JPH10302543A - ポリマー硬化型導電ペースト、電極及び太陽電池 - Google Patents
ポリマー硬化型導電ペースト、電極及び太陽電池Info
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- JPH10302543A JPH10302543A JP10778097A JP10778097A JPH10302543A JP H10302543 A JPH10302543 A JP H10302543A JP 10778097 A JP10778097 A JP 10778097A JP 10778097 A JP10778097 A JP 10778097A JP H10302543 A JPH10302543 A JP H10302543A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃｌイオンを含有した素地との良好な接着性
を確保することができ、電極剥離やフィルファクターの
劣化が生じる恐れのないポリマー硬化型導電ペースト、
電極及び太陽電池を提供する。 【解決手段】 本発明にかかるポリマー硬化型導電ペー
ストは、陰イオン交換体とシランカップリング剤とを含
んでいる。そして、本発明にかかる電極は、Ｃｌイオン
を含有した素地２上に形成された電極４であって、陰イ
オン交換体とシランカップリング剤とを含んでなるポリ
マー硬化型導電材を用いて形成されたものである。ま
た、本発明にかかる太陽電池のｎ型半導体層２上には、
陰イオン交換体とシランカップリング剤とを含んでなる
ポリマー硬化型導電材を用いて形成された電極４が配設
されている。
を確保することができ、電極剥離やフィルファクターの
劣化が生じる恐れのないポリマー硬化型導電ペースト、
電極及び太陽電池を提供する。 【解決手段】 本発明にかかるポリマー硬化型導電ペー
ストは、陰イオン交換体とシランカップリング剤とを含
んでいる。そして、本発明にかかる電極は、Ｃｌイオン
を含有した素地２上に形成された電極４であって、陰イ
オン交換体とシランカップリング剤とを含んでなるポリ
マー硬化型導電材を用いて形成されたものである。ま
た、本発明にかかる太陽電池のｎ型半導体層２上には、
陰イオン交換体とシランカップリング剤とを含んでなる
ポリマー硬化型導電材を用いて形成された電極４が配設
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー硬化型導
電ペースト、電極及び太陽電池に関する。
電ペースト、電極及び太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、太陽電池のうちには、図示省
略しているが、ガラス基板上にｎ型半導体層及びｐ型半
導体層を積層してなる化合物半導体太陽電池があり、こ
の際におけるｎ型半導体層としては禁制帯幅が２．４ｅ
Ｖと広いＣｄＳを使用することが行われている。そし
て、このＣｄＳ膜は高温時における耐酸化性が乏しいも
のであるため、ＣｄＳ膜上に電極を形成するについては
ポリマー硬化型導電ペーストを用いるのが一般的となっ
ている。なお、ポリマー硬化型導電ペーストとしては、
導電成分であるＡｇやＣｄＳ膜とのオーミック接触成分
であるＩｎなどのような金属粉末をエポキシ系やフェノ
ール系などの熱硬化性樹脂に分散したものが用いられ
る。
略しているが、ガラス基板上にｎ型半導体層及びｐ型半
導体層を積層してなる化合物半導体太陽電池があり、こ
の際におけるｎ型半導体層としては禁制帯幅が２．４ｅ
Ｖと広いＣｄＳを使用することが行われている。そし
て、このＣｄＳ膜は高温時における耐酸化性が乏しいも
のであるため、ＣｄＳ膜上に電極を形成するについては
ポリマー硬化型導電ペーストを用いるのが一般的となっ
ている。なお、ポリマー硬化型導電ペーストとしては、
導電成分であるＡｇやＣｄＳ膜とのオーミック接触成分
であるＩｎなどのような金属粉末をエポキシ系やフェノ
ール系などの熱硬化性樹脂に分散したものが用いられ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成の太陽電池においては、次のような不都合が生じるこ
とになっていた。すなわち、厚膜方式を採用して形成さ
れたＣｄＳ膜中には、ＣｄＳ粒子の焼結助剤として多量
（約２０ｗｔ％程度）に添加されたＣｄＣｌ2 が残存し
ている。そのため、Ａｇ電極が高湿度雰囲気中にさらさ
れると、Ａｇ及びＩｎの腐食や樹脂成分の加水分解によ
ってＣｄＳ膜との接着性が低下することになり、ひいて
は、電極剥離や太陽電池のフィルファクター（光電変換
効率）の劣化などを引き起こしてしまう場合がある。つ
まり、この際におけるＣｄＳ膜は、Ｃｌイオンを含有し
た素地であり、このような素地上に従来例のポリマー硬
化型導電ペーストからなる電極を形成した場合には、上
記したような不都合が生じてしまうのである。
成の太陽電池においては、次のような不都合が生じるこ
とになっていた。すなわち、厚膜方式を採用して形成さ
れたＣｄＳ膜中には、ＣｄＳ粒子の焼結助剤として多量
（約２０ｗｔ％程度）に添加されたＣｄＣｌ2 が残存し
ている。そのため、Ａｇ電極が高湿度雰囲気中にさらさ
れると、Ａｇ及びＩｎの腐食や樹脂成分の加水分解によ
ってＣｄＳ膜との接着性が低下することになり、ひいて
は、電極剥離や太陽電池のフィルファクター（光電変換
効率）の劣化などを引き起こしてしまう場合がある。つ
まり、この際におけるＣｄＳ膜は、Ｃｌイオンを含有し
た素地であり、このような素地上に従来例のポリマー硬
化型導電ペーストからなる電極を形成した場合には、上
記したような不都合が生じてしまうのである。
【０００４】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、Ｃｌイオンを含有した素地との良好
な接着性を確保することができ、電極剥離やフィルファ
クターの劣化が生じる恐れのないポリマー硬化型導電ペ
ースト、電極及び太陽電池を提供することを目的として
いる。
れたものであって、Ｃｌイオンを含有した素地との良好
な接着性を確保することができ、電極剥離やフィルファ
クターの劣化が生じる恐れのないポリマー硬化型導電ペ
ースト、電極及び太陽電池を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるポリマー
硬化型導電ペーストは、上記目的を達成するため、陰イ
オン交換体とシランカップリング剤とを含んでいること
を特徴とするものである。なお、この際、ポリマー硬化
型導電ペーストに含まれる陰イオン交換体及びシランカ
ップリング剤それぞれの添加量は、０．１〜５．０ｗｔ
％の範囲内であることが望ましい。
硬化型導電ペーストは、上記目的を達成するため、陰イ
オン交換体とシランカップリング剤とを含んでいること
を特徴とするものである。なお、この際、ポリマー硬化
型導電ペーストに含まれる陰イオン交換体及びシランカ
ップリング剤それぞれの添加量は、０．１〜５．０ｗｔ
％の範囲内であることが望ましい。
【０００６】そして、本発明にかかる電極は、Ｃｌイオ
ンを含有した素地上に形成された電極であって、陰イオ
ン交換体とシランカップリング剤とを含んでなるポリマ
ー硬化型導電材を用いて形成されたものであることを特
徴とする。また、本発明にかかる太陽電池のｎ型半導体
層上には、陰イオン交換体とシランカップリング剤とを
含んでなるポリマー硬化型導電材を用いて形成された電
極が配設されている。
ンを含有した素地上に形成された電極であって、陰イオ
ン交換体とシランカップリング剤とを含んでなるポリマ
ー硬化型導電材を用いて形成されたものであることを特
徴とする。また、本発明にかかる太陽電池のｎ型半導体
層上には、陰イオン交換体とシランカップリング剤とを
含んでなるポリマー硬化型導電材を用いて形成された電
極が配設されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【０００８】図１は本実施例にかかる太陽電池の構造を
簡略化して示す断面図であり、この太陽電池はＣｄＳ／
ＣｄＴｅ型であり、かつ、直列接続された化合物半導体
太陽電池である。すなわち、ここでの太陽電池は、ガラ
ス基板１上に並列配置されたＣｄＳ層２及びＣｄＴｅ層
３が順次積層して形成されたものであり、ｎ型半導体層
となるＣｄＳ層２上には負（−）側の電極４が形成され
る一方、ｐ型半導体層となるＣｄＴｅ層３上には正
（＋）側の取出電極５が形成されている。そして、この
際における電極４、つまり、Ｃｌイオンを含有した素地
であるＣｄＳ層２上に配設された電極４は、陰イオン交
換体とシランカップリング剤とを含んでなるポリマー硬
化型導電ペーストを用いて形成されたものであり、ま
た、電極５は通常のＣペースト、つまり、導電成分であ
るＣ（炭素）の粉末をエポキシ系やフェノール系などの
ような熱硬化性樹脂に分散してなるＣペーストを用いる
ことによって形成されたものとなっている。
簡略化して示す断面図であり、この太陽電池はＣｄＳ／
ＣｄＴｅ型であり、かつ、直列接続された化合物半導体
太陽電池である。すなわち、ここでの太陽電池は、ガラ
ス基板１上に並列配置されたＣｄＳ層２及びＣｄＴｅ層
３が順次積層して形成されたものであり、ｎ型半導体層
となるＣｄＳ層２上には負（−）側の電極４が形成され
る一方、ｐ型半導体層となるＣｄＴｅ層３上には正
（＋）側の取出電極５が形成されている。そして、この
際における電極４、つまり、Ｃｌイオンを含有した素地
であるＣｄＳ層２上に配設された電極４は、陰イオン交
換体とシランカップリング剤とを含んでなるポリマー硬
化型導電ペーストを用いて形成されたものであり、ま
た、電極５は通常のＣペースト、つまり、導電成分であ
るＣ（炭素）の粉末をエポキシ系やフェノール系などの
ような熱硬化性樹脂に分散してなるＣペーストを用いる
ことによって形成されたものとなっている。
【０００９】なお、この際におけるポリマー硬化型導電
ペーストが含む陰イオン交換体としては、無機物である
Ｚｒ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｐｂなどからな
る単独または複合した塩基性水酸化物や、有機物である
アミノ基，アンモニア基などを含んだ樹脂が挙げられ
る。シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリメトキシシランなどが挙げられ、導電ペーストを構
成する樹脂やフィラーに応じて任意のシランカップリン
グ剤を使用することが可能である。
ペーストが含む陰イオン交換体としては、無機物である
Ｚｒ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｐｂなどからな
る単独または複合した塩基性水酸化物や、有機物である
アミノ基，アンモニア基などを含んだ樹脂が挙げられ
る。シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリメトキシシランなどが挙げられ、導電ペーストを構
成する樹脂やフィラーに応じて任意のシランカップリン
グ剤を使用することが可能である。
【００１０】本実施例においては、平均粒径が０．１〜
１０μｍのＡｇ粉末と、エポキシ系樹脂と、アミン系硬
化剤と、α−テルピネオールとのそれぞれを７８：１
０：１：１１ｗｔ％の比率でもって配合してなる導電ペ
ーストを用意した。この導電ペーストに対してＳｂ−Ｂ
ｉ系の陰イオン交換体及びシランカップリング剤として
のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの各々
を１．０及び０．５重量部ずつ加えた後、３本ロールを
使用したうえで充分に混練することによって試料Ｎｏ．
１となる導電ペーストを調整した。なお、この際におけ
る陰イオン交換体及びシランカップリング剤の添加量
は、０．１ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下であること
が望ましい。すなわち、これらの添加量が０．１ｗｔ％
未満である場合には添加に伴う効果が不充分であり、
５．０ｗｔ％を超えると熱硬化性樹脂の架橋密度が低下
して良好な導電性及び接着性が得られなくなるからであ
る。
１０μｍのＡｇ粉末と、エポキシ系樹脂と、アミン系硬
化剤と、α−テルピネオールとのそれぞれを７８：１
０：１：１１ｗｔ％の比率でもって配合してなる導電ペ
ーストを用意した。この導電ペーストに対してＳｂ−Ｂ
ｉ系の陰イオン交換体及びシランカップリング剤として
のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの各々
を１．０及び０．５重量部ずつ加えた後、３本ロールを
使用したうえで充分に混練することによって試料Ｎｏ．
１となる導電ペーストを調整した。なお、この際におけ
る陰イオン交換体及びシランカップリング剤の添加量
は、０．１ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下であること
が望ましい。すなわち、これらの添加量が０．１ｗｔ％
未満である場合には添加に伴う効果が不充分であり、
５．０ｗｔ％を超えると熱硬化性樹脂の架橋密度が低下
して良好な導電性及び接着性が得られなくなるからであ
る。
【００１１】また、本実施例品である試料Ｎｏ．１の導
電ペーストに対する特性比較対象として試料Ｎｏ．２〜
Ｎｏ．４の導電ペーストを作製した。つまり、試料Ｎ
ｏ．２の導電ペーストは、Ａｇ粉末と、エポキシ系樹脂
と、アミン系硬化剤と、α−テルピネオールとを配合し
て調整されたものである。試料Ｎｏ．３の導電ペースト
は、試料Ｎｏ．２の導電ペーストに無機系の陰イオン交
換体のみを１．０ｗｔ％だけ加えて調整されたものであ
る。試料Ｎｏ．４の導電ペーストは、試料Ｎｏ．２の導
電ペーストに０．５ｗｔ％のシランカップリング剤のみ
を加えたものである。なお、ここでの試料Ｎｏ．１から
試料Ｎｏ．４までの導電ペーストそれぞれに対しては、
ＣｄＳ膜とのオーミック接触成分であるＩｎ粉末が約２
０ｗｔ％ずつ添加されている。
電ペーストに対する特性比較対象として試料Ｎｏ．２〜
Ｎｏ．４の導電ペーストを作製した。つまり、試料Ｎ
ｏ．２の導電ペーストは、Ａｇ粉末と、エポキシ系樹脂
と、アミン系硬化剤と、α−テルピネオールとを配合し
て調整されたものである。試料Ｎｏ．３の導電ペースト
は、試料Ｎｏ．２の導電ペーストに無機系の陰イオン交
換体のみを１．０ｗｔ％だけ加えて調整されたものであ
る。試料Ｎｏ．４の導電ペーストは、試料Ｎｏ．２の導
電ペーストに０．５ｗｔ％のシランカップリング剤のみ
を加えたものである。なお、ここでの試料Ｎｏ．１から
試料Ｎｏ．４までの導電ペーストそれぞれに対しては、
ＣｄＳ膜とのオーミック接触成分であるＩｎ粉末が約２
０ｗｔ％ずつ添加されている。
【００１２】さらに、引き続いて、ガラス基板１の表面
上に印刷されたＣｄＳ層２及びＣｄＴｅ層３のそれぞれ
をＮ2 雰囲気中において約６００℃の温度でもって焼き
付けた。次に、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．４までの導
電ペーストを用い、焼き付けることにより導電材とし、
ＣｄＳ層２上に電極４を形成した。一方、ＣｄＴｅ層３
上に電極５を形成することにより、図１で示した構造を
有する太陽電池が完成した。なお、各導電ペーストはＣ
ｄＳ層２に対してオーミック接触し、ＣｄＴｅ層３に対
してはオーミック接触していない。各々の太陽電池にお
けるフィルファクターと、ＣｄＳ層２に対する電極４の
接着強度とを、６０℃９５％ＲＨ（相対湿度）５００ｈ
ｒの条件下で測定してみたところ、表１で示すような測
定結果が得られた。
上に印刷されたＣｄＳ層２及びＣｄＴｅ層３のそれぞれ
をＮ2 雰囲気中において約６００℃の温度でもって焼き
付けた。次に、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．４までの導
電ペーストを用い、焼き付けることにより導電材とし、
ＣｄＳ層２上に電極４を形成した。一方、ＣｄＴｅ層３
上に電極５を形成することにより、図１で示した構造を
有する太陽電池が完成した。なお、各導電ペーストはＣ
ｄＳ層２に対してオーミック接触し、ＣｄＴｅ層３に対
してはオーミック接触していない。各々の太陽電池にお
けるフィルファクターと、ＣｄＳ層２に対する電極４の
接着強度とを、６０℃９５％ＲＨ（相対湿度）５００ｈ
ｒの条件下で測定してみたところ、表１で示すような測
定結果が得られた。
【００１３】
【表１】
【００１４】そして、この表１で示した測定結果から、
陰イオン交換体及びシランカップリング剤の双方を加え
た試料Ｎｏ．１の導電ペーストを用いると、フィルファ
クター及び接着強度が初期値と変わらず若しくは向上す
る傾向にあり、試料Ｎｏ．２の導電ペーストは勿論のこ
と、試料Ｎｏ．３及び試料Ｎｏ．４の導電ペーストを用
いた場合と比べても良好な測定結果が得られることが分
かる。
陰イオン交換体及びシランカップリング剤の双方を加え
た試料Ｎｏ．１の導電ペーストを用いると、フィルファ
クター及び接着強度が初期値と変わらず若しくは向上す
る傾向にあり、試料Ｎｏ．２の導電ペーストは勿論のこ
と、試料Ｎｏ．３及び試料Ｎｏ．４の導電ペーストを用
いた場合と比べても良好な測定結果が得られることが分
かる。
【００１５】なお、このような測定結果が得られたの
は、添加された陰イオン交換体がＣｄＳ膜中のＣｌイオ
ンを捕捉してＡｇ及びＩｎの腐食や樹脂成分の加水分解
を抑制することになり、また、シランカップリング剤の
添加に伴って電極の耐湿性が向上するためであると考え
られる。ところで、本実施例においては本発明を太陽電
池に適用しているが、光センサなどに対して本発明の適
用が可能であることも勿論である。
は、添加された陰イオン交換体がＣｄＳ膜中のＣｌイオ
ンを捕捉してＡｇ及びＩｎの腐食や樹脂成分の加水分解
を抑制することになり、また、シランカップリング剤の
添加に伴って電極の耐湿性が向上するためであると考え
られる。ところで、本実施例においては本発明を太陽電
池に適用しているが、光センサなどに対して本発明の適
用が可能であることも勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるポ
リマー硬化型導電ペーストは陰イオン交換体とシランカ
ップリング剤とを含んだものであるため、このポリマー
硬化型導電ペーストを用いて形成された電極のＣｌイオ
ンを含有した素地に対する接着性は、高湿度雰囲気中に
さらされることがあったとしても良好に維持されて確保
できることになる。そして、このような電極がｎ型半導
体層上に配設された太陽電池によれば、電極剥離やフィ
ルファクターの劣化が生じる恐れがないという効果が得
られる。
リマー硬化型導電ペーストは陰イオン交換体とシランカ
ップリング剤とを含んだものであるため、このポリマー
硬化型導電ペーストを用いて形成された電極のＣｌイオ
ンを含有した素地に対する接着性は、高湿度雰囲気中に
さらされることがあったとしても良好に維持されて確保
できることになる。そして、このような電極がｎ型半導
体層上に配設された太陽電池によれば、電極剥離やフィ
ルファクターの劣化が生じる恐れがないという効果が得
られる。
【図１】本実施例にかかる太陽電池の構造を簡略化して
示す断面図である。
示す断面図である。
２ ＣｄＳ膜（ｎ型半導体層：Ｃｌイオンを含有した
素地） ４ 電極
素地） ４ 電極
Claims (3)
- 【請求項１】陰イオン交換体とシランカップリング剤と
を含んでいることを特徴とするポリマー硬化型導電ペー
スト。 - 【請求項２】Ｃｌイオンを含有した素地上に形成された
電極であって、 陰イオン交換体とシランカップリング剤とを含んでなる
ポリマー硬化型導電材を用いて形成されたものであるこ
とを特徴とする電極。 - 【請求項３】ｎ型半導体層上には、陰イオン交換体とシ
ランカップリング剤とを含んでなるポリマー硬化型導電
材を用いて形成された電極が配設されていることを特徴
とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10778097A JPH10302543A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | ポリマー硬化型導電ペースト、電極及び太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10778097A JPH10302543A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | ポリマー硬化型導電ペースト、電極及び太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302543A true JPH10302543A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14467840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10778097A Pending JPH10302543A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | ポリマー硬化型導電ペースト、電極及び太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10302543A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012529149A (ja) * | 2009-06-01 | 2012-11-15 | 住友化学株式会社 | 電子デバイス用の改良電極のための組成物 |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10778097A patent/JPH10302543A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012529149A (ja) * | 2009-06-01 | 2012-11-15 | 住友化学株式会社 | 電子デバイス用の改良電極のための組成物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040518 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |