JP2013106006A - Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same - Google Patents

Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2013106006A
JP2013106006A JP2011251011A JP2011251011A JP2013106006A JP 2013106006 A JP2013106006 A JP 2013106006A JP 2011251011 A JP2011251011 A JP 2011251011A JP 2011251011 A JP2011251011 A JP 2011251011A JP 2013106006 A JP2013106006 A JP 2013106006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive
layer
conductive layer
solar cell
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011251011A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Matsuura
大輔 松浦
Shigehiro Ueno
滋弘 上野
Yasunori Kima
泰則 来間
Sakae Niki
栄 仁木
Koji Matsubara
浩司 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2011251011A priority Critical patent/JP2013106006A/en
Publication of JP2013106006A publication Critical patent/JP2013106006A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode structure excellent in adhesion to a transparent electrode layer and having less contact resistance; and provide a solar cell and the like equipped with the electrode structure.SOLUTION: An electrode structure 6 comprises: a first conductive layer 6a provided on a transparent electrode layer 5 in a patterned manner and having conductive particles and a high molecular compound; and a second conductive layer 6b provided on the first conductive layer 6a and having conductive particles but not having a high molecular compound serving as a binder. It is preferable that the second conductive layer 6b contains at least two types of conductive particle groups having particle-size distributions different from each other, and that a content rate of the conductive particle group is more than 99.0 mass%. When a hardening agent hardened at a temperature not less than 120°C and less than 180°C is used as the high molecular compound, the electrode structure can be used favorably as a collecting electrode of a solar cell having a chalcopyrite compound semiconductor layer.

Description

本発明は、電極構造、太陽電池及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、透明電極層との密着性に優れ且つ接触抵抗が小さい電極構造、その電極構造を備えた太陽電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an electrode structure, a solar cell, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an electrode structure having excellent adhesion to a transparent electrode layer and a small contact resistance, a solar cell including the electrode structure, and a manufacturing method thereof.

高い変換効率を持つCIGS(Cu(In,Ga)Se)系のカルコパイライト(chalcopyrite)化合物半導体層を光吸収層として備える太陽電池(以下、CIGS系太陽電池という。)が多方面で研究されている。このCIGS系太陽電池では、透明電極層上に櫛歯状の集電電極を形成する。その集電電極は、AlやNi等の材料を真空蒸着した真空蒸着膜を形成するのが一般的である。しかし、真空蒸着膜の厚さは数ミクロン程度が限界であり、太陽電池の面積が大きくなって集電電極を長くした場合、集電電極の抵抗が大きくなって曲線因子(FF:Fill Factor)が低下するという問題がある。 A solar cell (hereinafter referred to as a CIGS solar cell) having a CIGS (Cu (In, Ga) Se 2 ) -based chalcopyrite compound semiconductor layer having a high conversion efficiency as a light absorption layer has been studied in various fields. ing. In this CIGS solar cell, a comb-like collector electrode is formed on a transparent electrode layer. The current collecting electrode generally forms a vacuum deposited film obtained by vacuum depositing a material such as Al or Ni. However, the thickness of the vacuum-deposited film is limited to a few microns, and when the collector electrode becomes longer due to the increase in the area of the solar cell, the resistance of the collector electrode increases and the fill factor (FF) is increased. There is a problem that decreases.

こうした問題に対しては、真空蒸着膜に代えて、導電ペーストからなる集電電極が検討されている。例えば、特許文献1では、HIT構造の太陽電池に適用可能な集電電極として、Agからなる導電性フィラーと熱硬化性樹脂とを含む導電ペーストをITO(インジウム錫オキサイド)膜上にスクリーン印刷し、その後に200℃で熱硬化させて集電電極を形成することが提案されている。この技術では、ITO膜と導電ペーストからなる集電電極との間に薄膜Ag層を設けることにより、両者間の接触抵抗の低減と耐湿性の改善を図っている。   In order to solve such a problem, a current collecting electrode made of a conductive paste is being considered instead of a vacuum deposited film. For example, in Patent Document 1, a conductive paste containing a conductive filler made of Ag and a thermosetting resin is screen-printed on an ITO (indium tin oxide) film as a collecting electrode applicable to a solar cell having a HIT structure. Then, it has been proposed to heat cure at 200 ° C. to form a current collecting electrode. In this technique, a thin-film Ag layer is provided between the ITO film and a collecting electrode made of a conductive paste, thereby reducing contact resistance between them and improving moisture resistance.

また、特許文献2でも、アモルファスシリコン系太陽電池、単結晶系太陽電池及び薄膜多結晶系太陽電池に適用可能な集電電極として、各種の導電性粉末から選ばれた導電性フィラーとバインダー樹脂と硬化剤とを含む導電ペーストをITO電極上に印刷し、その後に180℃で熱硬化させて集電電極を形成することが提案されている。この技術では、導電ペーストからなる集電電極を2層(第1の電極と第2の電極)構成として、ITO膜との接触抵抗を低減し、層間密着性の向上を図っている。   Also in Patent Document 2, as a collecting electrode applicable to an amorphous silicon solar cell, a single crystal solar cell, and a thin film polycrystalline solar cell, a conductive filler and a binder resin selected from various conductive powders are used. It has been proposed that a conductive paste containing a curing agent is printed on an ITO electrode and then thermally cured at 180 ° C. to form a current collecting electrode. In this technique, the current collecting electrode made of a conductive paste has a two-layer structure (first electrode and second electrode) to reduce contact resistance with the ITO film and improve interlayer adhesion.

また、特許文献3でも、粒状導電性フィラーとフレーク状導電性フィラーと硬化性バインダー樹脂とを含有した導電ペーストを、凹凸のテクスチャ構造を示す透明電極層の表面に塗布し、200℃で硬化させて集電極を形成する技術が提案されている。この技術では、Agからなる導電性フィラー全体に対する粒状導電性フィラーの含有量を40%以上にして、集電極と透明電極層との間の接触抵抗の低下を図っている。   Also in Patent Document 3, a conductive paste containing a granular conductive filler, a flaky conductive filler, and a curable binder resin is applied to the surface of a transparent electrode layer showing an uneven texture structure and cured at 200 ° C. Thus, a technique for forming a collector electrode has been proposed. In this technique, the content of the granular conductive filler with respect to the entire conductive filler made of Ag is set to 40% or more to reduce the contact resistance between the collector electrode and the transparent electrode layer.

特開2005−268239号公報JP 2005-268239 A 特開平6−318724号公報JP-A-6-318724 特開2002−76398号公報JP 2002-76398 A

本発明者は、CIGS系太陽電池の集電電極構造を研究している過程で、前記の先行技術文献に記載のような導電性フィラーとバインダー樹脂とを含む導電ペーストをスクリーン印刷し、その後180℃の焼成硬化条件で硬化させて集電電極を形成したところ、先行技術文献に記載のシリコン系太陽電池での結果とは異なり、CIGS系太陽電池の変換効率が低下するという問題が生じた。変換効率の低下の原因は、導電ペーストの焼成硬化時にCIGS系太陽電池に加わる熱の影響であった。熱の影響であることを確認するため、Alの真空蒸着膜を集電電極としたCIGS系太陽電池を作製し、その太陽電池に180℃以上の温度を与えた場合は変換効率の低下が起こったが、150℃以下の温度を与えた場合は変換効率が低下しなかったことから、前記の変換効率の低下は、その熱がCIGS系化合物半導体層の特性低下に影響していることを確認した。   The present inventor screen-printed a conductive paste containing a conductive filler and a binder resin as described in the above prior art document in the course of studying the collector electrode structure of a CIGS solar cell, and then 180 When the current collecting electrode was formed by curing under the baking and curing conditions at ° C., the conversion efficiency of the CIGS solar cell was lowered unlike the result of the silicon solar cell described in the prior art document. The cause of the reduction in conversion efficiency was the influence of heat applied to the CIGS solar cell during baking and curing of the conductive paste. In order to confirm the effect of heat, a CIGS solar cell using an Al vacuum-deposited film as a collecting electrode was produced, and when the temperature of 180 ° C. or higher was applied to the solar cell, the conversion efficiency decreased However, since the conversion efficiency did not decrease when a temperature of 150 ° C. or lower was applied, it was confirmed that the decrease in the conversion efficiency had an effect on the characteristics of the CIGS compound semiconductor layer. did.

一方、前記したAlの真空蒸着膜に代えてバインダー樹脂を含むAgペーストで集電電極を形成した場合、150℃以下の焼成硬化条件で硬化させた集電電極は抵抗率が高すぎて使用できなかった。その理由は、焼成硬化条件として与えた150℃の温度が不十分であり、焼成が十分に行われなかったためであった。また、バインダー樹脂を含まないAgペーストで集電電極を形成した場合、透明電極層に対して密着性が著しく悪く、接触抵抗も増して集電電極に適さないものであった。   On the other hand, when the current collecting electrode is formed of Ag paste containing a binder resin instead of the above-described Al vacuum deposition film, the current collecting electrode cured under baking and curing conditions of 150 ° C. or less has a too high resistivity and can be used. There wasn't. The reason was that the temperature of 150 ° C. given as the baking and curing conditions was insufficient, and the baking was not performed sufficiently. In addition, when the current collecting electrode was formed from an Ag paste containing no binder resin, the adhesion to the transparent electrode layer was extremely poor and the contact resistance was increased, making it unsuitable for the current collecting electrode.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、透明電極層との密着性に優れ且つ接触抵抗が小さい電極構造、及びその電極構造を備えた太陽電池、及びその太陽電池の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is an electrode structure having excellent adhesion to the transparent electrode layer and a small contact resistance, and a solar cell having the electrode structure, and It is in providing the manufacturing method of the solar cell.

本発明者は、透明電極層上に、導電性粒子と120℃以上180℃未満で硬化するバインダー樹脂とを含む導電ペーストで第1導電層を形成し、その上にバインダー樹脂を含まない導電ペーストで第2導電層を形成したところ、第1導電層が透明電極層との間の良好な密着性を担い、第2導電層が集電電極としての導電性を担うことを見出し、さらにカルコパライト化合物半導体層に対しても熱ダメージを与えないことを知見した。さらにこうした電極構造は、太陽電池の集電電極用途を超えた電極構造として有効であることを知見し、本発明を完成させた。   The inventor forms a first conductive layer on a transparent electrode layer with a conductive paste containing conductive particles and a binder resin that is cured at 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C., and a conductive paste that does not contain a binder resin thereon. When the second conductive layer was formed, the first conductive layer was responsible for good adhesion to the transparent electrode layer, and the second conductive layer was found to be responsible for the conductivity as the current collecting electrode. It has been found that the semiconductor layer is not thermally damaged. Furthermore, the inventors have found that such an electrode structure is effective as an electrode structure beyond the use of a collecting electrode for solar cells, and completed the present invention.

上記課題を解決するための本発明に係る電極構造は、透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられてバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する第2導電層と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an electrode structure according to the present invention is provided on a transparent electrode layer in a pattern, a first conductive layer having conductive particles and a polymer compound, and a first conductive layer provided on the first conductive layer. And a second conductive layer having conductive particles without having a polymer compound as a binder.

この発明によれば、透明電極層上には導電性粒子及び高分子化合物を有する第1導電層が設けられ、その第1導電層上にはバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する第2導電層が設けられているので、透明電極層に対して密着性のよい第1導電層が透明電極層との間で良好な密着性を担い、その第1導電層上の導電性の良い第2導電層が電極としての導電性を担っている。その結果、第1導電層と第2導電層とからなる電極構造は、透明電極層に対する接触抵抗を低減でき、さらに良好な導電性を示すことができる。   According to this invention, the first conductive layer having conductive particles and a polymer compound is provided on the transparent electrode layer, and the first conductive layer is conductive without having a polymer compound as a binder. Since the second conductive layer having particles is provided, the first conductive layer having good adhesion to the transparent electrode layer bears good adhesion with the transparent electrode layer, and the first conductive layer is on the first conductive layer. The second conductive layer having good conductivity bears the conductivity as an electrode. As a result, the electrode structure composed of the first conductive layer and the second conductive layer can reduce the contact resistance with respect to the transparent electrode layer and can exhibit better conductivity.

本発明に係る電極構造において、前記第1導電層は、前記高分子化合物がバインダーとなって前記導電性粒子同士が接合しており、前記第2導電層は、前記導電性粒子同士が直接接合している。   In the electrode structure according to the present invention, the first conductive layer has the polymer compound as a binder and the conductive particles are bonded to each other, and the second conductive layer is directly bonded to the conductive particles. doing.

この発明によれば、第1導電層では高分子化合物がバインダーとなって導電性粒子同士が接合しており、第2導電層ではバインダーとしての高分子化合物を有さず、導電性粒子同士が直接接合しているので、上記したように、透明電極層に対して密着性のよい第1導電層が透明電極層との間で良好な密着性を担い、その第1導電層上の導電性の良い第2導電層が電極としての良好な導電性を担う。   According to this invention, in the first conductive layer, the high molecular compound serves as a binder and the conductive particles are bonded to each other, and in the second conductive layer, the high molecular compound as a binder is not included, and the conductive particles are Since it is directly bonded, as described above, the first conductive layer having good adhesion to the transparent electrode layer bears good adhesion between the transparent electrode layer and the conductivity on the first conductive layer. A good second conductive layer bears good conductivity as an electrode.

本発明に係る電極構造において、前記第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることが好ましい。   In the electrode structure according to the present invention, the second conductive layer includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is greater than 99.0% by mass. Is preferred.

この発明によれば、第2導電層は粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含むので、高分子化合物であるバインダー成分を含まなくても、粒径の小さい導電性粒子が粒径の大きい導電性粒子間に入り込んで粒子相互を結合させるとともに電気的結合を良好なものとすることができる。また、第2導電層は導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であるので、第2導電層はバインダーとしての高分子化合物を実質的に含まない。その結果、高い導電性を示すことができる。   According to the present invention, since the second conductive layer includes at least two types of conductive particles having different particle size distributions, the conductive particles having a small particle size can be obtained without including a binder component that is a polymer compound. It is possible to enter between the conductive particles having a large diameter to bond the particles to each other and to improve the electrical coupling. Moreover, since the content rate of a conductive particle group is more than 99.0 mass% in a 2nd conductive layer, a 2nd conductive layer does not contain the high molecular compound as a binder substantially. As a result, high conductivity can be exhibited.

本発明に係る電極構造において、前記高分子化合物が120℃以上180℃未満で硬化する硬化剤であり、カルコパイライト化合物半導体層を有する太陽電池の集電電極として用いられていることが好ましい。   In the electrode structure according to the present invention, the polymer compound is a curing agent that cures at 120 ° C. or more and less than 180 ° C., and is preferably used as a collector electrode of a solar cell having a chalcopyrite compound semiconductor layer.

この発明によれば、高分子化合物が120℃以上180℃未満で硬化する硬化剤であり、カルコパイライト化合物半導体層を有する太陽電池の集電電極として用いることにより、半導体特性を低下させずに、良好な密着性と接触抵抗を実現できる。   According to this invention, the polymer compound is a curing agent that cures at 120 ° C. or more and less than 180 ° C., and is used as a collecting electrode of a solar cell having a chalcopyrite compound semiconductor layer, without deteriorating the semiconductor characteristics. Good adhesion and contact resistance can be achieved.

上記課題を解決するための本発明に係る電極構造は、透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられて導電性粒子を有する第2導電層とを備え、該第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an electrode structure according to the present invention is provided on a transparent electrode layer in a pattern, a first conductive layer having conductive particles and a polymer compound, and a first conductive layer provided on the first conductive layer. And a second conductive layer having conductive particles, and the second conductive layer includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is 99.0. It is characterized by exceeding mass%.

この発明によれば、第2導電層は粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含むので、粒径の小さい導電性粒子が粒径の大きい導電性粒子間に入り込んで粒子相互を結合させるとともに電気的結合を良好なものとすることができる。また、第2導電層は導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であるので、第2導電層はバインダーとしての高分子化合物を実質的に含まない。その結果、高い導電性を示すことができる。   According to this invention, since the second conductive layer includes at least two kinds of conductive particle groups having different particle size distributions, the conductive particles having a small particle size enter between the conductive particles having a large particle size, and the particles are separated from each other. The electrical coupling can be improved while being coupled. Moreover, since the content rate of a conductive particle group is more than 99.0 mass% in a 2nd conductive layer, a 2nd conductive layer does not contain the high molecular compound as a binder substantially. As a result, high conductivity can be exhibited.

上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池は、基材上に、少なくとも、背面電極層、カルコパイライト化合物半導体層、バッファ層、透明電極層及び集電電極をその順で設ける太陽電池であって、前記集電電極が、前記透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び120℃以上180℃未満で硬化する高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられてバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する第2導電層とを備えることを特徴とする。   A solar cell according to the present invention for solving the above problems is a solar cell in which at least a back electrode layer, a chalcopyrite compound semiconductor layer, a buffer layer, a transparent electrode layer, and a collecting electrode are provided in that order on a substrate. A first conductive layer, wherein the current collecting electrode is provided in a pattern on the transparent electrode layer and has conductive particles and a polymer compound that cures at 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C., and the first conductive layer And a second conductive layer having conductive particles without having a polymer compound as a binder.

この発明によれば、180℃以上の高い焼成温度で成膜する必要のない集電電極を、カルコパイライト化合物半導体層を光吸収層とする太陽電池の集電電極として適用したので、カルコパイライト化合物半導体層に対する熱ダメージを抑えることができる。その結果、曲線因子を高めることができ、変換効率の高い太陽電池とすることができる。   According to the present invention, the current collecting electrode that does not need to be formed at a high firing temperature of 180 ° C. or higher is applied as the current collecting electrode of the solar cell using the chalcopyrite compound semiconductor layer as the light absorption layer. Thermal damage to the semiconductor layer can be suppressed. As a result, the fill factor can be increased and a solar cell with high conversion efficiency can be obtained.

本発明に係る太陽電池において、前記第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み且つ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることが好ましい。   In the solar cell according to the present invention, the second conductive layer includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is more than 99.0% by mass. preferable.

この発明によれば、第2導電層は粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含むので、バインダーとしての高分子化合物を含まなくても、粒径の小さい導電性粒子が粒径の大きい導電性粒子間に入り込んで粒子相互を結合させるとともに電気的結合を良好なものとすることができる。また、第2導電層はバインダーとしての高分子化合物を実質的に含まないので、高い導電性を示すことができる。   According to this invention, since the second conductive layer includes at least two kinds of conductive particle groups having different particle size distributions, the conductive particles having a small particle size can be obtained without including a polymer compound as a binder. The conductive particles having a large diameter can enter each other to bond the particles to each other and to improve the electrical coupling. Moreover, since the 2nd conductive layer does not contain the high molecular compound as a binder substantially, it can show high electroconductivity.

上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池は、基材上に、少なくとも、背面電極層、カルコパイライト化合物半導体層、バッファ層、透明電極層及び集電電極をその順で設ける太陽電池であって、前記集電電極が、前記透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び120℃以上180℃未満で硬化する高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられて導電性粒子を有する第2導電層とを備え、該第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることを特徴とする。   A solar cell according to the present invention for solving the above problems is a solar cell in which at least a back electrode layer, a chalcopyrite compound semiconductor layer, a buffer layer, a transparent electrode layer, and a collecting electrode are provided in that order on a substrate. A first conductive layer, wherein the current collecting electrode is provided in a pattern on the transparent electrode layer and has conductive particles and a polymer compound that cures at 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C., and the first conductive layer A second conductive layer having conductive particles provided thereon, the second conductive layer including at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and a content ratio of the conductive particle groups Is over 99.0% by mass.

この発明によれば、第2導電層は粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含むので、粒径の小さい導電性粒子が粒径の大きい導電性粒子間に入り込んで粒子相互を結合させるとともに電気的結合を良好なものとすることができる。また、第2導電層はバインダーとしての高分子化合物を実質的に含まないので、高い導電性を示すことができる。   According to this invention, since the second conductive layer includes at least two kinds of conductive particle groups having different particle size distributions, the conductive particles having a small particle size enter between the conductive particles having a large particle size, and the particles are separated from each other. The electrical coupling can be improved while being coupled. Moreover, since the 2nd conductive layer does not contain the high molecular compound as a binder substantially, it can show high electroconductivity.

上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池の製造方法は、基材上に、少なくとも、背面電極層、カルコパイライト化合物半導体層、バッファ層、透明電極層及び集電電極をその順で設ける太陽電池の製造方法であって、前記集電電極の形成工程が、前記透明電極層上に導電性粒子及び120℃以上180℃未満の温度で硬化する高分子化合物を含む導電ペーストを用いて第1導電層をパターン状に形成する工程と、該第1導電層上にバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する導電ペーストを設けて第2導電層をパターン状に形成する工程とを有することを特徴とする。   In the method for producing a solar cell according to the present invention for solving the above problems, at least a back electrode layer, a chalcopyrite compound semiconductor layer, a buffer layer, a transparent electrode layer, and a collecting electrode are provided in this order on a substrate. In the method for manufacturing a solar cell, the step of forming the current collecting electrode is performed using a conductive paste containing conductive particles and a polymer compound that cures at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C. on the transparent electrode layer. Forming a first conductive layer in a pattern, and forming a second conductive layer in a pattern by providing a conductive paste having conductive particles without a polymer compound as a binder on the first conductive layer And a process.

この発明によれば、集電電極の形成を、上記した第1導電層の形成工程と第2導電層の形成工程とで行うので、透明電極層上に、良好な導電性と高い密着性で集電電極を設けることができる。   According to the present invention, since the current collecting electrode is formed in the first conductive layer forming step and the second conductive layer forming step described above, the transparent electrode layer has good conductivity and high adhesion. A collecting electrode can be provided.

本発明に係る太陽電池の製造方法において、前記第1導電層の形成工程では、前記導電ペーストに含まれる高分子化合物が前記導電性粒子同士を接合し、前記第2導電層の形成工程では、前記導電ペーストに含まれる導電性粒子が粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み且つ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であり、前記120℃以上180℃未満の温度で該導電性粒子同士を接合することが好ましい。   In the method for manufacturing a solar cell according to the present invention, in the step of forming the first conductive layer, the polymer compound contained in the conductive paste joins the conductive particles, and in the step of forming the second conductive layer, The conductive particles contained in the conductive paste include at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is more than 99.0% by mass, and the 120 ° C. or higher and 180 ° C. The conductive particles are preferably bonded to each other at a temperature below.

この発明によれば、カルコパイライト化合物半導体層に熱ダメージを与えない120℃以上180℃未満の温度で第1導電層と第2導電層の両層を形成できる。その結果、熱ダメージのないカルコパライト化合物半導体層で光電変換された起電力を透明電極層上に良好な導電性と高い密着性で設けられた集電電極によって集電することができる。   According to the present invention, both the first conductive layer and the second conductive layer can be formed at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C. that does not cause thermal damage to the chalcopyrite compound semiconductor layer. As a result, the electromotive force photoelectrically converted by the calcopalite compound semiconductor layer without heat damage can be collected by the collecting electrode provided on the transparent electrode layer with good conductivity and high adhesion.

本発明に係る電極構造によれば、透明電極層に対して密着性のよい第1導電層が透明電極層との間で良好な密着性を担い、その第1導電層上の導電性の良い第2導電層が電極としての導電性を担っている。その結果、第1導電層と第2導電層とからなる電極構造は、透明電極層に対する接触抵抗を低減でき、さらに良好な導電性を示すことができる。   According to the electrode structure of the present invention, the first conductive layer having good adhesion to the transparent electrode layer bears good adhesion with the transparent electrode layer, and the conductivity on the first conductive layer is good. The second conductive layer has conductivity as an electrode. As a result, the electrode structure composed of the first conductive layer and the second conductive layer can reduce the contact resistance with respect to the transparent electrode layer and can exhibit better conductivity.

本発明に係る太陽電池によれば、180℃以上の高い焼成温度で成膜する必要のない集電電極を、カルコパイライト化合物半導体層を光吸収層とする太陽電池の集電電極として適用したので、カルコパイライト化合物半導体層に対する熱ダメージを抑えることができる。その結果、曲線因子を高めることができ、変換効率の高い太陽電池とすることができる。   According to the solar cell of the present invention, the current collecting electrode that does not need to be formed at a high baking temperature of 180 ° C. or higher is applied as the current collecting electrode of the solar cell having the chalcopyrite compound semiconductor layer as the light absorbing layer. The thermal damage to the chalcopyrite compound semiconductor layer can be suppressed. As a result, the fill factor can be increased and a solar cell with high conversion efficiency can be obtained.

本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、集電電極の形成を、上記した第1導電層の形成工程と第2導電層の形成工程とで行うので、透明電極層上に、良好な導電性と高い密着性で集電電極を設けることができる。また、カルコパイライト化合物半導体層に熱ダメージを与えない120℃以上180℃未満の温度で第1導電層と第2導電層の両層を形成できる。その結果、熱ダメージのないカルコパライト化合物半導体層で光電変換された起電力を透明電極層上に良好な導電性と高い密着性で設けられた集電電極によって集電することができる。また、高い焼成温度が加わらないので、太陽電池の反りを低減でき、応力による層間剥離を抑制する効果もある。   According to the method for manufacturing a solar cell according to the present invention, the current collecting electrode is formed in the first conductive layer forming step and the second conductive layer forming step. The collector electrode can be provided with conductivity and high adhesion. Further, both the first conductive layer and the second conductive layer can be formed at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C. that does not cause thermal damage to the chalcopyrite compound semiconductor layer. As a result, the electromotive force photoelectrically converted by the calcopalite compound semiconductor layer without heat damage can be collected by the collecting electrode provided on the transparent electrode layer with good conductivity and high adhesion. In addition, since a high firing temperature is not applied, the warpage of the solar cell can be reduced, and there is an effect of suppressing delamination due to stress.

本発明に係る電極構造を備えた太陽電池の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the solar cell provided with the electrode structure which concerns on this invention. 本発明に係る電極構造を備えた太陽電池の他の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows another example of the solar cell provided with the electrode structure which concerns on this invention. 本発明に係る太陽電池の製造工程の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process of the solar cell which concerns on this invention. 図3(E)の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of FIG. 実験例1で得られた試料2の集電電極の断面観察写真である。3 is a cross-sectional observation photograph of a collecting electrode of Sample 2 obtained in Experimental Example 1. 実験例1で得られた太陽電池のi−V測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing i-V measurement results of the solar cell obtained in Experimental Example 1. 実験例4で得られた、乾燥温度がシート抵抗に及ぼす影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which drying temperature obtained in Experimental example 4 has on sheet resistance.

以下、本発明に係る電極構造、太陽電池及びその製造方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を包含する限り、図面の形態及び以下の記載内容に限定されるものではない。   Hereinafter, an electrode structure, a solar cell, and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the form of the drawings and the following description as long as the technical features are included.

[電極構造]
本発明に係る電極構造6は、透明電極層5上に、その透明電極層5に対して密着性がよく、しかも導電性のよい電極パターン構造を設けたものであり、例えば図1〜図3に示すように、透明電極層5上にパターン状に設けられた第1導電層6aと、その第1導電層6a上に設けられた第2導電層6bとで構成されている。そして、第1導電層6aが、導電性粒子及び高分子化合物を有する導電層であり、第2導電層6bが、バインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する導電層であることに特徴がある。あるいは、第2導電層6bが、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることを特徴とする。なお、高分子化合物がバインダーとして作用しているかどうかは、透過型電子顕微鏡(TEM)で層の断面を観察したときに、その高分子化合物が導電性粒子同士の間に入り込んで存在しているかどうかで判断することができる。また、導電性粒子同士が直接接合しているかどうかについても、透過型電子顕微鏡(TEM)で層の断面を観察することで判断することができる。
[Electrode structure]
The electrode structure 6 according to the present invention is provided with an electrode pattern structure having good adhesion to the transparent electrode layer 5 and good conductivity on the transparent electrode layer 5, for example, FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 2, the first conductive layer 6a is provided in a pattern on the transparent electrode layer 5, and the second conductive layer 6b is provided on the first conductive layer 6a. The first conductive layer 6a is a conductive layer having conductive particles and a polymer compound, and the second conductive layer 6b is a conductive layer having conductive particles without having a polymer compound as a binder. There is a special feature. Alternatively, the second conductive layer 6b includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is more than 99.0% by mass. Whether the polymer compound is acting as a binder is determined by observing the cross section of the layer with a transmission electron microscope (TEM), and whether the polymer compound is present between the conductive particles. It can be judged by how. Further, whether or not the conductive particles are directly bonded can also be determined by observing the cross section of the layer with a transmission electron microscope (TEM).

図1〜図3は、本発明に係る電極構造6を太陽電池の集電電極として適用した例であるが、本発明に係る電極構造6は、太陽電池の集電電極への適用に限定されず、太陽電池以外の集電電極へも適用できる。また、集電電極への適用のみに限らず、透明電極層5上に設けるその他の配線電極に適用してもよい。なお、太陽電池の集電電極として適用する場合、各種の太陽電池に適用でき、例えば、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、HIT太陽電池、CIGS系太陽電池、CdTe太陽電池、多接合太陽電池、色素増感型太陽電池、有機薄膜型太陽電池等に適用可能である。特に、比較的低温(180℃未満、好ましくは150℃以下)の温度での処理が特性の向上と安定性の点で望ましいタイプの太陽電池、例えばCIGS系太陽電池に適用することが好ましい。   1-3 is an example in which the electrode structure 6 according to the present invention is applied as a collector electrode of a solar cell, but the electrode structure 6 according to the present invention is limited to application to a collector electrode of a solar cell. In addition, the present invention can be applied to current collecting electrodes other than solar cells. Moreover, you may apply not only to a collector electrode but to the other wiring electrode provided on the transparent electrode layer 5. FIG. In addition, when applied as a collecting electrode of a solar cell, it can be applied to various types of solar cells. For example, a single crystal silicon solar cell, a polycrystalline silicon solar cell, a thin film silicon solar cell, a HIT solar cell, a CIGS solar cell, CdTe The present invention is applicable to solar cells, multi-junction solar cells, dye-sensitized solar cells, organic thin-film solar cells, and the like. In particular, the treatment at a relatively low temperature (less than 180 ° C., preferably 150 ° C. or less) is preferably applied to a solar cell of a type that is desirable in terms of improved characteristics and stability, for example, a CIGS solar cell.

以下、電極構造6の各構成要素について説明する。なお、以下においては、CIGS系太陽電池に適用した場合を例にして説明するが、CIGS系太陽電池のみに本発明は限定されない。   Hereinafter, each component of the electrode structure 6 will be described. In addition, in the following, although the case where it applies to a CIGS type | system | group solar cell is demonstrated as an example, this invention is not limited only to a CIGS type | system | group solar cell.

(透明電極層)
透明電極層5は、本発明に係る電極構造6を構成する第1導電層6aと第2導電層6bとの積層体が設けられる基材である。透明電極層5は、いわゆる透明導電膜とも呼ばれ、透明な導電性金属酸化物膜である。例えば、ITO(インジウム錫オキサイド)、IZO(インジウム亜鉛オキサイド)、Al等のIII族元素をドープしたZnO(AlドープZnO、BドープZnO等)、Sb又はFをドープしたSnO等を挙げることができる。この透明電極層5は、CIGS系太陽電池においては、後述するバッファ層4上にスパッタリング法又はCVD法で形成される。その厚さは特に限定されないが、通常、0.1〜1μmである。
(Transparent electrode layer)
The transparent electrode layer 5 is a base material on which a laminate of the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b constituting the electrode structure 6 according to the present invention is provided. The transparent electrode layer 5 is also called a so-called transparent conductive film, and is a transparent conductive metal oxide film. Examples include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO doped with group III elements such as Al (Al-doped ZnO, B-doped ZnO, etc.), SnO 2 doped with Sb or F, and the like. it can. In the CIGS solar cell, the transparent electrode layer 5 is formed on the buffer layer 4 described later by a sputtering method or a CVD method. Although the thickness is not specifically limited, Usually, it is 0.1-1 micrometer.

(第1導電層)
第1導電層6aは、透明電極層5上にパターン状に設けられ、第2導電層6bとともに電極構造6を構成する。第1導電層6aは、導電性粒子(以下「導電性粒子A」という。)及び高分子化合物を有しており、その高分子化合物がバインダーとなって導電性粒子同士を接合させている。こうした第1導電層6aは、透明電極層5に良好な密着性で設けられている。
(First conductive layer)
The first conductive layer 6a is provided in a pattern on the transparent electrode layer 5, and constitutes the electrode structure 6 together with the second conductive layer 6b. The first conductive layer 6a has conductive particles (hereinafter referred to as “conductive particles A”) and a polymer compound, and the polymer compound serves as a binder to bond the conductive particles together. The first conductive layer 6a is provided on the transparent electrode layer 5 with good adhesion.

導電性粒子Aは、単一の粒径分布を持つ1種の粒子群であってもよいし、同一の粒径分布を持つ2種以上の粒子群であってもよいし、2以上の粒径分布を持つ1種の粒子群であってもよいし、2以上の粒径分布を持つ2種以上の粒子群であってもよい。この第1導電層6aでは、通常、単一の粒径分布を持つ1種の粒子群が用いられる。例えば、平均粒径が0.1μm〜2μmの範囲内の粒径分布を持つ粒子群を用いることができる。なお、「単一の粒径分布」とは、ある平均粒径を持つ導電性粒子群の一定の分布(例えば正規分布)のことであり、「粒子群」とは、そうした一定の粒径分布を持つ導電性粒子Aのことである。また、導電性粒子Aの平均粒径は、例えば走査型顕微鏡で撮影した画像から計測して算出する。   The conductive particles A may be one kind of particle group having a single particle size distribution, two or more kinds of particle groups having the same particle size distribution, or two or more particles. One type of particle group having a diameter distribution may be used, or two or more types of particle groups having two or more particle size distributions may be used. In the first conductive layer 6a, one kind of particle group having a single particle size distribution is usually used. For example, a particle group having a particle size distribution with an average particle size in the range of 0.1 μm to 2 μm can be used. The “single particle size distribution” means a certain distribution (for example, normal distribution) of conductive particle groups having a certain average particle diameter, and the “particle group” means such a certain particle size distribution. It is the electroconductive particle A which has. Moreover, the average particle diameter of the conductive particles A is measured and calculated from, for example, an image taken with a scanning microscope.

導電性粒子Aとしては、金又はその合金、銀又はその合金、及び銅又はその合金から選ばれるいずれか1種又は2種以上の金属粒子を挙げることができる。これらの金属粒子は良好な導電性を示すので、第1導電層6aの構成材料として好ましい。なお、導電性粒子Aは、これら以外の金属粒子であってもよく、例えばパラジウム又はその合金、白金又はその合金、アルミニウム又はその合金、ニッケル又はその合金からなる金属粒子であってもよい。   Examples of the conductive particles A include any one or more metal particles selected from gold or an alloy thereof, silver or an alloy thereof, and copper or an alloy thereof. Since these metal particles exhibit good conductivity, they are preferable as a constituent material of the first conductive layer 6a. The conductive particles A may be metal particles other than these, for example, palladium or an alloy thereof, platinum or an alloy thereof, aluminum or an alloy thereof, nickel or an alloy thereof.

高分子化合物は、導電性粒子同士を接合させることができるものであれば特に限定されない。通常、一般的な導電ペーストに含まれるバインダー樹脂を挙げることができる。そうした高分子化合物としては、例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を挙げることができる。本発明に係る電極構造6を例えば太陽電池の集電電極、として用いた場合は、太陽電池の変換効率を低下させない温度範囲で硬化する熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、特にCIGS太陽電池の場合は、比較的低温(180℃未満、好ましくは150℃以下)で硬化する熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂等を用いることができる。こうした高分子化合物は、通常、導電ペーストを塗布、焼成した後の第1導電層6aに残って導電性粒子Aを結合させるように作用し、さらに透明電極層5と電極構造6とを密着させるようにも作用する。   The polymer compound is not particularly limited as long as it can join the conductive particles. Usually, the binder resin contained in a general electrically conductive paste can be mentioned. Examples of such a polymer compound include a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin. When the electrode structure 6 according to the present invention is used as, for example, a collector electrode of a solar cell, it is preferable to use a thermosetting resin that cures in a temperature range that does not reduce the conversion efficiency of the solar cell, and in particular, a CIGS solar cell. In this case, it is preferable to use a thermosetting resin that cures at a relatively low temperature (less than 180 ° C., preferably 150 ° C. or less). Specifically, an epoxy resin or the like can be used. Such a polymer compound usually acts so as to remain on the first conductive layer 6a after the conductive paste is applied and baked, and to bond the conductive particles A, and further adheres the transparent electrode layer 5 and the electrode structure 6 to each other. Also works.

第1導電層6aは、通常、導電ペーストを選択的にパターン塗布して形成される。こうした手段は、従来のように蒸着法又はスパッタリング法で全面(マスク基板を用いた場合でもマスク基板上にも形成される。)に形成したものと比べ、材料コストや工程コスト(工数)の点で格段に有利である。   The first conductive layer 6a is usually formed by selectively applying a conductive paste pattern. Compared to the conventional method using a vapor deposition method or a sputtering method (when the mask substrate is used, it is also formed on the mask substrate), the material cost and the process cost (man-hour) are compared. It is much more advantageous.

第1導電層6aを形成するための導電ペーストは、導電性粒子Aと高分子化合物と溶媒とを含むペースト状の流体である。溶媒は、導電性粒子Aをペースト状にするための媒体であり、導電性粒子Aを分散するように作用する。溶媒としては、例えば、α−ターピネオール等のテルペン;イソプロピルアルコール等のアルコール;ブチルカルビトールやブチルカルビトールアセテート等のグリコール及びそのエステル;トルエンやシクロヘキサノン等の炭化水素;メチルエチルケトン等のケトン;等を挙げることができる。この溶媒には、導電性粒子Aを凝集させずに分散させるための分散剤が含まれていてもよい。分散剤としては、例えば界面活性剤等を挙げることができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、他の添加剤が含まれていてもよい。   The conductive paste for forming the first conductive layer 6a is a paste-like fluid containing conductive particles A, a polymer compound, and a solvent. The solvent is a medium for making the conductive particles A into a paste, and acts to disperse the conductive particles A. Examples of the solvent include terpenes such as α-terpineol; alcohols such as isopropyl alcohol; glycols such as butyl carbitol and butyl carbitol acetate and esters thereof; hydrocarbons such as toluene and cyclohexanone; ketones such as methyl ethyl ketone; be able to. This solvent may contain a dispersant for dispersing the conductive particles A without aggregating them. Examples of the dispersant include a surfactant. Further, other additives may be included as long as they do not depart from the spirit of the present invention.

形成された第1導電層6aは、その下の透明電極層5に対する密着性が高く、さらに、その上の第2導電層6bに対する密着性も高いので、電極構造6の透明電極層5に対する密着性を高める役割を担う層として好ましく機能する。   The formed first conductive layer 6a has high adhesion to the transparent electrode layer 5 below it, and also has high adhesion to the second conductive layer 6b above it, so that the electrode structure 6 adheres to the transparent electrode layer 5 It preferably functions as a layer that plays a role of enhancing the property.

第1導電層6aの厚さは、通常、1μm以上100μm以下の範囲内であり、抵抗値及びパターン精度の観点からは、10μm以上50μm以下の範囲である。この範囲内の第1導電層6aは、透明電極層5との密着性がよく、かつその上に形成される第2導電層6bとの密着性にも優れたものとなる。その結果、電極構造6の密着性を良好なものとし、透明電極層5との接触抵抗の低減を図ることができる。第1導電層6aの厚さが1μm未満では、薄すぎて透明電極層5との密着性が不十分な場合がある。一方、第1導電層6aの厚さが100μmを超えると、厚すぎてコストアップになるとともに、膜厚と線幅との比率(アスペクト比)の関係から、線幅を100μm以下にパターン印刷することが困難になってしまう。スクリーン印刷法では、膜厚と線幅の比率は最大でも1:1である。   The thickness of the first conductive layer 6a is usually in the range of 1 μm or more and 100 μm or less, and in the range of 10 μm or more and 50 μm or less from the viewpoint of resistance value and pattern accuracy. The first conductive layer 6a within this range has good adhesion to the transparent electrode layer 5, and excellent adhesion to the second conductive layer 6b formed thereon. As a result, the adhesion of the electrode structure 6 can be improved, and the contact resistance with the transparent electrode layer 5 can be reduced. If the thickness of the 1st conductive layer 6a is less than 1 micrometer, it may be too thin and adhesiveness with the transparent electrode layer 5 may be inadequate. On the other hand, if the thickness of the first conductive layer 6a exceeds 100 μm, it is too thick, resulting in an increase in cost and pattern printing to a line width of 100 μm or less from the relationship between the film thickness and the line width (aspect ratio). It becomes difficult. In the screen printing method, the ratio between the film thickness and the line width is 1: 1 at the maximum.

(第2導電層)
第2導電層6bは、第1導電層6a上に設けられ、その第1導電層6aとともに電極構造6を構成する。第2導電層6bは、バインダーとしての高分子化合物を有さず且つ導電性粒子(以下「導電性粒子B」という。)を有している。ここで、「バインダーとしての高分子化合物を有さず」とは、バインダーとして作用する高分子化合物を全く含まない場合及び実質的に含まない場合の両方の意味であり、詳しくは後述する。あるいは、第2導電層6bが、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超である。
(Second conductive layer)
The second conductive layer 6b is provided on the first conductive layer 6a and constitutes the electrode structure 6 together with the first conductive layer 6a. The second conductive layer 6b does not have a polymer compound as a binder and has conductive particles (hereinafter referred to as “conductive particles B”). Here, “without a polymer compound as a binder” means both a case where no polymer compound acting as a binder is contained and a case where a polymer compound is not substantially contained, and will be described in detail later. Alternatively, the second conductive layer 6b includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is greater than 99.0% by mass.

導電性粒子Bは、単一の粒径分布を持つ1種の粒子群であってもよいし、同一の粒径分布を持つ2種以上の粒子群であってもよいし、2以上の粒径分布を持つ1種の粒子群であってもよいし、2以上の粒径分布を持つ2種以上の粒子群であってもよい。この第2導電層6bでは、2以上の粒径分布を持つ1種又は2種以上の粒子群が好ましく用いられる。例えば、1の粒子群は、粒径が100μm以下で一定の粒径分布を持つナノ粒子群(以下「導電性粒子B1」という。)であり、他の粒子群は、その導電性粒子B1よりも大きい粒径を持つ粒子群(以下「導電性粒子B2」という。)である。なお、導電性粒子B2は、導電性粒子B1よりも大きい粒径を持つものを意味し、平均粒径が異なる複数の金属粒子群(B2,B2’,B2”,…)を包含する意味で用いている。なお、第1導電層6aの場合と同様、「単一の粒径分布」とは、ある平均粒径を持つ導電性粒子群の一定の分布(例えば正規分布)のことであり、「粒子群」とは、そうした一定の粒径分布を持つ導電性粒子Bのことである。また、導電性粒子Bの平均粒径は、例えば走査型顕微鏡で撮影した画像から計測して算出する。   The conductive particles B may be one kind of particle group having a single particle size distribution, two or more kinds of particle groups having the same particle size distribution, or two or more particles. One type of particle group having a diameter distribution may be used, or two or more types of particle groups having two or more particle size distributions may be used. In the second conductive layer 6b, one type or two or more types of particles having two or more particle size distributions are preferably used. For example, one particle group is a nanoparticle group (hereinafter, referred to as “conductive particle B1”) having a particle size distribution of 100 μm or less and a certain particle size distribution, and the other particle group is more than the conductive particle B1. Is a group of particles having a larger particle size (hereinafter referred to as “conductive particles B2”). The conductive particle B2 means a particle having a particle size larger than that of the conductive particle B1, and includes a plurality of metal particle groups (B2, B2 ′, B2 ″,...) Having different average particle sizes. As in the case of the first conductive layer 6a, the “single particle size distribution” means a certain distribution (for example, a normal distribution) of conductive particle groups having a certain average particle size. The “particle group” refers to the conductive particles B having such a constant particle size distribution. In addition, the average particle diameter of the conductive particles B is calculated by measuring from, for example, an image taken with a scanning microscope.

導電性粒子Bとしては、金又はその合金、銀又はその合金、及び銅又はその合金から選ばれるいずれか1種又は2種以上の金属粒子を挙げることができる。これらの金属粒子は良好な導電性を示すので、第1導電層6bの構成材料として好ましい。なお、これら以外の金属粒子であってもよく、例えばパラジウム又はその合金、白金又はその合金、アルミニウム又はその合金、ニッケル又はその合金からなる金属粒子であってもよい。   As the electroconductive particle B, any 1 type, or 2 or more types of metal particles chosen from gold or its alloy, silver or its alloy, and copper or its alloy can be mentioned. Since these metal particles exhibit good conductivity, they are preferable as a constituent material of the first conductive layer 6b. In addition, metal particles other than these may be sufficient, for example, the metal particle which consists of palladium or its alloy, platinum or its alloy, aluminum or its alloy, nickel or its alloy may be sufficient.

導電性粒子B1と導電性粒子B2の構成材料の異同は特に限定されない。同じ金属種とすれば、単一金属種で第2導電層6bを構成することになり、組成管理等の煩雑さがないという利点があり、さらに、異なる金属種を配合した場合に抵抗が増すおそれがあるという問題を回避できるという利点がある。一方、異なる金属種とすれば、一方の金属種の作用と他方の金属種の作用とを分け、機能的な特性を出すことも可能となる。通常は、同種の金属種で導電性粒子B1と導電性粒子B2とを構成することが好ましい。   The difference between the constituent materials of the conductive particles B1 and the conductive particles B2 is not particularly limited. If the same metal type is used, the second conductive layer 6b is constituted by a single metal type, and there is an advantage that there is no complication such as composition management, and further, resistance increases when different metal types are blended. There is an advantage that the problem of fear can be avoided. On the other hand, if different metal species are used, the function of one metal species and the effect of the other metal species can be separated to provide functional characteristics. Usually, it is preferable to form the conductive particles B1 and the conductive particles B2 with the same kind of metal.

また、第1導電層6aを構成する導電性粒子Aと同種の材料で第2導電層6bを構成すれば、相互の結合を良好なものとすることができるので、密着性の向上と接触抵抗の低減の観点からより好ましい。   Further, if the second conductive layer 6b is made of the same kind of material as that of the conductive particles A constituting the first conductive layer 6a, the mutual bond can be improved, so that the adhesion is improved and the contact resistance is increased. It is more preferable from the viewpoint of reduction.

導電性粒子B1は、粒径が100nm以下の金属ナノ粒子の粒子群であり、その粒子群の平均粒径は、5〜50nmの範囲内である。導電性粒子B1は、この導電性粒子B1よりも平均粒径が大きい導電性粒子B2の粒子間を埋めて粒子間の接触を高めるように作用する。さらに、導電性粒子Aと高分子化合物とで構成された第1導電層6aの表面に対しても密に接触して、第2導電層6bと第1導電層6aとの接触を高めるように作用する。なお、粒径が100nm以下のいわゆるナノ粒子は、市販のものを用いることができる。また、導電性粒子B1は、その粒径が100nm以下であれば、異なる平均粒径を持つ複数の微粒子群(B1,B1’,B1”,…)を混合したものであってもよい。平均粒径については、例えば走査型電子顕微鏡で撮影した画像から計測して算出する。   The conductive particles B1 are a group of metal nanoparticles having a particle size of 100 nm or less, and the average particle size of the particle group is in the range of 5 to 50 nm. The conductive particles B1 act so as to enhance the contact between the particles by filling the spaces between the conductive particles B2 having a larger average particle diameter than the conductive particles B1. Further, the surface of the first conductive layer 6a composed of the conductive particles A and the polymer compound is also in close contact with each other so as to improve the contact between the second conductive layer 6b and the first conductive layer 6a. Works. In addition, what is called a nanoparticle with a particle size of 100 nm or less can use a commercially available thing. The conductive particles B1 may be a mixture of a plurality of fine particle groups (B1, B1 ′, B1 ″,...) Having different average particle diameters as long as the particle diameter is 100 nm or less. For example, the particle diameter is measured and calculated from an image taken with a scanning electron microscope.

導電性粒子B2は、導電性粒子B1よりも平均粒径が大きい金属粒子の粒子群である。具体的には、平均粒径が0.1〜2μmの範囲のものを用いることができる。この導電性粒子B2の平均粒径が0.1μm未満では、材料コストが嵩むとともに、ペースト粘度が低くなりすぎてスクリーン印刷でパターン印刷しにくくなってしまう傾向がある。一方、平均粒径が2μmを超えると、第2導電層6b内に空隙が現れることがあり、電気抵抗が上がったり、膜強度が弱くなったりする傾向がある。なお、導電性粒子B2は、異なる平均粒径を持つ複数の粒子群(B2,B2’,…)を混合したものであってもよい。   The conductive particles B2 are a group of metal particles having an average particle size larger than that of the conductive particles B1. Specifically, those having an average particle diameter in the range of 0.1 to 2 μm can be used. When the average particle size of the conductive particles B2 is less than 0.1 μm, the material cost increases, and the paste viscosity tends to be too low to make it difficult to perform pattern printing by screen printing. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 2 μm, voids may appear in the second conductive layer 6b, and the electrical resistance tends to increase or the film strength tends to be weak. The conductive particle B2 may be a mixture of a plurality of particle groups (B2, B2 ', ...) having different average particle diameters.

第2導電層6bは、導電ペーストを選択的に塗布して形成される。こうした手段は、従来のように蒸着法又はスパッタリング法で全面(マスク基板を用いた場合でもマスク基板上にも形成される。)に形成したものと比べ、材料コストや工程コスト(工数)の点で格段に有利である。   The second conductive layer 6b is formed by selectively applying a conductive paste. Compared to the conventional method using a vapor deposition method or a sputtering method (when the mask substrate is used, it is also formed on the mask substrate), the material cost and the process cost (man-hour) are compared. It is much more advantageous.

導電ペーストは、例えば導電性粒子B1及び導電性粒子B2を少なくとも有する導電性粒子Bと、溶媒とを含むペースト状の流体である。溶媒は、導電性粒子Bをペースト状にするための媒体であり、導電性粒子Bを分散するように作用する。溶媒としては、例えば、α−ターピネオール等のテルペン;イソプロピルアルコール等のアルコール;ブチルカルビトールやブチルカルビトールアセテート等のグリコール及びそのエステル;トルエンやシクロヘキサノン等の炭化水素;メチルエチルケトン等のケトン;等を挙げることができる。この溶媒には、導電性粒子B(導電性粒子B1及び導電性粒子B2)を凝集させずに分散させるための分散剤が含まれていてもよい。分散剤としては、例えば界面活性剤等を挙げることができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、他の添加剤が含まれていてもよい。   The conductive paste is a paste-like fluid containing, for example, conductive particles B having at least conductive particles B1 and conductive particles B2 and a solvent. The solvent is a medium for making the conductive particles B into a paste, and acts to disperse the conductive particles B. Examples of the solvent include terpenes such as α-terpineol; alcohols such as isopropyl alcohol; glycols such as butyl carbitol and butyl carbitol acetate and esters thereof; hydrocarbons such as toluene and cyclohexanone; ketones such as methyl ethyl ketone; be able to. This solvent may contain a dispersant for dispersing the conductive particles B (the conductive particles B1 and the conductive particles B2) without aggregating them. Examples of the dispersant include a surfactant. Further, other additives may be included as long as they do not depart from the spirit of the present invention.

導電ペーストは、バインダーとしての高分子化合物を実質的に含んでいない。バインダーとしての高分子化合物とは、一般的な導電ペーストに含まれるバインダーとして作用する化合物のことであり、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の樹脂成分を指している。こうした高分子化合物は、通常、導電ペーストを塗布し、焼成した後の導電層に残って導電性粒子Bを結合させるように作用する。しかし、バインダーとしての高分子化合物を含む導電ペーストの焼成には、通常、180℃以上乃至200℃以上の温度が必要となり、そうした温度で焼成できない場合には、得られた導電層の電気抵抗が下がらず、さらに下層の第1導電層6aとの間の接触抵抗が増して電極構造6として不適当なものとなる。   The conductive paste does not substantially contain a polymer compound as a binder. The polymer compound as a binder is a compound that acts as a binder contained in a general conductive paste, and refers to a resin component such as a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin. Such a polymer compound usually acts to bond the conductive particles B by remaining in the conductive layer after applying and baking the conductive paste. However, firing of a conductive paste containing a polymer compound as a binder usually requires a temperature of 180 ° C. or higher to 200 ° C. or higher, and if it cannot be fired at such a temperature, the electrical resistance of the conductive layer obtained is The contact resistance between the first conductive layer 6a and the lower first conductive layer 6a is not increased, and the electrode structure 6 becomes unsuitable.

本発明においては、導電ペーストにはバインダーとしての高分子化合物が実質的に含まれておらず、その代わりに上記金属粒子(導電性粒子B1及び導電性粒子B2)を含むので、焼成温度を180℃以上乃至200℃以上の温度にまで上げることができない場合であっても、金属粒子からなる第2導電層6bを形成することができる。特に導電性粒子B2の粒子間を埋めて導電性粒子B2を結合させる導電性粒子B1の存在により、良好な電気抵抗を持つ第2導電層6bとすることができるとともに、下層の第1導電層6aとの間の接触抵抗を低減でき且つ密着性を向上させることができる。   In the present invention, the conductive paste is substantially free of a polymer compound as a binder, and instead contains the metal particles (conductive particles B1 and conductive particles B2). Even in the case where the temperature cannot be raised to higher than or equal to 200 ° C. or higher, the second conductive layer 6b made of metal particles can be formed. In particular, the presence of the conductive particles B1 that fill the gaps between the conductive particles B2 and bond the conductive particles B2, can provide the second conductive layer 6b having good electrical resistance, and the lower first conductive layer. The contact resistance with 6a can be reduced and the adhesion can be improved.

なお、バインダーとしての高分子化合物は、粒子間を結合するバインダー作用を担う樹脂成分のことであり、その高分子化合物を「実質的に含まない」とは、全く含まない場合、本発明の趣旨を阻害しない範囲で含む場合、の両方を意味する。ここで、「本発明の趣旨を阻害しない」とは、高分子化合物が第2導電層6b内から検出された場合であっても、その第2導電層6bが良好な電気抵抗と良好な接触抵抗と良好な密着性とを示していることである。後述する実験例で説明するように、導電ペーストを塗布した後に乾燥又は焼成して得られた第2導電層6bは、その第2導電層6b内の高分子化合物が0.1質量%以下で良好な特性であったが、1質量%以上では特性が低下していた。その結果、少なくとも第2導電層6bに含まれる高分子化合物は1質量%未満であることが好ましく、0.3質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。言い換えれば、第2導電層6bに含まれる導電性粒子成分の含有率は99.0質量%超であることが好ましく、99.7質量%以上であることがより好ましく、99.9質量%以上であることが特に好ましい。本発明では、こうした範囲が「バインダーとしての高分子化合物を実質的に含まない」を意味する。   The polymer compound as a binder is a resin component responsible for a binder function for bonding particles, and the term “substantially does not contain” the polymer compound means that the meaning of the present invention is not included at all. When it is included in the range that does not inhibit, it means both. Here, “does not impede the gist of the present invention” means that the second conductive layer 6b has good electrical resistance and good contact even when the polymer compound is detected from the second conductive layer 6b. It shows resistance and good adhesion. As will be described in an experimental example to be described later, the second conductive layer 6b obtained by drying or baking after applying the conductive paste has a polymer compound in the second conductive layer 6b of 0.1% by mass or less. Although it was a favorable characteristic, the characteristic fell at 1 mass% or more. As a result, the polymer compound contained in at least the second conductive layer 6b is preferably less than 1% by mass, more preferably 0.3% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. preferable. In other words, the content of the conductive particle component contained in the second conductive layer 6b is preferably more than 99.0% by mass, more preferably 99.7% by mass or more, and 99.9% by mass or more. It is particularly preferred that In the present invention, such a range means “substantially free of a polymer compound as a binder”.

なお、第2導電層6bを形成するための導電ペーストには、バインダーとしての高分子化合物は含まれていないが、バインダーとして作用しない高分子化合物であれば含まれていてもよい。しかし、実際は、バインダーとして作用しない高分子化合物であっても、形成された第2導電層6bが良好な電気抵抗と良好な接触抵抗と良好な密着性とを示す範囲内で含有されていることが限度であり、例えば導電性高分子化合物が含まれている場合はある程度の含有量が許容されるであろうが、実質的には、上記同様、「実質的に含まない」の範囲と同程度である。   The conductive paste for forming the second conductive layer 6b does not contain a polymer compound as a binder, but may contain any polymer compound that does not act as a binder. However, actually, even if the polymer compound does not act as a binder, the formed second conductive layer 6b is contained within a range showing good electrical resistance, good contact resistance, and good adhesion. For example, when a conductive polymer compound is included, a certain amount of content will be allowed. However, as described above, it is substantially the same as the “substantially free” range. Degree.

第2導電層6bは、導電性粒子成分(導電性粒子B1及び導電性粒子B2)の含有率が99.0質量%超であるので、実質的に高分子化合物を含まない。そして、第2導電層6bは、上記粒径の導電性粒子B1を含むので、バインダーとしての高分子化合物を含まなくとも、導電性粒子B2よりも粒径の小さい導電性粒子B1は、その導電性粒子B1よりも粒径の大きい導電性粒子B2間に入り込んで導電性粒子B2相互のバインダー機能を担い、導電性粒子B2間の結合を向上させるとともに電気的結合を良好なものとすることができる。   The second conductive layer 6b contains substantially no polymer compound because the content of the conductive particle components (conductive particles B1 and conductive particles B2) is more than 99.0% by mass. And since the 2nd conductive layer 6b contains the electroconductive particle B1 of the said particle size, even if it does not contain the high molecular compound as a binder, the electroconductive particle B1 whose particle size is smaller than the electroconductive particle B2 is the electroconductivity. The conductive particles B2 having a particle size larger than that of the conductive particles B1 to serve as a binder for the conductive particles B2, thereby improving the bonding between the conductive particles B2 and improving the electrical coupling. it can.

第2導電層6bの形成は、バインダーとしての高分子化合物を実質的に含まず、上記導電性粒子B1と導電性粒子B2とを含む導電性粒子Bを含んだ導電ペーストを第1導電層6a上に塗布して行う。第1導電層6a上への塗布は、導電ペーストをスクリーン印刷等のパターン印刷手段によって行うことができる。こうした選択的な塗布は、高価な材料を節約できるので、コストの面で有利である。   The formation of the second conductive layer 6b includes substantially no high molecular compound as a binder, and a conductive paste containing the conductive particles B including the conductive particles B1 and the conductive particles B2 is used as the first conductive layer 6a. Apply on top. The application on the first conductive layer 6a can be performed by pattern printing means such as screen printing of the conductive paste. Such selective application is advantageous in terms of cost because it saves expensive materials.

導電ペーストを塗布した後においては、導電ペーストに含まれる溶媒を除去する温度環境にする。そうした温度環境は、導電性粒子Bの構成と溶媒の種類によっても異なるが、通常、120℃以上200以下の範囲である。なお、後述する実験例に示すように、例えばCIGS系太陽電池の電極構造6とする場合には、第2導電層6bの形成時に180℃以上の温度が加わると、カルコパイライト化合物半導体層が熱ダメージにより変換効率が低下するおそれがあるため、180℃未満、好ましくは150℃以下の温度で処理する。   After applying the conductive paste, the temperature environment is set to remove the solvent contained in the conductive paste. Such a temperature environment varies depending on the configuration of the conductive particles B and the type of solvent, but is usually in the range of 120 ° C. or more and 200 or less. As shown in an experimental example to be described later, for example, in the case of the electrode structure 6 of a CIGS solar cell, when a temperature of 180 ° C. or higher is applied during the formation of the second conductive layer 6b, the chalcopyrite compound semiconductor layer is heated. Since the conversion efficiency may decrease due to damage, the treatment is performed at a temperature of less than 180 ° C., preferably 150 ° C. or less.

第2導電層6bの厚さは、通常、1μm以上100μm以下の範囲内であり、電極構造6としての抵抗値及びパターン精度の観点からは、10μm以上50μm以下の範囲である。第2導電層6bの厚さが1μm未満では、薄すぎて抵抗値が高くなり、電極構造6としては不適である。一方、第2導電層6bの厚さが100μmを超えると、厚すぎてコストアップになるだけでなく、膜厚と線幅との比率(アスペクト比)の関係から、線幅を100μm以下にパターン印刷することが困難になってしまう。スクリーン印刷法では、膜厚と線幅の比率は最大でも1:1である。   The thickness of the second conductive layer 6b is usually in the range of 1 μm or more and 100 μm or less, and in the range of 10 μm or more and 50 μm or less from the viewpoint of the resistance value and pattern accuracy as the electrode structure 6. If the thickness of the second conductive layer 6b is less than 1 μm, it is too thin and the resistance value becomes high, which is not suitable for the electrode structure 6. On the other hand, if the thickness of the second conductive layer 6b exceeds 100 μm, not only is the thickness too high, the cost increases, but also the line width is patterned to 100 μm or less due to the relationship between the film thickness and the line width (aspect ratio). It becomes difficult to print. In the screen printing method, the ratio between the film thickness and the line width is 1: 1 at the maximum.

以上説明したように、本発明に係る電極構造6は、電気抵抗が小さい第2導電層6bを有し、その第2導電層6bと透明電極層5との間に第1導電層6aを有するので、第2導電層6bの密着性を高めた態様で、接触抵抗の低減を図ることができる。なお、後述の実験例で示すように、集電電極の抵抗率を10−5Ωcm以下とする結果も得られている。 As described above, the electrode structure 6 according to the present invention includes the second conductive layer 6b having a low electric resistance, and includes the first conductive layer 6a between the second conductive layer 6b and the transparent electrode layer 5. Therefore, it is possible to reduce the contact resistance in a mode in which the adhesion of the second conductive layer 6b is enhanced. In addition, as shown in an experimental example to be described later, a result that the resistivity of the collecting electrode is 10 −5 Ωcm or less is also obtained.

[太陽電池及びその製造方法]
本発明に係る太陽電池10は、図1及び図2に示すように、上記した本発明に係る電極構造6とカルコパイライト化合物半導体層5とを少なくとも有する。図1の例は、基材1上に、少なくとも、背面電極層2、カルコパイライト化合物半導体層3、バッファ層4、透明電極層5、及び集電電極6(上記した「電極構造6」と同じ。)がその順で積層されている太陽電池10である。そして、集電電極6が、透明電極層5上にパターン状に設けられて導電性粒子A及び120℃以上180℃未満で硬化する高分子化合物を有する第1導電層6aと、その第1導電層6a上に設けられてバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子Bを有する第2導電層6bとを備えるように構成されている。なお、図2の例は、図1の太陽電池10において、背面電極層2とカルコパイライト化合物半導体層3との間にドープ層7を設けた太陽電池(符号10’)である。
[Solar cell and manufacturing method thereof]
As shown in FIGS. 1 and 2, the solar cell 10 according to the present invention includes at least the electrode structure 6 and the chalcopyrite compound semiconductor layer 5 according to the present invention described above. In the example of FIG. 1, at least the back electrode layer 2, the chalcopyrite compound semiconductor layer 3, the buffer layer 4, the transparent electrode layer 5, and the collecting electrode 6 (same as the above “electrode structure 6”) on the substrate 1. .) Is the solar cell 10 stacked in that order. Then, the current collecting electrode 6 is provided on the transparent electrode layer 5 in a pattern, and includes a first conductive layer 6a having conductive particles A and a polymer compound that cures at 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C., and the first conductive layer 6a. And a second conductive layer 6b having conductive particles B without having a polymer compound as a binder provided on the layer 6a. The example of FIG. 2 is a solar cell (reference numeral 10 ′) in which a doped layer 7 is provided between the back electrode layer 2 and the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 in the solar cell 10 of FIG.

こうした太陽電池10,10’の製造方法は、基材1上に、少なくとも、背面電極層2、カルコパイライト化合物半導体層3、バッファ層4、透明電極層5及び集電電極6をその順で設ける方法であって、集電電極6の形成工程を、透明電極層5上に導電性粒子A及び120℃以上180℃未満の温度で硬化する高分子化合物を含む導電ペーストを用いて第1導電層6aをパターン状に形成する工程と、その第1導電層6a上にバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子Bを有する導電ペーストを設けて第2導電層6bをパターン状に形成する工程とを有するようにしたものである。   In the method for manufacturing such solar cells 10 and 10 ′, at least a back electrode layer 2, a chalcopyrite compound semiconductor layer 3, a buffer layer 4, a transparent electrode layer 5, and a collecting electrode 6 are provided in this order on a substrate 1. In the method, the first conductive layer is formed by using the conductive paste containing the conductive particles A and the polymer compound that cures at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C. on the transparent electrode layer 5. Forming a second conductive layer 6b in a pattern by providing a conductive paste having conductive particles B without a polymer compound as a binder on the first conductive layer 6a. And a step of performing.

以下、図1及び図2で示した太陽電池の構成を、図3に示す太陽電池20の製造工程順に説明する。   Hereinafter, the structure of the solar cell shown in FIG.1 and FIG.2 is demonstrated in order of the manufacturing process of the solar cell 20 shown in FIG.

(背面電極層の形成と分割)
先ず、図3(A)に示すように、基材1上に短冊状の背面電極層2を形成する。この工程には、基材1を準備する工程、準備された基材1上に背面電極層2を形成する工程、及びその背面電極層2を短冊状に加工する工程を含んでいる。
(Formation and division of back electrode layer)
First, as shown in FIG. 3A, a strip-shaped back electrode layer 2 is formed on a substrate 1. This step includes a step of preparing the substrate 1, a step of forming the back electrode layer 2 on the prepared substrate 1, and a step of processing the back electrode layer 2 into a strip shape.

基材1は、ガラス基材が好ましく用いられる。ガラス基材としては、ソーダライムガラス基材であっても無アルカリガラス基材であってもよく、特に限定されない。いずれのガラス基材も、金属基材又は樹脂基材と比べて絶縁性と耐熱性の両方を備えるので好ましく用いられる。   As the substrate 1, a glass substrate is preferably used. The glass substrate may be a soda lime glass substrate or an alkali-free glass substrate, and is not particularly limited. Any glass substrate is preferably used because it has both insulating properties and heat resistance compared to a metal substrate or a resin substrate.

背面電極層2は、準備された基材1上に設けられる。背面電極層2としては、モリブデン等からなる金属層、又は、ITO(インジウム錫オキサイド)等からなる透明導電層、を好ましく適用できる。この背面電極層2は、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等で形成することができ、その厚さは、通常、0.1〜1μm程度である。   The back electrode layer 2 is provided on the prepared substrate 1. As the back electrode layer 2, a metal layer made of molybdenum or the like, or a transparent conductive layer made of ITO (indium tin oxide) or the like can be preferably applied. The back electrode layer 2 can be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, or the like, and the thickness is usually about 0.1 to 1 μm.

短冊状の背面電極層2は、成膜された背面電極層2の一部をストライプ状に除去し、背面電極層2を短冊状に複数分割して形成できる。そうした分割手段としては、レーザースクライブ法を用いることが好ましい。   The strip-shaped back electrode layer 2 can be formed by removing a part of the deposited back electrode layer 2 in a stripe shape and dividing the back electrode layer 2 into a plurality of strips. As such a dividing means, it is preferable to use a laser scribing method.

(化合物半導体層とバッファ層の形成)
次に、図3(B)に示すように、複数分割された背面電極層2上(ストライプ状に除去された部分も含む。)にその全体を覆うようにカルコパイライト化合物半導体層3を形成し、その後、カルコパイライト化合物半導体層3上にバッファ層4を形成する。カルコパイライト化合物半導体層3は、背面電極層2上(ドープ層7が設けられている場合にはその上。図2参照。)に形成される。カルコパイライト化合物半導体層3は、いわゆる光吸収層であり、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む半導体からなる層である。具体的には、Cuと、In及びGaの一方又は両方と、Se及びSの一方又は両方とを含むカルコパイライト化合物半導体層3を好ましく挙げることができる。一例としては、CuInSe、CuIn(Se,S)、Cu(In,Ga)Se、又は、Cu(In,Ga)(Se,S)を例示できる。
(Formation of compound semiconductor layer and buffer layer)
Next, as shown in FIG. 3B, a chalcopyrite compound semiconductor layer 3 is formed on the plurality of divided back electrode layers 2 (including portions removed in a stripe shape) so as to cover the whole. Thereafter, the buffer layer 4 is formed on the chalcopyrite compound semiconductor layer 3. The chalcopyrite compound semiconductor layer 3 is formed on the back electrode layer 2 (in the case where the doped layer 7 is provided, see FIG. 2). The chalcopyrite compound semiconductor layer 3 is a so-called light absorption layer, and is a layer made of a semiconductor containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element. Specifically, a chalcopyrite compound semiconductor layer 3 containing Cu, one or both of In and Ga, and one or both of Se and S can be preferably exemplified. As an example, CuInSe 2 , CuIn (Se, S) 2 , Cu (In, Ga) Se 2 , or Cu (In, Ga) (Se, S) 2 can be exemplified.

カルコパイライト化合物半導体層3の形成方法としては各種の方法を適用可能であるが、例えばCu(In,Ga)Seの場合には、基材温度を例えば300℃程度とし、Se、In、Gaを例えば10−4〜10−5Pa程度の圧力範囲に制御しながら共蒸着法で堆積し、その後基材温度を例えば600℃程度に上げて、SeとCuを例えば10−4〜10−5Pa程度の圧力範囲に制御しながら堆積し、さらにその後基材温度を例えば600℃程度に保ったまま、同様の圧力制御下でIn、Ga及びSeを堆積させることができる。こうしてCu(In,Ga)Seからなるカルコパイライト化合物半導体層3を形成できる。カルコパイライト化合物半導体層3の形成は、上記の共蒸着法の他にも、Cu、In、Gaを例えば10−3〜10−5Pa程度の圧力範囲に制御しながらスパッタリング法で金属の層を堆積させた後、Seを含む雰囲気で基材温度を例えば600℃程度として、金属の層をセレン化物に変換する方法でも可能である。なお、カルコパイライト化合物半導体層3の厚さは、通常、1〜2μmである。 Various methods can be applied as a method for forming the chalcopyrite compound semiconductor layer 3. For example, in the case of Cu (In, Ga) Se 2 , the substrate temperature is set to, for example, about 300 ° C., and Se, In, Ga is deposited by, for example, 10 -4 to 10 -5 coevaporation while controlling the pressure range of about Pa, followed by raising the substrate temperature, for example, about 600 ° C., Se and Cu, for example, 10 -4 to 10 -5 It is possible to deposit In, Ga and Se under the same pressure control while depositing while controlling in the pressure range of about Pa and further maintaining the substrate temperature at about 600 ° C., for example. Thus, the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 made of Cu (In, Ga) Se 2 can be formed. The chalcopyrite compound semiconductor layer 3 can be formed by sputtering in addition to the above co-evaporation method while controlling Cu, In, and Ga to a pressure range of about 10 −3 to 10 −5 Pa, for example. After the deposition, a method of converting the metal layer into selenide by setting the substrate temperature to, for example, about 600 ° C. in an atmosphere containing Se is also possible. The thickness of the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 is usually 1 to 2 μm.

バッファ層4は、pn接合を形成するためにカルコパイライト化合物半導体層3上に設けられる半導体層である。バッファ層4としては、例えばCdS、又はZnを含む化合物からなる層を挙げることができる。Znを含む化合物としては、Zn(O,S)及びZnMgO等を例示できる。バッファ層4は、溶液成長(CBD)法、スパッタリング法又はCVD法で形成でき、その厚さは特に限定されないが、通常、0.01〜0.1μm程度である。   The buffer layer 4 is a semiconductor layer provided on the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 in order to form a pn junction. Examples of the buffer layer 4 include a layer made of a compound containing CdS or Zn. Examples of the compound containing Zn include Zn (O, S) and ZnMgO. The buffer layer 4 can be formed by a solution growth (CBD) method, a sputtering method or a CVD method, and its thickness is not particularly limited, but is usually about 0.01 to 0.1 μm.

また、バッファ層4の一部として、さらに第2の半導体層を積層させてもよい。そうした第2の半導体層としては、ZnOからなる層、又はZnOを含む材料からなる層を挙げることができる。この層もスパッタリング法又はCVD法で形成でき、その厚さは特に限定されないが、通常、0.01〜1μm程度である。   Further, a second semiconductor layer may be further stacked as a part of the buffer layer 4. As such a second semiconductor layer, a layer made of ZnO or a layer made of a material containing ZnO can be given. This layer can also be formed by sputtering or CVD, and its thickness is not particularly limited, but is usually about 0.01 to 1 μm.

(分割)
次に、図3(C)に示すように、カルコパイライト化合物半導体層3とバッファ層4とを短冊状に複数分割する。このときのストライプ状の除去位置は、無駄な領域を作らないようにするという観点から、図3(A)で行った除去位置に隣接した位置であることが好ましい。カルコパイライト化合物半導体層3とバッファ層4とを短冊状に複数分割する方法としては、図3(A)で行った方法と異なり、金属針によるメカニカルスクライブ法を用いることが好ましい。
(Split)
Next, as shown in FIG. 3C, the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 and the buffer layer 4 are divided into a plurality of strips. The striped removal position at this time is preferably a position adjacent to the removal position performed in FIG. 3A from the viewpoint of avoiding a useless area. As a method of dividing the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 and the buffer layer 4 into a plurality of strips, it is preferable to use a mechanical scribing method using a metal needle, unlike the method performed in FIG.

(透明電極層の形成と分割)
次に、図3(D)に示すように、複数分割されたバッファ層4上(ストライプ状に除去された部分も含む。)にその全体を覆うように透明電極層5を形成し、その後、カルコパイライト化合物半導体層3とバッファ層4と透明電極層5とを短冊状に複数分割する。透明電極層5については、上記「電極構造6」の欄で詳細に説明したとおりであるのでその説明は省略する。分割加工で行うストライプ状の除去位置は、無駄な領域を作らないようにするという観点から、図3(C)で行った除去位置に隣接した位置であることが好ましい。カルコパイライト化合物半導体層3とバッファ層4と透明電極層5とを短冊状に複数分割する方法としては、図3(C)で行った方法と同様、金属針によるメカニカルスクライブ法を用いる。こうした分割加工によって、各太陽電池セル9,9,9が、背面電極層2と透明電極層5とで直列に接続されたものとなる。
(Formation and division of transparent electrode layer)
Next, as shown in FIG. 3D, a transparent electrode layer 5 is formed on the buffer layer 4 divided into a plurality of parts (including a portion removed in a stripe shape) so as to cover the whole, and then The chalcopyrite compound semiconductor layer 3, the buffer layer 4, and the transparent electrode layer 5 are divided into a plurality of strips. Since the transparent electrode layer 5 is as described in detail in the section of “Electrode Structure 6”, the description thereof is omitted. The striped removal position performed in the division processing is preferably a position adjacent to the removal position performed in FIG. 3C from the viewpoint of avoiding a useless area. As a method of dividing the chalcopyrite compound semiconductor layer 3, the buffer layer 4, and the transparent electrode layer 5 into a plurality of strips, a mechanical scribing method using a metal needle is used as in the method performed in FIG. By such division processing, the respective solar battery cells 9, 9, 9 are connected in series by the back electrode layer 2 and the transparent electrode layer 5.

(集電電極の形成)
最後に、図3(E)及び図4に示すように、抵抗値を下げて電流が流れやすくすることを目的として、透明電極層5上に集電電極6(グリッド電極とも呼ばれる。上記した「電極構造6」と同じ。)を形成する。集電電極6はスクライブ工程の加工ライン8と直交する方向に延びるライン状で、線幅0.1〜0.5mm、間隔1〜20mmで複数本形成する。集電電極6(第1導電層6a及び第2導電層6b)の構成については、上記電極構造6の欄で説明したとおりであるのでその説明は省略する。こうして、太陽電池セル9を直列接続した集積型の太陽電池20を製造できる。
(Formation of current collecting electrode)
Finally, as shown in FIGS. 3E and 4, the collector electrode 6 (also referred to as a grid electrode) is formed on the transparent electrode layer 5 for the purpose of reducing the resistance value and facilitating current flow. Same as electrode structure 6 "). The collecting electrode 6 is a line extending in a direction perpendicular to the processing line 8 in the scribing process, and a plurality of the collecting electrodes 6 are formed with a line width of 0.1 to 0.5 mm and an interval of 1 to 20 mm. The configuration of the collecting electrode 6 (the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b) is the same as described in the column of the electrode structure 6, and the description thereof is omitted. Thus, an integrated solar cell 20 in which the solar cells 9 are connected in series can be manufactured.

(その他)
本発明に係る太陽電池は、図2に示すドープ層7等が設けられていてもよい。ドープ層7は、カルコパイライト化合物半導体層3にIa族元素をドープするために設けられる層である。Ia族元素は、Li,Na及びK等の元素であり、これらの元素が拡散してカルコパイライト化合物半導体層3にドープすると、太陽電池10を構成した後における変換効率が高まる。ドープ層7としては、例えばソーダライムガラスのようなNaの酸化物層、及び、NaF及びNaS等の化合物層を挙げることができ、蒸着法、スパッタリング法又はCVD法で形成することができる。このドープ層の厚さは、通常、0.005〜0.2μm程度である。
(Other)
The solar cell according to the present invention may be provided with the doped layer 7 shown in FIG. The doped layer 7 is a layer provided for doping the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 with a group Ia element. The group Ia element is an element such as Li, Na, and K. When these elements diffuse and are doped into the chalcopyrite compound semiconductor layer 3, the conversion efficiency after the solar cell 10 is configured increases. Examples of the doped layer 7 include an oxide layer of Na such as soda lime glass and a compound layer such as NaF and Na 2 S, and can be formed by a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method. . The thickness of this dope layer is usually about 0.005 to 0.2 μm.

基材1としてソーダライムガラス基材を用いた場合には、そのソーダライムガラス基材中のNaが拡散してカルコパイライト化合物半導体層3に含まれことになるので、ドープ層7を設けなくてもよい。一方、ソーダライムガラス基材中から不定量のNaがカルコパイライト化合物半導体層3に拡散しないように、あえてNaの拡散を遮断する遮断層をソーダライムガラス基材とカルコパイライト化合物半導体層3との間の任意の位置に設けてもよい。遮断層を設ける位置としては、ソーダライムガラス基材と背面電極層2との間であってもよいし、背面電極層2とカルコパイライト化合物半導体層3との間であってもよい。遮断層としては、例えばアルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム等の酸化物又は窒化物、あるいは、チタン、ジルコニウム、タンタル、タングステン、ハフニウム等の金属からなる層を挙げることができ、蒸着法、スパッタリング法又はCVD法で形成することができる。遮断層を背面電極層2とカルコパイライト化合物半導体層3の間に設ける場合は、導電性を確保するために、遮断層は金属から成る層であることが好ましい。この遮断層の厚さは、通常、0.05〜1μm程度である。   When a soda lime glass base material is used as the base material 1, Na in the soda lime glass base material diffuses and is contained in the chalcopyrite compound semiconductor layer 3, so the dope layer 7 is not provided. Also good. On the other hand, in order to prevent indefinite amount of Na from diffusing from the soda lime glass base material into the chalcopyrite compound semiconductor layer 3, a blocking layer for blocking the diffusion of Na is provided between the soda lime glass base material and the chalcopyrite compound semiconductor layer 3. You may provide in arbitrary positions between. The blocking layer may be provided between the soda lime glass substrate and the back electrode layer 2 or between the back electrode layer 2 and the chalcopyrite compound semiconductor layer 3. Examples of the barrier layer include oxides or nitrides such as aluminum, silicon, titanium, and zirconium, or layers made of metals such as titanium, zirconium, tantalum, tungsten, and hafnium. It can be formed by a CVD method. When the blocking layer is provided between the back electrode layer 2 and the chalcopyrite compound semiconductor layer 3, the blocking layer is preferably a layer made of metal in order to ensure conductivity. The thickness of this blocking layer is usually about 0.05 to 1 μm.

以上説明したように、本発明に係る太陽電池によれば、180℃以上の高い焼成温度で成膜する必要のない集電電極6を、カルコパイライト化合物半導体層3を光吸収層とする太陽電池の集電電極として適用したので、カルコパイライト化合物半導体層3に対する熱ダメージを抑えることができる。また、集電電極6の低抵抗化、及び透明電極層5との間の接触抵抗の低減化を図ることができたので、曲線因子を高めることができ、変換効率の高い太陽電池とすることができる。   As described above, according to the solar cell of the present invention, the solar cell using the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 as the light absorption layer as the collector electrode 6 that does not need to be formed at a high firing temperature of 180 ° C. or higher. Therefore, thermal damage to the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 can be suppressed. In addition, since the resistance of the collecting electrode 6 can be reduced and the contact resistance with the transparent electrode layer 5 can be reduced, the fill factor can be increased and a solar cell with high conversion efficiency can be obtained. Can do.

また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、カルコパイライト化合物半導体層3を光吸収層とした太陽電池において、その集電電極6の形成を、上記した第1導電層6aの形成工程と第2導電層6bの形成工程とで行うので、透明電極層5上に、良好な導電性と高い密着性で集電電極6を設けることができる。また、カルコパイライト化合物半導体層3に熱ダメージを与えない120℃以上180℃未満の温度で第1導電層6aと第2導電層6bの両層を形成できる。その結果、熱ダメージのないカルコパライト化合物半導体層3で光電変換された起電力を透明電極層5上に良好な導電性と高い密着性で設けられた集電電極6によって集電することができる。また、高い焼成温度が加わらないので、太陽電池の反りを低減でき、応力による層間剥離を抑制する効果もある。   Moreover, according to the manufacturing method of the solar cell which concerns on this invention, in the solar cell which used the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 as the light absorption layer, formation of the current collection electrode 6 is formed in the formation process of the above-mentioned 1st conductive layer 6a. And the formation process of the second conductive layer 6b, the current collecting electrode 6 can be provided on the transparent electrode layer 5 with good conductivity and high adhesion. In addition, both the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b can be formed at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C. that does not cause thermal damage to the chalcopyrite compound semiconductor layer 3. As a result, the electromotive force photoelectrically converted by the calcopalite compound semiconductor layer 3 without heat damage can be collected by the collecting electrode 6 provided on the transparent electrode layer 5 with good conductivity and high adhesion. In addition, since a high firing temperature is not applied, the warpage of the solar cell can be reduced, and there is an effect of suppressing delamination due to stress.

以下に実験例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。なお、以下の実験例は一例であって、本発明は下記の実験例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. The following experimental example is an example, and the present invention is not limited to the following experimental example.

[実験例1]
この実験例1は、透明電極層5上に設けた電極構造6の構造形態について検討した実験例である。基材1として10cm角サイズのソーダライムガラス基板を準備し、そのガラス基板を洗浄、乾燥した後、背面電極層2としてMo層をDCスパッタリング法で形成した。Mo層の厚さは0.1〜1μmでよいが、ここでは0.8μmとした。続いて、背面電極層2上にp型半導体である銅、インジウム、ガリウム及びセレン(CIGS)系半導体層3を同時蒸着法(通称:三段階法と呼ばれている。)で形成した。CIGS系半導体層3の厚さは1〜2μmでよいが、ここでは2μmとした。続いて、CIGS系半導体層3上に、バッファ層4としてn型半導体であるCdS層を溶液成長法(CBD法)で形成した。溶液成長法に用いる溶液は、硫酸カドミウム、チオ尿素及びアンモニアを含む水溶液で、この溶液を撹拌しながら基板を浸漬して溶液温度70℃で15分間保持し、CdS膜をCIGS系半導体層3上に厚さ80nmで形成した。続いて、透明電極層5として、酸化亜鉛の膜をRFスパッタリング法で形成した。酸化亜鉛の膜は真性絶縁体(ドーパントなし)であるi−ZnOとAlがドープされたZnO:Alを積層した。i−ZnOの膜厚は0.2μm以下が適当であり、ここでは0.1μmとした。また、ZnO:Alの膜厚は0.3〜1μmでよいが、ここでは0.3μmとした。
[Experimental Example 1]
This Experimental Example 1 is an experimental example in which the structural form of the electrode structure 6 provided on the transparent electrode layer 5 was examined. A 10 cm square soda lime glass substrate was prepared as the base material 1, the glass substrate was washed and dried, and then a Mo layer was formed as the back electrode layer 2 by a DC sputtering method. The thickness of the Mo layer may be 0.1 to 1 μm, but here it is 0.8 μm. Subsequently, a copper, indium, gallium and selenium (CIGS) based semiconductor layer 3 which is a p-type semiconductor was formed on the back electrode layer 2 by a co-evaporation method (commonly referred to as a three-stage method). The thickness of the CIGS semiconductor layer 3 may be 1 to 2 μm, but is 2 μm here. Subsequently, a CdS layer, which is an n-type semiconductor, was formed as a buffer layer 4 on the CIGS semiconductor layer 3 by a solution growth method (CBD method). The solution used for the solution growth method is an aqueous solution containing cadmium sulfate, thiourea, and ammonia. The substrate is immersed while this solution is stirred and held at a solution temperature of 70 ° C. for 15 minutes. The film was formed with a thickness of 80 nm. Subsequently, a zinc oxide film was formed as the transparent electrode layer 5 by an RF sputtering method. The zinc oxide film was formed by laminating i-ZnO, which is an intrinsic insulator (no dopant), and ZnO: Al doped with Al. The film thickness of i-ZnO is suitably 0.2 μm or less, and is 0.1 μm here. The film thickness of ZnO: Al may be 0.3-1 μm, but here it is 0.3 μm.

続いて、透明電極層5の上に、集電電極6を以下の試料1,2の2形態で作製した。<試料1>:透明電極層5上に厚さ1μmのAl膜をメタルマスクを介して蒸着した集電電極、<試料2>:透明電極層5上に第1導電層6aを形成し、さらにその第1導電層6a上に第2の導電層6bを形成した集電電極6、の2形態とした。これらのうち、試料2では、第1導電層6aと第2導電層6bとを、下記組成の第1導電ペースト及び第2導電ペーストをそれぞれスクリーン印刷法で塗布し、120℃のオーブン中で30分間乾燥及び焼成して、順次形成した。第1導電層6a及び第2導電層6bの厚さはそれぞれ10μmとしたが、スクリーン版の厚さを選択することにより1〜100μm(好ましくは20〜80μm)に変更することが可能である。   Subsequently, the collector electrode 6 was produced on the transparent electrode layer 5 in the following two forms of Samples 1 and 2. <Sample 1>: A collector electrode in which an Al film having a thickness of 1 μm is deposited on the transparent electrode layer 5 through a metal mask, <Sample 2>: the first conductive layer 6a is formed on the transparent electrode layer 5, and The collector electrode 6 in which the second conductive layer 6b is formed on the first conductive layer 6a is used. Among these, in the sample 2, the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b are coated with the first conductive paste and the second conductive paste having the following composition by the screen printing method, respectively, and 30 in an oven at 120 ° C. It was formed by sequentially drying and baking for a minute. Although the thickness of the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b is 10 μm, it can be changed to 1 to 100 μm (preferably 20 to 80 μm) by selecting the thickness of the screen plate.

こうして図1に示す形態の太陽電池の積層構造を作製した。なお、この実験例1では、太陽電池の基本性能を評価するため、図3に示す形態とはせずに、図1の示す基本的な積層構造で評価した。   Thus, a laminated structure of the solar cell having the form shown in FIG. 1 was produced. In Experimental Example 1, in order to evaluate the basic performance of the solar cell, the basic laminated structure shown in FIG. 1 was used instead of the embodiment shown in FIG.

(導電ペースト)
第1導電層6aの形成に用いた第1導電ペーストは、Ag粒子と高分子化合物とを含有した導電ペースト(太陽インキ製造株式会社製、商品名:ECM−100 AF4500)である。第1導電ペースト中の高分子化合物は熱可塑性樹脂であり、その含有量は5〜10質量%である。第1導電ペーストに含まれるAg粒子は、単一の粒径分布を有した平均粒径1〜2μmの粒子群であり、その含有量は80質量%である。また、残部は溶媒(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)である。一方、第2導電層6bの形成に用いた第2導電ペーストは、Agナノ粒子を含有する導電ペースト(三ツ星ベルト株式会社製、商品名:MDot−SLP/H)である。第2導電ペーストに含まれるAgナノ粒子は、平均粒径が10〜30nmの範囲内の粒子群(ここでは平均粒径約20nmの導電性粒子B1を用いた。)と、平均粒径が約1μmの粒子群(導電性粒子B2)とを混合したものである。導電性粒子B1:導電性粒子B2は、1:2〜2:1(質量比)である(ここでは約1:1程度とした。)。第2導電ペースト中のAgナノ粒子の含有量は90〜95質量%で、残部は溶媒(α−ターピネオール)であり、バインダーとしての高分子化合物は含まれていない。
(Conductive paste)
The first conductive paste used for forming the first conductive layer 6a is a conductive paste (trade name: ECM-100 AF4500, manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) containing Ag particles and a polymer compound. The polymer compound in the first conductive paste is a thermoplastic resin, and the content thereof is 5 to 10% by mass. The Ag particles contained in the first conductive paste are a group of particles having a single particle size distribution and an average particle size of 1 to 2 μm, and the content thereof is 80% by mass. The balance is a solvent (diethylene glycol monoethyl ether acetate). On the other hand, the second conductive paste used for forming the second conductive layer 6b is a conductive paste containing Ag nanoparticles (manufactured by Mitsuboshi Belting Co., Ltd., trade name: MDot-SLP / H). The Ag nanoparticles contained in the second conductive paste have a group of particles having an average particle size of 10 to 30 nm (here, conductive particles B1 having an average particle size of about 20 nm) and an average particle size of about 1 μm particle group (conductive particles B2) is mixed. Conductive particle B1: Conductive particle B2 is 1: 2 to 2: 1 (mass ratio) (here, about 1: 1). The content of Ag nanoparticles in the second conductive paste is 90 to 95% by mass, the remainder is a solvent (α-terpineol), and does not contain a polymer compound as a binder.

(評価)
得られた試料2の集電電極6の断面を、電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、型番:SU8000)を用い、加速電圧3.0kVで観察した。その結果を図5に示した。第1導電層6a及び第2導電層6bいずれも約10μmの厚さで形成されていることが確認された。
(Evaluation)
The cross section of the current collecting electrode 6 of the obtained sample 2 was observed at an acceleration voltage of 3.0 kV using an electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, model number: SU8000). The results are shown in FIG. It was confirmed that both the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b were formed with a thickness of about 10 μm.

得られた太陽電池において、形成した試料1及び試料2の集電電極6のテープ剥離試験を実施した。テープ剥離は、幅8mmのテープ(ニチバン株式会社製、商品名:CT24)を各集電電極に貼り、そのテープの一端を180°折り返して約300mm/秒の速さで引き上げて集電電極6の剥離の有無を確認した。その結果、試料1及び試料2の集電電極6の剥離は見られなかった。   In the obtained solar cell, the tape peeling test of the current collecting electrode 6 of the formed sample 1 and sample 2 was performed. For tape peeling, a tape having a width of 8 mm (manufactured by Nichiban Co., Ltd., trade name: CT24) is attached to each collector electrode, one end of the tape is folded back 180 ° and pulled up at a speed of about 300 mm / second to collect the collector electrode 6 The presence or absence of peeling was confirmed. As a result, peeling of the collecting electrode 6 of Sample 1 and Sample 2 was not observed.

得られた太陽電池のi−V特性を評価した。i−V特性の測定は、メカニカルスクライブ法で複数のテストセル(0.5cm)に切り分けて、テストセルを作製し、ソーラーシミュレーター(AM1.5)で測定した。その結果を表1と図6に示した。表1及び図6に示すように、試料1の集電電極(Al蒸着膜)と、試料2の集電電極(第1導電層6a+第2導電層6b)との比較において、特に曲線因子FFが76.4%から78.1%に増加し、その結果、変換効率が増加した。なお、曲線因子FF(Fill Factor)は、太陽電池としての電流−電圧特性曲線(i−V曲線)の良さを表すパラメータであり、[最大出力/(開放電圧×短絡電流)]で表される。この値が大きいと言うことは、太陽電池の内部損失が小さく性能が優れていることになる。 The i-V characteristic of the obtained solar cell was evaluated. The i-V characteristic was measured by dividing the test cell into a plurality of test cells (0.5 cm 2 ) by a mechanical scribe method, and measuring the test cell with a solar simulator (AM1.5). The results are shown in Table 1 and FIG. As shown in Table 1 and FIG. 6, in the comparison between the current collecting electrode (Al vapor deposition film) of sample 1 and the current collecting electrode of sample 2 (first conductive layer 6a + second conductive layer 6b), in particular, the fill factor FF Increased from 76.4% to 78.1%, resulting in an increase in conversion efficiency. The fill factor FF (Fill Factor) is a parameter representing the good current-voltage characteristic curve (i-V curve) as a solar cell, and is represented by [maximum output / (open circuit voltage × short circuit current)]. . When this value is large, the internal loss of the solar cell is small and the performance is excellent.

また、試料2において、第1導電層6aと第2導電層6bとのコンタクト抵抗については、直流四端子法で評価したところ、1mΩ・cm以下という良好な結果が得られた。 In Sample 2, the contact resistance between the first conductive layer 6a and the second conductive layer 6b was evaluated by a direct current four-terminal method, and a good result of 1 mΩ · cm 2 or less was obtained.

[実験例2]
実験例1の試料2において、第1導電層6aを形成せずに、透明電極層5に直接第2導電ペーストで第2導電層6bのみを形成した。それ以外は実験例1の試料2と同様にして実験例2に係る太陽電池を作製した。しかし、この太陽電池は、第2導電層6bにエアブローを当てただけで、第2導電層6bは簡単に剥離した。
[Experiment 2]
In Sample 2 of Experimental Example 1, only the second conductive layer 6b was formed directly on the transparent electrode layer 5 with the second conductive paste without forming the first conductive layer 6a. Other than that was carried out similarly to the sample 2 of Experimental example 1, and produced the solar cell which concerns on Experimental example 2. FIG. However, in this solar cell, the second conductive layer 6b was easily peeled off simply by applying air blow to the second conductive layer 6b.

[実験例3]
実験例3では、第2導電層6bを形成する第2導電ペースト中の高分子化合物の含有量の変化が第2導電層6bのシート抵抗に及ぼす影響について検討した。3cm角のソーダライムガラス基板を洗浄及び乾燥し、そのガラス基板上に下記組成の導電ペーストをスクリーン印刷で2.8cm角ベタパターンで印刷した。スクリーン版は、線数:325線、乳剤厚:20μmとした。印刷後、120℃に設定したクリーンオーブンで30分間乾燥して、ガラス基板上に第2導電層6bのみを形成した。
[Experiment 3]
In Experimental Example 3, the influence of the change in the content of the polymer compound in the second conductive paste forming the second conductive layer 6b on the sheet resistance of the second conductive layer 6b was examined. A 3 cm square soda lime glass substrate was washed and dried, and a conductive paste having the following composition was printed on the glass substrate with a 2.8 cm square solid pattern by screen printing. The screen plate had a line number of 325 and an emulsion thickness of 20 μm. After printing, it was dried in a clean oven set at 120 ° C. for 30 minutes to form only the second conductive layer 6b on the glass substrate.

(導電ペースト)
導電ペーストは、Agナノ粒子を含有する導電ペースト(三ツ星ベルト株式会社製、商品名:MDot−SLP/H)に所定量(0.1質量%、0.3質量%、1.0質量%)のエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名:グレード826)と硬化剤(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名:ジシアンジアミド、グレードDICY 7)とを添加したものである。なお、硬化剤は、エポキシ樹脂100質量部に対して5質量部を混合した。Agナノ粒子は、平均粒径が10〜30nmの範囲の微粒子群(ここでは平均粒径約20nmの導電性粒子B1を用いた。)と、平均粒径が約1μmの粒子(導電性粒子B2)とを混合したものである。導電性粒子B1:導電性粒子B2は、1:2〜2:1(質量比)である(ここでは約1:1程度とした。)。導電ペースト中のAg粒子の含有量は90〜95質量%、エポキシ樹脂と硬化剤の含有量は上記のとおりであり、残部は溶媒(αーターピネオール)である。自公転型の撹拌機で1分間攪拌してAgナノ粒子を含有する導電ペーストとエポキシ樹脂とを混練した。
(Conductive paste)
The conductive paste is a predetermined amount (0.1% by mass, 0.3% by mass, 1.0% by mass) in a conductive paste containing Ag nanoparticles (trade name: MDot-SLP / H, manufactured by Mitsuboshi Belting Co., Ltd.). Epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name: Grade 826) and a curing agent (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name: Dicyandiamide, Grade DICY 7) are added. In addition, the hardening | curing agent mixed 5 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxy resins. Ag nanoparticles include a group of fine particles having an average particle diameter of 10 to 30 nm (here, conductive particles B1 having an average particle diameter of about 20 nm) and particles having an average particle diameter of about 1 μm (conductive particles B2). )). Conductive particle B1: Conductive particle B2 is 1: 2 to 2: 1 (mass ratio) (here, about 1: 1). The content of Ag particles in the conductive paste is 90 to 95% by mass, the contents of the epoxy resin and the curing agent are as described above, and the balance is the solvent (α-terpineol). The conductive paste containing Ag nanoparticles and the epoxy resin were kneaded by stirring with a self-revolving stirrer for 1 minute.

(評価)
印刷した導電層のシート抵抗は、Loresta−EPで測定し、その結果を表2に示した。エポキシ樹脂を添加していない実験例1の試料2で用いた導電ペーストで形成した導電層に比べ、エポキシ樹脂を1質量%加えた導電ペーストで形成した導電層は、抵抗値が4倍以上であり、集電電極としては不適であった。一方、エポキシ樹脂を0.3質量%加えた導電ペーストで形成した導電層は抵抗値の増加を60%程度(比抵抗では50%程度)に抑えることができ、エポキシ樹脂を0.1質量%加えた導電ペーストで形成した導電層は抵抗値の増加を10%程度(比抵抗でも10%程度)に抑えることができ、問題なかった。したがって、第2導電ペーストに配合するエポキシ樹脂の含有量は1質量%未満、好ましくは0.3質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下が妥当と判断できる。
(Evaluation)
The sheet resistance of the printed conductive layer was measured by Loresta-EP, and the results are shown in Table 2. Compared with the conductive layer formed with the conductive paste used in Sample 2 of Experimental Example 1 to which no epoxy resin was added, the conductive layer formed with the conductive paste to which 1% by mass of epoxy resin was added had a resistance value of 4 times or more. It was unsuitable as a current collecting electrode. On the other hand, a conductive layer formed of a conductive paste to which 0.3% by mass of epoxy resin is added can suppress an increase in resistance value to about 60% (about 50% in specific resistance), and 0.1% by mass of epoxy resin. The conductive layer formed of the added conductive paste could suppress an increase in resistance value to about 10% (about 10% in specific resistance), and there was no problem. Therefore, it can be judged that the content of the epoxy resin blended in the second conductive paste is less than 1% by mass, preferably 0.3% by mass or less, particularly preferably 0.1% by mass or less.

[実験例4]
実験例4では、導電ペーストの乾燥温度が導電層の抵抗に及ぼす影響について検討した。3cm角のソーダライムガラス基板を洗浄及び乾燥し、そのガラス基板上に下記組成の導電ペーストをスクリーン印刷で2.8cm角ベタパターンで印刷した。スクリーン版は、線数:325線、乳剤厚:20μmとした。印刷後、100℃、120℃、150℃にそれぞれ設定したクリーンオーブンで30分間乾燥して導電層を形成した。
[Experimental Example 4]
In Experimental Example 4, the influence of the drying temperature of the conductive paste on the resistance of the conductive layer was examined. A 3 cm square soda lime glass substrate was washed and dried, and a conductive paste having the following composition was printed on the glass substrate with a 2.8 cm square solid pattern by screen printing. The screen plate had a line number of 325 and an emulsion thickness of 20 μm. After printing, a conductive layer was formed by drying for 30 minutes in a clean oven set to 100 ° C., 120 ° C., and 150 ° C., respectively.

(導電ペースト)
導電ペーストは、Agナノ粒子を含有する導電ペースト(三ツ星ベルト株式会社製、商品名:MDot−SLP/H)である。導電ペーストに含まれるAg粒子は、平均粒径が10〜30nmの範囲の微粒子群(ここでは平均粒径約20nmの導電性粒子B1を用いた。)と、平均粒径が約1μmの粒子(導電性粒子B2)とを混合したものである。導電性粒子B1:導電性粒子B2は、1:2〜2:1(質量比)である(ここでは約1:1程度とした。)。導電ペースト中のAgナノ粒子の含有量は90〜95質量%で、残部は溶媒(αーターピネオール)であり、バインダー樹脂は含まれていない。
(Conductive paste)
The conductive paste is a conductive paste containing Ag nanoparticles (manufactured by Mitsuboshi Belting Co., Ltd., trade name: MDot-SLP / H). The Ag particles contained in the conductive paste are a group of fine particles having an average particle size in the range of 10 to 30 nm (here, conductive particles B1 having an average particle size of about 20 nm are used) and particles having an average particle size of about 1 μm ( It is a mixture of conductive particles B2). Conductive particle B1: Conductive particle B2 is 1: 2 to 2: 1 (mass ratio) (here, about 1: 1). The content of Ag nanoparticles in the conductive paste is 90 to 95% by mass, the balance is a solvent (α-terpineol), and no binder resin is contained.

(評価)
印刷した導電層のシート抵抗は、Loresta−EPで測定し、その結果を表3及び図7に示した。乾燥温度100℃の場合は、40分後でも抵抗値は下がりきらなかった。一方、乾燥温度が120℃では20分で抵抗値が低い値に落ち着き、150℃では10分で抵抗値が低い値に落ち着いた。また、30分後のシート抵抗値については、120℃で4.8mΩ/□、150℃で3.9mΩ/□であり、抵抗率に換算すると、120℃で9.6μΩcm、150℃で7.8μΩcmであった。
(Evaluation)
The sheet resistance of the printed conductive layer was measured by Loresta-EP, and the results are shown in Table 3 and FIG. When the drying temperature was 100 ° C., the resistance value did not decrease even after 40 minutes. On the other hand, when the drying temperature was 120 ° C., the resistance value settled to a low value in 20 minutes, and at 150 ° C., the resistance value settled to a low value in 10 minutes. Further, the sheet resistance value after 30 minutes is 4.8 mΩ / □ at 120 ° C. and 3.9 mΩ / □ at 150 ° C. When converted into resistivity, it is 9.6 μΩcm at 120 ° C. and 7.50 at 150 ° C. It was 8 μΩcm.

なお、実験例1の試料1のように、Al蒸着膜(厚さ1μm)の集電電極のシート抵抗値を測定したところ、その値は20mΩ/□であったが、この実験例4で得られたAgペースト層のシート抵抗値はその1/4〜1/5に低減することができた。   In addition, when the sheet resistance value of the collector electrode of the Al vapor deposition film (thickness: 1 μm) was measured as in Sample 1 of Experimental Example 1, the value was 20 mΩ / □. The sheet resistance value of the obtained Ag paste layer could be reduced to 1/4 to 1/5 thereof.

[実験例5]
実験例5では、集電電極を形成した後に加熱処理して、カルコパイライト化合物半導体層に対する印加温度の影響について検討した。この実験は、カルコパライト化合物半導体層の温度の影響を調べるものであるため、実験には、実験例1の試料1(Al蒸着膜、厚さ1μm)の太陽電池を用いた。
[Experimental Example 5]
In Experimental Example 5, heat treatment was performed after the collector electrode was formed, and the influence of the applied temperature on the chalcopyrite compound semiconductor layer was examined. Since this experiment examines the influence of the temperature of the chalcopyrite compound semiconductor layer, a solar cell of Sample 1 (Al vapor deposition film, thickness 1 μm) of Experimental Example 1 was used for the experiment.

(評価)
得られた太陽電池をメカニカルスクライブ法で複数のテストセル(0.5cm)に切り分けてテストセルを作製し、加熱前後の特性をソーラーシミュレーター(AM1.5)で測定した。加熱は、120℃、150℃、180℃、200℃に加熱したクリーンオーブンでそれぞれ30分行った。その結果を表4に示した。表4に示すように、加熱温度が高くなるにしたがい、開放電圧の低下が大きくなり、変換効率が低下した。特に180℃以上では、変換効率は15%未満になった。この結果は、カルコパイライト化合物半導体層に対しては、高い温度の印加は避けるべきであることを示している。
(Evaluation)
The obtained solar cell was cut into a plurality of test cells (0.5 cm 2 ) by a mechanical scribing method to produce test cells, and the characteristics before and after heating were measured with a solar simulator (AM1.5). Heating was performed for 30 minutes in a clean oven heated to 120 ° C., 150 ° C., 180 ° C., and 200 ° C., respectively. The results are shown in Table 4. As shown in Table 4, as the heating temperature increased, the open circuit voltage decreased greatly and the conversion efficiency decreased. Particularly at 180 ° C. or higher, the conversion efficiency was less than 15%. This result indicates that application of a high temperature should be avoided for the chalcopyrite compound semiconductor layer.

[実験例6]
実験例6では、透明電極層5と集電電極6を形成する前に加熱処理して、カルコパイライト化合物半導体層3に対する印加温度の影響について検討した。実験には、上記実験例5と同様、実験例1の試料1(Al蒸着膜、厚さ1μm)の太陽電池を用いた。
[Experimental Example 6]
In Experimental Example 6, heat treatment was performed before the transparent electrode layer 5 and the collecting electrode 6 were formed, and the influence of the applied temperature on the chalcopyrite compound semiconductor layer 3 was examined. In the experiment, the solar cell of Sample 1 (Al deposited film, thickness 1 μm) of Experimental Example 1 was used as in Experimental Example 5 above.

(評価)
透明電極層5と集電電極6を形成する前の2つの試料について、200℃に加熱したクリーンオーブン中に30分入れて熱処理を行った。対比として、熱処理を行わないもの(2つの試料)も準備した。これらの試料に、実験例1の試料1と同様にして透明電極層とAl蒸着膜を形成して太陽電池を作製した。
(Evaluation)
About two samples before forming the transparent electrode layer 5 and the current collection electrode 6, it heat-processed by putting in the clean oven heated at 200 degreeC for 30 minutes. As a comparison, a sample not subjected to heat treatment (two samples) was also prepared. A transparent electrode layer and an Al vapor deposition film were formed on these samples in the same manner as in Sample 1 of Experimental Example 1 to produce solar cells.

得られた太陽電池をメカニカルスクライブ法で複数のテストセル(0.5cm)に切り分けてテストセルを作製し、加熱の有無の特性をソーラーシミュレーター(AM1.5)で測定した。その結果を表5に示した。CdS−n型バッファ層を形成した後(透明電極形成前)に加熱した場合でも、テストセルを完成させた後に加熱した場合と同様、開放電圧が低下し、変換効率が低下した。 The obtained solar cell was cut into a plurality of test cells (0.5 cm 2 ) by a mechanical scribing method to produce test cells, and the characteristics of presence or absence of heating were measured with a solar simulator (AM1.5). The results are shown in Table 5. Even when heated after forming the CdS-n type buffer layer (before forming the transparent electrode), the open circuit voltage was lowered and the conversion efficiency was lowered as in the case of heating after the completion of the test cell.

[実験例7]
実験例7では、透明電極層5の材料をITOに代えたときの太陽電池の特性に及ぼす熱処理の影響を検討した。上記実験例6において、透明電極層5としてi−ZnO(厚さ0.1μm)をRFスパッタリング法で形成し、さらに、ITO(厚さ0.5μm)をDCスパッタリング法で形成した他は、実験例6と同様にした。
[Experimental Example 7]
In Experimental Example 7, the effect of heat treatment on the characteristics of the solar cell when the material of the transparent electrode layer 5 was replaced with ITO was examined. In Experimental Example 6, i-ZnO (thickness 0.1 μm) was formed as the transparent electrode layer 5 by RF sputtering, and ITO (thickness 0.5 μm) was formed by DC sputtering. Same as Example 6.

(評価)
透明電極層5の材料を変えた2つの試料について、200℃に加熱したクリーンオーブン中に30分入れて熱処理を行った。得られた太陽電池をメカニカルスクライブ法で複数のテストセル(0.5cm)に切り分けてテストセルを作製し、加熱の有無の特性をソーラーシミュレーター(AM1.5)で測定した。その結果を表6に示した。透明電極層をZnO:AlからITOに変えてもテストセルの性能は同等であったが、200℃、30分加熱した後は、特に曲線因子が著しく低下し、変換効率が大きく低下した。実験例6,7の結果より、加熱前後の変化の割合は、ZnO:Alに比べて、ITOの方が大きいことがわかった。
(Evaluation)
About two samples which changed the material of the transparent electrode layer 5, it put into the clean oven heated at 200 degreeC for 30 minutes, and heat-processed. The obtained solar cell was cut into a plurality of test cells (0.5 cm 2 ) by a mechanical scribing method to produce test cells, and the characteristics of presence or absence of heating were measured with a solar simulator (AM1.5). The results are shown in Table 6. Even if the transparent electrode layer was changed from ZnO: Al to ITO, the performance of the test cell was the same, but after heating at 200 ° C. for 30 minutes, the fill factor was particularly lowered and the conversion efficiency was greatly reduced. From the results of Experimental Examples 6 and 7, it was found that the rate of change before and after heating was larger in ITO than in ZnO: Al.

1 基材
2 背面電極
3 p型光吸収層(カルコパイライト化合物半導体層)
4 n型バッファ層
5 透明電極層
6 電極構造(集電電極)
6a 第1導電層
6b 第2導電層
7 ドープ層
8 加工ライン
9 ユニットセル
10,20 太陽電池(太陽電池シート)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Back electrode 3 P-type light absorption layer (chalcopyrite compound semiconductor layer)
4 n-type buffer layer 5 transparent electrode layer 6 electrode structure (collecting electrode)
6a First conductive layer 6b Second conductive layer 7 Doped layer 8 Processing line 9 Unit cell 10, 20 Solar cell (solar cell sheet)

Claims (10)

透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられてバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する第2導電層と、を備えることを特徴とする電極構造。   A first conductive layer provided in a pattern on the transparent electrode layer and having conductive particles and a polymer compound, and a conductive particle provided on the first conductive layer without a polymer compound as a binder An electrode structure comprising: a second conductive layer comprising: 前記第1導電層は、前記高分子化合物がバインダーとなって前記導電性粒子同士が接合しており、前記第2導電層は、前記導電性粒子同士が直接接合している、請求項1に記載の電極構造。   2. The first conductive layer according to claim 1, wherein the conductive particles are bonded to each other using the polymer compound as a binder, and the conductive particles are directly bonded to each other in the second conductive layer. The electrode structure described. 前記第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超である、請求項1又は2に記載の電極構造。   3. The second conductive layer according to claim 1, wherein the second conductive layer includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is more than 99.0% by mass. Electrode structure. 前記高分子化合物が120℃以上180℃未満で硬化する硬化剤であり、カルコパイライト化合物半導体層を有する太陽電池の集電電極として用いられる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極構造。   The electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer compound is a curing agent that cures at 120 ° C or more and less than 180 ° C, and is used as a collector electrode of a solar cell having a chalcopyrite compound semiconductor layer. Construction. 透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられて導電性粒子を有する第2導電層とを備え、該第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることを特徴とする電極構造。   A first conductive layer provided in a pattern on the transparent electrode layer and having conductive particles and a polymer compound, and a second conductive layer provided on the first conductive layer and having conductive particles, The second conductive layer includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is more than 99.0% by mass. 基材上に、少なくとも、背面電極層、カルコパイライト化合物半導体層、バッファ層、透明電極層及び集電電極をその順で設ける太陽電池であって、
前記集電電極が、前記透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び120℃以上180℃未満で硬化する高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられてバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する第2導電層とを備えることを特徴とする太陽電池。
A solar cell in which at least a back electrode layer, a chalcopyrite compound semiconductor layer, a buffer layer, a transparent electrode layer and a collecting electrode are provided in that order on a substrate,
The collector electrode is provided in a pattern on the transparent electrode layer, and includes a first conductive layer having conductive particles and a polymer compound that cures at 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C., and the first conductive layer is provided on the first conductive layer. And a second conductive layer having conductive particles without having a polymer compound as a binder.
前記第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み且つ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超である、請求項6に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 6, wherein the second conductive layer includes at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups exceeds 99.0% by mass. 基材上に、少なくとも、背面電極層、カルコパイライト化合物半導体層、バッファ層、透明電極層及び集電電極をその順で設ける太陽電池であって、
前記集電電極が、前記透明電極層上にパターン状に設けられて導電性粒子及び120℃以上180℃未満で硬化する高分子化合物を有する第1導電層と、該第1導電層上に設けられて導電性粒子を有する第2導電層とを備え、該第2導電層は、粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み、かつ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であることを特徴とする太陽電池。
A solar cell in which at least a back electrode layer, a chalcopyrite compound semiconductor layer, a buffer layer, a transparent electrode layer and a collecting electrode are provided in that order on a substrate,
The collector electrode is provided in a pattern on the transparent electrode layer, and includes a first conductive layer having conductive particles and a polymer compound that cures at 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C., and the first conductive layer is provided on the first conductive layer. And a second conductive layer having conductive particles, the second conductive layer including at least two types of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups being 99.99. The solar cell characterized by being more than 0 mass%.
基材上に、少なくとも、背面電極層、カルコパイライト化合物半導体層、バッファ層、透明電極層及び集電電極をその順で設ける太陽電池の製造方法であって、
前記集電電極の形成工程が、前記透明電極層上に導電性粒子及び120℃以上180℃未満の温度で硬化する高分子化合物を含む導電ペーストを用いて第1導電層をパターン状に形成する工程と、該第1導電層上にバインダーとしての高分子化合物を有さずに導電性粒子を有する導電ペーストを設けて第2導電層をパターン状に形成する工程とを有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
On a substrate, at least a back electrode layer, a chalcopyrite compound semiconductor layer, a buffer layer, a transparent electrode layer, and a method for producing a solar cell in which a collecting electrode is provided in that order,
In the step of forming the current collecting electrode, the first conductive layer is formed in a pattern on the transparent electrode layer using a conductive paste containing conductive particles and a polymer compound that cures at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C. And a step of forming a second conductive layer in a pattern by providing a conductive paste having conductive particles without having a polymer compound as a binder on the first conductive layer. A method for manufacturing a solar cell.
前記第1導電層の形成工程では、前記導電ペーストに含まれる高分子化合物が前記導電性粒子同士を接合し、
前記第2導電層の形成工程では、前記導電ペーストに含まれる導電性粒子が粒径分布の異なる少なくとも2種類の導電性粒子群を含み且つ該導電性粒子群の含有率が99.0質量%超であり、前記120℃以上180℃未満の温度で該導電性粒子同士を接合する、請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
In the step of forming the first conductive layer, the polymer compound contained in the conductive paste joins the conductive particles,
In the step of forming the second conductive layer, the conductive particles contained in the conductive paste include at least two kinds of conductive particle groups having different particle size distributions, and the content of the conductive particle groups is 99.0% by mass. The method for manufacturing a solar cell according to claim 9, wherein the conductive particles are joined at a temperature of 120 ° C. or higher and lower than 180 ° C.
JP2011251011A 2011-11-16 2011-11-16 Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same Pending JP2013106006A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011251011A JP2013106006A (en) 2011-11-16 2011-11-16 Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011251011A JP2013106006A (en) 2011-11-16 2011-11-16 Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013106006A true JP2013106006A (en) 2013-05-30

Family

ID=48625312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011251011A Pending JP2013106006A (en) 2011-11-16 2011-11-16 Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013106006A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109473503A (en) * 2018-09-29 2019-03-15 四川大学 A kind of wide spectrum CdTe/Si compound heterojunction solar battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109473503A (en) * 2018-09-29 2019-03-15 四川大学 A kind of wide spectrum CdTe/Si compound heterojunction solar battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5870124B2 (en) Conductive paste for forming electrode of solar cell element, solar cell element, and method for manufacturing the solar cell element
US10030156B2 (en) Conductive paste for forming conductive film for semiconductor devices, semiconductor device, and method for producing semiconductor device
TWI673726B (en) Conductive composition, semiconductor element and solar cell element
WO2007010735A1 (en) Chalcopyrite-type solar cell
JP2012507872A (en) Hybrid transparent conductive electrode
JP4714634B2 (en) Conductive paste for solar cell electrode
EP2450963A2 (en) Solar cell and method for producing same
JP5362100B2 (en) Photoelectric conversion device and method for manufacturing photoelectric conversion device
JP2011204872A (en) Conductive paste for forming light-receiving surface electrode of solar cell element, solar cell element and method of manufacturing the solar cell element
JP2011243721A (en) Power collecting electrode for solar battery, solar battery and manufacturing method for solar battery
Li et al. Improved electrical performance of low-temperature-cured silver electrode for silicon heterojunction solar cells
EP2439787A2 (en) Solar battery and method for manufacturing same
JP6207331B2 (en) Solar cell and method for producing carbon electrode thereof
JP2013106006A (en) Electrode structure, solar cell and manufacturing method of the same
Marinkovic Contact resistance effects in thin film solar cells and thin film transistors
WO2022075456A1 (en) Electrode-forming composition, solar cell element, and aluminum/silver stacked electrode
JP5623311B2 (en) Photoelectric conversion device
JP2010251430A (en) Integrated photovoltaic element and method of manufacturing the same
KR20110060412A (en) Solar cell and method of fabircating the same
WO2012043242A1 (en) Photoelectric conversion device and method for manufacturing photoelectric conversion device
WO2022075457A1 (en) Electrode-forming composition, solar cell element, and aluminum/silver stacked electrode
WO2022176520A1 (en) Composition for forming electrode, solar cell element, and aluminum/silver stacked electrode
WO2022138385A1 (en) Composition for forming electrode, solar cell element, and aluminum/silver stacked electrode
KR20120086406A (en) Conductive pastes for backside electrodes of solar cell and methods of manufacturing solar cells using the conductive pastes
US20230141625A1 (en) Conductive paste for solar cell electrode and solar cell manufactured by using same