(57)【要約】【課題】電荷の損失を減らして、太陽電池の効率を改善できる導電性ペーストを提供する。【解決手段】導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクルを含む導電性ペーストである。【選択図】図２
2011103301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粉末、金属ガラス（ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｇｌａｓｓ）、及び有機ビヒクルを含むことを特徴とする、導電性ペースト。
【請求項２】
前記金属ガラスは、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タンタル（Ｔａ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、エルビウム（Ｅｒ）、クロム（Ｃｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金である、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記金属ガラスは、銅（Ｃｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金である、請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は、前記半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記導電性粉末と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い、請求項４に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記半導体物質と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い、請求項４または５に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記金属ガラスは、前記導電性粉末の焼結温度で固体、過冷却液体（ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ）、または液体として存在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記導電性粉末は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
前記導電性粉末、前記金属ガラス、及び前記有機ビヒクルの含量は、前記導電性ペーストの総量に対してそれぞれ５０〜９０質量％、１〜２０質量％、及び残部である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１０】
ガラスフリットをさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記導電性粉末、前記金属ガラス、前記ガラスフリット、及び前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ５０〜９０質量％、１〜２０質量％、１〜１０質量％、及び残量で含まれる、請求項１０に記載の導電性ペースト。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の導電性ペーストを用いて形成された電極を含む電子素子。
【請求項１３】
半導体物質を含む半導体層と、
前記半導体層に電気的に接続され、導電性物質を含む電極と、
前記半導体層及び前記電極と接触し、金属ガラスを含むバッファ層と、
を含む太陽電池。
【請求項１４】
前記バッファ層は前記半導体層と前記電極との間に位置する、請求項１３に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記金属ガラスのガラス転移温度は、前記半導体物質と前記導電性物質との共融温度より低い、請求項１３または１４に記載の太陽電池。
【請求項１６】
前記導電性物質と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性物質との共融温度より低い、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１７】
前記半導体物質と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性物質との共融温度より低い、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１８】
前記バッファ層はガラスフリットをさらに含む、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１９】
前記半導体物質はシリコンを含む、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記電極と前記バッファ層との間に位置し、前記導電性物質と前記金属ガラスとが共融してなる第１共融層をさらに含む、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項２１】
前記半導体層と前記バッファ層との間に位置し、前記半導体物質と前記金属ガラスとが共融してなる第２共融層をさらに含む、請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項２２】
前記第２共融層はガラスフリットが共に共融している、請求項２１に記載の太陽電池。
【請求項２３】
前記金属ガラスは、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タンタル（Ｔａ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、エルビウム（Ｅｒ）、クロム（Ｃｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金である、請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項２４】
前記導電性物質は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項２５】
前記半導体層は、ｐ型不純物がドーピングされたｐ型層及びｎ型不純物がドーピングされたｎ型層を含み、
前記電極は、前記ｐ型層に電気的に接続された第１電極及び前記ｎ型層に電気的に接続された第２電極を含み、
前記バッファ層は、前記ｐ型層と前記第１電極との間及び前記ｎ型層と前記第２電極との間のうちの少なくとも一つに位置する、請求項１３〜２４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペースト及びこれを用いた太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子であって、無限、無公害の次世代エネルギー資源として脚光を浴びている。
【０００３】
太陽電池は、ｐ型半導体及びｎ型半導体を含み、光活性層で太陽光エネルギーを吸収すると、半導体の内部で電子−正孔対（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｈｏｌｅ  ｐａｉｒ、ＥＨＰ）が生成され、ここで生成された電子及び正孔がｎ型半導体及びｐ型半導体にそれぞれ移動し、これらが電極に収集されることによって、外部で電気エネルギーとして利用できる。
【０００４】
太陽電池は、太陽光エネルギーからできるだけ多くの電気エネルギーを出力できるように効率を上げることが重要である。このような太陽電池の効率を上げるためには、半導体の内部でできるだけ多くの電子−正孔対を生成することも重要であるが、生成された電荷を損失せずに外部に引き出すことも重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池の電極は、導電性ペーストを使用したスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法により形成することができる。
【０００６】
そこで本発明は、電荷の損失を減らして、太陽電池の効率を改善できる導電性ペーストを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、前記導電性ペーストを使用した太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、導電性粉末、金属ガラス（ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｇｌａｓｓ）、及び有機ビヒクルを含むことを特徴とする、導電性ペーストである。
【０００９】
前記金属ガラスは、例えば、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タンタル（Ｔａ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、エルビウム（Ｅｒ）、クロム（Ｃｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、及びこれらの組み合わせから選択した少なくとも１種を含む合金でありうる。
【００１０】
好ましくは、前記金属ガラスは、銅（Ｃｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金である。
【００１１】
好ましくは、前記金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は、シリコンなどの半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い。
【００１２】
好ましくは、前記導電性粉末と前記金属ガラスとの共融温度は、シリコンなどの半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い。
【００１３】
好ましくは、半導体物質と前記金属ガラスとの共融温度は、半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い。
【００１４】
好ましくは、前記金属ガラスは、前記導電性粉末の焼結温度で固体、過冷却液体（ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ）、または液体として存在する。
【００１５】
好ましくは、前記導電性粉末は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはこれらの組み合わせを含む。
【００１６】
前記導電性粉末、前記金属ガラス、及び前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約５０〜９０質量％、約１〜２０質量％、及び残量で含まれうる。
【００１７】
前記導電性ペーストは、ガラスフリットをさらに含むことができる。
【００１８】
前記導電性粉末、前記金属ガラス、前記ガラスフリット、及び前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約５０〜９０質量％、約１〜２０質量％、約１〜１０質量％、及び残量で含まれることができる。
【００１９】
本発明はまた、半導体物質を含む半導体層と、前記半導体層に電気的に接続され、導電性物質を含む電極と、前記半導体層及び前記電極と接触し、金属ガラスを含むバッファ層とを含む太陽電池を提供する。
【００２０】
前記バッファ層は、前記半導体層と前記電極との間に位置することができる。
【００２１】
好ましくは、前記金属ガラスのガラス転移温度は、前記半導体物質と前記導電性物質との共融温度より低い。
【００２２】
好ましくは、前記導電性物質と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性物質との共融温度より低い。
【００２３】
好ましくは、前記半導体物質と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性物質との共融温度より低い。
【００２４】
前記バッファ層はガラスフリットをさらに含むことができる。
【００２５】
好ましくは、前記半導体物質はシリコンを含むことができる。
【００２６】
前記太陽電池は、前記電極と前記バッファ層との間に位置し、前記導電性物質と前記金属ガラスとが共融してなる第１共融層をさらに含むことができる。
【００２７】
前記太陽電池は、前記半導体層と前記バッファ層との間に位置し、前記半導体物質と前記金属ガラスとが共融してなる第２共融層をさらに含むことができる。
【００２８】
前記第２共融層は、ガラスフリットが共に共融していることができる。
【００２９】
前記金属ガラスは、例えば、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タンタル（Ｔａ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、エルビウム（Ｅｒ）、クロム（Ｃｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金である。
【００３０】
好ましくは、前記導電性物質は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはこれらの組み合わせを含む。
【００３１】
好ましくは、前記半導体層は、ｐ型不純物がドーピングされるｐ型層及びｎ型不純物がドーピングされるｎ型層を含み、前記電極は、前記ｐ型層に電気的に接続される第１電極及び前記ｎ型層に電気的に接続される第２電極を含み、前記バッファ層は、前記ｐ型層と前記第１電極との間及び前記ｎ型層と前記第２電極との間のうちの少なくとも一つに位置する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、太陽電池の電極において電荷の損失を減らし、太陽電池の効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池において、半導体基板上に導電性ペーストが塗布された場合の例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池において、半導体基板上に導電性ペーストが塗布された場合の例を示す概略図である。
【図３Ａ】導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温した際の変化を示す概略図である。
【図３Ｂ】導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温した際の変化を示す概略図である。
【図３Ｃ】導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温した際の変化を示す概略図である。
【図３Ｄ】導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温した際の変化を示す概略図である。
【図３Ｅ】導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温した際の変化を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態で実施することができ、ここで説明する実施形態に限られない。
【００３５】
最初に、本発明の一実施形態に係る導電性ペーストについて説明する。
【００３６】
本発明の一実施形態に係る導電性ペーストは、導電性粉末（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｏｗｄｅｒ）、金属ガラス（ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｇｌａｓｓ）、及び有機ビヒクル（ｏｒｇａｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅ）を含む。
【００３７】
導電性粉末としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金のようなアルミニウム含有金属、銀（Ａｇ）または銀合金のような銀含有金属、銅（Ｃｕ）または銅合金のような銅含有金属、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル合金のようなニッケル（Ｎｉ）含有金属、またはこれらの組み合わせが挙げられる。しかしながら、これらに限定されず、他の種類の金属とすることができ、前記金属以外に他の添加物を含むことも可能である。前記導電性粉末は、例えば、約０．１μｍ〜５０μｍの大きさを有しうる。
【００３８】
金属ガラスは、二つ以上の金属を含む合金が無秩序な原子構造を有するもので、非晶質金属（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｍｅｔａｌ）とも呼ぶ。金属ガラスは、シリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）のような一般的なガラスとは異なって比抵抗が低く、導電性を示す。
【００３９】
金属ガラスは、例えば、遷移金属、貴金属、希土類金属、アルカリ土類金属、半金属（ｓｅｍｉｍｅｔａｌ）またはこれらの組み合わせの合金でありうる。例えば、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タンタル（Ｔａ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、エルビウム（Ｅｒ）、クロム（Ｃｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金とすることができる。
【００４０】
前記金属ガラスは、好ましくは、銅（Ｃｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含む合金である。
【００４１】
前記金属ガラスは、例えば、Ｃｕ５０Ｚｒ５０、Ｃｕ３０Ａｇ３０Ｚｒ３０Ｔｉ１０、Ｃｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７、Ｃｕ４６Ｚｒ４６Ａｌ８、Ｃｕ５８．１Ｚｒ３５．９Ａｌ６、Ｔｉ５０Ｎｉ１５Ｃｕ３２Ｓｎ３、Ｔｉ４５Ｎｉ１５Ｃｕ２５Ｓｎ３Ｂｅ７Ｚｒ５、Ｎｉ６０Ｎｂ３０Ｔａ１０、Ｎｉ６１Ｚｒ２０Ｎｂ７Ａｌ４Ｔａ８、Ｎｉ５７．５Ｚｒ３５Ａｌ７．５、Ｚｒ４１．２Ｔｉ１３．８Ｎｉ１０Ｃｕ１２．５Ｂｅ２２．５、Ｍｇ６５Ｙ１０Ｃｕ１５Ａｇ５Ｐｄ５、Ｍｎ５５Ａｌ２５Ｎｉ２０、Ｌａ５５Ａｌ２５Ｎｉ１０Ｃｕ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ７．５Ｎｉ７．５Ａｇ５Ｚｎ５Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｙ６Ｇｄ４、Ｆｅ７７Ｎｂ６Ｂ１７、Ｆｅ６７Ｍｏ１３Ｂ１７Ｙ３、Ｃａ６５Ｍｇ１５Ｚｎ２０、Ｃａ６６．４Ａｌ３３．６、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。
【００４２】
金属ガラスは、ガラス転移温度（ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、Ｔｇ）以上でガラスのように軟化（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ）する。
【００４３】
この際、金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは、シリコンのような半導体物質と前記導電性粉末との共融温度（ｅｕｔｅｃｔｉｃ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）より低い。そのため、昇温時に前記半導体物質と前記導電性粉末とが共融する前に前記金属ガラスが軟化しうる。
【００４４】
また、好ましくは、前記導電性粉末と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い。そのため、昇温時に前記半導体物質と前記導電性粉末とが共融する前に、導電性粉末と金属ガラスとがまず共融しうる。
【００４５】
また、好ましくは、前記半導体物質と前記金属ガラスとの共融温度は、前記半導体物質と前記導電性粉末との共融温度より低い。そのため、前記半導体物質と前記導電性粉末とが共融する前に、前記半導体物質と前記金属ガラスとがまず共融しうる。
【００４６】
前記金属ガラスは、前記導電性粉末の焼結温度で固体、過冷却液体（ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ）、または液体として存在しうる。
【００４７】
すなわち、半導体物質で形成された半導体層の上に、上述した導電性ペーストを塗布して昇温すると、金属ガラスは最初に軟化して、前記導電性粉末及び半導体層との接触面積を広げることができる。前記金属ガラスが軟化した後に、金属ガラスと導電性粉末とが共融し、金属ガラスと半導体物質とが共融し、半導体物質と導電性粉末とが共融しうる。
【００４８】
好ましくは、前記有機ビヒクルは、導電性粉末及び金属ガラスと混合されて適切な粘度を付与できる有機化合物、及びこれらを溶解する溶媒を含む。
【００４９】
有機化合物としては、例えば、（メタ）アクリレート系樹脂；エチルセルロースのようなセルロース樹脂；フェノール樹脂；アルコール樹脂；テフロン；及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種を含むことができ、界面活性剤、増粘剤、及び安定化剤のような添加剤をさらに含むことができる。
【００５０】
溶媒は、これらを混合できる形態であれば、公知の溶媒を使用することができる。
【００５１】
好ましくは、前記導電性粉末、前記金属ガラス、及び前記有機ビヒクルの含量は、前記導電性ペーストの総量に対してそれぞれ５０〜９０質量％、１〜２０質量％、及び残部である。ここで、有機ビヒクルの含量は、有機化合物、添加剤、および溶媒の総量である。
【００５２】
前記導電性ペーストは、ガラスフリット（ｇｌａｓｓ  ｆｒｉｔ）をさらに含むことができる。
【００５３】
ガラスフリットは、絶縁膜をエッチングする特性に優れ、太陽電池の反射防止膜のような絶縁膜の上部に導電性ペーストを使用して電極を形成する時、前記導電性ペーストが絶縁膜を貫く役割を強化することができる。また、ガラスフリットは、下部膜との密着性に優れ、下部膜との接着性を改善することができる。
【００５４】
前記ガラスフリットとしては、例えば、ＰｂＯ−ＳｉＯ２系、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＢａＯ系、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−ＺｎＯ−ＢａＯ系、ＺｎＯ−ＳｉＯ２系、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、ＺｎＯ−Ｋ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系、Ｂｉ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系、ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ系統、Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＺｎＯ系、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５５】
前記ガラスフリットをさらに含む場合、前記導電性粉末、前記金属ガラス、前記ガラスフリット、及び前記有機ビヒクルの含量は、前記導電性ペーストの総量に対してそれぞれ５０〜９０質量％、１〜２０質量％、１〜１０質量％、及び残部である。
【００５６】
前記導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクルを含む導電性ペーストは、多様な電子素子の電極を形成する際、例えば、スクリーン印刷法によって塗布して用いることができる。このような電子素子としては、例えば、太陽電池が挙げられる。
【００５７】
本発明の導電性ペーストは、太陽電池に用いられる導電性ペーストに限定されず、ＰＤＰ電極またはＯＬＥＤグリッド電極などの他の電子素子にも適用されうる。
【００５８】
太陽電池の電極を形成する際、シリコンウエハー（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｗａｆｅｒ）のような半導体基板上に、上述した導電性ペーストを塗布し、焼成して電極を形成することができる。
【００５９】
以下、図１〜３を参照して、半導体基板上に導電性ペーストを塗布する際の前記導電性ペーストの作用について説明する。
【００６０】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る太陽電池において、半導体基板上に導電性ペーストが塗布された場合の例を示す概略図であり、図３Ａ〜３Ｅは、導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温する際の導電性ペーストの変化を示す概略図である。
【００６１】
図１を参照すると、半導体基板１１０の上に導電性ペーストを塗布した場合、導電性ペーストに含まれている導電性粉末１２０ａ及び金属ガラス１１５ａはそれぞれ粒子状で存在しうる（有機ビヒクルは図示せず）。
【００６２】
この際、上述したように、金属ガラス１１５ａのガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えばシリコンのような半導体物質と前記導電性粉末１２０ａとの共融温度より低いので、導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温する場合、前記半導体物質と前記導電性粉末１２０ａとが共融する前に金属ガラス１１５ａがまず軟化される。
【００６３】
したがって、導電性ペーストが塗布された半導体基板１１０を、金属ガラス１１５ａのガラス転移温度（Ｔｇ）以上に熱処理（Δ）を行う場合、図１に示すように、金属ガラス１１５ａは軟化して、複数の導電性粉末１２０ａの間の空隙を満たす軟化した金属ガラス１１５ｂが形成されうる。
【００６４】
図２を参照すると、軟化した金属ガラス１１５ｂは、導電性粉末１２０ａと接触する部分Ｃ１、Ｃ２、及び半導体基板１１０と接触する部分Ｃ３を形成するだけでなく、隣接する導電性粉末１２０ａの間の密着性も高めて、これらの間に接触する部分Ｃ４を形成する。このように軟化した金属ガラス１１５ｂが、導電性粉末１２０ａと半導体基板１１０との間で、これらの間を密着させることによって、太陽電池の作動時に半導体基板１１０から発生した電荷が導電性粉末１２０ａまで伝達される経路を形成することができる。
【００６５】
一方、軟化した金属ガラス１１５ｂは半導体基板１１０の上にバッファ層を形成することができる。
【００６６】
これについて、図３Ａ〜３Ｅを参照して具体的に説明する。
【００６７】
図３Ａ〜３Ｅは、導電性ペーストが塗布された半導体基板を昇温し、バッファ層を形成する工程を示す概略図である。
【００６８】
はじめに、図３Ａのように、半導体基板１１０の上に導電性粉末１２０ａ及び金属ガラス１１５ａ（有機ビヒクルは省略する）を含む導電性ペーストを塗布する。
【００６９】
次いで、図３Ｂのように、金属ガラス１１５ａのガラス転移温度（Ｔｇ）以上に昇温する。例えば、金属ガラス１１５ａがＣｕ５０Ｚｒ４０Ａｌ１０を含む場合、ガラス転移温度（Ｔｇ）は約４５０〜５００℃でありうる。ガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度で軟化した金属ガラス１１５ｂは、半導体基板１１０の表面の上においてぬれ性（ｗｅｔｔｉｎｇ）を示し、密着できる。この際、軟化した金属ガラス１１５ｂの粘度が低い場合、ぬれ性が高くて、密着性をさらに高めることができる。
【００７０】
図３Ｃを参照すると、導電性粉末１２０ａの焼結温度（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、Ｔｓ）以上に昇温する。例えば、導電性粉末１２０ａが銀（Ａｇ）である場合、焼結温度（Ｔｓ）は約５８０〜７００℃とすることができる。焼結温度（Ｔｇ）以上の温度で、隣接する導電性粉末１２０ａは互いにぎっしりと密着して、焼結された導電性粉末１２０ｂを形成する。導電性粉末１２０ａの焼結温度で、前記金属ガラスは固体、過冷却液体（ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ）または液体として存在することができる。
【００７１】
図３Ｄを参照すると、焼結した導電性粉末１２０ｂと軟化した金属ガラス１１５ｂとの共融温度（ｅｕｔｅｃｔｉｃ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、Ｔ１）以上に昇温する。例えば、導電性粉末１２０ｂが銀（Ａｇ）であり、金属ガラス１１５ｂがＣｕ５０Ｚｒ４０Ａｌ１０の場合、これらの共融温度は約７８０℃でありうる。導電性粉末１２０ｂと金属ガラス１１５ｂが共融して、これらの間に密着性が高まり、これらの間に第１共融層１１７が形成される。
【００７２】
図３Ｅを参照すると、軟化した金属ガラス１１５ｂと半導体基板１１０との共融温度（Ｔ２）以上に昇温する。例えば、金属ガラス１１５ｂがＣｕ５０Ｚｒ４０Ａｌ１０であり、半導体基板１１０がシリコンからなる場合、これらの共融温度は約８０２℃でありうる。金属ガラス１１５ｂと半導体基板１１０とは共融して、これらの間の密着性が高まり、これらの間に第２共融層１１８が形成される。
【００７３】
前記軟化した金属ガラス１１５ｂは、所定温度で結晶化されて、バッファ層１１５を形成することができ、バッファ層１１５は、導電性粉末１２０ｂが半導体基板１１０内に拡散することを防止することができる。
【００７４】
本実施形態においては、導電性を有する金属ガラスを使用して、半導体基板と電極とを電気的に接続させることによって、電荷の移動経路を広げて電荷の損失を減らし、金属ガラスを含むバッファ層によって、電極を形成する導電性物質が半導体基板内に拡散することを防止することができる。
【００７５】
一方、前述のように、前記導電性ペーストはガラスフリットをさらに含むことができる。この場合、ガラスフリットは金属ガラスと類似する挙動を示し、バッファ層及び共融層を形成することができる。
【００７６】
以下、図面を参照して、上述した導電性ペーストを使用して形成された電極を含む本発明の一実施形態に係る太陽電池について説明する。
【００７７】
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にある場合、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという場合には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００７８】
図４は、本発明の一実施形態に係る太陽電池を示す概略断面図である。
【００７９】
以下、説明の便宜上、半導体基板１１０を中心に上下位置関係を説明するが、これに限定されない。また、半導体基板１１０のうちの太陽光エネルギーを受ける面を前面（ｆｒｏｎｔ  ｓｉｄｅ）といい、前面の反対面を後面（ｒｅａｒ  ｓｉｄｅ）という。
【００８０】
図４を参照すれば、本実施形態に係る太陽電池は、半導体物質を含む下部半導体層１１０ａ及び上部半導体層１１０ｂを有する半導体基板１１０を含む。
【００８１】
半導体基板１１０は、例えば、結晶質シリコンまたは化合物半導体で形成することができ、結晶質シリコンとしては、例えばシリコンウエハーを用いることができる。下部半導体層１１０ａ及び上部半導体層１１０ｂのうちのいずれか一つは、ｐ型不純物でドーピングされた半導体層とすることができ、他の一つはｎ型不純物でドーピングされた半導体層とすることができる。例えば、下部半導体層１１０ａはｐ型不純物でドーピングされた半導体層であり、上部半導体層１１０ｂはｎ型不純物でドーピングされた半導体層とすることができる。この時、ｐ型不純物はホウ素（Ｂ）のような１３族（ＩＩＩ族）化合物とすることができ、ｎ型不純物はリン（Ｐ）のような１５族（Ｖ族）化合物とすることができる。
【００８２】
上部半導体層１１０ｂの表面は、表面組織化（ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）されていてもよい。表面組織化された上部半導体層１１０ｂは、例えばピラミッド形状のような凹凸、またはハニカム（ｈｏｎｅｙ  ｃｏｍｂ）形状のような多孔性構造でありうる。表面組織化された上部半導体層１１０ｂは、光を受ける表面積を広げて光の吸収率を高め、反射率を低減させ、太陽電池の効率を改善することができる。
【００８３】
上部半導体層１１０ｂの上には複数の前面電極１２０が形成されている。前面電極１２０は、好ましくは、基板の一方向に沿って平行に延びており、例えば、光吸収損失（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ  ｌｏｓｓ）及び面抵抗を考慮して、グリッドパターンに設計することができる。
【００８４】
前面電極１２０は導電性物質で形成することができ、例えば銀（Ａｇ）などの低抵抗導電性物質で形成することができる。前面電極１２０は、上述した導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷法により形成することができる。導電性ペーストは、上述のように導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクルを含む。
【００８５】
好ましくは、上部半導体層１１０ｂと前面電極１２０との間にはバッファ層１１５が形成されている。
【００８６】
バッファ層１１５は、上述した導電性ペーストに含まれている金属ガラスが、工程中ガラス転移温度（Ｔｇ）以上でガラスのように軟化して、一つの層を形成したものである。バッファ層１１５は金属ガラスを含むことによって導電性を有し、前面電極１２０と接触する部分及び上部半導体層１１０ｂと接触する部分を有するので、上部半導体層１１０ｂと前面電極１２０との間で電荷が移動できる経路（ｐａｔｈ）の面積を広げて、電荷の損失を減少させることができる。また、バッファ層１１５は前面電極１２０を形成する物質が半導体基板１１０内に拡散することを防止することができる。
【００８７】
前面電極１２０とバッファ層１１５との間、及びバッファ層１１５と上部半導体層１１０ｂとの間には、それぞれ第１共融層１１７及び第２共融層１１８が形成されている。第１共融層１１７は、前面電極１２０を形成する導電性物質とバッファ層１１５を形成する金属ガラスが共融した共融物を含み、第２共融層１１８は、バッファ層１１５を形成する金属ガラスと上部半導体層１１０ｂの半導体物質が共融した共融物を含む。
【００８８】
前面電極１２０の上には前面バスバー（ｂｕｓ  ｂａｒ）電極（図示せず）が形成されている。バスバー電極は、複数の太陽電池セルを組み立てる時、隣接する太陽電池セルを連結するためのものである。
【００８９】
半導体基板１１０の下部には誘電膜１３０が形成されている。誘電膜１３０は電荷の再結合を防止すると同時に、電流が漏れることを防止して、太陽電池の効率を上げられる。誘電膜１３０は複数の貫通部１３５を有し、貫通部１３５を通じて半導体基板１１０と後述する後面電極１４０とが接触することができる。
【００９０】
誘電膜１３０は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、またはこれらの組み合わせで形成することができ、好ましくは、約１００〜２０００Åの厚さを有する。
【００９１】
誘電膜１３０の下部には後面電極１４０が形成されている。後面電極１４０は、導電性物質で形成することができ、例えばアルミニウム（Ａｌ）のような不透明金属で形成することができる。後面電極１４０は前面電極１２０と同様に、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により形成することができる。
【００９２】
後面電極１４０と下部半導体層１１０ａとの間には、前面電極１２０と同様にバッファ層（図示せず）を形成することができる。また、後面電極１４０とバッファ層との間及び下部半導体層１１０ｂとバッファ層との間には、前面電極１２０と同様にそれぞれ第１共融層（図示せず）及び第２共融層（図示せず）を形成することができる。
【００９３】
本実施形態においては、導電性を有する金属ガラスを用いて半導体基板と電極とを電気的に接続させることによって、電荷の移動経路を広げて電荷の損失を減らし、金属ガラスを含むバッファ層によって、電極を形成する導電性物質が半導体基板内に拡散することを防止することができる。
【００９４】
以下、前記太陽電池の製造方法について、図４を参照して説明する。
まず、シリコンウエハーのような半導体基板１１０を準備する。この時、半導体基板１１０は、例えばｐ型不純物がドーピングされていてもよい。
【００９５】
次に、半導体基板１１０を表面組織化する。表面組織化は、例えば硝酸及びフッ酸のような強酸、または水酸化ナトリウムのような強塩基溶液を使用する湿式法で行うか、またはプラズマを使用した乾式法で行うことができる。
【００９６】
次に、半導体基板１１０に、例えばｎ型不純物をドーピングする。ここでｎ型不純物は、例えば、ＰＯＣｌ３またはＨ３ＰＯ４などを高温で拡散させることによってドーピングすることができる。これにより、半導体基板１１０は他の不純物でドーピングされた下部半導体層１１０ａ及び上部半導体層１１０ｂを含む。
【００９７】
次に、上部半導体層１１０ｂの上に前面電極用導電性ペーストを塗布する。前面電極用導電性ペーストは、例えば、スクリーン印刷法により形成することができる。スクリーン印刷は、銀（Ａｇ）などの導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクルを含む前面電極用導電性ペーストを、電極が形成される位置に塗布して乾燥する段階を含む。
【００９８】
導電性ペーストは、上述のように、金属ガラスを含む。前記金属ガラスは、例えば、溶融紡糸法（ｍｅｌｔ  ｓｐｉｎｎｉｎｇ）、溶浸鋳造法（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ｃａｓｔｉｎｇ）、気体噴霧法（ｇａｓ  ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）、イオン照射法（ｉｏｎｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）、または機械的合金法（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｌｌｏｙｉｎｇ）などの公知の方法により製造することができる。
【００９９】
次に、前面電極用導電性ペーストを乾燥する。乾燥温度は特に限定されないが、好ましくは、有機溶媒の沸点より高い温度で乾燥を行なう。
【０１００】
次に、半導体基板１１０の後面に、例えばアルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などをプラズマ化学気相蒸着法により積層して、誘電膜１３０を形成する。
【０１０１】
次に、誘電膜１３０の一部にレーザーを照射して、複数の貫通部１３５を形成する。
【０１０２】
次に、誘電膜１３０一面に後面電極用導電性ペーストをスクリーン印刷法により塗布して乾燥する。
【０１０３】
次に、後面電極用導電性ペーストを乾燥する。乾燥温度は特に限定されないが、好ましくは、有機溶媒の沸点より高い温度で乾燥を行なう。
【０１０４】
次に、前面電極用導電性ペースト及び後面電極用導電性ペーストを共焼成（ｃｏ−ｆｉｒｉｎｇ）する。しかし、これに限定されず、前面電極用導電性ペーストと後面電極用導電性ペーストをそれぞれ焼成することも可能である。
【０１０５】
焼成は、焼成炉で、導電性物質（例えば、銀などの導電性金属）の溶融温度より高い温度まで昇温することができ、例えば約４００〜１０００℃で行うことができる。なお、上記の工程は図３Ａ〜３Ｅに記載の工程と同一の工程であるが、図３Ａ〜３Ｅは、本発明の理解を助けるために、温度変化による金属ガラスおよび導電性粉末の変化を図示したものである。
【０１０６】
以下、本発明の他の実施形態に係る太陽電池について、図５を参照して説明する。上述した実施形態と重複する説明は省略する。
【０１０７】
図５は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池を示す概略断面図である。
【０１０８】
図５を参照すると、本実施形態に係る太陽電池は、上述した実施形態と同様に、下部半導体層１１０ａ及び上部半導体層１１０ｂを含む半導体基板１１０、上部半導体層１１０ｂの上に位置する複数の前面電極１２０、上部半導体層１１０ｂと前面電極１２０との間に位置するバッファ層１１５、前面電極１２０とバッファ層１１５との間に位置する第１共融層１１７、上部半導体層１１０ｂとバッファ層１１５との間に位置する第２共融層１１８、半導体基板１１０の下部に位置する誘電膜１３０、及び誘電膜１３０の下部に位置する後面電極１４０を含む。
【０１０９】
しかしながら、本実施形態に係る太陽電池は、上述した実施形態とは異なって、半導体基板１１０の前面に絶縁膜１１２がさらに形成されている。
【０１１０】
絶縁膜１１２は、光の吸収が少なく、絶縁性を有する物質で形成することができ、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。絶縁膜１１２は、単一層または複数層に形成することができる。
【０１１１】
絶縁膜１１２は、例えば、約２００〜１５００Åの厚さを有しうる。
【０１１２】
絶縁膜１１２は、太陽光エネルギーを受ける半導体基板１１０の前面に形成されて、光の反射率を低減させ、特定の波長領域の選択性を増加させる反射防止膜（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｏａｔｉｎｇ、ＡＲＣ）の役割を果たすことができる。また、絶縁膜１１２は、半導体基板１１０の表面に存在するシリコンとの接触特性を改善し、太陽電池の効率を上げることができる。
【０１１３】
前面電極１２０は絶縁膜１１２を貫いて上部半導体層１１０ｂと接触している。前面電極１２０と上部半導体層１１０ｂとが接触した部分は、絶縁膜１１２がエッチングされて除去されている。これは、前面電極１２０形成用導電性ペーストに絶縁膜エッチング機能を付与することによって実施できる。
【０１１４】
従って、本実施形態で用いた導電性ペーストは、上述した導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクル以外に、ガラスフリットをさらに含むことが好ましい。ガラスフリットは、熱処理時に絶縁膜をエッチングすることができる。
【０１１５】
前記ガラスフリットは、上述した金属ガラスと類似する挙動を示すことができ、ガラスフリットと金属ガラスとを共に含むことにより、下部の層との密着性を高め、接着性を改善することができる。
【０１１６】
以下、本発明のさらに他の実施形態に係る太陽電池について、図６を参照して説明する。上述した実施形態と重複する説明は省略する。
【０１１７】
図６は、前記太陽電池を示す概略断面図である。
【０１１８】
本実施形態に係る太陽電池は、ｐ型またはｎ型不純物でドーピングされた半導体基板１１０を含む。半導体基板１１０は後面側に形成されており、互いに異なる不純物でドーピングされた複数の第１ドーピング領域１１１ａ及び第２ドーピング領域１１１ｂを含む。第１ドーピング領域１１１ａは、例えばｐ型不純物でドーピングすることができ(ｐ型層)、第２ドーピング領域１１１ｂは、例えばｎ型不純物でドーピングすることができる（ｎ型層）。第１ドーピング領域１１１ａと第２ドーピング領域１１１ｂは、半導体基板１１０の後面側に交互に配置することができる。
【０１１９】
半導体基板１１０の前面は表面組織化されていてもよく、表面組織化によって光の吸収率を高め、反射率を低減させて、太陽電池の効率を改善することができる。
【０１２０】
半導体基板１１０の上には絶縁膜１１２が形成されている。半導体基板１１０の後面には複数の貫通部を有する誘電膜１５０が形成されている。
【０１２１】
半導体基板１１０の後面には、第１ドーピング領域１１１ａに接続されている第１電極１２１と、第２ドーピング領域１１１ｂに接続されている第２電極１４１が、それぞれ形成されている。第１電極１２１は貫通部を通じて第１ドーピング領域１１１ａと接触することができ、第２電極１４１は貫通部を通じて第２ドーピング領域１１１ｂと接触することができる。第１電極１２１と第２電極１４１は交互に配置できる。
【０１２２】
第１電極１２１及び第２電極１４１は、上述した実施形態と同様に、導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクルを含む導電性ペーストを使用して形成することができ、詳細は上述した通りである。
【０１２３】
第１ドーピング領域１１１ａと第１電極１２１との間、及び第２ドーピング領域１１１ｂと第２電極１４１との間には、バッファ層１１５がそれぞれ形成されている。バッファ層１１５は、上述したように、金属ガラスを含むので、導電性を有し、第１電極１２１または第２電極１４１と接触する部分、及び第１ドーピング領域１１１ａまたは第２ドーピング領域１１１ｂと接触する部分を有するので、第１ドーピング領域１１１ａと第１電極１２１との間、または第２ドーピング領域１１１ｂと第２電極１４１との間で、電荷が移動できる経路の面積を広げて、電荷の損失を減少させることができる。また、バッファ層１１５は、第１電極１２１または第２電極１４１を形成する物質が第１ドーピング領域１１１ａまたは第２ドーピング領域１１１ｂ内に拡散することを防止することができる。
【０１２４】
第１電極１２１または第２電極１４１とバッファ層１１５との間には、第１電極１２１または第２電極１４１を形成する導電性物質と、バッファ層１１５を形成する金属ガラスとが共融した共融物を含む第１共融層１１７が形成されており、第１ドーピング領域１１１ａまたは第２ドーピング領域１１１ｂとバッファ層１１５との間には、半導体物質と金属ガラスとが共融した共融物を含む第２共融層１１８が形成されている。
【０１２５】
本実施形態に係る太陽電池は、上述した実施形態とは異なって、第１電極１２１及び第２電極１４１がいずれも太陽電池の後面に位置することによって、前面で金属が占める面積を減らして光吸収の損失を減少させ、これによって太陽電池の効率をさらに上げることができる。
【０１２６】
以下、本実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。
【０１２７】
まず、例えばｎ型不純物でドーピングされている半導体基板１１０を用意する。次に、半導体基板１１０を表面組織化した後、半導体基板１１０の前面及び後面に絶縁膜１１２及び誘電膜１５０を形成する。絶縁膜１１２及び誘電膜１５０は、例えば化学気相蒸着法により形成することができる。
【０１２８】
次に、半導体基板１１０の後面側の誘電膜１５０の一部を、例えばレーザーなどで開放して複数の開放部（貫通部）を形成した後、前記開放部にｐ型不純物及びｎ型不純物を順次に高濃度にドーピングして、第１ドーピング領域１１１ａ及び第２ドーピング領域１１１ｂを形成する。
【０１２９】
次に、誘電膜１５０の一面において、第１ドーピング領域１１１ａに対応する領域に第１電極用導電性ペーストを塗布し、第２ドーピング領域１１１ｂに対応する領域に第２電極用導電性ペーストを塗布する。第１電極用導電性ペースト及び第２電極用導電性ペーストは、それぞれスクリーン印刷法により形成することができ、それぞれ上述した導電性粉末、金属ガラス、及び有機ビヒクルを含む導電性ペーストを使用することができる。
【０１３０】
次に、第１電極用導電性ペースト及び第２電極用導電性ペーストを同時に、またはそれぞれ焼成することができ、焼成は、焼成炉で、導電性物質の溶融温度より高い温度まで昇温することができる。
【０１３１】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はこれに限定されず、添付の特許請求の範囲で定義される。本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の技術的範囲に属するものである。
【符号の説明】
【０１３２】
１１０  半導体基板、
１１０ａ  下部半導体層、
１１０ｂ  上部半導体層、
１１１ａ  第１ドーピング領域、
１１１ｂ  第２ドーピング領域、
１１２  絶縁膜、
１１５  バッファ層、
１１５ａ  金属ガラス、
１１５ｂ  軟化した金属ガラス、
１１７  第１共融層、
１１８  第２共融層、
１２０  前面電極、
１２０ａ  導電性粉末、
１２０ｂ  焼結された導電性粉末、
１２１  第１電極、
１３０  誘電膜、
１３５  貫通部、
１４０  後面電極、
１４１  第２電極。
【図１】
2011103301.tif 000003
【図２】
2011103301.tif 000004
【図３Ａ】
2011103301.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
2011103301.tif 000009
【図４】
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【図５】
2011103301.tif 000011
【図６】
2011103301.tif 000012