CN101932663A - 导电油墨 - Google Patents

导电油墨 Download PDF

Info

Publication number
CN101932663A
CN101932663A CN2009801036205A CN200980103620A CN101932663A CN 101932663 A CN101932663 A CN 101932663A CN 2009801036205 A CN2009801036205 A CN 2009801036205A CN 200980103620 A CN200980103620 A CN 200980103620A CN 101932663 A CN101932663 A CN 101932663A
Authority
CN
China
Prior art keywords
printing ink
metal
substrate
electrically conductive
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801036205A
Other languages
English (en)
Inventor
I·卡斯蒂罗
X·高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of CN101932663A publication Critical patent/CN101932663A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

描述了一种基本上不含玻璃料的导电油墨，以及具有由基本上不含玻璃料的导电油墨形成的导电网格线的光电池。本发明的实施方式的导电油墨适于粘合到基片的表面上，并且在焙烧后形成固体金属氧化物相，并使导电物质在所述基片上形成导电体。在另外的实施方式中，所述导电油墨能渗透位于基片表面上的防反射涂层。根据一个或多个实施方式，所述导电油墨含有多种在焙烧后形成固体金属氧化物相的金属有机组分以及导电物质。在其他实施方式中，所述导电油墨含有多种前体，所述前体包括一种或多种在焙烧或加热后形成导电元素的前体。

Description

导电油墨
技术领域
本发明的实施方式涉及基本上不含玻璃料的导电油墨，以及具有由基本上不含玻璃料的导电油墨形成的导电网格线的光电池。
背景技术
导电油墨或膏用于在诸如硅的基片表面上形成金属接点，如银网格线和汇流条。这种基片可用于太阳能电池或者光电池中，当来自日光的光子将半导体中的电子从价带激发至导带时，所述电池能将太阳能转化成电能。流入导带的电子被金属接点收集。目前工业中的晶体硅太阳能电池典型地涂覆有防反射涂层，以提高其光吸收性，从而提高电池效率。但是，防反射涂层也通过阻止电子从基片转移至金属接点而起绝缘体的作用。所述防反射涂层通常含有氮化硅、二氧化钛或二氧化硅。
导电油墨典型地含有玻璃料、金属粒子或导电物质，以及有机介质。所述金属粒子，通常为银粒子，在形成金属接点之后，能提供导电性，并起到集电器的作用。为了形成金属接点，将导电油墨印刷到基片上。然后，将基片在约650℃～约950℃的温度范围内焙烧。在大多数情况下，需要采用烧结助剂，这是因为所用的焙烧温度要低于银和硅的低共熔点，以及银的熔点。此外，所述导电油墨应当渗透过防反射涂层，从而形成与基片具有欧姆接触的金属接点。
常规导电膏中含有玻璃料，这有助于将金属粒子烧结到基片上，以及改善所形成的金属接点和基片之间的粘合性以及欧姆接触。取决于其配方，当在约300℃～600℃的温度下焙烧时，玻璃料能液化。当玻璃料液化时，其倾向于流向金属粒子或银粒子与位于基片上的防反射涂层之间的界面。熔融的玻璃将防反射涂层物质以及一些银和基片溶解。一旦温度降低，熔融的银以及熔化或溶解的基片由液相重结晶。其结果是，一些银晶体能渗透过防反射层，并与基片形成欧姆接触。该方法被称为“烧渗法(fire-through)”，其有利于形成低接触电阻，以及在银和基片之间获得更强的粘合。
如本文将要讨论的那样，据信玻璃料不是用于烧渗法的理想材料，因此存在提供替代材料的需要。在C.J.Sabo等人的标题为“Silver Thick Film Metallization for Photovoltaics Fired at 300℃”的论文(本文称之为“Sabo论文”)中，论述将金属有机物在不含玻璃料的导电油墨中的应用。Sabo论文具体讨论了在待丝网印刷至硅晶片上以形成网格线的导电膏或油墨中采用银金属有机组分，如新癸酸银。Sabo论文的摘要声称，将印刷的油墨施加到硅晶片或太阳能电池上，在65℃下干燥30分钟，并在300℃的最高温度下焙烧70分钟。
因此，一直需要提供其他玻璃料替代品以用于导电油墨中，其能有助于烧结、降低光电应用中的电阻率、还具有促进经由防反射涂层的粘合和欧姆接触的能力。
发明简述
根据本发明的一个方面，提供了导电油墨，所述油墨采用了在焙烧工艺过程中能提供与玻璃料相似的作用的蚀刻剂。具体地，本发明的一个或多个实施方式涉及一种导电油墨，其含有多种金属有机组分和导电物质，其中所述金属有机组分在焙烧或加热后形成固体金属氧化物相。在至少一个实施方式中，所述导电油墨基本上不含玻璃料。本申请通篇所用的术语“基本上不含玻璃料”是指含有少于约1wt％的玻璃料。此外，本申请通篇所用的术语“膏”和“油墨”可互换使用。
尽管本发明不应受限于理论，但是据信玻璃料不是用于烧渗法的理想材料，因为玻璃不是导电材料。特别地，玻璃往往会覆盖金属接点-基片界面处的银晶体。此外，玻璃会形成绝缘相，并干扰电子流动。采用喷墨印刷法施加含有玻璃料的导电油墨也可能会带来问题，因为玻璃料的粗颗粒会阻塞或堵塞零件。
根据本发明的一个或多个实施方式，所述导电油墨可基本上不含玻璃料，并且也不采用导电物质，而是采用多种前体，其中一种或多种所述前体在焙烧后形成固体金属氧化物相以及一种或多种导电金属元素。
在本发明的一个实施方式中，在不存在玻璃料的情况下，在施加到基片上之后，导电油墨适于粘合到所述基片的表面上。在另一个实施方式中，在焙烧后，所述导电油墨适于分解所述金属有机组分和任何其他有机介质，从而形成固体金属氧化物相，并使导电物质在基片上形成导电体。根据另一个实施方式，在焙烧或加热后，具有多种前体的导电油墨适于分解所述前体和任何有机介质，形成固体氧化物相，并使生成的一种或多种导电金属元素在基片上形成导电体。
当将一个或多个实施方式的导电油墨施加到位于基片上的防反射涂层上时，所述导电油墨能渗透防反射涂层，从而与基片形成欧姆接触。
在另一个实施方式中，所述导电油墨使用了诸如银粉的导电物质。在另一个实施方式中，用于导电油墨中的导电物质能在高于约500℃的温度下烧结。
在一个或多个实施方式中，所述金属有机组分以少于约40wt％的量存在于导电油墨中。在另一个实施方式中，所述多种前体以少于约90wt％的量存在于导电油墨中。一个或多个实施方式的金属有机组分和/或前体含有一种或多种选自第IIIA族、IVA族、VA族、钛、钒或锌的金属元素。更具体的实施方式使用了含有选自硼、铝、硅、铋、锌、钒或钛的金属元素的金属有机组分和/或前体。
根据本发明的另一个实施方式，所述导电油墨还可含有一种或多种含磷化合物、包括金属氧化物的改性剂和/或胶体金属悬浮液。
本发明的另一个方面涉及一种光电池，其包括半导体基片、防反射涂层以及由基本上不含玻璃料的导电油墨形成的导电网格线。在一个实施方式中，所述导电油墨包括有机介质、导电物质和多种金属有机组分。在另一个实施方式中，所述导电油墨包括一种或多种能在焙烧后形成一种或多种导电金属元素的前体。此外，将用于所述光电池的一个实施方式中的导电油墨进行焙烧，从而形成具有金属氧化物相和导电物质的网格线，并对其进行处理以除去有机介质，并烧结导电物质。用于另一个实施方式中的导电物质为银粉和/或能在高于约500℃的温度下烧结。在另一个实施方式中，所述导电油墨位于防反射涂层之上，并且能渗透所述防反射涂层，从而与基片形成欧姆接触。在一个或多个实施方式中，其上沉积有导电油墨的防反射涂层表现出妨碍载流子在电路中迁移的高电阻率。
上文对本发明的某些特征和技术优点进行了相当宽泛的概述。本领域技术人员应当知晓，所公开的具体实施方式可很容易地被用作改变或设计处于本发明范围之内的其它结构或方法的基础。本领域技术人员还应当认识到，这种等同结构并未偏离在所附的权利要求书中阐明的本发明精神和范围。
发明详述
在对本发明的若干示例性的实施方式进行描述之前，应当理解的是，本发明并不局限于下文描述中所阐述的结构或工艺步骤的细节。本发明也可为其它实施方式的形式，并且能以各种方式进行实践或实施。
本发明的各方面含有导电物质和/或前体，以形成基本上不含玻璃料的导电油墨，现在将对其进行更详细地描述。前体可为焙烧后形成导电金属元素的无机前体如金属盐(例如硝酸银)或金属有机组分。
前体
某些实施方式未使用导电物质，而是使用了焙烧后形成一种或多种导电金属元素的前体。本发明所用的术语“导电金属元素”包括铜、银、金、铂和/或其他贵金属及其组合。一个或多个实施方式采用了导电物质和形成导电金属元素的前体二者。
对薄膜应用而言，焙烧后形成导电金属元素的前体可用于形成不含金属粒子的油墨。尽管本发明不应受限于理论，但是据信不含粒子的油墨或者未采用导电物质的油墨，能防止在通过直接印刷(如喷雾或喷墨印刷法)施加导电油墨的过程中可能产生的团聚问题。
金属有机组分
本发明的一个或多个实施方式包括导电油墨，所述导电油墨含有多于一种的金属有机物前体。一般地，金属有机物是含有金属原子的化合物，包括金属羧酸盐如新癸酸盐、乙酸盐和丙酸盐，金属醇盐和金属络合物，其微溶于水或者不溶于水。金属有机物也可含有任意芳族或脂族基团，当有机部分由衍生自树脂或其它天然产物的基团构成时，其有时也被称为金属树脂酸盐。其它适当的金属有机物前体包括金属硫醇盐。用于一个或多个实施方式中的金属有机组分可含有多于一种的金属原子。
一种或多种导电油墨使用的金属有机组分的例子包括如下物质的组合：硼金属有机物、铝金属有机物、硅金属有机物、铋金属有机物、锌金属有机物和钒金属有机物。有时，将金属有机物和有机金属化物定义为两类物质。本申请中通篇所用的术语“金属有机物”包括金属有机物和有机金属化物二者。
尽管本发明不应受限于理论，但是据信在焙烧后，所述金属有机组分会分解，并且有机部分会从油墨中除去。另外，能产生金属或金属合金或氧化物混合物。焙烧后产生的固体物质的量被称作“以重量百分比计的金属有机组分的固含量”。根据一个或多个实施方式，所述金属有机组分应当以足以产生至少0.5wt％的固含量的量存在于所述油墨中。其它实施方式含有具有至少2～3wt％的固含量的金属有机组分。不受理论所限制，据信与在导电油墨中采用玻璃料类似，由金属有机组分产生的固体物质的量会影响导电油墨在基片上形成导电体或者与基片形成欧姆接触的能力。因此，这种能力会促进含有所述导电油墨的器件如半导体、光电池或汽车玻璃的性能。如本发明另外所述，本发明的一个或多个实施方式采用了多于一种的金属有机组分。尽管本发明不应受限于理论，但是据信在导电油墨中采用多于一种的金属有机组分能将电阻率降低比仅仅采用一种金属有机组分更大的程度。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述金属有机组分包括铋金属有机物、硅金属有机物和硼金属有机物。其他实施方式可含有至少一种选自铋金属有机物、硅金属有机物和/或硼金属有机物的金属有机组分。其他实施方式可含有铋金属有机物、硅金属有机物、硼金属有机物、铝金属有机物、锌金属有机物和/或钒金属有机物中的一种或其组合。
根据一个或多个实施方式，为了获得所期望的性能，可在所述金属有机组分中加入单一元素或金属氧化物或胶体金属悬浮液作为改性剂，以提高特定元素的含量或者赋予新的性能。例如，可加入磷、P2O5或其他种类的含磷化合物，以制备用于太阳能电池应用中的自掺杂膏。
此外，贱金属金属有机组分能改善低温应用场合下的薄膜粘合性。例如，银粉、纳米银悬浮液以及贱金属金属有机组分能为陶瓷和保形基片提供良好的导电性和粘合性。所述保形基片可包括但不限于软质基片，如
Figure BPA00001187952700062
Figure BPA00001187952700063
和
Figure BPA00001187952700064
根据本发明的实施方式，可采用本领域已知的方法来配制导电油墨所用的多种金属有机组分。
可考虑配制金属有机组分的其他因素，以调节获得的性能。一个考虑因素包括控制所述导电油墨在防反射涂层上的侵蚀性，以避免污染基片。另一个考虑因素包括根据焙烧曲线选择处于约200℃～约500℃范围内或者另一范围内的热分解温度，从而为由金属有机组分分解得到的固体混合物与导电物质和防反射涂层之间的反应提供足够的时间和热量。可考虑采用金属羧酸盐或低温化学气相沉积(“CVD”)前体来调节分解温度。第三个考虑因素包括选择具有适于印刷的稠度或者也可用作流变改性剂的金属有机组分。
导电物质
在一个或多个实施方式中，所述导电油墨采用了导电物质，如粉末状或粒状的银。适当的导电物质的其他非限制性例子包括导电金属，如粉末状或粒状的金、铜和铂。
用于一个或多个实施方式中的导电物质可为银金属或银合金的一种或多种细粉末的形式。根据一个或多个实施方式，所述导电物质应当能在高于约500℃的温度下烧结。
其他组分
一个或多个实施方式的导电油墨还可含有有机载体。所述有机载体能分散粒状组分，并且有助于将油墨组合物转移至表面上。在至少一个实施方式中，所述有机载体包括任何适当的惰性溶剂、树脂以及通常采用的表面活性剂。具体而言，所述有机载体能将树脂溶解，将导电物质和金属有机组分分散，从而形成具有适当流变性的导电油墨。含或不含增稠剂、稳定剂和/或其他常规添加剂的各种有机载体都适用于制备本发明的实施方式。溶剂的例子包括醇(包括二醇)以及所述醇的酯，萜烯如松油，萜品醇等。更具体的溶剂包括邻苯二甲酸二丁酯、二甘醇单丁醚、萜品醇、异丙醇、十三醇和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯。一些实施方式采用了还含有挥发性液体的溶剂，以在施加到基片上之后促进更快地干燥。
适当的树脂的例子包括乙基纤维素、甲基纤维素、硝化纤维素、羧甲基纤维素和其他纤维素衍生物。其他例子包括树脂，如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛和聚酮。
在一个具体实施方式中，采用了树脂(如低级醇的聚甲基丙烯酸酯)溶液，而在更具体的实施方式中，所述有机载体包括处于溶剂如松油和二甘醇单丁醚中的乙基纤维素。
根据一个或多个实施方式，导电油墨中的有机载体与固体的比例可在很大范围内变化，这取决于最终所需配制剂的流变性，所述流变性又取决于体系的印刷要求。在一个或多个实施方式中，所述导电油墨可含有约50～约95wt％的固体和约5～约50wt％的有机载体。
所述导电油墨的一个或多个实施方式还可含有本领域已知的其他添加剂，如着色剂和染色剂、流变改性剂、增粘剂、烧结抑制剂、原始强度改性剂、表面活性剂等。
一个或多个实施方式的导电油墨可通过适当的设备如三辊研磨机加以制备。可将导电物质、金属有机组分、前体、有机载体和任何其他添加剂预混充分，然后用三辊研磨机分散。
光电池
本发明的另一个方面提供了PV电池，其包括半导体基片、位于所述基片上的防反射涂层以及导电网格线。根据一个或多个实施方式，所述导电网格线是由基本上不含玻璃料的导电油墨形成的。本发明所公开的导电油墨的一个或多个实施方式可用于形成所述导电网格线。根据一个或多个实施方式，期望采用多于一种的金属有机组分，从而使得所述导电油墨能渗透或溶解位于基片上的防反射涂层，并建立欧姆接触。
在一个或多个实施方式中，所述半导体基片可为硅。也可采用本领域已知的其他适当的基片，如掺杂的半导体基片。根据一个或多个实施方式，所述防反射涂层可包括二氧化钛、氮化硅或本领域已知的其他涂层。
所述半导体基片可含有单晶或多晶硅。可采用化学气相沉积技术将防反射涂层施加到基片上。在一些实施方式中，采用等离子体增强化学气相沉积技术施加防反射涂层。也可将一个或多个实施方式的半导体基片蚀刻或者织构化，以降低阳光反射率，并提高吸收水平。根据一个或多个实施方式，随后通过丝网印刷或者其他技术将导电油墨施加到基片表面或者防反射涂层上。在一个实施方式中，将基片加热或者焙烧至约650℃～950℃的温度，以形成网格线。如本申请另外所述，焙烧工艺能使已知导电油墨的玻璃料熔融，并渗透防反射涂层。用于本发明的一个实施方式的导电油墨中的导电物质在导体和基片的界面处形成晶体，这能改善所述导体和半导体基片之间的电或欧姆接触。在采用了多种前体的实施方式中，焙烧后，所述一种或多种前体形成一种或多种导电元素，所述导电元素能促进在基片上形成导电体。
将通过下文的实施例对本发明的实施方式进行更充分的描述，其目的不是以任何方式对本发明进行限制。
实施例
测试了两种油墨或膏(油墨A和油墨B)，其中二者都含有银粉、多种金属有机组分、树脂和溶剂。油墨A中的金属有机组分的量产生了2wt％的固含量；油墨B中的金属有机组分的量产生了3wt％的固含量。在两个晶体硅太阳能电池上印刷油墨，并形成前接触点。测定每个太阳能电池的性能，将数值相对于油墨A进行归一化处理，并示于表1中。
表1：由膏中的金属有机组分产生的固含量的效果
  油墨   固含量   Voc(V)   Jsc(mA/cm2)   填充因子   效率(％)
  A   2％   1.00   1.00   1.00   1.00
  B   3％   0.99   1.03   1.75   1.78
“填充因子”和“效率”是半导体性能的衡量指标。术语“填充因子”定义为最大功率(Vmp×Jmp)除以太阳能电池的电流-电压(I-V)特性图中的短路电流密度(Jsc)与开路电压(Voc)的乘积后得到的比值。开路电压(Voc)是在开路条件下所能获得的最大电压。短路电流密度(Jsc)是在短路条件下，没有负载时的最大电流密度。因此，填充因子(FF)定义为(VmpJmp)/(VocJsc)，其中Jmp和Vmp表示最大功率点处的电流密度和电压。
术语“效率”是当太阳能电池与电路连接时，转化(从吸收的光转化为电能)和收集的功率的百分比。效率(η)是在“标准”测试条件下，用峰值功率(Pm)除以总入射辐照度(E，以Wm-2计量)与器件面积(A，以m2计量)的乘积来计算，其中η＝Pm/(E×A)。
如表1所示，油墨B表现出比油墨A更高的填充因子和效率。基于这些数据，可以相信当其中所含的金属有机组分产生更高的固含量时，导电油墨能获得更高的填充因子和效率。
本说明书通篇所用的措辞“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或者“实施方式”是指就该实施方式所描述的特定的特征、结构、物质或性质包含在本发明的至少一个实施方式中。因此，在本说明书各处出现的诸如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”的短语并不必然指本发明的相同实施方式。此外，所述特定的特征、结构、物质或性质可在一个或多个实施方式中以任意适当的方式加以组合。
尽管此处已经参照特定的实施方式对本发明进行了描述，但应当理解的是，这些实施方式仅仅是对本发明的原理和应用进行阐述。对本领域技术人员而言，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，能对本发明的方法和设备做出各种改变和变化，这是显而易见的。因此，本发明旨在包括处于所附的权利要求书及其等同物的范围之内的各种改变和变化。

Claims (15)

1.一种导电油墨，其含有多种焙烧后形成固体金属氧化物相的金属有机组分，以及导电物质，所述油墨基本上不含玻璃料，并且在不含玻璃料的情况下，在施加到基片上之后，所述油墨适于粘合到基片的表面，并且在焙烧后，能分解所述形成固体金属氧化物相的金属有机组分，并使导电物质在基片上形成导电体。
2.一种导电油墨，其含有多种在焙烧或加热后形成固体金属氧化物相的前体，所述前体中的一种或多种能在焙烧后形成一种或多种导电金属元素，所述油墨基本上不含玻璃料，并且在施加到基片上之后，所述油墨适于粘合到基片的表面，并且在焙烧后，能分解所述一种或多种形成固体金属氧化物相的前体，所述金属氧化物相在不含玻璃料的情况下，促进所述一种或多种导电金属元素在基片上形成导电体。
3.如权利要求1或2所述的油墨，其中在将所述油墨施加到位于基片上的防反射涂层上之后，所述导电油墨能渗透所述防反射涂层，从而与基片形成欧姆接触。
4.如权利要求1所述的油墨，其中所述导电物质包含银粉。
5.如权利要求1或4所述的油墨，其中所述导电物质能在高于约500℃的温度下烧结。
6.如权利要求1所述的油墨，其中所述金属有机组分以少于约40wt％的量存在。
7.如权利要求1所述的油墨，其中所述金属有机组分含有一种或多种选自第IIIA族、第IVA族、第VA族、钛、钒或锌的金属。
8.如权利要求7所述的油墨，其中所述金属有机组分含有选自硼、铝、硅、铋、锌、钒或钛的金属。
9.如权利要求1或2所述的油墨，还含有含磷化合物。
10.如权利要求1或2所述的油墨，还含有包括金属氧化物的改性剂或胶体金属悬浮液。
11.如权利要求2所述的油墨，其中所述多种前体以少于约90wt％的量存在。
12.如权利要求2所述的油墨，其中所述多种前体含有一种或多种选自第IIIA族、第IVA族、第VA族、钛、钒和锌的金属。
13.如权利要求12所述的油墨，其中所述多种前体含有硼、铝、硅、铋、钛、锌和钒。
14.一种光电池，其包括半导体基片、防反射涂层以及由权利要求1或3-10中任一项所述的导电油墨形成的导电网格线，所述油墨含有有机介质并且所述油墨经过焙烧，从而形成含有金属氧化物相和导电物质的网格线，其中对所述油墨进行处理，以除去有机介质，并将所述导电物质烧结。
15.如权利要求14所述的光电池，其中将防反射涂层置于所述基片的表面上，将所述导电油墨置于所述防反射涂层之上，所述防反射涂层表现出妨碍载流子在电路中迁移的高电阻率。
CN2009801036205A 2008-01-30 2009-01-27 导电油墨 Pending CN101932663A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/022,403 US8308993B2 (en) 2008-01-30 2008-01-30 Conductive inks
US12/022,403 2008-01-30
PCT/US2009/032112 WO2009097269A1 (en) 2008-01-30 2009-01-27 Conductive inks

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610153968.7A Division CN105670390A (zh) 2008-01-30 2009-01-27 导电油墨

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101932663A true CN101932663A (zh) 2010-12-29

Family

ID=40568738

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801036205A Pending CN101932663A (zh) 2008-01-30 2009-01-27 导电油墨
CN201610153968.7A Pending CN105670390A (zh) 2008-01-30 2009-01-27 导电油墨

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610153968.7A Pending CN105670390A (zh) 2008-01-30 2009-01-27 导电油墨

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8308993B2 (zh)
EP (1) EP2238208A1 (zh)
JP (2) JP2011514397A (zh)
KR (2) KR20160064247A (zh)
CN (2) CN101932663A (zh)
BR (1) BRPI0907094A2 (zh)
CA (1) CA2712114C (zh)
IL (1) IL206989A (zh)
MY (1) MY172931A (zh)
RU (1) RU2509789C2 (zh)
WO (1) WO2009097269A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102243901A (zh) * 2011-06-28 2011-11-16 陈晓东 不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法
CN103681930A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 Lg电子株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN107615400A (zh) * 2015-07-03 2018-01-19 株式会社村田制作所 导电性膏及玻璃物品

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080003364A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-03 Ginley David S Metal Inks
WO2011146115A1 (en) 2010-05-21 2011-11-24 Heliovolt Corporation Liquid precursor for deposition of copper selenide and method of preparing the same
WO2012023973A2 (en) 2010-08-16 2012-02-23 Heliovolt Corporation Liquid precursor for deposition of indium selenide and method of preparing the same
TWI401301B (zh) * 2010-10-06 2013-07-11 Univ Nat Cheng Kung 燒結成型之組成物及燒結成型方法
US20120132272A1 (en) 2010-11-19 2012-05-31 Alliance For Sustainable Energy, Llc. Solution processed metal oxide thin film hole transport layers for high performance organic solar cells
TW201234626A (en) * 2011-01-13 2012-08-16 Intevac Inc Non-contacting bus bars for solar cells and methods of making non-contacting bus bars
KR101969427B1 (ko) 2011-05-04 2019-08-20 리퀴드 엑스 프린티드 메탈즈, 인크. 분자 잉크로부터의 금속 합금
WO2012153553A1 (ja) * 2011-05-12 2012-11-15 横浜ゴム株式会社 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル
US9441117B2 (en) * 2012-03-20 2016-09-13 Basf Se Mixtures, methods and compositions pertaining to conductive materials
US9105797B2 (en) 2012-05-31 2015-08-11 Alliance For Sustainable Energy, Llc Liquid precursor inks for deposition of In—Se, Ga—Se and In—Ga—Se
EP2749546B1 (en) * 2012-12-28 2018-04-11 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG An electro-conductive paste comprising elemental phosphorus in the preparation of electrodes in mwt solar cells
RU2676306C2 (ru) 2013-02-28 2018-12-27 Гардиан Индастриз Корп. Оконные модули, изготовленные с использованием керамической фритты, которая растворяет покрытия, нанесенные методом физического осаждения из паровой фазы (pvd), и/или соответствующие способы
WO2014138558A1 (en) 2013-03-07 2014-09-12 Alliance For Sustainable Energy, Llc Methods for producing thin film charge selective transport layers
JPWO2017094166A1 (ja) * 2015-12-03 2018-09-20 ハリマ化成株式会社 導電性ペーストの製造方法
WO2017214179A1 (en) * 2016-06-06 2017-12-14 Lawrence Livermore National Security, Llc Glass components with custom-tailored composition profiles and methods for preparing same
CN106398398B (zh) * 2016-09-09 2020-01-21 广东南海启明光大科技有限公司 一种金属纳米导电墨水及其制备方法
US9847437B1 (en) * 2017-03-21 2017-12-19 Jiun Pyng You Method of forming conductive electrode grids over silicon wafer surfaces
CN108359308A (zh) * 2018-02-24 2018-08-03 东莞市银泰丰光学科技有限公司 一种散热油墨及玻璃导光板印刷散热油墨的方法
WO2021033387A1 (ja) * 2019-08-22 2021-02-25 株式会社村田製作所 電子部品

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050067277A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Pierce Robin D. Low volume electrochemical biosensor
CN101010388A (zh) * 2005-03-04 2007-08-01 韩商英泰股份有限公司 导电墨水及其制造方法
US20070225409A1 (en) * 2004-03-03 2007-09-27 Kazuaki Matsumoto Method for Production Thermoplastic Resin Composition Containing Ultrafine Particles
WO2007149881A2 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Cabot Corporation Metal-containing nanoparticles, their synthesis and use

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3755723A (en) * 1968-02-26 1973-08-28 Du Pont Novel glasses, silver compositions and capacitors therefrom
US3545986A (en) * 1968-02-26 1970-12-08 Du Pont Novel silver compositions and capacitors therefrom
GB1416072A (en) * 1973-03-15 1975-12-03 Electrical Res Ass Transparent electrodes
FR2348897A1 (fr) 1976-04-21 1977-11-18 Labo Electronique Physique Contacts ohmiques sur silicium a partir de pates serigraphiables et procede de mise en oeuvre
JPS57180112A (en) 1981-04-30 1982-11-06 Taiyo Yuden Kk Method of forming electrode for porcelain electronic part
JPS61136978A (ja) * 1984-12-06 1986-06-24 アルプス電気株式会社 厚膜回路形成用導電ペ−スト
JP2507040B2 (ja) 1989-04-24 1996-06-12 松下電器産業株式会社 印刷回路用ペ―ストおよび印刷回路の形成方法
JP2839326B2 (ja) 1990-03-28 1998-12-16 京セラ株式会社 磁器電子部品
RU1791852C (ru) * 1990-11-30 1993-01-30 А.Н.Лопанов, Г.М.Фофанов и А.Ф.Пр дКО ... Суспензи дл получени токопровод щего покрыти
RU1801232C (ru) * 1991-06-04 1993-03-07 Институт Физической Химии Им.Л.В.Писаржевского Твердотельный фотогальванический элемент дл преобразовани энергии света в электрическую энергию
US5162062A (en) * 1991-06-17 1992-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for making multilayer electronic circuits
JPH05222326A (ja) * 1992-02-13 1993-08-31 Dainippon Ink & Chem Inc 銀導体回路用オフセット印刷インキおよび銀導体回路の形成方法
US5406852A (en) * 1992-03-18 1995-04-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pressure sensor having a resistor element on a glass dryer with electrodes connected thereto
JP3280414B2 (ja) 1992-05-26 2002-05-13 松下電工株式会社 搬送装置
JPH0657183A (ja) 1992-08-05 1994-03-01 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
US5252521A (en) * 1992-10-19 1993-10-12 Ferro Corporation Bismuth-containing lead-free glass enamels and glazes of low silica content
JPH06204512A (ja) * 1993-01-07 1994-07-22 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 半導体基板用電極ペースト
US5378408A (en) * 1993-07-29 1995-01-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Lead-free thick film paste composition
US5578533A (en) * 1993-10-01 1996-11-26 Asahi Glass Company Ltd. Ceramic color composition and process for producing a curved surface glass sheet employing it
JP2987039B2 (ja) 1993-10-29 1999-12-06 セントラル硝子株式会社 接着・封止用ガラス
US5439852A (en) * 1994-08-01 1995-08-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cadmium-free and lead-free thick film conductor composition
US5491118A (en) * 1994-12-20 1996-02-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cadmium-free and lead-free thick film paste composition
US5882722A (en) * 1995-07-12 1999-03-16 Partnerships Limited, Inc. Electrical conductors formed from mixtures of metal powders and metallo-organic decompositions compounds
GB9518033D0 (en) 1995-09-05 1995-11-08 Cookson Matthey Ceramics Plc Composition
JP3211641B2 (ja) * 1995-09-22 2001-09-25 株式会社村田製作所 導電性組成物
US5714420A (en) * 1995-12-08 1998-02-03 Cerdec Corporation - Drakenfeld Products Partially crystallizing ceramic enamel composition containing bismuth silicate, and use thereof
JP3209089B2 (ja) * 1996-05-09 2001-09-17 昭栄化学工業株式会社 導電性ペースト
JP3419244B2 (ja) * 1996-05-24 2003-06-23 株式会社村田製作所 導電ペースト及びセラミック基板の製造方法
US5753571A (en) * 1997-02-13 1998-05-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Lead and cadmium-free encapsulant composition
JP2000034501A (ja) * 1998-07-15 2000-02-02 Otsuka Sangyo:Kk 導電性粉体及び導電インク
JP3419321B2 (ja) * 1998-09-24 2003-06-23 株式会社村田製作所 セラミック電子部品およびその製造方法
US6255239B1 (en) * 1998-12-04 2001-07-03 Cerdec Corporation Lead-free alkali metal-free glass compositions
JP2000264676A (ja) 1999-03-12 2000-09-26 Asahi Glass Co Ltd 低融点ガラス
AU2000225122A1 (en) 2000-01-21 2001-07-31 Midwest Research Institute Method for forming thin-film conductors through the decomposition of metal-chelates in association with metal particles
JP3452033B2 (ja) * 2000-07-05 2003-09-29 株式会社村田製作所 導電性ペーストおよび積層セラミック電子部品
JP4672125B2 (ja) * 2000-09-27 2011-04-20 大塚化学株式会社 導電性板状チタニア及び導電性組成物
NZ528144A (en) * 2001-03-19 2005-06-24 Energieonderzoek Ct Nederland Compound having a high conductivity for electrons; electrode for an electrochemical cell which comprises this compound, method for preparing an electrode and electrochemical cell
DE10116653A1 (de) * 2001-04-04 2002-10-10 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag Leitfähigkeitspaste, damit erzeugte Artikel mit einer leitfähigen Beschichtung auf Glas, Keramik und emailliertem Stahl und Verfahren zu deren Herstellung
JP2003031948A (ja) * 2001-07-12 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd セラミック多層基板の製造方法
US6814795B2 (en) 2001-11-27 2004-11-09 Ferro Corporation Hot melt conductor paste composition
US7241512B2 (en) * 2002-04-19 2007-07-10 3M Innovative Properties Company Electroluminescent materials and methods of manufacture and use
AU2003241128A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-31 Nanopowders Industries Ltd. A method for the production of conductive and transparent nano-coatings and nano-inks and nano-powder coatings and inks produced thereby
CN1671805B (zh) * 2002-07-03 2010-05-26 耐诺泡德斯工业有限公司 烧结温度低的导电纳米油墨及其制备方法
US20040178391A1 (en) 2003-01-29 2004-09-16 Conaghan Brian F. High conductivity inks with low minimum curing temperatures
US7211205B2 (en) * 2003-01-29 2007-05-01 Parelec, Inc. High conductivity inks with improved adhesion
US7138347B2 (en) 2003-08-14 2006-11-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick-film conductor paste for automotive glass
JP3853793B2 (ja) 2004-02-27 2006-12-06 京セラケミカル株式会社 太陽電池用導電性ペースト、太陽電池及び太陽電池の製造方法
JP4537092B2 (ja) 2004-03-01 2010-09-01 パナソニック株式会社 ガラス組成物及び磁気ヘッド
JP4506232B2 (ja) 2004-03-29 2010-07-21 Ｄｉｃ株式会社 重合性液晶化合物、これを含有する液晶組成物、及びこれらの重合体
JP4393938B2 (ja) * 2004-07-16 2010-01-06 信越化学工業株式会社 電極材料及び太陽電池、並びに太陽電池の製造方法
JP2006225255A (ja) 2005-01-18 2006-08-31 Sony Corp 無鉛ガラス組成物及び磁気ヘッド
CN101129092A (zh) * 2005-02-24 2008-02-20 埃克阿泰克有限责任公司 脉冲宽度调制的除霜器
EP1853671B1 (en) * 2005-03-04 2013-07-31 Inktec Co., Ltd. Conductive inks and manufacturing method thereof
US7435361B2 (en) * 2005-04-14 2008-10-14 E.I. Du Pont De Nemours And Company Conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices
US7494607B2 (en) * 2005-04-14 2009-02-24 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electroconductive thick film composition(s), electrode(s), and semiconductor device(s) formed therefrom
US8093491B2 (en) 2005-06-03 2012-01-10 Ferro Corporation Lead free solar cell contacts
JP2006348160A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 導電性インク
JP2007049087A (ja) 2005-08-12 2007-02-22 Sharp Corp 太陽電池の電極およびその製造方法
US8721931B2 (en) * 2005-12-21 2014-05-13 E I Du Pont De Nemours And Company Paste for solar cell electrode, solar cell electrode manufacturing method, and solar cell
JP2007194580A (ja) 2005-12-21 2007-08-02 E I Du Pont De Nemours & Co 太陽電池電極用ペースト
JP2007235082A (ja) 2006-02-02 2007-09-13 E I Du Pont De Nemours & Co 太陽電池電極用ペースト
JP2007257869A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 導電性インキ
CN100576578C (zh) * 2006-04-20 2009-12-30 无锡尚德太阳能电力有限公司 制备太阳电池电极的方法及其电化学沉积装置
WO2007125879A1 (ja) 2006-04-25 2007-11-08 Sharp Corporation 太陽電池電極用導電性ペースト
JP4714633B2 (ja) 2006-04-25 2011-06-29 シャープ株式会社 太陽電池電極用導電性ペースト
US20070253140A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-01 Randall Michael S Base metal electrode multilayer capacitor with localized oxidizing source
US8383011B2 (en) * 2008-01-30 2013-02-26 Basf Se Conductive inks with metallo-organic modifiers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050067277A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Pierce Robin D. Low volume electrochemical biosensor
US20070225409A1 (en) * 2004-03-03 2007-09-27 Kazuaki Matsumoto Method for Production Thermoplastic Resin Composition Containing Ultrafine Particles
CN101010388A (zh) * 2005-03-04 2007-08-01 韩商英泰股份有限公司 导电墨水及其制造方法
WO2007149881A2 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Cabot Corporation Metal-containing nanoparticles, their synthesis and use

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102243901A (zh) * 2011-06-28 2011-11-16 陈晓东 不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法
CN102243901B (zh) * 2011-06-28 2013-07-17 陈晓东 不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法
CN103681930A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 Lg电子株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN107615400A (zh) * 2015-07-03 2018-01-19 株式会社村田制作所 导电性膏及玻璃物品

Also Published As

Publication number Publication date
US8308993B2 (en) 2012-11-13
RU2509789C2 (ru) 2014-03-20
CN105670390A (zh) 2016-06-15
IL206989A (en) 2015-01-29
CA2712114C (en) 2017-01-03
KR20160064247A (ko) 2016-06-07
MY172931A (en) 2019-12-14
BRPI0907094A2 (pt) 2015-07-14
US20090188556A1 (en) 2009-07-30
IL206989A0 (en) 2010-12-30
RU2010135772A (ru) 2012-03-10
CA2712114A1 (en) 2009-08-06
WO2009097269A1 (en) 2009-08-06
KR20100124735A (ko) 2010-11-29
EP2238208A1 (en) 2010-10-13
JP2011514397A (ja) 2011-05-06
KR101744661B1 (ko) 2017-06-09
JP2017171934A (ja) 2017-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101932663A (zh) 导电油墨
CN101932662B (zh) 含有金属有机改性剂的导电油墨
US8759144B2 (en) Fabrication of contacts for silicon solar cells including printing burn through layers
US20090159121A1 (en) Conductive nanoparticle inks and pastes and applications using the same
KR101157478B1 (ko) 태양전지 전극용 은 페이스트 및 그 제조방법
JP2012508812A (ja) 太陽電池製造用インク及びペースト
CN103283039A (zh) 用于太阳能电池的纳米颗粒墨
CN102348656A (zh) 用于光伏电池导体中的玻璃组合物
WO2012138186A2 (ko) 전극 형성용 은 페이스트 조성물 및 이의 제조 방법
Rivkin et al. Direct write processing for photovoltaic cells
WO2012067463A2 (ko) 전극형성용 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 실리콘 태양전지
TWI518145B (zh) 導電墨水
CN115867989A (zh) 改性玻璃粉以及制备方法、银浆
TW201030106A (en) Conductive inks with metallo-organic modifiers

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20101229