[发明专利]太阳能电池元件的电极形成用导电性糊料及太阳能电池元件以及该太阳能电池元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池元件的电极形成用导电性糊料及具有使用该导 电性糊料形成的电极的太阳能电池元件以及该太阳能电池元件的制造方 法。

背景技术

如图4所示，一般的太阳能电池元件包括半导体基板21、扩散层22、防 反射层23、背面电极24和正面电极25。

该太阳能电池元件例如通过以下的方法制造。在由硅形成的半导体基 板21的受光面侧(正面侧)依次形成杂质的扩散层22和由氮化硅、氧化硅或 氧化钛等形成的绝缘性的防反射层23。在这里，半导体基板21例如是通过 含有1×10¹⁶～10¹⁸原子/cm³左右的硼等半导体杂质而呈现电阻率1.5Ωcm左 右的一种导电型(例如p型)的基板。采用单晶硅的情况下通过直拉法等形 成，采用多晶硅的情况下通过浇铸法等形成。多晶硅可大量生产，在制造 成本方面比单晶硅等有利。半导体基板21例如可以通过将以直拉法或浇铸 法形成的铸锭切片成100～300μm左右的厚度而得。

扩散层22是通过在半导体基板21的受光面扩散磷等杂质而形成的呈现 与半导体基板21相反的导电型(例如n型)的区域。该扩散层例如通过将半导 体基板21配置于炉中并在三氯氧化磷(POCl₃)等中加热而形成。

防反射层23兼具防反射功能，为了保护太阳能电池元件而形成于扩散 层22的受光面侧。防反射层23为氮化硅膜的情况下，例如通过将甲硅烷(SiH₄) 和氨(NH₃)的混合气体以辉光放电分解等离子体化并使其堆积的等离子体 CVD法等形成。例如，考虑到与半导体基板21的折射率差等，防反射层23形 成为0.05μm～1.0μm左右的厚度，使折射率为1.8～2.3左右。

半导体基板21的正面形成有正面电极25，背面形成有背面电极24。正 面电极25通过印刷含导电性粒子、有机粘合剂、溶剂、玻璃料和根据需要 添加的物质的导电性糊料并干燥、烧成而形成。背面电极24也通过印刷导 电性糊料并干燥、烧成而形成，但并不需要使用与正面电极25同样的导电 性糊料。特别是正面电极25担负烧成导通(fire-through)的功能，适当的 组成和烧成条件的选择在提高太阳能电池的特性方面是重要的。该烧成导 通是指烧成时，导电性糊料中所含的玻璃料作用于防反射层23而将该层熔 解除去，结果正面电极25与扩散层22接触，获得正面电极25与扩散层22的 欧姆连接。如果在正面电极25与扩散层22之间无法获得稳定的欧姆连接， 则太阳能电池的串联电阻升高，存在填充因子(FF)减小的倾向。太阳能电 池的转化效率通过将开路电压、短路电流密度、FF相乘而得，所以FF越小， 则转化效率越低。

另外，为了提高太阳能电池的发电特性，电极的特性是重要的。例如， 通过降低电极的电阻值，发电效率提高。为了实现该目的，例如专利文献1 中揭示了一种导电性糊料，该导电性糊料包含有机粘合剂、溶剂、玻璃料、 导电性粉末和选自Ti、Bi、Zn、Y、In及Mo的至少1种金属或其金属化合物， 金属或其金属化合物的平均粒径在0.001μm以上且不足0.1μm。

专利文献1中记载，通过将含超微粒子的金属或其金属氧化物的导电性 糊料烧成，可以在隔着防反射层存在的半导体与导电性糊料之间形成稳定 且具有高导通性和良好的粘接力的正面电极。但是，如果导电性糊料的组 成、特别是像专利文献1那样含超微粒子的金属或其金属氧化物的导电性糊 料在半导体基板的表面印刷并干燥后进行烧成，则涂膜(糊料膜)收缩而接 触电阻增大，或者有时因糊料膜与半导体基板的热收缩特性(线膨胀率)的 差异而在半导体基板表面产生微裂缝。如果接触电阻增大，则如上所述FF 减小，存在转化效率下降的问题。

专利文献1：日本专利特开2005-243500号公报

发明的揭示

本发明是鉴于现有技术所存在的这样的问题而完成的发明，其目的在 于提供不会导致接触电阻增大的太阳能电池元件的电极形成用导电性糊料 及具有使用该导电性糊料形成的电极的太阳能电池元件以及该太阳能电池 元件的制造方法。

为了实现上述目的，本发明的太阳能电池元件的电极形成用导电性糊 料的特征在于，包含导电性粒子、有机粘合剂、溶剂、玻璃料、含碱土金 属的有机化合物。