JP5934336B2 - ワックスチクソトロープ剤を含有する高いアスペクト比のスクリーン印刷可能な厚膜ペースト組成物 - Google Patents
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Description
他に定義されない限り、本明細書において使用される技術および科学用語はすべて、本発明が属する当業界で一般に理解されているのと同一の意味を有する。本明細書の全開示の全体にわたって参照される特許、特許出願、公開された出願および刊行物、ウェブサイトおよび他の出版物はすべて、他に注釈しない限り、何らかの目的のために参照によってその全体が組み込まれる。
先行技術において、従来のペーストおよびスクリーン印刷方法によって達成可能なグリッド線の厚さは極めて限定されており、そのため、例えば太陽電池の効率の、特に浅いエミッターを有する太陽電池に対する改善におけるような各種用途においてその性能を妨害する。これは、スクリーンへのペースト材料の粘着およびスランピングに帰することができ、その結果、印刷後に、およびその後の乾燥、焼結およびプリント加工中に印刷線の望ましくない線の広がりをもたらす。
伝電性インキまたはペーストは当業界で公知である。例えば、米国特許第6,517,931号(Fu、2003)は、電極形成のための銀インクを記載している。インクは、パラジウムおよび金を含まない銀粉を含有し、焼成後に誘電体と電極膜との間の接着を促進するチタン酸バリウムなどの粉末化したセラミック金属酸化物インヒビターを含むものとして記載されている。インクはまた、チクソトロープ剤として水素化ヒマシ油ワックスを含有するものとして記載されている。この特許は、多層チップタイプセラミックコンデンサー(MLCC)用の端末ペーストとしての銀インクの使用を記載している。MLCCは、厚膜ペーストまたはインクの堆積(通常スクリーン印刷による)によって形成された、金属(電極)の電気伝導性フィルムの複数に挟まれ互い違いに配列された層、および誘電体セラミック酸化物の電気絶縁層を含む。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、50重量%を超える電気伝導性金属粒子;110℃より高い融点を有するアミド系ワックスまたはポリアミド系ワックスを含むチクソトロピー変性剤;ガラスフリットおよび樹脂を含み、その印刷用ペーストは、10秒未満の回復時間もしくは10以上の剪断減粘指数またはその両方を有する。本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、分散剤をさらに含むことができる。本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、金属酸化物の粒子をさらに含むことができる。本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、溶媒をさらに含むことができる。本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、ドーパント、接着促進剤、カップリング剤、平滑剤、消泡剤またはその組み合わせの中から選択される化合物をさらに含むことができる。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、電気伝導性金属粒子を含む。本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト中に含むことができる金属の非限定的な例は、銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、クロム、インジウム、イリジウム、鉄、鉛、パラジウム、白金、オスミウム、ロジウム、ルテニウム、タンタル、スズ、タングステンおよび亜鉛、その組み合わせまたは合金を含む。約0.5μΩ・cmから50μΩ・cm、好ましくは1μΩ・cmもしくはその付近から30μΩ・cm、または0.5μΩ・cmから5μΩ・cm、最も好ましくは1μΩ・cmもしくはその付近から20μΩ・cmの低いバルク抵抗率を示す金属粒子は、本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト中に含むことができる。例えば、金は2.25μΩ・cmのバルク抵抗率を有する。銅は1.67μΩ・cm.のバルク抵抗率を有する。銀は1.59μΩ・cmのバルク抵抗率を有する。最も伝導性の金属である銀は最も好ましい金属粒子であるが、導体ペースト配合物中に銀の合金の金属粒子を含むこともできる。例示の銀合金は、アルミニウム、銅、金、パラジウム、白金またはその組み合わせを含む。銅または銀の粒子などの金属粒子はまた、金属で被覆することができる。例えば、銅金属粒子は銀で被覆することができ、純粋な銀粒子とのそれほど高価でない代替法を提供し、それは純粋な銅粒子より伝導性で、環境上安定になり得る。被覆として使用することができる他の金属は、金、銅、アルミニウム、亜鉛、鉄、白金およびその組み合わせを含む。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストはチクソトロピー変性剤を含む。好ましいチクソトロピー変性剤は、高温チクソトロピー変性剤、特に、アミド系ワックス、および/または、ポリアミド系ワックスである。特に好ましいチクソトロピー変性剤は、110℃またはその付近よりも高い融点を有するアミド系ワックスおよび/またはポリアミド系ワックスである。
2アミドワックス混合物(大半はオクタデカンアミド)
3ポリアミドワックス
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは樹脂を含む。樹脂は、厚膜ペースト組成物の溶媒にそれを溶解することができるように選択することができる。樹脂は、ペースト組成物の重量に基いて、最大5重量%の量で組成物の溶媒に樹脂が溶解され得る分子量となるように選択することができる。樹脂は、製造中に材料の分散を助けるペースト組成物の粘度を構築するのを助ける。例示の樹脂は、アクリル樹脂、ビスフェノール樹脂、クマロン樹脂、エチルセルロース樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、スチレン樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂およびキシレン樹脂などの合成または天然樹脂を含む。好ましい樹脂の例は、エチルセルロース樹脂、アクリル樹脂、およびロジンエステル樹脂を含む。特に好ましいエチルセルロース樹脂は20,000から40,000の分子量を有する。特に好ましいロジンエステル樹脂は1,000から2,000の分子量を有する。樹脂の分子量は、含むことができる樹脂の量を規定することができる。より低い分子量(2,000未満などの)の樹脂は、より高い分子量(20,000から50,000などの)の樹脂ができるより高い濃度で、本明細書において提供されるペースト濃縮物中に含むことができる。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは分散剤を含むことができる。当業界で公知の任意の分散剤を使用することができる。例示の分散剤は、共同所有されている米国特許出願公開第2009/0142526号および米国特許第7,254,197号に記載されているものを含み、それらの各開示は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。分散剤は、ペースト組成物に直接添加することができ、または、粒子は分散剤で表面処理されてもよい。例えば、金属粒子は、有機または高分子化合物で被覆することができる。被覆粒子を分散させるための金属粒子のそのような表面被覆は、分散剤がペースト配合物に直接添加される必要性を極小化または解消することができる。例えば、金属粒子は、抗凝集物質として働く高分子化合物で処理し、粒子のかなりの凝集を阻止することができる。従来の金属のインキまたはペーストにおいて、小さい金属粒子には、通常その高い表面エネルギーのために、凝集し、より大きな二次粒子(凝集体)を形成する強い傾向がある。。抗凝集剤として働く分散剤の立体および/または電子効果によって、分散したポリマー被覆金属粒子は、凝集をそれほど起こしやすくない。凝集のこの極小化または解消はまた、沈降を極小化または阻止する傾向があり、それにより、良好な保管および印刷安定性を示す金属インクまたはペーストを提供する。金属粒子が抗凝集剤として分散剤で表面処理されたペースト組成物において、ペースト組成物において添加される分散剤の必要性は極小化または解消されるが、所望の場合、例えば、ペーストの性能特性をさらに増強するためには、分散剤で表面処理した金属粒子を含有するペースト組成物に分散剤を添加することができることが理解される。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、金属酸化物の粒子を含むことができる。金属酸化物は焼結助剤として含むことができる。例示の金属酸化物は、酸化アルミニウム、五酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化銅、酸化ガリウム、酸化金、酸化ハフニウム、酸化インジウム、酸化鉄、酸化ランタン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化ニオブ、酸化セレン、酸化銀、酸化ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化タングステン、五酸化バナジウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛および酸化ジルコニウムおよびその組み合わせを含む。好ましい金属酸化物は酸化亜鉛である。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、ガラスフリットの粒子を含むことができる。ガラスフリットは焼結助剤として含むことができる。ガラスフリットは、一般に本明細書において提供される厚膜ペーストへの組み込み前に有機媒質に分散されるが、任意の順序で組み込んでもよい。当業界で公知の任意のガラスフリットを厚膜ペースト組成物中に含むことができる。例えば、300〜550℃の範囲の軟化点を有するガラスフリットを選択することができる。より高い融点を有するガラスフリットを選択することができるが、好適な焼結には焼結回数および温度を上げる必要が生じ得る。例示のガラスフリットは、ビスマス系ガラスおよびホウケイ酸鉛系ガラスを含む。ガラスは、1種または複数のAl2O3、BaO、B2O3、BeO、Bi2O3、CeO2、Νb2O5,PbO、SiO2、SnO2、TiO2、Ta2Os、ZnOおよびZrO2を含むことができる。他の無機添加物は、場合によって、電気的性能に影響を与えずに、接着を上げるために含むことができる。例示の追加の任意選択の添加剤は、1種もしくは複数のAl、B、Bi、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Ru、Sb、Sn、TiもしくはTiB2、またはAl2O3、B2O3、Bi2O3、CO2O3、Cr2O3、CuO、Cu2O、Fe2O3、LiO2、MnO2、NiO、RuO2、TiB2、TiO2、Sb2O5もしくはSnO2などのAl、B、Bi、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Ru、Sn、SbもしくはTiの酸化物を含む。存在する場合、ガラスフリットおよび/または任意選択の無機添加物の平均直径は、5μm未満、または2μm未満などの、0.5〜10.0μmの範囲にある。存在する場合、任意選択の何らかの無機添加物も、一般に、ペースト組成物の重量に基いて1重量%未満または0.5重量%未満の量で存在する。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストは、溶媒または溶媒の組み合わせを含むことができる。本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト中の溶媒は、印刷後蒸発する。ある用途において、溶媒は有機溶媒である。ある用途において、低い蒸気圧の溶媒が好ましい。例えば、約1mmHg未満の蒸気圧、好ましくは約0.1mmHg未満の蒸気圧を有する溶媒を選択することができる。1mmHgより高い蒸気圧を有する溶媒もまた、厚膜ペーストにおいて使用することができる。例示の溶媒は、テキサノール、テルピネオール、ブチルカルビトール、1−フェノキシ−2−プロパノール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチラート(TXIB)、およびこれらの溶媒の混合物を含む。
本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト、例えば、ドーパント、接着促進剤、カップリング剤、粘性調整剤、平滑剤、消泡剤、焼結助剤、湿潤剤、抗凝集剤およびその任意の組み合わせなどのペースト性能を増強する他の添加剤をさらに含むことができる。本明細書において提供される伝導性厚膜ペーストに含むことができる添加剤の非限定的な例は、次のものを含む:
・ドーパント。当業界で公知の任意のドーパントをペースト組成物に含むことができる。
・粘性調整剤。ある用途において、厚膜ペーストは1種または複数の粘性調整剤を含むことができる。例示の粘性調整剤は、スチレンアリルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、1−メチル−2−ピロリドン(BYK(登録商標)410)、ウレア変性ポリウレタン(BYK(登録商標)425)、変性ウレアおよび1−メチル−2−ピロリドン(BYK(登録商標)420)、SOLSPERSE(商標)21000、ポリエステル、およびアクリルポリマーを含む。
・平滑剤。ある用途において、厚膜ペーストは、表面張力を低下させる平滑剤を含むことができ、それによって、ペーストがペーストの塗布中により容易に流れるようにし、ペーストが基板の表面を濡らす能力を増強することができる。当業界で公知の任意の平滑剤、例えば、含フッ素界面活性剤、有機修飾シリコンもしくはアクリル平滑剤、またはその任意の組み合わせなどを含むことができる。
・焼結助剤。焼結工程中に支援する化合物を厚膜ペースト組成物に含むことができる。含むことができる焼結助剤の例は、ガラスまたは金属の酸化物の粒子である。存在する場合、焼結助剤の平均直径は、0.5〜10.0μmの範囲、5μm未満、または2μm未満である。存在する場合、任意の焼結助剤は、一般に、ペースト組成物の重量に基いて、1重量%未満、または0.5重量%未満の量で存在する。
・湿潤剤。基板の表面の濡れを支援する、または表面張力を修飾することができる化合物は、厚膜ペースト組成物に含むことができる。そのような材料の例は、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(BYK(登録商標)307)、キシレン、エチルベンゼン、キシレンおよびエチルベンゼンのブレンド(BYK(登録商標)310)、オクタメチルシクロ−テトラシロキサン(BYK(登録商標)331)、アルコールアルコキシラート(例えば、BYK(登録商標) DYNWET)、エトキシラートおよび変性ジメチルポリシロキサンコポリマー湿潤剤(Byk(登録商標)336)を含む。
・消泡剤。幾つかの好ましい材料は、ポリシロキサン(BYK(登録商標)067A)、重油ナフサアルキラート(BYK(登録商標)088)、およびポリシロキサン、2−ブトキシエタノール、2−エチル−1−ヘキサノールおよびStoddard solvent(BYK(登録商標)020)のブレンドなどのシリコーン;および、水素化脱硫重油ナフサ、グリコール酸ブチルおよび2−ブトキシエタノール、ならびにその組み合わせ(BYK(登録商標)052、BYK(登録商標)A510、BYK(登録商標)1790、BY(登録商標)354およびBYK(登録商標)1752)などのシリコーンを含まない消泡剤を含む。
・抗凝集剤。抗凝集剤は、一般に金属粒子を相互から少なくともある程度遮蔽すること(例えば、立体的におよび/または電荷効果によって)により作用し、それによって、個々の金属粒子間の直接的な接触を実質的に阻止する。抗凝集剤は、金属粒子の全体表面を取巻く連続被覆として存在する必要はない。むしろ、金属粒子の相当な量の凝集を阻止するために、多くの場合、抗凝集剤が金属粒子の表面の一部のみに存在することで十分である。抗凝集剤は、有機ポリマーなどのポリマーであっても、または、それを含んでもよい。ポリマーはホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。有機ポリマーは還元剤であってもよい。例示の抗凝集剤は、モノマーとしてポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン、酢酸ビニル、ビニルイミダゾールおよびビニルカプロラクタムの一つまたは組み合わせを含む。
厚膜ペースト組成物のレオロジー
τ=b+(a−b)exp(−t/c)
ここで、τ=剪断応力、aおよびbはあてはめた係数であり、cは回復速度定数である。
焼結
基板
印刷線幅
印刷線厚さおよびアスペクト比(高さ対幅)
伝導率
ペースト組成物の調製
粒径および粒径分布の測定
印刷された配線伝導率を評価する方法
本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト組成物は、広範囲の電子および半導体素子において使用することができる。本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト組成物は、受光素子、特に太陽光発電(太陽電池)において特に有効である。そのような素子は、本明細書において提供される伝導性厚膜ペースト組成物のいずれかを基板、例えば、SiウエハーなどのSi基板に印刷し、続いて乾燥および焼結することにより形成された電子機能を含むことができる。例えば、乾燥した後、印刷されたSiウエハーは、炉内で500℃から950℃のピーク温度設定で炉の寸法および温度設定に応じて1から10分間焼成し、太陽電池を得ることができる。
本明細書において提供される厚膜ペースト組成物を含む太陽電池の効率および曲線因子を、I−V Testing System(PV Measurements Inc., Boulder, Colorado)を使用して試験した。I−V Testing Systemは、AM1.5太陽光度スペクトル(明走査)ならびに照射しないIV掃引(暗走査)を模倣する、スペクトルを用いて一定の1000W/m2で太陽電池を照らす場合の、IV掃引を行うソーラーシミュレーターである。この走査で約−0.1Vから約0.7Vまでを測定し、これで、短絡電流(Isc)開放電圧(Voc)、および効率を測定するのに十分である。IscはV=0で測定された電流であるが、VocはI=0での値である。積、I*Vは出力と等しく、効率は掃引中に測定された最大出力から計算される:
効率=Pmax/(1000*A)、式中、Aは電池の面積(m2)である。典型的な電池は240cm2すなわち0.024m2の程度である。典型的な出力は、4Wの程度である(16.7%の典型的な効率を与える)。
実施例
ペースト組成物の調製
A.一般手順
以下の表1〜5のそれぞれは、以下の一般手順を使用して調製した、厚膜銀ペースト組成物1〜8の各成分の重量パーセント(重量%)を述べる。
以下の表2は、Crayvallac Super(登録商標)、高融点(120〜130℃)オクタデカンアミドワックスのチクソトロピー変性剤(Cray Valley, Exton, PA)を含み、高分子樹脂は添加していない厚膜銀ペースト組成物(ペースト1)を作製するのに使用した成分を述べる。
以下の表4は、高融点水素化ヒマシ油およびアミドのチクソトロピー変性剤Crayvallac SF(登録商標)(ペースト5; 融点130〜140℃; Cray Valley, Exton, PA)またはASA−T−75F(ペースト6; 融点115〜125℃; ITOH Oil Chemical Co, LTD., Japan)のいずれか、およびEthocel Standard 4、エチルセルロース高分子樹脂(Dow Chemical, Midland, MI)を含む、2つの厚膜銀ペースト組成物の配合物(ペースト5および6)を述べる。
以下の表5は、Troythix(商標)A、変性ヒマシ油エステルチクソトロピー変性剤(融点62〜67℃; Troy Corp., Florham Park, NJ)、およびEthocel Standard 4、エチルセルロース(EC)高分子樹脂(Dow Chemical, Midland, MI)を含む厚膜銀ペースト組成物の配合物(ペースト7)を述べる。
以下の表6は、Crayvallac Super(登録商標)、高融点(120〜130℃)オクタデカンアミドワックスのチクソトロピー変性剤(Cray Valley, Exton, PA)、およびForalyn 90、水素化ロジン高分子樹脂(Eastman Chemical, Kingsport, TN)のグリセリンエステル含む厚膜銀ペースト組成物の配合物(ペースト8)を述べる。
銀ペースト組成物の特性
A.レオロジー特性
ペースト1〜3および8の粘度を、鋸歯付き底板を含む平行平板機構を有するAR2000ex粘度計(TA Instruments, Newcastle, DE)を使用し、1s−1および10s−1の剪断速度で測定した。剪断減粘指数(STI)、1s−1で測定した粘度と10s−1で測定した粘度の比率も計算した。STIは、粘度はペーストが静止中に高く、ペーストが剪断を受けているときは低いという剪断減粘挙動を示す。高いアスペクト比を有する微細な印刷されたグリッド線に関して、ペーストは剪断減粘挙動を示さなければならない。すなわち、スクリーンメッシュを通して絞り出されるためには低粘度を有するが、印刷線の広がりを回避する高い粘度を有する必要がある。結果は以下の表7に示される。
ペーストの弾性率は、応力が印加された後、元の粘度へ復帰する能力を表し、応力と歪の比率によって表される。温度の関数としての弾性率測定の結果は、図4に示される。その結果は、少なくともチクソトロープ剤の融点までペーストがその粘度を保持する(温度に対する弾性率の保持によって証拠づけられる)ことを示す。高融点ワックスチクソトロピー変性剤としてCRAYVALLAC Super(登録商標)を含むペースト4は、他のチクソトロピー変性剤(ペースト5〜7)に基づくペーストより高温で高い弾性率を維持し、そのため印刷された特徴のより速い回復時間および線広がりの減少をもたらす。
太陽電池の前側の金属化に使用される場合、厚膜ペースト組成物の特質および効率を求めるために光起電力(PV)電池試験を行った。太陽電池のI−V曲線を測定し、性能パラメーターは、連続ビームを使用するSolar Cell I−V Tester Model IV16 (PV Measurements, Inc., Boulder, CO)によって求めた。
Claims (41)
- 50重量%より多い電気伝導性金属粒子と、
110℃より高い融点を有するアミド系ワックスと、
ガラスフリットと、
溶媒と、
樹脂とを含む金属ペーストであって、
25℃で10sec−1で50から250Pa・sの粘度と、少なくとも10の剪断減粘指数もしくは10秒未満の回復時間、またはその両方を有し、
前記樹脂が、リン酸系成分を含まない、金属ペースト。 - 電気伝導性金属粒子が、銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、コバルト、クロム、白金、タンタル、インジウム、タングステン、スズ、亜鉛、鉛、クロム、ルテニウム、タングステン、鉄、ロジウム、イリジウムおよびオスミウムの中から選択される金属、およびその組合せまたは合金を含む、請求項1に記載のペースト。
- 電気伝導性金属粒子が銀または銀合金を含む、請求項1または2に記載のペースト。
- 電気伝導性金属粒子が、立方体、薄片、顆粒、円筒、環、棒、針、角柱、円盤、繊維、角錐、球、回転楕円体、扁長回転楕円体、扁平回転楕円体、楕円体、卵形およびランダム非幾何学的図形の中から選択される形状;および1nmから10μmの間の粒径を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のペースト。
- 電気伝導性金属粒子が、球、三次元楕円体(obloid)もしくは薄片形状、またはその組み合わせであり、粒子が単峰または双峰分布である粒径分布を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のペースト。
- 電気伝導性金属粒子が2.5μm以下のD50を有する、請求項5に記載のペースト。
- 電気伝導性金属粒子が10μm以下のD90を有する、請求項5に記載のペースト。
- アミド系ワックスが、第一級、第二級または第三級の脂肪酸アミドまたは脂肪酸ビスアミドを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のペースト。
- アミド系ワックスが120℃を超える融点を有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のペースト。
- アミド系ワックスが、ベヘン酸アミド(ドコサンアミド)、カプリン酸アミド、カプロン酸アミド、カプリル酸アミド、エライジン酸アミド、エルカ酸アミド(シス−13−ドコセンアミド)、エチレンビスオクタデカンアミド、エチレンビス−オレイン酸アミド、ラウリン酸アミド(ドデカンアミド)、メチレンビスオクタデカンアミド、ミリスチン酸アミド、オレイン酸アミド(シス−9−オクタデケンアミド)、パルミチン酸アミド、ペラルゴン酸アミド、ステアリン酸アミド(オクタデカンアミド)、ステアリルステアリン酸アミド、水素化ヒマシ油/アミドワックスブレンド、もしくはポリアミドワックス、またはそのブレンド、請求項1から9のいずれか一項に記載のペースト。
- アミド系ワックスが、ペースト組成物の重量に基づいて0.2重量%から2重量%の量で存在する、請求項1から10のいずれか一項に記載のペースト。
- ガラスフリットが、ビスマス系ガラス、ホウケイ酸鉛系ガラスもしくは無鉛ガラスまたはその組み合わせを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載のペースト。
- ガラスフリットが、Al2O3、BaO、B2O3、BeO、Bi2O3、CeO2、Nb2O5、PbO、SiO2、SnO2、TiO2、Ta2O5、ZnOおよびZrO2の1つまたは複数を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載のペースト。
- ガラスフリットが、ペースト組成物の重量に基づいて0.1重量%から10重量%の量で存在する、請求項1から13のいずれか一項に記載のペースト。
- 溶媒が、アセトフェノン、ベンジルアルコール、2−ブトキシエタノール、3−ブトキシ−ブタノール、ブチルカルビトール、γ−ブチロラクトン、1,2−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、グルタル酸ジメチル、グルタル酸ジメチルおよびコハク酸ジメチルの二塩基性エステル混合物、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセタート、エチレングリコール、2,4−ヘプタンジオール、ヘキシレングリコール、メチルカルビトール、N−メチル−ピロリドン、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチラート(TXIB)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチラート(テキサノール)、フェノキシエタノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、フェニルカルビトール、プロピレングリコールフェニルエーテル、テルピネオール、テトラデカン、グリセリンおよびトリプロピレングリコールn−ブチルエーテルならびにこれらの溶媒の混合物の中から選択される、請求項1から14のいずれか一項に記載のペースト。
- 溶媒が、ペースト組成物の重量に基づいて2重量%から15重量%の量で存在する、請求項1から15のいずれか一項に記載のペースト。
- 樹脂が、エチルセルロース樹脂、水素化ロジンのグリセリンエステル、アクリル結合剤およびその組合せの中から選択される、請求項1から16のいずれか一項に記載のペースト。
- 樹脂が、20,000から40,000の分子量を有するエチルセルロース樹脂である、請求項1から17のいずれか一項に記載のペースト。
- 樹脂が、1,000から2,000の分子量を有するロジンエステル樹脂である、請求項1から17のいずれか一項に記載のペースト。
- 樹脂が、ペースト組成物の重量に基づいて0.01重量%から5重量%の量で存在する、請求項1から19のいずれか一項に記載のペースト。
- ペースト組成物の重量に基づいて0.1重量%から5重量%の量の分散剤をさらに含む、請求項1から20のいずれか一項に記載のペースト。
- 分散剤が構造
- ペースト組成物の重量に基づいて0.1重量%から10重量%の量の金属酸化物の粒子をさらに含む、請求項1から22のいずれか一項に記載のペースト。
- 金属酸化物が、酸化アルミニウム、五酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化銅、酸化ガリウム、酸化金、酸化ハフニウム、酸化インジウム、酸化鉄、酸化ランタン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化ニオブ、酸化セレン、酸化銀、酸化ストロンチウム、酸化タンタル酸化チタン、酸化スズ、酸化タングステン、五酸化バナジウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛および酸化ジルコニウムおよびその組み合わせの中から選択される、請求項23に記載のペースト。
- ドーパント、平滑剤、消泡剤および湿潤剤ならびにその組合せの中から選択される添加剤をさらに含む、請求項1から24のいずれか一項に記載のペースト。
- 添加剤が、ペーストの重量に基づいて5重量%未満の量で存在する、請求項25に記載のペースト。
- 65℃の温度で1000Pa以上の弾性率を有する、請求項1から26のいずれか一項に記載のペースト。
- ペーストが、溶媒を除去しガラスフリットを焼結するために焼成された、請求項1から27のいずれか一項に記載の厚膜スクリーン印刷ペーストから基板に形成された電極。
- 請求項28に記載の電極を含む半導体素子。
- 請求項28に記載の電極を含む光起電力素子。
- 請求項1から27のいずれか一項に記載のペーストを含む太陽電池。
- 請求項1から27のいずれか一項に記載のペーストを含む印刷された基板。
- 請求項1から27のいずれか一項に記載のペーストを、太陽電池の前側に塗布することを含む、結晶シリコン太陽電池の前側の金属化の方法。
- 請求項1から27のいずれか一項に記載の厚膜スクリーン印刷ペーストを
スクリーン印刷によって基板に塗布し、印刷された基板を形成するステップと、
印刷された基板を乾燥するステップと、
印刷された基板を焼結し伝導性の特徴を形成するステップとを含む、伝導性の特徴を基板に形成する方法。 - 焼結が、オーブン中で、または光子硬化方法を用いて処理することによって、または誘導によって行われる、請求項34に記載の方法。
- オーブンが、伝熱オーブン、炉、対流オーブンまたはIRオーブンである、請求項35に記載の方法。
- 光子硬化方法が、高度集束レーザーまたはパルス発光焼結システムを用いた処理を含む、請求項35に記載の方法。
- 基板が、シリコン半導体、または被覆していないもしくは窒化ケイ素被覆された多結晶もしくは単結晶のシリコン、またはその組合せを含む、請求項34から37のいずれか一項に記載の方法。
- 基板が光起電力素子の一部である、請求項34から38のいずれか一項に記載の方法。
- 基板が太陽電池ウエハーである、請求項34から39のいずれか一項に記載の方法。
- 伝導性の特徴が、0.3から0.45のアスペクト比(高さ対幅)を有する、100μm未満の幅を有する線を含む。請求項34から40のいずれか一項に記載の方法。
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