过任何 合适的渗杂方法来形成n型扩散层20,诸如由S氯氧磯（POCg提供的磯（P)的热扩散或 离子注入。在没有任何具体变型的情况下，n-型扩散层20在娃P型基板的整个表面上方 形成。通过控制扩散温度和时间可改变扩散层的深度，并且所产生的扩散层一般在约0. 3 至0. 5ym的厚度范围内。该n型扩散层可具有数十欧姆每平方直至约120欧姆每平方的 薄层电阻率。
[0133] 在用抗蚀剂等保护n型扩散层20的一个表面之后，通过蚀刻从大多数表面上除去 n型扩散层20,使得其仅保留在基板10的第一主表面12上，如图1C所示。然后使用有机 溶剂等将抗蚀剂去除。
[0134] 接着，如图1D所示，也用作减反射涂层的绝缘层30在n型扩散层20上形成。绝 缘层通常为氮化娃，但也可为另一种材料的层，诸如SiNy:H(即，该绝缘膜包含在后续的赔 烧加工过程中用于纯化的氨）、氧化铁、氧化娃、混合的氧化娃/氧化铁、或氧化侣。绝缘层 可呈相同或不同材料的单一层或多个层的形式。
[01巧]接着，电极在基板的两个主表面12和14上形成。如图1E所示，将本发明的糊料 组合物500丝网印刷在第一主表面12的绝缘层30上，然后将其干燥。对于光伏电池，糊料 组合物500通常W预先确定的导电线图案来施涂，所述导电线从一个或多个汇流条延伸， 所述汇流条占据所述表面的预先确定的部分。此外，还将侣浆60和背侧面银浆70丝网印 刷到背侧面（基板的第二主表面14)上，并且依次将它们干燥。丝网印刷操作可W任何顺 序来进行。为了生产效率，通常通过W下方式处理所有该些糊料，即在空气或含氧气氛中将 它们在约700°C至约975°C范围内的温度下共赔烧数秒至数十分钟的一段时间。方便地使 用红外加热带式炉W便具有高通量。
[0136] 如图1F所示，赔烧导致所描绘的前侧面上的糊料组合物500烧结并穿透绝缘层 30,从而获得与n型扩散层20的电接触，该是一种被称为"烧透"的状况。该种烧透状态， 即，糊料与绝缘层30反应并穿过绝缘层30的程度，取决于绝缘层30的品质和厚度、糊料的 成分，并且取决于赔烧条件。据信高品质的烧透状态在获得光伏电池的高转换效率方面是 一个重要因素。因此赔烧将糊料500转变为电极501，如图1F所示。
[0137] 赔烧还导致侣从背侧面侣浆扩散到娃基板中，从而形成含有高浓度的侣渗杂物的 P+层40。该层一般称为背表面场炬S巧层，并且有助于改善太阳能电池的能量转化效率。 赔烧将干燥的侣浆60转变为侣背面电极61。同时，将背侧面的银浆70赔烧，变成银或银/ 侣背面电极71。在赔烧期间，介于背侧面侣与背侧面银之间的边界呈现合金状态，从而实现 电连接。侣电极占据背面电极的大部分面积，该部分归因于需要形成P+层40。由于入射光 无需穿透背侧面，因此可覆盖基本上整个表面。同时，由于不能够对侣电极进行焊接，因此 在背侧面的有限区域上形成银或银/侣背面电极，W作为允许焊接互连的铜带等的附接的 电极。
[0138] 虽然本发明不受任何具体操作理论的限制，但据信在赔烧时，Ti-Te-Li氧化物材 料与存在的任何添加剂组分协同作用，促进了常规用在光伏电池的前侧面上的绝缘层的快 速蚀刻。高效的蚀刻继而允许在该组合物的一种或多种金属与下面的基板之间形成低电阻 的前侧面电接触。
[0139] 应当理解，本发明的糊料组合物及方法也可用于形成电极，包括光伏电池的前侧 面电极，其中P型层和n型层与图1A-1F中所示的构造颠倒，使得基板是n型的，并且P型 材料形成在前侧面上。
[0140] 在另一个实施例中，本发明提供了一种半导体器件，其包括具有第一主表面的半 导体基板；任选地存在于基板的第一主表面上的绝缘层；和设置在第一主表面上的导电电 极图案，所述导电电极图案具有预先选定的构型并且是通过赔烧如上所述的糊料组合物形 成的。
[0141] 如上所述制造的半导体器件可被结合到光伏电池中。在另一个实施例中，本发明 因此提供了一种光伏电池阵列，所述阵列包括多个所描述的且如本文所述制备的半导体器 件。
[0142] 连例
[0143] 由下文描述的一系列实例（实例1-33)和比较例（比较例1-6)可W更充分地理 解本发明的某些实施例的操作及效果。该些实例所基于的实施例仅是代表性的，并且选择 那些实施例来示例本发明的方面并不表示未描述在实例中的材料、组分、反应物、条件、技 术和/或构型不适用于本文，或者未在实例中描述的主题被排除在所附权利要求及其等同 物的范围之外。
[0144] 连例la牵12a 阳14引細料制各
[0146] 根据本公开制备一系列Ti-Te-Li氧化物材料。通过合并规定量的Te、Li和Ti的 氧化物或碳酸盐来配制表I中示出的组合物。选择每种氧化物或碳酸盐的量W在合并的 Ti-Te-Li氧化物中提供表I中列出的阳离子百分比。
[0147] 通过W下方式将每种组合物的各种成分紧密混合，即将它们在被覆盖的Pt相锅 中烙化，所述相锅在空气中经1小时的时间从室温被加热到950°C，并在相应的温度下保持 60分钟。将每种烙体独立地倾倒在圆筒形不诱钢块（高为8cm，直径为10cm)的平坦表面 上。将冷却的钮扣形物粉碎成100目粗粉末。
[0148] 然后将粗粉放置在聚己締容器中用氧化错介质和合适的液体诸如水、异丙醇、或 含水的0. 5重量％TR口ON? X-100辛基苯酪己氧基化物表面活性剂（购自Dow化emical Company, Midland, ]\0)进行球磨，直到dg。在0. 5至2 y m的范围内。
[0149]表I; 。巧0] 級-硫-裡氧化物材料紀成
[0151]
【主权项】
1. 糊料组合物，包含： (a) 导电金属源； (b) Ti-Te-Li氧化物；和 (c) 有机载体，所述导电金属源和所述Ti-Te-Li氧化物分散在所述有机载体中。
2. 根据权利要求1所述的糊料组合物，所述糊料组合物包含1.0 至10重量％的所述 Ti-Te-Li氧化物。
3. 根据权利要求1所述的糊料组合物，其中Ti、Te和Li阳离子占所述Ti-Te-Li氧化 物的75至95阳离子百分比。
4. 根据权利要求1所述的糊料组合物，其中所述Ti-Te-Li氧化物还掺入了至少一种 选自下列的氧化物：B、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Nb、Si、 Mo、Hf、Ag、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Se、Ru、Bi、P、Y、La以及其它镧系元素的氧化物、以及它们的 混合物。
5. 根据权利要求1所述的糊料组合物，所述糊料组合物还包含下列中的任一种或多 种： (a) 0? 1至25阳尚子％的B2O3; (b) 0. 1至25阳离子％的Bi2O3; (c) 0. 1至25阳离子％的ZnO ;和 ((1)0.1至25阳离子％的似20、1(20、〇820、诎 20中的一种或多种或者其组合。
6. 根据权利要求1所述的糊料组合物，其中所述Ti-Te-Li氧化物的组分被紧密混合。
7. 根据权利要求1所述的糊料组合物，所述糊料组合物还包含离散的氧化物添加剂， 所述添加剂为至少一种选自下列的氧化物：B、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Cr、Mn、Fe、 Co、Cu、Zn、Zr、Nb、Si、Mo、Hf、Ag、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Se、Ru、Bi、P、Y、La 以及其它镧系元素 中的一种或多种的氧化物、以及它们的混合物，或者所述添加剂为在加热时形成此类氧化 物的物质。
8. 根据权利要求7所述的糊料组合物，其中所述离散的氧化物添加剂占所述糊料组合 物的0.01至5重量％。
9. 根据权利要求1所述的糊料组合物，其中所述Ti-Te-Li氧化物的氧阴离子的至多 10阴尚子％被卤素阴尚子置换。
10. 根据权利要求9所述的糊料组合物，其中所述氧阴离子的至多10阴离子％被氟阴 呙子置换。
11. 根据权利要求1所述的糊料组合物，其中所述导电金属包括Ag。
12. 根据权利要求1所述的糊料组合物，其中所述糊料组合物是无铅的。
13. 用于在基板上形成导电结构的方法，所述方法包括： (a) 提供具有第一主表面的基板； (b) 将糊料组合物施涂在所述第一主表面的预先选定的部分上，其中所述糊料组合物 包含以下成分的掺加物： i) 导电金属源， ii) Ti-Te-Li氧化物，和 iii) 有机载体，所述导电金属源和所述Ti-Te-Li氧化物分散在所述有机载体中；以及 (C)焙烧所述基板和在所述基板上的糊料组合物，由此在所述基板上形成所述导电结 构。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述基板包括存在于至少所述第一主表面上的 绝缘层，并且将所述糊料组合物施涂在所述第一主表面的所述绝缘层上，并且其中所述绝 缘层为由氧化铝、氧化钛、氮化硅、SiN x:H、氧化硅、或氧化硅/氧化钛构成的至少一层。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述绝缘层由氮化硅或SiN X:H构成。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中在焙烧期间所述绝缘层被穿透并且所述导电金 属被烧结，由此在所述导电金属与所述基板之间形成电接触。
17. 制品，所述制品包括基板和在所述基板上的导电结构，所述制品已通过权利要求 13所述的方法形成。
18. 根据权利要求17所述的制品，其中所述基板为硅晶片。
19. 根据权利要求17所述的制品，其中所述制品包括半导体器件。
20. 根据权利要求19所述的制品，其中所述制品包括光伏电池。
【专利摘要】本发明公开了一种导电膏组合物，所述导电膏组合物包含导电金属源、Ti-Te-Li氧化物和有机载体。本发明公开了一种制品，诸如高效光伏电池，所述制品通过以下方法形成：将糊料组合物沉积在半导体基板上(例如，通过丝网印刷)并焙烧糊料以除去有机载体，以及烧结金属并建立金属与器件之间的电接触。
【IPC分类】H01L31-00, H01B1-22
【公开号】CN104756198
【申请号】CN201380056748
【发明人】K·R·米克斯卡, D·H·罗奇, C·托拉迪, P·D·韦尔努伊
【申请人】E.I.内穆尔杜邦公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年9月4日
【公告号】DE112013004366T5, US20140061831, WO2014039464A1