电极用膏状组合物和光伏电池制造技术

本发明专利技术公开了一种电极用膏状组合物和光伏电池。所述电极用膏状组合物能够形成具有低电阻率的电极，同时抑制铜在烧结时的氧化，而所述光伏电池具有通过使用光伏电池电极用膏状组合物形成的电极。电极用膏状组合物由含铜粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂构成，所述含铜粒子在同时测定的热重量分析/差热分析中显示最大面积的放热峰的峰值温度为280℃以上。此外，所述光伏电池具有通过使用光伏电池电极用膏状组合物形成的电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及ー种电极用膏状组合物和光伏电池。
技术介绍
通常地，结晶硅系光伏电池设置有表面电极，其中表面电极的布线电阻或接触电阻与涉及转换效率的电压损失有关，此外，布线宽度或形状对入射太阳光的量有影响(參见例如由滨川圭弘编辑的“太阳光发电，最新技术和系統”，CMC出版 社，2001年，第26-27页)。根据光伏电池的表面电极通常以下面的方式形成。即，通过丝网印刷等将导电组合物涂覆到η-型半导体层上，并且在800至900°C的高温进行烧结，由此形成表面电极，所述η-型半导体层是在高温将磷等热扩散在P-型硅基板的光接受表面侧上而形成的。这种用于形成表面电极的导电组合物包括导电金属粉末、玻璃粒子、各种添加剂等。作为导电金属粉末，通常使用银粉末，但是出于各种原因也研究了使用除银粉末之外的其它金属粉末。例如，公开了ー种能够形成光伏电池用电极的导电组合物，其包括银和铝(參见例如日本特开2006-313744号公报)。此外，公开了ー种用于形成电极的组合物，其包括金属纳米粒子，所述金属纳米粒子包括银和不同于银的金属粒子(參见例如日本特开 2008-226816 号公报)。
技术实现思路
通常用于形成电极的银是贵金属，从涉及资源的问题考虑并且还从矿石昂贵考虑，期望提出ー种代替含银导电组合物(含银膏状物)的膏状材料。有希望用于代替银的材料的实例包括用于半导体布线材料中的铜。铜作为资源是丰富的，并且矿石的成本低廉，低至为银成本的约百分之一。然而，铜是易于在200°C以上的高温被氧化的材料，并且例如，在专利文献2所描述的用于形成电极的组合物中，当该组合物包括铜作为导电金属吋，需要特定步骤，在所述的特定步骤中，将组合物在氮的气氛或类似气氛下烧结以形成电极。本专利技术的ー个目的是提供一种电极用膏状组合物，该膏状组合物能够形成具有低电阻率的电极，同时在烧结时能够抑制铜的氧化，以及提供ー种具有通过使用所述电极用膏状组合物形成的电极的光伏电池。本专利技术的第一实施方案是电极用膏状组合物，该电极用膏状组合物包括含铜粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂，所述含铜粒子在同时测定的热重量分析/差热分析(TG-DTA)中显示最大面积的放热峰的峰值温度为280°C以上。所述含铜粒子优选是选自如下各种粒子中的至少ー种粒子含磷的铜合金粒子；涂布有银的铜粒子(以下称为“银涂布的铜粒子”)；以及用选自由三唑化合物、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、无机金属化合物盐、有机金属化合物盐、聚苯胺系树脂和金属醇盐组成的组中的至少ー种进行了表面处理的铜粒子。玻璃粒子优选具有600°C以下的玻璃软化点和高于600°C的结晶开始温度，并且更优选地包含五氧化ニ磷-五氧化ニ钒(P2O5-V2O5)系玻璃。电极用膏状组合物优选进一歩包含银粒子，更优选地，当含铜粒子和银粒子的总量被视为100质量％时,含铜粒子的含量为9质量％至88质量％。此外,还更优选地,含铜粒子和银粒子的总含量为70质量％至94质量％，玻璃粒子的含量为O. I质量％至10质量％,并且溶剂和树脂的总含量为3质量％至29. 9质量％。电极用膏状组合物优选进一歩包含含磷化合物，并且更优选地，含磷化合物是选自由磷酸、磷酸铵、磷酸酯和环状磷腈组成的组中的至少ー种含磷化合物。本专利技术的第二实施方案是ー种电极用膏状组合物，所述电极用膏状组合物包括含磷的铜合金粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。·玻璃粒子更优选地具有600°C以下的玻璃软化点和高于600°C的结晶开始温度，并且还更优选地包含五氧化ニ磷-五氧化ニ钒(P2O5-V2O5)系玻璃。电极用膏状组合物优选还包括银粒子，并且更优选地，当含铜粒子和银粒子的总量被视为100质量％时,含铜粒子的含量为9质量％至88质量％。此外,还更优选地,含铜粒子和银粒子的总含量为70质量％至94质量％，玻璃粒子的含量为O. I质量％至10质量％,并且溶剂和树脂的总含量为3质量％至29. 9质量％。电极用膏状组合物优选还包括含磷化合物，并且更优选地，含磷化合物是选自由磷酸、磷酸铵、磷酸酯和环状磷腈组成的组中的至少ー种含磷化合物。本专利技术的第三实施方案是ー种电极用膏状组合物，该电极用膏状组合物包含银涂布的铜粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。玻璃粒子优选具有600°C以下的玻璃软化点和高于600°C的结晶开始温度，更优选地，包含五氧化ニ磷-五氧化ニ钒系玻璃。电极用膏状组合物优选还包含银粒子，并且更优选地，当含铜粒子和银粒子的总量被视为100质量％时,含铜粒子的含量为9质量％至88质量％。此外,还更优选地,含铜粒子和银粒子的总含量为70质量％至94质量％，玻璃粒子的含量为O. I质量％至10质量％,并且溶剂和树脂的总含量为3质量％至29. 9质量％。电极用膏状组合物优选还包括含磷化合物，并且更优选地，含磷化合物是选自由磷酸、磷酸铵、磷酸酯和环状磷腈组成的组中的至少ー种含磷化合物。本专利技术的第四实施方案是ー种电极用膏状组合物，该电极用膏状组合物包含用选自由三唑化合物、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、无机金属化合物盐、有机金属化合物盐、聚苯胺系树脂和金属醇盐组成的组中的至少ー项进行了表面处理的铜粒子；玻璃粒子；溶剂和树脂。玻璃粒子优选具有600°C以下的玻璃软化点和高于600°C的结晶开始温度，并且更优选包含五氧化ニ磷-五氧化ニ钒系玻璃。电极用膏状组合物优选进一歩包含银粒子，并且更优选地，当含铜粒子和银粒子的总量被视为100质量％时,含铜粒子的含量为9质量％至88质量％。还更优选地,含铜粒子和银粒子的总含量为70质量％至94质量％，玻璃粒子的含量为O. I质量％至10质量％,并且溶剂和树脂的总含量为3质量％至29. 9质量％。电极用膏状组合物优选还包含含磷化合物，并且更优选地，含磷化合物是选自由磷酸、磷酸铵、磷酸酯和环状磷腈组成的组中的至少ー种含磷化合物。本专利技术的第五实施方案是ー种光伏电池,该光伏电池具有通过将提供至娃基板上的用膏状组合物烧结而形成的的电极。根据本专利技术，提供ー种电极用膏状组合物，该电极用膏状组合物能够通过抑制在烧结时铜的氧化而形成具有低电阻率的电极；以及提供ー种光伏电池，所述光伏电池具有通过使用电极用膏状组合物而形成的电极。 附图说明图I是根据本专利技术的光伏电池的横截面图。图2是显示根据本专利技术的光伏电池的光接受表面侧的平面图。图3是显示根据本专利技术的光伏电池的背表面侧的平面图。图4(a)是显示根据本专利技术的电池背接触型光伏电池的AA横截面构造的透视图。图4(b)是显示根据本专利技术的电池背接触型光伏电池的背表面侧电极结构的平面图。图5是显示根据本专利技术的含磷的铜合金粒子的同时测定的热重量分析/差热分析(TG-DTA)的一个实例的图。具体实施例方式下文中，将详细描述本专利技术的实施方案。而且，在本说明书中，“至(to)”是指包括在此(reference)之前和之后描述的值的下限和上限中的每个的范围。<电极用膏状组合物>根据本专利技术的电极用膏状组合物包括至少ー种含铜粒子、至少ー种玻璃粒子、至少ー种溶剂和至少ー种树脂，其中所述含铜粒子在同时测定的热重量分析/差热分析(TG-DTA)中显示最大面积的放热峰的峰值温度为280°C以上。通过采用这样的构造，变得能够形成具有低电阻率的电极，同时抑制烧结时铜的氧化。(含铜粒子)在本专利技术中的含铜粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：吉田诚人，野尻刚，岩室光则，足立修一郎，木泽桂子，青柳拓也，山本浩贵，内藤孝，加藤隆彦，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：
国别省市：