铝膏组合物和使用了它的太阳电池元件制造技术

本发明专利技术提供一种铝膏组合物和具有用该组合物形成的电极的太阳电池元件，该铝膏组合物在烧制时可抑制浮泡和铝球在背面电极层产生，而且，即使使用更薄的硅半导体基板，也能够减少翘曲，并且实现高的ＢＳＦ效果和能量转换效率。铝膏组合物是用于在硅半导体基板（１）上形成电极（８）的膏组合物，含有：铝粉末、有机质媒介物和可塑剂。太阳电池元件具有电极（８），该电极（８）是将具有上述特征的膏组合物涂敷在硅半导体基板（１）上后，经烧制而形成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及铝膏组合物和使用了它的太阳电池元件，特别涉 及在构成结晶系硅太阳电池的p型硅半导体基板上形成背面铝电极时 使用的铝膏组合物和使用了它的太阳电池元件。
技术介绍
作为在硅半导体基板上形成了电极的电子部品，已知有特开2000-90734号公报(专利文献1)和特开2004-134775号公报(专利文 献2)中所公开的太阳电池元件。图1是示意性地表示太阳电池元件的一般性截面构造的图。如图l所示，太阳电池元件使用厚度为220 300ym的p型硅半 导体基板1而构成。在硅半导体基板1的受光面侧，形成了厚度为0.3 m的n型杂质层2,并在其上形成了防反射膜3和栅电极4。另外，在p型硅半导体基板1的背面侧，形成了铝电极层5。铝 电极层5是将由铝粉末、玻璃熔料和有机质媒介物构成的铝膏组合物 经丝网印刷等进行涂敷、干燥后，在660'C (铝的熔点)以上的温度下 进行短时间烧制而形成的。在该烧制时，铝扩散到p型硅半导体基板1 的内部，从而在铝电极层5和p型硅半导体基板1之间形成Al-Si合金 层6，同时，作为铝原子的扩散所得的杂质层而形成p+层7。因该p+ 层7的存在，可防止电子的再结合，从而获得提高生成载流子的收集 效率的BSF (Back Surface Field)效果。例如，特开平5-129640号公报(专利文献3)所公开的，将由铝电极层5和Al-Si合金层6构成的背面电极8用酸等去除，重新用银膏等形成了集电极层的太阳电池元件得到了实用化。但是，为去除背面电极8而使用的酸需要进行废弃处理，存在因该去除工序而使工序变 得复杂等问题。为了避免该问题，最近，保留背面电极8而将其直接 用作集电极来构成太阳电池元件的情况增多了。然而，最近为了降低太阳电池的成本，探讨将硅半导体基板减薄 的方案。但是，如果硅半导体基板变薄，则因硅和铝的热膨胀系数的 差异，在铝膏组合物烧制后，硅半导体基板就会变形，产生翘曲，使 得形成了背面电极层的背面侧成为凹状。为了抑制翘曲的产生，有减 少铝膏组合物的涂敷量、将背面电极层减薄的方法。但是，如果减少 铝膏组合物的涂敷量，在烧制时，背面电极层就容易产生浮泡和铝球。因此，存在以下的问题在太阳电池的制造工序中产生硅半导体基板的龟裂等，结果，太阳电池的制造合格率降低。 作为解决这些问题的方法，提出了各种铝膏组合物。在特开2004-134775号公报(专利文献2)中，作为烧制时的电极 膜的烧制收縮小、可抑制Si晶片翘曲的导电性膏，公开了以下导电性 膏除了含有铝粉末、玻璃熔料和有机质媒介物以外，还含有在该有 机质媒介物中呈难溶解性或不溶解性的粒子，该粒子是有机化合物粒 子和碳粒子之中的至少一种。另外，在特开2005-191107号公报(专利文献4)中，公幵了一种 太阳电池元件的制造方法，该制造方法可获得抑制了背面电极中铝球、 突起的形成和电极鼓起的高特性的背面电极，并且具有减少半导体基 板翘曲的高生产性，作为在该制造方法中使用的铝膏，公开了一种含 有铝粉末的铝膏，该铝粉末的体积标准下的累积粒度分布的平均粒径 Dw为6 20um，且粒径在平均粒径D5o—半以下的铝粉相对所有粒度 分布所占的比例为15%以下。但是，即使使用这些铝膏，还是不能在烧制时充分抑制在背面电 极层产生浮泡和铝球的基础上充分地减少半导体基板的翘曲。专利文献1:特开2000 — 90734号公报 专利文献2:特开2004-134775号公报 专利文献3:特开平5-129640号公报 专利文献4:特开2005-191107号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题因此，本专利技术的目的在于解决上述课题，提供一种铝膏组合物和 具有使用该组合物而形成的电极的太阳电池元件，该铝膏组合物可抑 制在烧制时在背面电极层产生浮泡和铝球，而且即使使用更薄的硅半 导体基板，也能够减少翘曲，并且实现高的BSF效果和能量转换效率。用于解决课题的方案本专利技术者们为了解决现有技术的问题点，经过反复专心研究，结 果发现使用具有特殊组成的铝膏组合物，即可实现上述的目的。根据 该发现，基于本专利技术的铝膏组合物具有如下的特征。基于本专利技术的铝膏组合物是一种用于在硅半导体基板上形成电极 的膏组合物，其中含有铝粉末、有机质媒介物和可塑剂。另外，在本专利技术的铝膏组合物中，可塑剂是选自由酞酸酯类、己 二酸酯类、磷酸酯类、偏苯三酸酯类、柠檬酸酯类、环氧类和聚酯类 构成的组中的至少一种。而且，在本专利技术的铝膏组合物中，优选的是，在该膏组合物中， 可塑剂的含量为0.05质量％以上、10质量％以下。再者，本专利技术的铝膏组合物优选的是还含有玻璃熔料。基于本专利技术的太阳电池元件具有电极，该电极是将具有上述任何 一个特征的铝膏组合物涂敷在硅半导体基板上后，经烧制而形成的。专利技术的效果如上所述，根据本专利技术，使用含有可塑剂的铝膏组合物，从而可 抑制在形成于硅半导体基板的背面的铝电极层产生浮泡和铝球，而且， 即使使用更薄的硅半导体基板，也能够减少翘曲，从而可提高太阳电 池元件的制造合格率。而且，根据本专利技术，使用含有可塑剂的铝膏组合物，从而可实现高的BSF效果和能量转换效率。附图说明图1是示意性地表示作为一种实施方式而适用本专利技术的太阳电池 元件的一般性截面构造的图。图2是示意性地表示在实施例和现有例中测定形成了铝电极层的烧制后的p型硅半导体基板的翘曲量的方法的图。 符号说明1: p型硅半导体基板；2: n型杂质层；3:防反射膜；4:栅电极； 5:铝电极层；6: Al-Si合金层；7: p+层；8:背面电极。具体实施例方式本专利技术的铝膏组合物的特征在于，除了含有铝粉末和有机质媒介 物以外，还含有可塑剂。在本专利技术中，可塑剂是指为了对某种材料赋予柔软性，或者使加'工变得容易而添加的物质，主要用于使以氯乙烯为主成分的塑料软化， 其大多数为由酸和酒精合成的化合物(一般称为酯的东西)。本专利技术的铝膏组合物中所含有的可塑剂没有特别限定，除了可使 用通用性高的酞酸酯以外，还可适当地使用己二酸酯类、磷酸酯类、 偏苯三酸酯类、柠檬酸酯类、环氧类和聚酯类等中的任何一种。特别是酞酸二甲酯(DMP)、酞酸二乙酯(DEP)、酞酸二丁酯 (DBP)、酞酸二辛酯(DOP)、酞酸二正辛酯(DnOP)、酞酸二异壬酯 (DINP)、酞酸二壬酯(DNP)、酞酸二异癸酯(DIDP)和酞酸丁基苄 酯(BBP)等酞酸酯可适当地用来作为可塑剂。这些可塑剂也可以混合使用两种以上。本专利技术的铝膏组合物中所含有的可塑剂的含量优选的是，在该膏 组合物中占0.05质量％以上、10质量％以下。更优选的是0.3质量％以 上、7质量％以下。当可塑剂的含量不到0.05质量％时，在以下方面不 能获得足够的效果在烧制时抑制浮泡和铝球在背面电极层产生，而 且即使使用更薄的硅半导体基板也可减少翘曲。另外，如果可塑剂的 含量超过10质量％，就难以实现高的BSF效果和能量转换效率。本专利技术的铝膏组合物中所含有的铝粉末的含量优选的是在60质 量％以上、80质量°/。以下。当铝粉末的含量不到60质量％时，烧制后 的铝电极层的电阻就会增高，有可能导致太阳电池的能量转换效率下 降。如果铝粉末的含量超过80质量％，则丝网印刷等中的铝膏的涂敷 性就会降低。在本专利技术中，可使用平均粒子径为1 20um本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝膏组合物，用于在构成太阳电池的硅半导体基板（１）上形成电极（８），其中含有铝粉末、有机质媒介物和可塑剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-18 302697/20051.一种铝膏组合物，用于在构成太阳电池的硅半导体基板(1)上形成电极(8)，其中含有铝粉末、有机质媒介物和可塑剂。2. 根据权利要求l所述的铝膏组合物，其中，所述可塑剂是选自 由酞酸酯类、己二酸酯类、磷酸酯类、偏苯三酸酯类、柠檬酸酯类、 环氧类和聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤晴三，和辻隆，
申请(专利权)人：东洋铝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]