CN106531814B - 太阳电池及太阳电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳电池及太阳电池的制造方法，其目的在于不使用银或减少银的使用量，以及减少铅(铅玻璃)的使用量或不使用铅(铅玻璃)。为达成上述目的，本发明的构成为：一种太阳电池，是在基板上制作有照射光线等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中为了形成前述汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成汇流电极，而使用导电性玻璃作为导电性膏。

Description

太阳电池及太阳电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳电池及太阳电池的制造方法，该太阳电池为：在基板上制作有照射光线等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池。
背景技术
以往，利用可再生能源之一的太阳电池，是以20世纪的主角的半导体技术作为基础而进行其开发。其为影响人类生存的全球级的重要开发。其开发课题不光只有将太阳光转换成为电能的效率，亦须一边面临减低制造成本及无公害的课题而一边持续进展。就实现这些课题的努力而言，减少电极所使用的银(Ag)和铅(Pb)的使用量乃至不使用银(Ag)和铅(pb)特别重要。
一般而言，太阳电池的构造如图10(a)的平面图及图10(b)的剖面图所示，由下列各要素所构成：N型/P型的硅基板43，将太阳光能源转换为电能；氮化硅膜45，防止硅基板43的表面反射且为绝缘体薄膜；指状电极(finger electrode)42，取出在硅基板43中产生的电子；总线电极(bus bar electrode)41，收集指状电极42所取出的电子；引出导线47，将收集至总线电极41的电子取出至外部。
其中，在总线电极(总线电极)41及指状电极42使用银及铅(铅玻璃)，理想为削除或减少该银的使用量，而进一步减少或削除铅(铅玻璃)的使用量，成为低成本且无公害。
发明内容
(发明欲解决的课题)
上述以往的图10的太阳电池的构成要素中，是在指状电极42等使用银及铅(作为黏结剂的铅玻璃)，而有削除或减少该银的使用量，及减少或削除铅(铅玻璃)的使用量，使太阳电池的制造成本减低且成为无公害的课题。
(解决课题的手段)
本发明人发现，于膏使用后述的NTA玻璃100％而实验性地制成汇流电极等时，能够制作出具有与使用上述传统的银膏来制作汇流电极等时相比为相当或较优异的特性的太阳电池(后述)。
本发明基于这些发现，为了减少或削除银的使用量，以及减少或削除铅(铅玻璃)的使用量，在形成太阳电池的构成要素的汇流电极(总线电极)等时，以钒酸盐玻璃(以下称为导电性的NTA玻璃，”NTA”为日本注册商标5009023号)制作膏而进行烧制，能够削除或减少银及铅(铅玻璃)的使用量。
因此，本发明设成：在基板上制作有照射光等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中，为了形成汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的导电性玻璃作为玻璃料进行烧制而形成汇流电极，而使用了导电性玻璃作为导电性膏。
此时，将导电性玻璃设为重量比100％至71％、将剩余设为银，以取代重量比100％的导电性玻璃。
又，导电性玻璃设为至少含有钒、或钒及钡的钒酸盐玻璃。
又，混入导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间，最长设为1分钟以内，且为1秒以上。
又，导电性玻璃设为无Pb。
又，在已烧制指状电极时，指状电极设为：具有一端位于高电子浓度区域，且在另一端形成与汇流电极的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分。
又，设为：在经烧制而形成的汇流电极上设置导线电极。
又，设为：在经烧制而形成的汇流电极上以超音波焊接形成导线电极，接合于与导线电极相接的汇流电极、指状电极及其他部分，使导线电极的接着强度提升。
(发明的效果)
本发明如上所述，借由使用100％的导电性的NTA玻璃，甚至为71％左右(亦可更减少含量)取代传统的银膏而进行烧制，能够削除或减少在传统的银膏中银的使用量，且能减少或削除铅(铅玻璃)的利用量。由此，而具有下述的特徴。
第1，是在形成太阳电池的总线电极(汇流电极)时，使用为导电性的钒酸盐玻璃的100％、甚至71％左右的NTA玻璃(日本注册商标第5009023号，日本专利第5333976号)取代银膏，能够削除或减少Ag的使用量，且能减少或削除铅(铅玻璃)的使用量。
第2，借由于总线电极(总线电极)使用NTA玻璃100％至71％左右(亦可更减少含量)，于现阶段得到的初期实验结果，能形成将太阳光能源转换为电子能量的效率为几乎同等或者稍高、并发挥作为总线电极的效果的电极(参照图9)。公认这是因为NTA玻璃为如下者：(1)具有导电性；(2)借由使用NTA玻璃，指状电极是形成与该总线电极(汇流电极)的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分，这些部分以导线的超音波焊接而接合，就结果而言，直接以指状电极连接高电子浓度区域与导线；其他的要素(例如参照下述的“第3”)所造成。
第3，不同于以往之处在于，指状电极的形成与总线电极的形成是使用含有不同的玻璃料的膏(paste)。以往，在指状电极的形成，需产生被称为锻烧(firing)的现象。借由这是通过被用作为银的烧结助剂的玻璃料中的成分分子，例如铅玻璃中的铅分子的作用，以突破形成于硅基板的表层的氮化硅膜的绝缘层而形成指状电极的方式，而有效率地收集在硅基板所生成的电子。但是，关于总线电极的形成，锻烧现象并非必需。以往，总线电极亦将含有铅成分的铅玻璃作为烧结助剂而进行烧结，因此构造虽然不同，但会形成总线电极与硅基板间的电性导通而降低转换效率。借由在形成总线电极时使用不会产生锻烧现象的NTA玻璃作为烧结助剂，可以削除转换效率的降低。
第4，有使用银粉末材料所导致的太阳电池的成本高(原材料费高)的问题。而且，亦浮现由于过度地需求银材料所致的材料调度问题。公认即使将导电玻璃的NTA玻璃的含有比率大幅地增加至100％至71％，并对应该增加量而减少银量，亦能够制作出不会降低转换效率太阳电池一事，会对产业界产生重大的冲击。
第5，不使用在以往的总线电极的形成所一直使用的铅玻璃，亦即，能够无铅化。由此，能够完全避免铅公害的环境问题。
附图说明
图1为本发明的1实施例构造图(步骤的完成图:剖面图)。
图2为本发明的动作说明流程图。
图3为本发明的详细步骤说明图(其1)。
图4为本发明的详细步骤说明图(其2)。
图5为本发明的详细说明图(总线电极的烧制)。
图6为本发明的说明图(总线电极)。
图7为本发明的说明图(总线电极)。
图8为本发明的说明图(超音波焊接)。
图9为本发明的测定例(效率)。
图10为现有技术的说明图。
[符号简单说明]
11 硅基板
12 高电子浓度区域(扩散掺杂)
13 绝缘膜(氮化硅膜)
14 电子取出口(指状电极)
15 总线电极
16 背面电极
17 导线
具体实施方式
(实施例)
图1显示本发明的一实施例构造图(步骤的完成图:剖面图)。
于图1中，硅基板11为公知的半导体硅基板。
高电子浓度区域(扩散掺杂层)12是借由扩散掺杂等于硅基板11上形成有所期望的p型/n型的层的公知的区域(层)，在图中从上方向入射太阳光时，会在硅基板11产生电子(发电)且积蓄该电子的区域。在此，所积蓄的电子借由电子取出口(指状电极(银))14朝上方向被取出(参照发明的效果)。
绝缘膜(氮化硅膜)13是使太阳光通过(穿透)且使总线电极15与高电子浓度区域14电性绝缘的公知的膜。
电子取出口(指状电极(银))14是经由形成在绝缘膜13的孔穴而将积蓄在高电子浓度区域12中的电子取出的口(指状电极)。指状电极14在本发明中如图所示，当以NTA玻璃100％(至71％左右)烧制总线电极15时，指状电极14是形成(烧制成)与总线电极15的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分，而可经由该指状电极14使高电子浓度区域12中的电子直接流入至导线17(直接取出电子)。亦即，可用高电子浓度区域12、指状电极14、总线电极15、导线17的路径1(传统的路径1)，与高电子浓度区域12、指状电极14、导线17的路径2(本发明所追加的路径2)这2条路径将高电子浓度区域12中的电子(电流)经由导线17取出至外部，就结果而言，可使高电子浓度区域12与导线17之间的电阻值为非常小，减低损失，就结果而言可提升太阳电池的效率。
总线电极(电极1(NTA玻璃100％))15是电性连接复数个电子取出口(指状电极)14的电极，为不使用到Ag或削减Ag的使用量的对象的电极(参照发明的效果)。
背面电极(电极2(铝))16是形成在硅基板11的下面的公知的电极。
导线(焊接形成)17，是电性连接复数个总线电极15的将电子(电流I)取出至外部的导线；或更进一步将该导线超音波焊接而接合在本发明中的指状电极14与总线电极15的上表面为相同高度的部分或穿出总线电极15的上表面的部分，而将电子(电流)取出至外部的导线。
基于以上图1的构造，从上往下方向照射太阳光时，太阳光通过无导线17和无电子取出口14的部分及绝缘膜13，入射至硅基板11而产生电子。然后，积蓄于高电子浓度区域12的电子，经由电子取出口(指状电极)14、总线电极15、导线17的路径1，以及电子取出口(指状电极)14、导线17的路径2这两个路径被取出至外部。此时，如后述图2至图9，在焊膏中混入100％至71％(亦可更少，参照图9)的NTA玻璃(导电性玻璃)作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极15，能够不使用Ag或减低Ag的使用量。以下将依序详细地说明。
图2表示本发明的动作说明流程图，图3及图4表示各步骤的详细构造。
在图2中，S1是准备硅基板。
S2是进行清洗。这些S1、S2如图3(a)所示，将在S1所准备的硅基板11的面(形成高电子浓度区域12的面)良好地清洗。
S3是进行扩散掺杂。如图3(b)所示，在图3(a)所清洗过的硅基板11上进行公知的扩散掺杂，形成高电子浓度区域12。
S4是形成抗反射膜(氮化硅膜)。如图3(c)所示，在形成图3(b)的高电子浓度区域12后，借由公知的手法形成例如氮化硅膜作为抗反射膜(使太阳光通过，而且尽可能减少表面反射的膜)。
S5是网版印刷指状电极。如图3(d)所示，在形成图3(c)的氮化硅膜13后，网版印刷形成的指状电极14的图案。印刷材料是例如使用在银混入铅玻璃作为玻璃料(frit)者。
S6是对指状电极进行烧制且使其烧穿(fire-through)。这是对图3(d)的进行网版印刷后的指状电极14的图案(混入银与铅玻璃的玻璃料而成者)进行烧制，如图3(e)所示，使氮化硅膜13烧穿而形成于其中形成有银(导电性)的指状电极14。
S7是网版印刷总线电极(电极1)。如图4(f)所示，在形成图3(e)的指状电极14后，网版印刷形成总线电极15的图案。印刷材料是例如使用NTA气体(100％)作为玻璃料。
S8是烧制总线电极。这是对在图3(f)的进行网版印刷后的总线电极15的图案(NTA玻璃(100％)的玻璃料)进行烧制(烧制时间即便较长亦为1分以内，烧制1至3秒以上)，如图4(g)所示，总线电极15形成于最上层，且为本发明的特征，指状电极14是形成与形成于其最上层的总线电极15的上表面为相同高度的部分、或穿出总线电极15的上表面的部分。
此外，进行S5及S7的印刷，亦可将两者同时烧制。
S9是形成背面电极(电极2)。如图4(h)所示，于硅基板11的下侧(背面)形成例如铝电极。
S10是以焊料形成导线。如图4(i)所示，以焊料形成，例如以超音波焊接而形成电性连接图4(g)的总线电极的导线并电性连接，则可以高电子浓度区域12、指状电极14、总线电极16、导线17的路径1(传统的路径1)，与高电子浓度区域12、指状电极14、导线17的路径2(本发明所追加的路径2)这两种路径，将高电子浓度领域12中的电子(电流)经由导线17取出至外部，可以使高电子浓度区域12与导线17的间的电阻值为非常小而减少损失，进而提升太阳电池的效率。亦即，本发明所追加的路径2是指状电极14的一端位于高电子浓度区域12中，且具有另一端与NTA玻璃100％的总线电极15的上表面为相同高度的部分或穿出总线电极15的上表面的部分，并于该部分直接接合(以超音波焊接直接接合)导线，因此形成高电子浓度区域12、指状电极14、导线17的路径2。又，路径1为传统的路径。
借由以上的步骤，能够于硅基板制作太阳电池。
图5表示本发明的详细说明图(总线电极的烧制)。
图5(a)示意性表示以银100％、NTA0％(重量比)烧制总线电极的例，图5(b)示意性表示以银50％、NTA50％(重量比)烧制总线电极的例，图5(c)示意性表示以NTA100％(重量比)烧制总线电极的例。烧制时间即便较长亦为1分以内，且设为1至3秒以上。
如图5(a)、图5(b)及图5(c)的图示，以成为大致相同构造的方式所形成的太阳电池的试作实验，可得到如下述的实验结果。
太阳电池的转换效率
试作实验结果，就印刷总线电极的图案的材料而言，在图5(a)及图5(b)制成太阳电池时的转换效率为平均约17.0％，得到大致相同的结果，再者，在图5(c)得到转换效率为平均约17.2％。由初期实验结果得知，图5(a)至(c)均于大致相同的转换效率的范围内，或者图5(c)的NTA 100％为稍高的转换效率。此外，NTA玻璃由钒、钡、铁所构成，特别是铁在内部强力地键结且残留于该内部，具有即便与其他材料混合其结合性亦极小的性质(参照日本专利第5333976号等)，更且推测是由所述的本发明的高电子浓度区域与导线的间的路径(路径1与路径2并列)的改善所致。
图6及图7表示本发明的说明图(总线电极)。
图6(a)及图6(b)为NTA 50％、Ag50％者，其中，图6(a)表示全体平面图，图6(b)表示放大图。图7(c)为NTA 100％、Ag 0％者，而图7(c)表示放大图。
于图6(a)及图6(b)中，总线电极15如图6(a)的全体平面图所示，为长条状的电极，将此以光学显微镜放大时，可观察到如图6(b)所示的构造。
于图6(b)中，总线电极15在使用传统的Ag及铅玻璃的玻璃料进行烧制时，Ag均匀地分散，但在使用本发明的Ag及NTA玻璃的玻璃料进行烧制(即便较长亦为1分钟以内、1至3秒以上的烧制)时，如图6(b)所示，清楚明白Ag聚集形成在总线电极15的中央部分。因此，如在发明的效果一段所说明，于Ag混入NTA玻璃并进行短时间烧制(即便较长亦为1分钟、1至3秒以上的烧制)时，Ag会聚集在中央部分而使导电性提升(相较于传统Ag均匀地分散的情况，导电性会提升)，且因NTA玻璃本身亦具有导电性等总合性作用，即便减少Ag的比例而增加NTA玻璃，制造作为太阳电池时的转换效率如前述，为约16.9％，在实验中可得到大致相同的结果。
而且，烧制温度为500℃至900℃，但需视实验而决定在制成作为太阳电池时最适的温度。过低或过高均无法得到如图6(b)的构造，需依实验而决定。
于图7(c)中，总线电极15是图标的中央部分的横向宽度较宽的条状的电极，显示本发明的NTA 100％的放大照片的1例。
能清楚明白，此图7(c)的总线电极15是具有于纵向的宽度较窄的指状电极14穿出该总线电极15而于上侧稍微突出的部分，且该突出的部分的周围较原本的指状电极14的宽度更粗。然后，在图标的总线电极15上，以与该总线电极15的宽度相同、宽度稍小、或稍大的宽度，以如后述图8所详细说明的方式进行超音波焊接，由此可以前述的路径1(光电子浓度区域12、指状电极14、总线电极15、导线17的路径1)及路径2(光电子浓度区域12、指状电极14、导线17的路径2)的两种路径导电连接高浓度电子区域与该导线，减少电子(电流)的损失而有效率地取出至外部，得到与图6(a)、(b)大致相同的转换效率，或稍高的转换效率(约17.2％)。
而且，烧制温度为与图6(a)、(b)大致相同的500℃至900℃，但需依实验而决定制成作为太阳电池时最适的温度。过低或过高均无法得到如图7(c)的构造，需依实验而决定。
图8表示本发明的说明图(超音波焊接)。这是前述图7(c)的NTA100％的情况者(而且，同样可适用于图6(a)、(b))。
图8(a)表示指状电极14经烧制后的状态。
图8(b)表示传统例，是在图8(a)的总线电极15上，焊接以虚线表示的在此图为稍大(亦可为相同或较小)的导线17。在此传统例中，进行一般的焊接，故指状电极14所突出的部分(Ag)与导线17焊接接合，但指状电极14的未突出的部分(NTA100％的部分)与导线17并未充分地焊接接合，机械强度并不充分。另一方面，在后述的图8(c)的超音波焊接时焊接接合，机械强度会大幅提升。
图8(c)表示本发明的例，是在图8(a)的总线电极15(图7(c)的总线电极15)上超音波焊接以虚线表示的稍大的导线17。此本发明的例中，进行超音波焊接，故指状电极14突出的部分(Ag)与导线17焊接接合，而且，无指状电极14的部分(NTA100％的部分)与导线17亦焊接接合，故机械强度大幅提升，同时提升了前述的路径2(高电子浓度区域12、指状电极14、总线电极15、导线17的路径2)的导电性。
图9表示本发明的测定例(效率)。本图9针对前述的总线电极15使NTA由100％变化至70％时的良好的测定例，图9的横轴表示样本的编号，纵轴表示效率(％)。样本设为：
·NTA 100％ Ag 0％
·NTA 90％ Ag 10％
·NTA 80％ Ag 20％
·NTA 70％ Ag 30％，
以这些制成太阳电池，各测定结果(效率)如图示所示。此外，由于是初期实验，故如图所示，测定结果中呈现相当的离散，但均落在16.9至17.5的范围内，且即便在以NTA100％制成总线电极15(亦即，不含Ag而制成)来制造太阳电池时，仍可得到与NTA 70％(或进一步为80％、90％)相比为相同程度或稍高的效率，而能清楚明白亦可使用NTA100％(发明人等发现此事实)。

Claims (11)

1.一种太阳电池，是在基板上制作有照射光线时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线的绝缘膜，且具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中，
为了形成前述汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的至少含有钒、钡及铁的钒酸盐玻璃且具有前述钒酸盐玻璃的电子导电性的导电性玻璃作为玻璃料，且进行烧制，形成在前述烧制時改善电子导电性的总线电极，而使用了导电性玻璃作为导电性膏。
2.如权利要求1所述的太阳电池，其中，将导电性玻璃设为重量比100％至70％以上而将剩余设为银以取代重量比100％且未含银的前述导电性玻璃。
3.如权利要求1所述的太阳电池，其中，混入前述导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间，最长为1分钟以内且为1秒以上。
4.如权利要求2所述的太阳电池，其中，混入前述导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间，最长为1分钟以内且为1秒以上。
5.如权利要求1至4任一项所述的太阳电池，其中，前述导电性玻璃无Pb。
6.如权利要求1至4任一项所述的太阳电池，其中，在烧制为前述电子取出口的指状电极时，该指状电极具有一端位于前述高电子浓度区域，且另一端是形成与汇流电极的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分。
7.如权利要求1至4任一项所述的太阳电池，其中，在前述烧制而形成的汇流电极上设置有导线电极。
8.如权利要求1至4任一项所述的太阳电池，其中，在前述烧制而形成的汇流电极上以超音波焊接形成导线电极，接合于与导线电极相接的汇流电极、指状电极及其他部分，使该导线电极的接着强度提升。
9.一种太阳电池的制造方法，是在基板上制作有照射光线时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线的绝缘膜，且具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池的制造方法，其中，该太阳电池的制造方法具有以下步骤：
为了形成前述汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的至少含有钒、钡及铁的钒酸盐玻璃且具有前述钒酸盐玻璃的电子导电性的导电性玻璃作为玻璃料，且进行烧制，形成在前述烧制時改善电子导电性的总线电极，而使用导电性玻璃作为导电性膏。
10.如权利要求9所述的太阳电池的制造方法，其中，将导电性玻璃的重量比设为100％至70％以上且将混入银作为剩余者以取代前述重量比100％且未含银的导电性玻璃。
11.如权利要求9或10所述的太阳电池的制造方法，其中，混入前述导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间，最长为1分钟以内，且为1秒以上。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI699899B (zh) * 2018-06-26 2020-07-21 日商亞特比目有限公司 太陽能電池及太陽能電池的製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1886343A2 (en) * 2005-06-03 2008-02-13 Ferro Corporation Lead free solar cell contacts
CN102365246A (zh) * 2009-03-27 2012-02-29 日立粉末冶金株式会社 玻璃组合物及使用其的导电性糊组合物、电极配线元件和电子部件
CN102376379A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 三星电子株式会社 导电糊料及包含用其形成的电极的电子器件和太阳能电池
CN104247049A (zh) * 2012-04-18 2014-12-24 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 印刷太阳能电池触点的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4299021B2 (ja) * 2003-02-19 2009-07-22 ヤマト電子株式会社 封着加工材及び封着加工用ペースト
JP4885781B2 (ja) * 2007-03-30 2012-02-29 日立粉末冶金株式会社 導電性ペースト
KR100978636B1 (ko) 2009-09-30 2010-08-27 한밭대학교 산학협력단 전도성 물질 함유 또는 코팅된 유리 프릿과 그의 제조방법
CN101789456A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 西安宏星电子浆料科技有限责任公司 一种太阳能电池用无铅铝浆
JP5726303B2 (ja) * 2011-06-14 2015-05-27 京セラ株式会社 太陽電池およびその製造方法
SG194312A1 (en) * 2012-04-17 2013-11-29 Heraeus Precious Materials North America Conshohocken Llc Tellurium inorganic reaction systems for conductive thick film paste for solar cell contacts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1886343A2 (en) * 2005-06-03 2008-02-13 Ferro Corporation Lead free solar cell contacts
CN102365246A (zh) * 2009-03-27 2012-02-29 日立粉末冶金株式会社 玻璃组合物及使用其的导电性糊组合物、电极配线元件和电子部件
CN102376379A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 三星电子株式会社 导电糊料及包含用其形成的电极的电子器件和太阳能电池
CN104247049A (zh) * 2012-04-18 2014-12-24 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 印刷太阳能电池触点的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钒酸盐玻璃的电导性质;禇培南等;《硅酸盐学报》;19640301;第23页第1段-31页第10段 *

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