JP2017218335A - ガラス、導電ペーストおよび太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
カチオン%表示で、V5+を15〜55%、Bi3+を1〜85%含有し、実質的にPb2+を含まないことを特徴とするガラス、該ガラスの粉末、導電性金属粉末および有機ビヒクルを含有する導電ペースト、および、該導電ペーストを用いて形成した電極を具備することを特徴とする太陽電池。
【選択図】図2
Description
[1]カチオン%表示で、V5+を15〜55%、Bi3+を1〜85%含有し、実質的にPb2+を含まないことを特徴とするガラス。
[2]太陽電池の電極の形成に用いられる[1]記載のガラス。
[3]前記電極がアルミニウム電極である[2]記載のガラス。
[4]前記ガラスが含有する原子のイオン半径を用いて計算した前記ガラスの塩基度が0.01〜0.50であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のガラス。
[5]さらに、カチオン%表示でB3+を10〜80%含有し、前記Bi3+の含有量が1〜75%であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のガラス。
[6]さらに、カチオン%表示でZn2+を0〜70%含有することを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載のガラス。
[7]さらに、カチオン%表示でAl3+を0〜70%含有することを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載のガラス。
[8]前記ガラスの形態が粉末であり、前記粉末の累積粒度分布における体積基準の50%粒径D50が0.5〜10μmである[1]〜[7]のいずれかに記載のガラス。
[9][1]〜[7]のいずれかに記載のガラスの粉末、導電性金属粉末および有機ビヒクルを含有する導電ペースト。
[10]前記ガラスの粉末の累積粒度分布における体積基準の50%粒径D50が0.5〜10μmである[9]記載の導電ペースト。
[11][9]または[10]に記載の導電ペーストを用いて形成された電極を具備することを特徴とする太陽電池。
<ガラス>
本発明のガラスは、カチオン%表示で、V5+を15〜55%、Bi3+を1〜85%含有し、実質的にPb2+を含まないことを特徴とする。
Zi;陽イオンの電荷
ri;陽イオンのイオン半径(Å)
2;酸素イオンの電荷
1.40;酸素イオンのイオン半径(Å)
本発明の導電ペーストは、上記本発明のガラスの粉末、導電性金属粉末および有機ビヒクルを含有する。該ガラスの粉末は、D50が0.5μm以上10μm以下であるガラスの粉末が好ましい。
本発明の太陽電池は、このような本発明の導電ペーストを用いて形成した電極、具体的には、半導体基板上に焼付けられた電極を具備する。本発明の太陽電池においては、電極の少なくとも1つが、本発明の導電ペーストを用いて、ファイヤースルーにより、絶縁膜を部分的に貫通して半導体基板に接触する形に設けられた電極であることが好ましい。
以下の方法でガラスを製造し、該ガラスを含有する電極形成用の導電ペーストについて、ファイヤースルーにより電極を形成する際の絶縁膜貫通性について評価した。
電極形成用の導電ペーストに使用するガラスとして、表2、3に示す組成、特性を有するガラス粉末を製造した。すなわち、表2および表3に示す組成となるように原料粉末を配合、混合し、1000〜1300℃の電気炉中で白金ルツボを用いて30分〜1時間溶融し、薄板状ガラスを成形した後、この薄板状ガラスをボールミルでD50が所定の範囲(0.5〜10μm)となるように乾式粉砕し、150メッシュの篩にて粗粒を除去した。例2、3、5、6、8、9、11、12、14、15については、乾式粉砕後、粗粒を除去して得られたガラス粉末を、そのままガラス粉末として用いた。
例1〜15のガラス粉末は水60ccに対してガラス粉末0.02gを混ぜ、超音波分散により1分間分散させた。マイクロトラック測定機に試料投入し、体積基準の50%粒径であるD50の値を得た。例16〜18のガラス粉末はイソプロピルアルコール60ccに対してガラス粉末0.02gを混ぜ、超音波分散により1分間分散させた。マイクロトラック測定機に試料投入し、累積粒度分布における体積基準の50%粒径であるD50の値を得た。
例1〜18のガラスの塩基度は、各ガラス毎に含有する原子のイオン半径を用いる方法で算出した。すなわち、表1の単成分酸化物のYi値と表2、表3に示される組成を用いて、式(3)により算出した。
(1)Al電極形成用導電ペーストの作製
例1〜18のガラス粉末をそれぞれ含有するAl電極形成用導電ペースト1〜18を以下の方法で作製した。
上記で作製したAl電極形成用導電ペースト1〜18をそれぞれ用いて、以下のようにして半導体基板上に絶縁膜(窒化珪素膜)を介してAl電極を形成し、その際の窒化珪素膜貫通性について評価した。
×;反射防止膜(窒化珪素膜)が除去されている箇所が確認できない。
Claims (11)
- カチオン%表示で、
V5+を15〜55%、
Bi3+を1〜85%含有し、
実質的にPb2+を含まないことを特徴とするガラス。 - 太陽電池の電極の形成に用いられる請求項1記載のガラス。
- 前記電極がアルミニウム電極である請求項2記載のガラス。
- 前記ガラスが含有する原子のイオン半径を用いて計算した前記ガラスの塩基度が0.01〜0.50であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス。
- さらに、カチオン%表示でB3+を10〜80%含有し、前記Bi3+の含有量が1〜75%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス。
- さらに、カチオン%表示でZn2+を0〜70%含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス。
- さらに、カチオン%表示でAl3+を0〜70%含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス。
- 前記ガラスの形態が粉末であり、前記粉末の累積粒度分布における体積基準の50%粒径D50が0.5〜10μmである請求項1〜7のいずれか1項に記載のガラス。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のガラスの粉末、導電性金属粉末および有機ビヒクルを含有する導電ペースト。
- 前記ガラスの粉末の累積粒度分布における体積基準の50%粒径D50が0.5〜10μmである請求項9記載の導電ペースト。
- 請求項9または10に記載の導電ペーストを用いて形成された電極を具備することを特徴とする太陽電池。
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