CN115521064A - 玻璃、玻璃粉末、导电浆料和太阳能电池 - Google Patents

玻璃、玻璃粉末、导电浆料和太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃、玻璃粉末、导电浆料和太阳能电池。本发明涉及:一种玻璃,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含40%以上且85%以下的V2O5、0.1%以上且20%以下的ZnO、0.1%以上且30%以下的BaO、0.1%以上且20%以下的Al2O3和1.0%以上且60%以下的B2O3;一种玻璃粉末,所述玻璃粉末包含该玻璃,在将所述玻璃粉末的累积粒度分布中的体积基准的50%粒径设为D50时,D50为0.8μm~6.0μm;含有该玻璃粉末的导电浆料;和具有使用该导电浆料形成的电极的太阳能电池。

Description

玻璃、玻璃粉末、导电浆料和太阳能电池
技术领域
本发明涉及玻璃、玻璃粉末、导电浆料和太阳能电池,特别涉及适合用作形成太阳能电池的电极的玻璃、玻璃粉末、使用该玻璃粉末的导电浆料和具有通过该导电浆料形成的电极的太阳能电池。
背景技术
以往,在硅(Si)等的半导体基板上形成有成为电极的导电层的电子设备被用于各种用途。该成为电极的导电层通过如下方式形成:将使铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)等导电性金属粉末和玻璃粉末分散在有机载体中而得到导电浆料涂布在半导体基板上,并在电极形成所必要的温度下进行烘烤。
在以这样的方式在半导体基板上形成电极时,有时在半导体基板的形成电极的整个面上形成绝缘膜,以部分贯穿绝缘膜并与半导体基板接触的方式形成图案状的电极。
例如,在太阳能电池中,在成为光接收面的半导体基板上设置减反射膜,并在其上以图案状设置电极。减反射膜为用于在保持充分的可见光透射率的同时降低表面反射率而提高光接收效率的膜,通常由氮化硅、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝等绝缘材料构成。
另外,在PERC(钝化发射极及背表面接触)等太阳能电池中,在整个背面也设置有包含与减反射膜相同的绝缘材料的钝化膜,在该钝化膜上电极以部分与半导体基板接触的形式形成。
电极需要以与半导体基板接触的方式形成。因此,在电极形成时,根据形成的电极的图案除去绝缘膜,在除去了绝缘膜的部分形成电极。作为除去绝缘层的方法,可以列举利用激光等进行物理除去的方法,但是该方法伴随制造工序的增加、装置引入成本的增加。因此,近年来,采用通过将含有导电性金属粉末和玻璃粉末的导电浆料、即浆料状的电极材料涂布在绝缘膜上并进行热处理,从而使该导电浆料贯穿绝缘膜的烧穿(fire-through)的方法。
在半导体基板上形成电极的上述技术也适用于在太阳能电池中的pn结型半导体基板上形成电极。作为这样的含有玻璃粉末的导电浆料,例如在专利文献1中记载了电子设备电极用浆料。
在专利文献1中记载了铅-碲基玻璃组合物,作为具体的玻璃组成,例如公开了按氧化物换算含有44.36重量%的PbO、0.49重量%的B2O3、0.78重量%的Li2O、6.79重量%的Bi2O3和47.58重量%的TeO2的玻璃。
另外,也有如专利文献2那样使用将不同组成的玻璃料混合而得到的混合玻璃料来制作太阳能电池元件的电极用导电浆料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-49743号公报
专利文献2:日本特开2014-209598号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如专利文献1所公开的那样,关于在太阳能电池的电极形成中使用的玻璃,开发了提高电极的形成性、电极和半导体基板的电阻的技术。
但是,专利文献1中记载的玻璃不能充分地确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性。
尤其是在PERC等太阳能电池中,虽然调节了用于电极形成的玻璃粉末的玻璃组成、粉末的粒度分布,但是现状是,通过降低电极和半导体基板的电阻来提高太阳能电池的转换效率的技术仍在开发过程中。
本发明的目的在于提供一种玻璃,所述玻璃为用于电极形成的玻璃,例如通过与铅基玻璃混合使用,当在太阳能电池等半导体基板上隔着绝缘膜形成电极时,能够充分地确保所述电极与绝缘膜以及所述电极与半导体基板的接触,并且能够提高太阳能电池的转换效率。本发明的目的还在于提供将该玻璃和铅基玻璃混合而得到的玻璃、包含该玻璃的玻璃粉末、含有该玻璃粉末的导电浆料和通过使用该导电浆料而提高了转换效率的太阳能电池。
用于解决问题的手段
本发明人等发现,通过将玻璃组成设定在特定范围内,能够解决上述问题,从而完成了本发明。本发明提供以下构成的玻璃、玻璃粉末、导电浆料和太阳能电池。
[1]一种玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含:
40%以上且85%以下的V2O5
0.1%以上且20%以下的ZnO、
0.1%以上且30%以下的BaO、
0.1%以上且20%以下的Al2O3、和
1.0%以上且60%以下的B2O3
[2]如[1]所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含1%以上的ZnO、5%以上的BaO和1%以上的Al2O3
[3]如[1]或[2]所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,V2O5与B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)为50%以上且90%以下。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和B2O3的含量的合计(BaO+ZnO+B2O3)为15%以上且55%以下。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO和Al2O3的含量的合计(BaO+Al2O3)为10%以上且30%以下。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和Al2O3的含量的合计(BaO+ZnO+Al2O3)与V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)之比(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为0.1以上且1.0以下。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃的玻璃化转变温度为250℃以上且500℃以下。
[8]一种玻璃粉末,所述玻璃粉末包含[1]~[7]中任一项所述的玻璃,其中,在将所述玻璃粉末的累积粒度分布中的体积基准的50%粒径设为D50时,D50为0.8μm以上且6.0μm以下。
[9]一种玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含:
15%以上且70%以下的PbO、
0%以上且50%以下的TeO2
2%以上且25%以下的V2O5
0.05%以上且4%以下的ZnO、
0.1%以上且8%以下的BaO、
0.05%以上且3%以下的Al2O3、和
0.05%以上且11%以下的B2O3
[10]如[9]所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)为2.05%以上且22%以下。
[11]如[9]或[10]所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和B2O3的含量的合计(B2O3+BaO+ZnO)为1%以上且14%以下。
[12]如[9]~[11]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO和Al2O3的含量的合计(BaO+Al2O3)为0.5%以上且8%以下。
[13]如[9]~[12]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,PbO、TeO2和V2O5的含量的合计(PbO+TeO2+V2O5)为50%以上且80%以下。
[14]如[9]~[13]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和Al2O3的含量的合计(BaO+ZnO+Al2O3)与V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)之比(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为0.1以上且1.0以下。
[15]如[9]~[14]中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,V2O5与PbO之比(V2O5/PbO)为0.05以上且1.0以下。
[16]一种玻璃粉末,所述玻璃粉末包含[9]~[15]中任一项所述的玻璃,其中,在将所述玻璃粉末的累积粒度分布中的体积基准的50%粒径设为D50时,D50为0.8μm以上且6.0μm以下。
[17]一种导电浆料,其中,所述导电浆料含有:[8]或[16]所述的玻璃粉末或者包含[1]~[7]和[9]~[15]中任一项所述的玻璃的玻璃粉末、导电性金属粉末和有机载体。
[18]一种太阳能电池,其中,所述太阳能电池具有使用[17]所述的导电浆料形成的电极。
[19]一种太阳能电池,所述太阳能电池具有:
硅基板,所述硅基板具有太阳光接收面;
第一绝缘膜,所述第一绝缘膜设置在所述硅基板的所述太阳光接收面一侧;
第二绝缘膜,所述第二绝缘膜设置在所述硅基板的与所述太阳光接收面相反侧的面上并且具有至少一个开口部;
第一电极,所述第一电极贯穿所述第一绝缘膜的一部分并与所述硅基板接触;和
第二电极,所述第二电极经由所述第二绝缘膜的所述开口部与所述硅基板部分接触,其中,
所述第一电极包含金属和玻璃,所述金属包含选自由Al、Ag、Cu、Au、Pd和Pt构成的组中的至少一种,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含15%以上且70%以下的PbO、0%以上且50%以下的TeO2、2%以上且25%以下的V2O5、0.05%以上且4%以下的ZnO、0.1%以上且8%以下的BaO、0.05%以上且3%以下的Al2O3和0.05%以上且11%以下的B2O3
发明效果
对于本发明的玻璃和包含该玻璃的玻璃粉末而言,如果将其与导电性成分一起用于导电浆料中,则当在太阳能电池等半导体基板上隔着绝缘膜形成电极时,通过促进导电性金属的析出,能够充分地确保所述电极与绝缘膜以及所述电极与半导体基板的接触,从而能够提高太阳能电池的转换效率。
在本发明中,通过含有该玻璃粉末,能够提供随着使用该玻璃粉末的电极形成而能够提高太阳能电池的转换效率的导电浆料、和通过使用该导电浆料提高了转换效率的太阳能电池。
附图说明
图1为示意地表示使用本实施方式的导电浆料形成电极的p型Si基板双面受光型太阳能电池的一例的截面的图。
图2为表示在评价接触电阻Rc[Ω]时所使用的形成在Si基板上的电极图案的图。
标号说明
10…太阳能电池
1…p型Si半导体基板
1a…n+
1b…p型层
2A、2B…减反射膜
3…Ag电极
4…Al电极
5…Al-Si合金层
6…BSF层
7…开口部
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中,只要没有特别说明,则玻璃的各成分的含量中的“%”的表示以按氧化物换算的质量%计。在本说明书中,表示数值范围“~”包含上限和下限。
本发明的玻璃中的各成分的含量可以由所得到的玻璃的电感耦合等离子体(ICP-AES:Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy)分析或电子探针显微分析仪(EPMA:Electron Probe Micro Analyzer)分析的结果求出。
以下,在玻璃成分的说明中,“导电浆料”为“含有本发明的玻璃的导电浆料”,“电极”表示“使用含有本发明的玻璃的导电浆料得到的电极”。
<玻璃-第一发明>
以下,对作为本发明的一个实施方式的第一发明的玻璃进行说明。以按氧化物换算的质量%计,第一发明的玻璃包含40%以上且85%以下的V2O5、0.1%以上且20%以下的ZnO、0.1%以上且30%以下的BaO、0.1%以上且20%以下的Al2O3和1.0%以上且60%以下的B2O3
在第一发明的玻璃中,V2O5为用于提高玻璃的软化流动性并且在使用含有该玻璃的导电浆料而得到的电极中获得电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性的必不可少的成分。
为了提高电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性,促进导电性金属在电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的界面处的析出是重要的。尤其是在导电性金属为Ag的情况下,V2O5的一部分成为V2O3、V2O4,促进上述界面处的Ag的析出,能够容易地调节电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性。结果,能够促进其后的电极与半导体基板的反应,降低接触电阻,并且提高电极与绝缘膜的胶粘性。
V2O5通过进一步提高导电浆料中的导电性金属的润湿性,提高导电性金属彼此的结合性,能够降低电极的电阻。另外,在电极形成时,能够调节导电性金属表面的氧化膜生成来调节耐候性。在导电性金属为Al的情况下,其效果特别高。
第一发明的玻璃以40%以上且85%以下的比例含有V2O5。通过将V2O5的含量设定为40%以上,能够充分析出电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的界面处的导电性金属、特别是Ag,提高电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性,另外,电极中的导电性金属彼此的结合充分。V2O5的含量优选为44%以上,更优选为50%以上,进一步优选为54%以上。
另外,通过将V2O5的含量设定为85%以下,抑制因导电性金属的过度析出、玻璃与绝缘膜的过度反应引起的接合强度的降低。V2O5的含量优选为78%以下,更优选为68%以下,进一步优选为65%以下。
在第一发明的玻璃中,ZnO为必不可少的成分。ZnO为抑制玻璃的晶化,并且提高玻璃与Si基板等半导体基板上的绝缘膜、与Si基板的反应性的成分。第一发明的玻璃以0.1%以上且20%以下的比例含有ZnO。通过将ZnO的含量设定为0.1%以上,玻璃与Si基板等半导体基板上的绝缘膜、与Si基板的反应性提高,能够得到充分的接合强度,并且能够抑制电极与半导体基板的电阻的增加。ZnO的含量优选为1%以上,更优选为2%以上,进一步优选为3%以上。通过将ZnO的含量设定为20%以下,能够抑制在电极形成时的玻璃与绝缘膜的过度反应,并且能够提高电极接合强度和耐酸性等耐候性。ZnO的含量优选为15%以下,更优选为14%以下,进一步优选为10%以下。
在第一发明的玻璃中,BaO为降低电极与半导体基板的接触电阻的必不可少的成分。BaO也作为玻璃成分发挥作用,作为修饰氧化物使玻璃稳定化。第一发明的玻璃中的BaO的含量为0.1%以上且30%以下。通过BaO的含量为0.1%以上,能够抑制在电极形成时电极与半导体基板的接触电阻的上升,例如能够提高太阳能电池中的转换效率。BaO的含量优选为5%以上,更优选为7%以上,进一步优选为10%以上。通过将BaO的含量设定为30%以下,能够抑制玻璃的晶化。BaO的含量优选为27%以下,更优选为25%以下,进一步优选为22%以下。
第一发明的玻璃以0.1%以上且20%以下的比例含有Al2O3。通过Al2O3的含量为0.1%以上,能够提高耐候性,并且能够使玻璃稳定化。Al2O3的含量优选为1%以上,更优选为1.5%以上,进一步优选为2%以上。通过将Al2O3的含量设定为20%以下,抑制玻璃化转变温度的上升,在烧结时玻璃充分地流动。Al2O3的含量优选为15%以下,更优选为12%以下,进一步优选为10%以下。
作为第一发明的玻璃的一个实施方式,例如优选ZnO的含量为1%以上、BaO的含量为5%以上、Al2O3的含量为1%以上的方式。
在第一发明的玻璃中,B2O3为必不可少的成分。B2O3具有提高玻璃的软化流动性、提高电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性的功能。另外,B2O3为玻璃的网络结构形成成分,B2O3为使玻璃稳定化的成分。
第一发明的玻璃以1.0%以上且60%以下的比例含有B2O3。通过将B2O3的含量设定为1.0%以上,在电极形成时玻璃容易充分地流动,能够充分地确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触。B2O3的含量优选为1.5%以上,更优选为3%以上。另外,通过将B2O3的含量设定为60%以下,能够提高耐候性。B2O3的含量优选为50%以下,更优选为35%以下,进一步优选为25%以下。
第一发明的玻璃中的V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)优选为50%以上,更优选为55%以上,进一步优选为60%以上。通过将(V2O5+B2O3)设定为50%以上,能够抑制玻璃的软化点变高从而防止流动性的降低,在将电池烘烤时玻璃充分地流动,并且能够充分地确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触。另外,在电极中导电性金属彼此的结合变得充分。(V2O5+B2O3)优选为90%以下,更优选为85%以下,进一步优选为82%以下。通过将(V2O5+B2O3)设定为90%以下,能够提高耐酸性等耐候性。
在第一发明的玻璃中,BaO、ZnO和B2O3的含量的合计(BaO+ZnO+B2O3)优选为15%以上,更优选为18%以上,进一步优选为20%以上。通过将(BaO+ZnO+B2O3)设定为15%以上,能够提高作为玻璃的稳定性,能够在制成电池时提高与基板的反应性来抑制接触电阻的增大。(BaO+ZnO+B2O3)优选为55%以下,更优选为50%以下,进一步优选为45%以下。通过将(BaO+ZnO+B2O3)设定为55%以下,能够抑制由玻璃与基板过度反应引起的电极外观变差,并且能够提高耐酸性等耐候性。即,通过将(BaO+ZnO+B2O3)设定在上述范围内,能够在保持耐候性的同时降低接触电阻。
第一发明的玻璃中的BaO和Al2O3的含量的合计(BaO+Al2O3)优选为10%以上,更优选为13%以上,进一步优选为15%以上。通过将(BaO+Al2O3)设定为10%以上,能够充分地确保作为玻璃的稳定性。(BaO+Al2O3)优选为30%以下,更优选为28%以下,进一步优选为27%以下。通过(BaO+Al2O3)为30%以下,能够抑制玻璃的流动性降低,并且能够充分地确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触。即,如果(BaO+Al2O3)在上述范围内,则能够在保持耐候性的同时确保充分的接触。
第一发明的玻璃中的BaO、ZnO和Al2O3的含量的合计(BaO+ZnO+Al2O3)与V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)之比(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)优选为0.1以上,更优选为0.2以上,进一步优选为0.25以上。通过(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为0.1以上,玻璃的稳定性提高。另外,(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)优选为1.0以下,更优选为0.7以下,进一步优选为0.6以下。通过(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为1.0以下,能够确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的充分的接触。
第一发明的玻璃在不损害本发明的目的的范围内可以含有上述成分以外的其它任选成分(以下,也简称为“其它成分”)。作为其它成分,具体而言,可以列举:PbO、P2O3、Sb2O5、Li2O、Na2O、K2O、ZrO2、Fe2O3、CuO、Sb2O3、SnO2、MnO、MnO2、CeO2、TiO2、SiO2、SrO、MoO3和WO3等通常用于玻璃的各种氧化物成分。另外,第一发明的玻璃优选实质上不含有Bi2O3。Bi2O3由于容易被还原,因此在熔化中被还原为金属Bi,有时在玻璃中析出。当在玻璃中含有金属Bi时,在太阳能电池中产生漏电流,有可能导致转换效率的降低。实质上不含有Bi2O3是指其含量为0.04%以下。
其它成分可以根据目的单独使用一种或者组合使用两种以上。对于其它任选成分的含量,各成分优选为20%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下,更进一步优选为5%以下。此外,其它成分的合计含量优选为20%以下,更优选为10%以下。
第一发明的玻璃的玻璃化转变温度优选为250℃以上且500℃以下。通过将玻璃化转变温度设定为250℃以上,能够抑制在烧结时玻璃的流动性提高到必要以上。当玻璃的流动性过高时,例如在用于导电浆料的情况下,有时导电性成分与玻璃分离,在所得到的电极中不能提供充分的导电性。另外,通过将玻璃化转变温度设定为250℃以上,能够抑制在电极形成时玻璃与绝缘膜过度反应,并且能够防止电极外观变差。通过将玻璃化转变温度设定为500℃以下,在烧结时玻璃能够充分地流动,能够使特性稳定化。玻璃化转变温度更优选为280℃以上且450℃以下,进一步优选为300℃以上且400℃以下。
在本发明中,玻璃化转变温度通过求出利用理学公司制造的差示热分析(DTA)装置TG8110以10℃/分钟的升温速度测定得到的DTA图的第一拐点而得到。
对第一发明的玻璃的制造方法没有特别限制。具体而言,例如可以通过以下所示的方法制造。
首先,准备原料混合物。原料只要是在通常的氧化物类玻璃的制造中使用的原料,就没有特别限制,可以使用氧化物、碳酸盐等。在所得到的玻璃中,适当地调节原料的种类和比例,以达到上述组成范围,由此制成原料混合物。
接着,利用公知的方法对原料混合物进行加热,从而得到熔融物。加热熔融的温度(熔融温度)优选为1100℃~1600℃,更优选为1300℃~1600℃。加热熔融的时间优选为30分钟~300分钟。
然后,通过将熔融物冷却并固化,从而得到本发明的玻璃。对冷却方法没有特别限制。可以采用通过辊轧机(rollout machine)、压制机、向冷却液体中滴加等而进行骤冷的方法。所得到的玻璃优选完全为非晶质、即结晶度为0%。但是,只要在不损害本发明的效果的范围内,也可以含有晶化的部分。
以这样的方式得到的第一发明的玻璃可以为任意形态。例如,可以为块状、板状、薄板状(薄片状)、粉末状等。
第一发明的玻璃具有作为粘结剂的功能,优选用于导电浆料。含有第一发明的玻璃的导电浆料例如适合用于太阳能电池的电极形成。在导电浆料中含有第一发明的玻璃的情况下,玻璃优选为粉末。另外,在导电浆料中含有第一发明的玻璃的情况下,从降低电极与半导体基板的接触电阻的观点考虑,优选与其它玻璃一起使用。上述其它玻璃优选为铅基玻璃,具体而言,优选含有20%以上的PbO,更优选含有25%以上的PbO。
另外,上述其它玻璃更优选为铅-碲基玻璃。具体而言,上述其它玻璃含有PbO和TeO2,PbO和TeO2的合计(PbO+TeO2)优选为40%以上,更优选为50%以上。
<本发明的玻璃-第二发明>
以下,对作为本发明的一个实施方式的第二发明的玻璃进行说明。作为第二发明的一个方式,例如可以列举在含有PbO的玻璃中添加了上述第一发明的玻璃而得到的玻璃。
从促进导电性金属的析出而降低接触电阻的观点考虑,在第二发明的玻璃中,第一发明的玻璃的含量优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。另外,从烧穿性的观点考虑,上限通常优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
以按氧化物换算的质量%计,第二发明的玻璃含有:15%以上且70%以下的PbO、0%以上且50%以下的TeO2、2%以上且25%以下的V2O5、0.05%以上且4%以下的ZnO、0.1%以上且8%以下的BaO、0.05%以上且3%以下的Al2O3和0.05%以上且11%以下的B2O3
第二发明的玻璃以15%以上且70%以下的比例含有PbO。通过将PbO的含量设定为15%以上,能够促进烧穿,并且能够确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的充分的接触。PbO的含量优选为17%以上,更优选为20%以上,进一步优选为22%以上。
另外,通过将PbO的含量设定为70%以下,能够防止过度的烧穿。PbO的含量优选为65%以下,更优选为40%以下,进一步优选为30%以下。
第二发明的玻璃以0%以上且50%以下的比例含有TeO2。在含有TeO2的情况下,从与Ag粒子的润湿性的观点考虑,其含量优选为5%以上,更优选为10%以上,进一步优选为20%以上。另外,通过TeO2的含量为50%以下,能够充分地确保烧穿性。TeO2的含量优选为45%以下,更优选为40%以下,进一步优选为35%以下。
第二发明的玻璃以2%以上且25%以下的比例含有V2O5。通过将V2O5的含量设定为2%以上,电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触性提高,另外,电极中的导电性金属彼此的结合变得充分。V2O5的含量优选为3%以上,更优选为4%以上,进一步优选为5%以上。通过将V2O5的含量设定为25%以下,能够抑制由玻璃与绝缘膜的过度反应引起的导电性金属的过度析出、由玻璃与绝缘膜的过度反应引起的接合强度的降低。V2O5的含量优选为20%以下,更优选为18%以下,进一步优选为15%以下。
第二发明的玻璃以0.05%以上且4%以下的比例含有ZnO。通过将ZnO的含量设定为0.05%以上,玻璃与Si基板等半导体基板上的绝缘膜、与Si基板的反应性提高,能够得到充分的接合强度,能够抑制电极与半导体基板的电阻的增加。通过将ZnO的含量设定为4%以下,能够抑制在电极形成时的玻璃与绝缘膜的过度反应,并且能够提高接合强度和耐酸性等耐候性。ZnO的含量优选为3.5%以下,更优选为3%以下,进一步优选为2%以下。
第二发明的玻璃以0.1%以上且8%以下的比例含有BaO。通过将BaO的含量设定为0.1%以上,能够抑制在电极形成时电极与半导体基板的接触电阻的上升,例如能够提高太阳能电池中的转换效率。BaO的含量优选为0.3%以上,更优选为0.5%以上。通过将BaO的含量设定为8%以下,能够抑制玻璃的晶化。BaO的含量优选为6%以下,更优选为4%以下,进一步优选为3%以下。
第二发明的玻璃以0.05%以上且3%以下的比例含有Al2O3。通过将Al2O3的含量设定为0.05%以上,能够提高耐候性,并且能够使玻璃稳定化。Al2O3的含量优选为0.1%以上,更优选为0.3%以上,进一步优选为0.5%以上。通过将Al2O3的含量设定为3%以下,抑制玻璃化转变温度的上升,并且防止在烧结时玻璃不能流动。Al2O3的含量优选为2.8%以下,更优选为2.5%以下,进一步优选为2%以下。
第二发明的玻璃以0.05%以上且11%以下的比例含有B2O3。通过将B2O3的含量设定为0.05%以上,在电极形成时B容易扩散到Si半导体基板中。B2O3的含量优选为0.1%以上,更优选为0.2%以上,进一步优选为0.3%以上。另外,通过将B2O3的含量设定为11%以下,能够提高耐候性。B2O3的含量优选为8%以下,更优选为6%以下,进一步优选为5%以下。
另外,第二发明的玻璃优选实质上不含有Bi2O3。Bi2O3由于容易被还原,因此在熔化中被还原为金属Bi,在玻璃中析出。当在玻璃中含有金属Bi时,在太阳能电池中产生漏电流,有可能导致转换效率降低。实质上不含有Bi2O3是指其含量为0.04%以下。
第二发明的玻璃中的V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)优选为2.05%以上,更优选为4%以上,进一步优选为6%以上。通过(V2O5+B2O3)为2.05%以上,能够抑制玻璃的软化点升高,防止流动性降低,在将电池烘烤时玻璃充分地流动,并且能够充分地确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触。另外,在电极中导电性金属彼此的结合变得充分。(V2O5+B2O3)优选为22%以下,更优选为20%以下,进一步优选为18%以下。通过将(V2O5+B2O3)设定为22%以下,能够提高耐酸性等耐候性。
第二发明的玻璃中的BaO、ZnO和B2O3的含量的合计(B2O3+BaO+ZnO)优选为1%以上,更优选为2%以上,进一步优选为3%以上。通过将(B2O3+BaO+ZnO)设定为1%以上,能够提高作为玻璃的稳定性,能够在制成电池时提高与基板的反应性,并且能够抑制接触电阻的增大。(B2O3+BaO+ZnO)优选为14%以下,更优选为12%以下,进一步优选为10%以下。通过将(BaO+ZnO+B2O3)设定为14%以下,能够抑制由玻璃与基板过度反应引起的电极外观变差,并且能够提高耐酸性等耐候性。即,通过将(BaO+ZnO+B2O3)设定在上述范围内,能够在保持耐候性的同时降低接触电阻。
第二发明的玻璃中的BaO和Al2O3的含量的合计(BaO+Al2O3)优选为0.5%以上,更优选为1%以上,进一步优选为1.5%以上。通过将(BaO+Al2O3)设定为0.5%以上,能够充分地确保作为玻璃的稳定性。(BaO+Al2O3)优选为8%以下,更优选为6%以下,进一步优选为4%以下。通过(BaO+Al2O3)为8%以下,能够抑制玻璃的流动性降低,并且能够充分地确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的接触。即,如果(BaO+Al2O3)在上述范围内,则能够在保持耐候性的同时确保充分的接触。
第二发明的玻璃中的PbO、TeO2和V2O5的含量的合计(PbO+TeO2+V2O5)优选为50%以上,更优选为55%以上,进一步优选为58%以上。通过(PbO+TeO2+V2O5)为50%以上,能够确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的充分的接触。(PbO+TeO2+V2O5)优选为80%以下,更优选为70%以下,进一步优选为68%以下,特别优选为65%以下。通过(PbO+TeO2+V2O5)为80%以下,能够抑制玻璃与基板过度反应,提高电极外观,并且提高耐酸性等耐候性。
第二发明的玻璃中的BaO、ZnO和Al2O3的含量的合计(BaO+ZnO+Al2O3)与V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)之比(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)优选为0.1以上,更优选为0.2以上,进一步优选为0.25以上。(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)优选为1.0以下,更优选为0.7以下,进一步优选为0.6以下。通过(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为1.0以下,能够抑制晶化,并且能够确保电极与绝缘膜以及电极与半导体基板的充分的接触。
第二发明的玻璃中的V2O5与PbO之比(V2O5/PbO)优选为0.05以上,更优选为0.1以上,进一步优选为0.15以上。通过(V2O5/PbO)为0.05以上,能够充分地发挥由V2O3带来的还原效果,促进Ag等导电性成分的析出,并且能够确保充分的接触。(V2O5/PbO)优选为1.0以下,更优选为0.7以下,进一步优选为0.6以下。通过(V2O5/PbO)为1.0以下,能够抑制V2O5向玻璃的界面的过度的流出,并且能够充分地烧穿钝化膜。
对第二发明的玻璃的制造方法没有特别限制,可以通过与第一发明的玻璃相同的方法制造。另外,如上所述,例如可以通过在含有PbO的玻璃中添加上述第一发明的玻璃来制造。
第二发明的玻璃与第一发明的玻璃同样地可以为任意形态。例如,可以为块状、板状、薄板状(薄片状)、粉末状等。
第二发明的玻璃具有作为粘结剂的功能,并且具有耐候性,优选用于导电浆料。含有第二发明的玻璃的导电浆料例如适合用于太阳能电池的电极形成。在导电浆料中含有第二发明的玻璃的情况下,玻璃优选为粉末。
<玻璃粉末>
本发明的玻璃粉末优选包含本发明的玻璃,并且D50优选为0.8μm以上且6.0μm以下。该D50的范围为用于导电浆料的特别优选的范围。通过D50为0.8μm以上,能够进一步提高制成导电浆料时的分散性。另外,通过D50为6.0μm以下,在导电性金属粉末的周围不易产生不存在玻璃粉末的部位,因此电极与半导体基板等的胶粘性进一步提高。在这种情况下,D50更优选为1.0μm以上,进一步优选为1.2μm以上。D50更优选为5.0μm以下,进一步优选为3μm以下。
需要说明的是,在本说明书中,“D50”表示累积粒度分布中的体积基准的50%粒径,具体而言,表示在使用激光衍射/散射粒度分布测定装置测定的粒径分布的累积粒度曲线中,其累积量以体积基准计占50%时的粒径。
本发明的玻璃粉末例如可以通过干式粉碎法、湿式粉碎法将以如上的方式制造的玻璃粉碎为具有上述特定的粒度分布而得到。
用于得到本发明的玻璃粉末的玻璃粉碎方法,例如优选对适当形状的玻璃进行干式粉碎后进行湿式粉碎的方法。干式粉碎和湿式粉碎可以使用例如辊磨机、球磨机、喷射式粉碎机等粉碎机来进行。粒度分布例如可以通过各粉碎中的粉碎时间、球磨机的球的大小等粉碎机的调节来进行调节。在湿式粉碎法的情况下,优选使用水作为溶剂。在湿式粉碎后,通过干燥等除去水分,从而得到玻璃粉末。为了调节玻璃粉末的粒径,除了玻璃的粉碎以外,还可以根据需要进行分级。
<导电浆料>
本发明的玻璃能够作为玻璃粉末而适用于导电浆料。本发明的玻璃的导电浆料含有上述本发明的玻璃粉末、导电性金属粉末和有机载体。
本发明的导电浆料所含有的导电性金属粉末可以没有特别限制地使用在半导体基板、绝缘性基板等电路基板(包括层叠电子部件)上形成的电极中通常使用的金属粉末。作为导电性金属粉末,具体而言,可以列举Ag、Al、Cu、Au、Pd、Pt等粉末,其中,从生产率的观点考虑,优选Ag粉末、Al粉末。从抑制凝聚且得到均匀的分散性的观点考虑,导电性金属粉末的粒径D50优选为0.3μm以上且10μm以下,更优选为0.5μm以上且6μm以下,进一步优选为0.7μm以上且4μm以下。
相对于导电浆料的总质量,导电浆料中的导电性金属粉末的含量优选设定为63.0质量%以上且97.9质量%以下。当导电性金属粉末的含量为63.0质量%以上时,能够抑制导电性金属粉末的进一步烧结,并且能够抑制玻璃浮起等的发生。另外,通过将导电性金属粉末的含量设定为97.9质量%以下,利用玻璃析出物容易充分地覆盖导电性金属粉末的周围。另外,能够提高电极与半导体基板、绝缘性基板等电路基板的胶粘性。相对于导电浆料的总质量,导电性金属粉末的含量更优选为75.0质量%以上且95.0质量%以下。
相对于导电性金属粉末100质量份,导电浆料中的玻璃的含量例如优选设定为0.1质量份以上且10质量份以下。通过将玻璃的含量设定为0.1质量份以上,更容易利用玻璃析出物充分地覆盖导电性金属粉末的周围。另外,能够提高电极与半导体基板、绝缘性基板等电路基板的胶粘性。另外,通过将玻璃粉末的含量设定为10质量份以下,能够抑制导电性金属粉末的进一步烧结,并且能够抑制玻璃浮起等的发生。相对于导电性金属粉末100质量份,玻璃粉末的含量更优选为0.5质量份以上且5质量份以下。
作为导电浆料所含有的有机载体,例如可以列举将有机树脂粘结剂溶解在溶剂中而得到的有机树脂粘结剂溶液。
作为在有机载体中使用的有机树脂粘结剂,例如可以列举:甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、苄基纤维素、丙基纤维素、硝基纤维素等纤维素类树脂;将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯等丙烯酸类单体中的一种以上聚合而得到的丙烯酸类树脂等有机树脂。
作为在有机载体中使用的溶剂,例如在纤维素类树脂的情况下,可以优选地列举:松油醇、二乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等溶剂。另外,例如在丙烯酸类树脂的情况下,可以优选地列举:甲乙酮、松油醇、二乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等溶剂。
对有机载体中的有机树脂粘结剂与溶剂的比例没有特别限制,以所得的有机树脂粘结剂溶液成为能够调节导电浆料的粘度的粘度的方式选择。具体而言,以由有机树脂粘结剂:溶剂表示的质量比计,优选为约3:97~约15:85。
相对于导电浆料总量,导电浆料中的有机载体的含量优选为2质量%以上且30质量%以下。通过将有机载体的含量设定为2质量%以上,可以抑制导电浆料的粘度上升,提高导电浆料的印刷等涂布性,容易形成良好的导电层(电极)。另外,通过将有机载体的含量设定为30质量%以下,可以防止导电浆料的固体成分的含有比例降低,得到充分的涂布膜厚。
作为本发明的导电浆料的一个方式,可以列举如下的导电浆料:相对于导电浆料的总质量,所述导电浆料包含63.0质量%~97.9质量%的金属,所述金属包含选自Ag、Al、Cu、Au、Pd和Pt构成的组中的至少一种,相对于100质量份的上述金属,所述导电浆料包含0.1质量份~9.8质量份的玻璃,并且相对于导电浆料的总质量,所述导电浆料包含2质量%~30质量%的有机载体,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含:15%~70%的PbO、0~50%的TeO2、2%~25%的V2O5、0.05%~4%的ZnO、0.1%~8%的BaO、0.05%~3%的Al2O3和0.05%~11%的B2O3。本方式中的玻璃为第二发明的玻璃。关于本方式的导电浆料所含有的玻璃、金属和有机载体,组成、种类、形态、含量等优选方式可以与上述相同。
在本发明的导电浆料中,除了上述的玻璃、导电性金属粉末和有机载体以外,还可以根据需要并且在不违反本发明的目的的限度内配合公知的添加剂。
作为这样的添加剂,例如可以列举各种无机氧化物。作为无机氧化物,具体而言,例如可以列举:B2O3、ZnO、SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、ZrO2和Sb2O3以及它们的复合氧化物等。这些无机氧化物具有在导电浆料的烘烤时缓和导电性金属粉末的烧结的效果,由此具有调节烘烤后的接合强度的作用。对包含这些无机氧化物的添加剂的大小没有特别限制,例如可以优选地使用D50为10μm以下的添加剂。
导电浆料中的无机氧化物的含量根据目的而适当设定,相对于玻璃粉末,优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下。通过无机氧化物相对于玻璃粉末的含量为10质量%以下,能够抑制在电极形成时导电浆料的流动性降低,并且能够确保电极与半导体基板、绝缘性基板等电路基板的充分的接合强度。另外,为了得到实用的配合效果(烘烤后的接合强度的调节),上述含量的下限值优选为0.5质量%,更优选为1.0质量%。
在导电浆料中也可以添加消泡剂、分散剂那样的在导电浆料中公知的添加物。需要说明的是,上述有机载体和这些添加物通常是在电极形成的过程中消失的成分。在导电浆料的制备中,可以应用使用了具有搅拌叶片的旋转式的混合机、捣碎机(擂潰機)、辊磨机、球磨机等的公知的方法。
导电浆料对半导体基板、绝缘性基板等电路基板上的涂布和烘烤可以通过与以往的电极形成中的涂布、烘烤相同的方法进行。作为涂布方法,可以列举丝网印刷、点涂(dispense)法等。烘烤温度取决于含有的导电性金属粉末的种类、表面状态等,可以例示约500℃~约1000℃的温度。烘烤时间可以根据要形成的电极的形状、厚度等适当地调节。另外,在导电浆料的涂布与烘烤之间也可以设置约80℃~约200℃的干燥处理。
<太阳能电池>
本实施方式的太阳能电池具有使用在上述<导电浆料>中记载的导电浆料形成的电极、具体而言烧印(焼付け)在半导体基板上的电极。在本实施方式的太阳能电池中,优选电极中的至少一个电极为以使用上述导电浆料通过烧穿而部分贯穿绝缘膜并与半导体基板接触的方式设置的电极。
作为太阳能电池所具有的这样的贯穿绝缘膜的电极,例如可以列举:作为使用了pn结型的半导体基板的太阳能电池的光接收面上的电极、并以部分贯穿作为减反射膜的绝缘膜且与半导体基板接触的方式设置的电极。作为构成作为减反射膜的绝缘膜的绝缘材料,可以列举氮化硅、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝等,绝缘材料可以为一层以上,优选包含两层。在此情况下,光接收面可以为半导体基板的单面,也可以为两面,半导体基板可以为n型、p型中的任一种,但为了进一步提高太阳能电池的效率,优选为两面,半导体基板优选为p型。这样地设置在太阳能电池的光接收面上的电极可以使用上述导电浆料通过烧穿而形成。
以下,对本实施方式的太阳能电池的构成例进行说明,但本实施方式的太阳能电池的结构不限于该构成例。
该构成例的太阳能电池具有:硅基板,所述硅基板具有太阳光接收面(以下也简称为“光接收面”或“表面”);第一绝缘膜,所述第一绝缘膜设置在硅基板的光接收面上;第二绝缘膜,所述第二绝缘膜设置在硅基板的与光接收面相反侧的面(以下也简称为“背面”)上并且具有至少一个开口部;第一电极,所述第一电极贯穿第一绝缘膜的一部分并与硅基板接触;和第二电极,所述第二电极经由上述第二绝缘膜的上述开口部与硅基板部分地接触。
在该构成例中,第一电极为使用本实施方式的导电浆料通过烧穿而形成的电极,优选包含含有选自由Al、Ag、Cu、Au、Pd和Pt构成的组中的至少一种的金属和本实施方式的玻璃。
第一电极更优选包含90质量%以上且99.9质量%以下的该金属,并且包含0.1质量%以上且10质量%以下的本实施方式的玻璃组合物。另外,第一电极更优选至少包含Ag。
另外,在该构成例中,第一电极和第二绝缘膜更优选具有与硅基板的两面接触的氧化金属膜以及在氧化金属膜上的氮化硅膜。氧化金属膜更优选包含氧化铝或氧化硅。
实施例
以下,参照实施例对本发明更详细地进行说明,但本发明不限于实施例。例1~10、17~26、30~37为实施例,例11~16、27~29、38~40为比较例。
(例1~16)
通过以下的方法将玻璃制造成薄板状玻璃,由薄板状玻璃制造玻璃粉末。测定玻璃粉末的粒度分布,并且使用玻璃粉末测定玻璃的玻璃化转变温度。
<玻璃(薄板状玻璃)的制造>
以氧化物基准的质量%计,按照表1所示的组成将原料粉末配合、混合,在900℃~1600℃的电炉中使用坩埚熔融30分钟~1小时,成形为包含表1所示的组成的玻璃的薄板状玻璃。
<玻璃粉末的制造>
在各例中,通过组合干式粉碎和湿式粉碎对所得到的薄板状玻璃以如下的方式进行粉碎,从而调节粒度分布。测定所得到的玻璃粉末的粒度分布,并且使用玻璃粉末测定玻璃化转变温度。
利用球磨机进行20小时的干式粉碎,利用150目的筛除去粗粒。接着,在上述得到的干式粉碎后除去了粗粒的玻璃粉末以使得D50成为规定的范围的方式利用球磨机并使用异丙醇(IPA)进行湿式粉碎,由此制造出所期望的粒度分布的玻璃粉末。在该湿式粉碎时,为了得到规定的D50,使用了直径为5mm的氧化铝制的球。然后,对通过湿式粉碎得到的浆料进行过滤,为了除去IPA,利用干燥机在130℃下进行干燥,由此制造了玻璃粉末。
<评价>
对于各例的玻璃,通过以下的方法评价玻璃化转变温度和玻璃粉末的D50。将结果与组成一起示于表1中。
(玻璃化转变温度)
将所得到的玻璃粉末放入铝制的盘中,利用理学公司制造的差示热分析装置TG8110以10℃/分钟的升温速度进行测定。将通过测定得到的DTA图的第一拐点作为玻璃化转变温度(在表1中表示为“DTA Tg”)。表1中,“NG”表示未玻璃化,因此不能测定玻璃化转变温度。
(D50)
在60立方厘米的异丙醇(IPA)中混合0.02g的玻璃粉末,通过超声波分散将其分散1分钟。将试样投入到Microtrack测定机(激光衍射/散射粒度分布测定装置)中,由此得到了D50的值。
将结果示于表1中。
Figure BDA0003706984190000261
如表1所示,可知:与作为比较例的例11相比,作为实施例的例1~4、6~10的玻璃化转变温度低,能够充分地确保烧结时的玻璃的流动性。
(例17~40)
以表2所示的比例将上述制作的例1~12的玻璃粉末和含有PbO和TeO2的例13~16的玻璃粉末混合,从而得到了例17~28、例30~37的玻璃粉末。另外,例29和例38~40的玻璃粉末与例13和例14~16相同。将玻璃组成示于表2中。
<导电浆料的制造>
分别含有例17~40的玻璃粉末的Ag电极形成用导电浆料通过以下的方法制作。
首先,在5质量份的乙基纤维素中混合95质量份的二乙二醇丁醚乙酸酯,在85℃下搅拌2小时,从而制备了有机载体。接着,将15质量份的所得到的有机载体与85质量份的Ag粉末(DOWA Electronics公司制造,球状银粉:AG-4-8F)混合,然后利用捣碎机混炼10分钟。然后,以相对于100质量份的作为金属粉末的Ag粉末为2质量份的比例配合例1~11的玻璃粉末,进一步利用捣碎机混炼90分钟,由此得到了Ag电极形成用导电浆料。
<评价>
(接触电阻的测定)
分别使用上述制作的Ag电极形成用导电浆料,以如下的方式在半导体基板上隔着绝缘膜(包含氮化硅层的一层膜)形成Ag电极,评价此时的绝缘膜贯穿性(烧穿性)。
参照图1和图2对接触电阻的测定方法进行说明。图1为示意地表示使用本发明的导电浆料形成电极的p型Si基板双面受光型太阳能电池的一例的截面的图。图2为表示在评价接触电阻Rc[Ω]时使用的形成在Si基板上的电极图案的图。
使用切割为160μm的厚度的p型结晶型Si半导体基板,首先,为了清洗Si半导体基板的切割面,利用氢氟酸对表面和背面进行极微量程度的蚀刻处理。然后,使用湿式蚀刻法在Si半导体基板的光接收面上形成了降低光反射率的凹凸结构。
接着,通过扩散在Si半导体基板的光接收面上形成了n+层。使用P(磷)作为n型化的掺杂元素。以这样的方式,得到了具有n+层的p型Si半导体基板。接着,在p型Si半导体基板的光接收面(n+层的表面)上形成了减反射膜。主要使用氮化硅作为减反射膜的材料,通过等离子体CVD形成了80nm的厚度。接着,对于半导体基板的n+层,在背面(p型Si基板的表面)上形成了绝缘膜。主要使用氮化硅和氧化铝作为绝缘膜的材料,通过ALD(原子层沉积)形成了10nm的厚度的氧化铝层,然后通过等离子体CVD在其上层形成了80nm的厚度的氮化硅层。
接着,通过丝网印刷将使用上述例1~8的玻璃粉末得到的Ag电极形成用导电浆料以线形涂布在所得到的带有减反射膜的Si半导体基板的光接收面侧的表面上,在120℃下使其干燥。
接着,使用红外光加热式炉在峰值温度为750℃下进行100秒的烘烤,从而形成表面Ag电极,完成了接触电阻测定用单面电池。需要说明的是,通过烘烤,以贯穿减反射膜并与Si半导体基板的n+层接触的方式形成了Ag电极。
利用TLM法(转移长度法)测定了使用分别含有上述各例的玻璃粉末的Ag电极形成用导电浆料制造的单面电池的接触电阻。对上述得到的在n+层侧具有隔着绝缘膜(包含氮化硅层的一层膜)形成的Ag电极的p型Si半导体基板与Ag电极的接触电阻Rc[Ω]进行评价。接触电阻Rc[Ω]通过如下方式求出:将测试仪的阳极侧固定在图2的图案P1,并将测试仪的阴极侧置于图案P2、P3、P4、P5的各个位置上而测定电阻,从而求出接触电阻Rc[Ω]。将结果示于表2和表3中。
Figure BDA0003706984190000301
Figure BDA0003706984190000311
如表2和表3所示,与比较例相比,作为实施例的例17~26和例30~37的接触电阻Rc低,绝缘膜贯穿性、即烧穿性优异。由该结果可知,通过使用本发明的玻璃粉末,能够促进电极与半导体基板的反应,降低接触电阻,并且提高电极与绝缘膜的胶粘性。
由表1~3可知,与比较例的玻璃和玻璃粉末相比,作为实施例的例1~10、例17~26和例30~37的玻璃和玻璃粉末适合于形成太阳能电池的电极。
本申请基于在2021年6月25日提交的日本专利申请2021-106140和在2022年3月11日提交的日本专利申请2022-038576,其内容在此作为以引用的方式并入本文中。

Claims (19)

1.一种玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含:
40%以上且85%以下的V2O5
0.1%以上且20%以下的ZnO、
0.1%以上且30%以下的BaO、
0.1%以上且20%以下的Al2O3、和
1.0%以上且60%以下的B2O3
2.如权利要求1所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含1%以上的ZnO、5%以上的BaO和1%以上的Al2O3
3.如权利要求1或2所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,V2O5与B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)为50%以上且90%以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和B2O3的含量的合计(BaO+ZnO+B2O3)为15%以上且55%以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO和Al2O3的含量的合计(BaO+Al2O3)为10%以上且30%以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和Al2O3的含量的合计(BaO+ZnO+Al2O3)与V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)之比(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为0.1以上且1.0以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃的玻璃化转变温度为250℃以上且500℃以下。
8.一种玻璃粉末,所述玻璃粉末包含权利要求1~7中任一项所述的玻璃,其中,在将所述玻璃粉末的累积粒度分布中的体积基准的50%粒径设为D50时,D50为0.8μm以上且6.0μm以下。
9.一种玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含:
15%以上且70%以下的PbO、
0%以上且50%以下的TeO2
2%以上且25%以下的V2O5
0.05%以上且4%以下的ZnO、
0.1%以上且8%以下的BaO、
0.05%以上且3%以下的Al2O3、和
0.05%以上且11%以下的B2O3
10.如权利要求9所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)为2.05%以上且22%以下。
11.如权利要求9或10所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和B2O3的含量的合计(B2O3+BaO+ZnO)为1%以上且14%以下。
12.如权利要求9~11中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO和Al2O3的含量的合计(BaO+Al2O3)为0.5%以上且8%以下。
13.如权利要求9~12中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,PbO、TeO2和V2O5的含量的合计(PbO+TeO2+V2O5)为50%以上且80%以下。
14.如权利要求9~13中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,BaO、ZnO和Al2O3的含量的合计(BaO+ZnO+Al2O3)与V2O5和B2O3的含量的合计(V2O5+B2O3)之比(BaO+ZnO+Al2O3)/(V2O5+B2O3)为0.1以上且1.0以下。
15.如权利要求9~14中任一项所述的玻璃,其中,以按氧化物换算的质量%计,V2O5与PbO之比(V2O5/PbO)为0.05以上且1.0以下。
16.一种玻璃粉末,所述玻璃粉末包含权利要求9~15中任一项所述的玻璃,其中,在将所述玻璃粉末的累积粒度分布中的体积基准的50%粒径设为D50时,D50为0.8μm以上且6.0μm以下。
17.一种导电浆料,其中,所述导电浆料含有:
权利要求8或16所述的玻璃粉末或者包含权利要求1~7和9~15中任一项所述的玻璃的玻璃粉末、
导电性金属粉末、和
有机载体。
18.一种太阳能电池,其中,所述太阳能电池具有使用权利要求17所述的导电浆料形成的电极。
19.一种太阳能电池,所述太阳能电池具有:
硅基板,所述硅基板具有太阳光接收面;
第一绝缘膜,所述第一绝缘膜设置在所述硅基板的所述太阳光接收面一侧;
第二绝缘膜,所述第二绝缘膜设置在所述硅基板的与所述太阳光接收面相反侧的面上并且具有至少一个开口部;
第一电极,所述第一电极贯穿所述第一绝缘膜的一部分并与所述硅基板接触;和
第二电极,所述第二电极经由所述第二绝缘膜的所述开口部与所述硅基板局部地接触,
其中,
所述第一电极包含金属和玻璃,
所述金属包含选自由Al、Ag、Cu、Au、Pd和Pt构成的组中的至少一种,
以按氧化物换算的质量%计,所述玻璃包含15%以上且70%以下的PbO、0%以上且50%以下的TeO2、2%以上且25%以下的V2O5、0.05%以上且4%以下的ZnO、0.1%以上且8%以下的BaO、0.05%以上且3%以下的Al2O3和0.05%以上且11%以下的B2O3
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