[发明专利]导电性膏以及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及导电性膏以及太阳能电池，更详细地，涉及适于太阳能电池的电极形成的导电性膏、以及使用该导电性膏制造的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池通常在半导体基板的一方的主面形成给定图案的受光面电极。另外，在除了所述受光面电极以外的半导体基板上形成反射防止膜，用所述反射防止膜抑制入射的太阳光的反射损耗，由此提升太阳光向电能的变换效率。

所述受光面电极通常使用导电性膏如以下那样形成。即，导电性膏含有导电性粉末、玻璃粉(glass frit)、以及有机载体，在形成于半导体基板上的反射防止膜的表面涂布导电性膏，形成给定图案的导电膜。然后，在烧成过程中使玻璃粉熔融，将导电膜下层的反射防止膜分解、除去，由此烧结导电膜形成受光面电极，并使该受光面电极和半导体基板粘结，使两者导通。

如此地烧成过程中将反射防止膜分解、除去、使半导体基板和受光面电极粘结方法被称作烧成贯通(fire through)，太阳能电池的变换效率较大依赖于烧成贯通性。即，已知若烧成贯通性不充分，则变换效率会降低，作为太阳能电池的基本性能变差。

另外，在这种太阳能电池中，为了提高受光面电极和半导体基板的粘结强度，优选使用低软化点的玻璃粉。

作为低软化点的玻璃粉，过去以来使用铅系的玻璃粉，但由于Pb的环境负荷较大，因此谋求代替铅系玻璃粉的新的材料的出现。

另一方面，如上述那样太阳能电池的变换效率较大依赖于烧成贯通性，但若烧成贯通过剩地进行，烧结的受光面电极穿透反射防止膜而侵蚀到半导体基板，则有可能会招致电池特性的劣化。

为此，在专利文献1中，提出一种太阳能电池电极形成用导电性膏，含有以银为主成分的导电性粉末、玻璃粉、有机载体、和溶剂，所述玻璃粉含有以氧化碲为网孔形成成分的碲系玻璃粉。

在该专利文献1中，由于含有碲系玻璃粉的导电性膏即使进行烧成处理，烧结后的受光面电极也不会深入侵蚀到半导体基板内部，因此烧成贯通性的控制容易，由此能实现在是非铅系的同时具有良好的电池特性的太阳能电池。

进而，在该专利文献1中，所述碲系玻璃粉除了氧化碲以外还含有氧化钨、氧化钼，且根据需要含有氧化锌、氧化铋、氧化铝等的任意一种以上，由此来谋求玻璃化范围的放大和稳定化等。

另外，在这种太阳能电池中，为了使受光面电极与半导体基板间的接触电阻较低来提升变换效率，认为重要的是控制成为受光面电极的主成分的导电性粉末的烧结情形。即，在半导体基板与导电性粉末间存在热收缩率的差，相关的热收缩率的差成为阻碍接触电阻的减低化的主要原因。而且，为了缩小热收缩率的差，需要控制导电性粉末的烧结情形。为此，一直以来，通过在导电性膏中添加添加剂来控制导电性粉末的烧结情形，使受光面电极与半导体基板间的接触电阻较低。

例如在专利文献2中，提出一种太阳能电池元件的电极形成用导电性膏，在含有导电性粒子、有机粘合剂、溶剂、玻璃粉、和低熔点金属的太阳能电池元件的电极形成用导电性膏中，低熔点金属是Te或Se，含有0.01～10wt％的该Te或Se。

在该专利文献2中，除了以Bi₂O₃为主成分的Bi-B-Ba系等的玻璃粉以外，还另外含有作为低熔点金属的Te、Se，由此来抑制接触电阻增大。

即，若使导电性膏中含有低熔点金属并在大气气氛中烧成，则由于低熔点金属变得易于氧化，因此在导电性膏的烧成过程中，容易在导电性粒子的表面形成氧化被膜。并且在专利文献2中，通过如此地在导电性粒子的表面形成氧化被膜，抑制了导电性粒子的过剩的烧结，由此使导电性粉末的热收缩情形接近于半导体基板的热收缩情形，抑制了半导体基板与受光面电极间的接触电阻增大。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2011-96747号公报(权利要求1、6、段落编号〔0021〕～〔0028〕等)

专利文献2：JP特许第4754655号公报(权利要求1、段落编号〔0039〕等〕

发明的概要

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中，由于使用含有碲系玻璃粉的导电性膏而使受光面电极与半导体基板的接触电阻较低，由此虽然改善了太阳能电池的电池特性，但接触电阻依赖于玻璃粉的组成。即，由于接触电阻受到氧化碲、其它添加物(氧化钨、氧化钼等)的影响，因此难以稳定地将接触电阻维持得较低。