JP2007273760A - Photoelectric conversion element, conductive paste therefor, and method of manufacturing same - Google Patents

Photoelectric conversion element, conductive paste therefor, and method of manufacturing same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive paste which can suppress warpage of a semiconductor substrate involved by the formation of a rear surface electrode of a solar cell, and can form the rear surface electrode with a small surface resistance and a high bond strength. <P>SOLUTION: A rear surface electrode 5 has a double layer structure of a first electrode layer 5a adjacent to a semiconductor substrate 1 for formation of a p<SP>+</SP>layer 3 formed by Al diffusion, and a second electrode layer 5b adjacent to the first electrode layer mainly for suppression of warpage. Thus, a solar cell 10 is obtained which meets all contradictory requirements of forming the p<SP>+</SP>layer 3, securing of a low resistance, and suppressing warpage of the semiconductor substrate 1, required for the rear surface electrode 5. With respect to the warpage suppression, in particular, the second conductive layer 5b is attained by coating a coating Al paste having Al particles coated with a metal such as a solder alloy having a melting point lower than Al, and baking the paste at a temperature in a low temperature range not higher than 400°C causing substantially no shrinkage of Al. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電変換素子用導電性ペーストおよびこれを用いて作製する光電変換素子に関し、特に、太陽電池の裏面電極層の形成に好適な導電性ペースト、およびこれを用いて作製する太陽電池に関する。   The present invention relates to a conductive paste for a photoelectric conversion element and a photoelectric conversion element produced using the same, and more particularly to a conductive paste suitable for forming a back electrode layer of a solar cell, and a solar cell produced using the same. .

近年、環境保護の観点から家庭用の太陽電池の需要が著しく増加する傾向にある。太陽電池の構成としては、p型のSi基板の表面側にn+層を設け、裏面側にp+層を設けることでn+/p/p+接合を形成し、さらに受光面側となるn+層側に受光面電極を備え、反対側のp+層側には裏面電極を備える態様が、従来より広く採用されている。また、受光面側に反射防止膜を設けることも一般的である。 In recent years, the demand for solar cells for home use tends to increase significantly from the viewpoint of environmental protection. The configuration of the solar cell, the n + layer provided on the surface side of the p-type Si substrate, the n + / p / p + junction is formed by providing a p + layer on the back side, the more the light-receiving surface side a light receiving surface electrode in the n + layer side, the p + layer side opposite manner with a rear surface electrode is widely employed conventionally. It is also common to provide an antireflection film on the light receiving surface side.

電極形成には、印刷法が広く用いられる。印刷法は、自動化が容易で生産性が高いという利点を有していることから、種々の電子デバイスの電極形成の手法として一般的な手法である。印刷法は、導電を担う金属粉末を有機バインダーや有機溶剤と混練した導電性ペースト(導体ペースト)をスクリーン印刷などの手法で被形成体に塗布した後、これを熱処理炉内で焼成することで有機成分を蒸発させ、金属粉末の焼結体としての電極を形成する手法である。   Printing methods are widely used for electrode formation. The printing method has a merit that it is easy to automate and has high productivity. Therefore, the printing method is a general method for forming electrodes of various electronic devices. In the printing method, a conductive paste (conductor paste) obtained by kneading a metal powder responsible for electrical conductivity with an organic binder or an organic solvent is applied to an object by screen printing or the like, and then fired in a heat treatment furnace. In this method, an organic component is evaporated to form an electrode as a sintered body of metal powder.

太陽電池の場合は、金属Al粉末を含む導電性ペースト(Alペースト)をSi基板の裏面側に塗布し、これを焼成することで、裏面電極の形成のみならずp+層の形成も併せて行える。具体的には、焼成によって裏面電極となるAlを主成分とするAl電極層が形成される際に、AlがSi基板に拡散することで、Alを不純物として含むp+層が形成される。裏面電極は、太陽電池において発生した電気を取り出す集電電極の役割を果たすものであり、p+層は、いわゆるBSF(Back Surface Field)効果を生じさせることで、裏面電極における集電効率を高める役割を果たしている。BSFを設けることで、光生成電子キャリアが裏面電極に到達して再結合損失する割合を低減させることができ、光電流密度Jscを向上させることができる。またBSFでは少数キャリア(電子)密度が低減されるので、BSFおよび裏面電極に接する領域でのダイオード電流量(暗電流量)を低減することができ、開放電圧Vocを向上させることができる。 In the case of a solar cell, a conductive paste (Al paste) containing metal Al powder is applied to the back side of the Si substrate and baked, thereby forming not only the back electrode but also the p + layer. Yes. Specifically, when an Al electrode layer mainly composed of Al serving as a back electrode is formed by firing, Al diffuses into the Si substrate, thereby forming a p + layer containing Al as an impurity. The back electrode serves as a current collecting electrode for extracting electricity generated in the solar cell, and the p + layer increases the current collecting efficiency in the back electrode by causing a so-called BSF (Back Surface Field) effect. Playing a role. By providing the BSF, the rate at which photogenerated electron carriers reach the back electrode and recombine loss can be reduced, and the photocurrent density Jsc can be improved. Further, since the minority carrier (electron) density is reduced in the BSF, the amount of diode current (dark current amount) in the region in contact with the BSF and the back electrode can be reduced, and the open circuit voltage Voc can be improved.

一方、太陽電池のコストダウンを図るべく、Si基板の厚みを200μm以下とする薄層化が検討されている。係る薄層化を実現する上での問題点として、Si基板を薄くするほど、Al電極層との熱膨張差に起因した反りがSi基板に生じやすくなるということがある。Siの熱膨張率は2.5×10-6/degであるのに対し、Alは23.25×10-6/degと、両者は約10倍程度異なっている。この問題の解決を意図とする技術もすでに公知である(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in order to reduce the cost of the solar cell, a reduction in the thickness of the Si substrate to 200 μm or less has been studied. As a problem in realizing such a thin layer, as the Si substrate is made thinner, warpage due to a difference in thermal expansion from the Al electrode layer is more likely to occur in the Si substrate. The thermal expansion coefficient of Si is 2.5 × 10 −6 / deg, whereas Al is 23.25 × 10 −6 / deg, both being about 10 times different. A technique intended to solve this problem is already known (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−223813号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-223813

上述したSi基板の反りは、AlペーストをSi基板上に印刷し、焼成した後の降温時に、Al電極層とSi基板の熱膨張の違いに起因して生じるものである。具体的にいえば、焼成時に500〜600℃の温度に達すると、不動態としての役割を果たしていたAl粒子表面の非晶質酸化膜が結晶質に変わってAlの酸化が急激に進む一方で、酸化膜の間からAl粒子が露出し瞬間的にネック成長することで焼結は進行するが、その過程でAl電極層とSi基板との間に生じる応力を、両者の熱膨張差が大きいために降温時には吸収できなくなることが、反りの生じる原因である。   The warpage of the Si substrate described above is caused by a difference in thermal expansion between the Al electrode layer and the Si substrate when the temperature is lowered after the Al paste is printed on the Si substrate and baked. Specifically, when a temperature of 500 to 600 ° C. is reached at the time of firing, the amorphous oxide film on the surface of the Al particles, which has played a role of passivation, changes to crystalline, while the oxidation of Al proceeds rapidly. Sintering progresses because Al particles are exposed from the oxide film and momentarily neck grows, but the stress generated between the Al electrode layer and the Si substrate in the process has a large difference in thermal expansion between the two. For this reason, it becomes impossible to absorb when the temperature is lowered, which is a cause of warping.

このような反りが生じると、その後の工程において自動機へのハンドリングミスが生じやすく、太陽電池素子の割れや欠けを発生させ、製造歩留まりを低下させるという問題がある。   When such a warp occurs, there is a problem that a handling error to an automatic machine is likely to occur in the subsequent process, and the solar cell element is cracked or chipped, resulting in a decrease in manufacturing yield.

係る問題の解決策として、Alペーストの塗布量を減らしてAl電極層を薄くすることにより、反る力を物理的に軽減する手法が想定される。しかしながらこの手法によって実用上問題とならない程度にまで反りを抑制しようとすると、Si基板へのAlの拡散量が少なくなり、p+層が形成されにくく、発電効率が低下するという問題がある。 As a solution to such a problem, a method of physically reducing the warping force by reducing the amount of Al paste applied and thinning the Al electrode layer is assumed. However, if it is attempted to suppress the warp to such an extent that it does not cause a practical problem by this method, there is a problem that the amount of Al diffusion into the Si substrate is reduced, the p + layer is hardly formed, and the power generation efficiency is lowered.

特許文献1には、Al粉末と、有機ビヒクルと、Alよりも熱膨張率が小さくかつAlの融点よりも溶融温度、軟化温度、分解温度のいずれかが高い無機化合物、具体的にはSiO2やAl23などを添加したペーストを用いて、裏面電極を形成する方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses an Al powder, an organic vehicle, an inorganic compound having a smaller coefficient of thermal expansion than Al and a melting temperature, softening temperature, or decomposition temperature higher than the melting point of Al, specifically SiO 2. And a method of forming a back electrode using a paste to which Al 2 O 3 or the like is added.

しかしながら、特許文献1に開示の方法では、Si基板の反りを低減することはできるものの、ペーストに添加した無機化合物が焼成後もそのままの形で存在するため、裏面電極内のAl粒子同士の結合が弱く、密着強度が低いという問題がある。また、そのような無機化合物の存在により裏面電極の抵抗が増大するので、集電電極としての性能が劣化し、発電効率の低下を引き起こすという問題がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, although the warpage of the Si substrate can be reduced, since the inorganic compound added to the paste exists as it is after firing, bonding between Al particles in the back electrode Are weak and have low adhesion strength. Moreover, since the resistance of the back electrode increases due to the presence of such an inorganic compound, there is a problem in that the performance as a current collecting electrode is deteriorated and the power generation efficiency is lowered.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池その他の光電変換素子の作製に用いる導電性ペーストであって、半導体基板の裏面電極形成に伴う反りを抑制すると共に、面抵抗が小さく、密着強度が高い裏面電極を形成することができる導電性ペースト、およびこれを用いて作製する光電変換素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a conductive paste used in the manufacture of solar cells and other photoelectric conversion elements, which suppresses warpage associated with the formation of a back electrode of a semiconductor substrate and has a sheet resistance. It aims at providing the electrically conductive paste which can form a back electrode with small and high adhesive strength, and a photoelectric conversion element produced using this.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、光電変換素子用の半導体基板に電極を形成するための導電性ペーストであって、Al粒子をAlよりも低融点の金属にて被覆してなる被覆Al粒子を導電性材料として含む、ことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a conductive paste for forming an electrode on a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element, wherein Al particles are coated with a metal having a melting point lower than that of Al. The coated Al particles are included as a conductive material.

請求項2の発明は、請求項1に記載の光電変換素子用導電性ペーストであって、前記金属が所定のはんだ合金である、ことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the conductive paste for photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the metal is a predetermined solder alloy.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の光電変換素子用導電性ペーストであって、前記はんだ合金を、Al100重量部に対して1重量部以上20重量部以下含む、ことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the conductive paste for photoelectric conversion element according to claim 1 or 2, wherein the solder alloy is contained in an amount of 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of Al. It is characterized by.

請求項4の発明は、光電変換素子において、前記半導体基板の一方主面上に、請求項1ないし請求項3のいずれかの光電変換素子用導電性ペーストを用いて、Alを主成分とするとともにAl粒子を前記金属にて被覆してなる主電極層を形成してなる、ことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element, the conductive paste for the photoelectric conversion element according to any one of the first to third aspects is used as a main component on one main surface of the semiconductor substrate. In addition, a main electrode layer formed by coating Al particles with the metal is formed.

請求項5の発明は、請求項4に記載の光電変換素子であって、前記半導体基板の前記一方主面の略全面にAlを主成分とする副電極層を形成した上で、前記主電極層が前記副電極層に隣接形成されてなる、ことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the photoelectric conversion element according to claim 4, wherein a sub-electrode layer mainly composed of Al is formed on substantially the entire surface of the one main surface of the semiconductor substrate, and then the main electrode A layer is formed adjacent to the sub-electrode layer.

請求項6の発明は、光電変換素子用の半導体基板と、前記半導体基板の一方主面の略全面に形成された電極層と、を備える光電変換素子であって、前記電極層が、Alを主成分とするとともにAl粒子を低融点の金属にて被覆してなる主電極層と、Alを主成分とする副電極層と、からなり、前記半導体基板に対して前記副電極層が隣接形成され、前記副電極層に対して前記主電極層が隣接形成されてなる、ことを特徴とする。   The invention of claim 6 is a photoelectric conversion element comprising a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element and an electrode layer formed on substantially the entire surface of one main surface of the semiconductor substrate, wherein the electrode layer comprises Al. The main electrode layer is composed of a main electrode layer formed by coating Al particles with a low melting point metal and a sub electrode layer mainly containing Al, and the sub electrode layer is formed adjacent to the semiconductor substrate. The main electrode layer is formed adjacent to the sub electrode layer.

請求項7の発明は、光電変換素子の作製方法であって、AlとAlよりも低融点の金属とを用いて、Al粒子を前記金属で被覆してなる被覆Al粒子を作製する工程と、前記被覆Al粒子を導電性材料として含む導電性ペーストを作製する工程と、前記導電性ペーストを用いて塗布法により光電変換素子用の半導体基板の一方主面上に、Alを主成分とするとともにAl粒子を低融点の金属にて被覆してなる主電極層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。   The invention of claim 7 is a method for producing a photoelectric conversion element, comprising using Al and a metal having a melting point lower than that of Al to produce coated Al particles obtained by coating Al particles with the metal, A step of producing a conductive paste containing the coated Al particles as a conductive material, and a main component of Al on one main surface of a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element by a coating method using the conductive paste And a step of forming a main electrode layer formed by coating Al particles with a low melting point metal.

請求項8の発明は、請求項7に記載の光電変換素子の作製方法であって、前記半導体基板の前記一方主面の略全面に、あらかじめAlを主成分とする副電極層を形成した上で、前記主電極層を前記副電極層に隣接形成する、ことを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 7, wherein a sub-electrode layer mainly composed of Al is formed in advance on substantially the entire surface of the one main surface of the semiconductor substrate. The main electrode layer is formed adjacent to the sub electrode layer.

請求項1ないし請求項8の発明によれば、Alのみで電極層を形成する場合に比して低い温度での焼成で電極層の形成が実現されるので、Alの収縮がほとんど生じることがない電極層の形成が実現される。これにより、熱膨張率の差に起因して生じる電極層と半導体基板との収縮差は緩和され、結果として半導体基板の反りが抑制された光電変換素子を実現できる。   According to the first to eighth aspects of the invention, since the electrode layer is formed by firing at a lower temperature compared to the case where the electrode layer is formed with Al alone, Al shrinkage is almost caused. Formation of a non-electrode layer is realized. Thereby, the shrinkage difference between the electrode layer and the semiconductor substrate caused by the difference in thermal expansion coefficient is alleviated, and as a result, a photoelectric conversion element in which the warpage of the semiconductor substrate is suppressed can be realized.

特に、請求項5、請求項6、および請求項8の発明によれば、裏面電極として機能する電極層を、主として反りの抑制を担う主電極層と、Alの拡散によるp+層の形成を担う副電極層と、との二層構造とすることで、従来のように1種類のAlペーストのみを用いて1層の裏面電極を形成する場合では困難であった、p+層の形成と、電極性能の確保と、半導体基板の反りの抑制という、裏面電極に求められる相反する要件が、すべて好適にみたされてなる光電変換素子が、実現されてなる。 In particular, according to the invention of claim 5, claim 6, and claim 8, the electrode layer functioning as the back electrode is formed by forming a main electrode layer mainly responsible for warpage suppression and a p + layer by diffusion of Al. By forming the two-layer structure of the supporting sub-electrode layer and the p + layer formation, which is difficult in the case of forming a single-layer back electrode using only one kind of Al paste as in the prior art, Thus, a photoelectric conversion element in which all the contradicting requirements required for the back electrode, such as ensuring electrode performance and suppressing warpage of the semiconductor substrate, are suitably realized is realized.

<導電性ペースト>
本実施の形態に係る導電性ペーストは、主として、太陽電池などの光電変換素子の形成に用いる半導体基板に、塗布法によって電極を形成する際に用いるものである。例えば太陽電池を作製する場合であれば、Si基板などのp型の半導体基板の裏面側に、塗布法によって裏面電極を形成する際に用いるのが、その使用態様の好適な一例である。なお、塗布法としては、スクリーン印刷、ロールコーター方式及びディスペンサー方式などの種々の公知手法を用いることができる。
<Conductive paste>
The conductive paste according to this embodiment is mainly used when an electrode is formed on a semiconductor substrate used for forming a photoelectric conversion element such as a solar cell by a coating method. For example, in the case of manufacturing a solar cell, a preferred example of the usage mode is to use a back electrode formed by a coating method on the back side of a p-type semiconductor substrate such as a Si substrate. In addition, as a coating method, various well-known methods, such as screen printing, a roll coater system, and a dispenser system, can be used.

係る導電性ペーストは、被覆Al粉末と、有機バインダーと、有機溶剤とを含む。ここで、被覆Al粉末とは、該導電性ペーストにおいて導電を担う粒子であり、平均粒径が5〜20μm以下の金属Al粉末粒子の略全面を、Alよりも融点の低い金属(以下、低融点金属と称することがある)にて被覆してなる粉末粒子をいう。被覆に用いる金属としては、はんだとして用いられる合金(以下、はんだ合金と称することがある)が好ましい。はんだ合金としては例えば、合金組成がSn60%−Pb40%程度のいわゆる共晶はんだや、Sn96%−Ag3.5%−銅0.5%程度のいわゆる鉛フリーはんだなどを用いることができる。本実施の形態に係るこのような導電性ペーストを、被覆Alペーストと称することとする。なお、導電性ペーストに上述の被覆Al粉末以外のAl粉末を含むことは、本願発明の効果が妨げられない程度の割合であれば許容される。   Such a conductive paste includes a coated Al powder, an organic binder, and an organic solvent. Here, the coated Al powder is a particle responsible for electrical conductivity in the conductive paste, and a metal having an average particle diameter of 5 to 20 μm or less over the entire surface of the metal Al powder particle is a metal having a melting point lower than that of Al (hereinafter referred to as low Powder particles coated with (sometimes referred to as a melting point metal). As a metal used for coating, an alloy used as solder (hereinafter sometimes referred to as a solder alloy) is preferable. As the solder alloy, for example, a so-called eutectic solder having an alloy composition of about Sn 60% -Pb 40%, a so-called lead-free solder of about Sn 96% -Ag 3.5% -copper 0.5%, or the like can be used. Such a conductive paste according to the present embodiment will be referred to as a coated Al paste. In addition, it is permissible that the conductive paste contains Al powder other than the above-described coated Al powder as long as the effect of the present invention is not hindered.

本実施の形態に係る被覆Alペーストを塗布法による電極形成に用いる場合、焼成時、被覆のない従来のAl粉末を用いた導電性ペースト(以下、従来ペーストとも称する)におけるAlの焼結開始温度よりも低い温度で、被覆に用いた低融点金属の融解が始まる。例えば、上述の共晶はんだの常圧下での融点は約183℃、鉛フリーはんだの常圧下での融点は約218℃であるので、これらの温度よりも高ければ、Alが融解しない温度域での焼成を行うだけであっても、被覆金属の融解による焼結状態が実現され、密着強度も十分で実用的な電極の形成が可能となる。例えば、焼成温度を250℃以上400℃以下とするのがその好適な一例である。より好ましくは、焼成温度は300℃以上400℃以下とされる。   When the coated Al paste according to the present embodiment is used for electrode formation by a coating method, the sintering start temperature of Al in a conductive paste using conventional Al powder without coating during firing (hereinafter also referred to as conventional paste) At lower temperatures, melting of the low melting point metal used for coating begins. For example, the melting point of the above eutectic solder under normal pressure is about 183 ° C., and the melting point of lead-free solder under normal pressure is about 218 ° C. Even if only firing is performed, a sintered state due to melting of the coated metal is realized, and adhesion strength is sufficient, and a practical electrode can be formed. For example, a suitable example is a firing temperature of 250 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. More preferably, the firing temperature is set to 300 ° C. or more and 400 ° C. or less.

そして、上述のような温度範囲での焼成であれば、Alはほとんど収縮しないので、被覆Alペーストを光電変換素子の裏面電極形成に用いた場合には、従来ペーストを用いた場合よりもAlとSiとの熱膨張差に起因したSi基板との反りが抑制されることになる。また、Alの酸化も従来ペーストを用いる場合より抑制されることから、電極抵抗の増大が抑制されるという効果も得られる。   And if it is firing in the temperature range as described above, Al hardly shrinks. Therefore, when the coated Al paste is used for the formation of the back electrode of the photoelectric conversion element, Al and the conventional paste are used. Warpage with the Si substrate due to the difference in thermal expansion from Si is suppressed. Moreover, since the oxidation of Al is also suppressed as compared with the case where a conventional paste is used, an effect of suppressing an increase in electrode resistance is also obtained.

被覆金属としてはんだ合金を用いる場合には、Al100重量部に対して1重量部以上20重量部以下のはんだ合金が被覆されるのが好ましい。1重量部以上とするのは、係る割合で被覆がなされていれば、400℃以下の焼成温度であっても、焼結状態が良好で、少なくとも密着強度が従来と同程度の電極の形成が実現されるからである。また、20重量部以下とするのは、低抵抗の電極を得るためである。さらには、Al100重量部に対して5重量部以上10重量部以下のはんだ合金が被覆されるのがより好ましい。   When a solder alloy is used as the coating metal, it is preferable that 1 to 20 parts by weight of the solder alloy is coated with respect to 100 parts by weight of Al. 1 part by weight or more means that if the coating is made in such a ratio, the sintered state is good even at a firing temperature of 400 ° C. or less, and an electrode having at least the same adhesion strength as that of the prior art is formed. This is because it is realized. Further, the reason why the content is 20 parts by weight or less is to obtain a low-resistance electrode. Furthermore, it is more preferable that 5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less of a solder alloy is coated with respect to 100 parts by weight of Al.

また、はんだ合金を被覆する手法としては、はんだメッキによる方法(湿式法)と混合機を用いてはんだを被覆する方法(乾式法)とのいずれも適用可能である。湿式法の場合、0.005μm〜0.2μm程度の被覆厚で被覆がなされるのが好ましい。乾式法の場合も、係る被覆厚と同等程度の粒径のはんだ合金粒子がAl粒子に付着することで、実質的に湿式法の場合と同程度の被覆が実現されることが好ましい。   Moreover, as a method of coating the solder alloy, both a method by solder plating (wet method) and a method of coating solder using a mixer (dry method) can be applied. In the case of the wet method, the coating is preferably performed with a coating thickness of about 0.005 μm to 0.2 μm. Also in the case of the dry method, it is preferable that substantially the same level of coating as in the case of the wet method is realized by attaching solder alloy particles having a particle size equivalent to the coating thickness to the Al particles.

有機バインダー、有機溶剤については従来ペーストで使用されているものと同等のものを用いることができる。有機バインダーとしては、塗布性の観点からセルロース系やアクリル系のものを用いるのが好適である。有機溶剤としては、例えば、α−テルピネオールやフタル酸エステルを用いるのが好適な一例である。   About the organic binder and the organic solvent, the thing equivalent to what was conventionally used by the paste can be used. As the organic binder, it is preferable to use a cellulose-based or acrylic-based binder from the viewpoint of applicability. As the organic solvent, for example, α-terpineol or phthalate ester is preferably used.

これらの被覆Al粉末、有機バインダー、有機溶剤を、所定の重量ずつ秤量し、ボールミルや攪拌器で混合した後、三本ロールにて混練することにより、本実施の形態に係る被覆Alペーストを得ることが出来る。なお、被覆Alペーストには、このほかに、被覆Al粉末100重量部に対して10重量部以下のガラスフリット粉末を含んでいてもよい。例えば、B23−SiO2−PbO系のガラス材料を用いるのがその好適な一例である。係る場合であっても、本発明の効果を得ることができる。 These coated Al powder, organic binder, and organic solvent are weighed in predetermined weights, mixed with a ball mill or a stirrer, and then kneaded with three rolls to obtain the coated Al paste according to the present embodiment. I can do it. In addition, the coated Al paste may contain 10 parts by weight or less of glass frit powder with respect to 100 parts by weight of the coated Al powder. For example, a suitable example is the use of a B 2 O 3 —SiO 2 —PbO glass material. Even in such a case, the effects of the present invention can be obtained.

<太陽電池>
次に、上述の被覆Alペーストを用いて作製されてなる、本実施の形態に係る光電変換素子の一態様としての太陽電池について説明する。図1は、本実施の形態に係る太陽電池10の構成を概略的に示す断面模式図である。
<Solar cell>
Next, a solar cell as an embodiment of the photoelectric conversion element according to this embodiment, which is manufactured using the above-described coated Al paste, will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a solar cell 10 according to the present embodiment.

太陽電池10は、半導体基板1と、半導体基板1の表面側(受光面側)に形成されてなり、n型不純物を有するn+層2と、半導体基板1の裏面側に形成されてなり、p型不純物を有するp+層3と、n+層2の表面に(図1においてはn+層2の上に)形成されてなる、Ag等からなる受光面電極4と、半導体基板1の裏面側にp+層3を介在させて(図1においてはp+層3の下に)形成されてなる裏面電極5とから、主として構成される。係る太陽電池10は、受光面への所定の波長範囲の光の入射に応答して、電流を取り出すことができるように構成されている。すなわち、太陽電池10は、n+層2と、半導体基板1と、p+層3とによって形成されてなるn+/p/p+接合を有し、その表面に受光面電極4が、裏面に裏面電極5が、それぞれ形成されてなる構造を有するともいえる。 The solar cell 10 is formed on the semiconductor substrate 1, the front surface side (light receiving surface side) of the semiconductor substrate 1, the n + layer 2 having n-type impurities, and the back surface side of the semiconductor substrate 1, and p + layer 3 having a p-type impurity, formed by formed (on the n + layer 2 in FIG. 1) on the surface of n + layer 2, the light-receiving surface electrode 4 made of Ag or the like, the semiconductor substrate 1 It is mainly composed of a back electrode 5 formed by interposing a p + layer 3 on the back side (under the p + layer 3 in FIG. 1). The solar cell 10 is configured such that a current can be taken out in response to the incidence of light in a predetermined wavelength range on the light receiving surface. That is, solar cell 10 has an n + / p / p + junction formed by n + layer 2, semiconductor substrate 1, and p + layer 3. It can also be said that the back electrode 5 has a structure formed respectively.

半導体基板1としては、例えばSi系のIV族半導体を用いるのが好適な一例である。例えば、外形が150mm□の、B(ボロン)などがp型のドーパントして添加されてなる多結晶Siのインゴットを150〜200μmの範囲内の任意の厚みにスライシング加工して得られるSi基板を、半導体基板1として用いることができる。係るSi基板の比抵抗は1〜5Ω・cm程度であるのがその好適な一例である。なお、加工により生じたダメージ層や汚染層を除去すべく、NaOHやKOH、あるいはフッ酸やフッ硝酸などで表面をわずかにエッチングすることが望ましい。また、受光した光の閉じ込め効率を高めるべく、ドライエッチング法やウェットエッチング法によって、半導体基板1の表面に微小な凹凸を形成するのが望ましい。   As the semiconductor substrate 1, for example, it is preferable to use a Si-based group IV semiconductor. For example, a Si substrate obtained by slicing a polycrystalline Si ingot having an outer shape of 150 mm □ and adding B (boron) or the like as a p-type dopant to an arbitrary thickness within a range of 150 to 200 μm. The semiconductor substrate 1 can be used. A suitable example of the specific resistance of the Si substrate is about 1 to 5 Ω · cm. Note that it is desirable to slightly etch the surface with NaOH, KOH, hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, or the like in order to remove a damage layer or a contamination layer generated by processing. In order to increase the confinement efficiency of the received light, it is desirable to form minute irregularities on the surface of the semiconductor substrate 1 by a dry etching method or a wet etching method.

また、半導体基板1の材質は上述のものに限定されるものではなく、単結晶Siを用いてもよい。あるいは、上述の導電性ペーストを用いて裏面電極を形成しうる半導体であれば、他の半導体を用いてもよい。   Moreover, the material of the semiconductor substrate 1 is not limited to the above-mentioned material, and single crystal Si may be used. Alternatively, another semiconductor may be used as long as it can form a back electrode using the above-described conductive paste.

+層2は、いわゆる逆導電型拡散領域である。n+層2は、半導体基板1の一方の主面側に、公知のイオン打ち込み法によってP(リン)を打ち込むことによって形成される。n+層2が形成された側が、太陽電池の受光面側となる。n+層2は、例えば、1.5×10-3Ω・cm程度の比抵抗と、0.3〜0.5μm程度の厚みを有するように形成されるのが、その好適な一例である。あるいは、POCl3(オキシ塩化リン)などのガス中で熱処理する、いわゆる気相拡散法によってn+層2を形成するようにしても良い。 The n + layer 2 is a so-called reverse conductivity type diffusion region. The n + layer 2 is formed by implanting P (phosphorus) on one main surface side of the semiconductor substrate 1 by a known ion implantation method. The side on which the n + layer 2 is formed is the light receiving surface side of the solar cell. For example, the n + layer 2 is preferably formed to have a specific resistance of about 1.5 × 10 −3 Ω · cm and a thickness of about 0.3 to 0.5 μm. . Alternatively, the n + layer 2 may be formed by a so-called vapor phase diffusion method in which heat treatment is performed in a gas such as POCl 3 (phosphorus oxychloride).

裏面電極5は、第1電極層5aと第2電極層5bの2つの電極層からなる積層構造を有するように構成されてなる。   The back electrode 5 is configured to have a laminated structure including two electrode layers of a first electrode layer 5a and a second electrode layer 5b.

第1電極層5aは、被覆のないAl粉末を導電性材料として含む従来ペーストを用いて、塗布法により形成される。例えば、n+層2を形成した後の半導体基板1の略全面にスクリーン印刷法により該従来ペーストを塗布し、150℃、数分間の乾燥処理を施した後、空気中で700〜850℃の焼成温度で1分〜30分間程度焼成することで、第1電極層5aを形成することができる。また、係る焼成中に従来ペースト中のAlが半導体基板1に向けて拡散することにより、p+層3が形成される。 The first electrode layer 5a is formed by a coating method using a conventional paste containing an uncoated Al powder as a conductive material. For example, the conventional paste is applied to almost the entire surface of the semiconductor substrate 1 after the n + layer 2 is formed by screen printing, and is dried at 150 ° C. for several minutes, and then is 700 to 850 ° C. in air. By baking at a baking temperature for about 1 to 30 minutes, the first electrode layer 5a can be formed. Further, during the firing, Al in the conventional paste diffuses toward the semiconductor substrate 1, whereby the p + layer 3 is formed.

一方、第2電極層5bは、本実施の形態に係る被覆Alペーストを用いて、塗布法により形成される。第2電極層5bは、先に形成された第1電極層5aに積層形成される。例えば、第1電極層5aの略全面にスクリーン印刷法により該被覆Alペーストを塗布し、150℃、数分間の乾燥処理を施した後、空気中で250〜300℃の焼成温度で1分〜30分間程度焼成することで、第2電極層5bを形成することができる。   On the other hand, the second electrode layer 5b is formed by a coating method using the coated Al paste according to the present embodiment. The second electrode layer 5b is stacked on the previously formed first electrode layer 5a. For example, the coated Al paste is applied to substantially the entire surface of the first electrode layer 5a by a screen printing method, dried at 150 ° C. for several minutes, and then fired at 250 to 300 ° C. in air for 1 minute to By baking for about 30 minutes, the second electrode layer 5b can be formed.

受光面電極4は、Agペーストを用いて、塗布法により形成される。例えば、p+層3および裏面電極5を形成した後、スクリーン印刷によりn+層2の上に櫛歯状にAgペーストを塗布し、150℃、数分間の乾燥処理を施した後、空気中で600℃程度の焼成温度で1分〜10分間程度焼成することで、Agからなる櫛歯状の受光面電極4が形成される。 The light receiving surface electrode 4 is formed by a coating method using an Ag paste. For example, after forming the p + layer 3 and the back electrode 5, an Ag paste is applied on the n + layer 2 by screen printing in a comb-like shape, dried at 150 ° C. for several minutes, and then in the air. By firing at a firing temperature of about 600 ° C. for about 1 to 10 minutes, the comb-shaped light-receiving surface electrode 4 made of Ag is formed.

本実施の形態に係る太陽電池10においては、裏面電極5が上述のような二層構造に形成されてなる。換言すれば、相異なる構成の電極層が2段階に分けて形成されてなる。これは、それぞれの層に異なる役割を持たせるためである。   In solar cell 10 according to the present embodiment, back electrode 5 is formed in the two-layer structure as described above. In other words, the electrode layers having different structures are formed in two stages. This is because each layer has a different role.

まず、第1電極層5aは、このAlの拡散によるp+層3の形成、つまりはBSF効果の発現を主たる目的として形成される。上述のようにAl粒子がはんだ合金で被覆され、また低い焼成温度で形成される第2電極層5bからのAlの拡散は、必ずしも十分に生じないことも想定されることから、第1電極層5aを設けることは、Al粒子の拡散を積極的に生じさせるうえでより好ましい。第1電極層5aは、これを実現するのに必要な厚みで形成されればよい。換言すれば、従来の太陽電池の裏面電極と同程度にまで厚く形成する必要はない。例えば、5μm〜20μm程度の厚みに形成されるのがその好適な一例である。この程度の厚みであれば、反りが生じていたとしても実用的には問題がないレベルだからである。これ以上厚すぎる場合には、さらに大きな反りが生じてしまうので、好ましくない。これよりも薄い場合には、Alの拡散が十分に生じず、BSF効果が十分に得られないことになる。 First, the first electrode layer 5a is formed mainly for the purpose of forming the p + layer 3 by the diffusion of Al, that is, the BSF effect. Since it is assumed that Al diffusion from the second electrode layer 5b, in which Al particles are coated with a solder alloy as described above and formed at a low firing temperature, does not necessarily occur sufficiently, the first electrode layer Providing 5a is more preferable for positively causing Al particles to diffuse. The first electrode layer 5a may be formed with a thickness necessary to realize this. In other words, it need not be as thick as the back electrode of a conventional solar cell. For example, it is a preferable example that it is formed to a thickness of about 5 μm to 20 μm. This is because if the thickness is such a level, there is practically no problem even if warpage occurs. If it is too thick, a larger warp will occur, which is not preferable. If it is thinner than this, Al diffusion does not occur sufficiently, and the BSF effect cannot be obtained sufficiently.

一方、第2電極層5bは、主として反りの抑制という役割を担うべく、上述した被覆Al導電性ペーストにて形成される。第2電極層5bが薄いほど、半導体基板1の反りが低減される傾向があるが、第2電極層5bの厚みは、塗布法に用いる装置や、作製する太陽電池10の設計上の要請に応じて適宜に定められる。例えば、40μm程度の厚みに形成されるのがその好適な一例である。   On the other hand, the second electrode layer 5b is formed of the above-described coated Al conductive paste to mainly play a role of suppressing warpage. As the second electrode layer 5b is thinner, the warp of the semiconductor substrate 1 tends to be reduced. However, the thickness of the second electrode layer 5b depends on the design requirements of the device used for the coating method and the solar cell 10 to be manufactured. It is determined accordingly. For example, it is a preferable example that it is formed to a thickness of about 40 μm.

また、上述したように、本実施の形態に係る被覆Alペーストについては、低抵抗な第2電極層5bが形成されるように、低融点金属の好適な含有比率(の上限)が定められてなる。これにより、裏面電極5では実用上十分な低抵抗が実現されてなる。   Further, as described above, for the coated Al paste according to the present embodiment, a suitable content ratio (upper limit) of the low melting point metal is determined so that the low-resistance second electrode layer 5b is formed. Become. As a result, the back electrode 5 has a practically low resistance.

さらには、係る被覆Alペーストについては、焼結状態が良好で密着強度が十分な第2電極層5bが形成されるように、低融点金属の好適な含有比率(の下限)が定められてなる。これにより、裏面電極5では、少なくとも従来と同程度の密着強度が実現されてなる。   Furthermore, for the coated Al paste, a suitable content ratio (lower limit) of the low melting point metal is determined so that the second electrode layer 5b having a good sintered state and sufficient adhesion strength is formed. . As a result, the back surface electrode 5 achieves at least the same adhesion strength as the conventional one.

以上、説明したように、本実施の形態においては、裏面電極5を、半導体基板1と隣接し、Alの拡散によるp+層3の形成を担う第1電極層5aと、該第1電極層5aに隣接し、主として反りの抑制を担う第2電極層5bとの二層構造とすることで、従来のように1種類のAlペーストのみを用いて1層の裏面電極を形成する場合では困難であった、p+層3の形成と、電極性能の確保と、半導体基板1の反りの抑制という、裏面電極5に求められる相反する要件が、すべて好適にみたされてなる係る太陽電池10が、実現されてなる。このうち、反りの抑制については、被覆Alペーストを塗布し、Alの収縮がほとんど生じない低温域で焼成を行うことによって第2導電層5bを形成することで実現されているが、係る低温での形成は、第2導電層5bの抵抗増大の抑制にも効果があるものである。 As described above, in the present embodiment, the back electrode 5 is adjacent to the semiconductor substrate 1, and the first electrode layer 5a is responsible for forming the p + layer 3 by diffusion of Al, and the first electrode layer. It is difficult to form a single-layer back electrode by using only one type of Al paste as in the prior art by adopting a two-layer structure adjacent to 5a and mainly the second electrode layer 5b responsible for warpage suppression. The solar cell 10 in which the conflicting requirements required for the back electrode 5 such as formation of the p + layer 3, securing of electrode performance, and suppression of warping of the semiconductor substrate 1 are all suitably met is provided. , Realized. Among these, the suppression of the warpage is realized by applying the coated Al paste and forming the second conductive layer 5b by firing in a low temperature range where Al shrinkage hardly occurs. The formation of is also effective in suppressing an increase in resistance of the second conductive layer 5b.

なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることはもちろんである。例えば、半導体基板の受光面側に窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などからなる反射防止膜(不図示)を設けたほうが好ましい。   It should be noted that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described example, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, it is preferable to provide an antireflection film (not shown) made of a silicon nitride film or a silicon oxide film on the light receiving surface side of the semiconductor substrate.

さらに、裏面電極としては、出力を取り出すための、Agを主成分とする電極を、さらに形成したほうが好ましい。   Furthermore, it is preferable to further form an electrode mainly composed of Ag for taking out the output as the back electrode.

Al粉末の被覆を担う低融点金属として共晶はんだを用い、Al100重量部に対して、それぞれ0.3、1、2、5、8、10、15、20、25重量部であり、平均粒径が10μmである9種類の被覆Al粉末と、平均粒径が同程度で被覆のないAl粉末とを用意し、それぞれについて導電性ペーストを作製した。すなわち、被覆状態の異なる9種の被覆Alペーストと、Al粉末に被覆のない1つの従来ペーストとを作製した。   Eutectic solder is used as a low melting point metal for coating Al powder, and is 0.3, 1, 2, 5, 8, 10, 15, 20, 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of Al. Nine kinds of coated Al powders having a diameter of 10 μm and Al powders having an average particle diameter of the same degree and no coating were prepared, and conductive pastes were prepared for each. That is, nine types of coated Al pastes with different coating states and one conventional paste without coating Al powder were produced.

それぞれの導電性ペーストの作製においては、平均粒径が5μmで軟化点450℃のガラス粉末を用意し、被覆Al粉末とガラス粉末とを、被覆Al粉末100重量部に対してガラス粉末の添加量が2重量部となるように混合して無機原料を得た後、更に有機バインダーとしてのニトロセルロースを無機原料100重量部に対して5重量部、有機溶剤としてαテルピネオールを20重量部加え、攪拌器により混合した。これを3本ロール処理して、それぞれの導電性ペーストを得た。   In the preparation of each conductive paste, glass powder having an average particle size of 5 μm and a softening point of 450 ° C. is prepared, and the amount of glass powder added to the coated Al powder and 100 parts by weight of the coated Al powder. 2 parts by weight to obtain an inorganic raw material, and then add 5 parts by weight of nitrocellulose as an organic binder to 100 parts by weight of the inorganic raw material and 20 parts by weight of α-terpineol as an organic solvent, and stir Mix with a cooker. Three rolls of this were processed, and each electrically conductive paste was obtained.

得られた計10種の導電性ペーストを用いて、以下に示すように計11種の太陽電池を作製した。   A total of 11 types of solar cells were produced using the resulting 10 types of conductive paste as shown below.

それぞれの太陽電池の作製においては、半導体基板1として、外形150mm□の多結晶Siのインゴットを150μm厚みにスライシング加工したSi基板を用いた。このSi基板の表面に、イオン打ち込み法によりPを打ち込むことにより、深さ0.5μmで、比抵抗が約1.5×10-3Ω・cmのn+層2を形成した。 In the production of each solar cell, a Si substrate obtained by slicing a 150 μm thick polycrystalline Si ingot to a thickness of 150 μm was used as the semiconductor substrate 1. By implanting P on the surface of the Si substrate by ion implantation, an n + layer 2 having a depth of 0.5 μm and a specific resistance of about 1.5 × 10 −3 Ω · cm was formed.

その後、Si基板の裏面にスクリーン印刷法により該従来ペーストを略全面に塗布し、150℃、10分間の乾燥処理を行った後に、空気中で最高温度750℃に加熱して、10分間焼成し、第1電極層5aおよびp+層3を形成した。なお、第1電極層5aの厚みは、その後に第2電極層5bを形成するのに用いる共晶はんだが10重量部のもののみ、5μm、10μmの2水準とした。他の重量部のものについては、全て5μmとした。 Thereafter, the conventional paste is applied on the entire back surface of the Si substrate by a screen printing method, dried at 150 ° C. for 10 minutes, and then heated in air to a maximum temperature of 750 ° C. and baked for 10 minutes. First electrode layer 5a and p + layer 3 were formed. The thickness of the first electrode layer 5a was set to two levels of 5 μm and 10 μm only when the eutectic solder used for forming the second electrode layer 5b thereafter was 10 parts by weight. All other parts by weight were 5 μm.

次に、n+層2の表面にAgペーストをスクリーン印刷法により櫛歯状に塗布し、150℃、10分間の乾燥処理を行った後に、空気中で最高温度600℃に加熱して、10分間焼成し、受光面電極4を形成した。 Next, Ag paste is applied to the surface of the n + layer 2 in a comb-like shape by a screen printing method, dried at 150 ° C. for 10 minutes, and then heated in air to a maximum temperature of 600 ° C. The light-receiving surface electrode 4 was formed by baking for a minute.

さらに、第1電極層5aの表面に、スクリーン印刷法によりそれぞれの被覆ペーストを略全面に40μmの厚みに塗布し、150℃、10分間の乾燥処理を行った後に、空気中で最高温度300℃に加熱して、10分間焼成し、第2電極層5bを形成した。また、従来ペーストについても同様に塗布し、最高温度を750℃とする他は、被覆ペーストと同様に処理行った。以上により、11種類の太陽電池が得られた。   Furthermore, each coating paste was applied to the entire surface of the first electrode layer 5a by a screen printing method to a thickness of 40 μm, and after drying at 150 ° C. for 10 minutes, the maximum temperature in air was 300 ° C. And baked for 10 minutes to form the second electrode layer 5b. Further, the conventional paste was applied in the same manner, and the treatment was performed in the same manner as the coating paste except that the maximum temperature was set to 750 ° C. As described above, 11 types of solar cells were obtained.

このようにして作製したそれぞれの太陽電池について、半導体基板の反り量、裏面電極の面抵抗、裏面電極のピール強度を測定した。図2は、本実施例にかかる半導体基板の反り量の評価方法について説明するための図である。本実施の形態においては、半導体基板1の厚さを含んだ値で反り量を評価した。具体的には、図2に示すように、水平面に載置した場合の最低部(水平面)と最高部との高さの差で反り量を評価した。その際、2mm以上を不可と判定することとした。また、Al電極部の面抵抗は4端子法で測定し、15mΩ/□以上を不可と判定することとした。Al電極部のピール強度は、セロハンテ−プによる引き剥がし試験で評価し、はがれのあるものを、密着強度が充分ではないとして不可と判定することとした。   For each of the solar cells thus fabricated, the amount of warpage of the semiconductor substrate, the surface resistance of the back electrode, and the peel strength of the back electrode were measured. FIG. 2 is a diagram for explaining the evaluation method of the warpage amount of the semiconductor substrate according to this example. In the present embodiment, the amount of warpage was evaluated using a value including the thickness of the semiconductor substrate 1. Specifically, as shown in FIG. 2, the amount of warpage was evaluated by the difference in height between the lowest part (horizontal plane) and the highest part when placed on a horizontal plane. In that case, it was decided that 2 mm or more was impossible. Further, the surface resistance of the Al electrode portion was measured by a four-terminal method, and it was determined that 15 mΩ / □ or more was not possible. The peel strength of the Al electrode portion was evaluated by a peeling test using a cellophane tape, and it was determined that a peeled material was judged to be unacceptable if the adhesion strength was not sufficient.

このようにして得られた、11種類の太陽電池についての評価結果を表1として示す。   The evaluation results for the 11 types of solar cells thus obtained are shown in Table 1.

Figure 2007273760
Figure 2007273760

表1に示すように、従来ペーストを用いたNo.1の太陽電池については、反りが大きかったが、被覆ペーストを用いたものに関しては、いずれも反りが抑制されていることが確認された。すなわち、被覆ペーストを用いることが反りの抑制に有効であることが確認された。また、電極の面抵抗に関しては、No.2とNo.10の太陽電池は不可と判定された。すなわち、被覆に用いたはんだ合金を、Al100重量部に対して1重量部以上20重量部以下とすれば、電極特性は良好であることが確認された。さらに、ピール強度については、No.2の試料のみ不可と判定された。すなわち、被覆に用いたはんだ合金が1重量部以上であれば、少なくとも従来ペースト程度に良好な密着強度は得られることが確認された。   As shown in Table 1, no. Although the warpage of the solar cell 1 was large, it was confirmed that the warpage was suppressed in all cases using the coating paste. That is, it was confirmed that the use of the coating paste was effective in suppressing warpage. Regarding the surface resistance of the electrode, 2 and No. Ten solar cells were determined to be unacceptable. That is, it was confirmed that the electrode characteristics were good when the solder alloy used for the coating was 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of Al. Furthermore, regarding peel strength, Only two samples were judged to be impossible. That is, it was confirmed that when the solder alloy used for the coating was 1 part by weight or more, the adhesion strength as good as that of the conventional paste was obtained.

本実施の形態に係る太陽電池10の構成を概略的に示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows schematically the structure of the solar cell 10 which concerns on this Embodiment. 半導体基板の反り量の評価方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the evaluation method of the curvature amount of a semiconductor substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 n+
3 p+
4 受光面電極
5 裏面電極
5a 第1電極層
5b 第2電極層
10 太陽電池
1 semiconductor substrate 2 n + layer 3 p + layer 4 the light-receiving surface electrode 5 back electrode 5a first electrode layer 5b second electrode layer 10 solar cell

Claims (8)

光電変換素子用の半導体基板に電極を形成するための導電性ペーストであって、
Al粒子をAlよりも低融点の金属にて被覆してなる被覆Al粒子を導電性材料として含む、
ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペースト。
A conductive paste for forming an electrode on a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element,
Coated Al particles formed by coating Al particles with a metal having a melting point lower than that of Al are included as a conductive material.
A conductive paste for a photoelectric conversion element.
請求項1に記載の光電変換素子用導電性ペーストであって、
前記金属が所定のはんだ合金である、
ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペースト。
It is the electrically conductive paste for photoelectric conversion elements of Claim 1, Comprising:
The metal is a predetermined solder alloy;
A conductive paste for a photoelectric conversion element.
請求項1または請求項2に記載の光電変換素子用導電性ペーストであって、
前記はんだ合金を、Al100重量部に対して1重量部以上20重量部以下含む、
ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペースト。
The conductive paste for a photoelectric conversion element according to claim 1 or 2,
Including 1 to 20 parts by weight of the solder alloy with respect to 100 parts by weight of Al,
A conductive paste for a photoelectric conversion element.
前記半導体基板の一方主面上に、請求項1ないし請求項3のいずれかの光電変換素子用導電性ペーストを用いて、Alを主成分とするとともにAl粒子を前記金属にて被覆してなる主電極層を形成してなる、
ことを特徴とする光電変換素子。
On one main surface of the semiconductor substrate, the conductive paste for photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 3 is used, and Al is a main component and Al particles are coated with the metal. Forming a main electrode layer,
The photoelectric conversion element characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載の光電変換素子であって、
前記半導体基板の前記一方主面の略全面にAlを主成分とする副電極層を形成した上で、前記主電極層が前記副電極層に隣接形成されてなる、
ことを特徴とする光電変換素子。
The photoelectric conversion element according to claim 4,
The sub-electrode layer mainly composed of Al is formed on substantially the entire surface of the one main surface of the semiconductor substrate, and the main electrode layer is formed adjacent to the sub-electrode layer.
The photoelectric conversion element characterized by the above-mentioned.
光電変換素子用の半導体基板と、
前記半導体基板の一方主面の略全面に形成された電極層と、
を備える光電変換素子であって、
前記電極層が、
Alを主成分とするとともにAl粒子を低融点の金属にて被覆してなる主電極層と、
Alを主成分とする副電極層と、
からなり、
前記半導体基板に対して前記副電極層が隣接形成され、前記副電極層に対して前記主電極層が隣接形成されてなる、
ことを特徴とする光電変換素子。
A semiconductor substrate for a photoelectric conversion element;
An electrode layer formed on substantially the entire surface of one main surface of the semiconductor substrate;
A photoelectric conversion element comprising:
The electrode layer is
A main electrode layer comprising Al as a main component and Al particles coated with a low melting point metal;
A sub-electrode layer mainly composed of Al;
Consists of
The sub-electrode layer is formed adjacent to the semiconductor substrate, and the main electrode layer is formed adjacent to the sub-electrode layer.
The photoelectric conversion element characterized by the above-mentioned.
光電変換素子の作製方法であって、
AlとAlよりも低融点の金属とを用いて、Al粒子を前記金属で被覆してなる被覆Al粒子を作製する工程と、
前記被覆Al粒子を導電性材料として含む導電性ペーストを作製する工程と、
前記導電性ペーストを用いて塗布法により光電変換素子用の半導体基板の一方主面上に、Alを主成分とするとともにAl粒子を低融点の金属にて被覆してなる主電極層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする光電変換素子の作製方法。
A method for producing a photoelectric conversion element, comprising:
Using Al and a metal having a melting point lower than that of Al to produce coated Al particles obtained by coating Al particles with the metal;
Producing a conductive paste containing the coated Al particles as a conductive material;
A main electrode layer comprising Al as a main component and Al particles coated with a low melting point metal is formed on one main surface of a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element by the coating method using the conductive paste. Process,
A process for producing a photoelectric conversion element, comprising:
請求項7に記載の光電変換素子の作製方法であって、
前記半導体基板の前記一方主面の略全面に、あらかじめAlを主成分とする副電極層を形成した上で、前記主電極層を前記副電極層に隣接形成する、
ことを特徴とする光電変換素子の作製方法。
It is a manufacturing method of the photoelectric conversion element of Claim 7,
The sub-electrode layer mainly composed of Al is formed in advance on substantially the entire surface of the one main surface of the semiconductor substrate, and then the main electrode layer is formed adjacent to the sub-electrode layer.
A method for manufacturing a photoelectric conversion element.
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