[发明专利]糊组合物及使用该糊组合物的太阳能电池元件

说明书

技术领域

本发明一般而言涉及糊组合物及使用其的太阳能电池元件，特定地涉及在构成晶体硅太阳能电池的硅半导体衬底上形成杂质层或电极时使用的糊组合物、以及使用其的太阳能电池元件。

背景技术

作为在硅半导体衬底上形成电极的电子部件，已知日本特开2000-90734号公报(以下称为专利文献1)、日本特开2004-134775号公报(以下称为专利文献2)、日本特开2003-223813号公报(称为专利文献3)中公开的太阳能电池元件。

图1是示意地表示太阳能电池元件的一般截面结构的图。

如图1所示，太阳能电池元件使用厚度为150～300μm的p型硅半导体衬底1构成。在P型硅半导体衬底1的受光面侧形成有厚度为0.3～0.6μm的n型杂质层2和在其上的防反射膜3和栅极4。

另外，在p型硅半导体衬底1的背面侧形成有铝电极层5。铝电极层5通过将含有铝粉末、玻璃粉及有机载体的糊组合物利用丝网印刷等进行涂布并使其干燥后，在660℃(铝的熔点)以上的温度下煅烧而形成。该煅烧时铝向p型硅半导体衬底1的内部扩散，由此在铝电极层5与p型硅半导体衬底1之间形成Al-Si合金层6，同时还形成p+层7作为由铝原子扩散引起的杂质层。由于该p⁺层7的存在，可以得到防止电子的再结合、提高生成载体的收集效率的BSF(Back surface Field，背面电场)效果。

然而，最近正研究在实现太阳能电池的成本降低的同时，由于硅的供给量不足而进一步使硅半导体衬底1变薄。但是，若硅半导体衬底1变薄，则由于硅与铝的热膨胀系数之差，以糊组合物在煅烧后形成有背面电极8的背面侧变成凹状的方式使硅半导体衬底1变形，并发生翘曲。因此，在太阳能电池的制造工序中发生破裂等，其结果产生太阳能电池的制造成品率降低的问题。

为了解决该问题，有减少糊组合物的涂布量、使背面电极8变薄的方法。但是，若减少糊组合物的涂布量，则硅半导体衬底1的从表面扩散至内部的铝的量变得不充分。其结果是，由于不能达到期望的BSF效果，因此产生太阳能电池的特性降低的问题。

例如在专利文献1中公开了确保所期望的太阳能电池的特性的同时能够减少硅半导体衬底1的翘曲的导电性糊的组成。该导电性糊除了含有铝粉末、玻璃粉、有机载体之外，还含有含铝有机化合物。

另外，在专利文献2中公开了通过向现有的糊组成中添加有机化合物粒子和碳粒子中的至少1种，抑制煅烧时铝电极层5的收缩，由此减少硅半导体衬底1的翘曲的方法。根据该方法，添加的有机化合物粒子或碳粒子在糊中以固体粒子状态存在，煅烧时燃烧而消失，在电极内形成大量微小的空孔，由此，衬底的翘曲得到抑制。

另外，在专利文献3中公开了通过添加无机化合物粉末来抑制煅烧时铝电极层5的收缩，由此降低硅半导体衬底1的翘曲的方法。

专利文献1：日本特开2000-90734号公报

专利文献2：日本特开2004-134775号公报

专利文献3：日本特开2003-223813号公报

发明内容

但是，在专利文献1公开的方法中，为了减小硅半导体衬底上产生的翘曲量，仍然必须使铝电极层5变薄。由此可能会降低BSF效果。

此外，在专利文献2公开的方法中，由于在电极内形成大量微小的空孔，因此铝电极层5的机械强度、密合性降低。

另外，在专利文献3公开的方法中，利用无机化合物粉末会导致铝电极层5的密合性降低。

因此，现状是尚未开发出用于得到充分的所期望的BSF效果、同时减少翘曲量而铝电极层5的机械强度、密合性不降低的方法或导电性糊的组成。

因此，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种糊组合物、具有使用该组合物而形成的杂质层、或杂质层和电极层的太阳能电池元件，所述糊组合物，即使在使硅半导体衬底变薄的情况下，也不会使电极层的机械强度、密合性降低，能够充分达到所期望的BSF效果且能够抑制煅烧后的硅半导体衬底的变形(翘曲)。

本发明人为了解决现有技术的问题反复进行了深入研究，结果发现，通过使用含有特定粉末的糊组合物能够达到上述目的。基于该见解，本发明的糊组合物具有如下特征。

本发明的糊组合物，用于在硅半导体衬底上形成杂质层或电极层，其中，含有铝包覆化合物粉末。构成所述铝包覆化合物粉末的各铝包覆化合物粒子包含：选自由无机化合物和有机化合物组成的组中的至少1种化合物粒子；和包覆所述化合物粒子的表面、位于所述铝包覆化合物粒子的最外表面、并且含有铝的含铝包覆层。