导电性膏以及太阳能电池制造技术

本申请涉及导电性膏以及太阳能电池。本发明专利技术的导电性膏至少含有Ag粉末等的导电性粉末、玻璃粉和有机载体。玻璃粉含有Te，对于Te的含有量以换算成TeO2计为35～90mol％，玻璃粉含有Zn，对于Zn的含有量以换算成ZnO计为5～50mol％，玻璃粉含有Bi，对于Bi的含有量以换算成Bi2O3计为1～20mol％，并且玻璃粉含有从Li、Na、以及K中选择的至少1种，对于从Li、Na、以及K中选择的至少1种的含有量，以换算成氧化物计为0.1～15mol％。通过使用该导电性膏，实现了能量变换效率高、电池特性良好的太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
导电性膏以及太阳能电池本申请是申请日为2013年9月19日，申请号为201380059304.9，专利技术名称为“导电性膏以及太阳能电池”的申请的分案申请。
本专利技术涉及导电性膏以及太阳能电池，更详细地，涉及适于太阳能电池的电极形成的导电性膏、以及使用该导电性膏制造的太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池通常在半导体基板的一个主面形成给定图案的受光面电极。另外，在除了所述受光面电极以外的半导体基板上形成反射防止膜，用所述反射防止膜抑制入射的太阳光的反射损耗，由此提升太阳光向电能的变换效率。所述受光面电极通常使用导电性膏按照以下方式形成。即，导电性膏含有导电性粉末、玻璃粉(glassfrit)以及有机载体，在形成于半导体基板上的反射防止膜的表面涂布导电性膏，形成给定图案的导电膜。然后，在烧成过程使玻璃粉熔融，将导电膜下层的反射防止膜分解、除去，由此烧结导电膜来形成受光面电极，并使该受光面电极和半导体基板粘结，使两者导通。如此在烧成过程将反射防止膜分解、除去，使半导体基板和受光面电极粘结的方法被称作烧成贯通(firethrough)，太阳能电池的变换效率较大依赖于烧成贯通性。即，已知若烧成贯通性不充分则变换效率就会降低，作为太阳能电池的基本性能就差。另外，在这种太阳能电池中，为了提高受光面电极和半导体基板的粘结强度，优选使用低软化点的玻璃粉。作为低软化点的玻璃粉，过去使用铅系的玻璃粉，但由于Pb的环境负荷大，因此谋求取代铅系玻璃粉的新的材料的出现。另一方面，如上述那样，太阳能电池的变换效率较大依赖于烧成贯通性，但是若烧成贯通过剩进行，被烧结的受光面电极穿透反射防止膜而侵蚀到半导体基板，则有可能会招致电池特性的劣化。为此，在专利文献1中提出了一种太阳能电池电极形成用导电性膏，包含以银为主成分的导电性粉末、玻璃粉、有机载体和溶剂，所述玻璃粉包含以氧化碲为网孔形成成分的碲系玻璃粉。在该专利文献1中，含有碲系玻璃粉的导电性膏由于即使进行烧成处理，烧结后的受光面电极也不会深入地侵蚀半导体基板内部，因此烧成贯通性的控制容易，由此想要实现在非铅系的同时具有良好的电池特性的太阳能电池。进而，在该专利文献1中，所述碲系玻璃粉除了包含氧化碲以外，还包含氧化钨或氧化钼，且根据需要包含氧化锌、氧化铋、氧化铝等的任意一种以上，由此谋求玻璃化范围的扩大和稳定化等。先行技术文献专利文献专利文献1：JP特开2011－96747号公报(权利要求1、6、段落编号〔0021〕～〔0028〕等)专利技术的概要专利技术要解决的课题但是，在专利文献1中，虽然通过使用含有碲系玻璃粉的导电性膏而使受光面电极与半导体基板的接触电阻较低，由此要改善太阳能电池的电池特性，但接触电阻依赖于玻璃粉的组成。即，由于接触电阻受到氧化碲或其它添加物(氧化钨或氧化钼等)的影响，因此难以稳定地将接触电阻维持得较低。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的状况而提出，目的在于提供适于能使电极与半导体基板间的接触电阻较低的太阳能电池的电极形成的导电性膏、以及通过使用该导电性膏而使得能量变换效率高且电池特性良好的太阳能电池。用于解决课题的手段本专利技术者为了达成上述目的而进行锐意研究的结果，得到如下见解：在玻璃粉中使Te、Zn、Bi、进而从Li、Na、以及K中选择的至少1种通过氧化物换算而成为给定范围地调制导电性膏，烧结该导电性膏来形成电极，由此能使电极与半导体基板之间的接触电阻较低，能够得到能量变换效率高、电池特性良好的太阳能电池。本专利技术基于这样的见解而提出，本专利技术所涉及的导电性膏用于形成太阳能电池的电极，其特征在于，所述导电性膏至少含有导电性粉末、玻璃粉和有机载体，所述玻璃粉含有Te，对于Te的含有量以换算成TeO2计为35～90mol％，所述玻璃粉含有Zn，对于Zn的含有量以换算成ZnO计为5～50mol％，所述玻璃粉含有Bi，对于Bi的含有量以换算成Bi2O3计为1～20mol％，且所述玻璃粉含有从Li、Na、以及K中选择的至少1种，对于从Li、Na、以及K中选择的至少1种的含有量以换算成氧化物计为0.1～15mol％。另外，本专利技术者进一步锐意研究的结果，获知根据需要在玻璃粉中以换算成氧化物计含有给定摩尔量的Mg、Ca、Sr、以及Ba等的碱土类金属，也能得到所期望的变换效率。即，本专利技术的导电性膏中，优选所述玻璃粉含有给定摩尔量的从Mg、Ca、Sr、以及Ba中选择的至少1种元素，并且，对于所述给定摩尔量，所述Mg以换算成氧化物计为8mol％以下，所述Ca以换算成氧化物计为5mol％以下，所述Sr以及所述Ba以换算成各自的氧化物计为3mol％以下。进而，本专利技术者的更加的锐意研究的结果，获知以换算成氧化物计含有给定摩尔量的Mn、Cu、Ag、V、B、P，也能得到所期望的变换效率。即，本专利技术的导电性膏中，优选所述玻璃粉含有给定摩尔量的从Mn、Cu、Ag、V、B、以及P中选择的至少1种元素，并且，对于所述给定摩尔量，所述Mn以及所述Cu以换算成各自的氧化物计为20mol％以下，所述Ag以换算成氧化物计为10mol％以下，所述V以换算成氧化物计为8mol％以下，所述B以及所述P以换算成各自的氧化物计为3mol％以下。另外，本专利技术的导电性膏中，优选所述玻璃粉含有给摩尔量的从Ti、Co、Nb、Fe、Ni、Al、Zr、Ta、Si、Sn、以及Sb中选择的至少1种元素，并且，对于所述给定摩尔量，所述Ti以换算成氧化物计为10mol％以下，所述Co以换算成氧化物计为9mol％以下，所述Nb、所述Fe、所述Ni、所述Al、所述Zr、所述Ta、所述Si、所述Sn、以及所述Sb以换算成各自的氧化物计为3mol％以下。由此，不损害烧成时的玻璃粉的流动化，能实现化学耐久性的提升，能容易地调整玻璃粉的热物性。另外，本专利技术的导电性膏中，优选所述玻璃粉的含有量为1～10wt％。由此，能得到电极与半导体基板间的接合性良好且焊料附着性良好的导电性膏。另外，本专利技术的导电性膏中，优选所述导电性粉末是Ag粉末。由此，即使在大气中烧成导电性膏也能得到有良好的导电性的电极。另外，本专利技术所涉及的太阳能电池特征在于，在半导体基板的一个主面形成反射防止膜以及贯通该反射防止膜的电极，所述电极通过烧结上述任一者记载的导电性膏而成。专利技术的效果根据本专利技术的导电性膏，由于至少含有导电性粉末、玻璃粉和有机载体，所述玻璃粉含有Te，对于Te的含有量以换算成TeO2计为35～90mol％，所述玻璃粉含有Zn，对于Zn的含有量以换算成ZnO计为5～50mol％，所述玻璃粉含有Bi，对于Bi的含有量以换算成Bi2O3计为1～20mol％，且所述玻璃粉含有从Li、Na、以及K中选择的至少1种，对于从Li、Na、以及K中选择的至少1种的含有量以换算成氧化物计为0.1～15mol％，因此能使电极与半导体基板间的接触电阻较低。另外，根据本专利技术的太阳能电池，由于在半导体基板的一个主面形成反射防止膜以及贯通该反射防止膜的电极，所述电极通过烧结上述任一者记载的导电性膏而成，因此能使电极与半导体基板间的接触电阻较低，由此能得到能量变换效率高、电池特性良好的太阳能电池。附图说明图1是表示使用本专利技术所涉及的导电性膏制造的太阳能电池的1个实施方式的主要部分截面图。图2是示意地表示受光面电极侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电性膏，用于形成太阳能电池的电极，其特征在于，所述导电性膏至少含有导电性粉末、玻璃粉和有机载体，所述玻璃粉含有Te，对于Te的含有量以换算成TeO2计为35～90mol％，所述玻璃粉含有Zn，对于Zn的含有量以换算成ZnO计为5～50mol％，所述玻璃粉含有Bi，对于Bi的含有量以换算成Bi2O3计为1～20mol％，且所述玻璃粉含有从Li、Na、以及K中选择的至少1种，对于从Li、Na、以及K中选择的至少1种的含有量以换算成氧化物计为0.1～15mol％。

【技术特征摘要】
2012.09.26 JP 2012-2126431.一种导电性膏，用于形成太阳能电池的电极，其特征在于，所述导电性膏至少含有导电性粉末、玻璃粉和有机载体，所述玻璃粉含有Te，对于Te的含有量以换算成TeO2计为35～90mol％，所述玻璃粉含有Zn，对于Zn的含有量以换算成ZnO计为5～50mol％，所述玻璃粉含有Bi，对于Bi的含有量以换算成Bi2O3计为1～20mol％，且所述玻璃粉含有从Li、Na、以及K中选择的至少1种，对于从Li、Na、以及K中选择的至少1种的含有量以换算成氧化物计为0.1～15mol％。2.根据权利要求1所述的导电性膏，其特征在于，所述玻璃粉含有给定摩尔量的从Mg、Ca、Sr、以及Ba中选择的至少1种元素，并且，对于所述给定摩尔量，所述Mg以换算成氧化物计为8mol％以下，所述Ca以换算成氧化物计为5mol％以下，所述Sr以及所述Ba以换算成各自的氧化物计为3mol％以下。3.根据权利要求1或2所述的导电性膏，其特征在于，所述玻璃粉含有给定摩尔量的从Mn、Cu、Ag、V、B、以及P中选择的至少1...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹井正道，
申请(专利权)人：贺利氏贵金属北美康舍霍肯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US