[发明专利]PERC型太阳能电池用铝膏组合物

说明书

本发明提供一种PERC型太阳能电池用铝膏组合物，其可赋予PERC型太阳能电池单元以高转换效率，同时对硅基板的密着性也优异，且即使在高温高湿环境下也能抑制电特性的降低及烧成后的空隙的产生。所述PERC型太阳能电池用铝膏组合物至少含有玻璃料作为构成成分。所述玻璃料不含有Pb及碱金属，而含有B₂O₃成分。

技术领域

本发明涉及一种用于背面具有钝化膜的结晶类太阳能电池单元的铝膏组合物。

背景技术

以提高结晶类太阳能电池单元的转换效率(发电效率)及可靠性等为目的，已经实施了各种研究开发，作为其中之一，已知有PERC(钝化发射极和背面电池，Passivatedemitter and rear cell)型高转换效率单元。在该PERC型高转换效率单元中，在太阳能电池单元的与受光面相反一侧的背面形成有由氮化硅、氧化硅、氧化铝等形成的防反射膜。利用激光在该防反射膜上形成孔，并以通过此孔与硅基板进行电接触的方式而形成铝电极层。在这样的PERC结构中，存在通过来自上述的铝电极层的铝原子的扩散而形成的p+层。通过该p+层的存在，可获得使生成载流子的收集效率提高的BSF(背面电场，Back SurfaceField)效果。此外，由于上述防反射膜作为所谓的钝化膜而发挥作用，因此通过抑制硅基板表面的电子的再结合，可减少产生的载流子的再结合率。其结果，可得到高电压，可提高太阳能电池单元的转换效率。

近年来，设计有各种用于在上述PERC型高转换效率单元的背面侧形成铝电极层(背面电极)的铝膏组合物。作为PERC型高转换效率单元用的铝膏组合物所必需的的功能为：1)提高基于均匀的BSF层形成的转换效率；2)确保与硅基板及钝化膜的充分的剥离强度；3)确保高温高湿环境中的长期可靠性。

例如，关于膏状组合物中所包含的玻璃料(glass frit)，专利文献1中提出了一种含有30～70阳离子摩尔百分比的铅、1～40阳离子摩尔百分比的硅、10～65阳离子摩尔百分比的硼、1～25阳离子摩尔百分比的铝的玻璃料。此外，专利文献2中，提出了一种包含无PbO的玻璃料的膏状组合物，所述玻璃料含有0～12wt％的SiO₂、0.3～10wt％的Al₂O₃、65～75wt％的Bi₂O₃。进一步，专利文献3中提出了一种添加了玻璃料的铝膏组合物，所述玻璃料含有SiO₂、B₂O₃、ZnO和/或PbO、Al₂O₃和至少一种的碱金属氧化物，由此，提高硅基板与电极的密着性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-145865号公报

专利文献2：美国专利申请公开2013/0192670号

专利文献3：国际公开第2012/165167号

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，即使将上述专利文献1中公开的膏状组合物适用于PERC型高转换效率单元，仍难以断言可获得充分的转换效率，仍留有改善的余地。此外，由于含有Pb，因此产生对环境方面造成影响的问题。此外，对于转换效率，上述专利文献2中公开的膏状组合物也同样留有改善的余地，此外，对于通过烧成而形成的铝电极的剥离强度，也期望有所改善。专利文献3中公开的膏状组合物虽然确实提高了对硅基板的密着性，但在高温高湿环境下的可靠性方面仍留有技术问题。此外，对于任一专利文献中公开的膏状组合物，均在由烧成而形成的Al-Si合金层上形成有空隙，还存在太阳能电池单元的机械强度低的问题。从如上所述的角度出发，期望开发出可解决上述技术问题的膏状组合物。