CN101432890A

CN101432890A - 太阳电池电极用导电胶

Info

Publication number: CN101432890A
Application number: CN200780015032.7A
Authority: CN
Inventors: 町田智弘; 殿村嘉章; 宫泽彰; 大平圭祐; 饭田英世; 山崎敏荣
Original assignee: Namics Corp; Sharp Corp
Current assignee: Namics Corp; Sharp Corp
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2007294677A; CN101432890B; JP4714633B2

Abstract

本发明提供一种可稳定地获得高FF的太阳电池电极用导电胶、以及使用其的太阳电池的制造方法。该太阳电池电极用导电胶包含：有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、以及(A)在150～800℃的温度范围内变成气体的物质与金属氧化物、(B)有机金属化合物与金属氧化物、或者(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物。

Description

太阳电池电极用导电胶

技术领域

本发明涉及一种太阳电池电极用导电胶，尤其涉及一种单结晶或多结晶等的结晶系硅太阳电池电极用导电胶、将该导电胶烧成而形成的太阳电池的电极、具有该电极的太阳电池、使用该导电胶的太阳电池的制造方法。

背景技术

在使用单结晶或多结晶硅作为主要半导体基板材料的先前太阳电池中，利用设置于基板表面附近的PN接合面上所产生的电场将经由入射、吸收至半导体内的光所产生的电子-空穴对分离，再经由以分别与P型半导体及N型半导体形成低接触电阻的方式所形成的电极，而作为电流导出至外部。

例如，在普通多结晶硅太阳电池的情况下，通过使P(磷原子)等可形成N型扩散层的元素，从添加B(硼原子)等作为杂质的P型硅基板的单侧表面扩散，而形成PN接合。在此情况下，为使其具有闭光效果，而在P型硅基板表面实施纹理(凹凸)加工后，形成N型扩散层。

将N型扩散层侧作为光入射侧，经由氮化硅、氧化钛等的防反射膜(膜厚50nm～100nm)而形成包括汇流电极(bus electrode)及指针电极(fingerelectrode)的光入射侧电极。因也可不使光入射至背面侧的P型硅基板侧，故可在几乎整个表面形成背面侧电极。两电极必须以低电阻与各半导体进行欧姆接触(Ohmic contact)。

一般而言，通过导电胶的印刷、干燥、烧成而形成两电极。导电胶组成及烧成条件对太阳电池的特性而言特别重要。

一般而言，导电胶包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质(glassfrit)，视情况还添加有添加物。这些成分起着控制印刷性及印刷后的形状、赋予作为电极的导电性、保持与半导体基板的密合性、防反射膜的打火连通现象(fire through)、降低太阳电池的半导体基板与扩散层的接触电阻等作用。

利用丝网印刷等方法，将导电胶直接印刷至半导体基板上，或者印刷至形成于扩散层上的防反射膜上，在100～150℃左右温度下进行数分钟干燥，其后在600～850℃左右温度下进行数分钟高速烧成，而形成光入射侧电极或背面侧电极。对于烧成条件，由于用于获得良好的太阳电池特性的最佳条件因导电胶组成不同而不同，故选择适于导电胶组成的条件。

电极对结晶系硅太阳电池的转换效率及电池特性的稳定性的影响较大，特别是对光入射侧电极造成的影响非常大。作为电极性能的标准，有太阳电池的填充系数(fill factor，FF)。若太阳电池的串联电阻较高，则FF有变小的倾向，另外，串联电阻的构成要素之一为P型半导体及N型半导体与电极的接触电阻。再者，可将太阳电池的光照射下的I-V(电流-电压)特性中的Voc点(开放电压点)的接线的斜率作为指标，来评价太阳电池中的串联电阻。

因此，为了获得太阳电池的高转换效率及稳定的特性，目前为止提出有在太阳电池电极用导电胶中添加各种添加物的以下方法。

(i)添加有含有Bi₂O₃、B₂O₃、SiO₂的玻璃介质的导电胶(专利文献1)。

(ii)添加有作为0.001～0.1μm的微细粒子状的Ti、Zn、Y等金属或其化合物的导电胶(专利文献2)。

(iii)含有Ti、Bi、Co、Zr、Fe、Cr的导电胶(专利文献3)。

(iv)添加有卤化物的导电胶(专利文献4)。

然而，在任何导电胶中均存在以下问题：在具有使用该导电胶而形成的电极的太阳电池中，无法获得充分高的FF(填充系数)，又由于用于形成电极的烧成温度的变化而引起的FF变化较大。

[专利文献1]日本专利特开平11-329072号公报

[专利文献2]日本专利特开2005-243500号公报

[专利文献3]日本专利特开2001-313400号公报

[专利文献4]日本专利特开2001-118425号公报

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题而提供一种在与结晶系硅太阳电池的P型半导体及N型半导体进行欧姆接触的电极中，可稳定获得高FF的太阳电池电极用导电胶、以及将该导电胶烧成而制成的太阳电池电极、具有该电极的太阳电池及使用该导电胶的太阳电池的制造方法。

本发明人等特别着眼于与半导体的界面附近的电极组成的均一化、添加物的反应性而进行努力研究，结果发现：在太阳电池电极用导电胶中添加(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质，对于稳定获得高FF非常有效，最终完成本发明。

即，本发明涉及一种包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、金属氧化物、及(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质的太阳电池电极用导电胶。如后文所述，一般而言，导电胶于烧成工序中会经历150～800℃的温度范围。

本发明的太阳电池电极用导电胶，较优选金属氧化物为选自由氧化锌、氧化钛及氧化锡所构成的组中的1种以上。另外，优选(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质为有机金属化合物；较优选有机金属化合物为选自由乙酰丙酮金属络合物、乙酰乙酸金属络合物、二乙基丙二酸酯金属络合物、环戊二烯络合物、环烷酸金属化合物、辛酸金属化合物、硬脂酸金属化合物及十六烷酸金属化合物所构成的组中的1种以上。

另外，本发明涉及一种包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、及玻璃介质，进而包含(B)有机金属化合物及金属氧化物的太阳电池电极用导电胶。该有机金属化合物以及金属氧化物优选如上所述的物质。

另外，一般而言，若电极中存在III族元素，则半导体中会形成受体能阶(acceptor level)，故而可预料到如果该电极与N型半导体接合，则会补偿形成于N型半导体上的施体能阶(donor level)，从而使接触电阻变高。本发明人等发现，在将III族元素的Al、Ga、In或Tl作为化合物而添加于太阳电池电极用导电胶中的情况下，使用该导电胶而形成的N型半导体上的电极与预料相反，与N型半导体之间的接触电阻较低，使得太阳电池具有优异的FF，最终完成本发明。

即，本发明涉及一种太阳电池电极用导电胶，其特征在于，包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、以及(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物。

另外，本发明涉及一种将上述导电胶烧成而形成的太阳电池电极。进而，本发明涉及一种具有上述电极的太阳电池。此外，本发明涉及一种使用上述导电胶的太阳电池的制造方法。

[发明的效果]

利用本发明的太阳电池电极用导电胶，可获得高FF的太阳电池，且可改善太阳电池的性能。

附图说明

图1为铟的乙酰丙酮化合物的热分析结果。

图2为太阳电池的基本构造。

图3为表示实施例1的太阳电池的烧成的峰值温度与FF的图。

图中：1—光入射侧电极；2—防反射膜；3—N型扩散层；4—P型硅基板；5—背面电极

具体实施方式

在本发明的第一实施方式中，太阳电池电极用导电胶包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、金属氧化物、及(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质。

(1)有机胶粘剂及溶剂

有机胶粘剂及溶剂发挥调整导电胶的粘度等的作用，对两者均无特别限定。也可将有机胶粘剂溶解于溶剂中而使用。

作为有机胶粘剂，可列举纤维素系树脂以及(甲基)丙烯酸系树脂，纤维素系树脂例如有：乙基纤维素、硝基纤维素等，(甲基)丙烯酸系树脂例如有：聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；作为有机溶剂，可使用醇类以及酯类，醇类例如有：松油醇、α-松油醇、β-松油醇等，酯类例如有：含羟基的酯类、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、丁基卡必醇乙酸酯等。

(2)导电性粒子

对于导电性粒子并无特别限定，例如可列举Ag、Cu、Ni等。为了也可在空气中进行烧成，优选Ag。对于导电性粒子的形状及平均粒子大小并无特别限定，可使用该领域中公知的粒子。至于导电性粒子的形状，可列举球状、鳞片状等。就操作性等方面而言，导电性粒子的平均粒子大小，可列举0.05～10μm，较好的是0.1～5μm。再者，所谓平均粒子大小，在球状的情况下是指粒径，而在鳞片状的情况下是指粒子薄片的长径，在针状的情况下是指各长度的平均值。

(3)玻璃介质

对于玻璃介质并无特别限定，可列举Pb系玻璃介质以及无Pb系玻璃介质；Pb系玻璃介质例如有PbO-B₂O₃-SiO₂系等，无Pb系玻璃介质例如有Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂-CeO₂-LiO₂-NaO₂系等。对于玻璃介质的形状及大小并无特别限定，可使用该领域公知的。至于玻璃介质的形状，可列举球状、无定形等。就操作性等方面而言，玻璃介质的平均粒子大小，可列举0.01～10μm，较好的是0.05～1μm。平均粒子大小如上所述，但在无定形的情况下，为最长直径的平均值。

(4)金属氧化物

在本发明的导电胶中，若并用氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铜或氧化镍等金属氧化物，其中尤以并用氧化锌、氧化钛或氧化锡可更有效地获得高FF。具体而言，可列举ZnO、TiO₂、SnO₂。再者，即使为金属氧化物但可在150～800℃的温度范围内变成气体的物质，考虑其为(A)在150～800℃的温度范围内变成气体的物质，而并不考虑其为金属氧化物。

金属氧化物通常在常温下为固体，对于其形状及平均粒子大小并无特别限定。至于其形状，可列举球形、无定形等。就分散性等方面而言，平均粒子大小较好的是0.05～1μm。

可认为，金属氧化物在烧成工序中可防止导电性粒子的过度烧结，另一方面可抑制来自玻璃介质的液化玻璃的扩散，有助于形成导电性粒子与半导体表面的接触。此时，若有下述在150～800℃温度范围内变成气体的物质(例如有机金属化合物)经气化或升华而产生的气体共存，则导电性粒子可与半导体形成更加良好的接触。

(5)变成气体的物质

本发明的导电胶的特征在于：含有(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质。该物质可为单质(由一种元素形成)，也可为化合物(包括两种以上元素)。

一般而言，为了抑制对PN接合造成不良影响，而将导电胶的烧成温度的峰值设定至850℃左右，故而导电胶在烧成工序中会经历上述150～800℃的温度范围。在本发明中，可通过将添加有在该温度范围内变成气体的物质的导电胶用于太阳电池电极的制造中来获得高FF的太阳电池。

通过热重量分析，在150～800℃温度范围内可变成气体的物质开始变成气体的温度(重量开始减少的温度)、或者完全变成气体的温度(重量大致达到固定值的温度)若在150～800℃范围内即可，较好的是开始变成气体的温度与完全变成气体的温度二者均在150～800℃的范围。

温度上限的800℃为考虑到太阳电池电极用导电胶的烧成温度的峰值通常为至850℃左右，另一方面，温度下限的150℃为考虑到抑制涂膜的膨胀及针孔的生成、以及干燥工序。变成气体的温度范围150～800℃中，更好的是200～600℃。

因本发明的太阳电池电极用导电胶中添加有在烧成工序中所经历的(A)150～800℃温度范围内变成气体的物质，故在烧成工序中所产生的气体会在广泛的范围内扩散，从而可在较宽范围内，发挥在与半导体的界面附近形成均匀的电极组成等因添加物质而产生的效果，其结果可获得高FF的太阳电池。

(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质，可在固体、液体、或将固体溶解在可溶解固体的溶剂中的状态下添加在导电胶中。在以固体状态添加的情况下，因最终变成气体，故其形状及平均粒子大小的影响较小，并无特别限定。至于形状，可列举球形、无定形等；至于平均粒子大小，就分散性等方面而言，可列举0.01～10μm，例如0.1～1μm。

这些变成气体的物质，在导电胶的烧成工序中，会随着温度上升，固体经溶融变为液体后再变成气体(气化)，或者不经由液体而直接变成气体(升华)。在将固体溶解在溶剂中而使用的情况下，当溶剂蒸发后，变成液体或固体后再变成气体。所产生的气体，既可能保持最初的物质的分子构造，也可能产生热分解而在分子量小于最初分子量的状态下变成气体。

在本发明中，至于(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质，可利用各种无机物质、有机物质；在有机物质的情况下，可特别地利用有机金属化合物。在本说明书中，有机金属化合物是指包含各种金属的有机化合物。

至于在150～800℃温度范围内产生气化或升华的无机物质，可列举：五氧化二磷等无机化合物、赤磷、碘等无机单质等。

在有机物质的情况下，可在较无机物质更广的范围内选择材料，有机金属化合物特别适合用作在150～800℃温度范围内变成气体的物质。

例如以〔M(CH₃COCHCOCH₃)n〕(M为金属)所表示的具有乙酰丙酮基的有机金属化合物，通常在150℃附近开始变成气体，在约300℃下完全变成气体，故而适于使用。

一般而言，与金属的种类相比，有机金属化合物的气化或升华温度主要取决于与金属结合的乙酰丙酮基等有机基，故而温度范围变得较低且较窄。有机金属化合物的气化或升华温度低于同为金属化合物的氧化物、氢氧化物、卤化物等，通常在100～400℃内开始变成气体，故而适合将其选作在太阳电池电极用导电胶中添加的物质。

至于在150～800℃温度范围内变成气体的有机金属化合物，可使用市售的Al、Ga、In、Tl、Zn、Ni、Pd、Pt、Co、Ir、Sn、Pb、Ti、Zr、Hf、Cu、Fe、Ru、Mn、V、Nb、Mo、W、Mn、Mg、Ca、K、Li、Ce、Y、Sb等典型金属元素或过渡金属元素的有机金属化合物。例如，可利用这些金属的二酮络合物或羧酸盐。至于二酮络合物，可列举：乙酰丙酮金属络合物、乙酰乙酸金属络合物、二乙基丙二酸酯金属络合物、环戊二烯络合物等。至于羧酸盐，可列举：环烷酸金属化合物、辛酸金属化合物、硬脂酸金属化合物、十六烷酸金属化合物等。

较好的是含有In、Sn、Y、Ni、Cu、Mg、Pb、Zn或Ga作为金属元素的有机金属化合物，特别好的是含有In、Sn、Ga、Ni或Cu的有机金属化合物。其中，较好的是含有这些金属元素中的任一种的乙酰丙酮金属络合物、辛酸金属化合物、环烷酸金属化合物；具体而言，可列举：铟的乙酰丙酮化合物、钇的乙酰丙酮化合物、镓的乙酰丙酮化合物、辛酸锡、辛酸镍、辛酸镁、环烷酸铜、环烷酸铅、环烷酸锌等。

这些有机金属化合物在常温下为液体或固体，可直接添加至导电胶中，也可以甲苯、乙醇、乙酰丙酮、二氯甲烷等为溶剂将这些有机金属化合物溶解或分散于这些溶剂中后使用。

图1表示作为有机金属化合物的一例的铟的乙酰丙酮化合物的热重量分析结果。从150℃附近开始分解、气化，在300℃附近结束气化，以氧化物的形式残留有5％左右的铟。如此，优选的是将在高于干燥温度的温度下开始变成气体、且在达到烧成峰值之前完全变成气体的物质作为(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质。

在本发明的导电胶中，可在不损害本发明效果的范围内，添加分散剂、增塑剂等任意成分。

在本发明的导电胶中，就确保充分的粘接强度且抑制接触电阻增加的方面而言，玻璃介质相对于导电性粒子100重量份，较好的是0.5～10重量份，更好的是1～5重量份。若为此范围，则可获得良好的粘接强度及低接触电阻值。

金属氧化物相对于导电性粒子100重量份，较好的是0.5～15重量份，更好的是2～10重量份。若为此范围，则易于获得充分的添加效果。

另外，(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质，相对于导电性粒子100重量份，较好的是0.1～10重量份，更好的是0.5～5重量份。若为此范围，则易于获得充分的添加效果。

再者，可根据导电胶的涂布法或印刷法来适当选择有机胶粘剂以及溶剂的添加量，以达到适当的粘度。

对于本发明的导电胶的制造方法并无特别限定，可通过用行星式搅拌机等将有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、金属氧化物、(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质、以及其它任意成分加以混炼，继而以3辊混炼机等进行分散而制备。

本发明的导电胶，可用于制造太阳电池用电极，特别可获得对N型半导体的良好接触。

对于太阳电池用电极的制造以及太阳电池的制造方法并无特别限定。利用图2来说明其一例。

在P型多结晶硅基板4的表面上，根据情况形成纹理，其后，在900℃下使P(磷)等进行热扩散而形成N型扩散层3。继而，利用等离子CVD(ChemicalVapor Deposition，化学气相沈积)法等形成膜厚50～100nm的氮化硅薄膜、氧化钛等的防反射膜2。将本发明的导电胶丝网印刷在防反射膜2上作为光入射侧电极，在150℃左右下将溶剂蒸发干燥。继而，视情形以丝网印刷将氧化铝电极用胶印刷于P型多结晶硅基板4的背面且加以干燥，作为背面侧电极。继而进行烧成，获得具备有光入射侧电极1及背面电极5的太阳电池单元。

此时，烧成条件较好的是将添加入本发明的导电胶的(A)在150～800℃温度范围内变成气体的物质的烧成峰值温度设定为高于开始气化或升华的温度，更好的是将峰值温度设定为高至200℃以上。

本发明第二实施方式的太阳电池电极用导电胶，为含有有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子及玻璃介质，进而含有(B)有机金属化合物及金属氧化物的太阳电池电极用导电胶。有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质以及其它任意成分的种类、大小及添加量等，与第一实施方式的导电胶相同。通过并用(B)有机金属化合物及金属氧化物而获得具有高FF的太阳电池。

对于在导电胶中并用(B)有机金属化合物及金属氧化物而获得的效果，可认为与第一实施方式相同。有机金属化合物及金属化合物的具体例与第一实施方式相同。有机金属化合物及金属化合物的添加量，相对于导电性粒子100重量份，上述有机金属化合物较好的是0.1～10重量份，更好的是0.5～5重量份，金属氧化物较好的是0.5～15重量份，更好的是2～10重量份。

另外，太阳电池电极用导电胶、太阳电池电极以及太阳电池的制造方法也与第一实施方式相同。

本发明第三实施方式的太阳电池电极用导电胶含有有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、以及(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物。有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质以及其它任意成分的种类、大小以及添加量等与第一实施方式的导电胶相同。

本发明第三实施方式的导电胶含有(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物。这些化合物可单独使用，也可并用2种以上。

至于化合物，可列举：氧化物、氢氧化物、有机金属化合物。本说明书中，有机金属化合物是指包含各种金属的有机化合物，可利用二酮络合物或羧酸盐。至于二酮络合物，可列举：乙酰丙酮金属络合物、乙酰乙酸金属络合物、二乙基丙二酸酯金属络合物、环戊二烯络合物等。至于羧酸盐，可列举：(甲基)丙烯酸金属化合物、环烷酸金属化合物、辛酸金属化合物、硬脂酸金属化合物、十六烷酸金属化合物等，较好的是乙酰丙酮金属络合物或辛酸金属化合物。

至于Al化合物，可列举：Al₂O₃、Al(OH)₃、Al(C₅H₇O₂)₃、丙烯酸铝等；至于Ga化合物，可列举：Ga₂O₃、Ga(OH)₃、Ga(C₅H₇O₂)₃等；至于In化合物，可列举：In₂O₃、In(OH)₃、In(C₅H₇O₂)₃等；至于Tl化合物，可列举：Tl₂O₃、Tl(OH)₃、Tl(C₅H₇O₂)₃等。

(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物，通常为固体或液体，可直接将其添加于导电胶中。在固体的情况下，形状及大小的影响较少，就操作性等方面而言，较好的是平均粒子大小为0.05～10μm，例如可使用0.15～5μm的平均粒子大小，另外，也可将甲苯、乙醇、乙酰丙酮、二氯甲烷等作为溶剂，将其分散于该溶剂中后再使用。

由导电胶形成电极时的(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物的作用不明确，可认为如下所述。在形成电极时，将导电胶涂布于基板上且加以干燥后，一般而言，在600～800℃的烧成温度下进行进-出(In-Out)数分钟的短时间的烧成。可认为，在如此的温度及时间的条件下，N型半导体基板的硅及III族元素的取代难以发生。另一方面，将这些化合物还原的金属，因具有较低熔点，故可认为：在烧成工序中，经还原的金属以溶解状态分散，且存在于导体/电极界面，有助于形成良好的接触。

本发明第三实施方式的导电胶中，若并用氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铜或氧化镍，可有效获得高FF。这些特定金属氧化物，既可单独使用，也可并用2种以上。

可认为，这些特定金属氧化物可在导电胶的烧成过程中防止导电性粒子的过度烧结，同时抑制来自玻璃介质的已液化的玻璃的扩散，故而有助于形成导电性粒子与半导体表面接触，进而，可在来自有机胶粘剂的CO等还原性环境气体中得到还原而半导体化，也有助于获得良好的接触。这些特定金属氧化物中，较好的是氧化锌、氧化钛、氧化锡，具体为ZnO、TiO₂、SnO₂。

特定金属氧化物通常在常温下为固体，对其形状及平均粒子大小并无特别限定。至于形状，可列举球形、无定形等。就分散性等方面而言，平均粒子大小较好的是0.05～1μm。

另外，(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物相对于导电性粒子100重量份，较好的是0.001～10重量份，更好的是0.02～5重量份。若为此范围，则易于获得充分的添加效果。

进而，在添加特定金属氧化物的情况下，特定金属氧化物相对于导电性粒子100重量份，较好的是0.5～15重量份，更好的是2～10重量份。若为此范围，则易于获得充分的添加效果。再者，在使用特定金属氧化物的情况下，Al、Ga、In或Tl的化合物，即使接近于上述添加范围的下限(例如，相对于导电性粒子100重量份为不足0.1重量份，例如0.001～0.08重量份)，也可发挥充分的效果。

对于本发明第三实施方式的导电胶的制造方法并无特别限定，可通过如下方式进行制备：首先，以行星式搅拌机等将有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、以及(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物，根据情况添加的金属氧化物及其它任意成分加以混炼，其次利用3辊混炼机(金属或陶瓷制)等进行分散。

本发明第三实施方式的导电胶可用于制造太阳电池用电极，特别是可获得与N型半导体的良好接触，故可用于形成N型半导体(例如，N型扩散层)上的电极。

本实施方式的太阳电池用电极的制造以及太阳电池的制造方法与第一实施方式相同。

[实施例]

实施例中的太阳电池以如下方式制造。通过湿式蚀刻，在掺杂有B(硼)的P型多结晶硅基板(基板厚度200μm)的表面上形成纹理。其后，使P(磷)热扩散，形成N型扩散层(厚度0.3μm)。继而，利用等离子CVD法由硅烷气体及氨气形成由氮化硅薄膜(厚度约60nm)所形成的防反射膜。将所获得的附有防反射膜的基板切断成15mm×15mm后使用。

通过丝网印刷，将下述各实施例记载的导电胶以包括汇流电极及指针电极的图案的方式印刷于防反射膜上，以使膜厚为约20μm，且在150℃下进行约1分钟干燥。

其次，通过丝网印刷，将氧化铝电极用胶印刷于P型多结晶硅基板1的背面上，以使膜厚为约20μm，且在150℃下进行约1分钟干燥。

其后，以各实施例记载的条件，将印刷及干燥两面的导电胶的基板进行烧成，而获得具备有光入射侧电极及背面电极的太阳电池单元。

利用太阳光仿真器光(AM 1.5，能量密度100mW/cm2)，测定太阳电池单元的电流-电压特性，且由测定结果算出FF。

实施例1

本实施例为使用有机金属化合物即铟的乙酰丙酮化合物作为(A)在150～800℃温度范围变成气体的物质的例子。在与无添加的情形相比较时，获得如下效果：可通过在导电胶中添加有能够气化的物质，在较宽的温度范围内维持高FF、以及获得不均程度较少的FF。

导电胶组成(以重量份表示)如表1所示。通过以行星式搅拌机及3辊混炼机将各成分混合，而制备导电胶。

表1

^*In(C₅H₇O₂)₃为铟的乙酰丙酮化合物。无定形、平均粒子大小为0.2μm(其它实施例也同样)。

烧成条件为：峰值温度705℃、725℃或745℃，烧成时间2分钟。

所获得太阳电池的FF示于图3。在使用实施例1的导电胶的情况下，在任一温度下均显示高FF，且不均程度也较小。另一方面，在使用比较例的导电胶的情况下，若温度增高，则FF降低，且FF的不均程度也较大。

实施例2

本实施例为使用有机金属化合物即铟的乙酰丙酮化作为在特定温度范围变成气体的物质，且改变其添加量的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表2所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并以3辊混炼机进行分散，而制备导电胶。

表2

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表2。在添加有铟的乙酰丙酮化合物的实施例2-1～2-3中，在任一添加量下均显示高FF。

实施例3

本实施例为使用有机金属化合物即铟的乙酰丙酮化合物作为在特定温度范围变成气体的物质，且改变作为金属氧化物的ZnO的量的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表3所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并以3辊混炼机进行分散，而制备导电胶。

表3

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表3。添加有ZnO的实施例3-1～3-6，显示比未添加有ZnO的比较例高的FF。特别是添加0.5～15重量份、尤其是1～15重量份的ZnO的情况下显示了高的FF。

实施例4

本实施例为在添加Pb系玻璃介质作为玻璃介质、添加ZnO作为金属氧化物的导电胶中，添加在特定温度范围内气化或升华而变成气体的各种有机金属化合物的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表4所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并以3辊混炼机进行分散，而制备导电胶。

表4

^*辛酸锡、辛酸镍、辛酸镁：常温下为液体。约300℃下迅速气化，约350℃下完全气化。

^*环烷酸铜、环烷酸铅、环烷酸锌：在常温下为液体。在约300℃下为气体。

^*Y(C₅H₇O₂)₃：钇的乙酰丙酮化合物。常温下为固体。从约150℃开始气化。无定形、平均粒子大小0.2μm(与其它实施例相同)。

^*Ga(C₅H₇O₂)₃：镓的乙酰丙酮化合物。常温下为固体。从约150℃开始气化。无定形、平均粒子大小0.2μm(与其它实施例相同)。

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。所获得的太阳电池的FF示于表4。均显示高FF。

实施例5

本实施例为在添加无Pb系玻璃介质作为玻璃介质、添加ZnO作为金属氧化物的导电胶中，添加在特定温度范围内气化或升华而变成气体的各种有机金属化合物的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表5所示。通过以3辊混炼机将各成分加以分散而制备导电胶。

表5

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表5。均显示比未添加有变成气体的物质的情况下高的FF。

实施例6

本实施例为在添加Pb系玻璃介质作为玻璃介质、添加TiO₂作为金属氧化物的导电胶中，添加在特定温度范围内气化或升华而变成气体的各种有机金属化合物的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表6所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并以3辊混炼机进行分散，而制备导电胶。

表6

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表6。均显示比未添加有变成气体的物质的情况下(未表示)高的FF。

实施例7

本实施例为添加无Pb基系玻璃介质作为玻璃介质、添加TiO₂作为金属氧化物的导电胶中，添加在特定温度范围内气化或升华而变成气体的各种有机金属化合物的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表7所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并利用3支混炼机进行分散，而制备导电胶。

表7

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表7。均显示出比未添加有变成气体的物质的情况下(未表示)高的FF。

实施例8

本实施例为在添加Pb系玻璃介质作为玻璃介质、添加SnO₂作为金属氧化物的导电胶中，添加在特定温度范围内气化或升华而变成气体的各种有机金属化合物的例。

导电胶组成(以重量份表示)如表8所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并利用3支混炼机进行分散，而制备导电胶。

表8

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表8。均显示出高FF。

实施例9

本实施例为在添加无Pb系玻璃介质作为玻璃介质、添加SnO₂作为金属氧化物的导电胶中，添加在特定温度范围内气化或升华而变成气体的各种有机金属化合物的例子。

导电胶组成(以重量份计)如表9所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并以3支混炼机进行分散，而制备导电胶。

表9

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表9。均显示出比未添加有变成气体的物质的情况下(未表示)高的FF。

实施例10

本实施例为添加Pb系玻璃介质作为玻璃介质、添加ZnO作为金属氧化物的导电胶中，添加赤磷作为在特定温度范围内气化或升华而变成气体的物质的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表10所示。通过以行星式搅拌机混合各成分，并以3支混炼机进行分散，而制备导电胶。

表10

烧成条件为：峰值温度780℃，烧成时间2分钟。

所获得的太阳电池的FF示于表10。显示高FF。

实施例11～13

这些实施例为使用本发明第三实施方式的太阳电池电极用导电胶的例子。

导电胶组成(以重量份表示)如表11～13所示。通过以行星式搅拌机将各成分混合，并以3支混炼机进行分散，而制备导电胶。

烧成条件为：峰值温度725℃，烧成时间为进-出2分钟。

各导电胶的组成如下表11～13所示。根据FF的值来表示。任一实施例与未含有(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物的比较例相比均显示良好的FF。

Claims

1.一种太阳电池电极用导电胶，其包含

有机胶粘剂；

溶剂；

导电性粒子；

玻璃介质；以及

(A)在150～800℃的温度范围内变成气体的物质与金属氧化物、(B)有机金属化合物与金属氧化物或(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物。

2.根据权利要求1所述的太阳电池电极用导电胶，其包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、以及(A)在150～800℃的温度范围内变成气体的物质与金属氧化物。

3.根据权利要求2所述的太阳电池电极用导电胶，其中，所述金属氧化物为选自由氧化锌、氧化钛以及氧化锡所构成的组中的1种以上。

4.根据权利要求2或3所述的太阳电池电极用导电胶，其中，所述变成气体的物质为有机金属化合物。

5.根据权利要求4所述的太阳电池电极用导电胶，其中，所述有机金属化合物为选自由乙酰丙酮金属络合物、乙酰乙酸金属络合物、二乙基丙二酸酯金属络合物、环戊二烯络合物、环烷酸金属化合物、辛酸金属化合物、硬脂酸金属化合物以及十六烷酸金属化合物所构成的组中的1种以上。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的太阳电池电极用导电胶，其中，相对于所述导电性粒子100重量份，所述玻璃介质为0.5～10重量份，所述变成气体的物质为0.1～10重量份，所述金属氧化物为0.5～15重量份。

7.根据权利要求1所述的太阳电池电极用导电胶，其包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质、以及(B)有机金属化合物与金属氧化物。

8.根据权利要求7所述的太阳电池电极用导电胶，其中，所述有机金属化合物为选自由乙酰丙酮金属络合物、乙酰乙酸金属络合物、二乙基丙二酸酯金属络合物、环戊二烯络合物、环烷酸金属化合物、辛酸金属化合物、硬脂酸金属化合物以及十六烷酸金属化合物所构成的组中的1种以上。

9.根据权利要求7或8所述的太阳电池电极用导电胶，其中，所述金属氧化物为选自由氧化锌、氧化钛以及氧化锡所构成的组中的1种以上。

10.根据权利要求7～9中的任一项所述的太阳电池电极用导电胶，其中，相对于所述导电性粒子100重量份，所述玻璃介质为0.5～10重量份，所述有机金属化合物为0.1～10重量份，所述金属氧化物为0.5～15重量份。

11.根据权利要求1所述的太阳电池电极用导电胶，其包含有机胶粘剂、溶剂、导电性粒子、玻璃介质，以及(C)含Al、Ga、In或Tl的化合物。

12.根据权利要求11所述的导电胶，其用于形成N型半导体上的电极。

13.根据权利要求11或12所述的导电胶，其中，化合物为氧化物、氢氧化物或有机金属化合物。

14.根据权利要求13所述的导电胶，其中，有机金属化合物为乙酰丙酮金属络合物、乙酰乙酸金属络合物、二乙基丙二酸酯金属络合物、环戊二烯络合物、环烷酸金属化合物、辛酸金属化合物、硬脂酸金属化合物以及十六烷酸金属化合物。

15.根据权利要求11～14中的任一项所述的导电胶，其进一步含有氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铜或氧化镍。

16.一种太阳电池的电极，其中，将权利要求1～15中的任一项所述的太阳电池电极用导电胶烧成而成。

17.一种太阳电池，其具有权利要求16所述的电极。

18.一种太阳电池的制造方法，其中，将权利要求1～15中的任一项所述的太阳电池电极用导电胶烧成而形成电极。