JP6074752B2

JP6074752B2 - 太陽電池用導電性ペーストおよびその方法

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Publication number: JP6074752B2
Application number: JP2014217995A
Authority: JP
Inventors: 施柏仰; 鄒達▲逸▼; 葉志賢; 沈智仁; 曽鵬升
Original assignee: 碩禾電子材料股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: US20150115207A1; CN104575661A; EP2881952A1; JP2015092567A; TWI517183B; EP2881952B1; CN104575661B; TW201517059A

Description

本発明は、一般に導電性ペーストに関し、具体的には、太陽電池に応用して太陽電池の変換効率を向上させる導電性ペーストに関する。

ソーラーパワーは、開発が進められている産業分野であって、エネルギー産業における利用が徐々に拡大している。石油の国際価格の継続的な上昇、地球規模での石油資源の限界、京都議定書の排出削減による環境への対応によって、石油や石炭などを燃やすことによる従来の発電が制限されている。したがって、先進各国は近年、これまでの発電を原因とする汚染問題に対処するため、化石燃料に変わるクリーンで再生可能なエネルギー資源の研究および開発に積極的に取り組んでいる。代替エネルギーとして、先進各国は共通した目標を達成しようとしており、ソーラー、風力、地熱、バイオマスとある中でも、ソーラーエネルギーに対する需要が最も強い。調査会社であるＳｏｌａｒｂｕｚｚＳｏｌａｒの調査によると、過去２０年間、太陽光起電力に対する需要は上昇傾向にあることを示した。２００１年から２００６年の世界中の設置済み太陽光起電力システムの容量は、３４０ＭＷから１、７４４ＭＷと５年連続増加し、年平均では３９％増加した。ソーラーパワーが近い将来に、人のエネルギー利用に果たす役割は益々、増大すると見られる。

太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる装置であり、この変換は通常、単結晶シリコン基板、多結晶基板、非晶質基板などの半導体や、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族元素化合物半導体基板上で行われる。シリコン基板の、ｐ型シリコン基板の受光エリア（正極側）は通常、リン原子がドープされ陰極を形成し、非受光エリアの裏面側は、それに対応する正極が形成される。入射光の特定の波長（λ）は、半導体基板上に形成されたＰＮ接合に入射し、２つの電極と反対の方向に移動する電子と正孔のペアに変換し、太陽電池の電力源となる電流を生成する。一般的に、シリコン基板の受光面は反射防止膜（例：窒化ケイ素ＳｉＮｘ膜）によってコーティングされ、光の反射によるエネルギーロスを防止し、太陽電池の変換効率を向上させる（Ｅｆｆ％）。太陽電池の半導体基板に加えて、通常、ＰＮ界面の形成後、シリコン基板の裏面にアルミニウムの裏面電界（ＢＳＦ：ｂａｃｋｓｕｒｆａｃｅｆｉｅｌｄ）層を形成する。アルミニウムの裏面電解は、裏側の少数キャリア（電子、孔）の再結合の可能性を低減でき、裏面電極としても使用可能であるので、太陽電池の変換効率の向上に寄与する。アルミニウムの裏面電解を形成する最も容易な方法として、アルミニウム膜の層をコーティングし、アルミニウム原子を焼結してシリコン基板内にアルミニウムを拡散し、高濃度にアルミニウムがドープされた（Ａｌドーパント）Ｐ＋層を形成することが挙げられる。

さらに、太陽電池によって生成された電流が外部に利用可能な電気エネルギーとして伝導されるように、電流は半導体基板の２つの金属製電極端子によって外部負荷側に伝導されてもよい。当然ながら金属電極は、基板の受光側（つまり、正極側）をブロックして、日光の吸収を妨げるので、太陽電池の正極側の金属電極の一領域が可能な限り小さくなり、太陽電池の受光領域が増大する。したがって、金属電極は通常、スクリーン印刷技術を用い、メッシュ電極構造として、太陽電池の正極／裏面側に形成する。電極の製造においては、スクリーン印刷技術を用いて設計図に従い、導電性金属ペースト（導電性ペースト）をドープされたシリコン基板に印刷する。導電性金属ペーストの有機溶媒は、利用可能な焼結条件で揮発し、金属粒子がシリコンの表面と反応してシリコン合金を形成し、オーム接触性能が向上するので、太陽電池の正極の裏面金属電極となる。しかし、薄過ぎる電極のフィンガー配線は切断し易くなるか、抵抗が増すので、太陽電池の変換効率は低下する。したがって、太陽電池の全体的な電力効率を低下させることなく、どのように薄型化するかが技術的な焦点となる。一般的に、金属電極の薄さは、約１０〜２５ミクロン（μｍ）であり、正極の金属配線（フィンガー配線）の幅は約１２０〜２００ミクロンである。このような技術の応用によって、太陽電池の電極の製造に、オートメーション化、高スループットおよび低コストという利点が伴う。

前述の通り、Ｐ−Ｎ接合半導体基板の形成に加えて、導電性ペーストが太陽電池の製造における主要部分となる。組成、含有量、成分割合、プロセスパラメータは、電極の完成品の性能に影響する。正極側の金属電極を例に挙げると、導電性ペーストの品質が直接的に、太陽電池の変換効率（Ｅｆｆ％）、開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｉｓｃ）、フィルファクター（Ｆ．Ｆ．）、直列抵抗（Ｒｓ）および分路抵抗（Ｒｓｈ）に影響し、焼結温度Ｔｓの有効範囲および接着強度を決定する。したがって、太陽電池の性能を向上させるために、導電性ペーストをどのように配分するかが、この産業分野の発展に向けての中心的課題である。

一般的な導電性ペーストの先行技術として、酸化鉛（ＰｂＯ）などの鉛材を添加することが挙げられる。添加された酸化鉛は、導電性ペーストの焼結温度を下げ、導電性ペーストと半導体基板間の接触抵抗を低下させるなどの、多くの優れた効果を提供する。現在、産業界は、より優れた性能を発揮する太陽電池の生産のため、導電性ペーストの新たな組成の開発に積極的に取り組んでいる。

本発明の目的は、太陽電池用基板の表面側電極を形成し、焼結後に太陽電池のオーム接触性能、フィルファクターおよび変換効率を向上させることである。太陽電池用の基板の表面側電極は導電性ペーストからなる。

本発明の一態様は、導電性金属とガラスフリットを含む導電性ペースを提供する。ガラスフリットは、ガラスフリット（Ｉ）とガラスフリット（ＩＩ）を含み、ガラスフリット（Ｉ）は、酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛を含み、ガラスフリット（ＩＩ）は、酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛を含む。導電性ペーストは、太陽電池用基板の電極を形成して太陽電池の変換効率を向上させるのに使用される。

ガラスフリット（Ｉ）に含まれる酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛の重量パーセントは、それぞれ約３５〜７０、０．１〜２５、１〜２８、１〜２８および０．１〜２０ｗｔ％である。ガラスフリット（ＩＩ）に含まれる酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛の重量パーセントは、それぞれ、１０〜４５、５４〜８９および０．１〜１０ｗｔ％である。好適な実施形態として、ガラスフリット（Ｉ）に含まれる酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛は、それぞれ、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２、ＷＯ３、ＳｉＯ２およびＺｎＯであることが好ましく、２番目のガラスフリット（ＩＩ）に含まれる酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛は、それぞれ、ＰｂＯ、ＴｅＯ２およびＺｎＯであることが好ましい。

ガラスフリット（Ｉ）はさらに、Ｓｎ、Ｐ、Ｆ、Ｌｉ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｖ、Ｓｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、ＳｍおよびＬＡのうち、少なくとも１つの要素またはその酸化物を含み、そのガラスフリット（Ｉ）における重量パーセントは０．１〜３ｗｔ％である。ガラスフリット（ＩＩ）は、Ｐ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、ＢｉおよびＬｉのうち少なくとも１つの要素またはその酸化物をさらに含んでもよく、そのガラスフリット（ＩＩ）における重量パーセントは０〜１０ｗｔ％である。

導電性ペーストは有機ビヒクルや添加剤と結合されてもよい。添加剤は、ＺｒＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ａｇ２Ｏ、Ｅｒ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＭｇＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｅＯ２、ＰｂＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＮｉＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＺｎＦ２、Ｉｎ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３からなる群およびその派生物から選ばれてもよい。

別の態様によれば、本発明は、ビヒクルを提供する以下のステップを含む導電性ペーストの製造方法を提供する。導電性金属を提供する。酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛を含むガラスフリット（Ｉ）を用意し、酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛を含むフリット（ＩＩ）を用意する。ビヒクル、導電性金属粉、ガラスフリット（Ｉ）およびガラスフリット（ＩＩ）を混合し、導電性ペーストを形成する。各成分の化学組成および含有割合については、上記を参照されたい。

本発明の導電性ペーストが有する利点の１つは、低い焼結温度で焼結できることにより、太陽電池の正極（表面側）が低い焼結温度で高い変換効率を有することが可能となり、省エネルギー効果が達成できることである。

本発明の導電性ペーストの別の利点は、高い変換効率を有する太陽電池の表面側電極を形成することに使用できることである。

本発明の構成要素、特徴および利点については、本明細書の好適な実施形態により理解されよう。

以下に、本発明の好適な実施形態の一部を詳細に説明する。しかし、本発明の好適な実施形態は説明を目的としており、これらは本発明を制限するものではない。さらに本発明は、明示された記載内容に加えて、広範囲に他の実施形態において実施でき、本発明の範囲は、付随する請求項において明示されていない限り、明確に制限されるものではない。

本発明は、太陽電池の変換効率を向上させることができる導電性ペーストを提供する。本発明の一実施形態において、導電性ペーストは太陽電池の基板の表面側（受光側）電極として形成されてもよい。提案される導電性ペーストは、低い焼結温度での焼結が可能で、それによって製造後の太陽電池は高い変換効率を有する。本発明の好適な実施形態は、説明を目的とし、本発明を制限するものではない。

上記の目的を達成するため、提案される導電性ペーストは通常、導電性金属粉、ガラスフリット（Ｉ）、ガラスフリット（ＩＩ）、有機ビヒクルおよび添加剤（必要に応じて）を有する。銀は、導電性に非常に優れた媒体である。本発明の一実施形態において、球状、フレーク状または両形状を含む銀粒子を使用できる。導電性ペーストの焼結速度は、銀の粒径の影響を受けやすい。一般に、銀の粒径が大きい程、焼結速度は遅くなる。銀の粒子が大きいと、焼結が不完全となり、電極の導電性および強度が低下する傾向があり、銀の粒子が小さいと、一部のエリアでの焼結が加速され、銀と他の成分との界面にクラックが発生する。本発実施形態において、銀の粒子径のサイズ分布は、約０．１〜１０．０ミクロン（μｍ）において最適化される。全実施形態において、導電性ペーストの銀の成分割合が本発明の目的を達成する限り、銀の重量パーセントは特に制限されない。しかし、本実施形態において、導電性ペースト全体における銀の成分割合は、約６０〜９０ｗｔ％（重量パーセント）とすることが好ましい。さらに、本実施形態では導電性金属として銀の粉を例証するが、これには限定されず、本発明では他の導電性金属、合金または混合物を使用できる。

本実施形態の導電性ペーストは、ガラスフリット（Ｉ）とガラスフリット（ＩＩ）を含み、ガラスフリット（Ｉ）はさらに酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛を含み、ガラスフリット（ＩＩ）はさらに、酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛を含み、太陽電池の変換効率を向上させる。ガラスフリット（Ｉ）が含む酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛は、これらには限定されないが、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２、ＷＯ３、ＳｉＯ２、およびＺｎＯをそれぞれ含む。ガラスフリット（ＩＩ）が含む酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛は、これらに限定されないが、ＰｂＯ、ＴｅＯ２、およびＺｎＯをそれぞれ含む。当業者は、原子価数の異なる金属酸化物または非金属酸化物を使用してもよいことに留意されたい。導電性ペーストのガラスフリットの成分割合が本発明の目的を達成する限り、ガラスフリットの重量パーセントは特に制限されない。しかし、本実施形態において、導電性ペースト全体におけるガラスフリットの成分割合は、約０．１〜１０ｗｔ％（重量パーセント）とすることが好ましい。さらに、ガラスフリット（Ｉ）の成分パーセントについては、以下の通りとすることが好ましい：酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３など）、３５〜７０ｗｔ％；酸化テルル（ＴｅＯ２など）、０．１〜２５ｗｔ％；酸化タングステン（ＷＯ３など）、１〜２８ｗｔ％；酸化シリコン（ＳｉＯ２など）、１〜２８ｗｔ％；および、酸化亜鉛（ＺｎＯなど）、０．１から２０ｗｔ％。また、ガラスフリット（ＩＩ）の成分パーセントについては、以下の通りとすることが好ましい：酸化鉛（ＰｂＯなど）、１０〜４５ｗｔ％；酸化テルル（ＴｅＯ２など）、５４〜８９ｗｔ％；および、酸化亜鉛（ＺｎＯなど）、０．１〜１０ｗｔ％。

一実施形態において、ガラスフリット（Ｉ）はさらに、Ｓｎ、Ｐ、Ｆ、Ｌｉ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｖ、Ｓｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｓｍ、およびＬＡのうち、少なくとも１つの要素またはその酸化物を含み、その第１ガラスフリット（Ｉ）における重量パーセントは０．１〜３ｗｔ％である。他の実施形態において、ガラスフリット（ＩＩ）は、Ｐ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｂｉ、およびＬｉのうち少なくとも１つの要素またはその酸化物をさらに含んでいてもよく、そのガラスフリット（ＩＩ）における重量パーセントは、０〜１０ｗｔ％である。

一実施形態において、有機溶媒を樹脂と混合して、有機ビヒクルを形成してもよい。有機溶媒は、ＢｕｔｙｌＣａｒｂｉｔｏｌＤＢ、ａｌｐｈａーＴｅｒｐｉｎｅｏｌおよび／またはＴｅｘａｎｏｌなど、２つ以上の溶媒から構成されてよい。樹脂は、エチルセルロースまたはその混合物など、分子量の異なる２種類以上のセルロースで構成されてもよい。全実施形態において、導電性ペースト内の有機ビヒクルの割合が本発明の目的を達成する限り、有機ビヒクルの重量パーセント、製法、組成は特に制限されない。しかし、本実施形態において、導電性ペースト全体における有機ビヒクルの割合は、約１０〜３０ｗｔ％（重量パーセント）とすることが好ましい。

さらに、様々な要件に応じて、本発明の導電性ペーストに添加剤を加えてもよい。添加剤は、例えば、分散剤、均染剤、チキソトロピー剤、安定剤、粘土調整剤および界面活性剤を含む。添加剤の成分割合は、導電性ペースト全体に対し、約０〜５ｗｔ％（重量パーセント）が好ましい。添加剤の主な機能は、導電性ペーストの粘性および湿潤度を調節し、粒子を均等に分散し、焼結後の金属粒子の密集度と伝導性を向上させることである。したがって、さらに高い性能を得るために、２種類以上の添加剤を加えてもよい。

一実施形態において、導電性ペーストは、ＺｒＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ａｇ２Ｏ、Ｅｒ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＭｇＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｅＯ２、ＰｂＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＮｉＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＺｎＦ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３およびこれらの派生物から構成される群から選ばれる１種類以上の添加剤と組み合わされてもよい。

ガラスフリットに関するさらなる実施形態について下記に説明する。ガラスフリット（Ｉ）の様々な成分パーセントを表１に、ガラスフリット（ＩＩ）の様々な成分パーセントを表２に示す。表１のＡ１〜Ａ７は、様々な組成比のＢｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２、ＷＯ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、およびＰｂＯを示す。表２のＢ１〜Ｂ７は、様々な組成比のＰｂＯ、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、およびＢｉ２Ｏ３を示す。

これらの実施形態では、表１のガラスフリット（Ｉ）の（Ａ）の組成、および表２のガラスフリット（ＩＩ）の（Ｂ）の組成がそれぞれ選択され、導電性ペーストを形成するために混合された。実験結果によると、混合したガラスフリット、つまりガラスフリット（Ｉ）とガラスフリット（ＩＩ）の混合物は高い性能を示した。表３の対照１および２によると、太陽電池の変換効率（ＮＣｅｌｌ）は、ガラスフリット（Ｉ）またはガラスフリット（ＩＩ）を単独使用した場合、１４％未満であった。それに対して本発明では、表３の各実施形態における変換効率は、ガラスフリット（Ｉ）とガラスフリット（ＩＩ）の混合物を使用した場合に１８％近い値を示し、約４％の上昇を示した。実験結果によると、表１に示すＡ３の混合物（ガラスフリット（Ｉ））と表２のＢ７の混合物（ガラスフリット（ＩＩ））が最も高い電気性能を示した。表３に示すさらなる実施形態によると、Ａ３とＢ７の組成比は以下の通りである。Ａ３は０〜４％、Ｂ７は０〜４％であり（導電性ペースト内における重量パーセントであり、０％は、他の種類のガラスフリットのみが使用されていることを示す）、たとえば、Ａ３は３．２ｗｔ％であり、Ｂ７は０．８ｗｔ％である。表３は、各実験において９２０℃で焼結した導電性ペーストの性能を示し、対照１はＡ３を単独使用し、対照２はＢ７を単独使用し、実験１〜５は、Ａ３とＢ７の様々な組成割合の混合物を使用した。

さらなる実施形態において、すべてのサブガラスフリットシリーズの効果を確認するため、表３のＮｃｅｌｌの最良の結果を基準に、表１と表２を組み合わせたアドバンステストを行った。つまり、実験４は、ガラスフリット（Ｉ）および（ＩＩ）のパーセンテージ比が３．２：０．８（ｗｔ％）であり、表４では、ガラスフリット（Ｉ）のＡ３を固定パラメータにし、ガラスフリット（ＩＩ）のそれぞれのＢを変数にし、表５では、ガラスフリット（ＩＩ）のＢ７を固定パラメータにし、ガラスフリット（Ｉ）のそれぞれのＡを変数にしている。つまり、Ａ３は表４内では固定され、ＢはＢ１〜Ｂ７において変数であり、それに対し、Ｂ７は表５内で固定され、ＡはＡ１〜Ａ７において変数である。実験データ結果を表４および５に示す。

太陽電池（Ｎｃｅｌｌ）の変換効率が最も重要な指標であり、この指標は、受けた光が使用可能なエネルギーに変換される割合を示す。フィルファクター（ＦＦ：ＦｉｌｌＦａｃｔｏｒ）は、最大電力出力点（ＭＰＰ：ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ）を開放電圧（Ｖｏｃ：ＯｐｅｎーＣｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔａｇｅ）と短絡電流（Ｉｓｃ：ＳｈｏｒｔＣｉｒｃｕｉｔＣｕｒｒｅｎｔ）の和で除算した値である。開放電圧は無限負荷（つまり開いた外部回路）の下での太陽電池の電圧測定値であり、出力電流はゼロである。短絡電流は、太陽電池の非負荷状態（つまり、外部回路が開状態）の下での出力電流であり、出力電圧はゼロである。理想的な条件下で、太陽電池の短絡電流は照明により生成される電流と等しい。開放電圧と短絡電流は、太陽電池の最大電力出力点に関係する。通常、太陽電池の開放電圧および短絡電流が高い程、発電出力は大きくなる。高効率太陽電池にとっては、開放電圧と短絡電流の値が高いことに加えて、フィルファクターの値が出来る限り１に近いことも重要となる。フィルファクターは、開放電圧（Ｖｏｃ）および短絡電流（Ｉｓｃ）の積に対する電力の最大出力の割合を示す。フィルファクターの値が１に近似することは、開放電圧と短絡電流を乗算した理論値に近似する現実的な最大出力電力を意味する。

提案された２つ以上の成分割合の異なるガラスフリットに基づく、太陽電池の正極としての本発明の実施形態における銀の導電性ペーストは、焼結後にオーム接触性能、高いフィルファクター（ＦＦ）および優れた変換効率（Ｅｆｆ％）を有する太陽電池の製造を可能にする。つまり、ガラスフリット（Ｉ）（酸化ビスマス、酸化テルル、酸化タングステン、酸化シリコンおよび酸化亜鉛を含む）とガラスフリット（ＩＩ）（酸化鉛、酸化テルルおよび酸化亜鉛を含む）を含む導電性ペーストは、オーム接触性能、フィルファクター、および変換効率を向上させる。

以下に、導電性ペーストを製造する方法について例を用いて説明する。すべての調整方法、成分構成比、使用法および実験パラメータ（これらを含むが限定されない）は、単に本発明の実施形態を説明することを目的としており、これらは本発明に制限されることはなく、本発明の請求項を制限することがないことに留意されたい。最初に、有機ビヒクルを調製するために、５〜２５グラムのエチルセルロース（ＥＣ）を５〜７５グラムの有機溶媒に溶解する。本実施形態で使用する有機溶媒は、グリコ・エーテルであるが、このような有機溶媒に限定されず、他の実施形態では、アルコール・エーテルやセルロース樹脂の溶媒などの有機溶媒を使用してもよい。本実施形態では、溶媒の沸点は約１２０〜３００℃である。添加剤を有機ビヒクルに加えることができ、これらの添加剤は、分散剤、均染剤、チキソトロピー剤、安定剤、粘土調整剤、界面活性剤などの機能性添加剤である。次に、７０〜９５グラムの市販の銀粉、１０〜３０グラムの有機ビヒクル、１〜１０グラムのガラスフリット（ガラスフリット（Ｉ）および（ＩＩ）を含む）を混合し、３ロール圧延機を使用して均等に混合および分散し、導電性ペーストとしてのペースト混合物を得る。

次に、導電性ペーストを、太陽電池基板の表面にスクリーン印刷し、基板の表面を反射防止用の窒化ケイ素で前処理する。裏面の電極は、ＧＳＭＣＡ１３６アルミニウムペーストというアルミニウムペーストで形成する。スクリーン印刷後の乾燥温度は約１００〜２５０℃、乾燥時間は約５〜３０分とし、印刷材料の重量および導電性ペーストの選択した有機溶媒に応じて変更する。導電性ペーストの表面側および裏面側のスクリーン印刷が完了したら、導電性ペーストを赤外線コンベアベルト焼結炉によって、焼結温度を８５０〜９８０℃に調整して焼結する。焼結後、導電性ペーストは固体電極として基板の表面側および裏面側に形成される。電極が形成されたら、太陽電池テスターを使用して、太陽電池の電気試験を行う。太陽電池の電気的特性は、ＡＭ１．５Ｇの条件の下で測定する。

要約すると、本実施形態では、導電性ペーストの製造方法を提案するが、各成分の含有量および化学組成は前記実施形態の製法を参照されたい。

ここまで、本発明の好適な実施形態について説明した。前述の本発明の好適な実施形態は、本発明を例証するものであって、本発明はそれらに制限されるものではないことを当業者は理解されたい。本発明は、本発明の請求項に記載の本発明の精神と範囲にしたがって、様々な修正や類似の形態を含み、その範囲は、そのような修正や形態を含有するように最も広く解釈されるものとする。

Claims

導電性ペーストであって、
導電性金属と；
酸化ビスマス（３５〜７０ｗｔ％）、酸化テルル（０．１〜２５ｗｔ％）、酸化タングステン（１〜２８ｗｔ％）、酸化シリコン（１〜２８ｗｔ％）および酸化亜鉛（０．１〜２０ｗｔ％）を含むガラスフリット（Ｉ）と；
酸化鉛（１０〜４５ｗｔ％）、酸化テルル（５４〜８９ｗｔ％）および酸化亜鉛（０．１〜１０ｗｔ％）を含むガラスフリット（ＩＩ）と、を含み、
太陽電池の基板上に電極を形成するために使用され太陽電池の変換効率を向上させる導電性ペースト。
請求項１に記載の導電性ペーストであって、前記ガラスフリット（Ｉ）は、Ｓｎ、Ｐ、Ｆ、Ｌｉ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｖ、Ｓｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、ＳｍおよびＬａのうち、少なくとも１つの要素またはその酸化物をさらに含み、そのガラスフリット（Ｉ）における重量パーセントが０．１〜３ｗｔ％であり、前記ガラスフリット（ＩＩ）は、Ｐ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、ＢｉおよびＬｉのうち、少なくとも１つの要素またはその酸化物をさらに含んでもよく、そのガラスフリット（ＩＩ）における重量パーセントが０〜１０である、導電性ペースト。
有機ビヒクルと添加剤をさらに含む請求項１に記載の導電性ペースト。
以下のステップを含む導電性ペーストを製造する方法：
（ａ）ビヒクルを用意するステップ；
（ｂ）導電性金属を用意するステップ；
（ｃ）酸化ビスマス（３５〜７０ｗｔ％）、酸化テルル（０．１〜２５ｗｔ％）、酸化タングステン（１〜２８ｗｔ％）、酸化シリコン（１〜２８ｗｔ％）および酸化亜鉛（０．１〜２０ｗｔ％）を含むガラスフリット（Ｉ）を調製するステップ；
（ｄ）酸化鉛（１０〜４５ｗｔ％）、酸化テルル（５４〜８９ｗｔ％）および酸化亜鉛（０．１〜１０ｗｔ％）を含むガラスフリット（ＩＩ）を調製するステップ；および、
（ｅ）前記ビヒクル、前記導電性金属、前記ガラスフリット（Ｉ）、および前記ガラスフリット（ＩＩ）を混合し、前記導電性ペーストを形成するステップ、
を含む、導電性ペーストを製造する方法。
少なくとも１種類の添加剤を有機ビヒクルである前記ビヒクルに添加するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
前記ガラスフリット（Ｉ）は、Ｓｎ、Ｐ、Ｆ、Ｌｉ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｖ、Ｓｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、ＳｍおよびＬＡのうち、少なくとも１つの要素またはその酸化物をさらに含み、そのガラスフリット（Ｉ）における重量パーセントが０．１〜３ｗｔ％である、請求項４に記載の方法。
前記ガラスフリット（ＩＩ）は、Ｐ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｎｂ、ＢｉおよびＬｉのうち少なくとも１つの要素またはその酸化物をさらに含んでいてもよく、そのガラスフリット（ＩＩ）における重量パーセントは、０〜１０ｗｔ％である、請求項４に記載の方法。