JP4255460B2

JP4255460B2 - 導電性ペースト、電極、太陽電池及び太陽電池の製造方法

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Publication number: JP4255460B2
Application number: JP2005181492A
Authority: JP
Inventors: 雄二横沢; 徹布居; 智弘町田; 彰宮澤; 孝幸南森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JP2005347276A

Description

本発明は、導電性ペースト、電極、太陽電池及び太陽電池の製造方法に関する。

従来から、導電性ペーストを用いて作製される製品のうちには図１で示すような太陽電池があり、結晶シリコン系の太陽電池は、Ｐ型多結晶であるシリコン基板１の一面側（図では上面側）にｎ⁺層２が形成されており、かつ、その上側には表面反射率を低減するための反射防止膜３と電流を取り出すための受光面電極４とが形成されている一方、シリコン基板１の他面側（図では下面側）にはｐ⁺層５及び裏面電極６が形成された構成を有している。そして、この種の太陽電池を作製する際には、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とする導電性ペーストが用いられており、低コストの太陽電池では、スクリーン印刷法でもって印刷された導電性ペーストを焼成炉中で焼成して受光面電極４を形成することが行われている。

なお、反射防止膜３の特性によっては、導電性ペーストの種類や受光面電極４の形成プロセスを変更する必要が生じることになり、例えば、導電性ペーストを焼成し終わった後に反射防止膜３を形成する形成プロセスを採用した場合には、受光面電極４上にも反射防止膜３が形成される結果として半田が付着し難いことになってしまう。また、導電性ペーストを用いて形成された受光面電極４に対する半田付けを実行したうえで反射防止膜３を形成することも可能であるが、このような形成プロセスを採用した場合には、半田の融点以上にまでシリコン基板１の温度を上昇させることができないなどの制限を受けることになる。

そのため、太陽電池を作製するにあたっては、反射防止膜３を形成しておいたうえで受光面電極４を形成するのが一般的な形成プロセスであることになり、反射防止膜３が代表的な反射防止膜材料としての酸化チタン（ＴｉＯ₂）または窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）である際の形成プロセスは、図示省略しているが、以下のような手順に従ったものとなる。

まず、ＴｉＯ₂を反射防止膜として用いる際には、常圧ＣＶＤ法などを採用してシリコン基板１のｎ⁺層２上にＴｉＯ₂膜を堆積させた後、このＴｉＯ₂膜上に導電性ペーストを印刷し、かつ、導電性ペーストを焼成して受光面電極４を形成することが行われる。すなわち、この形成プロセスは、焼成過程における導電性ペーストに添加されているガラス粉末の作用でもって反射防止膜３が破られ、導電性ペースト中の金属成分とｎ⁺層２とでオーミックコンタクトが形成される現象、つまり、ファイヤースルーといわれる現象を利用したものであり、このような形成プロセスでは導電性ペーストの材料が重要であることになる。そして、例えば、特公平３−４６９８５号公報には、導電性ペーストに対して第５族元素化合物を添加しておくと、曲線因子が向上することなどが開示されている。

一方、反射防止膜３がＳｉ₃Ｎ₄である際には、プラズマＣＶＤ法を採用したうえでシリコン基板１のｎ⁺層２上にＳｉ₃Ｎ₄膜を堆積させることが行われるが、特公平５−７２１１４号公報でも開示されている通り、Ｓｉ₃Ｎ₄ではファイヤースルーが生じ難いため、受光面電極４が形成される領域のＳｉ₃Ｎ₄膜をエッチングによって除去しておいたうえで受光面電極４を形成することが実行される。なお、最近、「F.Duerinckx、R.Einhaus、E.VanKerschaver、J.Szlufcik、J.Nijs、R.Mertens、7th Workshop on The Role of Impurities and Defects Silicon DeviceProcessing（1997）、223」でファイヤースルーによる太陽電池の作製プロセスに関する発表がなされているが、この文献では導電性ペーストの材料組成まで明らかにされていない。さらにまた、太陽電池のうちには、シリコン基板１のｎ⁺層２と反射防止膜３との間に酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）などの酸化膜を設けておいたうえ、表面再結合を低減するための表面パッシベーションを行った構成とされたものもある。

ところで、本発明の発明者らが太陽電池用として市販されている導電性ペーストを利用し、反射防止膜３がＴｉＯ₂またはＳｉ₃Ｎ₄である場合のファイヤースルーによる電極形成のプロセスを検討したところ、以下のような不都合が生じることが判明している。すなわち、ＴｉＯ₂については良好な曲線因子を示す導電性ペーストであっても、表面パッシベーションを行った構造、つまり、反射防止膜３がＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂の構造である場合には、接触抵抗の増加が原因と考えられる若干の曲線因子の低下が認められる。

また、反射防止膜３がＳｉ₃Ｎ₄もしくはＳｉ₃Ｎ₄／ＳｉＯ₂であり、受光面電極４が上記同様の導電性ペーストでもって形成された太陽電池の電流特性及び電圧特性を測定してみたところ、反射防止膜３がＴｉＯ₂である場合と比較して曲線因子が大きく低下することが明らかとなった。なお、導電性ペーストの焼成温度を高温にすると、曲線因子が若干向上していることが認められるが、この際にも短絡電流及び開放電圧の低下が生じるために高効率な太陽電池は得られない。すなわち、従来から一般的な導電性ペーストを用いる限りは、反射防止膜３の特性や表面パッシベーションの有無に起因して導電性ペーストとシリコンの接触状態が変化することが避けられず、これらの相違をも考慮したうえでの導電性ペーストや電極形成のプロセスを検討する必要があるのが実情であった。

本発明は、このような不都合に鑑みて創案されたものであって、反射防止膜に対する接触抵抗の依存性が小さくて低接触抵抗でありながらファイヤースルーに適した導電性ペーストの提供を目的としている。

本発明の請求項１に係る導電性ペーストは、シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置して電極を形成するために用いられる導電性ペーストであって、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、塩化物が添加されていることを特徴とするものである。請求項２に係る導電性ペーストは、請求項１に記載されたものであり、塩化物が、塩化銀、塩化パラジウム、塩化プラチナ又は塩化イリジウムであることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る導電性ペーストは、シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置して電極を形成するために用いられる導電性ペーストであって、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、臭化物が添加されていることを特徴とするものである。請求項４に係る導電性ペーストは、請求項３に記載されたものであり、臭化物が、臭化銀、臭化インジウム、臭化セシウム又は臭化ニッケルであることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る導電性ペーストは、シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置して電極を形成するために用いられる導電性ペーストであって、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、フッ化物が添加されていることを特徴とするものである。請求項６に係る導電性ペーストは、請求項５に記載されたものであり、フッ化物が、フッ化リチウム、フッ化ニッケル又はフッ化アルミニウムであることを特徴とする。請求項７に係る導電性ペーストは、請求項１から６のいずれか１項に記載されたものであり、第５族元素化合物が添加されていることを特徴とする。請求項８に係る導電性ペーストは、請求項７に記載されたものであり、第５族元素化合物が酸化リンであることを特徴とする。

本発明の請求項９に係る電極は、請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを用いて形成されたものである。本発明の請求項１０に係る太陽電池は、請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを用いて形成された電極を備えるものである。本発明の請求項１１に係る太陽電池の製造方法は、請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを、シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置した後に、焼成して電極を形成することを特徴とするものである。

本発明に係る導電性ペーストによれば、反射防止膜がＴｉＯ₂及びＳｉ₃Ｎ₄のいずれか、あるいは、ＳｉＯ₂などのような表面パッシベーションの有無に拘わらず、ファイヤースルーを利用した形成プロセスを実行し得ることになる。そして、本発明に係る導電性ペーストによって良好な電極形成が行われる理由としては、以下のようなことが考えられる。

すなわち、ファイヤースルーでは、焼成過程の導電性ペーストに添加されているガラス粉末の作用でもって反射防止膜が破られることになり、導電性ペースト中の金属成分とｎ⁺層によってオーミックコンタクトが形成されると考えられているのであるが、金属成分とシリコンとの界面に酸化膜が存在していると、接触抵抗が高くなるためにガラス粉末の材質と反射防止膜の材質との組み合わせによってはガラス粉末の作用が変わる可能性があり、その結果として接触抵抗が反射防止膜の構造によって変化すると考えられる。これに対し、本発明の導電性ペーストでは、添加している塩化物もしくは臭化物、または、フッ化物がガラス粉末の反射防止膜を破る作用を補助することになり、導電性ペースト中の金属とｎ⁺層とでもって良好なオーミックコンタクトが形成されると予想される。

本発明に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、塩化物もしくは臭化物、または、フッ化物が添加されたものであり、反射防止膜に対する接触抵抗の依存性が小さくて低接触抵抗でありながらファイヤースルーに適した特性を有するものとなっている。したがって、本発明によれば、反射防止膜の特性や表面パッシベーションの有無などに拘わらず、反射防止膜上に導電性ペーストを印刷して焼成するだけのことによって接触抵抗の低い電極を形成することが可能となり、反射防止膜に対応して導電性ペーストを変更したり電極形成のプロセスを検討したりする作業が不要になるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は太陽電池の代表的な構成を例示する断面図であり、結晶シリコン系の太陽電池は、厚さが３００〜５００μｍ程度のＰ型多結晶であるシリコン基板１の一面側（図では上面側）にｎ⁺層２が形成され、かつ、その上側には反射防止膜３と受光面電極４とが形成されている一方、シリコン基板１の他面側（図では下面側）にはｐ⁺層５及び裏面電極６が形成された構成を有している。そして、以下の各実施例で説明する導電性ペーストのそれぞれは、スクリーン印刷法を採用して印刷された後に焼成炉中で焼成されることによって太陽電池の受光面電極４を形成する際に用いられるものとなっている。なお、太陽電池の構成そのものは従来の形態と基本的に異ならないので、ここでは図１を流用している。

＜実施例１＞
実施例１に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、かつ、少なくとも１種類の塩化物である塩化銀（ＡｇＣｌ）が添加されたものとなっている。すなわち、本実施例１では、平均粒径が約１μｍとされた銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＡｇＣｌを加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表１中のペーストＮｏ．１〜３で示される導電性ペーストのそれぞれを調整している。また、これらの比較対象となる導電性ペースト、つまり、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とからなり、ＡｇＣｌが加えられていない導電性ペーストを比較例１として調整することも行っている。

一方、Ｐ型多結晶であるシリコン基板１を用意し、かつ、ＰＳＧ膜を形成したうえでの熱処理を実行することによって深さが０．３μｍ程度とされたｎ⁺層２をシリコン基板１の一面側に形成した後、このシリコン基板１の他面上にＡｌペーストをスクリーン印刷法でもって印刷し、近赤外線炉中で焼成することによってｐ⁺層５と裏面電極６とを形成することを実行した。次いで、ｎ⁺層２上に反射防止膜３を形成したうえ、本実施例１に係る導電性ペースト、つまり、ペーストＮｏ．１〜３で示される導電性ペーストのそれぞれと、比較例１で示される導電性ペーストとをスクリーン印刷法でもって反射防止膜３上に印刷した後、近赤外線炉を利用しながら約６５０℃の温度で焼成することによって受光面電極４を形成した。

なお、ここでの反射防止膜３は、ＴｉＯ₂、ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄もしくはＳｉ₃Ｎ₄／ＳｉＯ₂のいずれかであるとされており、ＴｉＯ₂膜は常圧ＣＶＤ装置を用いることによってチタン酸アルコキシドから形成され、かつ、Ｓｉ₃Ｎ₄膜はプラズマＣＶＤ装置を用いることによってシラン及びアンモニアから形成されたものである一方、表面パッシベーション膜としてのＳｉＯ₂膜はｎ⁺層２の形成後におけるドライ酸化法で形成されたものとなっている。

さらに、以上のような形成プロセスに従って作製された太陽電池の有する特性を本発明の発明者らが調査してみたところ、表１で示すような調査結果が得られている。そして、この調査結果によれば、本実施例１に係る導電性ペースト、つまり、ＡｇＣｌを０．０１％以上添加してなるペーストＮｏ．１〜３のそれぞれを用いることによって受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例１の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっていることが分かる。その結果、本実施例１に係る導電性ペーストを用いることによって受光面電極４を形成した際には、変換効率の向上した太陽電池を作製し得ることが明らかとなる。

＜実施例２＞
実施例２に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、塩化物である塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂）が添加されたものとなっている。本実施例２においては、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＰｄＣｌ₂をさらに加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散して表２中のペーストＮｏ．４〜６で示される導電性ペーストを調整している。

そして、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表２で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、０．００５％以上のＰｄＣｌ₂を添加してなるペーストＮｏ．４〜６のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例１の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっており、変換効率の向上した太陽電池が得られることが分かる。

なお、本発明の発明者らによれば、ＡｇＣｌやＰｄＣｌ₂に代えて塩化プラチナ（ＰｔＣｌ₂）や塩化イリジウム（ＩｒＣｌ₃）を使用した場合であっても同様の結果が得られることが確認されており、このような結果からは、少なくとも１種類の塩化物を用いればよいことが明らかとなる。

＜実施例３＞
実施例３に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、塩化物であるＰｔＣｌ₂の他、第５族元素化合物である五酸化リンも添加されている。すなわち、本実施例３では、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、五酸化リンを０．１重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＰｔＣｌ₂を加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表３中のペーストＮｏ．７〜９で示される導電性ペーストのそれぞれを調整している。

そして、これらの比較対象となる導電性ペースト、つまり、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とからなり、ＰｔＣｌ₂が加えられていない導電性ペーストを比較例２として調整することも行っている。さらに、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表３で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、五酸化リンを添加してなる比較例２の導電性ペーストを用いることによって受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例１の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べてＦＦが大きくなっている。また、０．００５％以上のＰｄＣｌ₂を添加してなるペーストＮｏ．７〜９のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例２の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなって変換効率が向上している。

＜実施例４＞
実施例４に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、塩化物であるＩｒＣｌ₃の他、第５族元素化合物である五酸化リンも添加されたものとなっている。本実施例３では、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、五酸化リンを０．１重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＩｒＣｌ₃をさらに加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表４中のペーストＮｏ．１０〜１２で示される導電性ペーストを調整している。

そして、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表４で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、０．００５％以上のＩｒＣｌ₃を添加してなるペーストＮｏ．１０〜１２のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例２の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっており、変換効率の向上した太陽電池が得られることが明らかとなっている。

＜実施例５＞
実施例５に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、少なくとも１種類の臭化物であるところの臭化銀（ＡｇＢｒ）が添加されたものとなっている。すなわち、本実施例５では、平均粒径が約１μｍとされた銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＡｇＢｒを加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表５中のペーストＮｏ．１３〜１５で示される導電性ペーストのそれぞれを調整している。また、これらの比較対象となる導電性ペースト、つまり、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とからなり、ＡｇＢｒが加えられていない導電性ペーストを改めて比較例３として調整することも行っている。引き続き、実施例１と同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表５で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、本実施例５に係る導電性ペースト、つまり、ＡｇＢｒを０．００５％以上添加してなるペーストＮｏ．１３〜１５のそれぞれを用いてなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例３の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっている。その結果、本実施例５に係る導電性ペーストを用いることによって受光面電極４を形成した際には、変換効率の向上した太陽電池が得られることになる。

＜実施例６＞
実施例６に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、臭化物である臭化インジウム（ＩｎＢｒ₃）が添加されている。本実施例６においては、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせており、さらに、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＩｎＢｒ₃を加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散して表６中のペーストＮｏ．１６〜１８で示される導電性ペーストを調整している。

そして、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表６で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、０．００５％以上のＩｎＢｒ₃を添加してなるペーストＮｏ．１６〜１８の導電性ペーストそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例１の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっており、変換効率の向上した太陽電池が得られる。

なお、本発明の発明者らによれば、ＡｇＢｒやＩｎＢｒ₃に代えて臭化セシウム（ＣｓＢｒ）や臭化ニッケル（ＮｉＢｒ₂）を使用した場合であっても同様の結果が得られることが確認されており、このような結果からは、少なくとも１種類の臭化物を用いればよいことが明らかとなる。

＜実施例７＞
実施例７に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、臭化物であるＣｓＢｒの他、第５族元素化合物である五酸化リンも添加されている。すなわち、本実施例７では、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、五酸化リンを０．１重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせた後、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＣｓＢｒをさらに加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表７中のペーストＮｏ．１９〜２１で示される導電性ペーストを調整している。

そして、これらの比較対象となる導電性ペースト、つまり、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とからなり、ＣｓＢｒが加えられていない導電性ペーストを比較例４として調整することを行った後、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表７で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、五酸化リンを添加してなる比較例４の導電性ペーストを用いることによって受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例３の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べてＦＦが大きくなっている。

また、０．００５％以上のＣｓＢｒを添加してなるペーストＮｏ．１９〜２１のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例４の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなって変換効率が向上している。

＜実施例８＞
実施例８に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、臭化物であるＮｉＢｒ₂の他、五酸化リンも添加されている。本実施例８では、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、五酸化リンを０．１重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＮｉＢｒ₂を加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表８中のペーストＮｏ．２２〜２４で示される導電性ペーストを調整している。

そして、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表８で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、０．００５％以上のＮｉＢｒ₂を添加してなるペーストＮｏ．２２〜２４のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例２の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっており、変換効率の向上した太陽電池が得られることが明らかとなる。

＜実施例９＞
実施例９に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、かつ、少なくとも１種類のフッ化物であるところのフッ化リチウム（ＬｉＦ）が添加されたものとなっている。すなわち、本実施例９では、平均粒径が約１μｍとされた銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わており、さらに、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＬｉＦを加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表９中のペーストＮｏ．２５〜２７で示される導電性ペーストのそれぞれを調整している。また、比較対象となる導電性ペースト、つまり、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とからなり、ＬｉＦが加えられていない導電性ペーストも改めて比較例５として調整されている。

引き続き、実施例１と同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表９で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、本実施例９に係る導電性ペースト、つまり、ＬｉＦを０．００５％以上添加してなるペーストＮｏ．２５〜２７のそれぞれを用いてなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例５の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっている。その結果、本実施例９に係る導電性ペーストを用いることによって受光面電極４を形成した際には、変換効率の向上した太陽電池が得られることになる。

なお、本発明の発明者らによれば、ＬｉＦに代えてフッ化ニッケル（ＮｉＦ₂）やフッ化アルミニウム（ＡｌＦ₃）を使用した場合であっても同様の結果が得られることが確認されており、このような結果からは、少なくとも１種類のフッ化物を用いればよいことが明らかとなる。

＜実施例１０＞
実施例１０に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、フッ化物であるＮｉＦ₂の他、第５族元素化合物である五酸化リンも添加されている。すなわち、本実施例１０では、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、五酸化リンを０．１重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせた後、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＮｉＦ₂を加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表１０中のペーストＮｏ．２８〜３０で示される導電性ペーストを調整している。

そして、これらの比較対象となる導電性ペースト、つまり、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とからなり、ＮｉＦ₂が加えられていない導電性ペーストを比較例６として調整することも行っている。さらに、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表１０で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、五酸化リンを添加してなる比較例６の導電性ペーストを用いることによって受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例５の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べてＦＦが大きくなっている。

さらに、０．００５％以上のＮｉＦ₂を添加してなるペーストＮｏ．２８〜３０のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例６の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べても接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなって変換効率が向上している。

＜実施例１１＞
実施例１１に係る導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分としており、フッ化物であるＡｌＦ₃の他、五酸化リンも添加されている。本実施例１１では、銀粉末１００重量部に対し、ホウケイ酸鉛系ガラス粉末を３重量部、エチルセルロース及びテレピネオールからなる有機質ビヒクルを１０重量部、五酸化リンを０．１重量部、カルビトール系有機溶媒を２０重量部ずつ加え合わせ、かつ、銀粉末１００重量部に対して０．００５％、０．０１％、０．１％ずつのＡｌＦ₃を加え合わせたうえ、乳鉢及び３本ロールを使用しながら混練及び分散することによって表１１中のペーストＮｏ．３１〜３３で示される導電性ペーストを調整している。

そして、実施例１同様の形成プロセスに従って受光面電極４を形成し、かつ、太陽電池を作製したうえで特性を調査してみたところ、表１１で示すような調査結果が得られた。すなわち、この調査結果によれば、０．００５％以上のＡｌＦ₃を添加してなるペーストＮｏ．３１〜３３のそれぞれからなる受光面電極４が形成された太陽電池では、比較例６の導電性ペーストを用いて受光面電極４が形成された太陽電池と比べて接触抵抗が低減された結果、ＦＦが向上し、かつ、反射防止膜３に対するＦＦの依存性が小さくなっており、変換効率の向上した太陽電池が得られることが明らかとなっている。

太陽電池の代表的な構成を例示する断面図である。

符号の説明

１シリコン基板
２ｎ⁺層
３反射防止膜
４受光面電極
５ｐ⁺層
６裏面電極

Claims

シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置して電極を形成するために用いられる導電性ペーストであって、
銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、塩化物が添加されていることを特徴とする導電性ペースト。
請求項１に記載の導電性ペーストであって、塩化物は、塩化銀、塩化パラジウム、塩化プラチナ又は塩化イリジウムであることを特徴とする導電性ペースト。
シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置して電極を形成するために用いられる導電性ペーストであって、
銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、臭化物が添加されていることを特徴とする導電性ペースト。
請求項３に記載の導電性ペーストであって、臭化物は、臭化銀、臭化インジウム、臭化セシウム又は臭化ニッケルであることを特徴とする導電性ペースト。
シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置して電極を形成するために用いられる導電性ペーストであって、
銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、フッ化物が添加されていることを特徴とする導電性ペースト。
請求項５に記載の導電性ペーストであって、フッ化物は、フッ化リチウム、フッ化ニッケル又はフッ化アルミニウムであることを特徴とする導電性ペースト。
請求項１から６のいずれか１項に記載の導電性ペーストであって、第５族元素化合物が添加されていることを特徴とする導電性ペースト。
請求項７に記載の導電性ペーストであって、第５族元素化合物は酸化リンであることを特徴とする導電性ペースト。
請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを用いて形成された電極。
請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを用いて形成された電極を備える太陽電池。
請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを、シリコン基板上に酸化チタン又は窒化ケイ素を介して配置した後に、焼成して電極を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。