重量%、或2至5重量%的Si02;
[0083] 0.1至4重量%、0.25至3重量%、或0.5至1.5重量%的1'1〇2;
[0084] 0. 1至5重量%、0. 5至4重量%、或1至3重量%的AI2O3;
[0085] 0. 1至30重量%、0. 25至20重量%、或3至15重量%的Ag2〇 ;
[008引 0. 1至15重量%、0. 5至10重量%、或1至5重量%的叫03;
[0087] 0.1至4重量%、0.25至3重量%、或0.5至1.5重量%的口2〇5;
[008引 0. 1至5重量%、0. 2至3重量%、或0. 3至2. 5重量%的叫0 ;和
[0089] 0. 1至7重量%、0.25至4重量%、或0.5至3重量%的化2〇。
[0090] 在一些實(shí)施例中,可W用K2〇、Cs2〇或化2〇W類似的陽(yáng)離子百分比置換一些或所有 的Li2〇或Na2〇,得到性質(zhì)類似于上面列出的組合物的堿±金屬棚蹄氧化物組合物。
[0091] 在其它實(shí)施例中,本發(fā)明的糊料組合物的堿±金屬棚蹄氧化物包含:
[0092] 5至35、或10至30、或15至25陽(yáng)離子%的堿±金屬;
[0093] 25至70、或30至65、或35至60陽(yáng)離子%的Te;或
[0094] 7. 5至40、或10至40、或20至40陽(yáng)離子%的B。
[0095] 在其它實(shí)施例中,本發(fā)明的糊料組合物的堿±金屬棚蹄氧化物包含W下或基本上 由W下組成:
[0096] 25至72陽(yáng)離子%的了6;
[0097] 5至45陽(yáng)離子%的6;
[0098] 0至30陽(yáng)離子%的Ca;
[0099] 0至30陽(yáng)離子%的Ba;
[0100] 0至30陽(yáng)離子%的5。
[OW]0至10陽(yáng)離子%的Mg;
[0102] 0至25陽(yáng)離子%的Li;
[010引 0至25陽(yáng)離子%的化;
[0104] 0至10陽(yáng)離子%的Si;
[0105] 0至12陽(yáng)離子%的化訊
[0106] 0至10陽(yáng)離子%的11,加上附帶的雜質(zhì),
[0107] 條件是Ba+Sr+化陽(yáng)離子的含量為至少5陽(yáng)離子%。在另一個(gè)實(shí)施例中,前述組合 物包含至少2陽(yáng)離子%的Li。
[0108] 在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明的糊料組合物的堿±金屬棚蹄氧化物包含W下或基本 上由W下組成:
[0109] 32至67陽(yáng)離子%的Te;
[0110] 10至35陽(yáng)離子%的6;
[0111] 0至20陽(yáng)離子%的化;
[011引0至20陽(yáng)離子%的83;
[0113] 0至20陽(yáng)離子%的Sr;
[0114] 0至7. 5陽(yáng)離子%的Mg;
[0115]2至20陽(yáng)離子%的Li;
[011引0至20陽(yáng)離子%的化;
[0117] 0至10陽(yáng)離子%的Si;
[0118] 0至7. 5陽(yáng)離子%的化訊
[0119] 0至7.5陽(yáng)離子%的1'1,加上附帶的雜質(zhì),
[0120] 條件是Ba+Sr+化陽(yáng)離子的含量為至少5陽(yáng)離子%。
[0121] 在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明的糊料組合物的堿±金屬棚蹄氧化物包含W下或基本 上由W下組成:
[0122] 42至62陽(yáng)離子%的Te;
[0123] 15至30陽(yáng)離子%的6;
[0124] 5至15陽(yáng)離子%的化;
[012引 5至15陽(yáng)離子%的83;
[0126] 0至15陽(yáng)離子%的Sr;
[0127] 0至5陽(yáng)離子%的Mg;
[0128] 5至15陽(yáng)離子%的Li;
[0129] 5至15陽(yáng)離子%的化;
[0130] 0至5陽(yáng)離子%的Si;
[0131] 0至5陽(yáng)離子%的化;
[0132] 0至5陽(yáng)離子%的11,加上附帶的雜質(zhì),
[013引條件是Ba+Sr+化陽(yáng)離子的含量為至少5陽(yáng)離子%。
[0134] 在其它實(shí)施例中,本發(fā)明的糊料組合物的堿±金屬棚蹄氧化物包含W下或基本上 由W下組成:
[0135] 35至50陽(yáng)離子%的了6;
[0136] 25至35陽(yáng)離子%的6;
[0137] 10至25陽(yáng)離子%的Mg、化、Ba、銅系元素中的至少一種或它們的混合物;
[013引 4至20陽(yáng)離子%的Li、化中的至少一種或它們的混合物;
[0139] 0至12陽(yáng)離子%的化;
[0140] 0至20陽(yáng)離子%的4徑;和
[014U0至10陽(yáng)離子%的化、化、Fe、Ti中的至少一種或它們的混合物,
[0142] 加上附帶的雜質(zhì)。
[0143] 在其它實(shí)施例中,本發(fā)明的糊料組合物的堿±金屬棚蹄氧化物包含W下或基本上 由W下組成:
[0144] 35至45陽(yáng)離子%的了6;
[0145] 20至35陽(yáng)離子%的6;
[0146] 5至15陽(yáng)離子%的Ba、化中的至少一種或它們的混合物;
[0147] 4至16陽(yáng)離子%的Li、化中的至少一種或它們的混合物;
[014引 0至8陽(yáng)離子%的化;
[014引 0至20陽(yáng)離子%的Ag;和
[0150] 0至5陽(yáng)離子%的化、化、Fe、Ti中的至少一種或它們的混合物,
[0151] 加上附帶的雜質(zhì)。
[0152] 玻璃化學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到,任何前述的堿±金屬棚蹄氧化 物材料組合物,無(wú)論是通過(guò)其組成氧化物的重量百分比還是陽(yáng)離子百分比指定的,均可替 代地通過(guò)由不同的組分W規(guī)定量提供所需的陰離子和陽(yáng)離子來(lái)制備,所述不同的組分當(dāng)混 合并賠燒時(shí)產(chǎn)生相同的總成分。例如,在各種實(shí)施例中,磯可由P2〇e提供,或者替代地由在 加熱時(shí)分解產(chǎn)生P2〇e的合適有機(jī)或無(wú)機(jī)磯酸鹽提供,或者由金屬磯酸鹽提供,其中的金屬 也是最終材料的所需組分。技術(shù)人員還將會(huì)認(rèn)識(shí)到,在制備易烙材料的過(guò)程期間可能會(huì)釋 放出一定部分的揮發(fā)性物質(zhì),例如二氧化碳。
[0153] 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是,可W通過(guò)已知的分析方法來(lái)表征堿上金屬棚蹄氧化物 (諸如通過(guò)本文描述的烙融技術(shù)制備的堿±金屬棚蹄氧化物),該些方法包括但不限于:電 感禪合等離子體發(fā)射光譜(ICP-E巧、電感禪合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AE巧等。此 夕F,可W使用W下示例性技術(shù);X射線巧光光譜狂RF)、核磁共振光譜(NMR)、電子順磁共振 光譜巧PR)、穆斯堡爾(Mossbauer)光譜、電子微探針能量色散光譜巧DS)、電子微探針波長(zhǎng) 色散譜(WD巧和陰極發(fā)光(CL)。技術(shù)人員可基于用此類分析方法所獲得的結(jié)果計(jì)算出可被 加工W產(chǎn)生特定易烙材料的起始組分的百分比。
[0154] 本文描述的包括表I、IV、VI、VIII、X和XII中所列組成的堿±金屬棚蹄氧化物材 料的實(shí)施例不是限制性的;玻璃化學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可預(yù)期少量地替換另外的成分并 且基本上不改變堿±金屬棚蹄氧化物組合物的所需性質(zhì),包括其與基板及在基板上的任何 絕緣層的相互作用。
[0巧5] 如使用化ribaLA-910分析儀所測(cè)定,本發(fā)明組合物中的堿±金屬棚蹄氧化物材 料的中值粒度可W在約0. 5至10ym、或約0.8至5ym、或約1至3ym的范圍內(nèi)。
[0156] 在一個(gè)實(shí)施例中,可W通過(guò)常規(guī)的玻璃制造技術(shù)和設(shè)備來(lái)制備堿±金屬棚蹄氧化 物。對(duì)于本文所提供的示例,將該些成分稱重并W所期望的比例混合并且在加熱爐中的 銷合金相蝸中加熱。可W將各成分加熱至峰值溫度(例如,800°C至1400°C、或1000°C至 1200°C)并保持一段時(shí)間,使得材料形成基本上是液體且均勻的烙體(例如,20分鐘至2 小時(shí))。任選地?cái)埌柙摾芋w,間歇地或連續(xù)地?cái)埌?。在一個(gè)實(shí)施例中,烙融工藝導(dǎo)致如下材 料,其中組分化學(xué)元素在原子水平上完全混合。然后通常將烙融的材料W任何合適的方式 澤火,所述方式包括但不限于使其在反轉(zhuǎn)不誘鋼漉之間穿過(guò)W形成0. 25至0. 50mm厚的板 片、通過(guò)將其傾倒到厚的不誘鋼鋼板上、或通過(guò)將其傾倒到水或其它澤滅流體中。然后研磨 所得顆粒W形成粉末或玻璃料,它們通??删哂?. 2至3. 0ym的ds。。
[0157] 其它制備技術(shù)也可用于本發(fā)明的堿±金屬棚蹄氧化物材料。此類材料制備領(lǐng)域的 技術(shù)人員因此可利用另選的的合成技術(shù),包括但不限于在非貴金屬相蝸中烙融、在陶瓷相 蝸中烙融、溶膠-凝膠、噴霧熱解、或適用于制備粉末形式的玻璃的其它技術(shù)。
[0158] 技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到,原材料的選擇可能會(huì)無(wú)意中包括雜質(zhì),所述雜質(zhì)可能是在 處理期間滲入到堿±金屬棚蹄氧化物材料里的。例如,該些附帶雜質(zhì)的存在范圍可W是 百萬(wàn)分之?dāng)?shù)百至數(shù)千。通常在本文所用的工業(yè)材料中出現(xiàn)的雜質(zhì)是普通技術(shù)人員已知的。
[0159] 雜質(zhì)的存在將不會(huì)實(shí)質(zhì)上改變堿±金屬棚蹄氧化物本身、用堿±金屬棚蹄氧化物 制成的糊料組合物、或使用糊料組合物制造的賠燒器件的性質(zhì)。例如,利用了使用本發(fā)明的 糊料組合物制成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池可具有本文所述的效率,即使該組合物包含雜質(zhì) 也是如此。
[0160] 據(jù)信用于本發(fā)明組合物中的堿±金屬棚蹄氧化物有助于在賠燒期間通常存在于 娃半導(dǎo)體晶片上的氧化物或氮化物絕緣層的部分或完全穿透。如本文所述,該種至少部分 穿透可有利于在使用本發(fā)明組合物制造的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與下面的光伏器件結(jié)構(gòu)的娃半導(dǎo)體之 間形成有效的高機(jī)械強(qiáng)度的電接觸。
[0161] 本發(fā)明的糊料組合物中的堿±金屬棚蹄氧化物材料可任選地包含多種單獨(dú)的易 烙物質(zhì),諸如一種或多種玻璃料,或具有另外的玻璃料材料的基本上結(jié)晶的材料。在一個(gè)實(shí) 施例中,選擇第一易烙子組分W便其能夠快速蝕刻絕緣層,諸如通常存在于光伏電池的前 表面上的;進(jìn)一步地,第一易烙子組分可具有強(qiáng)蝕刻力和低粘度。任選地包括第二易烙子 組分W緩慢地與第一易烙子組分共混從而改變化學(xué)活性。優(yōu)選地,該組合物使得絕緣層部 分地被除去,但不侵害下面的發(fā)射極擴(kuò)散區(qū)域;如果腐蝕作用無(wú)阻礙地進(jìn)行下去,所述侵害 將使該器件產(chǎn)生分路。此類易烙材料的特征可在于具有足夠高的粘度W提供穩(wěn)定的制造窗 口,從而除去絕緣層而不損傷半導(dǎo)體基板的擴(kuò)散的p-n結(jié)區(qū)域。理想的是,賠燒過(guò)程導(dǎo)致基 本上完全除去絕緣層而不與下面的Si基板進(jìn)一步組合或形成大量的不導(dǎo)電或?qū)щ娦暂^差 的內(nèi)含物。 陽(yáng)16引 C.件洗的氧化物添加劑
[0163] 如上所述,本發(fā)明的糊料組合物中可包含任選的氧化物作為離散添加劑,諸如W 下中的一種或多種的氧化物或在加熱時(shí)形成此類氧化物的物質(zhì);A1、Li、化、K、化、Cs、Mg、 Ca、Sr、Ba、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Si、Mo、Hf、Ag、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Se、 尺11、81、?、¥、1^3、或它們的混合物??蒦將氧化物添加劑^從供應(yīng)商得到時(shí)的粉末形式滲入 糊料組合物中,或者可W將粉末研磨或礙磨到較小的平均粒度??衫萌魏纬叽绲念w粒,只 要它們能夠滲入到本發(fā)明的糊料組合物中并提供其所需的功能即可。在一個(gè)實(shí)施例中,糊 料組合物包含至多5重量%的離散的氧化物添加劑。
[0164] 可利用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何尺寸減小方法來(lái)將粒度減小至所期望的水 平。此類方法包括但不限于在存在或不存在溶劑的情況下進(jìn)行球磨、介質(zhì)研磨、射流研磨、 振動(dòng)研磨等。如果使用溶劑,則水為優(yōu)選的溶劑,但也可利用其它溶劑,諸如醇、酬、和芳族 化合物。如果需要,可將表面活性劑添加到溶劑中W有助于顆粒的分散。
[0165] II.有化裁體
[0166] 本發(fā)明的組合物的無(wú)機(jī)組分通常與有機(jī)載體混合W形成被稱為"糊料"或"墨"的 相對(duì)粘稠的材料,其所具有的稠度和流變性使其適用于印刷工藝,包括但不限于絲網(wǎng)印刷。 所述混合通常是用機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行的,并且該些組分可W任何順序進(jìn)行組合,只要它們均勻 地分散即可,并且最終制劑所具有的特性使得其在最終使用期間可被成功地應(yīng)用。
[0167] 在本發(fā)明的組合物中可W將許多種惰性材料混合在有機(jī)介質(zhì)中,包括但不限于惰 性的非水性液體,其可W含有或可W不含增稠劑、粘合劑或穩(wěn)定劑。所