TWI544496B - Lead-free conductive composition for solar cell electrodes - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種適合用於藉由焙燒貫通法來形成的太陽電池電極之導電性組成物。
舉例言之，一般的矽系太陽電池具有以下構造，即：透過n+層，於屬於p型多結晶半導體之矽基板之上面具有防止反射膜及受光面電極，同時透過p+層，於下面具有裏面電極(以下，在未區分該等時僅稱作「電極」。)。前述防止反射膜係用以維持充分之可見光透過率並減低表面反射率，且由氮化矽、二氧化鈦、二氧化矽等之薄膜所構成。
前述太陽電池之受光面電極係例如藉由稱作焙燒貫通之方法來形成。於該電極形成方法中，舉例言之，於n+層上之全面設置前述防止反射膜後，使用例如網版印刷法，於該防止反射膜上以適當之形狀塗佈導電性糊，並施行焙燒處理。若藉由該方法，則相較於局部地除去防止反射膜而於該除去部分形成電極者，步驟會變得簡單，且亦不會產生除去部分與電極形成位置之錯位問題。前述導電性糊係例如將銀粉末、玻璃料(將玻璃原料熔融並急冷後依需要進行粉碎的薄片狀或粉末狀之玻璃碎片)、有機質載體及有機溶劑作為主成分，且於焙燒過程中，由於該導電性糊中的玻璃成分會將防止反射膜蝕刻並弄破，因此，可藉由導電性糊中的導體成分與n+層而形成歐姆接觸(例如參照專利文獻1。)。
故，於此種受光面電極之形成中，宜改善歐姆接觸，進而提高曲線因子(FF)或能量轉換效率，為了加以實現，迄今嘗試過各種用以提升焙燒貫通性之改善。
專利文獻1：日本專利公開公報特開2006-332032號公報
專利文獻2：特開2008-109016號公報
專利文獻3：特開2006-313744號公報
專利文獻4：特表2008-543080號公報
不過，由於對環境問題之擔心等，未含鉛之無鉛玻璃開始使用在各種領域中，然而，於前述用途中還在使用鉛玻璃。此係由於若在用以藉由焙燒貫通法來形成受光面電極的導電性糊中使用無鉛玻璃，則相較於使用鉛玻璃者，焙燒溫度會提高，同時無法取得充分之歐姆接觸，因此電特性差。迄今揭示有各種用以改善使用無鉛玻璃時的焙燒溫度或焙燒貫通性者，然而，尚未取得具有充分特性者。
舉例言之，目前揭示有一種導電性組成物，其係使用藉由將Bi2O3、B2O3、SiO2作為主成分之Bi系玻璃所構成的無鉛玻璃料，又，藉由添加ZnO等含Zn之添加劑，提高電性能(參照前述專利文獻1。)。於該導電性組成物中，含Zn之添加劑的添加量宜相對於全體組成物而到10(wt%)之範圍，又，其平均粒徑宜小於0.1(μm)。若於電極之接著力等方面，則含Zn之添加劑量宜為較少者，為了以少量來取得效果，宜使用微細者，然而，少量且微細之添加物係分散性差且處理困難。
又，揭示有一種用於太陽電池元件之銀糊，其係使用ZnO為5(wt%)至10(wt%)、Bi2O3為70(wt%)至84(wt%)、B2O3+SiO2為6(wt%)以上之玻璃料(參照前述專利文獻2。)。該銀糊係以提高與基板之接著強度及長期可靠性為目的，然而，即使使用主成分位於前述組成之範圍內的玻璃料，亦未必可取得接著強度，且無法取得充分之電特性。
又，於太陽電池電極用途中使用無鉛玻璃者，目前揭示有一種厚膜導電性組成物，其含有：Al、Cu、Au、Ag、Pd、Pt中之任一者或該等之合金或是該等之混合物的金屬粒子；無鉛玻璃；及有機介質(參照前述專利文獻3。)。前述無鉛玻璃係顯示具有以下組成者，即：依以下範圍內之比例，含有SiO2為0.5(wt%)至35(wt%)、B2O3為1(wt%)至15(wt%)、Bi2O3為55(wt%)至90(wt%)、ZnO為0(wt%)至15(wt%)、Al2O3為0(wt%)至5(wt%)。在藉由Al來構成裏面電極時，會無法進行導線之焊接，另一方面，若藉由Ag或Ag/Al來形成匯流排，則會損害裏面電場，因此，揭示用以形成不會產生該等問題之電極的導電性組成物，然而，其係以改良裏面電極為目的，絲毫未考慮使用在受光面電極時的焙燒貫通性或電特性等，若為前述組成，則會有例如軟化點過高之問題。
又，揭示有一種受光面電極，其含有導電性金屬成分85(wt%)至99(wt%)、玻璃成分1(wt%)至15(wt%)，且該玻璃成分含有：Bi2O3為5(mol%)至85(mol%)、SiO2為1(mol%)至70(mol%)(參照前述專利文獻4。)。該受光面電極係以即使在使用無鉛玻璃時，亦可藉由低焙燒溫度取得充分之歐姆接觸為目的，且前述玻璃成分宜依以下範圍內之比例，含有V2O5為0.1(mol%)至30(mol%)、Al、B等之三價之氧化物為1(mol%)至20(mol%)、Ti、Zr、Hf之四價之氧化物為1(mol%)至15(mol%)、P、Ta、Nb、Sb之五價之氧化物為0.1(mol%)至20(mol%)、鹼金屬氧化物為0.1(mol%)至25(mol%)、鹼土類氧化物為0.1(mol%)至20(mol%)、ZnO為0.1(mol%)至25(mol%)、Ag2O為0.1(mol%)至12(mol%)。然而，如申請專利範圍之前述玻璃組成係明顯廣泛，對於利用焙燒貫通之受光面電極之形成並未特定任何適當之組成。另一方面，雖然於實施例中揭示有幾點具體之玻璃組成，然而，無論使用何者之玻璃，電特性皆不足，或者軟化點過高而無法使用在受光面電極。
本發明係以前述情形為背景而完成，其目的在提供一種可形成電特性優異之電極的用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物。
為了達成前述目的，本發明之要旨在於：一種用於太陽電池電極之無鉛導電組成物，係含有導電性粉末、玻璃料及載體者，又，(a)前述玻璃料係由相對於全體玻璃組成物以氧化物換算而依以下範圍內之比例，含有Bi2O3為10(mol%)至29(mol%)、ZnO為15(mol%)至30(mol%)、SiO2為0(mol%)至20(mol%)、B2O3為20(mol%)至33(mol%)、Li2O、Na2O、K2O之合計量為8(mol%)至21(mol%)的至少一種無鉛玻璃所構成。
若依此作成，則用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物係由於構成其之玻璃料由具有前述組成之無鉛玻璃所構成，因此，若用其來形成太陽電池之電極，則雖然是無鉛，但是卻可取得電特性優異之電極。
另，於前述玻璃料組成中，B2O3係形成玻璃之氧化物(即，作成玻璃骨架之成分)，且為用以降低玻璃之軟化點所必須之成分。若小於20(mol%)，則軟化點會構成過高之值，若大於33(mol%)，則太陽電池之電特性會變得不足。B2O3越少，軟化點越會上升，另一方面，B2O3越多，電特性越會降低(舉例言之，於矽系太陽電池中，一般認為起因乃是與屬於基板材料之Si的反應性提高)，因此，其比例宜考慮所期望之軟化點與電特性來決定，舉例言之，宜為30(mol%)以下。
又，Bi2O3係使玻璃之軟化點降低之成分，且為為了能進行低溫焙燒所必須。若小於10(mol%)，則軟化點會構成過高之值，若大於29(mol%)，則太陽電池之電特性會變得不足。為了取得儘量高的電特性，Bi2O3量宜為較少者，更為理想的是停留在20(mol%)以下。又，為了充分地降低軟化點，Bi2O3量宜為較多者，且宜為15(mol%)以上。即，15(mol%)至20(mol%)之範圍是特別理想的。
又，ZnO係使玻璃之軟化點降低，同時提高耐久性(即，長期可靠性)之成分，若小於15(mol%)，則軟化點會構成過高之值，同時耐久性亦會不足。另一方面，若大於30(mol%)，則雖然與其他成分之平衡亦會有所影響，然而，玻璃會變得容易結晶化。ZnO量越少，軟化點越會上升，同時耐久性亦會降低，另一方面，ZnO量越多，會越容易結晶化，因此，更為理想的是20(mol%)以上，且更為理想的是30(mol%)以下。即，20(mol%)至30(mol%)之範圍是特別理想的。
鹼金屬成分Li2O、Na2O、K2O係使玻璃之軟化點降低之成分，若合計量小於8(mol%)，則軟化點會構成過高之值，若大於21(mol%)，則太陽電池之電特性會變得不足。鹼金屬成分量越少，軟化點越會上升，另一方面，鹼金屬成分量越多，電特性越會降低，因此，更為理想的是10(mol%)以上，且更為理想的是20(mol%)以下。即，10(mol%)至20(mol%)之範圍是特別理想的。
又，SiO2係形成玻璃之氧化物，並具有提升玻璃安定性之效果，因此，雖然並非必須成分，但宜含有SiO2。然而，SiO2越多，軟化點越會上升，因此必須停留在20(mol%)以下。為了取得充分之安定性，更為理想的是4(mol%)以上，且為了使軟化點停留在夠低的值，更為理想的是11(mol%)以下。即，4(mol%)至11(mol%)是特別理想的。
另，前述各成分係以何種形態包含於玻璃中未必會難以特定，然而，該等比例皆作成業經氧化物換算之值。
又，構成本發明之導電性組成物的前述玻璃可於不會損害其特性之範圍含有其他各種玻璃構成成分或添加物，舉例言之，亦可含有Al2O3、P2O5、鹼土類氧化物、其他化合物。若大量地含有該等，則會損害太陽電池之電特性，因此，舉例言之，可於合計20(mol%)以下之範圍含有。
在此，較為理想的是於前述用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物中，前述玻璃料係平均粒徑為3.0(μm)以下。若依此作成，則可取得以下導電性組成物，即：印刷性更加良好，且可取得更高之FF值。另，舉例言之，若平均粒徑為0.5(μm)以上，則由於糊調和時的分散性會更加優異，因此可提高生產性。
又，較為理想的是前述用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物係相對於糊全體而依2(wt%)至6(wt%)之範圍內之比例含有前述玻璃料。玻璃料量越多，防止反射膜之溶解性越會提高而提升焙燒貫通性，然而，相反地，玻璃料量越多，電阻值會越高而降低太陽電池輸出。故，為了取得夠高的焙燒貫通性，宜作成2(wt%)以上，另一方面，為了取得夠高的太陽電池輸出，宜停留在6(wt%)以下。
又，較為理想的是前述導電性粉末係銀粉末。導電性粉末亦可使用銅粉末或鎳粉末等，然而，由於銀粉末可取得高導電性，因此最為理想。
又，較為理想的是前述用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物係依以下範圍內之比例，含有前述銀粉末為64重量份至90重量份、前述載體為5重量份至20重量份。若依此作成，則可取得以下導電性組成物，即：印刷性良好且導電性高，並可製作焊料潤濕良好之電極。若銀粉末過少，則無法取得高導電性，若過多，則流動性會降低且印刷性變差。又，若玻璃料過少，則與基板之密接力不足，若過多，則焙燒後玻璃會於電極表面浮現且焊料潤濕性變差。
另，前述銀粉末並無特殊之限制，在使用球狀或鱗片狀等任何一種形狀之粉末時，皆可享受最佳焙燒溫度範圍擴大之本發明之基本效果。然而，舉例言之，在使用構成球狀者時，由於印刷性優異，同時塗佈膜中的銀粉末之填充率會提高，因此，與使用導電性高的銀相輔相成，相較於使用鱗片狀等其他形狀之銀粉末者，生成自該塗佈膜的電極之導電率會提高，因此，可於業已確保必要之導電性之狀態下使線寬更細。故，若將該導電性組成物應用在受光面電極而使線寬變細，則可進一步地加大能吸收太陽能之受光面積，因此可取得轉換效率更高之太陽電池。
又，由於本發明之導電性組成物可適當地控制如前述般利用焙燒貫通之電極形成時的銀擴散，因此適合使用在受光面電極，然而，並不限於受光面電極，亦可使用作為裏面電極。舉例言之，雖然裏面電極係由覆蓋全面之鋁膜及與其重疊之帶狀等之電極所構成，然而，亦宜作成該帶狀電極之構成材料。
又，前述玻璃料可依前述組成範圍由各種可玻璃化之原料來合成，舉例言之，可列舉如：氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等，舉例言之，可使用氧化鉍作為Bi源，使用氧化鋅作為Zn源，使用二氧化矽作為Si源，使用硼酸作為B源，使用碳酸鋰作為Li源，使用碳酸鈉作為Na源，使用碳酸鉀作為K源。
又，除了主要成分Bi、Zn、Si、B、鹼金屬外，在作成含有Al、P、鹼土類金屬、其他化合物等其他成分之組成時，舉例言之，可使用該等之氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等。
第1圖係顯示將本發明一實施例之用於電極之糊組成物應用在受光面電極之形成的太陽電池之截面構造模式圖。
第2圖係顯示第1圖之太陽電池的受光面電極圖案之一例之圖。
以下，參照圖式，詳細地說明本發明之一實施例。另，於以下實施例中，圖式係適當地簡化或變形，各部之尺寸比及形狀等未必會正確地描繪。
第1圖係以模式方式顯示業已應用本發明一實施例之導電性組成物的矽系太陽電池10之截面構造圖。於第1圖中，太陽電池10包含有：例如屬於p型多結晶半導體之矽基板12；分別形成於其上下面之n+層14及p+層16；形成於該n+層14上之防止反射膜18及受光面電極20；及形成於該p+層16上之裏面電極22。
前述n+層14及p+層16係藉由於矽基板12之上下面形成雜質濃度高之層體而設置，且該高濃度層之厚度尺寸，即，層14、層16之厚度尺寸係例如分別為0.5(μm)左右。包含於n+層14之雜質係例如屬於n型摻雜物之磷(P)，包含於p+層16之雜質係例如屬於p型摻雜物之硼(B)。
又，前述防止反射膜18係例如由氮化矽Si3N4等所構成之薄膜，且以例如可見光波長之1/4左右的光學厚度來設置，藉此，構成為10(%)以下，例如2(%)左右的極低反射率。
又，前述受光面電極20係由例如一樣厚度尺寸之厚膜導體所構成，且如第2圖所示，於受光面24之大略全面上依下述平面形狀來設置，即：構成具有多數條細線部之梳狀者。前述厚膜導體係由含有Ag為88(wt%)至99(wt%)左右及玻璃為1(wt%)至12(wt%)左右的厚膜銀所構成，且該玻璃係以業經氧化物換算之值，依以下範圍內之比例分別含有Bi2O3為10(mol%)至29(mol%)、ZnO為15(mol%)至30(mol%)、SiO2為20(mol%)以下、B2O3為20(mol%)至33(mol%)、鹼金屬成分(Li2O、Na2O、K2O)為合計量8(mol%)至21(mol%)的無鉛玻璃。又，前述導體層之厚度尺寸係例如為15(μm)至20(μm)之範圍內，例如17(μm)左右，細線部各自之寬度尺寸係例如為80(μm)至130(μm)之範圍內，例如100(μm)左右，且具有夠高的導電性。
又，前述裏面電極22係由以下電極所構成，即：全面電極26，係形成為於p+層16上略呈全面地塗佈將鋁作為導體成分之厚膜材料者；及帶狀電極28，係形成為於該全面電極26上呈帶狀地塗佈且由厚膜銀所構成者。該帶狀電極28係為了能將導線等焊接於裏面電極22而設置。
依前述所構成的太陽電池10係由於如前所述，受光面電極20係由厚膜銀所構成，且該厚膜銀係於1(wt%)至12(wt%)之範圍含有前述組成之無鉛玻璃，因此，相較於使用習知無鉛玻璃之太陽電池，電特性優異，且具有以下優點，即：具有與例如使用鉛玻璃時相同程度的74(%)以上之F.F.值。
如前述之受光面電極20係例如使用由導體粉末、玻璃料、載體及溶劑所構成用於電極之糊而藉由熟知之焙燒貫通法來形成。以下，合併比較例用於電極之糊之製造方法，說明包括該受光面電極形成的太陽電池10之製造方法之一例。
首先，製作前述玻璃料。分別準備氧化鉍作為Bi源、氧化鋅作為Zn源、二氧化矽作為Si源、硼酸作為B源、碳酸鋰作為Li源、碳酸鈉作為Na源、碳酸鉀作為K源、氧化鋁作為Al源、NH4H2PO4作為P源、氧化鈣CaO作為Ca源、BaCO3作為Ba源，並秤量、調和成表1之實施例所示之組成。另，前述各原料可為氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或硝酸鹽中之任一者，然而，使用微粉碎原料者較易熔融且較為理想。將其投入坩堝中，並藉由因應組成的900(℃)至1400(℃)之範圍內之溫度，熔融20分鐘至1小時左右而使其玻璃化。使用球磨機等適當之粉碎裝置，將所取得之玻璃粉碎，並取得平均粒徑為0.4(μm)、0.6(μm)、1.5(μm)、3.0(μm)、4.0(μm)之粉末。
又，前述導體粉末係例如準備平均粒徑為0.5(μm)至3(μm)之範圍內，例如2(μm)左右的市售球狀銀粉末。藉由使用此種平均粒徑夠小的銀粉末，可提高塗佈膜中的銀粉末之填充率，進而提高導體之導電率。又，前述載體係使有機結合劑溶解於有機溶劑中而調製，有機溶劑係例如使用丁基卡必醇醋酸酯，有機結合劑係例如使用乙基纖維素。載體中的乙基纖維素之比例係例如為15(wt%)左右。又，有別於載體而添加的溶劑係例如為丁基卡必醇醋酸酯，即，並不限於此，亦可為與載體中所使用者相同之溶劑，且該溶劑之添加目的係調整糊之黏度。
分別準備前述糊原料，並秤量例如導體粉末為80重量份；載體為10重量份；其他適量之溶劑、添加劑；及相對於糊全體為2(wt%)至6(wt%)之玻璃料，且使用攪拌機等進行混合後，藉由例如三輥輥磨機來進行分散處理，藉此，可取得前述用於電極之糊。另，前述表1係歸納各實施例及比較例中的玻璃料之組成；相對於糊全體之該添加量(wt%)；及使用各個玻璃料來形成前述受光面電極20時的太陽電池10之F.F.值之測定結果。
依前述作成而調製用於電極之糊，另一方面，於適當之矽基板上，舉例言之，藉由熱擴散法或離子植入等熟知之方法，使雜質擴散或注入而形成前述n+層14及p+層16，藉此，製作前述矽基板12。其次，藉由例如旋轉塗佈等適當之方法，於其上形成氮化矽(SiNx)薄膜，並設置前述防止反射膜18。
其次，藉由前述第2圖所示之圖案，於前述防止反射膜18上將前述用於電極之糊進行網版印刷。藉由例如150(℃)將其乾燥，再於近紅外爐中以650(℃)至900(℃)之範圍內之溫度施行焙燒處理，藉此，於該焙燒過程中，用於電極之糊中的玻璃成分會將防止反射膜18溶解，且該用於電極之糊會將防止反射膜18弄破，因此，可取得用於電極之糊中的導體成分，即，銀與n+層14之電連接，且如前述第1圖所示，可取得矽基板12與受光面電極20之歐姆接觸。受光面電極20係依此而形成。
另，前述裏面電極22可於前述步驟後形成，亦可與受光面電極20同時地進行焙燒而形成。在形成裏面電極22時，會藉由網版印刷法等，將例如鋁糊塗佈於前述矽基板12之裏面全面，並藉由施行焙燒處理，形成由鋁厚膜所構成的前述全面電極26。再者，使用網版印刷法等，於該全面電極26之表面將前述用於電極之糊塗佈成帶狀而施行焙燒處理，藉此，形成前述帶狀電極28。藉此，形成由覆蓋裏面全面之全面電極26及於其表面之一部分設置成帶狀之帶狀電極28所構成的裏面電極22，並取得前述太陽電池10。於前述步驟中，在藉由同時焙燒來製造時，會在受光面電極20之焙燒前施行印刷處理。
前述表1之右起第2列所示之F.F.值係於依此所取得之太陽電池10中，針對各個業已將玻璃之組成及添加量進行各種變更的實施例及比較例，藉由分別認為最適當之焙燒溫度進行焙燒而形成受光面電極20，並測定所取得之太陽電池10之輸出而求取者。另，太陽電池10之輸出係使用市售之太陽模擬器來測定。又，右端欄所示之「耐濕性試驗後F.F.值」係進行於溫度85(℃)、濕度85(%)之高溫高濕下保持1000小時之加速試驗，並將試驗後的F.F.值之變化率為5(%)以內者作成具有耐濕性(「○」評價)，將大於5(%)者作成無耐濕性(「×」評價)。
於太陽電池中，若可取得74(%)以上之F.F.值，則可加以使用，然而，F.F.值越高越理想是理所當然的。於表1之實施例1至實施例11中，皆可取得75(%)以上之F.F.值，可確認具有與使用鉛玻璃時同等的夠高之特性。
即，依據表1所示之評價結果，若是Bi2O3為10(mol%)至29(mol%)、B2O3為20(mol%)至33(mol%)、SiO2為20(mol%)以下、ZnO為15(mol%)至30(mol%)、鹼金屬成分(Li2O、Na2O、K2O之合計)為8(mol%)至21(mol%)、其他成分(Al2O3、CaO、BaO、P2O5)之合計為18(mol%)以下之範圍內，則可充分地提高F.F.值。
又，依據實施例2、實施例5、實施例7，若是Bi2O3為15(mol%)至20(mol%)、B2O3為26(mol%)至30(mol%)、SiO2為4(mol%)至17(mol%)、ZnO為28.5(mol%)至30(mol%)、鹼金屬成分(Li2O、Na2O、K2O之合計)為17(mol%)至21(mol%)、其他成分(Al2O3、CaO、BaO、P2O5)之合計為3(mol%)以下之範圍內，則可取得77.0(%)之F.F.值。
又，於實施例1至實施例11之任一者中，耐濕性試驗後的F.F.值之變化皆停留在5(%)以內，可確認具有充分之長期可靠性。
相對於此，比較例1至比較例10係F.F.值停留在小於70(%)。一般認為比較例1、比較例3、比較例7係由於Bi2O3過多，因此電特性會降低，同時由於ZnO過少且鹼金屬成分過少或為零，因此軟化點會變得過高，故，F.F.值會降低。又，一般認為比較例2、比較例6係由於Bi2O3過多，因此電特性會降低，同時由於B2O3過少，因此軟化點會變得過高，故，F.F.值會降低。又，一般認為比較例4係由於Bi2O3及B2O3過多，因此電特性會降低，進而F.F.值會降低。一般認為係過多的硼與屬於基板材料之矽反應所影響。又，一般認為比較例5係由於Bi2O3過多，因此電特性會降低，且F.F.值會降低。又，一般認為比較例8係由於Bi2O3過少且SiO2過多，因此軟化點會變得過高，同時由於B2O3過多，因此電特性會降低，故，F.F.值會降低。又，一般認為比較例9係由於ZnO過多，因此玻璃會結晶化，故，F.F.值會降低。又，一般認為比較例10係由於B2O3過多，因此會產生電特性之降低，且由於ZnO過多，因此玻璃容易結晶化，並由於未含鹼金屬成分，因此軟化點會變得過高，故，F.F.值會降低。
又，相較於比較例1至比較例10，雖然比較例11至比較例13可取得高F.F.值，但是卻停留在70(%)至72(%)。於比較例11中，一般認為由於B2O3過少，因此軟化點會提高，同時由於ZnO過多，因此玻璃容易結晶化，故，相較於實施例，F.F.值會降低。又，於比較例12、比較例13中，一般認為玻璃構成成分比並無任何問題，然而，由於調製用於電極之糊時的玻璃添加量過少，因此無法取得充分之焙燒貫通性，且無法取得良好之歐姆接觸，或者由於玻璃添加量過多，因此電極材料之電阻值會變得過高，故，F.F.值會停留在較低值。又，比較例14可取得夠高的F.F.值，然而，耐濕性試驗後的變化會大於5(%)，且長期可靠性不足。一般認為由於Si過多，因此軟化點會提高，且耐濕性變得不足。
另，實施例8至實施例11係使用相同組成的玻璃料而於2(wt%)至6(wt%)間改變相對於糊全體之添加量，並評價太陽電池10之F.F.值。如該等評價結果所示，若添加量為2(wt%)至6(wt%)之範圍內，則無關添加量而無法看見F.F.值之變化，然而，如前述比較例12、比較例13所示，若添加量構成1(wt%)、7(wt%)，則F.F.值會稍微降低。故，為了取得夠高的F.F.值，宜將玻璃添加量作成2(wt%)至6(wt%)之範圍內。
如前所述，本實施例之用於太陽電池電極之糊係由於構成其之玻璃料由具有以下範圍內之組成的無鉛玻璃所構成，即：Bi2O3為10(mol%)至29(mol%)、B2O3為20(mol%)至33(mol%)、SiO2為20(mol%)以下、ZnO為15(mol%)至30(mol%)、鹼金屬成分(Li2O、Na2O、K2O之合計)為8(mol%)至21(mol%)、其他成分(Al2O3、CaO、BaO、P2O5)之合計為18(mol%)以下，因此，若用其來形成太陽電池10之受光面電極20，則雖然是無鉛，但是卻具有以下優點，即：F.F.值為75(%)以上，以及可取得電特性優異之電極。
又，若藉由本實施例之用於電極之糊，則由於ZnO量為15(mol%)至30(mol%)之範圍內，因此長期可靠性亦優異，且亦具有以下優點，即：例如1000小時之高溫高濕試驗後的F.F.值變化率只不過是5(%)以下。
又，於本實施例中，特別是若將電極糊中的玻璃量作成2(wt%)至6(wt%)，則幾乎不會有起因於玻璃量之多寡的特性差異，並具有可享受根據其玻璃組成的高電特性之優點。
以上，參照圖式詳細地說明本發明，然而，本發明亦可進一步地藉由其他態樣來實施，並可於未脫離其主旨之範圍施加各種變更。
舉例言之，於前述實施例中，防止反射膜18係由氮化矽膜所構成，然而，其構成材料並無特殊之限制，同樣地可使用由一般在太陽電池中所使用的二氧化鈦TiO2等其他各種材料所構成者。
又，於實施例中，說明本發明係應用在矽系太陽電池10之情形，然而，本發明只要是可藉由焙燒貫通法來形成受光面電極之太陽電池，則應用對象之基板材料並無特殊之限制。
10．．．太陽電池
12．．．矽基板
14．．．n+層
16．．．p+層
18．．．防止反射膜
20．．．受光面電極
22．．．裏面電極
24．．．受光面
26．．．全面電極
28．．．帶狀電極
第1圖係顯示將本發明一實施例之用於電極之糊組成物應用在受光面電極之形成的太陽電池之截面構造模式圖。
第2圖係顯示第1圖之太陽電池的受光面電極圖案之一例之圖。
10．．．太陽電池
12．．．矽基板
14．．．n+層
16．．．p+層
18．．．防止反射膜
20．．．受光面電極
22．．．裏面電極
24．．．受光面
26．．．全面電極
28．．．帶狀電極
Claims (8)
- 一種用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，係含有導電性粉末、玻璃料及載體之用於太陽電池電極之無鉛導電組成物，其特徵在於：前述玻璃料係由至少一種下述無鉛玻璃所構成，且前述無鉛玻璃以按氧化物換算而為相對於全體玻璃組成物在以下範圍內之比例含有：Bi2O3為15至20(mol%)，ZnO為28.5至30(mol%)，SiO2為4至17(mol%)，B2O3為26至30(mol%)，Li2O、Na2O、K2O之合計量為17至21(mol%)，其他成分之合計量為3(mol%)。
- 如申請專利範圍第1項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其中前述無鉛玻璃更含有Al2O3、P2O5、鹼土類氧化物中之任一者之其他玻璃構成成分或添加物。
- 如申請專利範圍第1或2項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其中前述玻璃料的平均粒徑為3.0(μm)以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其係相對於組成物全體而依2至6(wt%)之範圍內之比例含有前述玻璃料。
- 如申請專利範圍第1或2項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其中前述導電性粉末係銀粉末。
- 如申請專利範圍第5項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其係依下述範圍內之比例，含有前述銀粉末為64重量份至90重量份、前述載體為5重量份至20重量份。
- 如申請專利範圍第5項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其中前述銀粉末係球狀或鱗片狀等形狀之粉末。
- 如申請專利範圍第1或2項之用於太陽電池電極之無鉛導電性組成物，其係使用作為前述太陽電池之受光面電極及/或裏面電極。
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