本发明专利技术的电极形成用组合物含有：含磷铜合金粒子、含锡粒子、含有特定金属元素M[M表示选自Li、Be、Na、Mg、K、Ca、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr、Ra、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、Cd、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Al、Ga、Ge、In、Sb、Tl、Pb、Bi和Po中的至少1种]的粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电极形成用组合物、太阳能电池元件和太阳能电池。
技术介绍
通常在硅系太阳能电池的受光面和背面形成有电极。为了效率良好地将通过光的 入射而在太阳能电池内被转换的电能输出到外部，要求上述电极的体积电阻率充分低、以 及上述电极与硅基板形成良好的欧姆接触。特别是，从将太阳光的入射量损失抑制为最低 限度的观点出发，受光面的电极有减小配线宽度，并且提高电极的宽厚比的倾向。 太阳能电池的受光面的电极通常按以下方式形成。即，在p型硅基板的受光面侧 形成纹理（凹凸），接着，在通过利用高温使磷等热扩散而形成的η型扩散层上，通过丝网印 刷等赋予导电性组合物，将其在大气中以800°C~900°C热处理（烧成），由此形成受光面 的电极。形成受光面的电极的导电性组合物中含有导电性金属粒子、玻璃粒子、各种添加剂 等。 作为上述导电性金属粒子，通常使用银粒子。作为其理由，可列举：银粒子的体积 电阻率低至1. 6X 10-6 Ω ·_ ;在上述热处理（烧成）条件下银粒子自身还原而烧结；能够 与硅基板形成良好的欧姆接触；以及由银粒子形成的电极在焊料材料的润湿性方面优异， 能够适宜地接合将太阳能电池元件间电连接的配线材料（极耳线等）。 如上述所示，由包含银粒子的导电性组合物形成的电极作为太阳能电池的电极显 现出优异的特性。另一方面，银是贵金属，金属原料本身高价，另外从资源的问题出发，也期 望代替银的导电材料。作为有望代替银的导电材料，可列举应用于半导体配线材料的铜。铜 的资源丰富，金属原料的价格也低廉至银的约百分之一。但是，铜的在大气中200°C以上的 高温下容易被氧化的材料，难以利用上述工序形成电极。 为了解决铜所具有的上述课题，使用各种方法对铜赋予耐氧化性，报告了即使在 高温热处理（烧成）下也难以氧化的铜粒子（例如，参照专利文献1和专利文献2)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2005 - 314755号公报 专利文献2 :日本特开2004 - 217952号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 但是，即使是专利文献1和专利文献2的上述铜粒子，具有的耐氧化性的情况是最 高到300°C为止，因此，在800°C~900°C的高温下几乎全部被氧化，所以由铜粒子形成的电 极作为太阳能电池用电极达不到实用。为了进一步赋予耐氧化性而应用的添加剂等阻碍热 处理（烧成）中的铜粒子的烧结，其结果是存在以下课题：无法得到像银那样的低电阻的电 极。 另外，作为抑制铜的氧化的其它方法，可列举将使用铜作为导电性金属粒子的导 电性组合物在氮等气氛下进行热处理（烧成）的特殊的工序。但是，使用上述方法时，为了 完全抑制铜粒子的氧化，需要成为上述气氛气体下完全密封的环境，在制造成本方面不利 于太阳能电池元件的量产。 作为将铜应用于太阳能电池用电极的另一个课题，可列举与硅基板的欧姆接触 性。即，即使能够使含铜电极在高温热处理（烧成）中不氧化地形成，由于铜与硅基板接触， 发生铜与硅的相互扩散，在电极与硅基板的界面，形成铜和硅产生的反应物相（Cu3Si)。 该Cu3Si的形成会波及到直到距硅基板的界面深度数μ m，有时使硅基板产生龟 裂。另外，有时Cu3Si贯穿在硅基板上预先形成的η型扩散层，使太阳能电池所具有的半导 体性能（ρη接合特性）劣化。另外，形成的Cu3Si将含铜电极提起等，阻碍电极与娃基板的 密合性，有可能带来电极的机械强度降低。 本专利技术鉴于上述课题而完成，其目的在于提供能够形成电阻率低的电极，进而能 够形成具有与硅基板的良好的欧姆接触的含铜电极的电极形成用组合物；以及具有使用该 电极形成用组合物形成的电极的太阳能电池元件和太阳能电池。 用于解决课题的手段 为了解决上述课题而潜心研究的的结果是完成了本专利技术。即本专利技术如下。 < 1 >-种电极形成用组合物，其含有：含磷铜合金粒子、含锡粒子、含有特定金 属元素 M的粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。 < 2 >根据上述< 1 >所述的电极形成用组合物，其中，上述含磷铜合金粒子中的 磷含有率为6. 0质量％以上且8. 0质量％以下。 < 3 >根据上述< 1 >或< 2 >所述的电极形成用组合物，其中，上述含锡粒子为 选自锡粒子和锡含有率为1质量％以上的锡合金粒子中的至少1种。 < 4 >根据上述< 1 >~< 3 >中的任一项所述的电极形成用组合物，其中，上述 含有特定金属元素 Μ的粒子为选自由上述特定金属元素 Μ构成的粒子、和上述特定金属元 素 Μ的含有率为5质量％以上的上述特定金属元素 Μ的合金粒子中的至少1种。 < 5 >根据上述< 1 >~< 4 >中的任一项所述的电极形成用组合物，其中，上述 玻璃粒子的软化点为650°C以下，结晶化开始温度大于650°C。 < 6 >根据上述< 1 >~< 5 >中的任一项所述的电极形成用组合物，其中，将上 述含磷铜合金粒子、上述含锡粒子和上述含有特定金属元素 Μ的粒子的总含有率设为100 质量％时的上述含锡粒子的含有率为5质量％以上且70质量％以下。 < 7 >根据上述< 1 >~< 6 >中的任一项所述的电极形成用组合物，其中，将上 述含磷铜合金粒子、上述含锡粒子和上述含有特定金属元素 Μ的粒子的总含有率设为100 质量％时的上述含有特定金属元素 Μ的粒子的含有率为5质量％以上且70质量％以下。 < 8 >根据上述< 1 >~< 7 >中的任一项所述的电极形成用组合物，其中，上述 含磷铜合金粒子、上述含锡粒子和上述含有特定金属元素 Μ的粒子的总含有率为70质量％ 以上且94质量％以下，上述玻璃粒子的含有率为0. 1质量％以上且10质量％以下，上述溶 剂和上述树脂的总含有率为3质量％以上且29. 9质量％以下。 < 9 >一种太阳能电池元件，其具有：硅基板、和电极，所述电极为设置于上述硅 基板上的上述<1 >~< 8 >中的任一项所述的电极形成用组合物的热处理物。 < 10 >根据上述< 9 >所述的太阳能电池元件，其中，上述电极包含含有Cu和Sn 的合金相与含有Sn、P和0的玻璃相。 < 11 >根据上述< 10 >所述的太阳能电池元件，其中，上述玻璃相配置于上述合 金相和上述硅基板之间。 < 12 >-种太阳能电池，其具有：上述< 9 >~< 11 >中的任一项所述的太阳能 电池元件、和配置于上述太阳能电池元件的电极上的配线材料。 专利技术效果 根据本专利技术，可以提供能够形成电阻率低的电极，进而能够形成具有与硅基板的 良好的欧姆接触的含铜电极的电极形成用组合物；以及具有使用该电极形成用组合物形成 的电极的太阳能电池元件和太阳能电池。【附图说明】 图1是表示太阳能电池元件的一例的示意截面图。 图2是表示太阳能电池元件的受光面的一例的示意俯视图。 图3是表示太阳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电极形成用组合物，其含有：含磷铜合金粒子、含锡粒子、含有特定金属元素M的粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂，M表示选自Li、Be、Na、Mg、K、Ca、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr、Ra、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、Cd、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Al、Ga、Ge、In、Sb、Tl、Pb、Bi和Po中的至少1种。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：足立修一郎，吉田诚人，野尻刚，仓田靖，栗原祥晃，加藤隆彦，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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