JPH10326522A - 太陽電池用導電性組成物 - Google Patents
太陽電池用導電性組成物Info
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- JPH10326522A JPH10326522A JP10045633A JP4563398A JPH10326522A JP H10326522 A JPH10326522 A JP H10326522A JP 10045633 A JP10045633 A JP 10045633A JP 4563398 A JP4563398 A JP 4563398A JP H10326522 A JPH10326522 A JP H10326522A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒子成長や緻密化といった厚膜電極の焼結作
用を促進できるとともに、低温焼成化が可能な導電性組
成物を提供する。 【解決手段】 Ａｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なく
とも１種類の金属もしくはその化合物と、有機ビヒクル
とからなることを特徴とする。Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少な
くとも１種類の金属もしくはその化合物の添加量は、Ａ
ｇ粉末１００重量部に対して０．２〜１６重量部の範囲
内である。
用を促進できるとともに、低温焼成化が可能な導電性組
成物を提供する。 【解決手段】 Ａｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なく
とも１種類の金属もしくはその化合物と、有機ビヒクル
とからなることを特徴とする。Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少な
くとも１種類の金属もしくはその化合物の添加量は、Ａ
ｇ粉末１００重量部に対して０．２〜１６重量部の範囲
内である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用導電性
組成物に関するものである。
組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より電子部品の厚膜電極用の導電性
組成物（以下、導電ペーストとする。）として、導電粉
末とガラスフリットを有機ビヒクルに分散させたものが
用いられてきた。この種の導電ペーストを、セラミック
基板あるいはセラミック部品等に印刷または塗布し、そ
の後、乾燥、焼成して有機成分を除去し、導電粒子を焼
結させて導電性被膜を形成する。
組成物（以下、導電ペーストとする。）として、導電粉
末とガラスフリットを有機ビヒクルに分散させたものが
用いられてきた。この種の導電ペーストを、セラミック
基板あるいはセラミック部品等に印刷または塗布し、そ
の後、乾燥、焼成して有機成分を除去し、導電粒子を焼
結させて導電性被膜を形成する。
【０００３】近年、省エネルギー化、低コスト化を目的
に、厚膜電極の焼成においてもその低温化が求められて
いるが、この場合、大気中で低温焼成できる材料として
は、固有抵抗が低く比較的安価なＡｇ粉末を用いた導電
ペースト（以下、Ａｇペーストとする。）がよく用いら
れてきた。しかしながら、Ａｇ粒子がネッキングし粒子
成長するためには焼成時にある程度の熱量を必要とする
ため、特に７００℃以下の低温で焼成する場合などでは
焼結不足となり、所望の導電性や膜強度が得られないこ
とがあった。
に、厚膜電極の焼成においてもその低温化が求められて
いるが、この場合、大気中で低温焼成できる材料として
は、固有抵抗が低く比較的安価なＡｇ粉末を用いた導電
ペースト（以下、Ａｇペーストとする。）がよく用いら
れてきた。しかしながら、Ａｇ粒子がネッキングし粒子
成長するためには焼成時にある程度の熱量を必要とする
ため、特に７００℃以下の低温で焼成する場合などでは
焼結不足となり、所望の導電性や膜強度が得られないこ
とがあった。
【０００４】一方、半導体素子、例えばＳｉ太陽電池の
電極形成用としても、Ａｇ粉末、ガラスフリットおよび
有機ビヒクルから構成されるＡｇペーストがよく用いら
れている。Ｓｉ太陽電池の代表的な例を図８に示す。ｎ
＋／ｐ／ｐ＋接合を形成したＳｉウェハ２３の受光面
に、反射防止膜２１（ＴｉＯ2）とＡｇ電極２５を形成
し、Ｓｉウェハ２３の裏面にＡｌ電極２７を形成した構
造である。受光面側Ａｇペーストは反射防止膜２１の上
からスクリーン印刷され、近赤外線炉で焼成される。こ
の時、Ａｇ電極２５が反射防止膜２１やＳｉウェハ２３
表面のＳｉＯ2などの絶縁被膜を貫通せず、かつ、Ｓｉ
とオーミックコンタクトしないとＳｉに対する接触抵抗
が増大する。その結果、太陽電池Ｖ−Ｉ特性の曲線因子
であるフィルファクタ（以下、ＦＦとする。）が劣化し
てしまう。比較的高温でＡｇペーストを焼き付けると接
触抵抗が低下しＦＦを向上できるが、この場合、Ａｇや
ガラス成分など電極からの拡散成分がＳｉウェハのｐｎ
接合を破壊し、電圧特性が劣化してしまう不具合が発生
していた。
電極形成用としても、Ａｇ粉末、ガラスフリットおよび
有機ビヒクルから構成されるＡｇペーストがよく用いら
れている。Ｓｉ太陽電池の代表的な例を図８に示す。ｎ
＋／ｐ／ｐ＋接合を形成したＳｉウェハ２３の受光面
に、反射防止膜２１（ＴｉＯ2）とＡｇ電極２５を形成
し、Ｓｉウェハ２３の裏面にＡｌ電極２７を形成した構
造である。受光面側Ａｇペーストは反射防止膜２１の上
からスクリーン印刷され、近赤外線炉で焼成される。こ
の時、Ａｇ電極２５が反射防止膜２１やＳｉウェハ２３
表面のＳｉＯ2などの絶縁被膜を貫通せず、かつ、Ｓｉ
とオーミックコンタクトしないとＳｉに対する接触抵抗
が増大する。その結果、太陽電池Ｖ−Ｉ特性の曲線因子
であるフィルファクタ（以下、ＦＦとする。）が劣化し
てしまう。比較的高温でＡｇペーストを焼き付けると接
触抵抗が低下しＦＦを向上できるが、この場合、Ａｇや
ガラス成分など電極からの拡散成分がＳｉウェハのｐｎ
接合を破壊し、電圧特性が劣化してしまう不具合が発生
していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ａｇ電極の焼結性を向
上させる手段としては、一般的にＰｂやＢｉをＡｇペー
スト中に添加することが知られている。しかし、これら
の添加元素は自らガラス化することでＡｇの焼結促進に
作用するため、その効果が得られる焼成温度は約７００
℃以上と高い。また、導電成分であるＡｇ粉末を微粒子
化して焼結開始温度を下げる試みもなされているが、こ
の場合はコスト高となり実用的ではない。
上させる手段としては、一般的にＰｂやＢｉをＡｇペー
スト中に添加することが知られている。しかし、これら
の添加元素は自らガラス化することでＡｇの焼結促進に
作用するため、その効果が得られる焼成温度は約７００
℃以上と高い。また、導電成分であるＡｇ粉末を微粒子
化して焼結開始温度を下げる試みもなされているが、こ
の場合はコスト高となり実用的ではない。
【０００６】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、粒子成長や緻密化といった厚膜電極の
焼結作用を促進できるとともに、低温焼成化が可能な太
陽電池用導電性組成物を提供することを目的とする。
れたものであり、粒子成長や緻密化といった厚膜電極の
焼結作用を促進できるとともに、低温焼成化が可能な太
陽電池用導電性組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために太陽電池用導電性組成物を完成するに至
った。本願第１の発明の太陽電池用導電性組成物は、Ａ
ｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類の金属
もしくはその化合物と、有機ビヒクルとからなることに
特徴がある。
解決するために太陽電池用導電性組成物を完成するに至
った。本願第１の発明の太陽電池用導電性組成物は、Ａ
ｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類の金属
もしくはその化合物と、有機ビヒクルとからなることに
特徴がある。
【０００８】Ａｇペースト中に添加されたＶ、Ｍｏ、Ｗ
あるいはそれらの化合物は、Ａｇペーストの焼成時にお
いて、４００℃前後の低温領域から導電成分であるＡｇ
粒子と固相反応を起こし、Ａｇ粒子表面に複合酸化物の
層を生成する（Ｖの場合はＡｇ4Ｖ2Ｏ7、Ｍｏの場合は
Ａｇ2ＭｏＯ4、Ｗの場合はＡｇ2ＷＯ4）。この反応層を
介してＡｇの拡散が起こるため、低温領域からＡｇのネ
ッキングと粒子成長が開始する。さらに昇温するとＡｇ
電極中に生成した複合酸化物相が融解し、生じた融液が
Ａｇ粒子の液相焼結を助長して、Ａｇ電極の焼結が促進
される。
あるいはそれらの化合物は、Ａｇペーストの焼成時にお
いて、４００℃前後の低温領域から導電成分であるＡｇ
粒子と固相反応を起こし、Ａｇ粒子表面に複合酸化物の
層を生成する（Ｖの場合はＡｇ4Ｖ2Ｏ7、Ｍｏの場合は
Ａｇ2ＭｏＯ4、Ｗの場合はＡｇ2ＷＯ4）。この反応層を
介してＡｇの拡散が起こるため、低温領域からＡｇのネ
ッキングと粒子成長が開始する。さらに昇温するとＡｇ
電極中に生成した複合酸化物相が融解し、生じた融液が
Ａｇ粒子の液相焼結を助長して、Ａｇ電極の焼結が促進
される。
【０００９】また、Ｓｉ太陽電池用受光面側Ａｇペース
トでＶ、Ｍｏ、Ｗあるいはそれらの化合物を添加した場
合、Ｓｉに対してオーミックコンタクトできるようにな
る理由は次のように考えられる。すなわち、電極焼成時
に生成した、Ａｇと添加元素間の複合酸化物相の融液
が、Ｓｉウェハ表面の反射防止膜やＳｉＯ2の絶縁被膜
を融解することで絶縁被膜中のＡｇの拡散を容易にし、
Ｓｉウェハに対する接触抵抗を下げることによる効果で
ある。Ｖ、Ｍｏ、ＷとＡｇとの固相反応が低温から開始
すること、および反応によって生じた複合酸化物が低融
点であることから、従来のものよりもその効果は大き
く、かつ添加量も少量で済む。その結果、電極の導電性
やハンダ付性を損ねることなく、Ｓｉ太陽電池特性ＦＦ
を確保することが可能となる。
トでＶ、Ｍｏ、Ｗあるいはそれらの化合物を添加した場
合、Ｓｉに対してオーミックコンタクトできるようにな
る理由は次のように考えられる。すなわち、電極焼成時
に生成した、Ａｇと添加元素間の複合酸化物相の融液
が、Ｓｉウェハ表面の反射防止膜やＳｉＯ2の絶縁被膜
を融解することで絶縁被膜中のＡｇの拡散を容易にし、
Ｓｉウェハに対する接触抵抗を下げることによる効果で
ある。Ｖ、Ｍｏ、ＷとＡｇとの固相反応が低温から開始
すること、および反応によって生じた複合酸化物が低融
点であることから、従来のものよりもその効果は大き
く、かつ添加量も少量で済む。その結果、電極の導電性
やハンダ付性を損ねることなく、Ｓｉ太陽電池特性ＦＦ
を確保することが可能となる。
【００１０】本願第２の発明の太陽電池用導電性組成物
は、Ａｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類
の金属もしくはその化合物と、ガラスフリットと、有機
ビヒクルとからなることに特徴がある。本願第２の発明
のように、必要に応じてガラスフリットを添加してもよ
い。
は、Ａｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類
の金属もしくはその化合物と、ガラスフリットと、有機
ビヒクルとからなることに特徴がある。本願第２の発明
のように、必要に応じてガラスフリットを添加してもよ
い。
【００１１】本願第３の発明の導電性組成物において
は、前記Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類の金属も
しくはその化合物の添加量は、前記Ａｇ粉末１００重量
部に対して０．２〜１６重量部の範囲内であることが好
ましい。
は、前記Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類の金属も
しくはその化合物の添加量は、前記Ａｇ粉末１００重量
部に対して０．２〜１６重量部の範囲内であることが好
ましい。
【００１２】すなわち、添加量が０．２重量部未満の場
合には、添加効果に乏しいため好ましくない。一方、添
加量が１６重量部を超える場合には、添加量が過剰で固
有抵抗が上昇してしまうため好ましくない。なお、さら
に好ましくは接合部の半田付け性の確保のためにも、添
加量がＡｇ粉末１００重量部に対して０．２〜３．０重
量部の範囲内である。
合には、添加効果に乏しいため好ましくない。一方、添
加量が１６重量部を超える場合には、添加量が過剰で固
有抵抗が上昇してしまうため好ましくない。なお、さら
に好ましくは接合部の半田付け性の確保のためにも、添
加量がＡｇ粉末１００重量部に対して０．２〜３．０重
量部の範囲内である。
【００１３】本願第４の発明の導電性組成物において
は、前記Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類の金属も
しくはその化合物の添加量は、前記導電性組成物１００
ｗｔ％のうち０．１〜１０ｗｔ％の範囲内であることが
好ましい。
は、前記Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類の金属も
しくはその化合物の添加量は、前記導電性組成物１００
ｗｔ％のうち０．１〜１０ｗｔ％の範囲内であることが
好ましい。
【００１４】すなわち、添加量が０．１ｗｔ％未満の場
合には、添加効果に乏しいため好ましくない。一方、添
加量が１０ｗｔ％を超える場合には、添加量が過剰で固
有抵抗が上昇してしまうため好ましくない。なお、さら
に好ましくは接合部の半田付け性の確保のためにも、添
加量が０．１〜２．０ｗｔ％の範囲内である。
合には、添加効果に乏しいため好ましくない。一方、添
加量が１０ｗｔ％を超える場合には、添加量が過剰で固
有抵抗が上昇してしまうため好ましくない。なお、さら
に好ましくは接合部の半田付け性の確保のためにも、添
加量が０．１〜２．０ｗｔ％の範囲内である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本願第１の発明および本願第２の
発明で用いられるＶ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類
の金属もしくはその化合物においては、その形状、粒
径、添加量等は必ずしも限定されるものではない。
発明で用いられるＶ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種類
の金属もしくはその化合物においては、その形状、粒
径、添加量等は必ずしも限定されるものではない。
【００１６】なお、Ｖ、Ｍｏ、Ｗの化合物とは、Ｖ
2Ｏ5、ＭｏＯ3などの酸化物、ＡｇＶＯ3、ＣｕＶ2Ｏ6な
どの複合酸化物、その他有機金属として含有するものな
ど、その形態は限定されるものではない。ただし、Ｓｉ
太陽電池の受光面側のＡｇ電極に用いる場合には、Ａｇ
ペースト中のガラスフリットに、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少
なくとも１種類の金属もしくはその化合物を固溶させて
添加することが好ましい。
2Ｏ5、ＭｏＯ3などの酸化物、ＡｇＶＯ3、ＣｕＶ2Ｏ6な
どの複合酸化物、その他有機金属として含有するものな
ど、その形態は限定されるものではない。ただし、Ｓｉ
太陽電池の受光面側のＡｇ電極に用いる場合には、Ａｇ
ペースト中のガラスフリットに、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少
なくとも１種類の金属もしくはその化合物を固溶させて
添加することが好ましい。
【００１７】本願第１の発明および本願第２の発明で用
いられる有機溶剤も特に限定されるものではなく、α−
テルピネオールなど導電ペーストに用いられる一般的な
ものが使用可能である。
いられる有機溶剤も特に限定されるものではなく、α−
テルピネオールなど導電ペーストに用いられる一般的な
ものが使用可能である。
【００１８】本願第２の発明で用いられるガラスフリッ
トの含有量は必ずしも限定されるものではなく、その組
成も限定されるものではないが、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系ガラスやＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、Ｚ
ｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスなどが代表的である。
トの含有量は必ずしも限定されるものではなく、その組
成も限定されるものではないが、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系ガラスやＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、Ｚ
ｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスなどが代表的である。
【００１９】次に、本発明を実施例に基づき、さらに具
体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
【００２０】
（実施例１）平均粒径１μｍのＡｇ粉末と、軟化点３５
０℃のＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスフリットと、
α−テルピネオール溶剤にセルロース樹脂を溶解して作
製した有機ビヒクルと、金属酸化物（Ｖ2Ｏ5、 Ｍｏ
Ｏ3、ＷＯ3）を表１に示す比率で調合し、３本ロールミ
ルで混練して導電ペーストを準備した。金属酸化物は平
均粒径１〜３μｍのものを用いた。なお、試料No.1と試
料No.10は上記金属酸化物を含まない比較例である。
０℃のＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスフリットと、
α−テルピネオール溶剤にセルロース樹脂を溶解して作
製した有機ビヒクルと、金属酸化物（Ｖ2Ｏ5、 Ｍｏ
Ｏ3、ＷＯ3）を表１に示す比率で調合し、３本ロールミ
ルで混練して導電ペーストを準備した。金属酸化物は平
均粒径１〜３μｍのものを用いた。なお、試料No.1と試
料No.10は上記金属酸化物を含まない比較例である。
【００２１】
【表１】
【００２２】得られたＡｇペーストをアルミナ基板上に
ライン幅４００μｍ、ライン長さ２００ｍｍのパターン
でスクリーン印刷し、１５０℃で５分間乾燥した後、近
赤外線ベルト炉を用いて５５０℃で５分間焼成し（ピー
ク保持時間１分間）、焼き付けたＡｇ電極を形成した。
次にライン両端間の電気抵抗と電極厚みを測定して、各
Ａｇ電極の固有抵抗ρを求めた。更にＡｇ電極の焼成面
をＳＥＭで観察し、Ａｇ結晶粒子の平均粒径を測長し求
めた。結果を表１に併せて示す。
ライン幅４００μｍ、ライン長さ２００ｍｍのパターン
でスクリーン印刷し、１５０℃で５分間乾燥した後、近
赤外線ベルト炉を用いて５５０℃で５分間焼成し（ピー
ク保持時間１分間）、焼き付けたＡｇ電極を形成した。
次にライン両端間の電気抵抗と電極厚みを測定して、各
Ａｇ電極の固有抵抗ρを求めた。更にＡｇ電極の焼成面
をＳＥＭで観察し、Ａｇ結晶粒子の平均粒径を測長し求
めた。結果を表１に併せて示す。
【００２３】表１の結果から明らかなように、試料No.3
〜No.6、No.8、No.9およびNo.11においてＡｇ粒子の焼
結成長が著しく、かつ固有抵抗が低下していることがわ
かる。なお、試料No.2ではＶ2Ｏ5の添加量が少なく充分
な添加効果が得られていない。逆に試料No.7では添加量
が過剰なために、固有抵抗が上昇する結果となった。
〜No.6、No.8、No.9およびNo.11においてＡｇ粒子の焼
結成長が著しく、かつ固有抵抗が低下していることがわ
かる。なお、試料No.2ではＶ2Ｏ5の添加量が少なく充分
な添加効果が得られていない。逆に試料No.7では添加量
が過剰なために、固有抵抗が上昇する結果となった。
【００２４】試料No.1、No.4、No.8およびNo.9の焼結面
ＳＥＭ写真を図１〜図４に示す。Ｖ2Ｏ5、 ＭｏＯ3、Ｗ
Ｏ3を添加したＡｇ電極の焼結面はＡｇのみの場合に比
べてネッキングと粒子成長が著しく進行していることが
わかる。なお、本発明にかかるＡｇペーストで形成した
Ａｇ電極の膜強度が、Ａｇのみの電極に比べて上昇する
ことをテープ剥離試験によって確認しているが、これは
ＳＥＭ写真にみられるような焼結構造に起因するものと
考えられる。
ＳＥＭ写真を図１〜図４に示す。Ｖ2Ｏ5、 ＭｏＯ3、Ｗ
Ｏ3を添加したＡｇ電極の焼結面はＡｇのみの場合に比
べてネッキングと粒子成長が著しく進行していることが
わかる。なお、本発明にかかるＡｇペーストで形成した
Ａｇ電極の膜強度が、Ａｇのみの電極に比べて上昇する
ことをテープ剥離試験によって確認しているが、これは
ＳＥＭ写真にみられるような焼結構造に起因するものと
考えられる。
【００２５】さらに試料No.1、No.4、No.8およびNo.9の
Ａｇペーストについて、焼成温度を４００℃から８５０
℃まで変化させた時のＡｇ粒子径の変化を、上記と同様
の方法で求めた。結果を図５に示す。本発明によりＡｇ
電極の焼結を低温領域から促進できることが、この結果
からも明らかである。
Ａｇペーストについて、焼成温度を４００℃から８５０
℃まで変化させた時のＡｇ粒子径の変化を、上記と同様
の方法で求めた。結果を図５に示す。本発明によりＡｇ
電極の焼結を低温領域から促進できることが、この結果
からも明らかである。
【００２６】（実施例２）平均粒径１μｍのＡｇ粉末
と、軟化点３５０℃のＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラ
スフリットと、α−テルピネオ−ル溶剤にセルロース樹
脂を溶解して作製した有機ビヒクルと、添加物（Ｖ
2Ｏ5、ＡｇＶＯ3、Ｖレジネート、 ＭｏＯ3、ＷＯ3）を
表２に示す比率で調合し、３本ロールミルで混練して導
電ペーストを準備した。金属酸化物は平均粒径１〜３μ
ｍのものを使用し、Ｖレジネートには金属含有量が５ｗ
ｔ％のものを用いた。なお、試料No.1は上記添加物を含
まない比較例であり、試料No.2はＰ化合物としてＡｇ3
ＰＯ4を添加した比較例である。
と、軟化点３５０℃のＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラ
スフリットと、α−テルピネオ−ル溶剤にセルロース樹
脂を溶解して作製した有機ビヒクルと、添加物（Ｖ
2Ｏ5、ＡｇＶＯ3、Ｖレジネート、 ＭｏＯ3、ＷＯ3）を
表２に示す比率で調合し、３本ロールミルで混練して導
電ペーストを準備した。金属酸化物は平均粒径１〜３μ
ｍのものを使用し、Ｖレジネートには金属含有量が５ｗ
ｔ％のものを用いた。なお、試料No.1は上記添加物を含
まない比較例であり、試料No.2はＰ化合物としてＡｇ3
ＰＯ4を添加した比較例である。
【００２７】
【表２】
【００２８】得られたＡｇペーストを図６に示すような
電極間隔の異なるパターンを用いて、予め０．１μｍの
反射防止膜１１（ＴｉＯ2）がコーティングされたＳｉ
ウエハ１３の受光面側（ｎ＋側）にスクリーン印刷し
た。試料を１５０℃で５分間乾燥した後、近赤外線ベル
ト炉にて７５０℃で５分間焼成し（ピーク保持時間１分
間）、焼き付けたＡｇ電極１５を形成した。次に、間隔
の異なる対向電極間の電気抵抗を数点測定し、電極間距
離を０に外挿した時の抵抗値を算出、この値をＳｉに対
する接触抵抗値Ｒｃとした。
電極間隔の異なるパターンを用いて、予め０．１μｍの
反射防止膜１１（ＴｉＯ2）がコーティングされたＳｉ
ウエハ１３の受光面側（ｎ＋側）にスクリーン印刷し
た。試料を１５０℃で５分間乾燥した後、近赤外線ベル
ト炉にて７５０℃で５分間焼成し（ピーク保持時間１分
間）、焼き付けたＡｇ電極１５を形成した。次に、間隔
の異なる対向電極間の電気抵抗を数点測定し、電極間距
離を０に外挿した時の抵抗値を算出、この値をＳｉに対
する接触抵抗値Ｒｃとした。
【００２９】次に、直径４インチ（10.16ｃｍ）のｐｎ
接合型Ｓｉウエハ１３の裏面側（ｐ側）にＡｌ電極ペー
ストを全面に塗布する一方、０．１μｍの反射防止膜１
１（ＴｉＯ2）をコーティングした受光面側（ｎ＋側）
に上記Ａｇペーストをライン幅２００μｍ、ライン間隔
５ｍｍで格子状にスクリーン印刷した。そして１５０℃
で５分間乾燥した後、近赤外線ベルト炉で７５０℃５分
間焼成し、焼き付けたＡｇ電極１５を形成することによ
り、図７のＳｉ太陽電池セル１７を得た。得られた各Ｓ
ｉ太陽電池セルについて、ＦＦならびに格子状電極の半
田付け性を調べた。結果を接触抵抗値Ｒｃと併せて表２
に示す。なお、半田付け性の結果において、○は半田濡
れ面積が電極面積の７５％以上、△は半田濡れ面積が電
極面積の５０〜７５％、×は半田濡れ面積が電極面積の
５０％以下を示す。
接合型Ｓｉウエハ１３の裏面側（ｐ側）にＡｌ電極ペー
ストを全面に塗布する一方、０．１μｍの反射防止膜１
１（ＴｉＯ2）をコーティングした受光面側（ｎ＋側）
に上記Ａｇペーストをライン幅２００μｍ、ライン間隔
５ｍｍで格子状にスクリーン印刷した。そして１５０℃
で５分間乾燥した後、近赤外線ベルト炉で７５０℃５分
間焼成し、焼き付けたＡｇ電極１５を形成することによ
り、図７のＳｉ太陽電池セル１７を得た。得られた各Ｓ
ｉ太陽電池セルについて、ＦＦならびに格子状電極の半
田付け性を調べた。結果を接触抵抗値Ｒｃと併せて表２
に示す。なお、半田付け性の結果において、○は半田濡
れ面積が電極面積の７５％以上、△は半田濡れ面積が電
極面積の５０〜７５％、×は半田濡れ面積が電極面積の
５０％以下を示す。
【００３０】表２の結果から明らかなように、試料No.3
〜No.13で、接触抵抗が１Ω以下に低減でき、その結果
ＦＦが０．７以上と従来のペーストに比べて著しく向上
している。また、本発明にかかるＡｇペーストで形成し
たＡｇ電極は従来のＰ化合物を添加したＡｇ電極に比べ
て半田付け性が向上しており、Ｓｉ太陽電池特性と半田
付け性の両立が可能となった。
〜No.13で、接触抵抗が１Ω以下に低減でき、その結果
ＦＦが０．７以上と従来のペーストに比べて著しく向上
している。また、本発明にかかるＡｇペーストで形成し
たＡｇ電極は従来のＰ化合物を添加したＡｇ電極に比べ
て半田付け性が向上しており、Ｓｉ太陽電池特性と半田
付け性の両立が可能となった。
【００３１】
【発明の効果】本発明の太陽電池用導電性組成物を用い
れば、Ａｇ電極の焼結性を著しく促進させることができ
る。特に７００℃以下の低温焼成における電極の導電性
や膜強度を向上させることができ、よって低温焼成化に
よる低コスト化や、基板素子の処理温度に上限制約があ
る場合（ガラス基板、Ｎｉメッキを施したサーミスタ素
子など）の電極形成に寄与することが可能である。
れば、Ａｇ電極の焼結性を著しく促進させることができ
る。特に７００℃以下の低温焼成における電極の導電性
や膜強度を向上させることができ、よって低温焼成化に
よる低コスト化や、基板素子の処理温度に上限制約があ
る場合（ガラス基板、Ｎｉメッキを施したサーミスタ素
子など）の電極形成に寄与することが可能である。
【００３２】よって、Ｓｉ太陽電池の受光面側Ａｇ電極
に適用した場合、半田付け性を損なうことなくオーミッ
ク電極を形成することができ、Ｓｉ太陽電池特性ＦＦを
従来の０．５程度から実用範囲である０．７以上に向上
させることができる。また、電極焼成後に安定したＦＦ
が得られるため、従来特性を回復させるために行われて
いた酸処理などの後工程を省略することができ、Ｓｉ太
陽電池のコストダウンにも寄与することができる。
に適用した場合、半田付け性を損なうことなくオーミッ
ク電極を形成することができ、Ｓｉ太陽電池特性ＦＦを
従来の０．５程度から実用範囲である０．７以上に向上
させることができる。また、電極焼成後に安定したＦＦ
が得られるため、従来特性を回復させるために行われて
いた酸処理などの後工程を省略することができ、Ｓｉ太
陽電池のコストダウンにも寄与することができる。
【図１】試料No.1の焼結面のＳＥＭの写真である。
【図２】試料No.4の焼結面のＳＥＭの写真である。
【図３】試料No.8の焼結面のＳＥＭの写真である。
【図４】試料No.9の焼結面のＳＥＭの写真である。
【図５】焼成温度とＡｇの平均粒子径との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】測定サンプルを示す平面図である。
【図７】Ｓｉ太陽電池セルを示す平面図である。
【図８】Ｓｉ太陽電池を示す説明図である。
１１ 反射防止膜 １３ Ｓｉウェハ １５ Ａｇ電極 １７ Ｓｉ太陽電池セル
Claims (6)
- 【請求項１】 Ａｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なく
とも１種類の金属もしくはその化合物と、有機ビヒクル
とからなることを特徴とする太陽電池用導電性組成物。 - 【請求項２】 Ａｇ粉末と、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なく
とも１種類の金属もしくはその化合物と、ガラスフリッ
トと、有機ビヒクルとからなることを特徴とする太陽電
池用導電性組成物。 - 【請求項３】 前記Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種
類の金属もしくはその化合物の添加量が、前記Ａｇ粉末
１００重量部に対して０．２〜１６重量部の範囲内であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太
陽電池用導電性組成物。 - 【請求項４】 前記Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種
類の金属もしくはその化合物の添加量が、前記太陽電池
用導電性組成物１００ｗｔ％のうち０．１〜１０ｗｔ％
の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の太陽電池用導電性組成物。 - 【請求項５】 前記Ｖ金属もしくはその化合物の添加量
が、前記Ａｇ粉末１００重量部に対して０．２〜３．０
重量部の範囲内であることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の太陽電池用導電性組成物。 - 【請求項６】 前記Ｖ金属もしくはその化合物の添加量
が、前記太陽電池用導電性組成物１００ｗｔ％のうち
０．１〜２．０ｗｔ％含有することを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の太陽電池用導電性組成物。
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| JP9-69476 | 1997-03-24 | ||
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-
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