太阳能电池和用于制造太阳能电池的组成物制造技术

本发明专利技术提供太阳能电池和用于太阳能电池制造的膏状组成物。该太阳能电池用膏状组成物包含通过混合以下两种铝粉末调制而成的混合铝粉末：基于激光衍射法的粒度分布Ｄ５０为３μｍ以下、且Ｄ１０与Ｄ９０的比（Ｄ１０／Ｄ９０）为０．２以上的小粒径铝粉末；和Ｄ５０为小粒径铝粉末的Ｄ５０的２～６倍、且Ｄ１０／Ｄ９０为０．２以上的大粒径铝粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在太阳能电池的受光面的背面侧形成铝电极的组成物及其制造 方法，进一步涉及形成有该铝电极的太阳能电池。另外，本申请主张基于2007年12月11日申请的日本国专利申请第2007-319435 号的优先权，该申请的全部内容并入本说明书中以作参考。
技术介绍
目前，作为结晶硅太阳能电池，已知如图1所示的单面受光型太阳能电池10。该太阳能电池10包括通过在硅基板(Si晶片)11的p-Si层(ρ型结晶硅)18的 受光面侧形成Pn结而形成的n-Si层16，在其表面上通过CVD等形成的由氧化钛和氮化硅 构成的反射防止膜14，和通常通过丝网印刷烧制以银(Ag)为主体的膏状组成物(Ag膏)而 形成的由Ag构成的表面电极(受光面电极)12。另一方面，在p-Si层18的背面侧包括 与表面电极12同样地通过丝网印刷烧制Ag膏而形成的由Ag构成的背面侧外部连接用电 极22 ；和起到所谓的背面电场(BSF:Back Surface Field)效果的铝电极20。通过印刷烧制以铝粉末为主体的被调制成膏状(包含浆状(slurry))的组成物 (以下，简称为“铝膏”)而在背面的大致整个面形成该铝电极20。在该烧制时形成未图示 的Al-Si合金层，铝扩散到p-Si层18中而形成ρ+层24。通过形成该p+层24即BSF层，能 够防止光生成载流子在背面电极附近再结合，能够实现例如短路电流、开路电压(Voc)的 提尚。但是，为了有效地实现上述BSF效果，需要以某个程度的膜厚(例如50 60 μ m) 形成铝电极20。另一方面，基于降低太阳能电池(solar cell)的制造成本、使太阳能电池 模块紧凑化等理由，正在要求比现有技术更进一步的硅基板(Si晶片)11即太阳能电池元 件自身的薄板化。然而，基板(Si晶片)11的薄板化，由于基板11自身的热膨胀系数和铝电极20的 热膨胀系数的差，助长了在用于形成该铝电极20的烧制时硅基板(晶片)自身产生的翘 曲、弯曲等变形。因此，用于防止该翘曲等变形的产生的各种研究正在进行之中。例如，在下述的专利文献1中，公开有一种铝电极形成用的组成物，是以添加含有 铝的有机化合物为特征的膏状组成物(铝膏)。此外，在专利文献2中，公开有一种铝电极 形成用的铝膏，是以包含热膨胀率比铝小且熔融温度、软化温度和分解温度中的任一个温 度均比铝的融点高的无机化合物粉末为特征的铝膏。另外，在这些专利文献中记载有通过 使用这些特征的上述铝膏，即使使铝电极的膜厚比现有的更薄，也能够得到充分的BSF效 果，进一步由于铝电极的膜厚变薄，因此在烧制时能够减少晶片产生的翘曲等变形。专利文献1 日本专利申请公开公报第2000-90734号专利文献2 日本专利申请公开公报第2003-223813号
技术实现思路
虽然通过应用记载在上述专利文献中的技术(铝膏)能够多少改善上述现有技术 中的问题(即，在铝电极烧制时所产生的晶片的翘曲、弯曲)，但是还存在应该进一步改善 的余地。本专利技术是为了以与上述各专利文献不同的途径来解决上述现有技术的问题而完 成的，其目的在于提供一种为了形成薄膜状的铝电极而使用的组成物，即使以较少的涂布 量也能够保证较高的BSF效果，并且能够在烧制时防止硅基板(晶片)产生翘曲等变形。此 外，本专利技术的另一目的在于使用上述组成物在硅基板(晶片)上形成铝电极，并进一步提供 包括该形成的铝电极的太阳能电池。本专利技术提供的一种制造方法，其制造用于形成太阳能电池的铝电极的膏状组成 物，该制造方法的特征在于，包括准备以下两种铝粉末的工序(a)基于激光衍射法的粒度分布的中心粒径(D50) 为3μπι以下、且累积体积10%时的粒径(DlO)与累积体积90%时的粒径(D90)的比(D10/ D90)为0. 2以上的小粒径铝粉末，和(b)基于激光衍射法的粒度分布的中心粒径(D50)是 上述小粒径铝粉末的D50的2 6倍、且累积体积10%时的粒径(DlO)与累积体积90%时 的粒径(D90)的比(D10/D90)为0. 2以上的大粒径铝粉末；混合工序，其用于将上述小粒径铝粉末和上述大粒径铝粉末混合，能够以如下的 混合比进行混合使用调制出的作为目标的膏状组成物而形成的干燥铝膜的密度(g/cm3)， 比在相同条件下使用仅以上述小粒径铝粉末作为铝成分调制出的作为比较的膏状组成物 而形成的干燥铝膜的密度(g/cm3)高；和使上述混合铝粉末分散在有机载色剂(有机介质)中的工序。另外，上述干燥铝膜是指在规定部位涂布电极形成用膏状组成物而得到的涂膜， 是在为了形成铝电极而进行烧制之前干燥后的状态下的干燥膜。这里，“膏状组成物”是指在规定的溶剂中分散有一种或多种固态物的状态下所含 有的具有流动性的组成物。因此，这里“膏状组成物”是包含“浆状组成物”、“墨水(ink)状 组成物”的用语。这里公开的膏状组成物的制造方法中，如上述那样将混合了粒度分布不同的两种 铝粉末所得到的粉末作为电极形成用原料粉末，调制出膏状组成物。由此，能够提高形成在 太阳能电池的硅基板上的膜状的铝电极的致密性(密度)，尽管是比现有更薄的电极膜(例 如干燥膜的膜厚为30 μ m以下，特别是为20 μ m以下)，但是能够起到与现有技术同等的或 在其之上的效果(例如开路电压Voc)。此外，能够使电极膜变薄，其结果使得在涂膜形成后 进行干燥时或烧制时基板(晶片)难以发生翘曲等变形，能够制造所期望的形状的太阳能 电池。优选上述小粒径铝粉末的中心粒径(D50)为1 μ m 3 μ m，上述大粒径铝粉末的中 心粒径(D50)为5μπι ΙΟμπι。此外，特别优选上述大粒径铝粉末和上述小粒径铝粉末的 质量混合比(大粒径铝粉末/小粒径铝粉末)设定在8/2 2/8的范围内。根据上述构成的制造方法，能够进一步提高电极膜(烧制铝膜)的致密性(密 度)，能够维持所期望的效果，并且能够更可靠地防止基板(晶片)的翘曲。此外，本专利技术提供 种能够实现上述目的的太阳能电池用膏状组成物。即，这里公开的膏状组成物是用于形成太阳能电池的铝电极的膏状组成物，包含分散在有机载色剂中 的铝粉末。另外，根据在此公开的本专利技术的任一种制造方法制造的膏状组成物。通过本专利技术提供的膏状组成物，能够如上述那样使用比现有更薄的铝膜(例如干 燥膜的膜厚为30 μ m以下，特别是在20 μ m以下)，形成起到与现有的厚膜(例如干燥膜的 膜厚为50 60μπι)同等或在其之上的效果(例如开路电压Voc)的铝电极。另外，通过本 专利技术的膏状组成物，能够使电极膜变薄，其结果能够防止在涂膜形成后进行干燥时或烧制 时基板(晶片)发生翘曲等变形。优选将上述小粒径铝粉末和大粒径铝粉末混合作为包含在膏中的铝粉末，其结果 是粒度分布宽的混合粉末，该混合粉末基于激光衍射法的粒度分布的中心粒径(D50)为 2μπι 6μπι，并且累积体积10%时的粒径(DlO)与累积体积90%时的粒径(D90)的比 (D10/D90)不到0. 2，特别优选其中心粒径为3 μ m 5 μ m。通过使用上述构成的膏状组成物，能够在例如板厚为100 500 μ m的薄的硅基板 (Si晶片)形成能够维持所期望的效果并且更可靠地防止基板(晶片)翘曲的薄的背面电 极(铝电极)。此外，作为实现上述目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造方法，其制造用于形成太阳能电池的铝电极的膏状组成物，该制造方法的特征在于，包括：准备以下两种铝粉末的工序：（ａ）基于激光衍射法的粒度分布的中心粒径（Ｄ５０）为３μｍ以下、且累积体积１０％时的粒径（Ｄ１０）与累积体积９０％时的粒径（Ｄ９０）的比（Ｄ１０／Ｄ９０）为０．２以上的小粒径铝粉末，和（ｂ）基于激光衍射法的粒度分布的中心粒径（Ｄ５０）是所述小粒径铝粉末的Ｄ５０的２～６倍、且累积体积１０％时的粒径（Ｄ１０）与累积体积９０％时的粒径（Ｄ９０）的比（Ｄ１０／Ｄ９０）为０．２以上的大粒径铝粉末；混合工序，其用于将所述小粒径铝粉末和所述大粒径铝粉末混合，能够以如下的混合比进行混合：使用调制出的作为目标的膏状组成物而形成的干燥铝膜的密度，比在相同条件下使用仅以所述小粒径铝粉末作为铝成分调制出的作为比较的膏状组成物而形成的干燥铝膜的密度高；和使所述混合铝粉末分散在有机载色剂中的工序。

【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：仙田慎嗣，岩谷麻美子，
申请(专利权)人：诺利塔克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP