JP4907331B2 - Conductive paste for photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and method for producing photoelectric conversion element - Google Patents
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Description
本発明は、光電変換素子用導電性ペーストおよびこれを用いて作製する光電変換素子に関し、特に、太陽電池の裏面電極層とｐ+層との形成に好適な導電性ペースト、およびこれを用いて作製する太陽電池に関する。 The present invention relates to a conductive paste for a photoelectric conversion element and a photoelectric conversion element produced using the same, and in particular, a conductive paste suitable for forming a back electrode layer and a p + layer of a solar cell, and using the same The present invention relates to a solar cell to be manufactured.
近年、環境保護の観点から家庭用の太陽電池の需要が著しく増加する傾向にある。太陽電池の構成としては、ｐ型のＳｉ基板の表面側にｎ+層を設け、裏面側にｐ+層を設けることでｎ+／ｐ／ｐ+接合を形成し、さらに受光面側となるｎ+層側に受光面電極を備え、反対側のｐ+層側には裏面電極を備える態様が、従来より広く採用されている。また、受光面側に反射防止膜を設けることも一般的である。 In recent years, the demand for solar cells for home use tends to increase significantly from the viewpoint of environmental protection. The configuration of the solar cell, the n + layer provided on the surface side of the p-type Si substrate, the n + / p / p + junction is formed by providing a p + layer on the back side, the more the light-receiving surface side a light receiving surface electrode in the n + layer side, the p + layer side opposite manner with a rear surface electrode is widely employed conventionally. It is also common to provide an antireflection film on the light receiving surface side.
この太陽電池の非受光面電極である裏面電極の形成には、印刷法が広く用いられる。印刷法は、自動化が容易で生産性が高いという利点を有していることから、種々の電子デバイスの電極形成の手法として一般的である。この印刷法は、導電を担う金属粉末を有機バインダーや有機溶剤と混練したペースト（導電性ペースト）をスクリーン印刷などの手法で被形成体に塗布した後、これを熱処理炉内で焼成することで有機成分を蒸発させ、金属粉末の焼結体としての電極を形成する手法である。 A printing method is widely used for forming the back electrode which is a non-light-receiving surface electrode of this solar cell. Since the printing method has the advantages that it is easy to automate and has high productivity, it is a general technique for forming electrodes of various electronic devices. In this printing method, a paste (conductive paste) obtained by kneading a metal powder responsible for electrical conductivity with an organic binder or an organic solvent is applied to an object by screen printing or the like, and then fired in a heat treatment furnace. In this method, an organic component is evaporated to form an electrode as a sintered body of metal powder.
太陽電池の場合は、金属Ａｌ粉末を含む導電性ペースト（Ａｌペースト）をＳｉ基板の裏面側に塗布し、これを焼成することで、裏面電極の形成のみならずｐ+層の形成も併せて行える。具体的には、焼成によって裏面電極となるＡｌを主成分とするＡｌ電極層が形成される際に、ＡｌがＳｉ基板に拡散することで、Ａｌを不純物として含むｐ+層が形成される。裏面電極は、太陽電池において発生した電気を取り出す集電電極の役割を果たすものであり、ｐ+層は、いわゆるＢＳＦ（Back Surface Field）効果を生じさせることで、裏面電極における集電効率を高める役割を果たしている。 In the case of a solar cell, a conductive paste (Al paste) containing metal Al powder is applied to the back side of the Si substrate and baked, thereby forming not only the back electrode but also the p + layer. Yes. Specifically, when an Al electrode layer mainly composed of Al serving as a back electrode is formed by firing, Al diffuses into the Si substrate, thereby forming a p + layer containing Al as an impurity. The back electrode serves as a current collecting electrode for extracting electricity generated in the solar cell, and the p + layer increases the current collecting efficiency in the back electrode by causing a so-called BSF (Back Surface Field) effect. Playing a role.
一方、太陽電池のコストダウンを図るべく、Ｓｉ基板の厚みを２００μｍ以下とする薄層化が検討されている。この薄層化を実現する上での問題点として、Ｓｉ基板を薄くするほど、Ａｌ電極層との熱膨張差に起因した反りがＳｉ基板に生じやすくなるという問題がある。Ｓｉの熱膨張率は２．５×１０-6／℃であるのに対し、Ａｌの熱膨張率は２３．２５×１０-6／℃と、両者は約１０倍程度異なっている。この問題の解決を意図とする技術もすでに公知である（例えば、特許文献１参照）。 On the other hand, in order to reduce the cost of the solar cell, a reduction in the thickness of the Si substrate to 200 μm or less has been studied. As a problem in realizing this thinning, there is a problem that as the Si substrate is made thinner, warpage due to a difference in thermal expansion from the Al electrode layer is more likely to occur in the Si substrate. The thermal expansion coefficient of Si is 2.5 × 10 −6 / ° C., whereas the thermal expansion coefficient of Al is 23.25 × 10 −6 / ° C., which are about 10 times different. A technique intended to solve this problem is already known (see, for example, Patent Document 1).
また、導電性ペーストに硼珪酸バリウムおよび硼珪酸カルシウムのうちの少なくとも１種類を主成分とするガラスフリットを添加することにより、良好なオーミック接触性と耐湿性に優れた電極を生成する手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。 Also disclosed is a method for producing an electrode having excellent ohmic contact and moisture resistance by adding glass frit mainly composed of at least one of barium borosilicate and calcium borosilicate to a conductive paste. (For example, refer to Patent Document 2).
また、導電性ペーストにホウ素を除く元素からなるガラスフリットを添加することにより電極部の色彩を銀白色にする手法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。 In addition, a method of making the color of the electrode part silver white by adding glass frit made of an element excluding boron to the conductive paste is disclosed (for example, see Patent Document 3).
更に、導電性ペーストに添加するガラスフリットの成分を調整することにより電極と基板の界面にＡｌ−Ｓｉ共晶層を均一に形成する手法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。 Furthermore, a method is disclosed in which an Al—Si eutectic layer is uniformly formed at the interface between the electrode and the substrate by adjusting the glass frit component added to the conductive paste (see, for example, Patent Document 4).
上述したＳｉ基板の反りは、ＡｌペーストをＳｉ基板上に印刷して焼成した後の降温時に、Ａｌ電極層とＳｉ基板の熱膨張の違いに起因して生じるものである。このような反りが生じると、その後の工程において自動機へのハンドリングミスが生じやすく、太陽電池素子の割れや欠けを発生させ、製造歩留まりを低下させるという問題がある。 The warpage of the Si substrate described above is caused by the difference in thermal expansion between the Al electrode layer and the Si substrate when the temperature is lowered after the Al paste is printed on the Si substrate and fired. When such a warp occurs, there is a problem that a handling error to an automatic machine is likely to occur in the subsequent process, and the solar cell element is cracked or chipped, resulting in a decrease in manufacturing yield.
この問題の解決策として、Ａｌペーストの塗布量を減らしてＡｌ電極層を薄くすることにより、反る力を物理的に軽減する手法が想定される。しかしながらこの手法ではＳｉ基板へのＡｌの拡散量が少なくなり、ｐ+層が形成されにくく、発電効率が低下するという問題がある。 As a solution to this problem, a method of physically reducing the warping force by reducing the amount of Al paste applied and thinning the Al electrode layer is assumed. However, this method has a problem that the amount of Al diffusion into the Si substrate is reduced, the p + layer is hardly formed, and the power generation efficiency is lowered.
特許文献１には、Ａｌ粉末と、有機ビヒクルと、Ａｌよりも熱膨張率が小さくかつＡｌの融点よりも溶融温度、軟化温度、分解温度のいずれかが高い無機化合物、具体的にはＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などを添加したペーストを用いて、裏面電極を形成する方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses an Al powder, an organic vehicle, an inorganic compound having a smaller coefficient of thermal expansion than Al and a melting temperature, softening temperature, or decomposition temperature higher than the melting point of Al, specifically SiO 2. And a method of forming a back electrode using a paste to which Al 2 O 3 or the like is added.
しかしながら、特許文献１に開示の方法では、Ｓｉ基板の反りを低減することはできるものの、ペーストに添加した無機化合物が焼成後もそのままの形で存在するため、裏面電極内のＡｌ粒子同士の結合が弱く、密着強度が低いという問題がある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, although the warpage of the Si substrate can be reduced, since the inorganic compound added to the paste exists as it is after firing, bonding between Al particles in the back electrode Are weak and have low adhesion strength.
また、特許文献２〜４では、導電性ペーストにガラスフリットを添加することが検討されているが、Ｓｉ基板の薄層化に伴う反りの発生を防止することについては問題点として認識されておらず、当然ながらこれを解決するための手段についても何らの示唆もされていない。
Further, in
更に、そもそも特許文献１に記載されているように、ガラス成分は電極とＳｉ基板の密着性を向上させるために添加するものであり、単に添加するガラス成分を増やせば増やす程、電極とＳｉ基板との密着性の向上やＡｌ粒子同士の焼結が進み、ＡｌとＳｉの熱膨張差に起因する反りが増大してしまう。つまり、ガラス量を適宜調整することによるＳｉ基板の反り量と密着強度の改善は完全にトレードオフの関係にある。 Furthermore, as described in Patent Document 1, the glass component is added in order to improve the adhesion between the electrode and the Si substrate. The more the glass component to be added is increased, the more the electrode component is added to the Si substrate. As a result, the adhesion between the Al particles and the sintering of Al particles progresses, and the warpage due to the difference in thermal expansion between Al and Si increases. That is, there is a completely trade-off relationship between the amount of warpage of the Si substrate and the improvement of the adhesion strength by appropriately adjusting the glass amount.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池その他の光電変換素子の作製に用いる導電性ペーストであって、半導体基板の裏面電極形成に伴う反りを抑制すると共に、密着強度が高い裏面電極を形成することができる導電性ペースト、およびこれを用いて作製する光電変換素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a conductive paste used for the production of solar cells and other photoelectric conversion elements, which suppresses the warpage associated with the formation of the back electrode of the semiconductor substrate and has an adhesion strength. It aims at providing the electroconductive paste which can form a high back electrode, and the photoelectric conversion element produced using this.
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、光電変換素子用の半導体基板に電極を形成するための光電変換素子用導電性ペーストであって、Ａｌを主に含有する金属粉末と、２８０℃から３９０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス粉末とを含み、前記金属粉末１００重量部に対して、前記ガラス粉末を０．０５〜５重量部含有し、前記ガラス粉末のうちのＰｂＯが占める重量比率が、７０％以上であり、前記ガラス粉末が、Ａｌ 2 Ｏ 3 を含む。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a conductive paste for a photoelectric conversion element for forming an electrode on a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element, and a metal powder mainly containing Al; , look containing a glass powder having a glass transition point within the range the range of 390 ° C. from 280 ° C., with respect to the metal powder 100 parts by weight, the glass powder containing 0.05 to 5 parts by weight, the glass powder The weight ratio occupied by PbO is 70% or more, and the glass powder contains Al 2 O 3 .
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の光電変換素子用導電性ペーストであって、前記ガラス粉末が、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯのうちのいずれか１種以上の酸化物を含む。
The invention according to
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の光電変換素子用導電性ペーストを用いて前記半導体基板の一方主面上にＡｌを含有する電極層が形成されてなる光電変換素子である。
The invention of claim 3 is that Do is the electrode layer containing Al is formed on one main surface of the semiconductor substrate by using a photoelectric conversion element for the conductive paste according to claim 1 or
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の光電変換素子であって、前記電極層が、２８０℃から３９０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス部分を含む。 The invention of claim 4 is the photoelectric conversion device according to claim 3, wherein the electrode layer including a glass portion having a glass transition point within the range the range of 390 ° C. from 280 ° C..
また、請求項５の発明は、光電変換素子の作製方法であって、Ａｌを主に含有する金属粉末と、２８０℃から３９０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス粉末とを用いて、光電変換素子用導電性ペーストを作成する工程と、前記光電変換素子用導電性ペーストを用いて塗布法により光電変換素子用の半導体基板の一方主面上に電極層を形成する工程とを備え、前記光電変換素子用導電性ペーストが、前記金属粉末１００重量部に対して、前記ガラス粉末を０．０５〜５重量部含有し、前記ガラス粉末のうちのＰｂＯが占める重量比率が、７０％以上であり、前記ガラス粉末が、Ａｌ 2 Ｏ 3 を含む。 The invention of claim 5 is a method for producing a photoelectric conversion element, using a metal powder mainly containing Al and a glass powder having a glass transition point in a range of 280 ° C. to 390 ° C. , comprising the steps of creating a photoelectric conversion element for the conductive paste, and forming an electrode layer on one main surface of a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element by a coating method using the photoelectric conversion element conductive paste The conductive paste for photoelectric conversion element contains 0.05 to 5 parts by weight of the glass powder with respect to 100 parts by weight of the metal powder, and the weight ratio of PbO in the glass powder is 70%. The glass powder contains Al 2 O 3 .
請求項１から請求項５の発明によれば、Ａｌを主体とする金属粉末にガラス転移点が２８０℃から３９０℃の値域範囲に含まれるガラス粉末を添加した導電性ペーストを用いることで、Ａｌを主に含有する電極を焼き付けた後の降温過程で生じる熱応力をガラスの軟化効果で緩和することができるため、降温時にＡｌと半導体基板との熱膨張率の差に起因して生じる半導体基板の反りを抑制することができる。
According to the invention of claim 1 to claim 5 , by using a conductive paste in which glass powder having a glass transition point in the range of 280 ° C. to 390 ° C. is added to metal powder mainly composed of Al, Al The semiconductor substrate generated due to the difference in thermal expansion coefficient between Al and the semiconductor substrate at the time of cooling down, because the thermal stress generated in the cooling process after baking the electrode mainly containing the metal can be relaxed by the softening effect of the glass Can be suppressed.
＜導電性ペースト＞
本実施の形態に係る導電性ペーストは、主として、太陽電池などの光電変換素子の形成に用いる半導体基板に、塗布法によって電極を形成する際に用いるものである。例えば太陽電池を作製する場合であれば、Ｓｉ基板などのｐ型の半導体基板の裏面側に、塗布法によって裏面電極を形成する際に用いるのが、その使用態様の好適な一例である。なお、塗布法としては、スクリーン印刷、ロールコーター方式及びディスペンサー方式などの種々の公知手法を用いることができる。
<Conductive paste>
The conductive paste according to this embodiment is mainly used when an electrode is formed on a semiconductor substrate used for forming a photoelectric conversion element such as a solar cell by a coating method. For example, in the case of manufacturing a solar cell, a preferred example of the usage mode is to use a back electrode formed by a coating method on the back side of a p-type semiconductor substrate such as a Si substrate. In addition, as a coating method, various well-known methods, such as screen printing, a roll coater system, and a dispenser system, can be used.
この導電性ペーストは、Ａｌを主体とする金属粉末（以下「Ａｌ主体金属粉末」とも称する）と、ガラス粉末と、有機バインダーと、有機溶剤とを含む導電性ペースト（以下「ガラス添加Ａｌペースト」とも称する）である。そして、このガラス添加Ａｌペーストを半導体基板の裏面側に焼き付けることで裏面電極（以下、「Ａｌ含有電極」とも称する）が形成される。 This conductive paste is a conductive paste (hereinafter “glass-added Al paste”) containing a metal powder mainly composed of Al (hereinafter also referred to as “Al-based metal powder”), a glass powder, an organic binder, and an organic solvent. Also called). And this back surface electrode (henceforth "Al containing electrode") is formed by baking this glass addition Al paste on the back surface side of a semiconductor substrate.
Ａｌ主体金属粉末は、ガラス添加Ａｌペーストにおける導電性材料であり、Ａｌを主体とした金属元素を含む金属粉末である。Ａｌ主体金属粉末としては、平均粒径が３〜２０μｍの粉末を用いるのが、その好適な一態様である。このＡｌ主体金属粉末は、Ａｌインゴットに必要に応じて合金対象元素等を溶融せしめたうえで、公知のアトマイズ法により作製することができる。なお、Ａｌ主体金属粉末に含まれるＡｌ以外の金属元素は５重量部以下の不純物であっても良い。 The Al-based metal powder is a conductive material in the glass-added Al paste, and is a metal powder containing a metal element mainly composed of Al. As an Al-based metal powder, a preferred embodiment is to use a powder having an average particle diameter of 3 to 20 μm. This Al-based metal powder can be produced by a known atomizing method after melting an alloy target element or the like in an Al ingot as necessary. The metal element other than Al contained in the Al-based metal powder may be an impurity of 5 parts by weight or less.
ガラス添加Ａｌペーストに含有させるガラス粉末は、ガラス転移温度（ガラス転移点）が２８０〜４３０℃と比較的低温であることが好ましい。当該比較的低温で軟化するガラス粉末を、以下「低軟化点ガラス粉末」と称する。なお、ガラス転移点は、一般的な熱分析装置（ＤＴＡ、あるいはＤＳＣ）を用いて測定することができる。当該熱分析装置では、ベースラインの接線と、ガラス転移による吸熱領域の急峻な下降位置の接線との交点をガラス転移点として読み出すことができる。 The glass powder contained in the glass-added Al paste preferably has a relatively low glass transition temperature (glass transition point) of 280 to 430 ° C. The glass powder that softens at a relatively low temperature is hereinafter referred to as “low softening point glass powder”. The glass transition point can be measured using a general thermal analyzer (DTA or DSC). In the thermal analyzer, the intersection of the tangent line of the base line and the tangent line of the steeply descending position of the endothermic region due to the glass transition can be read as the glass transition point.
ここで、低軟化点ガラス粉末のガラス転移点の好ましい上限値を４３０℃としたのは、ガラス添加ＡｌペーストをＳｉ基板に対して焼き付けた後の降温過程でＡｌ含有電極とＳｉ基板の熱膨張の違いに起因して生じる熱応力が大きくなる温度域で、ガラスを軟質にするためである。このように調整することで、ガラス添加ＡｌペーストをＳｉ基板に対して焼き付けた後の降温過程でＡｌ含有電極とＳｉ基板の熱膨張の違いに起因して生じる熱応力を、低軟化点ガラス粉末の軟化効果で緩和させることができる。その結果、降温時にＡｌと半導体基板であるＳｉ基板との熱膨張率の差に起因して生じるＳｉ基板の反りを抑制することができる。なお、導電性ペーストをＳｉ基板に塗布した後に焼き付ける温度は一般に７００〜８５０℃である。 Here, the preferable upper limit of the glass transition point of the low softening point glass powder was set to 430 ° C. because the thermal expansion of the Al-containing electrode and the Si substrate during the temperature lowering process after the glass-added Al paste was baked on the Si substrate. This is because the glass is made soft in a temperature range where the thermal stress generated due to the difference is large. By adjusting in this way, the thermal stress caused by the difference in thermal expansion between the Al-containing electrode and the Si substrate during the temperature lowering process after baking the glass-added Al paste on the Si substrate is reduced to a low softening point glass powder. Can be relaxed by the softening effect. As a result, it is possible to suppress warping of the Si substrate caused by a difference in thermal expansion coefficient between Al and the Si substrate that is a semiconductor substrate when the temperature is lowered. Note that the baking temperature after the conductive paste is applied to the Si substrate is generally 700 to 850 ° C.
一方、低軟化点ガラス粉末のガラス転移点の好ましい下限値を２８０℃としたのは、ガラス添加ＡｌペーストをＳｉ基板に対して焼き付ける際にＡｌ粒子どうしの隙間やＡｌ粒子とＳｉ基板との界面に入ったガラスの強度をある程度高めるためである。このように調整することで、Ａｌ含有電極とＳｉ基板との密着強度を高めることができる。 On the other hand, the preferable lower limit value of the glass transition point of the low softening point glass powder was 280 ° C. because when the glass-added Al paste was baked on the Si substrate, the gap between the Al particles and the interface between the Al particles and the Si substrate were reduced. This is to increase the strength of the glass that has entered. By adjusting in this way, the adhesion strength between the Al-containing electrode and the Si substrate can be increased.
また、Ａｌ含有電極とＳｉ基板との密着強度をより高める為には、ガラス添加Ａｌペーストに添加される低軟化点ガラス粉末のガラス転移点の下限値を３２０℃等といった具合に少し高めの値に設定することが好ましい。更に、Ｓｉ基板の反りを抑制する事と、Ａｌ含有電極とＳｉ基板との密着強度を高める事とのバランスを考慮すると、ガラス添加Ａｌペーストに添加されるガラス粉末のガラス転移点は３４０〜４１０℃であることがより好ましい。 Further, in order to further increase the adhesion strength between the Al-containing electrode and the Si substrate, the lower limit value of the glass transition point of the low softening point glass powder added to the glass-added Al paste is a little higher value such as 320 ° C. It is preferable to set to. Further, considering the balance between suppressing warpage of the Si substrate and increasing the adhesion strength between the Al-containing electrode and the Si substrate, the glass transition point of the glass powder added to the glass-added Al paste is 340 to 410. More preferably, it is ° C.
ガラス添加Ａｌペーストにおける低軟化点ガラス粉末の含有量は、Ａｌ１００重量部に対して０．０５〜１０重量部であることが望ましい。 The content of the low softening point glass powder in the glass-added Al paste is desirably 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of Al.
ここで、ガラス添加Ａｌペーストにおける低軟化点ガラス粉末の含有量の好ましい下限値を０．０５重量部としたのは、Ａｌ粒子どうしの隙間に溶融した低軟化点ガラス粉末が十分侵入する為にある程度の量が必要だからである。Ａｌ粒子どうしの隙間に溶融した低軟化点ガラス粉末が侵入する結果、最終的にＡｌ含有電極層とＳｉ基板との密着強度が高まる。 Here, the preferable lower limit of the content of the low softening point glass powder in the glass-added Al paste is 0.05 parts by weight because the low softening point glass powder melted in the gap between the Al particles sufficiently penetrates. This is because a certain amount is necessary. As a result of the penetration of the low softening point glass powder into the gaps between the Al particles, the adhesion strength between the Al-containing electrode layer and the Si substrate is finally increased.
一方、ガラス添加Ａｌペーストにおける低軟化点ガラス粉末の含有量の好ましい上限値を１０重量部としたのは、添加するガラス成分を増加し過ぎると、Ａｌ含有電極とＳｉ基板との密着性の向上やＡｌ粒子どうしの焼結が進み、ＡｌとＳｉの熱膨張差に起因する反りが増大してしまうからである。したがって、ガラス添加Ａｌペーストにおける低軟化点ガラス粉末の含有量の上限値を１０重量部に調整することで、ＡｌとＳｉとの熱膨張差に起因して発生する反りを低減することが出来る。 On the other hand, the preferable upper limit of the content of the low softening point glass powder in the glass-added Al paste is 10 parts by weight. If the glass component to be added is excessively increased, the adhesion between the Al-containing electrode and the Si substrate is improved. This is because sintering of Al particles progresses and warping due to the difference in thermal expansion between Al and Si increases. Therefore, by adjusting the upper limit value of the content of the low softening point glass powder in the glass-added Al paste to 10 parts by weight, it is possible to reduce the warp caused by the difference in thermal expansion between Al and Si.
また、ガラス添加Ａｌペーストに含有される低軟化点ガラス粉末のうちの７０重量％以上をＰｂＯが占めることが望ましい。このように、ガラス中のＰｂＯ含有量を増加させることでガラス転移点を低下させることが可能となり、ガラス転移点を４３０℃以下に設定することもできるため、上述したＳｉ基板の反りの抑制効果を得ることができる。低軟化点ガラス粉末のガラス転移点を更に低下させて、Ｓｉ基板の反りをより抑制しようとすれば、ガラス添加Ａｌペーストに含有される低軟化点ガラス粉末のうちの７５重量％以上をＰｂＯが占めることが望ましい。 Moreover, it is desirable that PbO occupies 70% by weight or more of the low softening point glass powder contained in the glass-added Al paste. Thus, it becomes possible to lower the glass transition point by increasing the PbO content in the glass, and the glass transition point can be set to 430 ° C. or lower, so that the above-described effect of suppressing warpage of the Si substrate can be achieved. Can be obtained. If the glass transition point of the low softening point glass powder is further lowered to further suppress the warpage of the Si substrate, PbO accounts for 75% by weight or more of the low softening point glass powder contained in the glass-added Al paste. It is desirable to occupy.
更に、ガラス添加ＡｌペーストにＡｌ2Ｏ3が含有されていることが好ましい。これは、Ａｌ2Ｏ3がガラスのネットワーク構造を構成する元素であるため、低軟化点ガラス粉末を実現するために多量のＰｂＯをガラス粉末に含有させる条件であっても、安定的にガラスを製造することができるからである。そして、ガラスの安定製造を達成するために、ガラス添加Ａｌペーストに含有される低軟化点ガラス粉末のうちの１重量％以上をＡｌ2Ｏ3が占めることが望ましい。 Furthermore, it is preferable that Al 2 O 3 is contained in the glass-added Al paste. This is because Al 2 O 3 is an element that constitutes the network structure of glass, so that even if the glass powder contains a large amount of PbO in order to realize a low softening point glass powder, the glass can be stably added. This is because it can be manufactured. Then, in order to achieve stable production of the glass, it is desirable to more than 1 wt% of a low softening point glass powder contained in the glass added Al paste occupied by Al 2 O 3.
また、ガラス添加Ａｌペーストに含有される低軟化点ガラス粉末には、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯのうちの何れか１種以上の酸化物が含まれることが望ましい。これは、多量のＰｂＯをガラス粉末に含有させる条件であっても、安定的にガラスを製造でき、かつガラス転移点を４３０℃以下に調整することができるからである。 The low softening point glass powder contained in the glass-added Al paste preferably contains one or more oxides of SiO 2 , B 2 O 3 , Bi 2 O 3 , and ZnO. This is because glass can be produced stably and the glass transition point can be adjusted to 430 ° C. or lower even under conditions where a large amount of PbO is contained in the glass powder.
また、低軟化点ガラス粉末の室温（例えば、２５℃）から２００℃までの熱膨張率の平均値は１２×１０-6／℃以下であることが望ましい。これは、ＡｌとＳｉの熱膨張差を緩和して、Ｓｉ基板の反りをより低減することが出来るからである。なお、低軟化点ガラス粉末の膨張率の上限値（１２×１０-6／℃）は、Ａｌの熱膨張率（２３．２５×１０-6／℃）とＳｉの熱膨張率（２．５×１０-6／℃）との略中間値となっている。 The average value of the coefficient of thermal expansion from room temperature (for example, 25 ° C.) to 200 ° C. of the low softening point glass powder is desirably 12 × 10 −6 / ° C. or less. This is because the warp of the Si substrate can be further reduced by relaxing the difference in thermal expansion between Al and Si. The upper limit (12 × 10 −6 / ° C.) of the expansion coefficient of the low softening point glass powder is that of Al (23.25 × 10 −6 / ° C.) and Si (2.5 × 10 -6 / ° C).
有機バインダー、有機溶剤については従来のＡｌペーストで使用されているものと同等のものを用いることができる。有機バインダーとしては、塗布性の観点からセルロース系、アクリル系のものを用いるのが好適である。有機溶剤としては、αテルピネオール、フタル酸エステルを用いるのがその好適な一態様である。 About the organic binder and the organic solvent, the thing equivalent to what is used with the conventional Al paste can be used. As the organic binder, it is preferable to use a cellulose-based or acrylic-based binder from the viewpoint of applicability. As an organic solvent, α terpineol or phthalate is a preferred embodiment.
これらのＡｌ主体金属粉末、低軟化点ガラス粉末、有機バインダー、及び有機溶剤をボールミルや攪拌器で混合した後、三本ロールにて混練することにより、本実施の形態に係る導電性ペースト（ガラス添加Ａｌペースト）を得ることが出来る。なお、導電性ペーストには、このほかに、少量の金属や金属酸化物を含んでいてもよい。このような場合であっても、本発明の効果を得ることができる。 After mixing these Al-based metal powder, low softening point glass powder, organic binder, and organic solvent with a ball mill or a stirrer, the conductive paste (glass) according to this embodiment is kneaded with three rolls. Additive Al paste) can be obtained. In addition, the conductive paste may contain a small amount of metal or metal oxide. Even in such a case, the effect of the present invention can be obtained.
＜太陽電池＞
次に、上述の導電性ペーストを用いて作製されてなる、本実施の形態に係る光電変換素子の一態様としての太陽電池について説明する。図１は、本実施の形態に係る太陽電池１０の構成を概略的に示す断面模式図である。
<Solar cell>
Next, a solar cell as one embodiment of the photoelectric conversion element according to this embodiment, which is manufactured using the above-described conductive paste, will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a
太陽電池１０は、半導体基板１と、半導体基板１の表面側（受光面側）に形成されてなり、ｎ型不純物を有するｎ+層２と、半導体基板１の裏面側に形成されてなり、ｐ型不純物を有するｐ+層３と、ｎ+層２の表面に（図１においてはｎ+層２の上に）形成されてなる、Ａｇ等からなる受光面電極４と、半導体基板１の裏面側にｐ+層３を介在させて（図１においてはｐ+層３の下に）形成されてなる、上述のＡｌ等によって構成される裏面電極５とから、主として構成される。この太陽電池１０は、受光面への所定の波長範囲の光の入射に応答して、電流を取り出すことができるように構成されている。すなわち、太陽電池１０は、ｎ+層２と、半導体基板１と、ｐ+層３とによって形成されてなるｎ+／ｐ／ｐ+接合を有し、その表面に受光面電極４が、裏面に裏面電極５が、それぞれ形成されてなる構造を有するともいえる。
The
半導体基板１としては、例えばＳｉ系のＩＶ族半導体を用いるのが好適な一例である。例えば、外形が１５０ｍｍ□の、Ｂ（ボロン）などがｐ型のドーパントとして添加されてなる多結晶Ｓｉのインゴットを１５０〜２００μｍの範囲内の任意の厚みにスライシング加工して得られるＳｉ基板を、半導体基板１として用いることができる。このＳｉ基板の比抵抗は１．５Ω・ｃｍ程度であるのがその好適な一例である。なお、加工により生じたダメージ層や汚染層を除去すべく、ＮａＯＨやＫＯＨ、あるいはフッ酸やフッ硝酸などで表面をわずかにエッチングすることが望ましい。また、受光した光の閉じ込め効率を高めるべく、ドライエッチング法やウェットエッチング法によって、半導体基板１の表面に微小な凹凸を形成するのが望ましい。 As the semiconductor substrate 1, for example, it is preferable to use a Si-based group IV semiconductor. For example, an Si substrate obtained by slicing a polycrystalline Si ingot having an outer shape of 150 mm □ and adding B (boron) or the like as a p-type dopant to an arbitrary thickness within a range of 150 to 200 μm, It can be used as the semiconductor substrate 1. A preferred example is that the resistivity of the Si substrate is about 1.5 Ω · cm. Note that it is desirable to slightly etch the surface with NaOH or KOH, or hydrofluoric acid or hydrofluoric acid, in order to remove a damage layer or a contamination layer generated by processing. Further, in order to increase the confinement efficiency of the received light, it is desirable to form minute irregularities on the surface of the semiconductor substrate 1 by a dry etching method or a wet etching method.
また、半導体基板１の材質は上述のものに限定されるものではなく、単結晶Ｓｉを用いてもよい。あるいは、上述のガラス添加Ａｌペーストを用いてＡｌを主体とする裏面電極を形成しうる半導体であれば、他の半導体を用いてもよい。 Moreover, the material of the semiconductor substrate 1 is not limited to the above-mentioned material, and single crystal Si may be used. Alternatively, another semiconductor may be used as long as it can form a back electrode mainly composed of Al using the glass-added Al paste.
ｎ+層２は、いわゆる逆導電型拡散領域である。ｎ+層２は、半導体基板１の一方の主面側に、公知のイオン打ち込み法によってＰ（リン）を打ち込むことによって形成される。ｎ+層２が形成された側が、太陽電池の受光面側となる。ｎ+層２は、例えば、１．５×１０-3Ω・ｃｍ程度の比抵抗と、０．５μｍ程度の厚みを有するように形成されるのが、その好適な一例である。あるいは、ＰＯＣｌ3（オキシ塩化リン）などのガス中で熱処理する、いわゆる気相拡散法によってｎ+層２を形成するようにしても良い。 The n + layer 2 is a so-called reverse conductivity type diffusion region. The n + layer 2 is formed by implanting P (phosphorus) on one main surface side of the semiconductor substrate 1 by a known ion implantation method. The side on which the n + layer 2 is formed is the light receiving surface side of the solar cell. For example, the n + layer 2 is preferably formed to have a specific resistance of about 1.5 × 10 −3 Ω · cm and a thickness of about 0.5 μm. Alternatively, the n + layer 2 may be formed by a so-called vapor phase diffusion method in which heat treatment is performed in a gas such as POCl 3 (phosphorus oxychloride).
ｐ+層３と裏面電極５とは、上述のＡｌ主体金属粉末と低軟化点ガラス粉末とを含むガラス添加Ａｌペーストを用いて、塗布法により形成される。例えば、ｎ+層２を形成した後の半導体基板１の略全面にスクリーン印刷法によりガラス添加Ａｌペーストを塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理を施した後、空気中でＡｌの融点よりも高い７００〜８５０℃の焼成温度で数秒〜数十分間焼成することで、ガラス添加Ａｌペースト中のＡｌ主体金属粉末が焼結して、軟化点ガラス粉末に起因する低軟化点ガラスを含有したＡｌ層からなる裏面電極５が形成されると共に、Ａｌが半導体基板１に向けて拡散することによりｐ+層３が形成される。 The p + layer 3 and the back electrode 5 are formed by a coating method using a glass-added Al paste containing the Al-based metal powder and the low softening point glass powder. For example, a glass-added Al paste is applied to almost the entire surface of the semiconductor substrate 1 after forming the n + layer 2 by a screen printing method, dried at 150 ° C. for 10 minutes, and then melted from the melting point of Al in the air. It contains a low softening point glass resulting from the softening point glass powder by sintering the Al-based metal powder in the glass-added Al paste by firing at a high firing temperature of 700 to 850 ° C. for several seconds to several tens of minutes. The back electrode 5 made of the Al layer is formed, and Al diffuses toward the semiconductor substrate 1 to form the p + layer 3.
受光面電極４は、Ａｇペーストを用いて、塗布法により形成される。例えば、ｐ+層３および裏面電極５を形成した後、スクリーン印刷によりｎ+層２の上に櫛歯状にＡｇペーストを塗布し、１５０℃、数分間の乾燥処理を施した後、空気中で６００〜８５０℃の焼成温度で数秒〜数十分間焼成することで、Ａｇからなる櫛歯状の受光面電極４が形成される。 The light receiving surface electrode 4 is formed by a coating method using an Ag paste. For example, after forming the p + layer 3 and the back electrode 5, an Ag paste is applied on the n + layer 2 by screen printing in a comb-like shape, dried at 150 ° C. for several minutes, and then in the air. The comb-shaped light-receiving surface electrode 4 made of Ag is formed by firing at a firing temperature of 600 to 850 ° C. for several seconds to several tens of minutes.
本実施の形態においては、太陽電池１０をこのように構成することで、裏面電極を焼き付けた後の降温過程で、Ａｌと半導体基板との熱膨張率の差に起因して生じる熱応力を、ガラスの軟化効果で緩和することができるため、半導体基板の反りを抑制することができる。
In the present embodiment, by configuring the
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることはもちろんである。例えば、半導体基板の受光面側に窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などからなる反射防止膜（不図示）を設けたほうが好ましい。 It should be noted that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described example, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, it is preferable to provide an antireflection film (not shown) made of a silicon nitride film or a silicon oxide film on the light receiving surface side of the semiconductor substrate.
さらに、裏面電極としては、上述のように裏面のほぼ全面に形成したＡｌを主成分とする電極に加えて、出力を取り出すための、Ａｇを主成分とする電極を、さらに形成したほうが好ましい。 Further, as the back surface electrode, it is preferable to further form an electrode mainly composed of Ag for taking out the output in addition to the electrode mainly composed of Al formed on almost the entire back surface as described above.
（実施例）
実施例として、ＰｂＯ、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＢａＯ、およびＴｉ2Ｏの７種類の酸化物成分を用いて下記表１に示すように組成の比率（重量比率）を適宜振った低軟化点ガラス粉末を作成し、上述の実施の形態に係る導電性ペーストとして、計１１種類のガラス添加Ａｌペーストを作製した。さらに、それぞれのガラス添加Ａｌペーストを用いて裏面電極を形成することにより、１１種類の太陽電池を作製した。
(Example)
As an example, a composition ratio (weight ratio) as shown in Table 1 below using seven oxide components of PbO, SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZnO, BaO, and Ti 2 O. ) Was appropriately shaken to produce a low softening point glass powder, and a total of 11 types of glass-added Al pastes were produced as the conductive paste according to the above-described embodiment. Furthermore, 11 types of solar cells were produced by forming a back surface electrode using each glass addition Al paste.
それぞれのガラス添加Ａｌペーストの作製においては、まず、アトマイズ法によりほぼ球状の平均粒径１０μｍのＡｌ粉末を母粉末として得た。次に平均粒径が５μｍで、２８０℃から４３０℃の値域範囲内に種々の軟化点（すなわちガラス転移点）を持つガラス粉末（低軟化点ガラス粉末）を用意した。Ａｌ粉末１００重量部に対して、低軟化点ガラス粉末０．０５〜１２重量部を添加して混合することで無機原料を得た後、更に有機バインダーとしてニトロセルロースを無機原料１００重量部に対して５重量部、有機溶剤としてαテルピネオールを２０重量部加え、攪拌器により混合した。これを３本ロール処理して、ガラス添加Ａｌペーストを得た。 In the preparation of each glass-added Al paste, first, an Al powder having an approximately spherical average particle diameter of 10 μm was obtained as a mother powder by an atomizing method. Next, glass powder (low softening point glass powder) having an average particle diameter of 5 μm and having various softening points (that is, glass transition points) within a range of 280 ° C. to 430 ° C. was prepared. After obtaining an inorganic raw material by adding and mixing 0.05 to 12 parts by weight of low softening point glass powder with respect to 100 parts by weight of Al powder, nitrocellulose as an organic binder is further added to 100 parts by weight of the inorganic raw material. 5 parts by weight and 20 parts by weight of α-terpineol as an organic solvent were added and mixed with a stirrer. This was roll-treated to obtain a glass-added Al paste.
得られた計１１種の導電性ペーストのそれぞれを用いて、１１種の太陽電池を作製した。 Eleven types of solar cells were prepared using each of the total of eleven types of conductive pastes obtained.
それぞれの太陽電池の作製においては、半導体基板１として、外形１５０ｍｍ□の多結晶Ｓｉのインゴットを１５０μｍ厚みにスライシング加工したＳｉ基板を用いた。このＳｉ基板の表面に、イオン打ち込み法により深さ０．５μｍのｎ+層２を形成した。 In the production of each solar cell, a Si substrate obtained by slicing a 150 μm thick polycrystalline Si ingot to a thickness of 150 μm was used as the semiconductor substrate 1. An n + layer 2 having a depth of 0.5 μm was formed on the surface of the Si substrate by ion implantation.
その後、Ｓｉ基板の裏面にスクリーン印刷法によりガラス添加Ａｌペーストを略全面に塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理を行った後に、空気中で最高温度を７５０℃に加熱して、１０分間焼成し、裏面電極５およびｐ+層３を形成した。 Thereafter, a glass-added Al paste is applied to the substantially entire surface of the back surface of the Si substrate by screen printing, and after drying at 150 ° C. for 10 minutes, the maximum temperature is heated to 750 ° C. in air for 10 minutes. The back electrode 5 and the p + layer 3 were formed by firing.
さらに、ｎ+層２の表面にＡｇペーストをスクリーン印刷法により櫛歯状に塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理を行った後に、空気中で最高温度を６００℃に加熱して、１０分間焼成し、受光面電極４を形成した。これにより、１１種類の太陽電池が得られた。 Further, Ag paste is applied to the surface of the n + layer 2 in a comb-like shape by a screen printing method, and after drying at 150 ° C. for 10 minutes, the maximum temperature is heated to 600 ° C. in air. The light-receiving surface electrode 4 was formed by baking for a minute. Thereby, 11 types of solar cells were obtained.
このようにして作製したそれぞれの太陽電池について、半導体基板の反り量、裏面電極のピール強度を測定した。図２は、本実施例にかかる半導体基板の反り量の評価方法について説明するための図である。本実施の形態においては、半導体基板１の厚さを含んだ値で反り量を評価した。具体的には、図２に示すように、水平面に載置した場合の最低部（水平面）と最高部との高さの差で反り量を評価した。その際、反り量が２ｍｍ以上となるものを不可とした。また、Ａｌ電極部のピール強度は、セロハンテ−プによる引き剥がし試験で評価し、まったく剥がれの無いものを５、Ａｌが薄く付着するものを程度により４〜２（２の方がたくさん剥がれる）、Ａｌが殆ど全て剥がれるものを１として評価を行った。 About each solar cell produced in this way, the warpage amount of the semiconductor substrate and the peel strength of the back electrode were measured. FIG. 2 is a diagram for explaining the evaluation method of the warpage amount of the semiconductor substrate according to this example. In the present embodiment, the amount of warpage was evaluated using a value including the thickness of the semiconductor substrate 1. Specifically, as shown in FIG. 2, the amount of warpage was evaluated by the difference in height between the lowest part (horizontal plane) and the highest part when placed on a horizontal plane. At that time, the case where the warpage amount was 2 mm or more was made impossible. In addition, the peel strength of the Al electrode part was evaluated by a peeling test using a cellophane tape, 5 that did not peel at all, 4 to 2 depending on the degree to which Al was thinly attached (2 peeled off a lot), Evaluation was performed with 1 being the case where almost all of Al was peeled off.
また、得られた太陽電池からＡｌ電極部をカッターナイフで剥ぎ取り、ＤＳＣ分析を行いガラス部分のガラス転移点を測定することで、ガラス転移点を求めた。 Moreover, the glass transition point was calculated | required by peeling off Al electrode part with the cutter knife from the obtained solar cell, performing DSC analysis, and measuring the glass transition point of a glass part.
（比較例）
一方、比較例としては、ガラス粉末を含まず無機原料としてＡｌ粉末のみを含む導電性ペースト（Ａｌペースト）、Ａｌ粉末にＰｂＯ、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、およびＴｉ2Ｏの４種類の酸化物成分を用いて下記表１に示すように組成比率（重量比率）を適宜振った低軟化点ガラス粉末を作成し、上述の実施の形態に係る導電性ペーストとして、計３種類のガラス添加Ａｌペーストを作製し、上述の実施例と同様に、太陽電池を作製してその評価を行った。
(Comparative example)
On the other hand, as a comparative example, a conductive paste (Al paste) that does not contain glass powder but contains only Al powder as an inorganic raw material, and four types of oxidation of PbO, SiO 2 , B 2 O 3 , and Ti 2 O on the Al powder. As shown in Table 1 below, a low softening point glass powder having an appropriate composition ratio (weight ratio) was prepared using physical components, and a total of three types of glass-added Al were prepared as the conductive paste according to the above-described embodiment. A paste was prepared, and a solar cell was prepared and evaluated in the same manner as in the above-described example.
それぞれのペーストの作製に際しては、平均粒径１０μｍのＡｌ粉末を、実施例と同様にアトマイズ法で作成して母粉末を得た。次にガラス粉末を添加した導電性ペーストについては、更に、所定の組成比率（重量比率）のガラス粉末を用意した。これらを、実施例と同様に、有機バインダー、有機溶剤と混合し、Ａｌペースト、およびガラス添加Ａｌペーストを作成した。 In the preparation of each paste, an Al powder having an average particle size of 10 μm was prepared by the atomizing method in the same manner as in the examples to obtain a mother powder. Next, about the electrically conductive paste which added glass powder, the glass powder of the predetermined composition ratio (weight ratio) was prepared further. These were mixed with an organic binder and an organic solvent in the same manner as in Example to prepare Al paste and glass-added Al paste.
また、実施例と同様に、反り量、ピール強度について評価し、ガラス転移点についても測定した。 In addition, as with the examples, the amount of warpage and peel strength were evaluated, and the glass transition point was also measured.
（実施例と比較例の比較）
上述のようにして得られた、実施例に係る１１種類の太陽電池と、比較例に係る３種類の太陽電池とについての、評価結果を表１として示す。表１において番号３〜１３の結果が実施例についてのものであり、番号１，２，１４が比較例についてのものである。
(Comparison of Example and Comparative Example)
Table 1 shows the evaluation results of the 11 types of solar cells according to the examples and the 3 types of solar cells according to the comparative examples obtained as described above. In Table 1, the results of numbers 3 to 13 are for the example, and
ガラス粉末を添加しなかったＡｌペーストを用いた比較例である番号１の太陽電池では、反りの値が２ｍｍを超えた。また、４３０℃よりも高いガラス転移点を有するガラス粉末を添加したガラス添加Ａｌペーストを用いた比較例である番号２の太陽電池では、反りの値が３ｍｍと大きく不可であった。更に、２８０℃よりも低いガラス転移点を有するガラス粉末を添加したガラス添加Ａｌペーストを用いた比較例である番号１４の太陽電池では、ピール強度試験ではＡｌが殆ど全て剥がれた（表１中のピール強度「１」）。すなわち、充分な密着強度が得られなかった。 In the solar cell of No. 1 which is a comparative example using an Al paste to which no glass powder was added, the warp value exceeded 2 mm. Moreover, in the solar cell of No. 2 which is a comparative example using a glass-added Al paste to which a glass powder having a glass transition point higher than 430 ° C. was added, the warp value was as large as 3 mm, which was impossible. Furthermore, in the solar cell of No. 14, which is a comparative example using a glass-added Al paste to which glass powder having a glass transition point lower than 280 ° C. was added, almost all of Al was peeled off in the peel strength test (in Table 1). Peel strength “1”). That is, sufficient adhesion strength could not be obtained.
一方、ガラス添加Ａｌペーストを用いた実施例である、番号３〜１３の太陽電池においては、いずれも反りは２ｍｍ以下と良好であり、かつ裏面電極のピール強度も良好であることがわかった（表１中のピール強度「２〜５」）。 On the other hand, in the solar cells of Nos. 3 to 13, which are examples using glass-added Al paste, it was found that the warpage was good at 2 mm or less and the peel strength of the back electrode was also good ( Peel strength "2-5" in Table 1).
また、ガラス転移点については、ガラス粉末の調合時に予め意図した設定値とほぼ同様なガラス転移点が測定された。 Moreover, about the glass transition point, the glass transition point substantially the same as the setting value intended beforehand at the time of preparation of glass powder was measured.
以上の結果より、薄層化された半導体基板を用いた太陽電池の裏面電極を、Ａｌを主体とする金属粉末に、２８０℃から４３０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス粉末を添加した導電性ペーストにて作製することで、半導体基板の反りが低減できると共に、裏面電極の密着強度が高い太陽電池が得られることが確認された。 Based on the above results, the back electrode of the solar cell using the thinned semiconductor substrate was added to the metal powder mainly composed of Al with glass powder having a glass transition point in the range of 280 ° C to 430 ° C. It was confirmed that the solar cell with high adhesion strength of the back electrode can be obtained while the warpage of the semiconductor substrate can be reduced by producing with the conductive paste.
なお、Ａｌ粉末１００重量部に対して、低軟化点ガラス粉末を１２重量部だけ添加することで得られたガラス添加Ａｌペーストを用いた実施例である、番号１１の太陽電池についは、Ａｌ粉末１００重量部に対して、低軟化点ガラス粉末を０．０５〜１０重量部以下だけ添加することで得られたガラス添加Ａｌペーストを用いた実施例である、番号３〜１０，１２，１３の太陽電池と比較して、裏面電極のピール強度が若干劣っていることがわかった（表１中のピール強度「２」）。 In addition, about the solar cell of No. 11 which is an Example using the glass addition Al paste obtained by adding only 12 weight part of low softening point glass powder with respect to 100 weight part of Al powder, Al powder Numbers 3 to 10, 12, and 13 are examples using glass-added Al paste obtained by adding 0.05 to 10 parts by weight or less of low softening point glass powder to 100 parts by weight. It was found that the peel strength of the back electrode was slightly inferior to that of the solar cell (peel strength “2” in Table 1).
ところで、上記実施形態および実施例では、導電性ペーストを用いて半導体基板の一方主面の略全面にＡｌを含有する電極層を形成したが、これに限られず、半導体基板の一方主面上の少なくとも一部にＡｌを含有する電極層が形成される態様であっても、本発明を適用することで、上記実施形態および実施例と同様な効果が得られる。但し、半導体基板の一方主面の略全面にＡｌを含有する電極層を形成する方が、本発明による効果がより顕著となるため、本発明を適用する好ましいケースと言える。 By the way, in the said embodiment and Example, although the electrode layer containing Al was formed in the substantially whole surface of one main surface of a semiconductor substrate using the electrically conductive paste, it is not restricted to this, On one main surface of a semiconductor substrate Even in an embodiment in which an electrode layer containing Al at least partially is formed, the same effects as those of the above-described embodiment and examples can be obtained by applying the present invention. However, it can be said that forming the electrode layer containing Al on the substantially entire surface of one main surface of the semiconductor substrate is a preferable case to which the present invention is applied because the effect of the present invention becomes more remarkable.
１ 半導体基板
２ ｎ+層
３ ｐ+層
４ 受光面電極
５ 裏面電極
１０ 太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 n + layer 3 p + layer 4 Light-receiving surface electrode 5
Claims (5)
Ａｌを主に含有する金属粉末と、
２８０℃から３９０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス粉末と、
を含み、
前記金属粉末１００重量部に対して、前記ガラス粉末を０．０５〜５重量部含有し、
前記ガラス粉末のうちのＰｂＯが占める重量比率が、７０％以上であり、
前記ガラス粉末が、Ａｌ 2 Ｏ 3 を含む、光電変換素子用導電性ペースト。 A conductive paste for a photoelectric conversion element for forming an electrode on a semiconductor substrate for a photoelectric conversion element ,
A metal powder mainly containing Al,
Glass powder having a glass transition point in the range of 280 ° C. to 390 ° C .;
Only including,
0.05 to 5 parts by weight of the glass powder with respect to 100 parts by weight of the metal powder,
The weight ratio occupied by PbO in the glass powder is 70% or more,
It said glass powder comprises Al 2 O 3, a photoelectric conversion element for the conductive paste.
前記ガラス粉末が、ＳｉＯ 2 、Ｂ 2 Ｏ 3 、Ｂｉ 2 Ｏ 3 、ＺｎＯのうちのいずれか１種以上の酸化物を含む、光電変換素子用導電性ペースト。 It is the electrically conductive paste for photoelectric conversion elements of Claim 1, Comprising:
The glass powder, SiO 2, B 2 O 3 , Bi 2 O 3, comprising any one or more oxides of ZnO, the photoelectric conversion element for the conductive paste.
前記電極層が、２８０℃から３９０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス部分を含む、光電変換素子。 The photoelectric conversion device according to claim 3,
The photoelectric conversion element in which the said electrode layer contains the glass part which has a glass transition point in the range of 280 degreeC to 390 degreeC .
Ａｌを主に含有する金属粉末と、２８０℃から３９０℃の値域範囲内にガラス転移点を有するガラス粉末とを用いて、光電変換素子用導電性ペーストを作成する工程と、
前記光電変換素子用導電性ペーストを用いて塗布法により光電変換素子用の半導体基板の一方主面上に電極層を形成する工程と、
を備え、
前記光電変換素子用導電性ペーストが、前記金属粉末１００重量部に対して、前記ガラス粉末を０．０５〜５重量部含有し、
前記ガラス粉末のうちのＰｂＯが占める重量比率が、７０％以上であり、
前記ガラス粉末が、Ａｌ 2 Ｏ 3 を含む、光電変換素子の作製方法。 A method for producing a photoelectric conversion element , comprising:
Using a metal powder mainly containing Al and a glass powder having a glass transition point within a range of 280 ° C. to 390 ° C., a step of creating a conductive paste for a photoelectric conversion element;
Forming an electrode layer on one main surface of the semiconductor substrate for photoelectric conversion elements by a coating method using the conductive paste for photoelectric conversion elements;
With
The conductive paste for photoelectric conversion elements contains 0.05 to 5 parts by weight of the glass powder with respect to 100 parts by weight of the metal powder,
The weight ratio occupied by PbO in the glass powder is 70% or more,
It said glass powder comprises Al 2 O 3, a method for manufacturing a photoelectric conversion element.
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