JPWO2012165167A1 - 太陽電池ならびに太陽電池のアルミニウム電極形成用ペースト組成物 - Google Patents
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Abstract
接着強度を向上させたアルミニウム電極を備えた太陽電池と該アルミニウム電極形成用のペースト組成物を提供する。そのペースト組成物は、ガラスフリットとして、以下の条件：（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；を具備するガラスフリットを含む。
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；を具備するガラスフリットを含む。
Description
本発明は、太陽電池（セル）およびその製造方法に関し、ならびに該製造方法に用いるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に関する。
なお、本出願は２０１１年６月３日に出願された日本国特許出願２０１１−１２５０６２号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
なお、本出願は２０１１年６月３日に出願された日本国特許出願２０１１−１２５０６２号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
従来、結晶シリコン、アモルファスシリコンのようなシリコン（半導体基板）を主体とする太陽電池（以下「シリコン系太陽電池」ともいう。）の一典型例として図７に示すような片面受光タイプの太陽電池１０００が知られている（例えば、特許文献１から４を参照）。
この太陽電池１０００は、シリコン半導体基板（Ｓｉウエハ）１１１のｐ−Ｓｉ層（ｐ型結晶シリコン）１１８の受光面側にｐｎ接合形成により形成されたｎ−Ｓｉ層１１６を備え、その表面にはＣＶＤ等により形成された酸化チタンや窒化シリコンから成る反射防止膜１１４と、典型的には銀（Ａｇ）粉末を主体とするペースト組成物（以下「銀ペースト」ともいう。）をスクリーン印刷し焼成することによって形成されるＡｇから成る表面電極（受光面電極）１１２とを備える。
一方、ｐ−Ｓｉ層１１８の裏面（受光面の反対側の面をいう。以下同じ。）側には、表面電極１１２と同様に銀ペーストをスクリーン印刷・焼成することによって形成されるＡｇから成る裏面側外部接続用電極１２２と、いわゆる裏面電界（ＢＳＦ；Back Surface Field）効果を奏するアルミニウム電極１２０とを備える。
この太陽電池１０００は、シリコン半導体基板（Ｓｉウエハ）１１１のｐ−Ｓｉ層（ｐ型結晶シリコン）１１８の受光面側にｐｎ接合形成により形成されたｎ−Ｓｉ層１１６を備え、その表面にはＣＶＤ等により形成された酸化チタンや窒化シリコンから成る反射防止膜１１４と、典型的には銀（Ａｇ）粉末を主体とするペースト組成物（以下「銀ペースト」ともいう。）をスクリーン印刷し焼成することによって形成されるＡｇから成る表面電極（受光面電極）１１２とを備える。
一方、ｐ−Ｓｉ層１１８の裏面（受光面の反対側の面をいう。以下同じ。）側には、表面電極１１２と同様に銀ペーストをスクリーン印刷・焼成することによって形成されるＡｇから成る裏面側外部接続用電極１２２と、いわゆる裏面電界（ＢＳＦ；Back Surface Field）効果を奏するアルミニウム電極１２０とを備える。
かかるアルミニウム電極１２０は、アルミニウム（Ａｌ）粉末を主体とするペースト組成物（以下「アルミニウムペースト」ともいう。）を印刷・焼成することによって裏面の略全面に形成される。この焼成時に図示しないＡｌ−Ｓｉ合金層が形成され、アルミニウムがｐ−Ｓｉ層１１８に拡散してｐ＋層１２４が形成される。かかるｐ＋層１２４、即ちＢＳＦ層が形成されることによって、光生成されたキャリアが裏面電極近傍で再結合することが防止され、例えば短絡電流や開放電圧（Ｖｏｃ）の向上を実現することができる。
図７に示すように、従来のシリコン系太陽電池１０００では、受光面側には電流を取り出すためのＡｇ表面電極（受光面電極）１１２が形成されており、裏面側には電子の再結合防止のためのＢＳＦ層１２４が形成されている。Ａｇ表面電極１１２、および、ＢＳＦ層１２４を形成するためのアルミニウム電極１２０は、典型的には、スクリーン印刷法によって形成され、両面同時に焼結されることによって形成される。
また、このように両面に電極（１１２、１２０、１２２）が形成された太陽電池ウェハ１０００には、電流取出し用のリード線（リードフレーム：不図示）が半田付けされる。そして、そのリード線を用いて太陽電池ウェハ１０００を複数枚直列接続することによってモジュール化し、そのようにモジュール化した状態で所定の電力が供給可能となる。
また、このように両面に電極（１１２、１２０、１２２）が形成された太陽電池ウェハ１０００には、電流取出し用のリード線（リードフレーム：不図示）が半田付けされる。そして、そのリード線を用いて太陽電池ウェハ１０００を複数枚直列接続することによってモジュール化し、そのようにモジュール化した状態で所定の電力が供給可能となる。
ここで、図７に示した構造においては、裏面に用いているアルミニウム電極１２０には半田が使えないため、半田付け部分にはＡｇ電極１２２が形成されている。その結果、Ａｇ電極１２２の形成によってＢＳＦ層１２４の均一化が妨げられており、そして、Ａｇ電極１２２の形成においては、導電成分としてアルミニウムよりも高価な貴金属である銀を使用するため、高コストの要因となる。
本発明者は、裏面全面をアルミニウム電極で覆う試みとして、半田を用いずに、導電性接着フィルム（即ち、接着材と導電性粒子とを含むフィルム）を用いて、リード線を加熱圧着する手法を検討していた。具体的には、Ａｌからなる外部接続用電極１２２の位置に、導電性接着フィルムを介して、リード線を加熱圧着することによって、半田を用いずに接続を実行する。
しかしながら、この導電性接着フィルムを用いる手法では、アルミニウムからなる電極１２２上において十分な接着強度を得ることができないことが判明した。すなわち、本発明者が検討したところ、導電性接着フィルムを介したリード線（導電リボン線）の接着部分を引き剥がすと、アルミニウムからなる電極１２２におけるアルミニウム膜内で剥離が生じており、これが十分な接着強度を得ることができない原因であると考えた。さらに述べると、アルミニウムからなる電極１２２におけるアルミニウム膜内そのものに強度がなく、アルミニウム膜を形成しているアルミニウム粒子間同士の焼成後の接着強度が弱いことが原因であることを見出した。
しかしながら、この導電性接着フィルムを用いる手法では、アルミニウムからなる電極１２２上において十分な接着強度を得ることができないことが判明した。すなわち、本発明者が検討したところ、導電性接着フィルムを介したリード線（導電リボン線）の接着部分を引き剥がすと、アルミニウムからなる電極１２２におけるアルミニウム膜内で剥離が生じており、これが十分な接着強度を得ることができない原因であると考えた。さらに述べると、アルミニウムからなる電極１２２におけるアルミニウム膜内そのものに強度がなく、アルミニウム膜を形成しているアルミニウム粒子間同士の焼成後の接着強度が弱いことが原因であることを見出した。
一方、太陽電池ウェハのアルミニウム電極上においてリード線を接着することができれば、全面にＢＳＦ層１２４を形成することができるという利点が得られるとともに、銀の使用が必要なくなるので、銀とアルミニウムという材料価格差に相当する大幅なコストダウンを達成することができる。
本発明はかかる点に鑑みて創出されたものであり、接着強度を向上させたアルミニウム電極（特には裏面側外部接続用電極）を形成するためのペースト組成物を提供することを一つの目的とする。また、かかるペースト組成物を用いて形成されたアルミニウム電極（特には裏面側外部接続用電極）を備える太陽電池とその製法を提供することを他の目的とする。
本発明によって提供されるペースト組成物（即ちペースト状に調製されている組成物をいう。）は、太陽電池のアルミニウム電極を形成するためのペースト組成物である。
そして、ここで開示される太陽電池のアルミニウム電極形成用ペースト組成物は、アルミニウム粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む。そして、ガラスフリットは、以下の条件：
（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；
（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；
を具備することを特徴とする。
そして、ここで開示される太陽電池のアルミニウム電極形成用ペースト組成物は、アルミニウム粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む。そして、ガラスフリットは、以下の条件：
（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；
（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；
を具備することを特徴とする。
上記構成のペースト組成物（アルミニウムペースト）では、上述した（１）〜（３）に示す条件を具備する性状のガラスフリット（ガラス粉末）を有することによって、当該ペースト組成物をシリコン半導体基板に付与して形成されたアルミニウム電極の接着強度を向上させることができる。従って、例えば、当該ペースト組成物から形成されたアルミニウム電極（例えば裏面側外部接続用電極）と他の接続用部材（例えば接着材と導電性粒子とを含む導電性接着フィルム）との接合を安定的に維持することができる。その結果、従来はＡｇ電極を使用していた部位、例えば外部接続用電極の導電成分を銀等の貴金属から安価なアルミニウムに置き換えることができ、銀とアルミニウムという材料価格差に相当するコストダウンを実現することができる。また、裏面側外部接続用のＡｇ電極をアルミニウム電極に置換できれば、シリコン半導体基板の裏面側の全面にＢＳＦ層を均一に形成することもできる。
ここで開示されるペースト組成物（アルミニウムペースト）の好ましい一態様では、上記ガラスフリットは、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラスフリット全体の９５ｍｏｌ％以上（例えば１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
このような組成のガラスフリットを採用することによって、当該ペースト組成物から形成されたアルミニウム電極（例えば裏面側外部接続用電極）の接着強度（剥離強度）をより向上させることができる。
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラスフリット全体の９５ｍｏｌ％以上（例えば１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
このような組成のガラスフリットを採用することによって、当該ペースト組成物から形成されたアルミニウム電極（例えば裏面側外部接続用電極）の接着強度（剥離強度）をより向上させることができる。
ここで開示されるペースト組成物（アルミニウムペースト）のさらに好ましい一態様では、上記ガラスフリットは、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラスフリット全体の９５ｍｏｌ％以上（例えば１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
このような組成のガラスフリットを採用することによって、当該ペースト組成物から形成された裏面側外部接続用電極等のアルミニウム電極の接着強度（剥離強度）をよりいっそう向上させることができる。また、そのような高い接着強度をＰｂフリーにて実現することができる。
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラスフリット全体の９５ｍｏｌ％以上（例えば１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
このような組成のガラスフリットを採用することによって、当該ペースト組成物から形成された裏面側外部接続用電極等のアルミニウム電極の接着強度（剥離強度）をよりいっそう向上させることができる。また、そのような高い接着強度をＰｂフリーにて実現することができる。
また、ここで開示されるペースト組成物（アルミニウムペースト）の他の好ましい一態様では、上記ガラスフリットのガラス軟化点が５００℃以上６００℃以下であることを特徴とする。このような温度域にガラス軟化点を有するガラスフリットの使用により、高い接着強度（剥離強度）のアルミニウム電極を形成することができる。
また、ここで開示されるペースト組成物（アルミニウムペースト）の他の好ましい一態様では、ペースト組成物全体を１００質量％として、上記アルミニウム粉末の含有率が６０〜８０質量％であり、且つ、上記ガラスフリットの含有率が２〜１０質量％であることを特徴とする。ペースト組成物の固形分が上記含有率であると、当該固形分を含むペースト組成物をシリコン半導体基板に（典型的には膜状に）均一に付与し易く、また該ペースト組成物が付与された基板を焼成することにより、良好な外観の接着強度の強いアルミニウム電極を形成することができる。
上述のとおり、ここで開示されるいずれかのペースト組成物（アルミニウムペースト）を用いることにより、高い接着強度のアルミニウム電極をシリコン半導体基板上に形成することができる。
従って、本発明によると、シリコン半導体基板と、該基板の一方の面である受光面側に形成される受光面電極と、該基板の他方の面である裏面側に形成されるアルミニウム電極とを備える太陽電池であって、
上記アルミニウム電極の少なくとも一部は、ガラス組成物として、以下の条件：
（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；
（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；
を具備するガラス組成物を含有することを特徴とする太陽電池を提供することができる。
かかる構成の太陽電池は、上記性状のガラス組成物（ガラス成分）を含むアルミニウム電極において高い接着強度（剥離強度）を実現することができる。このため、ここで開示される太陽電池（シリコン系太陽電池）では、従来はＡｇ電極を使用していた部位、例えば外部接続用電極の導電成分を銀等の貴金属から安価なアルミニウムに置き換えることが可能となり、電極の製造コストの低減（Ａｇ電極からアルミニウム電極への置換）を実現することができる。
また、本発明によると、裏面側外部接続用のＡｇ電極がアルミニウム電極に置換されたシリコン半導体基板の裏面側の全面にＢＳＦ層が形成された太陽電池を提供することができる。
従って、本発明によると、シリコン半導体基板と、該基板の一方の面である受光面側に形成される受光面電極と、該基板の他方の面である裏面側に形成されるアルミニウム電極とを備える太陽電池であって、
上記アルミニウム電極の少なくとも一部は、ガラス組成物として、以下の条件：
（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；
（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；
を具備するガラス組成物を含有することを特徴とする太陽電池を提供することができる。
かかる構成の太陽電池は、上記性状のガラス組成物（ガラス成分）を含むアルミニウム電極において高い接着強度（剥離強度）を実現することができる。このため、ここで開示される太陽電池（シリコン系太陽電池）では、従来はＡｇ電極を使用していた部位、例えば外部接続用電極の導電成分を銀等の貴金属から安価なアルミニウムに置き換えることが可能となり、電極の製造コストの低減（Ａｇ電極からアルミニウム電極への置換）を実現することができる。
また、本発明によると、裏面側外部接続用のＡｇ電極がアルミニウム電極に置換されたシリコン半導体基板の裏面側の全面にＢＳＦ層が形成された太陽電池を提供することができる。
ここで開示される好ましい一態様の太陽電池は、上記ガラス組成物が以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラス組成物全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラス組成物全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
また、好ましくは、上記ガラス組成物は、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラス組成物全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
また、好ましくは、上記ガラス組成物のガラス軟化点は５００℃以上６００℃以下である。
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラス組成物全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であることを特徴とする。
また、好ましくは、上記ガラス組成物のガラス軟化点は５００℃以上６００℃以下である。
本発明によると、外部接続用電極として接着強度（剥離強度）が従来のＡｇ電極と同等かそれ以上のアルミニウム電極をシリコン半導体基板上に形成することができる。
従って、ここで開示される太陽電池として特に好ましい一態様は、シリコン半導体基板の裏面側に外部接続用電極が形成されており、ここで該外部接続用電極が上記ガラス組成物を含むアルミニウム電極によって構成されていることを特徴とする。
また、好ましい一態様では、外部接続用電極を構成している上記ガラス組成物を含むアルミニウム電極上に導電性接着フィルムが貼り付けられていることを特徴とする。
従って、ここで開示される太陽電池として特に好ましい一態様は、シリコン半導体基板の裏面側に外部接続用電極が形成されており、ここで該外部接続用電極が上記ガラス組成物を含むアルミニウム電極によって構成されていることを特徴とする。
また、好ましい一態様では、外部接続用電極を構成している上記ガラス組成物を含むアルミニウム電極上に導電性接着フィルムが貼り付けられていることを特徴とする。
また、本発明は、上記目的を実現する他の一側面として、シリコン半導体基板と、該基板の一方の面である受光面側に形成される受光面電極と、該基板の他方の面である裏面側に形成されるアルミニウム電極とを備える太陽電池を製造する方法を提供する。
即ち、ここで開示される太陽電池製造方法は、裏面側に形成されるアルミニウム電極の少なくとも一部を、本発明によって提供されるいずれかのペースト組成物を使用して形成することを特徴とする。
即ち、ここで開示される太陽電池製造方法は、裏面側に形成されるアルミニウム電極の少なくとも一部を、本発明によって提供されるいずれかのペースト組成物を使用して形成することを特徴とする。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項（例えばアルミニウム粉末やガラスフリットの形態、組成、混合割合、等）以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えばペーストの調合法、本発明を特徴付けない太陽電池（セル）の一般的な製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
先ず、本発明によって提供されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物について詳細に説明する。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物は、太陽電池におけるアルミニウム電極を形成する用途に用いられるアルミニウムペーストであり、アルミニウム粉末、ガラスフリット、および、有機ビヒクルを含むペースト状（インク状と表現される場合を包含する。）に調製された電極形成用材料であり、本発明の目的を実現し得る限りにおいて、その他の構成成分に関しては特に制限はない。
本明細書においてアルミニウム粉末とは、アルミニウム（Ａｌ）を主体とする粒子の集合体をいい、典型的にはＡｌ単体から成る粒子の集合体であるが、Ａｌ以外の不純物やＡｌ主体の合金を微量含むものであっても、全体としてアルミニウム主体の粒子の集合体である限り、ここでいう「アルミニウム粉末」に包含され得る。なお、アルミニウム粉末自体は、従来公知の製造方法によって製造されたものでよく、特別な製造手段を要求するものではない。使用するアルミニウム粉末を構成する粒子は、典型的には球状であるが、いわゆる真球状のものに限られない。フレーク形状や不規則形状の粒子を含むものであってもよい。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物は、太陽電池におけるアルミニウム電極を形成する用途に用いられるアルミニウムペーストであり、アルミニウム粉末、ガラスフリット、および、有機ビヒクルを含むペースト状（インク状と表現される場合を包含する。）に調製された電極形成用材料であり、本発明の目的を実現し得る限りにおいて、その他の構成成分に関しては特に制限はない。
本明細書においてアルミニウム粉末とは、アルミニウム（Ａｌ）を主体とする粒子の集合体をいい、典型的にはＡｌ単体から成る粒子の集合体であるが、Ａｌ以外の不純物やＡｌ主体の合金を微量含むものであっても、全体としてアルミニウム主体の粒子の集合体である限り、ここでいう「アルミニウム粉末」に包含され得る。なお、アルミニウム粉末自体は、従来公知の製造方法によって製造されたものでよく、特別な製造手段を要求するものではない。使用するアルミニウム粉末を構成する粒子は、典型的には球状であるが、いわゆる真球状のものに限られない。フレーク形状や不規則形状の粒子を含むものであってもよい。
使用するアルミニウム粉末は、粒度分布が比較的狭い（換言すれば粒径の揃った）粉末であることが好ましい。この指標としてレーザー回折法に基づく粒度分布における累積体積１０％時の粒径（Ｄ１０）と累積体積９０％時の粒径（Ｄ９０）との比（Ｄ１０／Ｄ９０）が採用できる。粉末を構成する粒径が全て等しい場合はＤ１０／Ｄ９０の値は１となり、逆に粒度分布が広くなる程このＤ１０／Ｄ９０の値は０に近づくことになる。Ｄ１０／Ｄ９０の値が０．２以上（例えば０．２〜０．５）であるような比較的狭い粒度分布の粉末の使用が好ましい。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるアルミニウム粉末は、平均粒径が２０μｍ以下が適当であり、例えば平均粒径が１μｍ〜１０μｍ程度であるものを好ましく用いることができる。
本明細書において平均粒径は、粉末の粒度分布における累積体積５０％時の粒径、すなわちＤ５０（メジアン径）をいう。かかるＤ５０は、レーザー回折法に基づく粒度分布測定装置によって容易に測定することができる。
特に限定しないが、アルミニウム粉末の含有量はペースト組成物全体を１００質量％として、そのほぼ５５〜８５質量％となる量が適当であり、６０〜８０質量％である量がさらに好ましい。アルミニウム粉末含有量が上記のような場合には、緻密性がより向上したアルミニウム電極（例えば膜厚が１００μｍ以下、例えば膜厚が１０μｍ〜１００μｍの外部接続用アルミニウム電極）をシリコン半導体基板上に好適に形成することができる。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるアルミニウム粉末は、平均粒径が２０μｍ以下が適当であり、例えば平均粒径が１μｍ〜１０μｍ程度であるものを好ましく用いることができる。
本明細書において平均粒径は、粉末の粒度分布における累積体積５０％時の粒径、すなわちＤ５０（メジアン径）をいう。かかるＤ５０は、レーザー回折法に基づく粒度分布測定装置によって容易に測定することができる。
特に限定しないが、アルミニウム粉末の含有量はペースト組成物全体を１００質量％として、そのほぼ５５〜８５質量％となる量が適当であり、６０〜８０質量％である量がさらに好ましい。アルミニウム粉末含有量が上記のような場合には、緻密性がより向上したアルミニウム電極（例えば膜厚が１００μｍ以下、例えば膜厚が１０μｍ〜１００μｍの外部接続用アルミニウム電極）をシリコン半導体基板上に好適に形成することができる。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物中の固形分のうち、ガラスフリット（ガラス粉末）は、アルミニウム電極の接着強度を向上させる無機添加材である。特に、本発明によって提供されるペースト組成物（アルミニウムペースト）では、ガラスフリットが上述した（１）〜（３）の条件を具備することにより、形成されるアルミニウム電極に高い接着強度（剥離強度）を付与することができる。
即ち、ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるガラスフリット（ガラス組成物）としては、例えば、熱膨張係数（線熱膨張係数）が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下であるものが適当であり、かかる熱膨張係数（線熱膨張係数）が６５×１０−７／℃以上７５×１０−７／℃以下であるものがより好ましい。
なお、本明細書において「熱膨張係数」は、一般的な示差膨張方式に基づく熱機械分析装置（ＴＭＡ）によって測定される室温（２５℃）〜ガラス軟化点以下の温度（例えば４００℃或いは５００℃）の間の平均値として算出される。
即ち、ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるガラスフリット（ガラス組成物）としては、例えば、熱膨張係数（線熱膨張係数）が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下であるものが適当であり、かかる熱膨張係数（線熱膨張係数）が６５×１０−７／℃以上７５×１０−７／℃以下であるものがより好ましい。
なお、本明細書において「熱膨張係数」は、一般的な示差膨張方式に基づく熱機械分析装置（ＴＭＡ）によって測定される室温（２５℃）〜ガラス軟化点以下の温度（例えば４００℃或いは５００℃）の間の平均値として算出される。
また、ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるガラスフリットとしては、ガラス軟化点（上記熱膨張係数と同様に一般的な熱機械分析装置（ＴＭＡ）による測定にて算出されるガラス軟化点）が４００℃以上であって６００℃以下であるものが適当である。また、ガラス軟化点が５００℃以上６００℃以下であるものが特に好ましい。
上記の好適な熱膨張係数ならびにガラス軟化点を具備するガラスフリット（ガラス組成物）としては、ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物（例えばＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏのうちから選択される。）とを必須構成成分として含むものが好適である。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるガラスフリット（ガラス組成物）の好適例として、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計がガラスフリット（ガラス組成物）全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であるものが挙げられる。
さらに、特に好ましい組成のガラスフリットとして、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ
％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計がガラスフリット（ガラス組成物）全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であるものが挙げられる。
ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物に含まれるガラスフリット（ガラス組成物）の好適例として、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計がガラスフリット（ガラス組成物）全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であるものが挙げられる。
さらに、特に好ましい組成のガラスフリットとして、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ
％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計がガラスフリット（ガラス組成物）全体の９５ｍｏｌ％以上（典型的には１００ｍｏｌ％）であるものが挙げられる。
上記のような組成のガラスフリットを含有することにより、形成するアルミニウム電極の接着強度（剥離強度）をより向上させることができる。
例えば、必須構成成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する主成分である。ＳｉＯ２含有率が高すぎるとガラス軟化点が高くなりすぎてしまい好ましくない。一方、ＳｉＯ２含有率が低すぎると耐化学性や耐水性が低下するため好ましくない。
また、Ｂ２Ｏ３は、軟化点ならびにガラスフリットの溶融温度を低下させる効果が高い成分である。Ｂ２Ｏ３含有率が低すぎるとガラスの軟化点及び溶融温度を低下させる効果が得られない。一方、Ｂ２Ｏ３含有率が高すぎると耐水性低下を招く虞があるため好ましくない。
また、ＺｎＯ或いはＰｂＯは、ガラスフリット（ガラス組成物）の軟化点を下げることができる或いは熱膨張係数の調製を行うことができる成分であり、ＺｎＯ及びＰｂＯのうちの何れか１種あるいは両方を上記含有率の範囲で含むことが好ましい。これら成分の含有率が高すぎるとガラス軟化点が低下しすぎるため好ましくない。なお、ＰｂＯフリーのものが好適である。
例えば、必須構成成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する主成分である。ＳｉＯ２含有率が高すぎるとガラス軟化点が高くなりすぎてしまい好ましくない。一方、ＳｉＯ２含有率が低すぎると耐化学性や耐水性が低下するため好ましくない。
また、Ｂ２Ｏ３は、軟化点ならびにガラスフリットの溶融温度を低下させる効果が高い成分である。Ｂ２Ｏ３含有率が低すぎるとガラスの軟化点及び溶融温度を低下させる効果が得られない。一方、Ｂ２Ｏ３含有率が高すぎると耐水性低下を招く虞があるため好ましくない。
また、ＺｎＯ或いはＰｂＯは、ガラスフリット（ガラス組成物）の軟化点を下げることができる或いは熱膨張係数の調製を行うことができる成分であり、ＺｎＯ及びＰｂＯのうちの何れか１種あるいは両方を上記含有率の範囲で含むことが好ましい。これら成分の含有率が高すぎるとガラス軟化点が低下しすぎるため好ましくない。なお、ＰｂＯフリーのものが好適である。
また、Ａｌ２Ｏ３は、ガラスフリットの溶融時の流動性を制御し、アルミニウム電極形成時の付着安定性に関与する成分である。Ａｌ２Ｏ３含有率が低すぎると付着安定性が低下するため好ましくなく、Ａｌ２Ｏ３含有率が高すぎるとガラスの耐化学性を低下させる虞があり好ましくない。
また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物成分は、熱膨張係数を高める成分である。これらアルカリ金属酸化物成分の含有率が低すぎると熱膨張係数が低くなりすぎる虞がある。一方、これらの含有率が高すぎると熱膨張係数が過剰に高くなるため好ましくない。
また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物成分は、熱膨張係数を高める成分である。これらアルカリ金属酸化物成分の含有率が低すぎると熱膨張係数が低くなりすぎる虞がある。一方、これらの含有率が高すぎると熱膨張係数が過剰に高くなるため好ましくない。
ガラスフリットには、上述した必須構成成分の他、任意の成分を含ませることができる。
例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のアルカリ土類金属の酸化物成分を１０ｍｏｌ％以下の含有率で含有させることが好ましい。少なくとも１種のアルカリ土類金属酸化物を含有させることにより、熱膨張係数の調整をより容易に行うことができるとともに、ガラス組成の多様化（構成金属元素の多種類化）により耐化学性等を向上させ、ガラスの安定性を高め得るため好ましい。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のアルカリ土類金属の酸化物成分を例えば１ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下（例えば２〜１０ｍｏｌ％、特には５〜１０ｍｏｌ％）の含有率で含有させることが好ましい。
また、焼成後のガラス（ひいては焼成後のアルミニウム電極）の安定性向上の目的のためにＢｉ２Ｏ３を適当量、例えば１０ｍｏｌ％以下（好適には５ｍｏｌ％以下）の割合で含有させてもよい。
また、その他、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｐ等の酸化物成分をガラス組成物全体の５ｍｏｌ％以下（例えば０．１〜５ｍｏｌ％程度）の割合で適宜含ませてもよい。
例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のアルカリ土類金属の酸化物成分を１０ｍｏｌ％以下の含有率で含有させることが好ましい。少なくとも１種のアルカリ土類金属酸化物を含有させることにより、熱膨張係数の調整をより容易に行うことができるとともに、ガラス組成の多様化（構成金属元素の多種類化）により耐化学性等を向上させ、ガラスの安定性を高め得るため好ましい。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のアルカリ土類金属の酸化物成分を例えば１ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下（例えば２〜１０ｍｏｌ％、特には５〜１０ｍｏｌ％）の含有率で含有させることが好ましい。
また、焼成後のガラス（ひいては焼成後のアルミニウム電極）の安定性向上の目的のためにＢｉ２Ｏ３を適当量、例えば１０ｍｏｌ％以下（好適には５ｍｏｌ％以下）の割合で含有させてもよい。
また、その他、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｐ等の酸化物成分をガラス組成物全体の５ｍｏｌ％以下（例えば０．１〜５ｍｏｌ％程度）の割合で適宜含ませてもよい。
シリコン半導体基板上に付与したペースト組成物（塗布膜）を安定的に焼成し、固着させる（焼き付かせる）ためには、該ペースト組成物中に含まれるガラスフリットとしては、ＢＥＴ法に基づく比表面積が概ね０．５ｍ２／ｇ以上５０ｍ２／ｇ以下の程度であるものが好ましく、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下（特に１μｍ程度又はそれ以下）のものが好適である。
また、かかるガラス粉末の上記ペースト組成物中の含有量としては、特に限定されないが、該ペースト組成物全体を１００質量％として１〜１５質量％程度が適当であり、２〜１０質量％程度が好ましい。この程度の含有率で上記のような元素組成のガラスフリットを含むペースト組成物によると、接着強度の高いアルミニウム電極（例えば裏面側の外部接続用アルミニウム電極）を好適に形成することができる。
また、かかるガラス粉末の上記ペースト組成物中の含有量としては、特に限定されないが、該ペースト組成物全体を１００質量％として１〜１５質量％程度が適当であり、２〜１０質量％程度が好ましい。この程度の含有率で上記のような元素組成のガラスフリットを含むペースト組成物によると、接着強度の高いアルミニウム電極（例えば裏面側の外部接続用アルミニウム電極）を好適に形成することができる。
ここで開示されるペースト組成物は、固形分として、上記のようなアルミニウム粉末、ガラスフリット（ガラス粉末）を含むとともに、該固形分を分散させるための液状媒体（有機ビヒクル）を含む。
かかるビヒクルを構成する有機溶媒は、アルミニウム粉末やガラスフリットを良好に分散させ得るものであればよく、従来のこの種のペーストに用いられているものを特に制限なく使用することができる。例えば、ビヒクルを構成する有機溶媒として、エチレングリコール及びジエチレングリコール誘導体（グリコールエーテル系溶剤）、トルエン、キシレン、ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルジグリコールアセテート（ＢＤＧＡ）、ターピネオール等の高沸点有機溶媒を一種類又は複数種組み合わせて使用することができる。 また、ビヒクルを構成する有機バインダーとして種々の樹脂成分を含ませることができる。かかる樹脂成分は、ここで開示されるペースト組成物に良好な粘性及び塗膜形成能（シリコン基板に対する付着性）を付与し得るものであればよく、従来のこの種のペーストに用いられているものを特に制限なく使用することができる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、セルロース系高分子、ポリビニルアルコール、ロジン樹脂等を主体とするものが挙げられる。このうち、特にエチルセルロース等のセルロース系高分子が好ましい。
特に限定しないが、有機ビヒクル含有量はペースト全体のほぼ１０〜３０質量％となる量が適当であり、ほぼ１５〜２５質量％である量がさらに好ましい。
かかるビヒクルを構成する有機溶媒は、アルミニウム粉末やガラスフリットを良好に分散させ得るものであればよく、従来のこの種のペーストに用いられているものを特に制限なく使用することができる。例えば、ビヒクルを構成する有機溶媒として、エチレングリコール及びジエチレングリコール誘導体（グリコールエーテル系溶剤）、トルエン、キシレン、ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルジグリコールアセテート（ＢＤＧＡ）、ターピネオール等の高沸点有機溶媒を一種類又は複数種組み合わせて使用することができる。 また、ビヒクルを構成する有機バインダーとして種々の樹脂成分を含ませることができる。かかる樹脂成分は、ここで開示されるペースト組成物に良好な粘性及び塗膜形成能（シリコン基板に対する付着性）を付与し得るものであればよく、従来のこの種のペーストに用いられているものを特に制限なく使用することができる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、セルロース系高分子、ポリビニルアルコール、ロジン樹脂等を主体とするものが挙げられる。このうち、特にエチルセルロース等のセルロース系高分子が好ましい。
特に限定しないが、有機ビヒクル含有量はペースト全体のほぼ１０〜３０質量％となる量が適当であり、ほぼ１５〜２５質量％である量がさらに好ましい。
ここで開示されるペースト組成物は、従来の太陽電池用アルミニウムペーストと同様に、典型的にはアルミニウム粉末、ガラスフリット（ガラス粉末）、および適当な有機ビヒクルを混合することによって容易に調製することができる。例えば、三本ロールミルその他の混練機を用いて、所定の混合比のアルミニウム粉末およびガラスフリットを有機ビヒクルとともに所定の配合比で混合・撹拌するとよい。
ここで開示されるペースト組成物は、基板上に裏面電極としてのアルミニウム電極（延いてはｐ＋層すなわちＢＳＦ層）を形成するのに従来用いられてきたアルミニウムペーストと同様に取り扱うことができ、従来公知の方法を特に制限なく採用することができる。典型的には、スクリーン印刷法、ディスペンサー塗布法、ディップ塗布法等によって、所望する膜厚や塗膜パターンとなるようにしてペースト組成物をシリコン半導体基板に付与（塗布）する。かかる基板の厚さとしては、所望する太陽電池のサイズ、該基板上に形成されるアルミニウム電極の膜厚、該基板の強度（例えば破壊強度）等を考慮して設定することができる。特に限定するものではないが、５μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、５μｍ〜２００μｍ程度（特に１０μｍ〜１００μｍ程度）が好適である。
次いで、ペースト塗布物を適当な温度（例えば室温以上であり典型的には１００℃程度）で乾燥させる。乾燥後、適当な焼成炉（例えば高速焼成炉）中で適当な加熱条件（例えば６００℃以上９００℃以下、好ましくは７００℃以上８００℃以下）で所定時間加熱することによって、乾燥塗膜の焼成を行う。これにより、上記ペースト塗布物が基板上に焼き付けられ、後述する図１に示すような外部接続用アルミニウム電極２２を形成することができる。
次いで、ペースト塗布物を適当な温度（例えば室温以上であり典型的には１００℃程度）で乾燥させる。乾燥後、適当な焼成炉（例えば高速焼成炉）中で適当な加熱条件（例えば６００℃以上９００℃以下、好ましくは７００℃以上８００℃以下）で所定時間加熱することによって、乾燥塗膜の焼成を行う。これにより、上記ペースト塗布物が基板上に焼き付けられ、後述する図１に示すような外部接続用アルミニウム電極２２を形成することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池１００の構成を示す断面図である。本実施形態の太陽電池１００は、シリコン半導体基板（Ｓｉウエハ）１１と、基板１１の一方の面側（表面側）に形成される受光面電極１２と、基板１１の他方の面側（裏面側）に形成されるアルミニウム電極（２０、２２）とから構成されている。
本実施形態のシリコン半導体基板１１は、結晶シリコン、アモルファスシリコンのようなシリコンから構成されている。本実施形態の構成では、基板１１のｐ−Ｓｉ層（ｐ型結晶シリコン）１８の受光面側には、ｐｎ接合形成により形成されたｎ−Ｓｉ層１６が位置している。そして、ｎ−Ｓｉ層１６の表面には、一般的な化学蒸着法（ＣＶＤ）等によって形成された酸化チタンや窒化シリコンから成る反射防止膜１４が位置している。加えて、反射防止膜１４の表面には、典型的には銀ペーストをスクリーン印刷し焼成することによって形成されるＡｇから成る表面電極（受光面電極）１２が設けられている。
本実施形態の構成において、ｐ−Ｓｉ層１８の裏面側には、ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物（以下、便宜上「第１アルミニウムペースト」という場合がある。）を材料として形成されたアルミニウム電極２２が設けられている。かかるアルミニウム電極２２は、例えばリード線（導電リボン線）のような他の外部接続用部材と電気的に接続される裏面側の外部接続用電極２２に相当する。
本実施形態の外部接続用アルミニウム電極２２は、従来のこの種の電極を形成する場合（例えば、銀ペーストを材料として外部接続用Ａｇ電極を形成する場合）と同様、所定の組成の第１アルミニウムペーストをスクリーン印刷し、焼成することによって形成される。
本実施形態の外部接続用アルミニウム電極２２は、従来のこの種の電極を形成する場合（例えば、銀ペーストを材料として外部接続用Ａｇ電極を形成する場合）と同様、所定の組成の第１アルミニウムペーストをスクリーン印刷し、焼成することによって形成される。
ｐ−Ｓｉ層１８の裏面側には、外部接続用アルミニウム電極２２とともに、別のアルミニウムペースト（以下、便宜上「第２アルミニウムペースト」という場合がある。）からなるアルミニウム電極２０が形成されている。かかるアルミニウム電極２０は、ｐ−Ｓｉ層１８の裏面の略全面に形成されており、裏面電界（ＢＳＦ；Back Surface Field）効果を奏するアルミニウム電極（以下、「裏面広域アルミニウム電極」という。）である。本実施形態の構成では、外部接続用アルミニウム電極２２は、ｐ−Ｓｉ層１８の裏面側に線状に形成されており、そして、裏面広域アルミニウム電極２０は、ｐ−Ｓｉ層１８の裏面側において、当該外部接続用アルミニウム電極２２が形成された領域以外の略全面に形成されている。
また、本実施形態の構成では、裏面広域アルミニウム電極２０は、外部接続用アルミニウム電極２２の一部（具体的には、線状構造の両縁部）を覆うとともに、外部接続用アルミニウム電極２２を露出する開口部２３を有するように形成されている。なお、裏面広域アルミニウム電極２０が外部接続用アルミニウム電極２２の両縁部を覆うようにする他、裏面広域アルミニウム電極２０の側面と、外部接続用アルミニウム電極２２の側面が接するように両者を形成することも可能である。
なお、本実施形態において、かかる裏面広域アルミニウム電極２０は、アルミニウム粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む、従来の太陽電池のアルミニウム電極を形成する用途に用いられる一般的なアルミニウムペーストであればよく、その内容に特に制限はない。従って、本発明を特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。
なお、本実施形態において、かかる裏面広域アルミニウム電極２０は、アルミニウム粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む、従来の太陽電池のアルミニウム電極を形成する用途に用いられる一般的なアルミニウムペーストであればよく、その内容に特に制限はない。従って、本発明を特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。
本実施形態では、典型的には、スクリーン印刷法、ディスペンサー塗布法、ディップ塗布法等によって、所望する厚みや塗膜パターンとなるようにして第１アルミニウムペーストをシリコン半導体基板（ウェハ）１１に塗布する。次いで、塗布物を適当な温度（室温〜１００℃程度）で乾燥させる。また、外部接続用アルミニウム電極２２を露出する開口部２３が形成されるように、第２アルミニウムペーストをシリコン半導体基板１１に塗布する。次いで、塗布物を適当な温度（室温〜１００℃程度）で乾燥させる。その後、適当な焼成炉（例えば高速焼成炉）中で適当な加熱条件（例えば７００〜８００℃）で所定時間加熱することによって、乾燥塗膜の焼成を行う。これにより、塗布物が基板上に焼き付けられ、図１に示すような外部接続用アルミニウム電極２２および裏面広域アルミニウム電極２０が形成される。本実施形態では、外部接続用アルミニウム電極２２および裏面広域アルミニウム電極２０が焼成されるとともに、ｐ＋層（ＢＳＦ層）２４が形成され得る。
図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態のシリコン系太陽電池１００の基板１１における裏面側の構成を模式的に示す上面図および断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）では、便宜上、基板１１の裏面側を上方に位置して示している。
外部接続用アルミニウム電極２２は、図７に示した構成においては裏面側外部接続用電極（Ａｇ電極）１２２が位置する箇所に形成されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示した例では、外部接続用アルミニウム電極２２は、例えば２〜６ｍｍ幅の電極として機能させることができる。一般に、アルミニウムと半田との接合は困難である。従って、本実施形態の構成においては、外部接続用アルミニウム電極２２に圧着するように導電性接着フィルム３０が貼り付けられる（後述する図３参照）。導電性接着フィルム３０（図３）は、典型的には異方性の導電性接着フィルムであり、例えば、接着材成分としてはエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂その他の熱硬化型樹脂や熱可塑性樹脂を採用することができる。而して、該樹脂（接着材）成分中に種々の導電性粒子（典型的には、ニッケル、銅、貴金属等の金属粒子）が分散された構成をしており、導電性接着フィルム３０を加熱・加圧することで、所定の部位に導電性接着フィルム３０を貼り付けることができるとともに、当該導電性粒子によって導通を確保することができる。なお、使用する導電性接着フィルムに特に制限はなく、市販されているこの種の用途の導電性接着フィルムを特に制限なく採用することができる。
外部接続用アルミニウム電極２２は、図７に示した構成においては裏面側外部接続用電極（Ａｇ電極）１２２が位置する箇所に形成されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示した例では、外部接続用アルミニウム電極２２は、例えば２〜６ｍｍ幅の電極として機能させることができる。一般に、アルミニウムと半田との接合は困難である。従って、本実施形態の構成においては、外部接続用アルミニウム電極２２に圧着するように導電性接着フィルム３０が貼り付けられる（後述する図３参照）。導電性接着フィルム３０（図３）は、典型的には異方性の導電性接着フィルムであり、例えば、接着材成分としてはエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂その他の熱硬化型樹脂や熱可塑性樹脂を採用することができる。而して、該樹脂（接着材）成分中に種々の導電性粒子（典型的には、ニッケル、銅、貴金属等の金属粒子）が分散された構成をしており、導電性接着フィルム３０を加熱・加圧することで、所定の部位に導電性接着フィルム３０を貼り付けることができるとともに、当該導電性粒子によって導通を確保することができる。なお、使用する導電性接着フィルムに特に制限はなく、市販されているこの種の用途の導電性接着フィルムを特に制限なく採用することができる。
図３は、太陽電池１００の裏面側の外部接続用アルミニウム電極２２の上に、上述したような導電性接着フィルム３０が配置された構成を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、外部接続用アルミニウム電極２２の表面に導電性接着フィルム３０が配置され、そして、導電性接着フィルム３０の表面にリード線即ちタブ線（導電リボン線）３５が配置されることになる。
図４（ａ）及び（ｂ）は、外部接続用アルミニウム電極（バスバー電極）２２の上に、導電性接着フィルム３０を介してタブ線３５を配置した断面構造を示している。
まず、図４（ａ）に示すように、基板１１上に形成された外部接続用アルミニウム電極２２の上に導電性接着フィルム３０を積層し、その導電性接着フィルム３０の上にタブ線３５を積層する。導電性接着フィルム３０は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなる接着材成分３２中に均一に導電性粒子３１（例えば、金メッキされたニッケル粒子）が分散された構成を有している。
次に、図４（ｂ）に示すように、導電性接着フィルム３０をタブ線接合材料として、外部接続用アルミニウム電極２２、導電性接着フィルム３０およびタブ線３５の積層体を加圧・加熱することにより（矢印５０参照）、導電性接着フィルム３０中の導電性粒子３１が外部接続用アルミニウム電極２２とタブ線３５とを導通する（矢印５５参照）。それとともに、導電性接着フィルム３０中の接着材成分（ここでは熱硬化型樹脂）３２が熱硬化することによって、半田接合と同等レベルの確実な導通を実現することができる。なお、タブ線３５を半田接合する場合には、２００℃以上の高温を加える必要があるが、導電性接着フィルム３０による接合では１８０℃程度での低温接合を実行することができる。従って、加熱による太陽電池（セル）１００への影響（例えば熱による歪みの発生）を低減若しくは未然に防止することができる。
まず、図４（ａ）に示すように、基板１１上に形成された外部接続用アルミニウム電極２２の上に導電性接着フィルム３０を積層し、その導電性接着フィルム３０の上にタブ線３５を積層する。導電性接着フィルム３０は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなる接着材成分３２中に均一に導電性粒子３１（例えば、金メッキされたニッケル粒子）が分散された構成を有している。
次に、図４（ｂ）に示すように、導電性接着フィルム３０をタブ線接合材料として、外部接続用アルミニウム電極２２、導電性接着フィルム３０およびタブ線３５の積層体を加圧・加熱することにより（矢印５０参照）、導電性接着フィルム３０中の導電性粒子３１が外部接続用アルミニウム電極２２とタブ線３５とを導通する（矢印５５参照）。それとともに、導電性接着フィルム３０中の接着材成分（ここでは熱硬化型樹脂）３２が熱硬化することによって、半田接合と同等レベルの確実な導通を実現することができる。なお、タブ線３５を半田接合する場合には、２００℃以上の高温を加える必要があるが、導電性接着フィルム３０による接合では１８０℃程度での低温接合を実行することができる。従って、加熱による太陽電池（セル）１００への影響（例えば熱による歪みの発生）を低減若しくは未然に防止することができる。
以上に説明した実施形態では、第１アルミニウムペーストから構成した外部接続用アルミニウム電極２２と、第２アルミニウムペーストから構成した裏面広域アルミニウム電極２０を裏面アルミニウム電極とした構成を示したが、それに限定されない。
例えば、裏面広域アルミニウム電極２０のところを含めて、全ての裏面アルミニウム電極を第１アルミニウムペーストによって形成することもできる。
例えば、裏面広域アルミニウム電極２０のところを含めて、全ての裏面アルミニウム電極を第１アルミニウムペーストによって形成することもできる。
以下、本発明に関する幾つかの試験例を説明するが、本発明をかかる試験例に示すものに限定することを意図したものではない。
以下の試験では、アルミニウム電極形成用ペースト組成物（アルミニウムペースト）の固形成分であるガラスフリットの性状を相互に異ならせた場合における接着強度の差異について評価した。
本試験においては以下の表１にガラス組成（ｍｏｌ％）、ガラス軟化点（℃）及び熱膨張率（熱膨張係数）を示した計８種類のガラスサンプル（サンプル１〜サンプル８）を使用した。
本試験においては以下の表１にガラス組成（ｍｏｌ％）、ガラス軟化点（℃）及び熱膨張率（熱膨張係数）を示した計８種類のガラスサンプル（サンプル１〜サンプル８）を使用した。
而して、表１に示す各ガラスフリット（サンプル１〜８）をそれぞれ含む計８種類のアルミニウムペースト（試験例１〜試験例８）を作製した。
各試験例に係るアルミニウムペーストは、上記のガラスフリットの性状が異なるだけであり、その他の成分（アルミニウム粉末、有機ビヒクル）や配合比は同一とした。
即ち、各試験例のアルミニウムペーストの内容は以下のとおりである。
（１）アルミニウム粉末：
平均粒径６μｍのアルミニウム粉末をペースト全体の６６質量％となる量だけ配合して使用した。
（２）有機ビヒクル：
有機溶媒としてターピネオールをペースト全体の２６質量％となる量だけ配合して使用した。
また、有機バインダーとして、エチルセルロースをペースト全体の約２質量％となる量だけ配合して使用した。
（３）ガラスフリット：
上記サンプル１〜８の何れかの性状のガラスフリットをペースト全体の６質量％となる量だけ配合して使用した。
各試験例に係るアルミニウムペーストは、上記のガラスフリットの性状が異なるだけであり、その他の成分（アルミニウム粉末、有機ビヒクル）や配合比は同一とした。
即ち、各試験例のアルミニウムペーストの内容は以下のとおりである。
（１）アルミニウム粉末：
平均粒径６μｍのアルミニウム粉末をペースト全体の６６質量％となる量だけ配合して使用した。
（２）有機ビヒクル：
有機溶媒としてターピネオールをペースト全体の２６質量％となる量だけ配合して使用した。
また、有機バインダーとして、エチルセルロースをペースト全体の約２質量％となる量だけ配合して使用した。
（３）ガラスフリット：
上記サンプル１〜８の何れかの性状のガラスフリットをペースト全体の６質量％となる量だけ配合して使用した。
＜接着強度試験（１）＞
次に、上記のようにして製造した試験例１〜８の各アルミニウムペーストを用いてシリコン半導体基板上に作製したアルミニウム電極について接着強度試験を行った。ここでシリコン半導体基板１１の一面（裏面）に試験例１〜８の各アルミニウムペーストを用いてアルミニウム電極を形成する手順は、次のとおりである。
即ち、市販の１２５ｍｍ四方の大きさの太陽電池用ｐ型単結晶シリコン基板（板厚２００μｍ）を用意し、その表面を水酸化ナトリウム水溶液を用いてアルカリエッチング処理した。次いで、上記エッチング処理でテクスチャ構造が形成されたシリコン基板の受光面にリン含有溶液を塗布し、熱処理を行なうことによって当該シリコン基板の受光面に厚さが約０．５μｍであるｎ−Ｓｉ層（ｎ＋層）を形成した。
次いで、ｎ−Ｓｉ層上にプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法によって厚みが５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度の反射防止膜（酸化チタン膜）を形成した。さらに、所定の表面電極（Ａｇ電極）形成用銀ペーストを用いて反射防止膜上にスクリーン印刷法によって表面電極（Ａｇ電極）となる塗膜（厚さ２０μｍ以上５０μｍ以下）を形成した。
一方、シリコン半導体基板の裏面側には、スクリーン印刷（ステンレス製スクリーンメッシュＳＵＳ＃１６５を使用した。）により、上記試験例１〜８のいずれかのペースト組成物を印刷（塗布）し、膜厚が約３０μｍの塗布膜を約５ｍｍ幅に線状に形成した。次いで、この基板を焼成して、試験評価用の線状のアルミニウム電極２８を形成した。具体的には、大気雰囲気中で近赤外線高速焼成炉を用いて、焼成温度凡そ７００℃以上８００℃以下で焼成した。
こうして得られた試験評価用セル（太陽電池）を使用して接着強度の評価試験を実行することより、各試験例に係るアルミニウム電極形成用ペースト組成物から形成したアルミニウム電極の接着強度を測定した。
次に、上記のようにして製造した試験例１〜８の各アルミニウムペーストを用いてシリコン半導体基板上に作製したアルミニウム電極について接着強度試験を行った。ここでシリコン半導体基板１１の一面（裏面）に試験例１〜８の各アルミニウムペーストを用いてアルミニウム電極を形成する手順は、次のとおりである。
即ち、市販の１２５ｍｍ四方の大きさの太陽電池用ｐ型単結晶シリコン基板（板厚２００μｍ）を用意し、その表面を水酸化ナトリウム水溶液を用いてアルカリエッチング処理した。次いで、上記エッチング処理でテクスチャ構造が形成されたシリコン基板の受光面にリン含有溶液を塗布し、熱処理を行なうことによって当該シリコン基板の受光面に厚さが約０．５μｍであるｎ−Ｓｉ層（ｎ＋層）を形成した。
次いで、ｎ−Ｓｉ層上にプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法によって厚みが５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度の反射防止膜（酸化チタン膜）を形成した。さらに、所定の表面電極（Ａｇ電極）形成用銀ペーストを用いて反射防止膜上にスクリーン印刷法によって表面電極（Ａｇ電極）となる塗膜（厚さ２０μｍ以上５０μｍ以下）を形成した。
一方、シリコン半導体基板の裏面側には、スクリーン印刷（ステンレス製スクリーンメッシュＳＵＳ＃１６５を使用した。）により、上記試験例１〜８のいずれかのペースト組成物を印刷（塗布）し、膜厚が約３０μｍの塗布膜を約５ｍｍ幅に線状に形成した。次いで、この基板を焼成して、試験評価用の線状のアルミニウム電極２８を形成した。具体的には、大気雰囲気中で近赤外線高速焼成炉を用いて、焼成温度凡そ７００℃以上８００℃以下で焼成した。
こうして得られた試験評価用セル（太陽電池）を使用して接着強度の評価試験を実行することより、各試験例に係るアルミニウム電極形成用ペースト組成物から形成したアルミニウム電極の接着強度を測定した。
上記形成したアルミニウム電極の接着強度（剥離強度）の評価（即ちピール強度評価）は、図５に示すような強度測定装置３００を用いて行った。
具体的には、図５に示した強度測定装置３００は、固定治具４０の上に固定ねじ４３及び係止板４４を介してガラス基板４１を固定し、そのガラス基板４１上にエポキシ接着材４２によって上記得られた試験用のシリコン半導体基板１１の受光面側を固着した。
こうしてガラス基板４１上に固着させたシリコン半導体基板１１の露出表面側にある上記形成したアルミニウム電極２８上に市販品である導電性接着フィルム３０を加熱圧着により貼り付け、当該導電性接着フィルム３０上にさらにタブ線３５を貼り付けた。
そして、図５に示すように、強度測定装置３００を固定治具４０の底面が１３５°になるように傾斜させ、タブ線３５に予め形成されている延長部３５ｅを鉛直方向上方に引っ張ることにより（矢印４５参照）、タブ線３５／導電性接着フィルム３０／電極２８の接着強度を測定した。
具体的には、図５に示した強度測定装置３００は、固定治具４０の上に固定ねじ４３及び係止板４４を介してガラス基板４１を固定し、そのガラス基板４１上にエポキシ接着材４２によって上記得られた試験用のシリコン半導体基板１１の受光面側を固着した。
こうしてガラス基板４１上に固着させたシリコン半導体基板１１の露出表面側にある上記形成したアルミニウム電極２８上に市販品である導電性接着フィルム３０を加熱圧着により貼り付け、当該導電性接着フィルム３０上にさらにタブ線３５を貼り付けた。
そして、図５に示すように、強度測定装置３００を固定治具４０の底面が１３５°になるように傾斜させ、タブ線３５に予め形成されている延長部３５ｅを鉛直方向上方に引っ張ることにより（矢印４５参照）、タブ線３５／導電性接着フィルム３０／電極２８の接着強度を測定した。
結果を表２の該当欄に示す。接着強度の評価試験（ピール強度試験）は、各試験例に係るアルミニウムペーストから形成された複数（２つ）のアルミニウム電極で実行し、その２つのアルミニウム電極についての試験結果（測定値）の平均値（即ち計測数ｎ＝２）を接着強度として評価した。
なお、図６のグラフは、本試験により得られた接着強度とアルミニウムペースト中のガラスフリットの軟化点とを関係を示している。
なお、図６のグラフは、本試験により得られた接着強度とアルミニウムペースト中のガラスフリットの軟化点とを関係を示している。
表２および図６に示すとおり、アルミニウムペースト中のガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下（特には５００℃以上６００℃以下）の範囲において高い接着強度を示すことが認められた。特に、ガラス軟化点が５５０℃周辺である試験例６のアルミニウムペーストを使用した場合に、極めて高い接着強度が認められた。
また、ガラスフリットの熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下（特には６５×１０−７／℃以上７５×１０−７／℃以下）であるものが高い接着強度を示すことが認められた。
また、ガラスフリットの熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下（特には６５×１０−７／℃以上７５×１０−７／℃以下）であるものが高い接着強度を示すことが認められた。
＜接着強度試験（２）＞
さらに、上述の接着強度試験（１）と同様の手順に従い、試験例６に係るアルミニウムペーストを用いて上記シリコン半導体基板１１上に膜厚が約３０μｍで約２ｍｍ幅の線状アルミニウム電極を形成して同様のピール強度評価試験を行ったところ、表３の実施例の欄に示すように、平均値（ｎ＝２）で３．２５Ｎ／２ｍｍの接着強度が認められた。
比較対照として、試験例６に係るアルミニウムペーストに代えて通常の銀ペーストを用いて上記シリコン半導体基板１１上に膜厚が約３０μｍで約２ｍｍ幅の線状Ａｇ電極を形成し、その表面にハンダを介して上記タブ線３５を貼り付け、同様のピール強度評価試験を行ったところ、表３の比較例Ａの欄に示すように、平均値（ｎ＝２）で３．５Ｎ／２ｍｍの接着強度が認められた。
なお、表３中の比較例Ｂは、試験例６に係るアルミニウムペーストに代えて試験例１に係るアルミニウムペーストを用いたときの結果である。
さらに、上述の接着強度試験（１）と同様の手順に従い、試験例６に係るアルミニウムペーストを用いて上記シリコン半導体基板１１上に膜厚が約３０μｍで約２ｍｍ幅の線状アルミニウム電極を形成して同様のピール強度評価試験を行ったところ、表３の実施例の欄に示すように、平均値（ｎ＝２）で３．２５Ｎ／２ｍｍの接着強度が認められた。
比較対照として、試験例６に係るアルミニウムペーストに代えて通常の銀ペーストを用いて上記シリコン半導体基板１１上に膜厚が約３０μｍで約２ｍｍ幅の線状Ａｇ電極を形成し、その表面にハンダを介して上記タブ線３５を貼り付け、同様のピール強度評価試験を行ったところ、表３の比較例Ａの欄に示すように、平均値（ｎ＝２）で３．５Ｎ／２ｍｍの接着強度が認められた。
なお、表３中の比較例Ｂは、試験例６に係るアルミニウムペーストに代えて試験例１に係るアルミニウムペーストを用いたときの結果である。
表３から理解できるように、試験例６に係るアルミニウムペーストから形成されたアルミニウム電極は、比較例Ａにおける半田接合されたＡｇ電極と同等の接着強度を得ることができることが確認された。また、比較例Ｂにおけるアルミニウム電極の接着強度と比較すると、試験例６に係るアルミニウムペーストから形成されたアルミニウム電極の接着強度は著しく向上していることが確認される。
以上に説明した実施形態や試験例の記載から明らかなように、本発明によって提供される太陽電池では、裏面側外部接続用電極としてアルミニウム電極を採用することができる。その結果、通常のアルミニウム電極では接着強度が低くて使用できなかった導電性接着フィルムを用いた接合を実行することが可能となる。それゆえに、裏面側外部接続用電極としてＡｇ電極を使用していた従来の構成と比較して、シリコン半導体基板（ウェハ）の裏面の全面にＢＳＦ層を均一に形成することができる。また、銀とアルミニウムという材料価格差に相当するコストダウンを達成することができる。
また、アルミニウム膜の接着強度（剥離強度）を向上させた外部接続用アルミニウム電極によって、導電性接着フィルムを用いた接合を利用することできるため、半田接合のための電極の部分を含めないパターンを構築することができる。その結果、基板（ウェハ）の裏面全面のアルミニウム化により、ＢＳＦ層の均一形成に起因する太陽電池の発電効率の向上とともに、バスバー電極のパターンを省略することに起因する太陽電池の発電効率の向上を実現することが可能となる。
また、アルミニウム膜の接着強度（剥離強度）を向上させた外部接続用アルミニウム電極によって、導電性接着フィルムを用いた接合を利用することできるため、半田接合のための電極の部分を含めないパターンを構築することができる。その結果、基板（ウェハ）の裏面全面のアルミニウム化により、ＢＳＦ層の均一形成に起因する太陽電池の発電効率の向上とともに、バスバー電極のパターンを省略することに起因する太陽電池の発電効率の向上を実現することが可能となる。
以上、本発明を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、さらに別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加えうるものである。例えば、ここで開示されるアルミニウム電極形成用ペースト組成物を用いて、受光面電極（例えば受光面電極を構成するバスバー電極やグリッド線）の少なくとも一部を形成してもよい。
１１ シリコン半導体基板（Ｓｉウェハ）
１２ 受光面電極
１４ 反射防止膜
１６ ｎ−Ｓｉ層
１８ ｐ−Ｓｉ層
２０ 裏面広域アルミニウム電極
２２ 外部接続用アルミニウム電極
２３ 開口部
２４ ＢＳＦ層
３０ 導電性接着フィルム
３１ 導電性粒子
３２ 接着材成分
３５ タブ線（リード線）
３５ｅ タブ延長部
４０ 固定治具
４１ ガラス基板
１００、２００、１０００ 太陽電池
３００ 強度測定装置
１２ 受光面電極
１４ 反射防止膜
１６ ｎ−Ｓｉ層
１８ ｐ−Ｓｉ層
２０ 裏面広域アルミニウム電極
２２ 外部接続用アルミニウム電極
２３ 開口部
２４ ＢＳＦ層
３０ 導電性接着フィルム
３１ 導電性粒子
３２ 接着材成分
３５ タブ線（リード線）
３５ｅ タブ延長部
４０ 固定治具
４１ ガラス基板
１００、２００、１０００ 太陽電池
３００ 強度測定装置
Claims (12)
- 太陽電池のアルミニウム電極を形成するためのペースト組成物であって、
アルミニウム粉末と、
ガラスフリットであって、以下の条件：
（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；
（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；
を具備するガラスフリットと、
有機ビヒクルと、
を含む、アルミニウム電極形成用ペースト組成物。 - 前記ガラスフリットは、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラスフリット全体の９５ｍｏｌ％以上である、請求項１に記載のペースト組成物。 - 前記ガラスフリットは、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラスフリット全体の９５ｍｏｌ％以上である、請求項２に記載のペースト組成物。 - 前記ガラスフリットのガラス軟化点が５００℃以上６００℃以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のペースト組成物。
- ペースト組成物全体を１００質量％として、前記アルミニウム粉末の含有率が６０〜８０質量％であり、且つ、前記ガラスフリットの含有率が２〜１０質量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のペースト組成物。
- シリコン半導体基板と、該基板の一方の面である受光面側に形成される受光面電極と、該基板の他方の面である裏面側に形成されるアルミニウム電極とを備える太陽電池であって、
前記アルミニウム電極の少なくとも一部は、ガラス組成物として、以下の条件：
（１）ガラス軟化点が４００℃以上６００℃以下である；
（２）熱膨張係数が６０×１０−７／℃以上８０×１０−７／℃以下である；
（３）ＳｉＯ２と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯ及び／又はＰｂＯと、Ａｌ２Ｏ３と、少なくとも一種のアルカリ金属酸化物とを必須構成成分として含む；
を具備するガラス組成物を含有することを特徴とする、太陽電池。 - 前記ガラス組成物は、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ５〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ及び／又はＰｂＯ ２５〜４５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ２〜１０ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 ５〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ０〜１０ｍｏｌ％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラス組成物全体の９５ｍｏｌ％以上である、請求項６に記載の太陽電池。 - 前記ガラス組成物は、以下の各成分全体を１００ｍｏｌ％として、各成分のモル含有率が、
ＳｉＯ２ ２０〜３０ｍｏｌ％、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜３０ｍｏｌ％、
ＺｎＯ ２５〜３５ｍｏｌ％、
Ａｌ２Ｏ３ ３〜７ｍｏｌ％、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏうちの少なくとも１種 １０〜１５ｍｏｌ％、
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの少なくとも１種 ２〜１０ｍｏｌ％、
であり、それら成分の合計が該ガラス組成物全体の９５ｍｏｌ％以上である、請求項７に記載の太陽電池。 - 前記ガラス組成物のガラス軟化点が５００℃以上６００℃以下である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の太陽電池。
- 前記裏面側には、外部接続用電極が形成されており、
ここで該外部接続用電極は、前記ガラス組成物を含むアルミニウム電極によって構成されている、請求項６〜９のいずれか一項に記載の太陽電池。 - 前記外部接続用電極を構成している前記ガラス組成物を含むアルミニウム電極上に導電性接着フィルムが貼り付けられている、請求項１０に記載の太陽電池。
- シリコン半導体基板と、該基板の一方の面である受光面側に形成される受光面電極と、該基板の他方の面である裏面側に形成されるアルミニウム電極とを備える太陽電池を製造する方法であって、
前記裏面側に形成されるアルミニウム電極の少なくとも一部を、請求項１〜５のいずれか一項に記載のペースト組成物を使用して形成することを特徴とする、太陽電池の製造方法。
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150528 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150703 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20151008 |