ПРОВОДЯЩИЕ ПАСТЫ С МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИМИ МОДИФИКАТОРАМИ Российский патент 2013 года по МПК C09D11/00 H01L31/216 

Область техники изобретения

Варианты выполнения настоящего изобретения относятся к проводящим пастам, содержащим фритту и один или более металлоорганических компонентов, и фотогальваническим элементам, имеющим линии проводящей сетки, сформированные из проводящих паст, которые содержат фритту и один или более металлоорганических компонентов.

Предшествующий уровень техники изобретения

Проводящие пасты или массы используют для формирования металлических контактов, таких как серебряные линии сетки и шины, на поверхности субстратов, таких как кремний. Такие субстраты можно использовать в фотоэлементах или фотогальванических элементах, которые превращают солнечную энергию в электрическую энергию, когда фотоны солнечного света возбуждают электроны из валентной зоны полупроводника в проводящую зону полупроводника. Электроны, которые движутся в проводящую зону полупроводника, собираются в месте металлических контактов. Кристаллические кремниевые фотоэлементы в современной промышленности обычно покрывают просветляющим покрытием для улучшения поглощения света, что повышает эффективность элементов. Однако, просветляющее покрытие также действует как изолятор, препятствуя переносу электронов с субстрата к металлическим контактам. Фотоэлементы обычно покрывают просветляющим покрытием перед нанесением проводящей пасты. Просветляющие покрытия часто содержат нитрид кремния, оксид титана или оксид кремния.

Проводящие пасты обычно содержат стеклянную фритту, проводящий материал и органическую среду. Проводящий материал, обычно частицы металла, такого как серебро, придают проводящие свойства и действуют в качестве токоснимателей после формирования металлических контактов. Для формирования металлических контактов проводящие пасты наносят на субстрат методом печати. Субстрат затем обжигают при температуре в диапазоне от около 650°С до около 950°С. В большинстве случаев необходима спекающая добавка, так как применяемая температура обжига ниже, чем эвтектическая точка серебра и кремния, и чем температура плавления серебра. Кроме того, фотоэлементы обычно покрывают просветляющим покрытием перед нанесением проводящей пасты. Проводящая паста должна проникать через просветляющее покрытие для формирования металлических контактов, имеющих омический контакт с субстратом.

Проводящие пасты содержат стеклянные фритты для содействия спеканию частиц металла с субстратом и для улучшения адгезии и омического контакта между сформированным металлическим контактом и субстратом. В зависимости от состава стеклянные фритты могут разжижаться при обжиге при температуре от около 300°С до около 600°С. При разжижении стеклянная фритта приобретает склонность к течению в направлении границы между частицами металла и просветляющим покрытием, расположенном на субстрате. Расплавленное стекло растворяет вещества просветляющего покрытия, а также часть серебра и субстрата. При снижении температуры расплавленное серебро и расплавленный или растворенный субстрат кристаллизуются из жидкой фазы. В результате, некоторые из кристаллитов серебра способны проникать через просветляющий слой и образовывать омический контакт с субстратом. Данный способ называется "fire-through", он облегчает формирование низкого сопротивления контакта и более прочной связи между серебром и субстратом. Если выбранная фритта слишком агрессивна, субстрат может загрязняться, тем самым снижая производительность фотоэлементов. Выбор подходящих фритт или смесей фритт-предшественников помогает избежать такого загрязнения и обеспечить хорошую производительность элементов.

Соответственно, существует потребность в проводящей пасте, которая улучшает последовательное сопротивление в гальваническом элементе, содействует спеканию и также обладает способностью улучшения адгезии и омического контакта между металлическими контактами и субстратом через просветляющие покрытия.

Краткое описание изобретения

По одному аспекту настоящего изобретения предоставляются проводящие пасты, в которых используют стеклянную фритту, проводящий материал, органическую среду и один или более металлоорганических компонентов, которые при обжиге образуют сплавы металлов или оксиды металлов. При использовании в тексте данной заявки термины "масса" и "паста" используются взаимозаменяемо.

В одном или более вариантов выполнения фритта и один или более металлоорганических компонентов проводящей пасты объединяют в массе, адаптированной для нанесения на субстрат, такой как фотогальванический элемент, что- снижает последовательное сопротивление в фотогальваническом элементе в той же или в большей степени, как для фотогальванических элементов с нанесенными на них массами, которые не содержат металлоорганических компонентов. При нанесении на просветляющее покрытие, нанесенное на субстрат, проводящая паста по другому варианту выполнения способна проникать через просветляющее покрытие для формирования омического контакта с субстратом.

В других вариантах выполнения один или более металлоорганических компонентов содержатся в пасте в количестве, достаточном для образования около 1 масс.% оксида металла при обжиге. В некоторых вариантах выполнения проводящая паста содержит один или более металлоорганических компонентов в количестве менее около 40 масс.%. В частном варианте выполнения один или более металлоорганических компонентов присутствуют в количестве менее около 15 масс.%. В более частном варианте выполнения металлоорганические компоненты присутствуют в количестве менее около 8 масс.%.

В другом варианте выполнения изобретения описана паста, в которой используется фритта, включающая один или более из следующих: оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора, диоксид теллура и их комбинации.

По одному или более вариантам выполнения изобретения проводящая паста включает висмутовый металлоорганический компонент. В частном варианте выполнения висмутовый металлоорганический компонент присутствует в проводящей пасте в количестве около 4 масс.%. В более частном варианте выполнения, проводящая паста может включать висмутовый металлоорганический компонент и фритту, содержащую один или более из следующих: оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора, диоксид теллура и их комбинации.

По другому аспекту настоящего изобретения фотогальванический элемент включает полупроводниковый субстрат, просветляющее покрытие и линии проводящей сетки, образованные из проводящей пасты, которая содержит фритту и один или более металлоорганических компонентов. Проводящую пасту, используемую в одном варианте выполнения фотогальванических элементов, обжигали для формирования сеток, содержащих металлоксидную фазу и проводящий материал. В одном или более вариантах выполнения проводящую пасту обрабатывали для удаления органической среды и спекания проводящего материала. По одному варианту выполнения настоящего изобретения проводящая паста содержит фритту, включающую один или более из следующих: оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора, диоксид теллура и их комбинации. В другом варианте выполнения изобретения один или более металлоорганических компонентов присутствуют в проводящей пасте в количестве, достаточном для образования, при обжиге, по меньшей мере около 1 масс.% оксида металла. В частном варианте выполнения изобретения один или более металлоорганических компонентов присутствуют в количестве менее около 40 масс.%. Более частный вариант выполнения изобретения включает один или более металлоорганических компонентов в количестве менее около 15 масс.%, в то время как еще более частный вариант выполнения изобретения имеет один или более металлоорганических компонентов в количестве менее около 8 масс.%.

По одному или более вариантам выполнения изобретения фотогальванические элементы включают проводящие пасты, содержащие висмутовый металлоорганический компонент. Более частные варианты выполнения изобретения имеют проводящие пасты, содержащие висмутовый металлоорганический компонент в количестве около 4 масс.%. В еще более частных вариантах выполнения фотогальванических элементов применяется висмутовый металлоорганический компонент и фритта, которая содержит один или более из следующих: оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора, диоксид теллура и их комбинации.

Выше довольно широко были очерчены некоторые признаки и технические преимущества настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что описанные частные варианты выполнения изобретения можно легко использовать в качестве основы для изменения или разработки других структур или способов в рамках объема настоящего изобретения. Также специалистам в данной области техники будет понятно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за рамки сущности и объема настоящего изобретения, описанных в прилагаемой формуле изобретения.

Подробное описание изобретения

Перед описанием некоторых иллюстративных вариантов выполнения настоящего изобретения необходимо понимать, что настоящее изобретение не ограничивается деталями конструкции или стадиями способов, описанными далее в данном тексте. Возможны другие варианты выполнения настоящего изобретения, которые можно осуществлять или выполнять различными способами.

Аспекты настоящего изобретения касаются проводящих паст, содержащих один или более металлоорганических компонентов, по меньшей мере одну фритту, проводящий материал и другие компоненты, которые далее будут описаны более подробно. Кроме того, более подробно также будут рассмотрены аспекты настоящего изобретения, касающиеся фотогальванических элементов.

Металлорганические компоненты

Один или более вариантов выполнения настоящего изобретения включают проводящие пасты, имеющие один или более металлоорганических компонентов. В целом, Металлорганические компоненты представляют собой соединения, содержащие атомы металлов, включая карбоксилаты металлов, такие как неодеканоаты, ацетаты и пропионаты, алкоксиды металлов и комплексы металлов, которые умеренно растворимы или нерастворимы в воде. Металлорганические компоненты также могут содержать любые ароматические или алифатические группы, и иногда их называют резинатами металлов, когда органическая часть состоит из групп, являющихся производными полимеров или других природных продуктов. Другие подходящие Металлорганические компоненты включают меркаптиды металлов. Металлорганические компоненты, используемые в одном или более вариантах выполнения изобретения, могут иметь более одного вида атомов металлов.

Примеры металлоорганических компонентов, используемых с одной или более проводящими пастами, включают комбинацию бор-металлоорганических, алюминий-металлоорганических, кремний-металлоорганических, висмут-металлоорганических, цинк-металлоорганических и ванадий-металлоорганических компонентов. Иногда металлоорганические и органо-металлические соединения определяют как две категории. При использовании в тексте данной заявки, термин "металлоорганическое соединение" включает как металлоорганические, так и органо-металлические соединения.

Без привязки к какой-либо теории считают, что при обжиге металлоорганические компоненты разлагаются и органические части удаляются из проводящей пасты. Также могут образовываться смеси металлов или металлических сплавов или оксидов металлов. Количество твердого вещества, полученного после обжига, называют "содержание твердого веществ в металлоорганических компонентах в массовых процентах". По одному или более вариантам выполнения изобретения металлоорганический компонент(ы) может иметь содержание твердого вещества по меньшей мере 0.5 масс.%. Другой вариант выполнения изобретения включает металлоорганический компонент (компоненты), имеющий содержание твердого вещества по меньшей мере 1-2 масс.%. Без привязки к какой-либо теории считают, что аналогично использованию стеклянных фритт в проводящих пастах количество твердого вещества, полученного из металлоорганического компонента (компонентов), влияет на способность проводящей пасты формировать электрический проводник на субстрате или формировать омический контакт с субстратом. Данная способность, следовательно, способствует производительности устройства, включающего проводящую пасту, такого как полупроводник, фотогальванический элемент или автомобильное стекло.

В одном или более вариантах выполнения изобретения металлоорганические компоненты включают висмутовые металлоорганические компоненты и/или серебряные металлоорганические компоненты. Частный вариант выполнения изобретения может включать один или более висмутовых металлоорганических компонентов, серебряных металлоорганических компонентов или борных металлоорганических компонентов. Другой вариант выполнения изобретения включает один или комбинации висмутовых металлоорганических компонентов, серебряных металлоорганических компонентов, борных металлоорганических компонентов, алюминиевых металлоорганических компонентов, цинковых металлоорганических компонентов и/или ванадиевых металлоорганических компонентов.

По одному варианту выполнения изобретения для достижения требуемых свойств отдельный элемент или оксиды металлов или коллоидные суспензии металлов можно добавлять к металлоорганическим компонентам в качестве модификаторов для повышения содержания какого-либо элемента или придания новых свойств. Например, можно добавлять фосфор, P₂O₅ или другой тип фосфорсодержащего соединения для производства самолегирующих (self-doping) паст для использования в фотоэлементах.

Для регулирования конечных свойств можно принять во внимание дополнительные факторы в разработке состава металлоорганических компонентов. Один принцип включает контроль агрессивности проводящей пасты на просветляющем покрытии и предотвращение загрязнения субстрата. Другой принцип включает выбор температуры термического разложения в диапазоне от около 200°С до около 500°С или в другом диапазоне в зависимости от профиля распределения температуры при обжиге, чтобы обеспечить достаточно времени и тепла для взаимодействия твердой смеси, образовавшейся при разложении металлоорганического компонента (компонентов), с проводящим материалом и просветляющим покрытием. Можно рассмотреть использование карбоксилатов металлов или предшественников низкотемпературного химического осаждения в паровой фазе ("CVD") для регулирования температуры разложения. Третий принцип включает выбор одного или более металлоорганических компонентов, которые обладают консистенцией, подходящей для отпечатывания, или которые можно также использовать в качестве модификаторов реологии.

Проводящие материалы

В одном или более вариантах выполнения изобретения в проводящей пасте используется проводящий материал, такой как серебро в порошкообразной или дисперсной форме. Другие неограничивающие примеры подходящих проводящих материалов включают проводящие металлы, такие как золото, медь и платина в порошкообразной или дисперсной форме.

Соединение серебра, используемое в одном или более вариантах выполнения изобретения может иметь вид одного или более тонкоизмельченных порошков металлического серебра или сплавов серебра. В других вариантах выполнения изобретения серебро можно добавлять в виде солей серебра, таких как нитрат серебра (AgNO₃). По одному или более вариантам выполнения проводящий материал должен обладать способностью к спеканию при температуре выше около 500°С.

В одном или более вариантах выполнения изобретения не требуется использование проводящего материала, а вместо него используются металлоорганические компоненты, которые при обжиге образуют один или более проводящих металлических элементов. Примеры проводящих металлических элементов включают медь, серебро, золото, платину и/или другие благородные металлы и их комбинации. В одном или более вариантах выполнения изобретения используют и проводящий материал, и металлоорганические компоненты, которые при обжиге образуют проводящие металлические элементы.

Стеклянные фритты

Порошки стеклянной фритты, используемые в одном или более вариантах выполнения настоящего изобретения, содержат один или более из следующих: оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора, диоксид теллура и их комбинации.

Один частный вариант выполнения изобретения включает стеклянную фритту, которая содержит диоксид теллура и не содержит целенаправленно добавленного свинца. В таких вариантах выполнения изобретения термин "без целенаправленного добавления свинца" означает стеклянную фритту, содержащую свинец в количестве менее около 1000 чнм. В частном варианте выполнения изобретения стеклянная фритта содержит диоксид теллура в количестве от около 0.01 масс.% до 10 масс.%. В более частном варианте выполнения стеклянная фритта, используемая по настоящему изобретению, включает диоксид теллура, ZnO, Al₂O₃ и их комбинации. Еще более частный вариант выполнения содержащей диоксид теллура стеклянной фритты может также включать другие компоненты, такие как Ag₂O, Sb₂O₃, GeO₂, In₂O₃, P₂O₅, V₂O₅, Nb₂O₅ и Ta₂O₅. В дополнительных вариантах выполнения настоящего изобретения используются оксиды щелочных металлов и/или оксиды щелочноземельных металлов, такие как Na₂O, Li₂O и/или K₂O, и BaO, CaO, MgO и/или SrO, соответственно.

В одном варианте выполнения стеклянная фритта, используемая в проводящей пасте по настоящему изобретению, содержит более около 20% и менее около 60 масс.% Bi₂O₃, от около 15% до около 30 масс % SiO₂ и от около 2% до около 9 масс.% В₂О₃, при этом стеклянная фритта по существу не содержит Na₂O. По одному или более вариантам выполнения изобретения «по существу не содержит Na₂O» означает, что Na₂O присутствует во фритте в количестве в диапазоне от около 0% до 0.2 масс.%.

Проводящие пасты по одному или более вариантам выполнения настоящего изобретения также содержат порошки теллурата висмута и/или силиката висмута. Было обнаружено, что добавление порошков теллурата висмута и/или силиката висмута может управлять кристаллизацией стеклянной фритты за счет смещения начала кристаллизации в сторону более низких температур.

Хотя настоящее изобретение не связано с какой-либо теорией, считают, что порошки теллурата висмута и/или силиката висмута обеспечивают центры кристаллизации для роста кристаллов. При фотоэлектрическом применении стеклянная фритта должна проникать через просветляющий слой или растворять его, чтобы обеспечить образование серебром омического контакта, однако желательно регулирование агрессивности стеклянной фритты для предотвращения его проникновения через полупроводниковый переход, что приведет к шунтированию устройства. В других вариантах выполнения используются другие известные фазы, которые производят такой же или аналогичный эффект, как и теллурат висмута и/или силикат висмута, такие как диоксид титана, диоксид циркония, фосфорные соединения и другие.

Прочие компоненты

Проводящая паста по одному или более вариантам выполнения изобретения также может включать органический носитель. Органический носитель диспергирует дисперсные компоненты и облегчает перенос композиции пасты на поверхность. По меньшей мере в одном варианте выполнения изобретения органический носитель включает любой подходящий инертный растворитель, полимеры и обычно применяемые поверхностно-активные вещества. Конкретно, органический носитель растворяет полимеры и диспергирует проводящий материал и металлоорганические компоненты до образования проводящей пасты с подходящей реологией. Различные органические носители с загустителями, стабилизаторами и/или другими обычными добавками или без них могут использоваться в получении вариантов выполнения настоящего изобретения. Примеры растворителей включают спирты (включая гликоли), а также эфиры таких спиртов, терпены, такие как сосновое масло, терпинеол и другие. Более частные примеры растворителей включают дибутилфталат, монобутиловый эфир диэтиленгликоля, терпинеол, изопропанол, тридеканол и 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутират. В некоторых вариантах выполнения используются носители, которые также содержат летучие жидкости для стимулирования более быстрого высушивания после нанесения на субстрат.

Примеры подходящих полимеров включают этилцеллюлозу, метилцеллюлозу, нитроцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и другие производные целлюлозы. Другие примеры включают такие полимеры, как эфиры акриловой кислоты, эфиры метакриловой кислоты, поливиниловые спирты, поликетоны и поливинилбутирали.

В одном частном варианте выполнения изобретения используют растворы полимеров, таких как полиметакрилаты низших спиртов, в то время как в более частном варианте выполнения жидкий носитель включает этилцеллюлозу, растворенную в растворителях, таких как сосновое масло и монобутиловый эфир диэтиленгликоля.

Соотношение органического носителя и твердого вещества в проводящей пасте по одному или более вариантам выполнения может значительно варьироваться и определяется реологией конечного требуемого состава, которая, в свою очередь, определяется требованиями системы к трафаретной печати. В одном или более вариантах выполнения изобретения проводящая паста может содержать от около 50 до около 95 масс.% твердого вещества и от около 5 до около 50 масс.% органического носителя.

Один или более варианты выполнения проводящих паст могут дополнительно содержать другие добавки, известные в данной области техники, такие как красители и красящие вещества, модификаторы реологии, средства, повышающие адгезию, ингибиторы спекания, модификаторы дообжиговой прочности, поверхностно-активные вещества и так далее.

Проводящую пасту по одному или более вариантам выполнения изобретения можно получать с помощью подходящего оборудования, такого как трехвалковая мельница. По меньшей мере в одном варианте выполнения один или более металлоорганических компонентов, стеклянную фритту, проводящий материал и органические носители предварительно смешивают и диспергируют в мельнице.

Фотогальванические элементы

В другом аспекте настоящего изобретения описаны фотогальванические элементы, содержащие полупроводниковый субстрат, просветляющее покрытие на субстрате и линии проводящей сетки. По одному или более вариантам выполнения изобретения линии проводящей сетки образуются из проводящей пасты, содержащей стеклянную фритту, проводящий материал, органическую среду и один или более металлоорганических компонентов. Один или более описанных в данном тексте вариантов выполнения проводящих паст можно использовать для образования линий проводящей сетки. По одному или более вариантам выполнения желательны один или более металлоорганических компонентов, так чтобы проводящая паста могла проникать через просветляющее покрытие на субстрате или растворять его и устанавливать омический контакт.

В одном или более вариантах выполнения изобретения полупроводниковый субстрат может представлять собой кремний. Можно использовать другие подходящие субстраты, известные в данной области техники, такие как легированные полупроводниковые субстраты. По одному или более вариантам выполнения просветляющие покрытия могут содержать диоксид кремния, оксид титана, нитрид кремния или другие покрытия, известные в данной области техники.

Полупроводниковый субстрат может включать монокристаллический или поликристаллический кремний. Просветляющие покрытия можно наносить на субстрат с использованием методик химического осаждения из паровой фазы. В некоторых вариантах выполнения для нанесения просветляющего покрытия на субстрат используют усиленные плазмой методики химического осаждения из паровой фазы. Полупроводниковые субстраты по одному или более вариантам выполнения также могут быть протравлены или текстурированы для уменьшения отражения солнечного света и повышения степени поглощения. По одному или более вариантам выполнения после этого на поверхность субстрата или на просветляющее покрытие наносится проводящая паста трафаретной печатью или другими методиками. Субстрат нагревают или обжигают до температуры от около 650° до 950°С для формирования линий сетки. В одном варианте выполнения, как иным образом описано в данной заявке, обжигание позволяет стеклянной фритте плавиться и проникать через просветляющее покрытие. В одном или более вариантах выполнения проводящий материал образует кристаллиты на границе проводников и субстрата, что улучшает электрический или омический контакт между проводниками и полупроводниковым субстратом.

Не ограничивая настоящее изобретение каким-либо образом, в представленных далее примерах более полно описаны варианты выполнения изобретения.

ПРИМЕРЫ

Коэффициент заполнения, эффективность элементов и последовательное сопротивление шести фотогальванических элементов, содержащих шесть проводящих паст (Пасты А-С и Сравнительные Пасты А-С), отпечатанных на каждом элементе, испытывали для измерения производительности устройства и нанесенных на него паст. Каждая из паст А-С включала серебряный проводящий материал и три различные стеклянные фритты. Стеклянные фритты включали оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора и оксид цинка. Сравнительные Пасты А-С включали серебряный проводящий материал и висмутовый металлоорганический компонент. Проводящая Паста А также включала стеклянную фритту, протестированную в Пасте А, в то время как Проводящие Пасты В и С включали стеклянные фритты, протестированные в Пастах В и С, соответственно. Производительность каждого фотогальванического элемента измерена и представлена в Таблице 1. Полученные значения для фотогальванических элементов со Сравнительными Пастами А, В и С были стандартизованы относительно соответствующих Паст А, В и С, соответственно.

Результаты испытаний фотоэлементов с проводящими пастами, содержащими и не содержащими металлоорганические компоненты.

Таблица 1:   Паста Коэффициент заполнения Эффективность элемента Последовательное сопротивление (Ом/см²) Фритта 1 Паста А 1.00 1.00 1.00 Сравнительная Паста А 1.45 1.47 0.20 Фритта 2 Паста В 1.00 1.00 1.00 Сравнительная Паста В 1.14 1.14 0.39 Фритта 3 Паста С 1.00 1.00 1.00 Сравнительная Паста С 1.10 1.10 0.60

"Коэффициент заполнения" и "эффективность" являются единицами измерения производительности полупроводника. Термин "коэффициент заполнения" определяют как соотношение максимальной мощности (V_mp×J_mp), деленной на произведение плотности тока короткого замыкания (J_sc) и напряжения разомкнутой цепи (V_oc) в вольтамперных (I-V) характеристиках для фотоэлементов. Напряжение разомкнутой цепи (V_oc) представляет собой максимальное напряжение, получаемое в режиме холостого хода. Плотность тока короткого замыкания (J_sc) представляет собой максимальную плотность тока без нагрузки в режиме короткого замыкания. Коэффициент заполнения (FF), таким образом, определяют как (V_mpJ_mp)/(V_ocJ_sc), где J_mp и V_mp представляют собой плотность тока и напряжение при максимальном значении мощности.

Термин "эффективность" представляет собой процентное отношение мощности, превращенной (превращенной из поглощаемого солнечного света в электроэнергию) и собранной в месте соединения фотоэлемента и электрической цепи. Эффективность (η) вычисляют как пиковую мощность (P_m), деленную на произведение общей падающей радиации (Е, измеряется в Вт·м^-2) и площади прибора (А, измеряется в м²) при "стандартных" условиях испытаний, где η=P_m/ (Е×А).

Как показано в Таблице 1 Сравнительные Пасты А, В и С продемонстрировали более высокую эффективность, чем Пасты А, В и С, соответственно. Таким образом, на основании данных результатов считают, что добавление одного или более металлоорганических компонентов в проводящую пасту может улучшать производительность фотогальванического элемента.

Упоминание в настоящем описании "одного варианта выполнения изобретения", "некоторых вариантов выполнения изобретения", "одного или более вариантов выполнения изобретения" или "варианта выполнения изобретения" означает, что конкретный признак, структура, материал или особенность, описанные в связи с данным вариантом выполнения, включены по меньшей мере в один вариант выполнения данного изобретения. Таким образом, такие фразы, как "в одном или более вариантов выполнения изобретения", "в некоторых вариантах выполнения изобретения", "в одном варианте выполнения изобретения" или "в варианте выполнения изобретения" в различных местах настоящего описания необязательно касаются одного и того же варианта выполнения изобретения. Кроме того, частные признаки, структуры, материалы или особенности могут комбинироваться любым подходящим образом в одном или более вариантах выполнения изобретения.

Несмотря на то, что изобретение в данном тексте было описано со ссылкой на частные варианты выполнения изобретения, необходимо понимать, что данные варианты выполнения только иллюстрируют принципы и области применения настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники понятно, что возможны различные модификации и изменения способа и аппаратного оформления настоящего изобретения без выхода за рамки сущности и объема изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение включает модификации и изменения, которые находятся в рамках прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.

Изобретение относится к проводящим пастам, применяемым для формирования металлических контактов на поверхности субстратов в фотогальванических элементах. Проводящая паста содержит стеклянную фритту, проводящий материал, органическую среду и один или более металлоорганических компонентов, которые образуют оксиды металлов при обжиге. Металлоорганические компоненты выбраны из группы, включающей карбоксилат металла и алкоксид металла, где металл - бор, алюминий, кремний, висмут, цинк или ванадий. При нанесении на просветляющее покрытие на субстрате проводящая паста способна проникать через покрытие с формированием омического контакта с субстратом. Описан также фотогальванический элемент, содержащий полупроводниковый субстрат, просветляющее покрытие и линии проводящей сетки, сформированные из указанной проводящей пасты. Предложенная проводящая паста обеспечивает повышение эффективности фотогальванического элемента, улучшает адгезию и омический контакт между металлическими элементами и субстратом через просветляющие покрытия. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

1. Проводящая паста для использования в полупроводнике для применения в качестве фотогальванического элемента, содержащая стеклянную фритту, проводящий материал, органическую среду и один или более металлоорганических компонентов, которые образуют оксиды металлов при обжиге, где стеклянная фритта и металлоорганические компоненты объединены в массе, адаптированной для нанесения на субстрат, при этом паста адаптирована для снижения последовательного сопротивления в той же или большей степени, чем пасты, которые не содержат металлоорганических компонентов, причем один или более металлоорганических компонентов выбраны из группы, состоящей из карбоксилата металла и алкоксида металла, которые содержат бор, алюминий, кремний, висмут, цинк или ванадий.

2. Паста по п.1, где один или более металлоорганических компонентов присутствуют в количестве, достаточном для образования при обжиге оксида металла в количестве по меньшей мере около 1 мас.%.

3. Паста по п.1, где один или более металлоорганических компонентов присутствуют в количестве менее около 40 мас.%.

4. Паста по п.3, где один или более металлоорганических компонентов присутствуют в количестве менее около 15 мас.%.

5. Паста по п.4, где один или более металлоорганических компонентов присутствуют в количестве менее около 8 мас.%.

6. Паста по п.1, где один или более металлоорганических компонентов дополнительно содержат металлоорганическое соединение висмута.

7. Паста по п.6, где металлоорганическое соединение висмута присутствует в количестве около 4 мас.%.

8. Паста по п.1 или 6, где стеклянная фритта содержит один или более из следующих: оксид висмута, диоксид кремния, оксид бора, диоксид теллура и их комбинации.

9. Паста по п.1, где при нанесении пасты на просветляющее покрытие, нанесенное на субстрат, проводящая паста способна проникать через просветляющее покрытие с формированием омического контакта с субстратом.

10. Фотогальванический элемент, содержащий полупроводниковый субстрат, просветляющее покрытие и линии проводящей сетки, сформированные из проводящей пасты по любому из пп.1-9, где данная паста обработана для удаления органической среды и спекания проводящих материалов.