JP2014028740A - 太陽電池接点用導電性厚膜ペーストのためのテルル無機反応系 - Google Patents

Abstract

【課題】ソーラーパネル技術において柔軟な反応性及び熱的挙動等の良好な導電性ペースト配合物の提供。
【解決手段】１つの態様では、導電性ペースト組成物において使用するための無機反応系に関し、この無機反応系は、鉛含有マトリクス組成物およびテルル含有マトリクス組成物を含む。別の態様では、導電性金属成分と、無機反応系と有機ビヒクルとを含む導電性ペースト組成物。前記導電性ペースト組成物をシリコンウェーハに付与することにより製造される太陽電池。さらに別の態様は、導電性ペースト組成物をシリコンウェーハに付与することにより製造される太陽電池を使用して組み立てられる太陽電池モジュールであって、この導電性ペースト組成物は、導電性金属成分と、無機反応系と、有機ビヒクルとを含む太陽電池モジュール。
【選択図】なし

Description

関連出願
本特許出願は、２０１２年４月１７日出願の米国仮特許出願第６１／６２５，３８３号、および２０１２年８月２０日出願の米国仮出願第６１／６８４，８８４号の利益を主張する。これらの仮出願の開示は、参照によりその全体を本開示に援用したものとする。

本発明は、概して、ソーラーパネル技術において有用な導電性ペースト配合物に関する。１つの態様では、本発明は、導電性ペースト組成物において使用するための無機反応系に関し、この無機反応系は、好ましくは、鉛含有マトリクス組成物およびテルル含有マトリクス組成物を含む。別の態様では、本発明は、導電性金属成分と、本発明の無機反応系と、有機ビヒクルとを含む導電性ペースト組成物に関する。本発明の別の態様は、本発明の導電性ペースト組成物をシリコンウェーハに付与することにより製造される太陽電池に関する。さらに別の態様は、導電性ペースト組成物をシリコンウェーハに付与することにより製造される太陽電池を使用して組み立てられる太陽電池モジュールであって、この導電性ペースト組成物は、導電性金属成分と、本発明の無機反応系と、有機ビヒクルとを含む、太陽電池モジュールに関する。

太陽電池は、光起電効果を使用して光のエネルギーを電気に変換するデバイスである。太陽の力は持続可能でありかつ非汚染性の副生成物しか生成しないので、太陽の力は魅力的な環境に優しいエネルギー源である。従って、現在、非常に多くの研究が、低い材料コストおよび製造原価を維持しつつ、効率を高めた太陽電池を開発することに向けられている。

光が太陽電池に当たると、入射光の一部分は表面によって反射され、残りは太陽電池へと透過する。透過した光／光子は、ケイ素などの半導性物質から通常作製される太陽電池によって吸収される。吸収された光子のエネルギーによって、半導性物質の原子からその半導性物質の電子が励起され、電子−正孔対が発生する。次いでこれらの電子−正孔対は、ｐ−ｎ接合によって分離され、太陽電池表面上に付与されている導電性電極によって集められる。

最も一般的な太陽電池は、ケイ素に、より具体的には、２つの電気接点層または電極と接続された、ドーパント拡散層をシリコン基板上へと付与することによりケイ素から作製されるｐ−ｎ接合に基づく太陽電池である。ｐ型半導体では、フリーの電荷担体（正孔）の数を増やすために、ドーピング原子が半導体に加えられる。このドーピング原子は、弱く結合された外側の電子を半導体原子から取り去る。ｐ型ドーピングの目的は、大量の正孔を作り出すことである。ケイ素の場合、三価の原子が結晶格子の中に置き換えられる。ｐ型半導体の１つの例は、ホウ素またはアルミニウムのドーパントを含むケイ素である。太陽電池は、ｎ型半導体からも作製することができる。ｎ型半導体では、ドーピング原子は、過剰な電子をホスト基板に提供し、過剰の陰性の電子電荷担体を作り出す。このようなドーピング原子は、通常、１つの種類のホスト原子よりも１多い価電子を有する。最も一般的な例は、４つの価電子を含有するＩＶ族固体（ケイ素、ゲルマニウム、スズ）における、５つの緩く結合された価電子を含有するＶ族元素（リン、ヒ素、アンチモン）による原子置換である。ｎ型半導体の１つの例は、リンドーパントを含むケイ素である。

太陽電池による太陽光の反射を最小にするために、窒化ケイ素、酸化ケイ素、アルミナ酸化物または酸化チタンなどの反射防止コーティング（ＡＲＣ）が、ｎ型またはｐ型の拡散層に付与されて、太陽電池へと吸収される光の量が増やされる。このＡＲＣは、典型的には、非導電性であり、シリコン基板の表面を不動態化してもよい。

シリコン太陽電池のメタライゼーション（金属化）プロセスの一部として、裏面接点が、典型的には、最初にシリコン基板に付与される。代表的なプロセスは、裏面の銀ペーストまたは銀／アルミニウムペーストを付与してはんだ付けパッドを形成し、次に、アルミニウムペーストを基板の裏側全体に付与することを伴う。次に、（裏面側ペーストの乾燥後に）導電性ペースト組成物を使用して、金属接点が前面反射防止層の上にスクリーン印刷され、前面電極としての役割を果たしてもよい。光が入るセルの正面または前面の上のこの電気接点層は、典型的には、完全な層ではなく、「フィンガーライン（指線）」および「バスバー（母線）」から構成される格子パターンで存在する。なぜなら、金属格子材料は、典型的には、光に対して透明ではないからである。印刷された前面および裏面のペーストを有するシリコン基板は、次いで、例えば、およそ７００〜９７５℃の温度で焼成される。焼成後、この前面ペーストは、ＡＲＣ層を貫通して腐食させ、格子接点と半導体との間の電気接点を形成し、太陽電池の受光面上でこの金属ペーストを金属電極へと変換する。裏面側ペーストは、典型的には前面側ペーストと同時に焼成され、シリコン基板の裏面側との電気接点を形成する。得られた金属電極は、ソーラーパネルに接続されている太陽電池へおよびその太陽電池から電気が流れることを可能にする。例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照。

ソーラーモジュールを組み立てるために、複数の太陽電池が直列に、および／または並列に接続されてもよく、最初のセルおよび最後のセルの電極の末端は、好ましくは、出力用の配線に接続される。太陽電池は、典型的には、シリコーンゴムまたはエチレン酢酸ビニルなどの透明な熱可塑性樹脂の中に封入されている。封入用の透明な熱可塑性樹脂の前面にガラスの透明なシートが置かれる。裏面保護材料、例えば、良好な機械的特性および良好な耐候性を有するポリフッ化ビニルのフィルムで覆われたポリエチレンテレフタレートのシートが、封入用熱可塑性樹脂の下に置かれる。これらの層状材料は、空気を除去するために、適切な真空炉の中で加熱され、次いで加熱および圧縮により一体物へと統合されてもよい。さらには、太陽電池は、典型的には、屋外に長時間置いたままにされるので、太陽電池の周囲を、アルミニウムなどからなるフレーム材料で覆うことが望ましい。

典型的な導電性ペーストは、金属粒子、ガラスフリットおよび有機媒体を含有する。これらの成分は、得られる太陽電池の理論上の潜在力を最大活用するように、通常は選択される。例えば、電荷担体が界面およびフィンガーラインを通ってバスバーへと流れることができるように、金属ペーストとシリコン表面との間、および金属粒子同士の接触を最小にすることが望ましい。組成物の中のガラス粒子は、焼成の際に反射防止コーティング層を貫通して腐食させ、金属とｎ＋型シリコンとの間に接点を構築することを助ける。他方で、このガラスは、焼成後にｐ−ｎ接合をシャント（短絡）させるほどに侵襲的であってはならない。従って、向上した効率を成し遂げるようにｐ−ｎ接合を無傷に保ちつつ、接触抵抗を最小にすることが目標である。公知の組成物は、金属層とシリコンウェーハとの界面のガラスの絶縁効果に起因する高い接触抵抗、および接触領域における高い再結合などの他の短所を有する。さらには、ガラスフリットは、広い融解温度範囲を有することが知られており、このため、公知の組成物の挙動は加工パラメータに大きく依存することになる。

Ａ．ＬｕｑｕｅおよびＳ．Ｈｅｇｅｄｕｓ編、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、Ｊ．Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ、第２版、２０１１年 Ｐ．Ｗｕｅｒｆｅｌ、「Ｐｈｙｓｉｋｓ ｏｆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ」、第２版、Ｗｉｌｅｙ ＶＣＨ，Ｖｅｒｌａｇ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ、２００９年

従って、柔軟な反応性および熱的挙動などの改善された特性を持つ新しい導電性ペースト組成物に対するニーズがある。

１つの態様では、本発明は、鉛含有マトリクス組成物と、テルル含有マトリクス組成物とを含む無機反応系に関する。

別の実施形態では、当該鉛含有マトリクス組成物（例えば、鉛ガラスフリット）は、実質的に酸化テルルを含まない（例えば、約１０重量％未満、約５重量％未満、約４重量％未満、約３重量％未満、約２重量％未満、約１重量％未満、約０．５重量％未満、約０．１重量％未満、または約０．０５重量％未満の酸化テルルを含有する）。

別の実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物（例えば、テルルガラスフリット）は、実質的に酸化鉛を含まない（例えば、約１０重量％未満、約５重量％未満、約４重量％未満、約３重量％未満、約２重量％未満、約１重量％未満、約０．５重量％未満、約０．１重量％未満、または約０．０５重量％未満の酸化鉛を含有する）。

１つの実施形態では、当該鉛含有マトリクス組成物は、約５〜約９５重量％、好ましくは約１０〜約９０重量％、より好ましくは約１５〜約８５重量％、さらにより好ましくは約２０〜約８５重量％の量で、当該無機反応系の中に存在する。

別の実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は、鉛含有ガラスフリットである。

さらなる実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は酸化鉛を含む。別の実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は、約１０〜約９０重量％の酸化鉛、好ましくは約２０〜約９０重量％の酸化鉛、より好ましくは約３０〜約９０重量％の酸化鉛、さらにより好ましくは約４０〜約８５重量％の酸化鉛を含む。

１つの実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、約０．２５〜約８０重量％、好ましくは約２〜約７０重量％、より好ましくは約５〜約７０重量％、さらにより好ましくは約１０〜約７０重量％の量で、当該無機反応系の中に存在する。

別の実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物はテルル含有ガラスフリットである。

さらなる実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は酸化テルルを含む。

別の実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は少なくとも部分的に非晶性である。

１つの実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は非晶性酸化テルルである。

別の実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅの少なくとも１つの酸化物をさらに含む。

別の実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、式（Ｉ）：
Ｔｅ_ｘ［（Ｍ^１ _ｙ１Ｙ^１ _ｚ１）（Ｍ^２ _ｙ２Ｙ^２ _ｚ２）…（Ｍ^ｎ _ｙｎＹ^ｎ _ｚｎ）］Ｏ_ｒ （式Ｉ）
（式中、Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎは、各々、周期表の１〜１６族から選択される元素であってもよいし、または希土類元素であり、ｎは負でない整数、例えば、０、１、２、３…であり、Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎはハロゲンまたはカルコゲンであり、それらは同じ元素であってもよいし、異なる元素であってもよく、ｘ、（ｙ１、ｙ２ … ｙｎ）、（ｚ１、ｚ２ … ｚｎ）、およびｒのうちの少なくとも１つは＞０であり、ｘ／［ｘ＋（ｙ１＋ｙ２ ＋… ｙｎ）＋（ｚ１＋ｚ２＋ … ｚｎ）］比は、２０％〜１００％、好ましくは５０％〜９９％、より好ましくは８０％〜９５％である）
のものである。

さらなる実施形態では、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅのうちの少なくとも１つである。

別の実施形態では、Ｙは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのうちの少なくとも１つである。

１つの実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、ｎ＝０、ｘ＝１、ｚ＝０、および２≦ｒ≦３を有する。

別の実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物はｎ＝１を有し、この場合、テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１を含みかつＯおよびＹによって電荷均衡がとられている二元組成物である。

さらなる実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物はｎ＝２を有し、この場合、テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１、Ｍ^２を含みかつＯおよびＹによって電荷均衡がとられている三元組成物である。

別の実施形態では、鉛含有マトリクス組成物：テルル含有マトリクス組成物の比（重量％）は、約１０：１〜約１：１０、または約５：１、約３：１、約２：１〜約１：１である。

別の実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｂ_２Ｏ_３）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＳｉＯ_２）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｌｉ_２Ｏ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＢａＯ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＺｎＯ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｌ_２Ｏ_３）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｐ_２Ｏ_５）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｎａ_２Ｏ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｌ_２Ｏ_３）_ｂ（ＳｉＯ_２）_ｃ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｖ_２Ｏ_５）_ｂ（ＭｏＯ_３）ｃ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＢａＣｌ_２）_ｂ（Ｐ_２Ｏ_５）_ｃ、または（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｇ_２Ｏ）_ｂ（ＺｎＯ）_ｃ（Ｎａ_２Ｏ）_ｄ（式中、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１、および０＜ｄ＜１；好ましくは、０．２５＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．７５、０＜ｃ＜０．７５、および０＜ｄ＜０．７５である）のうちの少なくとも１つである。

別の態様では、本発明は、導電性金属成分と、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る無機反応系と、有機媒体とを含む導電性ペースト組成物に関する。

１つの実施形態では、当該導電性金属成分は銀、金、銅、ニッケルおよびこれらの組み合わせを含む。好ましい実施形態では、この導電性金属成分は銀を含む。

別の実施形態では、当該有機媒体は、ポリマー（例えば、エチルセルロース）および有機溶剤を含む。この有機媒体は、界面活性剤および／またはチキソトロープ剤をさらに含んでもよい。

別の態様では、本発明は、シリコンウェーハと、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る導電性ペースト組成物とを含む太陽電池に関する。

さらに別の態様では、本発明は、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る導電性ペースト組成物をシリコンウェーハに付与することと、このシリコンウェーハを焼成することと、を含むプロセスによって調製される太陽電池に関する。

さらなる態様では、本発明は、シリコンウェーハを準備することと、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る導電性ペースト組成物をこのシリコンウェーハに付与することと、このシリコンウェーハを焼成することとを含む太陽電池の製造方法に関する。

別の態様では、本発明は、複数の、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る太陽電池を含む太陽電池モジュールに関する。

本発明は、例えば、太陽電池の製造において有用な導電性ペースト組成物に関する。導電性ペーストは、典型的には、導電性金属成分、ガラスフリットおよび有機媒体を含有する。このようなペーストは、太陽電池に電気接点層または電極を形成するために使用されてもよいが、このような応用例に限定されるわけではない。例えば、当該ペーストは、太陽電池の前面側または太陽電池の裏面側に付与されて、セル間で電気伝導が生じるための経路を提供してもよい。

Ａ）無機反応系（ＩＲＳ）
１つの態様では、本発明は、例えば、導電性ペースト組成物において使用するための無機反応系に関する。

本発明の無機反応系は、当該金属粒子のための送達媒体を提供し、これにより、金属粒子がペーストから金属導体と半導体基板との界面へと移行することが可能になる。本発明の無機反応系は、ペースト成分がその界面で物理的反応および化学反応を受けるための反応媒体をも提供する。物理的反応としては、融解、溶解、拡散、焼結、沈殿、および結晶化が挙げられるが、これらに限定されない。化学反応としては、合成（新しい化学結合を形成すること）および分解、還元および酸化、ならびに相転移が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の無機反応系は、金属導体と半導体基板との間の結合を与える接着媒体としても作用し、これにより、ソーラーデバイスの寿命のあいだの信頼性の高い電気接点性能が確保される。同じ効果を成し遂げることが意図されているが、既存のガラスフリット組成物は、金属層とシリコンウェーハとの界面でのガラスの絶縁効果のため、高い接触抵抗を生じる可能性がある。本発明の無機反応系は送達媒体、反応媒体、および接着媒体として作用するが、はるかに低い接触抵抗および良好な全体的なセル性能をもたらす。

より具体的には、本発明の無機反応系は、太陽電池の中の金属導体（例えば、銀）と半導体エミッタ（例えば、シリコン基板）との間の、改良された抵抗性でかつショットキー性の接点を与える。本発明の無機反応系は、シリコンに対する反応性媒体であり、例えば直接の接触またはトンネル現象を通して全体的な接触機構を改善する活性領域をシリコンエミッタ上に作り出す。この改善された接触特性が、より良好な抵抗接点およびショットキー接点を与え、それゆえより良好な全体的な太陽電池性能を与える。

本発明の無機反応系は、結晶性のまたは部分的に結晶性の物質を含んでもよい。本発明の無機反応系は、酸化物、塩、フッ化物、および硫化物、ならびに合金、および元素状物質など（これらに限定されない）の種々の化合物を含んでもよい。

当該無機反応系は、少なくとも１つのマトリクス形成組成物を含む。このマトリクス形成組成物は、本発明の無機反応系および／または本発明に係る無機反応系を含む導電性ペーストの焼成温度で溶融または焼結する。このマトリクス形成組成物は、ガラス、セラミック、または高温でマトリクスを形成する、当業者に公知のいずれかの化合物を含んでもよい。

本発明によれば、この無機反応系は、鉛含有マトリクス組成物およびテルル含有マトリクス組成物を含む。

鉛含有マトリクス組成物
１つの実施形態では、当該無機反応系の中に存在する鉛含有マトリクス組成物は、当該無機反応系の約５〜約９５重量％、または当該無機反応系の約２５〜約６０重量％である。

１つの実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は、鉛含有ガラスフリットである。１つの実施形態では、この鉛含有ガラスフリットは実質的に非晶性である。別の実施形態では、この鉛含有ガラスフリットは、結晶性の相または化合物を組み込んでいる。さらなる実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は、結晶性もしくは非晶性の、酸化鉛または当業者に公知の化合物の混合物であってもよい。

１つの実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は酸化鉛を含む。ある実施形態では、鉛含有マトリクス組成物は、約１０〜約９０重量％、約２５〜約８５重量％、約５〜約４５重量％または約１０〜約１５重量％の酸化鉛を含む。１つの実施形態では、この鉛含有マトリクス組成物は約８０重量％の酸化鉛を含有する。

当該鉛含有マトリクス組成物は、当業者に公知の他の酸化物または化合物を含んでもよい。例えば、種々の鉛含有ガラス組成物、例えば、鉛−ホウ素−ケイ酸塩、鉛−アルミナ−ケイ酸塩、を本発明で使用することができる。

別の実施形態では、当該鉛含有マトリクス組成物（例えば、鉛含有ガラスフリット）は、実質的に酸化テルルを含まない（例えば、約１０重量％未満、約５重量％未満、約４重量％未満、約３重量％未満、約２重量％未満、約１重量％未満、約０．５重量％未満、約０．１重量％未満、または約０．０５重量％未満の酸化テルルを含有する）。

テルル含有マトリクス組成物
１つの実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、約０．２５〜約７０重量％、例えば約０．２５〜約６０重量％、約５〜約５０重量％または約５〜約４０重量の量で当該無機反応系の中に存在する。

１つの実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は少なくとも部分的に非晶性である。別の実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は、部分的に結晶性、または実質的に結晶性であってもよい。このテルル含有マトリクス組成物は、成分を混合することにより、または成分の非晶性（例えば、ガラス相）の混合物を形成することにより、またはこれらの方法の組み合わせにより形成されてもよい。

１つの実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物はテルル含有ガラスフリットである。１つの実施形態では、このテルル含有ガラスフリットは実質的に非晶性である。別の実施形態では、このテルル含有ガラスフリットは、結晶性の相または化合物を組み込んでいる。

１つの実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、非晶性酸化テルル、例えば、酸化テルルガラスフリットを含む。この酸化テルルは、ＴｅＯ_２もしくはＴｅ_２Ｏ_３、または焼成温度で酸化テルルを生成すると考えられる当業者に公知のあらゆるテルル化合物であってもよい。

１つの実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は、式（Ｉ）によって表すことができる（例えば、Ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ Ｇｌａｓｓｅｓ Ｈａｎｄ Ｂｏｏｋ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｄａｔａ、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、２００１年、およびＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．、１９８３年、第１８巻、１５５７頁を参照）：
Ｔｅ_ｘ［（Ｍ^１ _ｙ１Ｙ^１ _ｚ１）（Ｍ^２ _ｙ２Ｙ^２ _ｚ２）…（Ｍ^ｎ _ｙｎＹ^ｎ _ｚｎ）］Ｏ_ｒ （式Ｉ）
（式中、
Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎは、各々、周期表の１〜１６族から選択される元素であってもよいしまたは希土類元素であり、
ｎは負でない整数、例えば、０、１、２、３…であり、
Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎはハロゲンまたはカルコゲンであり、それらは同じ元素であってもよいし、異なる元素であってもよく、
ｘ、（ｙ１、ｙ２ … ｙｎ）、（ｚ１、ｚ２ … ｚｎ）、またはｒは＞０であり、
ｘ／［ｘ＋（ｙ１、ｙ２ … ｙｎ）＋（ｚ１、ｚ２ … ｚｎ）］比は、２０％〜１００％、好ましくは５０％〜９９％、より好ましくは８０％〜９５％である）。

別の実施形態では、テルル含有マトリクス組成物、Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎは、各々独立に、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅのうちの少なくとも１つである。

さらなる実施形態では、テルル含有マトリクス組成物、Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎは、各々独立に、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのうちの少なくとも１つである。

非晶性酸化テルル
当該テルル含有マトリクス組成物は、ｎ＝０、ｘ＝１、ｚ＝０、および２≦ｒ≦３である非晶性酸化テルルであってもよい。

１つの実施形態では、テルル含有マトリクス組成物は、主として、テルル酸化物、ＴｅＯ_２もしくはＴｅＯ_３、またはそれらの混合物を含む。このテルル酸化物は、非晶性もしくは結晶性、またはそれらの混合形態であってもよい。非晶性酸化テルルは、当業者に公知のいずれの好適な手段によって得てもよい。典型的には、テルル酸化物は、それらの融点を超える温度で融解され、急冷され、粉砕されてもよい。

テルル含有二元組成物
当該テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１を含みかつＯおよびＹによって電荷均衡がとられている二元組成物であってもよい。

１つの実施形態では、このテルル含有マトリクス組成物は、式（ＩＩ）の二元組成物：
Ｔｅ_ｘ−［Ｍ^１ _ｙ１Ｙ^１ _ｚ１］−Ｏ_ｒ （式ＩＩ）
（式中、
Ｍ^１は、周期表の１〜１６族から選択される元素または希土類元素であり、
Ｙ^１はハロゲンまたはカルコゲンであり、
ｘ、ｙ１、ｚ１、またはｒは＞０であり、
ｘ／（ｘ＋ｙ１＋ｚ１）比は、２０％〜１００％、好ましくは５０％〜９９％、より好ましくは８０％〜９５％である）
である。

１つの実施形態では、Ｍ^１は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、およびこれらの組み合わせから選択される。

さらなる実施形態では、テルル含有マトリクス組成物、Ｙは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのうちの少なくとも１つである。

１つの実施形態では、Ｙ^１はＯであってもよい。別の好ましい実施形態では、ｘは０．５〜１であり、ｙは０〜０．５である。

テルル含有二元マトリクス組成物の例としては、例えば、（Ｔｅ−Ｂ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ｓｉ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ｌｉ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ｂａ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ｚｎ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ａｌ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ｐ−Ｏ）、または（Ｔｅ−Ｎａ−Ｏ）が挙げられる。例示的なテルル含有二元マトリクス組成物は、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｂ_２Ｏ_３）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＳｉＯ_２）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｌｉ_２Ｏ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＢａＯ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＺｎＯ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｌ_２Ｏ_３）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｐ_２Ｏ_５）_ｂ、または（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｎａ_２Ｏ）_ｂ（式中、０＜ａ＜１かつ０＜ｂ＜１；好ましくは０．２５＜ａ＜１かつ０＜ｂ＜０．７５）と表されてもよい。

テルル含有三元組成物
当該テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１、Ｍ^２を含みかつＯおよびＹ^１、Ｙ^２によって電荷均衡がとられている三元組成物であってもよい。

さらなる実施形態では、テルル含有三元マトリクスは、式（ＩＩＩ）：
Ｔｅ_ｘ−［（Ｍ^１ _ｙ１Ｙ^１ _ｚ１）（Ｍ^２ _ｙ２Ｙ^２ _ｚ２）］−Ｏ_ｒ （式ＩＩＩ）
（式中、
Ｍ^１およびＭ^２は、各々独立に、周期表の１〜１６族から選択される元素（例えば、金属）または希土類元素であり、
Ｙ^１およびＹ^２はハロゲンまたはカルコゲンであり、それらは同じ元素であってもよいし、異なる元素であってもよい）
のものである。

１つの実施形態では、Ｍ^１およびＭ^２は、各々独立に、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅから選択される。

さらなる実施形態では、テルル含有マトリクス組成物、Ｙ^１およびＹ^２は、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのうちの少なくとも１つである。

三元または多成分系のテルルガラスの例としては、例えば、（Ｔｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ）、（Ｔｅ−Ｖ−Ｍｏ−Ｏ）、または（Ｔｅ−Ｂａ−Ｃｌ−Ｐ−Ｏ）が挙げられる。例示的なテルル含有三元マトリクス組成物は、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｌ_２Ｏ_３）_ｂ（ＳｉＯ_２）_ｃ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｖ_２Ｏ_５）_ｂ（ＭｏＯ_３）_ｃ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＢａＣｌ_２）_ｂ（Ｐ_２Ｏ_５）_ｃ（式中、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１かつ０＜ｃ＜１；好ましくは０．２５＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．７５、かつ０＜ｃ＜０．７５）と表されてもよい。

多成分系テルル含有組成物
当該テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎを含みかつＯおよびＹ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎによって電荷均衡がとられている多成分系組成物（式中、ｎ≧３）であってもよい。

Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎは、各々独立に、周期表の１〜１６族から選択される元素（例えば、金属）または希土類元素であり、
Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎはハロゲンまたはカルコゲンであり、それらは同じ元素であってもよいし、異なる元素であってもよい。

１つの実施形態では、Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎは、各々独立に、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅから選択される。

さらなる実施形態では、テルル含有マトリクス組成物、Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのうちの少なくとも１つである。

三元または多成分系のテルルガラスの例としては、例えば、（Ｔｅ−Ａｇ−Ｚｎ−Ｎａ−Ｏ）が挙げられる。例示的な多成分系テルル含有マトリクス組成物は、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｇ_２Ｏ）_ｂ（ＺｎＯ）_ｃ（Ｎａ_２Ｏ）_ｄ（式中、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１、かつ０＜ｄ＜１；好ましくは０．２５＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．７５、０＜ｃ＜０．７５、かつ０＜ｄ＜０．７５）と表されてもよい。

別の実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、上で開示されたテルル含有組成物のうちのいずれか１つ、またはそれらの混合物を含んでもよい。

別の実施形態では、当該テルル含有マトリクス組成物は、実質的に酸化鉛を含まない（例えば、約１０重量％未満、約５重量％未満、約４重量％未満、約３重量％未満、約２重量％未満、約１重量％未満、約０．５重量％未満、約０．１重量％未満、または約０．０５重量％未満の酸化鉛を含有する）。

１つの実施形態では、当該無機反応系における鉛含有マトリクス組成物：テルル含有マトリクス組成物の比（重量％）は約１０：１〜約１：１０である。例示的な重量％比としては約５：１、約３：１、約２：１、および約１：１が挙げられる。

無機反応系の一部分としてテルル含有マトリクス組成物を使用することで、シリコンエミッタ表面へのメタライゼーションペーストの接触が改善される。結晶性シリコン太陽電池のシリコンエミッタ構造（例えば、パッシベーション、表面ドーピング濃度、ドーピング深さプロファイル、など）は、太陽電池製造業者の拡散のレシピおよびプロセス、ならびに使用される拡散技法（例えば、従来の熱的拡散およびイオン注入）に大きく依存する。得られたシリコンエミッタ構造の特性は、大きく変わる可能性がある。それゆえ、最良の太陽電池性能を得るために、当業者に公知のように、エミッタ構造に応じて、ペーストを最適化することが望ましい。テルル含有マトリクス組成物の反応性は、容易に微調整することができる。それゆえ、テルル含有マトリクス組成物を伴う無機反応系をペーストに組み込むことで、異なるエミッタに対する銀ペーストの反応性が柔軟になる。テルル含有マトリクス組成物の熱的挙動によって、この有効成分が、当該無機反応系の他の部分、Ａｇ粒子またはウェーハ表面に対してより近づきやすくなる。テルル含有マトリクス組成物の制御された反応性によって、無機反応系の中の鉛含有マトリクス組成物の反応性と均衡もとれ、パッシベーション層の保護と最適の接触の形成との間のバランスもとれる。

無機反応系の形成
本願明細書に記載されるガラスフリットまたはマトリクス形成組成物は、個々の成分の適切な量の粉末を混合し、この粉末混合物を空気中でまたは酸素含有雰囲気中で加熱して、融液を形成し、この融液を急冷し、急冷した物質をすり潰しおよびボールミル粉砕し、そして所望の粒径を持つ粉末を与えるために、この粉砕した物質をふるいにかけることにより、当業者に公知のいずれのプロセスによって製造されてもよい。例えば、粉末形態のガラスフリット成分が、Ｖ型（Ｖ−ｃｏｍｂ）ブレンダーの中で一緒に混合されてもよい。次いで、この混合物は、（例えば、およそ８００〜１２００℃に）約３０〜４０分間加熱される。次いでこのガラスは急冷され、砂のような粘稠度を帯びる。この粗いガラス粉末は、次いで、微細な粉末が生じるまで、ボールミルまたはジェットミルなどの中で粉砕される。通常は、当該無機反応系は、約０．０１〜１０μｍ、好ましくは約０．１〜５μｍの平均粒径ｄまで粉砕されてもよい。

別の例では、本願明細書に記載される無機反応系を調製するために、従来の固体状態合成が使用されてもよい。この場合、原料は、溶融石英管またはタンタルもしくは白金の管の中で、真空下で封止され、次いで約７００〜１２００℃に加熱される。この物質は、この高温に約１２〜４８時間滞留し、次いで室温までゆっくりと冷却される（約０．１℃／分）。ある場合には、固体状態反応が、空気中、アルミナるつぼの中で実施されてもよい。

別の例では、当該無機反応系を形成するために、共沈殿が使用されてもよい。このプロセスでは、ｐＨレベルを調整することにより、または還元剤を組み込むことにより、金属元素は、還元されて、金属カチオンを含有する溶液から、他の金属酸化物または金属水酸化物とともに共沈殿される。これらの金属、金属酸化物または金属水酸化物の沈殿物は、次いで、真空下、約４００〜６００℃で乾燥および焼成され、微粉末が形成される。

本願明細書に記載される無機反応系は、さらなる添加剤をも含んでよく、このさらなる添加剤は、導電性ペーストにおける添加剤として有用であると当業者に知られているいずれの酸化物または化合物であることができる。例えば、フッ化物、ホウ素、アルミニウム、ビスマス、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛、およびリン酸塩を使用することができる。これらの例示的な添加剤は、当業者に公知の酸化物または塩、例えば、ホウ酸、酸化ビスマス、酸化ナトリウム、ハロゲン化マグネシウム、酸化亜鉛、およびアルカリリン酸塩、の形態で当該ペーストに添加されてもよい。

他のガラスマトリクス形成物質またはガラス変性剤、例えば酸化ゲルマニウム、酸化バナジウム、酸化タングステン、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、スズ酸化物、インジウム酸化物、他のアルカリおよびアルカリ土類金属（例えば、Ｋ、Ｒｂ、ＣｓおよびＣａ、Ｓｒ、Ｂａ）化合物、希土類元素酸化物（例えば、Ｌａ_２Ｏ_３、セリウム酸化物）、リン酸化物または金属リン酸塩、遷移金属酸化物（例えば、銅酸化物およびクロム酸化物）、金属ハロゲン化物（例えば、鉛フッ化物および亜鉛フッ化物）も、ガラス転移温度などのガラス特性を調整するための添加剤として使用されてもよい。

Ｂ）導電性ペースト組成物
別の態様では、本発明は、導電性ペースト組成物に関する。

１つの実施形態では、当該導電性ペースト組成物は、導電性金属成分と、（本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る）無機反応系と、有機ビヒクルとを含む。

導電性金属成分
１つの実施形態では、当該導電性金属成分は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉおよびそれらの合金ならびにこれらの組み合わせを含む。好ましい実施形態では、この導電性金属成分は銀を含む。この銀は、銀金属、１以上の銀誘導体、またはそれらの混合物として存在してもよい。好適な銀誘導体としては、例えば、銀合金ならびに／または銀塩、例えばハロゲン化銀（例えば、塩化銀）、硝酸銀、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀、オルトリン酸銀、およびこれらの組み合わせが挙げられる。１つの実施形態では、この導電性金属成分は、金属または金属誘導体の粒子の形態にあってもよい。

１つの実施形態では、この導電性金属成分は、当該厚膜ペースト組成物の固体成分の約５０〜約９５重量％（例えば、約６５〜約９０重量％または約７５〜約９２重量％）で存在する。

１つの実施形態では、この導電性金属成分の比表面積は、約１．８ｍ^２／ｇ以上、例えば約２〜約１７ｍ^２／ｇである。別の実施形態では、導電性金属成分の粒径（Ｄ_５０）は、約０．０５〜約１０ミクロン（約０．０５〜約１０μｍ）、例えば約０．２〜約６ミクロン（約０．２〜約６μｍ）である。

有機媒体
１つの実施形態では、当該有機媒体は、有機溶剤と、バインダ（例えば、ポリマー）、界面活性剤もしくはチキソトロープ剤、またはこれらのいずれかの組み合わせのうちの１以上とを含む。

例えば、１つの実施形態では、当該有機媒体は、有機溶剤の中に１以上のポリマーを含む。

好適なポリマーとしては、セルロース誘導体（例えば、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース）、ロジン誘導体（例えば、ウッドロジン）、フェノール樹脂、ポリメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、このポリマーはエチルセルロースである。ポリマーは、有機媒体の約１〜約１０重量％の量で存在してもよい。

好適な有機溶剤としては、エステルアルコール、テルペン類（例えばα−テルピネオールまたはβ−テルピネオール）、ケロシン、フタル酸ジブチル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ヘキシルカルビトール、ヘキシレングリコール、アジピン酸ジメチル、高沸点アルコールおよびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つの実施形態では、有機溶剤は、約５０〜約７０重量％の量で当該有機媒体の中に存在する。

当該有機媒体は、界面活性剤および／またはチキソトロープ剤も含んでよい。

好適な界面活性剤としては、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ベンゾトリアゾール、ポリ（エチレングリコール）酢酸、ラウリン酸、オレイン酸、カプリン酸、ミリスチン酸、リノール酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸塩、パルミチン酸塩、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つの実施形態では、界面活性剤は、約１〜約１０重量％の量で当該有機媒体の中に存在する。

好適なチキソトロープ剤としては、焼成シリカ（例えば、Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標） ２００、Ｃａｂｏｓｉｌ（登録商標） ＰＴＧ）、沈降シリカ（例えば、Ｓｙｌｏｘ（登録商標） ＴＸ）、変性ベントナイトクレイ（例えば、Ｃｌａｔｏｎｅ（登録商標） ＰＳ）、硬化ヒマシ油（例えば、Ｔｈｉｘｉｎ（登録商標） Ｅ）、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つの実施形態では、チキソトロープ剤は、当該有機媒体の中に約０．１〜約５重量％の量で存在する。

１つの実施形態では、有機媒体は、当該厚膜ペースト組成物の中の固体組成物の総重量に基づき約１〜約２５重量％、例えば約１〜約２０重量％、または約５〜約１５重量％の量でその厚膜ペースト組成物の中に存在する。

導電性ペースト組成物の形成
当該導電性ペースト組成物を形成するために、当該無機反応系物質は、ペースト組成物を調製するための当該技術分野で公知のいずれの方法を使用して導電性金属成分（例えば、銀）および有機媒体と合わされてもよい。調製方法が均一に分散したペーストを生じる限り、調製方法は特に限定されない。それらの成分は、例えば混合機を用いて混合され、次いで、例えば、三本ロール練り機に通され、分散した均一なペーストが作製されてもよい。すべての成分を同時に混合することに加えて、無機反応系物質を、ボールミルの中で２〜２４時間、導電性金属成分と一緒に共粉砕し、無機反応系および導電性金属成分粒子の均質な混合物を得てもよく、この均質な混合物は、次いで、混合機の中で有機媒体と合わされてもよい。

Ｃ）太陽電池
別の態様では、本発明は太陽電池に関する。１つの実施形態では、この太陽電池は、半導体基板（例えば、シリコンウェーハ）と、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る導電性ペースト組成物とを含む。

別の態様では、本発明は、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る導電性ペースト組成物を半導体基板（シリコンウェーハなど）に付与し、この半導体基板を焼成することを含むプロセスによって調製される太陽電池に関する。

１つの実施形態では、半導体基板（シリコンウェーハなど）は、約６０Ω／□を超える、例えば約６５Ω／□を超える、約７０Ω／□を超える、約９０Ω／□を超える、または約９５Ω／□を超える面積抵抗を呈してもよい。

１つの実施形態では、太陽電池は、導電性ペースト組成物を、半導体基板上、例えばシリコンウェーハ上、の反射防止コーティング（ＡＲＣ）、例えば窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化チタンまたは酸化アルミニウムに、（例えば、スクリーン印刷プロセスによって）付与し、次いでこの半導体基板を焼成して基板上に電極を形成することにより調製されてもよい。

１つの実施形態では、この導電性ペースト組成物は、半導体基板（例えば、シリコンウェーハ）の受光面に付与される。典型的には、導電性ペースト組成物は、シリコンウェーハの反射防止コーティングにスクリーン印刷される。しかしながら、当該技術分野で公知の他の付与方法、例えば刷り込みなども、当該導電性ペースト組成物を付与するために使用されてもよい。しかしながら、このことは、シリコンウェーハの裏面側に対して意図された導電性ペースト組成物に本発明の無機反応系を組み込むことを排除しない。

焼成工程は、典型的には、空気中でまたは酸素含有雰囲気中で実施される。通常、焼成温度プロファイルは、当該導電性ペースト組成物に由来する有機バインダ物質、およびペーストの中に存在するあらゆる他の有機物質の焼き払いが可能になるように設定される。焼成は、通常、基板（例えば、シリコンウェーハ）が約７００〜９００℃の範囲のピーク温度に、約１〜５秒の時間到達するベルト式加熱炉の中で実施される。焼成は、高い運搬速度、例えば、約１００〜５００ｃｍ／分で行うことができ、その結果、約０．０５〜５分のホールドアップ時間が生じうる。所望の熱プロファイルを制御するために、複数の温度ゾーン、例えば３〜１１個のゾーン、を使用することができる。前面電極および裏面電極を逐次的に焼成することもできるし、または同時に焼成することもできる。

別の態様では、本発明は、複数の、本願明細書に記載される実施形態のいずれかに係る太陽電池を含む太陽電池モジュールに関する。１つの実施形態では、この複数の太陽電池は、相互に電気的に接続されている。

以下の実施例は本発明を説明するが、本発明は、これらに限定されるわけではない。すべての部数は、特段の記載がない限り、重量パーセントによって与えられる。

実施例１
約８０重量％の酸化鉛（ガラスＡ）と３種のテルル含有ガラスフリット（ガラスＢ、ＣまたはＤ）のうちの１つとを含む鉛−ホウ素−ケイ酸塩ガラスフリットを含有する無機反応系（ＩＲＳ）を使用して、５つの例示の導電性ペースト（ペースト１〜５）を調製した。

表１は、テルル含有ガラスフリットの組成を示す。ガラスＢは、テルル酸化物およびホウ素酸化物を含む二元組成物であり、ガラスＣは、テルル酸化物およびケイ素酸化物を含む二元組成物であり、ガラスＤは非晶性酸化テルル組成物である。

表２は、例示のペースト１〜５の各々の中のＩＲＳの組成を示す。すべてのペースト配合物は、ＩＲＳの組成を除いて、同じであった。

（ペーストの）約８５重量％の量の銀粒子、および（ペーストの）約１〜１０重量％の量の有機媒体を加え、例示のペーストを形成した。これまでに記載したとおりのさらなる添加剤もこのペースト配合物に組み込んだ。９５Ω／□（ウェーハ１型、単結晶）、９５Ω／□（ウェーハ２型、単結晶）、９５Ω／□（ウェーハ３型、多結晶）、１２５Ω／□（ウェーハ４型、多結晶）、および９０Ω／□（ウェーハ５型、単結晶）の面積抵抗を持つ、軽度にドーピングしたｐ型シリコンウェーハを使用して、例示の太陽電池を調製した。

３２５（メッシュ）×０．９（ミル（ｍｉｌ）、ワイヤ直径）×０．６（ミル、エマルション厚さ）×７０μｍ（フィンガーライン間隔）のカレンダースクリーンを使用して、１５０ｍｍ／ｓの速度で、シリコンウェーハの前面側に上記ペーストをスクリーン印刷することにより、太陽電池を調製した。アルミニウム裏面側ペーストも、このシリコンウェーハの裏面側に付与した。印刷したウェーハを１５０℃で乾燥し、次いで、直列のマルチゾーン赤外加熱炉の中で、約７５０〜９００℃のピーク温度で数秒間焼成した。

次いで、Ｉ−Ｖテスターを使用してすべての太陽電池を試験した。Ｉ−Ｖテスターの中のＸｅアーク灯を、既知の強度を持つ太陽光を模擬するために使用し、太陽電池の前面を照射して、Ｉ−Ｖ曲線を生成した。この曲線を使用して、太陽電池効率（Ｅｔａ ％）、３つの標準的な照度の下での直列抵抗（Ｒｓ３ ｍΩ）、曲線因子（ＦＦ ％）を含めた、（電気的性能の比較を与える）この測定方法に共通の種々のパラメータを求めた。四端子法による接触抵抗の直接測定を使用したが、測定精度は、試料調製に依存する。それゆえ、フィンガーライン抵抗率（通常は、同じ銀物質および焼成条件）およびフィンガーライン構造（印刷関連）が同一であるという状況では、Ｈ．Ａ．Ｌ．Ｍ ＩＶテスターが与える直列抵抗Ｒｓ３を、シリコン基板への導電性ペーストの電気接点（接触）挙動を評価するために使用することができる。一般に、Ｒｓ３が小さいほど、銀ペーストの接点挙動は良好である。

ペースト１〜５は、直列抵抗が全体的に改善された太陽電池を生成し、これは、得られた電極がシリコンウェーハに良好に接触していることの証左である。直列抵抗の改善は、全体的な太陽電池性能の改善にも寄与しうる。

実施例２
実施例１と同じ鉛含有ガラスフリット（ガラスＡ）と１０種のテルル含有ガラスフリット（ガラスＥ〜Ｎ）のうちの少なくとも１つとを含有する無機反応系（ＩＲＳ）を使用して、１０種のさらなる例示の導電性ペースト（ペースト６〜１５）を調製した。表３は、テルル含有ガラスフリットの組成を示す。表４は、例示のペースト６〜１５の各々の組成を示す。導電性ペーストを、実施例１と同様に配合した。

例示のペースト６〜１５を用いて、実施例１に記載したようにして太陽電池を調製した。得られた太陽電池を、実施例１の手順に従って試験した。ペースト６〜１５は、直列抵抗が全体的に改善された太陽電池を生成した。

本発明のこれらおよび他の利点は、上記の明細書から、当業者には明らかであろう。従って、本発明の幅広い創意工夫に富む技術思想から逸脱せず、上記の実施形態に変更または改変が加えられてもよいということは、当業者にはわかるであろう。いずれの特定の実施形態の特定の寸法も、説明の目的のためにのみ、記載されている。それゆえ、本発明は、本願明細書に記載される特定の実施形態に限定されず、本発明が、本発明の範囲および趣旨に含まれるすべての変更および改変を包含することが意図されているということを理解されたい。

Claims (50)

1. 鉛含有マトリクス組成物と、テルル含有マトリクス組成物とを含む無機反応系。
2. 前記鉛含有マトリクス組成物は、約５〜約９５重量％の量で前記無機反応系の中に存在する、請求項１に記載の無機反応系。
3. 前記鉛含有マトリクス組成物は、鉛含有ガラスフリットである、請求項１または請求項２に記載の無機反応系。
4. 前記鉛含有マトリクス組成物は酸化鉛を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無機反応系。
5. 前記鉛含有マトリクス組成物は約１０〜約９０重量％の酸化鉛を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無機反応系。
6. 前記テルル含有マトリクス組成物は、約０．２５〜約７０重量％の量で前記無機反応系の中に存在する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無機反応系。
7. 前記テルル含有マトリクス組成物はテルル含有ガラスフリットである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無機反応系。
8. 前記テルル含有マトリクス組成物は酸化テルルを含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無機反応系。
9. 前記テルル含有マトリクス組成物は少なくとも部分的に非晶性である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の無機反応系。
10. 前記テルル含有マトリクス組成物は非晶性酸化テルルである、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の無機反応系。
11. 前記テルル含有マトリクス組成物は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅの少なくとも１つの酸化物をさらに含む、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無機反応系。
12. 前記テルル含有マトリクス組成物は、式（Ｉ）：
    Ｔｅ_ｘ［（Ｍ^１ _ｙ１Ｙ^１ _ｚ１）（Ｍ^２ _ｙ２Ｙ^２ _ｚ２）…（Ｍ^ｎ _ｙｎＹ^ｎ _ｚｎ）］Ｏ_ｒ （式Ｉ）
    （式中、
    Ｍ^１、Ｍ^２ … Ｍ^ｎは、各々、周期表の１〜１６族から選択される元素であってもよいしまたは希土類元素であり、
    ｎは負でない整数、例えば、０、１、２、３…であり、
    Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎはハロゲンまたはカルコゲンであり、それらは同じ元素であってもよいし、異なる元素であってもよく、
    ｘ、（ｙ１、ｙ２ … ｙｎ）、（ｚ１、ｚ２ … ｚｎ）、またはｒは＞０であり、
    ｘ／［ｘ＋（ｙ１、ｙ２ … ｙｎ）＋（ｚ１、ｚ２ … ｚｎ）］比は、２０％〜１００％、好ましくは５０％〜９９％、より好ましくは８０％〜９５％である）
    のものである、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無機反応系。
13. Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｂｉ、またはＣｅのうちの少なくとも１つである、請求項１２に記載の無機反応系。
14. Ｙ^１、Ｙ^２ … Ｙ^ｎは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのうちの少なくとも１つである、請求項１２または請求項１３に記載の無機反応系。
15. 前記テルル含有マトリクス組成物は、ｎ＝０、ｘ＝１、ｚ＝０、および２≦ｒ≦３を有する、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の無機反応系。
16. 前記テルル含有マトリクス組成物はｎ＝１を有し、前記テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１を含みかつＯおよびＹによって電荷均衡がとられている二元組成物である、請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の無機反応系。
17. 前記テルル含有マトリクス組成物はｎ＝２を有し、前記テルル含有マトリクス組成物は、Ｔｅ、Ｍ^１、Ｍ^２を含みかつＯおよびＹによって電荷均衡がとられている三元組成物である、請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の無機反応系。
18. 前記鉛含有マトリクス組成物は実質的に酸化テルルを含まない、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の無機反応系。
19. 前記テルル含有マトリクス組成物は実質的に酸化鉛を含まない、請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の無機反応系。
20. 鉛含有マトリクス組成物：テルル含有マトリクス組成物の比（重量％）は約１０：１〜約１：１０である、請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の無機反応系。
21. 前記テルル含有マトリクス組成物は、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｂ_２Ｏ_３）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＳｉＯ_２）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｌｉ_２Ｏ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＢａＯ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＺｎＯ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｌ_２Ｏ_３）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｐ_２Ｏ_５）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｎａ_２Ｏ）_ｂ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｌ_２Ｏ_３）_ｂ（ＳｉＯ_２）_ｃ、（ＴｅＯ_２）_ａ（Ｖ_２Ｏ_５）_ｂ（ＭｏＯ_３）_ｃ、（ＴｅＯ_２）_ａ（ＢａＣｌ_２）_ｂ（Ｐ_２Ｏ_５）_ｃ、または（ＴｅＯ_２）_ａ（Ａｇ_２Ｏ）_ｂ（ＺｎＯ）_ｃ（Ｎａ_２Ｏ）_ｄ（式中、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１、および０＜ｄ＜１；好ましくは、０．２５＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．７５、０＜ｃ＜０．７５、および０＜ｄ＜０．７５である）のうちの少なくとも１つである、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の無機反応系。
22. 導電性ペースト組成物であって、
    （ａ）導電性金属成分と、
    （ｂ）請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の無機反応系と、
    （ｃ）有機媒体と
    を含む、導電性ペースト組成物。
23. 前記導電性金属成分は銀、金、銅、ニッケルおよびこれらの組み合わせを含む、請求項２２に記載の導電性ペースト組成物。
24. 前記導電性金属成分は銀を含む、請求項２２または請求項２３に記載の導電性ペースト組成物。
25. 前記導電性金属成分は、前記ペーストの固形分含量の約５０〜９５重量％である、請求項２２から請求項２４のいずれか１項に記載の導電性ペースト組成物。
26. 前記有機媒体は、ポリマーおよび有機溶剤を含む、請求項２２から請求項２５のいずれか１項に記載の導電性ペースト組成物。
27. 前記ポリマーは、セルロース誘導体、ロジン誘導体、フェノール樹脂、ポリメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項２６に記載の導電性ペースト組成物。
28. 前記ポリマーはエチルセルロースである、請求項２６または請求項２７に記載の導電性ペースト組成物。
29. 前記有機溶剤は、エステルアルコール、テルペン、ケロシン、フタル酸ジブチル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ヘキシルカルビトール、ヘキシレングリコール、アジピン酸ジメチル、高沸点アルコールおよびこれらの組み合わせから選択される、請求項２６に記載の導電性ペースト組成物。
30. 界面活性剤をさらに含む、請求項２２から請求項２９のいずれか１項に記載の導電性ペースト組成物。
31. 前記界面活性剤は、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ベンゾトリアゾール、ポリ（エチレングリコール）酢酸、ラウリン酸、オレイン酸、カプリン酸、ミリスチン酸、リノール酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸塩、パルミチン酸塩、およびこれらの混合物から選択される、請求項３０に記載の導電性ペースト組成物。
32. チキソトロープ剤をさらに含む、請求項２２から請求項３１のいずれか１項に記載の導電性ペースト組成物。
33. 前記チキソトロープ剤は、焼成シリカ、沈降シリカ、変性ベントナイトクレイ、硬化ヒマシ油、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項３２に記載の導電性ペースト組成物。
34. 前記界面活性剤は前記有機媒体の約１〜１０重量％を構成する、請求項３０または請求項３１に記載の導電性ペースト組成物。
35. 前記有機溶剤は、前記有機媒体の約５０〜９０重量％を構成する、請求項２６に記載の導電性ペースト組成物。
36. 前記チキソトロープ剤は、前記有機媒体の約０．１〜５重量％を構成する、請求項３２または請求項３３に記載の導電性ペースト組成物。
37. シリコンウェーハと、請求項２２から請求項３６のいずれか１項に記載の導電性ペースト組成物を用いて形成される表面電極とを含む、太陽電池。
38. 前記シリコンウェーハは反射防止コーティングを含む、請求項３７に記載の太陽電池。
39. 太陽電池であって、
    （ａ）請求項２２から請求項３６のいずれか１項に記載の導電性ペーストをシリコンウェーハに付与することと、
    （ｂ）前記シリコンウェーハおよび付与した前記導電性ペーストを焼成することと
    を含む方法によって製造される、太陽電池。
40. 前記シリコンウェーハは６５Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９に記載の太陽電池。
41. 前記シリコンウェーハは７０Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９または請求項４０に記載の太陽電池。
42. 前記シリコンウェーハは９０Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９から請求項４１のいずれか１項に記載の太陽電池。
43. 前記シリコンウェーハは９５Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９から請求項４２のいずれか１項に記載の太陽電池。
44. 前記シリコンウェーハは１００Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９から請求項４３のいずれか１項に記載の太陽電池。
45. 前記シリコンウェーハは１１０Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９から請求項４４のいずれか１項に記載の太陽電池。
46. 前記シリコンウェーハは１２０Ω／□を超える面積抵抗を有する、請求項３９から請求項４５のいずれか１項に記載の太陽電池。
47. 複数の、請求項３７から請求項４６のいずれか１項に記載の太陽電池を含む太陽電池モジュール。
48. 前記複数の太陽電池は相互に電気的に連結されている、請求項４７に記載の太陽電池モジュール。
49. 太陽電池の製造方法であって、
    （ａ）シリコンウェーハを準備することと、
    （ｂ）請求項２２から請求項３６のいずれか１項に記載の導電性ペーストを前記シリコンウェーハに付与することと、
    （ｃ）前記シリコンウェーハを焼成することと
    を含む、製造方法。
50. 前記導電性ペーストは、前記シリコンウェーハの受光面に付与される、請求項４９に記載の製造方法。