电极用糊剂组合物、太阳能电池元件以及太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供一种电极用糊剂组合物，其包含含有磷-锡的铜合金粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。另外，本发明专利技术还提供具有使用该电极用糊剂组合物而形成的电极的太阳能电池元件以及太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种电极用糊剂组合物，其包含含有磷-锡的铜合金粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。另外，本专利技术还提供具有使用该电极用糊剂组合物而形成的电极的太阳能电池元件以及太阳能电池。【专利说明】电极用糊剂组合物、太阳能电池元件以及太阳能电池
本专利技术涉及电极用糊剂组合物、太阳能电池元件以及太阳能电池。
技术介绍
通常，在硅系太阳能电池的受光面及背面形成有电极。为了将通过光的入射而在太阳能电池内转换而成的电能高效地输出至外部，需要使上述电极的体积电阻率充分低、以及与Si基板形成良好的欧姆接触。尤其对受光面的电极而言，为了将太阳光的入射量损失抑制至最低限度，而存在减小布线宽度、且提高电极的纵横比的倾向。用于太阳能电池的受光面的电极通常以如下方式形成。即，在P型硅基板的受光面侧形成纹理(凹凸)，接着使磷等在高温下热扩散而形成η型硅层，再通过丝网印刷等在该η型硅层上涂布导电性组合物，然后在大气中以800°C?900°C对其进行烧成，由此形成受光面电极。形成该受光面电极的导电性组合物中包含导电性金属粉末、玻璃粒子及各种添加剂等。作为上述导电性金属粉末，通常使用银粉末。作为其原因，可列举:银粒子的体积电阻率低至1.6Χ10_6Ω.cm;在上述烧成条件下银粒子自还原并发生烧结；可与硅基板形成良好的欧姆接触；以及焊料材料对于包含银粒子的电极的润湿性优异，在利用玻璃基板等密封太阳能电池元件的所谓模块化中，可适宜地粘接将太阳能电池元件间电连接的极耳线。如上述所示，含有银粒子的导电性组合物作为太阳能电池的电极表现出优异的特性。另一方面，由于银为贵金属且原料金属本身的价格高，因此期望提出一种代替含有银的导电性组合物的糊剂材料，另外，就资源的问题而言，也期望提出一种代替含有银的导电性组合物的糊剂材料。作为有希望代替银的材料，可列举应用于半导体布线材料的铜。铜不仅资源丰富，而且原料金属成本低廉至银的约百分之一。但是，铜是在大气中在200°C以上的高温下容易被氧化的材料，难以通过上述工序来形成电极。为了解决铜存在的上述课题，例如在日本特开2005-314755号公报及日本特开2004-217952号公报等中报道了利用各种方法对铜赋予耐氧化性、并且即使进行高温烧成也不会被氧化的铜粒子。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，即使是上述铜粒子，其具有的耐氧化性至多达到300°C为止，在800°C?900°C的高温下大多会被氧化，因此作为太阳能电池用电极尚未达到实用水平。此外，还存在如下等课题:为了赋予耐氧化性而应用的添加剂等阻碍烧成中的铜粒子的烧结，结果无法获得如银那样的低电阻的电极。另外，作为抑制铜的氧化的其它方法，可列举在氮气等环境下对将铜用于导电性金属粉末的导电性组合物进行烧成这一特殊的工序。但是，在使用上述方法时，为了完全地抑制铜粒子的氧化而需要利用上述环境气体进行完全密封的环境，在工序成本方面不适合太阳能电池元件的批量生产。作为用来将铜应用于太阳能电池电极的另一个课题，可列举与硅基板的欧姆接触性。即，即使在高温烧成中能够不使包含铜的电极氧化而形成该电极，有时也会因铜与硅基板直接接触而产生铜与硅的相互扩散、并在电极与硅基板的界面形成包含铜和硅的反应物相(Cu3Si)。该Cu3Si的形成会自硅基板的界面开始延及至数μ m为止，有时会在Si基板侧产生龟裂。另外，还存在如下的情况:贯穿事先形成于硅基板上的η型硅层，使太阳能电池所具有的半导体性能(ρη结特性)劣化。另外，还存在如下的可能性:所形成的Cu3Si抬高包含铜的电极等，而阻碍该电极与硅基板的密接性，导致电极的机械强度降低。本专利技术是鉴于上述课题而完成的专利技术，其目的在于提供电极用糊剂组合物、以及具有使用该电极用糊剂组合物而形成的电极的太阳能电池元件及太阳能电池，上述电极用糊剂组合物是如下的组合物:烧成时的铜的氧化得到抑制，可形成电阻率低的电极，进而铜与硅基板的反应物相的形成得到抑制，可形成具有良好的欧姆接触的含有铜的电极。用于解决上述课题的手段本专利技术人等为了解决上述课题而进行了努力研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术包括以下方案。本专利技术的第一方案是一种电极用糊剂组合物，其包含:含有磷-锡的铜合金粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。上述含有磷-锡的铜合金粒子优选使磷含有率为2质量％以上且15质量％以下、并且锡含有率为5质量％以上且30质量％以下。此外，优选使上述玻璃粒子的玻璃软化点为650°C以下、结晶化起始温度超过650。。。上述含有磷-锡的铜合金粒子优选还含有选自银、锰及钴中的至少一种金属原子，更优选使上述含有磷-锡的铜合金粒子中的上述金属原子的含有率为0.1质量％以上且10质量％以下。上述电极用糊剂组合物优选还包含银粒子，更优选使将上述含有磷-锡的铜合金粒子及银粒子的总含有率设为100质量％时的上述银粒子的含有率为0.1质量％以上且10质量％以下。上述电极用糊剂组合物优选使上述含有磷-锡的铜合金粒子及银粒子的总含有率为70质量％以上且94质量％以下；上述玻璃粒子的含有率为0.1质量％以上且10质量％以下；上述溶剂及上述树脂的总含有率为3质量％以上且29.9质量％以下。本专利技术的第二方案为一种太阳能电池元件，其具有对赋予到硅基板上的上述电极用糊剂组合物进行烧成而在上述硅基板上形成的电极。上述电极优选包含Cu-Sn合金相及Sn_P_0玻璃相，上述Sn_P_0玻璃相更优选配置在上述Cu-Sn合金相与娃基板之间。本专利技术的第三方案为一种太阳能电池，其具有:上述太阳能电池元件和配置于上述太阳能电池元件的电极上的极耳线。专利技术效果根据本专利技术，可提供电极用糊剂组合物、以及具有使用该电极用糊剂组合物而形成的电极的太阳能电池元件及太阳能电池，上述电极用糊剂组合物是如下组合物:烧成时的铜的氧化得到抑制，可形成电阻率低的电极，进而铜与硅基板的反应物相的形成得到抑制，可形成具有良好的欧姆接触的含有铜的电极。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术的硅系太阳能电池元件的一例的示意剖面图。图2是表示本专利技术的硅系太阳能电池元件的受光面的一例的示意平面图。图3是表示本专利技术的硅系太阳能电池元件的背面的一例的示意平面图。图4是表示本专利技术的背面接触型太阳能电池元件的背面侧电极结构的一例的示意平面图。图5是表示本专利技术的背面接触型太阳能电池元件的图4中的AA剖面构成的一例的示意立体图。图6是表示本专利技术的背面接触型太阳能电池元件的图4中的AA剖面构成的一例的示意立体图。图7是表示本专利技术的背面接触型太阳能电池元件的图4中的AA剖面构成的一例的示意立体图。【具体实施方式】在本说明书中，“工序”这一用语不仅是指独立的工序，即使在无法与其它工序明确地加以区分的情况下，只要实现该工序的预期的作用，则也包含于本用语中。另外，在本说明书中，使用“?”所示的数值范围表示分别包括“?”前后所记载的数值作为最小值及最大值的范围。进而，在本说明书中，当提及组合物中的各成分的量时，在组合物中存在多个属于各成分的物质的情况下，只要事先无特别说明，则表示组合物中存在的该多个物质的总量。<电极用糊剂组合物>本专利技术的电极用糊剂组合物包含至少一种含有磷-锡的铜合金粒子、至少一种玻璃粒子、至少一种溶剂、以及至少一种树脂。通过该构成，使在本文档来自技高网...

【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：足立修一郎，吉田诚人，野尻刚，岩室光则，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：日立化成株式会社，
类型：
国别省市：