[發明專利]太陽能電池用導電性糊組合物

有效

• 申請號: 201180032356.8
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN102959721A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 吉野泰;川本裕介
• 申請（專利權）人: 株式會社則武
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04;H01B1/20;H01L21/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及適合于采用燒成貫通法（fire?through?method）形成的太陽能電池電極用的導電性糊組合物。

背景技術

例如，一般的硅系太陽能電池具有下述結構：在作為p型多晶半導體的硅基板的上面隔著n⁺層具備防反射膜和受光面電極，并且，在其下面隔著p⁺層具備背面電極（以下，不區別它們時簡單稱為「電極」），通過電極取出由于受光而在半導體的p-n結產生的電力。上述防反射膜是用于保證充分的可見光透射率，并且降低表面反射率從而提高受光效率的膜，由氮化硅、二氧化鈦、二氧化硅等的薄膜構成。

上述的防反射膜由于電阻值高，因此成為效率良好地取出在半導體的p-n結產生的電力的障礙。因此，太陽能電池的受光面電極采用例如被稱為燒成貫通的方法形成。該電極形成方法，例如在n⁺層上的整個面上設置上述防反射膜后，采用例如絲網印刷法在該防反射膜上以適當的形狀涂布導電性糊，并實施燒成處理。上述導電性糊，例如是以銀粉末、玻璃料（將玻璃原料熔融并急冷后，根據需要粉碎成的鱗片（flake）狀或者粉末狀的玻璃的碎料）、有機質載色劑和有機溶劑為主成分的糊，在燒成過程中，該導電性糊中的玻璃成分破壞防反射膜，因此由導電性糊中的導體成分和n⁺層形成歐姆接觸（例如，參照專利文獻1）。根據上述電極形成方法，與部分地除去防反射膜并在該除去部分形成電極的情況相比，工序變得簡單，也不產生除去部分與電極形成位置的位置偏差的問題。

在這樣的太陽能電池的受光面電極形成中，出于提高燒成貫通性，改善歐姆接觸，進而提高曲線因子（FF）和能量轉換效率等的目的，一直以來實施了各種的方案。例如，有通過對導電性糊添加磷、釩、鉍等的五族元素，來促進玻璃和銀對于防反射膜的氧化還原作用，使燒成貫通性提高的方案（例如，參照上述專利文獻1）。另外，有通過對導電性糊添加氯化物、溴化物或者氟化物，使這些添加物輔助玻璃和銀破壞防反射膜的作用從而改善歐姆接觸的方案（例如，參照專利文獻2）。上述玻璃為例如硼硅酸玻璃。

另外，曾提出了通過在導電性糊中相對于100重量份的銀粉末含有0.5~5重量份的磷酸銀，來輔助破壞防反射膜的作用，確保歐姆接觸的方案（例如，參照專利文獻3）。另外，有通過使用以氧化鋅為主成分且不含鉛的玻璃，形成為含有銀、金、銻的糊，由于沒有電極的侵入而不引起結的破壞，可得到低接觸電阻的方案（例如，參照專利文獻4）。另外，曾提出了在含有85~99重量%的銀和1~15重量%的玻璃的含銀糊中，將該玻璃形成為含有15~75摩爾%的PbO和5~50摩爾%的SiO₂、且不含B₂O₃的組成的方案（例如，參照專利文獻5）。該含銀糊是用于太陽能電池的電極形成的糊，通過采用上述組成的玻璃，形成為歐姆接觸得以改善的糊。在上述玻璃中，可以含有0.1~8.0摩爾%的P₂O₅，或者0.1~10.0摩爾%的Sb₂O₅，還可以含有0.1~15.0摩爾%的堿金屬氧化物（Na₂O、K₂O、Li₂O）。現有技術文獻

專利文獻1：日本特公平03-046985號公報

專利文獻2：日本專利第3707715號公報

專利文獻3：日本專利第3050064號公報

專利文獻4：日本特公昭62-028597號公報

專利文獻5：日本特表2008-520094號公報

發明內容

然而，在上述的太陽能電池中，嘗試著通過使位于受光面側的n層變薄來使表面再結合速度降低，從而取出更多的電流，即進行淺結發射極化。當進行淺結發射極化時，特別是400nm附近的短波長側也有助于發電，因此在提高太陽能電池的效率方面被認為是理想的解決方案。其另一方面，有下述不良情況：單元電池需要設為高薄膜電阻（表面電阻；sheetresistance），表面附近的施主元素（例如磷）濃度降低，因此Ag-Si間的勢壘屏障增加，受光面電極的歐姆接觸的確保變得困難，由于pn結變淺，控制侵入深度使得利用燒成貫通充分地破壞防反射膜并且電極不侵入pn結非常困難。