太陽能電池元件表面電極用導電性糊及太陽能電池元件的制造方法技術

本發明專利技術的目的在于提供一種形成接觸電阻低且拉伸強度強的太陽能電池元件表面電極的導電性糊及其制造方法。該太陽能電池元件表面電極用導電性糊用于太陽能電池元件的所述表面電極的形成，該太陽能電池元件具備：半導體基板、配置于該半導體基板的一個主面上的第一區域的防反射膜和配置于所述半導體基板的一個主面上的第二區域的表面電極，其特征在于，所述導電性糊含有導電性粉末、混合玻璃粉和有機賦形劑，該混合玻璃粉混合含有以碲、鎢及鉍為必需成分的碲系玻璃粉、和以鉛及鉍為必需成分且實質上不含碲的鉛-鉍系玻璃粉。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】太陽能電池元件表面電極用導電性糊及太陽能電池元件的制造方法
本專利技術涉及太陽能電池元件表面電極用導電性糊及太陽能電池元件的制造方法。
技術介紹
通常的太陽能電池元件具備：硅系的例如p型半導體基板、n型擴散層、防反射膜、背面電極及表面電極。另外，在表面電極的形成時，使用混合了以銀為主要成分的導電性粉末、玻璃粉及有機賦形劑(ビヒクル)等的導電性糊。通過絲網印刷或孔版印刷等，將該導電性糊按電極圖案形成在形成于半導體基板的一個主面側(受光面側)的防反射膜上，然后將其燒成，形成表面電極。在該燒成時，通常，通過導電性糊所含的玻璃粉的作用，溶解、去除防反射膜。由此，可實現表面電極和擴散層的電接觸。該工序通常稱為火焰貫穿(フアイア一スル一)。為了良好地進行火焰貫穿，作為導電性糊中的玻璃粉，最好使用與防反射膜的溶解性良好的玻璃。以往，作為玻璃粉，從易調節其軟化點、與半導體基板的密合性也優異、能夠比較良好地進行火焰貫穿的理由來看，大多使用含有鉛的玻璃(例如，參照專利文獻1)。但是，本專利技術人等進行了研究，結果在使用了含有鉛的玻璃粉的情況下，具有拉伸強度強但接觸電阻高這樣的問題。另外，也進行了使用含有碲的玻璃粉作為玻璃粉的嘗試(例如，參照專利文獻2)。本專利技術人等進行了研究，結果如果使用含有碲的玻璃粉，則可得到低接觸電阻，但有時因應用該玻璃粉的基板的表面狀態、燒成溫度而得不到足夠的拉伸強度。因此，也進行了使用同時含有鉛和碲的玻璃粉作為玻璃粉的嘗試(例如，參照專利文獻3)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2001-93326號公報專利文獻2：日本特開2012-84585號公報專利文獻3：國際公開第2011/140197號小冊子
技術實現思路
專利技術所要解決的課題但是，同時含有鉛和碲的玻璃粉具有含有鉛的玻璃粉和含有碲的玻璃粉的中間的特性，拉伸強度及接觸電阻中的任一特性都不充分，存在不能兼得低接觸電阻和強拉伸強度(粘接強度)這樣的問題。本專利技術的目的在于，提供一種形成接觸電阻低且拉伸強度強的太陽能電池元件表面電極的導電性糊及太陽能電池元件的制造方法。用于解決課題的手段本專利技術的一個方式的太陽能電池元件表面電極用導電性糊用于太陽能電池元件的所述表面電極的形成，該太陽能電池元件具備：半導體基板、配置于該半導體基板的一個主面上的第一區域的防反射膜和配置于所述半導體基板的一個主面上的第二區域的表面電極，其特征在于，所述導電性糊含有導電性粉末、混合玻璃粉和有機賦形劑，該混合玻璃粉混合含有以碲、鎢及鉍為必需成分的碲系玻璃粉、和以鉛及鉍為必需成分且實質上不含碲的鉛-鉍系玻璃粉。另外，就本專利技術的一個方式的太陽能電池元件的制造方法而言，該太陽能電池元件具備：半導體基板、配置于該半導體基板的一個主面上的第一區域的防反射膜和配置于所述半導體基板的一個主面上的第二區域的表面電極，該方法具有：第一工序，在所述半導體基板的一個主面上形成所述防反射膜；第二工序，將導電性糊印刷在所述防反射膜上，該導電性糊含有導電性粉末、混合玻璃粉和有機賦形劑，該混合玻璃粉混合含有以碲、鎢及鉍為必需成分的碲系玻璃粉、和以鉛及鉍為必需成分且實質上不含碲的鉛-鉍系玻璃粉；和第三工序，通過對所述導電性糊進行燒成而去除位于所述導電性糊下的所述防反射膜，使所述防反射膜配置于所述半導體基板的所述第一區域，在所述半導體基板的所述第二區域形成所述表面電極。專利技術效果根據本專利技術，能夠得到具有接觸電阻低且拉伸強度強的表面電極的太陽能電池元件及其制造方法。由此，太陽能電池元件的轉換效率提高。附圖說明圖1是示意性地表示使用本專利技術的導電性糊而形成了表面電極的太陽能電池元件的一個實施方式的剖面圖。圖2(a)～(e)是示意性地表示本專利技術的太陽能電池元件的制造工序的剖面圖。具體實施方式下面，一邊參照附圖一邊對本專利技術的太陽能電池元件表面電極用導電性糊及太陽能電池元件的制造方法的實施方式的一個例子進行說明。〔太陽能電池元件表面電極導電性糊〕首先，對使用本實施方式的導電性糊形成表面電極的太陽能電池元件的基本結構進行說明。如圖1所示，本實施方式的太陽能電池元件10具備：具有單導電型(一導電型)的第一半導體區域和相對于該第一半導體區域而言相反導電型(逆導電型)的第二半導體區域(相反導電型層1a)的半導體基板1、和配置于半導體基板1中光入射的一側的主面即第一面上(在本實施方式中，相反導電型層1a上)的第一區域1e的防反射膜2。進而，太陽能電池元件10具有：設置于半導體基板1的第一面上的第二區域1f的表面電極即第一電極3、和設置于半導體基板1的與第一面為相反側的主面即第二面上的背面電極即第二電極4。作為半導體基板1，使用具有規定的摻雜元素(導電型控制用的雜質)并呈單導電型(例如，p型)的單晶硅基板或多晶硅基板等晶體硅基板。半導體基板1的厚度更優選為例如250μm以下，進一步優選為150μm以下。在本實施方式中，以使用呈p型導電型的晶體硅基板作為半導體基板1的例子進行說明。在形成為由晶體硅基板構成的半導體基板1呈p型的情況下，作為摻雜元素，適合使用例如硼或鎵。在半導體基板1的第一面側，形成有許多圖2所示的微細突起1c。該微細突起1c為了使向半導體基板1的表面側照射的光進行多重反射、減少表面反射而設置。該微細突起1c為圓錐形狀或棱錐形狀，通過控制基于RIE(ReactiveIonEtching)法的氣體濃度或蝕刻時間，能夠使其大小發生變化。相反導電型層1a是呈與半導體基板1相反的導電型的層，例如，形成于半導體基板1的第一面的表層內。如果在使用呈p型導電型的硅基板作為半導體基板1的情況下，則相反導電型層1a形成為呈n型導電型。這種相反導電型層1a可通過例如使磷等雜質擴散在該硅基板的第一面來形成。防反射膜2是起到降低所期望的波長區域的光的反射率，使光生成載流子量增大的作用的膜，能夠提高太陽能電池元件10的光電流密度Jsc。防反射膜2由例如SiNx膜、TiO2膜、SiO2膜、MgO膜、ITO膜、SnO2膜、ZnO膜等構成。其厚度根據材料而適當選擇，使得對于適當的入射光，能夠實現無反射條件(無反射條件)。另外，如圖1所示，太陽能電池元件10在半導體基板1的第二面側的表層部形成有導電型呈p+的BSF(BackSurfaceField)區域1b。BSF區域1b具有降低在半導體基板1的第二面附近載流子的再結合引起的光電轉換效率下降的作用，在半導體基板1的第二面側形成內部電場。第一電極3具有第一母線電極、和相對于第一母線電極交叉的多個線狀指狀電極。該第一母線電極具有例如1.3～2.5mm左右的寬度。指狀電極呈線狀，其寬度為50～200μm左右，所以寬度比第一母線電極小。另外，指狀電極彼此隔開1.5～3mm左右的間隔而設有多個。另外，這種第一電極3的厚度為10～40μm左右。如后所述地，如上所述的第一電極3可通過使用含有以銀為主要成分的導電性粉末、混合含有碲系玻璃粉和鉛-鉍系玻璃粉的混合玻璃粉和有機賦形劑的導電性糊，在防反射膜2上以絲網印刷等涂布成所期望的形狀以后，進行燒成來形成。第二電極4也可以為與第一電極3同樣的電極形狀，可用與上述的第一電極3同等的材質及制法來形成。另外，也可以形成包含銀的第二母線電極，且在半導體基板1的第二面的第二母本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其用于太陽能電池元件的表面電極的形成，該太陽能電池元件具備：半導體基板、配置于該半導體基板的一個主面上的第一區域的防反射膜和配置于所述半導體基板的一個主面上的第二區域的表面電極，其特征在于，所述導電性糊含有導電性粉末、混合玻璃粉和有機賦形劑，該混合玻璃粉混合含有以碲、鎢及鉍為必需成分的碲系玻璃粉和以鉛及鉍為必需成分且實質上不含碲的鉛?鉍系玻璃粉。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.03.29 JP 2013-0712371.一種太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其用于太陽能電池元件的表面電極的形成，該太陽能電池元件具備：半導體基板、配置于該半導體基板的一個主面上的第一區域的防反射膜和配置于所述半導體基板的一個主面上的第二區域的表面電極，其特征在于，所述導電性糊含有導電性粉末、混合玻璃粉和有機賦形劑，該混合玻璃粉混合含有以碲、鎢及鉍為必需成分的碲系玻璃粉和以鉛及鉍為必需成分且碲含量為1000ppm以下的鉛-鉍系玻璃粉。2.根據權利要求1所述的太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其特征在于，所述碲系玻璃粉的軟化點比所述鉛-鉍系玻璃粉的軟化點低10～100℃。3.根據權利要求1或2所述的太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其特征在于，所述混合玻璃粉以質量比4：6～8：2的比例含有所述碲系玻璃粉和所述鉛-鉍系玻璃粉。4.根據權利要求1或2所述的太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其特征在于，所述碲系玻璃粉是以氧化物換算計含有碲30～80摩爾％、鎢10～50摩爾％、鉍5～25摩爾％的玻璃粉。5.根據權利要求1或2所述的太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其特征在于，所述鉛-鉍系玻璃粉是以氧化物換算計含有鉛30～70摩爾％、鉍10～40摩爾％、鋅30摩爾％以下(包含0摩爾％)、硅5～30摩爾％的玻璃粉、或以氧化物換算計含有鉛30～70摩爾％、鉍10～40摩爾％、鋅30摩爾％以下(包含0摩爾％)、硼1～25摩爾％的玻璃粉。6.根據權利要求1或2所述的太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其特征在于，所述混合玻璃粉還包含以鉛及碲為必需成分的鉛-碲系玻璃粉。7.根據權利要求1或2所述的太陽能電池元件表面電極用導電性糊，其特征在于，所述導電性糊含有錫、氧化錫(II)、及氧化錫(IV)中的至少任一種作為添加劑。8.一種太陽能電池元件的制造方法，該太陽能電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秋本裕二，金作整，西村浩輔，三浦好雄，
申請(專利權)人：昭榮化學工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP