JP2012074655A - Conductive composition, manufacturing method of solar cell using it, and solar cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive composition which can improve waterproofness of an electrode to be formed when compared with conventional conductive compositions without sacrifice of adhesion to a substrate and reactivity to silicon nitride, and to provide a solar cell exhibiting sufficient adhesion and good conductivity between the electrode and an n-type semiconductor layer and having an electrode waterproofness of which is improved, and to provide a manufacturing method therefor.SOLUTION: The conductive composition contains silver powder, glass powder containing PbO, a vehicle consisting of a resin and a solvent, and a dispersant which disperses and stabilizes the silver powder and glass powder. The ratio of silver powder in the composition is 70-95 mass%, and the glass powder is contained by 1-10 pts.mass for 100 pts.mass of silver powder in the composition. The glass powder principally comprises PbO-BOand contains either ZnO and/or TiOas a minor constituent. Furthermore, AlO, ZrOand SiOare contained in the glass composition and the total content of AlO, ZrOand SiOin the glass composition is 1-10 mol%.

Description

本発明は、主に太陽電池の電極を形成するための導電性組成物に関する。更に詳しくは、太陽電池におけるn型半導体層との密着性を低下させることなく、n型半導体層との良好な電気的導通が得られる電極を形成するための組成物及びそれを用いた太陽電池の製造方法並びに太陽電池に関するものである。   The present invention mainly relates to a conductive composition for forming an electrode of a solar cell. More specifically, a composition for forming an electrode that can provide good electrical continuity with an n-type semiconductor layer without reducing the adhesion with the n-type semiconductor layer in the solar cell, and a solar cell using the same The present invention relates to a manufacturing method and a solar cell.

従来、太陽電池としてp型半導体基板を有するものが知られている。この太陽電池にはpn接合が作成され、このpn接合に向かう適切な波長の放射線は、この太陽電池内に正孔−電子対を発生させる外部エネルギーの供給源として働くようになっている。そして、pn接合に存在する電位差のため、正孔と電子とはこの接合部を反対方向に横断し、それによって、電力を外部回路に送出することが可能な電流の流れを引き起こすようになっている。そして、このような構成を有するほとんどの太陽電池は、メタライズされているシリコンウェーハ、すなわち導電性である金属接点が設けられているシリコンウェーハの形をとる。   Conventionally, what has a p-type semiconductor substrate as a solar cell is known. A pn junction is created in the solar cell, and radiation of an appropriate wavelength toward the pn junction serves as a source of external energy that generates hole-electron pairs in the solar cell. And due to the potential difference present at the pn junction, the holes and electrons cross this junction in the opposite direction, thereby causing a current flow that can deliver power to the external circuit. Yes. And most solar cells having such a configuration take the form of a metallized silicon wafer, i.e. a silicon wafer provided with conductive metal contacts.

ここで、現在、地球上で使用されているほとんどの発電用の太陽電池は、シリコン太陽電池である。この太陽電池ではp型半導体基板が用いられ、そのp型半導体基板の上面にn型半導体層を形成してpn接合とし、そのn型半導体層の上に反射防止用のコーティングとして窒化ケイ素層を更に形成している。そして、その窒化ケイ素層を貫通してn型半導体層と導通する電極をその窒化ケイ素層の上に形成している。ここで、このようなシリコン太陽電池を生産するためのプロセスでは、一般に、大量生産を可能とすべく単純化を最大限に実現すること、及び製造コストを最小限に抑えることが目標とされている。このため、電極の形成に関してはいわゆる「ファイアスルー」と呼ばれる手順により行われている。   Here, most solar cells for power generation currently used on the earth are silicon solar cells. In this solar cell, a p-type semiconductor substrate is used, an n-type semiconductor layer is formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate to form a pn junction, and a silicon nitride layer is formed on the n-type semiconductor layer as an antireflection coating. Furthermore, it forms. An electrode that penetrates the silicon nitride layer and is electrically connected to the n-type semiconductor layer is formed on the silicon nitride layer. Here, the process for producing such silicon solar cells is generally aimed at maximizing simplification and minimizing manufacturing costs to enable mass production. Yes. For this reason, the electrode is formed by a procedure called “fire-through”.

この電極を形成する「ファイアスルー」と呼ばれる具体的な手順は、先ず、スクリーン印刷等の方法を使用して窒化ケイ素層の上にペースト状の導電性組成物を直線状又は櫛歯状に印刷する。この導電性組成物中には銀粉末が含まれ、そのペーストを焼成することによりその銀を窒化ケイ素層に浸透させ、これによりそのペーストを焼成することにより得られた電極を窒化ケイ素層を貫通してその窒化ケイ素層の下のn型半導体層と導通させるようになっている。   A specific procedure called “fire-through” for forming this electrode is as follows. First, a paste-like conductive composition is printed linearly or comb-like on the silicon nitride layer using a method such as screen printing. To do. This conductive composition contains silver powder. By firing the paste, the silver is infiltrated into the silicon nitride layer, so that the electrode obtained by firing the paste penetrates the silicon nitride layer. Thus, the n-type semiconductor layer under the silicon nitride layer is electrically connected.

また、上記「ファイアスルー」と呼ばれる手順を用い、窒化ケイ素層上にこの窒化ケイ素層を貫通してn型半導体層と導通する電極を形成するとともに、p型半導体基板の下面にP+層や裏面電極を形成することにより太陽電池セルが製造される。そして、各太陽電池セル同士がインターコネクタにて直列に連結され、この連結された太陽電池セルを保護ガラス基板上に封止樹脂であるEVA(エチレンビニルアセテート)シートで挟み、更に、耐候性、水蒸気バリヤー性、電気絶縁性、機械的特性、耐薬品性などを満足するために保護シートであるバックシートを圧着して、貼り合わせることにより太陽電池モジュールが製造される。なお、バックシートとしては、例えば、PVF(ポリフッ化ビニル)/接着剤/PET/接着剤、コーティング/PET/接着剤、コーティング/アルミホイル/接着剤/PET/接着剤又はPET/接着剤/シリカ蒸着PET/接着剤で構成されたシートが用いられる。   Further, using the procedure called “fire-through”, an electrode is formed on the silicon nitride layer through the silicon nitride layer and electrically connected to the n-type semiconductor layer, and a P + layer or back surface is formed on the lower surface of the p-type semiconductor substrate. A solar battery cell is manufactured by forming an electrode. And each photovoltaic cell is connected in series with an interconnector, and this connected photovoltaic cell is sandwiched between EVA (ethylene vinyl acetate) sheets which are sealing resins on a protective glass substrate, and further, weather resistance, In order to satisfy water vapor barrier properties, electrical insulation properties, mechanical properties, chemical resistance, and the like, a back sheet as a protective sheet is pressure-bonded and bonded together to manufacture a solar cell module. As the back sheet, for example, PVF (polyvinyl fluoride) / adhesive / PET / adhesive, coating / PET / adhesive, coating / aluminum foil / adhesive / PET / adhesive or PET / adhesive / silica. A sheet composed of vapor deposited PET / adhesive is used.

このようにして製造された太陽電池モジュールは、一般的には20年以上の長期間にわたって、直接屋外に暴露されるため、徐々に水分がバックシート及びEVAを透過し、太陽電池セルの電極を劣化させることが知られている。劣化のメカニズムについては、様々な原因が挙げられるが、その1つとして、セル内部に入り込んだ水分が電極と基板界面に存在するガラス層を浸蝕することが挙げられる。この浸蝕の進行によって電極と基板との密着性が低減し、最終的には基板から電極が剥離し、太陽電池セル内で生じた電気を取り出すことが困難になるという問題があった。   Since the solar cell module manufactured in this way is generally directly exposed to the outdoors for a long period of 20 years or longer, moisture gradually passes through the backsheet and EVA, and the solar cell electrode is formed. It is known to deteriorate. There are various causes for the deterioration mechanism, and one of them is that the moisture that has entered the cell corrodes the glass layer existing at the interface between the electrode and the substrate. Due to the progress of this erosion, the adhesion between the electrode and the substrate is reduced, and finally the electrode peels off from the substrate, making it difficult to take out the electricity generated in the solar battery cell.

このような問題点を解消するため、Ag電極表面をハンダで被覆することにより耐水性を向上させる方法が取られていた(例えば、特許文献1参照。)。   In order to solve such problems, a method of improving the water resistance by coating the surface of the Ag electrode with solder has been taken (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−164902号公報(段落[0004])JP 2000-164902 A (paragraph [0004])

しかしながら、上記特許文献1に示された方法では、Ag電極表面をハンダで被覆する必要があり、工程が複雑、且つ、製造コストが高くなるという問題があった。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to coat the surface of the Ag electrode with solder, and there are problems that the process is complicated and the manufacturing cost increases.

本発明の第1の目的は、従来の導電性組成物と比較して、基板との密着性及び窒化ケイ素との反応性を落とすことなく、形成する電極の耐水性を向上し得る、導電性組成物を提供することにある。   The first object of the present invention is to provide a conductive material that can improve the water resistance of the electrode to be formed without degrading the adhesion to the substrate and the reactivity with silicon nitride, as compared with the conventional conductive composition. It is to provide a composition.

本発明の第2の目的は、電極とn型半導体層間に十分な密着性及び良好な導電性を有し、且つ、耐水性が向上した電極を有する太陽電池セルの製造方法を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a method for producing a solar cell having an electrode having sufficient adhesion and good conductivity between the electrode and the n-type semiconductor layer and having improved water resistance. is there.

本発明の第3の目的は、電極とn型半導体層間に十分な密着性及び良好な導電性を有し、且つ、耐水性が向上した電極を有する太陽電池セルを提供することにある。   The third object of the present invention is to provide a solar cell having an electrode having sufficient adhesion and good conductivity between the electrode and the n-type semiconductor layer and having improved water resistance.

本発明の第4の目的は、モジュールの長期間にわたる屋外での暴露に対して、太陽電池セルの劣化を抑制することが可能な太陽電池モジュールを提供することにある。   The fourth object of the present invention is to provide a solar cell module capable of suppressing the deterioration of the solar cell against long-term outdoor exposure of the module.

本発明の第1の観点は、図1に示すように、p型半導体基板14の一方に形成された窒化ケイ素層11を貫通して窒化ケイ素層11の下に形成されたn型半導体層12と導通する電極13を形成するための導電性組成物であって、銀粉末と、PbOを含むガラス粉末と、樹脂及び溶剤からなるビヒクルと、銀粉末及びガラス粉末を分散し安定化させる分散剤とを含有し、銀粉末の組成物中の比率が70〜95質量%であり、ガラス粉末が組成物中の銀粉末100質量部に対して1〜10質量部含まれ、ガラス粉末はPbO−B23を主成分とし、ZnO又はTiO2のいずれか一方又はその双方を微量成分として含み、ガラス組成中にAl23、ZrO2及びSiO2を更に含み、ガラス組成中のAl23含有量、ZrO2含有量及びSiO2含有量の合計量が1〜10モル%の割合であることを特徴とする。 As shown in FIG. 1, the first aspect of the present invention is an n-type semiconductor layer 12 formed under a silicon nitride layer 11 through a silicon nitride layer 11 formed on one side of a p-type semiconductor substrate 14. A conductive composition for forming an electrode 13 that is electrically connected to a silver powder, a glass powder containing PbO, a vehicle made of a resin and a solvent, and a dispersant that disperses and stabilizes the silver powder and the glass powder. The ratio of the silver powder in the composition is 70 to 95% by mass, the glass powder is contained in an amount of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silver powder in the composition, and the glass powder is PbO- B 2 O 3 as a main component, one or both of ZnO and TiO 2 as trace components, Al 2 O 3 , ZrO 2 and SiO 2 in the glass composition, and Al 2 in the glass composition O 3 content, ZrO 2 content and Si The total amount of 2 content is characterized by a proportion of 1 to 10 mol%.

本発明の第2の観点は、図1又は図2に示すように、p型半導体基板14に酸又はアルカリによるエッチング処理を施して、p型半導体基板14のスライスダメージを除去する工程と、p型半導体基板14にテクスチャエッチング処理を施して、p型半導体基板14の上面にテクスチャ構造を形成する工程と、p型半導体基板14の上面にn型ドーパントを熱拡散させることにより、p型半導体基板14の上面にn型半導体層12を形成する工程と、n型半導体層12上に窒化ケイ素層11を形成する工程と、窒化ケイ素層11上に第1の観点の導電性組成物を直線状又は櫛歯状に印刷する工程と、p型半導体基板14の下面に、Alペーストを印刷する工程と、印刷した導電性組成物及びAlペーストを有するp型半導体基板14を700〜975℃の温度で1〜30分間焼成することにより、窒化ケイ素層11を貫通してn型半導体層12と導通する電極13を形成するとともに、p+層16、Al−Si合金層19、アルミニウム裏面電極18を形成する工程とを含む太陽電池セルの製造方法である。 As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the second aspect of the present invention is a process for removing the slice damage of the p-type semiconductor substrate 14 by subjecting the p-type semiconductor substrate 14 to etching treatment with acid or alkali, and p P-type semiconductor substrate 14 by subjecting p-type semiconductor substrate 14 to texture etching to form a texture structure on the upper surface of p-type semiconductor substrate 14 and thermally diffusing n-type dopant on the upper surface of p-type semiconductor substrate 14. A step of forming an n-type semiconductor layer 12 on the upper surface of 14, a step of forming a silicon nitride layer 11 on the n-type semiconductor layer 12, and a conductive composition according to the first aspect on the silicon nitride layer 11 in a linear form. Alternatively, a step of printing in a comb-like shape, a step of printing an Al paste on the lower surface of the p-type semiconductor substrate 14, and a p-type semiconductor substrate 14 having the printed conductive composition and Al paste 700 are made 700 By baking 30 minutes at a temperature of 975 ° C., thereby forming an electrode 13 for conducting the n-type semiconductor layer 12 through the silicon nitride layer 11, p + layer 16, Al-Si alloy layer 19, aluminum And a step of forming the back electrode 18.

本発明の第3の観点は、図1に示すように、p型半導体基板14と、p型半導体基板14の上面に形成されたn型半導体層12と、n型半導体層12の上に形成された窒化ケイ素層11と、第1の観点の導電性組成物の焼き付けにより形成され窒化ケイ素層11を貫通してn型半導体層12と導通する直線状又は櫛歯状の電極13とを備える太陽電池セルである。   As shown in FIG. 1, the third aspect of the present invention is a p-type semiconductor substrate 14, an n-type semiconductor layer 12 formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate 14, and formed on the n-type semiconductor layer 12. And a linear or comb-like electrode 13 that is formed by baking the conductive composition according to the first aspect and penetrates the silicon nitride layer 11 and is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12. It is a solar battery cell.

本発明の第4の観点は、第3の観点の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールである。   The 4th viewpoint of this invention is a solar cell module provided with the photovoltaic cell of the 3rd viewpoint.

本発明の第1の観点の導電性組成物では、銀粉末と、PbOを含むガラス粉末と、樹脂及び溶剤からなるビヒクルと、銀粉末及びガラス粉末を分散し安定化させる分散剤とを含有し、銀粉末の組成物中の比率が70〜95質量%であり、ガラス粉末が前記組成物中の銀粉末100質量部に対して1〜10質量部含み、ガラス粉末はPbO−B23を主成分とし、ZnO又はTiO2のいずれか一方又はその双方を微量成分として含み、ガラス組成中にAl23、ZrO2及びSiO2を更に含み、ガラス組成中のAl23含有量、ZrO2含有量及びSiO2含有量の合計量が1〜10モル%の割合である。これにより、この組成物を用いて電極が形成された後に、フッ酸等による浸漬処理を行っても、電極とn型半導体層間の密着性を大幅に低下させる程、電極中のガラス成分が過剰に除去されることはない。そのため、これを用いて製造される太陽電池では、電極とn型半導体層間に十分な密着性及び良好な導電性が得られる。また、この組成物は、従来の導電性組成物と比較して、ガラスの流動性及び窒化ケイ素との反応性を落とすことなく、形成する電極の耐水性を向上させることができる。そのため、この組成物を用いて電極が形成された太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールの長期間にわたる屋外での暴露に対して、太陽電池セルの劣化を抑制することができる。 The conductive composition according to the first aspect of the present invention contains silver powder, glass powder containing PbO, a vehicle composed of a resin and a solvent, and a dispersant for dispersing and stabilizing the silver powder and glass powder. The ratio of the silver powder in the composition is 70 to 95% by mass, the glass powder contains 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silver powder in the composition, and the glass powder is PbO—B 2 O 3. The main component, either ZnO or TiO 2 or both thereof as a minor component, and further containing Al 2 O 3 , ZrO 2 and SiO 2 in the glass composition, and the Al 2 O 3 content in the glass composition The total amount of ZrO 2 content and SiO 2 content is 1 to 10 mol%. Thereby, after the electrode is formed using this composition, the glass component in the electrode is excessive so that the adhesion between the electrode and the n-type semiconductor layer is significantly reduced even if the immersion treatment with hydrofluoric acid or the like is performed. Will not be removed. Therefore, in a solar cell manufactured using this, sufficient adhesion and good conductivity can be obtained between the electrode and the n-type semiconductor layer. Moreover, this composition can improve the water resistance of the electrode to form, without dropping the fluidity | liquidity of glass, and the reactivity with a silicon nitride compared with the conventional electrically conductive composition. Therefore, deterioration of the solar battery cell can be suppressed against long-term outdoor exposure of the solar battery module including the solar battery cell on which an electrode is formed using this composition.

本発明の第2の観点の製造方法では、本発明の導電性組成物を用いて直線状又は櫛歯状の電極を形成するため、電極とn型半導体層間に十分な密着性及び良好な導電性を有する太陽電池を製造することができる。また、本発明の導電性組成物を用いて直線状又は櫛歯状の電極を形成するため、従来の導電性組成物と比較して、ガラスの流動性及び窒化ケイ素との反応性を落とすことなく、電極の耐水性を向上させ、太陽電池モジュールの長期間にわたる屋外での暴露に対して、電極の劣化を抑制する太陽電池セルを製造することができる。   In the manufacturing method according to the second aspect of the present invention, a linear or comb-shaped electrode is formed using the conductive composition of the present invention, so that sufficient adhesion and good conductivity between the electrode and the n-type semiconductor layer are formed. A solar cell having the property can be manufactured. In addition, since the linear or comb-like electrode is formed using the conductive composition of the present invention, the flowability of glass and the reactivity with silicon nitride are reduced as compared with conventional conductive compositions. In addition, it is possible to manufacture a solar battery cell that improves the water resistance of the electrode and suppresses the deterioration of the electrode against long-term outdoor exposure of the solar battery module.

本発明の第3の観点の太陽電池では、本発明の導電性組成物の焼き付けにより形成された直線状又は櫛歯状の電極を備えるため、電極とn型半導体層間に十分な密着性及び良好な導電性を有する。また、本発明の導電性組成物の焼き付けにより形成された電極は、従来の導電性組成物を用いて形成された電極と比較して、耐水性が向上されているため、この太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールの長期間にわたる屋外での暴露に対して、太陽電池セルの電極の劣化を抑制できる。   Since the solar cell of the third aspect of the present invention includes a linear or comb-like electrode formed by baking the conductive composition of the present invention, sufficient adhesion and good adhesion between the electrode and the n-type semiconductor layer Have good electrical conductivity. In addition, the electrode formed by baking the conductive composition of the present invention has improved water resistance as compared with an electrode formed using a conventional conductive composition. Deterioration of the electrodes of the solar battery cells can be suppressed against long-term outdoor exposure of the provided solar battery module.

本発明の第4の観点の太陽電池モジュールでは、本発明の導電性組成物の焼き付けにより形成された直線状又は櫛歯状の電極を備えるため、電極とn型半導体層間に十分な密着性及び良好な導電性を有する。また、本発明の導電性組成物の焼き付けにより形成された電極は、従来の導電性組成物を用いて形成された電極と比較して、耐水性が向上されているため、この太陽電池モジュールの長期間にわたる屋外での暴露に対して、太陽電池セルの電極の劣化を抑制できる。   In the solar cell module according to the fourth aspect of the present invention, since the linear or comb-like electrode formed by baking the conductive composition of the present invention is provided, sufficient adhesion between the electrode and the n-type semiconductor layer and Good conductivity. In addition, the electrode formed by baking the conductive composition of the present invention has improved water resistance as compared with an electrode formed using a conventional conductive composition. Deterioration of solar cell electrodes can be suppressed against long-term outdoor exposure.

本発明実施形態の導電性組成物を用いた太陽電池の断面図である。It is sectional drawing of the solar cell using the electroconductive composition of this invention embodiment. その太陽電池の焼成前の状態を示す図1に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 1 which shows the state before baking of the solar cell.

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の導電性組成物は、図1に示すように、太陽電池10におけるp型半導体基板14の一方に形成された窒化ケイ素層11を貫通してその窒化ケイ素層11の下に形成されたn型半導体層12と導通する電極13を形成するためのものである。そしてこの導電性組成物は、銀粉末と、PbOを含有するガラス粉末と、樹脂及び溶剤からなるビヒクルと、銀粉末及びガラス粉末を分散し安定化させる分散剤とを含む。ここで、銀粉末の組成物中の比率は70質量%以上95質量%以下であることが好ましい。この銀粉末が70質量%未満であると、焼成後の電極13の電気抵抗が高くなり、太陽電池10の特性低下を招くおそれがあるためであり、また、95質量%を超えると、導電性組成物の塗布性が低下する傾向にあるためである。ここで、銀粉末の組成物中の比率は75質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。また、その銀粉末は、その塗布性及び塗布膜の均一性の観点からは、その平均粒径は、レーザー回析散乱法により得られるところの平均粒径が0.1〜2.0μmであるのが好ましく、0.5〜1.0μmであることが更に好ましい。   As shown in FIG. 1, the conductive composition of the present invention was formed under the silicon nitride layer 11 through the silicon nitride layer 11 formed on one side of the p-type semiconductor substrate 14 in the solar cell 10. This is for forming an electrode 13 that is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12. And this electrically conductive composition contains the silver powder, the glass powder containing PbO, the vehicle which consists of resin and a solvent, and the dispersing agent which disperse | distributes and stabilizes silver powder and glass powder. Here, the ratio of the silver powder in the composition is preferably 70% by mass or more and 95% by mass or less. This is because when the silver powder is less than 70% by mass, the electric resistance of the electrode 13 after firing becomes high and there is a risk of deteriorating the characteristics of the solar cell 10, and when it exceeds 95% by mass, the electrical conductivity is increased. This is because the applicability of the composition tends to decrease. Here, the ratio of the silver powder in the composition is more preferably 75% by mass or more and 90% by mass or less. In addition, the silver powder has an average particle size of 0.1 to 2.0 μm as obtained by the laser diffraction scattering method from the viewpoint of the coating property and the uniformity of the coating film. Of 0.5 to 1.0 μm is more preferable.

ガラス粉末はPbOを含有するものであって、銀粉末100質量部に対して1質量部以上10質量部以下である。このガラス粉末は、焼成後の電極13における密着性を向上させるために添加されるものであり、このガラス粉末が銀粉末100質量部に対して1質量部未満であると、焼成後の電極13の接着強度が低下する不具合があり、このガラス粉末が銀粉末100質量部に対して10質量部を越えると、ガラスの偏析が生じるおそれがある。このガラス粉末は、銀粉末100質量部に対して3質量部以上7質量部以下であることが更に好ましい。そして、このガラス粉末がPbOを含有するものに限定するのは、広範囲にガラス化範囲を有するからである。   A glass powder contains PbO, Comprising: It is 1 mass part or more and 10 mass parts or less with respect to 100 mass parts of silver powder. This glass powder is added in order to improve the adhesion in the electrode 13 after firing, and when the glass powder is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the silver powder, the electrode 13 after firing. When the glass powder exceeds 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silver powder, there is a possibility that segregation of the glass occurs. The glass powder is more preferably 3 parts by mass or more and 7 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the silver powder. The reason why this glass powder is limited to the one containing PbO is that it has a vitrification range in a wide range.

太陽電池10における電極13は、焼成の際に、いわゆるファイアスルーによって窒化ケイ素層11を貫通してその窒化ケイ素層11の下のn型半導体層12と導通する。しかし、焼成によって形成された電極13では、焼成時に組成物に含まれるガラス成分の一部が沈降してn型半導体層12との界面に絶縁性のガラス層を形成するため、電極13とn型半導体層12との導通を阻害する。そのため、電極13とn型半導体層12間に良好な電気的導通を得るために、焼成によって電極13が形成された後、フッ酸等による浸漬処理を行う。この浸漬処理の際のガラス成分の除去量は、主に電極13中に含まれているSiO2量に依存する。このため、組成物の作製に用いるガラス粉末は、PbO−B23を主成分とする。PbO−B23を主成分としたのは、SiO2を主成分とするPbO−SiO2の二元系ガラス粉末を使用すると、フッ酸等による浸漬処理の際の耐フッ酸性が大幅に低下し、浸漬処理の際に、電極13とn型半導体層12との密着性を確保するために必要とされるガラス成分までもが除去され、接着強度を大幅に低下させる不具合が生じるからである。 During firing, the electrode 13 in the solar cell 10 penetrates the silicon nitride layer 11 by so-called fire-through and is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12 under the silicon nitride layer 11. However, in the electrode 13 formed by firing, a part of the glass component contained in the composition is settled during firing to form an insulating glass layer at the interface with the n-type semiconductor layer 12. The conduction with the semiconductor layer 12 is hindered. Therefore, in order to obtain good electrical continuity between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12, after the electrode 13 is formed by baking, immersion treatment with hydrofluoric acid or the like is performed. The amount of the glass component removed during this immersion treatment mainly depends on the amount of SiO 2 contained in the electrode 13. Thus, glass powders for use in the production of the composition, mainly composed of PbO-B 2 O 3. Was a PbO-B 2 O 3 as a main component, by using the binary glass powder PbO-SiO 2 composed mainly of SiO 2, etc. hydrofluoric acid resistance significantly during the immersion treatment with hydrofluoric acid The glass component necessary for securing the adhesion between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12 is removed during the dipping process, resulting in a problem that the adhesive strength is greatly reduced. is there.

また、使用するガラス粉末は、ZnO又はTiO2のいずれか一方又はその双方を微量成分として含む。微量成分としてZnO又はTiO2のいずれか一方又はその双方を含ませることにより、ガラスの化学的耐久性を向上させるという効果が得られる。ガラス粉末中にZnOのみを微量成分として含ませるときのZnOの含有量は、ガラス粉末100モル%に対して5〜30モル%の範囲が好ましい。ZnO含有量が下限値未満では耐フッ酸性が低下するという不具合を生じ、ZnO含有量が上限値を超えるとガラス転移点が高くなりすぎるという不具合を生じる。また、ガラス粉末中にTiO2のみを微量成分として含ませるときのTiO2の含有量は1〜10モル%の範囲が好ましい。TiO2含有量が下限値未満では耐フッ酸性が低下するという不具合を生じ、TiO2含有量が上限値を超えるとガラス化しない、もしくはガラス転移点が高くなりすぎるという不具合を生じる。 The glass powder used comprises one or both either ZnO or TiO 2 as a minor component. By including either one or both of ZnO and TiO 2 as a trace component, an effect of improving the chemical durability of the glass can be obtained. The content of ZnO when only ZnO is contained as a trace component in the glass powder is preferably in the range of 5 to 30 mol% with respect to 100 mol% of the glass powder. If the ZnO content is less than the lower limit value, the hydrofluoric acid resistance is lowered. If the ZnO content exceeds the upper limit value, the glass transition point becomes too high. Further, the content of TiO 2 when only TiO 2 is contained as a trace component in the glass powder is preferably in the range of 1 to 10 mol%. When the TiO 2 content is less than the lower limit value, the hydrofluoric acid resistance is lowered. When the TiO 2 content exceeds the upper limit value, vitrification does not occur, or the glass transition point becomes too high.

また、使用するガラス粉末はAl23、ZrO2及びSiO2を更に含み、ガラス組成中のAl23含有量、ZrO2含有量及びSiO2含有量の合計量が1〜10モル%、好ましくは3〜10モル%の割合とする。Al23、ZrO2及びSiO2を上記割合でガラス組成中に含ませることで、ガラスの耐水性が向上するという理由により、この組成物を用いて形成する電極の耐水性が向上する。これにより、この組成物を用いて電極が形成された太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールの長期間にわたる屋外での暴露に対して、太陽電池セルの劣化を抑制することができる。 Moreover, the glass powder to be used further contains Al 2 O 3 , ZrO 2 and SiO 2 , and the total amount of Al 2 O 3 content, ZrO 2 content and SiO 2 content in the glass composition is 1 to 10 mol%. The ratio is preferably 3 to 10 mol%. By including Al 2 O 3 , ZrO 2 and SiO 2 in the glass composition in the above ratio, the water resistance of the electrode formed using this composition is improved because the water resistance of the glass is improved. Thereby, deterioration of a photovoltaic cell can be suppressed with respect to the long-term outdoor exposure of the photovoltaic module provided with the photovoltaic cell in which the electrode was formed using this composition.

ガラス粉末のAl23量、ZrO2量及びSiO2量の合計量が下限値未満では、形成する電極の耐水性向上効果が得られない。また、ガラス粉末のAl23量、ZrO2量及びSiO2量の合計量が上限値を超えると、組成物を用いて形成する電極の耐水性は向上するけれども、一方で、ガラス転移点が上昇し、電極13とn型半導体層12との密着性を確保するために必要とされるガラス成分が基板界面に移動しなくなるため、接着強度を大幅に低下させる不具合が生じる。 When the total amount of Al 2 O 3 amount, ZrO 2 amount and SiO 2 amount of the glass powder is less than the lower limit value, the effect of improving the water resistance of the electrode to be formed cannot be obtained. Further, if the total amount of Al 2 O 3 amount, ZrO 2 amount and SiO 2 amount of the glass powder exceeds the upper limit, the water resistance of the electrode formed using the composition is improved, but on the other hand, the glass transition point Increases, and the glass component necessary for ensuring the adhesion between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12 does not move to the substrate interface, which causes a problem of greatly reducing the adhesive strength.

また、ガラス粉末の塩基度は0.3以上0.9以下であることが好ましい。この「塩基度」は、森永健次らにより提案されたものであり、例えば彼の著書「K.Morinaga, H.Yoshida And H.Takebe:J.Am Cerm.Soc.,77,3113(1994)」の中で以下に示すような式を用いてガラス粉末の塩基度を規定している。この抜粋を以下に示す。   The basicity of the glass powder is preferably 0.3 or more and 0.9 or less. This `` basicity '' was proposed by Kenji Morinaga et al., For example, his book `` K. Morinaga, H. Yoshida And H. Takebe: J. Am Cerm. Soc., 77, 3113 (1994) ''. The basicity of the glass powder is defined using the following formula. This excerpt is shown below.

「酸化物MiOのMi−O間の結合力は陽イオン−酸素イオン間引力Aiとして次式で与えられる。 "Coupling force between M i -O oxide M i O cation - given by the following equation as an oxygen ion attraction between A i.

i=Zi・Z02-/(ri+r02-2=Zi・2/(ri+1.40)2
i:陽イオンの価数,酸素イオンは2
i:陽イオンのイオン半径(Å),酸素イオンは1.40Å
このAiの逆数Bi(1/Ai)を単成分酸化物MiOの酸素供与能力とする。
A i = Z i · Z 02− / (r i + r 02− ) 2 = Z i · 2 / (r i +1.40) 2
Z i : valence of cation, oxygen ion is 2
R i : cation radius (Å), oxygen ion is 1.40Å
The A i of the inverse B i a (1 / A i) a single-component oxide M i O oxygen donating ability.

i≡1/Ai
このBiをBCaO=1、BSiO2=0と規格化すると、各単成分酸化物のBi−指標が与えられる。この各成分のBi−指標を陽イオン分率により多成分系へ拡張すると、任意の組成のガラス酸化物の融体のB−指標(=塩基度)が算出できる。B=Σni・Bi
i:陽イオン分率
このようにして規定された塩基度は上記のように酸素供与能力をあらわし、値が大きいほど酸素を供与し易く、他の金属酸化物との酸素の授受が起こり易い。」
上記記載から明らかなように、「塩基度」とはガラス融体中への溶解の程度を表すものということができ、上記式により得られるガラス粉末の塩基度が0.3以上であれば、焼成により太陽電池10における窒化ケイ素層11を確実に貫通させることができ、得られた電極13とn型半導体層12との密着性を確保することができる。一方、ガラス粉末の塩基度が0.9以下であれば、焼成により得られた電極13がn型半導体層12を越えて直接p型半導体基板と導通するような自体を回避して、得られた電極13とn型半導体層12の十分な導通を得ることができる。なお、この塩基度は0.3以上0.8未満であることが更に好ましい。また、ガラス粉末のガラスの転移点は300℃〜450℃であることが好ましく、更に300℃〜400℃であることが好ましい。ガラスの転移点を300℃〜450℃とすることにより、焼成中にガラスが軟化して電極13と窒化ケイ素層11界面に流動し、ガラスと窒化ケイ素層11が反応することが可能となる。なお、ガラス転移点Tgは、次のように測定した。示差熱天秤(株式会社マックサイエンス社製 TG−DTA2000S)を用いて、この示差熱天秤に、試料となるガラス粉末と基準物質とをセットし、測定条件として昇温速度10℃/minにて室温から900℃まで昇温させた。この時、試料であるガラス粉末と基準物質の温度差を温度に対してプロットした曲線(DTA曲線)を得た。このようにして得られたDTA曲線より、基線に沿う接線と第1の変曲点から第2の変曲点までの曲線に沿う接線との交点をガラス転移点Tgとした。
B i ≡1 / A i
When the B i B CaO = 1, B SiO2 = to 0 and the normalized, B i of each single component oxides - index is given. When the Bi -index of each component is expanded to a multi-component system by the cation fraction, the B-index (= basicity) of a glass oxide melt having an arbitrary composition can be calculated. B = Σn i・ B i
n i : Cation fraction The basicity defined in this way represents the oxygen donating ability as described above, and the larger the value, the easier it is to donate oxygen and the easier transfer of oxygen with other metal oxides. . "
As is clear from the above description, “basicity” can be said to represent the degree of dissolution in the glass melt, and if the basicity of the glass powder obtained by the above formula is 0.3 or more, By firing, the silicon nitride layer 11 in the solar cell 10 can be reliably penetrated, and adhesion between the obtained electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12 can be ensured. On the other hand, if the basicity of the glass powder is 0.9 or less, it can be obtained by avoiding that the electrode 13 obtained by firing directly conducts with the p-type semiconductor substrate beyond the n-type semiconductor layer 12. In addition, sufficient conduction between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12 can be obtained. The basicity is more preferably 0.3 or more and less than 0.8. Moreover, it is preferable that the glass transition point of glass powder is 300 to 450 degreeC, and also it is preferable that it is 300 to 400 degreeC. By setting the glass transition point to 300 ° C. to 450 ° C., the glass softens during firing and flows to the interface between the electrode 13 and the silicon nitride layer 11, and the glass and the silicon nitride layer 11 can react. The glass transition point Tg was measured as follows. Using a differential thermal balance (TG-DTA2000S, manufactured by Mac Science Co., Ltd.), a glass powder as a sample and a reference material were set on the differential thermal balance, and the room temperature was 10 ° C./min as a measurement condition. To 900 ° C. At this time, a curve (DTA curve) in which the temperature difference between the glass powder as a sample and the reference material was plotted against temperature was obtained. From the DTA curve thus obtained, the intersection of the tangent along the base line and the tangent along the curve from the first inflection point to the second inflection point was defined as the glass transition point Tg.

ビヒクルは、印刷に適した流体力学的性質を有する「ペースト」と呼ばれる粘性組成物を形成するためのものであり、エチルセルロース、アクリル樹脂又はアルキッド樹脂等を溶剤に溶解させた樹脂及び溶剤からなる有機物である。その他、エチルヒドロキシエチルセルロース、ウッドロジン、エチルセルロースとフェノール樹脂の混合物、低級アルコールのポリメタクリレート、エチレングリコールモノアセテートのモノブチルエーテルを含めたポリマーも例示することができる。分散剤は、組成物中の銀粉末及びガラス粉末を分散し安定化させるものであり、カルボン酸系分散剤、アミン系分散剤又はリン酸系分散剤等が挙げられる。また、組成物には、その他、増粘剤又はその他の一般的な添加剤が含まれても含まれなくてもよい。   The vehicle is for forming a viscous composition called “paste” having hydrodynamic properties suitable for printing, and is an organic substance composed of a resin obtained by dissolving ethyl cellulose, an acrylic resin, an alkyd resin or the like in a solvent, and a solvent. It is. Other examples include polymers including ethyl hydroxyethyl cellulose, wood rosin, a mixture of ethyl cellulose and a phenol resin, a polymethacrylate of a lower alcohol, and a monobutyl ether of ethylene glycol monoacetate. The dispersant is for dispersing and stabilizing the silver powder and glass powder in the composition, and examples thereof include a carboxylic acid-based dispersant, an amine-based dispersant, and a phosphoric acid-based dispersant. In addition, the composition may or may not contain a thickener or other general additives.

次に、本発明の導電性組成物を用いた太陽電池セルの製造手順を説明する。図2に示すように、先ず、p型半導体基板14を準備する。この基板としてSi基板を用いる場合、単結晶基板、多結晶基板のいずれであってもよい。この場合、最初に所望の厚さにスライスされた基板14のスライスダメージを除去するため、10〜20μm程度表面をフッ酸(フッ化水素酸)と硝酸との混酸または水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液でエッチングすることが好ましい。単結晶基板を用いる場合、上面の反射を抑えるためにその上面にテクスチャ構造を形成するのが好ましい。このテクスチャ構造は、濃度1〜5%の水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液にイソプロピルアルコールを3〜10%加え、80℃前後で30〜60分エッチングすることにより形成することができる。また、テクスチャエッチングを行う前にp型半導体基板14の下面に数百nmの酸化膜を成膜することによって受光面のみをテクスチャ構造とすることができる。   Next, the manufacturing procedure of the photovoltaic cell using the electroconductive composition of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 2, first, a p-type semiconductor substrate 14 is prepared. When a Si substrate is used as this substrate, either a single crystal substrate or a polycrystalline substrate may be used. In this case, in order to remove the slice damage of the substrate 14 sliced to a desired thickness first, the surface is mixed with hydrofluoric acid (hydrofluoric acid) and nitric acid or an alkaline solution such as sodium hydroxide for about 10 to 20 μm. Etching is preferred. In the case of using a single crystal substrate, it is preferable to form a texture structure on the upper surface in order to suppress reflection on the upper surface. This texture structure can be formed by adding 3 to 10% isopropyl alcohol to an alkaline solution such as sodium hydroxide having a concentration of 1 to 5% and etching at around 80 ° C. for 30 to 60 minutes. Further, by forming an oxide film of several hundreds nm on the lower surface of the p-type semiconductor substrate 14 before performing the texture etching, only the light receiving surface can have a texture structure.

このp型半導体基板14の下面には、従来から公知の方法によりp+層16を形成する。Alペーストを用いて形成する場合には、図2に示すように、先ずAlペースト17をp型半導体基板14の下面に印刷し、その後焼成する。Alペースト17は、焼成によって、乾燥状態から図1に示すアルミニウム裏面電極18に変換する。焼成中、裏面のAlペースト17とp型半導体基板14の裏面との境界は合金状態を成し、焼成後にその境界にAl−Si合金層19を形成する。そして、そのAl−Si合金層19のp型半導体基板14側にp+層16が形成される。 A p + layer 16 is formed on the lower surface of the p-type semiconductor substrate 14 by a conventionally known method. When forming using Al paste, as shown in FIG. 2, the Al paste 17 is first printed on the lower surface of the p-type semiconductor substrate 14 and then fired. The Al paste 17 is converted from the dried state to the aluminum back electrode 18 shown in FIG. 1 by firing. During firing, the boundary between the Al paste 17 on the back surface and the back surface of the p-type semiconductor substrate 14 forms an alloy state, and an Al—Si alloy layer 19 is formed at the boundary after firing. A p + layer 16 is formed on the Al-Si alloy layer 19 on the p-type semiconductor substrate 14 side.

なお、このp+層16の形成方法としては、Alペーストを必ずしも用いなくても良く、他の方法であっても良い。例えば、700〜1000℃で数十分間BBr3を気相拡散する方法により、p型半導体基板14の下面にp+層16を形成しても良い。この方法によりp+層16を形成する場合、受光面側に拡散されないように予め受光面側に酸化膜等を形成しておく必要がある。また、ホウ素化合物を含む薬液をp型半導体基板14にスピンコートしてから700〜1000℃でアニールする方法やイオン注入によりp+層16を拡散して形成する方法であっても良い。 As a method for forming the p + layer 16, Al paste is not necessarily used, and other methods may be used. For example, the p + layer 16 may be formed on the lower surface of the p-type semiconductor substrate 14 by vapor phase diffusion of BBr 3 at 700 to 1000 ° C. for several tens of minutes. When the p + layer 16 is formed by this method, it is necessary to previously form an oxide film or the like on the light receiving surface side so as not to diffuse to the light receiving surface side. Also, a method of spin-coating a chemical solution containing a boron compound on the p-type semiconductor substrate 14 and annealing at 700 to 1000 ° C. or a method of diffusing and forming the p + layer 16 by ion implantation may be used.

一方、p型半導体基板14の上面にはn型半導体層12が形成される。このn型半導体層12は、リン(P)等の熱拡散によって形成することができ、この場合オキシ塩化リン(POCl3)がリン拡散源として一般に使用される。例えば、この半導体層12をp型半導体基板14の全面に形成した後、その上面をレジスト等で保護した後、n型半導体層12が上面にのみ残るよう、エッチングによってほとんどの面から除去する。次いで有機溶媒等を使用して、レジストを除去することにより、p型半導体基板14の上面にn型半導体層12を形成することができる。なお、このn型半導体層12は、平方センチメートル当たりが数十オーム程度の面積抵抗率と、約0.3〜0.5μmの厚さとを有することが好ましい。 On the other hand, an n-type semiconductor layer 12 is formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate 14. The n-type semiconductor layer 12 can be formed by thermal diffusion of phosphorus (P) or the like. In this case, phosphorus oxychloride (POCl 3 ) is generally used as a phosphorus diffusion source. For example, after the semiconductor layer 12 is formed on the entire surface of the p-type semiconductor substrate 14 and the upper surface thereof is protected with a resist or the like, it is removed from most surfaces by etching so that the n-type semiconductor layer 12 remains only on the upper surface. Next, the n-type semiconductor layer 12 can be formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate 14 by removing the resist using an organic solvent or the like. The n-type semiconductor layer 12 preferably has a sheet resistivity of about several tens of ohms per square centimeter and a thickness of about 0.3 to 0.5 μm.

次に、このn型半導体層12の上に反射防止用のコーティングとしての窒化ケイ素層11を形成する。この窒化ケイ素層11は、プラズマ化学気相成長法(CVD)等のプロセスにより、約700〜900Åの厚さになるまでn型半導体層12上に形成する。   Next, the silicon nitride layer 11 as an antireflection coating is formed on the n-type semiconductor layer 12. The silicon nitride layer 11 is formed on the n-type semiconductor layer 12 by a process such as plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) until the thickness becomes about 700 to 900 mm.

そして、前述した導電性組成物を用い、窒化ケイ素層11を貫通してこの下に形成されたn型半導体層12と導通する電極13をいわゆる「ファイアスルー」と呼ばれる手順により形成する。具体的には、図2に示すように、前述した導電性組成物からなるペースト21を、窒化ケイ素層11上に直線状又は櫛歯状に印刷する。このペースト21の印刷にあってはスクリーン印刷が好ましいが、他の印刷方法であっても良い。その後、約700〜975℃の温度範囲の赤外炉内で、1〜30分間、好ましくは数分から数十分間焼成を行う。この焼成によりペースト21中の銀を窒化ケイ素層11に浸透させ、図1に示すように、焼成することにより得られた電極13を窒化ケイ素層11を貫通してその窒化ケイ素層11の下のn型半導体層12と導通させる。このように、焼成することにより得られた電極13は、その適切な電気的性能とn型半導体層12との密着性を確保することができる。   Then, using the conductive composition described above, an electrode 13 that penetrates the silicon nitride layer 11 and is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12 formed thereunder is formed by a procedure called “fire-through”. Specifically, as shown in FIG. 2, the paste 21 made of the conductive composition described above is printed on the silicon nitride layer 11 in a linear or comb shape. Screen printing is preferable for printing the paste 21, but other printing methods may be used. Thereafter, firing is performed in an infrared furnace having a temperature range of about 700 to 975 ° C. for 1 to 30 minutes, preferably for several minutes to several tens of minutes. By this baking, silver in the paste 21 penetrates into the silicon nitride layer 11, and as shown in FIG. 1, the electrode 13 obtained by baking passes through the silicon nitride layer 11 and below the silicon nitride layer 11. Conductive with the n-type semiconductor layer 12. Thus, the electrode 13 obtained by firing can ensure the appropriate electrical performance and adhesion between the n-type semiconductor layer 12.

このようにして、p型半導体基板14には、そのp型半導体基板14の上面に形成されたn型半導体層12と、そのn型半導体層12の上に形成された窒化ケイ素層11と、その窒化ケイ素層11を貫通してn型半導体層12と導通する直線状又は櫛歯状の電極13が形成される。   Thus, the p-type semiconductor substrate 14 includes an n-type semiconductor layer 12 formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate 14, a silicon nitride layer 11 formed on the n-type semiconductor layer 12, and A linear or comb-like electrode 13 that penetrates the silicon nitride layer 11 and is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12 is formed.

続いて、この基板14について、例えば、特開2005−167291号公報に記載の方法により、フッ酸又はフッ化アンモニウムを含む水溶液による浸漬処理を行う。この浸漬処理により、電極13とn型半導体層12との界面の余分なガラス成分を除去し、電極13とn型半導体層12との導電性を向上させることができる。また、この電極13は、上述した本発明の導電性組成物を用いて形成されるため、この浸漬処理を行っても、電極中のガラス成分が過剰に除去されることはなく、電極13とn型半導体層12との密着性を低下させる不具合を回避することができる。浸漬処理は、例えば、HF:H2O=1:50の溶液に基板14を30秒間浸漬させることにより行う。 Subsequently, the substrate 14 is subjected to an immersion treatment with an aqueous solution containing hydrofluoric acid or ammonium fluoride by, for example, a method described in JP-A-2005-167291. By this immersion treatment, excess glass components at the interface between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12 can be removed, and the conductivity between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12 can be improved. In addition, since the electrode 13 is formed using the above-described conductive composition of the present invention, the glass component in the electrode is not excessively removed even if this immersion treatment is performed. Problems that reduce the adhesion to the n-type semiconductor layer 12 can be avoided. The immersion treatment is performed, for example, by immersing the substrate 14 in a solution of HF: H 2 O = 1: 50 for 30 seconds.

以上の工程により、p型半導体基板14と、そのp型半導体基板14の上面に形成されたn型半導体層12と、そのn型半導体層12の上に形成された窒化ケイ素層11と、その窒化ケイ素層11を貫通してn型半導体層12と導通する直線状又は櫛歯状の電極13とを備える太陽電池10が得られる。この太陽電池10は、電極13とn型半導体層間12に十分な密着性と良好な導電性を有する。   Through the above steps, the p-type semiconductor substrate 14, the n-type semiconductor layer 12 formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate 14, the silicon nitride layer 11 formed on the n-type semiconductor layer 12, and the A solar cell 10 including a linear or comb-like electrode 13 that penetrates the silicon nitride layer 11 and is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12 is obtained. This solar cell 10 has sufficient adhesion and good conductivity between the electrode 13 and the n-type semiconductor layer 12.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。   Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

<実施例1>
導電性ペーストを下記のように作製した。
<Example 1>
A conductive paste was prepared as follows.

先ず、α-テルピネオール及びブチルカルビトールアセテートを2:1で混合した溶剤を13質量部、エチルセルロース樹脂を1.5質量部を混合してビヒクルを調製し、更に分散剤としてジカルボン酸系分散剤を0.5質量部を添加混合した。   First, a vehicle was prepared by mixing 13 parts by mass of a solvent in which α-terpineol and butyl carbitol acetate were mixed at a ratio of 2: 1 and 1.5 parts by mass of ethyl cellulose resin, and a dicarboxylic acid dispersant was further added as a dispersant. 0.5 parts by mass was added and mixed.

次に、平均粒径0.8μmのAg粉末83質量部と、平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が330℃、塩基度が0.56であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末2質量部とを、上記分散剤が添加されたビヒクル15質量部に混合した。その後、これを三本ロールで混練し、Ag粉末及びガラス粉末を分散させ、銀粉末とガラス粉末とビヒクルと分散剤とを含む導電性組成物からなるペーストを得た。なお、Ag粉末及びガラス粉末の平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布装置(堀場製作所社製 型名:LA−950)により測定された数値である。   Next, 83 parts by mass of Ag powder having an average particle size of 0.8 μm, an average particle size of 0.7 μm, a glass transition point of 330 ° C., and a basicity of 0.56, having the composition shown in Table 1 below. 2 parts by mass of glass powder was mixed with 15 parts by mass of the vehicle to which the dispersant was added. Then, this was knead | mixed with three rolls, Ag powder and glass powder were disperse | distributed, and the paste which consists of a conductive composition containing silver powder, glass powder, a vehicle, and a dispersing agent was obtained. In addition, the average particle diameter of Ag powder and glass powder is the numerical value measured by the laser diffraction / scattering type particle size distribution apparatus (Horiba Ltd. make model name: LA-950).

次に、上記ペーストを用いて太陽電池セル基板を下記のように作製した。25mm角、0.2mm厚のp型多結晶Si基板を、イソプロピルアルコールを含む水酸化ナトリウム水溶液にて、表面をエッチングし、2〜3μmの凹凸を有するテクスチャを形成した。次に、基板の一方に、リン化合物(POCl3)を塗布した後、800℃にて数分間、加熱することにより、厚さが約0.4μmのn型Si層を形成した。続いて、プラズマCVDにより厚さ0.07μmの窒化ケイ素膜を形成した。その後、基板表面の窒化ケイ素膜上に、ライン幅100μm×長さ17mmのパターン8本をスペース幅2mmにて配置し、更に、バス電極として幅500μm×長さ16mmを有する櫛型パターンを乳剤厚30μmのスクリーン版を用いて、上記導電性ペーストをスクリーン印刷し、幅約120μm、厚さ約25μmの印刷パターンを形成した。その後、ベルト式乾燥炉にて150℃で、10分間、乾燥した。また、基板の裏面には、500μm×長さ16mmを有するベタパターンをAlペーストにてスクリーン印刷し、更に、上記ベタパターンを除く20mm角エリアをAlペーストにてスクリーン印刷した。同様に、これをベルト式乾燥炉にて150℃で、10分間、乾燥した。更に、赤外線ランプ加熱炉を用いて、大気中で、室温から800℃まで、15秒で昇温した後、この温度で1秒間保持し、15秒で室温まで冷却し、表面には櫛型電極、裏面にはAl電極を形成した。 Next, a solar cell substrate was prepared as follows using the paste. The surface of a 25 mm square, 0.2 mm thick p-type polycrystalline Si substrate was etched with an aqueous sodium hydroxide solution containing isopropyl alcohol to form a texture having irregularities of 2 to 3 μm. Next, after applying a phosphorus compound (POCl 3 ) to one of the substrates, the n-type Si layer having a thickness of about 0.4 μm was formed by heating at 800 ° C. for several minutes. Subsequently, a silicon nitride film having a thickness of 0.07 μm was formed by plasma CVD. Thereafter, eight patterns having a line width of 100 μm × length of 17 mm are arranged on the silicon nitride film on the substrate surface with a space width of 2 mm, and a comb-shaped pattern having a width of 500 μm × length of 16 mm is formed as a bus electrode. The conductive paste was screen printed using a 30 μm screen plate to form a printed pattern having a width of about 120 μm and a thickness of about 25 μm. Then, it dried for 10 minutes at 150 degreeC in the belt-type drying furnace. On the back surface of the substrate, a solid pattern having a size of 500 μm × length 16 mm was screen-printed with an Al paste, and a 20 mm square area excluding the solid pattern was screen-printed with an Al paste. Similarly, this was dried at 150 ° C. for 10 minutes in a belt-type drying furnace. Further, using an infrared lamp heating furnace, the temperature was raised from room temperature to 800 ° C. in 15 seconds in 15 seconds, held at this temperature for 1 second, cooled to room temperature in 15 seconds, and a comb-shaped electrode on the surface An Al electrode was formed on the back surface.

続いて、この基板を、HF:H2O=1:50(質量比)の溶液に30秒間浸漬させた後、この基板を純水で洗浄し、更に水分を除去するための乾燥を行った。 Subsequently, the substrate was immersed in a solution of HF: H 2 O = 1: 50 (mass ratio) for 30 seconds, and then the substrate was washed with pure water and further dried to remove moisture. .

次に、上記太陽電池セル基板の表面電極及び裏面Al電極上にフラックスを塗布した後、基板を150℃に加熱した状態で、長さ50mmのインターコネクタをはんだごてにて加熱することにより、インターコネクタを電極に接合させた。このようにして得られた太陽電池セルを厚さ5mm×30mm角のガラス基板とEVAシートで挟み、更に、バックシートを真空圧着して、貼り合わせることにより封止し、セル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例1とした。   Next, after applying a flux on the front electrode and back Al electrode of the solar cell substrate, with the substrate heated to 150 ° C., the interconnector having a length of 50 mm was heated with a soldering iron, The interconnector was joined to the electrode. The solar cell thus obtained is sandwiched between a glass substrate having a thickness of 5 mm × 30 mm square and an EVA sheet, and further, the back sheet is vacuum-bonded and bonded to obtain a cell evaluation substrate. It was. This cell evaluation substrate was designated as Example 1.

<実施例2>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が318℃、塩基度が0.61であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例2とした。
<Example 2>
The average particle diameter is 0.7 μm, the glass transition point is 318 ° C., the basicity is 0.61, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 2.

<実施例3>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が310℃、塩基度が0.67であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例3とした。
<Example 3>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 310 ° C., the basicity is 0.67, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 3.

<実施例4>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が333℃、塩基度が0.57であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例4とした。
<Example 4>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 333 ° C., the basicity is 0.57, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 4.

<実施例5>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が321℃、塩基度が0.62であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例5とした。
<Example 5>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 321 ° C., the basicity is 0.62, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 5.

<実施例6>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が310℃、塩基度が0.67であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例6とした。
<Example 6>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 310 ° C., the basicity is 0.67, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 6.

<実施例7>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が318℃、塩基度が0.68であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例7とした。
<Example 7>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 318 ° C., the basicity is 0.68, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 7.

<実施例8>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が334℃、塩基度が0.66であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例8とした。
<Example 8>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 334 ° C., the basicity is 0.66, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 8.

<実施例9>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が351℃、塩基度が0.64であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例9とした。
<Example 9>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 351 ° C., the basicity is 0.64, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 9.

<実施例10>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が321℃、塩基度が0.69であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例10とした。
<Example 10>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 321 ° C., the basicity is 0.69, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 10.

<実施例11>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が334℃、塩基度が0.67であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例11とした。
<Example 11>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 334 ° C., the basicity is 0.67, and the same as in Example 1 except that glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 11.

<実施例12>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が351℃、塩基度が0.65であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例12とした。
<Example 12>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 351 ° C., the basicity is 0.65, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 12.

<実施例13>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が306℃、塩基度が0.78であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例13とした。
<Example 13>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 306 ° C., the basicity is 0.78, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 13.

<実施例14>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が318℃、塩基度が0.75であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例14とした。
<Example 14>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 318 ° C., the basicity is 0.75, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 14.

<実施例15>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が330℃、塩基度が0.66であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例15とした。
<Example 15>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 330 ° C., the basicity is 0.66, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 15.

<実施例16>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が337℃、塩基度が0.69であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例16とした。
<Example 16>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 337 ° C., the basicity is 0.69, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 16.

<実施例17>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が308℃、塩基度が0.79であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例17とした。
<Example 17>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 308 ° C., the basicity is 0.79, and the same as in Example 1 except that glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 17.

<実施例18>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が319℃、塩基度が0.76であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例18とした。
<Example 18>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 319 ° C., the basicity is 0.76, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 18.

<実施例19>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が332℃、塩基度が0.67であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例19とした。
<Example 19>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 332 ° C., the basicity is 0.67, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 19.

<実施例20>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が339℃、塩基度が0.70であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を実施例20とした。
<Example 20>
As in Example 1, except that the average particle size was 0.7 μm, the glass transition point was 339 ° C., the basicity was 0.70, and the glass powder having the component composition shown in Table 1 below was used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Example 20.

<比較例1>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が300℃、塩基度が0.76であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例1とした。
<Comparative Example 1>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 300 ° C., the basicity is 0.76, and the same as in Example 1 except that glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 1.

<比較例2>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が307℃、塩基度が0.73であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例2とした。
<Comparative example 2>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 307 ° C., the basicity is 0.73, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 2.

<比較例3>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が319℃、塩基度が0.64であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例3とした。
<Comparative Example 3>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 319 ° C., the basicity is 0.64, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 3.

<比較例4>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が328℃、塩基度が0.68であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例4とした。
<Comparative example 4>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 328 ° C., the basicity is 0.68, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 4.

<比較例5>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が321℃、塩基度が0.55であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例5とした。
<Comparative Example 5>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 321 ° C., the basicity is 0.55, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 5.

<比較例6>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が309℃、塩基度が0.60であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例6とした。
<Comparative Example 6>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 309 ° C., the basicity is 0.60, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 6.

<比較例7>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が298℃、塩基度が0.65であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例7とした。
<Comparative Example 7>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 298 ° C., the basicity is 0.65, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 7.

<比較例8>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が305℃、塩基度が0.67であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例8とした。
<Comparative Example 8>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 305 ° C., the basicity is 0.67, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 8.

<比較例9>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が311℃、塩基度が0.65であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例9とした。
<Comparative Example 9>
The average particle diameter is 0.7 μm, the glass transition point is 311 ° C., the basicity is 0.65, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 9.

<比較例10>
平均粒径が0.7μm、ガラス転移点が324℃、塩基度が0.63であり、以下の表1に示す成分組成のガラス粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様に、導電性ペーストを作製した。更に、このペーストを用いて実施例1と同様の条件及び手順により、EVAで封止したセル評価用基板を得た。このセル評価用基板を比較例10とした。
<Comparative Example 10>
The average particle size is 0.7 μm, the glass transition point is 324 ° C., the basicity is 0.63, and the same as in Example 1 except that the glass powder having the component composition shown in Table 1 below is used. An adhesive paste was prepared. Further, using this paste, a cell evaluation substrate sealed with EVA was obtained under the same conditions and procedures as in Example 1. This cell evaluation substrate was designated as Comparative Example 10.

<比較試験及び評価1>
実施例1〜20及び比較例1〜10で導電性ペーストの作製に使用したガラス粉末について、定性分析及び定量分析を行った。この結果を以下の表1及び表2に示す。
<Comparison test and evaluation 1>
Qualitative analysis and quantitative analysis were performed on the glass powders used in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 10 for producing the conductive paste. The results are shown in Tables 1 and 2 below.

(1) 定性分析:ガラス粉末を四ホウ酸リチウムの圧粉体の上に載せ、これをプレスして試料付きの圧粉体を作製した。この試料付きの圧粉体について、波長分散型蛍光X線分析装置(リガク社製 型名:ZSX−PrimusII)を用い、各ガラス粉末中に含まれる主成分の成分分析を行った。   (1) Qualitative analysis: A glass powder was placed on a green compact of lithium tetraborate and pressed to prepare a green compact with a sample. About the green compact with this sample, the component analysis of the main component contained in each glass powder was performed using the wavelength dispersion type | mold fluorescence X-ray-analysis apparatus (Rigaku company make type name: ZSX-PrimusII).

また、1gのカーボン粉末、及びこれと同量のガラス粉末を秤量、混合して試料を作製した。この試料について、DCアーク固体発光分析装置(サーモジャーレルアッシュ社製 型名:AURORA)を用い、各ガラス粉末中に含まれる微量成分の成分分析を行った。   A sample was prepared by weighing and mixing 1 g of carbon powder and the same amount of glass powder. About this sample, the component analysis of the trace component contained in each glass powder was performed using the DC arc solid-state light emission analyzer (Thermo Jarrel Ash company make type name: AURORA).

(2) 定量分析:濃硝酸10mlと濃度50モル%のフッ酸3mlとの混酸中に、ガラス粉末1gを溶解させて溶液試料を調製した。この溶液試料について、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製 型名:SPS3100)を用い、上記定性分析で検出された各ガラス粉末中に含まれる各成分の含有割合を測定した。   (2) Quantitative analysis: A solution sample was prepared by dissolving 1 g of glass powder in a mixed acid of 10 ml of concentrated nitric acid and 3 ml of hydrofluoric acid having a concentration of 50 mol%. About this solution sample, using ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analyzer (model name: SPS3100 manufactured by SII Nano Technology), the content ratio of each component contained in each glass powder detected by the above qualitative analysis It was measured.

Figure 2012074655
Figure 2012074655

Figure 2012074655
<比較試験及び評価2>
実施例1〜20及び比較例1〜10で得られたEVA封止されたセル評価用基板を85℃、湿度85%の恒温恒湿槽に保管し、200時間毎に、光源としてソーラーシミュレーター(三永電機製作所製 型名:XES−301S)と、ソースメーター(ケースレーインスツルメント製 型名:2400)を用いてセル特性(変換効率、FF)を測定し、最大1000時間まで評価を行い、初期値から一定時間毎の低下率を求めた。この結果を以下の表3及び表4に示す。
Figure 2012074655
<Comparison test and evaluation 2>
The EVA-encapsulated cell evaluation substrates obtained in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 10 were stored in a constant temperature and humidity chamber at 85 ° C. and a humidity of 85%. Measure cell characteristics (conversion efficiency, FF) using a source meter (model name made by Keithley Instruments: 2400) using Mitsunaga Electric Co., Ltd. model name: XES-301S, and evaluate up to 1000 hours. The rate of decrease at regular intervals was determined from the initial value. The results are shown in Tables 3 and 4 below.

Figure 2012074655
Figure 2012074655

Figure 2012074655
表3及び表4から明らかなように、比較例1〜10では保管時間が長くなるにつれてセル特性の劣化の程度が大きくなり、1000時間では70%程度の維持率となる結果が得られた。一方、実施例1〜20ではセル特性の劣化の程度が小さく、1000時間でも90%程度の維持率が得られており、高い耐水性を有していることが確認された。
Figure 2012074655
As is apparent from Tables 3 and 4, in Comparative Examples 1 to 10, the degree of deterioration of the cell characteristics increased as the storage time increased, and a result that a maintenance rate of about 70% was obtained at 1000 hours was obtained. On the other hand, in Examples 1 to 20, the degree of deterioration of the cell characteristics was small, a maintenance rate of about 90% was obtained even at 1000 hours, and it was confirmed that the cell had high water resistance.

10 太陽電池
11 窒化ケイ素層
12 n型半導体層
13 電極
14 p型半導体基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar cell 11 Silicon nitride layer 12 N type semiconductor layer 13 Electrode 14 P type semiconductor substrate

Claims (4)

p型半導体基板(14)の一方に形成された窒化ケイ素層(11)を貫通して前記窒化ケイ素層(11)の下に形成されたn型半導体層(12)と導通する電極(13)を形成するための導電性組成物であって、
銀粉末と、PbOを含むガラス粉末と、樹脂及び溶剤からなるビヒクルと、前記銀粉末及び前記ガラス粉末を分散し安定化させる分散剤とを含有し、
前記銀粉末の組成物中の比率が70〜95質量%であり、
前記ガラス粉末が前記組成物中の銀粉末100質量部に対して1〜10質量部含まれ、
前記ガラス粉末がPbO−B23を主成分とし、ZnO又はTiO2のいずれか一方又はその双方を微量成分として含み、
前記ガラス組成中にAl23、ZrO2及びSiO2を更に含み、前記ガラス組成中のAl23含有量、ZrO2含有量及びSiO2含有量の合計量が1〜10モル%の割合であることを特徴とする導電性組成物。
An electrode (13) that passes through a silicon nitride layer (11) formed on one side of a p-type semiconductor substrate (14) and is electrically connected to an n-type semiconductor layer (12) formed under the silicon nitride layer (11). A conductive composition for forming
Containing silver powder, glass powder containing PbO, a vehicle made of a resin and a solvent, and a dispersant for dispersing and stabilizing the silver powder and the glass powder,
The ratio of the silver powder in the composition is 70 to 95% by mass,
1 to 10 parts by mass of the glass powder is contained with respect to 100 parts by mass of the silver powder in the composition,
The glass powder contains PbO—B 2 O 3 as a main component, and contains one or both of ZnO and TiO 2 as a minor component,
Al 2 O 3 , ZrO 2 and SiO 2 are further included in the glass composition, and the total amount of Al 2 O 3 content, ZrO 2 content and SiO 2 content in the glass composition is 1 to 10 mol%. A conductive composition characterized in that it is a ratio.
p型半導体基板(14)に酸又はアルカリによるエッチング処理を施して、前記p型半導体基板(14)のスライスダメージを除去する工程と、
前記p型半導体基板(14)にテクスチャエッチング処理を施して、前記p型半導体基板(14)の上面にテクスチャ構造を形成する工程と、
前記p型半導体基板(14)の上面にn型ドーパントを熱拡散させることにより、前記p型半導体基板(14)の上面にn型半導体層(12)を形成する工程と、
前記n型半導体層(12)上に窒化ケイ素層(11)を形成する工程と、
前記窒化ケイ素層(11)上に請求項1記載の導電性組成物を直線状又は櫛歯状に印刷する工程と、
前記p型半導体基板(14)の下面に、Alペーストを印刷する工程と、
前記印刷した導電性組成物及びAlペーストを有するp型半導体基板(14)を700〜975℃の温度で1〜30分間焼成することにより、前記窒化ケイ素層(11)を貫通して前記n型半導体層(12)と導通する電極(13)を形成するとともに、p+層(16)、Al−Si合金層(19)、アルミニウム裏面電極(18)を形成する工程と
を含む太陽電池の製造方法。
etching the p-type semiconductor substrate (14) with acid or alkali to remove slice damage of the p-type semiconductor substrate (14);
Performing a texture etching process on the p-type semiconductor substrate (14) to form a texture structure on the upper surface of the p-type semiconductor substrate (14);
Forming an n-type semiconductor layer (12) on the upper surface of the p-type semiconductor substrate (14) by thermally diffusing an n-type dopant on the upper surface of the p-type semiconductor substrate (14);
Forming a silicon nitride layer (11) on the n-type semiconductor layer (12);
Printing the conductive composition according to claim 1 on the silicon nitride layer (11) in a linear or comb shape;
Printing an Al paste on the lower surface of the p-type semiconductor substrate (14);
A p-type semiconductor substrate (14) having the printed conductive composition and Al paste is baked at a temperature of 700 to 975 ° C. for 1 to 30 minutes, thereby penetrating the silicon nitride layer (11) and the n-type semiconductor substrate (14). Forming an electrode (13) electrically connected to the semiconductor layer (12), and forming a p + layer (16), an Al-Si alloy layer (19), and an aluminum back electrode (18). Method.
p型半導体基板(14)と、前記p型半導体基板(14)の上面に形成されたn型半導体層(12)と、前記n型半導体層(12)の上に形成された窒化ケイ素層(11)と、請求項1記載の導電性組成物の焼き付けにより形成され前記窒化ケイ素層(11)を貫通して前記n型半導体層(12)と導通する直線状又は櫛歯状の電極(13)とを備える太陽電池セル。   a p-type semiconductor substrate (14), an n-type semiconductor layer (12) formed on the upper surface of the p-type semiconductor substrate (14), and a silicon nitride layer (on the n-type semiconductor layer (12)) 11) and a linear or comb-like electrode (13) formed by baking the conductive composition according to claim 1 and passing through the silicon nitride layer (11) and conducting to the n-type semiconductor layer (12). ). 請求項3記載の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュール。   The solar cell module provided with the photovoltaic cell of Claim 3.
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