Title:
Leitfähige, für Solarzellenelektroden verwendete Paste
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung ist auf eine leitfähige Paste gerichtet, die für eine Solarzellenelektrode verwendet wird, umfassend (i) 60 Gew.-% bis 95 Gew.-% eines leitfähigen Pulvers, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, (ii) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Blei-Telluroxid-Pulvers, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, umfassend 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% PbO und 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% TeO2, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen, (iii) 3 Gew.-% bis 38 Gew.-% eines organischen Mediums, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, und (iv) 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Lithiumoxid-Pulver, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiMnO3, Li2WO4, Li2CO3, Li2TiO3, Li4Ti5O12, Li2MoO4 und einer Mischung davon, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen.




Inventors:
Vernooy, Paul Douglas, Del. (Hockessin, US)
Laughlin, Brian J., N.C. (Apex, US)
Mikeska, Kurt Richard, Del. (Hockessin, US)
Tachibana, Yusuke (Kanagawa, Kawasaki, JP)
Kim, Esther, N.C. (Cary, US)
Application Number:
DE102015002991A
Publication Date:
09/10/2015
Filing Date:
03/09/2015
Assignee:
E.I. du Pont de Nemours and Company (Del., Wilmington, US)



Foreign References:
201103085972011-12-22
Attorney, Agent or Firm:
Abitz & Partner Patentanwälte mbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Leitfähige Paste zur Verwendung für Solarzellenelektroden, umfassend
(i) 60 Gew.-% bis 95 Gew.-% eines leitfähigen Pulvers, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen,
(ii) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Blei-Telluroxid-Pulvers, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, umfassend 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% PbO und 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% TeO2, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen,
(iii) 3 Gew.-% bis 38 Gew.-% eines organischen Mediums, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, und
(iv) 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Lithiumoxid-Pulver, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiMnO3, Li2WO4, Li2CO3, Li2TiO3, Li4Ti5O12, Li2MoO4 und einer Mischung davon, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen.

2. Leitfähige Paste nach Anspruch 1, ferner eine Glasfritte auf der Basis von Wismut umfassend, die nicht weniger als 50 Gew.-% Bi2O3 umfasst.

3. Leitfähige Paste nach Anspruch 2, wobei die leitfähige Paste 0,01 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% der Glasfritte auf der Basis von Wismut, auf das Gesamtgewicht der leifähigen Paste bezogen, umfasst.

4. Leitfähige Paste nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Glasfritte auf der Basis von Wismut ferner eines umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ZnO, B2O3 und einer Mischung davon.

5. Leitfähige Paste nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, ferner ein Metallresinat umfassend ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bleiresinat, Bariumresinat, Calciumresinat, Wismutresinat, Manganresinat und einer Mischung davon.

6. Leitfähige Paste nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, die ferner ein Metalloxidpulver, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kobalt(II)oxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Kupfer(II)oxid, Eisen(III)oxid und einer Mischung davon, umfasst.

7. Leitfähige Paste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mittlere Teilchengröße (D50) des Lithiumoxid-Pulvers 0,1 μm bis 5,0 μm beträgt.

8. Leitfähige Paste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der spezifische Oberflächenbereich (SOB) des Lithiumoxid-Pulvers im Bereich von 10000 bis 150000 cm2/cm3 liegt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Solarzellenelektrode, umfassend:
(i) Aufbringen der leitfähigen Paste nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einen Teil eines Substrats, und
(ii) Brennen des Substrats und der Pastenzusammensetzung.

10. Solarzellenelektrode, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 9.

Description:
GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine leitfähige Paste zum Bilden von Solarzellenelektroden.

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die meisten Solarzellen liegen in Form eines Siliciumsubstrats vor, das metallisiert, d. h. mit Metallelektroden, die elektrisch leitfähig sind, versehen worden ist.

Die Elektroden von Siliciumsolarzellen werden im Allgemeinen durch Drucken einer Paste auf ein Siliciumsubstrat gebildet. US-2011-0308597 A1 offenbart eine Dickschichtpaste, die ein Blei-Telluroxid-Pulver zum Bilden von Solarzellenelektroden umfasst.

Nach dem Drucken werden das Substrat und die Paste in Luft unter Bildung eines dichten Festkörpers von elektrisch leitfähigen Leiterbahnen gebrannt. Im Brennschritt kann die Glasfritte Haftung an dem Substrat verschaffen und die Haftung daraufhin gelöteter Anschlussdrähte an die Elektrode unterstützen. Gute Haftung am Substrat und hohe Lothaftung der Anschlussdrähte an die Elektrode sind für eine bessere Leistungsfähigkeit der Solarzelle sowie die Herstellbarkeit und Verlässlichkeit der Solarmodule, insbesondere dann erwünscht, wenn ein Blei-Telluroxid-Pulver in der Paste enthalten ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In einer Ausgestaltung betrifft die vorliegende Erfindung eine leitfähige Paste, die für eine Solarzellenelektrode verwendet wird, umfassend (i) 60 Gew.-% bis 95 Gew.-% eines leitfähigen Pulvers, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, (ii) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Blei-Telluroxid-Pulvers, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, umfassend 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% PbO und 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% TeO2, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen, (iii) 3 Gew.-% bis 38 Gew.-% eines organischen Mediums, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen, (iv) 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Lithiumoxid-Pulver, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiMnO3, Li2WO4, Li2CO3, Li2TiO3, Li4Ti5O12, Li2MoO4 und einer Mischung davon, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt ein Prozessflussdiagramm, das die Fertigung einer Solarzelle veranschaulicht.

24 zeigen die Ergebnisse einer Messbestimmung (mittlerer) Haftung (N) bei den Beispielen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGLeitfähige Paste

In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste, die für Solarzellenelektroden verwendet wird, ein leitfähiges Pulver, ein Blei-Telluroxid-Pulver, ein organisches Medium und ein spezifisches Lithiumoxid-Pulver.

(i) Leitfähiges Pulver

Das leitfähige Pulver ist irgendein Pulver, das es ermöglicht, elektrischen Strom zu transportieren. In einer Ausführungsform ist das leitfähige Pulver ein leitfähiges Metallpulver, das aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Eisen (Fe), Aluminium (Al), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Palladium (Pd) und einer Mischung davon. Das leitfähige Metallpulver kann Ag-Pulver, Al-Pulver oder eine Mischung davon in einer anderen Ausführungsform umfassen.

Durch Verwendung eines derartigen leitfähigen Metallpulvers mit hoher elektrischer Leitfähigkeit kann die elektrische Eigenschaft der Elektrode verbessert werden. Das leitfähige Metallpulver, das die Vorderseitenelektrode bilden soll, umfasst in einer Ausführungsform mindestens Silberpulver. In einer Ausführungsform liegt das Silberpulver in einer Flockenform, einer Kugelform, einer Granulatform, einer kristallinen Form, anderer unregelmäßiger Form oder Mischungen davon vor.

Die mittlere Teilchengröße (D50) des leitfähigen Pulvers kann 0,1 μm bis 10 μm in einer Ausführungsform, 0,5 bis 8 μm in einer anderen Ausführungsform und 1 μm bis 5 μm in noch einer weiteren Ausführungsform betragen. Das Silberpulver mit einem derartigen Teilchendurchmesser kann ausreichend in dem organischen Bindemittel und Lösungsmittel dispergiert und durch Drucken problemlos aufgebracht werden.

Die Menge an leitfähigem Pulver in der leitfähigen Paste beträgt mit Hinblick auf die Leitfähigkeit 60 Gew.-% bis 95 Gew.-% in einer Ausführungsform, 65 Gew.-% bis 92 Gew.-% in einer anderen Ausführungsform, 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% in einer weiteren Ausführungsform, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen. Die leitfähige Paste, die das leitfähige Pulver innerhalb der obigen Bereiche umfasst, kann mit zufriedenstellender Druckbarkeit ein Elektrodenmuster mit einer schmalen Linienbreite bilden.

Das leitfähige Pulver kann mit organischen Materialien, wie beispielsweise Tensid und phosphorhaltigen Verbindungen, beschichtet oder nicht beschichtet werden. In einer Ausführungsform kann das leitfähige Pulver mit einem Tensid insbesondere dann beschichtet werden, wenn das leitfähige Pulver zum gut Dispergieren in dem organischen Medium zu fein verteilt ist. Geeignete Tenside umfassen Polyethylenoxid, Polyethylenglykol, Benzotriazol, Poly(ethylenglykol)-essigsaure, Laurinsäure, Ölsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Linolsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Stearatsalze, Palmitatsalze und Mischungen davon.

(ii) Blei-Telluroxid-Pulver

Das Blei-Telluroxid-Pulver wird als ein Blei-Telluroxid-Pulver definiert, das nicht mehr als 50 Gew.-% Bi2O3, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen, umfasst. In einer Ausführungsform beträgt der Bi2O3-Gehalt, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen, weniger als 40 Gew.-%, weniger als 30 Gew.-% in einer anderen Ausführungsform.

In einer Ausführungsform umfasst das Blei-Telluroxid-Pulver 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% PbO, 25 Gew.-% bis 55 Gew.-% PbO in einer anderen Ausführungsform, 30 Gew.-% bis 50 Gew.-% PbO in noch einer weiteren Ausführungsform, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen. In einer Ausführungsform umfasst das Blei-Telluroxid-Pulver 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% TeO2, 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% TeO2 in einer anderen Ausführungsform, 35 Gew.-% bis 58 Gew.-% TeO2 in einer weiteren Ausführungsform, auf das Gesamtgewicht des Blei-Telluroxid-Pulvers bezogen. Der Erweichungspunkt des Blei-Telluroxid-Pulvers, das die obige Komponente innerhalb der obigen Bereiche umfasst, kann effektiv niedrig gehalten werden, was zu einer Solarzelle mit hohen elektrischen Charakteristiken führt.

In einer Ausführungsform liegt das Blei-Telluroxid-Pulver in eutektischer Phase vor. In einer anderen Ausführungsform liegt das Blei-Telluroxid-Pulver in einer amorphen Phase vor. In dieser Offenbarung ist „eutektisch” eine Mischung von chemischen Verbindungen oder Elementen, die eine einzige chemische Zusammensetzung aufweisen, die sich bei einer niedrigeren Temperatur verfestigt als irgendwelche andere Zusammensetzung, die aus denselben Bestandteilen hergestellt ist. In dieser Offenbarung ist „amorph” dasjenige, dem die Fernordnung, die bei einem Kristall charakteristisch ist, fehlt.

In einer Ausführungsform kann das Blei-Telluroxid-Pulver auch zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Silicium, Silber, Zinn, Wismut, Aluminium, Titan, Kupfer, Lithium, Cer, Zirkonium, Natrium, Vanadium, Zink, Fluor, enthalten.

In einer Ausführungsform ist das Blei-Telluroxid-Pulver ein Blei-Tellur-Lithiumoxid-Pulver.

Das Blei-Telluroxid-Pulver kann durch Mischen von PbO, TeO2 und anderen Materialien hergestellt werden, die sich zu Oxiden zersetzen, wenn sie unter Anwendung von Techniken erhitzt werden, die von jemand mit gewöhnlichem Fachwissen verstanden werden. Derartige Herstellungstechniken können das Erhitzen der Mischung in Luft oder sauerstoffhaltiger Atmosphäre zum Bilden einer Schmelze, Abschrecken der Schmelze und Zerreiben, Mahlen und/oder Sieben des abgeschreckten Materials, um ein Pulver mit der erwünschten Teilchengröße bereitzustellen, involvieren. Das Schmelzen der Mischung von Blei-, Tellur- und anderen Materialoxiden wird typischerweise bei einer Spitzentemperatur von 800 bis 1200°C durchgeführt. Die geschmolzene Mischung kann beispielsweise auf einer Edelstahlplatte oder zwischen im Gegensinn rotierenden Edelstahlwalzen unter Bildung eines Plättchens abgeschreckt werden. Das resultierende Plättchen kann unter Bildung eines Pulvers gemahlen werden. In einer Ausführungsform weist das gemahlene Pulver eine D50 von 0,1 bis 3,0 Mikron auf. Ein Fachmann kann alternative Synthesetechniken anwenden, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Abschrecken mit Wasser, Sol-Gel, Sprühpyrolyse und so weiter.

In einer Ausführungsform kann die Ausgangsmischung, die zum Herstellen des Blei-Telluroxid-Pulvers verwendet wird, Folgendes (auf der Basis des Gewichts der gesamten Ausgangsmischung) umfassen: PbO, das 20 Gew.-% bis 60 Gew.-%, 25 bis 55 Gew.-% oder 30 bis 50 Gew.-% betragen kann; und TeO2, das 20 Gew.-% bis 60 Gew.-%, 30–60 Gew.-% oder 35 bis 58 Gew.-% betragen kann.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausgangsmischung, die zum Herstellen des Blei-Tellur-Lithium-Oxid-Pulvers verwendet wird, zusätzlich zu den obigen PbO und TeO2, eines oder mehrere umfassen von Li2O, SiO2, SnO2, B2O3, Ag2O, BiF3, V2O5, Na2O, ZrO2, CeO2, Bi2O3, Nb2O5, Ta2O5, K2O, MgO, P2O5, SeO2, CO3O4, PdO, RuO2, NiO, MnO, Cr2O3 oder Al2O3. In Ausgestaltungen dieser Ausführungsform (auf das Gewicht der gesamten Ausgangsmischung bezogen) kann das Li2O 0,1 bis 5 Gew.-%, 0,2 bis 3 Gew.-% oder 0,3 bis 1 Gew.-% betragen; das SiO2 kann 0 bis 11 Gew.-%, 0 bis 5 Gew.-%, 0,25 bis 4 Gew.-% oder 0 bis 0,5 Gew.-% betragen; das SnO2 kann 0 bis 5 Gew.-%, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,5 bis 1,5 Gew.-% betragen; das B2O3 kann 0 bis 10 Gew.-%, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,5 bis 5 Gew.-% betragen; das Ag2O kann 0 bis 30 Gew.-%, 0 bis 20 Gew.-%, 3 bis 15 Gew.-% oder 1 bis 8 Gew.-% betragen; das TiO2 kann 0 bis 5 Gew.-%, 0,25 bis 5 Gew.-% oder 0,25 bis 2,5 Gew.-% betragen; das PbF2 kann 0 bis 20 Gew.-%, 0 bis 15 Gew.-% oder 5 bis 10 Gew.-% betragen; das BiF3 kann 0 bis 15 Gew.-%, 0 bis 10 Gew.-% oder 1 bis 10 Gew.-% betragen; das ZnO kann 0 bis 5 Gew.-%, 0 bis 3 Gew.-% oder 2 bis 3 Gew.-% betragen; das V2O kann 0 bis 5 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-% oder 0,5 bis 1 Gew.-% betragen; das Na2 kann 0 bis 5 Gew.-%, 0 bis 3 Gew.-% oder 0,1 bis 1,5 Gew.-% betragen; das CuO kann 0 bis 5 Gew.-%, 0 bis 3 Gew.-% oder 2 bis 3 Gew.-% betragen; das ZrO2 kann 0 bis 3 Gew.-%, 0 bis 2 Gew.-%, oder 0,1 bis 1 Gew.-% betragen; das CeO2 kann 0 bis 5 Gew.-%, 0 bis 3 Gew.-% oder 0,1 bis 2,5 Gew.-% betragen; das Bi2O3 kann 0 bis 15 Gew.-%, 0 bis 10 Gew.-% oder 5 bis 8 Gew.-% betragen und das Al2O3 kann 0 bis 3 Gew.-%, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,1 bis 2 Gew.-% betragen.

In einer Ausführungsform kann das Blei-Telluroxid-Pulver ein homogenes Pulver sein. In einer weiteren Ausführungsform kann das Blei-Telluroxid-Pulver eine Kombination von mehr als einem Pulver sein, wobei jedes Pulver getrennt eine homogene Population sein kann. Die Zusammensetzung der gesamten Kombination der beiden Pulver kann innerhalb der oben beschriebenen Bereiche liegen. Beispielsweise kann das Blei-Tellur-Lithium-Oxid-Pulver eine Kombination von zwei oder mehr verschiedenen Pulvern umfassen; einzeln können diese Pulver verschiedene Zusammensetzungen aufweisen und können innerhalb der oben beschriebenen Bereiche liegen oder auch nicht; jedoch kann die Kombination dieser Pulver innerhalb der oben beschriebenen Bereiche liegen.

In einer Ausführungsform beträgt die Menge des Blei-Telluroxid-Pulvers in der leitfähigen Paste im Hinblick auf das Erhalten einer verbesserten elektrischen Leistung 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, 0,3 Gew.-% bis 5 Gew.-% in einer anderen Ausführungsform, 1,0 Gew.-% bis 3.0 Gew.-% in einer weiteren Ausführungsform, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen.

Jemand mit gewöhnlichem Fachwissen auf dem Gebiet des Stands der Technik würde erkennen, dass die Wahl von Rohmaterialien unbeabsichtigterweise Verunreinigungen einschließen könnte, die während des Verarbeitens in das Blei-Tellur-Lithium-Oxid-Pulver integriert werden können.

Beispielsweise können die Verunreinigungen im Bereich von Hunderten bis Tausenden ppm vorliegen. Das Vorliegen der Verunreinigungen würde die Eigenschaften des Glases, der Dickschichtzusammensetzung oder der gebrannten Vorrichtung nicht ändern. Beispielsweise kann eine Solarzelle, die die Dickschichtzusammensetzung enthält, die hier beschriebene Effizienz selbst dann aufweisen, wenn die Dickschichtzusammensetzung Verunreinigungen umfasst.

(iii) Organisches Medium

Die anorganischen Komponenten der leitfähigen Paste werden mit einem organischen Medium unter Bildung viskoser Dickschichtpasten oder weniger viskosen Tinten, die eine geeignete Konsistenz und Rheologie zum Drucken aufweisen, gemischt. Eine umfangreiche Reihe verschiedener inerter viskoser Materialien kann als organisches Medium verwendet werden. Das organische Medium kann eines sein, in dem die anorganischen Komponenten mit einem ausreichenden Stabilitätsgrad während der Herstellung, dem Versand und der Lagerung der Pasten oder Tinten sowie auf dem Drucksieb während eines Siebdruckvorgangs dispergierbar sind.

In einer Ausführungsform weist das organische Medium rheologische Eigenschaften auf, die eine stabile Dispersion von Feststoffen, eine geeignete Viskosität und Thixotropie für das Drucken, eine geeignete Benetzbarkeit des Substrats und der Pastenfeststoffe, eine gute Trocknungsrate und gute Brenneigenschaften bereitstellen.

In einer Ausführungsform kann das organische Medium Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Tenside und/oder andere übliche Zusatzmittel enthalten. Ein derartiges thixotropes Verdickungsmittel ist Thixatrol. RTM (Elementis plc, London, Vereinigtes Königreich).

In einer Ausführungsform kann das organische Medium eine Lösung von Polymer(en) in organischem/organischen Lösungsmittel(n) sein. In einer Ausführungsform umfassen die Polymere Ethylcellulose, Ethylhydroxyethylcellulose, Holzkollophonium, Mischungen von Ethylcellulose und phenolischen Harzen, Polymethacrylate niederer Alkohole und den Monobutylether von Ethylenglykolmonoacetat. In einer Ausführungsform umfassen die organischen Lösungsmittel Texanol, Terpene, wie beispielsweise Alpha- oder Beta-Terpineol, oder Mischungen davon mit anderen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Kerosin, Dibutylphthalat, Butylcarbitol, Butylcarbitolacetat, Hexylenglykol und Alkohole mit Siedepunkten über 150°C und Alkoholester. Andere geeignete organische Mediumkomponenten umfassen: Bis(2-(2-butoxyethoxy)ethyladipat, dibasische Ester, wie beispielsweise DBE, DBE-2, DBE-3, DBE-4, DBE-5, DBE-6, DBE-9 und DBE 1B, Octylepoxytallat, Isotetradecanol und Pentaerythritester von hydriertem Kollophonium.

In einer Ausführungsform umfasst das organische Medium flüchtige Flüssigkeiten zum Unterstützen des schnellen Härtens nach dem Aufbringen der Pastenzusammensetzung auf ein Substrat.

Die optimale Menge an anorganischem Medium in der leitfähigen Paste hängt vom Verfahren zum Aufbringen der Zusammensetzung und dem verwendeten spezifischen organischen Medium ab. Die hier vorliegende leitfähige Paste enthält 3 bis 38 Gew.-% organisches Medium in einer Ausführungsform, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen.

Wenn das organische Medium ein Polymer umfasst, so umfasst das Polymer 8 bis 15 Gew.-% der organischen Zusammensetzung in einer Ausführungsform.

(iv) Lithiumoxid-Pulver

In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste ein Lithiumoxid-Pulver, das aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus LiMnO3, Li2WO4, Li2CO3, Li2TiO3, Li4Ti5O12, Li2MoO4 und einer Mischung davon, auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen. In einer Ausführungsform kann das Lithiumoxid-Pulver von anderen zusätzlichen Komponenten, wie beispielsweise unreagierten Materialien, begleitet sein. Beispielsweise kann Li2MnO3-Pulver von mindestens einem von Li2CO3 und MnO2 begleitet sein. Li2WO4-Pulver kann von mindestens einem von Li2CO3 und WO3 begleitet sein. Sowohl Li2TiO3- als auch Li4Ti5O12-Pulver können von mindestens einem von Li2CO3 und Ti2O begleitet sein. Li2MoO4-Pulver kann von mindestens einem von Li2CO3 und MoO3 begleitet sein.

Die Reinheit des Lithiumoxid-Pulver kann nicht weniger als 95 Gew.-%, auf das Gesamtgewicht des Pulvers in einer Ausführungsform bezogen betragen. In diesem Fall kann das Lithiumoxid-Pulver weniger als 5 Gew.-% z. B. unreagierte Materialien, auf das Gesamtgewicht des Pulvers bezogen, enthalten. In einer anderen Ausführungsform kann die Reinheit des Lithiumoxid-Pulvers nicht weniger als 97 Gew.-%, auf das Gesamtgewicht des Pulvers in einer anderen Ausführungsform bezogen, betragen. In diesem Fall kann das Lithiumoxid-Pulver weniger als 3 Gew.-% z. B. unreagierte Materialien, auf das Gesamtgewicht des Pulvers bezogen, enthalten.

In einer Ausführungsform ist die Gestalt des Lithiumoxid-Pulvers Flocken, kugelförmig gestaltet, knotenförmig gestaltet (unregelmäßig gestaltet) oder irgendeine Kombination davon. In einer Ausführungsform kann die mittlere Teilchengröße (D50) des Lithiumoxid-Pulvers 0,1 μm bis 5,0 μm in einer Ausführungsform, 0,3 μm bis 1,4 μm in einer anderen Ausführungsform und 0,7 μm bis 1,2 μm in einer weiteren Ausführungsform betragen. Die Lithiumoxid-Pulver innerhalb der obigen mittleren Teilchenbereiche können die Haftung von Elektroden effektiv verbessern, während eine gute fotoelektrische Umwandlungseffizienz (Eff (%)) der Solarzelle beibehalten wird.

In einer Ausführungsform kann der spezifische Oberflächenbereich (SOB) des Lithiumoxid-Pulvers im Bereich von 10000 bis 150000 cm2/cm3 liegen. In einer anderen Ausführungsform kann der SOB des Lithiumoxid-Pulvers 20000 bis 100000 cm2/cm3 betragen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der SOB des Lithiumoxid-Pulvers 30000 bis 80000 cm2/cm3 betragen. Die Lithiumoxid-Pulver, die den SOB innerhalb der obigen Bereiche aufweisen, können die Haftung von Elektroden effektiv verbessern, während ein niedriger Kontaktwiderstand zwischen der Elektrode und dem Siliciumsubstrat beibehalten wird.

In der Offenbarung kann der spezifische Oberflächenbereich (SOB) beispielsweise durch eine Laserbeugungsvorrichtung (z. B. Horiba LA-910) gemessen werden, die die Teilchengröße bestimmt. Einige Tropfen der IPA-(Isopropylalkohol-)Aufschlämmung werden aus dem Mahlprozent genommen und dann in das Reservoir der Horiba (das mit entweder Wasser oder IPA, je nach der Löslichkeit des Materials, gefüllt ist) eingegeben. Die Flüssigkeit in dem Reservoir wird durch die Zelle gepumpt und der Laser scheint durch sie hindurch. Der Detektor misst die Intensität des gestreuten Lichts in verschiedenen Winkeln und daraus wird eine Teilchengrößenverteilung berechnet.

In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% des Lithiumoxid-Pulvers, wobei die Gew.-% auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen sind. In einer anderen Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste 0,03 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% des Lithiumoxid-Pulvers. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% des Lithiumoxid-Pulvers. Das Lithiumoxid-Pulver innerhalb des Bereichs kann die Haftung von Elektroden effektiv verbessern, während eine gute fotoelektrische Umwandlungseffizienz (Eff (%)) der Solarzelle beibehalten wird.

(v) Glasfritte auf der Basis von Wismut

In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste, die für Solarzellenelektroden verwendet wird, ferner eine Glasfritte auf der Basis von Wismut, die nicht weniger als 50 Gew.-% Bi2O3, auf das Gesamtgewicht der Glasfritte bezogen, umfasst und daher fällt die Glasfritte auf der Basis von Wismut der Komponente (v) nicht unter die Definition des oben erwähnten Blei-Telluroxid-Pulvers (Komponente (ii)), die nicht mehr als 50 Gew.-% Bi2O3, auf das Gesamtgewicht des Pulvers bezogen, umfasst. Die leitfähige Paste, die die Glasfritte auf der Basis von Wismut enthält, kann eine bessere Haftung aufweisen.

In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste 0,01 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% der Glasfritte auf der Basis von Wismut, wobei die Gew.-% auf das Gesamtgewicht der leitfähigen Paste bezogen sind. In einer anderen Ausführungsform umfasst die leitfähige Paste 0,02 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% der Glasfritte auf der Basis von Wismut. Die leitfähige Paste, die die Glasfritte auf der Basis von Wismut innerhalb der Bereiche enthält, kann eine bessere Haftung von Elektroden aufweisen, während eine gute fotoelektrische Umwandlungseffizienz (Eff (%)) der Solarzelle beibehalten wird.

In einer Ausführungsform umfasst die Glasfritte auf der Basis von Wismut ferner ZnO, B2O3 zusätzlich zu Bi2O3 oder eine Mischung davon. In einer Ausführungsform umfasst die Glasfritte auf der Basis von Wismut 2,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% B2O3, 55 Gew.-% bis 90 Gew.-% Bi2O3, 8,0 Gew.-% bis 20 Gew.-% ZnO, auf das Gesamtgewicht der Glasfritte auf der Basis von Wismut bezogen.

Die Glasfritte, die die oben beschriebenen Komponenten enthält, kann eine bessere Haftung von Elektroden aufweisen, während eine gute fotoelektrische Umwandlungseffizienz (Eff (%)) der Solarzelle beibehalten wird.

In einer Ausführungsform kann die mittlere Teilchengröße (D50) der Glasfritte auf der Basis von Wismut 0,2 μm bis 2.0 μm in einer Ausführungsform, 0,6 μm bis 1,1 μm in einer anderen Ausführungsform betragen. Die Glasfritte auf der Basis von Wismut innerhalb des mittleren Teilchenbereichs kann die Haftung von Elektroden effektiv verbessern, während eine gute fotoelektrische Umwandlungseffizienz (Eff (%)) der erhaltenen Solarzelle beibehalten wird.

(vi) Zusatzmittel

Als Zusatzmittel kann die leitfähige Paste in einer Ausführungsform vom Gesichtspunkt guter Haftungseigenschaften her ein Metallresinat, wie beispielsweise Bleiresinat, Bariumresinat, Calciumresinat, Wismutresinat, Manganresinat und eine Mischung davon umfassen.

Der Gehalt des Metallresinats in der leitfähigen Paste ist nicht beschränkt, in einer Ausführungsform beträgt er jedoch 0–2 Gew.-%, auf die gesamte leitfähige Paste bezogen.

In einer anderen Ausführungsform kann die leitfähige Paste ein

Metalloxid, wie beispielsweise Kobalt(II)oxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Kupfer(II)oxid, Eisen(III)oxid und eine Mischung davon vom Gesichtspunkt guter Haftungseigenschaften her umfassen. Der Gehalt des Metalloxids in der leitfähigen Paste ist nicht beschränkt, in einer Ausführungsform beträgt er jedoch 0–2 Gew.-%, auf die gesamte leitfähige Paste bezogen.

Mehrere Typen Zusatzmittel können verwendet werden. Der Typ und die Menge der Zusatzmittel kann durch Leute in der Industrie im Hinblick auf erwünschte charakteristische Eigenschaften, wie die Konservierungsstabilität, Druckbarkeit oder resultierende elektrische Eigenschaft, gewählt werden.

(vii) Physikalische Eigenschaften der leitfähigen Paste– Viskosität

Die Viskosität der leitfähigen Paste beträgt 200–500 Pa·s in einer Ausführungsform, 250–400 Pa·s in einer anderen Ausführungsform, von einem Gesichtspunkt der Druckbarkeit her. In der vorliegenden Erfindung ist die Viskosität der leitfähigen Paste ein Wert, der durch Messen bei 25°C, 10 UpM unter Anwendung eines Brookfield HBT-Viskosimeters mit einer #14 Spindel und einer kleinen Schüssel erhalten wird.

– Anorganische Feststoffe

Der Gehalt an anorganischen Feststoffen der leitfähigen Paste wird als Prozentsatz (Gew.-%) anorganischer Feststoffe im Vergleich mit dem Gesamtgewicht der leitfähigen Paste berechnet. Die anorganischen Feststoffe umfassen leitfähiges Pulver, Blei-Telluroxid-Pulver und Lithiumoxid-Pulver in einer Ausführungsform.

In einer Ausführungsform beträgt der Gehalt anorganischer Feststoffe 62 Gew.-% bis 97 Gew.-%. In einer anderen Ausführungsform beträgt er 85 Gew.-% bis 96 Gew.-%. Die leitfähige Paste, die die anorganischen Feststoffe innerhalb der obigen Bereiche enthält, kann mit zufriedenstellender Druckbarkeit ein Elektronenmuster mit einer feinen Linienbreite bilden.

Herstellung der leitfähigen Paste

In einer Ausführungsform kann die leitfähige Paste durch Mischen des oben erwähnten leitfähigen Pulvers, Blei-Telluroxid-Pulvers, organischen Mediums, Lithiumoxid-Pulvers und so weiter hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen werden die anorganischen Materialien zuerst gemischt und sie werden dann dem organischen Medium zugegeben. In anderen Ausführungsformen wird ein elektrisch leitfähiges Metall, das der Hauptteil der anorganischen Substanzen ist, langsam dem organischen Medium zugegeben. Die Viskosität kann nötigenfalls durch Zugabe von Lösungsmitteln eingestellt werden. Mischverfahren, die eine hohe Scherung bereitstellen, sind zum Dispergieren der Teilchen in dem Medium nützlich.

Bildung von Solarzellenelektroden

Die leitfähige Paste kann beispielsweise durch Siebdruck, Schablonendruck, Plattieren, Extrusion, Tintenstrahldruck, gestalteten oder multiplen Druck oder Streifen abgesetzt werden.

Bei diesem elektrodenbildenden Vorgang wird in einer Ausführungsform die leitfähige Paste zuerst getrocknet und dann erhitzt, um das organische Medium zu entfernen und die anorganischen Materialien zu sintern. Das Erhitzen kann in Luft oder einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre in einer Ausführungsform durchgeführt werden. Dieser Schritt wird üblicherweise als „Brennen” bezeichnet. Das Brenntemperaturprofil wird typischerweise so eingestellt, dass es das Herausbrennen von organischen Bindemittelmaterialien aus der getrockneten Pastenzusammensetzung sowie anderer vorliegender organischer Materialien ermöglicht. In einer Ausführungsform beträgt die Brenntemperatur 700 bis 950°C. Das Brennen kann in einem Bandofen unter Anwendung hoher Transportraten, beispielsweise 100–600 cm/min mit resultierenden Aufhaltszeiten von 0,03 bis 5 Minuten durchgeführt werden. Mehrere Temperaturzonen können zum Regulieren des erwünschten Wärmeprofils benutzt werden.

In einer Ausführungsform wird die Halbleitervorrichtung aus einem Artikel hergestellt, der ein übergangstragendes Halbleitersubstrat und einen auf einer Hauptfläche davon gebildeten Siliciumnitridisolierfilm umfasst. Die vorliegende leitfähige Paste wird auf den Isolierfilm in einer vorbestimmten Gestalt und Dicke und an einer vorbestimmten Position aufgebracht (z. B. schichtweise aufgebracht oder siebgedruckt). Die vorliegende leitfähige Paste hat die Fähigkeit, entweder teilweise oder vollständig in die Isolierschicht einzudringen. Das Brennen wird dann durchgeführt und die Paste reagiert mit dem Isolierfilm und dringt in den Isolierfilm ein, wodurch ein elektrischer Kontakt mit dem Siliciumsubstrat bewirkt und als Ergebnis die Elektrode gebildet wird.

Ein Beispiel dieses Verfahrens zum Bilden der Elektrode ist unten in Verbindung mit 1 beschrieben. Jedoch ist der Umfang der Erfindung nicht auf die unten angegebenen Ausführungsformen beschränkt.

Ein Einkristall- oder multikristallines Siliciumsubstrat vom p-Typ 10 wird bereitgestellt (siehe 1(a)). Eine Diffusionsschicht vom n-Typ 20 vom umgekehrten Leitfähigkeitstyp wird durch Thermodiffusion von Phosphor unter Anwendung von Phosphoroxychlorid als Phosphorquelle gebildet (1(b)). In Abwesenheit irgendwelcher spezifischen Modifikationen wird die Diffusionsschicht 20 über die gesamte Oberfläche des Siliciumsubstrats vom p-Typ 10 gebildet. Die Tiefe der Diffusionsschicht kann durch Regeln der Diffusionstemperatur und -zeit variiert werden und sie wird im Allgemeinen in einer Dicke im Bereich von etwa 0,3 bis 0,5 Mikron gebildet. Die Diffusionsschicht vom n-Typ kann eine Plattenresistivität von mehreren Dutzend Ohm pro Quadrat bis zu etwa 120 Ohm pro Quadrat aufweisen.

Nach Schützen der Vorderfläche dieser Diffusionsschicht mit einem Photolack oder dergleichen wird die Diffusionsschicht 20 vom Rest der Oberflächen durch Ätzen entfernt, so dass sie nur auf der Vorderfläche verbleibt (1(c)). Der Photolack wird dann unter Anwendung eines organischen Lösungsmittels oder dergleichen entfernt.

Dann wird eine Isolierschicht 30, die auch als Antireflexbeschichtung (ARB) wirkt, auf der Diffusionsschicht vom n-Typ 20 gebildet (1(d)). Die Isolierschicht besteht üblicherweise aus Siliciumnitrid, kann jedoch auch aus einem SiNx:H-Film (d. h. der Isolierfilm umfasst Wasserstoff zum Passivieren während des darauffolgenden Brennvorgangs), einem Titandioxidfilm, einem Siliciumoxidfilm oder einem Siliciumoxid/Titandioxidfilm bestehen. Eine Dicke von etwa 700 bis 900 Ångström aus einem Siliciumnitrifilm ist für einen Brechungsindex von etwa 1,9 bis 2,0 geeignet. Das Absetzen der Isolierschicht 30 kann durch Sputtern, chemische Gasphasenabscheidung oder andere Verfahren erfolgen.

Als nächstes werden Elektroden gebildet. Die leitfähige Paste der vorliegenden Erfindung 500 wird siebgedruckt, um die Vorderelektrode auf dem Isolierfilm 30 zu schaffen, und dann getrocknet (1(e)). Zusätzlich dazu werden eine Rückseiten-Silber- oder -Silber/Aluminiumpaste 70 und eine Aluminiumpaste 60 dann auf die Rückseite des Substrats siebgedruckt und nacheinander getrocknet. Das Brennen wird in einem Infrarot-Bandofen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 700 bis 950°C für eine Zeitspanne von mehreren Sekunden bis mehreren Dutzend Minuten durchgeführt.

Daraufhin diffundiert während des Brennens Aluminium aus der Aluminiumpaste 60 in das Siliciumsubstrat 10 auf der Rückseite, wodurch eine p+-Schicht 40 gebildet wird, die eine hohe Konzentration von Aluminiumdotiermittel enthält (1(f)). Diese Schicht wird allgemein als Rückflächenfeld-(RFF-)Schicht bezeichnet und trägt zum Verbessern der Energieumwandlungseffizienz der Solarzelle bei.

Das Brennen wandelt die getrocknete Aluminiumpaste 60 in eine Aluminiumrückelektrode 61 um. Die Rückseiten-Silber- oder -Silber/Aluminiumpaste 70 wird zu gleicher Zeit gebrannt und wird zu einer Silber- oder Silber/Aluminium-Rückelektrode 71. Während des Brennens nimmt die Grenzfläche zwischen dem Rückseiten-Aluminium und dem Rückseiten-Silber oder -Silber/Aluminium den Zustand einer Legierung an, wodurch eine elektrische Verbindung erreicht wird. Die meisten Bereiche der Rückelektrode sind durch die Aluminiumelektrode 61 aufgrund teilweise der Notwendigkeit, eine p+-Schicht 40 zu bilden, eingenommen. Weil das Löten an eine Aluminiumelektrode schwierig ist, wird die Silber- oder Silber/Aluminium-Rückelektrode 71 über Teilen der Rückseite als Elektrode zum Zusammenschalten von Solarzellen durch Kupferbänder oder dergleichen gebildet. Außerdem sintert die leitfähige Vorderseitenpaste 500 und dringt während des Brennens durch den Isolierfilm 30 hindurch und erreicht dadurch einen elektrischen Kontakt mit der Schicht von n-Typ 20. Dieser Typ Verfahren wird allgemein als „Durchbrennen” bezeichnet. Die gebrannte Elektrode 501 von 1(f) zeigt das Ergebnis des Durchbrennens.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Die folgenden Materialien werden für die Beispiele verwendet. Materialien

  • i) Silberpulver: kugelförmiges Ag-Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser (D50) von 2,0 μm
  • ii) Blei-Telluroxid-Pulver: PbO 48,03 Gew.-%, TeO2 51,55 Gew.-%, Li2O 0,42 Gew.-%)
  • iii) Organisches Medium: A: eine Mischung von 10 Gew.-% Bindemittel (Ethylcellulose) und 90 Gew.-% Lösungsmittel (Texanol), B: organische Zusatzmittel (thixotrope Mittel, Dispergiermittel), C: zusätzliche Lösungsmittel (Lösungsmittel: Texanol 60 Gew.-%, Butylcarbitol 40 Gew.-%), das Gewichtsverhältnis von A/B/C beträgt 30/10/60.
  • iv) Lithiumoxid-Pulver:
    – LiMnO3-Pulver: D50 = 0,42 (μm), SOB = 142857 (cm2/cm3)
    – Li2WO4-Pulver: D50 = 0,86 (μm), SOB = 72692 (cm2/cm3)
    – Li2TiO3-Pulver: D50 = 1,00 (μm), SOB = 60025 (cm2/cm3)
    – Li4Ti5O12-Pulver: D50 = 1,00 (μm)
    – Li2MoO4-Pulver: D50 = 1,24 (μm), SOB = 49903 (cm2/cm3)
    – Li2RuO3-Pulver: D50 = 0,80 (μm)
  • v) Glasfritte auf der Basis von Wismut: (B2O3 8,2 Gew.-%, Bi2O3 73,2 Gew.-%, SiO2 1,9 Gew.-%, Al2O3 0,6 Gew.-%, ZnO 13,5 Gew.-%, BaO 2,6 Gew.-%)
  • vi) Metalloxid-Pulver: Kobalt(II)oxid (Co3O4)

Versuch 1(Vorgehensweise zum Bilden von Elektroden)

Leitfähige Pasten wurden mit der folgenden Vorgehensweise hergestellt. Organische Bindemittel (Polymere) und organische Lösungsmittel wurden in einer Glasphiole 48 Stunden lang bei 100°C unter Bildung eines organischen Mediums gemischt. Silberpulver, Blei-Telluroxid-Pulver, Lithiumoxid-Pulver und Glasfritten auf der Basis von Wismut wurden dem organischen Medium zugegeben und noch weiter 5 Minuten durch einen Planetenzentrifugenmischer unter Bildung von leitfähigen Pasten gemischt. Nachdem sie gut gemischt worden waren, wurden die leitfähigen Pasten wiederholt durch eine 3-Walzenmühle bei zunehmend steigenden Drucken von 0 bis 400 psi hindurchgeführt und der Spalt der Walzen wurde auf 1 mil eingestellt. Der Dispersionsgrad wurde durch die Mahlfeinheit (FOG) gemessen. Ein typischer FOG-Wert war im Allgemeinen gleich oder geringer als 20/10 für einen Leiter. Der Gehalt (Gew.-%) jeder Komponente in jeder leitfähigen Paste ist in Tabelle 1 gezeigt. Der Dispersionsgrad wurde durch die Mahlfeinheit (FOG) gemessen.

Die leitfähige Paste wurde auf die Vorderseite von 6 Zoll × 6 Zoll großen multikristallinen Si-Substraten von 80 Ohm mit einer etwa 70 nm dicken SiNx-Antireflexbeschichtung gedruckt. Das Muster bestand aus 75 Fingern (50 Mikron breit) und 2 Sammelschienen (2,0 mm breit).

Auf die Rückseite des Substrats wurde eine leitfähige Aluminiumpaste durch Siebdruck schichtförmig aufgebracht und getrocknet. Die Trocknungstemperatur der Pasten betrug 150°C. Das resultierende Substrat wurde dem gleichzeitigen Brennen der schichtförmig aufgebrachten Pasten in einem Infrarotofen bei einer Spitzentemperatur von 750°C und IN-OUT etwa 1,5 min lang unterworfen, um die erwünschte Testprobe-Solarzellenelektrode zu erhalten.

(Elektrische Messbestimmungen)

Die oben gebauten Solarzellenelektroden wurden bezüglich ihrer Effizienz (Eff (%)) mit Hilfe eines Zellentesters, Modell NCT-M-150AA, von NPC Co. hergestellt, getestet. Eine Xenon-(Xe)Bogenlampe im IV-Tester simulierte das Sonnenlicht mit einer Intensität von 940 W/m2 und bestrahlte die gebildete Elektrode auf der Vorderfläche der Zelle. Bei dem Tester wurde ein Vierkontaktverfahren zum Messen von Strom (I) und Spannung (V) bei Stromverbraucher-Widerstandseinstellungen von etwa 400 angewendet, um die I-V-Kurve der Zelle zu bestimmen. Die Eff (%) wurde aus der I-V-Kurve berechnet.

(Haftungsmessbestimmungen)

Die Haftung der auf der Vordersite gebildeten Elektrode wurde durch die folgenden Verfahrensweisen gemessen. Ein mit einem Sn/Pb-Lot beschichtetes Kupferband (Ulbrich Stainless Steels & Special Metals, Inc.) wurde in ein Lötflussmittel (Kester-952s, Kester, Inc.) getaucht und dann fünf Sekunden lang in Luft getrocknet. Die Hälfte des lotbeschichteten Kupferbands wurde auf die Bas-Elektrode aufgebracht und das Löten erfolgte mit einem Lötsystem (SCB-160, SEMTEK Corporation Co., Ltd.). Die Einstelltemperatur des Lötkolbens betrug 190 bis 240°C und die tatsächliche Temperatur des Lötkolbens an der Spitze betrug 105°C bis 215°C, durch ein Thermoelement von K-typ gemessen.

Der restliche Teil des Kupferbands, der nicht an der Elektrode haftete, wurde horizontal gefaltet und mit 120 mm/min durch eine Maschine (Abziehkraft 606, MOGRL Technology Co., Ltd.) gezogen. Die Kraft (Newton, N) mit der das Kupferband losgelöst wurde, wurde als die Lothaftung aufgezeichnet.

(Ergebnisse)

Die Messergebnisse wurden in Tabelle 2 (Eff (%)) und 2 (Haftungsmessbestimmung (N)) aufgezeigt. Tabelle 2

BeispielnummernEff (%)Beispiel 116,6Beispiel 216,6Beispiel 316,5Beispiel 416,5Beispiel 516,6Vergleichsbeispiel 116,6Vergleichsbeispiel 216,6

Versuch 2(Vorgehensweise zum Bilden von Elektroden)

Leifähige Pasten wurden wie in Versuch 1 hergestellt. Die Pastenzusammensetzungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

Pastenzusammensetzungi) Ag-Pulver (Gew.-%)ii) Blei-Telluroxid-Pulver (Gew.-%)iii) Organisches Medium (Gew.-%)iv) LithiumoxidPulver (Gew.-%)v) Glasfritten auf der Basis von Wismut (Gew.-%)vi) MetalloxidPulver (Gew.-%)Insgesamt (Gew.-%)Bsp. 688,71,89,3Li2WO4 (0,1)-Co3O4 (0,1)100,0Bsp. 788,81,89,3Li2WO4 (0,1)--100,0

Die leitfähige Paste wurde auf die Vorderseite von 6 Zoll × 6 Zoll großen multikristallinen Si-Substraten von 90 Ohm mit einer etwa 70 nm dicken SiNx-Antireflexbeschichtung gedruckt. Das Muster bestand aus 80 Fingern (65 Mikron breit) und 2 Sammelschienen (1,5 mm breit). Auf die Rückseite des Substrats wurde eine leitfähige Aluminiumpaste durch Siebdruck schichtförmig aufgebracht und getrocknet. Die Trocknungstemperatur der Pasten betrug 150°C. Das resultierende Substrat wurde dem gleichzeitigen Brennen der schichtförmig aufgebrachten Pasten in einem Infrarotofen bei einer Spitzentemperatur von 750°C und IN-OUT etwa 1,5 min lang unterworfen, um die erwünschte Testprobe-Solarzellenelektrode zu erhalten. Die Eff (%) und Haftung (N) wurden dem in Versuch 1 verwendeten Verfahren entsprechend gemessen. Die Ergebnisse der Messbestimmungen sind in Tabelle 4 (Eff (%)) und 3 (Haftung (Mittelwert) (N)) gezeigt. Tabelle 4

Beispiel-NummernEff (%)Beispiel 617,1Beispiel 717,1

Versuch 3(Vorgehensweise zum Bilden von Elektroden)

Leitfähige Pasten wurden wie beim Versuch 1 hergestellt. Die Pastenzusammensetzungen sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5

Pastenzusammensetzungi) Ag-Pulver (Gew.-%)ii) Blei-Telluroxid-Pulver (Gew.-%)iii) OrganischesMedium (Gew.-%)iv) Blei-oxid-Pulver (Gew.-%)v) Glassfritte auf der Basis von Wismut (Gew.-%)Gesamt (Gew.-%)Bsp. 888,81,89,3Li2TiO3 (0,1)-100,0Bsp. 988,81,89,3Li14Ti5O12 (0,1)-100,0

Die leitfähige Paste wurde auf die Vorderseite von 1 Zoll × 1 Zoll großen monokristallinen Si-Substraten von 70 Ohm mit einer etwa 70 nm dicken SiNx-Antireflexbeschichtung gedruckt. Das Muster bestand aus 11 Fingern (100 Mikron breit) und 1 Sammelschiene (2,0 mm breit). Auf die Rückseite des Substrats wurde eine leitfähige Aluminiumpaste durch Siebdruck schichtförmig aufgebracht und getrocknet. Die Trocknungstemperatur der Pasten betrug 150°C. Das resultierende Substrat wurde dem gleichzeitigen Brennen der schichtförmig aufgebrachten Pasten in einem Infrarotofen bei einer Spitzentemperatur von 750°C und IN-OUT etwa 1,5 min lang unterworfen, um die erwünschte Testprobe-Solarzellenelektrode zu erhalten. Die Eff (%) und Haftung (N) wurden dem bei Versuch 1 verwendeten Verfahren entsprechend gemessen. Die Ergebnisse der Messbestimmungen sind in Tabelle 6 (Eff (%)) und 4 (Haftung (Mittelwert) (N)) gezeigt. Tabelle 6

BeispielnummernEff (%)Beispiel 815,4Beispiel 915,4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • US 2011-0308597 A1 [0003]