导电性组合物、半导体元件及太阳能电池元件制造技术

提供印刷时电极图案的细线化和高深宽比化成为可能，并且可以抑制电极图案的断线、无意义的电阻的升高的导电性组合物。通过本发明专利技术提供用于形成电极的导电性组合物。该导电性组合物含有导电性粉末、玻璃粉、有机硅树脂、有机粘结剂、和分散介质。而且，玻璃粉的以氧化物换算时的SiO2成分的比例为0质量％以上且5质量％以下。

Conductive composition, semiconductor element, and solar cell element

It is possible to provide a conductive composition for fine patterning and high aspect comparison of electrode patterns in printing, and to inhibit the disconnection of electrode patterns and the elevation of meaningless resistances. A conductive composition for forming an electrode is provided by the invention. The conductive composition contains electrically conductive powder, glass powder, silicone resin, organic binder, and dispersion medium. In addition, the percentage of the SiO2 component in the conversion of the glass powder to oxide is 0, mass% or more, and 5 mass% below.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性组合物、半导体元件及太阳能电池元件
本专利技术涉及一种导电性组合物。更具体而言，涉及一种可用于形成太阳能电池的电极图案的导电性组合物。本申请基于在2015年1月7日申请的日本国专利申请2015-001855号主张优先权，该申请的全部内容作为参照被引进于本说明书中。
技术介绍
从近年的环境意识的提高、节能的观点考虑，太阳能电池的普及在急速进展，随之，寻求较先前来说更高性能的单元结构，即光电转换效率良好且高输出功率的单元结构的太阳能电池。作为用于实现这种要求的一个方案，可列举出扩大太阳能电池的每单元单位面积的受光面积。例如，作为用于扩大受光面积的一个方案，期待形成于受光面的线状电极的细线化(细实线(fineline)化)。在目前成为主流的所述晶体硅型太阳能电池的受光面上，典型地说，设置有包含由银等导电体形成的细线的指形(集电用)电极，以及与该指形电极连接的母线电极。以下，也将这些电极统称为受光面电极。这种受光面电极含有作为导体成分的银等导电性粉末、以及包含有机粘结剂和溶剂的有机连结料(vehicle)成分，通过将制备成糊状(包含浆状、墨状)的材料(以下也称为“导电性组合物”，简称为“组合物”等)，通过丝网印刷法等方法，用规定的电极图案印刷在太阳能电池(单元)的受光面，进行焙烧而形成。作为为了形成这种太阳能电池的受光面电极而使用的导电性组合物相关的现有技术，可列举出例如专利文献1～专利文献3。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-087251号公报专利文献2：日本特开2012-023095号公报专利文献3：日本特表2012-508812号公报专利
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，太阳能电池的电极形成用的导电性组合物中，除了上述的构成材料以外，还含有玻璃粉(glassfrit)。玻璃粉可以作为在焙烧中软化或熔融来实现基板与电极的良好结合的无机粘结剂来发挥功能。而且，在太阳能电池的制造中，通过导电性组合物含有玻璃粉而表现出良好的烧穿(firethrough)特性。即，制造太阳能电池时，典型地说，首先在硅基板的受光面的大致整个面形成防反射膜，在该防反射膜上用所需的电极图案供给受光面电极形成用的导电性组合物，进行焙烧。此时，导电性组合物中的玻璃粉在焙烧中与防反射膜反应，将其引进到玻璃中。由此，导电性组合物中的导电性粉末通过穿过(烧穿)防反射膜，实现与硅基板的良好的电连接(欧姆接触(ohmiccontact))。若如上利用导电性组合物的烧穿特性，则在形成微细的受光面电极时，不再需要部分性地去除防反射膜等、较为简单，而且不再担忧防反射膜的去除部分与受光面电极的形成位置之间产生间隙或重叠，为优选。另外，在太阳能电池的受光面中，形成有受光面电极的部分成为遮光部分(非受光部分)。因此，如果使受光面电极与以往相比更细线化(细实线化)，则每单元单位面积的受光面积扩大，可提高每单元单位面积的输出功率。然而，此时，如果仅以细线化的部分增大(增厚)电极的体积，则电极的线路电阻(lineresistance)增加，导致太阳能电池的输出功率特性下降。因此，为了受光面电极的细实线化，同时寻求电极厚度的提高，即高深宽比(电极的厚度与线宽的比：厚度/线宽大。以下相同)。然而，对于现有的导电性组合物，从兼具上述的电极的良好欧姆接触和细实线化的观点考虑，期待进一步的改善。本专利技术是鉴于上述情况而提出的，其主要目的在于，提供一种电极形成用的导电性组合物，其可实现电极图案的细线化和高深宽比，并且可以良好地形成电极与基板的接点。另外，其它的目的在于，提供一种通过采用该导电性组合物可实现的功能或性能提高的半导体元件，例如太阳能电池元件。用于解决问题的方案为了实现上述目的，通过本专利技术提供可适合用于形成电极(电极图案)的导电性组合物。该导电性组合物的特征在于，含有导电性粉末、玻璃粉、有机硅树脂、有机粘结剂和分散介质，并且上述玻璃粉的以氧化物换算时的SiO2成分的比例为0质量％以上且5质量％以下。此处公开的导电性组合物由于含有玻璃粉，因此可形成与基板的接合性良好的电极，另外，形成太阳能电池用电极时，即便是供给至防反射膜上的情况，也可通过烧穿来适当地形成电极与基板的接点。而且可实现良好的欧姆接触。进而，该导电性组合物由于含有有机硅树脂，因此可稳定地形成细微且高深宽比的电极。此处，来自玻璃粉、有机硅树脂的SiO2成分由于在电极中使绝缘性的电阻成分增大，因此不优选。因此，此处所示的技术中，通过玻璃粉不含有SiO2成分，或者如上限制玻璃粉中的SiO2成分的比例，可以以高水平兼具良好的烧穿特性、电极形状稳定性而不会损害电极特性。此处公开的导电性组合物的优选一方式中的特征在于，上述有机硅树脂相对于上述导电性粉末100质量份的比例为0.005质量份以上且0.9质量份以下。通过这种构成，不仅可形成高深宽比的电极，而且可形成电特性更良好的电极。此处公开的导电性组合物的优选一方式中的特征在于，上述有机硅树脂的重均分子量为3000以上且90000以下。通过这种构成，与不添加有机硅树脂的情况相比较，可进一步提高电极的线路电阻等电特性。此处公开的导电性组合物的优选一方式中的特征在于，构成上述导电性粉末的金属种类含有选自由镍、铂、钯、银、铜和铝组成的组中的任意一种或两种以上的元素。通过这种构成，可构成导电性优异的电极。本专利技术用来实现上述目的其他方面，也提供具备使用上述任一项所记载的导电性组合物形成的电极的半导体元件。典型地说，这种半导体元件可以为具备使用上述导电性组合物形成的受光面电极的太阳能电池元件。具体地说，本专利技术的导电性组合物例如在利用丝网印刷法等供给到半导体基板的受光面上的情况下，可大体积地(以高深宽比)形成线宽更微细的电极图案和电极。因此，例如可在各种半导体元件的电极图案的印刷中实现进一步的细实线化，从而实现达成半导体元件的进一步小型化和高集成化的高性能半导体元件。另外，例如通过应用于形成太阳能电池元件的受光面电极，可增大受光面的每单元面积的受光量，产生更多的电力，因此特别优选。附图说明图1为示意性地示出太阳能电池的结构的一例的剖视图图2为示意性地示出形成于太阳能电池的受光面的电极的图案的俯视图。图3为示出一实施方式中的导电性组合物中的有机硅树脂的重均分子量与形成的电极的断线数及纵横比的关系的曲线图。图4为示出一实施方式中的导电性组合物中的有机硅树脂的重均分子量与形成的电极的线路电阻的关系的曲线图。具体实施方式以下，对本专利技术的优选实施方式进行说明。需要说明的是，本专利技术书中特别提及的内容以外的技术事项且本专利技术的实施所需要的事项，能够基于现有技术的本领域技术人员的设计事项掌握。本专利技术可以基于本说明书中公开的
技术实现思路
和该领域中的技术常识实施。此处公开的导电性组合物典型地说为通过焙烧可以形成电极的导电性组合物。该导电性组合物在本质上与现有的这种导电性组合物同样地含有导电性粉末、玻璃粉、和用于分散这些构成要素的有机连结料成分(如后文所述，有机粘结剂和分散剂的混合物)，进一步含有有机硅树脂作为必须的构成要素来构成。以下对这些各构成要素进行说明。作为形成该糊剂的固体成分的主体的导电性粉末，可以考虑包含具备与用途对应的所需导电性和其他物性等的各种金属或它们的合金等的粉末。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性组合物，其用于形成电极，其含有导电性粉末、玻璃粉、有机硅树脂、有机粘结剂、和分散介质，所述玻璃粉的以氧化物换算时的SiO2成分的比例为0质量％以上且5质量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.07 JP 2015-0018551.一种导电性组合物，其用于形成电极，其含有导电性粉末、玻璃粉、有机硅树脂、有机粘结剂、和分散介质，所述玻璃粉的以氧化物换算时的SiO2成分的比例为0质量％以上且5质量％以下。2.根据权利要求1所述的导电性组合物，其中，所述有机硅树脂相对于所述导电性粉末100质量份的比例为0.005质量份以上且0.9质量份以下。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐合佑一朗，小池智久，杉山高启，
申请(专利权)人：株式会社则武，
类型：发明
国别省市：日本,JP