[发明专利]太阳能电池电极用糊组合物

说明书

技术领域

本发明涉及适合于采用烧成贯通法（fire through method）形成的太阳能电池电极用的导电性糊组合物。 

背景技术

例如，一般的硅系太阳能电池具有下述结构：在作为p型多晶半导体的硅基板的上表面隔着掺杂磷等的施主（donor）元素而形成的n层具备防反射膜和受光面电极，并且，在其下表面隔着p⁺层具备背面电极（以下，不区别它们时简单地称为「电极」），通过电极取出由于受光而在半导体的pn结产生的电力。上述防反射膜是用于保证充分的可见光透射率，并且降低表面反射率从而提高受光效率的膜，由氮化硅、二氧化钛、二氧化硅等的薄膜构成。 

上述防反射膜由于电阻值高，因此成为效率良好地取出在半导体的pn结产生的电力的障碍。因此，太阳能电池的受光面电极，采用例如被称为烧成贯通的方法形成。该电极形成方法，例如在n层上的整个面上设置了上述防反射膜后，采用例如丝网印刷法在该防反射膜上以适当的形状涂布导电性糊即糊状的电极材料，并实施烧成处理。由此，在电极材料被加热熔融的同时，与其接触的防反射膜被熔融，使受光面电极和半导体接触。上述导电性糊例如是以银粉末、玻璃料（将玻璃原料熔融并急冷后，根据需要粉碎成的薄片（flake）状或者粉末状的玻璃的碎料）、有机质载色剂和有机溶剂为主成分的糊，在烧成过程中，该导电性糊中的玻璃成分破坏防反射膜，因此通过导电性糊中的导体成分和n层形成欧姆接触（例如，参照专利文献1）。曾进行了下述工作：通过向该导电性糊中配合由磷、钒、铋、钨等的金属或化合物等构成的各种微量成分来获得导通性。根据 上述电极形成方法，有下述优点：与部分地除去防反射膜并在该除去部分形成电极的情况相比，工序变得简单，也不产生除去部分与电极形成位置的错位的问题。 

在这样的太阳能电池的受光面电极形成中，出于提高烧成贯通性改善欧姆接触，进而提高曲线因子（FF值）和能量转换效率等的目的，一直以来提出了各种的方案。例如，有：通过向导电性糊添加磷、钒、铋等的五族元素，来促进玻璃和银对于防反射膜的氧化还原作用，使烧成贯通性提高的方案（例如，参照专利文献1）。另外，有：通过向导电性糊添加氯化物、溴化物或者氟化物，使这些添加物辅助玻璃和银破坏防反射膜的作用从而改善欧姆接触的方案（例如，参照专利文献2）。作为上述氟化物，示出了氟化锂、氟化镍、氟化铝。另外，还示出了除了上述各添加物以外还添加五族元素。上述玻璃例如为硼硅酸玻璃。 

另外，曾提出了将银粉末、含锌添加剂和软化点为300~600℃的范围内的玻璃料分散于有机溶剂中的厚膜导电性组合物（例如，参照专利文献3）。该厚膜导电性组合物是用于形成太阳能电池的受光面电极的组合物，通过添加锌可改善导电性和钎料接合性。另外示出了：作为上述玻璃料，可使用含有21~29重量%的SiO₂、0.1~8重量%的Al₂O₃、50~62重量%的PbO、7~10重量%的B₂O₃、0~4重量%的ZnO、0~0.1重量%的Li₂O、2~7重量%的TiO₂的铅玻璃。 

另外，示出了一种多晶Si太阳能电池的受光面电极用的导电性糊，其通过使用含有1~10重量%的SiO₂、5~15重量%的B₂O₃、1~15重量%的Al₂O₃、68~89重量%的PbO、0~10重量%的CuO、0~10重量%的TiO₂，且软化点为350~500℃的SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-PbO系低熔点玻璃，可以得到稳定的欧姆接触（例如，参照专利文献4）。 

另外，有：通过在由Si₃N₄、SiO₂等构成的防反射膜上，烧接含有Ag粉末、有机载色剂、玻璃料、以及Ti、Bi、Co、Zn、Zr、Fe、Cr中的至少一种物质的电极材料，得到稳定的欧姆接触和钎料接合强度的方案（例如，参照专利文献5）。Ti、Bi等，优选相对于100重量份的Ag为0.05~5 重量份。获得上述效果的原因虽未示出，但认为如果含有Ti、Bi等，则在电极材料的烧成过程中它们溶入到玻璃中，其后，电极材料与防反射膜作用，因此和不含有Ti、Bi等的情况相比，与防反射膜的反应稳定化。