JP2018154532A - Paste composition for solar cells - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池用ペースト組成物に関し、特にレーザー照射などを用いて開口部を設けたパッシベーション膜を有する結晶系太陽電池セルに対してp+層を形成することを目的とした太陽電池用ペースト組成物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solar cell paste composition, and more particularly to a solar cell intended to form a p + layer on a crystalline solar cell having a passivation film provided with an opening using laser irradiation or the like. The present invention relates to a paste composition.
近年、結晶系太陽電池セルの変換効率(発電効率)、信頼性等を向上させることを目的として、種々の研究開発が行われている。その一つとして、セル裏面に窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等からなるパッシベーション膜を有するPERC(Passivated emitter and rear cell)型高変換効率セルが注目されている。 In recent years, various research and development have been conducted for the purpose of improving the conversion efficiency (power generation efficiency), reliability, and the like of crystalline solar cells. As one of them, a PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) type high conversion efficiency cell having a passivation film made of silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide or the like on the back surface of the cell has attracted attention.
PERC型高変換効率セルは、例えばアルミニウムを主成分とする電極層を備えた構造を有する。この電極層(特に裏面電極層)は、例えばアルミニウムを主体とするペースト組成物を、パッシベーション膜の開口部を被覆するようにパターン形状に塗布し、必要に応じて乾燥後、焼成することにより形成される。そして、電極層の構成を適切に設計することで、PERC型高変換効率セルの変換効率を改善できることが知られている。 The PERC type high conversion efficiency cell has a structure including an electrode layer mainly composed of aluminum, for example. This electrode layer (especially the back electrode layer) is formed, for example, by applying a paste composition mainly composed of aluminum in a pattern shape so as to cover the opening of the passivation film, and drying and baking as necessary. Is done. It is known that the conversion efficiency of the PERC type high conversion efficiency cell can be improved by appropriately designing the configuration of the electrode layer.
例えば、特許文献1には、30〜70mol%Pb2+、1〜40mol%Si4+、10〜65mol%B3+、1〜25mol%Al3+から構成されるガラスフリットを含有するアルミニウムペースト組成物が開示されている。また、特許文献2には、ガラスフリットがPb及びアルカリ金属を含まず、B2O3成分を含むアルミニウムペースト組成物が開示されている。 For example, Patent Document 1, 30~70mol% Pb 2+, 1~40mol % Si 4+, 10~65mol% B 3+, aluminum paste composition containing glass frit consists 1~25mol% Al 3+ is disclosed Has been. Patent Document 2 discloses an aluminum paste composition in which the glass frit does not contain Pb and an alkali metal and contains a B 2 O 3 component.
しかしながら、上記特許文献1、2等に開示された技術によっても結晶系太陽電池セルには依然として変換効率に改善の余地がある。また、従来のペースト組成物を用いて形成される電極層は、焼成後の電極層の表面にアルミニウム又はアルミニウム−シリコン合金組成を有する直径20〜200μm程度の粒状物質(以下、この粒状物質を「Sandy」ともいう。)が発生して外観不良を生じるという問題もあり、結晶系太陽電池セルをモジュール化する際にこのSandyを起点としてセルが割れてしまう場合がある。 However, there is still room for improvement in the conversion efficiency of the crystalline solar cells even by the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 and the like. Moreover, the electrode layer formed using the conventional paste composition has a granular material having a diameter of about 20 to 200 μm (hereinafter referred to as “particulate material”) having an aluminum or aluminum-silicon alloy composition on the surface of the electrode layer after firing. There is also a problem that the appearance defect occurs due to the occurrence of “Sandy”, and when the crystalline solar cell is modularized, the cell may be cracked starting from this Sandy.
Sandyの一例を図3、図4に示す。図3は220μmのSandyが認められる例であり、図4は30μmのSandyが認められる例である。他方、図5はSandyが認められない例(外観不良の無い例)である。 An example of Sandy is shown in FIGS. FIG. 3 shows an example in which 220 μm Sandy is recognized, and FIG. 4 shows an example in which 30 μm Sandy is recognized. On the other hand, FIG. 5 is an example in which Sandy is not recognized (an example in which there is no poor appearance).
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、結晶系太陽電池セルにおいて、高い変換効率が得られるとともに、焼成後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制でき、更に焼成後の密着性の高い太陽電池用ペースト組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a crystalline solar cell, high conversion efficiency can be obtained, and generation of Sandy on the surface of the electrode layer after firing can be prevented or suppressed, and further after firing. An object of the present invention is to provide a solar cell paste composition having high adhesion.
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム粉末、有機ビヒクル及び特定のガラスフリットを含有する太陽電池用ペースト組成物が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a solar cell paste composition containing an aluminum powder, an organic vehicle, and a specific glass frit can achieve the above object, thereby completing the present invention. It came to do.
即ち、本発明は、下記の太陽電池用ペースト組成物に関する。
1.アルミニウム粉末、有機ビヒクル及びガラスフリットを含有する太陽電池用ペースト組成物であって、
前記ガラスフリットは、酸化物換算において、B2O3を30〜60質量%、BaOを30〜50質量%、K2Oを5〜15質量%、SiO2を0〜20質量%、CaOを0〜15質量%、Al2O3を0〜10質量%、及びWO3を0〜10質量%含有する、
ことを特徴とする太陽電池用ペースト組成物。
2.前記ガラスフリット中の前記SiO2及び前記Al2O3の含有量の和が1質量%以上である、請求項1に記載の太陽電池用ペースト組成物。
3.前記アルミニウム粉末は、アルミニウム−シリコン合金を含有し、当該アルミニウム粉末中のシリコン含有量が10〜25質量%である、請求項1又は2に記載の太陽電池用ペースト組成物。
4.前記アルミニウム粉末100質量部に対して、前記有機ビヒクルを20〜45質量部、及び前記ガラスフリットを1〜10質量部を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池用ペースト組成物。
That is, this invention relates to the following paste composition for solar cells.
1. A solar cell paste composition containing an aluminum powder, an organic vehicle and a glass frit,
The glass frit is 30 to 60% by mass of B 2 O 3 , 30 to 50% by mass of BaO, 5 to 15% by mass of K 2 O, 0 to 20% by mass of SiO 2 and CaO in terms of oxide. 0-15 wt%, the Al 2 O 3 0 to 10% by weight, and WO 3 which contained 0 to 10% by weight,
A solar cell paste composition characterized by the above.
2. The solar cell paste composition according to claim 1, wherein the sum of the contents of SiO 2 and Al 2 O 3 in the glass frit is 1% by mass or more.
3. 3. The solar cell paste composition according to claim 1, wherein the aluminum powder contains an aluminum-silicon alloy, and the silicon content in the aluminum powder is 10 to 25 mass%.
4). The solar cell paste composition according to any one of claims 1 to 3, comprising 20 to 45 parts by mass of the organic vehicle and 1 to 10 parts by mass of the glass frit with respect to 100 parts by mass of the aluminum powder. object.
本発明の太陽電池用ペースト組成物によれば、結晶系太陽電池セル(特にPERC型高変換効率セル)において、高い変換効率が得られるとともに、焼成後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制でき、更に電極層の高い密着性が得られる。焼結後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制できることは、外観不良及び太陽電池セルのモジュール化の際の割れを防止する点で有用である。 According to the paste composition for a solar cell of the present invention, high conversion efficiency is obtained in a crystalline solar cell (particularly a PERC type high conversion efficiency cell), and generation of Sandy on the surface of the electrode layer after firing is prevented. It can be prevented or suppressed, and high adhesion of the electrode layer can be obtained. The ability to prevent or suppress the generation of Sandy on the surface of the electrode layer after sintering is useful in terms of preventing poor appearance and cracking during modularization of solar cells.
以下、本発明の太陽電池用ペースト組成物について詳細に説明する。なお、本明細書において、「〜」で示される範囲は、特に説明する場合を除き「以上、以下」を意味する。 Hereinafter, the solar cell paste composition of the present invention will be described in detail. In the present specification, the range indicated by “to” means “above or below” unless otherwise specified.
本発明の太陽電池用ペースト組成物は、例えば、結晶系太陽電池セルの電極を形成するために使用することができる。結晶系太陽電池セルとしては特に限定されないが、例えば、PERC(Passivated emitter and rear cell)型高変換効率セル(以下、「PERC型太陽電池セル」という。)が挙げられる。本発明の太陽電池用ペースト組成物は、例えば、PERC型太陽電池セルの裏面電極を形成するために使用することができる。以下、本発明のペースト組成物を、単に「ペースト組成物」とも記載する。 The solar cell paste composition of the present invention can be used, for example, to form electrodes of crystalline solar cells. Although it does not specifically limit as a crystalline solar cell, For example, a PERC (Passivated emitter and rear cell) type | mold high conversion efficiency cell (henceforth a "PERC type solar cell") is mentioned. The solar cell paste composition of the present invention can be used, for example, to form a back electrode of a PERC solar cell. Hereinafter, the paste composition of the present invention is also simply referred to as “paste composition”.
最初に、PERC型太陽電池セルの構造の一例を説明する。 First, an example of the structure of the PERC type solar battery cell will be described.
1.PERC型太陽電池セル
図1(a)、(b)は、PERC型太陽電池セルの一般的な断面構造の模式図である。PERC型太陽電池セルは、シリコン半導体基板1、n型不純物層2、反射防止膜(パッシベーション膜)3、グリッド電極4、電極層(裏面電極層)5、合金層6、p+層7を構成要素として備えることができる。
1. PERC Type Solar Cell FIGS. 1A and 1B are schematic views of a general cross-sectional structure of a PERC type solar cell. The PERC type solar cell includes a silicon semiconductor substrate 1, an n-type impurity layer 2, an antireflection film (passivation film) 3, a grid electrode 4, an electrode layer (back electrode layer) 5, an alloy layer 6, and a p + layer 7. Can be provided as an element.
シリコン半導体基板1は特に限定されず、例えば、厚みが180〜250μmのp型シリコン基板が用いられる。 The silicon semiconductor substrate 1 is not particularly limited. For example, a p-type silicon substrate having a thickness of 180 to 250 μm is used.
n型不純物層2は、シリコン半導体基板1の受光面側に設けられる。n型不純物層2の厚みは、例えば、0.3〜0.6μmである。 The n-type impurity layer 2 is provided on the light receiving surface side of the silicon semiconductor substrate 1. The thickness of the n-type impurity layer 2 is, for example, 0.3 to 0.6 μm.
反射防止膜3及びグリッド電極4は、n型不純物層2の表面に設けられる。反射防止膜3は、例えば、窒化シリコン膜で形成されパッシベーション膜とも称される。反射防止膜3は、いわゆるパッシベーション膜として作用することで、シリコン半導体基板1の表面での電子の再結合を抑制でき、結果として、発生したキャリアの再結合率を減らすことを可能にする。これにより、PERC型太陽電池セルの変換効率が高められる。 The antireflection film 3 and the grid electrode 4 are provided on the surface of the n-type impurity layer 2. The antireflection film 3 is formed of, for example, a silicon nitride film and is also referred to as a passivation film. The antireflection film 3 acts as a so-called passivation film, so that recombination of electrons on the surface of the silicon semiconductor substrate 1 can be suppressed, and as a result, the recombination rate of the generated carriers can be reduced. Thereby, the conversion efficiency of a PERC type photovoltaic cell is increased.
反射防止膜(パッシベーション膜)3は、シリコン半導体基板1の裏面側、つまり、前記受光面と逆側の面にも設けられる。また、この裏面側の反射防止膜(パッシベーション膜)3を貫通し、かつ、シリコン半導体基板1の裏面の一部を削るように形成されたコンタクト孔(開口部)が、シリコン半導体基板1の裏面側に形成されている。 The antireflection film (passivation film) 3 is also provided on the back surface side of the silicon semiconductor substrate 1, that is, on the surface opposite to the light receiving surface. A contact hole (opening) formed through the antireflection film (passivation film) 3 on the back surface side and scraping a part of the back surface of the silicon semiconductor substrate 1 is formed on the back surface of the silicon semiconductor substrate 1. Formed on the side.
電極層5は、前記コンタクト孔を通じてシリコン半導体基板1に接触するように形成されている。電極層5は、本発明のペースト組成物によって形成される部材であり、所定のパターン形状に形成される。図1(a)の形態のように、電極層5は、PERC型太陽電池セルの裏面全体を覆うように形成されていてもよいし、又は図1(b)の形態のようにコンタクト孔及びその近傍を覆うように形成されていてもよい。電極層5の主成分はアルミニウムであるので、電極層5はアルミニウム電極層である。 The electrode layer 5 is formed in contact with the silicon semiconductor substrate 1 through the contact hole. The electrode layer 5 is a member formed by the paste composition of the present invention, and is formed in a predetermined pattern shape. The electrode layer 5 may be formed so as to cover the entire back surface of the PERC type solar battery cell as in the form of FIG. 1A, or the contact hole and the electrode layer 5 as in the form of FIG. You may form so that the vicinity may be covered. Since the main component of the electrode layer 5 is aluminum, the electrode layer 5 is an aluminum electrode layer.
電極層5は、例えば、ペースト組成物を所定のパターン形状に塗布し、焼成することで形成される。塗布方法は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷等の公知の方法が挙げられる。ペースト組成物を塗布し、必要に応じて乾燥させた後、例えば、アルミニウムの融点(約660℃)を超える温度にて短時間焼成することで、電極層5が形成される。 The electrode layer 5 is formed, for example, by applying a paste composition in a predetermined pattern shape and baking it. The coating method is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as screen printing. After applying the paste composition and drying it as necessary, the electrode layer 5 is formed by firing for a short time at a temperature exceeding the melting point of aluminum (about 660 ° C.), for example.
本発明では、焼成温度はアルミニウムの融点(約660℃)を超える温度であればよいが、750〜950℃程度が好ましく、780〜900℃程度がより好ましい。焼成時間は所望の電極層5が形成される範囲で焼成温度に応じて適宜設定することができる。 In the present invention, the firing temperature may be a temperature exceeding the melting point of aluminum (about 660 ° C.), but is preferably about 750 to 950 ° C., more preferably about 780 to 900 ° C. The firing time can be appropriately set according to the firing temperature within the range in which the desired electrode layer 5 is formed.
このように焼成すると、ペースト組成物に含まれるアルミニウムが、シリコン半導体基板1の内部に拡散する。これにより、電極層5とシリコン半導体基板1との間に、アルミニウム−シリコン(Al−Si)合金層(合金層6)が形成され、これと同時に、アルミニウム原子の拡散によって、不純物層としてのp+層7が形成される。 When fired in this manner, aluminum contained in the paste composition diffuses into the silicon semiconductor substrate 1. As a result, an aluminum-silicon (Al—Si) alloy layer (alloy layer 6) is formed between the electrode layer 5 and the silicon semiconductor substrate 1, and at the same time, by diffusion of aluminum atoms, p as an impurity layer is formed. A + layer 7 is formed.
p+層7は、電子の再結合を防止し、生成キャリアの収集効率を向上させる効果、いわゆる、BSF(Back Surface Field)効果をもたらすことができる。 The p + layer 7 can bring about an effect of preventing recombination of electrons and improving the collection efficiency of generated carriers, so-called BSF (Back Surface Field) effect.
前記電極層5と合金層6とで形成される電極が、図1に示す裏面電極8である。従って、裏面電極8は、ペースト組成物を用いて形成され、例えば、裏面側の反射防止膜(パッシベーション膜)3に設けたコンタクト孔9(開口部)を被覆するように塗工し、必要に応じて乾燥後、焼成することによって裏面電極8を形成できる。ここで、本発明のペースト組成物を用いて裏面電極8を形成することにより、太陽電池セルにおいて高い変換効率が得られ、焼成後の電極層5の表面でのSandyの発生を防止又は抑制できるとともに、焼成後の電極層5の高い密着性が得られる。特に焼結後の電極層5の表面でのSandyの発生を防止又は抑制できることは、外観不良及び太陽電池セルのモジュール化の際の割れを防止する点で有用である。 The electrode formed by the electrode layer 5 and the alloy layer 6 is the back electrode 8 shown in FIG. Accordingly, the back electrode 8 is formed using a paste composition, and is applied, for example, so as to cover the contact hole 9 (opening) provided in the antireflection film (passivation film) 3 on the back side. Accordingly, the back electrode 8 can be formed by baking after drying. Here, by forming the back electrode 8 using the paste composition of the present invention, high conversion efficiency can be obtained in the solar battery cell, and generation of Sandy on the surface of the electrode layer 5 after firing can be prevented or suppressed. At the same time, high adhesion of the electrode layer 5 after firing is obtained. In particular, the ability to prevent or suppress the generation of Sandy on the surface of the electrode layer 5 after sintering is useful in terms of preventing poor appearance and cracking when modularizing solar cells.
2.ペースト組成物
本発明のペースト組成物は、アルミニウム粉末、有機ビヒクル及びガラスフリットを含有する太陽電池用ペースト組成物であって、
前記ガラスフリットは、酸化物換算において、B2O3を30〜60質量%、BaOを30〜50質量%、K2Oを5〜15質量%、SiO2を0〜20質量%、CaOを0〜15質量%、Al2O3を0〜10質量%、及びWO3を0〜10質量%含有する、
ことを特徴とする。
2. Paste composition The paste composition of the present invention is a solar cell paste composition containing aluminum powder, an organic vehicle and glass frit,
The glass frit is 30 to 60% by mass of B 2 O 3 , 30 to 50% by mass of BaO, 5 to 15% by mass of K 2 O, 0 to 20% by mass of SiO 2 and CaO in terms of oxide. 0-15 wt%, the Al 2 O 3 0 to 10% by weight, and WO 3 which contained 0 to 10% by weight,
It is characterized by that.
前述したように、ペースト組成物を使用することで、PERC型太陽電池セル等の太陽電池セルの裏面電極を形成することができる。つまり、本発明のペースト組成物は、シリコン基板上に形成されたパッシベーション膜に設けた開口部(コンタクト孔)を通じてシリコン基板に電気的に接触する太陽電池用裏面電極を形成するために用いることができる。そして、本発明のペースト組成物によれば、結晶系太陽電池セル(特にPERC型太陽電池セル)において、高い変換効率が得られ、焼成後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制できるとともに、焼成後の電極層の高い密着性が得られる。特に焼結後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制できることは、外観不良及び太陽電池セルのモジュール化の際の割れを防止する点で有用である。 As described above, by using the paste composition, a back electrode of a solar battery cell such as a PERC solar battery cell can be formed. That is, the paste composition of the present invention is used to form a back electrode for a solar cell that is in electrical contact with a silicon substrate through an opening (contact hole) provided in a passivation film formed on the silicon substrate. it can. And according to the paste composition of the present invention, high conversion efficiency is obtained in a crystalline solar cell (particularly PERC type solar cell), and the generation of Sandy on the surface of the electrode layer after firing is prevented or suppressed. In addition, high adhesion of the electrode layer after firing can be obtained. In particular, the ability to prevent or suppress the generation of Sandy on the surface of the electrode layer after sintering is useful in terms of preventing poor appearance and cracking when modularizing solar cells.
ペースト組成物は、アルミニウム粉末、有機ビヒクル及びガラスフリットを構成成分として含む。そして、ペースト組成物がアルミニウム粉末(導電性材料)を含むことで、ペースト組成物の塗膜が焼成されて形成される焼結体は、シリコン基板と電気的に接続する導電性が発揮される。
(アルミニウム粉末)
ペースト組成物に含まれるアルミニウム粉末は、ペースト組成物を焼成することによって形成されたアルミニウム電極層において導電性を発揮する。また、アルミニウム粉末は、ペースト組成物を焼成した際にシリコン半導体基板1との間にアルミニウム−シリコン合金層6とp+層7を形成することによりBSF効果が得られる。
The paste composition includes aluminum powder, an organic vehicle and glass frit as constituent components. And since the paste composition contains aluminum powder (conductive material), the sintered body formed by baking the coating film of the paste composition exhibits electrical conductivity that is electrically connected to the silicon substrate. .
(Aluminum powder)
The aluminum powder contained in the paste composition exhibits electrical conductivity in the aluminum electrode layer formed by firing the paste composition. Further, the aluminum powder can obtain the BSF effect by forming the aluminum-silicon alloy layer 6 and the p + layer 7 between the aluminum powder and the silicon semiconductor substrate 1 when the paste composition is fired.
アルミニウム粉末の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円状、不定形状、鱗片状、繊維状等のいずれでもよい。アルミニウム粉末の形状が球状であれば、ペースト組成物により形成される前記電極層5において、アルミニウム粉末の充填性が増大して電気抵抗を効果的に低下させることができる。 The shape of the aluminum powder is not particularly limited, and may be any of a spherical shape, an elliptical shape, an indefinite shape, a scale shape, a fiber shape, and the like. If the shape of the aluminum powder is spherical, in the electrode layer 5 formed of the paste composition, the filling property of the aluminum powder can be increased and the electrical resistance can be effectively reduced.
また、アルミニウム粉末の形状が球状である場合、ペースト組成物により形成される前記電極層5において、シリコン半導体基板1とアルミニウム粉末との接点が増えるので、良好なBSF層を形成しやすい。球状の場合には、レーザー回折法により測定される平均粒子径が1〜10μmの範囲であることが好ましい。 Further, when the shape of the aluminum powder is spherical, the number of contacts between the silicon semiconductor substrate 1 and the aluminum powder is increased in the electrode layer 5 formed of the paste composition, so that a good BSF layer can be easily formed. In the case of a spherical shape, the average particle diameter measured by a laser diffraction method is preferably in the range of 1 to 10 μm.
アルミニウム粉末は、高純度のアルミニウムのみから構成されてもよく、アルミニウム合金を含んでいてもよい。例えば、アルミニウム合金としては、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−ボロン合金等が挙げられる。 The aluminum powder may be composed only of high-purity aluminum, and may contain an aluminum alloy. For example, examples of the aluminum alloy include an aluminum-silicon alloy and an aluminum-boron alloy.
本発明では、アルミニウム粉末がアルミニウム−シリコン合金を含有し、当該アルミニウム粉末中のシリコン含有量が10〜25原子%であることが好ましい。シリコン含有量は15〜22原子%であることがより好ましい。このようなアルミニウム粉末を用いることにより、シリコン半導体基板1との密着性がより高まる。 In the present invention, the aluminum powder preferably contains an aluminum-silicon alloy, and the silicon content in the aluminum powder is preferably 10 to 25 atomic%. The silicon content is more preferably 15-22 atomic%. By using such an aluminum powder, the adhesion to the silicon semiconductor substrate 1 is further increased.
なお、アルミニウム粉末が高純度のアルミニウムのみから構成される場合、及びアルミニウム合金である場合のいずれにおいても、不可避不純物及び原料由来の微量の添加元素の存在は排除しない。
(有機ビヒクル)
有機ビヒクルとしては、溶剤に、必要に応じて各種添加剤及び樹脂を溶解した材料を使用できる。又は、溶剤を含まず、樹脂そのものを有機ビヒクルとして使用してもよい。
It should be noted that the presence of inevitable impurities and a small amount of additive elements derived from the raw materials is not excluded in both cases where the aluminum powder is composed only of high-purity aluminum and an aluminum alloy.
(Organic vehicle)
As the organic vehicle, a material in which various additives and resins are dissolved in a solvent as required can be used. Alternatively, the resin itself may be used as the organic vehicle without containing the solvent.
溶剤は、公知の種類が使用可能であり、具体的には、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。 As the solvent, known types can be used, and specific examples include diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether and the like.
各種添加剤としては、例えば、酸化防止剤、腐食抑制剤、消泡剤、増粘剤、タックファイヤー、カップリング剤、静電付与剤、重合禁止剤、チキソトロピー剤、沈降防止剤等を使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレングリコールエステル化合物、ポリエチレングリコールエーテル化合物、ポリオキシエチレンソルビタンエステル化合物、ソルビタンアルキルエステル化合物、脂肪族多価カルボン酸化合物、燐酸エステル化合物、ポリエステル酸のアマイドアミン塩、酸化ポリエチレン系化合物、脂肪酸アマイドワックス等を使用することができる。 As various additives, for example, an antioxidant, a corrosion inhibitor, an antifoaming agent, a thickener, a tack fire, a coupling agent, an electrostatic imparting agent, a polymerization inhibitor, a thixotropic agent, an antisettling agent, etc. are used. be able to. Specifically, for example, polyethylene glycol ester compound, polyethylene glycol ether compound, polyoxyethylene sorbitan ester compound, sorbitan alkyl ester compound, aliphatic polycarboxylic acid compound, phosphate ester compound, amide amine salt of polyester acid, polyethylene oxide Series compounds, fatty acid amide waxes and the like can be used.
樹脂としては公知の種類が使用可能であり、エチルセルロース、ニトロセルロース、ポリビニールブチラール、フェノール樹脂、メラニン樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、イソシアネート化合物、シアネート化合物等の熱硬化樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ4フッ化エチレン、シリコン樹脂等の二種以上を組み合わせて用いることができる。 Known resins can be used, such as ethyl cellulose, nitrocellulose, polyvinyl butyral, phenolic resin, melanin resin, urea resin, xylene resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, acrylic resin, polyimide resin, furan resin, Thermosetting resin such as urethane resin, isocyanate compound, cyanate compound, polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyimide, polyethersulfone, polyarylate, polyetheretherke Emissions, polytetrafluoroethylene, can be used in combination of two or more kinds of such as silicon resin.
有機ビヒクルに含まれる樹脂、溶剤、各種添加剤の割合は任意に調整することができ、例えば、公知の有機ビヒクルと同様の成分比とすることができる。 The ratio of the resin, solvent, and various additives contained in the organic vehicle can be arbitrarily adjusted. For example, the component ratio can be the same as that of a known organic vehicle.
有機ビヒクルの含有量は特に限定されないが、例えば、良好な印刷性を有するという観点から、アルミニウム粉末100質量部に対して10〜500質量部であることが好ましく、20〜45質量部であることが特に好ましい。
(ガラスフリット)
ガラスフリットは、アルミニウム粉末とシリコンとの反応、及び、アルミニウム粉末自身の焼結を助ける作用があるとされている。
Although content of an organic vehicle is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 10-500 mass parts with respect to 100 mass parts of aluminum powder from a viewpoint that it has favorable printability, and it is 20-45 mass parts. Is particularly preferred.
(Glass frit)
The glass frit is said to have an effect of assisting the reaction between the aluminum powder and silicon and the sintering of the aluminum powder itself.
本発明のペースト組成物は、ガラスフリットとして、酸化物換算において、B2O3を30〜60質量%、BaOを30〜50質量%、K2Oを5〜15質量%、SiO2を0〜20質量%、CaOを0〜15質量%、Al2O3を0〜10質量%、及びWO3を0〜10質量%含有するものを用いる。この中でも、特にB2O3を32〜54質量%、BaOを30〜43質量%、K2Oを6〜11質量%、SiO2を1〜10質量%、CaOを4〜10質量%、Al2O3を1〜5質量%、及びWO3を4〜9質量%含有するものが好ましい。 The paste composition of the present invention, as a glass frit, is 30 to 60% by mass of B 2 O 3 , 30 to 50% by mass of BaO, 5 to 15% by mass of K 2 O and 0 to 2 of SiO 2 in terms of oxide. -20% by mass, 0-15% by mass of CaO, 0-10% by mass of Al 2 O 3 and 0-10% by mass of WO 3 are used. Among these, in particular B 2 O 3 and 32 to 54 wt%, a BaO 30-43 wt%, the K 2 O 6 to 11 wt%, a SiO 2 1 to 10 wt%, 4-10 wt% of CaO, al 2 O 3 1 to 5 wt%, and WO 3 4-9 those containing mass% is preferred.
本発明で用いるガラスフリットは、特にSiO2及びAl2O3の含有量の和が1質量%以上であることが好ましく、特に2〜10質量%であることが好ましい。かかる範囲内であればガラスフリットの製造過程において十分にガラス化させることができる。 In the glass frit used in the present invention, the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is particularly preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 2 to 10% by mass. Within this range, the glass frit can be sufficiently vitrified in the manufacturing process.
ガラスフリットの含有量は特に限定されないが、例えば、アルミニウム粉末100質量部に対して0.5〜40質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることが特に好ましい。この場合、シリコン半導体基板1及び反射防止膜3(パッシベーション膜)との密着性が良好となり、また、電気抵抗も増大しにくい。 Although content of glass frit is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 0.5-40 mass parts with respect to 100 mass parts of aluminum powder, and it is especially preferable that it is 1-10 mass parts. In this case, the adhesion between the silicon semiconductor substrate 1 and the antireflection film 3 (passivation film) is good, and the electrical resistance is hardly increased.
以上の通り、本発明のペースト組成物は、アルミニウム粉末100質量部に対して、有機ビヒクルを20〜45質量部、及びガラスフリットを1〜10質量部を含有する組成が特に好ましい。かかる範囲に設定することにより、高い変換効率が得られるとともに、焼成後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制でき、更に焼成後の高い優れた密着性が得られ易い。 As described above, the paste composition of the present invention preferably has a composition containing 20 to 45 parts by mass of the organic vehicle and 1 to 10 parts by mass of the glass frit with respect to 100 parts by mass of the aluminum powder. By setting to such a range, high conversion efficiency can be obtained, generation of Sandy on the surface of the electrode layer after firing can be prevented or suppressed, and high excellent adhesion after firing can be easily obtained.
本発明のペースト組成物は、例えば、太陽電池セルの電極層(特には図1で示されるようなPERC型太陽電池セルの裏面電極8)を形成するための使用として適している。よって、本発明のペースト組成物は、太陽電池裏面電極形成剤としても使用され得る。 The paste composition of the present invention is suitable for use, for example, for forming an electrode layer of a solar battery cell (particularly, a back electrode 8 of a PERC type solar battery cell as shown in FIG. 1). Therefore, the paste composition of this invention can be used also as a solar cell back surface electrode formation agent.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1
(ペースト組成物の調製)
ガスアトマイズ法により生成したD50:4.0μmのアルミニウム粉末100質量部と、B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=42/10/30/8/2/8/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部とを、エチルセルロースをブチルジグリコールに溶解した樹脂液35質量部に分散装置(ディスパー)を用いてペースト化した。これによりペースト組成物を得た。
(太陽電池セルである焼成基板の作製)
評価用の太陽電池セルである焼成基板を次のように作製した。
Example 1
(Preparation of paste composition)
100 parts by mass of D 50 : 4.0 μm aluminum powder produced by the gas atomization method and B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 42/10/30/8 Then, 1.5 parts by mass of glass frit of / 2/8/0 (% by mass) was pasted into 35 parts by mass of a resin solution obtained by dissolving ethyl cellulose in butyl diglycol, using a dispersing device (disper). This obtained the paste composition.
(Preparation of a fired substrate that is a solar cell)
A fired substrate as a solar cell for evaluation was produced as follows.
まず、図2の(A)に示すように、厚みが180μmのシリコン半導体基板1(裏面側にパッシベーション膜を含む)を準備した。そして、図2の(B)に示すように、レーザー発振器として波長が532nmのYAGレーザーを用いて、幅Dが50μm、深さが1μmのコンタクト孔9をシリコン半導体基板1の裏面に形成した。このシリコン半導体基板1は、抵抗値3Ω・cmであり、裏面パッシベーション型単結晶であった。 First, as shown in FIG. 2A, a silicon semiconductor substrate 1 having a thickness of 180 μm (including a passivation film on the back surface side) was prepared. 2B, a contact hole 9 having a width D of 50 μm and a depth of 1 μm was formed on the back surface of the silicon semiconductor substrate 1 using a YAG laser having a wavelength of 532 nm as a laser oscillator. This silicon semiconductor substrate 1 had a resistance value of 3 Ω · cm and was a back surface passivation type single crystal.
なお、図2では、パッシベーション膜は図示しておらずシリコン半導体基板1に含まれるものとして取り扱い、パッシベーション膜はシリコン半導体基板1の裏面側に30nmの酸化アルミニウム層と100nmの窒化ケイ素層との積層体として含まれている。 In FIG. 2, the passivation film is not shown and is handled as being included in the silicon semiconductor substrate 1, and the passivation film is a laminate of a 30 nm aluminum oxide layer and a 100 nm silicon nitride layer on the back side of the silicon semiconductor substrate 1. Included as a body.
次に、図2の(C)に示すように、裏面全体(コンタクト孔9が形成されている側の面)を覆うように、上記で得たペースト組成物10を、シリコン半導体基板1の表面上に、スクリーン印刷機を用いて、1.0〜1.1g/pcになるように印刷した。次いで、図示はしていないが、受光面に公知の技術で調製したAgペーストを印刷した。 Next, as shown in FIG. 2C, the paste composition 10 obtained above is applied to the surface of the silicon semiconductor substrate 1 so as to cover the entire back surface (the surface on the side where the contact holes 9 are formed). On the top, it printed so that it might become 1.0-1.1 g / pc using the screen printer. Next, although not shown, an Ag paste prepared by a known technique was printed on the light receiving surface.
その後、800℃に設定した赤外ベルト炉を用いて焼成した。この焼成により、図2の(D)に示すように、電極層5を形成し、また、この焼成の際にアルミニウムがシリコン半導体基板1の内部に拡散することにより、電極層5とシリコン半導体基板1との間にAl−Siの合金層6が形成されると同時に、アルミニウム原子の拡散による不純物層としてp+層(BSF層)7が形成された。これにより、評価用の焼成基板を製作した。
(太陽電池セルの評価)
得られた太陽電池セルの評価においては、ワコム電創のソーラーシュミレータ:WXS−156S−10、I−V測定装置:IV15040−10を用いて、I−V測定を実施した。Effが21.5%以上で合格とした。
(Sandyの有無の確認)
また、キーエンス社製マイクロスコープVHX−D500を用いて、Sandyの有無を確認した。
Then, it baked using the infrared belt furnace set to 800 degreeC. By this firing, as shown in FIG. 2D, an electrode layer 5 is formed, and during the firing, aluminum diffuses into the silicon semiconductor substrate 1 so that the electrode layer 5 and the silicon semiconductor substrate At the same time, an Al—Si alloy layer 6 was formed between the p + layer 1 and the p + layer (BSF layer) 7 as an impurity layer by diffusion of aluminum atoms. Thereby, a fired substrate for evaluation was manufactured.
(Evaluation of solar cells)
In the evaluation of the obtained photovoltaic cell, IV measurement was performed using Wacom Denso's solar simulator: WXS-156S-10, IV measuring device: IV15040-10. Eff was 21.5% or more, which was considered acceptable.
(Confirmation of the presence or absence of Sandy)
Moreover, the presence or absence of Sandy was confirmed using a KEYENCE microscope VHX-D500.
Sandyが全く確認されなかったものを○、50μm以下の小さなSandyが確認されたものを△、50μmを超える大きなSandyが確認されたものを×とした。なお、○評価のみが合格である。
(密着性の評価)
密着性の評価については、シリコン基板上に形成されたアルミニウム電極の表面にメンディングテープ(12mm幅、3M社製)を長さ3cm程度貼り付けた後、シリコン基板に対し45度の角度で勢いよくテープを剥がし、アルミニウムが付着した部分の合計面積と、貼り付けた元のメンディングテープ面積の割合を、二値化処理可能な解析ソフトを用いて算出することで評価を行った。密着性の評価は、全て同一人物が同一の姿勢、角度、力、および一定の速度で行った。メンディングテープにアルミニウムの付着が全くないものを○、少しでも付着していたものを×として評価した。
(高温高湿環境下での耐久性)
高温高湿環境下での耐久性は、ダンプヒート試験(以下「DH」という)後のEffの低下率の値に基づいて判断した。ダンプヒート試験は、IEC−61215/JIS C 8990 10.13の規格に準じ、温度85℃、湿度85%RH、試験時間1000時間として行った。DH後のEffの低下率が5%以内を合格とした。
The case where Sandy was not confirmed at all was indicated as ◯, the case where a small Sandy of 50 μm or less was confirmed as Δ, and the case where a large Sandy exceeding 50 μm was confirmed as X. In addition, only ○ evaluation is a pass.
(Evaluation of adhesion)
For the evaluation of adhesion, a mending tape (12 mm width, manufactured by 3M) was attached to the surface of an aluminum electrode formed on a silicon substrate for about 3 cm in length, and then momentum was applied at an angle of 45 degrees with respect to the silicon substrate. The tape was peeled off, and the evaluation was performed by calculating the ratio of the total area of the part to which the aluminum was adhered and the original mending tape area that was pasted using analysis software capable of binarization. The evaluation of adhesion was performed by the same person with the same posture, angle, force, and constant speed. Evaluation was made with ○ indicating that the aluminum did not adhere to the mending tape, and × indicating that the aluminum had adhered even a little.
(Durability under high temperature and high humidity)
The durability under a high temperature and high humidity environment was judged based on the value of the rate of decrease in Eff after the dump heat test (hereinafter referred to as “DH”). The dump heat test was performed according to the standard of IEC-61215 / JIS C 8990 10.13, at a temperature of 85 ° C., a humidity of 85% RH, and a test time of 1000 hours. The rate of decrease in Eff after DH was determined to be within 5%.
実施例2
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=50/3/31/6/3/7/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 2
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 50/3/31/6/3/7/7 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例3
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=32/10/31/10/4/9/4(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 3
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 32/10/31/10/4/9/4 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例4
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=46/2/34/7/2/6/3(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 4
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 46/2/34/7/2/6/3 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例5
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=38/4/43/4/0/11/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 5
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 38/4/43/4/0/11/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例6
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=42/4/34/5/0/8/7(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 6
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 42/4/34/5/5/8/8 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例7
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=35/17/32/4/5/7/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 7
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 35/17/32/4/5/7/0 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例8
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=46/0/32/5/2/9/6(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 8
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 46/0/32/5/2/9/6 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例9
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=54/2/36/0/1/7/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 9
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 54/2/36/0/1/7/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例10
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=44/1/33/5/2/6/9(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 10
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 44/1/33/5/2/6/9 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
実施例11
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=42/10/30/8/2/8/0(質量%)のガラスフリット3.0質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 11
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 42/10/30/8/2/8/0 (mass%) of 3.0 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例1
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=24/5/54/14/0/3/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 1
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 24/5/54/14/0/3/0 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例2
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=62/3/22/0/3/8/2(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 2
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 62/3/22/0/3/8/2 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例3
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=30/25/35/6/0/4/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 3
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 30 parts by mass of glass frit of 30/25/35/6/0/4/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例4
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=35/3/22/17/3/17/3(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 4
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 35/3/22/17/3/17/3 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例5
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=46/5/36/8/4/1/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 5
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 46/5/36/8/4/1/0 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例6
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=28/5/28/16/13/10/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 6
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 28/5/28/16/13/10/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例7
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=62/1.5/30/1.5/0/5/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 7
Glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 62 / 1.5 / 30 / 1.5 / 0/5/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 5 parts by mass was used.
比較例8
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=28/5/41/5/8/8/5(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 8
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 28/5/41/5/8/8/5 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例9
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=36/22/31/2/2/3/4(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 9
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 36/22/31/2/2/3/4 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例10
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=30/3/55/2/2/8/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 10
B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 30/3/55/2/2/8/0 (mass%) 1.5 parts by mass of glass frit A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例11
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=31/2/41/17/2/7/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 11
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 31/2/41/17/2/7/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例12
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=31/0/45/1/15/8/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 12
Glass frit 1.5 parts by weight of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 31/0/45/1/15/8/0 ( wt%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例13
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=38/5/35/2/2/18/0(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 13
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 38/5/35/2/2/18/0 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例14
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=52/2/33/4/3/0/6(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 14
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 52/2/33/4/3/3/6 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
比較例15
B2O3/SiO2/BaO/CaO/Al2O3/K2O/WO3=38/2/33/5/5/5/12(質量%)のガラスフリット1.5質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 15
1.5 parts by mass of glass frit of B 2 O 3 / SiO 2 / BaO / CaO / Al 2 O 3 / K 2 O / WO 3 = 38/2/33/5/5/5/12 (mass%) A paste composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.
各実施例及び比較例の条件及び各評価結果を下記表1に示す。 The conditions of each Example and Comparative Example and each evaluation result are shown in Table 1 below.
表1の結果からは、本発明所定の組成を有する実施例1〜11のガラスフリットを用いることにより、高い変換効率が得られるとともに、焼成後の電極層の表面でのSandyの発生を防止又は抑制でき、更に焼成後の密着性が得られることが分かる。また、実施例1〜11のガラスフリットを用いることにより、DH後のEffの低下率も5%以内に抑えられており高温高湿環境下での耐久性にも優れることが分かる。 From the results of Table 1, it is possible to obtain high conversion efficiency by using the glass frit of Examples 1 to 11 having a predetermined composition of the present invention, and to prevent generation of Sandy on the surface of the electrode layer after firing. It can be seen that adhesion after firing can be obtained. Moreover, by using the glass frit of Examples 1-11, it turns out that the fall rate of Eff after DH is also suppressed within 5%, and it is excellent also in durability in a high-temperature, high-humidity environment.
1:シリコン半導体基板
2:n型不純物層
3:反射防止膜(パッシベーション膜)
4:グリッド電極
5:電極層
6:合金層
7:p+層
8:裏面電極
9:コンタクト孔(開口部)
10:ペースト組成物
1: silicon semiconductor substrate 2: n-type impurity layer 3: antireflection film (passivation film)
4: Grid electrode 5: Electrode layer 6: Alloy layer 7: p + layer 8: Back electrode 9: Contact hole (opening)
10: Paste composition
Claims (4)
前記ガラスフリットは、酸化物換算において、B2O3を30〜60質量%、BaOを30〜50質量%、K2Oを5〜15質量%、SiO2を0〜20質量%、CaOを0〜15質量%、Al2O3を0〜10質量%、及びWO3を0〜10質量%含有する、
ことを特徴とする太陽電池用ペースト組成物。 A solar cell paste composition containing an aluminum powder, an organic vehicle and a glass frit,
The glass frit is 30 to 60% by mass of B 2 O 3 , 30 to 50% by mass of BaO, 5 to 15% by mass of K 2 O, 0 to 20% by mass of SiO 2 and CaO in terms of oxide. 0-15 wt%, the Al 2 O 3 0 to 10% by weight, and WO 3 which contained 0 to 10% by weight,
A solar cell paste composition characterized by the above.
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