JP2022550638A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

太陽電池は、表面と裏面とを有するシリコン基板と、前記シリコン基板の前記表面に形成され、前記シリコン基板と電気的に接触し、銀成分とガラスバインダーとを含み、かつ前記銀成分以外の他の導電性金属を実質的に含まないフィンガー電極と、前記シリコン基板の前記表面に形成され、前記フィンガー電極と電気的に接触し、銀成分と、ニッケル、銅、ニッケル銅合金及びそれらの混合物からなる群から選択された第２金属と、ガラスバインダーとを含むバスバー電極とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池用導電性ペーストに関し、特に、太陽電池用の導電性ペースト中の銀の消費量を低減することに関する。
太陽電池産業では、より高い発電効率を求めるために、競争がますます激しくなっている。効率が理論上の限界に近づくにつれて、人々は０．１％でも効率を向上させることを求める。
それと同時に、太陽電池メーカーもコストの低減を求める。フィンガー電極及びバスバー電極は、一般的に、高価な銀を使用するため、電極中の銀の使用量を減少させるか又は安価な金属で銀を置き換えることは有益である。しかしながら、効率を低下させずに銀の含有量を減少させることは不可能である。
ＵＳ２０１０００９６０１４には、導電性粒子、ガラスフリット、有機バインダー及び溶剤を含む太陽電池用導電性ペーストであって、前記導電性粒子が、（Ａ）銀並びに（Ｂ）銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛及びスズからなる群から選択された１種又は複数種の金属を含み、重量割合（Ａ）：（Ｂ）が、５：９５～９０：１０である太陽電池用導電性ペーストが開示されている。
ＵＳ２０１４００２６９５３には、（ａ）導電性金属粒子と、（ｂ）ガラスフリットと、（ｃ）有機ビヒクルとを含む導電性ペースト組成物であって、前記導電性金属粒子が、銀粉末と、ニッケル粉末、酸化スズ（ＩＶ）粉末及びコアシェル粒子からなる群から選択された少なくとも１種との混合物を含み、当該コアシェル粒子のシェルが銀を含み、コアがニッケル及び／又は酸化スズ（ＩＶ）を含む、導電性ペースト組成物が開示されている。
一態様によれば、本願は、表面と裏面とを有するシリコン基板と、前記シリコン基板の前記表面に形成され、前記シリコン基板と電気的に接触し、銀成分とガラスバインダーとを含み、かつ前記銀成分以外の導電性金属を実質的に含まないフィンガー電極と、前記シリコン基板の前記表面に形成され、前記フィンガー電極と電気的に接触し、銀成分と、ニッケル、銅、ニッケル銅合金及びそれらの混合物からなる群から選択された第２金属と、ガラスバインダーとを含むバスバー電極とを含む太陽電池が提供される。
他の態様によれば、本願は、表面と裏面とを有するシリコン基板を提供するステップと、バスバー電極を形成するための第１導電性ペーストを前記シリコン基板の前記表面に塗布するステップであって、前記第１導電性ペーストは、ペースト組成物の総重量に基づいて計算すると、（ａ）６８ｗｔ％～８８ｗｔ％の銀成分、（ｂ）ニッケル、銅、ニッケル銅合金及びそれらの混合物からなる群から選択された１ｗｔ％～３０ｗｔ％の金属粉末、（ｃ）０．１ｗｔ％～３．３ｗｔ％のガラスバインダー、及び（ｄ）３ｗｔ％～２３ｗｔ％の有機ビヒクルを含むステップと、フィンガー電極を形成するための第２導電性ペーストを前記シリコン基板の前記表面に塗布するステップであって、前記第２導電性ペーストは、ペースト組成物の総重量に基づいて計算すると、（ａ）７０ｗｔ％～９５ｗｔ％の銀成分、（ｂ）０．６ｗｔ％～７ｗｔ％のガラスバインダー、及び（ｃ）３ｗｔ％～２３ｗｔ％の有機ビヒクルを含み、前記銀成分以外の他の導電性金属は実質的に含まないステップと、塗布された導電性ペーストを焼成することにより、前記シリコン基板の前記表面に前記フィンガー電極及び前記バスバー電極を製造するステップとを含む、太陽電池の製造方法が提供される。
太陽電池の電極の製造プロセスを説明するための図である。図１Ａは、ｐ型シリコン基板１０を示す。図１Ｂは、ｎ型層２０を塗布した前記シリコン基板を示す。図１Ｃは、表面にのみｎ型層を設けた前記シリコン基板を示す。図１Ｄは、パッシベーション層３０を有する前記シリコン基板を示す。図１Ｅは、前記表面に導電性ペースト５０を有し、前記裏面にアルミニウムペースト６０及び銀ペースト７０を有する前記シリコン基板を示す。図１Ｆは、焼成後の前記シリコン基板を示す。 複数のフィンガー電極５０ａ及び複数のバスバー電極５０ｂを有する、太陽電池の表面を示す。
以下の実施例は、太陽電池及び太陽電池の製造プロセスを示す。しかしながら、本発明は以下の実施例に限定されない。本発明は好ましい実施例び任意の特徴によって具体的に開示されているが、当業者であれば、本発明に対して修正、改良及び変更を行うことができ、かつこれらの修正、改良及び変更は本発明の保護範囲に含まれると考えられることを理解されたい。
（太陽電池の製造方法）
太陽電池の製造方法は、シリコン基板を提供し、ペーストを印刷して電極を形成して、塗布された導電性ペーストを焼成するステップを含む。一般的に、バスバー電極を形成するための第１導電性ペーストを前記シリコン基板の前記表面に塗布し、次にフィンガー電極を形成するための第２導電性ペーストを前記シリコン基板の前記表面に塗布するという２段階印刷技術を用いる。あるいは、まず、前記フィンガー電極を印刷し、次に、バスバー電極を印刷してもよい。
図１Ａは、本実施例におけるｐ型シリコン基板１０を示す。本発明は、他の種類の太陽電池にも適用可能である。例えば、ｎ型シリコン基板を用いることができ、この場合、一般的に、以下のプロセスにおいて逆型のドーピングを用いる。
前記シリコン基板は、表面と裏面とを有する。前記表面は、完成した太陽電池内に設けられた、発電のための太陽光受光面と定義される。
図１Ｂに示すように、当該特定の実施例では、リン（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ、Ｐ）又はその類似物を熱拡散することにより、逆導電型のｎ型層２０を製造する。一般的に、オキシ塩化リン（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｏｘｙｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＯＣｌ３）をリンの拡散源として用いる。特に修正しない場合、ｎ型層２０は、前記シリコン基板１０の全面に形成される。シリコンウェハは、ｐ型基板１０で構成され、かつｎ型層２０のシート抵抗率のオーダーは、一般的に、数十オーム／スクエア（ｏｈｍ／□）である。
レジスト又はその類似物で前記ｎ型層のうちの１つの面を保護した後、前記ｎ型層２０の面の大部分をエッチングにより除去することにより、ｎ型層は図１Ｃに示す１つの主面（表面又は太陽光受光面）のみに残る。次に、溶剤又は除去剤を用いて前記レジストを除去する。
そして、本実施例では、プラズマ化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）などのプロセスにより、図１Ｄに示すｎ型層２０にパッシベーション層３０を形成することができる。パッシベーション層の材料としては、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯｘ又は酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）を用いることができる。一般的に用いられる材料は、Ｓｉ３Ｎ４である。前記パッシベーション層は、反射防止コーティング層と呼ばれる場合もあり、特に、パッシベーション層が前記シリコン基板の前記表面、即ち受光面に形成される場合である。
図１Ｅに示すように、アルミニウムペースト６０及び銀ペースト７０を前記基板１０の前記裏面にスクリーン印刷し、かつ６０℃～３００℃で連続的に加熱して、印刷されたペーストを乾燥させる。前記表面に電極を形成した後、前記裏面に電極を形成することができる。
導電性ペースト５０を前記パッシベーション層３０に塗布して、乾燥させる。太陽電池の前記表面には、一般的に、図２に示す２種類の電極が形成される。一方は、フィンガー電極５０ａと呼ばれる。図２に示すように、一般的に、多くのフィンガー電極５０ａを含む。もう一方は、バスバー電極５０ｂと呼ばれ、一般的に、１つ又は複数用いられる。前記フィンガー電極の１つの重要な機能は、シリコン基板に生成された電流を収集することである。収集された電流は、前記バスバー電極を流れ、外部入力／出力に用いられる。前記フィンガー電極は、前記シリコン基板の面に形成されたドープ層と電気的に接触する必要がある。図１の実施例では、前記フィンガー電極は、前記ｎ型層２０と電気的に接触する。前記バスバー電極と前記シリコン基板との電気的接触は必須ではない。換言すれば、前記フィンガー電極は前記パッシベーション層３０を貫通する必要があるが、前記バスバー電極は必ずしもこのようにする必要がない。
本発明では、前記フィンガー電極と前記バスバー電極とは、異なる種類の導電性ペーストを用いる。前記フィンガー電極を形成するための導電性ペーストは、導電性を向上させるように大量の銀成分を含み、かつ前記シリコン基板と電気的に接続するように一定量のガラスバインダーを含む。
前記フィンガー電極は、前記銀成分以外の導電性金属を実質的に含まない。本明細書における「実質的に含まない」とは、含有量が、一実施例では１ｗｔ％未満であり、他の実施例では０．５ｗｔ％未満であり、また他の実施例では０．１ｗｔ％未満であり、さらに他の実施例では発見されにくいことを指す。一実施例では、銀成分以外の導電性金属を意図的に添加しない。ガラスバインダーが実質的に無機酸化物で構成され、低い導電性を有するため、導電性金属は、ガラスバインダーを含まないと定義される。
一実施例では、前記フィンガー電極は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、合金及びそれらの混合物からなる群から選択された任意の金属元素を含まない。
他の実施例では、銀成分以外に、前記フィンガー電極は、２９３ケルビンで１．００×１０７シーメンス（Ｓ）／ｍ以上の導電率を有する任意の導電性成分を含まない。例えば、これらの導電性金属は、鉄（Ｆｅ、１．００×１０７Ｓ／ｍ）、アルミニウム（Ａｌ、３．６４×１０７Ｓ／ｍ）、ニッケル（Ｎｉ、１．４５×１０７Ｓ／ｍ）、銅（Ｃｕ、５．８１×１０７Ｓ／ｍ）、金（Ａｕ、４．１７×１０７Ｓ／ｍ）、モリブデン（Ｍｏ、２．１０×１０７Ｓ／ｍ）、マグネシウム（Ｍｇ、２．３０×１０７Ｓ／ｍ）、タングステン（Ｗ、１．８２×１０７Ｓ／ｍ）、コバルト（Ｃｏ、１．４６×１０７Ｓ／ｍ）及び亜鉛（Ｚｎ、１．６４×１０７Ｓ／ｍ）を含む。
一実施例では、前記フィンガー電極の総重量に基づいて計算すると、前記フィンガー電極は、焼成後に、８０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％の銀成分及び０．５ｗｔ％～２０ｗｔ％のガラスバインダーを含む。銀成分の含有量は、一実施例では９０ｗｔ％～９９ｗｔ％であり、他の実施例では９５ｗｔ％～９８．５ｗｔ％である。ガラスバインダーの含有量は、一実施例では１ｗｔ％～１０ｗｔ％であり、他の実施例では１．５ｗｔ％～５ｗｔ％である。
他の態様では、前記バスバー電極は、銀成分及び第２金属を含む。一実施例では、前記第２金属は、ニッケルである。他の実施例では、前記第２金属は、銅である。他の実施例では、ニッケル及び銅は、両方とも合金又は混合物として用いられる。一実施例では、前記バスバー電極に含まれるガラスバインダーの量は、前記フィンガー電極に含まれるガラスバインダーの量よりも少ないため、前記バスバー電極がより導電しやすい。前記バスバー電極は、前記フィンガー電極と電気的に接触する。
一実施例では、前記バスバー電極の総重量に基づいて計算すると、前記バスバー電極は、焼成後に、７４ｗｔ％～９８ｗｔ％の銀成分、２ｗｔ％～２５ｗｔ％の第２金属及び０．１ｗｔ％～３ｗｔ％のガラスバインダーを含む。銀成分の含有量は、一実施例では８０ｗｔ％～９７ｗｔ％であり、他の実施例では８５ｗｔ％～９５ｗｔ％である。第２金属の含有量は、一実施例では３ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、他の実施例では５ｗｔ％～１５ｗｔ％である。ガラスバインダーの含有量は、一実施例では０．１５ｗｔ％～２ｗｔ％であり、他の実施例では０．２ｗｔ％～１ｗｔ％である。
フィンガー電極又はバスバー電極中のガラス及び金属の重量百分率（ｗｔ％）は、誘導結合プラズマ質量分析（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ＩＣＰ－ＭＳ）により測定することができる。
一般的に、前記シリコン基板に４～１２列の前記バスバー電極を形成する。前記シリコン基板のサイズに応じて、一般的に、前記シリコン基板に数十個の前記フィンガー電極を形成する。前記太陽電池の効率を向上させるために、人々は、前記フィンガー電極及び前記バスバー電極で被覆されたシリコン基板の面積百分率が最小とされることが望ましい。一般的に、前記フィンガー電極は線幅が狭く、前記バスバー電極は広いパターンを有する。前記フィンガー電極の幅は、一実施例では１０μｍ～４５μｍであってもよく、他の実施例では２０μｍ～４３μｍであってもよく、また他の実施例では３０μｍ～４１μｍであってもよい。前記バスバー電極の幅は、一実施例では０．３ｍｍ～１．５ｍｍであってもよく、他の実施例では０．４ｍｍ～１．２ｍｍであってもよく、また他の実施例では０．５ｍｍ～１ｍｍであってもよい。
前記電極は、印刷された導電性ペーストを加熱することにより形成される。一実施例では、ベルト炉などの赤外線炉において４５０℃～１０００℃の範囲内のピーク温度で加熱し、これは、焼成と呼ばれる。ベルト炉のピーク温度は、炉の最も高温の領域の設定点として理解されるべきである。一実施例では、炉の入口から出口までの加熱総時間は、３０秒間～５分間であってもよい。当該加熱条件で、シリコン基板が受けた熱損傷が小さい。一実施例では、加熱曲線は、４００℃を超えると、１０秒間～６０秒間持続し、かつ６００℃を超えると、２秒間～１０秒間持続することができる。
図１Ｆに示すように、アルミニウムは、焼成中に不純物としてアルミニウムペーストからシリコン基板１０の前記裏面に拡散することにより、高濃度のアルミニウムドーパントを含有するｐ＋層４０を形成する。焼成により、乾燥したアルミニウムペースト６０がアルミニウム裏面電極６１となる。また、裏面の銀ペースト７０が銀裏面電極７１に焼成される。焼成中に裏面のアルミニウムと裏面の銀との境界が合金状態となることにより、電気的接続を実現する。一実施例では、アルミニウム電極は、ｐ＋層４０を形成する必要があることに部分的に起因して、裏面電極のほとんどの領域を占める。また、一実施例では、アルミニウム電極へのはんだ付けが困難であるため、銀ペースト７０を用いて裏面の限られた領域に裏面電極７１を形成して、太陽電池セル間を銅リボン又はその類似物により相互接続する電極とする。
前記表面における表面電極５１は、導電性ペースト５０で製造される。図１Ｆに示すように、焼成期間において、少なくともフィンガー電極５０ａがパッシベーション層３０をファイアースルーすることにより、ｎ型層２０と電気的に接触することができる。前記導電性ペーストの浸透機能を「ファイアースルー」と呼ばれる。一実施例では、バスバー電極５０ｂがパッシベーション層３０をファイアースルーしない。前記バスバー電極中のガラスバインダーの量が少ないため、前記バスバー電極はより高い導電性を有することができ、それによりバスバー電極において導電性が低く、かつ安価な他の金属を用いることができる。
ｐ型太陽電池を実施例として示すが、本発明はｎ型太陽電池又は導電性ペーストを用いる任意の他の種類の太陽電池に用いることができる。
次に、本発明の前記太陽電池を製造するための前記第１導電性ペースト及び第２導電性ペーストについて説明する。
（フィンガー導電性ペースト）
前記フィンガー電極を形成するフィンガー導電性ペーストは、（ａ）銀成分、（ｂ）ガラスバインダー及び（ｃ）有機ビヒクルを含む。
（ｉ）銀成分
前記銀成分は、ペーストが電流を伝送することを可能にする。前記銀成分は、空気中で焼成した後に融着することができるが、酸化物を形成せず、それにより導電性の高いバルク材料を提供する。前記銀成分は、フレーク状又は球状の粉末を含むか又は両方を含む。
一実施例では、前記銀成分は、実質的に銀粉末である。前記銀粉末の総含有量に基づいて計算すると、前記銀粉末は、一実施例では９０％以上、他の実施例では９５％以上、また他の実施例では９９％以上の銀元素を含有する。
一実施例では、前記銀成分は、銀含有合金である。前記銀含有合金の総含有量に基づいて計算すると、前記銀含有合金は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上の銀元素を含有する。一実施例では、前記銀含有合金は、銀－銅合金、銀－金合金、銀－白金合金、銀－銅－金合金又は銀－銅－ゲルマニウム合金である。
一実施例では、前記銀成分は、銀－銅コアシェル粒子などの銀めっき粉末である。前記銀めっき粉末の総含有量に基づいて計算すると、前記銀めっき粉末は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上の銀元素を含有する。
銀粉末、銀含有合金及び銀めっき粉末のうちの２種又は２種以上を併用してもよい。
前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、前記銀成分は、一実施例では７０～９５重量百分率（Ｗｅｉｇｈｔ ｐｅｒｃｅｎｔ、ｗｔ％）であり、他の実施例では７５ｗｔ％～９３ｗｔ％であり、また他の実施例では８０ｗｔ％～９１ｗｔ％である。前記導電性ペースト中の上記含有量を有する銀成分は、太陽電池への応用に対して十分な導電性を維持することができる。
前記銀成分の粒径は、一実施例では０．１μｍ～１０μｍであり、他の実施例では０．５μｍ～７μｍであり、また他の実施例では１μｍ～４μｍである。上記粒径を有する前記銀成分は、有機バインダー及び溶剤に十分に分散し、かつ前記基板に平らに塗布することができる。一実施例では、前記銀成分は、異なる粒径又は異なる粒子形状を有する２種又は複数種の銀成分の混合物であってもよい。
粒径は、レーザー回折散乱法で粒径分布を測定することにより得られ、かつＤ５０により規定することができ、Ｄ５０とは、累積粒径分布が５０％（又は５０％を超える粒径）に達する点を指す。粒径分布は、ＭｉｃｒｏｔｒａｃモデルＸ－１００などの市販の装置により測定することができる。
前記フィンガー電極を形成するための導電性ペーストは、銀成分以外の他の導電性金属を実質的に含まない。本明細書における「実質的に含まない」とは、含有量が、一実施例では１ｗｔ％未満であり、他の実施例では０．５ｗｔ％未満であり、また他の実施例では０．１ｗｔ％未満であり、さらに他の実施例では発見されにくいことを指す。ガラスバインダーが、一般的に、導電性がほとんど又はまったくない無機酸化物で構成されるため、導電性金属は、以下に説明するガラスバインダーを含まない定義される。
一実施例では、前記フィンガー電極を形成するための導電性ペーストは、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）及びそれらの任意の混合物からなる群から選択された任意の金属元素を含まない。
他の実施例では、銀成分以外に、前記フィンガー電極用の導電性ペーストは、２９３ケルビンで１．００×１０７シーメンス（Ｓ）／ｍ以上の導電率を有する任意の導電性成分を含まない。例えば、これらの導電性金属は、鉄（Ｆｅ、１．００×１０７Ｓ／ｍ）、アルミニウム（Ａｌ、３．６４×１０７Ｓ／ｍ）、ニッケル（Ｎｉ、１．４５×１０７Ｓ／ｍ）、銅（Ｃｕ、５．８１×１０７Ｓ／ｍ）、金（Ａｕ、４．１７×１０７Ｓ／ｍ）、モリブデン（Ｍｏ、２．１０×１０７Ｓ／ｍ）、マグネシウム（Ｍｇ、２．３０×１０７Ｓ／ｍ）、タングステン（Ｗ、１．８２×１０７Ｓ／ｍ）、コバルト（Ｃｏ、１．４６×１０７Ｓ／ｍ）及び亜鉛（Ｚｎ、１．６４×１０７Ｓ／ｍ）を含む。
（ｉｉ）ガラスバインダー
ガラスバインダーは、ペーストに混合される場合、一般的に、ガラスフリットと呼ばれ、その後の焼成プロセスにおいて前記パッシベーション層を貫通して電気的接触を形成することに役立つ。また、ガラスバインダーは、電極とシリコン基板との接合に役立つ。ガラスバインダーは、無機酸化物を含む。ガラスバインダーは、一実施例では９０ｗｔ％以上の無機酸化物、他の実施例では９５ｗｔ％以上の無機酸化物、また他の実施例では９８ｗｔ％以上の無機酸化物、さらに他の実施例では１００ｗｔ％の無機酸化物で構成される。一実施例では、ガラスバインダーは、さらに、導電性粉末の融着を促進することができる。
前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、ガラスバインダーの含有量は、一実施例では０．６ｗｔ％～７ｗｔ％である。前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、当該含有量は、他の実施例では０．８ｗｔ％～６ｗｔ％であり、また他の実施例では１ｗｔ％～５ｗｔ％である。このような高含有量のガラスバインダーを添加することにより、前記太陽電池の電気的特性を向上させることができる。
ガラスバインダーの組成物は、特定の組成物に限定されない。例えば、鉛フリーガラス又は鉛含有ガラスを用いることができる。
一実施例では、ガラスバインダーは、鉛含有ガラスフリットを含み、当該鉛含有ガラスフリットは、酸化鉛と、酸化テルル（ＴｅＯ２）及び酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）からなる群から選択された１種又は複数種の酸化物とを含む。ガラスバインダーの総重量に基づいて計算すると、酸化鉛（ＰｂＯ）は、一実施例では１７ｗｔ％～４７ｗｔ％であり、他の実施例では２２ｗｔ％～４２ｗｔ％であり、また他の実施例では２５ｗｔ％～３９ｗｔ％である。
ガラスバインダーの総重量に基づいて計算すると、酸化テルル（ＴｅＯ２）は、一実施例では１７ｗｔ％～４７ｗｔ％であり、他の実施例では２２ｗｔ％～４２ｗｔ％であり、また他の実施例では２５ｗｔ％～３９ｗｔ％である。
ガラスバインダーの総重量に基づいて計算すると、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）は、一実施例では８ｗｔ％～２４ｗｔ％であり、他の実施例では１１ｗｔ％～２５ｗｔ％であり、また他の実施例では１３ｗｔ％～２３ｗｔ％である。
他の実施例では、ガラスバインダーは、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３、ＷＯ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＢａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、ＣｕＯ、ＡｇＯ及びそれらの任意の混合物からなる群から選択された無機酸化物をさらに含む。
当該分野で周知の方法によってガラスバインダーを製造することができる。例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩などの原料を混合して溶融し、焼入れによりカレットを製造し、次に機械的粉砕（湿式粉砕又は乾式粉砕）を行うことにより、ガラスバインダー又はガラスフリットを製造することができる。その後、必要に応じて所望の粒度に分級する。
（ｉｉｉ）有機ビヒクル
前記導電性ペーストは、有機バインダー及び溶剤を含む有機ビヒクルを含む。
一実施例では、前記有機バインダーは、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ＦｏｒａｌｙｎＴＭ（水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル）、ダンマルゴム、ウッドロジン、フェノール樹脂、アクリル樹脂、低級アルコールエステルのポリメタクリル酸又はそれらの混合物を含んでもよい。
一実施例では、溶剤は、テルペン（例えば、α－テルピネオール又はβ－テルピネオール又はそれらの混合物）、ＴｅｘａｎｏｌＴＭ（２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチレート）、ケロシン、フタル酸ジブチル、ブチルＣａｒｂｉｔｏｌＴＭ、ブチルＣａｒｂｉｔｏｌＴＭ酢酸塩、ヘキサンジオール、エチレングリコールモノブチリルエーテル、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、ジエチレングリコールジブチル、ビス（２－（２－ブトキシエトキシ）エチル）アジペート、ジエステル（例えばＩｎｖｉｓｔａ製のＤＢＥ（登録商標）、ＤＢＥ（登録商標）－２、ＤＢＥ（登録商標）－３、ＤＢＥ（登録商標）－４、ＤＢＥ（登録商標）－５、ＤＢＥ（登録商標）－６、ＤＢＥ（登録商標）－９、及びＤＢＥ（登録商標）－１Ｂ）、オクチルエポキシタレート、イソテトラデカノール及びナフサ、又はそれらの混合物を含んでもよい。
前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、有機ビヒクルの含有量は、一実施例では３ｗｔ％～２３ｗｔ％であり、他の実施例では５ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、また他の実施例では７ｗｔ％～１８ｗｔ％である。
焼成ステップにおいて、有機媒体を焼き切ることができるため、製造された電極は、理論的に残留物を含まない。しかしながら、当該残留物が電極の電気的特性を低下させない限り、これにより得られた電極は、一定量の残留物を残す可能性がある。
（ｉｖ）添加剤
必要に応じて、増粘剤、安定剤、分散剤、粘度調整剤及び界面活性剤などのいずれかの添加剤を導電性ペーストに添加することができる。前記添加剤の量は、得られた導電性ペーストの所望の特性に依存し、かつ当業者によって選択することができる。前記導電性ペーストには、複数の添加剤を添加してもよい。
以上は前記フィンガー電極を形成するための前記導電性ペーストの成分を説明したが、前記導電性ペーストは、原料に由来するか又は製造プロセスによる汚染に由来する不純物を含む可能性がある。しかしながら、不純物の存在は、前記導電性ペーストの予期される特性を顕著に変更しない限り、許容する（良性と定義する）ことができる。前記導電性ペーストが良性の不純物を含んでも、前記導電性ペーストで製造されたフィンガー電極は、本明細書に記載された十分な電気的特性を得ることができる。
（ｖ）（粘度及び固形分含有量）
前記導電性ペーストの粘度は、一実施例では１００Ｐａ・ｓ～６００Ｐａ・ｓであり、他の実施例では１５０Ｐａ・ｓ～５００Ｐａ・ｓであり、また他の実施例では２００Ｐａ・ｓ～４００Ｐａ・ｓである。上記粘度であれば、一般的に、優れた印刷性が得られることが見出される。
本発明では、＃１４型スピンドル及びＳＣ４－１４／６Ｒユーティリティカップを有するＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＨＢＴ粘度計を用いて２５℃、１０ｒｐｍで測定することにより得られた値は、前記導電性ペーストの粘度である。
前記導電性ペースト中の無機固体の含有量は、導電性ペーストの総重量に対する無機固体の百分率（ｗｔ％）で計算される。前記無機固体は、一般的に、導電性金属／合金粉末及びガラスフリットで構成される。前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、前記無機固体の含有量は、一実施例では６８．５ｗｔ％～９６．７ｗｔ％であり、他の実施例では８５ｗｔ％～９４ｗｔ％である。
（バスバー導電性ペースト）
前記バスバー電極を形成するバスバー導電性ペーストは、（ａ）銀成分、（ｂ）第２金属、（ｃ）ガラスバインダー、及び（ｄ）有機ビヒクルを含む。
（ｉ）銀成分
前記銀成分は、ペーストが電流を伝送することを可能にする。前記銀成分は、空気中で焼成した後に融着することができるが、酸化物を形成せず、それにより導電性の高いバルク材料を提供する。前記銀成分は、フレーク状又は球状の粉末を含むか又は両方を含む。
一実施例では、前記銀成分は、実質的に銀粉末である。前記銀粉末の総含有量に基づいて計算すると、前記銀粉末は、一実施例では９０％以上、他の実施例では９５％以上、また他の実施例では９９％以上の銀元素を含有する。
一実施例では、前記銀成分は、銀含有合金である。前記銀含有合金の総含有量に基づいて計算すると、前記銀含有合金は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上を含有し、また他の実施例では９０％以上の銀元素を含有する。一実施例では、前記銀含有合金は、銀－銅合金、銀－金合金、銀－白金合金、銀－銅－金合金又は銀－銅－ゲルマニウム合金である。
一実施例では、前記銀成分は、銀－銅コアシェル粒子などの銀めっき粉末である。前記銀めっき粉末の総含有量に基づいて計算すると、前記銀めっき粉末は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上の銀元素を含有する。
銀粉末、銀含有合金及び銀めっき粉末のうちの２種又は２種以上を併用してもよい。
前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、前記銀成分は、一実施例では６８～８８重量百分率（ｗｔ％）であり、他の実施例では７２ｗｔ％～８７ｗｔ％であり、また他の実施例では７７ｗｔ％～８５ｗｔ％である。前記導電性ペースト中の上記含有量を有する銀成分は、前記バスバー電極に対して十分な導電性を維持することができる。
前記銀成分の粒径は、一実施例では０．１μｍ～１０μｍであり、他の実施例では０．５μｍ～７μｍであり、また他の実施例では１μｍ～４μｍである。上記粒径を有する前記銀成分は、有機バインダー及び溶剤に十分に分散し、かつ前記基板に平らに塗布することができる。一実施例では、前記銀成分は、異なる粒径又は異なる粒子形状を有する２種又は複数種の銀成分の混合物であってもよい。
粒径は、レーザー回折散乱法で粒径分布を測定することにより得られ、かつＤ５０により規定することができ、Ｄ５０とは、累積粒径分布が５０％（又は５０％を超える粒径）に達する点を指す。粒径分布は、ＭｉｃｒｏｔｒａｃモデルＸ－１００などの市販の装置により測定することができる。
（ｉｉ）第２金属
第２金属を用いるため、前記バスバー電極は、高価な貴金属の需要量を減少させることにより、本発明の太陽電池を低コストで製造すると同時に、電池性能を維持することができる。前記第２金属は、ニッケル、銅、ニッケル銅合金及びそれらの混合物からなる群から選択される。前記第２金属成分は、形状がフレーク状又は球状の粉末を含むか又は両方を含む。
一実施例では、前記第２金属粉末は、実質的に、ニッケル粉末である。前記第２金属粉末の総含有量に基づいて計算すると、前記第２金属粉末は、一実施例では９０％以上、他の実施例では９５％以上、また他の実施例では９９％以上のニッケル元素を含有する。
一実施例では、前記第２金属粉末は、実質的に、銅粉末である。前記第２金属粉末の総含有量に基づいて計算すると、前記第２金属粉末は、一実施例では９０％以上、他の実施例では９５％以上、また他の実施例では９９％以上の銅元素を含有する。
一実施例では、前記第２金属粉末は、ニッケル含有合金又は銅含有合金である。ニッケル含有合金の総含有量に基づいて計算すると、ニッケル含有合金は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上のニッケル元素を含有する。銅含有合金の総含有量に基づいて計算すると、銅含有合金は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上の銅元素を含有する。
一実施例では、前記第２金属粉末は、ニッケルめっき粉末又は銅めっき粉末である。ニッケルめっき粉末の総含有量に基づいて計算すると、ニッケルめっき粉末は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上のニッケル元素を含有する。銅めっき粉末の総含有量に基づいて計算すると、銅めっき粉末は、一実施例では５０％以上、他の実施例では７０％以上、また他の実施例では９０％以上の銅元素を含有する。
２種又は２種以上の第２金属粉末を併用してもよい。
前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、前記第２金属粉末は、一実施例では１ｗｔ％～３０ｗｔ％であり、他の実施例では５ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、また他の実施例では７ｗｔ％～１５ｗｔ％である。前記導電性ペースト中の上記含有量を有する第２金属粉末は、太陽電池への応用に対して十分な導電性を維持することができると同時に、製造された太陽電池の競争力を向上させることに役立つ。
前記第２金属粉末の粒径は、一実施例では０．１μｍ～１０μｍであり、他の実施例では０．５μｍ～７μｍであり、また他の実施例では１μｍ～４μｍである。上記粒径を有する前記第２金属粉末は、有機バインダー及び溶剤に十分に分散し、かつ前記基板に平らに塗布することができる。一実施例では、前記第２金属粉末は、異なる粒径又は異なる粒子形状を有する２種又は複数種の第２金属の混合物であってもよい。
粒径の測定値は、ＳＥＭ画像により２５～３０個の粒子を分析することで得られる。平均粒径は、２５～３５個の一次粒子の直径を測定し、４０００×倍率のＳＥＭ画像において個数平均値をとることにより算出することができる。ＳＥＭ画像は、Ｈｉｔａｃｈｉ ＳＥＭモデル３５００などの市販の装置により得ることができる。
（ｉｉｉ）ガラスバインダー
ガラスバインダーは、ペーストに混合される場合、一般的に、ガラスフリットと呼ばれ、その後の焼成プロセスにおいて前記パッシベーション層を貫通して電気的接触を形成することに役立つ。ガラスバインダーは、電極とシリコン基板との接合に役立つ。ガラスバインダーは、無機酸化物を含む。ガラスバインダーは、一実施例では９０ｗｔ％以上の無機酸化物、他の実施例では９５ｗｔ％以上の無機酸化物、また他の実施例では９８ｗｔ％以上の無機酸化物、さらに他の実施例では１００ｗｔ％の無機酸化物で構成される。一実施例では、ガラスバインダーは、さらに、導電性粉末の融着を促進することができる。
一実施例では、前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、ガラスバインダーの含有量は、０．１ｗｔ％～３．３ｗｔ％である。前記フィンガー電極と前記シリコン基板との十分な電気的接続を実現するため、前記バスバー電極中のガラスバインダーの含有量を減少させることができる。前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、該含有量は、他の実施例では０．１５ｗｔ％～２．２ｗｔ％であり、また他の実施例では０．２％～１．２ｗｔ％である。
ガラスバインダーの組成物は、特定の組成物に限定されない。例えば、鉛フリーガラス又は鉛含有ガラスを用いることができる。
一実施例では、ガラスバインダーは、鉛含有ガラスフリットを含み、当該鉛含有ガラスフリットは、酸化鉛と、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）からなる群から選択された１種又は複数種の酸化物とを含む。
ガラスバインダーの総重量に基づいて計算すると、酸化鉛（ＰｂＯ）は、一実施例では３０ｗｔ％～８０ｗｔ％であり、他の実施例では３７ｗｔ％～７３ｗｔ％であり、また他の実施例では４５ｗｔ％～６８ｗｔ％である。
ガラスバインダーの総重量に基づいて計算すると、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）は、一実施例では５ｗｔ％～２５ｗｔ％であり、他の実施例では８ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、また他の実施例では１０ｗｔ％～１８ｗｔ％である。
ガラスバインダーの総重量に基づいて計算すると、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）は、一実施例では２ｗｔ％～１５ｗｔ％であり、他の実施例では３ｗｔ％～１２ｗｔ％であり、また他の実施例では５ｗｔ％～１０ｗｔ％である。
他の実施例では、ガラスバインダーは、ＴｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＢａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、ＣｕＯ、ＡｇＯ及びそれらの任意の混合物からなる群から選択された無機酸化物をさらに含む。
当該分野で周知の方法によってガラスバインダーを製造することができる。例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩などの原料を混合して溶融し、焼入れによりカレットを製造し、次に機械的粉砕（湿式粉砕又は乾式粉砕）を行うことにより、ガラスバインダー又はガラスフリットを製造することができる。その後、必要に応じて所望の粒度に分級する。
（ｉｖ）有機ビヒクル
前記導電性ペーストは、有機バインダー及び溶剤を含む有機ビヒクルを含む。
一実施例では、前記有機バインダーは、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ＦｏｒａｌｙｎＴＭ（水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル）、ダンマルゴム、ウッドロジン、フェノール樹脂、アクリル樹脂、低級アルコールエステルのポリメタクリル酸又はそれらの混合物を含んでもよい。
一実施例では、溶剤は、テルペン（例えば、α－テルピネオール又はβ－テルピネオール又はそれらの混合物）、ＴｅｘａｎｏｌＴＭ（２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチレート）、ケロシン、フタル酸ジブチル、ブチルＣａｒｂｉｔｏｌＴＭ、ブチルＣａｒｂｉｔｏｌＴＭ酢酸塩、ヘキサンジオール、エチレングリコールモノブチリルエーテル、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、ジエチレングリコールジブチル、ビス（２－（２－ブトキシエトキシ）エチル）アジペート、ジエステル（例えばＩｎｖｉｓｔａ製のＤＢＥ（登録商標）、ＤＢＥ（登録商標）－２、ＤＢＥ（登録商標）－３、ＤＢＥ（登録商標）－４、ＤＢＥ（登録商標）－５、ＤＢＥ（登録商標）－６、ＤＢＥ（登録商標）－９、及びＤＢＥ（登録商標）－１Ｂ）、オクチルエポキシタレート、イソテトラデカノール及びナフサ、又はそれらの混合物を含んでもよい。
前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、有機ビヒクルの含有量は、一実施例では３ｗｔ％～２３ｗｔ％であり、他の実施例では５ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、また他の実施例では７ｗｔ％～１８ｗｔ％である。
焼成ステップにおいて、有機媒体を焼き切ることができるため、製造された電極は、理論的に残留物を含まない。しかしながら、当該残留物が電極の電気的特性を低下させない限り、これにより得られた電極は、一定量の残留物を残す可能性がある。
（ｖ）添加剤
必要に応じて、増粘剤、安定剤、分散剤、粘度調整剤及び界面活性剤などの様々な添加剤を導電性ペーストに添加することができる。前記添加剤の量は、得られた導電性ペーストの所望の特性に依存し、かつ当業者によって選択することができる。前記導電性ペーストには、複数の添加剤を添加してもよい。
以上は前記バスバー電極を形成するための前記導電性ペーストの成分を説明したが、前記導電性ペーストは、原料に由来するか又は製造プロセスによる汚染に由来する不純物を含む可能性がある。しかしながら、不純物の存在は、前記導電性ペーストの予期される特性を顕著に変更しない限り、許容する（良性と定義する）ことができる。前記導電性ペーストが良性の不純物を含んでも、前記導電性ペーストで製造されたバスバー電極は、本明細書に記載された十分な電気的特性を得ることができる。
（ｖｉ）粘度及び固形分含有量
前記導電性ペーストの粘度は、一実施例では１００Ｐａ・ｓ～６００Ｐａ・ｓであり、他の実施例では１５０Ｐａ・ｓ～５００Ｐａ・ｓであり、また他の実施例では２００Ｐａ・ｓ～４００Ｐａ・ｓである。上記粘度であれば、一般的に、優れた印刷性が得られることが見出される。
前記導電性ペースト中の無機固体の含有量は、導電性ペーストの総重量に対する無機固体の百分率（ｗｔ％）で計算される。前記無機固体は、一般的に、導電性金属／合金粉末及びガラスフリットで構成される。前記導電性ペーストの総重量に基づいて計算すると、前記無機固体の含有量は、一実施例では６８．５ｗｔ％～９６．７ｗｔ％であり、他の実施例では８５ｗｔ％～９４ｗｔ％である。
（実施例）
本発明は、以下の実施例によって説明されるが、これらに限定されない。実施例における「部」は、重量部を指す。
（実施例１）
１．バスバーペーストの調製
ブチルＣａｒｂｉｔｏｌＴＭ酢酸塩、ＤＢＥ－３、ＴｅｘａｎｏｌＴＭ、エチルセルロース、Ｆｏｒａｌｙｎ及び添加剤で構成された有機ビヒクルと粘度調整剤とを１５分間混合する。均一に分散させるために、０．６部のガラスフリットを１７．４部の有機ビヒクルに分散させ、１５分間混合する。ガラスフリットは、ＰｂＯ－ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３型である。次に、８．２部のニッケル（Ｎｉ）粉末を徐々に添加し、次に７３．８部の銀粉末を徐々に添加する。ＳＥＭ画像の分析測定により得られたＮｉ粉末の粒径（数平均）は、４μｍである。ニッケル粉末の形状は、粗い立方体である。レーザー回折散乱法で測定されたＡｇ粉末は、１．２μｍの粒径（Ｄ５０）を有する球状の粉末である。混合物を、圧力が０ｐｓｉから４００ｐｓｉまで徐々に増加しながら、３本ロールミルに繰り返して通過させる。ロール間のギャップを１ｍｉｌに調整する。
最後に、追加の有機媒体又は希釈剤を混合して、ペーストの粘度を調整する。Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＨＢＴ粘度計と＃１４型スピンドルとＳＣ４－１４／６Ｒ型ユーティリティカップとを用いて、１０ｒｐｍ及び２５℃で測定した粘度は３００Ｐａ・ｓである。
２．太陽電池の製造
印刷作業は、Ｂａｃｃｉｎｉプリンタ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）で行われる。上記で得られたバスバーペースト及び市販のフィンガーペースト（ＤｕＰｏｎｔ ＰＶ２２Ａ）を、所望のバスバー及びフィンガーパターンでウェハに順にスクリーン印刷する。フィンガーペーストＰＶ２２Ａは、銀ペーストであり、他の導電性成分を含まない。ウェハは、英業達太陽エネルギー社（ｌｎｖｅｎｔｅｃ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から得られたＰ型単結晶ＰＥＲＣ（裏面パッシベーション化エミッタセル、Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｒｅａｒ Ｃｅｌｌ）電池である。バスバースクリーンは４００メッシュであり、線径が１８μｍであり、乳剤の厚さが１０μｍである（Ｍｕｒａｋａｍｉスクリーン社製）。フィンガースクリーンは４４０メッシュであり、線径が１３μｍであり、乳剤の厚さが１２μｍである（Ｍｕｒａｋａｍｉスクリーン社製）。
印刷されたペーストをベルト炉で２００℃で３０秒間乾燥させ、次にＩＲ加熱型ベルト炉（ＣＦ－７２１０Ｂ、Ｄｅｓｐａｔｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社）で８９５℃の設定ピーク温度で焼成し、フィンガー電極及びバスバー電極を製造する。炉温を、前記シリコン基板の上面の測定温度７２８℃に対応するように８９５℃に設定する。炉の入口から出口までの焼成時間は７２秒間である。焼成分布曲線の昇温勾配は７秒内に４００℃から６００℃まで上昇し、かつ６００℃を超える段階で４．７秒間維持する。Ｋ型熱電対で前記シリコン基板の上面の温度を測定し、かつ環境データロガー（Ｄａｔａｐａｑ（登録商標） Ｆｕｒｎａｃｅ Ｔｒａｃｋｅｒ（登録商標） Ｓｙｓｔｅｍ、ＤＰ９０６４Ａモデル、Ｄａｔａｐａｑ Ｌｔｄ．）で当該温度を記録する。炉のベルト速度は６６０ｃｐｍである。
３．テスト手順
３－１．電池Ｉ－Ｖ特性
製造された太陽電池の効率を市販のＩＶテスター（ＦＲＩＷＯ（登録商標）、ＢＥＲＧＥＲ社）でテストする。ＩＶテスターにおけるキセノンアークランプは、大気質値が１．５であるときに、既知の強度及びスペクトルで太陽光をシミュレーションすることにより、ｎベースの太陽電池のｐ型エミッタ側を照射する。テスターは、「４点プローブ法」で負荷抵抗の設定値が約４００の条件で電流（Ｉ）及び電圧（Ｖ）を測定することにより、電池のＩ－Ｖ曲線を決定する。バスバーは電池の表面に形成され、かつＩＶテスターの複数のプローブに接続されることにより、電気信号をプローブによりデータ処理コンピュータに伝送して、短絡電流、開回路電圧、フィルファクタ（Ｆｉｌｌ－ｆａｃｔｏｒ ＦＦ）、直列抵抗及び電池効率を含む太陽電池のＩ－Ｖ特性を得ることができる。
３－２．剥離力
９５２－Ｓフラックス（Ｋｅｓｔｅｒ）を用いて１８０℃で銅リボンをテスト用太陽電池のバスバーにはんだ付けして、１８０度の剥離接着力テストを行う。平均剥離力を算出するために、少なくとも３つのサンプルをテストする。
（実施例２）
４μｍではなく、２．５μｍの粒径（数平均）を有するニッケル（Ｎｉ）粉末を用いることを除いて、実施例１と同じ方法で太陽電池を製造する。Ｎｉ粉末の形状は、粗くて不規則である。実施例１で用いられた手順に従って、太陽電池のＩＶ特性及び剥離力をテストする。
（実施例３）
ニッケル粉末ではなく、２μｍの粒径（数平均）を有する銅（Ｃｕ）粉末を用いることを除いて、実施例１と同じ方法で太陽電池を製造する。Ｃｕ粉末の形状は、滑らかな球状である。実施例１で用いられた手順に従って、太陽電池のＩＶ特性及び剥離力をテストする。
（比較例１）
第２金属を用いることを除いて、実施例１と同じ方法で太陽電池を製造する。実施例１で用いられた手順に従って、太陽電池のＩＶ特性及び剥離力をテストする。
（比較例２）
ニッケル粉末ではなく、３μｍの粒径（数平均）を有する酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末を用いることを除いて、実施例１と同じ方法で太陽電池を製造する。Ａｌ２Ｏ３粉末の形状は、滑らかな球状である。実施例１で用いられた手順に従って、太陽電池のＩＶ特性及び剥離力をテストする。
（比較例３）
ニッケル粉末ではなく、５μｍの粒径（数平均）を有する酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末を用いることを除いて、実施例１と同じ方法で太陽電池を製造する。Ａｌ２Ｏ３粉末の形状は、滑らかな球状である。実施例１で用いられた手順に従って、太陽電池のＩＶ特性及び剥離力をテストする。
（比較例４）
１．５μｍの粒径（数平均）を有するアルミニウム（Ａｌ）粉末を用いることを除いて、実施例１と同じ方法で太陽電池を製造する。Ａｌ粉末の形状は、滑らかな球状である。実施例１で用いられた手順に従って、太陽電池のＩＶ特性及び剥離力をテストする。
以下の表１に実施例及び比較例のテスト結果を示す。実施例１、実施例２及び実施例３の効率は、第２金属を含まない比較例１の効率に相当する。１０ｗｔ％のＡｇ（例えば、比較例１における８２ｗｔ％のＡｇのうちの８．２ｗｔ％のＡｇ）をＮｉ又はＣｕ粉末に置き換えると、効率及び剥離力の損失が最も小さく、貴金属Ａｇの使用量が顕著に減少する。比較例２及び比較例３は両方とも、ＦＦの低下によって効率損失が顕著である。比較例４では、ＩＶ特性値が低すぎるため、測定することができず、かつリボンが電極に貼り付けられないため、剥離力を測定することができない。
Figure 2022550638000002

Claims (11)

  1. 表面と裏面とを有するシリコン基板と、
    前記シリコン基板の前記表面に形成され、前記シリコン基板と電気的に接触し、銀成分とガラスバインダーとを含み、かつ前記銀成分以外の他の導電性金属を実質的に含まないフィンガー電極と、
    前記シリコン基板の前記表面に形成され、前記フィンガー電極と電気的に接触し、銀成分と、ニッケル、銅、ニッケル銅合金及びそれらの混合物からなる群から選択された第２金属と、ガラスバインダーとを含むバスバー電極とを含む、
    太陽電池。
  2. 前記第２金属は、ニッケルである、
    請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記第２金属は、銅である、
    請求項１に記載の太陽電池。
  4. 前記フィンガー電極の総重量に基づいて計算すると、前記フィンガー電極は、８０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％の前記銀成分及び０．５ｗｔ％～２０ｗｔ％の前記ガラスバインダーを含む、
    請求項１に記載の太陽電池。
  5. 前記バスバー電極の総重量に基づいて計算すると、前記バスバー電極は、７４ｗｔ％～９８ｗｔ％の前記銀成分、２ｗｔ％～２５ｗｔ％の前記第２金属、及び０．１ｗｔ％～３ｗｔ％の前記ガラスバインダーを含む、
    請求項１に記載の太陽電池。
  6. 前記フィンガー電極中のガラスバインダーの含有量は、前記バスバー電極中のガラスバインダーの含有量よりも高い、
    請求項１に記載の太陽電池。
  7. 表面と裏面とを有するシリコン基板を製造するステップと、
    バスバー電極を形成するための第１導電性ペーストを前記シリコン基板の前記表面に塗布するステップであって、前記第１導電性ペーストは、ペースト組成物の総重量に基づいて計算すると、（ａ）６８ｗｔ％～８８ｗｔ％の銀成分、（ｂ）ニッケル、銅、ニッケル銅合金及びそれらの混合物からなる群から選択された１ｗｔ％～３０ｗｔ％の金属粉末、（ｃ）０．１ｗｔ％～３．３ｗｔ％のガラスバインダー、及び（ｄ）３ｗｔ％～２３ｗｔ％の有機ビヒクルを含むステップと、
    フィンガー電極を形成するための第２導電性ペーストを前記シリコン基板の前記表面に塗布するステップであって、前記第２導電性ペーストは、ペースト組成物の総重量に基づいて計算すると、（ａ）７０ｗｔ％～９５ｗｔ％の銀成分、（ｂ）０．６ｗｔ％～７ｗｔ％のガラスバインダー、及び（ｃ）３ｗｔ％～２３ｗｔ％の有機ビヒクルを含み、前記銀成分以外の導電性金属は実質的に含まないステップと、
    塗布された導電性ペーストを焼成することにより、前記シリコン基板の前記表面に前記フィンガー電極及び前記バスバー電極を製造するステップとを含む、
    太陽電池の製造方法。
  8. 前記フィンガー電極を形成するための前記第２導電性ペースト中のガラスバインダーの含有量は、前記バスバー電極を形成するための前記第１導電性ペースト中のガラスバインダーの含有量よりも多い、
    請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 第２金属粉末の平均粒径は、０．１μｍ～１０μｍである、
    請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
  10. まず、前記第２導電性ペーストを塗布し、次に、前記第１導電性ペーストを塗布する、
    請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
  11. まず、前記第１導電性ペーストを塗布し、次に、前記第２導電性ペーストを塗布する、
    請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
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