JPH0892506A - Electrically conductive paste, method of electrode formation and solar cell - Google Patents

Electrically conductive paste, method of electrode formation and solar cell

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JPH0892506A
JPH0892506A JP6229902A JP22990294A JPH0892506A JP H0892506 A JPH0892506 A JP H0892506A JP 6229902 A JP6229902 A JP 6229902A JP 22990294 A JP22990294 A JP 22990294A JP H0892506 A JPH0892506 A JP H0892506A
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JP
Japan
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sample
epoxy resin
conductive paste
electrode
curing agent
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JP6229902A
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Japanese (ja)
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Haruhiko Kano
東彦 狩野
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To provide an electrically conductive paste which is suitable for mass production because it can be readily formed into electrodes at a low cost and can form electrodes with good soldering properties and sufficient terminal tensile strength. CONSTITUTION: This electrically conductive paste comprises an epoxy resin of more than 900 molecular weight, silver powder in a weight ratio of 4-10 to the epoxy resin, and an imidazole curing agent in an amount twice or more of the minimum amount needed for curing the epoxy resin. This paste is used as an electrode material for solar cells. Further, it is heat-cured at 150 deg.C-200 deg.C to give the electrodes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は導電ペーストおよび電
極形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive paste and an electrode forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電極形成時の高温に暴露する
と特性が劣化する電極、例えば、太陽電池セルの集電電
極、端子電極、およびオーミック電極は、スパッタリン
グや蒸着により、Ag、Al等を3〜5μm程度着膜さ
せて電極を形成していた。そして、この電極に対して、
Agを含むはんだによるはんだ付けや、超音波によるは
んだ付けを行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, electrodes whose characteristics deteriorate when exposed to high temperatures during electrode formation, for example, collector electrodes, terminal electrodes, and ohmic electrodes of solar battery cells, are made of Ag, Al, etc. by sputtering or vapor deposition. The electrode was formed by depositing a film of about 3 to 5 μm. And for this electrode,
Soldering with a solder containing Ag or ultrasonic waves has been performed.

【0003】また、別の方法として、アクリル樹脂等の
熱可塑性樹脂を用いた加熱硬化型導電塗料により電極を
形成し、はんだ浸漬によるはんだ付けを行っていた。
As another method, an electrode is formed from a heat-curable conductive paint using a thermoplastic resin such as acrylic resin, and soldering is performed by dipping the solder.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、Ag、
Al等をスパッタリングや蒸着により形成する場合に
は、着膜のときに真空系を利用するため、連続作業によ
る大量生産方式には不利であった。
As described above, Ag,
When Al or the like is formed by sputtering or vapor deposition, a vacuum system is used at the time of film formation, which is disadvantageous to the mass production method by continuous operation.

【0005】また、はんだ食われを防止するために、十
分な膜厚を確保するしなければならず、長い着膜時間が
必要であった。
Further, in order to prevent solder erosion, it is necessary to secure a sufficient film thickness, which requires a long film deposition time.

【0006】さらに、このはんだ食われの防止策とし
て、Ni電解メッキ処理等も行われていたが、生産工程
が増えることになり、コストが高くなっていた。
[0006] Further, as a measure for preventing this solder erosion, Ni electrolytic plating treatment and the like have been carried out, but the production process is increased and the cost is increased.

【0007】また、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂を用
いた加熱硬化型導電塗料の場合には、ソルダーペースト
のリフロー温度ではんだ食われが著しく、はんだ付け後
に十分な端子の引っ張り強度が確保できなかった。
Further, in the case of a heat-curable conductive coating material using a thermoplastic resin such as an acrylic resin, the solder paste is remarkably corroded by the reflow temperature of the solder paste, and sufficient tensile strength of the terminal cannot be secured after soldering. It was

【0008】そこで、本発明の目的は、電極の量産化に
適し、かつ、安価に電極を形成することが可能な導電ペ
ースト、電極形成方法、および太陽電池を提供すること
にある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive paste, an electrode forming method, and a solar cell, which are suitable for mass production of electrodes and which can form electrodes at low cost.

【0009】また、本発明の目的は、はんだ付け性良好
でかつ十分な端子の引っ張り強度を有する電極形成が可
能な導電ペースト、電極形成方法、および太陽電池を提
供することにある。
It is another object of the present invention to provide a conductive paste capable of forming an electrode having good solderability and having sufficient terminal tensile strength, an electrode forming method, and a solar cell.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点を解決するためになされたものであり、本発明の
導電ペーストは、分子量が900以上のエポキシ樹脂
と、前記エポキシ樹脂に対する重量比率が4〜10の範
囲内である銀粉末と、前記エポキシ樹脂を硬化させるの
に最低限必要な添加量の2倍以上の添加量のイミダゾー
ル系硬化剤とを含むことを特徴とするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and the conductive paste of the present invention comprises an epoxy resin having a molecular weight of 900 or more, and the epoxy resin. A silver powder having a weight ratio in the range of 4 to 10 and an imidazole-based curing agent in an amount twice or more the minimum amount required to cure the epoxy resin. Is.

【0011】また、本発明の電極形成方法は、分子量が
900以上のエポキシ樹脂に、前記エポキシ樹脂に対す
る重量比率が4〜10の範囲内である銀粉末を混合する
工程と、前記エポキシ樹脂に、前記エポキシ樹脂を硬化
させるのに最低限必要な添加量の2倍以上の添加量のイ
ミダゾール系硬化剤を添加する工程と、前記導電ペース
トをスクリーン印刷によって塗布する工程と、前記導電
ペーストを150℃〜200℃の範囲内で加熱硬化させ
る工程とを有することを特徴とするものである。
Further, the electrode forming method of the present invention comprises a step of mixing an epoxy resin having a molecular weight of 900 or more with a silver powder having a weight ratio of 4 to 10 with respect to the epoxy resin, and the epoxy resin. A step of adding an imidazole-based curing agent in an amount twice or more the minimum amount required for curing the epoxy resin, a step of applying the conductive paste by screen printing, and a step of applying the conductive paste at 150 ° C. To 200 ° C. in the range of heating and curing.

【0012】また、本発明の太陽電池は、分子量が90
0以上のエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂に対する重
量比率が4〜10の範囲内である銀粉末と、前記エポキ
シ樹脂を硬化させるのに最低限必要な添加量の2倍以上
の添加量のイミダゾール系硬化剤とを含む導電ペースト
を、スクリーン印刷によって塗布し、150℃〜200
℃の範囲内で加熱硬化させた電極を備えることを特徴と
するものである。
The solar cell of the present invention has a molecular weight of 90.
0 or more epoxy resin, silver powder having a weight ratio with respect to the epoxy resin in the range of 4 to 10, and an imidazole-based compound having an addition amount that is twice or more the minimum addition amount required to cure the epoxy resin. A conductive paste containing a curing agent is applied by screen printing, and the temperature is 150 ° C to 200 ° C.
It is characterized in that it is provided with an electrode which is cured by heating within the range of ° C.

【0013】[0013]

【作用】本発明の導電ペースト、電極形成方法、および
太陽電池では、銀粉粒径が細かく形成することができ、
かつ、潜在性の硬化剤であるイミダゾール系硬化剤を用
いるため導電ペーストの粘度上昇が抑えられるので、ス
クリーン印刷に適している。よって、スクリーン印刷を
用いて容易に電極形成ができる。
With the conductive paste, electrode forming method, and solar cell of the present invention, it is possible to form fine silver powder particles,
Moreover, since the latent curing agent, which is an imidazole-based curing agent, is used, an increase in the viscosity of the conductive paste can be suppressed, which is suitable for screen printing. Therefore, the electrodes can be easily formed by using screen printing.

【0014】また、エポキシ樹脂の分子量が900以上
であるので、分子量が900未満のエポキシ樹脂の加熱
硬化が速いのとは異なり、ゆるやかに進行させることが
できる。
Further, since the molecular weight of the epoxy resin is 900 or more, unlike the epoxy resin having a molecular weight of less than 900, which can be heated and cured quickly, it can be allowed to proceed slowly.

【0015】また、硬化剤がイミダゾール硬化剤である
ので、ポットライフ、すなわち初期粘度の2倍となるま
での可使時間を長くすることができる。
Further, since the curing agent is an imidazole curing agent, the pot life, that is, the pot life until it reaches twice the initial viscosity can be lengthened.

【0016】また、エポキシ樹脂に対する銀粉末の重量
比率(銀粉末/エポキシ樹脂)が4〜10の範囲内とす
ることにより、樹脂比率が高すぎて導電ペースト塗膜上
を樹脂が覆うためにはんだ付け性不良となったり、銀粉
比率が高すぎるためにはんだ食われを生じて端子の引っ
張り強度が得られないということを防止できる。
When the weight ratio of the silver powder to the epoxy resin (silver powder / epoxy resin) is in the range of 4 to 10, the resin ratio is too high and the resin coats the conductive paste coating film so that the solder is used. It is possible to prevent poor attachment properties and to prevent the terminal tensile strength from being obtained due to solder erosion due to too high a silver powder ratio.

【0017】さらに、イミダゾール系硬化剤のエポキシ
樹脂に対する添加量が適正添加量、すなわち樹脂を硬化
させるのに最低限必要な添加量の2倍以上の添加量であ
るので、端子の引っ張り強度を十分に得ることができ
る。
Further, since the amount of the imidazole-based curing agent added to the epoxy resin is a proper amount, that is, at least twice the minimum amount required to cure the resin, the tensile strength of the terminal is sufficient. Can be obtained.

【0018】また、本発明の太陽電池は、電極材の導電
性が良好となる。
Further, in the solar cell of the present invention, the conductivity of the electrode material is good.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の導電ペーストの実施例につい
て、太陽電池用電極材に用いた場合を例として説明す
る。図1および図2は、結晶系Si太陽電池セル1の断
面図および平面図である。図1に示すように、p型半導
体層3aおよびn型半導体層3bからなるSi基板3の
上面に透明電極5が設けられ、Si基板3の下面にはn
型層電極7が設けられている。さらにこの透明電極5の
上面に、図2に示すように、グリッド電極9およびブス
バー電極11が付与されている。
EXAMPLES Examples of the conductive paste of the present invention will be described below with reference to the case where it is used as an electrode material for solar cells. 1 and 2 are a cross-sectional view and a plan view of a crystalline Si solar cell 1. As shown in FIG. 1, the transparent electrode 5 is provided on the upper surface of the Si substrate 3 composed of the p-type semiconductor layer 3 a and the n-type semiconductor layer 3 b, and the transparent electrode 5 is provided on the lower surface of the Si substrate 3.
A mold layer electrode 7 is provided. Further, as shown in FIG. 2, a grid electrode 9 and a bus bar electrode 11 are provided on the upper surface of the transparent electrode 5.

【0020】このグリッド電極9およびブスバー電極1
1が本発明にかかる電極形成用としての導電ペースト、
すなわち、導電成分としてエポキシ樹脂と、銀粉末と、
イミダゾール系硬化剤とを含んでなる導電ペーストによ
って形成された電極である。
This grid electrode 9 and bus bar electrode 1
1 is a conductive paste for forming an electrode according to the present invention,
That is, an epoxy resin as a conductive component, a silver powder,
It is an electrode formed of a conductive paste containing an imidazole-based curing agent.

【0021】次に、結晶系Si太陽電池セル用電極材と
しての導電ペーストについて詳述する。導電成分中のエ
ポキシ樹脂に対する銀粉末の重量比率(銀粉末/エポキ
シ樹脂)、およびエポキシ樹脂100gに対するイミダ
ゾール系硬化剤の添加量(phr)を表1で示すように
設定し、それぞれに対するはんだ付け性の評価、端子の
引っ張り強度(N)、および比抵抗(μΩ−cm)を表
1中に示している。
Next, the conductive paste as the electrode material for the crystalline Si solar cell will be described in detail. The weight ratio of the silver powder to the epoxy resin in the conductive component (silver powder / epoxy resin) and the addition amount (phr) of the imidazole-based curing agent to 100 g of the epoxy resin were set as shown in Table 1, and solderability for each was set. Of Table 1, the tensile strength (N) of the terminal, and the specific resistance (μΩ-cm) are shown in Table 1.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】なお、表1において、試料No.に*を付
したものは本発明の範囲外の試料であり、その他は本発
明の実施例を示す。
In Table 1, the sample No. Those marked with * are samples outside the scope of the present invention, and others are examples of the present invention.

【0024】この表1中における試料No.1ないし試
料No.15で示した導電ペーストのそれぞれは、いず
れも導電成分としてのエポキシ樹脂、銀粉末、およびイ
ミダゾール硬化剤を含むものであり、これらの導電ペー
ストをいずれも150℃、60分で加熱硬化させた電極
を形成している。
Sample No. 1 in Table 1 1 to sample No. Each of the conductive pastes indicated by 15 contains an epoxy resin as a conductive component, a silver powder, and an imidazole curing agent, and an electrode obtained by heating and curing these conductive pastes at 150 ° C. for 60 minutes. Is formed.

【0025】ここで、試料No.1ないし試料No.1
3は、エポキシ樹脂として三菱油化(株)製固形エポキ
シ樹脂エピコート#1004(分子量約1600、エポ
キシ当量約1000g/egiv.)を用いた場合を示
しており、メチルエチルケトン、エタノール、およびキ
シレンの混合溶剤に溶解させたエポキシワニスとして用
いる。
Here, the sample No. 1 to sample No. 1
3 shows the case where a solid epoxy resin Epicoat # 1004 (molecular weight of about 1600, epoxy equivalent of about 1000 g / egiv.) Manufactured by Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. was used as an epoxy resin, and a mixed solvent of methyl ethyl ketone, ethanol, and xylene was used. Used as an epoxy varnish dissolved in.

【0026】また、試料No.14は、エポキシ樹脂と
して三菱油化(株)製エピコート#1001(分子量約
900、エポキシ当量約500g/egiv.)を用い
た場合を示しており、試料No.15は、エポキシ樹脂
として三菱油化(株)製エピコート#1007(分子量
約2900、エポキシ当量約1800g/egiv.)
を用いた場合を示している。
The sample No. Sample No. 14 shows the case where Epicoat # 1001 (molecular weight of about 900, epoxy equivalent of about 500 g / egiv.) Manufactured by Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. was used as the epoxy resin. 15 is an epoxy resin, Epicoat # 1007 (molecular weight: about 2900, epoxy equivalent: about 1800 g / egiv.) Manufactured by Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.
Shows the case of using.

【0027】ところで、本実施例で使用されているエポ
キシ樹脂は、分子量が約900、約1600、および約
2900のものを使用しているが、これは分子量が90
0未満であるエポキシ樹脂は、加熱硬化が速く進行して
しまうためにはんだ付け性が悪く、はんだ付けをするこ
とができないためである。
By the way, the epoxy resin used in this embodiment has a molecular weight of about 900, about 1600, and about 2900, which has a molecular weight of 90.
This is because an epoxy resin having a value of less than 0 has poor solderability and cannot be soldered because heat curing proceeds rapidly.

【0028】また、銀粉末としては、平均粒径5〜10
μmのフレーク状銀粉末を用いる。
The silver powder has an average particle size of 5 to 10
A flaky silver powder of μm is used.

【0029】さらに、イミダゾール系硬化剤としては、
2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミ
ダゾール(四国化成(株)製、商品名:2P4MH
Z)、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミ
ダゾール(四国化成(株)製、商品名:2PHZ)の少
なくともどちらか一方を用いる。このフェニルヒドロキ
シメチルイミダゾールは、その構造中に第二アミン(−
NH−基)を有しているので、適正添加量より過剰に添
加した場合は、過剰−NH−基がフラックス活性剤の補
助作用をするものと思われる。
Further, as the imidazole type curing agent,
2-Phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (Shikoku Kasei Co., Ltd., trade name: 2P4MH
Z) and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., trade name: 2PHZ) are used. This phenyl hydroxymethyl imidazole has a secondary amine (-
Since it has an (NH-group), it is considered that the excess-NH-group acts as an auxiliary function of the flux activator when added in excess of the proper addition amount.

【0030】なお、イミダゾール系硬化剤の適正添加量
とは、四国化成(株)の技術データにより定められてい
るものであり、樹脂を単独で硬化させるのに最低限必要
な添加量である。
The appropriate addition amount of the imidazole-based curing agent is determined by the technical data of Shikoku Kasei Co., Ltd., and is the minimum addition amount required to cure the resin alone.

【0031】次に、表1におけるはんだ付け性、引っ張
り強度、および比抵抗について説明する。はんだ付け性
については、導電ペーストを加熱硬化した結晶系Si太
陽電池セル1に非活性ロジン系フラックスを塗布し、2
20℃の2%銀入り共晶はんだ槽に浸漬してはんだ付け
性を観察した。
Next, solderability, tensile strength, and specific resistance in Table 1 will be described. As for solderability, a crystalline Si solar cell 1 obtained by heating and curing a conductive paste was coated with an inactive rosin-based flux, and
The solderability was observed by immersing in a eutectic solder bath containing 2% silver at 20 ° C.

【0032】なお、○は、はんだ塗布面積に対して90
%以上がはんだ付け可能であった場合、△は、はんだ塗
布面積に対して70%以上90%未満がはんだ付け可能
であった場合、×は、はんだ塗布面積に対して70%未
満しかはんだ付けができなかった場合として評価してい
る。また、はんだ食われを生じたものに対しては、はん
だ付け性の評価中にはんだ食われと記載している。
A circle indicates 90 with respect to the solder coating area.
% Is solderable, Δ is 70% or more and less than 90% solderable area, and X is less than 70% soldered area. It is evaluated as a case where it was not possible. In addition, the solder erosion is described as being solder erosion during the solderability evaluation.

【0033】試料No.1ないし試料No.4、試料N
o.7ないし試料No.9、および試料No.12ない
し試料No.15で示される導電ペーストは、いずれも
はんだ付け性の評価が○であり、塗布面積に対して90
%以上がはんだ付け可能である。
Sample No. 1 to sample No. 4, sample N
o. 7 to sample No. 9, and sample No. 12 to sample No. Each of the conductive pastes indicated by 15 had a solderability evaluation of ◯ and was 90% of the coated area.
% Or more can be soldered.

【0034】一方、試料No.5で示される導電ペース
トは、はんだ付け性の評価が×であり、塗布面積に対し
て70%未満しかはんだ付けができなかった。また、試
料No.6で示される導電ペーストは、はんだ食われを
生じていた。
On the other hand, sample No. The conductive paste shown by 5 had a solderability evaluation of x, and less than 70% of the applied area could be soldered. In addition, the sample No. The conductive paste shown by 6 had solder erosion.

【0035】これは、試料No.5は、(銀粉末/エポ
キシ樹脂)の重量比率が3であり、エポキシ樹脂の比率
が高すぎて導電ペースト塗膜上をエポキシ樹脂が覆うた
めに、はんだ付け性不良となってしまい、試料No.6
は、(銀粉末/エポキシ樹脂)の重量比率が11であ
り、銀粉末の比率が高すぎるために、はんだ食われを生
じてしまうからである。なお、はんだ食われとは、導電
ペースト内からはんだ中に銀粉末が拡散されてしまい、
剥がれてしまう状態のことである。
Sample No. No. 5 had a weight ratio of (silver powder / epoxy resin) of 3, and the epoxy resin ratio was too high to cover the conductive paste coating film with the epoxy resin, resulting in poor solderability, and thus sample No. . 6
The reason is that the weight ratio of (silver powder / epoxy resin) is 11, and the ratio of silver powder is too high, which causes solder erosion. Incidentally, solder erosion means that silver powder is diffused from inside the conductive paste into the solder,
It is a state where it comes off.

【0036】また、試料No.10および試料No.1
1は、はんだ付け性の評価が△であり、塗布面積に対し
て70%以上90%未満がはんだ付け可能である。な
お、試料No.10および試料No.11は、はんだ付
け性が悪いことからフラックス効果が不十分であるもの
と推察される。
Sample No. 10 and sample No. 1
In No. 1, the solderability evaluation is Δ, and 70% or more and less than 90% of the applied area can be soldered. Sample No. 10 and sample No. No. 11 is considered to have an insufficient flux effect because of poor solderability.

【0037】従って、はんだ付け性の評価では、試料N
o.1ないし試料No.4、試料No.7ないし試料N
o.9、および試料No.12ないし試料No.15で
示される導電ペーストが、はんだ付け性良好とされる、
塗布面積に対して90%以上がはんだ付け可能な試料で
あった。また、試料No.5および試料No.6、並び
に試料No.10および試料No.11は、はんだ付け
性不良であった。
Therefore, in the evaluation of solderability, Sample N
o. 1 to sample No. 4, sample No. 7 to sample N
o. 9, and sample No. 12 to sample No. The conductive paste indicated by 15 is considered to have good solderability,
90% or more of the coated area was a solderable sample. In addition, the sample No. 5 and sample No. 6, and sample No. 10 and sample No. No. 11 had poor solderability.

【0038】端子の引っ張り強度(N)については、付
与済み太陽電池セルのブスパー部に市販の2%銀入り共
晶はんだペーストをスクリーン印刷にて塗布し、2mm
巾のリボン状リード端子をリフロー炉にてはんだ付け
後、端子の引っ張り強度(N)を測定した。
Regarding the tensile strength (N) of the terminal, a commercially available 2% silver-containing eutectic solder paste was applied to the bus spar portion of the applied solar cell by screen printing to obtain 2 mm.
After the ribbon-shaped lead terminal having a width was soldered in a reflow furnace, the tensile strength (N) of the terminal was measured.

【0039】試料No.1ないし試料No.4、試料N
o.7ないし試料No.9、および試料No.12ない
し試料No.15で示される導電ペーストは、いずれも
端子の引っ張り強度が良好であり、実装上必要とされる
10N以上の引っ張り強度が得られた。
Sample No. 1 to sample No. 4, sample N
o. 7 to sample No. 9, and sample No. 12 to sample No. Each of the conductive pastes indicated by 15 had a good tensile strength of the terminal, and the tensile strength of 10 N or more required for mounting was obtained.

【0040】一方、試料No.5は、はんだ付け性が7
0%未満、また、試料No.6は、はんだ食われにより
測定できなかった。
On the other hand, sample No. 5 has a solderability of 7
Less than 0%, sample No. No. 6 could not be measured due to solder erosion.

【0041】また、試料No.10および試料No.1
1は、端子の引っ張り強度がそれぞれ7(N)、4
(N)であり、実装上必要とされる10N以上の引っ張
り強度が得られなかった。
Further, the sample No. 10 and sample No. 1
1 has a terminal tensile strength of 7 (N) and 4 respectively.
(N), the tensile strength of 10 N or more required for mounting was not obtained.

【0042】これは、試料No.10および試料No.
11は、商品名:2P4MHZ(硬化剤1)および商品
名:2PHZ(硬化剤2)のイミダゾール硬化剤の添加
量がともに1phrと少ないため、はんだ接着面積が小
さく、引っ張り強度が低くなったからである。
Sample No. 10 and sample No.
No. 11 is because the addition amount of the imidazole curing agent of the trade name: 2P4MHZ (curing agent 1) and the trade name: 2PHZ (curing agent 2) was as small as 1 phr, so the solder bonding area was small and the tensile strength was low. .

【0043】従って、端子の引っ張り強度では、試料N
o.1ないし試料No.4、試料No.7ないし試料N
o.9、および試料No.12ないし試料No.15で
示される導電ペーストは、いずれも端子の引っ張り強度
が良好であり、実装上必要とされる10N以上の引っ張
り強度が得られた。また、試料No.5および試料N
o.6、並びに試料No.10および試料No.11は
実装上必要とされる10N以上の引っ張り強度が得られ
なかった。
Therefore, in the tensile strength of the terminal, the sample N
o. 1 to sample No. 4, sample No. 7 to sample N
o. 9, and sample No. 12 to sample No. Each of the conductive pastes indicated by 15 had a good tensile strength of the terminal, and the tensile strength of 10 N or more required for mounting was obtained. In addition, the sample No. 5 and sample N
o. 6, and sample No. 10 and sample No. In No. 11, the tensile strength of 10 N or more required for mounting was not obtained.

【0044】ところで、硬化剤1および硬化剤2のエピ
コート#1004(分子量約1600、エポキシ当量約
1000g/egiv.)への適正添加量(phr)は
ともに1phr、すなわち、エピコート#1004を単
独で硬化させるのに最低限必要な添加量が1phrとな
っており、例えば、硬化剤1および硬化剤2のエピコー
ト#828(エポキシ当量約200g/egiv.)へ
の適正添加量は5phrであり、適正添加量とエポキシ
当量とは相関関係がある。
By the way, the proper addition amount (phr) of curing agent 1 and curing agent 2 to Epicoat # 1004 (molecular weight of about 1600, epoxy equivalent of about 1000 g / egiv.) Is 1 phr, that is, Epicoat # 1004 is cured alone. The minimum required addition amount to achieve this is 1 phr. For example, the proper addition amount of the curing agent 1 and the curing agent 2 to Epicoat # 828 (epoxy equivalent of about 200 g / egiv.) Is 5 phr. There is a correlation between the amount and the epoxy equivalent.

【0045】従って、上記の引っ張り強度を得るために
は、この硬化剤1および硬化剤2の添加量を適正添加量
である1phrの2倍以上、すなわち2phr以上を添
加し、硬化作用を高めることが必要である。
Therefore, in order to obtain the above-mentioned tensile strength, the addition amount of the curing agent 1 and the curing agent 2 should be at least twice the proper addition amount of 1 phr, that is, at least 2 phr to enhance the curing action. is necessary.

【0046】比抵抗(μΩ−cm)については、ガラス
基板上に導電ペーストを巾0.5mm、長さ250mm
のラインをスクリーン印刷し、150℃、60分加熱硬
化後、ライン両端間の抵抗値とライン膜厚とを測定し、
比抵抗(μΩ−cm)を算出した。
Regarding the specific resistance (μΩ-cm), a conductive paste is placed on a glass substrate with a width of 0.5 mm and a length of 250 mm.
Line is screen-printed, after heating and curing at 150 ° C. for 60 minutes, the resistance value between both ends of the line and the line film thickness are measured,
The specific resistance (μΩ-cm) was calculated.

【0047】試料No.1ないし試料No.4、および
試料No.6ないし試料No.15は、いずれも比抵抗
が200(μΩ−cm)以下であり、前述の図1および
図2に示すグリッド電極9およびブスバー電極11は、
透明電極5との接触抵抗と導電ペーストとの配線抵抗に
よる電流損失を抑制するためにも、比抵抗が200μm
−cm以下が望ましいため良好である。
Sample No. 1 to sample No. 4 and sample No. 6 to sample No. 6 15 has a specific resistance of 200 (μΩ-cm) or less, and the grid electrode 9 and the bus bar electrode 11 shown in FIGS.
The specific resistance is 200 μm in order to suppress the current loss due to the contact resistance with the transparent electrode 5 and the wiring resistance with the conductive paste.
-Cm or less is desirable, which is good.

【0048】一方、試料No.5は、比抵抗が920
(μΩ−cm)であり、比抵抗は不良である。
On the other hand, sample No. 5 has a specific resistance of 920
(ΜΩ-cm), and the specific resistance is poor.

【0049】従って、比抵抗では、試料No.1ないし
試料No.4、および試料No.6ないし試料No.1
5が良好であり、試料No.5は不良である。
Therefore, regarding the specific resistance, the sample No. 1 to sample No. 4 and sample No. 6 to sample No. 6 1
Sample No. 5 is good. 5 is bad.

【0050】以上により、試料No.1ないし試料N
o.15のうち、本発明の範囲内となるのは、試料N
o.1ないし試料No.4、試料No.7ないし試料N
o.9、および試料No.12ないし試料No.15で
ある。
From the above, the sample No. 1 to sample N
o. Of the 15 samples, the sample N is within the scope of the present invention.
o. 1 to sample No. 4, sample No. 7 to sample N
o. 9, and sample No. 12 to sample No. It is 15.

【0051】次に、本発明の導電ペーストを用いた電極
形成方法について説明する。 (1)まず、三菱油化(株)製固形エポキシ樹脂エピコ
ート#1004(分子量約1600、エポキシ当量約1
000g/egiv.)をメチルエチルケトン、エタノ
ール、キシレンの混合溶剤に溶解させたエポキシワニス
に平均粒径5〜10μmのフレーク状銀粉末を混合す
る。
Next, an electrode forming method using the conductive paste of the present invention will be described. (1) First, solid epoxy resin Epicoat # 1004 (molecular weight: about 1600, epoxy equivalent: about 1) manufactured by Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.
000 g / egiv. 1) is mixed with a mixed solvent of methyl ethyl ketone, ethanol and xylene, and a flake silver powder having an average particle size of 5 to 10 μm is mixed.

【0052】(2)撹拌しながら冷風を送り込み、混合
溶剤を徐々に拡散させて、粘度調整用にターピネオー
ル、ジアセトンアルコール、乳酸ブチルの混合溶剤を適
宜加えて溶剤置換し、印刷性に適した粘度に調整する。
(2) Cool air was blown in while stirring to gradually diffuse the mixed solvent, and a solvent mixture was added by appropriately adding a mixed solvent of terpineol, diacetone alcohol, and butyl lactate for viscosity adjustment, which is suitable for printability. Adjust to viscosity.

【0053】(3)これに商品名:2P4MHZまたは
商品名:2PHZのイミダゾール系硬化剤を加えて3本
ロールで十分に混練分散させ、導電ペーストを製造す
る。ここで、このイミダゾール系硬化剤は、一液性導電
ペーストとして使用するためのペーストライフを考慮す
ると、エポキシ樹脂用硬化剤としては常温でのポットラ
イフが30日以上のものが望ましい。
(3) To this, an imidazole type curing agent having a trade name: 2P4MHZ or a trade name: 2PHZ is added and sufficiently kneaded and dispersed with a three-roll to produce a conductive paste. Here, considering the paste life of the imidazole-based curing agent for use as a one-component conductive paste, it is preferable that the curing agent for epoxy resin has a pot life of 30 days or more at room temperature.

【0054】(4)この導電ペーストを図1および図2
に示すグリッド電極9、ブスパー電極11としてスクリ
ーン印刷後、150℃で60分加熱硬化させる。この加
熱硬化温度は150℃〜200℃の範囲内ではんだ付け
可能な加熱硬化を設定すればよい。200℃以下で加熱
硬化して形成するため、熱履歴に敏感な膜組成へのダメ
ージも与えない。ただし、加熱硬化により被塗布面との
十分な引っ張り強度を得る必要がある上、はんだ付けす
るときに、半硬化状態にしてはんだ付け性を確保するた
め、加熱硬化時間が長い方が良い。また、加熱硬化時間
については通常20分〜90分程度で行う。90分以上
加熱すると完全硬化してはんだが付かなくなり、20分
以下の加熱では硬化不十分のためはんだ食われが生じて
しまう。
(4) This conductive paste is used in FIGS.
After screen-printing as the grid electrode 9 and busper electrode 11 shown in (1), it is heated and cured at 150 ° C. for 60 minutes. The heat curing temperature may be set within the range of 150 ° C. to 200 ° C. so that soldering can be performed. Since it is formed by heating and curing at 200 ° C. or lower, it does not damage the film composition sensitive to thermal history. However, it is necessary to obtain sufficient tensile strength with the surface to be coated by heat curing, and it is preferable that the heat curing time is long in order to secure a solderability by making it in a semi-cured state when soldering. The heat curing time is usually about 20 to 90 minutes. If it is heated for 90 minutes or more, it will be completely cured and no solder will be attached, and if it is heated for 20 minutes or less, the solder will be eroded due to insufficient curing.

【0055】(5)加熱半硬化状態でリード端子等には
んだ付けする。この場合、熱硬化性樹脂を半硬化状態で
利用するため、熱可塑性樹脂よりも接着強度が強く、か
つはんだ食われしにくい。
(5) Solder to a lead terminal or the like in a heated and semi-cured state. In this case, since the thermosetting resin is used in a semi-cured state, it has stronger adhesive strength than the thermoplastic resin and is less likely to be eaten by solder.

【0056】ここで、加熱硬化温度を140℃(加熱硬
化時間は60分)に設定したものを試料No.16およ
び試料No.17に、また加熱硬化温度を210℃(加
熱硬化時間は30分)に設定したものを試料No.18
および試料No.19として表2に示す。
Here, the sample having the heat curing temperature set to 140 ° C. (heat curing time of 60 minutes) was sample No. 16 and sample No. 16 Sample No. 17 having a heat curing temperature of 210 ° C. (heat curing time of 30 minutes) was used. 18
And sample No. 19 is shown in Table 2.

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】表2に示した試料No.16および試料N
o.17は、はんだ食われを生じており、試料No.1
8および試料No.19は、はんだ付け性が不良であっ
た。
Sample No. shown in Table 2 16 and sample N
o. Sample No. 17 suffered solder erosion. 1
8 and sample No. No. 19 had poor solderability.

【0059】従って、加熱硬化温度は150℃〜200
℃の範囲内で設定する必要があり、この温度範囲内では
電極のはんだ食われやはんだ付け性不良になることを防
止できて、品質の信頼性を向上することができる。
Therefore, the heat curing temperature is 150 ° C. to 200 ° C.
It is necessary to set the temperature within the range of 0 ° C., and within this temperature range, it is possible to prevent the electrode from being eroded by solder or to have poor solderability, and it is possible to improve the reliability of quality.

【0060】ところで、上記実施例では、図1、図2に
示すように、上記実施例にかかる電極形成用としての導
電ペーストを用いた結晶系Si太陽電池セルについて説
明したが、この発明はこれらの電子部品に限定されない
ことはいうまでもない。例えば、図3、図4に示すよう
な4素子直列タイプのアモルファスSi太陽電池、およ
びII−VI族化合物半導体(CdS−CdTe系)太
陽電池に用いることも可能である。
By the way, in the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the crystalline Si solar battery cell using the conductive paste for forming the electrode according to the above embodiment has been described. Needless to say, it is not limited to the electronic components of. For example, it can be used for a four-element series type amorphous Si solar cell as shown in FIGS. 3 and 4 and a II-VI group compound semiconductor (CdS-CdTe system) solar cell.

【0061】また、図3には電卓等に利用されている4
素子直列タイプのアモルファスSi太陽電池13の断面
図であり、ガラス基板15の表面上には、透明電極19
と、p型半導体層17c、i型半導体層17b、および
n型半導体層17aからなるpin構造のアモルファス
Si半導体17と、Ag系電極21とが層状に付与され
ている。このうち、Ag系電極21が本発明の導電ペー
ストにより形成された電極である。
Further, in FIG. 3, 4 used in a calculator or the like is shown.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an element series type amorphous Si solar cell 13, in which a transparent electrode 19 is formed on the surface of a glass substrate 15.
The amorphous Si semiconductor 17 having a pin structure composed of the p-type semiconductor layer 17c, the i-type semiconductor layer 17b, and the n-type semiconductor layer 17a, and the Ag-based electrode 21 are provided in layers. Among these, the Ag-based electrode 21 is an electrode formed of the conductive paste of the present invention.

【0062】さらに、図4にはII−VI族化合物半導
体(CdS−CdTe系)太陽電池23の断面図であ
り、ガラス基板25の表面上には、n型半導体CdS層
27とp型半導体CdTe層29とからなるpn型半導
体と、カーボン系電極31と、Ag系電極33とが付与
されている。このうち、Ag系電極33が本発明の導電
ペーストにより形成された電極である。
Further, FIG. 4 is a cross-sectional view of a II-VI group compound semiconductor (CdS-CdTe system) solar cell 23, in which the n-type semiconductor CdS layer 27 and the p-type semiconductor CdTe are formed on the surface of the glass substrate 25. A pn-type semiconductor composed of the layer 29, a carbon-based electrode 31, and an Ag-based electrode 33 are provided. Among these, the Ag-based electrode 33 is an electrode formed of the conductive paste of the present invention.

【0063】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の応
用、変形が可能である。例えば、はんだ付け性が損なわ
れない範囲内でInまたはMoを添加した導電ペースト
も可能であり、この場合、オーミックコンタクト性を向
上させることが可能である。
Further, the present invention is not limited to the above embodiments, but various applications and modifications are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, a conductive paste to which In or Mo is added within the range that does not impair the solderability is possible, and in this case, the ohmic contact property can be improved.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の導電ペースト、電極形成方法、
および太陽電池では、スクリーン印刷を用いて容易に電
極形成ができるので、量産性に適し、かつ安価に製造す
ることが可能である。さらに、導電性が良好であるた
め、はんだ浸漬法またはソルダーペーストを用いたリフ
ロー法によるはんだ付けも可能である。
The conductive paste of the present invention, the electrode forming method,
Also, in the solar cell, since the electrodes can be easily formed by using screen printing, it is suitable for mass production and can be manufactured at low cost. Further, since it has good conductivity, soldering by a solder dipping method or a reflow method using a solder paste is also possible.

【0065】また、エポキシ樹脂の分子量が900以上
であるので、分子量が900未満のエポキシ樹脂の加熱
硬化が速いのとは異なり、ゆるやかに進行させることが
できるので、容易に電極形成が可能である。
Further, since the epoxy resin has a molecular weight of 900 or more, unlike the epoxy resin having a molecular weight of less than 900, which can be cured slowly by heating, the electrode can be easily formed because the epoxy resin can proceed slowly. .

【0066】また、硬化剤がイミダゾール系硬化剤であ
るので、ポットライフ、すなわち初期粘度の2倍となる
までの可使時間を長くすることができるため、加熱半硬
化状態を長時間つくることができるので、より容易に電
極形成が可能である。
Further, since the curing agent is an imidazole type curing agent, the pot life, that is, the pot life until the viscosity becomes twice the initial viscosity can be lengthened, so that a heating semi-cured state can be created for a long time. Therefore, the electrodes can be formed more easily.

【0067】また、エポキシ樹脂に対する銀粉の重量比
率(銀粉末/エポキシ樹脂)が4〜10の範囲内である
ので、樹脂比率が高すぎて導電ペースト塗膜上を樹脂が
覆うためにはんだ付け性不良となったり、銀粉比率が高
すぎるためにはんだ食われを生じて端子の引っ張り強度
が得られないということを防止できるため、はんだ付け
性を良好にし、かつ、端子の引っ張り強度を得ることが
可能である。
Further, since the weight ratio of silver powder to epoxy resin (silver powder / epoxy resin) is in the range of 4 to 10, the resin ratio is too high and the resin covers the conductive paste coating film, resulting in solderability. It is possible to prevent the terminal strength from being deteriorated or the terminal tensile strength not being obtained due to solder erosion due to too high a silver powder ratio, so that good solderability and terminal tensile strength can be obtained. It is possible.

【0068】さらに、イミダゾール系硬化剤のエポキシ
樹脂に対する添加量が適正添加量、すなわち樹脂を硬化
させるのに最低限必要な添加量の2倍以上の添加量であ
るため、実装上必要とされる十分な端子の引っ張り強度
を得ることが可能である。
Further, the amount of the imidazole-based curing agent added to the epoxy resin is an appropriate amount, that is, at least twice as much as the minimum amount required to cure the resin. It is possible to obtain sufficient tensile strength of the terminal.

【0069】また、本発明の太陽電池は、電極材の導電
性が良好であるので、オーミックコンタクトを形成し、
光電変換効率の低下を防止することが可能である。
In the solar cell of the present invention, since the electrode material has good conductivity, an ohmic contact is formed,
It is possible to prevent a decrease in photoelectric conversion efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 結晶系Si太陽電池セル 3 Si基板 3a,17c p型半導体層 3b,17a n型半導体層 5,19 透明電極 7 n型層電極 9 グリッド電極 11 ブスバー電極 13 アモルファスSi太陽電池 15,25 ガラス基板 17b i型半導体層 21,33 Ag系電極 23 II−VI族化合物半導体(CdS−
CdTe系) 27 n型半導体CdS層 29 p型半導体CdTe層 31 カーボン系電極
1 Crystalline Si Solar Cell 3 Si Substrate 3a, 17c p-type Semiconductor Layer 3b, 17a n-type Semiconductor Layer 5,19 Transparent Electrode 7 n-type Layer Electrode 9 Grid Electrode 11 Bus Bar Electrode 13 Amorphous Si Solar Cell 15, 25 Glass Substrate 17b i-type semiconductor layer 21,33 Ag-based electrode 23 II-VI group compound semiconductor (CdS-)
CdTe system) 27 n-type semiconductor CdS layer 29 p-type semiconductor CdTe layer 31 carbon-based electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 31/04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分子量が900以上のエポキシ樹脂と、
前記エポキシ樹脂に対する重量比率が4〜10の範囲内
である銀粉末と、前記エポキシ樹脂を硬化させるのに最
低限必要な添加量の2倍以上の添加量のイミダゾール系
硬化剤とを含むことを特徴とする導電ペースト。
1. An epoxy resin having a molecular weight of 900 or more,
A silver powder having a weight ratio with respect to the epoxy resin within a range of 4 to 10; and an imidazole-based curing agent added in an amount twice or more the minimum amount required to cure the epoxy resin. Characteristic conductive paste.
【請求項2】 分子量が900以上のエポキシ樹脂に、
前記エポキシ樹脂に対する重量比率が4〜10の範囲内
である銀粉末を混合する工程と、前記エポキシ樹脂に、
前記エポキシ樹脂を硬化させるのに最低限必要な添加量
の2倍以上の添加量のイミダゾール系硬化剤を添加する
工程と、前記導電ペーストをスクリーン印刷によって塗
布する工程と、前記導電ペーストを150℃〜200℃
の範囲内で加熱硬化させる工程とを有することを特徴と
する電極形成方法。
2. An epoxy resin having a molecular weight of 900 or more,
A step of mixing silver powder having a weight ratio with respect to the epoxy resin within a range of 4 to 10, and the epoxy resin,
A step of adding an imidazole-based curing agent in an amount twice or more the minimum amount required for curing the epoxy resin, a step of applying the conductive paste by screen printing, and a step of applying the conductive paste at 150 ° C. ~ 200 ° C
The method of forming an electrode, comprising:
【請求項3】 分子量が900以上のエポキシ樹脂と、
前記エポキシ樹脂に対する重量比率が4〜10の範囲内
である銀粉末と、前記エポキシ樹脂を硬化させるのに最
低限必要な添加量の2倍以上の添加量のイミダゾール系
硬化剤とを含む導電ペーストを、スクリーン印刷によっ
て塗布し、150℃〜200℃の範囲内で加熱硬化させ
た電極を備えることを特徴とする太陽電池。
3. An epoxy resin having a molecular weight of 900 or more,
A conductive paste containing a silver powder having a weight ratio with respect to the epoxy resin in the range of 4 to 10 and an imidazole-based curing agent in an amount twice or more the minimum amount required to cure the epoxy resin. Is applied by screen printing, and is provided with an electrode which is heat-cured within a range of 150 ° C to 200 ° C.
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