CN110462845B - 太阳能电池用膏状组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池用膏状组合物，将其适用于钝化膜的开口部的直径为100μm以下、开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元时，能够实现优异的转换效率，同时能够抑制烧成后在电极层界面产生孔隙，并能够进一步抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率。具体而言，本发明提供一种太阳能电池用膏状组合物，其用于对具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元形成p+层的用途，且含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料，其特征在于，(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝‑硅合金粉末。

Description

太阳能电池用膏状组合物
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池用膏状组合物，特别涉及一种目的在于对具有使用激光照射等设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元形成p+层的太阳能电池用膏状组合物。更具体而言，涉及一种适用于开口部的直径为100μm以下、开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元的太阳能电池用膏状组合物。
背景技术
近年来，以提高结晶类太阳能电池单元的转换效率(发电效率)、可靠性等为目的，正在进行各种研究开发。作为其中之一，在单元背面具有由氮化硅、氧化硅、氧化铝等形成的钝化膜的PERC(钝化发射极和背面电池，Passivated emitter and rear cell)型高转换效率单元受到关注。
PERC型高转换效率单元例如具有具备以铝为主要成分的电极层的结构。该电极层(特别是背面电极层)例如可通过将以铝为主体的膏状组合物以覆盖钝化膜的开口部的方式涂布为图案形状，并在根据需要使其干燥后进行烧成而形成。例如，专利文献1中公开了一种包含铝粉末、铝-硅合金粉末、硅粉末、玻璃粉末及有机载体(organic vehicle)的膏状组合物。而且，已知通过适当设计电极层的构成，可提高PERC型高转换效率单元的转换效率。
此外，作为近年来进一步提高PERC型高转换效率单元的转换效率的方法，正在研究通过减小钝化膜的开口部的面积、增加钝化膜的面积，由此抑制电子与空穴的再结合的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-143499号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，使用以往的膏状组合物形成电极层时，特别是对于开口部的直径为100μm以下、开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元而言，转换效率的提高仍存在改善的余地。此外，除了有时会在电极层界面产生被称作孔隙(void)的空隙以外，还存在静态机械负荷试验后的转换效率的降低率为3％以上的问题。在电极层界面产生孔隙的情况下，可能会导致阻力增加，同时会导致结晶类太阳能电池单元的长期可靠性的降低。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种太阳能电池用膏状组合物，即使在将其适用于钝化膜的开口部的直径为100μm以下，开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元的情况下，也能够实现优异的转换效率，同时能够抑制烧成后在电极层界面产生孔隙，并能够进一步抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率。此外，目的还在于提供一种使用了该太阳能电池用膏状组合物的背面电极的形成方法。
解决技术问题的技术手段
本申请的发明人为了达成上述目的反复进行了深入研究，结果发现包含特定的导电性材料的膏状组合物能够达成上述目的，从而完成了本发明。
即，本发明涉及下述的太阳能电池用膏状组合物。
1.一种太阳能电池用膏状组合物，其用于对具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元形成p+层的用途，且含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料，其特征在于，
(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，
(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
2.根据上述项1所述的太阳能电池用膏状组合物，其中，相对于100质量份的所述铝粉末，含有40～700质量份的所述铝-硅合金粉末、0.1～15质量份的所述玻璃粉末以及20～45质量份的所述有机载体。
3.根据上述项1或2所述的太阳能电池用膏状组合物，其中，所述开口部的直径为20～100μm。
4.一种背面电极的形成方法，其为具有工序1和工序2的结晶类太阳能电池单元的背面电极的形成方法，
工序1：以覆盖具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元的所述开口部的方式，对含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料的太阳能电池用膏状组合物进行涂布从而形成涂膜，
工序2：将所述涂膜于700～900℃进行烧成，
所述背面电极的形成方法的特征在于，
(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，
(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
5.根据上述项4所述的背面电极的形成方法，其中，相对于100质量份的所述铝粉末，含有40～700质量份的所述铝-硅合金粉末、0.1～15质量份的所述玻璃粉末以及20～45质量份的所述有机载体。
6.根据上述项4或5所述的背面电极的形成方法，其中，所述开口部的直径为20～100μm。
发明效果
本发明的太阳能电池用膏状组合物即使在适用于结晶类太阳能电池单元(特别是在PERC型高转换效率单元)中的、钝化膜的开口部的直径为100μm以下、开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元的情况下，也能够实现优异的转换效率，同时能够抑制烧成后在电极层界面产生孔隙，并能够进一步抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率。
附图说明
图1为示出PERC型太阳能电池单元的剖面结构的一个例子的示意图，(a)表示其实施方式的一个例子，(b)表示其实施方式的另一个例子。
图2为实施例及比较例中制作的电极结构的剖面示意图。
图3为示出利用电子显微镜观察铝粉末及铝-硅合金粉末的表面的观察图像的图。详细而言，(a)为硅含量为20原子％的铝-硅合金粉末的观察图像、(b)为铝粉末的观察图像、(c)为硅含量为15原子％的铝-硅合金粉末的观察图像。
具体实施方式
以下，对本发明的太阳能电池用膏状组合物详细地进行说明。另外，本说明书中，“～”表示的范围除了特别说明的情况以外，是指“以上、以下”。
本发明的太阳能电池用膏状组合物例如能够用于形成结晶类太阳能电池单元的电极。作为结晶类太阳能电池单元，没有特别限定，例如可列举出PERC(Passivatedemitter and rear cell)型高转换效率单元(以下，称为“PERC型太阳能电池单元”)。本发明的太阳能电池用膏状组合物例如能够用于形成PERC型太阳能电池单元的背面电极。以下，也将本发明的膏状组合物简写作“膏状组合物”。
首先，对PERC型太阳能电池单元的结构的一个例子进行说明。
1.PERC型太阳能电池单元
图1的(a)、(b)为PERC型太阳能电池单元的通常的剖面结构的示意图。PERC型太阳能电池单元能够具备硅半导体基板1、n型杂质层2、防反射膜(钝化膜)3、栅极(gridelectrode)4、电极层(背面电极层)5、合金层6、p+层7作为构成要素。
硅半导体基板1没有特别限定，例如可使用厚度为180～250μm的p型硅基板。
n型杂质层2设置于硅半导体基板1的受光面侧。n型杂质层2的厚度例如为0.3～0.6μm。
防反射膜3及栅极4设置于n型杂质层2的表面。防反射膜3例如由氮化硅膜形成，也被称作钝化膜。防反射膜3作为所谓的钝化膜而发挥作用，由此能够抑制在硅半导体基板1的表面上的电子的再结合，其结果，可降低生成的载流子的再结合率。由此，可提高PERC型太阳能电池单元的转换效率。
防反射膜(钝化膜)3也可设置于硅半导体基板1的背面侧，即设置于与所述受光面为相反侧的面。此外，以贯通该背面侧的防反射膜(钝化膜)3、且切削硅半导体基板1的背面的一部分的方式形成的接触孔(本发明的开口部)，形成于硅半导体基板1的背面侧。
电极层5以通过所述接触孔而与硅半导体基板1接触的方式形成。电极层5为由本发明的膏状组合物形成的构件，其形成为规定的图案形状。如图1的(a)的实施方式所示，电极层5可以以覆盖PERC型太阳能电池单元的背面整体的方式形成，或者如图1的(b)的实施方式所示，也可以以覆盖接触孔及其附近的方式形成。由于电极层5的主要成分为铝，因此电极层5为铝电极层。
电极层5例如可通过将膏状组合物涂布为规定的图案形状并进行烧成而形成。涂布方法没有特别限定，例如可列举出丝网印刷等公知的方法。在涂布膏状组合物并根据需要使其干燥后，例如通过以超过铝的熔点(约660℃)的温度进行短时间烧成，从而可形成电极层5。
本发明中，烧成温度只要为超过铝的熔点(约660℃)的温度即可，优选为700～900℃左右，更优选为780～900℃左右。烧成时间能够在可形成所需电极层5的范围内根据烧成温度进行适当设定。
若以此方式进行烧成，则膏状组合物中包含的铝扩散至硅半导体基板1的内部。由此，在电极层5与硅半导体基板1之间形成铝-硅(Al-Si)合金层(合金层6)，与此同时，通过铝原子的扩散，可形成作为杂质层的p+层7。
P+层7能够带来防止电子的再结合、提高生成载流子的收集效率的效果，即所谓的BSF(背面电场，Back Surface Field)效果。
由所述电极层5与合金层6形成的电极为图1所示的背面电极8。因此，背面电极8使用膏状组合物而形成，例如以覆盖设置于背面侧的防反射膜(钝化膜)3的接触孔9(开口部)的方式进行涂布并根据需要使其干燥后，进行烧成，由此能够形成背面电极8。
此处，通过使用本发明的膏状组合物而形成背面电极8，即使在适用于钝化膜的开口部的直径为100μm以下(优选为20～100μm)、开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％(特别为2～4％、进一步为2.5～3.5％)的结晶类太阳能电池单元的情况下，也能够实现优异的转换效率，同时能够抑制烧成后在电极层界面产生孔隙，并能够进一步抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率。
2.膏状组合物
本发明的膏状组合物为用于对具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元形成p+层的用途，且含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料的太阳能电池用膏状组合物，其特征在于，
(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，
(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
如上所述，通过使用膏状组合物，能够形成PERC型太阳能电池单元等太阳能电池单元的背面电极。即，本发明的膏状组合物能够用于形成通过设置于在硅基板上形成的钝化膜的开口部(接触孔)而与硅基板进行电接触的太阳能电池用背面电极。而且，根据本发明的膏状组合物，即使在适用于结晶类太阳能电池单元(特别PERC型太阳能电池单元)中的、钝化膜的开口部的直径为100μm以下、且开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元的情况下，也能够实现优异的转换效率，同时能够抑制烧成后在电极层界面产生孔隙，并能够进一步抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率。
膏状组合物包含玻璃粉末、有机载体及导电性材料(金属颗粒)作为构成成分。而且，通过使膏状组合物包含导电性材料(金属颗粒)，烧成膏状组合物的涂膜而形成的烧结体可发挥与硅基板进行电连接的导电性。
(导电性材料)
本发明中，导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
上述铝粉末是指未形成合金的铝，不排除存在来源于不可避免的杂质及原料的微量的添加元素。
本发明中使用的铝-硅合金粉末表示铝与硅的合金粉末，不排除存在来源于铝及硅中的不可避免的杂质及原料的微量的添加元素。本发明中，该铝-硅合金中的硅含量优选为12～30原子％，更优选为17～25原子％。通过使导电性材料中含有这样的铝-硅合金粉末，在烧成膏状组合物的涂膜时，能够抑制膏状组合物中的铝与硅基板中的硅的过度反应，并抑制在电极层界面(详细而言，电极层与硅基板的界面)产生孔隙。
本发明中使用的铝-硅合金粉末的特征在于，具有长径为5μm以下(即，大于0μm且为5μm以下)的硅的初晶。通过使导电性材料含有这样的铝-硅合金粉末，能够减小电极层的电阻并实现优异的转换效率，同时能够抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率。初晶的长径只要为5μm以下即可，其中，优选为1～5μm，更优选为2～5μm。
铝-硅合金粉末有无初晶及初晶的形状能够通过利用光学显微镜对铝-硅合金粉末的剖面进行观察来确定。
图3示出了铝粉末及铝-硅合金粉末的一个例子的利用光学显微镜的观察图像。(a)所示的硅含量为20原子％的铝-硅合金粉末的剖面的观察图像中，能够以无定形的灰色点的形式确认到硅的初晶。与之相对，(b)所示的铝粉末(不包含硅)及(c)所示的硅含量为15原子％的铝-硅合金粉末的剖面的观察图像中，无法确认到硅的初晶。
作为得到具有长径为5μm以下的初晶的铝-硅合金粉末的方法，没有限定，例如可列举出向硅含量为12原子％以上、优选为12～30原子％的铝-硅合金的熔融金属中添加0.05原子％以上的磷(P)并进行雾化的方法、或者将该熔融金属边以103K/s以上的速度进行急冷边进行雾化的方法。若为急冷法，则为了使初晶的长径为5μm以下，优选将急冷速度设为103K/s以上而进行雾化。此外，例如还可列举出将铝-硅合金粉末用氦气(He)、氩气(Ar)等惰性气体进行雾化的方法。
铝-硅合金粉末相对于铝粉末的含量虽没有限定，但相对于100质量份的铝粉末，铝-硅合金粉末的含量优选为40～700质量份，更优选为40～250质量份。
导电性材料(铝粉末及铝-硅合金粉末)的形状没有特别限定，例如可以为球状、椭圆状、无定形状、鳞片状、纤维状等中的任意一种。若导电性材料的形状为球状，则在由膏状组合物形成的电极层5中，导电性材料的填充性增大，能够有效地降低电阻。
此外，导电性材料的形状为球状时，由膏状组合物形成的电极层5中，硅半导体基板1与导电性材料的接触点增加，因此容易形成良好的BSF层。为球状时，优选利用激光衍射法测定的平均粒径为1～10μm的范围。
另外，允许在不阻碍本发明的效果的范围内，根据需要含有除铝粉末及铝-硅合金粉末以外的其他金属颗粒。这些导电性材料均能够利用气体雾化法等公知的方法制造。
(玻璃粉末)
玻璃粉末被认为具有有助于导电性材料与硅的反应以及导电性材料自身的烧结的作用。
作为玻璃粉末，没有特别限定，例如能够设为用于形成太阳能电池单元的电极层的膏状组合物中包含的公知的玻璃成分。作为玻璃粉末的具体例，可列举出选自由铅(Pb)、铋(Bi)、钒(V)、硼(B)、硅(Si)、锡(Sn)、磷(P)及锌(Zn)组成的组中的至少一种。此外，能够使用含铅玻璃粉末或铋类、钒类、锡-磷类、硼硅酸锌类、碱硼硅酸类等无铅的玻璃粉末。特别是若考虑到对人体的影响，则优选使用无铅的玻璃成分。
具体而言，玻璃粉末能够包含选自由B2O3、Bi2O3、ZnO、SiO2、Al2O3、BaO、CaO、SrO、V2O5、Sb2O3、WO3、P2O5及TeO2组成的组中的至少一种成分。例如，玻璃粉末中，可以将B2O3成分与Bi2O3成分的摩尔比(B2O3/Bi2O3)为0.8以上4.0以下的玻璃料同V2O5成分与BaO成分的摩尔比(V2O5/BaO)为1.0以上2.5以下的玻璃料组合。
玻璃粉末的软化点例如能够设为750℃以下。玻璃粉末中包含的颗粒的平均粒径例如能够设为1～3μm。
膏状组合物中包含的玻璃粉末的含量例如相对于100质量份的导电性材料，优选为0.5～40质量份，特别是相对于100质量份的铝粉末，优选为0.1～15质量份。此时，硅半导体基板1及防反射膜3(钝化膜)的密合性良好，而且电阻不易增大。
(有机载体)
作为有机载体，能够使用根据需要在溶剂中溶解有各种添加剂及树脂的材料。或者也可以不包含溶剂，直接将树脂用作有机载体。
溶剂可使用公知的种类，具体而言，可列举出二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚等。
作为各种添加剂，例如能够使用抗氧化剂、防腐蚀剂、消泡剂、增稠剂、增粘剂(tackifier)、偶联剂、静电赋予剂、阻聚剂、触变剂、防沉降剂等。具体而言，例如能够使用聚乙二醇酯化合物、聚乙二醇醚化合物、聚氧乙烯失水山梨醇酯化合物、山梨醇酐烷基酯化合物、脂肪族多元羧酸化合物、磷酸酯化合物、聚酯酸的酰胺胺(amido amine)盐、氧化聚乙烯类化合物、脂肪酸酰胺蜡等。
作为树脂，可使用公知的种类，能够组合使用乙基纤维素、硝酸纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、苯酚树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、二甲苯树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂、异氰酸酯化合物、氰酸酯化合物等热固性树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚缩醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚砜、聚酰亚胺、聚醚砜、聚芳酯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、硅树脂等中的两种以上。
有机载体中包含的树脂、溶剂、各种添加剂的比例能够任意调节，例如能够设为与公知的有机载体相同的成分比。
有机载体的含有比率没有特别限定，例如从具有良好的印刷性的角度出发，相对于100质量份的导电性材料，优选为10～500质量份，特别优选为20～45质量份。此外，特别是相对于100质量份的铝粉末，优选为10～500质量份，优选为20～45质量份。
本发明的膏状组合物例如适合用于形成太阳能电池单元的电极层(特别是如图1所示的PERC型太阳能电池单元的背面电极8)。因此，本发明的膏状组合物还可用作太阳能电池背面电极形成剂。
3.背面电极的形成方法
本发明的结晶类太阳能电池单元的背面电极(图1的背面电极8)的形成方法具有工序1和工序2，
工序1：以覆盖具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元的所述开口部的方式，涂布含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料的太阳能电池用膏状组合物从而形成涂膜，
工序2：将所述涂膜于700～900℃进行烧成，
(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，
(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
对于结晶类太阳能电池单元及太阳能电池用膏状组合物，基本上如上所述，设置于钝化膜的开口部的直径在100μm以下中，优选为20～100μm。开口部通常能够通过激光照射等而形成。
本发明的背面电极的形成方法在工序1中，以覆盖具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元的所述开口部的方式，涂布太阳能电池用膏状组合物从而形成涂膜。
形成膏状组合物的涂膜时，能够使用丝网印刷等公知的涂布方法进行。涂膜的厚度能够根据烧成后的背面电极的厚度进行设定，以钝化膜的平面部(除开口部以外)为基准，优选为5～40μm左右。
利用工序1形成涂膜后，在工序2中，于700～900℃烧成涂膜。烧成温度可以为700～900℃，也可以为780～900℃左右。
通过烧成，膏状组合物中包含的铝扩散至硅半导体基板1的内部，在电极层5与硅半导体基板1之间形成铝-硅(Al-Si)合金层(合金层6)，与此同时，通过铝原子的扩散，可形成作为杂质层的p+层7。
实施例
以下，示出实施例及比较例来对本发明进行具体说明。但是，本发明并不受实施例限定。
实施例1
(膏状组合物的制备)
将利用气体雾化法生成的铝粉末与同样利用气体雾化法生成的具有长径为2.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末以成为40质量％:60质量％的方式制备成导电性材料，使用已知的分散装置(分散机)，使100质量份的制备的导电性材料与1.5质量份的B2O3-Bi2O3-SrO-BaO-Sb2O3＝40/40/10/5/5(mol％)的玻璃粉末在35质量份的将乙基纤维素溶解于二乙二醇丁醚而得到的树脂液中进行膏化。
另外，具有长径为2.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末通过向硅含量为20原子％的铝-硅合金的熔融金属中添加0.01％的P(磷)并进行雾化来制备。
(作为太阳能电池单元的烧成基板的制作)
以如下所述的方式制作作为评价用的太阳能电池单元的烧成基板。
首先，如图2的(A)所示，首先准备厚度为160μm的硅半导体基板1(电阻值3Ω〃cm。在背面侧包含钝化膜)。然后，如图2的(B)所示，使用波长为532nm的YAG激光作为激光振荡器，以开口部的总面积成为单元整体的3.1％的方式以500μm的间隔形成直径为50μm的接触孔9。另外，单元整体的开口部的总面积通过下述方式算出：每个开口的半径的平方乘以π，并除以相邻的开口部间的距离(pitch)。
另外，图2中，钝化膜虽然未图示，但作为硅半导体基板1中包含的构件进行处理，钝化膜作为30nm的氧化铝层与100nm的氮化硅层的层叠体而被包含在硅半导体基板1的背面侧。
接着，如图2的(C)所示，以覆盖背面整体(形成有接触孔9的一侧的面)的方式、使用丝网印刷机，将上述得到的膏状组合物10以成为1.0～1.1g/pc的方式印刷至硅半导体基板1的表面上。接着，虽然未进行图示，但在受光面上印刷利用公知技术制备的Ag膏。
然后，使用设定为800℃的红外带炉(赤外ベルト炉)进行烧成。通过该烧成，如图2的(D)所示，形成电极层5，此外，在进行该烧成时，铝扩散至硅半导体基板1的内部，由此在电极层5与硅半导体基板1之间形成Al-Si的合金层6，同时作为因铝原子的扩散而形成的杂质层，形成p+层(BSF层)7。由此，制作评价用的烧成基板。
(太阳能电池单元的评价)
在所得到的太阳能电池单元的评价中，使用WACOM ELECTRIC CO.,LTD.的太阳模拟器(solar simulator)：WXS-156S-10、I-V测定装置：IV15040-10实施I-V测定。将Eff为21.5％以上的评价为合格。
(孔隙“Void”的评价)
对于孔隙的评价，用光学显微镜(200倍)观察烧成基板的剖面，并评价硅半导体基板1与电极层5的界面中有无孔隙。将未确认到孔隙的情况评价为合格(○)，将确认到孔隙的情况评价为不合格(×)。
(静态机械负荷试验后的转换效率的降低率)
静态机械负荷试验后的转换效率的降低率按照IEC61215进行确定。具体而言，对水平设置的模块的表面及背面进行1小时的2400Pa的静负荷，反复进行该静负荷3个循环，然后，使用太阳模拟器进行转换效率的测定，计算在试验前后的降低率。另外，模块通过将密封材料夹持于玻璃及背板之间、并将太阳能电池单元串联排列在密封材料中来制作。
将各评价结果示于下述表1。
实施例2
除了使用以开口部的总面积为单元整体的3.1％的方式、以300μm的间隔形成了直径为30μm的接触孔9的单元以外，以与实施例1相同的方式进行评价。
实施例3
除了使用以开口部的总面积为单元整体的3.1％的方式、以700μm的间隔形成了直径为70μm的接触孔的单元以外，以与实施例1相同的方式进行评价。
实施例4
除了将利用气体雾化法生成的铝粉末与同样利用气体雾化法生成的具有长径为4.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末以成为30质量％:70质量％的方式进行调节以外，以与实施例1相同的方式制备膏状组合物，并进行评价。
另外，具有长径为4.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末通过以103K/Sec的冷却速度对硅含量为23原子％的铝-硅合金的熔融金属进行雾化来制备。
实施例5
除了将利用气体雾化法生成的铝粉末与同样利用气体雾化法生成的具有长径为5.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末以成为50质量％:50质量％的方式进行调节以外，以与实施例1相同的方式制备膏状组合物，并进行评价。
另外，具有长径为5.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末通过使用硅含量为25原子％的铝-硅合金的熔融金属并利用He气体进行雾化来制备。
比较例1
除了仅使用利用气体雾化法生成的铝粉末以外，以与实施例1相同的方式制成膏，并进行评价。即，比较例1中，未使用具有硅的初晶的铝-硅合金粉末。
比较例2
除了将利用气体雾化法生成的铝粉末与同样利用气体雾化法生成的具有长径为7.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末以成为50质量％:50质量％的方式进行调节以外，以与实施例1相同的方式制成膏，并进行评价。
另外，具有长径为7.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末通过向硅含量为35原子％的铝-硅合金的熔融金属中添加0.005％的P(磷)并进行雾化来制备。
比较例3
除了将利用气体雾化法生成的铝粉末与同样利用气体雾化法生成的具有长径为10.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末以成为50质量％:50质量％的方式进行调节以外，以与实施例1相同的方式制成膏，并进行评价。
另外，具有长径为10.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末通过对硅含量为40原子％的铝-硅合金的熔融金属进行雾化来制备。
比较例4
除了将利用气体雾化法生成的铝粉末与同样利用气体雾化法生成的具有长径为6.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末以成为50质量％:50质量％的方式进行调节以外，以与实施例1相同的方式制成膏，并进行评价。
另外，具有长径为6.0μm的硅的初晶的铝-硅合金粉末通过对硅含量为35原子％的铝-硅合金的熔融金属进行雾化来制备。
比较例5
除了使用以开口部的总面积为单元整体的3.1％的方式、以1100μm的间隔形成了直径为110μm的接触孔9的单元以外，以与实施例1相同的方式进行评价。
比较例6
除了使用以开口部的总面积为单元整体的0.4％的方式、以1400μm的等间隔形成了直径为50μm的接触孔9的单元以外，以与实施例1相同的方式进行评价。
比较例7
除了使用以开口部的总面积为单元整体的6.1％的方式、以360μm的等间隔形成了直径为50μm的接触孔9的单元以外，以与实施例1相同的方式进行评价。
[表1]
Figure BDA0002211709550000151
根据表1的结果可知，通过使用本发明规定的导电性材料，即使在适用于钝化膜的开口部的直径为100μm以下、开口部的总面积为结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％的结晶类太阳能电池单元的情况下，也能够实现优异的转换效率(Eff为22.0％以上)，同时能够抑制烧成后在电极层界面产生孔隙，并能够进一步抑制静态机械负荷试验后的转换效率的降低率(降低率小于3％)。
附图标记说明
1：硅半导体基板；2：n型杂质层；3：防反射膜(钝化膜)；4：栅极；5：电极层；6：合金层；7：p+层；8：背面电极；9：接触孔(开口部)；10：膏状组合物。

Claims (6)

1.一种太阳能电池用膏状组合物，其用于对具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元形成p+层的用途，且含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料，其特征在于，
(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，
(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用膏状组合物，其中，相对于100质量份的所述铝粉末，含有40～700质量份的所述铝-硅合金粉末、0.1～15质量份的所述玻璃粉末以及20～45质量份的所述有机载体。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用膏状组合物，其中，所述开口部的直径为20～100μm。
4.一种背面电极的形成方法，其为具有工序1和工序2的结晶类太阳能电池单元的背面电极的形成方法，
工序1：以覆盖具有设置了开口部的钝化膜的结晶类太阳能电池单元的所述开口部的方式，涂布含有玻璃粉末、有机载体及导电性材料的太阳能电池用膏状组合物从而形成涂膜，
工序2：将所述涂膜于700～900℃进行烧成，
所述背面电极的形成方法的特征在于，
(1)所述开口部的直径为100μm以下，所述开口部的总面积为所述结晶类太阳能电池单元的面积的0.5～5％，
(2)所述导电性材料含有铝粉末以及具有长径为5μm以下的硅的初晶的铝-硅合金粉末。
5.根据权利要求4所述的背面电极的形成方法，其中，相对于100质量份的所述铝粉末，含有40～700质量份的所述铝-硅合金粉末、0.1～15质量份的所述玻璃粉末以及20～45质量份的所述有机载体。
6.根据权利要求4或5所述的背面电极的形成方法，其中，所述开口部的直径为20～100μm。
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