ES2572679T3 - Pasta conductora - Google Patents

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ES2572679T3 ES12774898.6T ES12774898T ES2572679T3 ES 2572679 T3 ES2572679 T3 ES 2572679T3 ES 12774898 T ES12774898 T ES 12774898T ES 2572679 T3 ES2572679 T3 ES 2572679T3
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Hiroshi Yoshida
Naoto Shindo
Tadashi Kanasaku
Shoko MASUDA
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Abstract

Una pasta conductora que comprende un polvo conductor que comprende al menos uno de cobre y níquel como componente principal, una frita de vidrio, y un vehículo orgánico, en la que la frita de vidrio es una frita de vidrio basada en telurio que no contiene ningún componente de plomo que supere un contenido de plomo de 1000 ppm y contiene telurio como formador de red en una cantidad del 35 al 70 % en moles en términos de óxido, conteniendo la frita de vidrio basada en telurio plata como componente esencial.

Description

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DESCRIPCION
Pasta conductora Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a una pasta conductora de tipo activado que puede usarse favorablemente y de manera particular en la formacion de electrodos de un elemento de celula solar.
Antecedentes de la tecnica
Un elemento de celula solar ordinaria y convencional esta provisto de un sustrato semiconductor de silicio, una capa de difusion de tipo n, una pelfcula antirreflectante, un electrodo de superficie trasera y un electrodo de superficie delantera. Cuando se forma el electrodo de superficie delantera, un patron de electrodos se forma mediante serigraffa, impresion de estencil o similar usando una pasta conductora realizada mezclando partfculas conductoras compuestas principalmente de plata con frita de vidrio, un vehfculo organico y similar. Despues, este patron de electrodo se activa para formar el electrodo.
La concienciacion ambiental incrementada en los ultimos anos ha conducido a un deseo por cambiar a materiales y piezas libres de plomo en celulas solares.
El documento US 2009/0199897 A1 divulga una composicion de vidrio sustancialmente libre de plomo y bismuto y que contiene oxido de vanadio y oxido de fosforo como ingredientes principales, en la que el vidrio sinterizado de la composicion de vidrio exhibe 109 Qcm2 o mas a 25 °C.
Los ejemplos de vidrio libre de plomo incluyen la frita de vidrio de borosilicato de cinc descrita en el Documento 1 de la Patente, la frita de vidrio de borosilicato de bismuto y la frita de vidrio de borosilicato de cinc descritas en el Documento 2 de la Patente, la frita de vidrio de borosilicato descrita en el Documento 3 de la Patente, y la frita de vidrio de borato de cinc descrita en el Documento 4 de la Patente.
Por otra parte, como un ejemplo del vidrio que puede activarse a bajas temperaturas, se conoce el vidrio basado en telurio para su uso en aplicaciones de sellado de tubos de visualizacion fluorescente (Documento 5 de la Patente) y aplicaciones de material de fibra optica (documento 6 de la Patente). Sin embargo, el campo de aplicacion de tal vidrio basado en telurio es limitado, y el uso del vidrio basado en telurio en la formacion de un conductor rara vez se tomo en consideracion en el pasado. Ademas, como una composicion de vidrio para un adhesivo de union con troquel, los Documentos 7 y 8 de la Patente, por ejemplo, describen el uso de vidrio que contiene telurio que puede activarse a baja temperatura. Por desgracia, tal vidrio contiene una gran cantidad de plomo como componente esencial, lo que es problematico en terminos medioambientales y de seguridad.
Al centrarse en tal vidrio basado en telurio, el solicitante de la presente invencion confirma que el uso de una pasta conductora que contiene vidrio basado en telurio para formar un electrodo de un elemento de celula solar puede conducir a la consecucion de efectos significativos (solicitud de Patente Japonesa con n.° 2009-247220: denominada en lo sucesivo como “memoria descriptiva de la solicitud anterior”).
La presente invencion se elaboro como resultado de la investigacion adicional de este vidrio basado en telurio. En otras palabras, aunque esta pasta conductora descrita en la memoria descriptiva antes mencionada de la solicitud anterior usa plata como componente conductor, los inventores de la presente invencion han descubierto que las excelentes caractensticas pueden lograrse mediante un tipo espedfico de vidrio basado en telurio incluso si contiene cobre o mquel como componente conductor y, por tanto, lograr la presente invencion.
Lista de citas
Bibliografia de patentes
Documento 1 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 2001-118425
Documento 2 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 10-326522
Documento 3 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion (traduccion de la solicitud PCT)
2008-543080
Documento 4 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 2009-194121
Documento 5 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 10-029834
Documento 6 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 2007-008802
Documento 7 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 02-293344
Documento 8 de la Patente: solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 04-270140
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Sumario de la invencion Problema tecnico
Un objeto de la presente invencion es proporcionar una pasta conductora que pueda proporcionar sus caractensticas favorables y usarse favorablemente en la formacion de electrodos de un elemento de celula solar incluso cuando la pasta conductora incluye cobre o mquel como su componente conductor.
Solucion al problema
La presente invencion tiene las siguientes configuraciones.
(1) Una pasta conductora que comprende un polvo conductor que contiene al menos uno de cobre y mquel como componente principal, una frita de vidrio, y un vehfculo organico, en el que la frita de vidrio es una frita de vidrio basada en telurio que no contiene esencialmente ningun componente de plomo y contiene telurio como un formador de red en una cantidad del 35 al 70 % en moles en terminos de oxido, conteniendo la frita de vidrio basada en telurio plata como componente esencial.
(2) La pasta conductora tal como en (1) descrita anteriormente, en la que la frita de vidrio basada en telurio contiene plata y una cantidad del 3 al 40 % en moles en terminos de oxido en proporcion con toda la frita de vidrio basada en telurio.
(3) La pasta conductora tal como en (1) o (2) antes descrita, en la que la frita de vidrio basada en telurio contiene al menos uno de tungsteno y molibdeno.
(4) La pasta conductora tal como en una cualquiera de (1) o (3) descrita anteriormente, que se usa en la formacion de un electrodo de una celula solar.
Efectos ventajosos de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, en la pasta conductora que usa el polvo conductor que contiene al menos uno de cobre y mquel como componente conductor principal, el uso de frita de vidrio basado en telurio que contiene plata puede formar un electrodo con las siguientes caractensticas. La pasta conductora de acuerdo con la presente invencion puede usarse favorablemente de manera particular en la formacion de un electrodo de superficie delantera (superficie receptora de luz) de una celula solar. Un electrodo que ejerce excelentes caractensticas de celula solar puede obtenerse imprimiendo y activando la pasta sobre una pelfcula antirreflectante de nitruro de silicio o similar de una superficie de celula solar.
Realizaciones para llevar a cabo la invencion
Una realizacion de la pasta conductora de acuerdo con la presente invencion se describe a continuacion. Sin embargo, la presente invencion no se limita a esta realizacion.
La pasta conductora de acuerdo con la presente invencion se describe primero. En la pasta conductora de la presente invencion, el polvo conductor que contiene uno o mas de cobre y mquel como componente principal y una frita de vidrio se dispersan en un velmculo organico. Los componentes individuales se describen a continuacion.
El polvo conductor comprende uno o mas de cobre y mquel como componente principal, y tiene una forma esferica, una forma de copo, una forma de dendrita, etc., tal como se usa en la tecnica anterior. El polvo conductor no se limita a polvo de cobre puro o polvo de mquel puro, y puede ser polvo compuesto, polvo de aleacion, polvo mezclado o similar, que contiene cobre y/o mquel como componente principal asf como otros metales. No existen limitaciones particulares en los metales que se van a componer, alear o mezclar con el cobre y/o mquel, que es el componente principal, y los ejemplos de tales metales incluyen cinc, estano, aluminio, tungsteno, molibdeno, manganeso, fosforo, silicio, titanio, indio, antimonio, cromo, plata, oro, paladio, etc. El polvo conductor preferentemente tiene un tamano promedio de partfcula de 0,1 a 10 pm. Ademas, pueden mezclarse dos o mas tipos de polvos conductivos de diferentes metales, tamanos de partfcula promedio, distribuciones de tamano de partfcula, formas, etc. Debe apreciarse que el componente principal descrito en la presente invencion se refiere a un componente que representa mas del 50 % por peso de los componentes del polvo conductor. El contenido total del cobre y/o mquel en el polvo conductor es preferentemente el 70 % por peso o mas.
En la presente invencion, un vidrio basado en telurio que contiene telurio como formador de red se usa como la frita de vidrio. El telurio del vidrio basado en telurio no forma vidrio por sf mismo, pero funciona como un formador de red para formar la estructura principal del vidrio. La frita de vidrio basada en telurio contiene telurio en una cantidad del 35 al 70 % en moles en terminos de oxido en proporcion con toda la frita de vidrio basada en telurio. Formar el vidrio se vuelve diffcil cuando el contenido de telurio es menor del 35 % en moles o supera el 70 % en moles. Mas preferentemente, el contenido de telurio es del 40 al 60 % en moles.
Tal como se describe en la memoria descriptiva de la solicitud anterior, formar un electrodo de superficie delantera de una celula solar usando la pasta conductora que contiene vidrio basado en telurio no solo puede evitar el hecho
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de una profunda penetracion del electrodo de superficie delantera en un sustrato semiconductor, sino que tambien permite un facil control de la activacion y obtener suficiente contacto ohmico.
Sin embardo, la investigacion por parte de los inventores de la presente invencion muestra que cuando el cobre y/o mquel se incluye como componente conductor principal en la pasta conductora, la resistencia de contacto de un electrodo formado se vuelve alta y es diffcil obtener excelentes caractensticas de celula solar incluso con el uso de vidrio basado en telurio.
De acuerdo con la presente invencion, por tanto, la pasta conductora que contiene el polvo conductor que incluye cobre y/o mquel como componente conductor principal se caracteriza por usar vidrio basado en telurio que contiene plata como componente esencial. Incluso cuando el cobre y/o mquel se usa como el polvo conductor, el uso del vidrio basado en telurio que contiene plata puede reducir drasticamente la resistencia de contacto de un electrodo de celula solar que se forma usando la pasta conductora de la presente invencion.
El contenido de plata por debajo del 3 % en moles en terminos de oxido en el vidrio basado en telurio no puede lograr el efecto de contener plata. Aunque el vidrio basado en telurio tiene una caractenstica que proporciona una solubilidad muy alta de solido de plata, el contenido de plata alrededor del 40 % en moles o que supera el 40 % en moles provoca facilmente una precipitacion de un componente de plata en el vidrio. En algunos casos, el vidrio puede usarse sin problemas serios, incluso con el componente de plata precipitado en su interior. En la presente invencion, sin embargo, se prefiere que la plata este contenida en una cantidad del 3 al 40 % en moles en terminos de oxido en proporcion con toda la frita de vidrio basada en telurio, desde el punto de vista de la estabilidad del vidrio. Ademas, se prefiere que el contenido de plata sea del 15 al 35 % en moles para obtener caractensticas de celula solar mas favorables. La plata antes mencionada se contiene en un componente de vidrio en el vidrio basado en telurio; de esta manera, los efectos antes descritos no pueden obtenerse con vidrio basado en telurio que no contenga plata como componente de vidrio.
En el vidrio basado en telurio usado en la presente invencion, el telurio se usa como un formador de red para formar una red de vidrio, pero se prefiere que el vidrio basado en telurio contenga, ademas de telurio, uno o mas de tungsteno y molibdeno como componente para complementar la formacion de la red de vidrio. Ademas, se prefiere que el vidrio basado en telurio contenga uno o mas de bismuto, cinc y aluminio como componente para mejorar o ajustar las caractensticas del vidrio.
Tanto el tungsteno como el molibdeno contribuyen a expandir el intervalo de vitrificacion del vidrio basado en telurio y a estabilizar el vidrio. La vitrificacion se vuelve diffcil si todo el contenido de tungsteno y molibdeno como oxidos es menor del 5 % en moles o mas del 60 % en moles. El intervalo preferente del contenido total de tungsteno y molibdeno es por tanto del 10 al 40 % en moles.
El bismuto contribuye a expandir el intervalo de vitrificacion y mejorar la durabilidad qmmica, pero es probable que se precipite una fase de cristal cuando el contenido de bismuto en terminos de oxido supere el 25 % en moles, restandole valor a la estabilidad del vidrio. El cinc contribuye a expandir el intervalo de vitrificacion y a la estabilizacion, pero la vitrificacion se vuelve diffcil cuando el contenido de cinc en terminos de oxido supera el 50 % en moles. El aluminio contribuye a mejorar la durabilidad qmmica del vidrio. Sin embargo, cuando la adicion de aluminio como oxido supera el 25 % en moles, no puede lograrse un efecto significativo con la adicion.
Es preferente que el bismuto, cinc y aluminio esten contenidos como oxidos en el vidrio basado en telurio de la presente invencion en una cantidad total del 5 al 20 % en moles.
El vidrio basado en telurio de acuerdo con la presente invencion puede incluir ademas uno o mas de elementos de metal alcalinos tales como potasio, litio y sodio, elementos de metal alcalinoterreos tales como magnesio, calcio, estroncio y bario, y otros elementos tales como disprosio, itrio, niobio, lantano, circonio, titanio, boro, germanio, fosforo, tantalio, y vanadio.
Los siguientes ejemplos describen vidrio basado en telurio-tungsteno-bismuto con plata y vidrio basado en telurio- molibdeno-bismuto con plata, como ejemplos ffpicos o favorables del vidrio basado en telurio; sin embargo, el vidrio basado en telurio que puede usarse en la presente invencion no se limita a ello. Por ejemplo, la presente invencion puede usar vidrio obtenido mezclando plata como componente de vidrio en, por ejemplo, diversos tipos de vidrio basado en telurio descritos en la memoria descriptiva de la solicitud anterior.
Ademas de la frita de vidrio basada en telurio que contiene plata, puede combinarse otra frita de vidrio distinta del vidrio basado en telurio en la pasta conductora de la presente invencion para ajustar las caractensticas de la pasta conductora. Como la frita de vidrio distinta del vidrio basado en telurio, el vidrio seleccionado a partir de vidrios conocidos tales como vidrio SO2-B2O3, vidrio SiO2-B2O3-ZnO, vidrio, SiO2-Bi2O3, vidrio, SiO2-Bi2O3-ZnO, vidrio, B2O3-ZnO, y similares pueden combinarse apropiadamente con el vidrio basado en telurio, y es especialmente aconsejable incluir vidrio SO2-B2O3, vidrio SO2- B2O3-ZnO, vidrio SiO2-Bi2O3, o vidrio SiO2-Bi2O3-ZnO.
La frita de vidrio puede contenerse en la pasta conductora de la presente invencion, en una cantidad normalmente
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contenida en pasta conductora; sin embargo, se prefieren de 0,1 a 10 partes por peso, por ejemplo, por 100 partes por peso de polvo conductor. Cuando la cantidad de frita de vidrio es menor de 0,1 partes por peso por 100 partes por peso de polvo conductor, la adhesividad al sustrato y la fuerza del electrodo seran muy bajas. Si se superan 10 partes por peso, por otra parte, existiran problemas con la flotacion del vidrio en la superficie del electrodo y con la resistencia de contacto incrementada debido al vidrio que fluye a la interfaz.
El tamano promedio de partfcula de la frita de vidrio anadida a la pasta conductora de la presente invencion no se limita particularmente, pero es preferentemente de 0,5 a 5,0 pm.
Debe apreciarse que la frita de vidrio basada en telurio usada en la presente invencion no contiene esencialmente ningun componente de plomo, pero el componente de plomo es, espedficamente, 1.000 ppm o menos.
A la pasta conductora de la presente invencion pueden anadirse ademas, en caso necesario, plastificadores, ajustadores de viscosidad, agentes tensioactivos, oxidantes, oxidos de metal, compuestos de metal organicos y similares, usados normalmente como aditivos, en una medida que no deteriora los efectos de la presente invencion. Un compuesto de plata tal como carbonato de plata, oxido de plata o acetato de plata descrito en la solicitud de Patente Japonesa con n.° de Publicacion 2007-242912, presentada por el solicitante de la presente invencion, tambien puede anadirse. Ademas, tambien pueden anadirse oxido de cobre, oxido de cinc, oxido de titanio y similares apropiadamente a la pasta conductora para controlar la temperatura de activacion o mejorar las caractensticas de la celula solar.
La pasta conductora de la presente invencion se forma mezclando el polvo conductor antes mencionado, la frita de vidrio y los aditivos apropiados junto con un vehnculo organico y dispersando uniformemente estos componentes en el vehnculo organico para obtener una pasta, pintura o tinta con una reologfa adecuada para la serigraffa u otro metodo de impresion.
El vehnculo organico no se limita particularmente, y un aglutinante organico, disolvente o similar, usado normalmente como un vehnculo en pastas conductoras, puede seleccionarse y mezclarse en la pasta conductora segun sea apropiado. Los ejemplos de aglutinantes organicos incluyen celulosas, resinas acnlicas, resinas fenolicas, resinas alqmdicas, esteres de colofonia y similares, mientras que los ejemplos de disolventes incluyen alcoholes, eteres, esteres, hidrocarburos y otros disolventes organicos asf como agua y disolventes mezclados de los mismos. La cantidad del vehnculo organico que se anade a la pasta conductora no se limita particularmente, y se ajusta apropiadamente, de acuerdo con el metodo de aplicacion, a una cantidad apropiada para retener los componentes inorganicos tales como el polvo conductor y la frita de vidrio en la pasta, pero es normalmente de 5 a 40 partes por peso por 100 partes por peso del polvo conductor.
El elemento de celula solar al que la pasta conductora de la presente invencion puede aplicarse se fabrica, por ejemplo, de la siguiente manera.
El sustrato semiconductor se compone preferentemente de silicio monocristalino o silicio multicristalino y se dopa con, por ejemplo, boro o similar para exhibir un tipo de conductividad (p. ej. tipo p). Una capa de difusion se forma difuminando atomos de fosforo o similares en la superficie receptora de luz del sustrato semiconductor, formando por tanto una region que exhibe una conductividad de tipo opuesto (p. ej. tipo n), sobre la que se proporciona una pelfcula antirreflectante de nitruro de silicio o similar. Una pasta de aluminio, pasta de plata, o pasta de plata- aluminio se aplica sobre la superficie del sustrato opuesta a la superficie receptora de luz, y despues se seca para formar un electrodo de superficie trasera y una capa de campo de superficie trasera (capa BSF) de tipo p y alta concentracion. La pasta conductora de la presente invencion se aplica entonces sobre la antes mencionada pelfcula antirreflectante mediante un metodo convencional, tal como un metodo de serigraffa, se seca, y despues se activa para un tiempo de activacion total de aproximadamente 1 a 30 minutos a una alta temperatura, con una temperatura maxima de 500 a 900 °C en una atmosfera reductora o atmosfera neutral, para descomponer y volatilizar los componentes del vehnculo organico y formar el electrodo de superficie delantera, el electrodo de superficie trasera y la capa BSF simultaneamente. Debe apreciarse que el electrodo de superficie delantera y el electrodo de superficie trasera no tienen que activarse simultaneamente; de esta manera, el electrodo de superficie delantera puede formarse despues de la activacion del electrodo de superficie trasera, o el electrodo de superficie trasera puede formarse tras la activacion del electrodo de superficie delantera. Es preferente que la superficie receptora de luz del sustrato semiconductor tenga una estructura texturada con una superficie concava-convexa (o asperezas con forma de piramide) para obtener una alta eficacia de conversion fotoelectrica.
Ejemplos
La presente invencion se describe espedficamente a continuacion mediante ejemplos, pero la presente invencion no se limita a estos ejemplos.
En primer lugar, los ingredientes se mezclaron para obtener las composiciones de oxido de metal mostradas en la Tabla 1, y cada una de las mezclas resultantes se fundio a 700 hasta 900 °C usando un crisol de alumina, que despues se vertio sobre grafito y se refrigero con aire. Los vidrios resultantes se pulverizaron finamente en un molino
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de bolas de circonio, obteniendo por tanto fritas de vidrio A a N. Los contenidos de los componentes respectivos de las composiciones de vidrio se muestran en % en moles en terminos de oxidos. Debe apreciarse que las fritas de vidrio A, I, M y N estan fuera del alcance de la presente invencion. Se observo una ligera precipitacion de plata en las fritas de vidrio H y L.
[Tabla 1]
Vidrio
Composicion de Vidrio [% en moles]
Te
W Mo Bi Zn Si Ag
*A
60 25 0 15 0 0 0
B
57 24 0 14 0 0 5
C
55 23 0 14 0 0 9
D
50 21 0 13 0 0 17
E
46 19 0 12 0 0 23
F
43 18 0 11 0 0 29
G
40 17 0 10 0 0 33
H
38 16 0 9 0 0 38
*I
60 0 30 10 0 0 0
J
57 0 29 10 0 0 5
K
50 0 25 8 0 0 17
L
38 0 19 6 0 0 38
*M
0 0 0 60 20 20 0
*N
0 0 0 57 19 19 5
* fuera del alcance de la presente invencion Produccion y evaluacion de las Muestras 1 a 12
Se dispersaron juntos polvo de cobre en una cantidad de 100 partes por peso y cada una de las fritas de vidrio A a L en una cantidad de 2 partes por peso en 8 partes por peso de compuesto de vehmulo organico de 1,6 partes por peso de etil celulosa y 6,4 partes por peso de butil carbitol, para producir cada pasta conductora de las Muestras 1 a 12.
Usando cada pasta conductora de las Muestras 1 a 12, las resistencias de contacto se midieron tal como sigue mediante el metodo TLM (modelo de lmea de transmision).
En primer lugar, se prepararon diez sustratos de silicio de 2 cm x 2 cm de forma cuadrada y de tipo p con una textura piramidal formados mediante grabado al aguafuerte alcalino para cada una de las muestras. Despues, se disperso fosforo en una superficie principal para que cada sustrato formara una region de tipo n (capa de difusion), y se formo una capa SiN sobre la misma mediante un metodo de plasma CVD con un espesor promedio de 75 nm.
Despues, se formaron una pluralidad de electrodos de superficie delantera finos y con forma de lmea con una anchura de 100 pm y un espesor de 15 pm en la capa SiN con una inclinacion de 2 mm, usando cada una de estas Muestras 1 a 12 producidas. Los valores de resistencia entre los electrodos con forma de lmea se midieron con un multfmetro digital (MULTIMETRO 3458A de Hewlett-Packard Development Company, L.P.), para obtener las resistencias de contacto. Debe apreciarse que las pastas conductoras se activaron en una atmosfera no oxidante a una temperatura maxima de 800 °C.
Los resultados se muestran en la Tabla 2. Debe apreciarse que los valores mostrados en la columna “resistencia de contacto” en la tabla son valores promedios.
Tal como se muestra en la Tabla 2, las resistencias de contacto mejoraron cuando el vidrio basado en telurio que contiene plata se uso para las pastas conductoras que usaron cobre como componente conductor.
[Tabla 2]
Componente conductor Vidrio Resistencia de contacto [Q.cm2]
*Muestra 1
Cu *A 1,20
Muestra 2
Cu B 0,75
Muestra 3
Cu C 0,42
Muestra 4
Cu D 0,24
Muestra 5
Cu E 0,11
Muestra 6
Cu F 0,11
Muestra 7
Cu G 0,09
Componente conductor Vidrio Resistencia de contacto [Q.cm2l
Muestra 8
Cu H 0,10
*Muestra 9
Cu *I 0,60
Muestra 10
Cu J 0,08
Muestra 11
Cu K 0,15
Muestra 12
Cu L 0,12
*Muestra 13
Ni *A 0,60
Muestra 14
Ni F 0,13
*Muestra 15
Cu *M 13,43
*Muestra 16
Cu *N 4,87
* fuera del alcance de la presente invencion
Produccion y evaluacion de las Muestras 13 y 14 5
A continuacion, de la misma manera que las Muestras 1 a 12, se produjeron las Muestras 13 y 14, excepto que el polvo de mquel se uso como el polvo conductor, y se obtuvieron las resistencias de contacto del mismo. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
10 Tal como se muestra en la Tabla 2, las resistencias de contacto se mejoraron cuando se uso vidrio basado en telurio que contiene plata para las pastas conductoras que usan mquel como componente conductor.
Produccion y evaluacion de las Muestras 15 y 16
15 De la misma manera que las Muestras 1 a 12, se produjeron las muestras 15 y 16, excepto que se usaron las fritas de vidrio M y N basadas en bismuto, y se obtuvieron las resistencias de contacto de las mismas. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tal como se muestra en la Tabla 2, las resistencias de contacto se mejoraron anadiendo plata a las fritas de vidrio 20 basadas en bismuto, pero fueron mayores que las obtenidas cuando se usaron fritas de vidrio basadas en telurio.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una pasta conductora que comprende un polvo conductor que comprende al menos uno de cobre y mquel como componente principal, una frita de vidrio, y un vehfculo organico, en la que la frita de vidrio es una frita de vidrio
    5 basada en telurio que no contiene ningun componente de plomo que supere un contenido de plomo de 1000 ppm y
    contiene telurio como formador de red en una cantidad del 35 al 70 % en moles en terminos de oxido, conteniendo la
    frita de vidrio basada en telurio plata como componente esencial.
  2. 2. La pasta conductora de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la frita de vidrio basada en telurio contiene plata
    10 en una cantidad del 3 al 40% en moles en terminos de oxido en proporcion con toda la frita de vidrio basada en
    telurio.
  3. 3. La pasta conductora de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que la frita de vidrio basada en telurio contiene al menos uno de tungsteno y molibdeno.
    15
  4. 4. La pasta conductora de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se usa en la formacion de un electrodo de una celula solar.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2859557A4 (en) * 2012-06-12 2015-12-09 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc ELECTROCONDUCTIVE PASTE HAVING AN AGENT ENHANCING ADHESION
KR20140092744A (ko) * 2012-12-29 2014-07-24 제일모직주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
TWI506650B (zh) * 2013-01-10 2015-11-01 Darfon Materials Corp 銀漿及其用於製造光伏元件之用途
JP6018729B2 (ja) * 2013-06-12 2016-11-02 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池の裏面ファイヤースルー用ペースト組成物、および太陽電池の製造方法
US9159864B2 (en) 2013-07-25 2015-10-13 First Solar, Inc. Back contact paste with Te enrichment and copper doping control in thin film photovoltaic devices
KR101696968B1 (ko) 2014-01-09 2017-01-16 제일모직주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20150085253A (ko) * 2014-01-15 2015-07-23 삼성전기주식회사 복합 페라이트 시트와 그 제조 방법 및 이를 구비하는 전자 기기
EP2913313A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-02 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken LLC Tungsten-containing glass frit for electroconductive paste composition
KR20150132804A (ko) * 2014-05-15 2015-11-26 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
JP5998178B2 (ja) * 2014-06-05 2016-09-28 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池受光面電極用ペースト、その製造方法、および太陽電池セルの製造方法
EP2966124A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-13 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Electro-conductive paste with characteristic weight loss for low temperature application
EP2966121A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-13 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Electro-conductive paste with characteristic weight loss for high temperature application
JP6564024B2 (ja) 2014-08-28 2019-08-21 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 銅電極を有する太陽電池を製造する方法
KR20160035700A (ko) * 2014-09-23 2016-04-01 삼성에스디아이 주식회사 고면저항 기판상에 형성된 전극을 포함하는 태양전지
DE102014014322B4 (de) 2014-10-01 2017-11-23 Ferro Gmbh Tellurat-Fügeglas mit Verarbeitungstemperaturen ≦ 400 °C
TWI576863B (zh) * 2014-12-08 2017-04-01 碩禾電子材料股份有限公司 一種含無鉛玻璃熔塊之導電漿（一）
CN107408586B (zh) * 2015-03-13 2021-10-19 昭荣化学工业株式会社 太阳能电池电极形成用导电性糊
GB201507148D0 (en) * 2015-04-27 2015-06-10 Johnson Matthey Plc Conductive paste, electrode and solar cell
JP6236557B1 (ja) * 2016-03-18 2017-11-22 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 銀テルル被覆ガラス粉およびその製造方法、ならびに導電性ペーストおよびその製造方法
DE102016109414A1 (de) 2016-05-23 2017-11-23 Ferro Gmbh Niedertemperatur-Telluritglasmischungen für Vakuumverdichtung bei Temperaturen ≤450 °C
JP6246877B1 (ja) * 2016-09-08 2017-12-13 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 導電性ペーストおよびその製造方法、ならびに太陽電池の製造方法
KR20190079622A (ko) * 2016-11-07 2019-07-05 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 고광전변환효율 태양전지 및 고광전변환효율 태양전지의 제조 방법
KR20190005464A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
US10804003B2 (en) * 2017-10-03 2020-10-13 Shoei Chemical Inc. Conductive paste for forming solar cell electrode
JP7090838B2 (ja) * 2018-02-16 2022-06-27 日本電気硝子株式会社 ガラス組成物及び封着材料
JP7222182B2 (ja) * 2018-05-25 2023-02-15 日本電気硝子株式会社 ガラス組成物及び封着材料
JP2020040848A (ja) * 2018-09-07 2020-03-19 日本電気硝子株式会社 ガラス組成物及び封着材料

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945071A (en) 1989-04-19 1990-07-31 National Starch And Chemical Investment Holding Company Low softening point metallic oxide glasses suitable for use in electronic applications
JPH04270140A (ja) 1990-06-21 1992-09-25 Johnson Matthey Inc シーリングガラス組成物および導電性成分を含む同組成物
JPH1029834A (ja) 1996-07-16 1998-02-03 Asahi Glass Co Ltd 無アルカリガラス組成物
JP3760361B2 (ja) 1997-03-24 2006-03-29 株式会社村田製作所 太陽電池用導電性組成物
JP2001118425A (ja) 1999-10-21 2001-04-27 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
US8093491B2 (en) 2005-06-03 2012-01-10 Ferro Corporation Lead free solar cell contacts
KR100772501B1 (ko) 2005-06-30 2007-11-01 한국전자통신연구원 텔루라이트 유리 조성물, 이를 이용한 광도파로 및광증폭기
CN101258111B (zh) * 2005-09-07 2011-05-18 松下电器产业株式会社 玻璃组合物及使用其的显示器面板
JP4556886B2 (ja) 2006-03-09 2010-10-06 昭栄化学工業株式会社 導電性ペースト及び太陽電池素子
US8277092B2 (en) * 2007-10-12 2012-10-02 Truck-Lite Co., Llc Lamp assembly utilizing light emitting diodes
US8383011B2 (en) 2008-01-30 2013-02-26 Basf Se Conductive inks with metallo-organic modifiers
US7736546B2 (en) 2008-01-30 2010-06-15 Basf Se Glass frits
JP5525714B2 (ja) * 2008-02-08 2014-06-18 日立粉末冶金株式会社 ガラス組成物
JP2009194121A (ja) 2008-02-14 2009-08-27 Namics Corp 結晶系シリコン太陽電池電極形成用導電性ペースト
JP2009247220A (ja) 2008-04-01 2009-10-29 Seikagaku Kogyo Co Ltd 遺伝子サブトラクション用の担体及びその利用
CN101339821B (zh) * 2008-08-15 2010-09-01 深圳市圣龙特电子有限公司 无铅无镉铜浆及其制造方法
JP5414409B2 (ja) * 2009-01-16 2014-02-12 日立粉末冶金株式会社 低融点ガラス組成物、それを用いた低温封着材料及び電子部品
CN101847510B (zh) * 2009-03-27 2011-12-28 长沙族兴新材料股份有限公司 多层陶瓷电容器用导电浆料及其制备方法
JP5559509B2 (ja) 2009-10-28 2014-07-23 昭栄化学工業株式会社 太陽電池電極形成用導電性ペースト
WO2011140189A1 (en) 2010-05-04 2011-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick-film pastes containing lead-tellurium-boron-oxides, and their use in the manufacture of semiconductor devices
JP5011428B2 (ja) 2010-10-07 2012-08-29 昭栄化学工業株式会社 太陽電池素子並びにその製造方法
TWI552975B (zh) * 2011-10-25 2016-10-11 賀利氏貴金屬北美康舍霍肯有限責任公司 含有金屬奈米顆粒之導電膠組合物
KR101149812B1 (ko) * 2012-02-09 2012-05-25 주식회사 정관 저온 봉착용 무연 프릿 조성물 및 그를 포함하는 무연 페이스트 조성물 제조 방법

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EP2701160B1 (en) 2016-03-30
TW201246229A (en) 2012-11-16

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