JP2001313402A - 太陽電池用ペースト材料 - Google Patents
太陽電池用ペースト材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極材料やｐ+層を形成するためのペースト
材料を焼き付けて形成する際に、Ｓｉ基板の反りによる
製造歩留りの低下を招くという問題があった。 【解決手段】 Ｓｉ基板の表面に電極を形成するために
用いる太陽電池用ペースト材料において、前記ペースト
材料が、Ａｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に対し
て０．５〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応
じて加えられる有機結合剤とからなる。また、Ｓｉ基板
の一主面ン側にｐ+層を形成するために用いる太陽電池
用ペースト材料において、前記ペースト材料が、Ａｌ粉
末と、このＡｌ粉末１００重量部に対して０．５〜５０
重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応じて加えられる
有機結合剤とから成る。
材料を焼き付けて形成する際に、Ｓｉ基板の反りによる
製造歩留りの低下を招くという問題があった。 【解決手段】 Ｓｉ基板の表面に電極を形成するために
用いる太陽電池用ペースト材料において、前記ペースト
材料が、Ａｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に対し
て０．５〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応
じて加えられる有機結合剤とからなる。また、Ｓｉ基板
の一主面ン側にｐ+層を形成するために用いる太陽電池
用ペースト材料において、前記ペースト材料が、Ａｌ粉
末と、このＡｌ粉末１００重量部に対して０．５〜５０
重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応じて加えられる
有機結合剤とから成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池用ペースト
材料に関し、特に太陽電池の電極やｐ+層を形成するた
めのペースト材料に関する。
材料に関し、特に太陽電池の電極やｐ+層を形成するた
めのペースト材料に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の太陽電池は、ｐ型Ｓｉ基板の表面側に、ｎ+層を設け
ると共に、裏面側にｐ+層を設けてｎ+／ｐ／ｐ+接合を
形成し、ｎ+層上に受光面電極を形成すると共に、ｐ+層
上に裏面電極を形成した構造を有している。また、一般
には受光面側に反射防止膜等も設けられる。
の太陽電池は、ｐ型Ｓｉ基板の表面側に、ｎ+層を設け
ると共に、裏面側にｐ+層を設けてｎ+／ｐ／ｐ+接合を
形成し、ｎ+層上に受光面電極を形成すると共に、ｐ+層
上に裏面電極を形成した構造を有している。また、一般
には受光面側に反射防止膜等も設けられる。
【０００３】この太陽電池の受光面電極と裏面電極の形
成には、自動化が容易で生産性が高いことから、印刷法
が広く用いられている。この印刷法は、金属粉末とガラ
ス粉末などを有機結合剤や有機溶剤と混練したペースト
状の物質をスクリーン印刷法などで塗布して焼き付ける
方法である。
成には、自動化が容易で生産性が高いことから、印刷法
が広く用いられている。この印刷法は、金属粉末とガラ
ス粉末などを有機結合剤や有機溶剤と混練したペースト
状の物質をスクリーン印刷法などで塗布して焼き付ける
方法である。
【０００４】一方、ｐ+層の形成にも印刷法が広く用い
られており、このためのペースト状物質もｐ+層形成用
アルミニウムペーストとして市販されている。このアル
ミニウムペーストは、例えばＡｌ粉末が７０重量％、ガ
ラスフリットが１重量％、有機結合剤が３重量％、有機
結合剤が２６重量％などから成る。
られており、このためのペースト状物質もｐ+層形成用
アルミニウムペーストとして市販されている。このアル
ミニウムペーストは、例えばＡｌ粉末が７０重量％、ガ
ラスフリットが１重量％、有機結合剤が３重量％、有機
結合剤が２６重量％などから成る。
【０００５】しかし、従来のアルミニウムペーストをＳ
ｉ基板上に印刷して乾燥して焼き付けると、次のような
問題があった。すなわち、アルミニウムペーストを焼き
付けると、Ａｌ層とＳｉ基板の熱膨張率の違いから、焼
き付け後にＳｉ基板が反り、焼き付け後のカセット収納
や次工程での製造プロセスにおいて、自動機のハンドリ
ングミス等が生じ易く、太陽電池素子の割れや欠けを発
生させ、製造歩留りを低下させるという問題があった。
ｉ基板上に印刷して乾燥して焼き付けると、次のような
問題があった。すなわち、アルミニウムペーストを焼き
付けると、Ａｌ層とＳｉ基板の熱膨張率の違いから、焼
き付け後にＳｉ基板が反り、焼き付け後のカセット収納
や次工程での製造プロセスにおいて、自動機のハンドリ
ングミス等が生じ易く、太陽電池素子の割れや欠けを発
生させ、製造歩留りを低下させるという問題があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、電極材料やｐ+層を形成するた
めのペースト材料を焼き付けて形成する際に、Ｓｉ基板
の反りによる製造歩留りの低下を招くという従来の問題
点を解消した太陽電池用ペースト材料を提供することを
目的とする。
てなされたものであり、電極材料やｐ+層を形成するた
めのペースト材料を焼き付けて形成する際に、Ｓｉ基板
の反りによる製造歩留りの低下を招くという従来の問題
点を解消した太陽電池用ペースト材料を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る太陽電池用ペースト材料では、Ｓｉ
基板の表面に電極を形成するために用いられる太陽電池
用ペースト材料において、前記ペースト材料がＡｌ粉末
と、このＡｌ粉末１００重量部に対して０．３〜５０重
量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応じて添加される有
機結合剤とから成ることを特徴とする。
に、請求項１に係る太陽電池用ペースト材料では、Ｓｉ
基板の表面に電極を形成するために用いられる太陽電池
用ペースト材料において、前記ペースト材料がＡｌ粉末
と、このＡｌ粉末１００重量部に対して０．３〜５０重
量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応じて添加される有
機結合剤とから成ることを特徴とする。
【０００８】また、請求項２に係る太陽電池用ペースト
材料では、Ｓｉ基板の一主面側にｐ +層を形成するため
に用いられる太陽電池用ペースト材料において、前記ペ
ースト材料がＡｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に
対して０．３〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要
に応じて添加される有機結合剤とから成ることを特徴と
する。
材料では、Ｓｉ基板の一主面側にｐ +層を形成するため
に用いられる太陽電池用ペースト材料において、前記ペ
ースト材料がＡｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に
対して０．３〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要
に応じて添加される有機結合剤とから成ることを特徴と
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明に係るペー
スト材料を用いて形成される太陽電池の構成を示す図で
あり、１はＳｉ基板、２はｎ+層、３はｐ+層、４は受光
面電極、５は裏面電極であるＳｉ基板１としては、一主
面側に０．３〜０．５μｍ程度の深さを有する比抵抗約
１．５×１０-3Ω・ｃｍ程度のｎ+層２を形成した比抵
抗１〜５Ω・ｃｍ程度のｐ型Ｓｉ基板１を用いる。
図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明に係るペー
スト材料を用いて形成される太陽電池の構成を示す図で
あり、１はＳｉ基板、２はｎ+層、３はｐ+層、４は受光
面電極、５は裏面電極であるＳｉ基板１としては、一主
面側に０．３〜０．５μｍ程度の深さを有する比抵抗約
１．５×１０-3Ω・ｃｍ程度のｎ+層２を形成した比抵
抗１〜５Ω・ｃｍ程度のｐ型Ｓｉ基板１を用いる。
【００１０】本発明のペースト材料は、Ａｌ粉末と、こ
のＡｌ粉末１００重量部に対して０．５〜５０重量部の
Ｓｉと、有機溶剤と、必要に応じて加えられる有機結合
剤とからなる。
のＡｌ粉末１００重量部に対して０．５〜５０重量部の
Ｓｉと、有機溶剤と、必要に応じて加えられる有機結合
剤とからなる。
【００１１】本発明の構成成分中のＡｌ粉末、有機溶
剤、有機結合剤は、従来のＡｌペーストで用いられるも
のと同様のものを用いることができる。Ａｌ粉末として
は粒径１０μｍ以下のものが、有機溶剤としては多価ア
ルコール系のものが、有機結合剤としてはセルロース系
化合物やポリメタクリレート系化合物などが特に好適に
用いられる。Ｓｉ粉末としては表面を安定化処理したも
のが用いられる。
剤、有機結合剤は、従来のＡｌペーストで用いられるも
のと同様のものを用いることができる。Ａｌ粉末として
は粒径１０μｍ以下のものが、有機溶剤としては多価ア
ルコール系のものが、有機結合剤としてはセルロース系
化合物やポリメタクリレート系化合物などが特に好適に
用いられる。Ｓｉ粉末としては表面を安定化処理したも
のが用いられる。
【００１２】表面を安定化処理した粒径１０μｍ以下の
Ａｌ粉末と安定化処理した粒径１０μｍ以下のＳｉ粉末
に、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶解した
ものを加えながら混練し、粘度が約２００ポイズ（ずり
速度１００／秒）のペースト材料を調整する。
Ａｌ粉末と安定化処理した粒径１０μｍ以下のＳｉ粉末
に、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶解した
ものを加えながら混練し、粘度が約２００ポイズ（ずり
速度１００／秒）のペースト材料を調整する。
【００１３】このペースト材料をｐ型Ｓｉ基板１の反対
面の全面にスクリーン印刷して乾燥し、空気中の７００
〜８５０℃で１０分〜３０分間程度焼き付けてｐ+層３
と裏面電極５を形成する。
面の全面にスクリーン印刷して乾燥し、空気中の７００
〜８５０℃で１０分〜３０分間程度焼き付けてｐ+層３
と裏面電極５を形成する。
【００１４】次に、前記ｎ+層２にＡｇペーストをくし
歯状にスクリーン印刷して、空気中の６００℃程度で１
０分間程度焼き付けて受光面電極４を形成する。
歯状にスクリーン印刷して、空気中の６００℃程度で１
０分間程度焼き付けて受光面電極４を形成する。
【００１５】本発明のペースト材料は、Ｓｉ基板１上に
印刷して焼き付けても、Ｓｉ基板に反りが発生しない。
本発明のＡｌペーストが従来のＡｌペーストに比べて非
常に良好なペースト材料であるのは、次のような理由に
よる。ｐ+層３を形成するために必要な焼成温度は約７
００℃以上であり、Ａｌペーストを焼き付けると、Ａｌ
が溶解してｐ型ドーパントとしてｐ+層３を形成する。
また、電極として用いる場合には、必要な焼成温度は約
５００〜８００℃である。このときもＡｌペーストを焼
き付けると、Ａｌが溶解してＡｌ層が形成される。いず
れの場合においても、熱膨張率がＳｉでは２．５×１０
-6ｄｅｇ-1、アルミニウムでは２３．２５×１０-6ｄｅ
ｇ-1と約１０倍程度異なるため、焼き付け後にはＳｉ基
板１に反りが発生する。一方、本発明によるペースト材
料では、Ｓｉを添加したことによって熱膨張率の差が低
減され、反りが低減される。
印刷して焼き付けても、Ｓｉ基板に反りが発生しない。
本発明のＡｌペーストが従来のＡｌペーストに比べて非
常に良好なペースト材料であるのは、次のような理由に
よる。ｐ+層３を形成するために必要な焼成温度は約７
００℃以上であり、Ａｌペーストを焼き付けると、Ａｌ
が溶解してｐ型ドーパントとしてｐ+層３を形成する。
また、電極として用いる場合には、必要な焼成温度は約
５００〜８００℃である。このときもＡｌペーストを焼
き付けると、Ａｌが溶解してＡｌ層が形成される。いず
れの場合においても、熱膨張率がＳｉでは２．５×１０
-6ｄｅｇ-1、アルミニウムでは２３．２５×１０-6ｄｅ
ｇ-1と約１０倍程度異なるため、焼き付け後にはＳｉ基
板１に反りが発生する。一方、本発明によるペースト材
料では、Ｓｉを添加したことによって熱膨張率の差が低
減され、反りが低減される。
【００１６】さらに、Ｓｉの配合割合はＡｌ粉末１００
重量部に対し、０．５〜５０重量部としなければならな
い。０．５重量部未満の配合割合では、Ｓｉ基板１に反
りが発生する。５０重量部を超える配合割合では、均一
なｐ+層３が形成されず、また電極の固有抵抗がやや高
くなり、太陽電池の効率低下を招き易くなる。
重量部に対し、０．５〜５０重量部としなければならな
い。０．５重量部未満の配合割合では、Ｓｉ基板１に反
りが発生する。５０重量部を超える配合割合では、均一
なｐ+層３が形成されず、また電極の固有抵抗がやや高
くなり、太陽電池の効率低下を招き易くなる。
【００１７】したがって、上記ペースト材料は、従来の
ペーストを用いた場合のように、焼き付け後にＳｉ基板
１が反り、焼き付け後のカセット収納や次工程での製造
プロセスにおいて自動機のハンドリングミスなどを生じ
易く、素子の割れや欠けを発生させたり、製造歩留りを
低下させるという問題がない。
ペーストを用いた場合のように、焼き付け後にＳｉ基板
１が反り、焼き付け後のカセット収納や次工程での製造
プロセスにおいて自動機のハンドリングミスなどを生じ
易く、素子の割れや欠けを発生させたり、製造歩留りを
低下させるという問題がない。
【００１８】
【実施例】表面を安定化処理した粒径１０μｍ以下のＡ
ｌ粉末と表面を安定化処理した粒径１０μｍ以下のＳｉ
粉末（配合割合はＡｌ粉末１００重量部に対して１０重
量部）とを秤量した。これにエチルセルロース１０重量
部をα−テルピネオール９０重量部に溶解したものを加
えながら混練し、粘度が約２００ポイズ（ずり速度１０
０／秒）のペースト材料を調整した。
ｌ粉末と表面を安定化処理した粒径１０μｍ以下のＳｉ
粉末（配合割合はＡｌ粉末１００重量部に対して１０重
量部）とを秤量した。これにエチルセルロース１０重量
部をα−テルピネオール９０重量部に溶解したものを加
えながら混練し、粘度が約２００ポイズ（ずり速度１０
０／秒）のペースト材料を調整した。
【００１９】図１に示すｐ型Ｓｉ基板１（比抵抗１．５
Ω・ｃｍ、１５ｃｍ角ウェハ）の表面にイオン打ち込み
法で深さ０．５μｍのｎ+層２（比抵抗約１．５×１０
-3Ω・ｃｍ）を形成したものを用いた。
Ω・ｃｍ、１５ｃｍ角ウェハ）の表面にイオン打ち込み
法で深さ０．５μｍのｎ+層２（比抵抗約１．５×１０
-3Ω・ｃｍ）を形成したものを用いた。
【００２０】次に、このｐ型Ｓｉ基板１の反対面の全面
に上記ペーストをスクリーン印刷し、１５０℃、１０分
間の乾燥処理をした。
に上記ペーストをスクリーン印刷し、１５０℃、１０分
間の乾燥処理をした。
【００２１】次に、これを空気中の７５０℃で３０分間
焼き付けてｐ+層３と裏面電極５を形成した。
焼き付けてｐ+層３と裏面電極５を形成した。
【００２２】次に、前記ｎ+層２にＡｇペーストをくし
型状にスクリーン印刷し、１５０℃で１０分間の乾燥処
理をした。
型状にスクリーン印刷し、１５０℃で１０分間の乾燥処
理をした。
【００２３】次に、これを空気中で６００℃で１０分間
焼き付けて受光面電極４を形成した。このようにして作
成した太陽電池の反り量および光照射下での電流−電圧
特性（Ｖ−Ｉ）を調べた。なお、反り量とは、図２に示
すように、Ｓｉ基板１の厚さ方向における最底部と最上
部との間の寸法である。
焼き付けて受光面電極４を形成した。このようにして作
成した太陽電池の反り量および光照射下での電流−電圧
特性（Ｖ−Ｉ）を調べた。なお、反り量とは、図２に示
すように、Ｓｉ基板１の厚さ方向における最底部と最上
部との間の寸法である。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１に示したごとく、Ｓｉ粉末を配合した
本発明のペースト材料を用いた太陽電池は、反りを防止
するのみでなく、有効なｐ+層および電極としても使用
でき、従来のＡｌペースト（表１の比較例）に比べて非
常に優れていることが確認された。
本発明のペースト材料を用いた太陽電池は、反りを防止
するのみでなく、有効なｐ+層および電極としても使用
でき、従来のＡｌペースト（表１の比較例）に比べて非
常に優れていることが確認された。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る太陽電池
用ペースト材料は、Ａｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重
量部に対して０．５〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤
と、必要に応じて加えられる有機結合剤とからなるもの
であり、太陽電池の電極用ペースト材料として用いる
と、比較的大面積の素子に均一な電極を有する太陽電池
素子を形成することができる。
用ペースト材料は、Ａｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重
量部に対して０．５〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤
と、必要に応じて加えられる有機結合剤とからなるもの
であり、太陽電池の電極用ペースト材料として用いる
と、比較的大面積の素子に均一な電極を有する太陽電池
素子を形成することができる。
【００２７】また、請求項２に係る太陽電池用ペースト
材料は、Ａｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に対し
て０．５〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応
じて加えられる有機結合剤とからなるものであり、太陽
電池の電極用ペースト材料として用いると、太陽電池な
どの比較的大面積の素子に均一な接合を有する太陽電池
素子を形成することができる。
材料は、Ａｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に対し
て０．５〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に応
じて加えられる有機結合剤とからなるものであり、太陽
電池の電極用ペースト材料として用いると、太陽電池な
どの比較的大面積の素子に均一な接合を有する太陽電池
素子を形成することができる。
【図１】本発明のペースト材料が用いられる太陽電池の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図２】反り量を説明するための図である。
１：ｐ型Ｓｉ基板、２：ｎ+層、３：ｐ+層、４：受光面
電極、５：裏面電極
電極、５：裏面電極
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ基板の表面に電極を形成するために
用いられる太陽電池用ペースト材料において、前記ペー
スト材料がＡｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量部に対
して０．３〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、必要に
応じて添加される有機結合剤とから成ることを特徴とす
る太陽電池用ペースト材料。 - 【請求項２】 Ｓｉ基板の一主面側にｐ+層を形成する
ために用いられる太陽電池用ペースト材料において、前
記ペースト材料がＡｌ粉末と、このＡｌ粉末１００重量
部に対して０．３〜５０重量部のＳｉと、有機溶剤と、
必要に応じて添加される有機結合剤とから成ることを特
徴とする太陽電池用ペースト材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130857A JP2001313402A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 太陽電池用ペースト材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130857A JP2001313402A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 太陽電池用ペースト材料 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010185683A Division JP5430520B2 (ja) | 2010-08-21 | 2010-08-21 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001313402A true JP2001313402A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18639867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130857A Pending JP2001313402A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 太陽電池用ペースト材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001313402A (ja) |
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-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130857A patent/JP2001313402A/ja active Pending
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