TWI538939B - 次臨界剪切稀化之以ｉｖ族為主的奈米顆粒流體 - Google Patents

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Description

次臨界剪切稀化之以IV族為主的奈米顆粒流體
本發明大體係關於一種半導體且特定而言係關於一種次臨界剪切稀化奈米顆粒流體及其方法。
本申請案主張2009年6月17日申請之美國臨時專利申請案第61/187,731號及2009年6月29日申請之美國非臨時專利申請案第12/493,946號之權利，其整體揭示內容以引用方式併入本文中。
半導體形成現代電子學之基礎。由於半導體具有可在導電與絕緣之間經選擇性修飾及控制之物理性質，因此其在大多數現代電器裝置中(例如，電腦、行動電話、光伏打電池等)必不可少。
使用非傳統半導體技術(如印刷)沉積半導體物質之能力可提供一種簡化及因此降低許多現代電器裝置(例如，電腦、行動電話、光伏打電池等)之成本之方法。如塗料中之顏料，該等半導體物質一般係形成暫時懸浮於基質、膠體分散液、或糊狀物中之微小顆粒，且隨後在基板上沉積。
例如，可希望藉由沉積具有電活性半導體顆粒之流體在矽基板上形成電活性薄膜(即，p-n接面等)。為使流體在沉積過程(如噴墨印刷、氣溶膠印刷、絲網印刷等)中流動，其一般必須具有相對低之黏度。然而，一旦以某種圖案沉積，同一流體一般亦必須具有相對高之黏度，以在密化進 程中保持該圖案。因此，需要剪切稀化或非牛頓流體。即，該流體對於小於臨界值τ0之剪切應力τ係剛性。一旦超過該臨界剪切應力(或「屈服應力」)，則該物質以剪切速率「」與外加剪切應力超過屈服應力之量成正比之方式流動：
通常，非牛頓行為可藉由組合適當溶劑、一組高分子量(HMW)分子、及某臨界體積分率之顆粒狀物質(顆粒)實現。當低於該臨界體積分率時，該流體為牛頓流體，而當高於該臨界體積分率時，該流體為非牛頓或剪切稀化流體。
然而，為優化圖案化沉積，經常需要沉積具有實質上低體積(通常少於10重量%)之顆粒物質之流體，其可低於有關剪切稀化行為之臨界體積分率。例如，在薄膜沉積中，較高含量的次微米顆粒趨於形成較厚之薄膜(>5微米)，其進而在薄膜密化時趨於形成應力破裂。另外，在需要磊晶之應用中，較厚的薄膜趨於阻礙磊晶生長。磊晶一般係一種薄膜與基板之間之介面且一般描述單晶基板上之有序結晶生長。
就前述內容而言，需要一種具有次臨界體積分率之剪切稀化之以IV族為主之奈米顆粒流體。
在一實施例中，本發明係關於一種以IV族為主之奈米顆粒流體。該奈米顆粒流體包括一組包含一組IV族原子之奈米顆粒，其中該組奈米顆粒係以該奈米顆粒流體之約1重量%至約20重量%之間的含量存在。該奈米顆粒流體亦包括一組高分子量(HMW)分子，其中該組高分子量分子係以該奈米顆粒流體之約0重量%至約5重量%之間的含量存在。該奈米顆粒流體另外包括一組封端劑分子，其中該組封端劑分子之至少部份封端劑分子係附接至該組奈米顆粒。在許多實施例中，該矽奈米顆粒流體在約10sec-1之剪切速率下具有約5KcP至約20KcP之黏度。
在另一實施例中，本發明係關於一種藉由次臨界剪切稀化奈米顆粒流體在矽基板上形成雙摻雜發射體之方法，該矽基板包含前表面和後表面。該方法包括使該矽基板紋理化、清洗該矽基板、及在前表面沉積次臨界剪切稀化奈米顆粒流體。該方法進一步包括在約150℃至約180℃之第一溫度下烘烤該矽基板達約1分鐘至60分鐘之第一時間段。該方法亦包括於約800℃至約950℃之第二溫度下，在具有POCL3、N2、及O2氛圍之擴散爐中將矽基板暴露於摻雜劑源中達約30分鐘至約180分鐘之第二時間段，其中形成PSG層。該方法進一步包括去除PSG層、在前表面上沉積抗反射塗層、及在前表面上沉積一組前金屬接點且在後表面上沉積一組後金屬接點。
現藉由附圖之圖式以實例之方法(且未以限制方法)闡明 本發明，且其中相似的參考數字係指類似的元件。
現將參考一些如附圖中所述之較佳實施例來詳細描述本發明。在以下描述中，詳盡解釋許多特定細節以便於徹底理解本發明。然而對於熟悉此項技術者而言，顯而易知，可在沒有部份或全部該等特定細節之情況下實施本發明。在其他情況下，未詳細描述熟知之製程步驟及/或結構，以避免使本發明不必要地難以理解。
如前所述，通常很難藉由含低顆粒體積分率之剪切稀化流體來沉積電活性薄膜。一般而言，對於形成薄膜，以低(臨界水準以下)顆粒體積分率較佳，然而剪切稀化或非牛頓行為(其通常係於基板上之最佳圖案化所需)則需要高(臨界水準以上)顆粒體積分率。然而，難以利用低固體負載量實現剪切稀化行為。
可以有利的方法形成剪切稀化之以IV族為主(矽、鍺、氧化矽等)之奈米顆粒流體，以使得可沉積並密化最佳薄膜。本發明者相信：在一組態中，藉由首先加入一組醇及酮封端劑將該組矽奈米顆粒實質上分散於膠體分散液中，其次視需要添加一組高分子量(HMW)分子(如纖維素)，且隨後藉由移除溶劑使該分散液增稠，可製造最佳次臨界剪切稀化流體。在其他組態中，進一步據信其他以IV族為主之包含(例如)鍺奈米顆粒及矽奈米顆粒之奈米顆粒流體可產生相似結果。
奈米顆粒一般係至少一個維度係小於100nm之微細顆粒。與無論其尺寸大小皆趨於具有恆定物理性質(例如， 熔融溫度、沸騰溫度、密度、傳導性等)之大塊物質(>100nm)相比，奈米顆粒可具有尺寸依賴性物理性質，如較低的燒結溫度或較寬的帶隙。
可藉由各種技術來製造奈米顆粒，如蒸發(S.Ijima，Jap.J Appl.Phys.26，357(1987))、氣相熱解(K.A Littau，P.J.Szajowski，A.J.Muller，A.R.Kortan，L.E.Brus，J Phys.Chem.97，1224(1993))、氣相光解(J.M.Jasinski及F.K.LeGoues，Chem.Mater.3，989(1991)；)、電化學蝕刻(V.Petrova-Koch等人，Appl.Phys.Lett.61，943(1992))、矽烷與聚矽烷之電漿分解(H.Takagi等人，Appl.Phys.Lett.56，2379(1990))、高壓液相氧化還原反應(J.R.Heath，Science 258，1131(1992))等。
纖維素係式(C6H10O5)n之有機化合物，其係由數百至上萬個鍵聯葡萄糖單元之直鏈所組成之多醣。
封端劑或配位體一般係一組鍵結至多原子分子實體中之中心原子之原子或原子基團一般而言，封端劑之間之弱流體靜力及靜電相互作用趨於以非動力方式增加黏度。此係在添加剪切應力之前。然而，添加相對小之剪切應力克服流體靜力相互作用且因此趨於減小流體之黏度。
諸如環己醇、薄荷醇、或萜品醇之醇可具有其中末端醇官能基可經由Si-O共價鍵形成附接至表面Si元素之最佳化學結構。然而，可使用其他醇。
在烷醇之情況下，大烷基一般遠離Si奈米粒子表面伸出至分散介質中。一般而言，當封端劑之奈米粒子表面堆積 密度增加時，奈米粒子之可分散性、黏度、及抗聚集性亦趨於提高。另外，對於其中分散流體或媒介與封端劑相同之組態而言，可進一步提高可分散性，因為可實質上減小或完全消除封端劑與媒介之間之相容性問題。
就低濃度懸浮液而言，可藉由以下等式計算其黏度： 其中=相對黏度，=顆粒體積濃度，且K=Hugins系數。
一般而言，K隨聚集度及顆粒之間之電化學力而變化且5.0=K=15。黏度之測量數據係在對比後測得。Huaqing Xie、LifeiChen及QingRen Wu，Measurements of the viscosity of suspensions(nanofluids)containing nanosized Al2O3 particles，發表於the 8th Asian Thermophysical Properties Conference，8月21至24日，2007。
例如，根據等式2，就含有粒度大於約100nm之顆粒狀物質之流體而言，當K在1/sec之剪切速率下接近15時，估算相對黏度之值為1.13。然而，在包括次臨界體積之高表面積奈米顆粒(小於約100nm)之本發明流體中，已顯示在同一剪切速率(1/sec)下所測量的相對黏度為約182，其增加量大於兩個數量級。因此，已顯示與較大顆粒分散液相比，奈米顆粒分散液因增加的前述顆粒-顆粒相互作用而 趨於具有較高之n/n0值，其相當於黏度的增加。
可使用以下等式計算體積分率： 其中ρ P 與ρ 0分別係奈米顆粒與基質流體之密度，Φ與Φm係粉末之體積與重量分率。然而，如前所述，臨界剪切稀化奈米顆粒流體趨於具有實質上小於剪切稀化行為通常所要求之體積分率。例如，在本發明與銀及鋁膏糊(一般分別用於形成太陽能電池之前及後接點)之比較中，次臨界剪切稀化奈米顆粒流體具有實質上較小之體積分率。
實驗1
現參見圖1，根據本發明，將一組膏糊之黏度與剪切速率相比較。橫軸顯示剪切速率(以1/sec計)102，而縱軸顯示黏度(以KcP計)104。以剪切速率之函數測量黏度以顯示矽奈米顆粒之影響。
藉由將乙基纖維素黏合劑溶於萜品醇(C10H18O)溶劑中製備所有流體。藉由將1.5重量%之乙基纖維素黏合劑溶於不含矽奈米顆粒之萜品醇溶劑中以製備第一流體106。藉由在100℃之熱板上將1.5重量%之乙基纖維素黏合劑及8重量 %之矽奈米顆粒於萜品醇溶劑中混合1小時以製備第二流體108與第三流體110。在約16-20kHz之範圍內另外將第三流體110超音波粉碎約3小時。在超音波粉碎步驟中，粉末產品之大多數團塊一般係破碎成約50至約150nm之小很多的平均尺寸。
可以看出，流體106顯示典型的牛頓行為，其中該流體之黏度在不同剪切速率下無變化，而流體308及310顯示剪切稀化行為。另外，與流體308相比，流體310由於前述之超音波粉碎步驟而實質上顯示剪切稀化行為，其相當於更佳的分散性與充分的抗聚集性。
參見圖2，根據本發明，其顯示在調配流體之前實質上分散之半導體奈米顆粒分散液之粒度分佈。一般而言，雖然分散顆粒之平均尺寸仍遠大於矽奈米顆粒之初級尺寸(5nm至35nm之間)，但本發明者相信存在於矽奈米顆粒表面上之有機基團實質上有助於如圖1所示之剪切稀化流體行為。
實驗2
現參見圖3，根據本發明，其係顯示黏度與矽奈米顆粒含量對比之簡圖。橫軸顯示矽奈米顆粒含量(以mg/ml計)302，而縱軸顯示黏度(以cP計)304。
藉由將矽奈米顆粒溶於醇與酮之混合物中並在100℃下磁攪拌1小時來製備所有流體。藉由音波喇叭將分散液超音波粉碎。在一組態中，酮可以係烷酮。與圖1相比，黏度值一般係較小，因為不存在黏著劑。
可以看出，當含量自20mg/ml增加時，黏度實質上自7cP增加至14cP，其相當於分散顆粒之間增加的靜電與疏水相互作用。
現參見圖4，其係顯示實質上分散之半導體奈米顆粒之流體靜力及靜電相互作用之簡圖。在此組態中，顯示一組具有萜品醇封端劑406之矽奈米顆粒402。在有利的方法中，除增加保持奈米顆粒懸浮之空間斥力以外，疏水之封端劑406亦趨於有利於增加抗流動性(其係由於與分散液中之其他封端劑及其他溶劑與黏合劑之極高的靜電相互作用)。另外，萜品醇封端劑亦可作為基質溶劑，且因此允許封端劑與基質溶劑之間之高度相容性。
因此，為製造最佳次臨界剪切稀化奈米顆粒流體，矽奈米顆粒較佳應以約1重量%至約20重量%，更佳約2重量%至約15重量%，且最佳約4重量%至約10重量%之間之含量存在。另外，高分子量分子部份較佳應以約0重量%至約10重量%，更佳約0重量%至約4重量%，且最佳約0.5重量%至約2重量%之間之含量存在。所存在的醇部份較佳係最高達90重量%(其餘部份為酮)，更佳最高達80重量%(其餘部份為酮)，且最佳最高達70重量%(剩餘部份為酮)。
參見圖5A-B，根據本發明，其描述一種以次臨界剪切稀化奈米顆粒流體製造雙摻雜發射體(選擇性發射體)太陽能電池之簡化方法。選擇性發射體使用經優化用於低再結合之第一輕度摻雜區域，及經優化用於形成低電阻歐姆接點之第二重度摻雜區域形式(同種摻雜劑類型)。
圖5A顯示根據本發明製造之選擇性發射體之簡圖。
發射體506可係p型(如硼)或n型(如磷)且可藉由多種方法形成，其包括(但並不限於)氣相擴散法(如使用POCl3氣體作為磷源或BBr3作為硼源)、固體源擴散法、或內聯法(其通常使用液體摻雜劑源，如磷酸)。
在發射體506(其通常亦經抗反射塗層504塗佈)之上且與其電接觸者係前金屬接點，其包含一組指狀物505(此處寬度為約100um)及一組匯流條503。使通常由印刷銀膏糊製造之前金屬接點優化，以擷取在吸收光時於矽基板中產生之電荷載體(此處為電子)。前金屬接點通常亦配置有減少的水平表面積(由此使源於遮蔽之損失(其趨於減小產生的電流)降至最低)、及增加的橫斷面縱橫比(由此減小裝置之串聯電阻，其傾向於增加裝置之效率)。
一般而言，未處理之矽基板反射超過30%之入射光。因此為減少反射能量並由此直接提高效率，矽基板通常係經紋理化並以抗反射塗層504(例如，氮化矽「SiNx」，等)優化。另外，抗反射塗層504亦有助於鈍化發射體506之表面，此同時減小來自外源之基板塊污染之影響，且充分減小由摻雜基板508表面之懸空矽鍵或缺陷引起之少數載流子再結合。
另外，在矽基板508之背面通常係產生BSF(背面場)510之重度摻雜區(與基板同類)。在使後表面再結合之影響最小化時，經適當組態之BSF趨於排斥該等近背面產生之少數載流子，此導致基板吸收體中較高之少數載流子濃度。 例如，可添加Al(鋁)或B(硼)至p型基板以形成BSF層。相比之下，對於n型基板而言，可添加P(磷)以形成BSF層。另外，通常在背面嵌入銀(Ag)墊片，以利於焊接以相互連接成模組。
圖5B顯示根據本發明用於製造圖5A之雙摻雜發射體之簡化方法。
首先在542中，用硫酸溶液預先清洗晶體基板且隨後藉由以H2O、IPA、及KOH之溶液處理基板使其紋理化。
在544中，分別用SC-2(一般為H2O、HCl「鹽酸」、H2O2「過氧化氫」之混合物)、食人魚液(piranha)(一般為H2SO4「硫酸」及H2O2之混合物)、BOE、及H2O清洗並漂洗該基板。
接著在546中，以有利的方法在各紋理化晶體矽基板上沉積次臨界剪切稀化奈米顆粒流體(包含8%之矽奈米顆粒流體)。在一般組態中，使用絲網印刷機。在一組態中，較佳可以每單位基板表面積之流體質量為約0.04mg/cm2至約3.0mg/cm2，更佳約0.2mg/cm2至約2.0mg/cm2，最佳約0.4mg/cm2至約1.5mg/cm2(如步驟548之前所測量)來沉積次臨界剪切稀化奈米顆粒流體。
在548中，在約150℃至約800℃之間之溫度下烘烤該晶體矽約1分鐘至約60分鐘，以使該薄膜密化。烘烤環境可係惰性氣體(如氮氣)、氧化物(如空氣)、或氮氣與空氣組合中之一種。此外，烘烤裝置可係帶式爐、管式爐、或對流烘箱。
在549中，視需要清洗該晶體矽基板，以清除在先前步驟中累積之任何可能污染物。清洗選項可包括HCl、HF/HCl、稀釋HF、緩衝氧化蝕刻劑(BOE)、SC-1(一般為NH4OH+H2O2+H2O之混合物)、SC-2及其他清洗混合物。
在550中，於約800℃至約950℃之間的溫度下，在具有POCl3、N2、及O2氛圍之擴散爐內將該晶體矽基板暴露於摻雜劑源中達最長約3小時時間。
在552中，將該晶體矽基板暴露於清洗劑中，如(例如)BOE(一般為緩衝HF)、稀釋HF、或HF與HCl之混合物。可藉由在約0至約60分鐘之間改變暴露於清洗劑之時間及控制清洗浴中清洗劑之濃度來控制殘留PSG層之清除程度及密化矽奈米顆粒薄膜之厚度。更長時間的蝕刻劑暴露相當於更薄之密化矽奈米顆粒薄膜及更徹底之PSG層清除。另外，大於10分鐘之蝕刻劑暴露通常實質上清除較薄之密化矽奈米顆粒薄膜。
在554中，為使反射降至最低並優化表面鈍化，在矽烷、氨、氮氣、及視需要氫氣之環境下，於矽基板上沉積氮化矽(Si3N4及其他非化學計量比之Si與N)抗反射塗層及鈍化層。此處，Si3N4層之反射率可在約1.90至約2.10之間，且厚度在約40nm至約120nm之間。
在556中，沉積前金屬接點(與次臨界剪切稀化奈米顆粒流體的沉積圖案對準)與後金屬接點，形成太陽能電池。明確而言，藉由在特定波長範圍內測量第一高摻雜區(由沉積次臨界剪切稀化奈米顆粒流體形成)與第二低摻雜擴 散區之間之反射率的比例，可利用針對各個太陽能電池基板經優化之方法沉積一組金屬接點。在一組態中，使用絲網印刷機沉積前金屬接點。在另一實施例中，使用以聚合物為主之絲網以避免金屬污染。此金屬對準之方法係進一步描述於2009年5月19號申請之美國專利申請案第12/468,540號中，其全文以引用方式併入本文中。
因此，所得太陽能電池在未沉積次臨界剪切稀化奈米顆粒流體之基板表面區域可具有約90Ohm/sq至約130Ohm/sq之間的典型薄膜電阻，而在沉積的次臨界剪切稀化奈米顆粒流體下部之基板表面區域可低於60Ohm/sq。
可在沒有任何本文未明確揭示之元素或限制的情況下適當實施文中示例性闡述之本發明。因此，例如，應廣泛且不受限制地理解術語「包含」、「包括」、「含有」等。另外，本文引用之術語及表達係用作描述而非限制之術語，且使用此等術語及表達並不意欲排除其顯示及描述之特徵之任何等效物及部份，而應瞭解在申請之本發明範圍內各種修飾皆有可能。
因此，應瞭解雖然已藉由較佳實施例及視需要選用之特徵明確揭示本發明，但熟悉此項技術者可採用本文揭示之本發明之修飾、改良及變化，且應認為該等修飾、改良及變化係在本發明之範圍內。本文所提供之材料、方法、及實例係代表較佳實施例，係示例性且不意欲限制本發明之範圍。
熟悉此項技術者應瞭解，對於任何及所有目的，尤其就 提供書面描述而言，本文揭示之所有範圍亦包括任何及所有可能的子範圍及其子範圍之組合。可容易地將任何列舉的範圍視為充分地描述並使相同範圍可分成至少相等的兩部份、三部份、四部份、五部份、十部份等。作為非限制實例，可容易地將本文所討論之各範圍分為三分之一低值、三分之一中間值及三分之一高值等。熟悉此項技術者亦應瞭解如「最高達」、「至少」、「大於」、「小於」及類似之所有表述包括列舉之數字且係指之後可如上所述分解成子範圍之範圍。另外，術語「摻雜劑或摻雜」與「反摻雜劑或反摻雜」係指一組相反類型之摻雜劑。即，若摻雜劑係p-型，則反摻雜劑係n-型。另外，除非另外指出，否則可轉換摻雜劑類型。另外，矽基板可係單晶或多晶。另外，「未摻雜」係指不含摻雜劑之材料。如本文所述，酮分子及醇分子可係環狀、直鏈、或分支鏈。
另外，本發明可應用於如2008年2月12申請之美國專利申請案第12/029,838號所描述之其他太陽能電池結構，該案全部內容以引用的方式併入本文中。
本說明書所引用之所有公開案、專利申請案、已獲准專利、及其他參考文獻皆以引用方式併入本文中，就如同已特定地及個別地將各個公開案、專利申請案、已獲准專利、及其他參考文獻之整體內容以引用方式併入一般。以引用方式併入之原文中所包含之定義係經排除至其與本發明之定義相矛盾的程度。
為實現本發明之目的且除非另有明確說明，否則「一」 或「一個」意指「一或更多個」。本文所引用之所有專利、申請案、參考文獻及公開案係以全文引用的方式併入本文中，其引用程度如同將其個別地以引用方式併入。另外，詞語「組」係指一或更多個項或物體之集合。
本發明之優點包括經優化用於絲網印刷之實質上均勻沉積的次臨界剪切稀化奈米顆粒流體。
雖然已揭示示例性實施例及最佳模式，但可在保持由以下申請專利範圍所界定之本發明之主旨及精神的同時，對所揭示的實施例進行修飾及改變。
402‧‧‧矽奈米顆粒
406‧‧‧封端劑
503‧‧‧匯流條
504‧‧‧抗反射塗層
505‧‧‧指狀物
506‧‧‧發射體
508‧‧‧矽基板
510‧‧‧BSF(背面場)
圖1顯示根據本發明將一組膏糊之黏度與剪切速率作比較之簡圖；圖2顯示根據本發明在調配流體前實質上分散之半導體奈米顆粒分散液之粒度分佈之簡圖；圖3顯示根據本發明將黏度與一組矽奈米顆粒之含量作比較之簡圖；圖4顯示根據本發明實質上分散之半導體奈米顆粒之流體靜力與靜電相互作用之簡圖；及圖5A-B顯示一種根據本發明以次臨界剪切稀化奈米顆粒製造雙摻雜發射體(選擇性發射體)之簡化方法。

Claims (15)

  1. 一種矽奈米顆粒流體，其包含：一組矽奈米顆粒，其中該組矽奈米顆粒係以該矽奈米顆粒流體之約1重量%至約20重量%之間之含量存在；一黏合劑，其中該黏合劑係以該矽奈米顆粒流體之約0重量%至約10重量%之間之含量存在；及一組封端劑分子，其中該組封端劑分子中之至少部份封端劑分子係附接至該組矽奈米顆粒；其中該矽奈米顆粒流體在約10sec-1之剪切速率下具有約5KcP至約20KcP之黏度。
  2. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該組矽奈米顆粒係以該矽奈米顆粒流體之約2重量%至約15重量%之間之含量存在。
  3. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該組矽奈米顆粒係以該矽奈米顆粒流體之約4重量%至約10重量%之間之含量存在。
  4. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該黏合劑係以該矽奈米顆粒流體之約0重量%至約4重量%之間之含量存在。
  5. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該黏合劑係以該矽奈米顆粒流體之約0.5重量%至約2重量%之間之含量存在。
  6. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該組封端劑分子包含一組醇分子及一組酮分子中之至少一者。
  7. 如請求項6之矽奈米顆粒流體，其中該組醇分子係以最高達該矽奈米顆粒流體之90重量%之含量存在。
  8. 如請求項6之矽奈米顆粒流體，其中該組醇分子係以最高達該矽奈米顆粒流體之80重量%之含量存在。
  9. 如請求項6之矽奈米顆粒流體，其中該組醇分子係以最高達該矽奈米顆粒流體之70重量%之含量存在。
  10. 如請求項6之矽奈米顆粒流體，其中該組醇分子包括一組環狀醇分子、一組直鏈醇分子、及一組分支鏈醇分子中之至少一者。
  11. 如請求項6之矽奈米顆粒流體，其中該組酮分子包括一組環狀酮分子、一組直鏈酮分子、及一組分支鏈酮分子中之至少一者。
  12. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該組奈米顆粒係摻雜型與未摻雜型中之一種。
  13. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該組奈米顆粒係經硼及磷中之一者摻雜。
  14. 如請求項1之矽奈米顆粒流體，其中該黏合劑包含乙基纖維素。
  15. 一種以IV族為主之奈米顆粒流體，其包含：一組包含一組IV族原子之奈米顆粒，其中該組奈米顆粒係以該奈米顆粒流體之約1重量%至約20重量%之間的含量存在；一黏合劑，其中該黏合劑係以該奈米顆粒流體之約0重量%至約5重量%之間的含量存在；及 一組封端劑分子，其中該組封端劑分子中之至少部份封端劑分子係附接至該組奈米顆粒；其中該奈米顆粒流體在約10sec-1之剪切速率下具有約5KcP至約20KcP之黏度。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8853527B2 (en) 2007-02-16 2014-10-07 Nanogram Corporation Solar cell structures, photovoltaic panels and corresponding processes
DE102009012827A1 (de) * 2009-03-03 2010-10-07 Gebr. Schmid Gmbh & Co. Verfahren zur Texturierung von Siliziumwafern für Solarzellen und Behandlungsflüssigkeit dafür
US7910393B2 (en) * 2009-06-17 2011-03-22 Innovalight, Inc. Methods for forming a dual-doped emitter on a silicon substrate with a sub-critical shear thinning nanoparticle fluid
KR101579318B1 (ko) * 2010-04-29 2015-12-21 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
ES2570133T3 (es) 2010-05-04 2016-05-17 Du Pont Pastas en forma de película espesa que contienen óxidos de plomo y teluro y su uso en la fabricación de dispositivos semiconductores
WO2011160272A1 (zh) * 2010-06-21 2011-12-29 常州天合光能有限公司 一种高方阻太阳电池制作方法
US8895962B2 (en) 2010-06-29 2014-11-25 Nanogram Corporation Silicon/germanium nanoparticle inks, laser pyrolysis reactors for the synthesis of nanoparticles and associated methods
US8858843B2 (en) 2010-12-14 2014-10-14 Innovalight, Inc. High fidelity doping paste and methods thereof
US8912083B2 (en) 2011-01-31 2014-12-16 Nanogram Corporation Silicon substrates with doped surface contacts formed from doped silicon inks and corresponding processes
CN102683477B (zh) * 2011-03-18 2016-09-28 陕西众森电能科技有限公司 一种太阳电池选择性发射电极结构及其制作方法
US20130189831A1 (en) * 2012-01-19 2013-07-25 Weidong Li Silicon/germanium nanoparticle inks and methods of forming inks with desired printing properties
CN102723401A (zh) * 2012-05-10 2012-10-10 山东天信光伏新能源有限公司 选择性发射极晶体硅太阳电池制造方法
US20140179049A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Nanogram Corporation Silicon/germanium-based nanoparticle pastes with ultra low metal contamination
JP6271716B2 (ja) 2013-05-24 2018-01-31 帝人株式会社 シリコン／ゲルマニウム系ナノ粒子及び高粘度アルコール溶媒を含有する印刷用インク
CN104638058A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 江苏天宇光伏科技有限公司 一种降低成本提高转换效率的高方阻扩散工艺方法
US9059341B1 (en) 2014-01-23 2015-06-16 E I Du Pont De Nemours And Company Method for manufacturing an interdigitated back contact solar cell
KR101671118B1 (ko) 2014-07-29 2016-10-31 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP6320868B2 (ja) * 2014-07-29 2018-05-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
TWI745562B (zh) 2017-04-18 2021-11-11 美商太陽帕斯特有限責任公司 導電糊料組成物及用其製成的半導體裝置
CN107946402B (zh) * 2017-10-09 2020-08-04 东莞南玻光伏科技有限公司 太阳能电池片扩散方法
JP7383297B2 (ja) 2017-11-10 2023-11-20 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー デンドリマー送達システムおよびそれを使用する方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3632438A (en) * 1967-09-29 1972-01-04 Texas Instruments Inc Method for increasing the stability of semiconductor devices
US4122232A (en) * 1975-04-21 1978-10-24 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Air firable base metal conductors
US4409261A (en) * 1980-02-07 1983-10-11 Cts Corporation Process for air firing oxidizable conductors
US5151386A (en) * 1990-08-01 1992-09-29 Mobil Solar Energy Corporation Method of applying metallized contacts to a solar cell
JPH0625633A (ja) * 1992-07-08 1994-02-01 Fuji Photo Film Co Ltd 接着組成物及び液晶表示素子
JPH07126005A (ja) * 1993-10-28 1995-05-16 Nippon Oil Co Ltd シリコンコロイドの製造方法
US5741836A (en) * 1994-12-22 1998-04-21 Eastman Kodak Company Screen-printable ink-receptive compositions
DE19910816A1 (de) * 1999-03-11 2000-10-05 Merck Patent Gmbh Dotierpasten zur Erzeugung von p,p+ und n,n+ Bereichen in Halbleitern
AU7137800A (en) * 1999-07-21 2001-02-13 E-Ink Corporation Preferred methods for producing electrical circuit elements used to control an electronic display
AU3263001A (en) * 1999-11-17 2001-05-30 Neah Power Systems, Inc. Fuel cells having silicon substrates and/or sol-gel derived support structures
US6322620B1 (en) * 2000-11-16 2001-11-27 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Conductive ink composition
WO2003107359A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-24 Hyperion Catalysis International, Inc. Electroconductive carbon fibril-based inks and coatings
US7553512B2 (en) * 2001-11-02 2009-06-30 Cabot Corporation Method for fabricating an inorganic resistor
US20040126582A1 (en) * 2002-08-23 2004-07-01 Nano-Proprietary, Inc. Silicon nanoparticles embedded in polymer matrix
US7914617B2 (en) * 2002-11-27 2011-03-29 Tapesh Yadav Nano-engineered inks, methods for their manufacture and their applications
US7078276B1 (en) * 2003-01-08 2006-07-18 Kovio, Inc. Nanoparticles and method for making the same
US7083694B2 (en) * 2003-04-23 2006-08-01 Integrated Materials, Inc. Adhesive of a silicon and silica composite particularly useful for joining silicon parts
US7879696B2 (en) 2003-07-08 2011-02-01 Kovio, Inc. Compositions and methods for forming a semiconducting and/or silicon-containing film, and structures formed therefrom
US6998288B1 (en) * 2003-10-03 2006-02-14 Sunpower Corporation Use of doped silicon dioxide in the fabrication of solar cells
US7306823B2 (en) * 2004-09-18 2007-12-11 Nanosolar, Inc. Coated nanoparticles and quantum dots for solution-based fabrication of photovoltaic cells
US7294610B2 (en) * 2004-03-03 2007-11-13 3M Innovative Properties Company Fluorinated sulfonamide surfactants for aqueous cleaning solutions
US20060102228A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Ferro Corporation Method of making solar cell contacts
US20090107545A1 (en) * 2006-10-09 2009-04-30 Soltaix, Inc. Template for pyramidal three-dimensional thin-film solar cell manufacturing and methods of use
US20060163744A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-27 Cabot Corporation Printable electrical conductors
ES2357665T3 (es) * 2005-11-28 2011-04-28 Mitsubishi Electric Corporation Célula de pila solar y su procedimiento de fabricación.
US20070178308A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-02 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Germanium nanoparticles and biosubstance labeling agent by use thereof
US8076570B2 (en) * 2006-03-20 2011-12-13 Ferro Corporation Aluminum-boron solar cell contacts
EP2102901A1 (en) * 2006-12-13 2009-09-23 Innovalight, Inc. Methods of forming an epitaxial layer on a group iv semiconductor substrate
US8853527B2 (en) * 2007-02-16 2014-10-07 Nanogram Corporation Solar cell structures, photovoltaic panels and corresponding processes
US8530589B2 (en) * 2007-05-04 2013-09-10 Kovio, Inc. Print processing for patterned conductor, semiconductor and dielectric materials
US20100275982A1 (en) * 2007-09-04 2010-11-04 Malcolm Abbott Group iv nanoparticle junctions and devices therefrom
US7615393B1 (en) * 2008-10-29 2009-11-10 Innovalight, Inc. Methods of forming multi-doped junctions on a substrate
US8048814B2 (en) * 2009-05-19 2011-11-01 Innovalight, Inc. Methods and apparatus for aligning a set of patterns on a silicon substrate
US7910393B2 (en) * 2009-06-17 2011-03-22 Innovalight, Inc. Methods for forming a dual-doped emitter on a silicon substrate with a sub-critical shear thinning nanoparticle fluid
US20130119319A1 (en) * 2011-05-03 2013-05-16 Innovalight Inc Ceramic boron-containing doping paste and methods thereof

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