[發明專利]電極用膏狀組合物和光伏電池

有效

• 申請號: 201410659024.8
• 申請日: 2011-01-25
• 公開（公告）號: CN104392771B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 吉田誠人;野尻剛;巖室光則;足立修一郎;木澤桂子;青柳拓也;山本浩貴;內藤孝;加藤隆彥
• 申請（專利權）人: 日立化成工業株式會社
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01L31/0224
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 葛凡

本發明公開了一種電極用膏狀組合物和光伏電池。所述電極用膏狀組合物能夠形成具有低電阻率的電極，同時抑制銅在燒結時的氧化，而所述光伏電池具有通過使用光伏電池電極用膏狀組合物形成的電極。電極用膏狀組合物由含銅粒子、玻璃粒子、溶劑和樹脂構成，所述含銅粒子在同時測定的熱重量分析/差熱分析中顯示最大面積的放熱峰的峰值溫度為280℃以上。此外，所述光伏電池具有通過使用光伏電池電極用膏狀組合物形成的申.極。

本申請是申請號為2011800066840的專利的分案申請，母案申請日為2011年1月25，優先權日為2010年1月25日，母案發明名稱同上。

技術領域

本申請涉及一種電極用膏狀組合物和光伏電池。

背景技術

通常地，結晶硅系光伏電池設置有表面電極，其中表面電極的布線電阻或接觸電阻與涉及轉換效率的電壓損失有關，此外，布線寬度或形狀對入射太陽光的量有影響(參見例如由濱川圭弘編輯的“太陽光發電，最新技術和系統”，CMC出版社，2001年，第26-27頁)。

根據光伏電池的表面電極通常以下面的方式形成。即，通過絲網印刷等將導電組合物涂覆到n-型半導體層上，并且在800至900℃的高溫進行燒結，由此形成表面電極，所述n-型半導體層是在高溫將磷等熱擴散在p-型硅基板的光接受表面側上而形成的。這種用于形成表面電極的導電組合物包括導電金屬粉末、玻璃粒子、各種添加劑等。

作為導電金屬粉末，通常使用銀粉末，但是出于各種原因也研究了使用除銀粉末之外的其它金屬粉末。例如，公開了一種能夠形成光伏電池用電極的導電組合物，其包括銀和鋁(參見例如日本特開2006-313744號公報)。此外，公開了一種用于形成電極的組合物，其包括金屬納米粒子，所述金屬納米粒子包括銀和不同于銀的金屬粒子(參見例如日本特開2008-226816號公報)。

發明內容

[本發明要解決的問題]

通常用于形成電極的銀是貴金屬，從涉及資源的問題考慮并且還從礦石昂貴考慮，期望提出一種代替含銀導電組合物(含銀膏狀物)的膏狀材料。有希望用于代替銀的材料的實例包括用于半導體布線材料中的銅。銅作為資源是豐富的，并且礦石的成本低廉，低至為銀成本的約百分之一。然而，銅是易于在200℃以上的高溫被氧化的材料，并且例如，在專利文獻2所描述的用于形成電極的組合物中，當該組合物包括銅作為導電金屬時，需要特定步驟，在所述的特定步驟中，將組合物在氮的氣氛或類似氣氛下燒結以形成電極。

本發明的一個目的是提供一種電極用膏狀組合物，該膏狀組合物能夠形成具有低電阻率的電極，同時在燒結時能夠抑制銅的氧化，以及提供一種具有通過使用所述電極用膏狀組合物形成的電極的光伏電池。

[用于解決問題的手段]

本發明的第一實施方案是電極用膏狀組合物，該電極用膏狀組合物包括含銅粒子、玻璃粒子、溶劑和樹脂，所述含銅粒子在同時測定的熱重量分析/差熱分析(TG-DTA)中顯示最大面積的放熱峰的峰值溫度為280℃以上。

所述含銅粒子優選是選自如下各種粒子中的至少一種粒子：含磷的銅合金粒子；涂布有銀的銅粒子(以下稱為“銀涂布的銅粒子”)；以及用選自由三唑化合物、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、無機金屬化合物鹽、有機金屬化合物鹽、聚苯胺系樹脂和金屬醇鹽組成的組中的至少一種進行了表面處理的銅粒子。

玻璃粒子優選具有600℃以下的玻璃軟化點和高于600℃的結晶開始溫度，并且更優選地包含五氧化二磷-五氧化二釩(P₂O₅-V₂O₅)系玻璃。