糊浆组成物、电极和具有该电极的太阳电池元件制造技术

本发明专利技术提供一种糊浆组成物、使用该组成物而形成的电极（８）、和具有该电极（８）的太阳电池元件，该糊浆组成物即使在减薄了硅半导体基板（１）的情况下，也能够不降低电极（８）的机械强度和密着性，充分实现预期的ＢＳＦ效果，并且能够抑制烧成后的硅半导体基板（１）的变形（翘曲）。糊浆组成物用于在硅半导体基板（１）上形成电极，含有铝粉末、有机质媒介物、和在有机质媒介物中呈不溶性或难溶性的晶须，晶须预先与铝粉末和有机质媒介物进行了混合。太阳电池元件具有电极（８），该电极（８）是在硅半导体基板（１）上涂敷了具有上述特征的糊浆组成物后进行烧成而形成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及糊浆组成物、电极和具有该电极的太阳电池元件， 特别涉及在构成结晶类硅太阳电池的硅半导体基板上形成电极时使用 的糊浆组成物、电极和具有该电极的太阳电池元件。
技术介绍
作为在硅半导体基板上形成了电极的电子部品，已知有太阳电池。 图1是示意性地表示太阳电池元件的一般性剖面结构的图。如图l所示，太阳电池元件使用厚度为200 300um的p型硅半 导体基板1而构成。在硅半导体基板1的受光面侧，形成了厚度为0.3 0.6 ii m的n型杂质层2、其上的防反射膜3和栅电极4。另外，在p型硅半导体基板1的背面侧，形成了背面电极层5。背 面电极层5是将由铝粉末、玻璃熔料和有机质媒介物构成的糊浆组成 物经丝网印刷等进行涂敷、干燥后，在66(TC (铝的熔点)以上的温度 下进行烧成而形成的。在该烧成时，铝扩散到p型硅半导体基板1的 内部，从而在背面电极层5和p型硅半导体基板1之间形成Al-Si合金 层6，同时形成p+层7，作为因铝原子的扩散而导致的杂质层。因该？+ 层7的存在，可防止电子的再结合，从而得到提高生成载流子的收集 效率的BSF (Back Surface Field)效果。电极8由背面电极层5和Al-Si 合金层6构成。另外，将背面电极层5和Al-Si合金层6用酸等去除，留下p+层7 以确保BSF效果，并重新用银糊浆等形成了电极层的太阳电池也得到了实用化。然而，最近为了降低太阳电池的成本，在研讨将硅半导体基板减 薄。但是，如果硅半导体基板变薄，因硅和铝的热膨胀系数的差异， 在糊浆烧成后，硅半导体基板就会变形，产生翘曲，使得形成了背面 电极层的背面侧成为凹状。因此，存在以下的问题在太阳电池的制 造工序中产生裂纹等，结果，太阳电池的制造合格率降低。为了解决该问题，有减少糊浆组成物的涂敷量，将背面电极层减 薄的方法。但是，如果减少糊浆组成物的涂敷量，从硅半导体基板的 表面扩散到内部的铝的量就会变得不充分。结果，因为不能实现预期 的B S F效果，所以存在太阳电池的特性低下的问题。在此，在例如特开2000-90734号公报(专利文献l)中公开了在 确保预期的太阳电池的特性的同时，可减少硅半导体基板的翘曲的导 电性糊浆的组成。该导电性糊浆除了铝粉末、玻璃熔料和有机质媒介 物以外，还含有含铝有机化合物。但是，在上述现有技术中，为了减少硅半导体基板产生的翘曲量， 需要将背面电极层减薄。如果背面电极层变薄，则BSF效果有可能下 降。另外，在特开2004-134775号公报(专利文献2)中，公开了在 现有糊浆组成中添加有机化合物粒子和碳粒子之中至少一种，来抑制 烧成时的铝电极的收縮，从而减少硅半导体基板的翘曲的方法。根据 该方法，添加的有机化合物粒子或碳粒子在糊浆中以固体粒子状态存 在，在烧成时燃烧而消失，从而在电极内形成多个微细的空孔，从而 抑制基板的翘曲。但是，这些空孔的形成，会降低铝电极的机械强度和密着性。现在的状况是，为了得到预期的BSF效果，在不降低电极的机械强度和 密着性的前提下来降低硅半导体基板的翘曲量的方法和糊浆的组成还 没有被开发出来。专利文献l..特开2000 — 90734号公报 专利文献2:特开2004-134775号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题对此，本专利技术的目的在于解决上述课题，并提供一种糊浆组成物、 使用该组成物而形成的电极、和具有使用该组成物而形成的电极的太 阳电池元件，该糊浆组成物即使在减薄了硅半导体基板的情况下，也 能够不降低电极的机械强度和密着性，充分实现预期的BSF效果，并 且能够抑制烧成后的硅半导体基板的变形(翘曲)。用于解决课题的方案本专利技术者们为了解决现有技术的问题点，经过反复专心研究的结 果，发现通过使用具有特殊组成的糊浆组成物，能够实现上述的目的。 根据该发现，基于本专利技术的糊浆组成物具有如下的特征。基于本专利技术的糊浆组成物是一种用于在硅半导体基板上形成电极 的糊浆组成物，含有铝粉末、有机质媒介物、和在该有机质媒介物 中呈不溶性或难溶性的晶须，该晶须预先与铝粉末和有机质媒介物进 行了混合。优选的是，本专利技术的糊浆组成物还含有玻璃熔料。另外优选的是，本专利技术的糊浆组成物含有晶须0.2质量％以上、15.0 质量％以下。更为优选的是，本专利技术的糊浆组成物含有铝粉末60质量％以上、 80质量％以下；含有有机质媒介物20质量％以上、40质量％以下；含有晶须0.2质量％以上、15.0质量％以下。在含有玻璃熔料时，优选的是，本专利技术的糊浆组成物含有铝粉末60质量％以上、80质量％以下；含有有机质媒介物20质量％以上、40 质量％以下；含有晶须0.2质量％以上、15.0质量％以下；含有玻璃熔 料7.0质量％以下。在本专利技术的糊浆组成物中，晶须优选的是由选自由金属、无机物 和有机物构成的组中的至少一种构成。而且，在本专利技术的糊桨组成物中，晶须优选的是直径为15um以 下，长宽比为2以上。基于本专利技术的电极是将具有上述任何一个特征的糊浆组成物涂敷 在硅半导体基板上后进行烧成而形成的。基于本专利技术的太阳电池元件，具有将具有上述任何一个特征的糊 浆组成物涂敷在硅半导体基板上后进行烧成而形成的电极。专利技术的效果如上所述，根据本专利技术，将涂敷了含有晶须的糊桨组成物的硅半 导体基板进行烧成，从而，即使在减薄了硅半导体基板的情况下，不 减少涂敷量也能够保持提高生成载流子的收集效率的预期的BSF效 果、以及铝电极的机械强度和密着性，并且降低烧成后的硅半导体基 板的变形。附图说明图1是示意性地表示作为一种实施方式而适用了本专利技术的太阳电池元件的 一 般性剖面结构的图。图2是示意性地表示在实施例和比较例中测量形成了铝电极层的 烧成后的p型硅半导体基板的翘曲量的方法的图。符号说明1…p型硅半导体基板2…n型杂质层3…防反射膜4…栅电极5…背面电极层6…Al-Si合金层7…p+层8…电极具体实施方式本专利技术的糊浆组成物的特征在于，除了含有铝粉末、有机质媒介 物以外，还含有晶须。使该晶须含在糊浆组成物中，从而能够抑制涂 敷了糊浆并烧成后的硅半导体基板的变形。以往为了抑制烧成后的硅半导体基板的变形，除了在糊浆中添加 预定的粉末粒子，或者减薄糊浆的涂敷膜厚以外，没有实质上有效的 手段。添加粉末粒子虽然对抑制基板变形有一定的效果，但是会产生 电极的机械强度和密着性下降的问题。另一方面，如果减薄了糊浆的 涂敷膜厚，虽然基板的变形量减少，但是铝从硅半导体基板的表面向 内部的扩散量会变得不充分，不能得到预期的BSF效果，所以太阳电 池的特性降低。但是，在本专利技术中，因为即使不减薄糊浆的涂敷膜厚，也能够抑 制烧成后的硅半导体基板的变形，所以能够得到预期的BSF效果。虽 然上述晶须与铝粉末和有机质媒介物预先混合后含在糊浆中就能够抑制烧成后的硅半导体基板的变形的理由不明确，不过，可以认为是因 为在糊浆烧成时形成的铝烧结层在烧成后冷却时收縮的量因晶须的存 在而得到了抑制。另外，因晶须分散在铝粉末中，从而能够防止铝电 极的机械强度和密着性的下降。作为本专利技术的糊浆组成物中含有的晶须，只要不溶于有机质媒介 物，并在烧成中不会热分解，可以使用由选自由金属、无机物和有机 物组成的组中的至少一种构成的物体，但是不限于这些化合物。本专利技术的糊浆组成物中含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在硅半导体基板（１）上形成电极（８）的糊浆组成物，其中，含有铝粉末、有机质媒介物、和在该有机质媒介物中呈不溶性或难溶性的晶须，该晶须预先与所述铝粉末和所述有机质媒介物进行了混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-3-29 093339/20051.一种用于在硅半导体基板(1)上形成电极(8)的糊浆组成物，其中，含有铝粉末、有机质媒介物、和在该有机质媒介物中呈不溶性或难溶性的晶须，该晶须预先与所述铝粉末和所述有机质媒介物进行了混合。1. 一种用于在硅半导体基板(1)上形成电极(8)的糊浆组成物，其中，含有铝粉末、有机质媒介物、和在该有机质媒介物中呈不溶性 或难溶性的晶须，该晶须预先与所述铝粉末和所述有机质媒介物进行 了混合。2. 根据权利要求l所述的糊浆组成物，其中，还含有玻璃熔料。3. 根据权利要求1所述的糊桨组成物，其中，含有所述晶须0.2 质量％以上、15.0质量％以下。4. 根据权利要求l所述的糊浆组成物，其中，含有所述铝粉末60 质量°/。以上、80质量％以下；含有所述有机质媒介物20质量％以上、 40质量％以下；含有所述晶须0.2质量％以上、15.0质量％以下。5. 根据权利要求2所述的糊浆组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊地健，中原润，和辻隆，赖高潮，横江一彦，
申请(专利权)人：东洋铝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]