[发明专利]铝膏组合物和使用了它的太阳电池元件

说明书

技术领域

本发明一般涉及铝膏组合物和使用了它的太阳电池元件，特别涉及在构成结晶系硅太阳电池的p型硅半导体基板上形成背面铝电极时使用的铝膏组合物和使用了它的太阳电池元件。

背景技术

作为在硅半导体基板上形成了电极的电子部品，已知有特开2000-90734号公报(专利文献1)和特开2004-134775号公报(专利文献2)中所公开的太阳电池元件。

图1是示意性地表示太阳电池元件的一般性截面构造的图。

如图1所示，太阳电池元件使用厚度为220～300μm的p型硅半导体基板1而构成。在硅半导体基板1的受光面侧，形成了厚度为0.3～0.6μm的n型杂质层2，并在其上形成了防反射膜3和栅电极4。

另外，在p型硅半导体基板1的背面侧，形成了铝电极层5。铝电极层5是将由铝粉末、玻璃熔料和有机质媒介物构成的铝膏组合物经丝网印刷等进行涂敷、干燥后，在660℃(铝的熔点)以上的温度下进行短时间烧制而形成的。在该烧制时，铝扩散到p型硅半导体基板1的内部，从而在铝电极层5和p型硅半导体基板1之间形成Al-Si合金层6，同时，作为铝原子的扩散所得的杂质层而形成p+层7。因该p+层7的存在，可防止电子的再结合，从而获得提高生成载流子的收集效率的BSF(Back Surface Field)效果。

例如，特开平5-129640号公报(专利文献3)所公开的，将由铝电极层5和Al-Si合金层6构成的背面电极8用酸等去除，重新用银膏等形成了集电极层的太阳电池元件得到了实用化。但是，为去除背面电极8而使用的酸需要进行废弃处理，存在因该去除工序而使工序变得复杂等问题。为了避免该问题，最近，保留背面电极8而将其直接用作集电极来构成太阳电池元件的情况增多了。

然而，最近为了降低太阳电池的成本，探讨将硅半导体基板减薄的方案。但是，如果硅半导体基板变薄，则因硅和铝的热膨胀系数的差异，在铝膏组合物烧制后，硅半导体基板就会变形，产生翘曲，使得形成了背面电极层的背面侧成为凹状。为了抑制翘曲的产生，有减少铝膏组合物的涂敷量、将背面电极层减薄的方法。但是，如果减少铝膏组合物的涂敷量，在烧制时，背面电极层就容易产生浮泡和铝球。因此，存在以下的问题：在太阳电池的制造工序中产生硅半导体基板的龟裂等，结果，太阳电池的制造合格率降低。

作为解决这些问题的方法，提出了各种铝膏组合物。

在特开2004-134775号公报(专利文献2)中，作为烧制时的电极膜的烧制收缩小、可抑制Si晶片翘曲的导电性膏，公开了以下导电性膏：除了含有铝粉末、玻璃熔料和有机质媒介物以外，还含有在该有机质媒介物中呈难溶解性或不溶解性的粒子，该粒子是有机化合物粒子和碳粒子之中的至少一种。

另外，在特开2005-191107号公报(专利文献4)中，公开了一种太阳电池元件的制造方法，该制造方法可获得抑制了背面电极中铝球、突起的形成和电极鼓起的高特性的背面电极，并且具有减少半导体基板翘曲的高生产性，作为在该制造方法中使用的铝膏，公开了一种含有铝粉末的铝膏，该铝粉末的体积标准下的累积粒度分布的平均粒径D₅₀为6～20μm，且粒径在平均粒径D₅₀一半以下的铝粉相对所有粒度分布所占的比例为15％以下。

但是，即使使用这些铝膏，还是不能在烧制时充分抑制在背面电极层产生浮泡和铝球的基础上充分地减少半导体基板的翘曲。

专利文献1：特开2000—90734号公报

专利文献2：特开2004-134775号公报

专利文献3：特开平5-129640号公报

专利文献4：特开2005-191107号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种铝膏组合物和具有使用该组合物而形成的电极的太阳电池元件，该铝膏组合物可抑制在烧制时在背面电极层产生浮泡和铝球，而且即使使用更薄的硅半导体基板，也能够减少翘曲，并且实现高的BSF效果和能量转换效率。

用于解决课题的方案

本发明者们为了解决现有技术的问题点，经过反复专心研究，结果发现使用具有特殊组成的铝膏组合物，即可实现上述的目的。根据该发现，基于本发明的铝膏组合物具有如下的特征。

基于本发明的铝膏组合物是一种用于在硅半导体基板上形成电极的膏组合物，其中含有铝粉末、有机质媒介物和可塑剂。