太阳能电池可能用来把来自太阳的光能转变成电能给一个或多个电器供电。太阳能电池通常包括接受电流的集电极。太阳能电池的集电极和其它导电部分有这样高的电导以致太阳能电池有高的整体效率是令人想要的。在太阳能电池的硅晶片上形成电导如此高的导体能在制造期间导致易碎的硅晶片损坏和降低太阳能电池的产量，这导致增加产生可用的太阳能电池格栅的总成本。

依照第一方面，提供一种由基体和排列在基体上的导体组成的装置。在特定的实施例中，排列导体和基体可能都包括彼此互不溶解的材料。在一些实施例中，排列导体进一步包含实质上纯的金属，而且排列导体可能被进一步配置成通过粘附带测试ASTM D3359-02。
在特定的实施方案中，该装置可能进一步包含在导体和基体之间由导体材料和基体材料形成的金属间化合物。在一些实施例中，金属间化合物可能选自硅-钯和硅-铜。在特定的实施例中，导体可能包含银纳米油墨而基体可能是硅晶片。在其它的实施例中，该装置可能进一步包含导体上的电镀材料。在一些实施方案中，该装置的基体在低于大约400℃的温度下可能实质上是惰性的。在其它的实施方案中，排列导体可能是作为图案或线条配置在基体上的。
依照另一方面，揭示一种形成导体的方法，该方法包括使导体沉积在基体上和在有效的烧结温度下使沉积的导体烧结在沉积的导体和基体之间形成金属间化合物。在特定的实施例中，烧结在沉积导体和基体之间提供金属键，其中金属间化合物是由沉积的导体材料和基体材料形成的。
在特定的实施例中，该方法可能进一步包括在烧结后的导体上电镀一层其它材料。在一些实施例中，烧结温度可能在850℃以上。在特定的实施方案中，导体可能被配置为银，而基体可能被配置为硅。在特定的实施例中，该方法可能进一步包括在将导体沉积在基体上之前先将金属沉积在基体上，以及使沉积的金属烧结提供由沉积的金属和基体形成的另一种金属间化合物。在一些实施例中，烧结可能是在有效的时间里完成的，以致金属键提供对通过粘附带测试ASTM D3359-02来说有效的导体。
依照另一方面，提供一种形成电导体的方法，该方法包括将银纳米油墨喷墨印刷在硅基体上以及使印刷的银纳米油墨和硅基体在有效的温度下烧结以致印刷的银纳米油墨导体通过粘附带测试ASTM D3359-02。
在特定的实施方案中，该方法可能进一步包括在印刷银纳米油墨上电镀一层附加材料。在其它的实施例中，印刷的银纳米油墨可能被电镀上一层铜。因为的了，在一些实施例中，该有效温度对形成由银纳米油墨和硅基体形成的金属间化合物也是有效的。在一些实施例中，银纳米油墨可能是作为线条或图案印在硅基体上的。在其它的实施例中，该方法可能进一步包括在喷墨印刷银纳米油墨之前先将金属印在硅基体上并且加热印刷的金属，以便提供由印刷的金属和硅基体形成的金属间化合物。
另一些方面、特征和实施例将在下面更详细地描述。
附图说明
特定的说明性实施方案将在下面参照附图更详细地描述，其中：
图1是依照特定的实施例银和硅的相图，；
图2A是由基体和安排在其上的电导体组成的装置的透视图，而图2B是依照特定的实施例由基体、基体上的金属间化合物和金属间化合物上的电导体组成的装置的侧剖图；
图3-3C示意地展示依照特定的实施例在基体上形成电导体的程序；
图4A是展示粘附带测试失败的导体的相片，而图4B是展示依照特定的实施例通过粘附带测试的导体的相片；
图5是依照特定的实施例硅和钯的相图。
在这些附图中展示的导体、基体和其它的特征不必然依比例绘制。一个或多个膜层或尺寸可能被放大、扭曲或以非传统的或不成比例的方式展示，以有利于更好的理解在此揭示的技术。

在此揭示的装置和方法的特定实施方案提供超越现有的装置和方法的利益，包括增强传导性材料与实质上惰性的基体的键合、提高电导率、降低成本和简化生产方法。倘若得到这份揭示的提示，这些优势和其它优势将被熟悉这项技术的平常人所获知。下面完成的特定步骤可能是在大气的压力和条件下完成的，然而其它的步骤可能是在氮气气氛(例如，氮气)中完成的。举例来说，在油墨或其它材料可能氧化的情况下，在氮气下完成一个或多个步骤可能是令人想要的。
依照特定的实施例，提供一种由基体和排列在基体上的电导体组成的装置。在一些实施例中，导体和基体可能包含彼此互不溶解的材料。举例来说，参照图1所示的相图，银和硅是互不溶解的材料。具体地说，纯银通常不能溶解在硅中，银和基体硅在低于大约835℃的温度下很难键合。在大约835℃以上的温度下，两种材料可以形成金属键。硅本身实质上是惰性材料，在低于大约400℃的温度下不与金属反应(或者反应非常慢)。因此，使用在一起互不溶解材料出现一些挑战，其中至少有一些是使用在此揭示的技术的特定的实施方案解决的。
参照图2A，装置200包含基体210和安排在基体上面的导体220。基体210可能采取多种形式而且包括很多种材料，取决于装置200的倾向性用途。在一些实施例中，基体210可能是大约12厘米到大约25厘米宽、大约12厘米到大约25厘米长、大约0.01厘米到大约0.025厘米厚。参照图2B，展示装置250的侧视图，该装置包括有由安排在基体上第一材料270和第二材料280组成的导体的基体260。在特定的实施例中，第一材料270和第二材料280可能是彼此互不溶解的。为了增强对基体260整体附着，材料270和280可能在对在材料和/或基体之间形成金属间化合物有效的烧结温度下烧结，以便，举例来说，在沉积的材料和基体之间提供金属键。
在特定的实施例中，基体可能包括硅或者是硅晶片，例如，用来生产太阳能电池的那些。在其它的实施例中，基体可能包括一个或多个预浸料坯，例如，用来生产印刷电路板的那些。附加的材料(例如，阻燃剂、环氧树脂、底层填料，等等)也可能被包括在基体之上或之中。倘若得到这份揭示的提示，适合于基体的其它尺寸和材料对于原本熟悉这项技术的人将很容易选定。
在特定的实施例中，导体可能包括至少一种传导性材料。在一些实施例中，导体可能包括一种或多种纳米油墨，例如，在2006年8月3日以“PARTICLES AND INKS AND FILMS USINGTHEM(微粒和油墨以及使用它们的薄膜)”为题申请的共同转让的美国专利申请第11/462,089号所描述的那些。这些材料能生产电阻非常小(例如，3-4微欧姆-厘米或更小)的电线。在特定的实施例中，金属或金属盐可以与封端剂(capping agent)在单相溶液中混合。在特定的实施例中，金属或金属盐可能选自传导性金属或传导性金属盐，举例来说，包括过渡金属金、银、铜、镍、铂、钯、铁或过渡金属金、银、铜、镍、铂、钯、铁的盐以及它们的合金。精确的金属或金属盐形式可能改变，取决于选定的溶剂系统。令人想要的是金属盐无需可能导致溶剂蒸发的不适当的加热就溶解在选定的溶剂系统中。金属盐的说明性阴离子包括硝酸根、氯离子、溴离子、碘离子、硫氰酸根、氯酸根、亚硝酸根和醋酸根。倘若得到这份揭示的提示，其它的阴离子将被原本熟悉这项技术的人选定。
在特定的实施例中，使用单相溶液生产用于电导体的微粒允许省略普遍用来按多元醇工艺生产微粒的相转移剂(虽然相转移剂可能仍然被用于特定的实施方案)。通过在单一相中完成反应，生产微粒的容易程度增加，而生产微粒的费用减少。除此之外，微粒的大规模工业合成可能是使用单相反应实现的。倘若得到这份揭示的提示，原本熟悉这项技术的人将很容易选定这种微粒的附加利益和生产它们的方法。
依照特定的实施例，用来提供用于电导体的微粒的金属可能未与一种或多种配体络合，也可能与一种或多种配体络合。举例来说，金属可能与EDTA、乙二胺、草酸盐、2，2′-联吡啶、环戊二烯、二亚乙基三胺、2，4，6-三甲基苯基、1，10-邻二氮杂菲、三亚乙基四胺或其它配体络合。在特定的实施例中，金属或金属盐可能被溶解在溶剂或溶剂系统中提供清澈但不必无色的溶液。举例来说，适当量的金属或金属盐可能被加到溶剂中，以致当金属或金属盐进入溶液的时候，整个溶液是清澈的。全部溶液可能被着色，也可能是无色的。适当的溶剂包括但不限于乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇和有大约1到大约10个碳原子的脂肪醇。其它适当的溶剂包括但不限于苯、甲苯、丁烯、聚异丁烯、可从Exxon购买的溶剂和有包含2-6粒碳原子的脂肪族侧链的芳香族化合物。适当的溶剂系统包括在此讨论的说明性溶剂和对于这样的说明性溶剂可溶解的、可混溶的或部份可混溶的其它流体的混合物。在特定的实施例中，溶剂的组合提供单一的相。为了在使用溶剂混合物的时候实现单一相，每种溶剂的数量可能被这样调整，以致当那些溶剂混合的时候产生单一的相。万一在混合之后出现不止一个相，可以改变(例如，增加或减少)一种或多种溶剂的相对量，直到观察到单一的相。
依照特定的实施例，金属微粒可能与封端剂混合。封端剂可能对隔离微粒和限制它生长的大小是有效的。在特定的实施例中，封端剂可能是高分子量(例如，有至少大约100克/摩尔的分子量)的封端剂。说明性封端剂包括但不限于有12个以上碳原子的有机胺。在特定的实施例中，有机胺有至少16粒碳原子，例如，十六胺。胺的有机部分可能是饱和的或不饱和的而且可能非必选地包括其它的官能度，例如，硫醇、羧酸、聚合体和酰胺。另一组适合供在此揭示的电导体的金属使用的说明性封端剂是有12个以上碳原子的硫醇。在特定的实施例中，硫醇有至少6粒碳原子。硫醇的有机部分可能是饱和的或不饱和的而且可能非必选地包括其它的官能度，例如，吡咯和相似的制剂。另一组适合使用的封端剂是基于嘧啶的封端剂，例如，三氮杂嘧啶，三联嘧啶(terpyridine)和相似的制剂。倘若得到这份揭示的提示，其它适当的封端剂对于原本熟悉这项技术的人将很容易选定。
在封端剂与金属微粒一起用来提供电导体的特定实施例中，封端剂可能在添加到金属溶液中之前溶解在适当的溶剂中。举例来说，封端剂可能先溶解在溶剂中，然后将该溶液与金属溶液混合。在其它的实施例中，封端剂可能作为固体或液体不先溶解在溶剂中直接添加到金属溶液中。封端剂可能是，举例来说，在递增的步骤中添加的，也可能是在一个步骤中添加的。在特定的实施例中，添加到金属溶液中的封端剂的精确数量可能改变，取决于由此产生的包覆微粒的预期性质。在一些实施例中，添加适当数量的封端剂以便提供按微粒的重量计至少大约2％的封端剂。倘若得到这份揭示的提示，原本熟悉这项技术的人将认识到依据微粒的预期性质使用或多或少的封端剂可能是令人想要的。举例来说，为了增加安排在基体(例如，印刷电路板)上的微粒的导电率，调整封端剂的量直到导电率被优化或落在预期的范围之内可能是令人想要的。倘若得到这份揭示的提示，选择适当的封端剂量将在原本熟悉这项技术的人的能力范围内。
在特定的实施例中，当封端剂(或封端剂溶液)和金属盐溶液混合的时候，单一相产生或保持。在替代实施方案中，金属盐溶液可能在添加封端剂或封端剂溶液之前是单相的，而且在添加封端剂或封端剂溶液之后仍然是单相的。倘若得到这份揭示的提示，金属溶液和封端剂混合提供单一相的其它的实施方案很容易被原本熟悉这项技术的人选定。在特定的实施例中，封端剂和金属溶液可能是使用传统技术(例如，搅拌、超声波处理、搅动、振动、摇动或相似的方法)混合的。在一些实施例中，封端剂可能是在搅拌金属溶液的时候添加到增加金属溶液中的。在特定的实施例中，封端剂和金属溶液的混合物可能被一直搅拌到产生清澈的和/或无色的单相溶液。
依照特定的实施例，还原剂可能在沉积到基体上之前或之后添加到金属-封端剂溶液中。适当的还原剂包括能把溶解在溶液中的金属离子转换成在选定的条件下将从溶液中析出的金属微粒的制剂。说明性还原剂包括但不限于硼氢化钠、氢化锂铝、氰基硼氢化钠、硼氢化钾、三乙酸基硼氢化钠、二乙基二氢铝酸钠、三或四丁氧基氢化铝酸钠、二(2-甲氧基乙氧基)二氢化铝酸钠、氢化锂、氢化钙、氢化钛、氢化锆、氢化二异丁基铝(DIBAL-H)、二甲基硫硼烷、二价铁离子、甲醛、甲酸、肼、氢气、异丙醇、苯基硅烷、聚甲基氢化硅氧烷、铁氰化钾、硅烷、次硫酸钠，钠汞齐、钠(固体)、钾(固体)、连二亚硫酸钠、二价锡离子、亚硫酸盐化合物、氢化锡、三苯基三氢化磷和锌-汞汞齐。添加到金属-封端剂溶液中的还原剂的精确量可能改变，但是通常还原剂是过量添加的，以致实质上所有溶解的金属都从带电状态转变成不带电状态，例如，Ag+1可能转变成Ag0。在一些实施例中，还原剂可能先溶解在溶剂中然后添加到金属-封端剂溶液中，然而在其它的实施例中，还原剂可能无需先溶解而后添加到金属-封端剂溶液中。当溶剂用来溶解还原剂的时候，溶剂优选是非反应性的，以致溶剂不被还原剂改变。供还原剂使用的说明性溶剂包括但不限于四氢呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、甲苯、庚烷、辛烷和有六个以上碳原子的溶剂，例如，有六个以上碳原子的直链、环状或芳香族溶剂。倘若得到这份揭示的提示，原本熟悉这项技术的人将能够选择适合溶解还原剂的溶剂。
依照特定的实施例，还原剂和封端剂-金属溶液可能被混合或搅拌足够的时间以允许还原剂与金属反应。在一些实施例中，搅拌可能是在室温下完成的，然而在其它的实施例中，为了加速还原过程，搅拌或混合是在升高的温度(例如，大约30℃到大约70℃)下完成的。当使用升高的温度时，为了减少溶剂蒸发的可能性，温度保持在溶剂或溶剂系统的沸点以下可能是令人想要的，虽然在一些实施例中，减少溶剂的总体积可能是令人想要的。
依照特定的实施例，金属微粒可能在沉积到基体上之前与单相溶液隔离。隔离可能发生，举例来说，通过滗析、离心分离、过滤、筛分或添加封端金属微粒不能溶解在其中的另一种液体，例如，提取。举例来说，诸如甲醇、丙酮、水或极性液体之类的液体可能被添加到从把金属盐、封端剂和还原剂添加到有机溶剂或有机溶剂系统中获得的有机溶液中。在特定的实施例中，为了除去封端的金属微粒，提取液可能被多次、分开添加到溶液中。举例来说，为了除去一些金属微粒，可能添加第一数量的提取液。然后可能将这第一数量的提取液除去、轻轻倒出或以别的方式与有机溶液分开，而且可能将另一数量的提取液添加到该有机溶液中。用来分离金属微粒的提取液的精确数量可能改变，取决于用来生产封端金属微粒的溶剂的体积。在一些实施例中，使用大约二到四倍或更多的溶剂提取封端的金属微粒，例如，如果金属微粒是在大约五升溶剂中生产的，那么可能使用大约20升或更多的提取液。倘若得到这份揭示的提示，选择适当的溶剂和适当的溶剂数量将在原本熟悉这项技术的人的能力范围内。
依照特定的实施例，封端微粒可以使用传统的技术，例如，滗析、离心分离、过滤等方法与提取液分离。在一些实施例中，提取液能蒸发掉，留下封端的微粒。封端的微粒可能在与提取液分离之前、之时或之后洗涤、粒度分级、加热或以别的方式处理。在特定的实施方案中，提取液体可能非必选地连同一种或多种溶剂一起作为载体流体用来提供油墨，在此将更详细地讨论。在其它的实施例中，封端的金属微粒可能保留在单相溶液中而且微粒可能按，举例来说，基体上的模子、形状或图案沉积到硅基体(或其它适当的基体)上。烧结程序的高温导致溶剂的蒸发和金属微粒的烧结，这能产生金属键增强导体对基体的粘附。
依照特定的实施例，封端微粒可能通过干燥除去任何残留的液体。举例来说，封端的微粒可能是在烘箱中干燥的，可能是使用真空干燥的，或可能经历冷冻干燥以别的方式除去任何残留的提取液和/或溶剂。干燥的封端微粒可能在室温下非必选地储存在防止潮气进入的密闭容器中。在替代实施方案中，独立的干燥步骤可能被省略，而微粒可能是在烧结程序期间干燥的。
依照特定的实施例，封端的微粒可能在使用前通过处理除去封端剂。封端剂通常在反应之后留在微粒的表面上，但是封端剂的出现可能是不受欢迎的。举例来说，在希望尽可能以最低水平的有机污染使用微粒的情况下，从封端的微粒中除去封端剂是有利的。在特定的实施方案中，封端的微粒可能通过处理将封端剂的水平降到按重量计在大约2％以下，更具体地说降到按重量计在大约1％以下，例如，封端剂按重量计不足0.5％或0.1％。在一些实施例中，封端剂可能被除去，提供可能沉积在基体上的实质上纯净的金属，例如，实质上纯净的银。
依照特定的实施例，金属微粒可以用来提供可以用来使金属微粒沉积在烧结基体上的油墨。在一些实施例中，为了提供油墨，将选定数量的微粒分散在载体中。选定的微粒的精确数量可能改变，而且通常适当数量的微粒(封端的或未封端的)用来提供包含大约10-90wt.％微粒，更具体地说包含大约20-80wt.％微粒(例如，大约20-25wt.％微粒)的分散体。在使用封端微粒的实施方案中，所用封端微粒的数量可能改变，为的是考虑到封端剂增加的附加重量。在其它的实施例中，使用足量的微粒为分散体提供预期的粘性。举例来说，分散体的粘性可能改变，取决于油墨将被用于其中的方法或装置。在油墨预计被用于旋涂应用的实施例中，足量的微粒可能是为提供大约0.25厘泊到大约2厘泊，更具体地说大约0.5厘泊到大约1.5厘泊(例如，大约1厘泊)的油墨粘度选定的。在油墨预计被用于喷墨印刷应用的实施例中，足量的微粒可能是为提供大约5厘泊到大约20厘泊，更具体地说大约7厘泊到大约15厘泊(例如，大约8-10或8-9厘泊)的油墨粘度选定的。倘若得到这份揭示的提示，适合使用选定的方法使油墨沉积在烧结基体上的其它油墨粘度将很容易被原本熟悉这项技术的人选定。
依照特定的实施例，油墨的载体可能是能有效地以选定的方式(例如，旋涂、喷墨印刷、丝网印刷、糊料印刷，等等)分散微粒的任何介质或流体，例如，液体或气体。在特定的实施例中，载体可能是能蒸发或除去在烧结基体上留下微粒的涂层、薄膜或预期的形状或图案的挥发性有机介质。说明性的挥发性有机介质包括但不限于甲苯、己烷和包含大约4到大约10粒碳原子的饱和烃和不饱和烃。在替代配置中，载体可能是这样选定的，以致它在烧结温度下是挥发性的，所以载体流体在烧结过程中蒸发。倘若得到这份揭示的提示，其它适当的载体将很容易被原本熟悉这项技术的人选定。
依照特定的实施例，导体可能是使用许多不同的方法(包括但不限于旋涂、喷墨印刷、丝网印刷、糊料印刷或其组合)排列在基体上的。在一些实施例中，喷墨印刷可能用来使导体快速地沉积到基体上。可能使用的说明性的喷墨印刷系统包括但不限于Dimatix DMP、Pixdro LP-150或其它。喷墨印刷是对于制造太阳能电池的前触点是丝网印刷或真空蒸发的有吸引力的替代品。真空沉积是有效的但是使用昂贵的仿造设备。丝网印刷是廉价的大气中的工艺但是可能受分辨率和生产能力限制。另外，丝网印刷能引起用来制造太阳能电池的薄硅晶片的不必要(3％)的破损。另外，喷墨印刷是非常适合制造太阳能电池的工艺。喷墨印刷就传导格栅线条而言能提供较好的线条分辨率和改善的纵横比，这能导致改善的太阳能电池性能。喷墨印刷超越丝网印刷的重大优势是它是非接触的保形沉积技术，因此它尤其适合处理易碎的薄的多晶硅晶片。
在特定的实施例中，排列导体的精确尺寸和形状可能改变。在一些实施例中，导体可能被安排成有预期的厚度，该厚度可能改变，取决于导体的倾向性用途。在其它的实施例中，排列导体的尺寸可能是大约50微米到大约300微米宽、大约0.25微米到大约3微米高。在一些实施例中，为了给太阳能电池提供前触点，导体可能是按适当的尺寸和适当的数量安排的。典型的太阳能电池收集银线的横截面尺寸是大约100-150微米乘大约5-15微米，例如，大约100微米乘大约7微米。排列导体的精确形状可能改变，而且在一些实施例中，导体是直线的、曲线的、组成图案的，或者可能在从装置顶端看的时候包括一种或多种通常的几何形状，例如，圆形、正方形和三角形，等等。倘若得到这份揭示的提示，另外的厚度和形状将很容易被原本熟悉这项技术的人选定。
在一些实施例中，导体可能排列在基体上，然后在有效的温度下加热或烧结以便在它们之间提供金属键。如同在此使用的那样，“金属键”是在金属和也可能是实质上没有裂缝、空穴或突变点的金属的另一种材料之间的键。金属键可能是随着一种材料扩散到另一种材料中形成的。不希望受任何特定的科学理论约束，金属键的形成在彼此互不溶解的材料之间或在材料之一实质上是惰性材料的两种材料之间提供良好的粘附。在一些实施例中，金属键可能是通过在升高的温度下加热或烧结材料提供的。这个程序的示意图展示在图3-3C中。基体300展示在图3A中。导体310首先沉积在基体300上提供装置320(图3B)。装置320可能在烧结温度下加热后提供导体310和基体300之间的金属键形成装置330(图3C)。用来提供金属键的精确温度至少部份地取决于出现在导体和基体中的材料。在使用银作为导体并且使用硅作为基体的实施例中，提供金属键的烧结温度是大约835℃以上。在使用镍作为导体并且使用硅作为基体的实施例中，提供金属键的烧结温度是大约450℃以上。倘若得到这份揭示的提示，原本熟悉这项技术的人将很容易针对特定的导体和基体使用这样的导体和基体的物理性质选定其它适当的烧结温度。
依照特定的实施例，通过提供金属键增强导体对基体的结合，导体可以通过注明日期为2002年8月10日以“Standard TestMethods for Measuring Adhension by Tape Test(用胶带测试测量附着力的标准测试方法)”为题的粘附带测试Astm D3359-02。通过这样的胶带测试的重要利益是附着力足以允许使用其它的物理或化学方法进一步加工或处理该导体。举例来说，导体可以用一种或多种其它材料电镀。附加的材料可能是使用，举例来说，汽相淀积、喷墨印刷或相似的方法安排在导体上的。安排这样的附加材料可能有利于减少沉积在基体上的实质上纯的金属的数量，例如，通过使用实质上较少纯银降低总的生产成本。举例来说，实质上在纯银上沉积铜或其它材料增加导体的总厚度同时减少装置的总制造成本可能是令人想要的。
依照特定的实施例，一种或多种金属间化合物可能在导体和基体之间提供或形成。如同在此使用的那样，术语“金属间化合物”指的是两种以上材料的键合或相互作用，其中至少两种是提供新化合物或合金的金属或准金属。金属间化合物可以增强，或在特定的例证中可以提供，导体和基体之间的金属键。可能用来提供金属间化合物的说明性金属包括但不限于过渡金属，例如)转变以金属复盖如此的如银、金、铜、铂、钯、镍、铝、锡和及其合金。可能用来提供金属间化合物的说明性准金属包括但不限于硼、硅、锗、砷、碲、砷、锑。在一些实施例中，碳、磷、锡、硒的特定同素异形体(例如，石墨、黑磷、白锡、三方晶形硒)也可能作为准金属用来提供金属间化合物。在一些实施例中，金属间化合物可能是由至少一种导体材料和至少一种基体材料形成的。举例来说，导体沉积在基体上之后，整个组件可能被加热，以致结合由于在基体和导体的界面形成金属间化合物而被增强。在导体材料对基体几乎没有或根本没有附着力的情况下，例如，在导体将不能通过粘附带测试的情况下，形成这样的金属间化合物可能是特别令人想要的。说明性金属间化合物包括但不限于在银和硅之间形成的那些、在钯和硅之间形成的那些、在金和硅之间形成的那些、在铜和硅之间形成的那些、在铂和硅之间形成的那些、在镍和硅之间形成的那些和在硅和两种以上传导性材料的混合物(例如，银、金、钯、铜、铂、镍等传导性材料之中的两种或多种传导性材料的混合物)之间形成的那些。
金属间化合物的每种成份的精确比例可能改变，而且，在特定的实施例中，每种材料的数量足以允许导体在沉积在基体上并且随后形成金属间化合物之后通过粘附带测试。在特定的金属间化合物中各种成份的说明性比例包括但不限于1∶1或2∶1(对于镍∶硅)和1∶1或2∶1(对于钯∶硅)。在金属间化合物中存在的特定比例可能改变，取决于所用的材料，而且只要导体保持高传导性，存在的精确比例就不是至关紧要的。
在其它的实施例中，基体可能是金属或除硅以外的其它材料或者可能包括沉积在硅基体上的金属涂层或除硅之外其它材料的涂层。在导体和硅之间形成的金属间化合物不能通过粘附带测试的情况下，这样的其它材料可能是令人想要的。举例来说，在硅基体上涂覆薄薄的一层不同于导体中所用材料的传导性材料来增强导体对硅基体的接合可能是令人想要的。在一种配置中，实质上纯银的薄层、涂层或图案(例如，可以通过沉积银纳米油墨产生的那些)可能沉积在导体和硅基体之间进一步增强导体对基体的接合和增加电导而无需依靠在导体本身中使用可观数量的银。在另一种配置中，掺杂剂可能被添加或放到硅基体上，以致在导体沉积在掺杂剂上之后，在导体、掺杂剂和硅基体之间形成金属间化合物允许导体通过粘附带测试。说明性的掺杂剂包括但不限于在此揭示的金属和准金属、传导性粘合剂和可以赋予所需的物理或化学性质的其它材料。
依照特定的实施例，可能有所需的传导性材料与基体不形成在导体和基体之间提供足够的粘附力的金属间化合物的例证。在这样的例证中，令人想要的可能是，举例来说，使另一种已知加热到适当的温度时与基体形成金属间化合物的材料首先沉积在到基体上。在金属间化合物的形成之后，可以将所需的导体沉积在金属间化合物上以便把适当的附着力提供给导体。非必选地，在沉积所需的导体之后，整个组件可能被这样加热，以致第二金属间化合物在导体和第一金属间化合物之间形成。通过形成多样的金属间化合物，导体对基体的总体附着可能有所增加。
在特定的实施例中，一种或多种附加材料可能被电镀到导体上。这样的电镀可能发生在形成上述的金属间化合物之前或之后。电镀在所安排的导体上提供薄薄的一层传导性材料。在一些实施例中，电镀可能用来在导体上沉积附加的数层材料，以致导体有所需的厚度和/或尺寸。在一些实施例中，电镀可能用来沉积厚度为大约2微米到大约20微米(更具体地说大约10微米到大约12微米)的涂层或膜层。可能电镀到所需表面上的说明性材料包括但不限于铜、银、镍或其它金属。
依照特定的实施例，这样的电镀可能是使用传统的方法完成的。举例来说，待电镀的零部件可能充当阴极，以致该零部件在包含阳离子的电解浴中浸没将导致这样的阳离子(在外加电流的时候)该零部件上沉积和还原在该零部件上提供该材料的涂层或膜层。这个程序可能一直进行到实现所需的厚度。这个程序也可能是在有不同的阳离子时完成的，以致可能形成许多种不同材料的合金或金属间化合物。电镀可能发生在电解浴中，即，槽镀，或电刷镀程序可能被完成。在一些实施例中，导体的一个或多个表面可能被遮掩，以致实质上没有材料被镀到那个表面上。通过遮掩特定的表面，特定尺寸的厚度可能被选定或者控制，在导体作为图案印刷的实施方案中，导体的选定部分可能被遮掩以免电镀那些表面。作为掩膜使用的适当材料包括但不限于SU-8、SU-82000或SU-83000光刻胶(可从Microchem公司购买)。倘若得到这份揭示的提示，其它适合掩膜使用的材料将很容易被原本熟悉这项技术的人选定。掩膜可能是以多种方式使用，举例来说，在此描述任何一种或多种沉积方法(例如，涂布或喷墨印刷)沉积的。在另一个实施方案中，实质上导体的所有表面都可能被电镀，而且一个或多个表面上的材料可能被抛光、蚀刻或以别的方式除去直到在特定的尺寸方面达到预期的厚度。
依照特定的实施例，在此揭示的装置可能是提高将适当材料喷墨印刷到选定的基体上生产的。油墨印刷提供太阳能电池的一个优势在于它是非接触技术而且降低沉积导体期间损坏易碎的多晶硅晶片的可能性。在一些实施例中，喷墨打印机可能包括包含安排在在适当的递送流体中准备沉积到基体上的传导性材料的第一料筒。在其它的实施例中，打印机可能包括附加的料筒，这些附加料筒包含可能印到基体上其它材料，例如，助熔剂、焊接剂或相似的东西。通过在喷墨打印机中包含多个不同材料的料筒，在此揭示的装置的总的生产时间可能有所减少。
依照特定的实施例，喷墨打印机通常受计算机或其它装置控制，以致所需的印刷图案和/或所需的印刷厚度可以选定。依照在此的讨论，说明性的印刷图案包括线条、几何形状和任何类似的可以使用喷墨印刷生产的东西。特定的沉积顺序可能是使用计算机编程的或选定的，以致各种不同的材料可以按所需的次序和所需的数量沉积到基体上。喷墨打印机可能是为单次印刷配置的，在这种情况下实质上所需的所有材料在打印头的单一操作中全部沉积在某个区域中，或者是为多次印刷配置的，在这种情况下并非实质上所需的全部材料在一次操作中都沉积下来，而是使用多次操作使该材料逐步累积到预期尺寸的预期厚度。供在此揭示的材料使用的说明性的喷墨打印机包括但不限于Dimatix DMP、Pixdro LP-150，等等。供产生在此揭示的装置使用的说明性打印头和胶料包括但不限于Pixdro打印头、Spectra SE 128AA打印头等等。
依照特定的实施例，追加材料沉积程序可能是在导体的某些部分沉积在基体上之后使用的。这样的追加沉积程序包括但不限于丝网印刷、真空蒸镀、物理汽相沉积、化学汽相沉积，旋涂、溅射等等。追加材料沉积程序可能是连同导体的生产一起使用的或者可能被用于包括至少一个导体的装置的其它部分。
依照特定的实施例，焊接剂关节可能被生产使用在此被揭示的材料和方法。举例来说，一种或多种银纳米油墨可能沉积在准备焊接到基体上的组成部分附近或下面，并且在加热之后，金属间化合物可能形成并且充当焊接接缝把该组成部分支撑在基体上并且提供该组成部分和基体之间的电连接。保留在焊接接缝中的准确的材料不必与沉积在基体上的相同，例如，封端剂的数量可能有所减少，所形成的任何由此产生的金属间化合物可能包括与焊接之前沉积的成份相比数量有所改变的成份。
依照特定的实施例，提供一种在基体上形成导体的方法。在特定的实施例中，该方法包括使导体沉积在基体上和在对提供导体和基体之间的金属键来说有效的烧结温度下使印刷的导体烧结。在一些实施例中，烧结的导体可能接受一种或多种其它材料，例如，通过电镀或其它的物质沉积程序。在特定的实施例中，烧结温度可能对提供由沉积的导体和基体形成的一种或多种金属间化合物是有效的。在其它的实施例中，该方法可能依照前面的描述进一步包括在烧结的导体上电镀至少一种附加材料。在一些实施例中，在此揭示的方法允许互不溶解的而且不倾向于彼此粘附的纯银与硅基体实质上一起使用。在特定的实施例中，该方法可能进一步包括在导体沉积在基体上之前先在基体上沉积金属，以及加热沉积的金属提供另一种金属间化合物。沉积这样的附加金属可能是有用的，举例来说，在导体和基体本身实质上不形成能提供适当的金属键的金属间化合物的情况下。在一些实施例中，无论是在导体和基体之间还是在导体、基体和一个或多个居间膜层或涂料之间形成金属键提供对通过粘附带测试ASTMD3359-02来说有效的导体。
依照特定的实施例，提供形成电导体的方法，该方法包括把银纳米油墨喷墨印刷到硅基体上以及把印刷的银纳米油墨和硅基体加热到有效的温度以致印刷银纳米油墨导体通过粘附带测试ASTM D3359-02。喷墨印刷可能是，举例来说，如同在本文的其它地方描述的那样完成的。同样，银纳米油墨可能是依照前面的和在此通过引证并入的共同转让的专利申请中的描述制备的。烧结温度至少部份地取决于选定的材料，而且，在特定的实施例中，烧结温度足够高，足以形成金属键和/或金属间化合物，例如，对于银和硅是大约835℃或更高。在一些实施例中，该方法可能进一步包括在印刷的银纳米油墨上电镀一层，例如，铜或其它适当的材料。在其它的实施例中，该方法可能进一步包括在硅基体上按选定的线条或图案印刷导体。
某些特定的实施例将在下面描述，以便进一步举例说明在此揭示的装置和方法提供的一些优势。
实施例1
银的线条沉积在硅基体上，在300℃下烧结，然后在包含200g/L CuSO4和50g/L H2SO4的铜浴中直接在300℃的温度下烧结的银线条上电镀铜。在电镀之后，将印刷/电镀后的结构从硅基体上剥离，如图4A所示。
反之，当同样烧结的银线条在电镀之前在850℃下加热30秒的时候，它们可能被电镀，而且在电镀后很容易通过粘附带测试(注明日期为2002年8月10日的ASTM D3359-02)，如图4B所示。
实施例2
纳米银-纳米钯(50-50％)合金油墨是依照美国专利申请第11/462,089号所揭示方法制备的，而且用来在硅基体上印刷线条和产生薄膜。该油墨合金是用按重量计12％的十二烷硫醇封端的。油墨直接沉积在硅基体上。与纯银的情况一样，在300℃下烧结不足以在电镀之后获得好的附着。这个结果与硅和钯的性质一致，如图5的相图所示。
印好的线条在450℃下热处理30秒。在这样的处理之后，薄膜可能在镀铜溶液(如实施例1所述)中镀一层附着力好的铜。
实施例3