用于金属穿孔卷绕硅太阳能电池的导电银浆
阅读：941发布：2024-02-24
专利汇可以提供用于金属穿孔卷绕硅太阳能电池的导电银浆专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了包含粒状导电 银 、 钒 磷锑锌基 氧 化物、碲 硼 磷基氧化物或碲钼铈基氧化物和有机载体的导电银通路浆，其尤其可用于在MWT 太阳能 电池 的 硅 片 中提供空穴的 金属化 。结果是介于 太阳能电池 正面 上的收集器线和背面上的发射器 电极 之间的金属导电通路。所述浆料还可用于形成太阳能电池正面上的收集器线和太阳能电池背面上的发射器电极。本发明还公开了金属穿孔卷绕硅太阳能电池，其包含经 焙烧 的导电银浆。，下面是用于金属穿孔卷绕硅太阳能电池的导电银浆专利的具体信息内容。
1.一种导电银浆，所述导电银浆包含：
(a)银；
(b)钒磷锑锌基氧化物，所述钒磷锑锌基氧化物包含45至60重量％的V2O5、15至30重量％的P2O5、5至20重量％的Sb2O3和3至15重量％的ZnO，其中所述重量％是基于所述钒磷锑锌基氧化物的总重量计的；和
(c)有机载体，其中所述银和所述钒磷锑锌基氧化物分散在所述有机载体中。
2.根据权利要求1所述的导电银浆，所述钒磷锑锌基氧化物还包含0.1至1重量％的TiO2和0.1至1重量％的Al2O3，其中所述重量％是基于所述钒磷锑锌基氧化物的总重量计的。
3.根据权利要求1所述的导电银浆，所述导电银浆包含基于所述导电银浆的总重量计
85至95重量％的银和0.2至3.0重量％的钒磷锑锌基氧化物。
4.根据权利要求1所述的导电银浆，所述导电银浆还包含0.1至1重量％的烧结抑制剂，所述烧结抑制剂选自树脂酸钛和二氧化钛，其中所述重量％是基于所述导电银浆的总重量计的。
5.一种具有n型或p型硅基板的金属穿孔卷绕硅太阳能电池，所述金属穿孔卷绕硅太阳能电池包含经焙烧的权利要求1-4中任一项所述的导电银浆。
6.一种导电银浆，所述导电银浆包含：
(a)银；
(b)碲硼磷基氧化物，所述碲硼磷基氧化物包含80至95重量％的TeO2、1至10重量％的B2O3和1至10重量％的P2O5，其中所述重量％是基于所述碲硼磷基氧化物的总重量计的；
和
(c)有机载体，其中所述银和所述碲硼磷基氧化物分散在所述有机载体中。
7.根据权利要求6所述的导电银浆，所述碲硼磷基氧化物还包含0.1至5重量％的SnO2，其中所述重量％是基于所述碲硼磷基氧化物的总重量计的。
8.根据权利要求6所述的导电银浆，所述导电银浆包含基于所述导电银浆的总重量计
85至95重量％的银和0.2至3.0重量％的碲硼磷基氧化物。
9.根据权利要求6所述的导电银浆，所述导电银浆还包含0.1至1重量％的烧结抑制剂，所述烧结抑制剂选自树脂酸钛和二氧化钛，其中所述重量％是基于所述导电银浆的总重量计的。
10.一种具有n型或p型硅基板的金属穿孔卷绕硅太阳能电池，所述金属穿孔卷绕硅太阳能电池包含经焙烧的权利要求6-9中任一项所述的导电银浆。
11.一种导电银浆，所述导电银浆包含：
(a)银；
(b)碲钼铈基氧化物，所述碲钼铈基氧化物包含45至65重量％的TeO2、20至35重量％的MoO3和10至25重量％的CeO2，其中所述重量％是基于所述碲钼铈基氧化物的总重量计的；和
(c)有机载体，其中所述银和所述碲钼铈基氧化物分散在所述有机载体中。
12.根据权利要求11所述的导电银浆，所述导电银浆包含基于所述导电银浆的总重量计85至95重量％的银和0.2至3.0重量％的碲钼铈基氧化物。
13.根据权利要求11所述的导电银浆，所述导电银浆还包含0.1至1重量％的烧结抑制剂，所述烧结抑制剂选自树脂酸钛和二氧化钛，其中所述重量％是基于所述导电银浆的总重量计的。
14.一种具有n型或p型硅基板的金属穿孔卷绕硅太阳能电池，所述金属穿孔卷绕硅太阳能电池包含经焙烧的权利要求11-13中任一项所述的导电银浆。
用于金属穿孔卷绕硅太阳能电池的导电银浆
技术领域
背景技术
[0002] 具有p型(p掺杂)硅基板的常规太阳能电池在其正面上具有n型(n掺杂)扩散层形式的n型发射器。这种常规的硅太阳能电池结构使用负极来接触电池的正面即光照面、以及在背面上的正极。众所周知，在半导体的p-n结上入射的合适波长的辐射充当产生电子-空穴对的外部能源。存在于p-n结处的电势差会导致空穴和电子以相反的方向跨过该结移动，从而生成能够向外部电路传送电力的电流。大部分太阳能电池为已经金属化的硅片形式，即设有导电的金属电极。通常，正面金属化为所谓的H图案的形式，即网格阴极的形式，其包含细的平行指状线(收集器线)以及使指状线成直角相交的汇流条，而背面金属化是与银或银/铝汇流条或插片电连接的铝阳极。借助于这两种电极收集光电电流。
[0003] 另选地，具有n型硅基板的反向太阳能电池结构也是已知的。该电池在正面上具有带正极的正面p型硅表面(正面p型发射器)，并且具有负极以接触电池的背面。由于n掺杂硅中的电子重组速度降低，因此与具有p型硅基板的太阳能电池相比，具有n型硅基板的太阳能电池(n型硅太阳能电池)理论上能够产生更高的效率增益。
[0004] 如在常规硅太阳能电池的情况下，MWT硅太阳能电池可被制备成具有p型硅基板的MWT硅太阳能电池，或另选地，制备成具有n型硅基板的MWT硅太阳能电池。如在常规的太阳能电池中，MWT太阳能电池的发射器通常由充当抗反射涂层(ARC)的介电钝化层覆盖。然而，MWT硅太阳能电池具有不同于常规太阳能电池的电池设计。常规太阳能电池的正面电极减少了可在太阳能电池的正面上获得的有效感光面积，从而降低了太阳能电池的性能。MWT太阳能电池具有在太阳能电池背面上的两个电极。这可通过例如利用激光钻孔形成小空穴来完成，所述小空穴在电池的正面和背面之间形成通路。
[0005] MWT硅太阳能电池的正面设有细的导电金属收集器线形式的正面金属化，所述收集器线按通常用于MWT硅太阳能电池的图案来布置，例如网格状或网状图案或者细平行指状线形式。收集器线由具有烧透能力的导电金属浆料来施用。在干燥之后，将所述收集器线穿过正面介电钝化层烧透，从而与硅基板的正面产生接触。术语“具有烧透能力的金属浆料”表示以下金属浆料，该浆料在焙烧过程中蚀刻并穿透(烧透)钝化层或ARC层，从而与硅基板的表面产生电接触。
[0006] 空穴的内侧和(如果存在)空穴前边缘周围的窄边，即未覆盖有介电钝化层的扩散层，设有金属化，所述金属化以在空穴侧面上的导电金属层形式或以导电金属塞(完全填充有导电金属的空穴)形式。收集器线的端子与空穴的金属化重叠，并且因此与之电连接。收集器线由具有烧透能力的导电金属浆料来施用。所述空穴的金属化通常由导电金属浆料施用，然后被焙烧。所述空穴的金属化充当发射器触点并形成连接至发射器的背面电极或电连接充当连接至发射器的背面电极的其它金属沉淀物。
[0007] MWT硅太阳能电池的背面还具有直接连接至硅基板的电极。这些电极与空穴的金属化和发射器电极电绝缘。MWT硅太阳能电池的光电电流流过这两种不同的背面电极，即连接至发射器的那些和连接至基板的那些。
[0009] 由于发射器电极位于背面，从而减少了对可在太阳能电池的正面上获得的感光区域的遮蔽，因此改善了MWT太阳能电池的效率。此外，所述发射器电极可具有较大的尺寸，从而降低了欧姆损失，并且所有电连接均在背面上进行。
[0010] 当制备MWT太阳能电池时，需要导致金属化空穴的以下导电性浆料：(1)在收集器线和发射器电极之间具有足够低的串联电阻，(2)对空穴的侧面和太阳能电池背面上的硅具有良好的粘附性以及(3)具有足够高的并联电阻以防止电池的部分(即发射器和基板)之间的有害电连接。
发明内容
[0011] 本发明涉及导电银浆，其包含：
[0012] (a)银；
[0013] (b)钒磷锑锌基氧化物，其包含45至60重量％的V2O5、15至30重量％的P2O5、5至20重量％的Sb2O3和3至15重量％的ZnO，其中重量％是基于钒磷锑锌基氧化物的总重量计的；和
[0014] (c)有机载体，其中银和钒磷锑锌基氧化物分散在有机载体中。
[0015] 本发明也涉及导电银浆，其包含：
[0016] (a)银；
[0017] (b)碲硼磷基氧化物，其包含80至95重量％的TeO2、1至10重量％的B2O3和1至10重量％的P2O5，其中重量％是基于碲硼磷基氧化物的总重量计的；和
[0018] (c)有机载体，其中银和碲硼磷基氧化物分散在有机载体中。
[0019] 本发明还涉及导电银浆，其包含：
[0020] (a)银；
[0021] (b)碲钼铈基氧化物，其包含45至65重量％的TeO2、20至35重量％的MoO3和10至25重量％的CeO2，其中重量％是基于碲钼铈基氧化物的总重量计的；和
[0022] (c)有机载体，其中银和碲钼铈基氧化物分散在有机载体中。
[0023] 这些导电银浆尤其可用于提供MWT太阳能电池硅片中空穴的金属化。这种金属化导致介于太阳能电池正面上的收集器线和背面上的发射器电极之间的金属导电通路。
[0024] 本发明还提供了金属穿孔卷绕硅太阳能电池，其包含本发明的经焙烧的导电银浆。
具体实施方式
[0025] 本发明的导电银通路浆料允许制备具有改善性能的MWT硅太阳能电池。所述导电银浆具有良好的空穴填充能力。结果是介于太阳能电池正面上的收集器线和背面上的发射器电极之间的金属导电通路。所述浆料还可用于形成太阳能电池正面上的收集器线和太阳能电池背面上的发射器电极。
[0026] 导电银浆包含银、钒磷锑锌基氧化物、碲硼磷基氧化物或碲钼铈基氧化物、以及有机载体。
[0027] 下文详细讨论了本发明的导电银浆的每种组分。
[0028] 银
[0029] 在本发明中，浆料的导电相为银(Ag)。银可以为银金属、银的合金或它们的混合物的形式。通常，在银粉中，银颗粒为薄片形式、球形形式、颗粒形式、结晶形式、其它不规则形式、以及它们的混合物。银能够以胶态悬浮液提供。银也可为氧化银(Ag2O)、银盐诸如AgCl、AgNO3、AgOOCCH3(乙酸银)、AgOOCF3(三氟乙酸银)、正磷酸银(Ag3PO4)、或它们的混合物的形式。也可使用与其它厚膜浆料组分相容的其它形式的银。
[0030] 在一个实施例中，所述银为球形银颗粒的形式。所述球形银颗粒的粉末具有相对窄的粒度分布。在一个实施例中，球形银颗粒所具有1.7至1.9μm的d50，其中中值粒径d50借助激光衍射来来确定。在一个此类实施例中，球形银颗粒具有d10≥1μm和d90≤3.8μm。在另一个实施例中，所述银为不规则(结节状)银颗粒的形式，所述不规则银颗粒具有5.4至11.0μm的d50，以及9.6至21.7μm的d90。d10、d50和d90分别代表按体积测量时10百分率、中值或50百分率和90百分率的粒度分布。也就是说，d50(d10、d90)为使得粒子的50％(10％、90％)具有等于或小于此值的体积时的分布值。
[0031] 所述银可为未涂覆的或者所述表面至少部分地涂覆有表面活性剂。表面活性剂可以选自但不限于：硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸和亚油酸以及它们的盐，例如铵盐、钠盐或钾盐。在一个实施例中，表面活性剂为二甘醇，并且颗粒表面是基本上完全涂覆的。
[0032] 在另一个实施例中，银为银薄片的形式。在一个实施例中，银薄片的平均粒度小于10微米。在另一个实施例中，平均粒度小于5微米。
[0033] 基于导电银浆的总重量计，所述银以85至95重量％的比例存在于导电银浆中。在一个实施例中，基于导电银浆的总重量计，所述银以88至92重量％的比例存在于导电银浆中。
[0034] 钒磷锑锌基氧化物
[0035] 在一个实施例中，导电银浆包含钒磷锑锌基氧化物。在一个实施例中，钒磷锑锌基氧化物是玻璃。在另一个实施例中，钒磷锑锌基氧化物为结晶的、部分结晶的、非晶态的、部分非晶态的、或它们的组合。钒磷锑锌基氧化物包含V2O5、P2O5、Sb2O3和ZnO，并且可称为V-P-Sb-Zn-O。在一个实施例中，钒磷锑锌基氧化物包含多于一种玻璃组合物。在另一个实施例中，钒磷锑锌基氧化物包含玻璃组合物和附加组合物，诸如结晶组合物。在本文将使用术语“玻璃”、“玻璃组合物”或“玻璃料”来表示上述非晶态材料和结晶材料的任何组合。
[0036] 本文所述的玻璃组合物也可包含如下文所公开的附加组分。
[0037] 可通过使用本领域的普通技术人员所理解的技术制备钒磷锑锌基氧化物(V-P-Sb-Zn-O)，该技术混合V2O5、P2O5、Sb2O3和ZnO(或者在加热时会分解为期望的氧化物的其它材料)进行制备。此类制备技术可涉及在空气或含氧气氛中加热混合物以形成熔融物，淬火熔融物，以及碾磨、铣削和/或筛选经淬火的材料以提供具有期望粒度的粉末。钒、磷、锑和锌氧化物的混合物的熔融通常被传导至800至1200℃的峰值温度。熔融混合物可例如在不锈钢板上或反转的不锈钢辊之间淬火，以形成片状物。可研磨所得片状物以形成粉末。通常，经研磨的粉末具有0.1至3.0微米的d50。制造玻璃料领域中的技术人员可采用可供选择的合成技术，诸如但不限于水淬火、溶胶凝胶、喷雾热解、通过在金属台板上急冷进行淬火、或适用于制造玻璃的粉末形式的其它技术。
[0038] 玻璃组合物在本文描述为包含一定百分比的某些组分。具体地，该百分比指的是起始原料内所使用的组分的百分比，所述起始原料随后将如本文所述加工成玻璃组合物。此类命名对于本领域的技术人员为常规的。换句话说，组合物包含某些组分，并且这些组分的百分比采用对应的氧化物形式的百分比来表示。玻璃组合物的组分可以各种来源供应，诸如氧化物、卤化物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氢氧化物、过氧化物、卤素化合物以及它们的混合物。在本文中，钒磷锑锌基氧化物的组合物以等价氧化物给出，而不论各种组分的来源。如玻璃化学领域的普通技术人员所知，在制备玻璃期间可能释放某一部分的挥发性物质。挥发性物质的例子是氧气。
[0039] 在一个实施例中，用于制备V-P-Sb-Zn-O的起始混合物包含(基于V-P-Sb-Zn-O的总重量计)45至60重量％的V2O5、15至30重量％的P2O5、5至20重量％的Sb2O3和3至15重量％的ZnO。在另一个实施例中，V-P-Sb-Zn-O包含(基于V-P-Sb-Zn-O的总重量计)48至58重量％的V2O5、18至28重量％的P2O5、10至16重量％的Sb2O3和6至12重量％的ZnO。
[0040] 在另一个实施例中，除上述氧化物之外，用于制备V-P-Sb-Zn-O的起始混合物可包含小量的一种或多种TiO2、Al2O3、SiO2、SnO2、和B2O3或其它组分。在一个实施例中，银浆具有的V-P-Sb-Zn-O还包含0.1至1重量％的TiO2和0.1至1重量％的Al2O3(基于V-P-Sb-Zn-O的总重量计)。
[0041] 在一个实施例中，V-P-Sb-Zn-O可为均一粉末。在另一个实施例中，V-P-Sb-Zn-O可为多于一种粉末的组合，其中每种粉末可单独地为均一群体。两种粉末的总体组合的组成在如上所述的范围内。单独地，这些粉末可具有不同的组成，并且可在或可不在如上所述的范围内；然而，这些粉末的组合在如上所述的范围内。
[0042] 如果以焙烧的玻璃起始，那么本领域的普通技术人员可使用本领域技术人员已知的方法来计算本文所述的起始组分的百分比，所述方法包括但不限于：电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)等。此外，可使用以下示例性技术：X射线荧光光谱法(XRF)、核磁共振光谱法(NMR)、电子顺磁共振光谱法(EPR)、穆斯堡尔光谱法、电子微探针能量分散光谱法(EDS)、电子微探针波长分散光谱法(WDS)、阴极发光法(CL)。
[0043] 本领域的普通技术人员应认识到，原材料的选择可能无意地包含杂质，所述杂质在加工期间可能被掺入玻璃中。例如，杂质可在数百至数千ppm的范围内存在。杂质的存在不改变玻璃、厚膜组合物或焙烧而成的装置的特性。例如，即使厚膜组合物包含有杂质，包含该厚膜组合物的太阳能电池也可具有本文所述的效率。
[0044] 基于导电银浆的总重量计，V-P-Sb-Zn-O以0.2至3.0重量％的比例存在于导电银浆中。在一个实施例中，基于导电银浆的总重量计，V-P-Sb-Zn-O以0.5至2.0重量％的比例存在于导电银浆中。
[0045] 钒磷锑锌基氧化物组合物可通过混合并共混V2O5、P2O5、Sb2O3和ZnO粉末、以及任选的其它组分进行制备。将共混的粉末批料装入铂合金坩埚中，并且然后插入熔炉，熔炉温度为900至1000℃，使用空气或含O2的气氛。在组分达到完全溶解后持续进行20分钟的热处理。随后用金属辊将得自组分熔融的所得低粘度液体淬火。然后研磨淬灭的玻璃，并筛选以提供具有0.1至3.0微米的d50的粉末。
[0046] 通过以上方法制备的一个实施例具有53.2重量％的V2O5、23.3重量％的P2O5、13.4重量％的Sb2O3、9.0重量％的ZnO、0.5重量％的TiO2和0.6重量％的Al2O3(基于V-P-Sb-Zn-O的总重量计)的组合物。其通过混合并共混V2O5、P2O5、Sb2O3、ZnO、TiO2和Al2O3粉末以及如上所述的工艺制备。
[0047] 碲硼磷基氧化物
[0048] 在另一个实施例中，导电银浆包含碲硼磷基氧化物。在一个实施例中，碲硼磷基氧化物是玻璃。在另一个实施例中，碲硼磷基氧化物为结晶的、部分结晶的、非晶态的、部分非晶态的、或它们的组合。碲硼磷基氧化物包含TeO2、B2O3和P2O5，并且可称为Te-B-P-O。在一个实施例中，碲硼磷基氧化物包含多于一种的玻璃组合物。在另一个实施例中，碲硼磷基氧化物包含玻璃组合物和附加组合物，诸如结晶组合物。在本文将使用术语“玻璃”、“玻璃组合物”或“玻璃料”来表示上述非晶态材料和结晶材料的任何组合。
[0049] 本文所述的玻璃组合物也可包含如下文所公开的附加组分。
[0050] 碲硼磷基氧化物(Te-B-P-O)可通过使用本领域的普通技术人员所理解的技术，混合TeO2、B2O3和P2O5(或者在加热时会分解为期望的氧化物的其它材料)来制备。此类制备技术可涉及在空气或含氧气氛中加热混合物以形成熔融物，淬火熔融物，以及碾磨、铣削和/或筛选经淬火的材料以提供具有期望粒度的粉末。碲、硼、和磷氧化物的混合物的熔融通常在800至1200℃的峰值温度下进行。熔融混合物可例如在不锈钢板上或反转的不锈钢辊之间淬火，以形成片状物。可研磨所得片状物以形成粉末。通常，经研磨的粉末具有0.1至3.0微米的d50。制造玻璃料领域中的技术人员可采用可供选择的合成技术，诸如但不限于水淬火、溶胶凝胶、喷雾热解、通过在金属台板上急冷进行淬火、或适用于制造玻璃的粉末形式的其它技术。
[0051] 玻璃组合物在本文描述为包含一定百分比的某些组分。具体地，该百分比指的是起始原料内所使用的组分的百分比，所述起始原料随后将如本文所述加工成玻璃组合物。此类命名对于本领域的技术人员为常规的。换句话说，组合物包含某些组分，并且这些组分的百分比采用对应的氧化物形式的百分比来表示。玻璃组合物的组分可以各种来源供应，诸如氧化物、卤化物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氢氧化物、过氧化物、卤素化合物以及它们的混合物。在本文中，碲硼磷基氧化物的组合物以等价氧化物给出，而不论各种组分的来源。
如玻璃化学领域的普通技术人员所知，在制备玻璃期间可能释放某一部分的挥发性物质。
挥发性物质的例子是氧气。
如玻璃化学领域的普通技术人员所知，在制备玻璃期间可能释放某一部分的挥发性物质。
挥发性物质的例子是氧气。
[0052] 在一个实施例中，用于制备Te-B--P-O的起始混合物包含(基于Te-B--P-O的总重量计)80至95重量％的TeO2、1至10重量％的B2O3和1至10重量％的P2O5。在另一个实施例中，Te-B--P-O包含(基于Te-B--P-O的总重量计)84至93重量％的TeO2、2至8重量％的B2O3和2至8重量％的P2O5。
[0053] 在另一个实施例中，除上述氧化物之外，用于制备Te-B--P-O的起始混合物可包含小量的一种或多种TiO2、Al2O3、SiO2、SnO2、和B2O3或其它组分。在一个实施例中，银浆具有的Te-B--P-O还包含0.1至5重量％的SnO2(基于Te-B--P-O的总重量计)。
[0054] 在一个实施例中，Te-B--P-O可为均一粉末。在另一个实施例中，Te-B--P-O可为多于一种粉末的组合，其中每种粉末可单独地为均一群体。两种粉末的总体组合的组成在如上所述的范围内。单独地，这些粉末可具有不同的组成，并且可在或可不在如上所述的范围内；然而，这些粉末的组合在如上所述的范围内。
[0055] 如果以焙烧的玻璃起始，那么本领域的普通技术人员可使用本领域技术人员已知的方法来计算本文所述的起始组分的百分比，所述方法包括但不限于：电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)等。此外，可使用以下示例性技术：X射线荧光光谱法(XRF)、核磁共振光谱法(NMR)、电子顺磁共振光谱法(EPR)、穆斯堡尔光谱法、电子微探针能量分散光谱法(EDS)、电子微探针波长分散光谱法(WDS)、阴极发光法(CL)。
[0056] 本领域的普通技术人员应认识到，原材料的选择可能无意地包含杂质，所述杂质在加工期间可能被掺入玻璃中。例如，杂质可在数百至数千ppm的范围内存在。杂质的存在不改变玻璃、厚膜组合物或焙烧而成的装置的特性。例如，即使厚膜组合物包含有杂质，包含该厚膜组合物的太阳能电池也可具有本文所述的效率。
[0057] 基于导电银浆的总重量计，Te-B--P-O以0.2至3.0重量％的比例存在于导电银浆中。在一个实施例中，基于导电银浆的总重量计，Te-B--P-O以0.5至2.0重量％的比例存在于导电银浆中。
[0058] 碲硼磷基氧化物组合物可通过混合并共混TeO2、B2O3和P2O5粉末、以及任选的其它组分进行制备。将共混的粉末批料装入铂合金坩埚中，并且然后插入熔炉，熔炉温度为900至1000℃，使用空气或含O2的气氛。在组分达到完全溶解后持续进行20分钟的热处理。随后用金属辊将得自组分熔融的所得低粘度液体淬火。然后研磨淬灭的玻璃，并筛选以提供具有0.1至3.0微米的d50的粉末。
[0059] 通过以上方法制备的一个实施例具有89.6重量％的TeO2、4.7重量％的B2O3、4.7重量％的P2O5和1.0重量％的SnO2(基于Te-B--P-O的总重量计)的组合物。它通过混合并共混TeO2、B2O3、P2O5和SnO2粉末以及如上所述的工艺制备。
[0060] 碲钼铈基氧化物
[0061] 在另一个实施例中，导电银浆包含碲钼铈基氧化物。在一个实施例中，碲钼铈基氧化物是玻璃。在另一个实施例中，碲钼铈基氧化物为结晶的、部分结晶的、非晶态的、部分非晶态的、或它们的组合。碲钼铈基氧化物包含TeO2、MoO3和CeO2，并且可称为Te-Mo-Ce-O。在一个实施例中，碲钼铈基氧化物包含多于一种的玻璃组合物。在另一个实施例中，碲钼铈基氧化物包含玻璃组合物和附加组合物，诸如结晶组合物。在本文将使用术语“玻璃”、“玻璃组合物”或“玻璃料”来表示上述非晶态材料和结晶材料的任何组合。
[0062] 本文所述的玻璃组合物也可包含如下文所公开的附加组分。
[0063] 碲钼铈基氧化物(Te-Mo-Ce-O)可通过使用本领域的普通技术人员所理解的技术，混合TeO2、MoO3和CeO2(或者在加热时会分解为期望的氧化物的其它材料)来制备。此类制备技术可涉及在空气或含氧气氛中加热混合物以形成熔融物，淬火熔融物，以及碾磨、铣削和/或筛选经淬火的材料以提供具有期望粒度的粉末。碲、钼和铈氧化物的混合物的熔融通常在800至1200℃的峰值温度下进行。熔融混合物可例如在不锈钢板上或反转的不锈钢辊之间淬火，以形成片状物。可研磨所得片状物以形成粉末。通常，经研磨的粉末具有0.1至3.0微米的d50。制造玻璃料领域中的技术人员可采用可供选择的合成技术，诸如但不限于水淬火、溶胶凝胶、喷雾热解、通过在金属台板上急冷进行淬火、或适用于制造玻璃的粉末形式的其它技术。
[0064] 玻璃组合物在本文描述为包含一定百分比的某些组分。具体地，该百分比指的是起始原料内所使用的组分的百分比，所述起始原料随后将如本文所述加工成玻璃组合物。此类命名对于本领域的技术人员为常规的。换句话说，组合物包含某些组分，并且这些组分的百分比采用对应的氧化物形式的百分比来表示。玻璃组合物的组分可以各种来源供应，诸如氧化物、卤化物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氢氧化物、过氧化物、卤素化合物以及它们的混合物。在本文中，碲硼磷基氧化物的组合物以等价氧化物给出，而不论各种组分的来源。
如玻璃化学领域的普通技术人员所知，在制备玻璃期间可能释放某一部分的挥发性物质。
挥发性物质的例子是氧气。
如玻璃化学领域的普通技术人员所知，在制备玻璃期间可能释放某一部分的挥发性物质。
挥发性物质的例子是氧气。
[0065] 在一个实施例中，用于制备Te-Mo-Ce-O的起始混合物包含(基于Te-Mo-Ce-O的总重量计)45至65重量％的TeO2、20至35重量％的MoO3和10至25重量％的CeO2。在另一个实施例中，Te-Mo-Ce-O包含(基于Te-Mo-Ce-O的总重量计)50至60重量％的TeO2、22至32重量％的MoO3和12至20重量％的CeO2。
[0066] 在另一个实施例中，除上述氧化物之外，用于制备Te-Mo-Ce-O的起始混合物可包含小量的一种或多种TiO2、Al2O3、SiO2、SnO2、和B2O3或其它组分。
[0067] 在一个实施例中，Te-Mo-Ce-O可为均一粉末。在另一个实施例中，Te-Mo-Ce-O可为多于一种粉末的组合，其中每种粉末可单独地为均一群体。两种粉末的总体组合的组成在如上所述的范围内。单独地，这些粉末可具有不同的组成，并且可在或可不在如上所述的范围内；然而，这些粉末的组合在如上所述的范围内。
[0068] 如果以焙烧的玻璃起始，那么本领域的普通技术人员可使用本领域技术人员已知的方法来计算本文所述的起始组分的百分比，所述方法包括但不限于：电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)等。此外，可使用以下示例性技术：X射线荧光光谱法(XRF)、核磁共振光谱法(NMR)、电子顺磁共振光谱法(EPR)、穆斯堡尔光谱法、电子微探针能量分散光谱法(EDS)、电子微探针波长分散光谱法(WDS)、阴极发光法(CL)。
[0069] 本领域的普通技术人员应认识到，原材料的选择可能无意地包含杂质，所述杂质在加工期间可能被掺入玻璃中。例如，杂质可在数百至数千ppm的范围内存在。杂质的存在不改变玻璃、厚膜组合物或焙烧而成的装置的特性。例如，即使厚膜组合物包含有杂质，包含该厚膜组合物的太阳能电池也可具有本文所述的效率。
[0070] 基于导电银浆的总重量计，Te-Mo-Ce-O以0.2至3.0重量％的比例存在于导电银浆中。在一个实施例中，基于导电银浆的总重量计，Te-Mo-Ce-O以0.5至2.0重量％的比例存在于导电银浆中。
[0071] 碲钼铈基氧化物组合物可通过混合并共混TeO2、MoO3和CeO2粉末、以及任选的其它组分进行制备。将共混的粉末批料装入铂合金坩埚中，并且然后插入熔炉，熔炉温度为900至1000℃，使用空气或含O2的气氛。在组分达到完全溶解后持续进行20分钟的热处理。随后用金属辊将得自组分熔融的所得低粘度液体淬火。然后研磨淬灭的玻璃，并筛选以提供具有0.1至3.0微米的d50的粉末。
[0072] 通过以上方法制备的一个实施例具有56.0重量％的TeO2、27.5重量％的MoO3和16.5重量％的CeO2(基于Te-Mo-Ce-O的总重量计)的组合物。它通过混合并共混TeO2、MoO3和CeO2粉末以及如上所述的工艺制备。
[0074] 在一个实施例中，导电银浆还包含烧结抑制剂，其分散在有机载体中。烧结抑制剂减慢烧结并据信由此减少分流。在一个此种实施例中，烧结抑制剂是树脂酸钛、或在550℃至900℃的温度下分解成树脂酸钛的任何化合物、以及它们的混合物。基于导电银浆的总重量计，树脂酸钛以0.1至1重量％的比例存在于导电银浆中。在一个实施例中，基于导电银浆的总重量计，树脂酸钛以0.1至0.7重量％的比例存在于导电银浆中。在另一个实施例中，基于导电银浆的总重量计，树脂酸钛以0.2至0.4重量％的比例存在于导电银浆中。
[0075] 在一个实施例中，烧结抑制剂是二氧化钛。基于导电银浆的总重量计，二氧化钛以0.1至1重量％的比例存在于导电银浆中。
[0076] 导电银浆可包含一种或多种其它无机添加剂。
[0077] 有机载体
[0079] 可将很多种惰性的粘稠材料用作有机载体。有机载体是其中其它组分，即，粒状导电银和V-P-O或V-B-O，是分散性的并具有足够稳定性程度的载体。有机载体的特性，具体地流变特性，必须使得它们向导电银浆组合物提供良好的施用特性，包括：不溶性固体的稳定分散、用于施用的适当粘度和触变性、浆料固体的适当可润湿性、良好的干燥速率、以及良好的焙烧特性。
[0080] 有机载体通常为一种或多种聚合物在一种或多种溶剂中的溶液。最常用于该用途的聚合物为乙基纤维素。聚合物的其它例子包括乙基羟乙基纤维素、木松香、乙基纤维素和酚醛树脂的混合物、低级醇的聚甲基丙烯酸酯，以及乙二醇单乙酸酯的单丁基醚。存在于厚膜组合物中的最广泛使用的溶剂为醇酯和萜烯，诸如α-或β-萜品醇或它们与其它溶剂诸如煤油、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、己二醇和高沸点醇以及醇酯的混合物。此外，在载体中可包含挥发性液体，以促进载体在施用到基底上之后快速硬化。对这些溶剂和其它溶剂的各种组合进行配制，以获得所需的粘度和挥发性要求。
[0081] 导电银浆中的有机载体含量取决于施用浆料的方法和所用有机载体的种类。在一个实施例中，基于导电银浆组合物的总重量计，其为5至20重量％。在另一个实施例中，基于导电银浆组合物的总重量计，其为9至15重量％。这些重量％包括有机溶剂、任何有机聚合物和任何其它有机添加剂。
[0082] 导电银浆可包含一种或多种其它有机添加剂，例如表面活性剂、增稠剂、流变改性剂和稳定剂。有机添加剂可为有机载体的一部分。然而，也可能在制备导电银浆时单独加入有机添加剂。
[0083] 导电银浆
[0084] 当将其通过使用Brookfield HBT粘度计和#14锭子的效用杯以10rpm的锭子速度和25℃测量时，导电银浆的施用粘度在150至300Pa·s的范围内。
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