JP2001093326A - 導電性組成物 - Google Patents
導電性組成物Info
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼成によって電極を形成するとともに、反射
防止層に充分な導通性を得ることができる導電性組成
物、電極、反射防止層を介して半導体と電極の間を導通
させる方法、及び電力を効率よく取り出し得る太陽電池
を提供する。 【解決手段】 金属（クロムを除く）粉及びガラスフリ
ットを含む導電性組成物において、更にホウ素単体、金
属クロム及び塩化パラジウムからなる群より選ばれる添
加剤を、該金属粉１００重量部に対して０．００１〜
５．０重量部配合することを特徴とする導電性組成物；
該組成物を焼成して得られる電極；該組成物を焼成して
表面電極を形成させるとともに、上記の導通をさせる方
法；並びに上記の表面電極を含む太陽電池。
防止層に充分な導通性を得ることができる導電性組成
物、電極、反射防止層を介して半導体と電極の間を導通
させる方法、及び電力を効率よく取り出し得る太陽電池
を提供する。 【解決手段】 金属（クロムを除く）粉及びガラスフリ
ットを含む導電性組成物において、更にホウ素単体、金
属クロム及び塩化パラジウムからなる群より選ばれる添
加剤を、該金属粉１００重量部に対して０．００１〜
５．０重量部配合することを特徴とする導電性組成物；
該組成物を焼成して得られる電極；該組成物を焼成して
表面電極を形成させるとともに、上記の導通をさせる方
法；並びに上記の表面電極を含む太陽電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性組成物に関
し、特に、焼成によって電極を形成するのに適した導電
性組成物に関する。更に、本発明は、半導体の表面に形
成された反射防止層の表面に電極を形成する際に、該反
射防止層を介して該電極と該半導体層の間を導通させる
方法、並びにそのようにして得られる太陽電池に関す
る。
し、特に、焼成によって電極を形成するのに適した導電
性組成物に関する。更に、本発明は、半導体の表面に形
成された反射防止層の表面に電極を形成する際に、該反
射防止層を介して該電極と該半導体層の間を導通させる
方法、並びにそのようにして得られる太陽電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ｐ−ｎ接合を有するシリコン半導体、例
えばｐ型シリコン基板の一方の面にｎ型シリコン層を設
けた受光面に、受光効率を上げるために反射防止層を設
け、更にその表面に、任意のパターンを有する表面電極
を形成して、受光により半導体のｐ−ｎ接合に生じた電
力を電極から取り出すことは、従来から行われている。
反射防止層としては、酸化チタン、二酸化ケイ素、窒化
ケイ素などの薄層が用いられている。これらの反射防止
層は、通常、高い電気抵抗値を有する物質からなり、こ
のような構造のままでは、受光によって半導体のｐ−ｎ
接合に生じた電力を、反射防止層を介して表面電極から
効率よく取り出すことはできない。
えばｐ型シリコン基板の一方の面にｎ型シリコン層を設
けた受光面に、受光効率を上げるために反射防止層を設
け、更にその表面に、任意のパターンを有する表面電極
を形成して、受光により半導体のｐ−ｎ接合に生じた電
力を電極から取り出すことは、従来から行われている。
反射防止層としては、酸化チタン、二酸化ケイ素、窒化
ケイ素などの薄層が用いられている。これらの反射防止
層は、通常、高い電気抵抗値を有する物質からなり、こ
のような構造のままでは、受光によって半導体のｐ−ｎ
接合に生じた電力を、反射防止層を介して表面電極から
効率よく取り出すことはできない。
【０００３】これらの反射防止層のうち、酸化チタンに
よるものは、電極を形成させる際の焼成処理により、表
面電極を形成する部位を乱してオーミックな接触を形成
することも可能である。しかし、特に反射防止層として
窒化ケイ素層を用いる場合は、このような方法による接
触の形成が困難である。したがって、特開昭５８−２２
０４７７号公報には、窒化ケイ素層のうち、表面電極の
パターンに該当する部位をエッチングによって除去した
後、その部分に表面電極を形成する方法が開示されてい
る。しかし、このようなエッチングは煩雑であり、コス
トもかかるので好ましくない。
よるものは、電極を形成させる際の焼成処理により、表
面電極を形成する部位を乱してオーミックな接触を形成
することも可能である。しかし、特に反射防止層として
窒化ケイ素層を用いる場合は、このような方法による接
触の形成が困難である。したがって、特開昭５８−２２
０４７７号公報には、窒化ケイ素層のうち、表面電極の
パターンに該当する部位をエッチングによって除去した
後、その部分に表面電極を形成する方法が開示されてい
る。しかし、このようなエッチングは煩雑であり、コス
トもかかるので好ましくない。
【０００４】反射防止層として酸化チタン又は二酸化ケ
イ素を用いる系では、該反射防止層を介して更に優れ、
かつ安定した導通性を得るために、表面電極を形成させ
るための導電性組成物に、各種の成分を配合して、焼成
することが行われている。
イ素を用いる系では、該反射防止層を介して更に優れ、
かつ安定した導通性を得るために、表面電極を形成させ
るための導電性組成物に、各種の成分を配合して、焼成
することが行われている。
【０００５】すなわち、特開昭６２−４９６７６号公報
には、周期律表第Ｖ族に属する元素、例えばリン、バナ
ジウム若しくはビスマス、又はそれらの化合物を配合し
て、焼成によって表面電極を形成させるとともに、該反
射防止層を貫通して電気的コンタクトを得る方法、及び
そのようにして得られた太陽電池が開示されている。
には、周期律表第Ｖ族に属する元素、例えばリン、バナ
ジウム若しくはビスマス、又はそれらの化合物を配合し
て、焼成によって表面電極を形成させるとともに、該反
射防止層を貫通して電気的コンタクトを得る方法、及び
そのようにして得られた太陽電池が開示されている。
【０００６】特開昭６２−１５６８８１号公報には、電
極を第１及び第２の電極層からなる積層構造とし、第１
層を、焼成によって上記と同様に反射防止層を貫通して
基板と良好な電気的コンタクトを得る層、第２層をそれ
ができない材料からなる層とし、該第１層を形成させる
のに、リン又はリン系化合物を配合した銀ペーストを焼
成することが開示されている。
極を第１及び第２の電極層からなる積層構造とし、第１
層を、焼成によって上記と同様に反射防止層を貫通して
基板と良好な電気的コンタクトを得る層、第２層をそれ
ができない材料からなる層とし、該第１層を形成させる
のに、リン又はリン系化合物を配合した銀ペーストを焼
成することが開示されている。
【０００７】特開平８−１４８４４６号公報には、銀粉
及びガラスフリットを含む導電性ペーストに、リン酸銀
を添加して焼成し、反射防止層の表面にグリッド電極を
形成するとともに、該反射防止層を介するオーミックコ
ンタクトを形成させる方法が開示されている。更に、特
開平１０−３２６５２２号公報には、同様な目的に、添
加剤としてバナジウム、モリブデン若しくはタングステ
ンの少なくとも１種の金属又はその化合物、例えばこれ
らの金属の酸化物、バナジン酸銀又は樹脂酸バナジウム
を用いることが開示されている。
及びガラスフリットを含む導電性ペーストに、リン酸銀
を添加して焼成し、反射防止層の表面にグリッド電極を
形成するとともに、該反射防止層を介するオーミックコ
ンタクトを形成させる方法が開示されている。更に、特
開平１０−３２６５２２号公報には、同様な目的に、添
加剤としてバナジウム、モリブデン若しくはタングステ
ンの少なくとも１種の金属又はその化合物、例えばこれ
らの金属の酸化物、バナジン酸銀又は樹脂酸バナジウム
を用いることが開示されている。
【０００８】しかしながら、表面電極用の導電性組成物
にこのような添加剤を配合しても、焼成によって反射防
止層を介して半導体と表面電極との間に満足すべき導通
性が得られず、特に反射防止層として窒化ケイ素を用い
る場合には、充分な導通性が得られない。
にこのような添加剤を配合しても、焼成によって反射防
止層を介して半導体と表面電極との間に満足すべき導通
性が得られず、特に反射防止層として窒化ケイ素を用い
る場合には、充分な導通性が得られない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、表面
電極を形成させる部位の反射防止層をエッチングするこ
となく、焼成によって表面電極を形成するとともに、該
反射防止層を通して、半導体層からの電力を効率よく取
り出すのに充分な導通性を得ることができる導電性組成
物、及びそれを焼成して得られる電極を提供することで
ある。本発明のもう一つの課題は、反射防止層を介し
て、半導体と表面電極の間を導通させる方法を提供する
ことである。本発明の更なる課題は、発電した電力を効
率よく取り出し得る太陽電池を提供することである。
電極を形成させる部位の反射防止層をエッチングするこ
となく、焼成によって表面電極を形成するとともに、該
反射防止層を通して、半導体層からの電力を効率よく取
り出すのに充分な導通性を得ることができる導電性組成
物、及びそれを焼成して得られる電極を提供することで
ある。本発明のもう一つの課題は、反射防止層を介し
て、半導体と表面電極の間を導通させる方法を提供する
ことである。本発明の更なる課題は、発電した電力を効
率よく取り出し得る太陽電池を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、特に表面電
極を形成させるための導電性組成物に、ホウ素単体、金
属クロム又は塩化パラジウムを添加剤として配合するこ
とにより、上記の目的を達成し得ることを見出して、本
発明を完成するに至った。
極を形成させるための導電性組成物に、ホウ素単体、金
属クロム又は塩化パラジウムを添加剤として配合するこ
とにより、上記の目的を達成し得ることを見出して、本
発明を完成するに至った。
【００１１】すなわち、本発明の導電性組成物は、金属
（クロムを除く）粉及びガラスフリットを含み、更にホ
ウ素単体、金属クロム及び塩化パラジウムからなる群よ
り選ばれる添加剤を、該金属粉１００重量部に対して
０．００１〜５．０重量部配合することを特徴とする。
（クロムを除く）粉及びガラスフリットを含み、更にホ
ウ素単体、金属クロム及び塩化パラジウムからなる群よ
り選ばれる添加剤を、該金属粉１００重量部に対して
０．００１〜５．０重量部配合することを特徴とする。
【００１２】本発明の電極は、上記の導電性組成物を焼
成して得られるものである。本発明はまた、上記の導電
性組成物を、半導体の表面に形成された反射防止層の表
面に印刷又は塗布し、焼成して表面電極を形成すること
により、該反射防止層を介して該表面電極と該半導体層
の間を導通させる方法に関し；更に、ｐ−ｎ接合を有す
るシリコン半導体、反射防止層及び上記の表面電極を含
む太陽電池に関する。
成して得られるものである。本発明はまた、上記の導電
性組成物を、半導体の表面に形成された反射防止層の表
面に印刷又は塗布し、焼成して表面電極を形成すること
により、該反射防止層を介して該表面電極と該半導体層
の間を導通させる方法に関し；更に、ｐ−ｎ接合を有す
るシリコン半導体、反射防止層及び上記の表面電極を含
む太陽電池に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の導電性組成物に用いられ
る金属粉は、組成物に導電性を付与する成分であり、
銀、銅、ニッケル、ニッケル／銀合金、モリブデン、タ
ングステンなどが例示され、１種を用いても、２種以上
を併用してもよい。なお、クロム粉は、後述の添加剤と
して用いられるので、ここでいう金属粉からは除外され
る。本発明の特徴である反射防止層を介しての導通を可
能にするように、比較的高温、例えば６００〜８５０℃
において焼成する際に、還元性雰囲気でなくても表面酸
化による導電性の低下を示さないことから、銀粉が好ま
しい。金属粉の形状は、球状でもリン片状でもよく、ま
た各種形状のものを併用してもよい。球状粉の場合、平
均粒径は、通常０．１〜１５μmである。線幅の小さい
緻密な表面電極パターンを得るためには、０．１〜１．
０μmの球状粉が好ましい。
る金属粉は、組成物に導電性を付与する成分であり、
銀、銅、ニッケル、ニッケル／銀合金、モリブデン、タ
ングステンなどが例示され、１種を用いても、２種以上
を併用してもよい。なお、クロム粉は、後述の添加剤と
して用いられるので、ここでいう金属粉からは除外され
る。本発明の特徴である反射防止層を介しての導通を可
能にするように、比較的高温、例えば６００〜８５０℃
において焼成する際に、還元性雰囲気でなくても表面酸
化による導電性の低下を示さないことから、銀粉が好ま
しい。金属粉の形状は、球状でもリン片状でもよく、ま
た各種形状のものを併用してもよい。球状粉の場合、平
均粒径は、通常０．１〜１５μmである。線幅の小さい
緻密な表面電極パターンを得るためには、０．１〜１．
０μmの球状粉が好ましい。
【００１４】本発明の導電性組成物に用いられるガラス
フリットは、組成物を反射防止層に印刷又は塗布し、焼
成する際の密着性を向上させるための成分で、代表的に
はホウケイ酸ガラスが用いられ、軟化温度が４００℃以
上で焼成温度以下、例えば８００℃以下であるホウケイ
酸鉛ガラスフリットが好ましい。その形状は特に限定さ
れず、球状でも破砕粉状でもよい。平均粒径は、通常
０．５〜１５μmであり、１〜１０μmが好ましい。
フリットは、組成物を反射防止層に印刷又は塗布し、焼
成する際の密着性を向上させるための成分で、代表的に
はホウケイ酸ガラスが用いられ、軟化温度が４００℃以
上で焼成温度以下、例えば８００℃以下であるホウケイ
酸鉛ガラスフリットが好ましい。その形状は特に限定さ
れず、球状でも破砕粉状でもよい。平均粒径は、通常
０．５〜１５μmであり、１〜１０μmが好ましい。
【００１５】ガラスフリットの配合量は、金属粉１００
重量部に対して通常０．０５〜２０重量部であり、導電
性組成物の焼成によって得られた電極が界面剥離を示さ
ず、一方、ガラスの浮きやはんだ付け不良を生じないこ
とから、０．１〜５重量部が好ましく、１〜４重量部が
更に好ましい。
重量部に対して通常０．０５〜２０重量部であり、導電
性組成物の焼成によって得られた電極が界面剥離を示さ
ず、一方、ガラスの浮きやはんだ付け不良を生じないこ
とから、０．１〜５重量部が好ましく、１〜４重量部が
更に好ましい。
【００１６】本発明の導電性組成物に用いられる添加剤
は、該組成物を焼成して表面電極を形成させる際に、反
射防止層に導通性を与えるための成分であり、ホウ素単
体、金属クロム及び塩化パラジウムからなる群より選ば
れる。添加剤の平均粒径は、添加剤の種類によっても異
なるが、通常０．０１〜５０μmであり、ホウ素単体及
び塩化パラジウムの場合、上記の効果及び緻密な表面電
極パターンが得られることから、１．０μm以下の微粉
末が好ましい。これらのうち、ホウ素単体は、反射防止
層を介しての導通性が特に優れており、半導体の受光面
側がｐ型である太陽電池に適用するのに適している。
は、該組成物を焼成して表面電極を形成させる際に、反
射防止層に導通性を与えるための成分であり、ホウ素単
体、金属クロム及び塩化パラジウムからなる群より選ば
れる。添加剤の平均粒径は、添加剤の種類によっても異
なるが、通常０．０１〜５０μmであり、ホウ素単体及
び塩化パラジウムの場合、上記の効果及び緻密な表面電
極パターンが得られることから、１．０μm以下の微粉
末が好ましい。これらのうち、ホウ素単体は、反射防止
層を介しての導通性が特に優れており、半導体の受光面
側がｐ型である太陽電池に適用するのに適している。
【００１７】添加剤の量は、添加剤の種類、反射防止層
の厚さ及び焼成条件に応じて選択され、金属粉１００重
量部に対して０．００１〜５．０重量部であり、０．０
１〜２．０重量部が好ましく、０．０５〜１．２重量部
が更に好ましい。０．００１部未満では、焼成によって
反射防止層を介しての充分な導通が得られず、５．０重
量部を越えて用いても、それに見合う効果が得られず、
また半導体に悪影響を与えることがある。
の厚さ及び焼成条件に応じて選択され、金属粉１００重
量部に対して０．００１〜５．０重量部であり、０．０
１〜２．０重量部が好ましく、０．０５〜１．２重量部
が更に好ましい。０．００１部未満では、焼成によって
反射防止層を介しての充分な導通が得られず、５．０重
量部を越えて用いても、それに見合う効果が得られず、
また半導体に悪影響を与えることがある。
【００１８】本発明の導電性組成物には、これらのほか
に、必要に応じて各種の成分を配合することができる。
に、必要に応じて各種の成分を配合することができる。
【００１９】組成物に優れた印刷適性を与えるために、
バインダー樹脂を配合することが好ましい。バインダー
樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、
酢酸セルロースのようなセルロース誘導体のほか；アク
リル樹脂；アセタール樹脂；フェノール変性アルキド樹
脂、ひまし油脂肪酸変性アルキド樹脂のようなアルキド
樹脂などが例示され、１種を用いても、２種以上を併用
してもよい。
バインダー樹脂を配合することが好ましい。バインダー
樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、
酢酸セルロースのようなセルロース誘導体のほか；アク
リル樹脂；アセタール樹脂；フェノール変性アルキド樹
脂、ひまし油脂肪酸変性アルキド樹脂のようなアルキド
樹脂などが例示され、１種を用いても、２種以上を併用
してもよい。
【００２０】金属粉、ガラスフリット及び添加剤を分散
させ、バインダー樹脂を溶解して、組成物に適度の見掛
け粘度を与えるために、通常、溶媒を用いる。用いられ
る溶媒は、バインダー樹脂の種類によっても異なるが、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼ
ン、イソプロピルベンゼン、アミルベンゼン、ｐ−シメ
ン、テトラリンのような芳香族炭化水素類；α−テルピ
ネオールのようなテルペンアルコール；２−エトキシエ
タノール、２−プロポキシエタノール、２−ブトキシエ
タノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメ
チルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテルのようなエ
ーテルアルコール類；エチレングリコールモノブチルエ
ーテル酢酸エステル、ジエチレングリコールモノブチル
エーテル酢酸エステルのようなエーテルエステル類；酢
酸ベンジル、コハク酸ジメチルのようなエステル類；並
びにメチルイソブチルケトンのようなケトン類などが例
示され、単独でも、２種以上の混合物でもよい。これら
のうち、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチル
エーテルなどのエーテルアルコール類が好ましい。
させ、バインダー樹脂を溶解して、組成物に適度の見掛
け粘度を与えるために、通常、溶媒を用いる。用いられ
る溶媒は、バインダー樹脂の種類によっても異なるが、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼ
ン、イソプロピルベンゼン、アミルベンゼン、ｐ−シメ
ン、テトラリンのような芳香族炭化水素類；α−テルピ
ネオールのようなテルペンアルコール；２−エトキシエ
タノール、２−プロポキシエタノール、２−ブトキシエ
タノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメ
チルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテルのようなエ
ーテルアルコール類；エチレングリコールモノブチルエ
ーテル酢酸エステル、ジエチレングリコールモノブチル
エーテル酢酸エステルのようなエーテルエステル類；酢
酸ベンジル、コハク酸ジメチルのようなエステル類；並
びにメチルイソブチルケトンのようなケトン類などが例
示され、単独でも、２種以上の混合物でもよい。これら
のうち、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチル
エーテルなどのエーテルアルコール類が好ましい。
【００２１】導電性組成物には、更に、滑剤、分散助
剤、可塑剤などを配合しても差支えない。
剤、可塑剤などを配合しても差支えない。
【００２２】組成物の見掛け粘度は、スクリーン印刷に
用いる場合、常温において３０〜２００Pa・sが好まし
く、５０〜１００Pa・sが更に好ましい。
用いる場合、常温において３０〜２００Pa・sが好まし
く、５０〜１００Pa・sが更に好ましい。
【００２３】本発明の導電性組成物は、例えば、バイン
ダー樹脂と溶媒を含むビヒクルに、金属粉、ガラスフリ
ット、添加剤及び必要に応じて配合される他の成分を加
えて、三本ロール、ライカイ機、ポットミル、ニーダー
のような混合手段により、均一に分散させて調製でき
る。調製温度は特に限定されず、例えば常温で調製する
ことができる。
ダー樹脂と溶媒を含むビヒクルに、金属粉、ガラスフリ
ット、添加剤及び必要に応じて配合される他の成分を加
えて、三本ロール、ライカイ機、ポットミル、ニーダー
のような混合手段により、均一に分散させて調製でき
る。調製温度は特に限定されず、例えば常温で調製する
ことができる。
【００２４】半導体の表面に形成された反射防止層の表
面の、表面電極を形成させる部位に、本発明の導電性組
成物を印刷又は塗布して、パターンを形成できる。パタ
ーン形成方法としては、スクリーン印刷、ホトリソグラ
フィー、オフセット印刷、孔版印刷などが例示され、ス
クリーン印刷が好ましい。ついで、風乾又は７０〜２０
０℃に２〜１５分加熱するなどの方法によって溶媒を除
去し、更に焼成により、表面電極を形成させるととも
に、反射防止層を介して半導体と表面電極の間の導通を
可能にする。焼成温度は、ガラスフリットが充分に軟化
して、均一かつ緻密な電極を形成し、上記の導通性を付
与するとともに、半導体を劣化させないことから、通常
６００〜８５０℃であり、６５０〜８００℃が好まし
い。
面の、表面電極を形成させる部位に、本発明の導電性組
成物を印刷又は塗布して、パターンを形成できる。パタ
ーン形成方法としては、スクリーン印刷、ホトリソグラ
フィー、オフセット印刷、孔版印刷などが例示され、ス
クリーン印刷が好ましい。ついで、風乾又は７０〜２０
０℃に２〜１５分加熱するなどの方法によって溶媒を除
去し、更に焼成により、表面電極を形成させるととも
に、反射防止層を介して半導体と表面電極の間の導通を
可能にする。焼成温度は、ガラスフリットが充分に軟化
して、均一かつ緻密な電極を形成し、上記の導通性を付
与するとともに、半導体を劣化させないことから、通常
６００〜８５０℃であり、６５０〜８００℃が好まし
い。
【００２５】本発明の太陽電池は、シリコン半導体のｐ
−ｎ接合の受光によって生ずる起電力を、電流として取
り出すものである。以下、図１を参照して、本発明の太
陽電池を説明する。
−ｎ接合の受光によって生ずる起電力を、電流として取
り出すものである。以下、図１を参照して、本発明の太
陽電池を説明する。
【００２６】シリコン半導体１は、多結晶でも単結晶で
もよく、受光によって起電力を生じるように、ｐ−ｎ接
合２を有する。該ｐ−ｎ接合は、受光面に近く形成され
る。ｐ−ｎ接合の形成には、基板をｐ型とし、拡散によ
り受光面側をｎ型としてもよく、逆に基板をｎ型とし、
受光面側をｐ型としてもよい。
もよく、受光によって起電力を生じるように、ｐ−ｎ接
合２を有する。該ｐ−ｎ接合は、受光面に近く形成され
る。ｐ−ｎ接合の形成には、基板をｐ型とし、拡散によ
り受光面側をｎ型としてもよく、逆に基板をｎ型とし、
受光面側をｐ型としてもよい。
【００２７】太陽電池の受光面には、受光面における反
射を防止して受光効率を上げるために、ＣＶＤなど、任
意の方法によって反射防止層３を設ける。反射防止層と
しては、酸化チタン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素などが
例示され、デバイスとしての安定性が優れていることか
ら、窒化ケイ素が好ましい。反射防止層は、パッシベー
ション層としても機能することができる。反射防止層の
厚さは、通常０．０５〜１．０μmである。
射を防止して受光効率を上げるために、ＣＶＤなど、任
意の方法によって反射防止層３を設ける。反射防止層と
しては、酸化チタン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素などが
例示され、デバイスとしての安定性が優れていることか
ら、窒化ケイ素が好ましい。反射防止層は、パッシベー
ション層としても機能することができる。反射防止層の
厚さは、通常０．０５〜１．０μmである。
【００２８】反射防止層の表面に、前述の本発明の導電
性組成物を用いて、パターン状に表面電極４を設ける。
パターンの形状は、平行線状、格子状など、任意であ
る。すなわち、前述のように、印刷又は塗布によって反
射防止層の表面にパターンを形成し、溶剤を除去した
後、焼成を行って表面電極を形成する。
性組成物を用いて、パターン状に表面電極４を設ける。
パターンの形状は、平行線状、格子状など、任意であ
る。すなわち、前述のように、印刷又は塗布によって反
射防止層の表面にパターンを形成し、溶剤を除去した
後、焼成を行って表面電極を形成する。
【００２９】本発明の太陽電池の特徴は、このように表
面電極を形成する焼成工程において、該表面電極の下の
反射防止層を介して、半導体の拡散層と電極の間の導通
を生じ、受光により発生した起電力を、電流として効率
よく取り出すことが可能なことである。このような導通
は、添加剤の種類によっても異なるが、導電性組成物中
の添加剤がイオン化して反射防止層に拡散するか、添加
剤の還元作用により反射防止層を乱し、そこに細かい亀
裂を生じて、導電性物質が貫入するか、あるいはその両
方が起こることによる。
面電極を形成する焼成工程において、該表面電極の下の
反射防止層を介して、半導体の拡散層と電極の間の導通
を生じ、受光により発生した起電力を、電流として効率
よく取り出すことが可能なことである。このような導通
は、添加剤の種類によっても異なるが、導電性組成物中
の添加剤がイオン化して反射防止層に拡散するか、添加
剤の還元作用により反射防止層を乱し、そこに細かい亀
裂を生じて、導電性物質が貫入するか、あるいはその両
方が起こることによる。
【００３０】本発明の太陽電池は、そのほか、太陽電池
としての機能を果たすための要素を備えることができ
る。例えば、上述の表面電極４の表面に、太陽電池の信
頼性を向上させるためにはんだ層を設けてもよい。ま
た、一般に、半導体基板の裏面に、アルミニウムのよう
な導電性金属粉を焼結した裏電極５を設ける。
としての機能を果たすための要素を備えることができ
る。例えば、上述の表面電極４の表面に、太陽電池の信
頼性を向上させるためにはんだ層を設けてもよい。ま
た、一般に、半導体基板の裏面に、アルミニウムのよう
な導電性金属粉を焼結した裏電極５を設ける。
【００３１】
【実施例】以下、実施例によって、本発明を更に詳細に
説明する。実施例、比較例及び基準処方の配合比におい
て、部は重量部、％は重量％を表す。本発明は、これら
の実施例によって限定されるものではない。
説明する。実施例、比較例及び基準処方の配合比におい
て、部は重量部、％は重量％を表す。本発明は、これら
の実施例によって限定されるものではない。
【００３２】導電性組成物の調製 表１のような配合比及び各成分の詳細からなる基準処方
に、表２のように、銀粉の総量１００重量部に対して
０．１〜１．０重量部の添加剤を配合した導電性組成物
を調製した。調製の手順は、エチルセルロース溶液に、
２種類の銀粉、ガラスフリット及び添加剤を加え、三本
ロールを用いて均一になるまで混練し、更に任意量のジ
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて混練す
ることにより、２５℃における各組成物のリオン（株）
製ＶＴ０４粘度計による見掛け粘度が７０Pa・sになるよ
うに調節した。このようにして、本発明の組成物１〜７
及び比較組成物１１〜１４を調製した。ただし、比較組
成物１１は、添加剤を配合しない組成物である。
に、表２のように、銀粉の総量１００重量部に対して
０．１〜１．０重量部の添加剤を配合した導電性組成物
を調製した。調製の手順は、エチルセルロース溶液に、
２種類の銀粉、ガラスフリット及び添加剤を加え、三本
ロールを用いて均一になるまで混練し、更に任意量のジ
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて混練す
ることにより、２５℃における各組成物のリオン（株）
製ＶＴ０４粘度計による見掛け粘度が７０Pa・sになるよ
うに調節した。このようにして、本発明の組成物１〜７
及び比較組成物１１〜１４を調製した。ただし、比較組
成物１１は、添加剤を配合しない組成物である。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例１〜４、比較例１ 一辺が１０mmの単結晶シリコンの一方の表面に、プラズ
マＣＶＤにより、厚さ８，０００Åの窒化ケイ素層を形
成させた。このようにして得られた試験片を、各実施例
又は比較例ごとに２個とり、その窒化ケイ素層の表面
に、表３に示すように、本発明の組成物１及び５〜７、
並びに比較組成物１１をそれぞれスクリーン印刷して、
一辺が１．５mmの正方形パターンを９個形成させた。
マＣＶＤにより、厚さ８，０００Åの窒化ケイ素層を形
成させた。このようにして得られた試験片を、各実施例
又は比較例ごとに２個とり、その窒化ケイ素層の表面
に、表３に示すように、本発明の組成物１及び５〜７、
並びに比較組成物１１をそれぞれスクリーン印刷して、
一辺が１．５mmの正方形パターンを９個形成させた。
【００３６】ついで、ベルトを備えた電気炉を用いて、
焼成を行った。すなわち、炉の中心部の温度を６８０℃
に設定して、該中心部に試験片が４０秒間滞留するよう
にベルトで試験片を送って焼成を行うことにより、印刷
された導電性組成物から表面電極を作製した。
焼成を行った。すなわち、炉の中心部の温度を６８０℃
に設定して、該中心部に試験片が４０秒間滞留するよう
にベルトで試験片を送って焼成を行うことにより、印刷
された導電性組成物から表面電極を作製した。
【００３７】このようにして得られた表面電極と、単結
晶シリコンとの間の抵抗値を、Keithley社製Multimeter
2001を用いて測定し、１８個の測定値の中心値を出し
て、それを窒化ケイ素層を介しての抵抗値とした。その
結果は、表３に示すとおりであった。
晶シリコンとの間の抵抗値を、Keithley社製Multimeter
2001を用いて測定し、１８個の測定値の中心値を出し
て、それを窒化ケイ素層を介しての抵抗値とした。その
結果は、表３に示すとおりであった。
【００３８】
【表３】
【００３９】焼成後の試験片を切断して、断面の窒化ケ
イ素層の状態を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子
（株）製、ＪＳＭ−５６００）及び電子分散Ｘ線分析装
置（ＥＤＳ、日本電子（株）製、ＪＥＤ−２２００）に
よって観察した結果、ホウ素単体を配合した実施例１の
試験片では、窒化ケイ素層が一部乱されて細かい亀裂を
生じ、そこに導電性物質が貫入して、表面電極とシリコ
ン基板との間に導通路が形成されていることを、ＳＥＭ
によって確認した。また、金属クロムを配合した実施例
２の試験片では、クロムイオンが窒化ケイ素層に拡散し
ていることを、ＥＤＳによって確認した。
イ素層の状態を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子
（株）製、ＪＳＭ−５６００）及び電子分散Ｘ線分析装
置（ＥＤＳ、日本電子（株）製、ＪＥＤ−２２００）に
よって観察した結果、ホウ素単体を配合した実施例１の
試験片では、窒化ケイ素層が一部乱されて細かい亀裂を
生じ、そこに導電性物質が貫入して、表面電極とシリコ
ン基板との間に導通路が形成されていることを、ＳＥＭ
によって確認した。また、金属クロムを配合した実施例
２の試験片では、クロムイオンが窒化ケイ素層に拡散し
ていることを、ＥＤＳによって確認した。
【００４０】実施例５〜８、比較例２〜５ 窒化ケイ素層の厚さを８００Å、焼成温度を７００℃と
した以外は、前述の実施例と同様にして、表４に示すよ
うに、本発明の組成物２〜５及び比較組成物１１〜１４
を用いて表面電極を作製し、抵抗値の測定を行った。そ
の結果は、表４に示すとおりであった。
した以外は、前述の実施例と同様にして、表４に示すよ
うに、本発明の組成物２〜５及び比較組成物１１〜１４
を用いて表面電極を作製し、抵抗値の測定を行った。そ
の結果は、表４に示すとおりであった。
【００４１】
【表４】
【００４２】以上の結果から、本発明による導電性組成
物は、電極を形成する焼成工程において、窒化ケイ素層
を介して、半導体と電極との間に優れた導通性を与え
る。得られた導通性は、添加剤を用いない基準処方の導
電性組成物を用いた場合よりきわめて高いばかりか、従
来から同様の目的に用いられている酸化バナジウム、バ
ナジン酸アンモニウム又はモリブデンを添加剤とした組
成物を用いた場合に比べても、優れていることが確認さ
れた。
物は、電極を形成する焼成工程において、窒化ケイ素層
を介して、半導体と電極との間に優れた導通性を与え
る。得られた導通性は、添加剤を用いない基準処方の導
電性組成物を用いた場合よりきわめて高いばかりか、従
来から同様の目的に用いられている酸化バナジウム、バ
ナジン酸アンモニウム又はモリブデンを添加剤とした組
成物を用いた場合に比べても、優れていることが確認さ
れた。
【００４３】
【発明の効果】本発明によって、表面電極を形成させる
導電性組成物に特定の添加剤を配合することにより、焼
成によって表面電極を形成させる工程で、反射防止層を
介して、半導体層と表面電極の間に導通性が得られ、電
力を効率よく取り出すことが可能である。本発明に用い
られる添加剤の効果は、各種の反射防止層について、表
面電極形成用の導電性組成物に配合される従来の添加剤
に比べて優れている。そしてこの効果は、反射防止層と
して、従来からこのような方法で導通性を付与させるこ
とが困難とされていた窒化ケイ素層を用いる際に、特に
顕著である。
導電性組成物に特定の添加剤を配合することにより、焼
成によって表面電極を形成させる工程で、反射防止層を
介して、半導体層と表面電極の間に導通性が得られ、電
力を効率よく取り出すことが可能である。本発明に用い
られる添加剤の効果は、各種の反射防止層について、表
面電極形成用の導電性組成物に配合される従来の添加剤
に比べて優れている。そしてこの効果は、反射防止層と
して、従来からこのような方法で導通性を付与させるこ
とが困難とされていた窒化ケイ素層を用いる際に、特に
顕著である。
【００４４】本発明によって、受光面に反射防止層を設
けながら、表面電極を形成させる部位の該反射防止層を
エッチングにより除去する煩雑な工程なしに、高い効率
の太陽電池を容易に得ることが可能であり、その工業的
意義は大きい。
けながら、表面電極を形成させる部位の該反射防止層を
エッチングにより除去する煩雑な工程なしに、高い効率
の太陽電池を容易に得ることが可能であり、その工業的
意義は大きい。
【図１】本発明の代表的な太陽電池の断面図である。
１ シリコン半導体 ２ ｐ−ｎ接合 ３ 反射防止層 ４ 表面電極 ５ 裏電極
Claims (7)
- 【請求項１】 金属（クロムを除く）粉及びガラスフリ
ットを含む導電性組成物において、更にホウ素単体、金
属クロム及び塩化パラジウムからなる群より選ばれる添
加剤を、該金属粉１００重量部に対して０．００１〜
５．０重量部配合することを特徴とする導電性組成物。 - 【請求項２】 該金属粉が、銀粉である、請求項１記載
の導電性組成物。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の導電性組成物を焼
成して得られる電極。 - 【請求項４】 該電極が、太陽電池の表面電極である、
請求項３記載の電極。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載の導電性組成物を、
半導体の表面に形成された反射防止層の表面に印刷又は
塗布し、焼成して表面電極を形成することにより、該反
射防止層を介して該表面電極と該半導体層の間を導通さ
せる方法。 - 【請求項６】 ｐ−ｎ接合を有するシリコン半導体、反
射防止層及び請求項４記載の表面電極を含む太陽電池。 - 【請求項７】 該反射防止層が、窒化ケイ素からなる、
請求項６記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27192199A JP4153628B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 導電性組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27192199A JP4153628B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 導電性組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093326A true JP2001093326A (ja) | 2001-04-06 |
| JP4153628B2 JP4153628B2 (ja) | 2008-09-24 |
Family
ID=17506732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27192199A Expired - Lifetime JP4153628B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 導電性組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4153628B2 (ja) |
Cited By (15)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004128411A (ja) * | 2002-10-07 | 2004-04-22 | Sharp Corp | 太陽電池セルおよびその製造方法 |
| JP2006073617A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sharp Corp | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2007266328A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Kyocera Corp | 光電変換素子、およびそれから構成される光電変換モジュール |
| JP2008159794A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池集電極の形成装置及び太陽電池集電極の形成方法 |
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| US7558047B2 (en) | 2004-04-23 | 2009-07-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic component and method for producing the same |
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| EP2317523A1 (en) | 2009-10-28 | 2011-05-04 | Shoei Chemical Inc. | Conductive paste for forming a solar cell electrode |
| EP2317561A2 (en) | 2009-10-28 | 2011-05-04 | Shoei Chemical Inc. | Solar cell device and manufacturing method therefor |
| WO2012046719A1 (ja) | 2010-10-07 | 2012-04-12 | 昭栄化学工業株式会社 | 太陽電池素子およびその製造方法 |
| EP2472569A1 (en) * | 2009-08-27 | 2012-07-04 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Diffusion agent composition, method of forming impurity diffusion layer, and solar cell |
| WO2014156964A1 (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 昭栄化学工業株式会社 | 太陽電池素子表面電極用導電性ペースト及び太陽電池素子の製造方法 |
| KR20170129121A (ko) | 2015-03-13 | 2017-11-24 | 소에이 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 태양 전지 전극 형성용 도전성 페이스트 |
| US10804003B2 (en) | 2017-10-03 | 2020-10-13 | Shoei Chemical Inc. | Conductive paste for forming solar cell electrode |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27192199A patent/JP4153628B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9620367B2 (en) | 2009-08-27 | 2017-04-11 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Diffusion agent composition, method of forming impurity diffusion layer, and solar cell |
| EP2472569A1 (en) * | 2009-08-27 | 2012-07-04 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Diffusion agent composition, method of forming impurity diffusion layer, and solar cell |
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| US8962981B2 (en) | 2009-10-28 | 2015-02-24 | Shoei Chemical Inc. | Solar cell device and manufacturing method therefor |
| US10347787B2 (en) | 2009-10-28 | 2019-07-09 | Shoei Chemical Inc. | Method for forming a solar cell electrode with conductive paste |
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|---|---|
| JP4153628B2 (ja) | 2008-09-24 |
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