本发明专利技术提供一种具备粘接强度得到提高的铝电极的太阳能电池和该铝电极形成用膏状组合物。该膏状组合物作为玻璃料包括具备以下条件的玻璃料：（1）玻璃软化点为400℃以上600℃以下；（2）热膨胀系数为60×10-7/℃以上80×10-7/℃以下；（3）作为必须构成成分含有SiO2、B2O3、ZnO和/或PbO、Al2O3和至少一种碱金属氧化物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池和太阳能电池的铝电极形成用膏状组合物
本专利技术涉及太阳能电池(单元)及其制造方法，并涉及该制造方法中使用的铝电极形成用膏状组合物。另外，本申请主张基于2011年6月3日提出申请的日本专利申请2011-125062号的优先权，该申请的全部内容被纳入本说明书中作为参考。
技术介绍
历来，作为以结晶硅、非晶硅那样的硅(半导体基板)为主体的太阳能电池(以下也称为“硅类太阳能电池”)的一个典型例子，已知有图7所示那样的单面受光型的太阳能电池1000 (例如，参照专利文献I至4)。该太阳能电池1000在硅半导体基板(Si晶片)111的P-Si层(P型结晶硅)118的受光面一侧具备通过pn结形成而形成的n-Si层116,在其表面具备反射防止膜114和表面电极(受光面电极)112，该反射防止膜114包括通过CVD等形成的氧化钛和/或氮化硅，该表面电极包括典型的是对以银(Ag)粉末为主体的膏状组合物(以下也称为“银膏状物”)进行网版印刷并烧制而形成的Ag。另一方面，在ρ-Si层118的背面(是指受光面的相反一侧的面。以下相同)一侧，具备背面侧外部连接用电极122和发挥所谓的背面电场(BSF =Back Surface Field)效果的铝电极120，该背面侧外部连接用电极122与表面电极112 —样，包括通过对银膏状物进行网版印刷、烧制而形成的Ag。该铝电极120是通过对以铝(Al)粉末为主体的膏状组合物(以下也称为“铝膏状物”)进行印刷、烧制而在背面的大致整个面形成的。在该烧制时形成未图示的Al-Si合金层，铝在P-Si层118扩散，形成P+层124。通过形成该P+层124、即BSF层，能够防止光生成的载流子在背面电极附近再结合，例如能够实现短路电流和开路电压(Voc)的提高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利申请公开2010-10495号公报专利文献2:日本专利申请公开2011-23598号公报专利文献3:日本专利申请公开2010-192480号公报专利文献4:日本专利申请公开2007-59380号公报
技术实现思路
如图7所示，现有的硅类太阳能电池1000中，在受光面一侧形成有用于取出电流的Ag表面电极(受光面电极)112，在背面一侧形成有用于防止电子的再耦合的BSF层124。用于形成Ag表面电极112和BSF层124的铝电极120，典型的是利用网版印刷法形成、通过两面同时烧制而形成的。此外，这样在两面形成有电极(112、120、122)的太阳能电池晶片1000中，焊接有用于取出电流的导线(引线框:未图示)。而且，通过使用该导线将太阳能电池晶片1000串联连接多个而模块化，这样，能够以模块化的状态供给规定的电力。此处，在图7所示的结构中，用于背面的铝电极120不使用焊料，因此在焊接部分形成有Ag电极122。其结果是，由于Ag电极122的形成而妨碍BSF层124的均匀化，而且，由于在Ag电极122的形成中，作为导电成分使用比铝昂贵的贵金属银，所以成为高成本的主要原因。作为使用铝电极覆盖背面整个面的尝试，本专利技术的专利技术人对不使用焊料而使用导电性粘接膜(即，包含粘接材料和导电性颗粒的膜)对导线进行加热压接的方法进行了研究。具体而言，通过隔着导电性粘接膜将导线加热压接在包含Al的外部连接用的电极122的位置，从而不使用焊料地执行连接。但是，在该使用导电性粘接膜的方法中，判明了在包含铝的电极122上不能得到充分的粘接强度。即，本专利技术的专利技术人进行研究后发现，如果剥下隔着导电性粘接膜的导线(导电带状线)的粘接部分，则在包含铝的电极122的铝膜内产生剥离，这被认为是不能得到充分的粘接强度的原因。进一步而言，原因是不是包含铝的电极122的铝膜内本身的强度，而是形成了铝膜的铝颗粒间彼此在烧制后的粘接强度弱。另一方面，如果能够在太阳能电池晶片的铝电极上粘接导线，则可以得到能够在整个面形成BSF层124的优势，并且因为不需要使用银，所以能够实现相当于银和铝的材料价格差的大幅的成本降低。本专利技术是鉴于此点而完成的，其目的之一在于提供用于提高粘接强度的铝电极(特别是背面侧外部连接用电极)的膏状组合物。此外，另一目的在于，提供具备使用该膏状组合物形成的铝电极(特别是背面侧外部连接用电极)的太阳能电池及其制造方法。由本专利技术提供的膏状组合物(即被调制成膏状的组合物)是用于形成太阳能电池的铝电极的膏状组合物。而且，此处公开的太阳能电池的铝电极形成用膏状组合物的特征在于，含有铝粉末、玻璃料和有机展色剂(vehicle)。而且，玻璃料具备以下的条件:(I)玻璃软化点为400°C以上600°C以下；(2)热膨胀系数为60父10-7/1:以上8(^10-7/1:以下；(3)作为必须构成成分含有Si02、B203、Zn0和/或Pb0、Al203和至少一种碱金属氧化物。在上述构成的膏状组合物(招膏状物),通过具有具备上述(I)~(3)所示的条件的性状的玻璃料(玻璃粉末)，能够提高将该膏状组合物付与硅半导体基板而形成的铝电极的粘接强度。因此，例如能够将由该膏状组合物形成的铝电极(例如背面侧外部连接用电极)与其它连接用部件(例如含有粘接材料和导电性颗粒的导电性粘接膜)的接合维持得稳定。其结果是，能够将历来使用Ag电极的部位、例如外部连接用电极的导电成分从银等贵金属替换为廉价的铝，能够实 现相当于银和铝的材料价格差的成本降低。此外，如果将背面侧外部连接用的Ag电极替换为铝电极，则能够在硅半导体基板的背面一侧的整个面均匀地形成BSF层。此处公开的膏状组合物(铝膏状物)的一个优选方式的特征在于:上述玻璃料中，设以下的各成分总体为100mol%，各成分的摩尔含有率为:SiO220~35mol%;B2O35 ~30mol%;ZnO 和./或 PbO25~45mol%;Al2O32~10mol%;Li20、Na2C^PK2O 中的至少一种 5~15mol%;CaO、SrO和BaO中的至少一种O~10mol%;BisO3O ~5mol%，这些成分的合计为该玻璃料总体的95mol%以上(例如100mol%)。通过采用这样组成的玻璃料，能够进一步提高由该膏状组合物形成的铝电极(例如背面侧外部连接用电极)的粘接强度(剥离强度)。此处公开的膏状组合物(铝膏状物)的又一个优选方式的特征在于:上述玻璃料中，设以下的各成分总体为100mol%，各成分的摩尔含有率为:SiO220 ~30mol%;B2O320 ~30mol%;ZnO25 ~35mol%;Al O53~7mol%;Li2CK Na2O 和 K2O 中的至少一种 10~15mol%;CaO、SrO和BaO中的至少一种2~10mol%，这些成分的合计为该玻璃料总体的95mol%以上(例如100mol%)。通过采用这样组成的玻璃料，能够进一步提高由该膏状组合物形成的背面侧外部连接用电极等的铝电极的粘接强度(剥离强度)。此外，能够不使用Pb而实现这样高的粘接强度。此外，此处公开的膏状组合物(铝膏状物)的又一优选方式的特征在于:上述玻璃料的玻璃软化点为500°C以上600°C以下。通过使用在这样的温度区域具有玻璃软化点的玻璃料，能够形成高粘接强度(剥离强度)的铝电极。此外，此处公开的膏状组合物(铝膏状物)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝电极形成用膏状组合物，其用于形成太阳能电池的铝电极，该铝电极形成用膏状组合物的特征在于，包括：铝粉末、玻璃料和有机展色剂，其中，所述玻璃料具备以下的条件：（1）玻璃软化点为400℃以上600℃以下，（2）热膨胀系数为60×10?7/℃以上80×10?7/℃以下，（3）作为必须构成成分含有SiO2、B2O3、ZnO和/或PbO、Al2O3和至少一种碱金属氧化物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.03 JP 2011-1250621.一种铝电极形成用膏状组合物，其用于形成太阳能电池的铝电极，该铝电极形成用膏状组合物的特征在于，包括: 铝粉末、玻璃料和有机展色剂，其中， 所述玻璃料具备以下的条件: (I)玻璃软化点为400°c以上600°C以下， (2 )热膨胀系数为60X1 0-7/ °C以上80 X I0-7/ °C以下， (3)作为必须构成成分含有Si02、B203、ZnO和/或PbO、Al2O3和至少一种碱金属氧化物。2.如权利要求1所述的膏状组合物，其特征在于: 所述玻璃料中，设以下的各成分总体为100mol%,各成分的摩尔含有率为:SiO220 ~35mol%;B2O15 ~30mol%;ZnO 羽 I/或 PbO25 ~4 5mol%;Al2O32~10mol%;Li2CK Na2O和K2O中的至少一种5~15mol%;CaO、SrO和BaO中的至少一种O~10mol%;Bi2O3O ~5mol%, 这些成分的合计为该玻璃料总体的95mol%以上。3.如权利要求2所述的膏状组合物，其特征在于: 所述玻璃料中，设以下的各成分总体为100mol%,各成分的摩尔含有率为:SiO220 ~30mol%;B2O,20 ~30mol%;ZnO25 ~35mol%;Al2O33 ~7mol%;Li2CK Na2O 和 K2O 中的至少一种10~15mol%;CaO、SrO和BaO中的至少一种2~10mol%， 这些成分的合计为该玻璃料总体的95mol%以上。4.如权利要求1~3中的任一项所述的膏状组合物，其特征在于: 所述玻璃料的玻璃软化点为500°C以上600°C以下。5.如权利要求1~4中的任一项所述的膏状组合物，其特征在于: 设膏状组合物总体为100质量％,所述招粉末的含有率为60~80质量％,且所述玻璃料的含有率为2~10质量％。6.一种太阳能电池，其包括硅半导体基板、在作为该基板的一个面的受光面一侧形成的受光面电极和在作为该基板的另一个面的背面一侧形成的铝电极，该太阳能电池的特征在于:所述铝电极的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：中尾刚启，仙田慎嗣，下田英雄，
申请(专利权)人：株式会社则武，
类型：
国别省市：
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