CN106571171B - Nta膏 - Google Patents

Nta膏 Download PDF

Info

Publication number
CN106571171B
CN106571171B CN201610537480.4A CN201610537480A CN106571171B CN 106571171 B CN106571171 B CN 106571171B CN 201610537480 A CN201610537480 A CN 201610537480A CN 106571171 B CN106571171 B CN 106571171B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
nta
cream
glass
silver
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.)
Active
Application number
CN201610537480.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106571171A (zh
Inventor
上迫浩
上迫浩一
新井杰也
菅原美爱子
小林贤
小林贤一
小宫秀利
松井正五
横山周平
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.)
Atlantis Corp
Tokyo University of Agriculture
Original Assignee
Atlantis Corp
Tokyo University of Agriculture
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 Atlantis Corp, Tokyo University of Agriculture filed Critical Atlantis Corp
Publication of CN106571171A publication Critical patent/CN106571171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106571171B publication Critical patent/CN106571171B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • 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
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • 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
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • 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

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

Abstract

本发明涉及一种NTA膏，其目的为不使用银乃至降低银的使用量以及降低铅(铅玻璃)的使用量乃至不使用铅(铅玻璃)。为达成上述目的，该种NTA膏的构成为包含粒子键结而形成导电性的主材、使主材的粒子键结的有机材料、调整浓度的有机溶媒及将全体整合并且使之接着于涂布材料的树脂；于烧结这些的混练物而形成导电性电极的膏中，主材包含混入钒酸盐玻璃的粉末所作成的混练物，将所作成的该混练物于340℃至900℃的范围内、且1秒至60秒的范围内进行烧结，而形成导电性电极。

Description

NTA膏
技术领域
本发明涉及一种NTA膏，其包含：粒子键结而形成导电性的主材、使主材的粒子键结的有机材料、调整浓度的有机溶媒及将全体整合并且使之接着于涂布材料的树脂；烧结这些的混练物而形成导电性电极。
背景技术
过去，利用可再生能源之一的太阳电池，是以20世纪的主角半导体技术为基础而进行开发。是影响人类生存的全球性水准的重要开发。该开发课题不仅就将太阳光转换成为电能的效率，也面临降低制造成本及无公害的课题而持续进展。就这些的实现而言，降低电极所使用的银(Ag)和铅(Pb)的使用量乃至不使用银(Ag)和铅(Pb)特别重要。
通常来说，太阳电池的构造如图15(a)的平面图及图15(b)的剖面图所示，由以下各要素构成：将太阳光能源转换成为电能N型/P型的硅基板43，防止硅基板43的表面反射及属于绝缘体薄膜的氮化硅膜 45，取出在硅基板43中所产生电子的指状电极42，收集指状电极42 所取出电子的汇流排电极(bus bar electrode)41，将汇流排电极41 所收集电子取出至外部的引出导线47。
其中，在汇流排电极(排电极(bus electrode))41、指状电极42 及引出导线47使用银(银膏)及铅(铅玻璃)，而理想为在汇流排电极(排电极)41、指状电极42及引出导线47中不使用或者减少使用银，并进一步减少铅(铅玻璃)的使用量乃至不使用铅(铅玻璃)，而为低成本且无公害。
尤其，传统的银膏包含银成分(粉末)、玻璃成分(铅玻璃)、有机材料的成分、有机溶媒的成分、树脂的成分，因此理想为不使用前面2 种所述的银成分(粉末)及玻璃成分(铅玻璃)，并置换为代替品，以所期望的1种材料(例如本发明的NTA玻璃)置换，而不使用银、铅或者降低银、铅的使用量，成为低成本且无公害。
发明内容
(发明欲解决的课题)
上述传统的图15太阳电池的构成要素中，有在指状电极42、汇流排电极41、引出导线47等使用银(银膏)及铅(作为黏结剂的铅玻璃)，而理想为出现一种新颖的膏，其不使用乃至减少银的使用量及不使用乃至减少使用铅(铅玻璃)的使用量，降低太阳电池的制造成本且无公害化。
(解决课题的手段)
本发明者等发现，当膏为使用采用后述100％的NTA玻璃(钒酸盐玻璃)而不含银与玻璃(铅玻璃)的膏、或者混入少许银与玻璃(铅玻璃) 的膏(以下称为NTA膏)来实验性地作成排电极等时，可作成具有与使用上述传统含银粉末与玻璃的银膏作成排电极等时相比为不变或者较优异特性的太阳电池(于后述)。该NTA膏不限使用于上述太阳电池的排电极等，也可作为导电性膏使用于以网版印刷等作成的电极。
本发明基于这些发现，为了不使用乃至混入少许银及降低铅(铅玻璃)的使用量乃至不使用铅(铅玻璃)，例如在形成太阳电池的构成要素的排电极(汇流排电极)等时，以NTA膏作成(例如网版印刷)并烧制，而可不使用银及铅(铅玻璃)、乃至降低银及铅(铅玻璃)的使用量。
因此，本发明为一种NTA膏，其包含：粒子键结而形成导电性的主材、使主材的粒子键结的有机材料、调整浓度的有机溶媒及将全体整合并且使之接着于涂布材料的树脂；在烧结这些的混练物而形成导电性电极的膏中，主材包含混入钒酸盐玻璃的粉末所作成的混练物，将所作成的混练物以340℃至900℃的范围内、且1秒至60秒的范围内进行烧结而形成导电性的电极。
此时，以在钒酸盐玻璃的粉末混入0以上至50wt％银粉末的方式来取代主材的钒酸盐玻璃的粉末。
而且，以照射红外线或者远红外线而进行340℃至900℃的范围内、且1秒至60秒的范围内的烧结。
而且，红外线或者远红外线的照射以灯泡、陶瓷加热器或者激光进行。
而且，电极作为太阳电池的电极。
(发明的效果)
本发明如上述，通过使用导电性的NTA玻璃为100％的NTA膏、进一步使用导电性的NTA玻璃达50％左右(可进一步减少含量)的NTA膏来取代传统的银膏并进行烧制，而可不使用或者降低传统的银膏中的银，且降低铅(铅玻璃)的使用量乃至不使用铅(铅玻璃)，可达到低成本且无公害化。由于这些情况，而具有下述特征。
第1，例如在形成太阳电池的汇流排电极(排电极)时，使用100％、进一步达50％左右的导电性钒酸盐玻璃的NTA玻璃(参照日本注册商标第5009023号、日本专利第5333976号等)来取代银膏，而可不使用银、乃至降低银的使用量，并进一步降低铅(铅玻璃)的使用量乃至不使用铅(铅玻璃)。
第2，例如通过使用100％乃至50％左右(可进一步减少含量)NTA 玻璃的汇流排电极(排电极)，于现阶段得到的初期实验结果，能形成将太阳光能源转换为电子能量的效率几乎同等或者稍高、并发挥作为汇流排电极效果的电极(参照图14)。公认这是因为NTA玻璃为(1)具有导电性，(2)通过采用NTA玻璃，指状电极形成与该汇流排电极(排电极)的上面为相同高度的部分、或穿出上面而突出的部分，这些部分以导线的超声波焊接而接合，就结果而言，直接以指状电极连接高电子浓度区域与导线，和其他要素(例如参照下述“第3”)所造成。
第3，不同于以往，指状电极的形成与汇流排电极的形成有使用含有不同玻璃料的膏的情形。以往于指状电极的形成，需产生所谓烧穿 (fire-through)现象。这是通过使用作为银的烧结助剂的玻璃料中的成分分子，例如通过铅玻璃中的铅分子的作用，突破形成于硅基板的表层的氮化硅膜的绝缘层而形成指状电极，而有效率地收集于硅基板产生的电子。但是，就汇流排电极的形成而言，烧穿现象并非必须。以往，使汇流排电极也包含铅成分的铅玻璃作为烧结助剂而进行烧结，因此构造虽然不同，但汇流排电极与硅基板会形成电性导通而降低转换效率。通过在形成汇流排电极时使用不产生烧穿现象的NTA玻璃作为烧结助剂，可消除转换效率的降低。
第4，有使用银粉末材料所致的太阳电池成本高(原材料费高)的问题。而且，亦浮现由于过度地需求银材料所致的材料调度问题。公认可制作即使将导电玻璃的NTA玻璃的含有比率大幅地增加至100％乃至50％，并对应该增加量而减少银量，也不会降低转换效率的太阳电池一事，会对产业界造成重大的冲击。
第5，可不使用于传统的汇流排电极的形成所一直采用的铅玻璃的使用，即，可无铅化。借此，能够完全避免铅公害的环境问题。
附图说明
图1为本发明的NTA玻璃粉末的制作流程图。
图2为本发明的NTA膏的制作流程图。
图3为本发明的NTA膏的组成例。
图4为本发明的NTA膏的应用流程图。
图5为本发明的网版印刷所使用的网版的条件例。
图6为本发明一实施例的构造图(步骤的完成图：剖面图)。
图7为说明本发明的动作的流程图。
图8为说明本发明的详细步骤的图(之1)。
图9为说明本发明的详细步骤的图(之2)。
图10为本发明的详细说明图(汇流排电极的烧制)。
图11为本发明的说明图(汇流排电极)。
图12为本发明的说明图(汇流排电极)。
图13为本发明的说明图(超声波焊接)。
图14为本发明的测定例(效率)。
图15为传统技术的说明图。
符号说明
11 硅基板
12 高电子浓度区域(扩散掺杂)
13 绝缘膜(氮化硅膜)
14 电子取出口(指状电极)
15 汇流排电极
16 背面电极
17 导线
41 汇流排电极
42 指状电极
43 硅基板
44 N/P扩散层
45 氮化硅膜
46 背面电极(铝层)。
171 导线(超声波焊接形成)。
具体实施方式
(实施例)
[实施例1]
图1表示本发明的NTA玻璃粉末的制作流程图。
图1中，S1是调合并溶解(900℃至1200℃)NTA玻璃的原料。以电炉(理想是在惰性气体环境中)将NTA玻璃的原料于例如900℃至 1200℃的范围内溶解。关于NTA玻璃(钒酸盐玻璃)，参照JP 5333976 等。再者，于熔融既存的NTA玻璃块时，以600℃左右熔融。
S2，作成3至5mm的NTA玻璃碎片。例如将S1所溶解的NTA玻璃流入经冷却的辊之间而制作碎片。
S3是进行粗粉碎。将S2所作成的NTA玻璃碎片进行粗粉碎而成为 2至3mm左右的粉末。
S4是进行微粉碎。将在S3以粗粉碎所作成的NTA玻璃粉末通过喷射粉碎机进行粉碎的微粉碎，成为2至3μm左右、或者进一步成为次微米尺寸。
S5是完成NTA玻璃粉末。
通过以上步骤，可将NTA玻璃(钒酸盐玻璃)熔融并流入经冷却的辊之间而作成NTA玻璃碎片，并将该NTA玻璃碎片进行粗粉碎、微粉碎而粉碎至所期望的尺寸(2至3μm、或者次微米)，作成NTA玻璃粉末。
图2表示本发明的NTA膏的制作流程图。
图2(a)表示流程图，图2(b)表示材料(1)、(2)、(3)、(4)的例。
图2(a)中，S11是在容器中进行搅拌。按照接下来的S12依序放入(投入)容器之前即开始进行容器中的搅拌。
S12是依(1)、(2)、(3)、(4)的顺序放入容器。按图2(b)所记载的(1)主材、(2)有机材料、(3)有机溶媒、(4)树脂的顺序放入容器。再者，也可视需要改变放入的顺序。
S13是判断是否结束。判断是否已将全部的材料放入至容器中并完成搅拌。为YES时即于S14完成膏。为NO时则回到S12，重复进行将下一个材料放入容器中并搅拌。
以上述方式，将(1)主材、(2)有机材料、(3)有机溶媒、(4)树脂依序放入容器并进行搅拌而作成混练物，可作成NTA膏。
图3表示本发明的NTA膏组成例。
图3(a)表示NTA100wt％的组成例。此例是以下述方式成为如图示者。
(1)主材：钒酸盐玻璃的粉末2至3μm(参照图2)、浓度范围75 至80wt％，为表现电极的导电性的材料(对应于传统的银膏中的银(Ag) 粉末材料(在此例中，银(Ag)粉末为0wt％，即不含银))。
(2)有机材料：二乙二醇单丁基乙酸酯等，浓度范围为10至 15wt％，为使主材粒子键结的材料。
(3)有机溶媒：萜品醇，浓度范围5至10wt％，用以调整NTA膏的浓度(尤其，调整为适合网版印刷时的浓度)的材料。
(4)树脂：纤维素系树脂1至5％，是用以整合全体及接着于涂布材料(例如接着于太阳电池的电极作成对象的膜)的材料。
再者，作为(3)有机溶媒，其他有乙醇、丙基纤维素、丁基纤维素、羟基丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟基乙基纤维素、羟基丁基纤维素、乙酰纤维素等。
作为(4)树脂，理想为采用另含环氧树脂、聚酯树脂、硅树脂、脲树脂、丙烯酸树脂等中的1种以上的组成。
包含以上组成的NTA膏(NTA玻璃100％)可依所述图1、图2的流程图作成。
图3(b)表示NTA50wt％、银50wt％的组成例。此例以下述方式成为如图示者。
(1)主材：钒酸盐玻璃的粉末2至3μm(参照图2)、浓度范围35 至40wt％，是表现电极的导电性的材料(所混合的主材的银(Ag)粉末亦为表现电极导电性的材料(在此例中，包含与NTA玻璃粉末相同量的银粉末))。
(1)主材：银粉末2至3μm，浓度范围35至40wt％，为表现电极导电性的材料。
(2)有机材料：二乙二醇单丁基乙酸酯、浓度范围10至15wt％，为使主材粒子键结的材料。
(3)有机溶媒：萜品醇、浓度范围5至10wt％，用以调整NTA膏的浓度(尤其，调整为适合网版印刷时的浓度)的材料。
(4)树脂：纤维素系树脂，1至5％，是用以整合全体及接着于涂布材料(例如接着于太阳电池的电极制作对象的膜)的材料。
包含以上组成的NTA膏(NTA粉末50％，银粉末50％)可依所述图 1、图2的流程图作成。再者，也可视所需混入玻璃(铅玻璃)等粉末(用以表现烧穿等)。
图4表示本发明的NTA膏应用流程图。使用NTA膏(NTA玻璃100％) 作成太阳电池的电极的流程图。
图4中，S21是网版印刷NTA膏，印刷汇流排电极图案。使用NTA 膏(NTA玻璃100％)网版印刷而构成后述太阳电池的图9(f)的汇流排电极15。再者，也可进行多次网版印刷而调整膜厚等。
S22，是放置于干燥的大气中(2至24小时)。此干燥例如使用
·干燥盒(干燥用的箱子、容器)等。
·视情形亦会省略本步骤。
S23是使所印刷的NTA膏的溶剂((3)有机溶媒)挥发。例如以下述条件进行：
·在40至100℃左右的温度区域
·进行100分钟左右的热处理(干燥处理)(去除溶媒的步骤)
。借此，使经网版印刷NTA膏的太阳电池的汇流排电极的部分(图案部分)所含的(4)溶剂挥发，且接着于太阳电池的汇流排电极的基底部分。
S24是放置于干燥的大气中(2至24小时)。此干燥例如：
·使用干燥盒(干燥用的箱子、容器)等。
·视情形亦会省略本步骤。
S25是进行烧制(烧结)。条件为：
·远红外线烧结装置的一例为：
于340至900℃的范围内，以3至60秒的范围进行烧结。
又，只要在约1(优选为3)至60秒的范围即可。而且，也可使用红外线的烧结装置取代远红外线烧结装置。作为通过远红外线、红外线的烧结，于上述例中使用灯泡(远红外线灯泡)，但并不限于此，只要是陶瓷加热器、激光等可放出红外线、远红外线者皆可。进一步而言，只要可以上述范围内的温度、烧结时间进行烧结，则也可为其他手段(例如也可为将空气等气体加热的热风等)。
再者，也可进行多次网版印刷及烧结而调整膜厚。
通过以上方式，实验中的太阳电池的汇流排电极是将本发明的NTA 膏(NTA玻璃100％、进一步50％等)网版印刷，并于上述范围内(温度、烧结时间)进行烧结，可测定到太阳电池的效率(转换效率)是与传统的银膏(银粉末100％)几乎同等或者略佳(参照后述图6以后)。
图5表示本发明的网版印刷所使用的网版的条件例。
如图5所记载，网版的条件例如：
·网版线径：16μm
·网目数：325道/吋
·网目(孔径)：62μm
·空隙率：63％。
其中，就调控太阳电池的汇流排电极的膜厚而言，是通过改变上述网版的条件、或者改变NTA膏中的(2)有机溶材的浓度而进行。
再者，图15中，传统上，背面电极(铝层)46使用铝，有一部分使用银的情形，但本发明使用NTA膏(NTA玻璃100％)且也可进一步添加银(例如0％以上至50％位)而作成。
以下，详细说明上述本发明的使用NTA膏(NTA玻璃100％)及混入有银粉末的NTA膏所作成的太阳电池的汇流排电极15时的实施例(实验例)(以下实施例为相同发明者、申请人所申请的日本特愿 2015-180720号(申请日：平成27年9月14日)中[实施例]的复制(括弧内为本次追加者))。以下是NTA膏的一应用例。
图6显示本发明的1实施例构造图(步骤的完成图:剖面图)。
于图6中，硅基板11为公知的半导体硅基板。
高电子浓度区域(扩散掺杂层)12是通过扩散掺杂等于硅基板11 上形成有所期望的p型/n型的层的公知的区域(层)，在图中从上方向入射太阳光时，会在硅基板11产生电子(发电)且积蓄该电子的区域。在此，所积蓄的电子通过电子取出口(指状电极(银))14朝上方向被取出(参照发明的效果)。
绝缘膜(氮化硅膜)13是使太阳光通过(穿透)且使汇流排电极15 与高电子浓度区域14电性绝缘的公知的膜。
电子取出口(指状电极(银))14经由形成在绝缘膜13的孔穴而将积蓄在高电子浓度区域12中的电子取出的口(指状电极)。指状电极14 在本发明中如图所示，当以NTA玻璃100％(至71％左右)烧制汇流排电极15时，指状电极14是形成(烧制)与汇流排电极15的上面为相同高度的部分、或穿出而于上面突出的部分(通过调控NTA膏的厚度而进行)，而可经由该指状电极14使高电子浓度区域12中的电子直接流入至导线17(直接取出电子)。即，可用高电子浓度区域12、指状电极14、汇流排电极15、导线17的路径1(传统的路径1)，与高电子浓度区域 12、指状电极14、导线17的路径2(本发明所追加的路径2)这2条路径将高电子浓度区域12中的电子(电流)经由导线17取出至外部，就结果而言，可使高电子浓度区域12与导线17之间的电阻值非常小，降低损失，就结果而言可提升太阳电池的效率。
汇流排电极(电极1(NTA玻璃100％))15是电性连接多个电子取出口(指状电极)14的电极，为不使用银或降低银的使用量的对象的电极 (参照发明的效果)。
背面电极(电极2(铝))16是形成在硅基板11的下面的公知的电极。
导线(焊接形成)17，是电性连接多个汇流排电极15的将电子(电流I)取出至外部的导线；或更进一步将该导线超声波焊接接合在本发明中的指状电极14与汇流排电极15的上面为相同高度的部分或穿出汇流排电极15的上面的部分，而将电子(电流)取出至外部的导线。
基于以上图6的构造，从上往下方向照射太阳光时，太阳光通过无导线17和无电子取出口14的部分及绝缘膜13，入射至硅基板11 而产生电子。然后，积蓄于高电子浓度区域12的电子，经由电子取出口(指状电极)14、汇流排电极15、导线17的路径1，以及电子取出口(指状电极)14、导线17的路径2这两个路径被取出至外部。此时，如后述图7至图14，在焊膏中混入100％至71％(也可更少，参照图14)的 NTA玻璃(导电性玻璃)作为玻璃料且进行烧制而形成汇流排电极15，能够不使用银或降低银的使用量。以下将依序详细地说明。
图7表示本发明的动作说明流程图，图8及图9表示各步骤的详细构造。
在图7中，S1是准备硅基板。
S2是进行清洗。S1、S2如图8(a)所示，将在S1所准备的硅基板 11的面(形成高电子浓度区域12的面)良好地清洗。
S3是进行扩散掺杂。如图8(b)所示，在图8(a)所清洗过的硅基板11之上进行公知的扩散掺杂，形成高电子浓度区域12。
S4是形成抗反射膜(氮化硅膜)。如图8(c)所示，在形成图8(b) 的高电子浓度区域12后，通过公知的手法形成例如氮化硅膜作为抗反射膜(使太阳光通过，而且尽可能减少表面反射的膜)。
S5是网版印刷指状电极。如图8(d)所示，在形成图8(c)的氮化硅膜13后，网版印刷形成的指状电极14的图案。印刷材料例如使用在银混入铅玻璃作为玻璃料(frit)者。
S6是对指状电极进行烧制且使其烧穿(fire-through)。这是对图 8(d)的进行网版印刷后的指状电极14的图案(混入银与铅玻璃的玻璃料而成者)进行烧制，如图8(e)所示，使氮化硅膜13烧穿而形成于其中形成有银(导电性)的指状电极14。
S7是网版印刷汇流排电极(电极1)。如图9(f)所示，在形成图8(e) 的指状电极14后，网版印刷形成汇流排电极15的图案。印刷材料例如使用NTA气体(100％)者作为玻璃料。
S8是烧制汇流排电极。这是对在图9 (f)的进行网版印刷后的汇流排电极15的图案(NTA玻璃(100％)的玻璃料)进行烧制(烧制时间即便较长亦为1分钟以内，烧制1至3秒以上)，如图9(g)所示，汇流排电极15形成于最上层，且为本发明的特征，指状电极14形成与形成于其最上层的汇流排电极15的上面为相同高度的部分、或穿出汇流排电极15的上面的部分。(这是通过调控膜厚进行。)
此外，进行S5及S7的印刷，也可将两者同时烧制。
S9是形成背面电极(电极2)。如图9(h)所示，于硅基板11的下侧 (背面)形成例如铝电极。
S10是焊接形成导线。如图9(i)所示，以焊接，例如超声波焊接而形成电性连接图9(g)的汇流排电极的导线并电性连接，则可以高电子浓度区域12、指状电极14、汇流排电极16、导线17的路径1(传统的路径1)，与高电子浓度区域12、指状电极14、导线17的路径2(本发明所追加的路径2)这两种路径，将高电子浓度区域12中的电子(电流)经由导线17取出至外部，可以使高电子浓度区域12与导线17之间的电阻值为非常小而减少损失，进而提升太阳电池的效率。即，本发明所追加的路径2为指状电极14的一端位于高电子浓度区域12之中，且具有另一端与NTA玻璃100％的汇流排电极15的上面为相同高度的部分或穿出汇流排电极15的上面的部分，并于该部分直接接合(以超声波焊接直接接合)导线，因此形成高电子浓度区域12、指状电极 14、导线17的路径2。又，路径1为传统的路径。
通过以上步骤，能够于硅基板制作太阳电池。
图10表示本发明的详细说明图(汇流排电极的烧制)。
图10(a)示意性表示以银100％、NTA0％(重量比)烧制汇流排电极的例，图10(b)示意性表示以银50％、NTA50％(重量比)烧制汇流排电极的例，图10(c)示意性表示以NTA100％(重量比)烧制汇流排电极的例。烧制时间即便较长亦为1分钟以内，且设为1至3秒以上。
如图10(a)、图10(b)及图10(c)的图示，以成为大致相同构造的方式所形成的太阳电池的试作实验，可得到如下述的实验结果。
试作实验结果，就印刷汇流排电极的图案的材料而言，在图10(a) 及图10(b)制成太阳电池时的转换效率为平均约17.0％，得到大致相同的结果，再者，图10(c)得到转换效率为平均约17.2％。由初期实验结果得知，图10(a)至(c)均于大致相同的转换效率的范围内，或者图10 (c)的NTA 100％为稍高的转换效率。此外，NTA玻璃由钒、钡、铁所构成，特别是铁在内部强力地键结且残留于该内部，具有即便与其他材料混合其结合性亦极小的性质(参照JP 5333976等)，且推测是由所述的本发明的高电子浓度区域与导线之间的路径(路径1与路径2并列) 的改善所致。
图11及图12表示本发明的说明图(汇流排电极)。
图11(a)及图11(b)为NTA 50％、银50％者，其中，图11(a)表示全体平面图，图11(b)表示放大图。图12(c)为NTA 100％、银0％者，而图12(c)表示放大图。
于图11(a)及图11(b)中，汇流排电极15如图11(a)的全体平面图所示，为长条状的电极，将此以光学显微镜放大时，可观察到如图11(b) 所示的构造。
于图11(b)中，汇流排电极15在使用传统的银及铅玻璃的玻璃料进行烧制时，银均匀地分散，但在使用本发明的银及NTA玻璃的玻璃料进行烧制(即便较长亦为1分钟以内、1至3秒以上的烧制)时，如图 11(b)所示，清楚明白银聚集形成在汇流排电极15的中央部分。因此，如在发明的效果一段所说明，于银混入NTA玻璃并进行短时间烧制(即便较长亦为1分钟、1至3秒以上的烧制)时，银会聚集在中央部分而使导电性提升(相较于传统银均匀地分散的情况，导电性会提升)，且因NTA玻璃本身也具有导电性等总合性作用，即便减少银的比例而增加NTA玻璃，制造作为太阳电池时的转换效率如前述，为约16.9％，在实验中可得到大致相同的结果。
而且，烧制温度为500℃至900℃，但需视实验而决定在制成作为太阳电池时最适的温度。过低或过高均无法得到如图11(b)的构造，需依实验而决定。
于图12(c)中，汇流排电极15是图示中央部分的横向宽度较宽的条状电极，显示本发明的NTA 100％的放大照片的1例。
能清楚明白，图12(c)的汇流排电极15具有于纵向的宽度较窄的指状电极14穿出该汇流排电极15而于上侧稍微突出的部分，且该突出的部分的周围较原本的指状电极14的宽度更粗。然后，在图示的汇流排电极15之上，以与该汇流排电极15的宽度相同、宽度稍小、或稍大的宽度，以如后述图13所详细说明的方式进行超声波焊接，借此可以前述的路径1(光电子浓度区域12、指状电极14、汇流排电极15、导线17的路径1)及路径2(光电子浓度区域12、指状电极14、导线17 的路径2)的两种路径导电连接高浓度电子区域与该导线，减少电子(电流)的损失而有效率地取出至外部，得到与图11(a)、(b)大致相同的转换效率，或稍高的转换效率(约17.2％)。
而且，烧制温度为与图11(a)、(b)大致相同的500℃至900℃，但需依实验而决定制成作为太阳电池时最适的温度。过低或过高均无法得到如图12(c)的构造，需依实验而决定。
图13表示本发明的说明图(超声波焊接)。这是前述图12(c)的NTA 100％的情况(而且，同样可适用于图11(a)、(b))。
图13(a)表示指状电极14经烧制后的状态。
图13(b)表示传统例，是在图13(a)的汇流排电极15上，焊接以虚线表示的在此图为稍大(也可为相同或较小)的导线17。在此传统例中，进行一般的焊接，故指状电极14所突出的部分(银)与导线17焊接接合，但指状电极14的未突出的部分(NTA100％的部分)与导线17并未充分地焊接接合，机械强度并不充分。另一方面，在后述的图13(c) 的超声波焊接时焊接接合，机械强度会大幅提升。
图13(c)表示本发明的例，是在图13(a)的汇流排电极15(图12(c) 的汇流排电极15)上超声波焊接以虚线表示的稍大的导线17。此本发明的例中，进行超声波焊接，故指状电极14突出的部分(银)与导线17 焊接接合，而且，无指状电极14的部分(NTA100％的部分)与导线17亦焊接接合，故机械强度大幅提升，同时提升了前述的路径2(高电子浓度区域12、指状电极14、汇流排电极15、导线17的路径2)的导电性。
图14表示本发明的测定例(效率)。图14是针对前述的汇流排电极15使NTA由100％变化至70％时的良好的测定例，图14的横轴表示样本的编号，纵轴表示效率(％)。样本设为：
·NTA 100％银0％
·NTA 90％银10％
·NTA 80％银20％
·NTA 70％银30％，
以这些制成太阳电池，各测定结果(效率)如图示所示。此外，由于是初期实验，故如图所示，测定结果中呈现相当的离散，但均落在 16.9至17.5的范围内，且即便在以NTA100％制成汇流排电极15(即，不含银而制成)来制造太阳电池时，仍可得到与NTA 70％(或进一步为 80％、90％)相比为相同程度或稍高的效率，而能清楚明白也可使用NTA 100％(发明人们发现此事实)。

Claims (7)

1.一种NTA膏，其包含粒子键结而形成导电性的主材、使所述主材的粒子键结的有机材料、调整浓度的有机溶媒、及将全体整合并且使之接着于涂布材料的树脂；
于烧结这些的混练物而形成的导电性电极膏中，所述主材包含混入导电性玻璃所作成的混练物，所述导电性玻璃为未含银的钒酸盐玻璃的粉末，具有所述钒酸盐玻璃的电子导电性，将所作成的该混练物于340℃至900℃的范围内、且1秒至60秒的范围内进行烧结而形成只包含钒酸盐玻璃的导电性的电极。
2.如权利要求1所述的NTA膏，其中，以于钒酸盐玻璃的粉末中混入有0以上至50wt％银粉末者取代所述主材的钒酸盐玻璃的粉末，以包含所述钒酸盐玻璃及银的导电性的电极取代只包含所述钒酸盐玻璃的导电性的电极。
3.如权利要求1至2任一项所述的NTA膏，其中，以照射红外线或者远红外线而进行所述340℃至900℃的范围内、且1秒至60秒的范围内的烧结。
4.如权利要求3所述的NTA膏，其中，所述照射红外线或者远红外线是以灯泡、陶瓷加热器、或者激光进行。
5.如权利要求1或2项所述的NTA膏，其中，所述电极为太阳电池的电极。
6.如权利要求3所述的NTA膏，其中，所述电极为太阳电池的电极。
7.如权利要求4所述的NTA膏，其中，所述电极为太阳电池的电极。
CN201610537480.4A 2015-10-13 2016-07-08 Nta膏 Active CN106571171B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-202461 2015-10-13
JP2015202461A JP6659074B2 (ja) 2015-10-13 2015-10-13 Ｎｔａペースト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106571171A CN106571171A (zh) 2017-04-19
CN106571171B true CN106571171B (zh) 2018-06-12

Family

ID=58517179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610537480.4A Active CN106571171B (zh) 2015-10-13 2016-07-08 Nta膏

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6659074B2 (zh)
KR (2) KR101998207B1 (zh)
CN (1) CN106571171B (zh)
TW (1) TWI631087B (zh)
WO (1) WO2017065109A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018110178A (ja) * 2016-12-30 2018-07-12 アートビーム有限会社 太陽電池および太陽電池の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101595616A (zh) * 2006-11-13 2009-12-02 株式会社东海产业 具备导电性玻璃构件的电气·电子电路系统
CN102796488A (zh) * 2012-07-26 2012-11-28 深圳大学 耐高温绝缘胶粘剂

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5084421A (en) * 1990-07-27 1992-01-28 Johnson Matthey, Inc. Silver-glass pastes
JP2011144077A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Tokyo Electronics Chemicals Corp 高導電性ペースト組成物
US20110180139A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode and photovoltaic cell
JP5765799B2 (ja) * 2010-06-03 2015-08-19 学校法人近畿大学 耐水性および化学耐久性に優れたバナジン酸塩−リン酸塩ガラス
JP5120477B2 (ja) * 2011-04-07 2013-01-16 日立化成工業株式会社 電極用ペースト組成物及び太陽電池
JP5791102B2 (ja) * 2011-07-05 2015-10-07 学校法人近畿大学 耐水性および化学耐久性に優れたバナジン酸塩−タングステン酸塩ガラス
JP6804199B2 (ja) * 2015-03-30 2020-12-23 アートビーム株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101595616A (zh) * 2006-11-13 2009-12-02 株式会社东海产业 具备导电性玻璃构件的电气·电子电路系统
CN102796488A (zh) * 2012-07-26 2012-11-28 深圳大学 耐高温绝缘胶粘剂

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017065109A1 (ja) 2017-04-20
JP2017076486A (ja) 2017-04-20
KR20170043432A (ko) 2017-04-21
KR101998207B1 (ko) 2019-09-27
TW201713604A (zh) 2017-04-16
KR20190071651A (ko) 2019-06-24
TWI631087B (zh) 2018-08-01
JP6659074B2 (ja) 2020-03-04
CN106571171A (zh) 2017-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6110311B2 (ja) 導電性ペースト組成物ならびにそれらから形成される太陽電池電極および接点
WO2014050703A1 (ja) 導電性ペースト及び太陽電池
JP6220862B2 (ja) 電極形成用導電性ペースト、太陽電池の製造方法及び太陽電池
CN109564945B (zh) 导电性糊剂和太阳能电池
TW201248654A (en) Paste composition for electrode, photovoltaic cell element, and photovoltaic cell
CN104064286B (zh) 一种太阳能电池用银浆的制备方法
CN104221158A (zh) 太阳能电池及其制造方法
TW201007967A (en) A process of forming a silicon solar cell
CN110066108A (zh) 玻璃、玻璃的制造方法、导电糊剂和太阳能电池
JP6067727B2 (ja) 導電性ペースト及び太陽電池
JP5397793B2 (ja) 導電性ペースト及び太陽電池
WO2017073299A1 (ja) 超音波半田付け方法および超音波半田付け装置
CN106571171B (zh) Nta膏
WO2012111478A1 (ja) 導電性ペースト及び太陽電池
CN107026211A (zh) 太阳电池及太阳电池的制造方法
JP4975338B2 (ja) 太陽電池及びその製造方法
WO2013069727A1 (ja) 導電性ペースト、及び貫通電極の製造方法
JP5179677B1 (ja) 太陽電池セルの製造方法
JP2014220425A (ja) 導電性ペースト、及び太陽電池セルの製造方法
JP2011233548A (ja) 導電性ペースト及び太陽電池
CN106531814B (zh) 太阳电池及太阳电池的制造方法
JP2013243279A (ja) 太陽電池の電極形成用導電性ペースト
JP6266079B2 (ja) 太陽電池の電極形成用導電性ペースト及び太陽電池の製造方法
JP2014060261A (ja) 導電性ペースト、太陽電池、及び太陽電池の製造方法
CN110379868A (zh) 太阳电池及太阳电池的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant