JP2014067492A - 導電部形成用組成物、及び導電部の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導電性粒子の含有量が少ない場合でも、基板上の一部領域に塗布して導電部形成用組成物層を形成したときに、基板上の面方向で導電部形成用組成物層の接触面積が拡大するのを抑えることが可能であり、さらに特定の領域に、特定のサイズで導電部(電極等)を形成することが可能な導電部形成用組成物、及び導電部形成用組成物を用いた導電部の製造方法の提供すること。
【解決手段】導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、次記一般式(1):R1−(−O−R2−)n−O−R3で示される化合物とを含有する導電部形成用組成物。一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に水素原子又はアルキル基を示し、nは1以上の整数を示し、R2はアルキレン基を示す。nが2以上である場合、複数存在する−(−O−R2−)−におけるR2は同一であっても異なっていてもよい。
【選択図】図1
【解決手段】導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、次記一般式(1):R1−(−O−R2−)n−O−R3で示される化合物とを含有する導電部形成用組成物。一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に水素原子又はアルキル基を示し、nは1以上の整数を示し、R2はアルキレン基を示す。nが2以上である場合、複数存在する−(−O−R2−)−におけるR2は同一であっても異なっていてもよい。
【選択図】図1
Description
本発明は、導電部形成用組成物、及び導電部の製造方法に関するものである。
太陽電池には電流を集める電極が形成されている。電極を形成する方法としては、導電性の化合物を含む導電部形成用組成物(導電部が電極の場合は電極ペーストともいう)を基板(例えば、シリコン基板)上に塗布及び乾燥し、加熱処理(焼成ともいう)する方法が知られている。この電極ペーストは、導電性粒子、有機バインダー、分散媒及び必要に応じた種々の材料を含有する。
電極ペーストに含まれる導電性粒子の割合は通常、60質量%よりも多い(例えば、特許文献1参照)。これは、電極ペーストが導電性粒子を多く含むことで、焼成時の電極の収縮を抑えるとともに、チキソ性を付与して乾燥時の熱ダレ(加熱による印刷形状の変化)の発生を抑制し、電極のパターンの肥大を抑制するためである。
一方、特許文献2では、電極ペーストに脂肪酸アマイドワックス、微粉末シリカ、有機ベントナイト等のチキソ剤を含有することで、印刷時に微細なパターン形成を可能とすることが記載されている。
しかしながら、近年、限りある資源を保護する観点から、特許文献1のような導電性粒子を多く含有する電極ペーストに対して、導電性粒子の割合を抑えることが望まれている。
また、特許文献2に記載のように、有機ベントナイト、微粉末シリカ等を含有する電極ペーストを用いた場合には、形成される電極が高抵抗化する傾向があった。また、脂肪酸アマイドワックス等を含有する電極ペーストは、電極ペーストを乾燥する工程において、熱ダレによりパターンの肥大化を起こす傾向があった。そのため、受光面の面積当たりの電極の占める割合が大きくなるため、受光できる面積が減少し、発電効率が低下する傾向があった。
また、特許文献2に記載のように、有機ベントナイト、微粉末シリカ等を含有する電極ペーストを用いた場合には、形成される電極が高抵抗化する傾向があった。また、脂肪酸アマイドワックス等を含有する電極ペーストは、電極ペーストを乾燥する工程において、熱ダレによりパターンの肥大化を起こす傾向があった。そのため、受光面の面積当たりの電極の占める割合が大きくなるため、受光できる面積が減少し、発電効率が低下する傾向があった。
上記のように、これまでの導電部形成用組成物では、導電性粒子の含有量を抑え、かつ、パターン形状の肥大を起こすことなく基板上に塗布され、乾燥後に良好なパターン形状を維持することは困難であった。
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、導電性粒子の含有量が少ない場合でも、基板上の一部領域に塗布して導電部形成用組成物層を形成したときに、基板上の面方向で導電部形成用組成物層の接触面積が拡大するのを抑えることが可能であり、さらに特定の領域に、特定のサイズで導電部(電極等)を形成することが可能な導電部形成用組成物、及び導電部形成用組成物を用いた導電部の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決する手段は以下の通りである。
<1> 導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、下記一般式(1)で示される化合物とを含有する導電部形成用組成物。
R1−(−O−R2−)n−O−R3 ・・・(1)
<1> 導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、下記一般式(1)で示される化合物とを含有する導電部形成用組成物。
R1−(−O−R2−)n−O−R3 ・・・(1)
一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を示し、nは1以上の整数を示し、R2はアルキレン基を示す。なお、nが2以上である場合、複数存在する−(−O−R2−)−におけるR2は同一であっても異なっていてもよい。
<2> 前記一般式(1)で示される化合物の数平均分子量が、300〜5,000,000である前記<1>に記載の導電部形成用組成物。
<3> 前記導電性粒子が、銀粒子、アルミニウム粒子及び銅粒子から選択される少なくとも1種を含む前記<1>又は<2>に記載の導電部形成用組成物。
<4> 前記導電性粒子の含有率が、導電部形成用組成物中、10質量%〜60質量%である前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<5> 前記バインダー樹脂が、エチルセルロース、ブチラール樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種を含む前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<6> さらにガラス粒子を含む前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<7> 前記分散媒が、ターピネオール、ブチルカルビトール及びブチルカルビトールアセテートから選択される少なくとも1種を含む前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<8> 前記一般式(1)で示される化合物が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)共重合体から選択される少なくとも1種を含む前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<9> 前記一般式(1)で示される化合物の含有率が、0.05質量%〜40質量%である前記<1>〜<8>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<10> 太陽電池の電極形成用に用いられる前記<1>〜<9>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
<11> 前記<1>〜<10>のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物を基板に塗布、及び乾燥する工程と、導電部形成用組成物を塗布した前記基板を加熱処理する工程とを有する、導電部の製造方法。
本発明によれば、導電性粒子の含有量が少ない場合でも、基板上の一部領域に塗布して導電部形成用組成物層を形成したときに、基板上の面方向で導電部形成用組成物層の接触面積が拡大するのを抑えることが可能であり、さらに特定の領域に、特定のサイズで導電部(電極等)を形成することが可能な導電部形成用組成物、及び導電部形成用組成物を用いた導電部の製造方法の提供することが可能となる。
まず、本発明の導電部形成用組成物について説明し、次に導電部形成用組成物を用いる導電部の製造方法及び太陽電池の製造方法について説明する。
尚、本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示すものとする。更に組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、本明細書において、「含有量(含有率)」とは、特に記載がなければ、導電部形成用組成物100質量%に対する、成分の質量%を表す。
尚、本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示すものとする。更に組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、本明細書において、「含有量(含有率)」とは、特に記載がなければ、導電部形成用組成物100質量%に対する、成分の質量%を表す。
<導電部形成用組成物>
本発明の導電部形成用組成物は、導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、下記一般式(1)で示される化合物(以下、特定化合物ともいう)とを含有する。
R1−(−O−R2−)n−O−R3 ・・・(1)
本発明の導電部形成用組成物は、導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、下記一般式(1)で示される化合物(以下、特定化合物ともいう)とを含有する。
R1−(−O−R2−)n−O−R3 ・・・(1)
一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に水素原子又はアルキル基を示し、nは1以上の整数を示し、R2はアルキレン基を示す。
以下に各成分について詳細に説明する
以下に各成分について詳細に説明する
(導電性粒子)
本発明の導電部形成用組成物は、導電性粒子を含有する。導電性粒子を含有することで導電部形成用組成物を用いて形成した導電部に、良好な導電性を供することができる。導電性粒子として、例えば、銀粒子、金粒子、白金粒子、パラジウム粒子、銅粒子、アルミニウム粒子、及びこれらの金属の合金粒子が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。導電性粒子としては導電性及び価格の観点から銀粒子、アルミニウム粒子及び銅粒子から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
本発明の導電部形成用組成物は、導電性粒子を含有する。導電性粒子を含有することで導電部形成用組成物を用いて形成した導電部に、良好な導電性を供することができる。導電性粒子として、例えば、銀粒子、金粒子、白金粒子、パラジウム粒子、銅粒子、アルミニウム粒子、及びこれらの金属の合金粒子が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。導電性粒子としては導電性及び価格の観点から銀粒子、アルミニウム粒子及び銅粒子から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
導電性粒子は、噴霧法、湿式還元法等、様々な公知の技術を用いて製造することができる。
導電性粒子の体積平均粒子径は、特に制限はないが、0.1μm〜14μmであることが好ましく、1.0μm〜8.0μmであることがより好ましく、2.0μm〜6.0μmであることがさらに好ましい。体積平均粒子径は、例えば、堀場製作所製LA−920 Particle Size Distribution Analyzerで、レーザー波長750nmで測定された測定値(体積分布)から体積平均粒子径(50%径)として算出される。
導電性粒子の形状としては、特に制限はなく、例えば、球形、燐片状、針状及び繊維状が挙げられる。
導電性粒子は、高純度(99%以上)であることが好ましいが、形成する導電部に求められる電気特性により、低純度(99%未満)の物質を用いることもできる。ここで、導電性粒子の純度とは、導電性粒子に含まれる不純物金属元素の割合の少なさを表す値である。
導電性粒子の含有率は、導電部形成用組成物中、10質量%〜60質量%であることが好ましく、15質量%〜50質量%であることがより好ましく、20質量%〜40質量%であることがさらに好ましい。本発明の導電部形成用組成物では、導電性粒子の含有率を60質量%以下とすることが可能であり、従来の導電部形成用組成物よりも導電性粒子の含有率を減らすことができ、限りある資源を守る観点からより好ましい。本発明の導電部形成用組成物を用いた場合、導電性粒子の含有率が60質量%以下であっても、基板上の一部領域に塗布して導電部形成用組成物層を形成したときに、基板上の面方向で導電部形成用組成物層の接触面積が拡大するのを抑えることが可能であり、さらに導電部形成用組成物層の乾燥後においても良好なパターン形状を維持することが可能である。また、導電性粒子の含有率を10質量%とすることで、形成する導電部の導電性をより良好にすることができる。
(バインダー樹脂)
本発明の導電部形成用組成物はバインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂とは、導電部形成用組成物を乾燥した後、結着剤として機能する樹脂である。バインダー樹脂を含有することで、導電部形成用組成物の乾燥後の導電性粒子の飛散を防止することができる。また、結着剤の役割だけでなく、増粘剤の役割を兼ねていてもよい。
本発明の導電部形成用組成物はバインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂とは、導電部形成用組成物を乾燥した後、結着剤として機能する樹脂である。バインダー樹脂を含有することで、導電部形成用組成物の乾燥後の導電性粒子の飛散を防止することができる。また、結着剤の役割だけでなく、増粘剤の役割を兼ねていてもよい。
バインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体(ブチラール樹脂等)、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアミド類、ポリビニルピロリドン、ポリスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロースエーテル類、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース等)、ゼラチン、澱粉及び澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム類、キサンタン、グア、グア誘導体、スクレログルカン、スクレログルカン誘導体、トラガカント、トラガカント誘導体、デキストリン、デキストリン誘導体、(メタ)アクリル酸樹脂、アクリル樹脂((メタ)アクリル酸エステル樹脂(例えば、アルキル(メタ)アクリレート樹脂)、及びジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート樹脂等)、ブタジエン樹脂、アルキド樹脂、及びスチレン樹脂、並びにこれらの樹脂バインダーの共重体が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。これらの中でもセルロース誘導体、ポリビニルアルコール誘導体、アクリル樹脂、アルキド樹脂から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの中でも、バインダー樹脂としては、熱分解性、少量での増粘効果の観点から、エチルセルロース、ブチラール樹脂、及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
バインダー樹脂の含有率は、導電部形成用組成物中、1質量%〜20質量%であることが好ましく、2質量%〜10質量%であることがより好ましく、4質量%〜8質量%であることがさらに好ましい。樹脂バインダーの含有率を1質量%〜20質量%とすることで、導電部焼成後の空隙率を低下することができ、導電部の導電性を向上することが可能となる。なお、導電部形成用組成物中にバインダー樹脂が含まれているかどうかは、NMR、FT−IR、GC−MS等公知の方法で確認できる。
(分散媒)
本発明の導電部形成用組成物は分散媒を含む。分散媒とは、導電部形成用組成物中において上記導電性粒子を分散させるための媒体である。分散媒としては、溶剤又は水が挙げられる。
本発明の導電部形成用組成物は分散媒を含む。分散媒とは、導電部形成用組成物中において上記導電性粒子を分散させるための媒体である。分散媒としては、溶剤又は水が挙げられる。
溶剤としては、例えば、アセトン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、及びプロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸メチル、及び酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル等のエステル系溶剤;エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルカルビトールアセテート)等のエーテルアセテート系溶剤;アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤;メタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶剤、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルカルビトール)等のグリコールモノエーテル系溶剤;α−テルピネオール(α−ターピネオール)、ジヒドロテルピネオール(ジヒドロターピネオール)等のテルピネオール(ターピネオール);α−テルピネン、及びミルセン等のテルペン系溶剤;などが挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
溶剤としては、導電部形成用組成物の基板への塗布性の観点から、α−テルピネオール、ジヒドロターピネオール等のターピネオール、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルカルビトール)、及び酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルカルビトールアセテート)から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。これらの分散媒を用いた場合、前記特定化合物を高温で溶解し、室温(例えば25℃程度)で前記特定化合物を析出させることができやすい傾向にある。溶剤としては、α−テルピネオール、又はジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルを用いることがさらに好ましい。
溶剤としては、導電部形成用組成物の基板への塗布性の観点から、α−テルピネオール、ジヒドロターピネオール等のターピネオール、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルカルビトール)、及び酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルカルビトールアセテート)から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。これらの分散媒を用いた場合、前記特定化合物を高温で溶解し、室温(例えば25℃程度)で前記特定化合物を析出させることができやすい傾向にある。溶剤としては、α−テルピネオール、又はジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルを用いることがさらに好ましい。
分散媒の含有率は、導電部形成用組成物中、20質量%〜94質量%であることが好ましく、20質量%〜88質量%であることがより好ましく、30質量%〜80質量%であることがさらに好ましく、40質量%〜75質量%であることが特に好ましい。分散媒の含有率を20質量%〜94質量%とすることで、均一な導電部形成用組成物の調製が可能となる。
(一般式(1)で示される化合物)
本発明の導電部形成用組成物は、下記一般式(1)で示される化合物(特定化合物)を含む。
本発明の導電部形成用組成物は、下記一般式(1)で示される化合物(特定化合物)を含む。
R1−(−O−R2−)n−O−R3 ・・・(1)
一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を示し、nは1以上の整数を示し、R2はアルキレン基を示す。なお、nが2以上である場合、複数存在する−(−O−R2−)−におけるR2は同一であっても異なっていてもよい。つまり、nが2以上である場合は、共重合体であってもよい。
導電部形成用組成物が一般式(1)で示される化合物を含有することで、導電性粒子の含有量が少ない場合でも、基板上の一部領域に塗布して導電部形成用組成物層を形成したときに、基板上の面方向で導電部形成用組成物層の接触面積が拡大するのを抑えることが可能な導電部形成用組成物を提供することができる。例えば、細線状のパターン形状の導電部形成用組成物層を形成した際に、導電部形成用組成物層の線幅の太りを抑えることが可能である。さらに導電部形成用組成物層の乾燥後も良好なパターン形状を維持することが可能である。また、導電部形成用組成物層について乾燥後に良好なパターン形状を維持することができれば、特定の領域に、特定のサイズで導電部を形成することができる。
一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を示す。R1及びR3で表されるアルキル基は、各々独立に、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがより好ましく、炭素数1又は2であることが更に好ましい。
R1及びR3で表されるアルキル基は、各々独立に、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。R1及びR3で表されるアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル基等が挙げられ、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
R1及びR3の組み合わせに特に制限はないが、R1及びR3のいずれか一方が水素原子であることが好ましく、R1及びR3の両方が水素原子であることがより好ましい。R1及びR3の両方が水素原子である場合、分散媒への溶解性をより制御しやすい傾向にある。したがって、導電部形成用組成物を用いて基板上の一部領域に塗布して導電部形成用組成物層を形成したときに、基板上の面方向で導電部形成用組成物層の接触面積が拡大するのをより効果的に抑えることが可能である。具体的には、細線状のパターン形状の導電部形成用組成物層を形成した際に、導電部形成用組成物層の線幅の太りをより効果的に抑えることが可能である。さらに導電部形成用組成物層の乾燥後も良好なパターン形状を維持することがより効果的に可能である。導電部形成用組成物層について乾燥後に良好なパターン形状を維持することができれば、特定の領域に、特定のサイズで導電部を形成することができる。
一般式(1)中、R2は、アルキレン基を示す。R2で表されるアルキレン基は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜4であることがより好ましく、炭素数2又は3であることが更に好ましい。
R2で表されるアルキレン基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。R2で表されるアルキレン基としては、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられ、エチレン基又はプロピレン基であることが好ましい。なお、R2で表されるアルキレン基は、1種単独であっても、2種以上であってもよい。
一般式(1)中、nは1以上の整数を示す。nの上限に制限はないが、10万以下であることが好ましく、1万以下であることがより好ましい。
特定化合物としては、1種を単独で用いても、構造の異なる二種以上の特定化合物を混合、共重合して使用してもよい。
特定化合物としては、例えば、ポリエチンレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)共重合体等が挙げられる。この中でも、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールを含有することが好ましい。ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールを用いることで、導電部形成用組成物の印刷性が向上する傾向がある。また、これらの特定化合物は入手も容易である。
特定化合物の性状としては、特に制限はないが、常温(25℃)で固体として存在することが好ましい。固体として存在することで、フィラーとしての役割を果たし、チキソ性を向上することができるため、細線パターン形状での印刷が容易となる。
特定化合物が常温で固体である場合、体積平均粒子径は、20μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。20μm以下の体積平均粒子径を有する特定化合物を用いた場合には、必要に応じて用いるガラス粒子と均一に混合しやすく、生産性が向上する。
尚、体積平均粒子径の下限は特に制限されないが、10nm以上であることが好ましい。10nm以上であると、導電部形成用組成物中での分散性がより良好になる。
尚、体積平均粒子径の下限は特に制限されないが、10nm以上であることが好ましい。10nm以上であると、導電部形成用組成物中での分散性がより良好になる。
前記体積平均粒子径は、例えば、堀場製作所製LA−920 Particle Size Distribution Analyzerで、レーザー波長750nmで測定された測定値(体積分布)から体積平均粒子径(50%径)として算出される。
特定化合物の融点は、40℃〜150℃であることが好ましく、50℃〜100℃であることがさらに好ましい。
尚、本発明において特定化合物の融点は、示唆熱分析装置を用いて測定した、DSC曲線の変異点を調べることで測定できる。
尚、本発明において特定化合物の融点は、示唆熱分析装置を用いて測定した、DSC曲線の変異点を調べることで測定できる。
特定化合物は、予め分散媒中において、特定化合物の融点を超える温度で熱処理することが好ましい。一度、特定化合物を融解し、その後、常温まで冷却して使用することで、特定化合物が分散媒中で均一に析出し、チキソ性向上の効果がより高くなる。
特定化合物のガラス転移温度は、−100℃〜100℃であることが好ましく、−50℃〜25℃であることがさらに好ましい。
尚、本発明において前記高分子化合物のガラス転移温度は、示唆熱分析装置を用いて測定した、融解ピークを調べることで測定できる。
尚、本発明において前記高分子化合物のガラス転移温度は、示唆熱分析装置を用いて測定した、融解ピークを調べることで測定できる。
特定化合物の分解温度は、700℃以下であることが好ましく、400℃以下であることがより好ましい。700℃以下であることで、導電部形成のための加熱処理(焼成)後に、導電部に残渣が発生することを抑制することができる。
特定化合物の数平均分子量は、300〜5,000,000であることが好ましく、1,000〜100,000であることがより好ましく、10,000〜50,000であることがさらに好ましい。数平均分子量が300以上であると、フィラーとしての機能性が十分に得られ印刷性をより向上することができ、5,000,000以下であると、粘度が高くなりすぎるのを抑制することができるため、より印刷性が良好となる。
数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフを用いて測定することができる。尚、GPC法による数平均分子量の測定方法はたとえば以下の通りである。
数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフを用いて測定することができる。尚、GPC法による数平均分子量の測定方法はたとえば以下の通りである。
測定装置:Shodex GPC SYSTEM−11(昭和電工社製)
溶離液:CF3COONa 5mmol/ヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)(1リットル)
カラム:サンプルカラム HFIP−800P HFIP−80M×2本、リファレンス カラム HFIP−800R×2本
カラム温度:40℃
流量:1.0ml/分
検出器:Shodex RI STD: PMMA(Shodex STANDARD M−75)
溶離液:CF3COONa 5mmol/ヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)(1リットル)
カラム:サンプルカラム HFIP−800P HFIP−80M×2本、リファレンス カラム HFIP−800R×2本
カラム温度:40℃
流量:1.0ml/分
検出器:Shodex RI STD: PMMA(Shodex STANDARD M−75)
特定化合物の含有率は、導電部形成用組成物中、0.05質量%〜40質量%であることが好ましく、0.1質量%〜30質量%であることがより好ましく、0.1質量%〜25質量%であることがさらに好ましく、0.1質量%〜20質量%であることが特に好ましく、1質量%〜15質量%であることが特に好ましく、2質量%〜12質量%であることが極めて好ましい。特定化合物の含有率を0.05質量%以上とすることで、印刷性をより向上することができる。また40質量%以下であると、粘度が高くなりすぎず、スクリーン印刷等の印刷法を用いた場合の作業性がより向上する。
なお、本発明の導電部形成用組成物中、バインダー樹脂と特定化合物の含有比率は、導電部形成用組成物塗布後の乾燥、焼成工程における細線パターンの形成性の観点から、質量比で、バインダー樹脂:特定化合物=99.5:0.5〜20:80であることが好ましく、99:1〜30:70であることがより好ましく、98.5:1.5〜50:50であることがさらに好ましい。
(ガラス粒子)
本発明の導電部形成用組成物は、ガラス粒子を含んでいてもよい。
導電部形成用組成物がガラス粒子を含有することで、焼成時に導電部と基板との密着性が向上する。特に、太陽電池の受光面側の導電部形成用組成物として使用する場合、一般的に受光面側に形成される反射防止膜としてSiNx膜が存在するが、焼成時にいわゆるファイヤースルーによってSiNx膜が取り除かれ、導電部とシリコン基板とのオーミックコンタクトが形成される。
本発明の導電部形成用組成物は、ガラス粒子を含んでいてもよい。
導電部形成用組成物がガラス粒子を含有することで、焼成時に導電部と基板との密着性が向上する。特に、太陽電池の受光面側の導電部形成用組成物として使用する場合、一般的に受光面側に形成される反射防止膜としてSiNx膜が存在するが、焼成時にいわゆるファイヤースルーによってSiNx膜が取り除かれ、導電部とシリコン基板とのオーミックコンタクトが形成される。
ガラス粒子の軟化点は400℃〜600℃であることが好ましい。軟化点がこの範囲であると、導電部形成用組成物を焼成(例えば600℃〜900℃で加熱)する際に、ガラス粒子がより好適に焼結及び湿潤し、また基板により好適に接着する。また、ガラス粒子の軟化点が400℃以上であることで、焼結の過度な進行をより防ぐことができるため、パターン形状の悪化をより抑制することができる。一方、軟化点が600℃以下であることで、焼成時に十分に溶融流動が起き、シリコン基板により好適に接着し、銀粒子等の導電性粒子の液相焼結を促すことがでる。ここで、ガラス粒子の軟化点は、ASTM C338−57の繊維伸び法(Fiber Elongation Method)によって測定される。
ガラス粒子の体積平均粒子径は、30μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。30μm以下の体積平均粒子径を有するガラス粒子を用いた場合には、導電部焼成工程において溶融しやすくなるため、ファイヤースルー機能が効果的になる傾向にある。
尚、体積平均粒子径の下限は特に制限されないが、200nm以上であることが好ましい。200nm以上であると、導電部形成用組成物の調製時の作業性が向上する。
体積平均粒子径は、例えば、堀場製作所製LA−920 Particle Size Distribution Analyzerで、レーザー波長750nmで測定された測定値(体積分布)から体積平均粒子径(50%径)として算出される。
尚、体積平均粒子径の下限は特に制限されないが、200nm以上であることが好ましい。200nm以上であると、導電部形成用組成物の調製時の作業性が向上する。
体積平均粒子径は、例えば、堀場製作所製LA−920 Particle Size Distribution Analyzerで、レーザー波長750nmで測定された測定値(体積分布)から体積平均粒子径(50%径)として算出される。
ガラス粒子としては、導電部形成用組成物に一般的に用いられるようなガラス粒子を用いることができる。このようなガラス粒子としては、例えば、亜鉛ホウケイ酸ガラス、ホウ珪酸ビスマスガラス、鉛ホウ珪酸ガラス、鉛亜鉛酸化物ガラス、錫燐酸化物ガラス、バナジウム亜鉛酸化物ガラス等のガラスが挙げられる。この中でも、ファイヤースルー性の観点から、亜鉛ホウ珪酸ガラス、鉛ホウ珪酸ガラス、鉛亜鉛酸化物ガラスを用いることが好ましい。
ガラス粒子の含有率は、特に制限はないが、ガラス粒子を含有する場合には導電部形成用組成物中、0.5質量%〜10質量%であることが好ましく、1.0質量%〜3.0質量%であることがより好ましく、1.5質量%〜2.5質量%であることがさらに好ましい。
ガラス粒子の含有率が0.5質量%以上であると、基板との接着強度をより良好にすることができる。ガラス粒子の量が10質量%以下であると、ガラス浮き等による導電部形成後の工程であるはんだ付け等に与える支障を抑制することができる。
ガラス粒子の含有率が0.5質量%以上であると、基板との接着強度をより良好にすることができる。ガラス粒子の量が10質量%以下であると、ガラス浮き等による導電部形成後の工程であるはんだ付け等に与える支障を抑制することができる。
(添加剤)
本発明の導電部形成用組成物は、必要に応じて、濃化剤、安定化剤、その他の一般的な添加剤を加えてもよい。添加剤としては、分散剤、粘度調整剤等が挙げられる。添加剤の量は、導電部形成用組成物に求められる特性によって適宜調製することが好ましい。さらに、添加剤は複数種類添加してもよい。
本発明の導電部形成用組成物は、必要に応じて、濃化剤、安定化剤、その他の一般的な添加剤を加えてもよい。添加剤としては、分散剤、粘度調整剤等が挙げられる。添加剤の量は、導電部形成用組成物に求められる特性によって適宜調製することが好ましい。さらに、添加剤は複数種類添加してもよい。
(導電部形成用組成物の物性値)
導電部形成用組成物の粘度に特に制限は無いが、25℃の条件において、せん断速度が10[1/sec]のときのせん断粘度が1Pa・s〜130Pa・sであることが好ましく、10Pa・s〜100Pa・sであることがより好ましく、15Pa・s〜80Pa・sであることがさらに好ましい。せん断速度が10[1/sec]のときのせん断粘度が1Pa・s以上であると、スクリーン印刷時等の印刷法を用いた場合に導電部形成用組成物をより均一に塗布できる傾向にあり、130Pa・s以下であると、スクリーンマスクメッシュの目詰まりが起き難くなる傾向にある。
導電部形成用組成物の粘度に特に制限は無いが、25℃の条件において、せん断速度が10[1/sec]のときのせん断粘度が1Pa・s〜130Pa・sであることが好ましく、10Pa・s〜100Pa・sであることがより好ましく、15Pa・s〜80Pa・sであることがさらに好ましい。せん断速度が10[1/sec]のときのせん断粘度が1Pa・s以上であると、スクリーン印刷時等の印刷法を用いた場合に導電部形成用組成物をより均一に塗布できる傾向にあり、130Pa・s以下であると、スクリーンマスクメッシュの目詰まりが起き難くなる傾向にある。
導電部形成用組成物中のチキソ性に特に制限は無いが、例えばせん断速度がx[1/sec]のときのせん断粘度ηxの対数をlog10(ηx)と表記し、チキソ性を示すTI値を[log10(η0.01)−log10(η10)]としたときに、TI値は、0.3〜3.0であることが好ましく、0.8〜2.5であることがより好ましく、1〜2.5であることがさらに好ましく、1.2〜2.2であることが特に好ましい。
TI値が0.3以上であると、スクリーン印刷時等の印刷法を用いた場合に液だれ(印刷直後、及び乾燥後の印刷ライン幅の変化のこと)がより起き難く、3.0以下であると、連続印刷した際の塗布量がより安定する傾向にある。また、このことはスクリー印刷以外の印刷法(例えば、インクジェット法)においても同様である。
一般に、スクリーン印刷法によって微細配線、電極等の導電部を基板上に形成する場合、微細配線部において導電部形成用組成物の抜け不良(版離れが悪く、カスレの原因となる)、導電部形成用組成物の滲み(基板上に塗布した導電部形成用組成物のパターン形状が基板の面方向で拡大すること)等が生じ、導電部において、スクリーンのメッシュ痕が残る可能性がある。
しかしながら、本発明の導電部形成用組成物では、高せん断応力(せん断速度が速い際)発生時の粘度が低く、また版抜け性の良好な導電部形成用組成物となっているため、導電部形成用組成物によるスクリーンメッシュの目詰まりが生じず、断線等の欠陥がない導電部を形成することができる。さらに、本発明の導電部形成用組成物は、低せん断応力(せん断速度が遅い際)発生時には粘度が高いため、印刷時の滲みを抑制してパターン形状の優れた精度の良い印刷パターンを形成することができ、かつ、表面の粗さを小さくすることができる。また、特定化合物は、その融点を超える温度で乾燥しても、熱ダレが起き難いため、本発明の導電部形成用組成物は乾燥工程での熱ダレを抑制することができる。
(導電部形成用組成物の製造方法)
本発明の導電部形成用組成物は、上記の各成分を三本ロール混練機、プラネタリミキサ、ホモジナイザー等で混合することによって製造することができる。また混合時に、必要に応じて熱を加えてもよく、必要に応じて冷却してもよい。
なお、前述の通り、上記混合を行う前に、予め特定化合物を分散媒に添加し、特定化合物の融点を超える温度で熱処理しておくことが好ましい。
本発明の導電部形成用組成物は、上記の各成分を三本ロール混練機、プラネタリミキサ、ホモジナイザー等で混合することによって製造することができる。また混合時に、必要に応じて熱を加えてもよく、必要に応じて冷却してもよい。
なお、前述の通り、上記混合を行う前に、予め特定化合物を分散媒に添加し、特定化合物の融点を超える温度で熱処理しておくことが好ましい。
(導電部の製造方法)
本発明の導電部の製造方法は、上記導電部形成用組成物を基板に塗布、及び乾燥する工程と、導電部形成用組成物を塗布した前記基板を加熱処理する工程とを含む。
導電部とは、導電性を有する部材であり、例えば、太陽電池の電極、各種半導体基板用の電極、配線板の配線部等が挙げられる。本発明の導電部形成用組成物は、太陽電池の電極形成用に用いられることが好ましい。
本発明の導電部の製造方法は、上記導電部形成用組成物を基板に塗布、及び乾燥する工程と、導電部形成用組成物を塗布した前記基板を加熱処理する工程とを含む。
導電部とは、導電性を有する部材であり、例えば、太陽電池の電極、各種半導体基板用の電極、配線板の配線部等が挙げられる。本発明の導電部形成用組成物は、太陽電池の電極形成用に用いられることが好ましい。
以下に、本発明の導電部形成用組成物を用いた太陽電池の電極、及び太陽電池の製造例を、図1を参照しながら説明する。なお、本発明はこの説明によって限定されるものではない。
まず、シリコン(Si)基板1を準備する。シリコン基板1の厚みに特に制限はないが、通常100μm〜300μmである。次にシリコン基板1の裏面上にはんだ接続用導電性組成物2を塗布し、乾燥する(図1)。はんだ接続用導電性組成物2を塗布する方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷などの印刷法が挙げられる。また、はんだ接続用導電性組成物2は特定のパターン形状に印刷することが好ましい。また乾燥温度としては80℃〜180℃が好ましく、乾燥時間としては、1分〜10分間が好ましい。また、塗布後の膜厚としては、10μm〜40μmが好ましい。
次に、シリコン基板1の裏面上に、太陽電池の裏面電極用アルミニウムペースト3をスクリーン印刷等により塗布し、乾燥する(図2)。このとき、はんだ接続用導電性組成物2と裏面電極用アルミニウムペースト3とが一部で重なるように塗布する。はんだ接続用導電性組成物2と裏面電極用アルミニウムペースト3との重なり部分は、約0.2mm〜3.0mmであることが好ましい。
裏面電極用アルミニウムペースト3の塗布及び乾燥方法としては、上述のはんだ接続用導電性組成物2の塗布及び乾燥方法と同様の方法が挙げられる。
裏面電極用アルミニウムペースト3の塗布及び乾燥方法としては、上述のはんだ接続用導電性組成物2の塗布及び乾燥方法と同様の方法が挙げられる。
次に、本発明の導電部形成用組成物4を、スクリーン印刷等によりシリコン基板の受光面(表面)上に塗布し、乾燥する(図3)。塗布及び乾燥方法としては、上述のはんだ接続用導電性組成物2の塗布及び乾燥方法と同様の方法が挙げられる。
このようにして得られたシリコン基板を、赤外線焼成炉等で加熱処理(焼成)し、太陽電池を得る。なお焼成温度としては、600℃〜900℃が好ましく、焼成時間としては、2分〜15分が好ましい。この焼成によって、はんだ接続用導電性組成物2、裏面電極用アルミニウムペースト3、及び導電部形成用組成物4を同時に焼成して、それぞれ裏面電極12、裏面アルミニウム電極13、及び受光面電極14を形成し、太陽電池を得ることができる(図4)。
本発明の導電部形成用組成物4を用いて得られる太陽電池は、図4に示すように、シリコン基板1の受光面(表面)に本発明の導電部形成用組成物4から形成される受光面電極14を有し、裏面側に裏面電極用アルミニウムペースト3から形成される裏面アルミニウム電極(第1電極)13と、はんだ接続用導電性組成物2から形成される裏面電極(第2電極)12を有することが好ましい。なお、本発明の導電部形成用組成物は、裏面アルミニウム電極13、裏面電極12を形成するために用いてもよい。
以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限するものではない。なお、特に記述が無い限り、薬品は全て試薬を使用した。また「%」は断りがない限り「質量%」を意味する。
<実施例1>
(導電部形成用組成物の調製)
エチルセルロース(ダウケミカル製、STD200)をターピネオール−LW(日本テルペン製、α、β、γ−テルピネオール異性体混合物)に120℃で溶解して、15質量%エチルセルロース/テルピネオール溶液を調製した。これに、銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)、及びポリエチレングリコール(数平均分子量2万、ガラス転移温度−14℃、融点65℃、和光純薬工業株式会社製)を加え、100℃に設定したフラスコ内で攪拌し、放冷して導電部形成用組成物を得た。銀粒子/ポリエチレングリコール(数平均分子量2万)/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/5/53(質量比)とした。
(導電部形成用組成物の調製)
エチルセルロース(ダウケミカル製、STD200)をターピネオール−LW(日本テルペン製、α、β、γ−テルピネオール異性体混合物)に120℃で溶解して、15質量%エチルセルロース/テルピネオール溶液を調製した。これに、銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)、及びポリエチレングリコール(数平均分子量2万、ガラス転移温度−14℃、融点65℃、和光純薬工業株式会社製)を加え、100℃に設定したフラスコ内で攪拌し、放冷して導電部形成用組成物を得た。銀粒子/ポリエチレングリコール(数平均分子量2万)/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/5/53(質量比)とした。
(熱処理工程)
テクスチャ構造を有するp型シリコン基板(以下、「p型シリコン基板」ともいう)表面上に、得られた導電部形成用組成物をスクリーン印刷によって塗布した。印刷パターンは150μmの細線パターンのマスクで印刷した。塗布後、150℃のホットプレート上で5分間乾燥させた。続いて、空気を5L/min.で流した800℃のトンネル炉(横型チューブ拡散炉 ACCURON CQ−1200、株式会社国際電気製)で1分間、熱処理を行った。
テクスチャ構造を有するp型シリコン基板(以下、「p型シリコン基板」ともいう)表面上に、得られた導電部形成用組成物をスクリーン印刷によって塗布した。印刷パターンは150μmの細線パターンのマスクで印刷した。塗布後、150℃のホットプレート上で5分間乾燥させた。続いて、空気を5L/min.で流した800℃のトンネル炉(横型チューブ拡散炉 ACCURON CQ−1200、株式会社国際電気製)で1分間、熱処理を行った。
(導電部形成用組成物のチキソ性の評価)
導電部形成用組成物のチキソ性は粘弾性測定装置(Anton−Parr(アントンパール)社製、MCR−301)、測定治具としてコーン・プレート型(直径50mm)を用い、を用い、せん断速度0.01[s−1]〜10[s−1]の範囲のせん断粘度を25℃にて測定した。結果を表1に示した。また、せん断速度がx[1/sec]のときのせん断粘度ηxの対数をlog10(ηx)と表記し、チキソ性を示すTI値を[log10(η0.01)−log10(η10)]として計算した。
導電部形成用組成物のチキソ性は粘弾性測定装置(Anton−Parr(アントンパール)社製、MCR−301)、測定治具としてコーン・プレート型(直径50mm)を用い、を用い、せん断速度0.01[s−1]〜10[s−1]の範囲のせん断粘度を25℃にて測定した。結果を表1に示した。また、せん断速度がx[1/sec]のときのせん断粘度ηxの対数をlog10(ηx)と表記し、チキソ性を示すTI値を[log10(η0.01)−log10(η10)]として計算した。
(印刷幅の測定)
導電部形成用組成物を塗布した直後(印刷後1分以内)、印刷幅を光学顕微鏡(オリンパス株式会社製、MX−51)で観察した。印刷幅は160μmであり、マスクの設定幅150μmに対する増加率は107%であった。また、150℃乾燥後の線幅は160μmであり、マスクの設定幅150μmに対する増加率は107%であった。なお印刷幅は、増加率が100%に近いほど(つまり印刷幅が変化していないほど)、印刷幅の拡大を防げると言える。
導電部形成用組成物を塗布した直後(印刷後1分以内)、印刷幅を光学顕微鏡(オリンパス株式会社製、MX−51)で観察した。印刷幅は160μmであり、マスクの設定幅150μmに対する増加率は107%であった。また、150℃乾燥後の線幅は160μmであり、マスクの設定幅150μmに対する増加率は107%であった。なお印刷幅は、増加率が100%に近いほど(つまり印刷幅が変化していないほど)、印刷幅の拡大を防げると言える。
(接触抵抗の測定)
幅100μm、厚さ15μmの細線形状の表面電極を2mmピッチで複数本形成し、細線電極間の抵抗値をデジタルマルチメーター(HEWLETT PACKARD社製:3458A MULTIMETER)を用いて測定し、接触抵抗を求めた上で評価を行った。抵抗接触は0.08Ωcm2未満であると、導電性が良好であると言える。
幅100μm、厚さ15μmの細線形状の表面電極を2mmピッチで複数本形成し、細線電極間の抵抗値をデジタルマルチメーター(HEWLETT PACKARD社製:3458A MULTIMETER)を用いて測定し、接触抵抗を求めた上で評価を行った。抵抗接触は0.08Ωcm2未満であると、導電性が良好であると言える。
得られた結果を表1に併せて示す。なお、表中の「接触抵抗」の欄の符号は以下の通りである。
A:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.05Ωcm2未満
B:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.05Ωcm2以上0.08Ωcm2未満
C:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.08Ωcm2以上0.10Ωcm2未満
D:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.10Ωcm2以上
A:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.05Ωcm2未満
B:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.05Ωcm2以上0.08Ωcm2未満
C:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.08Ωcm2以上0.10Ωcm2未満
D:10枚の基板の接触抵抗の平均値が0.10Ωcm2以上
<実施例2>
アルミニウム粒子(体積平均粒子径2μm、東洋アルミニウム製)/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/5/53(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
アルミニウム粒子(体積平均粒子径2μm、東洋アルミニウム製)/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/5/53(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
<実施例3>
銅粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/5/53(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
銅粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/5/53(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
<実施例4>
銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=20/3/5/72(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=20/3/5/72(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
<実施例5>
銀粒子/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/5/5/50(質量比)とした以外は実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
銀粒子/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/5/5/50(質量比)とした以外は実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
<実施例6>
銀粒子/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/7/3/50(質量比)とした以外は実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
銀粒子/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/7/3/50(質量比)とした以外は実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
<実施例7>
15質量%エチルセルロース/テルピネオール溶液に、銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)、ガラス粒子(旭硝子製ASF−1330、PbO:72%、B2O3:18%、ZnO:2%〜15%、Al2O3:1%〜10%、SiO2:1%〜10%)、ポリエチレングリコール(数平均分子量2万)を加え、100℃に設定したフラスコ内で攪拌し、放冷して導電部形成用組成物を得た。銀粒子/ガラス粒子/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/2/5/51(質量比)とした。
15質量%エチルセルロース/テルピネオール溶液に、銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)、ガラス粒子(旭硝子製ASF−1330、PbO:72%、B2O3:18%、ZnO:2%〜15%、Al2O3:1%〜10%、SiO2:1%〜10%)、ポリエチレングリコール(数平均分子量2万)を加え、100℃に設定したフラスコ内で攪拌し、放冷して導電部形成用組成物を得た。銀粒子/ガラス粒子/ポリエチレングリコール/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/2/2/5/51(質量比)とした。
<比較例1>
銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/5/55(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/エチルセルロース/ターピネオール−LW=40/5/55(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
<比較例2>
銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/エチルセルロース/ターピネオール−LW=20/5/75(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
銀粒子(体積平均粒子径1μm、高純度化学研究所製)/エチルセルロース/ターピネオール−LW=20/5/75(質量比)とした以外は、実施例1と同様に導電部形成用組成物を調製し、評価を行なった。
実施例1〜7に記載のように、特定化合物を有する導電部形成用組成物を用いた場合、印刷後のパターンの線幅の太りを抑制することができ、また、特定の領域に、特定のサイズで導電部を形成することができた。また良好な接触抵抗及びTI値を与えた。一方、特定化合物を含まない導電部形成用組成物を用いた比較例1及び2では、印刷幅増加率が大きく、パターンの線幅の太りを抑制することはできなかった。
以上より、特定化合物を含有する本発明の導電部形成用組成物を用いることで、印刷幅増加率が100%に近くなる、つまり、パターンの線幅の太りを抑制することができることが分かった。また、本発明の導電部材形成用を用いて形成した導電部(表面電極など)は、接触抵抗が低く、良好であった。
1 シリコン基板
2 はんだ接続用導電性組成物
3 裏面電極用アルミニウムペースト
4 導電部形成用組成物
12 裏面電極
13 裏面アルミニウム電極
14 受光面電極
2 はんだ接続用導電性組成物
3 裏面電極用アルミニウムペースト
4 導電部形成用組成物
12 裏面電極
13 裏面アルミニウム電極
14 受光面電極
Claims (11)
- 導電性粒子と、バインダー樹脂と、分散媒と、下記一般式(1)で示される化合物とを含有する導電部形成用組成物。
R1−(−O−R2−)n−O−R3 ・・・(1)
〔一般式(1)中、R1及びR3は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を示し、nは1以上の整数を示し、R2はアルキレン基を示す。なお、nが2以上である場合、複数存在する−(−O−R2−)−におけるR2は同一であっても異なっていてもよい。〕 - 前記一般式(1)で示される化合物の数平均分子量が、300〜5,000,000である請求項1に記載の導電部形成用組成物。
- 前記導電性粒子が、銀粒子、アルミニウム粒子及び銅粒子から選択される少なくとも1種を含む請求項1又は請求項2に記載の導電部形成用組成物。
- 前記導電性粒子の含有率が、導電部形成用組成物中、10質量%〜60質量%である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- 前記バインダー樹脂が、エチルセルロース、ブチラール樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種を含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- さらにガラス粒子を含む請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- 前記分散媒が、ターピネオール、ブチルカルビトール及びブチルカルビトールアセテートから選択される少なくとも1種を含む請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- 前記一般式(1)で示される化合物が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)共重合体から選択される少なくとも1種を含む請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- 前記一般式(1)で示される化合物の含有率が、0.05質量%〜40質量%である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- 太陽電池の電極形成用に用いられる請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物。
- 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の導電部形成用組成物を基板に塗布、及び乾燥する工程と、導電部形成用組成物を塗布した前記基板を加熱処理する工程とを有する導電部の製造方法。
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