CN102349162A - 太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元 - Google Patents

太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元 Download PDF

Info

Publication number
CN102349162A
CN102349162A CN2010800118253A CN201080011825A CN102349162A CN 102349162 A CN102349162 A CN 102349162A CN 2010800118253 A CN2010800118253 A CN 2010800118253A CN 201080011825 A CN201080011825 A CN 201080011825A CN 102349162 A CN102349162 A CN 102349162A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
solar battery
mentioned
cream
silver powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800118253A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102349162B (zh
Inventor
佐藤奈央
石川和宪
荒川一雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Publication of CN102349162A publication Critical patent/CN102349162A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102349162B publication Critical patent/CN102349162B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/12—Using specific substances
    • H05K2203/121—Metallo-organic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/105—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by conversion of non-conductive material on or in the support into conductive material, e.g. by using an energy beam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够形成体积电阻率低且高宽比高而且与硅基板的紧密性优良、作为配线形成时不发生断线的电极的太阳能电池电极用膏以及利用该太阳能电池电极用膏的太阳能电池单元。本发明的太阳能电池电极用膏包括具有规定平均粒径的球状的银粉、由规定式表示的脂肪酸银盐和溶剂。

Description

太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元
技术领域
本发明涉及太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元。
背景技术
随着对地球环境问题的关注度日益提高，积极开发着将太阳光等光能转换成电能的太阳能电池的各种各样的结构和构成。其中，根据转换效率、制造成本等的优势，最广泛地应用着利用硅等半导体基板的太阳能电池。
作为形成这种太阳能电池的电极的材料，人们知道的有树脂类膏材料。
例如，在专利文献1中记载有“一种银电极用膏，其特征在于，至少包括银粉末、玻璃粉、树脂以及有机溶剂，并该玻璃粉是用口径为24～100μm的筛子分级的残渣。”
另外，在专利文献2中记载有“一种太阳能电池电极用膏，包括微晶直径为58nm以上的第一银粉末、微晶直径与所述银粉末不同的第二银粉末、玻璃粉、以及树脂粘合剂。”
另外，在专利文献3中记载有“一种太阳能电池受光面电极用膏，包括比表面积为0.20～0.60m2/g的银粒子、玻璃粉、树脂粘合剂、以及稀释剂。”
专利文献
专利文献1：特开2004-146154号公报
专利文献2：特开2007-194581号公报
专利文献3：特开2007-235082号公报
发明内容
但是，利用如专利文献1～3中记载的树脂类膏材料形成电极时，清楚地发现，有时电极自身的体积电阻率(比电阻)变高，且电极截面的高度和宽度之比(高度/宽度)(以下，称之为“高宽比”)小，电极和硅基板的紧密性差。
另外，本发明的发明人清楚地发现，代替专利文献1～3中记载的树脂类导电性膏，应用本申请人提出的“包括氧化银(A)和利用沸腾点为200℃以下的二级脂肪酸所得到的二级脂肪酸银盐(B)的导电性组合物”或者“包括氧化银(A)和具有一个以上羟基的脂肪酸银盐(B)的导电性组合物”等导电性组合物(例如，参照专利第3990712号公报、特开2009-105034号公报等)时，在作为电极而形成的配线上发生断线现象。
因此，本发明的课题在于提供一种能够形成体积电阻率低且高宽比高、且与硅基板的紧密性优良、作为配线形成时不发生断线的电极的太阳能电池电极用膏以及利用该膏的太阳能电池单元。
为了解决上述课题，发明人进行认真的研究，结果发现：相对于由规定式表示的脂肪酸银盐利用规定的粒径和形状的银粉末的太阳能电池电极用膏能够形成体积电阻率低、高宽比高且与硅基板的紧密性优良、作为配线形成时不发生断线的电极，由此完成了本发明。即，本发明提供下述(1)～(4)。
(1)一种太阳能电池电极用膏，包括：银粉(A)、由下述式(I)表示的脂肪酸银盐(B)、溶剂(C)，其中，上述银粉(A)为平均粒径为0.5～5μm的球状银粉末，
Figure BPA00001434152600021
式(I)中，R1和R2均表示甲基，R3表示氢原子。
(2)根据上述(1)所述的太阳能电池电极用膏，相对于上述银粉(A)100质量份，上述脂肪酸银盐(B)的含有量为1～100质量份。
(3)根据上述(1)或(2)所述的太阳能电池电极用膏，还包括玻璃粉。
(4)一种太阳能电池单元，具有受光面一侧的表面电极、半导体基板以及背面电极，上述表面电极以及/或上述背面电极是利用上述(1)至(3)中的任一项所述的太阳能电池电极用膏而被形成。
如下所示，根据本发明可以提供能够形成体积电阻率低、高宽比高且与硅基板的紧密性优良的电极的太阳能电池电极用膏以及利用该太阳能电池电极用膏的太阳能电池单元。
另外，如果利用本发明的太阳能电池电极用膏，则由于能够抑制断线的发生来形成配线(电极)，因此非常有用。
附图说明
图1为表示太阳能电池单元的优选实施方式的一个例子的截面图；
图2为用扫描电子显微镜(SEM)拍摄实施例中使用的银粉(AgC-103、福田金属箔社制造)的照片；
图3为用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的比较例中使用的银粉(AgC-2011、福田金属箔社制造)的照片。
附图标号说明
1：太阳能电池单元
2：n层
3：防反射膜
4：表面电极
5：p层
6：背面电极
7：硅基板
具体实施方式
本发明的太阳能电池电极用膏包括银粉(A)、由上述式(I)表示的脂肪酸银盐(B)、溶剂(C)，上述银粉(A)是平均粒径为0.5～5μm的球状银粉末。
下面，详细说明银粉(A)、脂肪酸银盐(B)以及溶剂(C)。
<银粉(A)>
本发明的太阳能电池电极用膏中使用的银粉(A)是平均粒径为0.5～5μm的球状银粉末。
在此，所谓球状是指长径和短径比率为2以下的粒子的形状。
另外，所谓平均粒径是指球状银粉末的粒径的平均值，指利用激光衍射式粒度分布测量仪测量的50％体积累积粒径(D50)。另外，作为计算平均值基础的粒径是，当球状银粉末截面为椭圆形时，指将该长径和短径之和除以2的平均值，当球状银粉末截面为正圆形时，指其直径。
例如，在后述的实施例中所使用的银粉(AgC-103、福田金属箔社制造)的照片(图2)所示的是球状银粉末，但是在比较例中所使用的银粉(AgC-2011、福田金属箔社制造)的照片(图3)所示的是薄片(鳞片)状银粉末，并不是球状银粉末。
在本发明中，从印刷性良好的理由考虑，上述银粉(A)的平均粒径优选为0.7～5μm，从烧成速度适当且作业性优良的理由考虑，上述银粉(A)的平均粒径更优选为1～3μm。
另外，从能够形成印刷性良好、且比电阻更小的电极的理由考虑，相对于100质量份的后述的溶剂(C)，上述银粉(A)的含有量优选为300～700质量份，更优选为400～600质量份。
另外，在本发明中，上述银粉(A)可以使用市售品。作为具体例子可以举出：AgC-102(平均粒径：1.5μm、福田金属箔粉工业社制造)、AgC-103(平均粒径：1.5μm、福田金属箔社制造)、AG4-8F(平均粒径：2.2μm、同和电子社制造)、AG2-1C(平均粒径：1.0μm、同和电子社制造)、AG3-11F(平均粒径：1.4μm、同和电子社制造)、EHD(形状：球状、平均粒径：0.5μm、三井金属社制造)等。
进一步，在本发明中，如后述的实施例4所示，上述银粉(A)和薄片状的银粉末可以并用。
在此，当并用薄片状银粉末时，相对于与上述银粉(A)的合计质量，薄片状银粉末的含有量优选为50质量％以下。
另外，当并用薄片状银粉末时，在本段落以外所提到的关于上述银粉(A)的含有量的记载是指上述银粉(A)和薄片状银粉末的合计含有量。
<脂肪酸银盐(B)>
在本发明的太阳能电池电极用膏中使用的脂肪酸银盐(B)只要是上述式(I)表示的化合物就没有特别的限定，具体来说是将下面所示的脂肪酸和氧化银反应而得到的盐。
在本发明中，用于上述脂肪酸银盐(B)的反应的脂肪酸是下述式(1)表示的脂肪酸，即，2-甲基丙酸(别名：异丁酸)。如果使用该脂肪酸，本发明的包括所得到的脂肪酸银盐(B)的太阳能电池电极用膏的流动性及触变性变得优良，因此提高印刷性，而且由于版分离性也优良，因此电极(印刷图案)上难以发生断线或渗出，进一步，通过丝网印刷引起的网眼堵塞也难以发生。
Figure BPA00001434152600051
式中，R1和R2均表示甲基，R3表示氢原子。
另外，在本发明中，从触变性的观点考虑，优选的是上述式(1)中表示的脂肪酸和碳数为8以上的脂肪族单羧酸或三级脂肪酸银盐并用。
作为上述脂肪族单羧酸，可优选举出如癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸等。
另外，作为上述三级脂肪酸银盐，具体可举出例如新癸酸等。
在此，并用脂肪族单羧酸或三级脂肪酸银盐时的含有量是相对于与上述脂肪酸银盐(B)的合计质量优选为50质量％以下。
另外，用于上述脂肪酸银盐(B)的反应的氧化银是氧化银(I)、即Ag2O。
本发明的太阳能电池电极用膏中使用的脂肪酸银盐(B)是使上述脂肪酸和氧化银反应而得到的、以下所示的反应式中的由下述式(I)表示的化合物。
例如，只要是进行由以下所示的反应式表示的反应，就没有特别的限定，但是优选的是边粉碎上述氧化银边进行反应的方法，或者粉碎上述氧化银之后使上述脂肪酸进行反应的方法。作为前一种方法，具体来说，将上述氧化银和通过溶剂将上述脂肪酸溶液化后的物质边通过磨球机等均匀地混合，使固体状的上述氧化银粉碎，边在室温条件下使之反应大约1～24小时，优选的是使之反应2～8小时。
Figure BPA00001434152600052
式(I)中，R1和R2均表示甲基，R3表示氢原子。
作为将上述脂肪酸溶液化的溶剂，可具体举出例如丁基卡必醇、甲基乙基酮、异佛尔酮、α-萜品醇等，这些可以一种单独使用，也可以两种以上并用。
用该溶剂制造脂肪酸银盐(B)时，优选的是将脂肪酸银盐(B)作为结晶提取后，在后述的溶剂(C)中溶解。
从印刷性优良、能够形成比电阻更小的电极的理由出发，相对于100质量份的上述银粉(A)，上述脂肪酸银盐(B)的含有量优选的是1～100质量份，更优选的是5～80质量份。
在本发明中，通过使用包括上述银粉(A)以及脂肪酸银盐(B)的太阳能电池电极用膏，能够形成体积电阻率低、且高宽比高，而且与硅基板的紧密性优良、作为配线形成时不发生断线的电极。
这是由于通过热处理从脂肪酸银盐(B)中分解出来的银熔解时将银粉(A)连接起来，因此能够抑制断线的发生而具有高导电性。另外，可以认为由于通过热处理从脂肪酸银盐(B)分解的银在熔解时在硅基板上适度地濡湿蔓延，因此与硅基板的紧密性提高。进一步，可以认为由于脂肪酸银盐(B)给太阳能电池电极用膏赋予适度的触变性，印刷时能够确保流动性的同时抑制涂覆面变宽，因此能够使得高宽比高。
另外，在本发明中，从能够使太阳能电池电极用膏的触变性更优良、高宽比更高的理由考虑，相对于后述的溶剂(C)100质量份，氧化银的含有量优选的是10质量份以下，更优选的是5质量份以下，进一步更优选的是1质量份以下，最优选的是不含有氧化银。
<溶剂(C)>
在本发明的太阳能电池电极用膏中使用的溶剂(C)只要是能够将本发明的太阳能电池电极用膏涂覆在基材上的溶剂，就没有特别的限定。
作为上述溶剂(C)，可具体举出例如丁基卡必醇、甲基乙基酮、异佛尔酮、α-萜品醇，这些可以单独使用一种，也可以两种以上并用。
<玻璃粉>
从形成的电极和硅基板的紧密性更优良的理由考虑，本发明的太阳能电池电极用膏优选含有玻璃粉。
在本发明中，混合上述玻璃粉时，优选的是使用软化温度为300℃以上烧成温度(热处理温度)以下的玻璃粉。
作为这样的玻璃粉，可具体举出例如软化温度为300～800℃的硼硅酸盐玻璃粉等。
在本发明中，上述玻璃粉的形状没有特别的限定，可以是球状，也可以是破碎粉状。
另外，球状玻璃粉的平均粒径(D50)优选为0.1～20μm，更优选为1～3μm。
进一步，优选使用除去10μm以上粒子的、具有陡峭的粒度分布的玻璃粉。
在本发明中，混合上述玻璃粉时，相对于100质量份的上述银粉(A)，上述玻璃粉的含有量优选为0.1～10质量份，更优选为1～5质量份。
<赋形剂>
根据需要，本发明的太阳能电池电极用膏可以包括将具有粘结功能的树脂溶解在有机溶剂中的赋形剂。
作为上述树脂，可具体举出例如乙基纤维素树脂、硝基纤维素树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、苯酚树脂等，这些可以单独使用一种，也可以两种以上并用。在其中，从热分解性的观点考虑，优选使用乙基纤维素树脂。
另外，作为上述有机溶剂，可具体举出例如α-萜品醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二丙酮醇、甲基异丁基酮等，这些可以单独使用一种，也可以两种以上并用。
根据需要，本发明的太阳能电池电极用膏可以包括除了上述银粉(A)之外的金属粉、还原剂等添加剂。
作为上述金属粉，可具体举出例如铜、铝等，其中优选为铜。另外，优选为0.01～10μm粒径的金属粉。
作为上述还原剂，可具体举出例如乙二醇类等。
本发明的太阳能电池电极用膏的制造方法没有特别的限定，可以举出将上述银粉(A)、上述脂肪酸银盐(B)、上述溶剂(C)以及根据需要可包括的添加剂(包括玻璃粉、赋形剂)通过辊压机、捏合机、挤压机、万能搅拌机等进行混合的方法。
本发明的太阳能电池单元是具有受光面一侧的表面电极、半导体基板以及背面电极、且使用上述本发明的太阳能电池电极用膏形成上述表面电极和/或上述背面电极的太阳能电池单元。
在此，由于本发明的太阳能电池单元的上述本发明的太阳能电池电极用膏可适用于全背面电极型(所谓背接触式)太阳能电池的背面电极的形成，所以适用于全背面电极型太阳能电池。
下面，利用图1说明本发明的太阳能电池单元的结构。
如图1所示，本发明的太阳能电池单元1具有：受光面一侧的表面电极4、接合有p层5和n层2的pn接合硅基板7以及背面电极6。
另外，如图1所示，为了降低反射率，本发明的太阳能电池单元1优选的是，例如，在薄片表面上进行蚀刻而形成金字塔形状的结构，以具有防反射膜3。
<表面电极/背面电极>
本发明的太阳能电池单元具有的表面电极和背面电极只要是其中之一或两者是使用本发明的太阳能电池电极用膏而形成的，就对电极的配置(节距)、形状、高度、宽度等没有特别的限定。另外，电极的高度通常被设计为数μm～数十μm，而使用本发明的太阳能电池电极用膏而形成的电极的高宽比为0.4以上。
在此，如图1所示，表面电极和背面电极通常具有多个，在本发明中，例如可以是多个表面电极中的仅仅部分表面电极使用本发明的太阳能电池电极用膏而形成，也可以是多个表面电极中的部分表面电极和多个背面电极中的部分背面电极使用本发明的太阳能电池电极用膏而形成。
<防反射膜>
本发明的太阳能电池单元可具有的防反射膜是形成在未形成有受光面一侧的表面电极的部分上的膜(膜厚为0.05～0.1μm程度)，例如，由氧化硅膜、氮化硅膜、氧化钛膜、或这些膜的层压膜等构成。
<硅基板>
本发明的太阳能电池单元所具有的硅基板没有特别的限定，可以使用用于形成太阳能电池的公知的硅基板(板厚度为100～450μm程度)，还可以使用单晶硅基板或多晶硅基板。
另外，上述硅基板具有pn接合，而这意味着在第一导电型的半导体基板的表面侧形成有第二导电型的受光面杂质扩散区域。另外，在第一导电型为n型的情况下，第二导电型为p型，在第一导电型为p型的情况下，第二导电型为n型。
在此，作为赋予p型的杂质，可举出硼、铝等，作为赋予n型的杂质，可举出磷、砷等。
在本发明的太阳能电池单元中，表面电极和/或背面电极使用本发明的太阳能电池电极用膏而形成，因此电极的高宽比达到0.4以上，并能够高效率地将通过受光产生的电动势作为电流提取。
本发明的太阳能电池单元的制造方法没有特别的限定，可举出包括将本发明的太阳能电池电极用膏涂覆在硅基板上以形成配线的配线形成工序，以及对所得到的配线进行热处理以形成电极(表面电极和/或背面电极)的热处理工序的方法。
另外，在本发明的太阳能电池单元具有防反射层时，防反射膜可以通过等离子体CVD法等公知方法形成。
下面，详细说明配线形成工序和热处理工序。
<配线形成工序>
上述配线形成工序是将本发明的太阳能电池电极用膏涂覆在硅基材上以形成配线的工序。
在此，作为涂覆方法，可具体举出例如，喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷、平版印刷、凸版印刷等方法。
<热处理工序>
上述热处理工序是对在上述配线形成工序中所得到的涂膜进行热处理以获得导电性的配线(电极)的工序。
通过对配线进行热处理，从脂肪酸银盐(B)中分解出来的银熔解时银粉(A)被连接，由此形成电极(银膜)。
在本发明中，上述热处理没有特别的限定。优选的是在500～850℃的温度下进行数秒～数十分钟的加热(烧成)处理。如果温度和时间都在该范围内，即使是在硅基板上形成防反射膜的情况下，也能够利用烧成贯通法容易形成电极。
另外，在本发明中，在上述配线形成工序中所获得的配线由于在紫外线或者红外线照射下也能够形成电极，所以上述热处理工序也可以是通过紫外线或者红外线照射的热处理工序。
[实施例]
下面，利用实施例详细说明本发明的太阳能电池电极用膏。但是，本发明并不局限于此。
(实施例1～6、比较例1～6)
将下述第1表所示的银粉等按照下述第1表所示的组合比添加在球磨机中并对此进行混合，由此制造太阳能电池电极用膏。
利用丝网印刷方法将所制造的太阳能电池电极用膏涂覆在硅基板(单晶硅片、LS-25TVA、156mm×156mm×200μm、信越化学工业社制造)上而形成配线。
然后，700℃条件下在烤箱中干燥10分钟，由此制造出形成有导电性配线(电极)的太阳能电池单元的样品。
<断线>
利用光学显微镜观察利用丝网印刷方法形成的干燥(烧成)前的配线，确认是否有断线，观察结果由下述第一表所示。
<高宽比(烧成前)>
对于利用丝网印刷方法形成的干燥(烧成)前的配线，利用共聚焦显微镜观察电极，并测量高度和宽度，以此求出高宽比(高度/宽度)。
高宽比为0.6以上作为高宽比非常高(非常满意)来用“◎”进行了评价，高宽比为0.4以上低于0.6作为高宽比高(满意)来用“○”进行了评价，高宽比低于0.4作为高宽比低(不满意)来用“×”进行了评价。
其结果由下述第一表所示。
<体积电阻率(比电阻)>
对于所制造的各太阳能电池单元的样品，通过使用电阻率计(LORESTA-GP、三菱化学社制造)的四端子四探针法测量。测量结果由下述第1表所示。
<紧密性>
在所制造的太阳能电池单元的样品的表面上，完全附着玻璃纸胶带(宽18mm)后，立即将胶带的一端保持为直角并迅速拉开，以此来检查电极(印刷图案)是否被剥落。
确认电极剥落的作为紧密性差来用“×”进行了评价，无法确认电极剥落的作为紧密性优良来用“○”进行了评价。其结果由下述第1表所示。
<高宽比(烧成后)>
对于所制造的各太阳能电池单元的样品，利用激光显微镜观察电极，并测量高度和宽度，以此求出高宽比(高度/宽度)。
高宽比为0.6以上作为高宽比非常高(非常满意)来用“◎”进行了评价，高宽比为0.4以上低于0.6作为高宽比高(满意)来用“○”进行了评价，高宽比低于0.4作为高宽比低(不满意)来用“×”进行了评价。
其结果由下述第1表所示。
<光电转换效率>
所制造的太阳能电池单元中，针对实施例2以及比较例6，作为光源利用太阳光模拟器、AM1.5的疑似太阳光以100mW/cm2的光强度从光电极一侧照射，利用电流电压测量装置(吉时利仪器公司制造，数字源表2400)求出转换效率。测量结果由下述第1表所示。
[表1]
第1表(之一)
Figure BPA00001434152600111
Figure BPA00001434152600121
[表2]
第1表(之二)
Figure BPA00001434152600122
第1表中的各成分使用了如下物质。
●银粉1：AgC-103(形状：球状、平均粒径：1.5μm、福田金属箔社制造)
●银粉2：Ag-4-8F(形状：球状、平均粒径：2.2μm、同和电子社制造)
●银粉3：AgC-2011(形状：薄片状、平均粒径：2～10μm、福田金属箔社制造)
●2-甲基丙酸银盐：首先，将氧化银(东洋化学工业社制造)50g、2-甲基丙酸(关东化学社制造)38g以及甲基乙基酮(MEK)300g投入到球磨机中，在室温条件下搅拌24小时而使其进行反应。接着，通过吸引过滤将MEK去除，通过对所获得的粉末进行干燥，由此制造出2-甲基丙酸银盐。
●2-甲基丁酸银盐：首先，将氧化银(东洋化学工业社制造)50g、2-甲基丁酸(关东化学社制造)44g以及MEK300g投入到球磨机中，在室温条件下搅拌24小时而使其进行反应。接着，通过吸引过滤将MEK去除，通过对所获得的粉末进行干燥，由此制造出2-甲基丁酸银盐。
●2-乙基丁酸银盐：首先，将氧化银(东洋化学工业社制造)50g、2-乙基丁酸(关东化学社制造)50.2g以及MEK300g投入到球磨机中，在室温条件下搅拌24小时而使其进行反应。接着，通过吸引过滤将MEK去除，通过对所获得的粉末进行干燥，由此制造出2-乙基丁酸银盐。
●新癸酸银盐：首先，将氧化银(东洋化学工业社制造)50g、新癸酸(东洋合成社制造)74.3g以及MEK300g投入到球磨机中，在室温条件下搅拌24小时而使其进行反应。接着，通过吸引过滤将MEK去除，通过对所获得的粉末进行干燥，由此制造出新癸酸银盐。
●十八烷酸银盐：首先，将氧化银(东洋化学工业社制造)50g、十八烷酸(关东化学社制造)123g以及MEK300g投入到球磨机中，在室温条件下搅拌24小时而使其进行反应。接着，通过吸引过滤将MEK去除，通过对所获得的粉末进行干燥，由此制造出十八烷酸银盐。
●氧化银：氧化银(I)(东洋化学工业社制造)
●α-萜品醇：溶剂
●玻璃粉：硼硅酸铅玻璃粉
●银膏：树脂类银膏(DWP-025、东洋纺织社制造)
从第1表所示的结果中可知，在使用现有的公知的树脂类银膏制造的比较例1中，虽然没有断线，但是电极的体积电阻率略高，且与硅基板的紧密性差，另外，烧成前后高宽比均低。
另外可知，在使用包含氧化银来代替包含银粉的膏制造的比较例2中，有断线，且电极的体积电阻率也高，并且与硅基板的紧密性差，进一步烧成前后高宽比均低。
另外可知，在使用并不相当于银粉(A)的鳞片状银粉制造的比较例3中，有断线，且电极的体积电阻率也高，并且与硅基板的紧密性差，进一步烧成前后高宽比均低。
另外可知，在使用并不相当于脂肪酸银盐(B)的脂肪酸银盐制造的比较例4和6中，虽然没有断线，且电极的体积电阻率很低，并且与硅基板的紧密性也优良，但是烧成后的高宽比低。
另外可知，在使用并不相当于脂肪酸银盐(B)的脂肪酸银盐制造的比较例5中，虽然电极的体积电阻率很低，并且与硅基板的紧密性也优良，但是有断线，且烧成后的高宽比低。
相对于这些可知，利用银粉(A)和脂肪酸银盐(B)的实施例1～6，没有断线，且电极的体积电阻率很低，并且与硅基板的紧密性优良，进一步地烧成前后高宽比均高。
另外，从实施例2和比较例6的光电转换效率的结果可知，二级脂肪酸银盐比三级脂肪酸银盐更适合于太阳能电池电极的用途。另外，实施例2的光电转换效率(14.01)和比较例6的光电转换效率(13.20)的差别作为仅仅电极材料的不同而表现出的差别是很明显的。

Claims (4)

1.一种太阳能电池电极用膏，包括：银粉(A)、由下述式(I)表示的脂肪酸银盐(B)、溶剂(C)，其中，
上述银粉(A)为平均粒径为0.5～5μm的球状银粉末，
Figure FPA00001434152500011
式(I)中，R1和R2均表示甲基，R3表示氢原子。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池电极用膏，其特征在于，相对于所述银粉(A)100质量份，所述脂肪酸银盐(B)的含有量为1～100质量份。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池电极用膏，其特征在于，还包括玻璃粉。
4.一种太阳能电池单元，具有受光面一侧的表面电极、半导体基板以及背面电极，所述表面电极和/或所述背面电极是利用权利要求1至3中的任一项所述的太阳能电池电极用膏而被形成。
CN2010800118253A 2009-12-09 2010-12-08 太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元 Expired - Fee Related CN102349162B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-279670 2009-12-09
JP2009279670 2009-12-09
PCT/JP2010/071984 WO2011071066A1 (ja) 2009-12-09 2010-12-08 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102349162A true CN102349162A (zh) 2012-02-08
CN102349162B CN102349162B (zh) 2013-03-27

Family

ID=44145610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800118253A Expired - Fee Related CN102349162B (zh) 2009-12-09 2010-12-08 太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP4743350B1 (zh)
KR (1) KR101179113B1 (zh)
CN (1) CN102349162B (zh)
DE (1) DE112010004746T5 (zh)
WO (1) WO2011071066A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5525335B2 (ja) * 2010-05-31 2014-06-18 株式会社日立製作所 焼結銀ペースト材料及び半導体チップ接合方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007019106A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Kyocera Chemical Corp 電極形成用導電性ペースト及び太陽電池セル
US20070235695A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-11 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Electroconductive composition, method for producing electroconductive film, and electroconductive film

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4126215B2 (ja) 2002-10-23 2008-07-30 シャープ株式会社 太陽電池セルの製造方法
JP5323307B2 (ja) 2005-12-21 2013-10-23 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 太陽電池電極用ペースト
JP2007235082A (ja) 2006-02-02 2007-09-13 E I Du Pont De Nemours & Co 太陽電池電極用ペースト
JP3990712B1 (ja) * 2006-04-11 2007-10-17 横浜ゴム株式会社 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜
JP4050301B2 (ja) * 2006-05-26 2008-02-20 横浜ゴム株式会社 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜
JP2008198595A (ja) * 2007-01-16 2008-08-28 Mitsubishi Chemicals Corp 金属微粒子インクペースト及び有機酸処理金属微粒子
JP4339919B2 (ja) 2007-10-02 2009-10-07 横浜ゴム株式会社 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007019106A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Kyocera Chemical Corp 電極形成用導電性ペースト及び太陽電池セル
US20070235695A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-11 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Electroconductive composition, method for producing electroconductive film, and electroconductive film

Also Published As

Publication number Publication date
CN102349162B (zh) 2013-03-27
KR101179113B1 (ko) 2012-09-10
JP4743350B1 (ja) 2011-08-10
JPWO2011071066A1 (ja) 2013-04-22
KR20120056308A (ko) 2012-06-01
WO2011071066A1 (ja) 2011-06-16
DE112010004746T5 (de) 2013-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6050357B2 (ja) Ｌｉ２ＲｕＯ３およびイオン交換されたＬｉ２ＲｕＯ３を含有する導電性組成物ならびに半導体デバイスの製造におけるそれらの使用
CN100550431C (zh) 膏组合物和使用了它的太阳电池元件
JP5853541B2 (ja) 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル
JP2013074165A (ja) 太陽電池集電電極形成用導電性組成物、太陽電池セル、および太陽電池モジュール
JP2012044142A (ja) アルミニウムペースト及びこれを利用した太陽電池
TW201243866A (en) Conductive paste and solar cell
US20120325307A1 (en) Low bow aluminum paste with an alkaline earth metal salt additive for solar cells
KR20140091091A (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극
CN103140932B (zh) 太阳能电池集电电极形成方法、太阳能电池集电电极形成用导电性组合物的套组以及太阳能电池单元
CN105637046A (zh) 包含纳米级化学熔料的导电糊料或导电油墨
JP2012023095A (ja) 導電性組成物および太陽電池セル
CN102349162B (zh) 太阳能电池电极用膏以及太阳能电池单元
WO2012153553A1 (ja) 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル
JP5630111B2 (ja) 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル
JP2011035062A (ja) 導電性電極付き太陽電池セル基材
JP2011146591A (ja) 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル
JP2011171673A (ja) 太陽電池素子の電極形成用導電性ペースト及び太陽電池素子並びにその太陽電池素子の製造方法
CN102956282A (zh) 导电性组合物、太阳能电池单元和太阳能电池组件
TWI447181B (zh) Paste and solar cell for solar cell electrodes
JP2012248790A (ja) 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル
KR20170061023A (ko) 태양 전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양 전지
KR101907500B1 (ko) 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지
CN112204676B (zh) 导电性糊剂及太阳能电池
JP6804255B2 (ja) 電極形成用組成物ならびにこれを用いて製造された電極および太陽電池
JP2012238754A (ja) 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130327

Termination date: 20141208

EXPY Termination of patent right or utility model