JP2008159912A - 光電変換素子用導電性ペーストの作製方法、光電変換素子、および光電変換素子の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の裏面電極形成に伴う半導体基板の反りを抑制し、かつ面抵抗が小さく、密着強度が高い裏面電極を形成できる導電性ペーストを提供する。
【解決手段】裏面電極５の軟化点が４００℃以下のガラス粉末があらかじめ固着させてなるＡｌ粉末を用いる。これにより、ガラス粉末が裏面電極５の内部において微細均一に分散してなる状態が実現される。ガラス粉末が係る態様で存在することで、従来よりも低い３００℃〜５００℃という焼成温度でＡｌを液相焼結させることができる。これにより、焼成時に電極層と半導体基板との間に生じる応力の発生が抑制され、結果として、両者の熱膨張差に伴う半導体基板の反りは抑制されることになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電変換素子用導電性ペーストおよびこれを用いて作製する光電変換素子に関し、特に、太陽電池の裏面電極層の形成に好適な導電性ペースト、およびこれを用いて作製する太陽電池に関する。

近年、環境保護の観点から家庭用の太陽電池の需要が著しく増加する傾向にある。太陽電池の構成としては、ｐ型のＳｉ基板の表面側にｎ⁺層を設け、裏面側にｐ⁺層を設けることでｎ⁺／ｐ／ｐ⁺接合を形成し、さらに受光面側となるｎ⁺層側に受光面電極を備え、反対側のｐ⁺層側には裏面電極を備える態様が、従来より広く採用されている。また、受光面側に反射防止膜を設けることも一般的である。

電極形成には、印刷法（塗布法）が広く用いられる。印刷法は、自動化が容易で生産性が高いという利点を有していることから、種々の電子デバイスの電極形成の手法として一般的な手法である。印刷法は、導電を担う金属粉末を有機バインダーや有機溶剤と混練した導電性ペースト（導体ペースト）をスクリーン印刷などの手法で被形成体に塗布した後、これを熱処理炉内で焼成することで有機成分を蒸発させ、金属粉末の焼結体としての電極を形成する手法である。

太陽電池の場合は、金属Ａｌ粉末を含む導電性ペースト（Ａｌペースト）をＳｉ基板の裏面側に塗布し、これを焼成することで、裏面電極の形成のみならずｐ⁺層の形成も併せて行える。具体的には、焼成によって裏面電極となるＡｌを主成分とするＡｌ電極層が形成される際に、ＡｌがＳｉ基板に拡散することで、Ａｌを不純物として含むｐ⁺層が形成される。裏面電極は、太陽電池において発生した電気を取り出す集電電極の役割を果たすものであり、ｐ⁺層は、いわゆるＢＳＦ（Back Surface Field）効果を生じさせることで、裏面電極における集電効率を高める役割を果たしている。

一方、太陽電池のコストダウンを図るべく、Ｓｉ基板の厚みを２００μｍ以下とする薄層化が検討されている。係る薄層化を実現する上での問題点として、Ｓｉ基板を薄くするほど、Ａｌ電極層との熱膨張差に起因した反りがＳｉ基板に生じやすくなるということがある。Ｓｉの熱膨張率は２．５×１０^-6／ｄｅｇであるのに対し、Ａｌは２３．２５×１０^-6／ｄｅｇと、両者は約１０倍程度異なっている。この問題の解決を意図とする技術もすでに公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２２３８１３号公報

上述したＳｉ基板の反りは、ＡｌペーストをＳｉ基板上に印刷し、焼成した後の降温時に、Ａｌ電極層とＳｉ基板の熱膨張の違いに起因して生じるものである。具体的にいえば、焼成時に５００〜６００℃の温度に達すると、不動態としての役割を果たしていたＡｌ粒子表面の非晶質酸化膜が結晶質に変わってＡｌの酸化が急激に進む一方で、酸化膜の間からＡｌ粒子が露出し瞬間的にネック成長することで焼結は進行するが、その過程でＡｌ電極層とＳｉ基板との間に生じる応力を、両者の熱膨張差が大きいために降温時には吸収できなくなることが、反りの生じる原因である。

このような反りが生じると、その後の工程において自動機へのハンドリングミスが生じやすく、太陽電池素子の割れや欠けを発生させ、製造歩留まりを低下させるという問題がある。

係る問題の解決策として、Ａｌペーストの塗布量を減らしてＡｌ電極層を薄くすることにより、反る力を物理的に軽減する手法が想定される。しかしながらこの手法ではＳｉ基板へのＡｌの拡散量が少なくなり、ｐ⁺層が形成されにくく、発電効率が低下するという問題がある。

特許文献１には、Ａｌ粉末と、有機ビヒクルと、Ａｌよりも熱膨張率が小さくかつＡｌの融点よりも溶融温度、軟化温度、分解温度のいずれかが高い無機化合物、具体的にはＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃などを添加したペーストを用いて、裏面電極を形成する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示の方法では、Ｓｉ基板の反りを低減することはできるものの、ペーストに添加した無機化合物が焼成後もそのままの形で存在するため、裏面電極内のＡｌ粒子同士の結合が弱く、密着強度が低いという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池その他の光電変換素子の作製に用いる導電性ペーストであって、半導体基板の裏面電極形成に伴う反りを抑制すると共に、面抵抗が小さく、密着強度が高い裏面電極を形成することができる導電性ペースト、およびこれを用いて作製する光電変換素子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、光電変換素子用の半導体基板に電極を形成するための導電性ペーストの作製方法であって、導電性材料としてＡｌ粉末の表面に軟化点が４００℃以下であるガラス粉末を固着させてなる複合Ａｌ粉末を用いる、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法であって、前記所定のＡｌ粉末の平均粒径が１μｍ以下である、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法であって、前記所定のガラス粉末の平均粒径が２００ｎｍ以下である、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法であって、前記複合Ａｌ粉末の重量比率を７０としたときの前記所定のガラス粉末の重量比率が０．１以上５以下である、ことを特徴とする。

請求項５の発明は、光電変換素子であって、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法にて作成された光電変換素子用導電性ペーストを用いて前記半導体基板の一方主面上にＡｌを主成分とする電極層を形成してなる、ことを特徴とする。

請求項６の発明は、Ａｌ粉末の表面に所定のガラス粉末を固着させて複合Ａｌ粉末を作製する工程と、前記複合Ａｌ粉末を導電性材料とする導電性ペーストを作製する工程と、前記導電性ペーストを用いて塗布法により光電変換素子用の半導体基板の一方主面上に電極層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

請求項１ないし請求項６の発明によれば、ガラス粉末が均一に分散してなる電極層が形成されるので、熱膨張率の差に起因して電極層と半導体基板との収縮差が生じることが抑制され、結果として半導体基板の反りが抑制された光電変換素子を実現できる。

＜導電性ペースト＞
本実施の形態に係る導電性ペーストは、主として、太陽電池などの光電変換素子の形成に用いる半導体基板に、塗布法によって電極を形成する際に用いるものである。例えば太陽電池を作製する場合であれば、Ｓｉ基板などのｐ型の半導体基板の裏面側に、塗布法によって裏面電極を形成する際に用いるのが、その使用態様の好適な一例である。なお、塗布法としては、スクリーン印刷、ロールコーター方式及びディスペンサー方式などの種々の公知手法を用いることができる。

係る導電性ペーストは、複合Ａｌ粉末と、有機バインダーと、有機溶剤とを含む。ここで、複合Ａｌ粉末とは、該導電性ペーストにおいて導電を担う金属Ａｌ粉末粒子に、軟化点が４００℃以下のガラス粉末をあらかじめ固着させてなるものをいう。ガラス粉末には、例えばＢ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＰｂＯ系のガラスを用いることができる。

本実施の形態に係るこのような導電性ペーストを、複合Ａｌペーストと称することとする。塗布法によって係る導電性ペーストの塗布と焼成とを行うことで、Ａｌを主成分とする裏面電極およびｐ⁺層を、光電変換素子の裏面側に形成することができる。なお、導電性ペーストに上述の複合Ａｌ粉末以外のＡｌ粉末を含むことは、本願発明の効果が妨げられない程度の割合であれば許容される。

本実施の形態において、裏面電極の形成に上述の複合Ａｌ粉末を含む複合Ａｌペーストを用いるのは、上述のようなガラス粉末がペースト中に存在することで、従来のＡｌペーストを用いた場合の電極焼成温度よりも十分に低い、３００℃〜５００℃という温度でのＡｌ粉末の液相焼結が、実現されるからである。これは、複合Ａｌペーストを用いて電極を形成した場合は、係る温度域での焼成（以下、低温焼成と称する）を行うことができることを意味している。この場合、６００℃程度という高い温度までの加熱を行わないので、熱膨張率の差に起因する電極層と半導体基板との間における応力の発生が抑制され、結果として、焼成後の半導体基板の反りは抑制されることになる。

このような低温焼成での液相焼結を促進させるという観点からは、ガラス粉末の軟化点は、３５０℃以下であることが望ましく、３００℃以下であることがより望ましい。

加えて、本実施の形態においては、複合Ａｌペーストを、あらかじめ上述のガラス粉末を固着させた状態の複合Ａｌ粉末を混合して作製するようにしているので、同様のガラス粉末を個別に混合して作製した導電性ペーストを用いる場合に比して、該ガラス粉末が電極の内部においてより微細均一に分散してなる状態を実現することができる。これにより、焼成時の液相焼結をより効果的に進行させることができ、ひいては、半導体基板の反りの抑制が、より効果的に実現されることになる。

半導体基板の反りの抑制を効果的に実現するという観点からは、Ａｌ粉末が微細であるほど、またこれに応じてガラス粉末についてもより微細であるほど、電極内部におけるガラス粉末の分散性が高まるので望ましい。液相焼結をより効率的に進行させることができるからである。具体的には、Ａｌ粉末の平均粒径は、１μｍ以下であることが望ましい。さらには、５００ｎｍ以下であることがより望ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに望ましい。ガラス粉末の平均粒径は、２００ｎｍ以下であることが望ましい。さらには、１００ｎｍ以下であることがより望ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに望ましい。係る場合、上述の効果が良好に実現されてなるとともに、電気特性の良好な電極の形成が実現される。

仮に、Ａｌ粉末の平均粒径が１μｍより大きい場合には、Ａｌ粒子の焼結温度が高温側にシフトするので、低温焼成を行うことでもたらされる、電極層と半導体基板との間における応力の発生を抑制する効果が得られなくなり好ましくない。また、ガラス粉末の平均粒径が２００ｎｍよりも大きな場合には、ペースト中での分散性が低下し、効果的な液相焼結の実現が妨げられるので望ましくない。

さらに、ガラス粉末が上述の程度に微細なものであれば、複合Ａｌ粉末におけるガラス粉末の固着量は、複合Ａｌ粉末の重量比率を７０とする場合の重量比率が０．１〜５．０となる量とするのが好ましい。係る場合には、上述の効果が良好に実現されてなる。固着量がこれよりも多い場合に、ガラス粉末の分散性が低下し、凝集が生じることで、反り抑制の効果が弱まるおそれがある点に留意が必要となる。

Ａｌ粉末粒子へのガラス粉末の固着は、メカノケミカルな手法を用いることで実現される。メカノケミカル的な手法とは、例えば、Ａｌ粉末とガラス粉末とを攪拌混合する、またはボールミル方式のメディアを用いる等して、Ａｌ粉末とガラス粉末とを混合衝突させることで固着をさせる手法である。

有機バインダー、有機溶剤については従来のＡｌペーストで使用されているものと同等のものを用いることができる。有機バインダーとしては、塗布性の観点から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を用いるのが好適である。有機溶剤としては、例えば、多価アルコール系のものを用いるのが好適な一例である。

これらの複合Ａｌ粉末、有機バインダー、有機溶剤を、所定の重量ずつ秤量し、ボールミルや攪拌器で混合した後、三本ロールにて混練することにより、本実施の形態に係る複合Ａｌペーストを得ることが出来る。複合Ａｌ粉末を７０重量％、有機バインダーをおよそ４重量％、有機溶剤を２６重量％含むように複合Ａｌペーストを作製するのがその好適な一例である。

＜太陽電池＞
次に、上述の導電性ペーストを用いて作製されてなる、本実施の形態に係る光電変換素子の一態様としての太陽電池について説明する。図１は、本実施の形態に係る太陽電池１０の構成を概略的に示す断面模式図である。

太陽電池１０は、半導体基板１と、半導体基板１の表面側（受光面側）に形成されてなり、ｎ型不純物を有するｎ⁺層２と、半導体基板１の裏面側に形成されてなり、ｐ型不純物を有するｐ⁺層３と、ｎ⁺層２の表面に（図１においてはｎ⁺層２の上に）形成されてなる、Ａｇ等からなる受光面電極４と、半導体基板１の裏面側にｐ⁺層３を介在させて（図１においてはｐ⁺層３の下に）形成されてなる、Ａｌなどからなる裏面電極５とから、主として構成される。係る太陽電池１０は、受光面への所定の波長範囲の光の入射に応答して、電流を取り出すことができるように構成されている。すなわち、太陽電池１０は、ｎ⁺層２と、半導体基板１と、ｐ⁺層３とによって形成されてなるｎ⁺／ｐ／ｐ⁺接合を有し、その表面に受光面電極４が、裏面に裏面電極５が、それぞれ形成されてなる構造を有するともいえる。ただし、ｐ⁺層３を備えるのは必須の態様ではない。

半導体基板１としては、例えばＳｉ系のＩＶ族半導体を用いるのが好適な一例である。例えば、外形が１５０ｍｍ□の、Ｂ（ボロン）などがｐ型のドーパントして添加されてなる多結晶Ｓｉのインゴットを１５０〜２００μｍの範囲内の任意の厚みにスライシング加工して得られるＳｉ基板を、半導体基板１として用いることができる。係るＳｉ基板の比抵抗は１〜５Ω・ｃｍ程度であるのがその好適な一例である。なお、加工により生じたダメージ層や汚染層を除去すべく、ＮａＯＨやＫＯＨ、あるいはフッ酸やフッ硝酸などで表面をわずかにエッチングすることが望ましい。また、受光した光の閉じ込め効率を高めるべく、ドライエッチング法やウェットエッチング法によって、半導体基板１の表面に微小な凹凸を形成するのが望ましい。

また、半導体基板１の材質は上述のものに限定されるものではなく、単結晶Ｓｉを用いてもよい。あるいは、上述の導電性ペーストを用いてＡｌからなる裏面電極を形成しうる半導体であれば、他の半導体を用いてもよい。

ｎ⁺層２は、いわゆる逆導電型拡散領域である。ｎ⁺層２は、半導体基板１の一方の主面側に、公知のイオン打ち込み法によってＰ（リン）を打ち込むことによって形成される。ｎ⁺層２が形成された側が、太陽電池の受光面側となる。ｎ⁺層２は、例えば、１．５×１０^-3Ω・ｃｍ程度の比抵抗と、０．３〜０．５μｍ程度の厚みを有するように形成されるのが、その好適な一例である。あるいは、ＰＯＣｌ₃（オキシ塩化リン）などのガス中で熱処理する、いわゆる気相拡散法によってｎ⁺層２を形成するようにしても良い。

裏面電極５は、上述の複合Ａｌペーストを用いて、塗布法により形成される。例えば、ｎ⁺層２を形成した後の半導体基板１の略全面にスクリーン印刷法により導電性ペーストを塗布し、１５０℃、数分間の乾燥処理を施した後、空気中で３００〜５００℃の焼成温度で１分〜３０分間程度焼成すると、Ａｌを主成分とするとともにガラス粉末が微細均一に分散してなる裏面電極５が形成される。

この裏面電極５の形成に際しては、上述のように、微細均一に分散してなるガラス粉末の存在によって、従来のＡｌペーストにて電極層を形成する場合よりも低温でＡｌ粒子の液相焼結が実現される。これにより、熱膨張率の差に起因する電極層と半導体基板との間における応力の発生が抑制され、結果として、半導体基板１に反りが生じることが効果的に抑制される。

また、裏面電極５の面抵抗およびピール強度は、従来ペーストを用いた場合と同程度である。すなわち、太陽電池１０は、従来と同程度に良好な電極特性および密着強度を有しているといえる。

なお、裏面電極５の形成に先立ってｐ⁺層３を形成する場合は、例えば、ＢＢｒ₃（三臭化ボロン）を拡散源とした熱拡散法を用いて８００〜１１００℃程度の温度で形成することができる。

受光面電極４は、Ａｇペーストを用いて、塗布法により形成される。例えば、ｐ⁺層３および裏面電極５を形成した後、スクリーン印刷によりｎ⁺層２の上に櫛歯状にＡｇペーストを塗布し、１５０℃、数分間の乾燥処理を施した後、空気中で６００℃程度の焼成温度で１分〜１０分間程度焼成することで、Ａｇからなる櫛歯状の受光面電極４が形成される。

本実施の形態においては、太陽電池１０をこのように構成することで、従来よりも裏面電極と半導体基板との熱膨張率の差に起因する収縮差をよりも緩和することができるので、従来よりも薄層化された半導体基板を用いつつも、その反りを低減すると共に、面抵抗が小さく、かつ密着強度が大きな裏面電極を有する太陽電池を実現することができる。

なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることはもちろんである。例えば、半導体基板の受光面側に窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などからなる反射防止膜（不図示）を設けたほうが好ましい。

さらに、裏面電極としては、上述のように裏面のほぼ全面に形成したＡｌを主成分とする電極に加えて、出力を取り出すための、Ａｇを主成分とする電極を、さらに形成したほうが好ましい。

（実施例）
Ａｌ粉末として平均粒径が５００ｎｍ、１μｍ、および５μｍの３種類のものを用意し、ガラス粉末として、平均粒径が５０ｎｍ、１００ｎｍ、および２００ｎｍの３種類のＢ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＰｂＯ系ガラス粉末を用意した。なお、それぞれのガラス粉末の軟化点は、順に３００℃、３５０℃、および４００℃であった。

Ａｌ粉末とガラス粉末とを攪拌混合することで、複合Ａｌ粉末を作製した。複合Ａｌ粉末の重量比率は一定とし、Ａｌ粉末とガラス粉末の組合せ、およびガラス粉末の添加量を違えた計７種類の複合Ａｌ粉末を得た。

更に、有機バインダーとして、エチルセルロースを７０重量％の複合Ａｌ粉末に対して４重量％となるように、有機溶剤として、αテルピネオールを同様に２６重量％となるように加え、攪拌器により混合した。これを３本ロール処理して、導電性ペーストを得た。

得られた計７種の導電性ペーストについて、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）による観察によって、ガラス粉末の凝集の有無を確認した。

さらに、それぞれの導電性ペーストを用いて、７種の太陽電池を作製した。

それぞれの太陽電池の作製においては、半導体基板１として、外形１５０ｍｍ□の多結晶Ｓｉのインゴットを１８０μｍ厚みにスライシング加工したＳｉ基板を用いた。このＳｉ基板の表面に、イオン打ち込み法によりＰを打ち込むことにより、深さ０．５μｍで、比抵抗が約１．５×１０^-3Ω・ｃｍのｎ⁺層２を形成した。

その後、Ｓｉ基板の裏面にスクリーン印刷法により導電性ペーストを略全面に塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理を行った後に、空気中で加熱して、１０分間焼成し、裏面電極５を形成した。その際の焼成温度（加熱中の最高到達温度）は、３２５℃〜５００℃の間で、それぞれの試料に応じて設定した。

さらに、ｎ⁺層２の表面にＡｇペーストをスクリーン印刷法により櫛歯状に塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理を行った後に、空気中で最高温度６００℃に加熱して、５分間焼成し、受光面電極４を形成した。これにより、７種類の太陽電池が得られた。

このようにして作製したそれぞれの太陽電池について、半導体基板の反り量、裏面電極の面抵抗、および裏面電極のピール強度を測定した。図２は、本実施例にかかる半導体基板の反り量の評価方法について説明するための図である。本実施の形態においては、半導体基板１の厚さを含んだ値で反り量を評価した。具体的には、図２に示すように、水平面に載置した場合の最低部（水平面）と最高部との高さの差で反り量を評価した。その際、２ｍｍ以上を不可と判定することとした。また、Ａｌ電極部の面抵抗は４端子法で測定し、１５ｍΩ／□以上を不可と判定することとした。Ａｌ電極部のピール強度は、セロハンテ−プによる引き剥がし試験で評価し、はがれのあるものを、密着強度が充分ではないとして不可と判定することとした。

（比較例１）
比較例１として、ガラス粉末をＡｌ粉末に固着させる代わりに直接に混合した導電性ペーストを作成した。Ａｌ粉末およびガラス粉末の平均粒径をそれぞれ５μｍとした。得られた導電性ペーストを用いて、焼成温度のみが異なる２種類の太陽電池を作製した。これらの導電性ペーストおよび太陽電池について、実施例と同様の評価を行った。

（比較例２）
比較例２として、ガラス粉末をＡｌ粉末に固着させる代わりに直接に混合した導電性ペーストを作成した。Ａｌ粉末の平均粒径を５００ｎｍとし、ガラス粉末の平均粒径を５０ｎｍとした。得られた導電性ペーストを用いて太陽電池を作製した。これらの導電性ペーストおよび太陽電池について、実施例と同様の評価を行った。

（実施例と比較例の比較）
上述の実施例および各比較例において得られた、計１０種類の太陽電池についての、評価結果を表１として示す。表１においては、Ｎｏ．１〜７までが実施例に相当する。Ｎｏ．８〜９が比較例１に相当する。Ｎｏ．１０が比較例２に相当する。

表１に示すように、実施例に係るＮｏ．１〜７については、反り量、面抵抗、ピール強度のいずれについても不可と判断されるものはなく、また、ガラス粉末の凝集も確認されなかった。

なお、Ｎｏ．１〜３からは、２００ｎｍ以下の範囲であれば、ガラス粉末の平均粒径が小さいほど、また軟化点が低いほど、反り量の抑制およびＡｌ電極部の面抵抗の抑制に効果があることが確認される。

さらに、Ｎｏ．３〜５からは、１μｍ以下の範囲であれば、Ａｌ粉末の平均粒径が小さいほど、反り量の抑制に効果があることが確認される。

また、Ｎｏ．２、６、７からは、複合Ａｌ粉末の重量比率を７０としたときの重量比率が５．０以下の範囲であれば、ガラス粉末の添加量が大きいほど、反り量の抑制に効果があることが確認される。

一方、比較例に係るＮｏ．８、１０については、反り量が不可と判断された。また、Ｎｏ．９については、反り量は低減されていたものの、Ａｌ電極部の面抵抗およびピール強度が不可と判断された。さらに、Ｎｏ．１０については、ペースト中にガラス粉末の凝集が確認された。

比較例１に係るＮｏ．８とＮｏ．９とは、いずれもＡｌ粉末とガラス粉末に同じ平均粒径（５μｍ）のものを用い、焼成温度のみを違えているが、実施例での最高温度である５００℃（Ｎｏ．１の場合がこれに該当）に焼成温度を設定したＮｏ．９ではピール強度が不可と判断されたということは、このような粒径の粉末を混合しただけのペーストでは、実施例のような低温焼成を行っても十分な強度を有する電極が得られないことを示している。

また、比較例２に係るＮｏ．１０では、実施例に係るＮｏ．３で複合Ａｌ粉末を作成するのに用いたＡｌ粉末とガラス粉末とを混合に用いている。Ｎｏ．１０では、Ｎｏ．３では確認されなかったガラス粉末の凝集が確認されている。これは、単なる混合のみを行って導電性ペーストを作製する場合に比して、ガラス粉末をＡｌ粉末に固着させた上で作成する場合の方が、ガラス粉末をペースト中に良好に分散させることができることを示している。係る分散性の違いが、Ｎｏ．３とＮｏ．１０との反り量の違いに反映されているものと考えられる。

これらの結果は、あらかじめＡｌ粉末に軟化点が４００℃以下のガラス粉末を固着させた複合Ａｌ粉末を用いて作製された導電性ペーストを塗布し、５００℃以下という低温での焼成で裏面電極を形成することが、半導体基板の反りを抑制しつつ、良好な電極特性の確保するうえで有効であることを意味している。

以上より、薄層化された半導体基板を用いた太陽電池の裏面電極を、ガラス粉末を固着させてなるＡｌ粉末を用いて作製された導電性ペーストにて作製することで、半導体基板の反りが低減できると共に、裏面電極の密着強度が高く、かつ面抵抗が小さい太陽電池が得られることが確認された。

本実施の形態に係る太陽電池１０の構成を概略的に示す断面模式図である。 半導体基板の反り量の評価方法について説明するための図である。

符号の説明

１ 半導体基板
２ ｎ⁺層
３ ｐ⁺層
４ 受光面電極
５ 裏面電極
１０ 太陽電池

Claims (6)

1. 光電変換素子用の半導体基板に電極を形成するための導電性ペーストの作製方法であって、
   導電性材料としてＡｌ粉末の表面に軟化点が４００℃以下であるガラス粉末を固着させてなる複合Ａｌ粉末を用いる、
   ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペーストの作製方法。
2. 請求項１に記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法であって、
   前記所定のＡｌ粉末の平均粒径が１μｍ以下である、
   ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペーストの作製方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法であって、
   前記所定のガラス粉末の平均粒径が２００ｎｍ以下である、
   ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペーストの作製方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法であって、
   前記複合Ａｌ粉末の重量比率を７０としたときの前記所定のガラス粉末の重量比率が０．１以上５以下である、
   ことを特徴とする光電変換素子用導電性ペーストの作製方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光電変換素子用導電性ペーストの作製方法にて作成された光電変換素子用導電性ペーストを用いて前記半導体基板の一方主面上にＡｌを主成分とする電極層を形成してなる、
   ことを特徴とする光電変換素子。
6. 光電変換素子の作製方法であって、
   Ａｌ粉末の表面に所定のガラス粉末を固着させて複合Ａｌ粉末を作製する工程と、
   前記複合Ａｌ粉末を導電性材料とする導電性ペーストを作製する工程と、
   前記導電性ペーストを用いて塗布法により光電変換素子用の半導体基板の一方主面上に電極層を形成する工程と、
   を備えることを特徴とする光電変換素子の作製方法。

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