KR20150087194A - 저온 소성용 도전성 조성물 및 태양 전지 셀 - Google Patents

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oxide
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요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 저온 소성용 도전성 조성물 및 그것을 집전 전극에 이용한 태양 전지 셀을 제공하는 것이다. 본 발명의 저온 소성용 도전성 조성물은, 도전성 입자 (A)와 경화성 수지 (B)와 금속 산화물 (C)를 함유하고, 상기 금속 산화물 (C)가 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연이고, 200℃ 이하의 온도로 소성을 행하는 저온 소성용 도전성 조성물이다.

Description

저온 소성용 도전성 조성물 및 태양 전지 셀{CONDUCTIVE COMPOSITION FOR LOW TEMPERATURE FIRING AND SOLAR CELL}
본 발명은, 저온 소성용 도전성 조성물 및 그것을 집전 전극에 이용한 태양 전지 셀에 관한 것이다.
종래, 은 입자 등의 도전성 입자에 열가소성 수지(예를 들어, 아크릴 수지, 초산 비닐 수지 등)나 열경화성 수지(예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등) 등으로 이루어지는 바인더, 유기 용제, 경화제, 촉매 등을 첨가하고 혼합하여 얻어지는 도전성 페이스트(도전성 조성물)를, 기판(예를 들어 실리콘 기판, 에폭시 수지 기판 등) 상에 소정의 패턴으로 되도록 인쇄하고, 이것들을 가열하여 전극이나 배선을 형성하여, 태양 전지 셀이나 프린트 배선판을 제조하는 방법이 알려져 있다.
이와 같은 도전성 조성물로서, 예를 들어, 특허 문헌 1에는, 「은 분말, 폴리이미드 실리콘 수지 및 유기 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 소성용 도전성 페이스트 조성물.」이 기재되어 있다([청구항 1]).
또한, 특허 문헌 2에는, 「실리콘 수지와 도전성 분말과 열경화성 성분과 경화제와 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.」이 기재되어 있고([청구항 1]), 열경화성 성분으로서, 소정의 에폭시 수지 등을 특정량 배합하는 것이 기재되어 있다([청구항 3]).
나아가, 특허 문헌 3에서는, 본 출원인에 의하여, 「은분(銀粉) (A)와 지방산 은염(銀鹽) (B)와 수지 (C)와 용매 (D)를 함유하는 도전성 조성물이고, 상기 지방산 은염 (B)가, 카르복시은염기(-COOAg)를 1개 가지고, 또한, 수산기(-OH)를 1개 또는 2개 가지는 화합물이며, 산화은의 함유량이 상기 용매 (D) 100질량부에 대하여 10질량부 이하인 도전성 조성물.」이 제안되어 있고([청구항 1]), 수지 (C)로서, 「에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 및 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종」이 기재되어 있다([청구항 6]).
특허 문헌 1 : 일본국 공개특허공보 특개2007-184153호 특허 문헌 2 : 일본국 공개특허공보 특개2007-224191호 특허 문헌 3 : 일본국 공개특허공보 특개2012-023095호
그렇지만, 본 발명자가, 특허 문헌 1 ~ 3을 참고로 에폭시 수지나 실리콘 수지를 배합한 도전성 조성물에 관하여 검토하였는데, 형성되는 전극이나 배선(이하, 전극 등이라고도 한다)의 체적 저항률은 낮아지지만, 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 투명 도전층(예를 들어, 투명 도전 산화물층(TCO))에 전극 등을 형성하였을 때에, 접촉 저항이 높아지는 경우가 있는 것이 분명해졌다.
그래서, 본 발명은, 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 저온 소성용 도전성 조성물 및 그것을 집전 전극에 이용한 태양 전지 셀을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의(銳意) 검토한 결과, 경화성 수지와 함께, 금속 산화물로서 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연을 배합하는 것에 의하여, 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 낮은 전극 등이 형성되는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명자들은, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내었다.
(1) 도전성 입자 (A)와 경화성 수지 (B)와 금속 산화물 (C)를 함유하고,
상기 금속 산화물 (C)가, 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연이고,
200℃ 이하의 온도로 소성을 행하는 저온 소성용 도전성 조성물.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 도전성 입자 (A)가, 은 입자 및/또는 동 입자인 저온 소성용 도전성 조성물.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 경화성 수지 (B)가, 에폭시 수지 및/또는 오르가노폴리실록산인 저온 소성용 도전성 조성물.
(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 오르가노폴리실록산이, 페닐기 및/또는 비닐기를 가지는 저온 소성용 도전성 조성물.
(5) 상기 (1) ~ (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 경화성 수지 (B)의 함유량이, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 2 ~ 20질량부인 저온 소성용 도전성 조성물.
(6) 상기 (1) ~ (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 산화물 (C)의 함유량이, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 0.1 ~ 5질량부인 저온 소성용 도전성 조성물.
(7) 상기 (1) ~ (6) 중 어느 하나에 기재된 저온 소성용 도전성 조성물을 집전 전극의 형성에 이용하고,
상기 집전 전극의 하지층(下地層)으로서 투명 도전층을 구비하는 태양 전지 셀.
(8) 상기 (7)에 기재된 태양 전지 셀을 이용한 태양 전지 모듈.
이하에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 도전성 조성물 및 그것을 집전 전극에 이용한 태양 전지 셀을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 저온 소성용 도전성 조성물을 이용하면, 200℃ 이하의 저온 소성이어도, 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 낮은 전극 등을 형성할 수 있기 때문에, 태양 전지 셀(특히 후술하는 호적(好適) 태양(態樣))로의 열에 의한 데미지를 경감할 수 있는 효과도 가져, 매우 유용하다.
나아가, 본 발명의 저온 소성용 도전성 조성물을 이용하면, 예를 들어 PET 필름 등의 내열성이 낮은 재료 상에도 전자 회로, 안테나 등의 회로를 용이하게 또한 단시간에 제작할 수 있기 때문에 매우 유용하다.
도 1은 태양 전지 셀의 호적 태양을 도시하는 단면도이다.
〔도전성 조성물〕
본 발명의 저온 소성용 도전성 조성물(이하, 「본 발명의 도전성 조성물」이라고도 생략한다.)은, 도전성 입자 (A)와 경화성 수지 (B)와 금속 산화물 (C)를 함유하고, 상기 금속 산화물 (C)가 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연이고, 200℃ 이하의 온도로 소성을 행하는 저온 소성용의 도전성 조성물이다.
본 발명에 있어서는, 도전성 입자 (A)에 대하여, 경화성 수지 (B)와 함께, 금속 산화물 (C)로서 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연을 배합하는 것에 의하여, 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 도전성 조성물로 된다.
이것은, 상세하게는 분명하지는 않지만, 금속 산화물 (C)가, 투명 도전층을 형성하는 재료(예를 들어 금속 산화물 등)와 성분이 가깝고, 전극 등과 투명 도전층과의 친화성이 높아지며, 그 결과, 투명 도전층과의 젖음성이 높아지는 것으로부터, 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 표면의 미세한 텍스처(요철) 구조 안에도 금속 산화물 (C)를 함유하는 본 발명의 도전성 조성물이 비집고 들어가기 쉬워졌기 때문이라고 생각된다.
이것은, 후술하는 비교예에 나타내는 바와 같이, 금속 산화물 (C)를 배합하지 않는 경우에는, 형성되는 전극 등의 접촉 저항도 높아진다고 하는 사실로부터도 추측된다.
이하에, 도전성 입자 (A), 경화성 수지 (B) 및 금속 산화물 (C) 및 소망에 따라 함유하여도 무방한 다른 성분에 관하여 상술(詳述)한다.
＜도전성 입자 (A)＞
본 발명의 도전성 조성물에서 이용하는 도전성 입자 (A)는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 전기 저항률이 20×10-6Ω·cm 이하의 금속 재료를 이용할 수 있다.
상기 금속 재료로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni) 등을 들 수 있고, 이것들을 1종 단독으로 이용하여도 무방하고, 2종 이상을 병용하여도 무방하다.
이것들 중, 보다 낮은 체적 저항률의 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 은, 동인 것이 바람직하고, 은인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 상기 도전성 입자 (A)는, 인쇄성이 양호하게 되는 이유로부터, 평균 입자경이 0.5 ~ 10μm의 금속 분말을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 금속 분말 중, 보다 낮은 체적 저항률의 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 구상(球狀)의 은 입자 및/또는 동 입자를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 덧붙여, 동 입자는, 내산화성을 개선하는 관점으로부터, 유기 화합물, 무기 화합물, 무기 산화물, 동 이외의 금속 등으로 표면을 개질 또는 피복한 동 입자를 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, 평균 입자경이란, 금속 분말의 입자경의 평균값을 말하고, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치를 이용하여 측정된 50% 체적 누적 직경(D50)을 말한다. 덧붙여, 평균값을 산출하는 기가 되는 입자경은, 금속 분말의 단면이 타원형인 경우는 그 장경(長徑)과 단경(短徑)의 합계값을 2로 나눈 평균값을 말하고, 정원형(正圓形)인 경우는 그 직경을 말한다.
또한, 구상이란, 장경/단경의 비율이 2 이하의 입자의 형상을 말한다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 도전성 입자 (A)의 평균 입자경은, 인쇄성이 보다 양호하게 되는 이유로부터, 0.7 ~ 5.0μm인 것이 바람직하고, 소결 속도가 적당하게 되고 작업성에 뛰어난 이유로부터, 1.0 ~ 3.0μm인 것이 보다 바람직하다.
나아가, 본 발명에 있어서는, 상기 도전성 입자 (A)로서 시판품을 이용할 수 있다.
상기 은 입자의 시판품의 구체예로서는, AG2-1C(평균 입자경: 1.0μm, DOWA 일렉트로닉스샤(DOWA Electronics Materials Co., Ltd.)제), AG4-8F(평균 입자경: 2.2μm, DOWA 일렉트로닉스샤제), AG3-11F(평균 입자경: 1.4μm, DOWA 일렉트로닉스샤제), AgC-102(평균 입자경: 1.5μm, 후쿠다 킨조쿠 하쿠훈 코교샤(福田金屬箔粉工業社)제), AgC-103(평균 입자경: 1.5μm, 후쿠다 킨조쿠 하쿠훈 코교샤제), EHD(평균 입자경: 0.5μm, 미츠이 킨조쿠샤(三井金屬社)제) 등을 들 수 있다.
＜경화성 수지 (B)＞
본 발명의 도전성 조성물에서 이용하는 경화성 수지 (B)는, 열경화성 수지이면 특별히 한정되지 않는다.
상기 열경화성 수지로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 에폭시 수지, 오르가노폴리실록산, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있고, 이것들을 1종 단독으로 이용하여도 무방하고, 2종 이상을 병용하여도 무방하다.
이것들 중, 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 되고, 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있으며, 또한, 도막 강도가 높아지고, 형성되는 전극 등의 강도가 향상하는 이유로부터, 후술하는 에폭시 수지 및/또는 오르가노폴리실록산인 것이 바람직하고, 에폭시 수지 및 오르가노폴리실록산을 병용하는 것이 보다 바람직하다.
　(에폭시 수지)
상기 에폭시 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 옥시란(oxirane) 환(에폭시기)을 가지는 화합물로 이루어지는 수지이면 특별히 한정되지 않고, 일반적으로, 에폭시 당량이 90 ~ 2000인 것이다.
이와 같은 에폭시 수지로서는, 종래 공지의 에폭시 수지를 이용할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들어, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 브롬화 비스페놀 A형, 수첨(水添) 비스페놀 A형, 비스페놀 S형, 비스페놀 AF형, 비페닐형 등의 비스페닐기를 가지는 에폭시 화합물이나, 폴리알킬렌 글리콜형, 알킬렌 글리콜형의 에폭시 화합물이나, 나프탈렌 환을 가지는 에폭시 화합물이나, 플루오렌기를 가지는 에폭시 화합물 등의 2관능형의 글리시딜 에테르계 에폭시 수지;
페놀 노볼락형, 오르소크레졸 노볼락형, 트리스히드록시페닐 메탄형, 테트라페닐롤 에탄형 등의 다관능형의 글리시딜 에테르계 에폭시 수지;
다이머산 등의 합성 지방산의 글리시딜 에스테르계 에폭시 수지;
N,N,N',N'-테트라글리시딜 디아미노디페닐메탄(TGDDM), 테트라글리시딜 디아미노디페닐술폰(TGDDS), 테트라글리시딜-m-크실렌디아민(TGMXDA), 트리글리시딜-p-아미노페놀, 트리글리시딜-m-아미노페놀, N,N-디글리시딜아닐린, 테트라글리시딜 1,3-비스아미노메틸시클로헥산(TG1, 3-BAC), 트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC) 등의 글리시딜 아민계 에폭시 수지;
트리시클로〔5,2,1,02,6〕데칸 환을 가지는 에폭시 화합물, 구체적으로는, 예를 들어, 디시클로펜타디엔과 메타크레졸 등의 크레졸류 또는 페놀류를 중합시킨 후, 에피클로로히드린을 반응시키는 공지의 제조 방법에 따라 얻을 수 있는 에폭시 화합물;
지환형 에폭시 수지; 토레 티오콜샤(Toray Thiokol Co., Ltd)제의 플렙(FLEP) 10으로 대표되는 에폭시 수지 주쇄(主鎖)에 유황 원자를 가지는 에폭시 수지; 우레탄 결합을 가지는 우레탄 변성 에폭시 수지; 폴리부타디엔, 액상(液狀) 폴리아크릴로니트릴-부타디엔 고무 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)를 함유하는 고무 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
이것들은 1종 단독으로 이용하여도, 2종 이상을 병용하여도 무방하다.
또한, 이것들 중, 경화성, 내열성, 내구성 및 코스트의 관점으로부터, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 상기 에폭시 수지는, 경화 수축이 적은 에폭시 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 기판인 실리콘 웨이퍼는 파손되기 쉽기 때문에, 경화 수축이 큰 에폭시 수지를 이용하면, 웨이퍼의 갈라짐이나 깨짐의 원인이 된다. 요즈음에는, 저코스트화를 위하여, 실리콘 웨이퍼의 박형화(薄型化)가 진행되고 있으며, 경화 수축이 적은 에폭시 수지는, 웨이퍼의 휨을 억제하는 효과도 겸비한다.
경화 수축을 저감하고, 또한, 체적 저항률이 보다 낮으며, 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 되고, 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드가 부가된 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
여기서, 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드가 부가된 에폭시 수지는, 예를 들어, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등을 에피클로로히드린과 반응시켜 에폭시 수지를 조제할 때에, 에틸렌 및/또는 프로필렌을 첨가하여 부가(변성)하는 것으로 얻을 수 있다.
에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드가 부가된 에폭시 수지로서는 시판품을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는, 에틸렌 옥시드 부가 비스페놀 A형 에폭시 수지(BEO-60E, 신니혼 리카샤(新日本理化社)제), 프로필렌 옥시드 부가 비스페놀 A형 에폭시 수지(BPO-20E, 신니혼 리카샤제), 프로필렌 옥시드 부가 비스페놀 A형 에폭시 수지(EP-4010S, ADEKA샤(ADEKA CORPORATION)제), 프로필렌 옥시드 부가 비스페놀 A형 에폭시 수지(EP-4000S, ADEKA샤제) 등을 들 수 있다.
에폭시 수지의 경화 수축을 조정하는 별도의 수법으로서, 다른 분자량의 에폭시 수지를 2종류 이상 병용하는 것을 들 수 있다.
그 중에서도, 체적 저항률이 보다 낮고, 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호해지며, 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 에폭시 당량이 1500 ~ 4000g/eq의 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B1) 및 에폭시 당량이 1000g/eq 이하의 다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지 (B2) 또는 1000g/eq 이하의 희석 타입의 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B3)을 병용하는 것이 바람직하다.
　　(비스페놀 A형 에폭시 수지 (B1))
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B1)은, 에폭시 당량이 1500 ~ 4000g/eq의 비스페놀 A형 에폭시 수지이다.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B1)은, 에폭시 당량이 상기 범위이기 때문에, 상기대로 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B1)을 병용하면, 본 발명의 도전성 조성물의 경화 수축이 억제되어, 기판이나 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 된다. 보다 체적 저항률이 낮아지는 것으로부터, 에폭시 당량은 2000 ~ 4000g/eq인 것이 바람직하고, 2000 ~ 3500g/eq인 것이 보다 바람직하다.
　　(다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지 (B2))
상기 다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지 (B2)는, 에폭시 당량이 1000g/eq 이하의 다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지이다.
상기 다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지 (B2)는, 에폭시 당량이 상기 범위이기 때문에, 상기대로 다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지 (B2)를 병용하면, 본 발명의 도전성 조성물의 점도가 양호하게 되고, 인쇄성이 양호하게 된다.
또한, 상기 다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지 (B2)의 에폭시 당량은, 스크린 인쇄를 할 때의 점도가 적당하게 되는 이유로부터, 100 ~ 400g/eq인 것이 바람직하고, 100 ~ 300g/eq인 것이 보다 바람직하다.
　　(희석 타입의 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B3))
희석 타입의 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B3)은, 에폭시 당량이 1000g/eq 이하의 비스페놀 A형 에폭시 수지이다. 에폭시 수지의 특성을 해치지 않고 반응성 희석제를 이용하여 저점도화한 것이다.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B3)은, 에폭시 당량이 상기 범위이기 때문에, 상기대로 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B3)을 병용하면, 본 발명의 도전성 조성물의 점도가 양호하게 되고, 인쇄성이 양호하게 된다.
또한, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 (B3)의 에폭시 당량은, 스크린 인쇄를 할 때의 점도가 적당하게 되는 이유로부터, 100 ~ 400g/eq인 것이 바람직하고, 100 ~ 300g/eq인 것이 보다 바람직하다.
　(오르가노폴리실록산)
상기 오르가노폴리실록산은, 이하에 나타내는 4개의 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 반복 단위로 구성되는 중합체를 말한다.
Figure pct00001
상기 식 (S-1) ~ (S-3)으로 나타내지는 반복 단위 중, R은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환의 1가의 탄화수소기를 나타낸다.
또한, R로서는, 예를 들어, 탄소수 1 ~ 12의 알킬기, 탄소수 2 ~ 12의 알케닐기, 탄소수 6 ~ 12의 아릴기를 들 수 있다.
상기 알킬기로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 도데실기 등을 들 수 있다.
상기 알케닐기로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 비닐기, 부테닐기, 펜테닐기, 알릴기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 활성이 높고, 반응성이 높은 이유로부터, R의 적어도 1개가 비닐기인 것이 바람직하다.
상기 아릴기로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, π-π 상호 작용에 의하여 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 되는 이유로부터, R의 적어도 1개가 페닐기인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 되고, 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 상기 오르가노폴리실록산 (B)는, 적어도 상기 식 (S-3)으로 나타내지는 T 단위 또는 상기 식 (S-4)로 나타내지는 Q 단위를 포함하는 것, 즉, 가교 구조를 가지는 실리콘 레진인 것이 바람직하다.
상기 실리콘 레진으로서는, 예를 들어, 하기 식 (1)로 나타내지는 오르가노폴리실록산을 들 수 있다. 덧붙여, 하기 식 (1)로 나타내지는 오르가노폴리실록산의 중량 평균 분자량은, 500 ~ 50000 정도인 것이 바람직하다.
(RSiO3 /2)a(R2SiO2 /2)b(R3SiO1 /2)c(SiO4 /2)d(XO1 /2)e ··· (1)
{식 중, R은 상기 식 (S-1) ~ (S-3)에 있어서 설명한 것과 마찬가지이고, X는 수소 원자 또는 알킬기이다. 또한, a는 정수이고, b, c, d 및 e는 각각 독립적으로 0 또는 정수이고, b/a는 0 ~ 10의 수이고, c/a는 0 ~ 0.5의 수이고, d/(a＋b＋c＋d)는 0 ~ 0.3의 수이고, e/(a＋b＋c＋d)는 0 ~ 0.4의 수이다.}
상기 식 (1) 중, X로서의 알킬기는, 상기 식 (S-1) ~ (S-3)에 있어서의 R로서 설명한 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다.
또한, 상기 식 (1)의 R에 있어서의 호적예인 페닐기 또는 비닐기의 함유(도입) 비율은, R의 합계에 대하여 10몰% 이상인 것이 바람직하고, 25몰% 이상인 것이 보다 바람직하고, 50몰% 이상인 것이 한층 더 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 상기 오르가노폴리실록산은, 상술한 바와 같이 페닐기 및/또는 비닐기를 가지고 있는 것이 바람직하고, 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 되는 이유로부터, 한층 더 에폭시기를 가지고 있는 것이 바람직하다.
여기서, 에폭시기를 가지는 태양으로서는, 예를 들어, 상기 식 (1)에 있어서의 R이, 2,3-에폭시 프로필기, 3,4-에폭시 부틸기, 4,5-에폭시 펜틸기 등의 에폭시 알킬기; 2-글리시독시 에틸기, 3-글리시독시 프로필기, 4-글리시독시 부틸기 등의 글리시독시 알킬기; 2-(3,4-에폭시 시클로헥실)에틸기, 3-(3,4-에폭시 시클로헥실)프로필기 등의 에폭시 시클로헥실 알킬기인 태양을 들 수 있다.
다른 태양으로서는, 후술하는 실시예에 있어서 나타내는 바와 같이, 페닐기 및/또는 비닐기를 가지는 오르가노폴리실록산과 에폭시 실란을 반응시키는 것에 의하여 에폭시기를 도입하는 태양을 들 수 있다.
또한, 상기 식 (1)의 R에 있어서의 임의의 에폭시기의 함유(도입) 비율은, R의 합계에 대하여 0.1몰% 이상 20몰% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 상기 오르가노폴리실록산으로서는, 이하에 나타내는 시판품을 이용할 수 있다.
·KR-220L〔중량 평균 분자량: 5000, 관능기: 없음, 평균 분자식: CH3SiO3 /2, 신에츠 카가쿠 코교샤(信越化學工業社)제〕
·217Flake〔중량 평균 분자량: 2000, 수산기 함유량: 7중량%, 페닐기 함유량: 100몰%, 평균 분자식: (PhSiO3 /2)1.0(HO1 /2)0.57, 토레·다우코닝샤(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)제〕
·TMS217〔중량 평균 분자량: 2000, 수산기 함유량: 2중량%, 페닐기 함유량: 100몰%, 상술의 217Flake에 트리메틸실릴기로 말단 봉지(封止) 처리를 실시한 실리콘 레진, 토레·다우코닝샤제〕
·SH6018〔중량 평균 분자량: 2000, 수산기 함유량: 6중량%, 페닐기 함유량: 70몰%, 프로필기: 30몰%, 평균 분자식: (PhSiO3 /2)0.7(ProSiO3 /2)0.3(HO1 /2)0.48, 토레·다우코닝샤제〕
·SR-21〔중량 평균 분자량: 3800, 수산기 함유량: 6중량%, 페닐기 함유량: 100몰%, 평균 분자식: (PhSiO3 /2)1.0(HO1 /2)0.48, 코니시 카가쿠 코교샤(小西化學工業社)제〕
·SR-20〔중량 평균 분자량: 6700, 수산기 함유량: 3중량%, 페닐기 함유량: 100몰%, 평균 분자식: (PhSiO3 /2)1.0(HO1 /2)0.24, 코니시 카가쿠 코교샤제〕
·R10330〔중량 평균 분자량: 3000 ~ 4000, 비닐기 함유량: 7몰%, 평균 분자식: (Me3SiO1 /2)0.13(SiO4)0.8(ViMe2SiO1 /2)0.07, 블루스타 실리콘(Bluestar Silicones)〕
본 발명에 있어서는, 상기 경화성 수지 (B)의 함유량은, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 2 ~ 20질량부인 것이 바람직하고, 2 ~ 15질량부인 것이 보다 바람직하고, 2 ~ 10질량부인 것이 한층 더 바람직하다.
또한, 상기 경화성 수지 (B)로서, 상기 에폭시 수지와 상기 오르가노폴리실록산을 병용하는 경우, 이들의 비율(에폭시 수지/오르가노폴리실록산)은, 20/1 ~ 5/1인 것이 바람직하고, 20/1 ~ 10/1인 것이 보다 바람직하다.
　＜금속 산화물 (C)＞
본 발명의 도전성 조성물에서 이용하는 금속 산화물 (C)는, 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연이다.
여기서, 인듐 주석 산화물이란, 산화 인듐(III)(In2O3)에 수%의 산화 주석(IV)(SnO2)를 첨가하여 이루어지는 무기 화합물을 말하고, 인듐염과 주석염의 혼합 수용액과 암모니아 등의 침전 생성제를 혼합하여, 인듐-주석 함유 침전을 얻고, 이어서 이것을 건조하여 소성하는 것에 의하여, 산화 주석이 균일하게 분포한 인듐 주석 산화물을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 금속 산화물 (C)의 평균 입자경은 10μm 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 평균 입자경이란, 금속 산화물의 입자경의 평균값을 말하고, 주사형 전자 현미경(SEM) 또는 투과형 전자 현미경(TEM)을 이용하여 1mm2의 시야각에 존재하는 모든 금속 산화물의 입자경을 측정하여, 그 평균값으로부터 산출할 수 있다. 또한, BET법으로부터 구한 비표면적과 하기 식(식 중, S는 금속 산화물의 비표면적을 나타내고, ρ는 금속 산화물의 밀도를 나타낸다)을 이용하여 산출할 수도 있다.
평균 입자경 = 6/(ρ×S)
상기 금속 산화물 (C) 중, 산화 아연의 평균 입자경은, 도전성 조성물 중에서의 분산성의 관점으로부터, 10nm 이상 100nm 미만인 것이 바람직하고, 20 ~ 40nm인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 금속 산화물 (C) 중, 인듐 주석 산화물의 평균 입자경은, 도전성 조성물 중에서의 분산성의 관점으로부터, 10nm 이상 100nm 미만인 것이 바람직하고, 20 ~ 60nm인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 상기 금속 산화물 (C)의 함유량은, 투명 도전층에 대한 밀착성이 양호하게 되고, 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 0.1 ~ 5질량부인 것이 바람직하고, 0.2 ~ 5질량부인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ~ 5질량부인 것이 한층 더 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 후술하는 투명 도전층의 재료로서 산화 인듐 주석(ITO)을 이용하는 경우에는, 상기 금속 산화물 (C)로서 인듐 주석 산화물을 이용하는 것이 바람직하고, 마찬가지로, 후술하는 투명 도전층의 재료로서 산화 아연(특히, GZO, AZO)을 이용하는 경우에는, 상기 금속 산화물 (C)로서 산화 아연을 이용하는 것이 바람직하다.
　＜경화제 (D)＞
본 발명의 도전성 조성물은, 상기 경화성 수지 (C)로서 에폭시 수지나 에폭시기를 가지는 오르가노폴리실록산을 함유하는 경우, 그것들의 경화제 (D)를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 경화제 (D)로서는, 예를 들어, 이하에 상술하는 삼불화붕소와 아민 화합물과의 착체를 이용하는 것이 바람직하다.
삼불화붕소와 아민 화합물과의 착체로서는, 삼불화붕소와 지방족 아민(지방족 제1급 아민, 지방족 제2급 아민, 지방족 제3급 아민)과의 착체, 삼불화붕소와 지환식 아민과의 착체, 삼불화붕소와 방향족 아민과의 착체, 삼불화붕소와 복소환 아민과의 착체 등을 들 수 있다. 상기 복소환 아민은, 지환식의 복소환 아민(이하, 「지환식 복소환 아민」이라고도 한다.)이어도, 방향족의 복소환 아민(이하, 「방향족 복소환 아민」이라고도 한다.)이어도 무방하다.
지방족 제1급 아민의 구체예로서는, 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, iso-프로필아민, n-부틸아민, iso-부틸아민, sec-부틸아민, n-헥실아민, n-옥틸아민, 2-에틸헥실아민, 라우릴아민 등을 들 수 있다. 지방족 제2급 아민의 구체예로서는, 디메틸아민, 디에틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 디-iso-프로필아민, 디-n-프로필아민, 에틸프로필아민, 디-n-부틸아민, 디-iso-부틸아민, 디프로페닐아민, 클로로부틸프로필아민, 디(클로로부틸)아민, 디(브로모에틸)아민 등을 들 수 있다. 지방족 제3급 아민의 구체예로서는, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민 등을 들 수 있다. 지환식 아민의 구체예로서는, 시클로헥실아민 등을 들 수 있다. 방향족 아민으로서는, 벤질아민 등을 들 수 있다. 지환식 복소환 아민의 구체예로서는, 피롤리딘(pyrrolidine), 피페리딘(piperidine), 2-피페콜린(pipecoline), 3-피페콜린, 4-피페콜린, 2,4-루페티딘(lupetidine), 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 피페라진(piperazine), 호모피페라진, N-메틸피페라진, N-에틸피페라진, N-프로필피페라진, N-메틸호모피페라진, N-아세틸 피페라진, 1-(클로로페닐)피페라진, N-아미노에틸피페리딘, N-아미노프로필피페리딘, N-아미노에틸피페라진, N-아미노프로필피페라진, 모르폴린(morpholine), N-아미노에틸모르폴린, N-아미노프로필모르폴린, N-아미노프로필-2-피페콜린, N-아미노프로필-4-피페콜린, 1,4-비스(아미노프로필)피페라진, 트리에틸렌디아민, 2-메틸트리에틸렌디아민 등을 들 수 있다. 방향족 복소환 아민의 구체예로서는, 피리딘(pyridine), 피롤(pyrrole), 이미다졸(imidazole), 피리다진(pyridazine), 피리미딘(pyrimidine), 퀴놀린(quinoline), 트리아진(triazine), 테트라진(tetrazine), 이소퀴놀린, 퀴나졸린(quinazoline), 나프티리딘(naphthyridine), 프테리딘(pteridine), 아크리딘(acridine), 페나진(phenazine) 등을 들 수 있다.
상기 경화제 (D)는, 체적 저항률이 보다 낮고, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 삼불화붕소 피페리딘, 삼불화붕소 에틸아민 및 삼불화붕소 트리에탄올아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 착체인 것이 바람직하다.
상기 경화제 (D)의 함유량은, 체적 저항률이 보다 낮고, 투명 도전층에 대한 접촉 저항이 보다 낮은 전극 등을 형성할 수 있는 이유로부터, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 0.1 ~ 1질량부인 것이 바람직하다.
　＜용매 (E)＞
본 발명의 도전성 조성물은, 인쇄성 등의 작업성의 관점으로부터, 용매 (E)를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 용매 (E)는, 본 발명의 도전성 조성물을 기판 상에 도포할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로서는, 부틸카비톨(butyl carbitol), 메틸에틸케톤, 이소포론(isophorone), α-테르피네올(terpineol) 등을 들 수 있고, 이것들을 1종 단독으로 이용하여도 2종 이상을 병용하여도 무방하다.
　＜첨가제＞
본 발명의 도전성 조성물은, 필요에 따라서, 환원제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 무방하다.
상기 환원제로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜류 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 도전성 조성물은, 특허 문헌 3(일본국 공개특허공보 특개2012-023095호)에 기재된 도전성 조성물의 필수 성분인 지방산 은염에 관해서는, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 5질량부 미만인 것이 바람직하다.
본 발명의 도전성 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 상기 도전성 입자 (A), 상기 경화성 수지 (B) 및 상기 금속 산화물 (C) 및 소망에 따라 함유하고 있어도 무방한 상기 경화제 (D) 및 상기 용매 (E) 등을, 롤, 니더, 압출기, 만능 교반기 등에 의하여 혼합하는 방법을 들 수 있다.
〔태양 전지 셀〕
본 발명의 태양 전지 셀은, 상술한 본 발명의 도전성 조성물을 집전 전극에 이용한 태양 전지 셀이다.
　＜태양 전지 셀의 호적 태양＞
본 발명의 태양 전지 셀의 호적 태양으로서는, n형 단결정 실리콘 기판을 중심으로 그 상하에 아몰퍼스(amorphous) 실리콘층 및 투명 도전층(예를 들어, TCO)을 구비하고, 상기 투명 도전층을 하지층으로 하여, 상기 투명 도전층 상에 상술한 본 발명의 도전성 조성물을 이용하여 집전 전극을 형성한 태양 전지(예를 들어 헤테로 접합형 태양 전지) 셀을 들 수 있다. 상기 태양 전지 셀은, 단결정 실리콘과 아몰퍼스 실리콘을 하이브리드한 태양 전지 셀이며, 높은 변환 효율을 나타낸다.
이하에, 본 발명의 태양 전지 셀의 호적 태양에 관하여 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 태양 전지 셀(100)은, n형 단결정 실리콘 기판(11)을 중심으로, 그 상하에 i형 아몰퍼스 실리콘층(12a 및 12b), 및, p형 아몰퍼스 실리콘층(13a) 및 n형 아몰퍼스 실리콘층(13b), 및, 투명 도전층(14a 및 14b), 및, 상술한 본 발명의 도전성 조성물을 이용하여 형성한 집전 전극(15a 및 15b)을 구비한다.
상기 n형 단결정 실리콘 기판은, n형을 부여하는 불순물이 도프(dope)된 단결정 실리콘층이다. n형을 부여하는 불순물은 상술대로이다.
상기 i형 아몰퍼스 실리콘층은, 도프되어 있지 않는 아몰퍼스 실리콘층이다.
상기 p형 아몰퍼스 실리콘은, p형을 부여하는 불순물이 도프된 아몰퍼스 실리콘층이다. p형을 부여하는 불순물은 상술대로이다.
상기 n형 아몰퍼스 실리콘은, n형을 부여하는 불순물이 도프된 아몰퍼스 실리콘층이다. n형을 부여하는 불순물은 상술대로이다.
상기 집전 전극은, 상술한 본 발명의 도전성 조성물을 이용하여 형성된 집전 전극이다. 집전 전극의 구체적인 태양은 상술한 표면 전극 또는 이면 전극과 같다.
　(투명 도전층)
상기 투명 도전층의 재료의 구체예로서는, 산화 아연(ZNO), 산화 주석, 산화 인듐, 산화 티탄 등의 단일 금속 산화물, 산화 인듐 주석(ITO), 산화 인듐 아연, 산화 인듐 티탄, 산화 주석 카드뮴 등의 다종 금속 산화물, 갈륨 첨가 산화 아연(GZO), 알루미늄 첨가 산화 아연(AZO), 붕소 첨가 산화 아연, 티탄 첨가 산화 아연, 티탄 첨가 산화 인듐, 지르코늄 첨가 산화 인듐, 불소 첨가 산화 주석 등의 도핑형 금속 산화물 등을 들 수 있다.
　＜태양 전지 셀의 제조 방법＞
상기 태양 전지 셀의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 일본국 공개특허공보 특개2010-34162호에 기재된 방법 등으로 제조할 수 있다.
구체적으로는, n형 단결정 실리콘 기판(11)의 편방(片方)의 둘레면 상에, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법 등에 의하여, i형 아몰퍼스 실리콘층(12a)을 형성한다. 나아가, 형성한 i형 아몰퍼스 실리콘층(12a) 상에 PECVD법 등에 의하여 p형 아몰퍼스 실리콘층(13a)을 형성한다.
다음으로, n형 단결정 실리콘 기판(11)의 다른 일방(一方)의 둘레면 상에, PECVD법 등에 의하여, i형 아몰퍼스 실리콘층(12b)을 형성한다. 나아가, 형성한 i형 아몰퍼스 실리콘층(12b) 상에 PECVD법 등에 의하여 n형 아몰퍼스 실리콘층(13b)을 형성한다.
다음으로, 스퍼터(sputter)법 등에 의하여, p형 아몰퍼스 실리콘층(13a) 상 및 n형 아몰퍼스 실리콘층(13b) 상에 ITO 등의 투명 도전층(14a 및 14b)을 형성한다.
다음으로, 형성한 투명 도전층(14a 및 14b) 상에 본 발명의 도전성 조성물을 도포하여 배선을 형성하고, 나아가, 형성한 배선을 열 처리하는 것으로 집전 전극(15a 및 15b)을 형성한다.
이하에, 배선을 형성하는 공정 및 열 처리하는 공정에 관하여 상술한다.
　(배선 형성 공정)
배선 형성 공정은, 본 발명의 도전성 조성물을 실리콘 기판 상에 도포하여 배선을 형성하는 공정이다.
여기서, 도포 방법으로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 잉크젯, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 볼록판 인쇄 등을 들 수 있다.
　(열 처리 공정)
열 처리 공정은, 상기 배선 형성 공정으로 형성된 도막을 열 처리하여 도전성의 배선(전극)을 형성하는 공정이다.
배선을 열 처리하는 것에 의하여, 도전성 입자 (A)가 연결되고, 전극이 형성된다.
여기서, 열 처리 온도(소성 온도)는 200℃ 이하이면 특별히 한정되지 않지만, 150 ~ 200℃인 것이 바람직하다.
- 실시예 -
이하, 실시예를 이용하여, 본 발명의 도전성 조성물에 관하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
　(실시예 1 ~ 8, 비교예 1)
하기 제1표에 나타내는 에폭시 수지 등을 하기 제1표 중에 나타내는 조성비(질량부)로 되도록 배합하고, 이것들을 혼합하는 것에 의하여 도전성 조성물을 조제하였다.
조제한 각 도전성 조성물에 관하여, 체적 저항률 및 접촉 저항을 이하에 나타내는 방법으로 평가하였다.
　＜체적 저항률(비저항)＞
소다라임 유리의 표면에, 투명 도전층으로서 ITO(Sn을 도프한 산화 인듐) 및 AZO(Al을 도프한 ZnO)를 제막(製膜)하여 평가용의 유리 기판을 제작하였다.
이어서, 조제한 각 도전성 조성물을, 유리 기판 상에 스크린 인쇄로 도포하여, 20mm×20mm의, 빈틈없이 칠한 테스트 패턴을 형성하였다.
오븐에서 200℃로 30분간 건조하여, 도전성 피막을 제작하였다.
제작한 각 도전성 피막에 관하여, 저항률계(로레스타(Loresta) GP, 미츠비시 카가쿠샤(三菱化學社)제)를 이용한 4단자 4탐침법에 의하여 체적 저항률을 평가하였다. 결과를 제1표에 나타낸다. 덧붙여, ITO를 제막한 유리 기판과 AZO를 제막한 유리 기판은, 체적 저항률은 같은 값이었기 때문에, 하기 제1표에 있어서는, 그 값을 나타낸다.
　＜접촉 저항＞
우선, 소다라임 유리의 표면에, 투명 도전층으로서 ITO(Sn을 도프한 산화 인듐) 및 AZO(Al을 도프한 ZnO)를 제막하여 평가용의 유리 기판을 제작하였다.
이어서, 조제한 각 도전성 조성물을, 유리 기판 상에 스크린 인쇄로 도포하여, 폭 300um, 길이 2.5cm의 세선(細線) 형상의 테스트 패턴을 형성하였다.
오븐에서 200℃로 30분간 건조하여, 세선 형상의 도전성 피막(세선 전극)을 제작하였다. 이 때, 전극 간의 거리를 1mm, 2mm, 3mm, 4mm 및 5mm로 하였다.
각 세선 전극 간의 저항값을 디지털 멀티 미터(HIOKI사제: 3541 RESISTANCE HiTESTER)를 이용하여 측정하고, Transfer Length Method(TLM법)에 의하여 접촉 저항을 산출하여, 비교예 1과의 상대값을 산출하였다. 결과를 하기 제1표에 나타낸다.
Figure pct00002
제1표 중의 각 성분은, 이하의 것을 사용하였다.
·도전성 입자: 은 입자(AG4-8F, 평균 입자경: 2.2μm, DOWA 일렉트로닉스샤제)
·에폭시 수지 B1: 비스페놀 A형 에폭시 수지(YD-019, 에폭시 당량: 2400 ~ 3300g/eq, 신닛테츠 카가쿠샤(新日鐵化學社)제)
·에폭시 수지 B2: 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르(다가 알코올계 글리시딜형 에폭시 수지) (EX-821, 에폭시 당량: 185g/eq, 나가세 케무테쿠스샤(Nagase ChemteX Corporation)제)
·에폭시 수지 B3: 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER806, 에폭시 당량: 160 ~ 170g/eq, 미츠비시 카가쿠샤제)
·오르가노폴리실록산 B4: 217Flake〔중량 평균 분자량: 2000, 수산기 함유량: 7중량%, 페닐기 함유량: 100몰%, 평균 분자식: (PhSiO3 /2)1.0(HO1 /2)0.57, 토레·다우코닝샤제〕
·오르가노폴리실록산 B5: 217Flake(토레·다우코닝샤제) 100g에 대하여, 에폭시 실란(KBM-403, 신에츠 카가쿠샤제) 20g을 가하여, 톨루엔 중에서 초산 촉매 공존 하, 80℃ 4시간 반응시켜 얻어진 합성품〔중량 평균 분자량: 2000 ~ 3000, 페닐기 함유량: 90몰%, 에폭시기 함유량: 10몰%〕
·오르가노폴리실록산 B6: R10330〔중량 평균 분자량: 3000 ~ 4000, 비닐기 함유량: 7몰%, 평균 분자식: (Me3SiO1 /2)0.13(SiO4)0.8(ViMe2SiO1 /2)0.07, 블루스타 실리콘〕
·오르가노폴리실록산 B7: KR-220L〔중량 평균 분자량: 5000, 관능기: 없음, 평균 분자식: CH3SiO3 /2, 신에츠 카가쿠 코교샤제〕
·금속 산화물: 인듐 주석 산화물〔평균 입자경: 40nm, 알드리치사(Aldrich)제〕
·금속 산화물: 산화 아연〔평균 입자경: 60nm, 혼조 케미카루샤(Honjo Chemical Corporation)제〕
·경화제: 삼불화붕소 피페리딘(스테라 케미화샤(STELLACHEMIFA CORPORATION)제)
·용매: α-테르피네올(야스하라 케미카루샤(YASUHARA CHEMICAL CO., LTD.)제)
제1표에 나타내는 결과로부터, 금속 산화물을 이용하지 않고 조제한 비교예 1은, 체적 저항률은 양호하지만, 접촉 저항이 뒤떨어지는 것을 알았다.
이것에 대하여, 소정의 경화성 수지와 함께 소정의 금속 산화물을 이용하여 조제한 실시예 1 ~ 8은, 모두 비교예 1과 동등한 낮은 체적 저항률을 유지하면서, 접촉 저항도 양호하게 되는 것을 알았다.
특히, 투명 도전층의 재료로서 산화 인듐 주석(ITO)을 이용하였을 경우에는, 상기 금속 산화물 (C)로서 인듐 주석 산화물을 이용한 쪽이 접촉 저항이 낮아지고, 투명 도전층의 재료로서 알루미늄 첨가 산화 아연(AZO)을 이용하였을 경우에는, 상기 금속 산화물 (C)로서 산화 아연을 이용한 쪽이 접촉 저항이 낮아지는 것을 알았다.
1, 100: 태양 전지 셀
2: n층
3: 반사 방지막
4: 표면 전극
5: p층
6: 이면 전극
7: 실리콘 기판
11: n형 단결정 실리콘 기판
12a, 12b: i형 아몰퍼스 실리콘층
13a: p형 아몰퍼스 실리콘층
13b: n형 아몰퍼스 실리콘층
14a, 14b: 투명 도전층
15a, 15b: 집전 전극

Claims (8)

  1. 도전성 입자 (A)와 경화성 수지 (B)와 금속 산화물 (C)를 함유하고,
    상기 금속 산화물 (C)가, 인듐 주석 산화물 및/또는 산화 아연이고,
    200℃ 이하의 온도로 소성을 행하는 저온 소성용 도전성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 입자 (A)가, 은 입자 및/또는 동 입자인 저온 소성용 도전성 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 경화성 수지 (B)가, 에폭시 수지 및/또는 오르가노폴리실록산인 저온 소성용 도전성 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오르가노폴리실록산이, 페닐기 및/또는 비닐기를 가지는 저온 소성용 도전성 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화성 수지 (B)의 함유량이, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 2 ~ 20질량부인 저온 소성용 도전성 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 (C)의 함유량이, 상기 도전성 입자 (A) 100질량부에 대하여 0.1 ~ 5질량부인 저온 소성용 도전성 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 저온 소성용 도전성 조성물을 집전 전극의 형성에 이용하고,
    상기 집전 전극의 하지층(下地層)으로서 투명 도전층을 구비하는 태양 전지 셀.
  8. 제7항에 기재된 태양 전지 셀을 이용한 태양 전지 모듈.
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