含无铅玻璃料的导电浆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请属于导电浆领域，具体地说，涉及一种包含导电金属、无铅玻璃料和有机载 体的导电浆，以及一种应用导电浆的制品。
【背景技术】
[0002] 现有的太阳能电池或光电池包含半导体基底、扩散层、抗反射涂层、背面电极以及 正面电极，其中，使用抗反射涂层是为了促进光的吸收，进而提高光电效率。抗反射涂层通 常包含硅(例如:一氮化硅或二氧化硅）。然而，抗反射涂层使得从半导体基底至正面电极间 的电阻增加，产生减弱激发态电子流动的绝缘作用。
[0003] 因此，在形成正面电极时，通常使用混合包含导电金属或其衍生物（例如：银粒 子）、玻璃(例如:包含氧化铅）、有机载体等而制成的导电浆，因为玻璃具有低熔点、低熔融 黏度及防止非控制性失透的稳定性。藉由网版印刷、刻板印刷等方式，在半导体基底上将导 电浆印刷为栅线或其他图案，之后进行烧渗(fire-through)，导电浆于烧结期间穿透该抗 反射涂层，使半导体基底与栅线或其他图案间，透过金属触点而电性接触，进而形成正面电 极。
[0004] 为了达成合适的烧渗，较佳地使用对于抗反射涂层具有良好溶解度的玻璃，作为 导电浆中的玻璃料。已知用于形成正面电极的导电浆中，玻璃料经常含有氧化铅的玻璃，因 为易于调整玻璃的软化点，可提供良好的基底黏着性，可轻易地烧渗的可焊性及制备性能 优异的太阳能电池等特性。
[0005] 近年来大幅提升的环境意识，汽车、电子和太阳能电池等工业上，希望使用对环境 友好的无铅材料。但在烧结后，具备穿透该抗反射涂层并与该半导体基底形成良好黏着的 能力，以及具备优异的太阳能电池转换效率，又取决于该导电浆的组成，以及经烧渗的所述 导电浆与所述半导体基底间电性接触的品质。
[0006] 因此，提供一种可于低温烧结的含无铅玻璃料的导电浆，其具备前述的已知含铅 材料的特性，实为业界所期盼。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是含无铅玻璃料的导电浆，在烧结后与基 底黏着性不足，以及能源转换效率不佳的问题
[0008] 为了解决上述技术问题，本申请一方面提供一种导电浆，包含：（a)导电金属或其 衍生物，占固体重量的约85至约99.5重量％ ; (b)包含碲-铋-氧化物的无铅玻璃料，占固体 重量约0.5至约15重量％ ;以及（c)有机载体;所述的固体重量系指(a)导电金属及(b)无铅 玻璃料的总重量。
[0009] 在本申请的较佳实施例中，导电金属或其衍生物包含银粉。
[0010]在本申请的较佳实施例为无铅玻璃料中，氧化碲与氧化铋的比例分别为约55至约 90重量％及约10至约45重量％。本申请的另一较佳实施例为无铅玻璃料中，氧化碲与氧化 铋的比例分别为约63至约82重量％及约18至约37重量％。本申请的再一较佳实施例为所述 无铅玻璃料中，氧化碲与氧化铋的比例分别为约70至约75重量％及约25至约30重量％。
[0011] 载体是包含聚合物与溶剂的溶液。
[0012] 在本申请的进一步较佳实施例中，所述无铅玻璃料包含一种或多种下列组成的群 组的元素或其氧化物:磷(P)、钡(Ba)、钠(Na)、镁(Mg)、锌(Zn)、钙(Ca)、锶（Sr)、钨(W)、铝 (Al)、锂(Li)、钾(K)、锆(Zr)、钒(V)、硒（Se)、铁(Fe)、铟（In)、锰(Mn)、锡(Sn)、镍(Ni)、锑 (Sb)、银(Ag)、硅(Si)、铒(Er)、锗(Ge)、钛(Ti)、镓(Ga)、铈(Ce)、铌(Nb)、钐（Sm)及镧(La) 等，其比例为所述无铅玻璃料的约0.1至约10重量％。本申请的另一进一步较佳实施例为所 述有机载体包含一种或多种功能性添加剂，例如:黏度调整剂、分散剂、触变剂、湿润剂等添 加剂。
[0013] 本申请另一方面提供一种制品，包含一半导体基底，以及设置在该半导体基底上 如上述的导电浆。在本申请的一较佳实施例中，所述制品为半导体装置。在本申请的另一较 佳实施例中，所述半导体装置为太阳能电池。
[0014]上述内容已广泛地概述本申请的技术特征及其技术效果。本申请所属领域技术中 具有通常知识者应理解，所公开的【具体实施方式】可轻易地被组合、修饰、置换及/或转用于 本申请的技术思想范围内的其他物品、方法或用途，此均等范围并不违反权利要求书中所 请求的保护范围。
[0015] 为了充分了解本申请，于下文对本申请的例示性实施方式为详细说明，其并非用 以限定本申请。本申请亦可为其他形式的实施方式进行实施。
[0016] 本申请的含无铅玻璃块的导电浆可应用于各种产业，较佳可应用于半导体制造 业，更佳可应用于太阳能电池制造业。所述导电浆包含：（a)导电金属或其衍生物，（b)包含 蹄-祕-氧化物的无铅玻璃料，以及(c)有机载体。其中，（a)导电金属及(b)无铅玻璃料等无 机成分是均勾分散在(c)有机载体中。
[0017] 于本申请中，有机载体不属于固体成分的一部分，因此，固体重量是指(a)导电金 属及(b)无铅玻璃料等固体成分的总重量。
[0018] 本申请的导电金属并未特别地限制，只要对本申请的技术效果没有负面影响即 可。所述导电金属可为单一元素，选自于银、铝及铜；亦可为合金或混合的金属，例如：金、 铂、钯及镍等。然而由导电度的观点，使用纯银为较佳者。
[0019] 当所述导电金属为银时，可为银金属、银衍生物及/或其混合物的形式。例示性的 银衍生物包含氧化银（Ag2O)、银盐（例如：氯化银（AgCl)、硝酸银（AgNO 3 )、醋酸银 (AgOOCCH3)、三氟醋酸银(AgOOCF3)或磷酸银(Ag 3P〇4))、表面上涂布银层的涂银复合物或以 银为主成分的银合金等。
[0020] 所述导电金属可为粉末形式（例如:球形、片形、不定形及/或其混合)或胶态悬浮 液形式等已知者。所述导电金属的平均粒度并未特别地限制，较佳为0.1至10微米，亦可使 用平均粒度、粒度分布或形状等不同的导电金属混合物。
[0021] 在本申请的一较佳实施例中，所述导电金属或其衍生物占该导电浆的固体成分的 约85至约99.5重量％。
[0022] 本申请的无铅玻璃料是完全不含铅的成分，具体而言，不含任何铅及其衍生物(例 如:一氧化铅(PbO)、二氧化铅(PbO2)或四氧化三铅(Pb 3〇4)等铅氧化物）。在本申请的一具体 实施例中，所述无铅玻璃料是以氧化碲与氧化铋为主要成分。在本申请的一较佳实施例中， 氧化碲与氧化铋的比例分别为约55至约90重量％及约10至约45重量％，此系以两者的总重 量为基础。在本申请的另一较佳实施例中，氧化蹄与氧化祕的比例分别为约63至约82重 量％及约18至约37重量％，此系以两者的总重量为基础。在本申请的再一较佳实施例中，氧 化碲与氧化铋的比例分别为约70至约75重量％及约25至约30重量％，此系以两者的总重量 为基础。
[0023] 在本申请的进一步较佳实施例中，氧化碲与氧化铋的混合物包含一种或多种金属 氧化物，例如:氧化锆(ZrO2)、五氧化二钒(V 2O5)、氧化银(Ag2O)、三氧化二铒(Er2O 3)、氧化锡 (SnO)、氧化镁(MgO)、三氧化二铷(Nd2O3)、三氧化二铝(Al 2O3)、二氧化硒（SeO2)、二氧化钛 (Ti〇2)、氧化钠(Na2〇)、氧化钾(K2〇)、五氧化二磷(P2O5)、二氧化钼(Mo〇2)、二氧化猛(Mn〇2)、 氧化镍(NiO)、氧化锂(Li2〇)、三氧化妈(WO3)、三氧化二钐（Sm2〇3)、二氧化锗(Ge〇2)、二氧化 锌（ZnO )、三氧化二铟（In2O3 )、三氧化二镓(Ga2O3 )、二氧化硅（SiO2)及三氧化二铁(Fe2O3) 等。因此，本申请所述「碲-铋-氧化物」亦可包含有一种或多种金属元素或其氧化物，例如： 磷(P)、钡(Ba)、钠(Na)、镁(Mg)、锌(Zn)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)、铝(Al)、锂(Li)、钾(K)、锆 (Zr)、钒(V)、硒（Se)、铁(Fe)、铟（In)、锰(Mn)、锡（Sn)、镍(Ni)、锑（Sb)、银(Ag)、硅（Si)、铒 (Er)、锗(Ge)、钛(Ti)、镓(Ga)、铈(Ce)、铌(Nb)、钐(Sm)及镧(La)等，其比例为该无铅玻璃料 的约0.1至约10重量％。
[0024] 本申请的(a)导电金属及(b)无铅玻璃料等固体的无机成分与（c)液体的有机载体 混合而形成导电浆。适合的有机载体，可使该等无机成分均匀分散于其中，并具有适当的黏 度而使该等无机成分可藉由网版印刷、刻板印刷等方式传递至抗反射涂层的表面上。所述 导电浆且须具有良好的干燥速率及优异的烧渗性质。
[0025] 所述有机载体是指一种溶剂，其并未特别地限制，可适当地选择自已知用于导电 浆的溶剂。例示性的溶剂包含醇类(例如:异丙醇）、醇酯(例如:丙酸酯、邻苯二甲酸二丁酯） 及醇醚(例如:二乙二醇丁醚)等或其混合物;较佳地，所述溶剂是沸点约120°C至约300°C的 醇醚;最佳地，所述溶剂是二乙二醇丁醚(butyl carbitol)。所述有机载体可进一步包含挥 发性液体，以促进导电浆施用到半导体基底上之后的快速硬化。
[0026] 在本申请的一较佳实施例中，所述有机载体是包含聚合物与溶剂的溶液。因为由 溶剂和溶解的聚合物组成的有机载体分散导电金属及无铅玻璃料等无机成分，容易制备具 有适当黏度的导电浆;于印刷至抗反射涂层的表面并经干燥后，聚合物也提高了导电浆的 黏着度及原始强度。
[0027]例示性的聚合物包含纤维素(例如：乙基纤维素