>[0100] 一种在很多情况下用于可印刷导电金属糊料中的聚合物为己基纤维素。其它可使 用的示例性聚合物包括己基哲己基纤维素、木松香及其衍生物、己基纤维素和酪醒树脂的 混合物、己酸纤维素、己酸了酸纤维素、低级醇的聚（甲基丙締酸醋）、和己二醇单己酸醋的 单烷基離。
[0101] 该些聚合物中的任一种可溶解在合适的溶剂中，包括本文所述的那些。
[0102] 有机载体中的聚合物可W在总组合物的0. 1重量％至5重量％的范围内存在。可 将本发明的糊料组合物调节至预先确定的、能够进行丝网印刷的粘度，例如，用附加溶剂来 调节。
[0…引 III.导由结构的形成
[0104] 本发明的一个方面提供了一种可用于在基板上形成导电结构的方法。该方法一般 包括如下步骤：提供基板、施涂糊料组合物、W及赔烷基板。通常，基板为平面的且相对薄 的，因此在其相对两侧上限定第一和第二主表面。
[0105] 应丑
[0106] 本发明的组合物可作为糊料W多种不同的构型或图案施涂在基板的主表面的预 先选定的部分上。预先选定的部分可包括总第一主表面区域的任何部分，包括基本上整个 区域。在一个实施例中，将糊料施涂在半导体基板上，所述半导体基板可W是单晶体、类单 晶（castmono)、多晶体、多晶或带状娃或任何其它半导体材料。
[0107] 所述施涂可通过多种沉积工艺来实现，包括印刷。示例性沉积工艺包括但不限于 电锻、挤出或共挤出、从注射器分配、化及丝网印巧IJ、喷墨印巧IJ、成型印刷、多版印巧IJ、和带式 印刷。通常将糊料组合物施涂在存在于基板的第一主表面上的任何绝缘层上方。
[010引导电组合物可W任何可用的图案进行印刷。例如，用于光伏电池的前侧面的电极 图案通常包括连接到一个或多个汇流条的多个窄的网格线或指状物。在一个实施例中，导 电指状物的线宽度可为20至200ym;25至100ym;或35至75ym。在一个实施例中，导电 指状物的线厚度可为5至50ym; 10至35ym;或15至30ym。此类图案允许所产生的电流 被引出而不产生过度的电阻损耗，同时最小化因金属化而模糊的前侧面的面积，该降低了 可被转换为电能的入射光能的量。理想的是，电极图案的特征结构应当是良好限定的，具有 预先选定的厚度和形状，并且具有高电导率W及与下面的结构的低接触电阻。
[0109] 通过印刷和赔烧糊料诸如本文提供的糊料而形成的导体常常被命名为"厚膜"导 体，因为它们通常基本上厚于通过原子方法诸如用于制造集成电路的那些所形成的迹线。 例如，厚膜导体在赔烧之后可具有约1至100ym的厚度。因此，呈被加工的形式的糊料组 合物提供导电性，因而适于使用印刷方法来施涂，它们常被称为"厚膜糊料"或"导电油墨"。
[0110] 焰烧
[0111] 赔烧操作可用于本发明的方法W实现有机载体从沉积的糊料中基本上被完全除 去。赔烧通常设及有机材料的挥发和/或热解。干燥操作任选地先于赔烧操作进行，并且 在适度的温度下进行W通过除去其最具挥发性的有机物来硬化糊料组合物。
[0112] 据信赔烧工艺除去了有机载体，烧结该组合物中的导电金属，并且在半导体基板 与赔烧的导电金属之间建立电接触。赔烧可在由空气、氮气、和惰性气体组成的气氛、或由 含氧混合物诸如氧气和氮气的混合气体组成的气氛中进行。
[0113]在一个实施例中，赔烧温度可W在介于约300°C至约1000°C、或约300°C至约 525°C、或约300°C至约650°C、或约650°C至约1000°C之间的范围内。赔烧可使用任何合适 的热源来进行。在一个实施例中，通过如下方式来实现赔烧：使载有印刷的糊料组合物图案 的基板W高传送速率例如介于约100至约500cm/分钟之间的传送速率穿过带式炉，其中所 得停留时间介于约0. 05至约5分钟之间。可使用多个温度区来控制所期望的热特征图，并 且所述区的数目可变化，例如，介于3至11个区之间。使用带式炉进行的赔烧操作的温度 常规上是由在加热炉的最热区中的加热炉设定值指定，但已知的是通过使基板在该种过程 中通过所获得的峰值温度一定程度地低于最高设定值。本发明也设想到了本领域技术人员 已知的其它批量和连续的快速赔烧加热炉设计。
[0114]在另一个实施例中，在赔烧半导体器件的相对型区域之前，施涂其它导电材料和 器件增强材料。所述各种材料可被施涂并然后共赔烧，或它们可被顺序地施涂并赔烧。
[0115]在一个实施例中，相对型区域可位于该器件的非照明（背）侧面即其第二主表面 上。该材料用作电触点、纯化层和可焊固定区域。在该实施例的一个方面，背面导电材料可 包含侣。示例性背侧面含侣组合物和施涂方法描述于例如US2006/0272700中，其W引用 方式全文并入本文W用于所有目的。合适的可焊接的突出材料包括含有侣和银的那些。包 含侣和银的示例性突出部组合物描述于例如US2006/0231803中，其全文W引用方式并入 本文W用于所有目的。
[0116]在另一个实施例中，本发明的糊料组合物可用于构造半导体器件，其中P区域和n区域是并列地形成在基板中的，而不是分别邻近基板的相对主表面。在一种具体实施中，在 该构型中，电极形成材料可施涂在基板的单一侧面的不同部分中，例如，施涂在该器件的非 照明（背）侧面上，从而最大化入射到受照（前）侧面上的光的量。
[0117] 绝缘房
[0118]在本发明的一些实施例中，糊料组合物与基板诸如具有绝缘层的半导体基板一起 使用，所述绝缘层存在于基板的主表面中的一个或多个上。该层可包含选自氧化侣、氧化 铁、氮化娃、SiN,:H(含有在后续的赔烧加工过程中用于纯化的氨的氮化娃）、氧化娃、和氧 化娃/氧化铁的一种或多种组分，并且可呈任何该些材料的单一均匀层或多个顺序亚层的 形式。氮化娃和SiN,:H是广泛使用的。
[0119]绝缘层提供具有减反射特性的电池的一些实施例，所述减反射特性降低了电池的 表面对入射在其上的光的反射率，从而改善了电池对入射光的利用率并增加了其可生成的 电流。因此，绝缘层常被称为减反射涂层（ARC)。优选地根据该层材料的组合物和折射率选 择该层的厚度w最大化减反射特性。在一种方法中，调节沉积工艺条件w改变该层的化学 计量，从而将特性诸如折射率改变成所期望的值。对于折射率为约1. 9至2. 0的氮化娃层， 约700至900A(70至90nm)的厚度是合适的。
[0120] 绝缘层可通过微电子学领域已知的方法沉积在基板上，诸如任何形式的化学气相 沉积（CVD)，包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD)或热化学气相沉积、热氧化、或瓣射。 在另一个实施例中，基板涂覆有液体材料，所述材料在热处理下分解或与基板反应W形成 绝缘层。在另一个实施例中，在含氧气氛或含氮气氛的存在下对基板进行热处理W形成绝 缘层。另选地，无绝缘层被特别地施涂到基板，但天然形成的物质诸如娃晶片上的氧化娃可 用作绝缘层。
[0121] 本发明的方法任选地包括如下步骤：在施涂糊料组合物之前，在半导体基板上形 成绝缘层。
[0122] 在本发明的方法的一些具体实施中，将糊料组合物施涂在存在于基板上的任何绝 缘层上方，无论是特别地施涂还是天然存在的。糊料的易烙材料和所存在的任何添加剂可 协同作用W在赔烧期间结合、溶解、或W其他方式穿透任何绝缘层材料厚度的一些或全部。 优选地，从而在糊料组合物与下面的半导体基板之间建立良好的电接触。理想的是，所述赔 烧导致导电金属结构牢靠地附接到基板，其中冶金连结形成在由导电元件覆盖的基板的基 本上全部区域上方。在一个实施例中，导电金属通过光电子洞穿的纳米尺度界面膜层（通 常是5nm或更小数量级的）与娃分开。在另一个实施例中，通过组合金属对娃的直接接触 和W隧道形式穿过薄的界面膜层而在导电金属与所述娃之间建立接触。
[0123] 赔烧也促进了导电元件自身中的良好导电性和对基板的低电阻连接的形成，例 如，通过烧结导电金属颗粒W及蚀穿绝缘层。尽管一些实施例可用仅限于分散在印刷区域 上方的导电域的电触点来起作用，但优选的是所述触点在基本上整个印刷区域上方是均匀 的。
[0124] 结抱
[0125] 本发明的一个实施例设及一种结构，该结构包括可通过上述方法形成的基板和导 电电极。 阳12引 半导体器件的制推
[0127] 本文所述的结构可用于包括光伏器件在内的半导体器件的制造。本发明的一个实 施例设及包括本文所述的一个或多个结构的半导体器件。另一个实施例设及包括本文所述 的一个或多个结构的光伏器件。另外，还提供了包括本文所述的一个或多个结构的光伏电 池和包括该些结构中的一个或多个的太阳能电池板。
[0128] 本发明的糊料组合物可用于在具有各种渗杂分布的娃晶片上构造光伏器件。例 如，该些器件经常被构造在200ym的P型晶片上，所述晶片在晶片的前表面上具有0. 4ym 的n型Si的层用作发射极，电池可W使用本发明的糊料组合物在具有一定范围渗杂物浓度 和分布的晶片上构造，包括通常被视为具有高度或重度渗杂的发射极（皿巧的电池，其中 在表面处的P渗杂物[P帛ffl]的范围是9至15Xl〇w原子/cm3。该些晶片中的活性[P表面] 的范围通常是从3至4Xl〇w原子/cm3。糊料组合物也可用于[P表面]<lXl〇w原子/cm3的 轻度或低渗杂的发射极（LD巧。
[0129] 在另一方面，本发明设及一种器件，诸如电器件、电子器件、半导体器件、光电二极 管器件、或光伏器件。该器件的各种实施例包括承载结点的半导体基板和绝缘层诸如存在 于基板的第一主表面上的氮化娃层。
[0130] 图1A-1F描述了实施用于制造光伏电池器件的本发明方法的一种可能的步骤顺 序。
[0131] 图1A示出了P型基板10，其可为单晶娃（single-crystaD、多晶娃 (multi-c;rystalline)、或聚晶娃（polyciystallinesilicon)。例如，基板10可通过从铸 块切出薄层来获得，所述铸块已通过牵拉或诱铸工艺形成。通过使用碱性水溶液诸如氨氧 化钟水溶液或氨氧化钢水溶液，或使用氨氣酸和硝酸的混合物来蚀刻掉约10至20 y m的基 板表面，可消除表面损伤（例如，由于用线银进行切片）和污染。此外，还可用盐酸与任选 的过氧化氨的混合物来洗漆基板，W除去重金属，例如附着到基板表面的铁。基板10可具 有第一主表面12,第一主表面12为纹理化的W降低光反射。纹理化可通过用碱性水溶液诸 如氨氧化钟水溶液或氨氧化钢水溶液蚀刻主表面来产生。基板10也可由娃带形成。
[0132] 在图1B中，形成了n型扩散层20W与下面的P型材料形成p-n结。可通