WO2007004375A1 - ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子 - Google Patents

ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2007004375A1
WO2007004375A1 PCT/JP2006/310966 JP2006310966W WO2007004375A1 WO 2007004375 A1 WO2007004375 A1 WO 2007004375A1 JP 2006310966 W JP2006310966 W JP 2006310966W WO 2007004375 A1 WO2007004375 A1 WO 2007004375A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
based resin
paste composition
resin
tackifier
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2006/310966
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jun Nakahara
Gaochao Lai
Haruzo Katoh
Takashi Watsuji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Priority to US11/922,019 priority Critical patent/US8197718B2/en
Priority to DE112006001767.5T priority patent/DE112006001767B4/de
Publication of WO2007004375A1 publication Critical patent/WO2007004375A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/206Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Definitions

  • the present invention generally relates to a paste composition and a solar cell element using the same.
  • the present invention relates to a paste composition used for forming an electrode on a silicon semiconductor substrate constituting a crystalline silicon solar cell, and a solar cell element using the paste composition.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a general cross-sectional structure of a solar cell element.
  • the solar cell element is configured using a p-type silicon semiconductor substrate 1 having a thickness of 200 to 300 / ⁇ ⁇ .
  • a ⁇ -type impurity layer 2 having a thickness of 0.3 to 0.6 / zm, and an antireflection film 3 and a grid electrode 4 are formed thereon.
  • An aluminum electrode layer 5 is formed on the back side of the ⁇ -type silicon semiconductor substrate 1.
  • the aluminum electrode layer 5 is made of aluminum powder, glass frit and paste composition that also has organic vehicle strength by screen printing, etc., dried, and then dried for a short time at a temperature of 660 ° C (melting point of aluminum) or higher. It is formed by firing. During this firing, aluminum diffuses into the p-type silicon semiconductor substrate 1 to form an Al—Si alloy layer 6 between the aluminum electrode layer 5 and the p-type silicon semiconductor substrate 1.
  • a p + layer 7 is formed as an impurity layer by diffusion of aluminum atoms. Due to the presence of the p + layer 7, a BSF (Back Surface Field) effect that prevents recombination of electrons and improves the collection efficiency of generated carriers can be obtained.
  • BSF Back Surface Field
  • a back electrode 8 composed of an aluminum-electrode layer 5 and an Al—Si alloy layer 6 is used as an acid or the like. Removed by the new In addition, solar cell elements having a collector electrode layer formed of silver paste or the like have been put into practical use. However, there is a problem that the acid used for removing the back electrode 8 needs to be disposed of, and the process becomes complicated due to the removal process. In order to avoid such a problem, recently, it is often used to constitute a solar cell element by using the collector electrode as it is, leaving the back electrode 8.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-90734
  • Patent Document 2 JP 2004-134775 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 5-129640
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a paste composition capable of improving the adhesion of the back electrode and suppressing the peeling of the aluminum electrode layer, and the composition thereof It is providing the solar cell element provided with the electrode formed using the thing. Means for solving the problem
  • the paste composition according to the present invention has the following characteristics.
  • a paste composition according to the present invention is a paste composition for forming an electrode on a silicon semiconductor substrate, and includes an aluminum powder, an organic vehicle, and a tackifier.
  • the tackifier is a polypropylene-based resin, a polysalt-bulu-based resin, a polyurethane-based resin, a rosin-based resin, a terpene-based resin, or phenol.
  • Resin aliphatic petroleum resin, acrylate ester resin, xylene resin, coumarone indene resin, styrene resin, dicyclopentagen resin, polybutene resin, poly Ether series resin, urea series resin, melamine series resin, vinyl acetate series It contains at least one selected from the group consisting of fat, polyisobutyl-based resin, isoprene-based rubber, butyl-based rubber, styrene-butadiene-based rubber and -tolyl-based rubber.
  • the paste composition of the present invention includes 0.05% by mass or more and 5% by mass or less of a tackifier.
  • the paste composition of the present invention further includes a glass frit.
  • a solar cell element according to the present invention includes an electrode formed by applying a paste yarn and composition having any of the above-described features onto a silicon semiconductor substrate and then firing the paste.
  • the adhesion of the aluminum electrode layer formed on the back surface of the silicon semiconductor substrate can be improved.
  • the production yield of solar cell elements can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a general cross-sectional structure of a solar cell element to which the present invention is applied as one embodiment.
  • l p-type silicon semiconductor substrate, 2: n-type impurity layer, 3: antireflection film, 4: grid electrode, 5: aluminum electrode layer, 6: A1-Si alloy layer, 7: p + layer, 8: Back electrode.
  • the paste composition of the present invention is characterized in that it contains an adhesive agent in addition to aluminum powder and an organic vehicle.
  • an adhesive agent in addition to aluminum powder and an organic vehicle.
  • an aluminum electrode formed on the back surface of the silicon semiconductor substrate that does not require an excessive increase in the content of the organic vehicle in the paste by using a tackifier having excellent tackiness.
  • the adhesion of the layer can be improved.
  • Components of the organic vehicle included in the paste composition of the present invention are not particularly limited, and resins such as ethyl cellulose and alkyd, and solvents such as glycol ethers and terpineols can be used.
  • the content of the organic vehicle is preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less. When the content of the organic vehicle is less than 20% by mass or exceeds 40% by mass, the printability of the paste is deteriorated.
  • the content of the aluminum powder included in the paste composition of the present invention is preferably 60% by mass or more and 80% by mass or less. If the content of the aluminum powder is less than 60% by mass, the resistance of the aluminum electrode layer after firing becomes high, which may cause a decrease in the energy conversion efficiency of the solar cell. If the content of aluminum powder exceeds 80% by mass, the applicability of the paste in screen printing will decrease.
  • the tackifier included in the paste composition of the present invention is not particularly limited as long as it is an organic substance having excellent adhesiveness.
  • All decomposition temperatures of the constituents of the tackifier used in the present invention are not higher than the firing temperature (660 ° C or higher) for forming the p + layer, but the firing time is short (usually 30 Less than a second) Therefore, the adhesiveness of the aluminum electrode layer can be improved by the tackifier remaining without being completely decomposed.
  • the content of the tackifier contained in the paste composition of the present invention is preferably 0.05% by mass or more and 5% by mass or less. If the content of the tackifier is less than 0.05% by mass, the effect of suppressing the peeling of the aluminum electrode layer after firing cannot be obtained, and if it exceeds 5% by mass, the printability decreases due to an increase in the viscosity of the paste.
  • the paste composition of the present invention may contain glass frit.
  • the glass frit content is preferably 6% by mass or less. Glass frit also has the effect of improving the adhesion of the aluminum electrode layer after firing. If the glass frit content exceeds 6% by mass, glass prayers may occur and the resistance of the aluminum electrode layer may increase.
  • the glass frit included in the paste composition of the present invention is not particularly limited in composition and content of each component, and its soft spot only needs to be equal to or lower than the firing temperature.
  • glass frit in addition to SiO-Bi O- PbO system, B O- SiO- Bi O system, B O- SiO-ZnO system,
  • a B 2 O—SiO—PbO system or the like can be used.
  • paste compositions with various tackifiers added at the ratios shown in Table 1 were prepared.
  • an aluminum vehicle and a B 2 O—SiO—PbO glass frit are placed in an organic vehicle in which ethyl cellulose is dissolved in a glycol ether organic solvent.
  • a paste composition (Examples 1 to 4) was prepared by adding various tackifiers in the amounts shown in Table 1 and mixing with a known mixer.
  • a conventional paste composition without addition of a tackifier (Comparative Example 1)
  • a paste composition with a small amount of addition of a tackifier (Comparative Example 2) were prepared in the same manner as described above. Produced.
  • the aluminum powder is a sphere having an average particle diameter of 2 to 20 / ⁇ ⁇ , or a sphere from the viewpoint of ensuring reactivity with the silicon semiconductor substrate, coating property, and uniformity of the coating film.
  • Shape close to A powder composed of particles having a shape was used.
  • the tackifier shown in Table 1 was prepared by dissolving the tackifier in a predetermined organic solvent in advance (the “addition amount” shown in Table 1 is a ratio corresponding to each solid content). ).
  • the p-type silicon semiconductor substrate on which the back electrode layer was formed was immersed in an aqueous hydrochloric acid solution, whereby the aluminum electrode layer 5 and the Al—Si alloy layer 6 were dissolved and removed, and the p + layer 7 was formed.
  • the surface resistance of the type silicon semiconductor substrate was measured with the above surface resistance measuring instrument.
  • ⁇ + layer 7 is 22 ⁇ or less.
  • the mechanical strength and adhesion of the aluminum electrode layer 5 formed on the silicon semiconductor substrate is determined by whether the aluminum electrode layer 5 is peeled off by sticking a cellophane tape to the surface of the aluminum electrode layer 5 and then peeling it off. It was evaluated with.
  • Table 1 shows the surface resistance of the back electrode 8, the surface resistance of the p + layer 7, and the peelability of the aluminum electrode layer 5 measured as described above.
  • the paste composition of the present invention (practical example 1) was compared with the conventional paste composition (Comparative example 1) and the paste composition (Comparative example 2) in which the amount of tackifier added was small. It can be seen that the adhesion of the aluminum electrode layer can be improved by using Examples 1 to 4).
  • the adhesion of the aluminum electrode layer formed on the back surface of the silicon semiconductor substrate can be improved, and the production yield of the solar cell elements is improved. Can be made.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

 裏面電極の密着性を向上させ、アルミニウム電極層の剥離を抑制することが可能なペースト組成物と、その組成物を用いて形成された電極を備えた太陽電池素子を提供する。ペースト組成物は、シリコン半導体基板(1)の上に電極(8)を形成するためのペースト組成物であって、アルミニウム粉末と、有機質ビヒクルと、粘着付与剤とを含む。太陽電池素子は、上述の特徴を有するペースト組成物をシリコン半導体基板(1)の上に塗布した後、焼成することにより形成した電極(8)を備える。

Description

明 細 書
ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
技術分野
[0001] この発明は、一般的にはペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子に関し
、特定的には、結晶系シリコン太陽電池を構成するシリコン半導体基板の上に電極 を形成する際に用いられるペースト組成物、およびそれを用 、た太陽電池素子に関 するものである。
背景技術
[0002] シリコン半導体基板の上に電極が形成された電子部品として、特開 2000— 90734 号公報 (特許文献 1)、特開 2004— 134775号公報 (特許文献 2)に開示されている ような太陽電池素子が知られて 、る。
[0003] 図 1は、太陽電池素子の一般的な断面構造を模式的に示す図である。
[0004] 図 1に示すように、太陽電池素子は、厚みが 200〜300 /ζ πιの p型シリコン半導体 基板 1を用いて構成される。シリコン半導体基板 1の受光面側には、厚みが 0. 3〜0 . 6 /z mの η型不純物層 2と、その上に反射防止膜 3とグリッド電極 4が形成されている
[0005] また、 ρ型シリコン半導体基板 1の裏面側には、アルミニウム電極層 5が形成されて いる。アルミニウム電極層 5は、アルミニウム粉末、ガラスフリットおよび有機質ビヒクル 力もなるペースト組成物をスクリーン印刷等によって塗布し、乾燥した後、 660°C (ァ ルミ-ゥムの融点)以上の温度にて短時間焼成することによって形成されている。この 焼成の際にアルミニウムが p型シリコン半導体基板 1の内部に拡散することにより、ァ ルミ-ゥム電極層 5と p型シリコン半導体基板 1との間に Al— Si合金層 6が形成される と同時に、アルミニウム原子の拡散による不純物層として p+層 7が形成される。この p+ 層 7の存在により、電子の再結合を防止し、生成キャリアの収集効率を向上させる BS F (Back Surface Field)効果が得られる。
[0006] たとえば、特開平 5— 129640号公報 (特許文献 3)に開示されているように、アルミ -ゥム電極層 5と Al— Si合金層 6とから構成される裏面電極 8を酸等により除去し、新 たに銀ペースト等により集電極層を形成した太陽電池素子が実用化されている。しか しながら、裏面電極 8を除去するために用いられる酸を廃棄処理する必要がある、そ の除去工程のために工程が煩雑になる等の問題がある。このような問題を回避する ために、最近では、裏面電極 8を残して、そのまま集電極として利用して太陽電池素 子を構成することが多くなつてきて 、る。
特許文献 1:特開 2000— 90734号公報
特許文献 2:特開 2004— 134775号公報
特許文献 3:特開平 5 - 129640号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] ところで、シリコン半導体基板の表面状態によっては、裏面電極 8の密着性が低下 する場合がある。この場合、アルミニウム電極層 5が剥離するという問題があった。
[0008] そこで、この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、裏面電極の密着性 を向上させ、アルミニウム電極層の剥離を抑制することが可能なペースト組成物と、そ の組成物を用いて形成された電極を備えた太陽電池素子を提供することである。 課題を解決するための手段
[0009] 本発明者らは、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定 の組成を有するペースト組成物を使用することにより、上記の目的を達成できることを 見出した。この知見に基づいて、本発明に従ったペースト組成物は、次のような特徴 を備えている。
[0010] この発明に従ったペースト組成物は、シリコン半導体基板の上に電極を形成するた めのペースト組成物であって、アルミニウム粉末と、有機質ビヒクルと、粘着付与剤と を含む。
[0011] 好ましくは、この発明のペースト組成物においては、粘着付与剤が、ポリプロピレン 系榭脂、ポリ塩ィ匕ビュル系榭脂、ポリウレタン系榭脂、ロジン系榭脂、テルペン系榭 脂、フエノール系榭脂、脂肪族系石油榭脂、アクリル酸エステル系榭脂、キシレン系 榭脂、クマロンインデン系榭脂、スチレン系榭脂、ジシクロペンタジェン系榭脂、ポリ ブテン系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ユリア系榭脂、メラミン系榭脂、酢酸ビニル系榭 脂、ポリイソブチル系榭脂、イソプレン系ゴム、ブチル系ゴム、スチレン ブタジエン 系ゴムおよび-トリル系ゴム力 なる群より選ばれた少なくとも 1種を含む。
[0012] また、好ましくは、この発明のペースト組成物は、粘着付与剤を 0. 05質量%以上 5 質量%以下含む。
[0013] さらに好ましくは、この発明のペースト組成物はガラスフリットをさらに含む。
[0014] この発明に従った太陽電池素子は、上述のいずれかの特徴を有するペースト糸且成 物をシリコン半導体基板の上に塗布した後、焼成することにより形成した電極を備え る。
発明の効果
[0015] 以上のように、この発明によれば、粘着付与剤を含むペースト組成物を使用するこ とにより、シリコン半導体基板の裏面に形成されるアルミニウム電極層の密着性を向 上させることができ、太陽電池素子の製造歩留まりを向上させることができる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]一つの実施の形態として本発明が適用される太陽電池素子の一般的な断面構 造を模式的に示す図である。
符号の説明
[0017] l :p型シリコン半導体基板、 2 :n型不純物層、 3 :反射防止膜、 4 :グリッド電極、 5 : アルミニウム電極層、 6 :A1—Si合金層、 7 :p+層、 8 :裏面電極。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明のペースト組成物は、アルミニウム粉末と有機質ビヒクルにカ卩えて、粘着付 与剤を含むことを特徴として ヽる。この粘着付与剤をペースト組成物に含ませることに より、ペーストを塗布し、焼成した後にシリコン半導体基板の裏面に形成されるアルミ -ゥム電極層の密着性を高めることができ、アルミニウム電極層の剥離を抑制するこ とがでさる。
[0019] 従来、シリコン半導体基板の表面状態によっては、裏面に形成されるアルミニウム 電極層の密着性が低下し、アルミニウム電極層がシリコン半導体基板の裏面力 剥 離するという現象がしばしば発生する。アルミニウム電極層の剥離を抑制するために は、ペースト組成物中の有機質ビヒクルの含有量を増加させることも考えられる。しか し、有機質ビヒクルの含有量が増加すると、ペーストの粘度が増大するだけでなぐ過 剰な有機質ビヒクルの存在によりアルミニウムの焼成が阻害されるという問題が生じる
[0020] 本発明では、粘着性の優れた粘着付与剤を使用することにより、ペースト中の有機 質ビヒクルの含有量を過剰に増加させる必要がなぐシリコン半導体基板の裏面に形 成されるアルミニウム電極層の密着性を向上させることができる。
[0021] 本発明のペースト組成物に含められる有機質ビヒクルの成分は特に限定されず、ェ チルセルロースやアルキッド等の樹脂と、グリコールエーテル系やターピネオール系 などの溶剤を使用することができる。有機質ビヒクルの含有量は、 20質量%以上 40 質量%以下であることが好まし 、。有機質ビヒクルの含有量が 20質量%未満になると 、または 40質量%を超えると、ペーストの印刷性が低下する。
[0022] 本発明のペースト組成物に含められるアルミニウム粉末の含有量は、 60質量%以 上 80質量%以下であることが好まし 、。アルミニウム粉末の含有量が 60質量%未満 では、焼成後のアルミニウム電極層の抵抗が高くなり、太陽電池のエネルギー変換 効率の低下を招く恐れがある。アルミニウム粉末の含有量が 80質量%を超えると、ス クリーン印刷等におけるペーストの塗布性が低下する。
[0023] 本発明のペースト組成物に含められる粘着付与剤は特に限定されず、優れた粘着 性を有する有機物であればよい。たとえば、ポリプロピレン系榭脂、ポリ塩化ビニル系 榭脂、ポリウレタン系榭脂、ロジン系榭脂、テルペン系榭脂、フエノール系榭脂、脂肪 族系石油榭脂、アクリル酸エステル系榭脂、キシレン系榭脂、クマロンインデン系榭 脂、スチレン系榭脂、ジシクロペンタジェン系榭脂、ポリブテン系榭脂、ポリエーテノレ 系榭脂、ユリア系榭脂、メラミン系榭脂、酢酸ビュル系榭脂、ポリイソプチル系榭脂、 イソプレン系ゴム、ブチノレ系ゴム、スチレン ブタジエン系ゴム、 -トリノレ系ゴム等の物 質が粘着付与剤として好適である。必要に応じて、上記の物質の群から選択される 1 種または複数種のものを粘着付与剤として使用することができる。
[0024] 本発明に使用される粘着付与剤の構成物質のすべての分解温度が p+層を形成す るための焼成温度(660°C以上)以下であるが、焼成時間が短 、 (通常 30秒以下)た め、粘着付与剤が完全に分解されずに残留することにより、アルミニウム電極層の密 着性を向上させることができる。
[0025] 本発明のペースト組成物に含められる粘着付与剤の含有量は、 0. 05質量%以上 5質量%以下であることが好ましい。粘着付与剤の含有量が 0. 05質量%未満では、 焼成後においてアルミニウム電極層の剥離を抑制する効果が得られず、 5質量%を 超えると、ペーストの粘度上昇により印刷性が低下する。
[0026] さらに、本発明のペースト組成物はガラスフリットを含んでもよい。ガラスフリットの含 有量は、 6質量%以下であるのが好ましい。ガラスフリットも、焼成後においてアルミ- ゥム電極層の密着性を向上させる作用がある。ガラスフリットの含有量が 6質量%を超 えると、ガラスの偏祈が生じ、アルミニウム電極層の抵抗が増大する恐れがある。
[0027] 本発明のペースト組成物に含められるガラスフリットは、特に組成や各成分の含有 量が限定されず、その軟ィ匕点が焼成温度以下であればよい。通常、ガラスフリットとし て、 SiO - Bi O— PbO系の他に、 B O— SiO— Bi O系、 B O— SiO— ZnO系、
2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2
B O—SiO—PbO系等を使用することができる。
2 3 2
実施例
[0028] 以下、本発明の一つの実施例について説明する。
[0029] まず、アルミニウム粉末を 60〜80質量0 /0、ガラスフリットを 0〜6質量0 /0、ェチルセ ルロースをグリコールエーテル系有機溶剤に溶解した有機質ビヒクルを 20〜40質量 %の範囲内で含むとともに、表 1に示す割合で各種の粘着付与剤を添加したペース ト組成物を作製した。
[0030] 具体的には、ェチルセルロースをグリコールエーテル系有機溶剤に溶解した有機 質ビヒクルに、アルミニウム粉末と B O—SiO—PbO系のガラスフリットをカ卩え、さら
2 3 2
に表 1に示す添加量で各種の粘着付与剤を加えて、周知の混合機にて混合すること により、ペースト組成物(実施例 1〜4)を作製した。また、上記と同様の方法で、表 1 に示すように粘着付与剤無添加の従来のペースト組成物(比較例 1)と粘着付与剤の 添加量が少な 、ペースト組成物(比較例 2)を作製した。
[0031] ここで、アルミニウム粉末は、シリコン半導体基板との反応性の確保、塗布性、およ び塗布膜の均一性の点から、平均粒径が 2〜20 /ζ πιの球形、または球形に近い形 状を有する粒子からなる粉末を用いた。また、表 1に示した粘着付与剤は予め当該 粘着付与剤を所定の有機溶剤で溶解したものを使用した (表 1に示す「添加量」はそ れぞれの固形分相当の割合である)。
[0032] 上記の各種のペースト組成物を、厚みが 220 μ m、大きさが 150mm X 150mmの p型シリコン半導体基板に、 250メッシュのスクリーン印刷板を用いて塗布'印刷し、乾 燥させた。塗布量は、焼成後の電極の厚みが 30〜35 mになるように設定した。
[0033] ペーストが印刷された p型シリコン半導体基板を乾燥した後、赤外線焼成炉にて、 空気雰囲気で 400°CZ分の加熱速度で加熱し、 700°Cの温度で 15秒間保持する条 件で焼成した。焼成後、冷却することにより、図 1に示すように p型シリコン半導体基板 1にアルミニウム電極層 5と Al— Si合金層 6を形成した構造を得た。
[0034] 電極間のオーム抵抗に影響を及ぼす裏面電極層の表面抵抗を 4探針式表面抵抗 測定器で測定した。
[0035] その後、裏面電極層を形成した p型シリコン半導体基板を塩酸水溶液に浸漬するこ とによって、アルミニウム電極層 5と Al— Si合金層 6を溶解除去し、 p+層 7が形成され た p型シリコン半導体基板の表面抵抗を上記の表面抵抗測定器で測定した。
[0036] p+層 7の表面抵抗と BSF効果との間には相関関係があり、その表面抵抗が小さい ほど、 BSF効果が高いとされている。ここで、目標とする表面抵抗の値は、裏面電極
8では 24m ΩΖ口以下、 ρ+層 7では 22 ΩΖ口以下である。
[0037] シリコン半導体基板に形成されたアルミニウム電極層 5の機械的強度と密着性は、 アルミニウム電極層 5の表面にセロハンテープを粘着させた後に剥がすことにより、ァ ルミニゥム電極層 5の剥離の有無で評価した。
[0038] 以上のようにして測定された裏面電極 8の表面抵抗、 p+層 7の表面抵抗、およびァ ルミ-ゥム電極層 5の剥離性を表 1に示す。
[0039] [表 1] 裏面電極 Si基板
粘着付与剤 添加量 表面抵抗 剥離性 種類 (質量%) (τη Ω ΙΏ ) 表面低抗
( Ω /D)
1 フエノ一ル 0.2 22.4 20.0 〇 実施例 2 フエノ一ノレ 3.0 22.8 20.5 〇
3 ァクリノレ酸ェチノレ 0.2 22.3 20.0 〇
4 ブチノレゴム 0.2 22.4 20.2 O 比較例 1 無添加 0.0 21.9 19.6 X
2 フエノ一ノレ 0.03 22.1 19.8 X
〇: 剥離せず X : 剥離
[0040] 表 1に示す結果から、従来のペースト組成物(比較例 1)と、粘着付与剤の添加量が 少ないペースト組成物(比較例 2)に比べて、本発明のペースト組成物(実施例 1〜4 )を用いることによりアルミニウム電極層の密着性を向上させることができることがわか る。
[0041] 以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なも のではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例 ではなぐ特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範 囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
産業上の利用可能性
[0042] この発明の粘着付与剤を含むペースト組成物を使用することにより、シリコン半導体 基板の裏面に形成されるアルミニウム電極層の密着性を向上させることができ、太陽 電池素子の製造歩留まりを向上させることができる。

Claims

請求の範囲
[1] シリコン半導体基板(1)の上に電極 (8)を形成するためのペースト組成物であって 、アルミニウム粉末と、有機質ビヒクルと、粘着付与剤とを含む、ペースト組成物。
[2] 前記粘着付与剤が、ポリプロピレン系榭脂、ポリ塩ィ匕ビ二ル系榭脂、ポリウレタン系 榭脂、ロジン系榭脂、テルペン系榭脂、フエノール系榭脂、脂肪族系石油榭脂、ァク リル酸エステル系榭脂、キシレン系榭脂、クマロンインデン系榭脂、スチレン系榭脂、 ジシクロペンタジェン系榭脂、ポリブテン系榭脂、ポリエーテル系榭脂、ユリア系榭脂
、メラミン系榭脂、酢酸ビニル系榭脂、ポリイソプチル系榭脂、イソプレン系ゴム、プチ ル系ゴム、スチレン ブタジエン系ゴムおよび-トリル系ゴムからなる群より選ばれた 少なくとも 1種を含む、請求項 1に記載のペースト組成物。
[3] 前記粘着付与剤を 0. 05質量%以上 5質量%以下含む、請求項 1に記載のペース ト組成物。
[4] ガラスフリットをさらに含む、請求項 1に記載のペースト組成物。
[5] アルミニウム粉末と、有機質ビヒクルと、粘着付与剤とを含むペースト組成物をシリコ ン半導体基板(1)の上に塗布した後、焼成することにより形成した電極 (8)を備えた
、太陽電池素子。
PCT/JP2006/310966 2005-07-05 2006-06-01 ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子 Ceased WO2007004375A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/922,019 US8197718B2 (en) 2005-07-05 2006-06-01 Paste composition and solar cell element using the same
DE112006001767.5T DE112006001767B4 (de) 2005-07-05 2006-06-01 Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenelements

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005195979A JP2007019069A (ja) 2005-07-05 2005-07-05 ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
JP2005-195979 2005-07-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007004375A1 true WO2007004375A1 (ja) 2007-01-11

Family

ID=37604251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/310966 Ceased WO2007004375A1 (ja) 2005-07-05 2006-06-01 ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8197718B2 (ja)
JP (1) JP2007019069A (ja)
CN (1) CN101218685A (ja)
DE (1) DE112006001767B4 (ja)
TW (1) TWI387112B (ja)
WO (1) WO2007004375A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008306023A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Toyo Aluminium Kk ペースト組成物と太陽電池素子
KR20110107411A (ko) * 2007-11-15 2011-09-30 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 태양 전지셀
WO2009086161A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Cima Nanotech Israel Ltd. Transparent conductive coating with filler material
JP5160321B2 (ja) * 2008-06-27 2013-03-13 株式会社ノリタケカンパニーリミテド シリコン系太陽電池の製造方法および該製造方法に用いるアルミニウムペースト
JP5362379B2 (ja) * 2009-02-06 2013-12-11 三洋電機株式会社 太陽電池のi−v特性の測定方法
KR20110117390A (ko) * 2010-04-21 2011-10-27 에스에스씨피 주식회사 태양전지용 전극 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지
US20150249167A1 (en) * 2012-10-15 2015-09-03 Dow Global Technologies Llc Conductive composition
CN103928077B (zh) * 2013-01-10 2017-06-06 杜邦公司 含有共混弹性体的导电粘合剂
CN103606392B (zh) * 2013-11-08 2016-05-04 江苏科技大学 一种太阳能电池正银导电银浆组合物及制备方法
US9537020B2 (en) * 2014-07-02 2017-01-03 E I Du Pont De Nemours And Company Solar cell electrode

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293451A (en) * 1978-06-08 1981-10-06 Bernd Ross Screenable contact structure and method for semiconductor devices
JPS60140882A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 Hitachi Ltd 半導体製造用ペ−スト材料
JP2001202822A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
JP2002109957A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Jsr Corp 導電性ペースト組成物
JP2002111015A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Kyocera Corp 太陽電池の形成方法
JP2004134775A (ja) * 2002-09-19 2004-04-30 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
JP2005174698A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Noritake Co Ltd 導体ペースト及びその利用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0466344B1 (en) * 1990-07-12 1995-12-13 Ford Motor Company Limited A ceramic paint composition
JP2999867B2 (ja) 1991-11-07 2000-01-17 シャープ株式会社 太陽電池およびその製造方法
JP2000090734A (ja) 1998-09-16 2000-03-31 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池
JP3479463B2 (ja) * 1999-01-29 2003-12-15 太陽インキ製造株式会社 光硬化型導電性組成物及びそれを用いて電極形成したプラズマディスプレイパネル
WO2003023790A1 (en) * 2001-09-06 2003-03-20 Noritake Co.,Limited Conductor composition and method for production thereof
US20040260020A1 (en) * 2001-09-21 2004-12-23 Yoshitaka Miyake Modified polyvinyl acetal resin
JP3910072B2 (ja) * 2002-01-30 2007-04-25 東洋アルミニウム株式会社 ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池
JPWO2004053901A1 (ja) * 2002-12-09 2006-04-13 松下電器産業株式会社 外部電極を備えた電子部品
JP2005093145A (ja) * 2003-09-16 2005-04-07 Kyocera Chemical Corp 導電性ペースト及び電池、電気二重層コンデンサならびにその製造方法。
US20060231802A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Takuya Konno Electroconductive thick film composition, electrode, and solar cell formed therefrom
US7771623B2 (en) * 2005-06-07 2010-08-10 E.I. du Pont de Nemours and Company Dupont (UK) Limited Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293451A (en) * 1978-06-08 1981-10-06 Bernd Ross Screenable contact structure and method for semiconductor devices
JPS60140882A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 Hitachi Ltd 半導体製造用ペ−スト材料
JP2001202822A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
JP2002111015A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Kyocera Corp 太陽電池の形成方法
JP2002109957A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Jsr Corp 導電性ペースト組成物
JP2004134775A (ja) * 2002-09-19 2004-04-30 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
JP2005174698A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Noritake Co Ltd 導体ペースト及びその利用

Also Published As

Publication number Publication date
CN101218685A (zh) 2008-07-09
US8197718B2 (en) 2012-06-12
JP2007019069A (ja) 2007-01-25
TW200717838A (en) 2007-05-01
DE112006001767B4 (de) 2016-04-14
US20080302411A1 (en) 2008-12-11
DE112006001767T5 (de) 2008-05-08
TWI387112B (zh) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102524339B1 (ko) Perc형 태양전지용 알루미늄 페이스트 조성물
TW201124494A (en) Aluminum pastes and use thereof in the production of passivated emitter and rear contact silicon solar cells
JP2003223813A (ja) ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池
JP5884243B2 (ja) 太陽電池の製造方法
TWI556457B (zh) 銀膠組合物、使用彼形成之用於太陽能電池的前電極、以及利用彼之太陽能電池
WO2012137688A1 (ja) 電極用ペースト組成物及び太陽電池
WO2011090213A1 (ja) 電極用ペースト組成物及び太陽電池
WO2013015285A1 (ja) 素子および太陽電池
WO2007004375A1 (ja) ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
CN107393623B (zh) 用于太阳电池电极的组合物以及使用其制作的电极
KR20140091090A (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극
WO2015115747A1 (ko) 유리 조성물 및 이를 이용한 태양전지용 전극 조성물
CN105190779A (zh) 用于形成太阳电池电极的组成物及由其形成的电极
CN103915129A (zh) 用于太阳能电池电极的组合物和使用其制作的电极
US20080135097A1 (en) Paste Composition, Electrode, and Solar Cell Element Including the Same
CN102803439B (zh) 具有掺杂功能的蚀刻膏剂以及利用该膏剂形成太阳能电池选择性发射极的方法
KR101659118B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101848009B1 (ko) 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극
US20110308614A1 (en) Etching composition and its use in a method of making a photovoltaic cell
JP2013026579A (ja) p型拡散層の製造方法及び太陽電池素子の製造方法
KR20140074415A (ko) 태양전지 후면 전극의 제조 방법 및 이를 이용한 태양전지 소자
WO2012111479A1 (ja) 導電性ペースト、太陽電池、及び太陽電池の製造方法
KR20150057457A (ko) 알루미늄 페이스트 조성물 및 이를 이용한 태양전지 소자
WO2007032151A1 (ja) アルミニウムペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
JP2008160018A (ja) ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680024677.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11922019

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120060017675

Country of ref document: DE

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 112006001767

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080508

Kind code of ref document: P

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06747068

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8607