太阳能电池用糊料组合物及其制造方法以及太阳能电池技术

由本发明专利技术提供的太阳能电池10的背面电极形成用糊料组合物含有铝粉末、玻璃粉末以及由含有硅的有机或无机化合物和金属氧化物的粒状复合体构成的复合物粉末作为固体成分。将所述复合物粉末、所述铝粉末和所述玻璃粉末的总量设定为100质量％，该复合物粉末的含有比例为0.01质量％以上、小于0.45质量％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池用糊料组合物及其制造方法。详细而言，涉及一种用于在结晶硅系太阳能电池的受光面的背面侧(作为背面电极)形成铝电极的含铝糊料组合物及其制造方法。另外，本申请主张基于2009年12月观日所申请的日本国专利申请编号第 2009-297944号的优先权，该申请的全部内容作为参照被编入本说明书中。
技术介绍
作为将太阳的光能变换为电力的太阳能电池的典型例子，已知有将结晶性的硅 (单结晶或多结晶)作为半导体基板利用的太阳能电池、即所谓的结晶硅系太阳能电池。作为该结晶硅系太阳能电池，已知有例如图2所示这样的单面受光型的太阳能电池110。该太阳能电池110具备在硅基板(Si晶片)111的P-Si层(ρ型结晶硅)118的受光面侧通过形成Pn结而形成的n-Si层116，在其表面具备由利用CVD等所形成的氧化钛或氮化硅构成的增透膜114、和典型地通过将银糊料进行丝网印刷且烧制而形成的由Ag 构成的表面电极(受光面电极)112。另一方面，在P-Si层118的背面侧，具备与表面电极 112同样地通过将银糊料进行丝网印刷、烧制而形成的由Ag构成的背面侧外部连接用电极 122、和产生所谓的背面电场(BSF5BackSurface Field)效果的铝电极120。该铝电极120通过将以铝粉末为主体的铝糊料进行印刷、烧制而在背面的大致整个面形成。在该烧制时形成没有图示的Al-Si合金层，铝扩散于ρ-Si层118中，形成ρ+层 124。通过形成该ρ+层124、即BSF层，防止光生成的载体在背面电极附近进行再结合，实现例如短路电流或开路电压(Voc)的提高。但是，为了有效地实现上述BSF效果，需要以某种程度的膜厚(例如30 60 μ m) 形成铝电极120。其另一方面，由于太阳能电池(solar cell)的制造成本降低或太阳能电池模块的小型化等理由，正在寻求比目前更薄的硅基板(Si晶片)111，即太阳能电池元件自身的薄板化。但是，由于基板(Si晶片)111自身的热膨胀系数和铝电极120的热膨胀系数的差，该基板111的薄板化助长在用于形成该铝基板120的烧制时在硅基板(晶片)自身中产生弯曲或扭曲等变形。因此，目前正在进行用于防止所述的弯曲等变形产生的各种努力。例如，在日本国专利第3910072号公报中提出了一种糊料组合物，其为用于在P型硅半导体基板上形成杂质层或电极层的含铝糊料组合物，其特征在于，含有氧化硅或氧化铝。另外，在日本国专利申请公开第2008-112808号公报中提出了一种太阳能电池元件，其为在P型硅基板上具备以铝为主要成分的烧制电极的太阳能电池元件，其中，上述烧制电极含有由氧化锌的聚合体构成的颗粒。另外，虽然与本申请没有直接关系，但是，在日本国专利申请公表第2008-543080号公报(对应于国际公开第WO 2006/132766)中提出了一种糊料状组合物，其为用于形成太阳能电池接触(本说明书所说的表面电极或背面电极)的糊料组合物，其中，包含不含铅及镉的玻璃成分。但是，通过这些专利文献中所记载的技术(含铝糊料组合物)的应用，虽然对上述现有的问题(即，在铝电极烧制时产生的基板弯曲或扭曲)起到一定的改善，但是，依然没有在可以使成品率或生产节拍良好地提高的程度上消除弯曲(例如，弯曲的程度相对基板的厚度降低为10倍以下)，存在应该进一步改善的余地。另外，目前担心在基板烧制后在背面电极上产生异物，需要改善伴随该异物产生的外观不良。但是，上述专利文献中所记载的技术难以抑制该异物产生。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述问题而完成的专利技术，其目的在于提供一种糊料组合物，其用于防止在基板上产生弯曲等变形，形成可以具有良好外观的膜状铝电极。另外，本专利技术的另一目的在于提供一种该糊料组合物的制造方法。进而，本专利技术的另一目的在于提供一种具备使用该糊料组合物形成的背面电极的太阳能电池。为了实现上述目的，由本专利技术提供的糊料组合物为太阳能电池的背面电极形成用糊料组合物。该糊料组合物含有铝粉末、玻璃粉末以及由含有硅的有机或无机化合物和金属氧化物的粒状复合体构成的复合物粉末作为固体成分。其中，将上述复合物粉末、上述铝粉末和上述玻璃粉末的总量设定为100质量％，该复合物粉末的含有比例为0. 01质量％以上、小于0. 45质量％。通过在所述的糊料组合物中以上述含有率含有上述复合物粉末，将赋予有该糊料组合物的基板(例如Si基板)进行烧制而形成背面电极时，也可以有效地抑制该基板的弯曲，并且，也令人满意地抑制背面电极上的鼓泡等异物产生。另外，该糊料组合物即使含有上述复合物粉末，也可以较高地维持具备使用该糊料组合物而得到的背面电极(膜)的太阳能电池的电池特性(例如开路电压Voc)。因此，根据本专利技术的背面电极形成用糊料组合物，能够防止基板的弯曲，并且能够实现具有优异的电池特性和良好外观的太阳能电池。在这里所公开的糊料组合物的优选的一个方式中，上述复合物粉末是由上述含有硅的有机或无机化合物包覆表面的至少一部分的上述金属氧化物。通过包含由这种形态的复合体(颗粒)构成的复合物粉末的糊料组合物，可以实现上述防止基板弯曲的效果、抑制异物产生的效果以及如上所述的电池特性进一步提高了的太阳能电池。在这里所公开的糊料组合物的更优选的一个方式中，上述金属氧化物为钛或锌的氧化物。通过包含使用该金属氧化物而形成的复合物粉末的糊料组合物，能够实现更进一步产生上述效果的太阳能电池。在这里所公开的糊料组合物的另一优选的一个方式中，上述复合物粉末的平均粒径为Inm以上、IOOnm以下。通过包含由该大小的颗粒构成的复合物粉末的糊料组合物，能够抑制异物产生， 并且能够形成可以维持高导电性的致密的背面电极，实现具有良好的电池特性的优异的太阳能电池。在这里所公开的糊料组合物的优选的一个方式中，上述固体成分的含有比例为包含液态介质的上述糊料组合物总体的60质量％以上、80质量％以下。以该含有率包含固体成分的糊料组合物容易均勻地赋予基板(典型而言为膜状) 上，另外，通过将赋予有该糊料组合物的基板进行烧制，能够在上述基板上形成具有良好外观的背面电极(膜)。因此，根据本专利技术，通过使用这里所公开的任一种糊料组合物形成背面电极，能够令人满意地实现产生如上所述的效果的太阳能电池。另外，本专利技术作为其它方面提供一种制造太阳能电池的背面电极形成用糊料组合物的方法。该方法包含分别准备铝粉末、玻璃粉末以及由含有硅的有机或无机化合物和金属氧化物的粒状复合体构成的复合物粉末作为固体成分的步骤、以及将上述准备好的各粉末与液态介质进行混合、制备成糊料状的步骤。在此，在该方法中，将上述复合物粉末、上述铝粉末和上述玻璃粉末的总量设定为100质量％，该复合物粉末和混合比例为0.01质量％ 以上、小于0. 45质量％。通过使用本专利技术的制造方法，可以很好地提供一种背面电极形成用糊料组合物， 其防止基板的弯曲，且抑制异物产生，能够实现具有良好的外观且具备优异的电池特性 (例如高的开路电压)的太阳能电池。在这里所公开的制造方法的优选的一个方式中，作为上述复合物粉末，使用由上述含有硅的有机或无机化合物包覆表面的至少一部分的上述金属氧化物。根据该构成的制造方法，可以提供一种背面电极形成用糊料组合物，其通过使用由这种形态的复合体(颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种糊料组合物，其为太阳能电池的背面电极形成用糊料组合物，其特征在于：含有铝粉末、玻璃粉末以及由含有硅的有机化合物或无机化合物和金属氧化物的粒状复合体构成的复合物粉末作为固体成分，其中，将所述复合物粉末、所述铝粉末和所述玻璃粉末的总量设定为１００质量％，该复合物粉末的含有比例为０．０１质量％以上、小于０．４５质量％。

【技术特征摘要】
2009.12.28 JP 2009-2979441.一种糊料组合物，其为太阳能电池的背面电极形成用糊料组合物，其特征在于 含有铝粉末、玻璃粉末以及由含有硅的有机化合物或无机化合物和金属氧化物的粒状复合体构成的复合物粉末作为固体成分，其中，将所述复合物粉末、所述铝粉末和所述玻璃粉末的总量设定为100质量％，该复合物粉末的含有比例为0. 01质量％以上、小于0. 45质量％。2.如权利要求1所述的糊料组合物，其特征在于所述复合物粉末是由所述含有硅的有机或无机化合物包覆表面的至少一部分的所述金属氧化物。3.如权利要求1或2所述的糊料组合物，其特征在于 所述金属氧化物是钛或锌的氧化物。4.如权利要求1 3中任一项所述的糊料组合物，其特征在于 所述复合物粉末的平均粒径为Inm以上、IOOnm以下。5.如权利要求1 4中任一项所述的糊料组合物，其特征在于所述固体成分的含有比例为含有液态介质的所述糊料组合物总体的60质量％以上、 80质量％以下。6.一种糊料组合物的制造方法，用于制造太阳能电池的背面电...

【专利技术属性】
技术研发人员：越智浩辅，仙田慎嗣，山岸正生，久米麻美子，
申请(专利权)人：株式会社则武，
类型：发明
国别省市：JP