导电性糊剂及太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供一种导电性糊剂，其用于在结晶系硅太阳能电池中，以不会对钝化膜造成太阳能电池特性产生影响这样的不良影响的方式，形成对钝化膜具有高的接合强度的总线电极。本发明专利技术涉及一种导电性糊剂，其是用于形成在太阳能电池的钝化膜上形成的电极的导电性糊剂，其包含：(A)导电性粒子、(B)有机媒液和(C)包含10～30mol％的Bi2O3及5～30mol％的SiO2的玻璃料，相对于导电性粒子100重量份，包含0.3～2重量份的玻璃料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性糊剂及太阳能电池
本专利技术涉及用于形成半导体装置等的电极的导电性糊剂。特别地，本专利技术涉及太阳能电池的电极形成用的导电性糊剂。另外，本专利技术涉及使用该电极形成用导电性糊剂而制造的太阳能电池。
技术介绍
将使单晶硅或多晶硅加工成平板状而成的结晶系硅使用于基板的结晶系硅太阳能电池等半导体装置为了与装置外部的电接触，通常在硅基板表面使用电极形成用导电性糊剂形成电极。按照这样而形成电极的半导体装置之中，结晶系硅太阳能电池的生产量近年大幅度地增加。这些太阳能电池中，在结晶系硅基板的一侧的表面有杂质扩散层、防反射膜及光入射侧电极，而在另一侧的表面具有背面电极。利用光入射侧电极及背面电极，能够将通过结晶系硅太阳能电池所发电的电力取出至外部。以往的结晶系硅太阳能电池的电极形成中使用包含导电性粉末、玻璃料、有机粘结剂、溶剂和其它添加物的导电性糊剂。作为导电性粉末，主要是使用银粒子(银粉末)。作为导电性糊剂中包含的玻璃料，例如专利文献1中记载了使用于硅太阳能电池(包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池)的电极形成用铋系玻璃。专利文献1中记载了该玻璃的烧穿性良好。专利文献2中记载了一种用于形成太阳能电池单元的受光面侧电极的Ag电极糊剂，其中，该太阳能电池单元具备：半导体基板；配置于上述半导体基板的相互相向的一对主面中的作为受光面而发挥功能的一侧主面的受光面侧电极；及配置于另一主面的背面侧电极。专利文献3中记载了一种厚膜导电性组合物，其特征在于，包含(a)选自(1)Al、Cu、Au、Ag、Pd及Pt、(2)Al、Cu、Au、Ag、Pd及Pt的合金，和(3)这些的混合物的导电性金属粒子；(b)无Pb的玻璃料；以及(c)有机介质；其中，上述成分(a)及(b)分散在成分(c)中，上述导电性金属粒子的平均直径为0.5～10.0μm的范围内。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-7212号公报专利文献2：日本专利第5278707号公报专利文献3：日本特开2006-313744号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题图1中示出通常的结晶系硅太阳能电池的截面示意图的一例。如图1所示，在结晶系硅太阳能电池中，通常在结晶系硅基板1(例如p型结晶系硅基板1)的光入射侧的表面(光入射侧表面)形成杂质扩散层4(例如扩散有n型杂质的n型杂质扩散层)。在杂质扩散层4之上形成防反射膜2。进而，通过丝网印刷法等使用导电性糊剂而将光入射侧电极20(表面电极)的电极图案印刷在防反射膜2上。通过将经印刷的导电性糊剂进行干燥和烧成而形成光入射侧电极20。该烧成时，导电性糊剂烧穿防反射膜2。通过该烧穿而能够以接触杂质扩散层4的方式形成光入射侧电极20。需要说明的是，所谓烧穿，是指通过导电性糊剂所包含的玻璃料等将作为绝缘膜的防反射膜2蚀刻，使光入射侧电极20与杂质扩散层4导通。也可以不使光从p型结晶系硅基板1的背面(与光入射侧表面为相反侧的表面)入射。因此，通常在背面的几乎整面形成背面电极15(背面整面电极15b)。在p型结晶系硅基板1与杂质扩散层4的界面形成pn结。入射至结晶系硅太阳能电池的入射光的大部分穿透防反射膜2和杂质扩散层4而入射至p型结晶系硅基板1。在该过程中，光被p型结晶系硅基板1吸收且产生电子-空穴对。这些电子-空穴对凭借pn结所产生的电场，而电子向光入射侧电极20分离，空穴向背面电极15分离。电子和空穴(载流子)经由这些电极而以电流的形式被取出至外部。图2中示出通常的结晶系硅太阳能电池的光入射侧表面的示意图的一例。如图2所示，在结晶系硅太阳能电池的光入射侧表面，作为光入射侧电极20配置有总线电极(光入射侧总线电极20a)及指状电极20b。在图1和图2所示的例子中，通过入射至结晶系硅太阳能电池的入射光所产生的电子-空穴对之中，电子被集中在指状电极20b，进而被集中在光入射侧总线电极20a。在光入射侧总线电极20a上焊接有利用焊料覆盖周围的互连用金属带。电流通过该金属带而被取出至太阳能电池的外部。图3中示出通常的结晶系硅太阳能电池的背面的示意图的一例。如图3所示，配置有背面TAB电极15a(也称为“背面总线电极15a”)作为背面电极15。在除了配置背面TAB电极15a的部分以外的背面的几乎整面配置有背面整面电极15b。在图1和图3所示的例子中，通过入射至结晶系硅太阳能电池的入射光所产生的电子-空穴对之中，空穴被集中在以铝作为主材料的背面电极15，进而被集中在以银作为主材料的背面TAB电极15a。铝在结晶系硅中成为p型杂质。通过将以铝作为主材料的导电性糊剂作为原料而形成背面电极15，在对导电性糊剂进行烧成时，能够在结晶系硅太阳能电池的背面形成背面电场(BSF：BackSurfaceField)层。但是，难以对铝进行焊接。因此，为了确保用于在背面焊接互连用金属带的区域，而形成以银作为主材料的总线电极(背面TAB电极15a)。因为背面TAB电极15a与背面整面电极15b存在重叠的部分，所以在两者之间保持电接触。以银作为主材料的背面TAB电极15a上焊接有利用焊料覆盖周围的互连用金属带。电流通过该金属带而被取出至太阳能电池的外部。图4中示出背面钝化型太阳能电池(PassivatedEmitterandRearCell，也称为“PERC电池”)的截面示意图的一例。图4所示的背面钝化型太阳能电池在背面具有背面钝化膜14。背面钝化膜14配置有点状的开口部。通过该点状的开口部，结晶系硅基板1与背面整面电极15b具有电接触。需要说明的是，在结晶系硅基板1与背面电极15b接触的部分配置有杂质扩散部18(p型杂质扩散部)。杂质扩散部18相当于图1所示的通常的结晶系硅太阳能电池的背面电场(BSF：BackSurfaceField)层的图4所示的背面钝化型太阳能电池的情况下，因为背面的几乎整面被背面钝化膜14覆盖，所以能够降低背面的表面缺陷密度。因此，相比于图1所示的太阳能电池，图4所示的背面钝化型太阳能电池因为能够防止起因于背面的表面缺陷的载流子的再结合，所以能够得到更高的转换效率。图4所示的背面钝化型太阳能电池与图1所示的通常的结晶系硅太阳能电池同样地，在光入射侧表面配置光入射侧总线电极20a和指状电极20b，在背面配置背面TAB电极15a和背面整面电极15b。图5表示背面钝化型太阳能电池的光入射侧总线电极20a和背面TAB电极15a附近的截面示意图的一例。图5所示的太阳能电池中，在背面TAB电极15a与结晶系硅基板1之间配置背面钝化膜14。假设背面TAB电极15a将背面钝化膜14烧穿，则会在背面TAB电极15a进行了烧穿的部分的结晶系硅基板1的表面(界面)产生许多表面缺陷。其结果是，因为起因于背面的表面缺陷的载流子的再结合变多，所以太阳能电池的性能降低。因此，要求用于形成背面TAB电极15a的导电性糊剂在烧成中不将背面钝化膜14完全地烧穿。因此，要求用于形成背面TAB电极15a的导电性糊剂对背面钝化膜14的烧穿性(反应性)低。即，用于形成背面钝化型太阳能电池的背面TAB电极15a的导电性糊剂必须至少不会对钝化膜造成对太阳能电池特性产生影响这样的不良影响。需要说明的是，背面TAB电极15a上焊接有互连用(太阳能电池单元之间的电连接用)的金属带。因此，背面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电性糊剂，其是用于形成在太阳能电池的钝化膜上形成的电极的导电性糊剂，其包含：(A)导电性粒子、(B)有机媒液、和(C)包含10mol％～30mol％的Bi2O3和5mol％～30mol％的SiO2的玻璃料，相对于导电性粒子100重量份，包含0.3～2重量份的玻璃料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.29 JP 2016-1286761.一种导电性糊剂，其是用于形成在太阳能电池的钝化膜上形成的电极的导电性糊剂，其包含：(A)导电性粒子、(B)有机媒液、和(C)包含10mol％～30mol％的Bi2O3和5mol％～30mol％的SiO2的玻璃料，相对于导电性粒子100重量份，包含0.3～2重量份的玻璃料。2.如权利要求1所述的导电性糊剂，其中，(A)导电性粒子的平均粒径D50为0.4μm～3.0μm。3.如权利要求1或2所述的导电性糊剂，其中，(B)有机媒液包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：今野圣也，
申请(专利权)人：纳美仕有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP