EP2304815A1 - Metallhaltige zusammensetzung, verfahren zur herstellung von elektrischen kontaktstrukturen auf elektronischen bauteilen sowie elektronisches bauteil - Google Patents

Metallhaltige zusammensetzung, verfahren zur herstellung von elektrischen kontaktstrukturen auf elektronischen bauteilen sowie elektronisches bauteil

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EP2304815A1
EP2304815A1 EP09776983A EP09776983A EP2304815A1 EP 2304815 A1 EP2304815 A1 EP 2304815A1 EP 09776983 A EP09776983 A EP 09776983A EP 09776983 A EP09776983 A EP 09776983A EP 2304815 A1 EP2304815 A1 EP 2304815A1
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EP
European Patent Office
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metal
composition
group
composition according
silver
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09776983A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias HÖRTEIS
Robert Woehl
Stefan Glunz
Aleksander Filipovic
Daniel Schmidt
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP2304815A1 publication Critical patent/EP2304815A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
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    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
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    • 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

Definitions

  • Metal-containing composition process for the production of electrical contact structures on electronic components and electronic component
  • the present invention relates to a metal-containing composition, a method for producing electrical contact structures on electronic components and an electronic component provided with such a contacting.
  • Silicon solar cells usually have metallic contacts both on the front side and on the rear side. Especially the contacts on the front have to fulfill several tasks and therefore make high demands on the contacting method and also on the contact material system.
  • InkJet printing aerosol printing, pad printing or fine line screen printing can be realized.
  • a metal layer is applied which is optimized to have a very good electrical conductivity and, in turn, to be readily contactable.
  • the glass frit melts and wets the antireflection layer
  • temperatures of about 750 0 C penetrates the glass melt in which at this temperature also silver is dissolved, the anti-reflective layer and penetrates further into the silicon
  • the dissolved silver is precipitated from the melt and crystallizes directly on the silicon surface in the form of small silver crystallites.
  • the cooled glass forms an insulating barrier between the volume silver of the finger and the silver crystallites, which in some places is thin enough is so that a current can flow from the cell into the contacts.
  • This second metal layer can be realized, for example, by galvanic reinforcement of the first layer or by printing further, particularly good conductive metal layers on the first contact layer.
  • Silver about 2 to 5 wt .-% of a glass frit and from 20 to 40 wt .-% of an organic vehicle system, via which the rheology of the ink / paste is set.
  • the contacts insofar as they are realized in a single printing step, e.g. Screen printing, typically have a coating height of about 15 microns and a width of 120 microns. This means that in this case a much larger contact surface is available and therefore the requirements for the contact properties of the paste can be lower. In addition, it is known that the specific contact properties deteriorate with reduced metal layer height.
  • compositions for making contacts by firing are known from various references, eg US 6,036,889, US 2004/0151893, US 2006/0102228, US 4,153,907 and US 6,814,795. All known formulations have an increased contact became common when thin contact structures were used on low-doped emitters.
  • compositions according to the invention contain:
  • the composition according to the invention is, for example, a combination of silver and glass or low-melting oxide and a "pure" refractory oxide, thus a combination of silver and oxides, the proportion of oxide being comparatively high and the silver content being comparatively low Oxides and silver may also be known to the art MOD (organometallic decomposition materials). It is particularly advantageous in this case that a material system with a reduced proportion of silver also means a reduction in the cost of production. Moreover, it is possible for the first time with the present invention to contact solar cells with a high-impedance emitter and thus a high efficiency potential, with narrow, low-resistance contacts.
  • contact widths of at least 80 microns are necessary to contact emitters with a sheet resistance> 100 ohms / square low impedance p c ⁇ 10 mOhmcm 2 .
  • emitters> 100 ohms / square with contacts ⁇ 20 microns with a specific contact resistance p c ⁇ 2 mOhmcm 2 are contacted.
  • a high efficiency potential eg 20.3% with a layer resistance of 110 ⁇ / square on a 2x2 cm 2 cell, to contact cost reduced.
  • composition additionally at least one organic component d), selected from the group consisting of
  • solvents preferably solvents having a boiling point> 100 0 C; in particular solvent selected from the group consisting of terpine oil, ethylene glycol ether, glycol ether, Diethy- lenglykolmonobutylether, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol and / or mixtures thereof, bb) binders, in particular ethyl cellulose and / or cc) dispersants selected from the group consisting of hydroxyfunctional carboxylic acid esters having pigment affinic groups, copolymers having acidic groups, alkylolammonium salts of Block Copolytneren with acidic groups and / or mixtures or solutions thereof.
  • the electrically conductive metal according to feature a) of claim 1 is selected from the group consisting of metals having an electrical conductivity of at least 40 "10 6 S / m, preferably at least 55" 10 6 S / m, in particular Is silver and / or the at least one organometallic compound of the conductive metal is selected from the group consisting of organometallic decomposition materials (MOD), preferably from metal salts of fatty acids, in particular metal resminates, more preferably from silver nitrate, silver nucleodecanoate and / or silver (hexafluoro-) acetylacetonate) (1, 5-cyclooctadiene) and mixtures thereof.
  • MOD organometallic decomposition materials
  • the first oxidic material b) is preferably selected from the group consisting of glass frits, preferably lead glass and / or bismuth glass frits; Lead II oxide; Bismuth trioxide and / or the organometallic compounds derived from the metals contained in the first oxidic compound are selected from the group consisting of organometallic decomposition materials (MOD), preferably from metal salts of fatty acids, in particular metal resinates, particularly preferably bismuth resinate, bismuth neodecanoate, bismuth 2-ethylhexanoate and mixtures thereof.
  • MOD organometallic decomposition materials
  • the second oxidic material c) is selected from the group consisting of ZnO, ZnO: Al, SnO, TiO, TiO 2 , MgO and / or those of the organometallic compounds derived from the metals contained in the second oxidic compound are selected from the group consisting of organometallic decomposition materials (MOD), preferably from metal salts of fatty acids, in particular metal resinates, more preferably zinc resinate and / or zinc neodecanoate and mixtures thereof.
  • MOD organometallic decomposition materials
  • the source of the abovementioned oxides or conductive metals can therefore also be organometallic compounds or metal salts, which are generally known by the term metallo organic decompositions (MOD).
  • MOD metallo organic decompositions
  • Metal salts of fatty acids often referred to as resinates, such as silver neodecanoate, Ag (hfa) (COD), bismuth 2-ethylhexanoate, bismuth neodecanoate, zinc neodecanoate are particularly suitable.
  • Particularly advantageous in this case is the combination with a further resinate, which burns to a metal oxide, which has a melting point above 1000 0 C, such as zinc resinates, such as zinc neodecanoates.
  • zinc oxide as an oxide powder or as a zinc resinate, enhances the formation of silver crystallites, which are responsible for the electrical contact during contact formation on solar cells.
  • Crystal density a measure of contact quality, is significantly increased in the presence of ZnO in the contact material system.
  • the low-melting or high-melting oxides a) and b) may be used as glass, i. may be present as an oxide mixture or as a respective fine oxide as coating around a silver particle.
  • Blends of resinates and powders are conceivable in all combinations. Particularly promising is the combination of silver powder with resinates (bismuth resinate, zinc resinate) to produce a contact ink or paste.
  • Component d) in an amount of 0 to 50% by weight, preferably between 10 and 40% by weight, more preferably between 20 and 30% by weight.
  • composition according to the invention can be present in various ready-to-use formulations.
  • the composition is in the form of an inkjet ink or aerosol ink, which is characterized by a viscosity ⁇ ⁇ 1000 mPas, preferably ⁇ ⁇ 100 mPas.
  • the composition is in the form of a paste to be applied, for example by screen printing, wherein the paste is characterized by a viscosity 10 Pas ⁇ ⁇ 300 Pas.
  • the viscosities can be varied or adjusted, for example, by adding a suitable organic substance d) according to general principles known to those skilled in the art, for example with regard to the choice of the substance or its amount or a mixture of substances and thus adapted to the particular application.
  • the at least one electrically conductive metal a), the at least one oxidic material b) and / or the at least one oxidic material c) are each independently of one another as particles or powders before, wherein the average particle sizes d 50 are each independently between 1 nm and 10 microns.
  • a d 50 ⁇ 200 nm is necessary for inkjet inks, preferably ⁇ 100 nm, for aerosol applications a d 50 ⁇ 1 ⁇ m and for screen printing, in particular fine line screen printing, a d 50 ⁇ 10 ⁇ m , particularly preferably d 50 ⁇ 5 microns, is particularly suitable.
  • the composition according to the invention is free of particles. This is the case in particular if components a) to c) only contain the abovementioned MODs ' (organometallic decomposition materials) include. This embodiment is particularly suitable for low-viscosity compositions and offers particular advantages when structurally very fine, ie narrow, contact structures are to be produced.
  • compositions according to the invention contain both particle-free and particle-containing constituents a) to c) in combination with one another.
  • methods for producing an electrical contact structure on an electronic component are also specified, in which a) a composition as described above is applied to the electronic component in a mold representing the contact structure to be produced and b) the component provided with the composition is in a contact firing step a temperature between 400 and 900 0 C is heated.
  • the composition is already applied to the component in a form which reflects the final contact structure, that is to say in the form of strip conductors, for example.
  • the preparation is to take place in larger conductive surfaces, a corresponding surface application of the composition is possible. In doing so, the
  • composition according to the invention is preferably applied by screen printing, aerosol printing, inkjet printing, pad printing, stencil printing, dispensing and / or combinations thereof.
  • Advantageous temperature ranges of the heating step b) are between 700 and 850 ° C.
  • the invention likewise provides an electronic component, in particular a solar cell, having an electrical contact structure, wherein the electronic component has an electrical contact structure which can be produced by the method according to the invention.
  • compositions provided according to the invention are made up together
  • a conductive metal especially silver
  • a glass system preferably lead glass or bismuth glass, which is also covered by a well-wetted metal oxide, lead oxide (PbO) or bismuth oxide
  • ZnO melting point mp 1 800 0 C.
  • ZnO Al (mp 1800 0 C.)
  • SnO mp 1127 0 C.
  • TiO 2 m.p. 1830 0 C
  • MgO mp 2800 0 C.
  • ZnO melting point mp 1 800 0 C.
  • ZnO Al
  • SnO mp 1127 0 C.
  • TiO 2 m.p. 1830 0 C
  • MgO mp 2800 0 C.
  • ZnO melting point mp 1 800 0 C.
  • ZnO Al
  • SnO mp 1127 0 C.
  • TiO 2 m.p. 1830 0 C
  • MgO mp 2800 0 C.
  • ZnO melting point mp 1 800 0 C.
  • ZnO Al
  • SnO mp 1127 0 C.
  • TiO 2 m.p. 1830 0 C
  • MgO mp 2800 0 C.
  • these oxides significantly improve both the mechanical stability and the electrical metal-semiconductor transition.
  • silver such a material system is very well suited as a seed layer.
  • the high melting point causes the oxides in the
  • the electrical contact improves significantly, especially when using ZnO or
  • ZnOrAl Both ZnO, heated above 430 ° C, and the aluminum doped zinc oxide have high electrical conductivity, which allows the current to flow better through the glass layer. Another conceivable current path leads from the silver crystallite via a conductive oxide particle to the contact silver. Owing to the property that ZnO is an n-type semiconductor, it is possible to also contact high-resistance emitters (> 70 ohms / square) with a contact compound / paste containing this oxide in a low-resistance manner. The oxides used, in particular ZnO, also promote the growth of the silver crystallites and thus their density, which are crucial for the contact formation.
  • pastes or inks are produced with significantly better contact properties and tested on silicon solar cells.
  • very thin contact lines (30 ⁇ m)
  • very good electrical parameters could be achieved on solar cells with high-ohmic emitters (contact resistance, filling factor and efficiency of the cells).
  • the newly developed printing ink can be used as a seed layer, e.g. be applied to the solar cell in an aerosol printing process, inkjet process, fine-line screen printing process or pad printing process.
  • the viscosity is ⁇ > 1 Pas
  • the viscosity should be ⁇ ⁇ 1 Pas and at one InkJet ink, it is necessary to reduce the viscosity to ⁇ ⁇ 100 mPas.
  • the proportion of an additional metal oxide may be, for example, varies greatly ZnO and varied in a range of 3 wt .-% to 70 wt
  • the proportion of the wetting glass frit, lead glass frit or bismuth frit or the wetting metal oxides, PbO, Bi 2 O 3 The proportion is preferably from 2 to 3% by weight.
  • the proportion of metal oxide varies, the proportion of conductive metal (silver) is changed and moves in the range between 1% by weight and 10% by weight 30% by weight and 70% by weight.
  • Seed layer ink / paste with high oxide content Seed layer ink / paste with high oxide content:
  • Seed layer ink / paste in which the oxides are present as resinates and only silver in particle form is
  • Zinc resinate Zinc neodecanoates
  • Bismuth resinate bismuth neodecanoate
  • conductive, high-melting oxides such as zinc oxide in combination with a well-wetted, low-melting oxide, such as bismuth oxide, or a well-wetting glass frit, such as lead glass frit or Bismutglasfritte
  • high-emitter R sh > 70 ohms / square
  • the proportion of zinc oxide can be increased up to 35 wt .-%, wherein the proportion of silver is greatly reduced.
  • FIG. 1 The structure of an electronic component which can be produced by the method according to the invention using the composition according to the invention, as in the present case a coated solar cell, is shown in FIG.
  • a semiconductor device e.g. out
  • a conductive metal layer 7 for example made of silver or copper, is applied.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine metallhaltige Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstrukturen auf elektronischen Bauteilen sowie ein mit einer derartigen Kontaktierung versehenes elektronisches Bauteil.

Description

Metallhaltige Zusammensetzung, Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstrukturen auf elektronischen Bauteilen sowie elektronisches Bauteil
Die vorliegende Erfindung betrifft eine metallhaltige Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstrukturen auf elektronischen Bauteilen sowie ein mit einer derartigen Kontaktie- rung versehenes elektronisches Bauteil.
Silicium-Solarzellen besitzen üblicherweise sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite metallische Kontakte. Gerade die Kontakte auf der Vorderseite haben mehrere Aufgaben zu erfüllen und stellen daher hohe Ansprüche an das Kontaktierungsverfahren und auch an das Kontaktmaterialsystem. Die Vorderseitenkontakte, müssen sowohl
• den elektrischen Kontakt zum Halbleiter herstel- len, dafür sorgen, dass der Strom möglichst ver-
ff lustfrei abtransportiert werden kann,
• eine hinreichend gute mechanische Haftung aufweisen,
• als auch ihrerseits wiederum kontaktierbar sein, z.B. für Zellverbinder, bei der Verschaltung zu einem Modul.
All diese Aufgaben in einem Materialsystem zu vereinen, bedeutet Kompromisse einzugehen und entweder auf einen guten elektrischen Kontakt zu Gunsten der Leitfähigkeit zu verzichten oder Einbußen bei der elektrischen Leitfähigkeit zu akzeptieren um einen guten elektrischen Metall -Halbleiterübergang zu bekommen. Die Kontakte auf der Vorderseite werden im Zuge der Optimierung der Solarzelle hinsichtlich einer verbesserten Effizienz immer schmäler. Dies hat zur Folge, dass die Abschattung minimiert wird, dies wiederum verursacht einen größeren Strom, welcher, um ihn verlustarm aus der Zelle zu transportieren, eine hohe Leitfähigkeit in den Kontaktfingern erfordert. Die derzeit zur Verfügung stehenden Materialsysteme können zwar mit der entsprechenden Technik in dünnen Leiterbahnen auf die Solarzelle gedruckt werden, was eine geringe Abschattung der Zelle bedeutet, jedoch sind diese hinsichtlich des elektrischen Kontaktwiderstandes und der mechanischen Haftung nicht optimiert, so dass der Gewinn aufgrund der geringen Abschattung durch Verluste beim Kontaktwiderstand überkompensiert wird. Darüber hinaus ist bei einer Kon- taktbreite von < 50 μm die mechanische Haftung häufig nicht mehr gegeben. Bei Solarzellen, die einen hoch- ohmigen Emitter besitzen (> 70 Ohm/square) ist eine Kontaktbildung mit den bestehenden Materialsystemen nur schwer möglich. Um das Problem zu umgehen, alle Anforderungen, wie hohe elektrische Leitfähigkeit, guter elektrischer Kontakt, hohe mechanische Haftung und eine gute Löt- barkeit in einem Materialsystem bzw. in einem Druck- schritt zu realisieren, gibt es die Möglichkeit der zweistufigen Kontaktierung (WO 2007/085448) . Dabei wird in einem ersten Druckschritt eine dünne Schicht, sog. Seed Layer, aufgebracht, welche speziell für den elektrischen Kontakt und für die mechanische Haftung verantwortlich ist. Diese Schicht kann z.B. durch
InkJet-Druck, Aerosol-Druck, Tampondruck oder Feinlinien-Siebdruck realisiert werden. In einem weiteren Prozessschritt wird eine Metallschicht aufgebracht, welche darauf optimiert ist, eine sehr gute elektri- sehe Leitfähigkeit zu besitzen und ihrerseits gut kontaktierbar zu sein.
Der eigentliche Kontakt wird, nachdem die Tinte/Paste aufgebracht wurde, in einem Temperaturschritt, dem Kontaktfeuern, ausgebildet. Dabei schmilzt bei einer Temperatur von etwa 500 0C die Glasfritte auf und benetzt die Antireflexschicht , bei Temperaturen um 750 0C durchdringt die Glasschmelze, in der bei dieser Temperatur auch Silber gelöst ist, die Antire- flexschicht und dringt weiter in das Silicium vor, beim Abkühlen wird das gelöste Silber aus der Schmelze ausgeschieden und kristallisiert direkt an der Si- liciumoberflache in Form von kleinen Silberkristalli- ten. Das abgekühlte Glas bildet zwischen dem Volumen- silber des Fingers und den Silberkristalliten eine isolierende Barriere, welche an manchen Stellen dünn genug ist, so dass ein Strom aus der Zelle in die Kontakte fließen kann.
Diese zweite Metallschicht kann z.B. realisiert werden durch galvanische Verstärkung der ersten Schicht oder durch das Aufdrucken weiterer, besonders gut leitfähiger Metallschichten auf die erste Kontaktschicht.
Mit allen genannten Drucksystemen sind Linienbreiten unter 50 μm realisierbar, ein guter elektrischer Kontakt konnte bisher jedoch nur mit aufgedampften Metallkontakten realisiert werden. Diese Technologie ist aus der Mikroelektronik bekannt, aber für die An- wendung in der PV- Industrie zu kostenintensiv. Für den direkten Druck von Metalltinten/Pasten zum Aufbringen der Seed Layer und Kontaktierung der Solarzelle gibt es bisher keine spezielle Paste/Tinte. Diejenigen, die verwendet werden, entsprechen von der Zusammensetzung der einer Siebdruck-Vorderseiten- Paste. Eine solche Paste/Tinte besteht zu ca. 60 bis 80 Gew.-% aus einem gut leitenden Metall, z.B. Silber, zu ca. 2 bis 5 Gew.-% aus einer Glasfritte und zu 20 bis 40 Gew.-% aus einem organischen Vehikelsys- tem, über das maßgeblich die Rheologie der Tinte/Paste eingestellt wird. Die Kontakte, soweit diese in einem einzigen Druckschritt realisiert werden, z.B. Siebdruck, besitzen typischerweise eine Auftragshöhe von ca. 15 μm und eine Breite von 120 μm. Das heißt, dass in diesem Fall eine wesentlich größere Kontaktfläche zur Verfügung steht und daher die Anforderungen an die Kontakteigenschaften der Paste geringer sein können. Außerdem ist bekannt, dass sich die spezifischen Kontakteigenschaften bei reduzierter Metallschichthöhe verschlechtern.
Zusammensetzungen zur Herstellung von Kontakten durch Feuerung sind aus verschiedenen Literaturstellen bekannt, z.B. US 6,036,889, US 2004/0151893, US 2006/0102228, US 4,153,907 sowie US 6,814,795. Allen bekannten Formulierungen ist ein erhöhter Kontaktwi- derstand gemein, sobald dünne Kontaktstrukturen auf niederdotierten Emittern verwendet werden.
Um eine Wirkungsgradsteigerung von Solarzellen zu er- zielen, ist es besonders wichtig, eine Kontakttinte/Paste zu entwickeln, mit der es möglich ist, auf hochohmigen Emittern, dünne Kontakte zu erstellen, mit einem geringen Übergangswiderstand zwischen Metall und Halbleiter (Metallkontakt und Solarzelle) .
Somit war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung bereitzustellen, mit der möglichst niedrig-ohmige Übergangswiderstände zwischen Metall und Halbleiter bei gleichzeitigen dünnen Kontakten, die über dies eine starke mechanische Anhaftung am
Substrat aufweisen, realisierbar sind. Ebenso war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstrukturen auf elektronischen Bauteilen anzugeben, sowie die erfin- dungsgemäß herstellbaren elektronischen Bauteile anzugeben.
Diese Aufgabe wird bezüglich der metallhaltigen Zusammensetzung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, bezüglich des Verfahrens zur Herstellung einer e- lektronischen Kontaktstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 sowie bezüglich des elektronischen Bauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche stellen da- bei vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Um den elektrischen Kontakt bei dünnen Linienbreiten (< 50 μm) und vor allem geringen Auftragshöhen < 2 μm zu verbessern, werden erfindungsgemäß Materialsysteme bereitgestellt, die speziell den Übergangswiderstand vom Metall zum Halbleiter verbessern und gleichzeitig eine hohe Haftung aufweisen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten:
a) in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% der Zusammensetzung mindestens ein elektrisch leitfähiges Metallpulver und/oder ein Pulver einer metallischen Legierung und/oder mindestens eine metallorganische Verbindung des leitfähigen Metalls, b) mindestens ein erstes oxidisches Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gläsern, Keramiken, Metalloxiden mit einem Schmelzpunkt unterhalb 1000 0C und/oder von in den zuvor genannten Gläsern, Keramiken und/oder Metalloxiden enthaltenen Metallen abgeleitete metallorganischen Verbindungen und/oder Mischungen hieraus, sowie c) mindestens ein zweites oxidisches Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Keramiken und/oder Metalloxiden mit einem Schmelzpunkt von mindestens 1100 0C und/oder von in den zuvor genannten Keramiken und/oder Metalloxiden enthaltenen Metallen abgeleitete metallorganischen Verbindungen und/oder Mischungen hieraus .
Bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt es sich beispielsweise um eine Kombination aus Silber und Glas bzw. niederschmelzendem Oxid und einem „reinen" hochschmelzenden Oxid, somit eine Kombination aus Silber und Oxiden, wobei der Oxidanteil vergleichsweise hoch und der Silberanteil vergleichsweise niedrig ist. Die Quelle für Oxide und Silber können dabei auch der Fachwelt bekannte MOD (metallorganische Dekompositions-Materialien) sein. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass ein Materialsystem mit einem reduzierten Silberanteil auch eine Kostensenkung in der Herstellung bedeutet. Darüber hinaus ist es mit der vorliegenden Erfindung erstmals möglich, Solarzellen mit einem hochohmigen Emitter und damit einem hohen Wirkungsgradpotential, mit schmalen, niederohmigen Kontakten zu kontaktieren. Bisher sind Kontaktbreiten von mindestens 80 μm notwendig, um Emitter mit einem Schichtwiderstand > 100 Ohm/square niederohmig pc < 10 mOhmcm2 zu kontaktieren. Mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können Emitter > 100 Ohm/square mit Kontakten < 20 μm mit einem spezifischen Kontaktwiderstand pc < 2 mOhmcm2, kontaktiert werden. Somit ist es erstmalig möglich, Solarzellen mit einem hohen Wirkungsgradpotential, z.B. konnten aktuell 20.3 % mit einem Schichtwider- stand von 110 Ω/square auf einer 2x2 cm 2 Zelle erreicht werden, kostenreduziert zu kontaktieren.
Erfindungsgemäß ist in der Zusammensetzung zusätzlich mindestens eine organische Komponente d) , ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
aa) Lösemitteln, bevorzugt Lösungsmittel mit einem Siedepunkt > 100 0C; insbesondere Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Terpine- ol , Ethylenglykolether, Glykolether, Diethy- lenglykolmonobutylether, N-Methylpyrrolidon, Ethylenglykol und/oder Mischungen hieraus, bb) Bindemitteln, insbesondere Ethylcellulose und/oder cc) Dispergiermitteln, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hydroxyfunktionellen Carbonsäureestern mit pigmentaffinen Gruppen, Copolymeren mit sauren Gruppen, Alkylolammoniumsalze eines Block-Copolytneren mit sauren Gruppen und/oder Mischungen oder Lösungen hieraus enthalten.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das elektrisch leitfähige Metall gemäß Merkmal a) des Patentanspruchs 1 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 40 " 106 S/m, bevorzugt mindestens 55 " 106 S/m, insbesondere Silber ist und/oder die mindestens eine metallorganische Verbindung des leitfähigen Metalls ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus metallorganischen Dekompositionsmaterialien (MOD) , bevorzugt aus Metallsalzen von Fettsäuren, insbesondere Metallresinate, besonders bevorzugt aus Silberresi- nat , Silberneodecanoat und/oder Silber (hexafluoro- acetylacetonat) (1, 5-cyclooctadien) sowie Mischungen hieraus .
Bevorzugt ist das erste oxidische Material b) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glasfritten, vorzugsweise Bleiglas- und/oder Bismutglasfritten; Blei- II-oxid; Bismuttrioxid und/oder die von den enthaltenen Metallen der ersten oxidischen Verbindung abge- leiteten metallorganischen Verbindungen sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus metallorganischen Dekompositionsmaterialien (MOD) , bevorzugt aus Metallsalzen von Fettsäuren, insbesondere Metallresinate, besonders bevorzugt aus Bismutresinat , Bismutneo- decanoat, Bismut- 2 -ethylhexanoat sowie Mischungen hieraus .
Ebenso ist es bevorzugt, wenn das zweite oxidische Material c) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ZnO, ZnO: Al, SnO, TiO, TiO2, MgO und/oder die von den enthaltenen Metallen der zweiten oxidischen Verbindung abgeleiteten metallorganischen Verbindungen ausgewählt sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus metallorganischen Dekompositionsmaterialien (MOD) , bevorzugt aus Metallsalzen von Fettsäuren, insbesondere Metallresinate, besonders bevorzugt aus Zinkresinat und/oder Zinkneodecanoat sowie Mischungen hieraus .
Als Quelle für die zuvor genannten Oxide bzw. leitfähige Metalle können somit auch metallorganische Verbindungen oder Metallsalze, die allgemein unter dem Fachbegriff metallo organic decompositions (MOD) bekannt sind, dienen. Metallsalze von Fettsäuren, auch oft als Resinate bezeichnet, wie Silber-Neodekanoat , Ag(hfa) (COD) , Bismut- 2 -ethylhexanoat, Bismut-Neo- decanoat, Zink-Neodecanoat sind besonders geeignet.
Besonders vorteilhaft ist hierbei die Kombination mit einem weiteren Resinat, welches zu einem Metalloxid verbrennt, welches einen Schmelzpunkt über 1000 0C besitzt, wie Zink-Resinate, z.B. Zink-Neodecanoate .
Gerade die Zugabe von Zinkoxid, als Oxidpulver oder als Zinkresinat, verstärkt die Bildung von SiI- berkristalliten, die bei der Kontaktbildung auf Solarzellen für den elektrischen Kontakt verantwortlich sind.
Die Kristalldichte, ein Maß für die Kontaktqualität, ist bei der Anwesenheit von ZnO im Kontaktmaterial- System deutlich erhöht.
Es muss sich dabei explizit nicht um ein Glassystem handeln, was ein weiterer wesentlicher Unterschied zu bisherigen Veröffentlichungen ist. Bisher werden Oxi- de immer in Form von Glas mit dem Kontaktmetall, gemischt .
Ebenso ist die Möglichkeit gegeben, dass die nieder- bzw. hochschmelzenden Oxide a) bzw. b) als Glas, d.h. als Oxidgemisch oder als jeweils feines Oxid als Coa- ting um ein Silberpartikel vorliegen können.
Mischungen von Resinaten und Pulvern sind in allen Kombinationen denkbar. Besonders vielversprechend ist die Kombination von Silberpulver mit Resinaten (Bis- mut-Resinat, Zink-Resinat) , um eine Kontakttinte bzw. -paste herzustellen.
Bezüglich der Mengenanteile auf je 100 Gew.-% der Zusammensetzung sind bezüglich der Einzelkomponeήten a) bis d) unabhängig voneinander die jeweiligen im Folgenden angegebenen Bereichsangaben bevorzugt:
• Komponente a) : in einer Menge von 25 bis 75 Gew. - %, bevorzugt von 30 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 68 Gew.-%;
• Komponente b) : in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew. - %, bevorzugt zwischen 1 und 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 7,5 Gew.-%;
• Komponente c) : in einer Menge von 1 bis 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 3 und 70 Gew.-%;
• Komponente d) : in einer Menge von 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 40 Gew.-%, besonders be- vorzugt zwischen 20 und 30 Gew.-%.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in verschiedenen, einsatzbereiten Formulierungen vorliegen. Als eine bevorzugte Ausführungsform ist die Zusammen- setzung in Form einer Inkjettinte oder Aerosoltinte ausgeführt, die sich durch eine Viskosität η < 1000 mPas, bevorzugt η < 100 mPas auszeichnet. Ebenso ist es jedoch möglich und vorteilhaft, wenn die Zusammensetzung in Form einer beispielsweise durch Siebdruck zu applizierenden Paste ausgeführt ist, wobei die Paste sich durch eine Viskosität 10 Pas < η < 300 Pas auszeichnet. Die Viskositäten können dabei beispielsweise durch Zugabe eines geeigneten organischen Stoffes d) nach allgemeinen, dem Fachmann bekannten Prinzipien z.B. hinsichtlich der Wahl des Stoffes oder seiner Menge bzw. eines Gemisches aus Stoffen variiert bzw. eingestellt und somit für den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmt werden.
Unabhängig von der Konsistenz der Zusammensetzung und unabhängig von den eingesetzten Partikeln liegen e- benso jeweils unabhängig voneinander das mindestens eine elektrisch leitfähige Metall a) , das mindestens eine oxidische Material b) und/oder das mindestens eine oxidische Material c) als Partikel bzw. Pulver vor, wobei die durchschnittlichen Partikelgrößen d50 jeweils unabhängig voneinander zwischen 1 nm und 10 μm liegen.
Auch hier muss zwischen den Drucktechniken unter- schieden werden, beispielsweise ist bei Inkjettinten ein d50 < 200 nm nötig, bevorzugt < 100 nm, während bei Aerosolapplikationen ein d50 < 1 μm und bei Siebdruck, besonders Feinliniensiebdruck, ein d50 < 10 μm, besonders bevorzugt d50 < 5 μm, insbesondere geeignet ist.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung frei von Partikeln. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Komponenten a) bis c) lediglich die zuvor genannten MODs '(metallorganische Dekompositions-Materialien) beinhalten. Diese Ausführungsform ist insbesondere für niedrigviskose Zusammensetzungen geeignet und bietet besondere Vorzüge, wenn strukturell sehr feine, d.h. schmale, Kontaktstrukturen hergestellt wer- den sollen.
Selbstverständlich ist es ebenso vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowohl partikelfreie als auch partikelhaltige Bestandteile a) bis c) in Kombination miteinander enthalten.
Erfindungsgemäß wird ebenso Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktstruktur auf einem elektronischen Bauteil angegeben, bei dem a) eine wie voranstehend beschriebene Zusammensetzung in einer die herzustellende Kontaktstruktur wiedergebenden Form auf das elektronische Bauteil appliziert wird und b) das mit der Zusammensetzung versehene Bauteil in einem Kontaktfeuerschritt auf eine Temperatur zwischen 400 und 900 0C erhitzt wird.
Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, dass die Zusammensetzung bereits in einer die endgültige Kon- taktstruktur wiedergebenden Form auf dem Bauteil appliziert wird, also beispielsweise in Form von Leiterbahnen. Ebenso ist es jedoch möglich, dass, wenn die Anfertigung in größeren leitfähigen Flächen erfolgen soll, eine entsprechende flächige Applikation der Zusammensetzung möglich ist. Dabei erfolgt die
Applikation bevorzugt bereits in den Proportionen bezüglich Länge, Breite und Höhe in Form der später gewünschten Dimension der Leiterstruktur. Durch die Eigenheit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist ein gutes Anhaften der Zusammensetzung am Bauteil mög- lieh, so dass gewährleistet ist, dass möglichst schmale und doch mechanisch sehr stabile Leiterbahnen hergestellt werden können,- ebenso ist durch die Art der Zusammensetzung gewährleistet, dass nach dem ab- schließenden erhitzenden Schritt eine optimale Verbindung der hergestellten leitfähigen Struktur mit dem Bauteil gewährleistet ist.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung durch Siebdruck, Aerosoldruck, Inkjetdruck, Tampondruck, Schablonendruck, Dispensen und/oder Kombinationen hieraus appliziert.
Vorteilhafte Temperaturbereiche des Erhitzungsschrit- tes b) liegen zwischen 700 und 850 0C.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn eine Applikation in Form von Leiterbahnen mit einer Breite von < 50 μm, bevorzugt < 40 μm, besonders bevorzugt < 35 μm er- folgt.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein elektronisches Bauteil, insbesondere Solarzelle, mit einer elektrischen Kontaktstruktur bereitgestellt, wobei das elektroni- sehe Bauteil eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare elektrische Kontaktstruktur aufweist .
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausfüh- rungen und Beispiele sowie der beigefügten Figur näher erläutert, ohne die Erfindung auf die im Folgenden angegebenen speziellen Parameter zu beschränken.
Die erfindungsgemäß bereitgestellten Zusammensetzun- gen, insbesondere Pasten/Tinten setzen sich zusammen aus • einem leitfähigen Metall, vor allem Silber,
• einem Glassystem, vorzugsweise Bleiglas oder Bismutglas, welches auch durch ein gut benetzen- des Metalloxid, Bleioxid (PbO) oder Bismutoxid
(Bi2O3) ersetzt werden kann.
• Zusätzlich zu dem Metall und der Glasfrit- te/benetzendem Oxid wird ein weiteres Metalloxid mit einem Schmelzpunkt weit oberhalb der Kon- taktfeuertemperatur von ca. 750 0C eingesetzt.
Als Beispiele seien genannt: ZnO (Schmelzpunkt Smp. 1800 0C) , ZnO:Al (Smp. 1800 0C) , SnO (Smp. 1127 0C) , TiO2 (Smp 1830 0C) , MgO (Smp 2800 0C) , vorzugsweise ZnO, ZnO:Al sowie CaO.
Die Verwendung eines dieser Oxide oder in Kombination, verringert zwar die elektrische Leitfähigkeit der Kontakte, jedoch verbessern diese Oxide maßgeblich sowohl die mechanische Stabilität als auch den elekt- rischen Metall -Halbleiterübergang . In Kombination mit einem benetzenden Oxid oder Glasfritte und dem Kontaktmaterial, Silber, ist ein solches Materialsystem als Seed Layer sehr gut geeignet.
Der hohe Schmelzpunkt bewirkt, dass die Oxide beim
Kontaktfeuern nicht völlig aufschmelzen, sondern als Feststoffpartikel in der Kontaktstruktur vorliegen und dazu beitragen, dass die Schichten besser miteinander „verzahnen", und somit die Haftung erhöht wird. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die bei dem Kontaktfeuern freiwerdenden Gase (N2, H2 aus der vorderseitigen Antireflexschicht (SiNx-Schicht) bzw. organische Verbrennungsprodukte, H2O und CO2 aus der gedruckten Kontakttinte) besser aus dem Kontakt entwei- chen können und daher die Kontaktstruktur kompakter und weniger porös ist. Beides wirkt sich positiv auf die mechanische Haftung und auf den elektrischen Kontakt aus .
Darüber hinaus verbessert sich maßgeblich der elekt- rische Kontakt vor allem beim Einsatz von ZnO oder
ZnOrAl. Sowohl ZnO, erhitzt auf über 430 0C, als auch das mit Aluminium dotierte Zinkoxid besitzen eine hohe elektrische Leitfähigkeit, was dazu führt, dass der Strom besser durch die Glasschicht fließen kann. Ein weiterer denkbarer Strompfad geht vom Silber- kristallit über einen leitfähigen Oxidpartikel zum Kontaktsilber. Aufgrund der Eigenschaft, dass ZnO ein n-Typ Halbleiter ist, ist es möglich, auch hochohmige Emitter (> 70 Ohm/Square) mit einer Kontakttin- te/Paste, die dieses Oxid enthält, niederohmig zu kontaktieren. Die verwendeten Oxide, besonders ZnO, fördern auch das Wachstum der Silberkristallite und damit deren Dichte, welche für die Kontaktbildung entscheidend sind. Somit werden erstmalig Pasten bzw. Tinten mit wesentlich besseren Kontakteigenschaften hergestellt und auf Silicium-Solarzellen getestet. Es konnten mit sehr dünnen Kontaktlinien (30 μm) sehr gute elektrische Parameter auf Solarzellen mit hoch- ohmigen Emitter (Kontaktwiderstand, Füllfaktor und Wirkungsgrad der Zellen) erreicht werden.
Die neu entwickelte Drucktinte kann als Saatschicht, z.B. im Aerosol -Druckverfahren, InkJet-Verfahren, im Feinlinien-Siebdruckverfahren oder im Tampondruckver- fahren auf die Solarzelle aufgebracht werden.
Je nachdem, welches Druckverfahren eingesetzt wird, ist es notwendig, die Rheologie der Paste/Tinte anzupassen. Bei einer Feinliniensiebdruckpaste liegt die Viskosität bei η > 1 Pas, bei einer Aerosoltinte sollte die Viskosität η < 1 Pas sein und bei einer InkJet-Tinte ist es notwendig, die Viskosität auf η < 100 mPas zu reduzieren. Da es bei diesen Kontaktpasten/Tinten in erster Linie auf einen guten elekt- " rischen und mechanischen Kontakt ankommt, kann der Anteil an einem zusätzlichen Metalloxid, z.B. ZnO, stark variiert werden und variiert in einem Bereich von 3 Gew.-% bis 70 Gew.-%. Je höher der Metalloxidanteil, desto niederohmiger ist der Metall-Halbleiterübergang und umso geringer ist die elektrische Querleitfähigkeit des Kontaktes. Der Anteil an der benetzenden Glasfritte, Bleiglasfritte oder Bis- mutglasfritte oder den benetzenden Metalloxiden, PbO, Bi2O3 kann zwischen 1 Gew.-% und 10 Gew.-% geändert werden, der Anteil liegt bevorzugt bei 2 bis 3 Gew.- % . Im gleichen Maße wie der Metalloxidanteil variiert, wird der Anteil an leitfähigem Metall (Silber) verändert und bewegt sich zwischen 30 Gew.-% und 70 Gew. -%.
Ausführungsbeispiele:
Beispiel 1
Seed Layer-Tinte/Paste mit hohem Silbergehalt und Bleiglasfritte:
• 60 Gew.-% Silber,
• 2 Gew.-% Bleiglasfritte,
• 10 Gew. -% ZnO, • 28 Gew.-% N-Methylpyrrolidon, Diethylenglykolmono- butylether, Disperbyk 180/182, Beispiel 2
Seed Layer-Tinte/Paste mit hohem Silbergehalt und Bismutglasfritte :
• 60 Gew. -% Silber,
• 2 Gew.-% Bismutglasfritte,
• 10 Gew. -% ZnO,
• 28 Gew. -% N-Methylpyrrolidon, Diethylenglykolmono- butylether, Disperbyk 180/182,
Beispiel 3
Seed Layer-Tinte/Paste mit hohem Oxidanteil:
• 35 Gew.-% Silber,
• 2 Gew.-% Bleiglasfritte,
• 35 Gew. -% ZnO,
• 28 Gew.-% N-Methylpyrrolidon, Diethylenglykolmono- butylether, Disperbyk 180/182,
Beispiel 4
Seed Layer-Tinte/Paste ohne Bleiglasfritte, dafür mit benetzendem Oxid:
• 60 Gew.-% Silber (Ag),
• 5 Gew.-% Bismutoxid (Bi2O3) ,
• 10 Gew.-% Zinkoxid (ZnO), • 28 Gew.-% N-Methylpyrrolidon, Diethylenglykolmono- butylether, Disperbyk 180/182,
Beispiel 5
Seed Layer-Tinte/Paste, bei der die Oxide als Resinate vorliegen und nur Silber in Partikelform vorhanden ist
• 60 Gew . - % Silber (Ag) ,
• 10 Gew . - % Zinkresinat ( Zinkneodekanoate ) , » 5 Gew . - % Bismutresinat (Bismutneodekanoate ) ,
• 25 Gew . - % N-Methylpyrrolidon, Diethylenglykolbuty- lether , Disperbyk 182 , Xylol ,
Beispiel 6
Seed Layer-Tinte/Paste - partikelfrei
• 40 Gew.-% Silberresinat ,
• 10 Gew.-% Zinkresinat, » 5 Gew. -% Bismutresinat,
• 45 Gew.-% Xylol, NMP, Toluol .
Durch den Einsatz von leitfähigen, hochschmelzenden Oxiden, wie Zinkoxid in Kombination mit einem gut be- netzenden, niederschmelzenden Oxid, wie Bismutoxid, oder einer gut benetzenden Glasfritte, wie Bleiglas- fritte oder Bismutglasfritte, ist es möglich, hochoh- mige Emitter (Rsh>70 Ohm/square) zu kontaktieren und gleichzeitig eine gute Haftung zu erzielen. Der An- teil an Zinkoxid kann dabei bis zu 35 Gew.-% erhöht werden, wobei der Anteil an Silber stark reduziert wird.
Der Aufbau einer durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung herstellbare elektronische Bauteil, wie im vorliegenden Fall einer beschichteten Solarzelle, ist in Figur 1 dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Halbleiterbauelement 1, z.B. aus
Silicium, dargestellt. An der der Metallisierung zu- gewandten Oberfläche sind Silberkristallite 2 angeordnet. In diesen Bereichen der Oberfläche ist eine Glasschicht 3 abgeschieden, die durch eine Antire- flexschicht 4 in den Silberkristallit-freien Berei- chen unterbrochen ist. Auf der Oberfläche sind weiterhin leitfähige Oxidpartikel 6 dargestellt, die sowohl in die Silberschicht 5 als auch die Glasschicht 3 eingebettet sein können. Abschließend ist eine leitfähige Metallschicht 7, z.B. aus Silber oder Kup- fer, aufgebracht.

Claims

Patentansprüche
1. Metallhaltige Zusammensetzung zur Herstellung einer Kontaktstruktur auf einem elektronischen Bauteil, enthaltend a) in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% der Zusammensetzung mindestens ein elektrisch leitfähiges Metallpulver und/oder ein Pulver einer metallischen Legierung und/oder mindestens eine metallorganische Verbindung des leitfähigen Metalls, b) mindestens ein erstes oxidisches Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gläsern, Keramiken, Metalloxiden mit einem Schmelzpunkt unterhalb 1000 0C und/oder von in den zuvor genannten Gläsern, Keramiken und/oder Metalloxiden enthaltenen Metallen abgeleitete metallorganischen Verbindungen und/oder Mischungen hieraus, sowie c) mindestens ein zweites oxidisches Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kera- miken und/oder Metalloxiden mit einem
Schmelzpunkt von mindestens 1100 0C und/oder von in den zuvor genannten Keramiken und/oder Metalloxiden enthaltenen Metallen abgeleitete metallorganischen Verbindungen und/oder Mi- schungen hieraus, sowie d) mindestens eine organische Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aa) Lösemitteln, bevorzugt Lösungsmittel mit einem Siedepunkt > 100 0C; insbesondere Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Terpineol, Ethylenglykolether, GIy- colether, Diethylenglycolmonobutylether, N-
Methylpyrrolidon, und/oder Mischungen hieraus, bb) Bindemitteln, insbesondere Ethylcellulose und/oder cc ) Dispergiermitteln, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hydroxyfunktioneilen Carbonsäureestern mit pigmentaffinen Gruppen, Co- polymeren mit sauren Gruppen, Alkylolammoniumsalze eines Block-Copolymeren mit sauren Gruppen und/oder Mischungen oder Lösungen hieraus .
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 40 ' 106 S/m, bevorzugt mindestens 55 ' 106 S/m, insbesondere Silber ist und/oder die mindestens eine metallorganische Verbindung des leitfähigen Metalls ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus metallorganischen Dekompositionsmaterialien (MOD) , bevorzugt aus Metallsalzen von Fettsäuren, insbesondere Metallresinate, besonders bevorzugt aus Silberresinat , Silberneodecanoat und/oder Silber (hexafluoroacetylacetonat) (1, 5- cyclooctadien) sowie Mischungen hieraus .
3. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste oxidische Material b) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glasfritten, vorzugsweise Bleiglas- und/oder Bismutglasfritten; Blei-II- oxid; Bismuttrioxid und/oder die von den enthaltenen Metallen der ersten oxidischen Verbindung abgeleiteten metallorganischen Verbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus metallorganischen Dekompositionsmaterialien (MOD) , bevorzugt aus Metallsalzen von Fettsäuren, insbesondere Metallresinate, besonders bevorzugt aus Bismutresinat, Bismutneodecanoat , Bismut-2- ethylhexanoat sowie Mischungen hieraus .
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite oxidische Material c) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ZnO, ZnO: Al, SnO, TiO,
TiO2, CaO, MgO und/oder die von den enthaltenen Metallen der zweiten oxidischen Verbindung abgeleiteten metallorganischen Verbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus metall- organischen Dekompositionsmaterialien (MOD) , bevorzugt aus Metallsalzen von Fettsäuren, insbesondere Metallresinate, besonders bevorzugt aus Zinkresinat und/oder Zinkneodecanoat sowie Mischungen hieraus .
5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf 100 Gew.-% der Zusammensetzung die mindestens eine Komponente a) in einer Menge von 25 bis 75 Gew. -%, bevorzugt von 30 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 bis 68 Gew.-% enthalten ist.
6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf 100 Gew.-% der Zusammensetzung die mindes- tens eine Komponente b) in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 7,5 Gew.-% enthalten ist.
7. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf 100 Gew.-% der Zusammensetzung die mindestens eine Komponente c) in einer Menge von 1 bis 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 3 und 70 Gew.-% enthalten ist.
8. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf 100 Gew.-% der Zusammensetzung die mindestens eine organische Komponente d) in einer Men- ge von 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 20 und 30 Gew.-% enthalten ist.
9. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Form einer Inkjettinte oder Aero- soltinte, gekennzeichnet durch eine Viskosität η
< 1000 mPas, bevorzugt η < 100 mPas .
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in Form einer Siebdruckpaste, gekennzeichnet durch eine Viskosität 10 Pas < η < 300 Pas.
11. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisch leitfähige Metall a) , das mindestens eine oxidische Material b) und/oder das mindestens eine oxidische Material c) als Partikel enthalten sind, wobei die durchschnittlichen Partikelgrößen d50 jeweils unabhängig voneinander zwischen 1 nm und 10 μm liegen.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung frei von Partikeln ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktstruktur auf einem elektronischen Bauteil, bei dem aa) eine Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer die herzustellende Kontaktstruktur wiedergebenden Form auf das elektronische Bauteil appliziert wird und bb) das mit der Zusammensetzung versehene Bauteil in einem Kontaktfeuerschritt auf eine Temperatur zwischen 400 und 900 0C erhitzt wird.
14. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation der Zusammensetzung durch Siebdruck, Aerosoldruck, Inkjetdruck, Tampondruck, Schablonendruck, Dispensen und/oder Kombinationen hieraus erfolgt.
15. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil in Schritt b) auf eine Temperatur zwischen 700 und 850 0C erhitzt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation in
Form von Leiterbahnen mit einer Breite von < 50 μm, bevorzugt < 40 μm, besonders bevorzugt < 35 μm erfolgt .
17. Elektronisches Bauteil, insbesondere Solarzelle, mit einer elektrischen Kontaktstruktur, herstellbar nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15.
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