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杜邦的正银(五)——产品技术分析(12)

现在我们来看看这个于正银来说的欧姆接触到底都有哪些思路,在此我不再从纯原理的理论层面推导了,因为这个许多教科书上都讲的很清楚很公式化了,况且大家也是不愿看那个繁复的原理公式推导,所以我尽可能用口语化的形式总结出来。
太阳能电池整体的看是属于半导体金属化,那半导体金属化的所有思路都适合他的,也因此我们才看到了那许多的技术形式及产品,喷墨打印、电镀、沉积、印刷,银浆、镍锡铜、镍铜、TiPd、铜浆、纳米银墨水、纳米铜墨水等,或这个各类形式的组合。
而具体到我们这个正银上无非就三条路,一个就是那个最正宗的第五主族元素浓掺杂的欧姆接触,这个前面已经推导了在银浆这个实际应用中不可行。对于这些活性金属硅化物的思路在实际操作中困难重重,也比较难以实现。而这个第三种也就是杜邦在各个专利里及论文资料里所提到的银胶体的隧道导电机理的。这个理论说白了,就是银要与硅接触面积越大越好,而且之间的阻挡层越薄越好。这个没有什么的,一切东西如果你能做到原子级别的接触,那是不需要那些什么浓掺杂等宏观尺度的理论的。可实际上我们是无法做到那个级别的接触的,因为我们到现在为止还没出现真正意义上的原子级别材料技术的,最多也是半导体芯片的纳米级别。但就是这个也足以解决我们的问题了,因为那个纳米银胶粒子的隧道导电就是需要这个纳米尺度的,因为在这个尺度上电子是可以跃迁过去的。其实到了这个纳米尺度是许多东西如电子的波粒二象形就展示出来了,那个波长也许足够那个穿越势垒了。当然那个表面沉积的不到100纳米的氮化硅对可见光来说基本就是透明的了,而一些短波的就很难穿透了,而这个ZnO本身是一种宽带隙半导体材料,室温下带隙约3.3eV,在正面它于短波响应确实是很好的。所以,从理论上来说只要实现了这样的结构可以保证这个欧姆接触了,关键的就是大家如何把这个结构做的好的。
也就是说我们现在的终极目标是得到这么一个结构的(参看杜邦网站上一篇专门讲纳米银的论文),从这个结构反推回去其实许多以前的疑惑都得到合理解释了。
对于银粉,这个银粉大了好还是小了好呢,或者到底多少合适呢。很明显,太小的银粉自身容易烧结,反而会在玻璃没有出现液相时自身已烧结而无法很好溶解到玻璃里再结晶析出在硅表面,也就是硅表面结晶银少欧姆接触差,这就是许多公司为了细线印刷等要求而用细银粉并没发现欧姆接触变好的原因。而颗粒大的银粉烧结活性低,再玻璃出现液相是自身不烧结而大量溶解于玻璃中,导致玻璃中的银在冷却是大量析出结晶长大而使浅结有可能击穿变坏,也会导致欧姆接触特性变差的。所以这个银粉的颗粒要选择合适了,鉴于这个结浅的缘故,银粉颗粒相对以前应该要稍大一些,以1.5-2.5微米为合适,这也是杜邦这个17升高温度的一个原因。再一个就是纳米银该不该用,我想这个基于前面那个结构大家自己可以判断。
再者就是这个玻璃粉实际上一直是变化的,很明显现在这个结变浅了,这个玻璃不能象以前那样不管腐蚀性的问题了,而要降低玻璃腐蚀活性,很明显也会导致这个烧结温度的上升的。而且这个玻璃在里面可以说是个多面手了,它既要完成传统浆料意义上的烧结附着等一切特性,还要考虑半导体的氮化硅腐蚀及对硅的少腐蚀,还要考虑对金属银的溶解和析出等一些列复杂的物理化学变化。幸好我们这个玻璃从它诞生的时候就具备了分相结晶即它的结构里可包含不同的相不同的晶体,这才使得它从理论上也具备了完成上述复杂动作的可行性。看看,这个韩国玻璃粉,已推出来就把许多公司许多问题给解决了,可这样到底是好呢还是不好呢??
不管怎样,我们期待这么一个玻璃能兼顾烧结附着老化腐蚀溶解结晶析出等多功能的产品赶快出现吧。

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