權(quán)利要求1的方法，其中所述組合物具有約50cP約300cP的粘度。45.權(quán)利要求l的方法，其中所述組合物具有約20達因/cm約60達因/cm的表面張力。46.權(quán)利要求1的方法，其中所述組合物具有約20達因/cm約40達因/cm的表面張力。47.權(quán)利要求1的方法，其中所述含有金屬的顆粒用一種或者多種官能團官能化。48.權(quán)利要求47的方法，其中官能團包括硅烷。49.權(quán)利要求48的方法，其中所述硅烷包括六曱基二硅氮烷。50.權(quán)利要求47的方法，其中所述官能團包括硅氧烷。51.權(quán)利要求50的方法，其中所述硅氧烷包括環(huán)氧乙烷官能的硅氧烷。52.權(quán)利要求50的方法，其中所述硅氧烷包括Gelest2-曱氧基(聚亞乙4氧基)丙基三曱氧基硅烷。53.光伏導(dǎo)電部件，包括(a)與含硅基底電接觸的金屬性顆粒的逾滲網(wǎng)絡(luò)，所述金屬性顆粒包括金屬；和(b)陶瓷材料，其量小于5重量％,其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)的電阻小于金屬體電阻的5倍。54.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料的量小于3重量％。55.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料的量小于2重量％。56.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料的量小于1重量％。57.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)的電阻小于金屬體電阻的3倍。58.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)的電阻小于金屬體電阻的2倍。59.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)的電阻小于金屬體電阻的1.5倍。60.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)具有小于8pacm的電阻。61.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)具有小于5fiQ.cm的電阻。62.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述逾滲網(wǎng)絡(luò)具有小于2|iQ.cm的電阻。63.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述金屬選自銀、銅、金、釔、柏、鎳、鈷、鋅、鉬、鴒、以及它們的合金。64.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述金屬選自4了、鈦、以及它們的合金。65.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料包括多種金屬氧化物的混合物。66.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的氧化物。67.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料包括選自硅、鋅、鋯、鋁、鈦、釕、錫和鈰的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。68.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、4丐、鉍和硼的至少一種元素的氧化物。69.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述陶瓷材料包括選自鉛、鍶、鈉、《丐、鉍、和硼的至少一種元素的兩種或者更多種氧化物。70.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述金屬包括銀并且所述陶資材料包括二氧化硅。71.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述導(dǎo)電部件具有大于lpm的厚度。72.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述導(dǎo)電部件具有大于5|im的厚度。73.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述導(dǎo)電部件具有約50nm~約lpm的厚度。74.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述導(dǎo)電部件具有約50nm約200nm的厚度。75.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述導(dǎo)電部件具有約100nm約500nm的厚度。76.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中所述導(dǎo)電部件包括一組指線和基本上相對于所述指線以直角沉積的集流線。77.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中平行的指線或者集流線或者兩者具有小于200(im的寬度。78.權(quán)利要求53的導(dǎo)電部件，其中平行的指線或者集流線或者兩者具有小于100(am的寬度。全文摘要描述了光伏導(dǎo)電部件和形成光伏導(dǎo)電部件的方法。所述方法包括(a)將組合物沉積在基底的至少一部分上，其中所述組合物包含具有約10納米～小于500納米的初級粒徑并且包括連續(xù)或者非連續(xù)的陶瓷材料覆層的含有金屬的顆粒；和(b)加熱所述組合物使得所述前體組合物形成光伏導(dǎo)電部件的至少一部分。所述含有金屬的顆粒優(yōu)選通過火焰噴射制造。文檔編號H01L31/0224GK101501864SQ200780029998公開日2009年8月5日申請日期2007年6月19日優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日發(fā)明者喬治·P·福圖,托伊沃·T·柯達斯,米奧德拉格·奧爾杰卡,金亨洛,馬克·H·科瓦爾斯基,馬克·J·漢普登-史密斯申請人:卡伯特公司