[發(fā)明專利]太陽能電池用糊料組合物及其制造方法以及太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010623387.8
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102157218A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 越智浩輔;仙田慎嗣;山岸正生;久米麻美子
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社則武
• 主分類號: H01B1/16
• 分類號: H01B1/16;H01B1/22;H01B13/00;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池用糊料組合物及其制造方法。詳細(xì)而言，涉及一種用于在結(jié)晶硅系太陽能電池的受光面的背面?zhèn)?作為背面電極)形成鋁電極的含鋁糊料組合物及其制造方法。

另外，本申請主張基于2009年12月28日所申請的日本國專利申請編號第2009-297944號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容作為參照被編入本說明書中。

背景技術(shù)

作為將太陽的光能變換為電力的太陽能電池的典型例子，已知有將結(jié)晶性的硅(單結(jié)晶或多結(jié)晶)作為半導(dǎo)體基板利用的太陽能電池、即所謂的結(jié)晶硅系太陽能電池。作為該結(jié)晶硅系太陽能電池，已知有例如圖2所示這樣的單面受光型的太陽能電池110。

該太陽能電池110具備在硅基板(Si晶片)111的p-Si層(p型結(jié)晶硅)118的受光面?zhèn)韧ㄟ^形成pn結(jié)而形成的n-Si層116，在其表面具備由利用CVD等所形成的氧化鈦或氮化硅構(gòu)成的增透膜114、和典型地通過將銀糊料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷且燒制而形成的由Ag構(gòu)成的表面電極(受光面電極)112。另一方面，在p-Si層118的背面?zhèn)龋邆渑c表面電極112同樣地通過將銀糊料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷、燒制而形成的由Ag構(gòu)成的背面?zhèn)韧獠窟B接用電極122、和產(chǎn)生所謂的背面電場(BSF；BackSurface?Field)效果的鋁電極120。

該鋁電極120通過將以鋁粉末為主體的鋁糊料進(jìn)行印刷、燒制而在背面的大致整個面形成。在該燒制時形成沒有圖示的Al-Si合金層，鋁擴(kuò)散于p-Si層118中，形成p⁺層124。通過形成該p⁺層124、即BSF層，防止光生成的載體在背面電極附近進(jìn)行再結(jié)合，實(shí)現(xiàn)例如短路電流或開路電壓(Voc)的提高。

但是，為了有效地實(shí)現(xiàn)上述BSF效果，需要以某種程度的膜厚(例如30～60μm)形成鋁電極120。其另一方面，由于太陽能電池(solar?cell)的制造成本降低或太陽能電池模塊的小型化等理由，正在尋求比目前更薄的硅基板(Si晶片)111，即太陽能電池元件自身的薄板化。

但是，由于基板(Si晶片)111自身的熱膨脹系數(shù)和鋁電極120的熱膨脹系數(shù)的差，該基板111的薄板化助長在用于形成該鋁基板120的燒制時在硅基板(晶片)自身中產(chǎn)生彎曲或扭曲等變形。因此，目前正在進(jìn)行用于防止所述的彎曲等變形產(chǎn)生的各種努力。

例如，在日本國專利第3910072號公報中提出了一種糊料組合物，其為用于在p型硅半導(dǎo)體基板上形成雜質(zhì)層或電極層的含鋁糊料組合物，其特征在于，含有氧化硅或氧化鋁。另外，在日本國專利申請公開第2008-112808號公報中提出了一種太陽能電池元件，其為在p型硅基板上具備以鋁為主要成分的燒制電極的太陽能電池元件，其中，上述燒制電極含有由氧化鋅的聚合體構(gòu)成的顆粒。另外，雖然與本申請沒有直接關(guān)系，但是，在日本國專利申請公表第2008-543080號公報(對應(yīng)于國際公開第WO?2006/132766)中提出了一種糊料狀組合物，其為用于形成太陽能電池接觸(本說明書所說的表面電極或背面電極)的糊料組合物，其中，包含不含鉛及鎘的玻璃成分。

但是，通過這些專利文獻(xiàn)中所記載的技術(shù)(含鋁糊料組合物)的應(yīng)用，雖然對上述現(xiàn)有的問題(即，在鋁電極燒制時產(chǎn)生的基板彎曲或扭曲)起到一定的改善，但是，依然沒有在可以使成品率或生產(chǎn)節(jié)拍良好地提高的程度上消除彎曲(例如，彎曲的程度相對基板的厚度降低為10倍以下)，存在應(yīng)該進(jìn)一步改善的余地。另外，目前擔(dān)心在基板燒制后在背面電極上產(chǎn)生異物，需要改善伴隨該異物產(chǎn)生的外觀不良。但是，上述專利文獻(xiàn)中所記載的技術(shù)難以抑制該異物產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是鑒于上述問題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種糊料組合物，其用于防止在基板上產(chǎn)生彎曲等變形，形成可以具有良好外觀的膜狀鋁電極。另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種該糊料組合物的制造方法。進(jìn)而，本發(fā)明的另一目的在于提供一種具備使用該糊料組合物形成的背面電極的太陽能電池。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，由本發(fā)明提供的糊料組合物為太陽能電池的背面電極形成用糊料組合物。該糊料組合物含有鋁粉末、玻璃粉末以及由含有硅的有機(jī)或無機(jī)化合物和金屬氧化物的粒狀復(fù)合體構(gòu)成的復(fù)合物粉末作為固體成分。其中，將上述復(fù)合物粉末、上述鋁粉末和上述玻璃粉末的總量設(shè)定為100質(zhì)量％，該復(fù)合物粉末的含有比例為0.01質(zhì)量％以上、小于0.45質(zhì)量％。