JP2000090733A - 導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池 - Google Patents
導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池Info
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- 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
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- C03C3/04—Glass compositions containing silica
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 裏面電極とp型Si半導体基板の界面に、A
l−Si共晶組織層を隙間なく均一に形成させることが
可能で、太陽電池の変換効率を向上させることが可能な
導電性ペースト及び該導電性ペーストを用いて形成した
電極を有する太陽電池を提供する。 【解決手段】 Al粉末と、ガラスフリットと、ビヒク
ルとを配合してなる導電性ペーストにおいて、ガラスフ
リットとして、Bi2O3:30〜70mol%、B2O3:
20〜60mol%、SiO2:10〜50mol%を配合し
たものを用いる。また、ガラスフリットの含有量を、A
l粉末に対して0.5〜10vol%とする。また、太陽
電池の電極を、上記導電性ペーストを塗布して焼き付け
ることにより形成する。
l−Si共晶組織層を隙間なく均一に形成させることが
可能で、太陽電池の変換効率を向上させることが可能な
導電性ペースト及び該導電性ペーストを用いて形成した
電極を有する太陽電池を提供する。 【解決手段】 Al粉末と、ガラスフリットと、ビヒク
ルとを配合してなる導電性ペーストにおいて、ガラスフ
リットとして、Bi2O3:30〜70mol%、B2O3:
20〜60mol%、SiO2:10〜50mol%を配合し
たものを用いる。また、ガラスフリットの含有量を、A
l粉末に対して0.5〜10vol%とする。また、太陽
電池の電極を、上記導電性ペーストを塗布して焼き付け
ることにより形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体用電極、
特に結晶系Si太陽電池のp型Si半導体基板に電極を
形成する場合に用いるのに適した導電性ペースト、及び
該導電性ペーストを用いて形成した電極を備えた太陽電
池に関する。
特に結晶系Si太陽電池のp型Si半導体基板に電極を
形成する場合に用いるのに適した導電性ペースト、及び
該導電性ペーストを用いて形成した電極を備えた太陽電
池に関する。
【0002】
【従来の技術】p型Si半導体基板上に電極が形成され
た電子部品の一つに、Si単結晶を用いたpn接合型太
陽電池がある。この太陽電池は、図2に示すように、一
方の面(受光面)にP、Sbなどのドナー元素を拡散さ
せて所定深さのn型不純物層2を形成したpn接合を有
するp型Si半導体基板1の受光面11に、グリッド状
の受光面電極3を形成するとともに、p型Si半導体基
板1の裏面12側のほぼ全面に裏面電極4が形成された
構造を有している。なお、受光面電極3としては、Ti
電極やAg電極などが一般的に用いられており、裏面電
極としてはAl電極が一般的に用いられている。そし
て、裏面電極4としてAl電極を形成した場合、p型S
i半導体基板1と裏面電極(Al電極)4の界面には、
Al−Si共晶組織層5が形成され、さらに、Al−S
i共晶組織層5とp型Si半導体基板1との界面にはp
+層6が形成されている。
た電子部品の一つに、Si単結晶を用いたpn接合型太
陽電池がある。この太陽電池は、図2に示すように、一
方の面(受光面)にP、Sbなどのドナー元素を拡散さ
せて所定深さのn型不純物層2を形成したpn接合を有
するp型Si半導体基板1の受光面11に、グリッド状
の受光面電極3を形成するとともに、p型Si半導体基
板1の裏面12側のほぼ全面に裏面電極4が形成された
構造を有している。なお、受光面電極3としては、Ti
電極やAg電極などが一般的に用いられており、裏面電
極としてはAl電極が一般的に用いられている。そし
て、裏面電極4としてAl電極を形成した場合、p型S
i半導体基板1と裏面電極(Al電極)4の界面には、
Al−Si共晶組織層5が形成され、さらに、Al−S
i共晶組織層5とp型Si半導体基板1との界面にはp
+層6が形成されている。
【0003】ところで、上記受光面電極3及び裏面電極
4は、太陽電池の開発当初においては蒸着法により形成
されていたが、近年、高価な設備を必要とせず低コスト
で裏面電極を形成することが可能な厚膜電極が一般的に
用いられるに至っている。なお、厚膜電極は、通常、導
電成分である金属粉末と結合材であるガラス粉末(ガラ
スフリット)、及び各種の添加物をビヒクルに分散させ
た導電性ペーストをスクリーン印刷などの方法により基
板上に塗布した後、焼成することにより形成される。
4は、太陽電池の開発当初においては蒸着法により形成
されていたが、近年、高価な設備を必要とせず低コスト
で裏面電極を形成することが可能な厚膜電極が一般的に
用いられるに至っている。なお、厚膜電極は、通常、導
電成分である金属粉末と結合材であるガラス粉末(ガラ
スフリット)、及び各種の添加物をビヒクルに分散させ
た導電性ペーストをスクリーン印刷などの方法により基
板上に塗布した後、焼成することにより形成される。
【0004】なお、p層用(裏面電極用)の厚膜電極と
しては、上述のように、Alを導電成分とするものが一
般的であるが、これは、導電性ペースト中のAlが焼成
時にp型Si半導体基板1中のSiと反応して、裏面電
極4とp型Si半導体基板1の界面にAl−Si共晶組
織層5を形成すると同時に、このAl−Si共晶組織層
5とp型Si半導体基板1の界面の、p型Si半導体基
板1側にp+層6を形成し、このp+層6の存在によっ
て裏面電極4のオーミック性が向上し、低接触抵抗の裏
面電極4が得られるとともに、p+層6が少数キャリア
に対する電位障壁として働くため、欠陥密度の高い電極
界面部での再結合を抑制する効果が得られることによ
る。
しては、上述のように、Alを導電成分とするものが一
般的であるが、これは、導電性ペースト中のAlが焼成
時にp型Si半導体基板1中のSiと反応して、裏面電
極4とp型Si半導体基板1の界面にAl−Si共晶組
織層5を形成すると同時に、このAl−Si共晶組織層
5とp型Si半導体基板1の界面の、p型Si半導体基
板1側にp+層6を形成し、このp+層6の存在によっ
て裏面電極4のオーミック性が向上し、低接触抵抗の裏
面電極4が得られるとともに、p+層6が少数キャリア
に対する電位障壁として働くため、欠陥密度の高い電極
界面部での再結合を抑制する効果が得られることによ
る。
【0005】したがって、太陽電池において、高い変換
効率を得るためには、これらの効果を最大限に引き出す
ことが必要であり、そのためには、均一なp+層を形成
させること、すなわち、Al−Si共晶組織層を隙間な
く均一に形成させることが望ましい。
効率を得るためには、これらの効果を最大限に引き出す
ことが必要であり、そのためには、均一なp+層を形成
させること、すなわち、Al−Si共晶組織層を隙間な
く均一に形成させることが望ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、PbO系のガ
ラスフリットを用いた、従来の導電性ペーストを用いて
裏面電極を形成した場合、図5に示すように、Al−S
i共晶組織(層)5が島状に形成され、裏面を隙間なく
均一にp+層6で被覆することができず、太陽電池特性
を最大限に引き出すことができないという問題点があ
る。
ラスフリットを用いた、従来の導電性ペーストを用いて
裏面電極を形成した場合、図5に示すように、Al−S
i共晶組織(層)5が島状に形成され、裏面を隙間なく
均一にp+層6で被覆することができず、太陽電池特性
を最大限に引き出すことができないという問題点があ
る。
【0007】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、p型Si半導体基板上に塗布して焼成することに
より厚膜電極を形成した場合に、電極と基板の界面にA
l−Si共晶組織層を隙間なく均一に形成させることが
可能で、太陽電池の変換効率を向上させることが可能な
導電性ペースト及び該導電性ペーストを用いて形成した
電極を備えた変換効率の高い太陽電池を提供することを
目的とする。
あり、p型Si半導体基板上に塗布して焼成することに
より厚膜電極を形成した場合に、電極と基板の界面にA
l−Si共晶組織層を隙間なく均一に形成させることが
可能で、太陽電池の変換効率を向上させることが可能な
導電性ペースト及び該導電性ペーストを用いて形成した
電極を備えた変換効率の高い太陽電池を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明(請求項1)の導電性ペーストは、p型S
i半導体基板上への電極形成用の導電性ペーストであっ
て、Al粉末と、ガラスフリットと、ビヒクルとを含有
し、かつ、ガラスフリットが、 Bi2O3:30〜70mol% B2O3 :20〜60mol% SiO2 :10〜50mol% を含有するものであることを特徴としている。
に、本願発明(請求項1)の導電性ペーストは、p型S
i半導体基板上への電極形成用の導電性ペーストであっ
て、Al粉末と、ガラスフリットと、ビヒクルとを含有
し、かつ、ガラスフリットが、 Bi2O3:30〜70mol% B2O3 :20〜60mol% SiO2 :10〜50mol% を含有するものであることを特徴としている。
【0009】上記のように、Bi2O3:30〜70mol
%、B2O3:20〜60mol%、SiO2:10〜50mo
l%を含有するガラスフリットを配合した導電性ペース
トを塗布、焼き付けして電極を形成することにより、焼
成時に導電性ペースト(電極)とp型Si半導体基板と
の間にAl−Si共晶組織層が隙間なく均一に形成さ
れ、電極塗布部の全面に隙間なくp+層を形成すること
が可能になる。したがって、本願発明の導電性ペースト
を用いて裏面電極を形成することにより、従来のPbO
系ガラスフリットを用いた導電性ペーストを用いて裏面
電極を形成した場合に比べて、太陽電池特性を向上させ
ることが可能になる。
%、B2O3:20〜60mol%、SiO2:10〜50mo
l%を含有するガラスフリットを配合した導電性ペース
トを塗布、焼き付けして電極を形成することにより、焼
成時に導電性ペースト(電極)とp型Si半導体基板と
の間にAl−Si共晶組織層が隙間なく均一に形成さ
れ、電極塗布部の全面に隙間なくp+層を形成すること
が可能になる。したがって、本願発明の導電性ペースト
を用いて裏面電極を形成することにより、従来のPbO
系ガラスフリットを用いた導電性ペーストを用いて裏面
電極を形成した場合に比べて、太陽電池特性を向上させ
ることが可能になる。
【0010】なお、ガラスフリットの各成分の割合を上
記の範囲にしたのは、 Bi2O3の割合が30mol%未満の領域、及びB2O3
の割合が60mol%を超える領域では、溶融温度が高い
ため、ガラスの作製が困難であること、 B2O3の割合が20mol%未満の領域では、結晶化し
やすい不安定なガラスしか得られないこと、 SiO2の割合が50mol%を超える領域では、ガラス
の軟化点が高いため、焼成中に導電性ペーストが軟化流
動せず、ガラスの添加効果が不十分になることなどの理
由による。
記の範囲にしたのは、 Bi2O3の割合が30mol%未満の領域、及びB2O3
の割合が60mol%を超える領域では、溶融温度が高い
ため、ガラスの作製が困難であること、 B2O3の割合が20mol%未満の領域では、結晶化し
やすい不安定なガラスしか得られないこと、 SiO2の割合が50mol%を超える領域では、ガラス
の軟化点が高いため、焼成中に導電性ペーストが軟化流
動せず、ガラスの添加効果が不十分になることなどの理
由による。
【0011】また、請求項2の導電性ペーストは、前記
ガラスフリットの含有量が、Al粉末に対して0.5〜
10vol%であることを特徴としている。
ガラスフリットの含有量が、Al粉末に対して0.5〜
10vol%であることを特徴としている。
【0012】ガラスフリットの含有量をAl粉末に対し
て0.5〜10vol%の範囲とすることにより、焼成時
に、電極とp型Si半導体基板の界面に、均一なAl−
Si共晶組織層を確実に生成させて、電極塗布部の全面
に隙間なくp+層を形成することが可能になり、本願発
明をより実効あらしめることができる。
て0.5〜10vol%の範囲とすることにより、焼成時
に、電極とp型Si半導体基板の界面に、均一なAl−
Si共晶組織層を確実に生成させて、電極塗布部の全面
に隙間なくp+層を形成することが可能になり、本願発
明をより実効あらしめることができる。
【0013】また、本願発明(請求項3)の太陽電池
は、請求項1又は2記載の導電性ペーストを塗布して焼
き付けることにより形成された電極を備えていることを
特徴としている。
は、請求項1又は2記載の導電性ペーストを塗布して焼
き付けることにより形成された電極を備えていることを
特徴としている。
【0014】請求項1又は2記載の導電性ペーストを塗
布して焼き付けることにより形成した電極を備えた太陽
電池においては、電極塗布部の全面に隙間なくp+層が
形成されるため、従来のPbO系ガラスフリットを含む
導電性ペーストを用いて電極を形成した太陽電池に比べ
て、変換効率を向上させることが可能になる。
布して焼き付けることにより形成した電極を備えた太陽
電池においては、電極塗布部の全面に隙間なくp+層が
形成されるため、従来のPbO系ガラスフリットを含む
導電性ペーストを用いて電極を形成した太陽電池に比べ
て、変換効率を向上させることが可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
なお、この実施形態では、太陽電池用のp型Si半導体
基板に電極を形成する場合に用いられる導電性ペースト
を例にとって説明する。
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
なお、この実施形態では、太陽電池用のp型Si半導体
基板に電極を形成する場合に用いられる導電性ペースト
を例にとって説明する。
【0016】[ガラスフリットの調製]以下の手順で、
表1及び図1に示す各種のガラスフリットを調製した。
まず、表1及び図1に示す組成となるように、ガラスフ
リットの出発原料であるH3BO3、SiO2、Bi2O3
を調合し、アルミナ製のるつぼに入れて1100℃の炉
中に一時間放置し、完全に溶融させた。その後、溶融し
た原料を炉から取り出し、直ちに純水中に投入してガラ
ス化させた。そして、得られたビーズ状のガラスをボー
ルミルで湿式で微粉砕し、乾燥させることにより、表1
に示すような組成を有するガラスフリット(試料番号1
〜6)を得た。なお、図1に●で示した組成の試料も作
成したが、試料が完全に溶融せず、ガラス化が困難であ
ったため、評価の対象とはしなかった。
表1及び図1に示す各種のガラスフリットを調製した。
まず、表1及び図1に示す組成となるように、ガラスフ
リットの出発原料であるH3BO3、SiO2、Bi2O3
を調合し、アルミナ製のるつぼに入れて1100℃の炉
中に一時間放置し、完全に溶融させた。その後、溶融し
た原料を炉から取り出し、直ちに純水中に投入してガラ
ス化させた。そして、得られたビーズ状のガラスをボー
ルミルで湿式で微粉砕し、乾燥させることにより、表1
に示すような組成を有するガラスフリット(試料番号1
〜6)を得た。なお、図1に●で示した組成の試料も作
成したが、試料が完全に溶融せず、ガラス化が困難であ
ったため、評価の対象とはしなかった。
【0017】
【表1】
【0018】図1は、表1の各試料の、B2O3、SiO
2、Bi2O3の割合を示す三成分系状態図であり、図1
の番号は、表1の試料番号と対応している。
2、Bi2O3の割合を示す三成分系状態図であり、図1
の番号は、表1の試料番号と対応している。
【0019】[導電性ペーストの調製]次に、上記のガ
ラスフリット(試料番号1〜6)を用い、以下に示す手
順で導電性ペーストを調製した。まず、Ag粉末、上記
のガラスフリット、ビヒクルを以下の割合で配合する。 Ag粉末 :20vol% ガラスフリット: 3vol% ビヒクル :76vol% そして、上記の割合で配合された原料を、3本ロールミ
ルで分散して評価用試料である導電性ペースト(電極ペ
ースト)を得た。
ラスフリット(試料番号1〜6)を用い、以下に示す手
順で導電性ペーストを調製した。まず、Ag粉末、上記
のガラスフリット、ビヒクルを以下の割合で配合する。 Ag粉末 :20vol% ガラスフリット: 3vol% ビヒクル :76vol% そして、上記の割合で配合された原料を、3本ロールミ
ルで分散して評価用試料である導電性ペースト(電極ペ
ースト)を得た。
【0020】なお、この実施形態では、Ag粉末とし
て、粒径3〜5μmのものを用い、ビヒクルとしては、
ターピネオールにエチルセルロースを15重量%の割合
で溶解させたものを使用した。
て、粒径3〜5μmのものを用い、ビヒクルとしては、
ターピネオールにエチルセルロースを15重量%の割合
で溶解させたものを使用した。
【0021】[太陽電池の作製]まず、図3(a)に示す
ように、浅いpn接合を形成し、14mm×14mm×0.
5mmのサイズにカットしたp型Si半導体基板(Siウ
エハ)1の受光面(n+層側)11に、Ag粉末を導電
成分とする導電性ペースト3aをスクリーン印刷法によ
り印刷するとともに、図3(b)に示すように、p型Si
半導体基板(Siウエハ)1の裏面12のほぼ全面にA
l粉末を導電成分とする上記導電性ペースト4aをスク
リーン印刷法により印刷した。そして、受光面11及び
裏面12に導電性ペースト3a,4aが印刷されたp型
Si半導体基板(Siウエハ)1を、150℃で乾燥し
た後、近赤外炉において750℃で焼成して受光面電極
3及び裏面電極4を形成することにより、図2及び図3
に示すような太陽電池(太陽電池セル)を作製した。な
お、この太陽電池は、図2に示すように、受光面11側
にP、Sbなどのドナー元素を拡散させて所定深さのn
型不純物層2を形成したpn接合を有するp型Si半導
体基板1の受光面11に、グリッド状の受光面電極3が
形成されているとともに、p型Si半導体基板1の裏面
12側のほぼ全面に裏面電極4が形成されており、p型
Si半導体基板1と裏面電極4の界面には、Al−Si
共晶組織層5が形成され、さらに、Al−Si共晶組織
層5とp型Si半導体基板1との界面にはp+層6が形
成された構造を有している。それから、特性測定のた
め、受光面電極3及び裏面電極4に導電接着剤を用いて
リード線(図示せず)を取り付けた。
ように、浅いpn接合を形成し、14mm×14mm×0.
5mmのサイズにカットしたp型Si半導体基板(Siウ
エハ)1の受光面(n+層側)11に、Ag粉末を導電
成分とする導電性ペースト3aをスクリーン印刷法によ
り印刷するとともに、図3(b)に示すように、p型Si
半導体基板(Siウエハ)1の裏面12のほぼ全面にA
l粉末を導電成分とする上記導電性ペースト4aをスク
リーン印刷法により印刷した。そして、受光面11及び
裏面12に導電性ペースト3a,4aが印刷されたp型
Si半導体基板(Siウエハ)1を、150℃で乾燥し
た後、近赤外炉において750℃で焼成して受光面電極
3及び裏面電極4を形成することにより、図2及び図3
に示すような太陽電池(太陽電池セル)を作製した。な
お、この太陽電池は、図2に示すように、受光面11側
にP、Sbなどのドナー元素を拡散させて所定深さのn
型不純物層2を形成したpn接合を有するp型Si半導
体基板1の受光面11に、グリッド状の受光面電極3が
形成されているとともに、p型Si半導体基板1の裏面
12側のほぼ全面に裏面電極4が形成されており、p型
Si半導体基板1と裏面電極4の界面には、Al−Si
共晶組織層5が形成され、さらに、Al−Si共晶組織
層5とp型Si半導体基板1との界面にはp+層6が形
成された構造を有している。それから、特性測定のた
め、受光面電極3及び裏面電極4に導電接着剤を用いて
リード線(図示せず)を取り付けた。
【0022】[太陽電池特性の評価]上記のようにして
作製した太陽電池について、ソーラーシミュレータを用
いて、25℃、AM−1.5の条件で、太陽電池の変換
効率を測定した。
作製した太陽電池について、ソーラーシミュレータを用
いて、25℃、AM−1.5の条件で、太陽電池の変換
効率を測定した。
【0023】表1に、ガラスフリットの組成と、そのガ
ラスフリットを配合した導電性ペーストを用いて裏面電
極を形成してなる太陽電池の変換効率との関係を示す。
なお、比較のため、ガラスフリットとして従来のPbO
系のガラスフリットを配合した導電性ペーストを用いて
裏面電極を形成した太陽電池(従来品)の変換効率を表
1に併せて示す。
ラスフリットを配合した導電性ペーストを用いて裏面電
極を形成してなる太陽電池の変換効率との関係を示す。
なお、比較のため、ガラスフリットとして従来のPbO
系のガラスフリットを配合した導電性ペーストを用いて
裏面電極を形成した太陽電池(従来品)の変換効率を表
1に併せて示す。
【0024】表1に示すように、本願発明の実施形態に
かかる導電性ペーストを用いて裏面電極を形成した太陽
電池の場合、従来のPbO系のガラスフリットを配合し
た導電性ペーストを用いて裏面電極を形成した太陽電池
に比べて変換効率が向上しており、特にB2O3の割合が
高い領域では、変換率が20%近く向上することが確認
された。
かかる導電性ペーストを用いて裏面電極を形成した太陽
電池の場合、従来のPbO系のガラスフリットを配合し
た導電性ペーストを用いて裏面電極を形成した太陽電池
に比べて変換効率が向上しており、特にB2O3の割合が
高い領域では、変換率が20%近く向上することが確認
された。
【0025】なお、図4(a)に、本願発明の実施形態に
かかる導電性ペーストを用いて裏面電極4を形成した太
陽電池の切断研磨断面を示し、図4(b)に、従来のPb
O系のガラスフリットを配合した導電性ペーストを用い
て裏面電極4を形成した太陽電池の切断研磨断面を示
す。
かかる導電性ペーストを用いて裏面電極4を形成した太
陽電池の切断研磨断面を示し、図4(b)に、従来のPb
O系のガラスフリットを配合した導電性ペーストを用い
て裏面電極4を形成した太陽電池の切断研磨断面を示
す。
【0026】図4(a),(b)より、本願発明の実施形態
にかかる導電性ペーストを用いて裏面電極4を形成した
太陽電池の場合、従来の導電性ペーストを用いて裏面電
極を形成した従来の太陽電池に比べて、Al−Si共晶
組織層5が隙間なく均一に形成されており、p+層の被
覆率が向上することにより変換効率が向上したものと考
えられる。
にかかる導電性ペーストを用いて裏面電極4を形成した
太陽電池の場合、従来の導電性ペーストを用いて裏面電
極を形成した従来の太陽電池に比べて、Al−Si共晶
組織層5が隙間なく均一に形成されており、p+層の被
覆率が向上することにより変換効率が向上したものと考
えられる。
【0027】[導電性ペースト中のガラスフリット量と
変換効率の関係について]次に、ガラスフリットの含有
量を変化させた導電性ペーストを用いて、上記実施形態
の場合と同様にして太陽電池を作製し、その変換効率を
測定した。表2に、導電性ペースト中のガラスフリット
の含有量と変換効率の関係を示す。なお、表2では、ガ
ラスフリットとして、表1の試料番号1,2及び3の組
成のものを用いた。なお、表2のガラスフリットの種類
の欄の下側の欄の数値が表1の試料番号に対応してい
る。
変換効率の関係について]次に、ガラスフリットの含有
量を変化させた導電性ペーストを用いて、上記実施形態
の場合と同様にして太陽電池を作製し、その変換効率を
測定した。表2に、導電性ペースト中のガラスフリット
の含有量と変換効率の関係を示す。なお、表2では、ガ
ラスフリットとして、表1の試料番号1,2及び3の組
成のものを用いた。なお、表2のガラスフリットの種類
の欄の下側の欄の数値が表1の試料番号に対応してい
る。
【0028】
【表2】
【0029】表2に示すように、ガラスフリットの含有
量が0.5vol%未満になると、ガラスフリットの添加
効果が不十分になり、また、10vol%を超えると、電
極膜の比抵抗が高くなるため、ともに変換効率は劣化す
る。したがって、ガラスフリットの添加量は、0.5〜
10vol%の範囲が好ましいことがわかる。
量が0.5vol%未満になると、ガラスフリットの添加
効果が不十分になり、また、10vol%を超えると、電
極膜の比抵抗が高くなるため、ともに変換効率は劣化す
る。したがって、ガラスフリットの添加量は、0.5〜
10vol%の範囲が好ましいことがわかる。
【0030】なお、本願発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、導電性ペーストを構成する各材料の
配合割合などに関し、発明の要旨の範囲内において、種
々の応用、変形を加えることが可能である。
れるものではなく、導電性ペーストを構成する各材料の
配合割合などに関し、発明の要旨の範囲内において、種
々の応用、変形を加えることが可能である。
【0031】
【発明の効果】上述のように、本願発明(請求項1)の
導電性ペーストは、上述のように、Bi2O3:30〜7
0mol%、B2O3:20〜60mol%、SiO2:10〜
50mol%を含有するガラスフリットを用いているの
で、p型Si半導体基板に塗布して焼成した場合に、導
電性ペースト(電極)とp型Si半導体基板との間にA
l−Si共晶組織層が隙間なく均一に形成され、電極塗
布部の全面に隙間なくp+層を形成することが可能にな
る。したがって、本願発明の導電性ペーストを用いて裏
面電極を形成することにより、従来のPbO系ガラスフ
リットを用いた導電性ペーストを用いて裏面電極を形成
した場合に比べて、太陽電池特性を向上させることが可
能になる。
導電性ペーストは、上述のように、Bi2O3:30〜7
0mol%、B2O3:20〜60mol%、SiO2:10〜
50mol%を含有するガラスフリットを用いているの
で、p型Si半導体基板に塗布して焼成した場合に、導
電性ペースト(電極)とp型Si半導体基板との間にA
l−Si共晶組織層が隙間なく均一に形成され、電極塗
布部の全面に隙間なくp+層を形成することが可能にな
る。したがって、本願発明の導電性ペーストを用いて裏
面電極を形成することにより、従来のPbO系ガラスフ
リットを用いた導電性ペーストを用いて裏面電極を形成
した場合に比べて、太陽電池特性を向上させることが可
能になる。
【0032】また、請求項2の導電性ペーストのよう
に、ガラスフリットの含有量をAl粉末に対して0.5
〜10vol%の範囲とした場合、焼成時に、電極とp型
Si半導体基板の界面に、均一なAl−Si共晶組織層
を確実に生成させて、電極塗布部の全面に隙間なくp+
層を形成することが可能になり、本願発明をより実効あ
らしめることができる。
に、ガラスフリットの含有量をAl粉末に対して0.5
〜10vol%の範囲とした場合、焼成時に、電極とp型
Si半導体基板の界面に、均一なAl−Si共晶組織層
を確実に生成させて、電極塗布部の全面に隙間なくp+
層を形成することが可能になり、本願発明をより実効あ
らしめることができる。
【0033】また、本願発明(請求項3)の太陽電池
は、請求項1又は2記載の導電性ペーストを塗布して焼
き付けることにより形成した電極を備えた太陽電池にお
いては、電極塗布部の全面に隙間なくp+層が形成され
るため、従来のPbO系ガラスフリットを含む導電性ペ
ーストを用いて電極を形成した太陽電池に比べて、変換
効率を向上させることができる。
は、請求項1又は2記載の導電性ペーストを塗布して焼
き付けることにより形成した電極を備えた太陽電池にお
いては、電極塗布部の全面に隙間なくp+層が形成され
るため、従来のPbO系ガラスフリットを含む導電性ペ
ーストを用いて電極を形成した太陽電池に比べて、変換
効率を向上させることができる。
【図1】本願発明の導電性ペーストに用いられているガ
ラスフリットを構成するBi2O3、B2O3、SiO2の
割合を示す三成分系状態図である。
ラスフリットを構成するBi2O3、B2O3、SiO2の
割合を示す三成分系状態図である。
【図2】太陽電池の構造を示す図である。
【図3】本願発明の一実施形態にかかる導電性ペースト
を用いて作製した太陽電池を示す図であり、(a)は受光
面側を示す図、(b)は裏面側を示す図である。
を用いて作製した太陽電池を示す図であり、(a)は受光
面側を示す図、(b)は裏面側を示す図である。
【図4】(a)は本願発明の実施形態にかかる導電性ペー
ストを用いて裏面電極を形成した太陽電池の切断研磨断
面を示す顕微鏡写真であり、(b)は従来の導電性ペース
トを用いて裏面電極を形成した太陽電池の切断研磨断面
を示す顕微鏡写真である。
ストを用いて裏面電極を形成した太陽電池の切断研磨断
面を示す顕微鏡写真であり、(b)は従来の導電性ペース
トを用いて裏面電極を形成した太陽電池の切断研磨断面
を示す顕微鏡写真である。
【図5】従来の導電性ペーストを用いて裏面電極を形成
した太陽電池を模式的に示す図である。
した太陽電池を模式的に示す図である。
1 p型Si半導体基板 2 n型不純物層 3 受光面電極 4 裏面電極 5 Al−Si共晶組織層 6 p+層 11 p型Si半導体基板の受光面 12 p型Si半導体基板の裏面
Claims (3)
- 【請求項1】p型Si半導体基板上への電極形成用の導
電性ペーストであって、 Al粉末と、ガラスフリットと、ビヒクルとを含有し、
かつ、 ガラスフリットが、 Bi2O3:30〜70mol% B2O3 :20〜60mol% SiO2 :10〜50mol% を含有するものであることを特徴とする導電性ペースト - 【請求項2】前記ガラスフリットの含有量が、Al粉末
に対して0.5〜10vol%であることを特徴とする請
求項1記載の導電性ペースト - 【請求項3】請求項1又は2記載の導電性ペーストを塗
布して焼き付けることにより形成された電極を備えてい
ることを特徴とする結晶系Si太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10279356A JP2000090733A (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10279356A JP2000090733A (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000090733A true JP2000090733A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17610040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10279356A Withdrawn JP2000090733A (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000090733A (ja) |
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-
1998
- 1998-09-14 JP JP10279356A patent/JP2000090733A/ja not_active Withdrawn
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