TW201247791A - Thick-film pastes and solar cells made therefrom - Google Patents

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201247791 . 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於厚膜膏與使用此類膏以製造太陽能 電池接點及其他電路裝置之方法。 【先前技術】 太陽能電池典型為以一半導體材料如矽製成，其將 陽光轉換為可用之電能。此類太陽能電池包含薄矽晶 圓’其中一 PN接面係藉由使磷(P)從一合適磷源擴散至 一 P型矽晶圓而形成。該矽晶圓面對陽光之一側常塗覆 有—抗反射塗層(ARC) ’以避免入射陽光的反射逸失， 從而增加該太陽能電池之效率。將一二維之電極網格圖 开’（已知為「前接點(front contact)」）連接至該石夕之η 側’並且將一在對側（背接點(back contact))之紹(Α1) 塗層連接至該矽之p側。這些接點為由該PN接面至外 側負載的電出口。 砂太陽能電池的前接點通常藉由網版印刷一厚膜 膏而形成。典型的是’該膏含有細敏的銀粒子(75-80重 罝百分比）、玻璃（1-5重量百分比)與一有機介質（15_2〇 重量百分比）。在網版印刷後，使該晶圓與膏在空氣中 燒成’典型為在設定溫度在約650-1000°C下的爐中燒成 歲秒’以形成一具有高度導電性銀痕之濃密固體。在此 步驟中，玻璃與該抗反射塗層反應、蝕刻該矽表面並且 有萍·!於形成选接的梦銀接觸。該有機組分亦在此步驟中 燒除。. - 201247791 雖然銀為高度導電性的金屬，但其價格亦為昂貴且 供應常有短缺。此情形已促使嘗試在厚膜膏中以較廉價 之金屬取代至少一部分的銀。已揭露在厚膜膏組成物中 有1-90重量百分比的銀已為鎳或一鎳合金所取代。 然而，理想為發展厚膜膏組成物，使其在用於PV 裝置與其他應用中時，具有改善之效能性質（例如效 率、填充因子與附著力）。 【發明内容】 本發明之一種態樣為一厚膜膏，其包含： a) —導電金屬部分’其包含一銀組分與一鎳組分； b) —玻璃料組分，其包含鉛碲氧化物；以及 c) 一有機載體。 本發明之另一種態樣為一用於製造一太陽能電池 接點之方法，其包含： a) 將一厚膜膏施用於一矽晶圓上，其中該厚膜膏包含： i) 一導電金屬部分，其包含一銀組分與一錄組分； ii) 一玻璃料組分，其包含鉛碲氧化物；以及 iii) 一有機載體。 b) 燒成該矽晶圓並且燒成時間與溫度足以燒結該導電 金屬部分。 本發明之另一種態樣為一包含一前接點的太陽能 電池，其中該前接點係藉由燒成一本發明之厚膜膏而形 成。 除了太陽能電池外，本發明之膏可用於生產各式不 同之電路裝置。 201247791 【實施方式】 申徵會在後文中更加完整描述，並且會在 申μ專利關中特定指出。下列描述會詳細提 說 明性之本發明實施例，這也實施例僅 μ二 發明料时式。 从㈣種實施本 ^文巾所述之賴膏可㈣製造前接點，其用於石夕 基太陽能電池以收集藉由曝露於光中而產生的電流。該 膏亦可用以製造背接點以傳導電子至—外側負载:該^ 亦可用以創造用於太陽能電池的耳片。 導電金屬部分。該厚膜膏之導電金屬部分包含一銀 組分與-鎳組分，典型為約10_99.9重量百分比的銀與 0.1-90重量百分比的鎳；或約5〇_99 9重量百分比 與0.1-50重量百分比的鎳；或約7〇_99 9重量百分比的 銀與0.1-.30重量百分比的鎳；或約8〇_99 9重量百分比 的銀與0.1-20重量百分比的鎳，其中該銀（或鎳）之重 里百分比係基於該導電金屬部分之銀（或錄）含量來計 算。 ° 典型的是’該導電金屬部分包含50-95重量百分比 的該厚膜膏，並且係基於該銀組分（例如銀金屬粒子或 銀鹽）與鎳組分（例如鎳金屬或鎳合金）來計算。 銀組分。該銀可為銀金屬、銀合金或其混合物之形 式。該銀亦可為下列形式：氧化銀(Ag2〇)、銀鹽如AgCh AgN03、AgOOCCH3 (乙酸銀）、AgOOCF3 (三 I 乙酸 銀）、-正磷酸銀(Ag3P〇4)或其混合物。亦可使用能與其 他厚膜膏之組分相容的銀形式。可將銀合金或銀粒子與 201247791 其他材料塗覆，γ I ^ 或者在玻魏者，可將銀塗覆於玻璃上， 中。 化造過程中，可將氧化銀溶於該玻璃 二一9^二該厚膜膏組成物之固體部分包含約 分比的銀薄片刀比的銀粒子與約1至約9.5重量百 銀輪；。例中’轉膜膏組成物包含導電之已塗覆 y 。口適之塗層包括磷與表面活性 :性=聚乙㈣化物―y— 肉豆H、聚（乙二醇）乙酸、月桂酸、油酸、癸酸、 櫚㈣二、麻油酸、硬脂酸、棕櫊酸、硬脂酸鹽、棕 物4合物。該鹽之相對離子可_、納、卸或 ，的㈣並未受到任何制㈣卜在—實施例中， 為小於10微米；在-實施例中，該平均粒 =小二5:米，·在一實施例中’該平均粒徑為小於3 t 實施例中，該平均粒徑為小於1微米；在另 一實施财，係使用-多_徑之混合物。 2分。該錄組分係選自於由錄金屬與錄合金所組 T金屬典型為以粉末或薄片之形式。在某些 ======米 在料實施财，該徑概略為 錄虚基本上為闕粉末、片、膠體錄或為 錄與-種❹種其他金狀合麵m提供，該其他金 201247791 屬包括銘、鉻、石夕、鐵、鉬、銻、飢與銳/组之任一者 或全部。如該項技術領域中已知者，銳與组之所以用配 比形式一起給出，係由於它們傾向緊密熔合/混合並且 難以將其中一種從另外一種純化出來。 在某些實施例中，該厚膜膏包含一鎳合金，該鎳合 金包含約70-99重量百分比的鎳與約1-30重量百分比的 銘，或約80-99重量百分比的鎳與1-20重量百分比的 i呂，或約80-96重量百分比的鎳與約4-20重量百分比的 鋁。 除了 Ni-Al合金以外或者不使用Ni_Al合金，一 Ni-Cr合金可存在於該膏中，例如包含約48-81重量百 分比的鎳與約19-52重量百分比的鉻的Ni_Cr合金。在 本發明之另一實施例中，該膏包含一 Ni_Cr合金，該 Ni-Cr合金包含約1-60重量百分比的絡。 在另一實施例中，該導電金屬部分包含約10-99.9 重量百分比的銀，以及(b)約0.1-90重量百分比的一鎳 合金，該鎳合金係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr合 金、一 Ni-Al-Cr合金以及其組合所組成之群組。 在使用一 Ni-Al合金時，其可包含約1-30重量百分 比的鋁與約70-99重量百分比的鎳。在又一實施例中， 該導電金屬部分包含⑻約37.5-75重量百分比的銀與(b) 約25-62.5重量百分比的一鎳合金。在另一實施例中， 該導電金屬部分包含(a)約13.8-87.5重量百分比的銀， 以及(b)約12.5-86.2重量百分比的一鎳合金，該鎳合金 係選自於由Ni-Al合金、Ni-Cr合金、Ni-Al-Cr合金以 及其組合所組成之群組。 201247791 該鎳合金可進一步包含一元素，該元素係選自於由 銘、鐵、>5夕、钥、銳、钮、猛、飢、錄、硼與其組合所 組成之群組。例如，某些實施例可包括下列中之至少一 者：約1-30重量百分比、或約5-25重量百分比、或約 10-20重量百分比的鉻；約0.1-10重量百分比、或約0.3-8 重量百分比、或約1_5重量百分比的鐵；約0.1-5重量 百分比、或約1-4重量百分比、或約1.5-3重量百分比 的矽；約1-10重量百分比、或約2-8重量百分比、或約 3-7重量百分比的鉬；約0.1-5重量百分比、或約0.25-4 重量百分比的猛；約0.1-10重量百分比、或約0.3-8重 量百分比、或約1-5重量百分比的鈮+鈕；約0.5-8重量 百分比、或約1-7重量百分比、或約2-6重量百分比的 釩；以及0.5-9重量百分比、或約1-8重量百分比、或 約2-6重量百分比的錄。 該金屬與合金可以粉末、薄片或膠體的形式提供。 該金屬銀、鎳、鋁（僅在一背接點才會只有鋁）與合金 (含有銀、鋁、鎳與鎳合金之組合）之粒子的平均粒徑 為小於約10微米、或小於約5微米、或小於約1微米。 在其他實施例中，該金屬或合金粒子之平均粒徑為小於 約750 nm、小於約500 nm或小於約250 nm。 玻璃料組分。該玻璃料組分包含一鉛碲氧化物以及 選擇性之其他金屬化合物、金屬氧化物或玻璃。典型的 是，該玻璃料包含1-10重量百分比的厚膜膏，此係基 於固體之重量。 該鉛碲氧化物(Pb_Te-0)可藉由以下方式製備，即混 合Te02與PbO粉末、在空氣中或一含氧環境中加熱該 201247791 粉末混合物以形成一熔體、悴火該熔體、磨碎與球磨該 已焊火之材料，以及網篩該已磨碎之材料以提供一具有 所欲粒徑之粉末。該鉛與碲氧化物之混合物之燒成典型 為在一 800至1200X：的峰值溫度下進行。已熔化之混 合物，例如可在一不鏽鋼壓板上或在對轉之不鏽鋼滾筒 間淬火，以形成一厚片。所得之厚片可經研磨以形成一 粉末。典型的是，該經研磨粉末之D5〇為0.1-3.0微米。 典型的是’該PbO與Te〇2粉末之混合物包含5_95 mol%的氧化鉛與5-95 mol%的氧化碲，此係基於合併之 粉末。在一實施例中，該PbO與Te02粉末之混合物包 含30-85 mol%的氧化錯與15-70 mol%的氧化碲，此係 基於合併之粉末。 在某些實施例中，該PbO與Te02粉末之混合物進 一步包含一種或多種其他金屬化合物。合適之其他金屬 化合物包括 PbF?、Si02、B2〇3、Li20、Na20、K20、Rb20、 CS2O、MgO、CaO、SrO、BaO、Ti02、v205、ZrO、 Mo03、Mn203、Ag2〇、ZnO、Ga2〇3、Ge02、ln2〇3、Sn〇2、

Sb203、Bi203、P2〇5、CuO、Se02 與 Ce02。表 i 列出一 些含有PbO、Te〇2與其他可用於製造鉛碲氧化物之選擇 性金屬化合物的實例。此列表意欲作為說明而非限制之 用0 201247791 表1 :可用於製造合適鉛碲氧化物之粉末混合物的說明性實 例。 粉末混 合物 Wt% PbO Wt% Te02 Wt% PbF2 Wt% Si〇2 Wt% B203 Wt% P2〇5 Wt% Sn〇2 Wt% Ag2〇 Wt% Li20 A 32.95 67.05 B 38.23 51.26 10.50 C 67.72 32.28 D 72.20 27.80 E 80.75 19.25 F 59.69 9.30 16.19 14.82 G 75.86 9.26 14.88 Η 48.06 51.55 0.39 I 48.16 51.65 0.19 J 47.44 50.88 1.68 K 47.85 51.33 0.82 L 41.76 44.80 0.32 0.80 12.32 Μ 46.71 50.10 3.19 N 46.41 49.78 3.80 0 45.11 48.39 6.50 P 44.53 47.76 7.71 Q 48.05 51.54 0.41 R 47.85 51.33 0.82 S 47.26 50.70 2.04 T 45.82 49.19 U 48.04 51.53 V 39.53 28.26 w 48.04 51.53 0.42 如本文中所用者，術語「Pb-Te-O」係指包含鉛碲 氧化物之組成物，並且可進一步包含金屬氧化物或碳酸 鹽，該金屬氧化物或碳酸鹽含有一種或多種選自於由

S 10 201247791

Si、Li、Na、Κ、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、v、

Zr、Mo、Μη、Zn、B、P、Sn、Ga、Ge、In、Sb、Bi、

Ce ' Cu與Ag所組成之群組的元素。 在某些實施例中，該鉛碲氧化物玻璃料組分包含一 备蹄氧化物與一無碲氧化物（例如一錯經侧梦銘錯納氧 化物）之混合物。 有機載體。該有機載體典型為一樹脂溶於一溶劑之 一溶液，選擇性進一步包含一搖變劑（thix〇tr〇pic agent)。該溶劑之沸點典型為介於約13〇與35〇<t間。 在某些實施例中’該樹脂為乙基纖維素、乙基羥乙基纖 維素、木松香、乙基纖維素與酚樹脂之一混合物、一聚 甲基丙烯酸酯、乙二醇單乙酸酯之單丁醚或其混合物。 合適溶劑包括萜烯（例如α•或β_萜品醇 (terpineol) ; Hercules Inc.，Wilmington，DE) ; Dowanol® (二乙二醇單乙醚；Dow Chemical Co·，Midland，MI); 丁基 Carbitol® (二乙二醇單 丁醚；Dow Chemical Co.); 一 丁基 Carbitol® ( — 乙二醇二丁 謎；Dow Chemical Co.); 丁基Carbitol®乙酸醋（二乙二醇單丁醚乙酸醋；

Dow Chemical Co.);己二醇；Texanol® (2,2,4·三曱基 -1,3-戊二醇单異丁酸醋；Eastman Chemical Company， Kingsport, TN);醇酯；煤油(kerosene);酞酸二丁酯與 其混合物。其他合適之有機介質組分包括：雙(2-(2-丁 氧乙氧基）己二酸乙酯、二元酯（如DBE、DBE-2、 DBE-3、DBE-4、DBE，5、DBE-6、DBE-9 與 DBE 1B )、 環氧妥爾酸辛酯(octyl epoxy tallate)、—異十四醇與氫化 松香之新戊四醇酯。該有機介質亦可包括揮發性液體， 201247791 ^在該厚料組絲施肖在—基材上歧it其快速硬 化0 用所各式組合’以達到各種應 必然ίΐΐί機:包=化咖與其衍生物。不 上= 剪應力稀化料能足夠。合適之濁濕 -油酸酯例如科脂·]，3·二胺基丙燒二 Ρ-二胺、〃，:、法丙—胺二乙_、界可可伸丙二胺、 伸丙二胺㈣咖 與其組合。曰丙一胺、^牛脂伸丙二胺二油酸酯 該有機載體可進一牛 或流變改質劑，其通二3 /刀政劑、表面活性劑與/ 有牆八@ ▲吊用於厚臈膏配方中。 該膏之方法以及戶組成物中之最佳量係與施用 該厚特定有機介質有關。典型的是， 5至3〇重量百分比的有胃重量百分比的無機組分與 若該有機介質包含一^人二 15重量百分比的該有機介質。。物，該聚合物可構成8至 無機/其他添加劑。 以降低該前接點之電阻。用各種方式添加磷至該膏中 玻璃狀氧化物形式之ρ。例如，某些玻璃可用粉末狀或 他有機磷化合物之方式2〇5改質，或者可用磷酸酯或其 前，亦可將磷作為一1塗碟添加至該膏中。在製造一膏 合金粒子。在此類情形層添加至銀與/或鎳與或Ag/Ni ^中’ δ亥銀與/或鎳與或Ag/Ni合 201247791 金粒子係與液體磷〜 量百分比的銀與/武雜，谷悧混σ。例如，將約85-95重 5-b重量百八屮1 /、與/或Ag/Nl粒子之一摻合物、約 魏合並且“溶約〇增5-丄〇重量百分比的液體 Ag/Ni合金、、發。塗覆有叙銀與/或錄與/或 合金在該膏中得以緊偷與/或鎳與/或學 膏中可緻的讓戈碳粉末添加至該 體中之H-rt 反應。在界面或在玻璃主 Ν 由調整燒成環境（例如藉由在流動之 2 5 2 : 2〇混合物中燒成）而控制。然而，並不需 ，特殊的％〈境。可添加細_低1縣加劑（亦即元素 態金屬添加劑’此與金屬氧化物截然不同）如Pb、Bi、

In、Ga、Sn、Νι與Zn或上述各元素與至少一種其他金 屬之合金，以於低燒成溫度下提供接點或者使燒成窗擴 展。此類金屬添加劑典型係以在該膏中低於約丨重量百 分比的導電金屬部分存在。可使用提供鋁、鋇、絲、鎂、 鋅、錯與斜之有機金屬化合物，例如像是上述金屬的乙 酸鹽、丙烯西欠鹽、甲酸鹽、新癸酸鹽(ne〇dec〇nate)、曱 醇鹽、乙醇鹽、曱氧乙醇鹽與硬脂酸鹽。矽酸鉀亦為一 合適之鉀源。 實施例。在一實施例中’該厚膜膏包含一有機載 體、一鉛碲氧化物玻璃料組分與一導電金屬部分，其中 該導電金屬部分包含：（a)約10-99重量百分比的銀與(b) 約1-90重量百分比的一錄合金，該錄合金係選自於由 一 Ni-Al合金、一 Ni:Cr合金、一 Ni-Al-Cr合金與其組 合所組成之群組。 13 201247791 本發明之另一實施例為一厚膜膏，其包含：（a)—鉛 碲氧化物玻璃料組分，其包含粒徑不大於約2微米的玻 璃料粒子，與(b)—導電金屬部分，其包含：⑴約10-99 重量百分比的銀與(ii)約0.05-90重量百分比的一鎳合 金’該錄合金係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr合金、 一 Ni_Al-Cr合金與其組合所組成之群組。 本發明之另一實施例為一厚膜膏，其包含：（a)—鉛 碲氧化物玻璃料組分；與(b)—金屬部分，其包含約5-85 重量百分比的鎳；約10-80重量百分比的銀與約0.1-10 重量百分比的一金屬，該金屬係選自於由銘、鉻與其組 合所組成之群組。 本發明之另一實施例為一厚膜膏，其包含：一鉛碲 氧化物玻璃料組分與一導電金屬部分，該導電金屬部分 包含：約10-99重量百分比的銀與約1-90重量百分比的 一鎳合金，該錄合金係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr 合金、一 Ni-Al-Cr合金與其組合所組成之群組。 本發明之另一實施例為一厚膜膏，其包含一載體、 一鉛碲氧化物玻璃料組分與一導電金屬部分，其中該導 電金屬部分包含：（a)約10-99重量百分比的銀與(b)約 1 -90重量百分比的一鎳合金，該錄合係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr合金、一 Ni-Al-Cr合金與其組合 所組成之群組。 本發明之另一實施例為一厚膜膏，其包含一金屬部 分，該金屬部分包含約5-85重量百分比的鎳；約10-80 重量百分比的銀與約0.1-10重量百分比的一金屬，該金 屬係選自於由鋁、鉻與其組合所組成之群組。 201247791 本發明之另一實施例為一厚膜膏，其包含：（a)—鉛 碌氧化物玻璃料組分，其包含粒徑不大於約2微米的玻 璃料粒子，與(b)—導電金屬部分，其包含：⑴約10-99 重量百分比的銀與(ii)約0.05-90重量百分比的一鎳合 金，該鎳合金係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr合金、 一 Ni-Al-Cr合金與其組合所組成之群組。 若使用一鎳合金，該厚膜膏可包含少至以重量計約 10%的銀。在該膏中使用鎳可提供一明顯優點，因為鎳 的成本典型為比銀成本的一半還低。 太陽能電池。本發明之另一實施例為一太陽能電 池，其包含一電接點，其中該接點包含一金屬部分，該 金屬部分在燒成前包含：約5-85重量百分比的鎳；約 10-80重量百分比的銀與約0.1-10重量百分比的一金 屬，該金屬係選自於由銘、鉻與其組合所組成之群組。 本發明之另一實施例為一太陽能電池，其包含一前 電接點，該前電接點係藉由燒成一厚膜膏組成物而形 成，該組成物包含一鉛碲氧化物玻璃料組分與一導電金 屬部分，該導電金屬部分包含銀與至少約8重量百分比 的錄。 本發明之另一實施例涉及一種用於製造一太陽能 電池接點之方法，該方法包含(a)將一厚膜膏施用至一矽 晶圓，其中該厚膜膏包含⑴一鉛碲氧化物玻璃料組分與 (ii)一導電金屬部分，該導電金屬部分包含(1)約10-99.1 重量百分比的銀與(2)約0.1-90重量百分比的一鎳合 金，該鎳合金係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr合金、 201247791 一 Ni-Al-Cr合金與其組合所組成之群組，以及(b)在一 足以燒結該金屬部分之時間與溫度下燒成該矽晶圓。 本發明之另一實施例為一種用於製造一太陽能電 池接點之方法，該方法包含(a)將一厚膜膏施用至一矽晶 圓，其中該厚膜膏包含⑴一鉛碲氧化物玻璃料組分與(ii) 一導電金屬部分，該導電金屬部分包含(1)銀與(2)至少 約0.1重量百分比的鎳，以及(b)在一足以燒結該金屬部 分之時間與溫度下燒成該矽晶圓。 本發明之另一實施例為一太陽能電池，其包含一前 電接點，該前電接點係藉由燒成一厚膜膏組成物而形 成，該組成物包含一鉛碲氧化物玻璃料組分與一導電金 屬部分。該導電金屬部分包含Ag與至少約1重量百分 比的鎳。 本發明之另一實施例為一太陽能電池，其包含一電 接點，其中該電接點包含一金屬部分，該金屬部分在燒 成前包含：約5-85重量百分比的鎳；約10-80重量百分 比的銀與約0.1-10重量百分比的一金屬，其係選自於由 鋁、鉻與其組合所組成之群組。 另一實施例為一太陽能電池前電接點，其包含銀、 一鎳合金與鋁。 本發明之另一實施例為一種用於製造一太陽能電 池電接點之方法，該方法包含(a)將一厚膜膏施用至一矽 晶圓，其中該厚膜膏包含⑴一鉛碲氧化物玻璃料組分與 (ii)一導電金屬部分，該導電金屬部分包含(1)約10-99.9 重量百分比的銀與(2)約0.1-90重量百分比的一鎳合 金，該鎳合金係選自於由一 Ni-Al合金、一 Ni-Cr合金、 201247791 一 Ni-Al-Cr合金與其組合所組成之群組，以及(b)在一 足以燒結該金屬部分之時間與溫度下燒成該矽晶圓。 本發明之另一實施例為一種用於製造一太陽能電 池接點之方法，該方法包含⑻將-厚膜膏顧至-石夕晶 其中該膏包含⑴―錯碲氧化物玻璃料組分與⑼一 ，金屬部分’該導電金屬部分包含⑴銀與(2)至少約ι = —足以燒結該金屬部分之時 間與〉m度下燒成該矽晶圓。 下物，備。一根據本發明之膏可藉由以 與膏’或者在製造該膏前以所需比例混合銀 在-實施例巾，該相膏 混合該導電金屬粉末、該錯碲氧:物:=以任何順序 而製備。在某較物巾 *末與該有機介質 將它們加人該有機讀中。愛:5錢機材料，而後 整難度。提―力;溶劑而調 本發明之另-種態樣為一種 a)提供一物件，|勺人1禋万去，其包含·· 材之至少-表面上的絕緣膜個或夕個設置於-半導體基 W將-厚膜膏組成物施用於’ :一部分上以形成-層狀結構:其中^個絕緣臈之至 含： 、中5亥厗膜膏組成物包 i) 以固體重蔷4 Λ 屬源 重里汁90至99.9%的—導電金 17 201247791 ϋ)以固體重量計0.1至10%的一鉛碲氧化物，其 中該鉛碲氧化物之鉛與鎊莫耳比為介於5/95與 95/5間；以及 iii) 一有機介質；以及 (c)燒成該半導體基材、一個或多個絕緣膜與厚膜膏， 其中該厚膜膏之有機介質係經揮發，進而形成一接觸該 一個或多個絕緣層並且電性接觸該半導體基材之電才虽^ 在一實施例中，一半導體裝置係由一物件製成，該 物件包含-帶有接面之半導體基材與—形成於該基材 之主要表面上的氮化石夕絕緣膜。該方法包括以下步驟： 以-預定形狀與厚度並在-駭位置上，在賴緣膜上 施用（例如塗覆或網版印刷）—厚膜f組成物，該組成 物具有穿透該絕緣層之能力，然後燒成以使厚膜膏組成 物與該絕緣膜反應並穿透該絕緣膜，從由形成與該矽基 材之電性接觸。 、 此方法之一實施例係說明於圖1。 圖1(A)顯示一單晶石夕或多晶石夕p型基材1〇。 在圖1(B)中，形成一反向極性之n型擴散層2〇以 創造一 P-η接面。該η型擴散層20可藉由熱擴散磷(ρ) (使用氧氣化磷(POCI3)作為麟源）而形成。在不進行 任何特定修改下，該η型擴散層2〇係形成在該矽ρ型 基材之全部表面上。該擴散層之深度可藉由控制擴散溫 ，與時間而改變，並且形成之厚度範圍為約〇3至〇5 微米。該η型擴散層之片電阻可為每平方數十歐姆。 在以一光阻或類似者保護該η型擴散層2〇之一表 面後（如圖1 (C)所示）’藉由蝕刻從大部分表面移除該 201247791 η型擴散層20，使其僅存在於—主要表m列如 使用一有機溶劑移除該光阻。 接下來在圖1(D)中，-亦作為一抗反射塗層之絕緣 層30係形成於遠η型擴散層2〇上。該絕緣層通常為氮 化石夕’但亦可為- SiN/H膜（亦即該絕緣膜包含在後 ，燒成處理中用於鈍化作用之氫）、一氧化欽膜或一氧 化石夕膜。厚度約700至900 A的一氮化石夕膜係適用於一 約1.9至2_0的折射係數。可藉由濺鍍、化學氣相沉 或其他方法沉積該絕緣層3〇。 ” 接下來，形成電極。如圖所示，本發明之一厚 膜膏組成物係網版印刷於該絕緣膜30上，而後乾燥。 此外’銘膏60與背側銀膏7(H系網版印刷於該基材之背 側，接著依序乾燥。燒成係在75〇至85〇<t的溫度下進 行一段數秒至數十分鐘的期間。 因此如圖1(F)所示，在燒成期間，紹由該紹膏擴散 至背側之石夕基材中，進而形成一 p+層4〇，其含有一高 濃度之鋁摻雜物。此層通常被稱為背面電場(碰 surfacefiddJSF)層，且t有助於改善該太陽能電池之 能量轉換效率。燒成會將已乾燥之料6()轉化成一紹 背電極6卜該賴㈣7㈣相時燒成，變成一銀或 銀/銘背電極7卜在燒成期間，在該背側紹與該背側銀 間之邊界形成-合金狀態，_達成電性連接。該背電 極之大部分II域係由該㈣極所佔據，由於部分需要形 成- P+層40。同時’因為無法輝接至一銘電極，該銀 或銀/射言㈣形成在該背_有限區域，以作為一 用於以銅帶或_者之方式互連域能電池的電極。 19 201247791 在該前側，本發明之厚膜膏組成物500在燒成期間 燒結並穿透該絕緣膜30，並進而與該n型擴散層2〇達 成電性接觸。此類程序通常稱為「燒穿(firethr〇ugh)」。 此燒穿狀態（亦即該膏熔化並通過該絕緣膜3 〇的程度） 取決於該絕緣膜30之品質與厚度、該膏之組成以及燒 成條件。在燒成後’該膏5 〇 〇變為該電極5 〇丨，如圖丨(f ) 所示。 在-貫施例中，該絕緣膜係選自於由氧化鈦、氧化 結、氮化_、SiNx:H、氧切純切/減 ^夕膜可藉由_、-賴輔助化學氣相沉積(pEc 或一熱CVD程序而形成。在一杳 ) μ , ^ . 在實施例中，該氧化矽膜

f藉由熱氧彳b、频或熱咖或賴CT 可f由塗覆一含鈦有機液體材料至該Ϊ導體 土材上並燒成或者藉由_熱CVD而形成。 極。在此方法中，該何體基材可為-單晶或多晶石夕電 合適之絕緣膜包括—種或多 化銘、氧化鈦、氮化石夕、SfN H夕種;^自以下之組分：氧 鈦。在本發明之一實心、氧化矽與氧化矽/氧化 (ARC)。該絕緣膜可祐田，*亥絕緣臈為一抗反射塗層 自然形成:：=情;r材上，或者其可 何含-魏切。該氣化 學氣相㈣）、濺鍍或其他方法而=知（電漿輔助化 該氮切係經處理以移除 峨可為一化學處理。移除

S 20 201247791 該氮化碎之至少—部分可改善該厚財組成物 /、该半導體基材間之電性接觸。此可改善該半導體 之效率。 _衣直 在—實施例中，_緣獻氮切為—抗反 之部分》 日 該厚膜膏組成物可以一圖形印刷於該絕緣膜上，談 圖开肩如為具有連接線路之Μ流排。該印刷可為藉 版印刷、電鑛、擠出、喷墨、_或多重印刷或色帶。 移^形成方法中，該厚膜f組成物係經加熱以 移除该有機介質並燒結該金屬粉末。該加孰可在空氣中 或二含氧魏切行。此步卿t稱為「誠」。該燒 成/皿度77布典型設定為使有機黏結劑材料以及任何其 他存在之有機材料，能夠從已乾燥之厚膜膏組成物中燒 除。在一實施例中，該燒成溫度為750至95(TC。該燒 成可使用高運輸率（例如1GG_5G()em/min)在—帶式爐 (belt furnace)中進行，所得之滞留時間為〇 〇5至5分 鐘夕重溫度區間（例如3_u個區間）可用於控制所 欲之熱分布。 在k成時，该導電金屬與鉛碲氧化物玻璃料組分混 口物穿透魏緣n絕緣膜之冑透導致該電極與該半 導，基材間形成電性接觸。在燒成後，—中間層可形成 於該半導縣材與該電極間，其巾該中⑽包含蹄、碡 化合物”化合物與魏合物中的—種或多種，其 中該石夕可源自於物歸與域該絕緣層 。在燒成後，該電 極包含已燒結金屬’該已燒結金屬係接觸其下之半導體 基材並且亦可接觸-個❹個絕緣層， 21 201247791 本發明之另一種態樣為一種由一方法形成之物 件’該方法包含： (a) 提供一物件，其包含一個或多個設置於一半導體基 材之至少一表面上的絕緣膜； (b) 將一厚膜膏組成物施用於該一個或多個絕緣膜之至 少一部分上以形成一層狀結構， 其中該厚膜膏組成物包含： i)以固體重量計，90至99%的一導電金屬源； 以固體重量計，1至10%的一鉛碲氧化物玻璃 料組分，其中該錯蹄氧化物之鉛與錄莫耳比為介於 5/95與95/5間；以及 Hi) —有機介質；以及 (c) 燒成該半導體基材、一個或多個絕緣膜與厚膜膏， 其中該厚膜膏之有機介質係經揮發，進而形成一接觸該 一個或多個絕緣層並且電性接觸該半導體基材之電極。 此類物件可用於製造光伏打裝置。在一實施例中， 該物件為一包含一由該厚膜膏組成物形成之電極的半 導體裝置。在一實施例中，該電極為一在一矽太陽能電 池上之前側電極。在一實施例中，該物件進一步包含一 背電極。 可理解的是，雖然本文中的實例主要涉及一用於3 導體膏之導電組成物，其用以形成太陽能電㈤ 明亦思及使用本文中所揭露之理論以形成t °再者，可考慮使用此如 成物作為狀形祕歡㈣ 組成物可㈣在基材上形成導b本文+所揭露· 又等電性、阻抗性或半導性ί 22 201247791 徑或圖形。此類導電性組成物可採用為各式形式，包括 一墨水、一膏或一膠帶。該組成物在一基材上之沉積可 為藉由網版印刷、電鍍、擠出、喷墨、接觸印刷、刻板 印刷、塑形或多重印刷或色帶。 矽以外之基材可使用於連接本發明之膏。亦可預見 使用本文中所揭露之組成物在各式電子組件與裝置中。 本領域具有通常知識者將可迅速思及額外之優點 與修改。因此，本發明之更廣泛態樣不限於本文中所描 述與顯示之特定細節與說明性實例。所以，可在不偏離 隨附申请專利範圍與其等效者所定義之整體發明理論 下’進行各式不同之修改。 實例 厚膜膏係藉由以各式比例混合已個別製備之銀與 鎳膏而製成。該銀與鎳膏係如下詳述之方式製成。 玻璃料製備

TeO:’_粉末（99+%純度）、pb〇粉末（ACS試劑級， 多㈤人纯幻與^取之混合物以陽離子比例化卩咖 為57.38.5在l乙婦谷器中滾轉3〇 min以混合該些起 始粉末。該起始粉末混合物係放置於一鉑坩堝中，^以 10°(J/min的加熱速率於空氣中加熱至卿。c，而後在 900C持狐一小時以熔化該混合物。使該熔體從9〇〇<>c 綷火，此敎係藉由將躺㈣從該爐中移除並將該炫 體倒於-不鏽鋼壓板上。所得材料係在—研砵中研磨並 研碎至小於100網目。已㈣之材料錢在—聚乙婦容 23 201247791 器中以氧化锆球與異丙醇進行球磨，直到其d50為 0.5-0.7微米。而後使已球磨之材料與該磨球分離、乾燥 並通過一 100網目網篩，以提供用於該厚膜膏製備之 Pb0-Te02-Li20 粉末(PTOL)。 厚膜膏製備 銀膏：一 50 g批量之銀膏係以下列方式製成：將 銀粉末(44.72 g)放置於一玻璃瓶，在其中加入ι·〇4 g的 PbO-Te〇2_Li〇2粉末(PTOL)(製備如上兩後使該粉 末滾動混合約15分鐘。一含有溶劑與黏合劑之有機介 質係以下列方式製備：以表2分別列示之量在一塑膠瓶 中使用一行星式離心混合器（THINKY® ARE-310 (THINKY USA，Inc.，Laguna Hills，CA))以 2000 i*pm 混 合各式組分1分鐘。在此有機介質中，加入約三分之一 的該銀與PTOL粉末混合物，並且使用THINKY® ARE-310以2000 rpm混合1分鐘。使第二份與第三份 之該銀與PTOL粉末混合物重複此步驟，並確定該無機 粉末混合物完全分散於該介質中。已分散之混合物而後 以三幸昆磨機(Charles Ross & Son Company, Floor Model, 4" x 8")摻合以獲得一稠膏，其摻合條件為以i 間隙 在零psi下通過三次並在1〇〇 psi下通過三次。以〇 g 的 Texanol (Eastman Chemical Company，TN)調整已摻合 膏之黏度以獲得一可印刷膏。 最終膏之固體含量係以下列方式用兩份重複量 測：以少量（1-2 g)置於一礬土船中秤重並於一蒙烊爐中 在450 C下燒成30分鐘以移除有機物，並且重新秤重 24 201247791 該礬土船與内容物。該膏之平均固體含量係測定為 90.2%。 該膏黏度係使用一具有恆溫小樣品配接器之 Brookfield HADV-I Prime 黏度計（Brookfield Engineering Laboratories，Inc·，Middleboro, ΜΑ)在約 10 rpm下量測，並且測得為278 Pas 〇 表2:該有機介質之組成 成分 重量(g) 50-52%乙氧基乙基纖維素樹脂，黏度=150-250 cps，溶於 Texanol 0.6776 48-50%乙氧基乙基纖維素樹脂，黏度=18-24 cps，溶於 Texanol 0.2612 油酸胺（Amine oleate)表面活性劑 0.5200 Foralyn(氫化松香酯），50重量百分比溶於Texanol (2,2,4-三曱基-1,3-戍二醇單異丁酸g旨） 1.3002 氫化蓖麻油衍生物 0.2610 二元酯-3 1.8206 鎳膏：依照上述用於製備該銀膏之程序製成一 5〇g 批量的鎳膏，除了使用鎳粉末取代銀粉末。最終膏之固 體含量係測得為90.8%並且其黏度係測得為i7〇 Pas。 銀/鎳膏：以約3:1比例含有銀與鎳（亦即約75重 量百分比銀與25重量百分比錄）之膏係以下列方式製 備：以3:1之重量比例在一 ΤΗΙΝΚγ® ARE_31〇行星式 混合器中以2000 ι·ρηι混合銀膏與鎳膏1分鐘。同樣地， 一含有約5 0重量百分比銀與5 〇重量百分比鎳之膏係藉 西以1:1重量比例混合銀膏與鎳膏而製備。對於各膏混 25 201247791 合物而言’該混合係、重複超過三次以獲得一完全混合之 摻合膏。使用PTOL _料製備的膏配方係標示為「膏 A」 太陽能電池製造 用於測試該厚膜膏性能的太陽能電池可由200微 米厚的多晶矽晶圓（Deutsche Solar AG)製成，該晶圓具 有一 65 ohm/sq的磷摻雜射極層，該射極層具有一酸蝕 刻粗化之表面與70-80 nm厚之PECVD SiNx抗反射塗 層。該晶圓係使用一鑽石切片鋸切割為28nmi X 28 mm 晶圓。 晶圓係以用於背側接點之商用鋁膏（PV381 (Ε· I. du Pont de Nemours and Company，Wilmington, DE))網 版印刷全部接地平面，此網版印刷係使用一在一帶有一 26.99 mm X 26.99 mm 之方形開口的 8，，X 10"框架（Sefar Inc.，Depew，NY)上之網版與一網版印刷機（MSP 885 (Affiliated Manufacturers Inc.，North Branch，NJ))而進 行。此網版印刷程序圍繞邊緣留下一僅含珍（亦即無铭 膏）之額定0.5 mm邊界。鋁膏之濕重目標為約60mg， 其在燒成後產生一紹加料量為約5.9 mg Al/cm2。在印刷 後，該鋁膏係於一具有通風排氣之機械式對流烘箱中在 150 C下乾燥30分鐘，導致一乾燥膜厚為25-30微米。 該銀膏或錄摻合銀膏係使用一在8" X 1〇"框架 (Sefar Inc.)上之網版與一網版印刷機（MSP 485 (Affiliated Manufacturers Inc.))網版印刷於晶圓前表面 之氮化矽層上，並且於一對流烘箱中在150¾下乾燥3〇

S 26 201247791 分鐘，以得出25-30微米厚之網格線與一匯流排。已網 版印刷之銀膏（或銀鎳膏）具有一圖形為100-125微米 寬之指形/網格線，其連接至一位於該電池一邊緣附近 的1.25 mm寬匯流排。用於印刷該銀膏之網版使用325 網目之線路（在30。角為23微米直徑）與32微米厚乳 劑。 已乾燥之電池在一 4區間爐（BTU International， North Billerica，MA; Model PV309)中以一 221 cm/min 之帶速以及下列爐設定點溫度燒成：區間1在.61(TC， 區間2在61(TC，區間3在585eC，以及最終區間4設 定為峰值溫度(Tmax)，在860°C至960°C的範圍中。該晶 圓約需5.2秒以通過區間4。在表3中，只記述區間4 的峰值燒成溫度，其大約較實際晶圓溫度高出100-125 C。在該燒成過程後，該晶圓即成一功能性光伏打電 池。針對各個膏組成物，係製造數個重複之光伏打電 池。這些光伏打電池係分成4-5組而各組中有4_5電池， 所有皆在相同溫度下燒成。各個電池組得到在一燒成溫 度下之最佳中位數效率，而不同膏組成物可能在不同之 溫度。 太陽能電池之電量測 使用一商用·電流-電壓（JV)測試機ST-1000 (Telecom-STV Ltd·，Moscow，Russia)以執行該多晶石夕光 伏打電池之效率量測。兩個電性連接（一個用於電壓而 一個用於電流）係連接至各個光伏打電池的頂部與底 部。使用瞬時光激發以避免加熱該矽光伏打電池，並且 27 201247791 在標準溫度條件(25°C)下獲得JV曲線。具有一類似於 太陽光谱之光譜輸出的閃光燈從1 m之垂直距離照射 該光伏打電池。該閃光燈之功率維持恆定14微秒。在 此段期間，在樣品表面之強度（對外部太陽能電池作校 正）為1000 W/m2 (或1 Sun)。在此14微秒期間，兮 JV測試機使該樣品上的人工電負載從短路變成開路。 該JV測試機記錄由光引發而通過該光伏打電池之電汸 以及該光伏打電池之電壓，同時負載在所述負载範圍^ 變化。藉由以電流乘上在各個電壓位準之電壓而得到之 乘積，即由此數據得到一功率對電壓之曲線。採用功率 對電壓曲線之最大值作為該太陽能電池之特徵輪出= 率，以計算太陽能電池效率。使此最大功率除以樣品面 積以得到在1 Sim強度下之最大功率密度。而後使:值 除以1000 W/m2的輸入強度以得到效率，而後此效率再 乘以100而用百分比效率呈現結果。其他相關參數亦由 此相同的電流-電愿曲線獲得。一個此類參數為填充因 子(FF)，其_由取該太陽能電池之最切率與開 壓及短路電流之乘積的比例而獲得。對於具有合理效率 之電池而言，串聯電阻(Rseries)之估計值係從該‘流電壓 曲，在該短路點附近之局部斜率的倒數而得到。該卯 ，定義為該域能電池之最大功率與ν。。^。之乘 比例。 針對使用實例】·3製備之厚料㈣得之太陽能電 j ’其最佳電池效率 '填充因子與串聯電阻之中位數 歸納於表3。 ’、 28 201247791 表3 :實例1與2及比較例A之電性能 實例玻璃料wt% Wt%峰值燒成中位數中位數填充中位數串聯電 _ Ni Ag 溫度 fC)效率（°/c〇^ 因子(〇/〇)阻（ohm.cm2) —k~PT〇L 0~925 ΪΓτΓ~ ^-γγ3- 1 PT〇L 25 75 940 15.61 ?9.4 1 32 2 PT〇L 50 50 930 15.16 ?7.5 151 這些結果顯示，該Ag/Ni摻合之厚膜膏可提供具有 良好性能特徵之太陽能電池。 膏附著力量測 對於太陽能電池裝置之穩定性與長期财用性而 5，膏對矽晶圓之附著力為一極重要之性能要求。如下 所述，附著力可藉由將已燒成膏貼附至一焊帶，而後拉 拔已焊接之耳片並量測斷裂時所需之力量來評估。通常 認為需要超過2.5N力量才會斷裂之已燒成膏才符合產 業需求。 ,用於附著力量測之測試樣品係如同於「太陽能電池 製造」段落所詳述之方式印刷與燒成，除了樣品係印刷 有三個匯流排而非網格線與一個匯流排，此印刷係使用 在8 X 1〇"植架（Sefar Inc )上的網版，該網版具有 網目之線路（在3〇。角為27微米直徑）與27微米厚乳 劑。 已燒成測試樣品之印刷匯流排為2 mm X 20 mm， 在匯流排間具有4mm間距。已燒成測試樣品之背側係 使用兩 W 式環氧樹脂（Hardman® (Royal adhesives and sealants，CA))膠黏至一礬土基材上，並且硬化至少15 29 201247791 分鐘。切割並壓平一 2 mm寬、3"長之鍍錫銅帶 (Sn/Cu/Ag 為 62/36/2 比例；Ulbrich Inc, CT)，而後將一 薄層之免清洗助焊劑(959T (Kester Inc, IL))施用於一 Γ 長部分並乾燥15分鐘。已乾燥之塗覆助焊劑部分而後 放置於已燒成匯流排之頂部。以320°C加熱該焊料棒約 5秒鐘’而使該銅帶接附至該已燒成膏。對該樣品之其 他兩個匯流排重複此步驟。 該附著力測試係藉由以下方式執行：以一 9〇。角拉 拔該已焊接耳片並以 Instron® Model 5569 (Instron Inc, MA)量測斷裂時所需之力量。記錄拉拔各個耳片所需之 平均力量。各個膏測試四個樣品，每個膏組成物總共拉 拔12個耳片。來自4個樣品之平均數據係呈現於表4。 用於比較例Β之厚膜膏係類似於實例丨所用者，但 其不含PT0L。

ΑΛ2來自實例1與比較例A、B 骨配方（玻璃料；Ni/Ag) 平均拉拔數據(N) 實例3 (PT0L - 25/75) 4.89 比較例A (PT0L > o/ioo) 2.01 ..... 比較例B (商用玻璃料，0/100) 3.59 · 比較例C (商用矽酸鉛玻璃料，無PT0L，25/75) 1.87

S 30 201247791 這些結果顯示，本發明之一含有Ag、Ni與PTOL 的奮顯著改善其對於石夕晶圓之附著力，此係相較於不含 Ni或PTOL之比較例A - C。

實例4-15與比較例D-H 以7列程序進行膏製備：秤重適量的溶劑、介質與 种面^性劑，而後在一 Thinky®混合器中混合30-60 ^ .然後加入破塢料與金屬添加劑並混合1-2分鐘。在 次二4，、使礒膏在0-250 psi下通過一 3輥磨機幾 量八^間隙典型聰為1密耳。以磨料細度(FOG)測 程度。用於導體之典型F〇G值通常等於或小於 有嫉入π 之鎳、鎳合金粉末、鉛碲氧/ 顯矛；：：成係栺述於表5-7。表8以總組成物: (玻璃 *貝不该金屬丄、 料） g +炖或Ni合金）與鉛碲氧化物

Ni第II類

與錄合_粉末

Ni-B-Cr-Fe 合金

Ni-Cr合金 3.2

31 201247791 B203 1.86 Si02 15.76 Al2〇3 0.2 Zr02 0.42 Na20 0.1 總和 100 100 100 100 表7 :用於實例4-15與比較例D-Η之有機介質組成（以該 .厚膜膏總重量之wt%表示） 實例 8%EC 11%EC F110 TST Duo DBE3 Tex D，F，G， H，4, 5, 8-15 0.74 0.74 2.6 0.5 1.04 2.6 3.78 E，6, 7 0.74 0.74 2.6 0.5 1.04 2.6 3.43 8%EC = 8重量百分比的48-50%乙氧基乙基纖維 素，溶於Texanol 11%EC = 11重量百分比的50-52%乙氧基乙基纖維 素，溶於Texanol F110 = Foralyn 110 (氫化松香醋），50重量百分比 溶於 Texanol TST = ThixatrolST，一種氫化蓖麻油衍生物 Duo = Duomeen，一種油酸胺表面活性劑 DBE3 =二元酯-3 溶劑(DBE-3)

Tex = Texanol，一種溶劑

32 S 201247791 表8 :以總組成物wt%表示金屬（Ag + Ni或沌合金）與鉛 _ . 碲氧化物(玻璃料）之組成 實例 Ag Ni第I 類 Ni 第 II 類 Ni-B- Cr-Fe Ni-Cr 玻璃 I 玻璃 II 玻璃 III 玻璃 IV D 88 2 =~~" . 4 77 11 2 5 66 22 2 E 87.65 76.69 --- ~6~ r 10.96 — 2 ~2~~ h0.7 0.7 7 65.74 21.91 h 2 0.7 F 88 1 1 8 77 11 1 1 9 66 22 1 I G 88 2 10 77 11 2 11 66 22 2 12 77 11 2 13 66 22 2 Η 88 1 !' 14 77 11 1 1 15 66 22 1 1 Ni第I類=6.5微米粉末

Ni第II類==1微米粉末 測試程序一效率 依據上述方法製造之太陽能電池係放置於一 Berger IV測試機中以量測其效率。該IV測試機中之光 燈泡係以一已知之強度模擬陽光，並且照射該電池之前 表面。印刷於該電池前側之匯流排係連接至該lv測試 33 201247791 機之複數探針，並且其電訊號係透過該探針傳送至電腦 以計算效率。 測試程序一附著力 在燒成後’一焊料帶（塗覆有62Sn/36Pb/2Ag之銅） 係焊接至該印刷於該電池前側之匯流排。該焊接典型為 在200°C下進行1-2秒鐘。所用之助焊劑為Kester® 959。知接區域約為1 8 mm X 145 mm。附著力強度係藉 由以一 180。之角度（相對於該電池表面）與120mm/min 之速度拉拔該焊料帶而獲得。

S

實例 Eff(0^) FF 可焊性(％) 附著力（N) D '' 76 90 2.5 E 17.74 一 75.8 ης. 2.5 F ------ nm nm 75 2.4 G 17.71 ~~ 75.5 nm 2.1 Η 17.29~~' 74.7 90 2.4 4 17.78 75.6 90 3.9 5 17.48 一 75.1 nm 4.7 6 1 7 '—* 1/.// 76.1 75 5 7 17.77 75.9 75 2.9 8 nm nm 75 3 10 13.8 ---7Z------- 59.7 nm 3.1 11 10 一 42 nm 0.5 12 10.97 54 nm 3.5 13 9.55 一 44.1 nm nm 14 16.46 _ 71 75 —J L

Nm ==未量測 34 201247791 在使用不同大小之Ni粉末與6英寸晶圓之類似實 驗中，係得到下列如表10與11所示之結果。在這些實 例中，該玻璃料組分包含玻璃II與玻璃IV (見表8)。 表10 :使用0.4-6.6微米大小鎳粉末之厚膜膏的平均附著力 數據(N)

Ni (微米） Ni/(A g +Ni) x 100% 0 0.5 5 12.5 20 30 50 0.4 4.42 4.93 nm 0.57 0.19 nm nm 1 4.42 4.55 nm 0.97 0.26 nm nm 2.5- 4.42 4.07 4.42 2.06 0.97 nm <0.10 5 4.42 3.29 4.32 3.8 2.47 1.35 0.2 6.6 4.42 nm nm 4.54 3.44 nm nm

Nm =未量測 表11 :使用0.4-6.6微米大小鎳粉末之厚膜膏在最佳溫度 (925-985°C)下的中位數 Eff (%)

Ni (微米） Ni/(Ag + Ni) x 100% 0 0.5 5 12.5 20 30 50 0.4 16.50 (985) 16.66 (985) nm 9.46 (925) 8.39 (925) nm nm 1 16.50 (985) 16.60 (985) nm 15.60 (925) 14.31 (925) nm nm 2.5 16.50 (985) 16.68 (985) 16.63 (985) 16.51 (945) 15.74 (925) nm 11.99 (925) 5 16.50 (985) 16.63 (985) 16.64 (965) 16.87 (945) 16.21 (945) 15.98 (925) 14.53 (925) 6.6 16.50 (985) nm nm 16.22 (985) 16.44 (945) nm nm

Nm =未量測 【圖式簡單說明】 35 201247791 圖1A- IF說明在製造一半導體元件的經選擇步 驟。圖1A- 1F所示之標號係說明如下。 10 : p型>5夕基材 20 : η型擴散層 30 :絕緣膜 40 : ρ+層（背面電場，BSF) 60 :設置於背側的鋁膏 61 :鋁背電極（藉由燒成背側鋁膏而得到） 70 :設置於背側的銀或銀/鋁膏 71 :銀或銀/鋁背電極（藉由燒成背側銀膏而得到） 500 :設置於前側的厚膜膏 501 :前電極（藉由燒成該厚膜膏而形成） 36 201247791 【主要元件符號說明】 10.. .P型矽基材 20.. .η型擴散層 30.. .絕緣膜 40.. .Ρ+層 60…紹膏 61…鋁背電極 70.. .銀或銀/鋁膏 71.. .銀或銀/鋁背電極 500.. .厚膜膏 501.. .前電極

Claims (1)

1. 201247791 七、申請專利範圍： 1. 一種厚膜膏，其包含： (a) —導電金屬部分，其包含一銀組分與一鎳組分； (b) —鉛碲氧化物玻璃料組分；以及 (c) 一有機載體。 2. 如請求項1所述之厚膜膏，其中該鎳組分為一鎳合金。 3. 如請求項1所述之厚膜膏，其中該鎳組分包含鎳粉末、鎳 薄片或其混合物。 4. 如請求項1所述之厚膜膏，其中該銀組分包含銀粉末、銀 薄片或其混合物。 5.如請求項1所述之厚膜膏，其中該導電金屬部分包含： (a) 約10-99.9重量百分比的一銀組分；以及 (b) 約0.1-90重量百分比的一鎳組分。 6.如請求項1所述之厚膜膏，其中該導電金屬部分包含： (a) 約50-99.9重量百分比的銀；以及 (b) 約0.1-50重量百分比的鎮。 7.如請求項1所述之厚膜膏，其中該導電金屬部分包含： (a) 約70-99.9重量百分比的銀；以及 (b) 約0.1-30重量百分比的鎳。 S 38 201247791 >•如明求項1所述之厚膜膏，立中兮導電金屬邻八 ⑷1〇,重量百分比的銀械屬心包含： :c)) : S〇85重量百分比的鎳;以及 (C)約〇 J曰 鋁、重1百分比的一金屬，該金屬係選白# 銘鉻與其組合所組成之群組。 選自於由 9, 的1-10重量百分比 10. =求項1所述之厚膜f，其中駿魏化物進— 步包 其進一步包含鈦 虫w月求項1〇所述之厚膜膏， 12):2項1所述之厚膜膏，其中該鉛碲氧化物破壙粗 刀包含粒徑小於或等於約2微米之粒子。㈣如且 13. 一種方法，其包含： ⑷提供—物件’其包含—設置於—半導縣材 上的絕緣膜； 之〜表面 ⑼將厚膜膏組成物施用於該絕緣膜之至少 以形成—層狀結構’其中該厚膜膏組成物包含：°刀上 ⑴一導電金屬部分，其包含一銀組分歲 分； 與—鎳钽 (H) —鉛碲氧化物玻璃料組分；以及 (&) 一有機载體；以及 39 201247791 (C)燒成該層狀結構以形成一電極，該電極係接觸該絕緣 層並且電性接觸該半導體基材。 14. 如請求項13所述之方法，其中該厚膜膏組成物係以形成 圖形之方式施用於該絕緣膜上。 15. 如請求項13所述之方法，其中該燒成係在一含氧環境中 進行。 16. 如請求項13所述之方法，其中該鉛碲氧化物進一步包含 裡。 17. —種物件，其包含： (a) —半導體基材； (b) —絕緣層，其位於該半導體基材上；以及 (c) 一電極，其係接觸該絕緣層並且電性接觸該半導體基 材，其中該電極包含銀、鎳、鉛與碲。 18. 如請求項17所述之物件，其中該物件為一半導體裝置。 19. 如請求項18所述之物件，其中該半導體裝置為一太陽能 電池。 20. 如請求項19所述之物件，其中該電極進一步包含鋰。 β 201247791 - 21.如請求項19所述之物件，其中該電極進一步包含一元 素，該元素係選自於由銘、鐵、碎、I孟、猛、紀與其組 合所組成之群組。 41