[发明专利]太阳能电池受光面电极用糊、其制造方法以及太阳能电池单元

说明书

技术领域

本发明涉及能够适合地用于采用烧成贯通法(firethroughmethod)形成的太阳能电池电极用途的太阳能电池受光面电极用糊、其制造方法、和太阳能电池单元(cell)。

背景技术

例如，一般的硅系太阳能电池具有下述结构，即，在作为p型多晶半导体的硅基板的上表面隔着n⁺层具备防反射膜和受光面电极，并且，在下表面隔着p⁺层具备背面电极(以下，在不区别它们时简称为“电极”)，使通过受光而在半导体的pn结产生的电通过电极而获取。上述防反射膜是用于确保充分的可见光透射率，并且降低表面反射率提高受光效率的膜，由氮化硅、二氧化钛、二氧化硅等的薄膜构成。

上述的防反射膜的电阻值高，因此为了效率良好地获取在半导体的pn结产生的电，形成受光面电极的部分需要除去防反射膜。因此，太阳能电池的受光面电极例如采用被称为烧成贯通的方法而形成。在该电极形成方法中，例如，在n⁺层上的整个面设置所述防反射膜后，采用例如丝网印刷(网版印刷)法将导电性糊即糊状的电极材料以适当的形状涂布于该防反射膜上，并实施烧成处理。由此，在电极材料被加热熔化的同时，与其接触的防反射膜被熔化，受光面电极与半导体接触。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，根据需要粉碎而成的薄片状或粉末状的玻璃碎片)、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，因此由导电性糊中的导体成分和n⁺层形成欧姆接触。因此，与在电极形成之前部分地除去防反射膜的情况相比，具有工序变得简单、不会产生除去部分与电极形成位置的错位的优点。

在上述那样的太阳能电池的受光面电极形成中，要求确保基板与电极的接合强度，并且降低接触电阻，确保良好的欧姆接触，进而使电池输出提高。一直以来，曾提出了各种用于改善这些接合强度和接触电阻的提案。

另外，作为谋求接触电阻改善的提案，例如有向包含Ag粉末来作为导体成分的糊中添加Mo、W、Ni中的任一种的糊(例如，参照专利文献1)。根据该糊，在烧成时生成的氧化硅膜被Mo、W、Ni还原，因此能够在低温下烧成，而且由于接触电阻变低，因此FF值变大，但没有考虑应用于烧成贯通，存在如果通过烧成贯通来形成受光面电极则得不到充分的接合强度的问题。

另外，曾提出了例如包含Ag粉末、V、Mo、W之中的至少1种、玻璃料、和有机质载色剂的太阳能电池用导电性组合物(例如，参照专利文献2)。该导电性组合物，以通过低温烧成能够实现烧成贯通为目的。根据该导电性组合物，高熔点金属与Ag进行固相反应而形成复合氧化物，Ag经由该复合氧化物扩散从而从低温进行粒子生长。另外，在高温下熔化了的复合氧化物的熔液促进Ag的烧结，并且将基板表面的防反射膜和/或绝缘被膜熔化，使绝缘被膜中的Ag的扩散容易，因此接触电阻降低。

另外，曾提出了使用下述导电性糊来形成电极，所述导电性糊含有银粉末、玻璃料、有机质载色剂和有机溶剂，并且作为添加物含有Ti、Bi、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Si、Al、Ge、Sn、Pb、Zn的氧化物之中的至少一种(例如，参照专利文献3)。该导电性糊，是以形成接触电阻小、接合强度高的电极为目的的糊，通过与玻璃料分开地将铅、硼、硅等的氧化物作为添加物含于电极层中，能使接触电阻更进一步降低。但是，在这些专利文献2、3所记载的导电性糊中，在作为玻璃料使用铅玻璃的情况下侵蚀较强，因此凹凸面变大、接触电阻变高，在使用无铅玻璃的情况下侵蚀较弱，因此接触电阻变高且接合强度变低，都难以得到良好的结果。

另外，以考虑环境问题、并且改善接合强度和接触电阻为目的，曾提出了以无铅碲系玻璃作为主成分的太阳能电池用导电性糊(例如，参照专利文献4)。显示出：该导电性糊，是相对于100重量份的导电性粉末含有0.1～10重量份的碲系玻璃的糊，该碲系玻璃优选为下述组成：含有氧化碲25～90(mol％)、氧化钨和氧化钼中的任1种以上5～60(mol％)、氧化锌0～50(mol％)、氧化铋0～25(mol％)、氧化铝0～25(mol％)。根据这样的导电性糊，使用在环境上优选的无铅玻璃，能得到接合强度优异且能够良好地进行烧成贯通、电池特性优异的太阳能电池。