TW201303891A - 含鉍基氧化物之厚膜膏及其於半導體裝置製備中的運用 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一導電厚膜膏組成物，其包含銀及一無鉛鉍基氧化物，兩者均分散在一有機介質中。本發明進一步係關於一由該膏組成物形成之電極及一半導體裝置，特別是一包含這一類電極的太陽能電池。

Description

含鉍基氧化物之厚膜膏及其於半導體裝置製備中的運用
本發明主要係關於一厚膜膏組成物及由該組成物形成的厚膜電極。其進一步係關於一矽半導體裝置，特別是關於用來形成太陽能電池之厚膜電極的導電組成物。本發明亦關於一鉍基氧化物，其作為厚膜膏之一成分。
雖然本發明對於像是光二極體及太陽能電池之受光元件特別有效，但是本發明可應用至廣域的半導體裝置。下面描述有關於做為習知技藝之一特定實例的太陽能電池之發明背景。
具有p型基底之習知太陽電池結構具有典型位於電池前側或太陽側上之負電極，及位於背側上之正電極。落在半導體主體的p-n接面上且具有適當波長的輻射係作為一外部能量來源，以便在該主體中產生電洞-電子對。由於存在p-n接面上的電位差之緣故，電洞和電子以相反方向橫跨該接面移動，從而引發能夠輸送電力至一外部電路的電流流動。大多數的太陽能電池為經過金屬化，亦即，設有導電的金屬電極之矽晶圓的形式。典型的厚膜膏係網版印刷至基材上並燒製，以形成電極。
在下文伴隨圖1A至1F敘述此製備方法之一實例。
圖1A顯示單晶或多晶p型矽基材10。
在圖1B中，相反導電型的n型擴散層20係使用氧氯化磷作為磷來源並藉由磷的熱擴散形成。在無任何特定修改之下，在矽p型基材10的整個表面上方形成擴散層20。擴散層的深度可藉由控制擴散溫度及時間來使之變化，且通常形成在約0.3至0.5微米的厚度範圍中。n型擴散層可具有每平方數十歐姆上至每平方約120歐姆的薄片電阻率。
如圖1C所示，在以一阻劑或類似物保護此擴散層之前面後，藉由蝕刻從剩餘表面移除擴散層20，以致擴散層20僅殘留在前面上。接著，使用一有機溶劑或類似物移除該阻劑。
之後，如圖1D所示，在n型擴散層20上形成亦作用為一抗反射塗層的絕緣層30。絕緣層通常為氮化矽，但亦可為SiNx：H薄膜(亦即，絕緣薄膜包含用於在後續燒製處理期間鈍化的氫)、氧化鈦薄膜、氧化矽薄膜或氧化矽/氧化鈦薄膜。厚度約為700至900 Å的氮化矽薄膜適用於約1.9至2.0的折射率。絕緣層30的沈積可藉由噴濺、化學氣相沈積或其他方法。
接下來，形成電極。如圖1E所示，將用於前電極的銀膏500網版印刷在氮化矽薄膜30上，接著進行乾燥。此外，接著將背側銀或銀/鋁膏70及鋁膏60網版印刷至基材背側，隨後進行乾燥。在紅外線爐中以近似750至850℃的溫度範圍持續實行從數秒至數十分鐘週期的燒製。
因此，如圖1F所示，在燒製期間，鋁在背側上從鋁膏60擴散進入矽基材10中，從而形成含有高濃度鋁 摻質的p+層40。此層通常被稱為背面電場(back surface field,BSF)層，且它有助於改善該太陽能電池之能量轉換效率。
燒製將乾燥的鋁膏60轉換為鋁背電極61。同時燒製背側銀或銀/鋁膏70，使其變為銀或銀/鋁背電極71。在燒製期間，背側鋁和背側銀或銀/鋁之間的界線呈現合金狀態，從而達成電連接。背電極的大部分面積係由鋁電極61佔據，部分是因為要形成p+層40的緣故。因為不可能焊接至一鋁電極，銀或銀/鋁背電極71遂形成在部分的背側上方，以作為用於經由銅條或其類似物互連太陽能電池的電極。此外，前側銀膏500在燒製期間燒結並穿透氮化矽薄膜30，從而達成與n型層20的電接觸。此類型的程序通常稱為「燒穿」。圖1F之經燒製的電極501清楚地顯示出燒穿的結果。
持續努力於提供具有減量銀及無鉛的厚膜膏組成物，在此同時，仍保有所得電極及裝置之電性能與其他相關性質。本發明提供一銀膏組成物，其同時提供一具有較少量銀的無鉛系統，同時仍保有電及機械性能。
本發明提供一厚膜膏組成物，其包含：(a)35至55重量百分比的銀；(b)0.5至5重量百分比的無鉛鉍基氧化物；以及(c)有機介質；其中該銀及該鉍基氧化物係分散在該有機介質中，且其中該重量百分比係以該膏組成物的總重量為基 礎；以該鉍基氧化物的總重量為基礎，該鉍基氧化物包含66至78重量百分比的Bi2O3、10至18重量百分比的ZnO、5至14重量百分比的B2O3、0.1至5重量百分比的Al2O3、0.3至9重量百分比的BaO及0至3重量百分比的SiO2，其中該鉍基氧化物為無鉛。
在一實施例中，該厚膜膏組成物包含2至5重量百分比的鉍基氧化物。
本發明亦提供一半導體裝置，特別是一太陽能電池，其包含一由本膏組成物形成之電極，其中該膏組成物已經過燒製，以移除該有機介質並形成該電極。
本發明的導電厚膜膏組成物含有減量的銀，但同時提供從該膏形成一電極的能力，其中該電極具有良好的電及黏合性質。
該導電厚膜膏組成物包含銀、無鉛鉍基氧化物及一有機媒液。其係用於形成網版印刷電極，特別是用於形成太陽能電池之矽基材上的背側上之耳片電極。膏組成物包含35至55重量百分比的銀、0.5至5重量百分比的鉍基氧化物及一有機介質，其中銀及鉍基氧化物兩者均分散在有機介質中，且其中重量百分比係以膏組成物的總重量為基礎。
在下文詳細解釋本發明之厚膜膏組成物的每一成分。
銀
在本發明中，膏的導電相為銀(Ag)。該銀可為銀金屬、銀合金或其混合物之形式。典型地，在銀粉末中，銀粒子為片狀形態、球狀形態、粒狀形態、結晶形態、其他不規則形態及其混合物。可在一膠態懸浮液中提供銀。該銀亦可為下列形式：氧化銀(Ag2O)、銀鹽如AgCl、AgNO3、AgOOCCH3(乙酸銀)、AgOOCF3(三氟乙酸銀)、正磷酸銀(Ag3PO4)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。
在一實施例中，該厚膜膏組成物包含導電之已塗覆銀粒子。合適之塗層包括磷與表面活性劑。合適之表面活性劑包括聚乙烯氧化物(polyethyleneoxide)、聚乙二醇、苯并三唑、聚(乙二醇)乙酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸、亞麻油酸、硬脂酸、棕櫚酸、硬脂酸鹽、棕櫚酸鹽與其混合物。鹽類反離子可為銨、鈉、鉀及其混合物。
銀的粒度並未受到任何特別限制。在一實施例中，一平均粒徑為小於10微米；在另一實施例中，平均粒度小於5微米。
由於成本之故，有利的是減少該膏中的銀量，同時保有該膏及從該膏形成之電極所需的性質。此外，本厚膜膏致能具有縮減厚度的電極之形成，並導致進一步的節省。以該膏組成物的總重量為基礎，本厚膜膏組成物包含35至55重量百分比的銀。在一實施例中，厚膜膏組成物包含38至52重量百分比的銀。
鉍基氧化物
膏組成物之一成分為無鉛鉍基氧化物。在一實施例中，此氧化物可為一玻璃組成物，例如，玻料。在另一實施例中，此氧化物可為結晶、部分結晶、非晶、部分非晶或上述之組合。在一實施例中，該鉍基氧化物可包括超過一種玻璃組成物。在一實施例中，該鉍基氧化物組成物可包括一玻璃組成物及一額外的組成物(例如，結晶組成物)。
該鉍基氧化物可藉由使用在此項技術中具一般技能者所了解的技術來混合Bi2O3、ZnO、B2O3、Al2O3、BaO、SiO2及其他欲混入其中之氧化物(或其他在加熱時分解為所需之氧化物的材料)來加以製備。這類製備技術可包括在空氣或含氧大氣中加熱該混合物，以形成一熔體；將該熔體淬火；及磨碎、輾磨及/或篩選該經淬火的材料，以提供一具有所需粒度的粉末。典型進行鉍氧化物與其他欲混入其中之氧化物的混合物之熔化達800至1200℃的峰值溫度。可在例如不銹鋼壓板上或在反方向旋轉的不銹鋼輥間淬火熔化的混合物，以形成薄板。可碾磨所產生的薄板，以形成粉末。典型地，經碾磨的粉末所具有的D50為0.1至3.0微米。一熟悉製備玻料之技術者可利用替代的合成技術(例如，但不受限於，水淬火、溶膠-凝膠、噴霧熱解或其他適於製備粉末形式之玻璃的技術)。
以該鉍基氧化物的總重量為基礎，用來製備該鉍基氧化物的起始混合物包括66至78重量百分比的Bi2O3、10至18重量百分比的ZnO、5至14重量百分比的B2O3、0.1至5重量百分比的Al2O3、0.3至9重量 百分比的BaO及0至3重量百分比的SiO2。在另一實施例中，以該鉍基氧化物的總重量為基礎，用來製備該鉍基氧化物的起始混合物包括70至75重量百分比的Bi2O3、11至15重量百分比的ZnO、7至11重量百分比的B2O3、0.3至3.5重量百分比的Al2O3、2至7重量百分比的BaO及0.5至3重量百分比的SiO2。在仍有另一實施例中，再次以該鉍基氧化物之起始混合物的總重量為基礎，該起始混合物進一步包括0.1至3重量百分比之一氧化物，其係選自由下列所組成的群組：Li2O、SnO2及其混合物。
在任一上述實施例中，該鉍基氧化物可為均質粉末。在另一實施例中，該鉍基氧化物可為多於一種粉末之一組合，其中每一粉末分別可為均質族群。2種粉末之總體組合的組成物係位於上述範圍內。例如，該鉍基氧化物可包括2或多個不同粉末之一組合；這些粉末分別可具有不同組成物，且可或可不位於上述範圍內；不過，這些粉末的組合可位於上述範圍內。
在任何上述的實施例中，該鉍基氧化物組成物可包括一粉末，其包括一均質粉末，其含有該鉍基氧化物組成物之一些但非全部的所需元素；及一第二粉末，其包括一或更多其他的所需元素。例如，一鉍基氧化物組成物可包括一第一粉末，其包括Bi、Zn、B、Ba及O；及一第二粉末，其包括Al、Si及O。在此實施例之一實施態樣中，可將該些粉末共同熔化，以形成均勻的組成物。在此實施例之一進一步的實施態樣中，可分別將該些粉末添加至一厚膜組成物。
在含有Li2O的實施例中，可以Na2O、K2O、Cs2O或Rb2O來取代一些或全部的Li2O，導致一具有類似於上列之組成物性質的玻璃組成物。
在本文中所敘述的玻璃組成物(亦稱為玻料)係包括特定的成分百分比。具體而言，該百分比為用在如本文所述的後續處理以形成一玻璃組合物之起始材料中的成分百分比。這類命名法對於熟悉此項技術者來說早為已知。換言之，該組合物含有一些成分，且那些成分的百分比是表示為對應的氧化物形式之百分比。如玻璃化學這項技術中具有普通技能者所了解的，在玻璃的製備程序期間可能會釋放某一部分的揮發性物種。揮發性物種的一實例為氧。亦須了解雖然玻璃表現得像是非晶材料，其可能會含有微量的結晶材料。
若以經燒製的玻璃開始，在此項技術中具有普通技能者可使用熟悉此項技術者已知的一方法計算本文所述之起始成分的百分比，該些方法包括，但不限於：感應耦合電漿放射光譜儀(ICPES)、感應耦合電漿原子放射光譜儀(ICP-AES)及類似者。此外，可使用下列的例示性技術：X射線螢光光譜學(XRF)；核磁共振光譜學(NMR)；電子順磁共振光譜學(EPR)；穆斯堡爾(Mössbauer)光譜學；電子微探針能量散佈光譜學(EDS)；電子微探針波長散佈光譜學(WDS)；陰極發光(CL)。
可藉由混合及摻合Bi2O3、ZnO、B2O3、Al2O3、BaO與SiO2粉末以及，若存在的話，Li2O與SnO2粉末，並如實例1所述般處理該混合物來製備本發明的鉍基氧 化物。這類鉍基氧化物組成物A至J的實例示於表1中。顯示各種成分之氧化物的重量百分比，且其係以總鉍基氧化物組成物的重量為基礎。
在此項技術中具有普通技能者將了解原料的選擇可在非故意的情況下包括可在處理期間併入玻璃中的雜質。例如：雜質可以數百至數千ppm的範圍存在。
雜質的存在將不會改變玻璃、厚膜組合物或燒製裝置的性質。例如，即使該厚膜組成物包括雜質，含有該厚膜組成物的一太陽能電池仍可具有本文所述的效率。
以該厚膜膏組成物的總重量為基礎，在本厚膜膏組成物中之鉍基氧化物的含量典型為0.5至5重量百分比。在一實施例中，該鉍基氧化物的含量為2至5重量百分比。
有機介質
將厚膜膏組成物之無機成分與一有機介質混合，以形成對印刷具適當稠度及流變性的黏稠膏。多種惰性粘稠材料可當做有機介質使用。有機介質可為無機成分在膏之製備、運送及儲存期間以及在網版印刷程序期間於印刷篩網上可以適當穩定度分散在其中者。
適合的有機介質具備可提供穩定之固體分散性、適合網印之黏度及搖變性、適當之基材及膏固體可濕性、一優良之乾燥速率以及優良之燒製性質的流變特性。該有機介質可包括增稠劑、安定劑、表面活性劑及/或其他常見的添加劑。一這類的搖變性增稠劑為有機搖變助劑(thixatrol)。該有機介質可為一種聚合物溶於溶劑中的溶液。適合的聚合物包括乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、木松香、乙基纖維素及苯酚樹脂之混合物、低級醇之聚甲基丙烯酸酯以及乙二醇單乙酸酯之單丁醚。適用的溶劑包括萜烯，例如，α-或β-松脂醇或其與其他溶劑(例如，煤油、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸鹽、己二醇及沸點高於150℃的醇)的混合物以及醇酯。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。有機介質亦可包括揮發性液體，以在基材上塗敷該厚膜膏組成物後促進快速硬化。
有機介質在該厚膜膏組成物中之最佳量係與施用該膏之方法以及所用之特定有機介質有關。以膏組成物 的總重量為基礎，本厚膜膏組成物含有35至60重量百分比的有機介質。
若有機介質包含一聚合物，則該聚合物典型包含8至15重量百分比的有機組成物。
無機添加劑
用在本發明之組成物中的鉍基氧化物提供黏合性。不過，可添加一無機黏合性促進劑來增加黏合特性。此無機添加劑可選自由下列所組成的群組：Bi2O3、TiO2、Al2O3、B2O3、SnO2、Sb2O5、Cr2O3、Fe2O3、ZnO、CuO、Cu2O、MnO2、Co2O3、NiO、RuO2、一在燒製期間可產生所列出之金屬氧化物的金屬、一在燒製期間可產生所列出之金屬氧化物的金屬化合物及上述之混合物。添加劑可在不影響電性能及曲折的情況下幫助增加黏合特性。
無機添加劑的平均直徑位於0.5至10.0 μm的範圍內，或者，當添加劑為有機金屬化合物的形式時，其平均直徑係分散至分子程度。以該膏組成物的總重量為基礎，欲添加至膏組成物之添加劑的量為0.01至5重量百分比。
在任何上述的實施例中，以該膏組成物的總重量為基礎，該膏可進一步包含1至5重量百分比的鋁(Al)。鋁較佳的是粉末形態。
厚膜膏組成物的製備
在一實施例中，厚膜膏組成物可藉由以任何順序混合銀粉末、鉍基氧化物粉末及有機介質與任何無機添加劑來加以製備。在某些實施例中，係先混合該無機材料，而後將它們加入該有機介質中。在其他實施例中，將作為無機物之主要部分的銀粉末緩慢加至有機介質。需要時可藉由加入溶劑而調整其黏度。可使用提供高切力的混合方法。以該膏組成物的總重量為基礎，該厚膜膏含有少於70重量百分比的無機成分，亦即，銀粉末、鉍基氧化物粉末及任何無機添加劑。在一實施例中，該厚膜膏含有少於60重量百分比的無機成分。
可藉由網版印刷、鍍覆、擠出成形、噴墨、塑形或多重印刷或色帶來沈積厚膜膏組成物。
在此電極形成程序中，首先乾燥該厚膜膏組成物，接著進行加熱，以移除該有機介質並燒結該無機材料。該加熱過程可在空氣或一含氧周圍環境中進行。此步驟通常稱為「燒製」。燒製溫度輪廓典型經過設定，而得以從經乾燥的厚膜膏組成物燃毀有機黏合劑材料及所含有的任何其他有機材料。在一實施例中，燒製溫度為750至950℃。可在一利用高輸送速率(例如，100至500 cm/min)之帶式爐中進行該燒製，而所得之滯留時間為0.05至5分鐘。可使用多個溫度區(例如，3至11個區)來控制所需的熱曲線。
參照圖2A至2D解釋使用本發明之膏組成物來製備太陽能電池的一實例。
首先，製備具有一擴散層及一抗反射塗層的矽基材102。如圖2A所示，在矽基材的受光前側面(表面)上， 安裝典型主要由銀所組成的電極104。如圖2B所示，在基材背面上，藉由網版印刷擴展鋁膏(例如，PV333、PV322(可購自DuPont co.，Wilmington，DE))並接著進行乾燥106。如圖2C所示，接著與經乾燥的鋁膏以部分重疊的狀態擴展本發明的膏組成物，之後進行乾燥108。每種膏的乾燥溫度較佳的是150℃或更低。同樣地，鋁膏及本發明之膏的重疊部分較佳的是約為0.5至2.5 mm。
接下來，如圖2D所示，以700至950℃的溫度持續燒製基材1至15分鐘，以便得到所需的太陽能電池。電極112係由本發明的膏組成物所形成，其中該組成物已經過燒製，以移除有機介質並燒結無機物。所得到的太陽能電池在基材102之受光前側上具有電極104，且在背面上具有主要由鋁所組成的鋁電極110和由經燒製的本發明之膏組成物所組成的電極112。電極112作為太陽能電池之背側上的耳片電極。
實例 實例1 鉍基氧化物的製備
藉由混合及摻合Bi2O3、ZnO、B2O3、Al2O3、BaO及SiO2粉末來製備一鉍基氧化物組成物係，以產生包含73.00重量百分比的Bi2O3、13.00重量百分比的ZnO、9.50重量百分比的B2O3、0.5重量百分比的Al2O3、3.00重量百分比的BaO及1.00重量百分比的SiO2之鉍基氧化物組成物。將經摻合的粉末批料裝載至 鉑合金坩堝，接著插入爐中並以900℃在空氣或O2中持續加熱一小時，以使混合物熔化。藉由從爐中移除鉑坩鍋並透過反方向旋轉間隙為0.010至0.020"之不銹鋼輥來澆注熔體而使液態熔體從900℃淬火。在不銹鋼容器中粗略壓碎所得的材料。接著在氧化鋁-矽酸鹽陶瓷球磨機中以氧化鋯介質及水球磨已壓碎的材料，直到d50為0.5至0.7微米。接著從碾磨球分離經球磨的材料、進行濕篩並藉由熱風烘爐使之乾燥。讓經乾燥的粉末通過200篩目的篩網，以提供用於下文所述之厚膜膏製備中的鉍基氧化物粉末。粉末之X射線分析顯示出非晶材料的特徵。藉由熱機械分析(TMA)來特徵化該材料，並顯示在320℃開始粒子燒結，且在353℃轉變為完全的黏性流。該組成物的液相線呈現出接近511℃(介於320℃和511℃之間，可短暫地形成一些結晶相，並在燒結開始及液相線溫度間的區域中重新溶解)。
厚膜膏組成物的製備
藉由混合銀、在上文之實例1中製備的鉍基氧化物粉末、有機介質、有機搖變助劑及黏合性促進劑來製備該厚膜膏。將銀、鉍基氧化物及黏合性促進劑加到有機介質與有機搖變助劑，同時連續攪拌。由於銀為固體的主要部分，因此緩慢添加其，以確保較佳的潤濕。接著以1 mil的間隙讓膏通過三輥磨機數次。藉由磨料細度(FOG)來測量分散度，以確保FOG小於或等於20/10。
此實例中所用的成分之比例為50重量百分比的銀、2.0重量百分比的鉍基氧化物、45.25重量百分比的 有機介質、0.75重量百分比的有機搖變助劑及2.0重量百分比的無機黏合性促進劑，其係由1.0重量百分比的ZnO、0.6重量百分比的Bi2O3及0.4重量百分比的銅所組成。
測試電極
為了測定由本膏組成物所形成之電極的黏合性質，將膏組成物以電極形式網版印刷至矽晶圓表面上。接著讓膏乾燥並在爐中燒製。試樣乾燥後的厚度為3.1 μm。
測試程序-黏合性
在燒製之後，將焊接帶焊接至經燒製的膏。由於本發明僅包含無鉛鉍基氧化物，因此使用無鉛焊錫。所用的無鉛焊錫為96.5錫/3.5銀。用於無鉛焊錫的焊接溫度位於345至375℃的範圍內，焊接時間為5至7秒。所用的助焊劑為MF200。
焊接面積近似2 mm×2 mm。藉由以90°角將焊接帶拉至電池表面獲得黏合強度。以下列假設為基礎來指定黏合強度的評定為低、足夠或良好：小於200 g之黏合強度視為低；200 g至300 g範圍內的值為足夠；300至400或更高範圍內的值為良好。
黏合性係針對實例1之如此製備的試樣進行測定，且18個測量值的平均值為661 g。
實例2
除了使用50重量百分比的銀、3.3重量百分比的鉍基氧化物、43.95重量百分比的有機介質、0.75重量百分比的有機搖變助劑及2.0重量百分比的無機黏合性促進劑來製備該膏之外，實例2係如實例1所述般實行，該無機黏合性促進劑係由1.0重量百分比的ZnO、0.6重量百分比的Bi2O3及0.4重量百分比的銅組成。試樣乾燥後的厚度為3.2 μm。
黏合性係如實例1所述般針對實例2的試樣測定。針對如此製備之試樣的平均黏合性為451 g。
實例3
除了使用52重量百分比的銀、4.5重量百分比的鉍基氧化物、40.75重量百分比的有機介質、0.75重量百分比的有機搖變助劑及2.0重量百分比的無機黏合性促進劑來製備該膏之外，實例3係如實例1所述般實行，該無機黏合性促進劑係由1.0重量百分比的ZnO、0.6重量百分比的Bi2O3及0.4重量百分比的銅組成。試樣乾燥後的厚度為6.5 μm。
黏合性係如實例1所述般針對實例3的試樣測定。針對如此製備之試樣的平均黏合性為788 g。
實例4
除了使用55重量百分比的銀、4.5重量百分比的Bi-Te-O、37.75重量百分比的有機介質、0.75重量百分比的有機搖變助劑及2.0重量百分比的無機黏合性促進劑來製備該膏之外，實例4係如實例1所述般實行，該 無機黏合性促進劑係由1.0重量百分比的ZnO、0.6重量百分比的Bi2O3及0.4重量百分比的銅組成。試樣乾燥後的厚度為6.1 μm。
黏合性係如實例1所述般針對實例4的試樣測定。針對如此製備之試樣的平均黏合性為798 g。
10‧‧‧p型矽基材
20‧‧‧n型擴散層
30‧‧‧氮化矽薄膜、氧化鈦薄膜或氧化矽薄膜
40‧‧‧p+層(背面電場，BSF)
60‧‧‧形成在背側上的鋁膏
61‧‧‧鋁背側電極
70‧‧‧形成在背側上的銀/鋁膏
71‧‧‧銀/鋁背側電極
500‧‧‧形成在前側上的銀膏
501‧‧‧銀前電極
102‧‧‧具有擴散層及一抗反射塗層的矽基材
104‧‧‧受光表面側電極
106‧‧‧用於鋁電極的膏組成物
108‧‧‧用於耳片電極之本發明的膏組成物
110‧‧‧鋁電極
112‧‧‧耳片電極
圖1A至1F繪示一半導體裝置之製備。圖1中所示的參考數字說明如下。
10：p型矽基材
20：n型擴散層
30：氮化矽薄膜、氧化鈦薄膜或氧化矽薄膜
40：p+層(背面電場，BSF)
60：形成在背側上的鋁膏
61：鋁背側電極(由燒製背側鋁膏所得)
70：形成在背側上的銀/鋁膏
71：銀/鋁背側電極(由燒製背側銀/鋁膏所得)
500：形成在前側上的銀膏
501：銀前電極(由燒製前側銀膏所形成)
圖2A至D解釋一用於使用本發明之導電膏來製備太陽能電池之一實施例的製備程序。圖2中所示的參考數字說明如下。
102 具有擴散層及一抗反射塗層的矽基材
104 受光表面側電極
106 用於鋁電極的膏組成物
108 用於耳片電極之本發明的膏組成物
110 鋁電極
112 耳片電極

Claims (10)

  1. 一種厚膜膏組成物，其包含：(a)35至55重量百分比的銀；(b)0.5至5重量百分比的無鉛鉍基氧化物；以及(c)一有機介質；其中該銀及該鉍基氧化物係分散在該有機介質中，且其中該重量百分比係以該厚膜膏組成物的總重量為基礎；以該鉍基氧化物的總重量為基礎，該鉍基氧化物包含66至78重量百分比的Bi2O3、10至18重量百分比的ZnO、5至14重量百分比的B2O3、0.1至5重量百分比的Al2O3、0.3至9重量百分比的BaO及0至3重量百分比的SiO2。
  2. 如請求項1所述之厚膜膏組成物，該厚膜膏組成物包含2至5重量百分比的該鉍基氧化物，其中該重量百分比係以該厚膜膏組成物的總重量為基礎。
  3. 如請求項1所述之厚膜膏組成物，以該鉍基氧化物的總重量為基礎，該鉍基氧化物包含70至75重量百分比的Bi2O3、11至15重量百分比的ZnO、7至11重量百分比的B2O3、0.3至3.5重量百分比的Al2O3、2至7重量百分比的BaO及0.5至3重量百分比的SiO2。
  4. 如請求項1所述之厚膜膏組成物，以該鉍基氧化物的總重量為基礎，該鉍基氧化物進一步包含0.1至3重量百分比之一氧化物，其係選自由下列所組成的群組：Li2O、SnO2及其混合物。
  5. 如請求項1所述之厚膜膏組成物，其進一步包含0.01至5重量百分比之一無機添加劑，其係選自由下列所組成的群組：Bi2O3、TiO2、Al2O3、B2O3、SnO2、Sb2O5、Cr2O3、Fe2O3、ZnO、CuO、Cu2O、MnO2、Co2O3、NiO、RuO2、一在燒製期間可產生一所列之金屬氧化物的金屬、一在燒製期間可產生一所列之金屬氧化物的金屬化合物及其混合物，其中該重量百分比係以該厚膜膏組成物的總重量為基礎。
  6. 如請求項1所述之厚膜膏組成物，其進一步包含1至5重量百分比的鋁，其中該重量百分比係以該厚膜膏組成物的總重量為基礎。
  7. 如請求項1所述之厚膜膏組成物，該膏組成物包含少於70重量百分比的無機成分，其包含該銀及該鉍基氧化物，其中該重量百分比係以該厚膜膏組成物的總重量為基礎。
  8. 如請求項5所述之厚膜膏組成物，該膏組成物包含少於70重量百分比的無機成分，其包含該銀、該鉍基氧化物及任何的該無機添加劑，其中該重量百分比係以該厚膜膏組成物的總重量為基礎。
  9. 一種太陽能電池，其包含一由如請求項1至8之任一項所述之膏組成物所形成的電極，其中該膏組成物已經過燒製，以移除該有機介質並形成該電極。
  10. 如請求項9所述之太陽能電池，其中該電極為一耳片電極，其位於該太陽能電池的背側上。
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