太阳能电池和该太阳能电池所使用的膏材料制造技术

本发明专利技术提供一种用于形成耐水性优异并且可以维持良好的电极特性的铝电极的膏材料和具有使用该膏材料而形成的背面电极的太阳能电池。这里，膏材料含有铝粉末、玻璃粘结剂、有机展色剂和化学组成含有磷(P)的磷供给剂，磷供给剂的含有量，在烧制膏材料而得到的铝电极中以30ppm～700ppm的含有率含有磷(P)。

【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用于形成耐水性优异并且可以维持良好的电极特性的铝电极的膏材料和具有使用该膏材料而形成的背面电极的太阳能电池。这里，膏材料含有铝粉末、玻璃粘结剂、有机展色剂和化学组成含有磷(P)的磷供给剂，磷供给剂的含有量，在烧制膏材料而得到的铝电极中以30ppm～700ppm的含有率含有磷(P)。【专利说明】太阳能电池和该太阳能电池所使用的膏材料
本专利技术涉及太阳能电池(cell，单元)和该太阳能电池所使用的膏材料。具体而言，涉及用于在太阳能电池(典型的为硅类太阳能电池)的受光面的背面侧(作为背面电极)形成铝电极的含有铝的膏材料。而且，本申请主张基于2011年12月2日提出的日本国特许出愿2011-265206号的优先权，该申请的全部内容作为参照写入本说明书中。作为将太阳的光能转换为电力的太阳能电池的典型例子，已知有将结晶性硅(单晶或者多晶)作为半导体基板利用的太阳能电池，即所谓的结晶硅类太阳能电池。作为该结晶硅类太阳能电池，例如已知图1所示的单面受光型的太阳能电池10。该太阳能电池10在P型硅基板(Si晶片:由P型结晶硅构成的ρ-Si层)11的受光面侧具有通过形成Pn结而形成的n-Si层16，在其表面具有通过CVD等形成的由氧化钛或氮化硅构成的反射防止膜14和典型地通过对银膏进行网版印刷并烧制而形成的由Ag构成的正面电极(受光面电极)12。另一方面,在P型娃基板(p-Si层)11的背面侧具有与正面电极12同样地通过对银膏进行网版印刷、烧制而形成的由Ag构成的背面侧外部连接用电极22和发挥所谓的背面电场(BSF =Back Surface Field)效应的铝电极20。该铝电极20通过对以铝粉末为主体的膏材料进行印刷、烧制而形成于背面的大致整个面。在该烧制时形成未图示的Al-Si合金层，铝在P型硅基板(p-Si层)11扩散而形成P+层24。通过形成该P+层24、即BSF层，防止光生成的载流子在背面电极附近复合，例如能够实现开路电压(Voc)或短路电流(Isc)的提高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2011-066353号公报专利文献2:日本特开2007-115738号公报专利文献3:日本特开2011-103301号公报专利文献4:国际公开第2010/056826号
技术实现思路
但是，由于可以设想上述太阳能电池在屋外产期使用，所以需求耐气候性和耐久性等的长期可靠性优异。例如，在连接组合多个太阳能电池(cell，单元)的太阳能电池模块中，在向太阳能电池模块外取出电力的电力取出部因某种影响而开口等的情况下，该开口可能成为水分侵入路径。在万一发生了这样的事故的情况下，虽然上述由Ag构成的正面电极12具有耐水性，但是由于铝电极20中铝与水分反应而产生氢气，因此可能导致太阳能电池(单元)膨胀。这甚至会损害太阳能电池模块的耐久性，所以是应该改善的问题。因此，期望改善太阳能电池(单元)的铝电极的耐水性，更优选改善耐热水性。为了满足这样的对铝电极20的要求，在例如专利文献I中提出了适合硅类太阳能电池的背面电极用的膏材料，该膏材料含有Al粉末、玻璃料、载色剂和相对于Al粉末100质量份为0.3至5.0质量份的Sn粉末。由此，公开了不损害铝电极20构成的背面电极的各特性、能够充分地提高耐热水性的技术。而且，除了该专利文献I以外，期望提供更多种形态的能够实现提高了耐水性的铝电极20的铝电极用的膏材料。本专利技术是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种用于形成耐水性优异并且能够维持良好的电极特性的铝电极的膏材料。另外，另一目的在于提供一种具有使用该膏材料形成的背面电极的太阳能电池。用于解决课题的技术手段为了实现上述目的，本专利技术提供的太阳能电池(代表性的为单元)具有:半导体基板(典型的为硅基板)；在上述半导体基板的一面形成的受光面电极；和在上述半导体基板的另一面侧形成的铝电极。而且，在上述铝电极中，以与玻璃成分不同的形态，以30ppm?700ppm(即30μ g?700 μ g/Al电极lg，下同)的含有率含有磷⑵。在此，磷⑵能够以单体或者化合物的形态(可以是离子的形态)存在。在该太阳能电池中，磷(P)作为起到使铝电极的耐水性提高的功能的物质而被含有。因而，使用这种铝电极作为背面电极的太阳能电池，即使在万一水分侵入到单元内部的情况下，也能够抑制该水分与铝的反应。而且，在铝电极中磷(P)的含有率以每质量基准计为30ppm?700ppm的情况下，能够将电极特性维持在良好的范围，并且具有耐水性。虽然该耐水性提高的主要原因尚不明确，但是通过这样含有极少量的磷(P)，铝电极的耐水性(例如耐热水性)，例如即使在浸溃于80°C的热水中这样的严酷的条件下也能够实现5分钟以上的耐性。由此，能够抑制铝电极的腐蚀和单元的膨胀，并且能够良好地维持太阳能电池的耐水性和耐久性。再者，作为在铝电极中含有一些磷(P)的太阳能电池的现有技术，能够举出上述专利文献2?4。例如，在专利文献2中，关于用于在硅半导体基板之上形成电极的膏组合物，公开了在含有铝粉末、有机载色剂和增塑剂的铝膏组合物中，作为增塑剂使用磷酸酯类增塑剂的技术。但是，本专利技术的专利技术人研究时发现，在这种铝膏组合物中，磷酸酯类的增塑剂由于烧制而容易从铝电极飞散，难以使上述浓度的磷(P)以如上所述的浓度在铝电极中残留。并且，为了实现上述的耐水性，必须在铝膏组合物中大量含有增塑剂，当添加这样大量的增塑剂时，硅半导体基板的翘曲量变大，并且得到的铝电极的剥离强度显著降低，得到不能耐受作为电极的实用的部件。此外，在专利文献3中公开了含有磷⑵作为玻璃成分(金属玻璃)的导电性膏。但是，金属玻璃一般含有三种以上的元素，这些元素的原子较强地结合在一起。另外，根据本专利技术的专利技术人的研究可以确认，即使在铝电极中含有磷(P)的情况下，在它们是玻璃成分时，该磷(P)不能发挥使铝电极的耐水性提高的作用。关于这一点上，本专利技术公开的太阳能电池，其必要条件是在铝电极中以与玻璃成分不同的形态含有上述浓度的磷(P)。而且，专利文献4公开了用于形成太阳能电池的背面铝电极的油墨和膏的技术，在第4页第21行?26行记载了该铝油墨由醇、胺、无机酸、羧酸、水、醚、多元醇、硅氧烷、聚合物分散剂、BYK分散剂和添加剂、磷酸、二羧酸、水类导电性高分子、Triton(注册商标)类化合物等聚乙二醇衍生物、酯和醚-酯化合物的组合调制而得到。在此，磷酸是“phosphoric acid”即正磷酸(H3PO4),不是其他的任何磷酸化合物。并且,该磷酸不过是在铝油墨的调制中作为能够添加的介质之一而举的例子，如第5页第21行?22行的记载，通过膏的干燥和烧结而分解蒸发。关于这一点，本专利技术公开的太阳能电池与专利文献4公开的技术其技术思想不同。在本专利技术公开的太阳能电池的一个优选的实施方式中，在上述铝电极中同时含有招成分和玻璃成分，将招成分设为100质量％时，该玻璃成分的含有率为2.6质量％以下。玻璃成分通常是形成铝电极时使用的膏材料中的烧结用粘结剂(粘合剂)，具有使铝颗粒彼此粘结并且将铝电极膜牢固地固定在半导体基板上的功能。另外，还担负着对铝电极赋予耐水性的功能。但是，在此处公开的太阳能电池中，通过含有磷而提高耐水性，因此能够削减铝电极中玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其特征在于，具有：半导体基板；在所述半导体基板的一面形成的受光面电极；和在所述半导体基板的另一面侧形成的铝电极，在所述铝电极中，以与玻璃成分不同的形态、以30ppm～700ppm的含有率含有磷P。

【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：向井浩一，杉村健一，
申请(专利权)人：株式会社则武，
类型：发明
国别省市：日本;JP