JP2015041741A - 電極形成用ガラス粉末、電極形成用導電ペーストおよび太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽電池電極を形成するために用いられるガラス粉末であって、酸化物換算の質量%表示で、Bi2O3を5〜40%、ZnOを15〜50%、Al2O3を1〜10%,SiO2を0〜30%、B2O3を0〜30%含有し、光学的塩基性度が0.47〜0.57、ガラス転移点が450〜600℃、50%粒径D50が0.5〜5.0の範囲にあり、実質的にPbを含まない。
【選択図】なし
Description
(1)太陽電池の電極に用いられるガラス粉末であって、酸化物換算の質量%表示で、Bi2O3を5〜40%、ZnOを15〜50%、Al2O3を1〜10%、SiO2を0〜30%、B2O3を0〜30%含有し、光学的塩基性度が0.47〜0.57、ガラス転移点が450〜600℃、粒径D50が0.5〜5.0の範囲にあり、実質的にPbを含まないことを特徴とするガラス粉末。
(2)SiO2を5〜30%、B2O3を5〜30%、ΣRO(R=Mg、Ca、Sr、Ba)を0〜30%、TiO2を0〜10%、V2O5を0〜15%、Sb2O3を0〜35%を含有する(1)のガラス粉末。
(3)(1)又は(2)に記載のガラス粉末と、導電性金属粉末、および有機ビヒクルを含有する電極形成用導電ペースト。
(4)導電性金属粉末が、Al、Ag、Cuから選ばれる1種である、(3)記載の電極形成用導電ペースト。
(5)前記導電性金属粉末100質量部に対し、前記ガラス粉末を0.1〜10質量部、前記有機ビヒクルを10〜30質量部含有することを特徴とする(3)又は(4)記載の電極形成用導電ペースト。
(6)半導体基板と、前記半導体基板の裏面側に設けられる裏面電極と、前記半導体基板の受光面側に設けられる受光面電極とを有する太陽電池であって、裏面電極と受光面電極の少なくとも一面が(3)〜(5)いずれか1項記載の電極形成用導電ペーストの焼付けにより形成されたものであることを特徴とする太陽電池。
(7)半導体基板と、前記半導体基板の裏面側に設けられる裏面電極と、前記半導体基板の受光面側に設けられる受光面電極とを有する太陽電池であって、裏面電極が(3)〜(5)いずれか1項記載の導電ペーストの焼付けにより形成されたものであることを特徴とする太陽電池。
表1および表2の例1〜10は実施例であり、例11〜14は比較例である。電極形成に使用するガラス粉末として、表に示す組成を有するものを製造した。すなわち、表1に示す組成となるように原料粉末を配合、混合し、1000〜1300℃の電気炉中で白金ルツボを用いて1時間溶融し、薄板状ガラスを成形した。その後、D50が所定の範囲となるように、薄板状ガラスをボールミルで粉砕することで、実施例1〜10および比較例1〜4のガラス粉末を製造した。
アルミ試料容器に試料を充填し、示差熱分析装置(DTA)を用いて常温〜600℃まで、10℃/minで大気昇温し、測定した。測定により得た、試料であるガラス粉末と基準物質の温度差を温度に対してプロットした曲線(DTA曲線)より、基線に沿う接線と第1の変曲点から第2の変曲点までの曲線に沿う接線との交点をガラス転移点Tgとした。
水:60ccにガラス粉末:0.02gを混ぜ、超音波分散により3分間分散させた。マイクロトラック測定機に試料投入し、D50の値を得た。
光学的塩基性度Λは酸化物を成分とするモル%表示で表わされたガラス組成について次のとおり定義される。すなわち、第i成分の酸化物をCiモル%含有するガラスにおいて、
Λ=1−Σ[zi・ri(γi−1)/2γi]
である。Σは添字iについて合計することを示す。
γi=1.36(xi−0.26)、
zi:第i成分の酸化物中の陽イオンの価数、
ri:前記「酸化物を成分とするモル%表示で表わされたガラス組成」中の全酸素数に対する、第i成分の酸化物中の陽イオン数の比率、
xi:第i成分の酸化物中で酸素と結合している原子のポーリングの電気陰性度。
Si:1.8、B:2.0、Al:1.5、Zn:1.6、Mg:1.2、Ba:0.9、Ti:1.5、Pb:1.8、Bi:1.9、V:1.6、Ce:1.1、Sb:1.9
例えば、第1成分の酸化物がBi2O3、第2成分の酸化物がSiO2であり、モル%表示の組成が20Bi2O3・80SiO2であるガラスについては、
z1=3、z2=4、
全酸素数=0.2×3+0.8×2=2.2、
r1=0.2×2/2.2、r2=0.8×1/2.2、
x1=1.9、x2=1.8、
Λ=0.47
である。
上記で作製した電極を75℃のお湯に入れ、電極面から泡が出はじめる時間を計測し、耐水性を評価した。泡が出た時間が0〜300秒の場合は×、300〜600秒の場合は△、600秒以上の場合は○と表1および表2に示した。
電極を形成したSi基板において、基板の反りを反り評価装置(東京精密製 型式:サーフコム1400D)を用いて評価した。Si基板の各対角線上をなぞり、ゼロ点からの最大の高さ(Hmax)の基板の対角線2か所を測った平均値を測定値とした。Hmaxの平均値が200μm以上の場合は×、200〜150μmの場合は△、150μm以下の場合は○と表1および表2に示した。
電極において、メンディングテープ(住友3M社製 製品名:スコッチ(登録商標)メンディングテープ)を用いてピール強度を評価した。メンディングテープをAl電極に貼り、剥がした際の剥がれ具合を評価し、ほとんど剥がれていた場合は×、半分以下で剥がれている場合は△、剥がれがない場合は○と表1および表2に示した。
Claims (7)
- 太陽電池の電極に用いられるガラス粉末であって、酸化物換算の質量%表示で、Bi2O3を5〜40%、ZnOを15〜50%、Al2O3を1〜10%、SiO2を0〜30%、B2O3を0〜30%含有し、光学的塩基性度が0.47〜0.57、ガラス転移点が450〜600℃、50%粒径D50が0.5〜5.0の範囲にあり、実質的にPbを含まないことを特徴とするガラス粉末。
- SiO2を5〜30%、B2O3を5〜30%、ΣRO(R=Mg、Ca、Sr、Ba)を0〜30%、TiO2を0〜10%、V2O5を0〜15%、Sb2O3を0〜35%を含有する請求項1記載のガラス粉末。
- 請求項1又は2に記載のガラス粉末と、導電性金属粉末および有機ビヒクルを含有する導電ペースト。
- 導電性金属粉末が、Al、Ag、Cuから選ばれる1種である、請求項3記載の導電ペースト。
- 前記導電性金属粉末100質量部に対し、前記ガラス粉末を0.1〜10質量部、前記有機ビヒクルを10〜30質量部含有することを特徴とする請求項3又は4記載の導電ペースト。
- 半導体基板と、前記半導体基板の裏面側に設けられる裏面電極と、前記半導体基板の受光面側に設けられる受光面電極とを有する太陽電池であって、裏面電極と受光面電極の少なくとも一面が請求項3〜5いずれか1項記載の導電ペーストの焼付けにより形成されたものであることを特徴とする太陽電池。
- 半導体基板と、前記半導体基板の裏面側に設けられる裏面電極と、前記半導体基板の受光面側に設けられる受光面電極とを有する太陽電池であって、裏面電極が請求項3〜5いずれか1項記載の導電ペーストの焼付けにより形成されたものであることを特徴とする太陽電池。
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