Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7627111B2 - Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7627111B2 - Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell - Google Patents

Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP7627111B2
JP7627111B2 JP2020202279A JP2020202279A JP7627111B2 JP 7627111 B2 JP7627111 B2 JP 7627111B2 JP 2020202279 A JP2020202279 A JP 2020202279A JP 2020202279 A JP2020202279 A JP 2020202279A JP 7627111 B2 JP7627111 B2 JP 7627111B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paste composition
mass
forming
layer
glass powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020202279A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022089683A (en
Inventor
マルワン ダムリン
孝輔 辻
崇志 黒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Priority to JP2020202279A priority Critical patent/JP7627111B2/en
Publication of JP2022089683A publication Critical patent/JP2022089683A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7627111B2 publication Critical patent/JP7627111B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、PERC型太陽電池セルの裏面反射層形成用ペースト組成物に関し、詳細には結晶系PERC型太陽電池セルのシリコン半導体基板と裏面電極層との間に可視光及び赤外光を反射する裏面反射層を形成するための焼成型ペースト組成物に関する。 The present invention relates to a paste composition for forming a back reflector layer of a PERC type solar cell, and more specifically, to a fired paste composition for forming a back reflector layer that reflects visible light and infrared light between the silicon semiconductor substrate and the back electrode layer of a crystalline PERC type solar cell.

結晶系太陽電池セルの変換効率(発電効率)、信頼性等を向上させるために種々の研究が実施されている。その中でもシリコン半導体基板の裏面に窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等からなるパッシベーション膜を備えるPERC(Passivated emitter and rear cell)型太陽電池セルが高変換効率の点で有力と考えられている。 Various research projects are being conducted to improve the conversion efficiency (power generation efficiency) and reliability of crystalline solar cells. Among these, PERC (passivated emitter and rear cell) solar cells, which have a passivation film made of silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide, etc. on the back side of a silicon semiconductor substrate, are considered to be promising in terms of high conversion efficiency.

太陽電池セルにおいて、入射光の裏面反射率を増大させるために、下記の通りさまざまな構造及び反射層が考案されている。 In solar cells, various structures and reflective layers have been devised to increase the rear reflectance of incident light, as shown below.

例えば、特許文献1は太陽電池を開示しており、シリコン単結晶基板の裏面に形成される窒化シリコン膜の厚さを特定範囲に限定することが記載されている。特許文献2は太陽電池の裏面反射層形成用ポリイミド樹脂組成物及びそれを用いた太陽電池の裏面反射層形成方法を開示しており、BSFタイプセルの裏面反射層形成用ポリイミド樹脂組成物として有機溶媒と、該有機溶媒に溶解されたポリイミド樹脂と、該有機溶媒に分散された光反射性粒子(特に白色顔料粒子)とを含む樹脂組成物を用いることが記載されている。また、特許文献3は反射膜形成用組成物及びこの組成物を用いた反射性基板を開示しており、反射膜形成用組成物として白色顔料、ガラス、及び樹脂を含む組成物(焼成型ペースト)であって、ガラスがホウケイ酸亜鉛ガラスを含む組成物を用いることが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a solar cell, and describes limiting the thickness of the silicon nitride film formed on the back surface of a silicon single crystal substrate to a specific range. Patent Document 2 discloses a polyimide resin composition for forming a back surface reflective layer of a solar cell and a method for forming a back surface reflective layer of a solar cell using the same, and describes the use of a resin composition containing an organic solvent, a polyimide resin dissolved in the organic solvent, and light-reflective particles (particularly white pigment particles) dispersed in the organic solvent as a polyimide resin composition for forming a back surface reflective layer of a BSF type cell. Patent Document 3 also discloses a composition for forming a reflective film and a reflective substrate using the composition, and describes the use of a composition (fired paste) containing a white pigment, glass, and resin as a composition for forming a reflective film, in which the glass contains zinc borosilicate glass.

特開2008-172279号公報JP 2008-172279 A 特開2012-69592号公報JP 2012-69592 A 特開2012-140479号公報JP 2012-140479 A

しかしながら、特許文献1及び特許文献3に記載された技術では、赤外光(1000~1200nm)の反射率が低く、十分な変換効率の向上は達成されていない。また、特許文献2に記載された技術では、そもそもBSFタイプセルはパッシベーション膜を備えるPERC型セルに比べて著しく変換効率が劣るものであり、そのままPERC型セルに流用してもパッシベーション膜との十分な密着性が得られず、パッシベーション膜と白色顔料粒子(例えばTiO)又はTiOと電極間で界面凝集剥離を起こすおそれがある。 However, the technologies described in Patent Documents 1 and 3 have low reflectance for infrared light (1000 to 1200 nm) and do not achieve sufficient improvement in conversion efficiency. Also, in the technology described in Patent Document 2, the BSF type cell has a significantly inferior conversion efficiency compared to a PERC type cell equipped with a passivation film, and even if it is used as is in a PERC type cell, sufficient adhesion with the passivation film cannot be obtained, and there is a risk of interfacial coagulation and peeling occurring between the passivation film and the white pigment particles (e.g., TiO 2 ) or between the TiO 2 and the electrode.

よって、本発明は、PERC型太陽電池セルのシリコン半導体基板と裏面電極層との間に可視光だけでなく赤外光(1000~1200nm)も反射でき、且つ隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との密着性にも優れた裏面反射層を形成することができる焼成型ペースト組成物を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a fired paste composition that can form a back reflector layer between the silicon semiconductor substrate and back electrode layer of a PERC solar cell, which can reflect not only visible light but also infrared light (1000 to 1200 nm) and has excellent adhesion to adjacent layers (passivation film and back electrode layer).

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定組成からなる焼成型ペースト組成物を用いて裏面反射層を形成する場合には上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into achieving the above object, the inventors discovered that the above object can be achieved by forming a back reflective layer using a bakeable paste composition having a specific composition, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記のPERC型太陽電池セルの裏面反射層形成用ペースト組成物に関する。
1.PERC型太陽電池セルのシリコン半導体基板と裏面電極層との間に裏面反射層を形成するための焼成型ペースト組成物であって、
平均粒子径が0.5μm以上3.1μm以下の白色顔料と、白色及び/又は無色透明のガラス粉末とを含有し、前記白色顔料と前記ガラス粉末との合計質量が60質量%以上75質量%以下の範囲であり、且つ前記白色顔料と前記ガラス粉末との質量比が95:5~80:20の範囲である、
ことを特徴とする、裏面反射層形成用ペースト組成物。
2.前記白色顔料は、酸化アルミニウム粒子、酸化チタン粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化セレン粒子、酸化亜鉛粒子、硫酸バリウム粒子、硫酸カルシウム粒子、炭酸カルシウム粒子、及び炭酸バリウム粒子からなる群から選択された少なくとも一種である、上記項1に記載の裏面反射層形成用ペースト組成物。
3.前記ガラス粉末は、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、バナジウム(V)、ホウ素(B)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、リン(P)、及び亜鉛(Zn)からなる群から選択された少なくとも一種を含有する、上記項1又は2に記載の裏面反射層形成用ペースト組成物。
That is, the present invention relates to the following paste composition for forming a back reflector layer of a PERC type solar cell.
1. A bakeable paste composition for forming a back reflector layer between a silicon semiconductor substrate and a back electrode layer of a PERC type solar cell, comprising:
The present invention comprises a white pigment having an average particle size of 0.5 μm or more and 3.1 μm or less, and a white and/or colorless transparent glass powder, the total mass of the white pigment and the glass powder being in the range of 60 mass% or more and 75 mass% or less, and the mass ratio of the white pigment to the glass powder being in the range of 95:5 to 80:20.
A paste composition for forming a rear surface reflective layer, comprising:
2. The paste composition for forming a rear reflection layer according to item 1, wherein the white pigment is at least one selected from the group consisting of aluminum oxide particles, titanium oxide particles, magnesium oxide particles, selenium oxide particles, zinc oxide particles, barium sulfate particles, calcium sulfate particles, calcium carbonate particles, and barium carbonate particles.
3. The paste composition for forming a rear reflector according to item 1 or 2, wherein the glass powder contains at least one selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), vanadium (V), boron (B), silicon (Si), tin (Sn), phosphorus (P), and zinc (Zn).

本発明のPERC型太陽電池セルの裏面反射層形成用ペースト組成物によれば、当該ペースト組成物を塗布及び焼成することにより、シリコン半導体基板と裏面電極層との間に可視光だけでなく赤外光(1000~1200nm)も反射でき、且つ隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との密着性にも優れた裏面反射層を形成することができる。 According to the paste composition for forming a back reflector layer of a PERC type solar cell of the present invention, by applying and firing the paste composition, a back reflector layer can be formed between the silicon semiconductor substrate and the back electrode layer, which can reflect not only visible light but also infrared light (1000 to 1200 nm) and has excellent adhesion to adjacent layers (passivation film and back electrode layer).

PERC型太陽電池セルの断面構造を模式的に示す図であり、(A)は裏面反射層を有さない従来品のPERC型太陽電池セルの一例であり、(B)は裏面反射層を有する本発明のPERC型太陽電池セルの一例である。1A and 1B are diagrams showing schematic cross-sectional structures of PERC type solar cells, in which (A) is an example of a conventional PERC type solar cell having no rear reflector layer, and (B) is an example of a PERC type solar cell of the present invention having a rear reflector layer.

以下、本発明のPERC型太陽電池セルの裏面反射層形成用ペースト組成物について詳細に説明する。なお、本明細書において、「~」で示される範囲は、特に説明する場合を除き「以上、以下」を意味する。また、位置関係についてPERC型太陽電池セルの受光面(側)を「おもて面(側)」又は「上面(側)」と称し、受光面とは逆面(側)を「裏面(側)」又は「下面(側)」と称する。 The paste composition for forming a back surface reflective layer of a PERC type solar cell of the present invention will be described in detail below. In this specification, the range indicated by "to" means "above or below" unless otherwise specified. In addition, with regard to the positional relationship, the light receiving surface (side) of a PERC type solar cell will be referred to as the "front surface (side)" or "upper surface (side)", and the surface (side) opposite to the light receiving surface will be referred to as the "rear surface (side)" or "lower surface (side)".

最初に、PERC型太陽電池セルの構造の一例を説明する。 First, we will explain an example of the structure of a PERC solar cell.

1.PERC型太陽電池セル
図1(A)は、PERC型太陽電池セルの一般的な断面構造の模式図である。PERC型太陽電池セルは、シリコン半導体基板1、n型不純物層2、反射防止膜(パッシベーション膜)3、グリッド電極4、裏面電極層5、合金層6、p+層7を構成要素として備えることができる。裏面電極層5と合金層6とを合わせて裏面電極8と称する。
1. PERC Type Solar Cell Fig. 1(A) is a schematic diagram of a typical cross-sectional structure of a PERC type solar cell. A PERC type solar cell may include, as components, a silicon semiconductor substrate 1, an n-type impurity layer 2, an anti-reflective film (passivation film) 3, a grid electrode 4, a back electrode layer 5, an alloy layer 6, and a p+ layer 7. The back electrode layer 5 and the alloy layer 6 are collectively referred to as a back electrode 8.

なお、本発明のPERC型太陽電池セルの一例を示す図1(B)は、図1(A)において、シリコン半導体基板の裏面のパッシベーション膜3と裏面電極層5との間に裏面反射層9が焼成により形成されていることを特徴とする。 In addition, FIG. 1(B), which shows an example of a PERC type solar cell of the present invention, is characterized in that in FIG. 1(A), a rear reflector layer 9 is formed by firing between the passivation film 3 on the rear surface of the silicon semiconductor substrate and the rear electrode layer 5.

これにより、本発明の裏面反射層形成用ペースト組成物により形成された裏面反射層を備える本発明のPERC型太陽電池セルは、入射光のうち可視光だけでなく赤外光(1000~1200nm)も反射でき、従来品よりも高い変換効率を達成することができる。また、本発明のPERC型太陽電池セルは、裏面反射層とその隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との密着性にも優れる。 As a result, the PERC solar cell of the present invention, which is equipped with a back surface reflective layer formed from the paste composition for forming a back surface reflective layer of the present invention, can reflect not only visible light but also infrared light (1000 to 1200 nm) of incident light, achieving a higher conversion efficiency than conventional products. In addition, the PERC solar cell of the present invention also has excellent adhesion between the back surface reflective layer and its adjacent layers (passivation film and back surface electrode layer).

シリコン半導体基板1は特に限定されず、例えば、厚みが180~250μmのp型シリコン基板が用いられる。 The silicon semiconductor substrate 1 is not particularly limited, and for example, a p-type silicon substrate with a thickness of 180 to 250 μm is used.

n型不純物層2は、シリコン半導体基板1の受光面側に設けられる。n型不純物層2の厚みは、例えば、0.3~0.6μmである。 The n-type impurity layer 2 is provided on the light-receiving surface side of the silicon semiconductor substrate 1. The thickness of the n-type impurity layer 2 is, for example, 0.3 to 0.6 μm.

反射防止膜3及びグリッド電極4は、n型不純物層2の表面に設けられる。反射防止膜3は、例えば、窒化シリコン膜で形成されパッシベーション膜とも称される。反射防止膜3は、いわゆるパッシベーション膜として作用することで、シリコン半導体基板1の表面での電子の再結合を抑制でき、結果として、発生したキャリアの再結合率を減らすことを可能にする。これにより、PERC型太陽電池セルの変換効率が高められる。 Anti-reflection film 3 and grid electrode 4 are provided on the surface of n-type impurity layer 2. Anti-reflection film 3 is formed of, for example, a silicon nitride film and is also called a passivation film. Anti-reflection film 3 acts as a so-called passivation film, which can suppress the recombination of electrons on the surface of silicon semiconductor substrate 1, thereby making it possible to reduce the recombination rate of generated carriers. This increases the conversion efficiency of the PERC solar cell.

反射防止膜(パッシベーション膜)3は、シリコン半導体基板1の裏面側、つまり、前記受光面と逆側の面にも設けられる。また、この裏面側の反射防止膜(パッシベーション膜)3を貫通し、かつ、シリコン半導体基板1の裏面の一部を削るように形成されたコンタクト孔(開口部)が、シリコン半導体基板1の裏面側に形成されている。コンタクト孔の形成方法は限定的ではないが、レーザー照射などを用いて開口部を設けるいわゆるLCO(Laser contact opening)の方法が一般的である。 An anti-reflection film (passivation film) 3 is also provided on the back side of the silicon semiconductor substrate 1, that is, on the surface opposite the light receiving surface. In addition, a contact hole (opening) is formed on the back side of the silicon semiconductor substrate 1, penetrating the anti-reflection film (passivation film) 3 on the back side and formed so as to remove a part of the back side of the silicon semiconductor substrate 1. The method of forming the contact hole is not limited, but the so-called LCO (Laser contact opening) method, in which an opening is formed using laser irradiation or the like, is commonly used.

裏面電極層5は、前記コンタクト孔を通じてシリコン半導体基板1に接触するように形成されている。裏面電極層5は、一般にアルミニウム粉末(アルミニウム合金粉末を含んでもよい)などの導電性粉末を含有するペースト組成物によって形成される部材であり、所定のパターン形状に形成される。図1(A)、(B)に示すように、裏面電極層5は、PERC型太陽電池セルの裏面全体を覆うように形成されていてもよいし、コンタクト孔及びその近傍を覆うように形成されていてもよい。裏面電極層5の主成分は一般にアルミニウムであるので、裏面電極層5は一般にアルミニウム電極層である。 The back electrode layer 5 is formed so as to contact the silicon semiconductor substrate 1 through the contact hole. The back electrode layer 5 is generally a member formed from a paste composition containing conductive powder such as aluminum powder (which may include aluminum alloy powder) and is formed into a predetermined pattern shape. As shown in Figures 1(A) and (B), the back electrode layer 5 may be formed so as to cover the entire back surface of the PERC type solar cell, or may be formed so as to cover the contact hole and its vicinity. The main component of the back electrode layer 5 is generally aluminum, so the back electrode layer 5 is generally an aluminum electrode layer.

裏面電極層5は、例えば、アルミニウムペースト組成物を所定のパターン形状に塗布し、焼成することで形成される。塗布方法は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷等の公知の方法が挙げられる。アルミニウムペースト組成物を塗布し、必要に応じて乾燥させた後、例えば、アルミニウムの融点(約660℃)を超える温度にて短時間焼成することで裏面電極層5が形成される。本発明の裏面反射層形成用ペースト組成物を適用する際は、シリコン半導体基板の裏面のパッシベーション膜の裏面に本発明の裏面反射層形成用ペースト組成物を塗布し、次いでコンタクト孔を形成した後、アルミニウムペースト組成物を塗布し、更にこれらを焼成すればよい。 The back electrode layer 5 is formed, for example, by applying an aluminum paste composition in a predetermined pattern shape and firing it. The application method is not particularly limited, and examples include known methods such as screen printing. The aluminum paste composition is applied, dried as necessary, and then fired for a short time at a temperature above the melting point of aluminum (about 660°C) to form the back electrode layer 5. When applying the paste composition for forming a back reflector of the present invention, the paste composition for forming a back reflector of the present invention is applied to the back surface of the passivation film on the back surface of the silicon semiconductor substrate, and then a contact hole is formed, followed by applying an aluminum paste composition and further firing the resulting product.

本発明では、焼成温度はアルミニウムの融点(約660℃)を超える温度であればよいが、750~950℃程度が好ましく、780~900℃程度がより好ましい。焼成時間は所望の裏面反射層9と裏面電極層5とが形成される範囲で焼成温度に応じて適宜設定することができる。 In the present invention, the firing temperature may be any temperature above the melting point of aluminum (approximately 660°C), but is preferably about 750 to 950°C, and more preferably about 780 to 900°C. The firing time can be set appropriately according to the firing temperature within a range in which the desired rear reflector layer 9 and rear electrode layer 5 are formed.

このように焼成すると、アルミニウムペースト組成物に含まれるアルミニウムが、シリコン半導体基板1の内部に拡散する。これにより、裏面電極層5とシリコン半導体基板1との間に、アルミニウム-シリコン(Al-Si)合金層(合金層6)が形成され、これと同時に、アルミニウム原子の拡散によって、不純物層としてのp+層7が形成される。また、焼成により裏面反射層9が形成される。 When fired in this manner, the aluminum contained in the aluminum paste composition diffuses into the silicon semiconductor substrate 1. As a result, an aluminum-silicon (Al-Si) alloy layer (alloy layer 6) is formed between the back electrode layer 5 and the silicon semiconductor substrate 1, and at the same time, a p+ layer 7 is formed as an impurity layer due to the diffusion of aluminum atoms. In addition, a back reflector layer 9 is formed by firing.

p+層7は、電子の再結合を防止し、生成キャリアの収集効率を向上させる効果、いわゆる、BSF(Back Surface Field)効果をもたらすことができる。 The p+ layer 7 can prevent electron recombination and improve the collection efficiency of generated carriers, providing the so-called back surface field (BSF) effect.

2.本発明の裏面反射層形成用ペースト組成物
本発明の裏面反射層形成用ペースト組成物(「本発明のペースト組成物」ともいう)は、PERC型太陽電池セルのシリコン半導体基板と裏面電極層との間に裏面反射層を形成するための焼成型ペースト組成物であって、
平均粒子径が0.5μm以上3.5μm以下の白色顔料と、白色及び/又は無色透明のガラス粉末とを含有し、前記白色顔料と前記ガラス粉末との合計質量が60質量%以上80質量%以下の範囲であり、且つ前記白色顔料と前記ガラス粉末との質量比が98:2~60:40の範囲であることを特徴とする。
2. Paste composition for forming a rear surface reflection layer of the present invention The paste composition for forming a rear surface reflection layer of the present invention (also referred to as the "paste composition of the present invention") is a fired paste composition for forming a rear surface reflection layer between a silicon semiconductor substrate and a rear surface electrode layer of a PERC type solar cell,
The composition is characterized in that it contains a white pigment having an average particle size of 0.5 μm or more and 3.5 μm or less, and a white and/or colorless and transparent glass powder, the total mass of the white pigment and the glass powder is in the range of 60 mass % or more and 80 mass % or less, and the mass ratio of the white pigment to the glass powder is in the range of 98:2 to 60:40.

本発明のペースト組成物によれば、当該ペースト組成物を塗布及び焼成することにより、シリコン半導体基板と裏面電極層との間に可視光だけでなく赤外光(1000~1200nm)も反射でき、且つ隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との密着性にも優れた裏面反射層を形成することができる。 According to the paste composition of the present invention, by applying and baking the paste composition, a back surface reflection layer can be formed between the silicon semiconductor substrate and the back surface electrode layer, which can reflect not only visible light but also infrared light (1000 to 1200 nm) and has excellent adhesion to adjacent layers (passivation film and back surface electrode layer).

本発明のペースト組成物は、構成成分として前記白色顔料と、前記ガラス粉末と、後述する有機ビヒクルとを少なくとも含有する。以下、本発明のペースト組成物の構成成分について説明する。 The paste composition of the present invention contains at least the white pigment, the glass powder, and an organic vehicle described below as its constituent components. The constituent components of the paste composition of the present invention are described below.

(白色顔料)
本発明における白色顔料としては、平均粒子径が0.5μm以上3.5μm以下のものを用いる。平均粒子径が上記範囲であることにより可視光だけでなく赤外光についても高い反射性を発揮することができる。これにより、シリコン半導体基板を透過した入射光を効率的に反射してPERC型太陽電池セルの変換効率を高めることができる。
(White pigment)
The white pigment used in the present invention has an average particle size of 0.5 μm or more and 3.5 μm or less. By having the average particle size in the above range, it is possible to exhibit high reflectivity not only for visible light but also for infrared light. This makes it possible to efficiently reflect incident light transmitted through a silicon semiconductor substrate and increase the conversion efficiency of a PERC type solar cell.

なお、上記平均粒子径は、数平均粒子径を指す。本発明のペースト組成物中の白色顔料(無機粒子)は、凝集が完全にほぐれた1次粒子の状態にあるものと複数個の1次粒子が凝集した2次粒子にあるものが存在する。ここで、ペースト組成物中の無機粒子の粒子径とは、凝集していない1次粒子はその粒子の粒子径であり、1次粒子が凝集したものはその凝集体の粒子径である。ペースト組成物中の無機粒子の平均粒子径を測定する方法としては、SEM(走査型電子顕微鏡)により直接粒子を観察し、粒子径の数平均を計算する方法が挙げられる。 The above average particle size refers to the number average particle size. The white pigment (inorganic particles) in the paste composition of the present invention exists in the form of primary particles in which the aggregates are completely loosened, and in the form of secondary particles in which multiple primary particles are aggregated. Here, the particle size of the inorganic particles in the paste composition refers to the particle size of the primary particles that are not aggregated, and the particle size of the aggregates of the primary particles. One method for measuring the average particle size of the inorganic particles in the paste composition is to directly observe the particles with a SEM (scanning electron microscope) and calculate the number average particle size.

白色顔料としては、具体的に酸化アルミニウム粒子、酸化チタン粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化セレン粒子、酸化亜鉛粒子、硫酸バリウム粒子、硫酸カルシウム粒子、炭酸カルシウム粒子、及び炭酸バリウム粒子からなる群から選択された少なくとも一種が挙げられる。これらの中でも、屈折率などの光学特性、熱膨張率、耐環境性等の点からは酸化アルミニウム及び酸化チタン(特に二酸化チタン)の少なくとも一種が好ましい。なお、白色顔料は無機粒子であるが、当業者の認識上も明らかな通り、白色顔料と後述するガラス粉末とは成分的にも概念的にも区別されている。 Specific examples of the white pigment include at least one selected from the group consisting of aluminum oxide particles, titanium oxide particles, magnesium oxide particles, selenium oxide particles, zinc oxide particles, barium sulfate particles, calcium sulfate particles, calcium carbonate particles, and barium carbonate particles. Among these, at least one of aluminum oxide and titanium oxide (particularly titanium dioxide) is preferred in terms of optical properties such as refractive index, thermal expansion coefficient, and environmental resistance. Note that although white pigments are inorganic particles, as will be clear to those skilled in the art, they are distinguished from glass powder, which will be described later, both in terms of components and concepts.

白色顔料の形状は特に限定されず、球状、楕円状、鱗片状、不定形状等の中から適宜に使用することができる。 The shape of the white pigment is not particularly limited, and any suitable shape such as spherical, elliptical, scaly, or irregular can be used.

(ガラス粉末)
本発明におけるガラス粉末は、白色及び/又は無色透明のガラス粉末である。本発明のペースト組成物において、ガラス粉末は白色顔料どうしやシリコン半導体基板と白色顔料、更には白色顔料と裏面電極層との密着性を付与する。
(Glass powder)
The glass powder in the present invention is white and/or colorless and transparent glass powder. In the paste composition of the present invention, the glass powder imparts adhesion between the white pigments, between the silicon semiconductor substrate and the white pigment, and further between the white pigment and the back electrode layer.

上記ガラス粉末は、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、バナジウム(V)、ホウ素(B)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、リン(P)、及び亜鉛(Zn)からなる群から選択された少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、鉛を含むガラス粉末、又はビスマス系、バナジウム系、スズ-リン系、ホウケイ酸亜鉛系、アルカリホウケイ酸系等の無鉛のガラス粉末を用いることができる。特に人体への影響を考慮すると、無鉛のガラス粉末を用いることが望ましい。 The glass powder preferably contains at least one selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), vanadium (V), boron (B), silicon (Si), tin (Sn), phosphorus (P), and zinc (Zn). Specifically, glass powder containing lead, or lead-free glass powder such as bismuth-based, vanadium-based, tin-phosphorus-based, zinc borosilicate-based, and alkali borosilicate-based glass powder can be used. In particular, considering the effects on the human body, it is desirable to use lead-free glass powder.

上記ガラス粉末の軟化点は650℃以下であることが好ましい。また、ガラス粉末を構成するガラス粒子の体積平均粒子径D50は、1~3μmであることが好ましい。 The softening point of the glass powder is preferably 650°C or lower. The volume average particle diameter D50 of the glass particles constituting the glass powder is preferably 1 to 3 μm.

本発明のペースト組成物では、前記白色顔料と前記ガラス粉末との質量比は98:2~60:40の範囲であり、その中でも95:5~80:20の範囲が好ましい。かかる範囲であることにより、可視光及び赤外光の反射率を高く確保しながら裏面反射層と隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との優れた密着性が得られる。 In the paste composition of the present invention, the mass ratio of the white pigment to the glass powder is in the range of 98:2 to 60:40, and preferably in the range of 95:5 to 80:20. This range ensures high reflectance for visible light and infrared light while providing excellent adhesion between the rear reflective layer and adjacent layers (passivation film and rear electrode layer).

(有機ビヒクル)
本発明のペースト組成物は、バインダーとして有機ビヒクルを更に含有する。有機ビヒクルとしては、溶剤に各種添加剤及び/又は樹脂を溶解した材料を使用できる。又は溶剤を含まず、樹脂そのものを有機ビヒクルとして使用してもよい。
(Organic Vehicle)
The paste composition of the present invention further contains an organic vehicle as a binder. As the organic vehicle, a material in which various additives and/or resins are dissolved in a solvent can be used. Alternatively, the organic vehicle may be a resin itself without containing a solvent.

上記溶剤としては、公知の種類が使用可能であり、具体的には、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、及びジプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。 Any known type of solvent can be used, specifically at least one selected from the group consisting of diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and dipropylene glycol monomethyl ether.

各種添加剤としては、例えば酸化防止剤、腐食抑制剤、消泡剤、増粘剤、タックファイヤー、カップリング剤、静電付与剤、重合禁止剤、チキソトロピー剤、沈降防止剤等の一種以上が挙げられる。具体的には、ポリエチレングリコールエステル化合物、ポリエチレングリコールエーテル化合物、ポリオキシエチレンソルビタンエステル化合物、ソルビタンアルキルエステル化合物、脂肪族多価カルボン酸化合物、燐酸エステル化合物、ポリエステル酸のアマイドアミン塩、酸化ポリエチレン系化合物、脂肪酸アマイドワックス等を使用することができる。 Examples of various additives include one or more of antioxidants, corrosion inhibitors, defoamers, thickeners, tackifiers, coupling agents, electrostatic agents, polymerization inhibitors, thixotropic agents, and anti-settling agents. Specific examples that can be used include polyethylene glycol ester compounds, polyethylene glycol ether compounds, polyoxyethylene sorbitan ester compounds, sorbitan alkyl ester compounds, aliphatic polycarboxylic acid compounds, phosphate ester compounds, amide amine salts of polyester acids, oxidized polyethylene compounds, and fatty acid amide waxes.

上記樹脂としては公知の種類が使用可能であり、例えばエチルセルロース、ニトロセルロース、ポリビニールブチラール、フェノール樹脂、メラニン樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、イソシアネート化合物、シアネート化合物等の熱硬化性樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ4フッ化エチレン、シリコン樹脂等から選択される一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 As the resin, known types can be used, for example, thermosetting resins such as ethyl cellulose, nitrocellulose, polyvinyl butyral, phenolic resin, melamine resin, urea resin, xylene resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, acrylic resin, polyimide resin, furan resin, urethane resin, isocyanate compound, cyanate compound, etc.; polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyimide, polyether sulfone, polyarylate, polyether ether ketone, polytetrafluoroethylene, silicone resin, etc., can be used alone or in combination of two or more types.

有機ビヒクルに含まれる樹脂、溶剤、各種添加剤の割合は任意に調整することができ、例えば、公知の有機ビヒクルと同様の成分比とすることができる。 The ratio of resin, solvent, and various additives contained in the organic vehicle can be adjusted as desired, and can be, for example, the same component ratio as known organic vehicles.

本発明のペースト組成物は、前記白色顔料と前記ガラス粉末との合計質量が60質量%以上80質量%以下の範囲であり、75質量%以上80質量%以下の範囲が好ましい。かかる範囲内であることにより、可視光及び赤外光の反射率を高く確保しながら裏面反射層と隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との優れた密着性が得られる。 In the paste composition of the present invention, the total mass of the white pigment and the glass powder is in the range of 60% by mass to 80% by mass, and preferably in the range of 75% by mass to 80% by mass. By being in this range, excellent adhesion between the back surface reflective layer and adjacent layers (passivation film and back surface electrode layer) can be obtained while ensuring high reflectance of visible light and infrared light.

以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。なお、実施例1、2、5及び6はいずれも参考例である。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples. Examples 1, 2, 5, and 6 are all reference examples.

実施例1
代表的な白色顔料である平均粒子径0.5μmの球状酸化アルミニウム粉末36質量部と、B-Bi-SrO-BaO-Sb=40/40/10/5/5(mol%)で示される白色ホウ酸系ガラス粉末24質量部と、エチルセルロースをブチルジグリコールに溶解した樹脂溶液40質量部とを既知の分散装置(ディスパー)を用いて混合することにより裏面反射層形成用ペースト組成物を調製した。
Example 1
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared by mixing 36 parts by mass of spherical aluminum oxide powder having an average particle size of 0.5 μm, which is a typical white pigment, 24 parts by mass of white boric acid-based glass powder having the formula B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -SrO-BaO-Sb 2 O 3 = 40/40/10/5/5 (mol %), and 40 parts by mass of a resin solution in which ethyl cellulose was dissolved in butyl diglycol using a known dispersing device (disper).

評価用のPERC型太陽電池セルを以下の手順で作製した。まず、図1に示すような、上面パッシベーション膜と裏面パッシベーション膜(窒化ケイ素膜)とを備える、厚みが180μmのパッシベーション膜付きのシリコン半導体基板を準備した。シリコン半導体基板は抵抗値3Ω・cmであり、公知の裏面パッシベーション型単結晶である。 A PERC type solar cell for evaluation was fabricated using the following procedure. First, a silicon semiconductor substrate with a 180 μm thick passivation film was prepared, as shown in Figure 1, which had a top passivation film and a back passivation film (silicon nitride film). The silicon semiconductor substrate had a resistance of 3 Ω cm and was a known back passivation type single crystal.

次に、シリコン半導体基板の裏面に、スクリーン印刷機により0.5~0.6g/セルとなるように裏面反射層形成用ペースト組成物を全面印刷し100℃で10分乾燥した。 Next, the back surface of the silicon semiconductor substrate was completely printed with the paste composition for forming the back surface reflection layer using a screen printer at 0.5 to 0.6 g/cell, and then dried at 100°C for 10 minutes.

次に、レーザー発振器として波長が532nmのYAGレーザーを用いて、幅50μm、深さがシリコン半導体基板に対して1μmのコンタクト孔を乾燥後の裏面反射層形成用ペースト組成物の塗膜を貫通してシリコン半導体基板の裏面に形成した。 Next, a YAG laser with a wavelength of 532 nm was used as a laser oscillator to form a contact hole with a width of 50 μm and a depth of 1 μm relative to the silicon semiconductor substrate on the back surface of the silicon semiconductor substrate by penetrating the coating of the paste composition for forming a back surface reflection layer after drying.

次に、裏面全体(コンタクト孔が形成されている側の面)を覆うように、公知のアルミニウムペーストを、スクリーン印刷機により1.0~1.1g/セルとなるように印刷し、乾燥した。次いで受光面に公知の技術で作製したAgペーストを印刷した。 Next, a known aluminum paste was printed using a screen printer at 1.0 to 1.1 g/cell to cover the entire back surface (the surface on which the contact holes are formed), and then dried. Next, an Ag paste made using known technology was printed on the light-receiving surface.

次いで、800℃に設定した赤外ベルト炉を用いて焼成した。この焼成により、裏面電極層を形成し、また、焼成の際にアルミニウムがシリコン半導体基板の内部に拡散することにより、裏面電極層とシリコン半導体基板との間にAl-Si合金層が形成されると同時にアルミニウム原子の拡散による不純物層としてp+層(BSF層)が形成された。これにより、評価用のPERC型太陽電池セルを作製した。 Then, the substrate was sintered in an infrared belt furnace set at 800°C. This sintering formed a back electrode layer, and aluminum diffused into the silicon semiconductor substrate during sintering, forming an Al-Si alloy layer between the back electrode layer and the silicon semiconductor substrate, while at the same time forming a p+ layer (BSF layer) as an impurity layer due to the diffusion of aluminum atoms. This resulted in the creation of a PERC-type solar cell for evaluation.

得られた太陽電池セルの評価においては、Jscが37.95mA/cm以上であるものは裏面反射層による可視光及び赤外光の反射率向上が得られており、積分球分光光度計を用いて波長1000~1200nmの赤外光を受光面側から入射させて反射率を測定した結果は50%以上であった。 In the evaluation of the obtained solar cell, those with a Jsc of 37.95 mA/ cm2 or more had improved reflectance of visible light and infrared light due to the rear reflective layer, and the reflectance was measured by illuminating infrared light with a wavelength of 1000 to 1200 nm from the light receiving surface side using an integrating sphere spectrophotometer, and the result was 50% or more.

密着性の評価については、シリコン半導体基板に形成された裏面電極層の表面にメンディングテープ(12mm幅、3M社製)を長さ3cm程度貼り付けた後、シリコン半導体基板に対し45度の角度で勢いよくテープを剥がし、アルミニウムが付着した部分の合計面積と、貼り付けた元のメンディングテープ面積の割合を、二値化処理可能な解析ソフトを用いて算出することで評価を行った。密着性の評価は、全て同一人物が同一の姿勢、角度、力、及び一定の速度で行った。メンディングテープにアルミニウムの付着が全くないものをA(良好)、少しでも付着していたものをB(不良)と評価した。 To evaluate adhesion, mending tape (12 mm wide, manufactured by 3M) was applied to the surface of the back electrode layer formed on the silicon semiconductor substrate, with a length of approximately 3 cm, and then the tape was forcefully peeled off at a 45 degree angle to the silicon semiconductor substrate. The ratio of the total area of the part with aluminum attached to the area of the original mending tape was calculated using analysis software capable of binary processing. All adhesion evaluations were performed by the same person with the same posture, angle, force, and constant speed. Mending tape with no aluminum attached at all was rated A (good), and mending tape with even a small amount of aluminum attached was rated B (bad).

総合評価については、Jscが37.95mA/cm以上(すなわち、裏面反射層による可視光及び赤外光の反射率向上が得られている)及び密着性の評価がA(良好)を満たすものをA(良好)と評価し、いずれかを満たさないものはB(不良)と評価した。 For the overall evaluation, a sample that satisfied both the Jsc of 37.95 mA/cm2 or more (i.e., the reflectance of visible light and infrared light was improved by the rear reflective layer) and the adhesion evaluation of A (good) was evaluated as A (good), and a sample that did not satisfy either of the criteria was evaluated as B (bad).

各実施例の詳細を表1に示す。 Details of each example are shown in Table 1.

実施例2
平均粒子径0.8μmの球状酸化アルミニウム粉末42質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末18質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 2
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 42 parts by mass of spherical aluminum oxide powder having an average particle size of 0.8 μm and 18 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

実施例3
平均粒子径1.0μmの棒状酸化アルミニウム粉末48質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末12質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 3
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 48 parts by mass of rod-shaped aluminum oxide powder having an average particle size of 1.0 μm and 12 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

実施例4
平均粒子径2.0μmの球状酸化アルミニウム粉末48質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末12質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 4
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 48 parts by mass of spherical aluminum oxide powder having an average particle size of 2.0 μm and 12 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

実施例5
平均粒子径0.5μmの球状二酸化チタン粉末42質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末28質量部と、樹脂溶液30質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 5
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 42 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 0.5 μm, 28 parts by mass of white boric acid-based glass powder, and 30 parts by mass of the resin solution were used.

実施例6
平均粒子径1.0μmの球状二酸化チタン粉末49質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末21質量部を用いた以外は実施例5と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 6
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5, except that 49 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 1.0 μm and 21 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

実施例7
平均粒子径2.2μmの球状二酸化チタン粉末56質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末14質量部を用いた以外は実施例5と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 7
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5, except that 56 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 2.2 μm and 14 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

実施例8
平均粒子径3.1μmの球状二酸化チタン粉末56質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末14質量部を用いた以外は実施例5と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Example 8
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5, except that 56 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 3.1 μm and 14 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

比較例1
平均粒子径0.02μmの球状二酸化チタン粉末36質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末24質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 1
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 36 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 0.02 μm and 24 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

各比較例の詳細を表2に示す。 Details of each comparative example are shown in Table 2.

比較例2
平均粒子径0.3μmの球状二酸化チタン粉末36質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末24質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 2
A paste composition for forming a rear reflector layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 36 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 0.3 μm and 24 parts by mass of white boric acid-based glass powder were used.

比較例3
平均粒子径0.5μmの球状二酸化チタン粉末35質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末24質量部と、樹脂溶液41質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 3
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 35 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 0.5 μm, 24 parts by mass of white boric acid-based glass powder, and 41 parts by mass of the resin solution were used.

比較例4
平均粒子径0.5μmの球状二酸化チタン粉末33質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末22質量部と、樹脂溶液45質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 4
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 33 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 0.5 μm, 22 parts by mass of white boric acid-based glass powder, and 45 parts by mass of the resin solution were used.

比較例5
平均粒子径1.0μmの球状二酸化チタン粉末30質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末30質量部と、樹脂溶液50質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 5
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 30 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 1.0 μm, 30 parts by mass of white boric acid-based glass powder, and 50 parts by mass of the resin solution were used.

比較例6
平均粒子径1.0μmの球状二酸化チタン粉末59質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末1質量部と、樹脂溶液40質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 6
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 59 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 1.0 μm, 1 part by mass of white boric acid-based glass powder, and 40 parts by mass of the resin solution were used.

比較例7
平均粒子径3.6μmの球状二酸化チタン粉末56質量部と、白色ホウ酸系ガラス粉末14質量部と、樹脂溶液30質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 7
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 56 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 3.6 μm, 14 parts by mass of white boric acid-based glass powder, and 30 parts by mass of the resin solution were used.

比較例8
平均粒子径1.0μmの球状二酸化チタン粉末48質量部と、黒色バナジウムガラス粉末12質量部と、樹脂溶液40質量部を用いた以外は実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、評価を行った。
Comparative Example 8
A paste composition for forming a rear surface reflection layer was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 48 parts by mass of spherical titanium dioxide powder having an average particle size of 1.0 μm, 12 parts by mass of black vanadium glass powder, and 40 parts by mass of the resin solution were used.

比較例9
裏面反射層を形成しなかった以外は実施例1と同様にして評価を行った。
Comparative Example 9
The evaluation was carried out in the same manner as in Example 1, except that the back reflective layer was not formed.

比較例10
特許文献2に記載された技術と同様に、評価用基板としてパッシベーション膜を含まないBSFタイプのシリコン単結晶基板の裏面に公知のアルミニウムペーストを印刷し、シリコン単結晶基板の上面に公知の銀ペーストを印刷し、焼成した後、裏面のアルミニウム焼結層及びAl-Si合金層を塩酸エッチングにより除去してBSF層が剥き出しに形成された太陽電池シリコン基板を用意した。
Comparative Example 10
Similar to the technology described in Patent Document 2, a known aluminum paste was printed on the back surface of a BSF-type silicon single crystal substrate not including a passivation film as an evaluation substrate, a known silver paste was printed on the top surface of the silicon single crystal substrate, and the substrate was fired. After that, the aluminum sintered layer and the Al-Si alloy layer on the back surface were removed by hydrochloric acid etching to prepare a solar cell silicon substrate with an exposed BSF layer.

平均粒子径0.3μmの球状二酸化チタン粉末40質量部と、28%ポリイミド樹脂溶液357質量部とを用いて、実施例1と同様にして裏面反射層形成用ペースト組成物を調製し、上記太陽電池シリコン基板の裏面に所定パターンにて塗付、250℃で30分乾燥し、最後にアルミニウム蒸着により裏面電極を形成し、評価を行った。 A paste composition for forming a rear reflector was prepared in the same manner as in Example 1 using 40 parts by weight of spherical titanium dioxide powder with an average particle size of 0.3 μm and 357 parts by weight of a 28% polyimide resin solution. The paste composition was applied in a predetermined pattern to the rear surface of the solar cell silicon substrate, dried at 250°C for 30 minutes, and finally a rear electrode was formed by aluminum deposition, and evaluated.

比較例11
比較例10で作製した裏面反射層形成用ペースト組成物を実施例1の評価用のPERC型太陽電池セルに適用し、評価を行った。
Comparative Example 11
The paste composition for forming a rear reflector prepared in Comparative Example 10 was applied to the PERC type solar cell for evaluation in Example 1, and an evaluation was performed.

Figure 0007627111000001
Figure 0007627111000001

Figure 0007627111000002
Figure 0007627111000002

表1に示す通り、本発明の裏面反射層形成用ペースト組成物を用いてPERC型太陽電池セルのシリコン半導体基板と裏面電極層との間に裏面反射層を形成することにより、可視光だけでなく1000~1200nmの赤外光においても高い反射率が得られ、且つ隣接層(パッシベーション膜及び裏面電極層)との密着性が良好であることが分かる。 As shown in Table 1, by forming a back reflective layer between the silicon semiconductor substrate and the back electrode layer of a PERC solar cell using the paste composition for forming a back reflective layer of the present invention, it is possible to obtain high reflectance not only for visible light but also for infrared light of 1000 to 1200 nm, and it is also found that adhesion with adjacent layers (passivation film and back electrode layer) is good.

1.シリコン半導体基板
2.n型不純物層
3.反射防止膜(パッシベーション膜)
4.グリッド電極
5.裏面電極層
6.合金層
7.p+層
8.裏面電極
9.裏面反射層
1. Silicon semiconductor substrate 2. n-type impurity layer 3. Anti-reflection film (passivation film)
4. Grid electrode 5. Rear electrode layer 6. Alloy layer 7. p+ layer 8. Rear electrode 9. Rear reflector layer

Claims (3)

PERC型太陽電池セルのシリコン半導体基板と裏面電極層との間に裏面反射層を形成するための焼成型ペースト組成物であって、
平均粒子径が0.5μm以上3.1μm以下の白色顔料と、白色及び/又は無色透明のガラス粉末とを含有し、前記白色顔料と前記ガラス粉末との合計質量が60質量%以上75質量%以下の範囲であり、且つ前記白色顔料と前記ガラス粉末との質量比が95:5~80:20の範囲である、
ことを特徴とする、裏面反射層形成用ペースト組成物。
A fired paste composition for forming a back reflector layer between a silicon semiconductor substrate and a back electrode layer of a PERC type solar cell, comprising:
The present invention comprises a white pigment having an average particle size of 0.5 μm or more and 3.1 μm or less, and a white and/or colorless transparent glass powder, the total mass of the white pigment and the glass powder being in the range of 60 mass% or more and 75 mass% or less, and the mass ratio of the white pigment to the glass powder being in the range of 95:5 to 80:20.
A paste composition for forming a rear surface reflective layer, comprising:
前記白色顔料は、酸化アルミニウム粒子、酸化チタン粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化セレン粒子、酸化亜鉛粒子、硫酸バリウム粒子、硫酸カルシウム粒子、炭酸カルシウム粒子、及び炭酸バリウム粒子からなる群から選択された少なくとも一種である、請求項1に記載の裏面反射層形成用ペースト組成物。 The paste composition for forming a rear reflector layer according to claim 1, wherein the white pigment is at least one selected from the group consisting of aluminum oxide particles, titanium oxide particles, magnesium oxide particles, selenium oxide particles, zinc oxide particles, barium sulfate particles, calcium sulfate particles, calcium carbonate particles, and barium carbonate particles. 前記ガラス粉末は、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、バナジウム(V)、ホウ素(B)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、リン(P)、及び亜鉛(Zn)からなる群から選択された少なくとも一種を含有する、請求項1又は2に記載の裏面反射層形成用ペースト組成物。 The paste composition for forming a rear reflector layer according to claim 1 or 2, wherein the glass powder contains at least one selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), vanadium (V), boron (B), silicon (Si), tin (Sn), phosphorus (P), and zinc (Zn).
JP2020202279A 2020-12-04 2020-12-04 Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell Active JP7627111B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020202279A JP7627111B2 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020202279A JP7627111B2 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022089683A JP2022089683A (en) 2022-06-16
JP7627111B2 true JP7627111B2 (en) 2025-02-05

Family

ID=81989345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020202279A Active JP7627111B2 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7627111B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001031446A (en) 1999-07-22 2001-02-06 Okuno Chem Ind Co Ltd Low melting point glass composition
JP2008189532A (en) 2007-02-06 2008-08-21 Noritake Co Ltd Acid-resistant lead-free glass composition and glass paste
JP2012101955A (en) 2010-11-08 2012-05-31 Okuno Chemical Industries Co Ltd White ceramic color composition
JP2012140479A (en) 2010-12-28 2012-07-26 Mitsuboshi Belting Ltd Composition for forming reflective coat and reflective substrate using the composition
JP2013004905A (en) 2011-06-21 2013-01-07 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor light-emitting device package and semiconductor light-emitting device
WO2019230469A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 京セラ株式会社 Solar battery element
CN211654848U (en) 2020-04-09 2020-10-09 浙江爱旭太阳能科技有限公司 A back film structure to improve the conversion efficiency of single-sided PERC cells
DE102019114498A1 (en) 2019-05-29 2020-12-03 Hanwha Q Cells Gmbh Wafer solar cell, solar module and method for manufacturing the wafer solar cell

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001031446A (en) 1999-07-22 2001-02-06 Okuno Chem Ind Co Ltd Low melting point glass composition
JP2008189532A (en) 2007-02-06 2008-08-21 Noritake Co Ltd Acid-resistant lead-free glass composition and glass paste
JP2012101955A (en) 2010-11-08 2012-05-31 Okuno Chemical Industries Co Ltd White ceramic color composition
JP2012140479A (en) 2010-12-28 2012-07-26 Mitsuboshi Belting Ltd Composition for forming reflective coat and reflective substrate using the composition
JP2013004905A (en) 2011-06-21 2013-01-07 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor light-emitting device package and semiconductor light-emitting device
WO2019230469A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 京セラ株式会社 Solar battery element
DE102019114498A1 (en) 2019-05-29 2020-12-03 Hanwha Q Cells Gmbh Wafer solar cell, solar module and method for manufacturing the wafer solar cell
CN211654848U (en) 2020-04-09 2020-10-09 浙江爱旭太阳能科技有限公司 A back film structure to improve the conversion efficiency of single-sided PERC cells

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022089683A (en) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2418656B1 (en) Aluminium paste and solar cell using the same
TWI589013B (en) Glass containing tungsten and lead in solar cell paste
WO2016178386A1 (en) Aluminum paste composition for perc solar cell
WO2021257354A1 (en) Vanadium-containing electrodes and interconnects to transparent conductors
JP6478543B2 (en) Solar cell made from high resistance wafer and paste containing Ag metal oxide additive
KR102540524B1 (en) Laser stop layer for foil-based metallization of solar cells
KR102485772B1 (en) Paste composition for solar cells
TWI622999B (en) Glass containing molybdenum and lead in solar cell paste
JP7039491B2 (en) Paste composition for solar cells
KR101859017B1 (en) Method of forming electrode, electrode manufactured therefrom and solar cell
KR20180132121A (en) Halide-containing glasses in metallized pastes for silicon solar cells
KR101853417B1 (en) Conductive paste composition for electrode of solar cell and solar cell comprising electrode manufactured using the same
JP6896506B2 (en) Paste composition for solar cells
JP7013458B2 (en) Paste composition for solar cells
JP7627111B2 (en) Paste composition for forming rear reflector layer of PERC type solar cell
TWI684289B (en) Solar cell
KR20200043199A (en) Composition for forming electrode for solar cell including nanotextured substrate, electrode prepared using the same and solar cell comprising electrode prepared using the same
TW201926360A (en) Solar battery
CN112204676B (en) Conductive paste and solar cell
JP4903531B2 (en) Solar cell element
KR20150031933A (en) Aluminium paste composition and solar cell device using the same
JP2017162943A (en) Method for forming electrode of solar cell
WO2020100792A1 (en) Paste composition
KR20190066157A (en) Solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240521

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240521

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7627111

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150