(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の前駆体部分：
ａ．ペースト、
ｂ．基板
を含む前駆体であり、
前記基板は、シリコンウェーハであり、
前記ペーストは、以下のペースト成分：
ａ．銀粒子、
ｂ．ポリマー系、を含み；
前記銀粒子が、１ｎｍ〜１μｍ未満の範囲に少なくとも第１の極大、及び１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲に少なくともさらなる極大を有する、粒径の多峯性分布を有し；
前記第１の極大と、前記さらなる極大との差が少なくとも０．３μｍであり；
１μｍ〜１ｍｍの範囲の直径を有する銀粒子の少なくとも５０ｗｔ％が球形であり、
１ｎｍ〜１μｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の質量と、１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の質量との比が、１：１〜１０：１の範囲である、前駆体。
【請求項２】
前記銀粒子が二峰性の直径分布を有する、請求項１に記載の前駆体。
【請求項３】
前記銀粒子の直径分布が、１００〜８００ｎｍの範囲に少なくとも１つの極大を有する、請求項１又は２に記載の前駆体。
【請求項４】
前記銀粒子の直径分布が、１〜１０μｍの範囲に少なくとも１つの極大を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項５】
前記ポリマー系が熱硬化性系である、請求項１〜４の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項６】
前記熱硬化性系が少なくとも２つの不飽和基を有する架橋化合物を含む、請求項５に記載の前駆体。
【請求項７】
前記架橋化合物がアクリレートに基づく、請求項６に記載の前駆体。
【請求項８】
前記架橋化合物が脂肪酸又はその誘導体に基づく、請求項６又は７に記載の前駆体。
【請求項９】
前記架橋化合物が、前記ペーストの総重量に基づき１〜１０ｗｔ％の範囲で存在する、請求項７又は８に記載の前駆体。
【請求項１０】
前記熱硬化性系がラジカル発生剤を含む、請求項５〜９の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項１１】
前記ラジカル発生剤が過酸化物部分を含む、請求項１０に記載の前駆体。
【請求項１２】
前記熱硬化性系がモノ不飽和化合物を含む、請求項５〜１１の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項１３】
前記ポリマー系が熱可塑性ポリマー系であり、
前記熱可塑性ポリマー系が熱可塑性ポリマーを含む、請求項１〜１２の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項１４】
前記熱可塑性ポリマーが以下のパラメータ：
ａ．−１２０〜１１０℃の範囲のガラス転移温度；
ｂ．少なくとも前記ガラス転移温度より５℃高い融解温度；又は
ｃ．１０，０００〜１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の数平均分子量、のうちの少なくとも１つを示す、請求項１３に記載の前駆体。
【請求項１５】
前記熱可塑性ポリマーが、前記熱可塑性ポリマー系の総重量に基づき、５〜４５ｗｔ％の範囲の量で前記熱可塑性ポリマー系に存在する、請求項１３又は１４に記載の前駆体。
【請求項１６】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエステル、アクリレートポリマー、フェノキシポリマーからなる群から選択される、請求項１３〜１５の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項１７】
前記ポリエステルがポリエステル骨格を含む、請求項１６に記載の前駆体。
【請求項１８】
前記ポリマー系が溶媒を含む、請求項１〜１７の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項１９】
前記溶媒が、熱可塑性ポリマー系における非プロトン性極性溶媒、及び熱硬化性系におけるプロトン性極性溶媒である、請求項１８に記載の前駆体。
【請求項２０】
前記溶媒が酢酸塩部分を含む、請求項１８又は１９に記載の前駆体。
【請求項２１】
前記溶媒が、熱可塑性ポリマー系の総重量に基づき、少なくとも５０ｗｔ％の量で熱可塑性ポリマー系に存在する、請求項１８〜２０の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２２】
前記溶媒が、前記ペーストの総重量に基づき、０．１〜２０ｗｔ％の範囲の量で前記ペーストに存在する、請求項１８〜２１の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２３】
前記熱硬化性系の総重量に基づき、６５ｗｔ％以下の溶媒が、前記熱硬化性系に存在する、請求項５〜１２及び１８〜２０の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２４】
前記ペーストの総重量に基づき、１５ｗｔ％以下の溶媒が前記ペーストに存在する、請求項１〜１２、１８〜２０、及び２３の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２５】
１ｎｍ〜１μｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の総重量の、１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の総重量に対する比が、１〜９の範囲である、請求項１〜２４の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２６】
銀粒子の総重量が、前記ペーストの総重量に基づき、６０〜９５ｗｔ％の範囲である、請求項１〜２５の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２７】
前記ペーストの総重量に基づき、１ｗｔ％より多いガラスを含有しない、請求項１〜２６の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２８】
前記基板が温度感受性である、請求項１〜２７の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項２９】
前記基板がｐｎ接合を含む、請求項１〜２８の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項３０】
前記基板が第１のシリコン層を含み、
前記第１のシリコン層の５０ｗｔ％未満が結晶性である、請求項１〜２９の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項３１】
前記基板がさらなるシリコン層を含み、
前記さらなるシリコン層の少なくとも５０ｗｔ％が結晶性である、請求項３０に記載の前駆体。
【請求項３２】
前記基板が透明な導電層を含む、請求項１〜３１の何れか１項に記載の前駆体。
【請求項３３】
前記透明な導電層が、導電性ポリマー、導電性のオキシドからなる群から選択される請求項３２に記載の前駆体。
【請求項３４】
装置を製造するためのプロセスであって、以下の工程：
ｉ）請求項１〜３３の何れか１項に記載の前駆体を提供する工程；
ｉｉ）前記装置を得るために前駆体を加熱する工程
を少なくとも含む、プロセス。
【請求項３５】
前記加熱する工程が７０〜２５０℃の範囲の温度で実施される、請求項３４に記載の装置を製造するためのプロセス。
【請求項３６】
前記装置が太陽電池である、請求項３４又は３５に記載のプロセス。
【請求項３７】
請求項３４〜３６の何れか１項に記載のプロセスによって得られた装置。
【請求項３８】
ｉ）基板、ｉｉ）電極を、装置の部分として少なくとも含み、
前記基板は、シリコンウェーハであり、
前記電極に存在する金属粒子が１ｎｍ〜１μｍ未満の範囲に少なくとも第１の極大、及び１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲に少なくともさらなる極大を有する多峯性直径分布を有し；
前記第１の極大と前記さらなる極大とが、少なくとも０．３μｍ離れ；
１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の少なくとも５０ｗｔ％が球形であり、
１ｎｍ〜１μｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の質量と、１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の質量との比が、１：１〜１０：１の範囲である装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載の少なくとも１つの装置、及び少なくともさらに別の装置を含む、モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電気デバイス、特に温度感受性の電気デバイス又は太陽電池、特にＨＩＴ（真性薄層をもつヘテロ接合）太陽電池の電極の製造における、銀ナノ粒子及び球形の銀ミクロ粒子を含む導電性ペーストに関する。特に、本発明は、ペースト、ペーストを調製するプロセス、前駆体、電気デバイスを製造するプロセス、及び電気デバイスを含むモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電極は、太陽電池、表示画面、電子回路部品、又はそれらの部分のような、経済的に重要な電気デバイスの広い範囲の重要な部分である。特に重要なそのような電気デバイスの１つが太陽電池である。
【０００３】
太陽電池は、光起電力効果を利用して光エネルギーを電気に変換する装置である。太陽光発電は、持続可能であり、無公害の副生成物のみを生成するため、代替のグリーンエネルギー源である。従って、現在多くの研究が、連続的に材料及び生産費を低減しつつ、向上した効率性を備える太陽電池を開発することに充てられている。光が太陽電池に当たると、ごく少量の入射光が表面で反射し、残りが太陽電池に透過される。透過された光子は、通常、しばしば適切にドープされたケイ素のような、半導性物質から構成される太陽電池により吸収される。吸収された光子のエネルギーは、半導性物質の電子を励起し、電子正孔対を発生する。次いで、これらの電子正孔対は、ｐｎ接合によって分離され、太陽電池表面の導電性電極によって集められる。
【０００４】
太陽電池は、しばしばシリコンウェーハの形態で、たいていの場合、ケイ素に基づく。ここで、ｐｎ接合は、一般的に、いわゆるｐｎ接合の双方の場合において与えられる、ｎ型ドープシリコン基板を準備し、片面にｐ型ドープ層を施すこと、又はｐ型ドープシリコン基板を準備し、及び片面にｎ型ドープ層を施すことの何れかによって製造される。ドーパントの施された層の面は、一般的に、電池の前面として作用し、最初のドーパントを有するケイ素の反対側は裏面として作用する。ｎ型及びｐ型太陽電池の双方は、可能性があり、産業的に利用される。両面の入射光を利用するように設計された電池は可能性があるが、それらの使用は、広範囲に使用されることがほとんどない。
【０００５】
入射光を太陽電池の前面に侵入させ、吸収させるため、前面電極は、一般的に、それぞれ「フィンガー」及び「バスバー」として知られる垂直の線の２組で配列される。そのフィンガーが前面を有する電気接点を形成し、バスバーがこれらのフィンガーを連結し、外部回路へ効果的に引き抜かれるように変える。フィンガー及びバスバーのこの配列が、焼成され固形の電極体となる導電性ペーストの形態で施されることは一般的である。背面電極も、しばしば、焼成され固形の電極体となる導電性ペーストの形態で施される。
【０００６】
太陽電池の製造への別のアプローチは、アモルファスシリコン層を含むことにより有利な電池特性を提供しようとすることである。ＨＩＴ（真性薄層をもつヘテロ接合）太陽電池としても知られる、そのような電池は電子と正孔の再結合に伴う負の影響を低減させ得る。そのようなＨＩＴ電池のアモルファスな領域は、しばしば温度感受性である。ＨＩＴ型電池のさらなる詳細、及び温度感受性の装置のために用いる低温硬化性ペーストのさらなる適用について、その全体を本願明細書に援用する、ＵＳ  ２０１３／０１４２９６３  Ａ１を参照されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＨＩＴ太陽電池にはよくあることだが、特に、その基板が温度感受性である場合に、基板へ電極を適用するための改良された方法に対する最新の技術についての必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一般的に、電極、特に、太陽電池又は温度感受性の装置、特にＨＩＴ太陽電池における電極に関する最新の技術で生じる問題のうちの少なくとも１つを克服する目的に基づく。
【０００９】
より具体的には、本発明は、さらに、有利な電池特性、特に有利なことに、低い電極ウェーハの比接触抵抗、高い機械的安定性、一般的にクラッキングと呼ばれる、それぞれ電極の電気伝導率に悪影響を及ぼす中断又は空隙のない連続的な電極、及び幅に対する高さの、高いアスペクト比を示す太陽電池の製造のための低温プロセスを提供する目的に基づく。
【００１０】
本発明の請求項を形成するカテゴリーの主題が、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献する。本発明の特定の実施形態を表す本発明の従属請求項の主題が、さらなる貢献をする。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［詳細な説明］
以下のペースト成分：
ａ．銀粒子、
ｂ．ポリマー系；を含み
銀粒子が、約１ｎｍ〜約１μｍ未満の範囲に少なくとも第１の極大、及び約１μｍ〜約１ｍｍ未満の範囲に少なくともさらなる極大を有する粒径の多峯性分布を有し；
第１の極大と、さらなる極大との差が少なくとも約０．３μｍ、好ましくは少なくとも約０．５μｍ、より好ましくは少なくとも約１μｍであり；
１μｍ〜１ｍｍの範囲の直径を有する銀粒子の、少なくとも５０ｗｔ％、好ましくは少なくとも約７０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約９０ｗｔ％が、球形であり；
ペーストの１つの実施形態において、銀粒子が二峰性の直径分布を有するペーストによって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００１２】
ペーストの１つの実施形態において、銀の直径分布が、約１００〜約８００ｎｍの範囲、好ましくは約１５０〜約６００ｎｍの範囲、より好ましくは約２００〜約５００ｎｍの範囲に少なくとも１つの極大を有する。
【００１３】
前記ペースト１つの実施形態において、銀の直径分布が、約１〜約１０μｍの範囲、好ましくは約１〜約５μｍの範囲、最も好ましくは約１〜約３μｍの範囲に少なくとも１つの極大を有する。
【００１４】
ペーストの１つの実施形態において、ポリマー系が熱硬化性系である。
【００１５】
ペーストの１つの実施形態において、熱硬化性系が少なくとも２つの不飽和基を有する架橋化合物を含む。
【００１６】
ペーストの１つの実施形態において、熱硬化性系がラジカル発生剤を含む。
【００１７】
ペーストの１つの実施形態において、架橋化合物が、ペーストの総重量に基づき、約１〜約１０ｗｔ％の範囲、好ましくは約２〜約９ｗｔ％の範囲、より好ましくは約３〜約８ｗｔ％の範囲に存在する。
【００１８】
ペーストの１つの実施形態において、１ｎｍ〜１μｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の総重量と、１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の総重量との比が、約１：１〜約１０：１の範囲、好ましくは約２：１〜約８：１の範囲、より好ましくは約３：１〜約６：１の範囲である。
【００１９】
ペーストの１つの実施形態において、銀粒子の総重量が、ペーストの総重量に基づき、約６０〜約９５ｗｔ％の範囲、好ましくは約７０〜約９３ｗｔ％の範囲、より好ましくは約８０〜約９０ｗｔ％の範囲である。
【００２０】
ペーストの１つの実施形態において、架橋化合物がアクリレート、メタクリレート、又はそれらのうちの少なくとも１つに基づく。
【００２１】
ペーストの１つの実施形態において、架橋化合物が脂肪酸又はそれらの誘導体に基づく。
【００２２】
ペーストの１つの実施形態において、熱硬化性系が１つの不飽和基を有する化合物をさらに含む。
【００２３】
ペーストの１つの実施形態において、ポリマー系が熱可塑性ポリマー系であり、
熱可塑性ポリマー系が熱可塑性ポリマーを含む。
【００２４】
１つの実施形態において、熱可塑性ポリマーが、以下のパラメータの少なくとも１つ、好ましくは２以上、及びより好ましくは全てを示す：
ａ．約−１２０〜約１１０℃の範囲、好ましくは約−５０〜約１００℃の範囲、及びより好ましくは約２０〜８０℃の範囲のガラス転移温度；
ｂ．ガラス転移温度より、少なくとも約５℃、好ましくは少なくとも約３０℃、及び最も好ましくは約５０℃高い融解温度；又は
ｃ．約１０，０００〜約１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは約１０，０００〜約１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、及びより好ましくは約１１，０００〜約８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の数平均分子量。
【００２５】
この実施形態の１つの態様において、パラメータａ．及びｂ．の組合せが好ましい。
【００２６】
ペーストの１つの実施形態において、熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリマー系の総重量に基づき、約５〜約４５ｗｔ％の範囲、好ましくは約１０〜約４０ｗｔ％の範囲、より好ましくは約２０〜約３０ｗｔ％の範囲の量で熱可塑性ポリマー系において存在する。
【００２７】
ペーストの１つの実施形態において、熱可塑性ポリマーが、ポリエステル、アクリレートポリマー、フェノキシポリマーからなる群から選択され、好ましくはポリエステル又はアクリレートポリマーからなる群から選択され、より好ましくはポリエステルである。
【００２８】
ペーストの１つの実施形態において、ポリエステルがポリエステル骨格を含む。
【００２９】
ペーストの１つの実施形態において、ポリマー系が溶媒を含む。この実施形態１つの態様によると、有機溶媒が好ましい。
【００３０】
ペーストの１つの実施形態において、溶媒が、熱可塑性ポリマー系における非プロトン性極性溶媒、及び熱硬化性系におけるプロトン性極性溶媒である。
【００３１】
ペーストの１つの実施形態において、溶媒が酢酸塩部分を含む。
【００３２】
ペーストの１つの実施形態において、溶媒が、熱可塑性ポリマー系の総重量に基づき、少なくとも５５ｗｔ％、好ましくは少なくとも約６０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約６５ｗｔ％の量で、熱可塑性ポリマー系に存在する。
【００３３】
ペーストの１つの実施形態において、溶媒が、ペーストの総重量に基づき約０．１〜７ｗｔ％の範囲、好ましくは約０．１〜約５ｗｔ％の範囲、より好ましくは約０．１〜約３ｗｔ％の範囲の量で、ペーストに存在する。
【００３４】
熱硬化性系の１つの実施形態において、熱硬化性系の総重量に基づき、それぞれ６５ｗｔ％以下、好ましくは６０ｗｔ％以下、より好ましくは５５ｗｔ％以下の溶媒が、熱硬化性系に存在する。この実施形態の他の態様において、溶媒が熱硬化性系の総重量に基づき、それぞれ、約４０〜約６５ｗｔ％の範囲、及び好ましくは約４５〜約６０ｗｔ％の範囲の量で熱硬化性系に存在するのが好ましい。この実施形態のさらなる態様において、熱硬化性系の総重量に基づき、溶媒の約１０ｗｔ％以下、好ましくは約５ｗｔ％以下、及びより好ましくは１ｗｔ％以下が、熱硬化性系に存在するのが好ましい。これらの熱硬化性系は「無溶媒（ｓｏｌｖｅｎｔ  ｆｒｅｅ）」とされ得る。
【００３５】
ペーストの１つの実施形態において、ペーストの総重量に基づき、１ｗｔ％以下、好ましくは約０．５ｗｔ％以下、より好ましくは約０．３ｗｔ％以下の溶媒が熱硬化性系ペーストに存在する。この実施形態の他の態様において、溶媒が、熱硬化性系ペーストの総重量に基づき、それぞれ、約１〜約２０ｗｔ％の範囲、及び好ましくは約５〜約１５ｗｔ％の範囲の量で熱硬化性系ペーストに存在するのが好ましい。この実施形態のさらなる態様において、熱硬化性系ペーストの総重量に基づき、それぞれ、約２ｗｔ％以下、好ましくは約１ｗｔ％以下、及びより好ましくは０．５ｗｔ％以下の溶媒が、熱硬化性系ペーストに存在するのが好ましい。これらのペーストは「無溶媒」とされ得る。
【００３６】
本発明の１つの実施形態において、ペーストは、ペーストの総重量に基づき、約１ｗｔ％以下、好ましくは０．１ｗｔ％以下、より好ましくは約０．０１ｗｔ％以下のガラスを含有する。ペーストは、最も好ましくは、ガラスを含有しない。
【００３７】
以下のペースト成分：
ａ．約１ｎｍ〜約１μｍ未満の範囲、好ましくは約１００〜約８００ｎｍの範囲、より好ましくは約１５０〜約６００ｎｍの範囲、最も好ましくは約２００〜約５００ｎｍの範囲の直径ｄ５０を有する銀粒子の第１の部分；
ｂ．約１μｍ〜約１ｍｍ未満の範囲、好ましくは約１〜約１０μｍの範囲、より好ましくは約１〜約５μｍの範囲、最も好ましくは約１〜約３μｍの範囲の直径ｄ５０を有する銀粒子のさらなる部分；
ｃ．ポリマー系
を組み合わせる工程を含む、ペーストの調製のためのプロセスによって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００３８】
ペーストの好ましい特徴に関する上記の実施形態は、また、ペーストの調製のためのプロセスにおけるペースト成分に、準用して適用する。
【００３９】
ペーストの調製のためのプロセスの１つの実施形態において、第１の部分の質量とさらなる部分の質量との比が、約１：１〜約１０：１の範囲、好ましくは約２：１〜約８：１の範囲、より好ましくは約３：１〜約６：１の範囲である。
【００４０】
本発明に係るプロセスの１つの実施形態において、ポリマー系が、以下の成分を含む熱硬化性系である：
ｉ．少なくとも２つの不飽和基を有する架橋化合物、
ｉｉ．ラジカル発生剤。
【００４１】
本発明に係るプロセスの１つの実施形態において、ポリマー系が、以下の系成分を含む熱可塑性系である：
ｉ．熱可塑性ポリマー、
ｉｉ．溶媒。
【００４２】
本発明に係るプロセスにより得られたペーストによって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００４３】
以下の前駆体部分：
ａ．本発明に係るペースト、
ｂ．基板
を含む前駆体によって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００４４】
本発明に係る前駆体の１つの実施形態において、基板が温度感受性である。
【００４５】
本発明に係る前駆体の１つの実施形態において、基板がシリコンウェーハである。本発明に係る前駆体の１つの実施形態において、基板がｐｎ接合を含む。
【００４６】
本発明に係る前駆体の１つの実施形態において、基板が第１のシリコン層を含み、５０ｗｔ％未満、好ましくは２０ｗｔ％未満、より好ましくは１０ｗｔ％未満の第１のシリコン層が結晶性である。この実施形態の１つの態様において、基板がさらなるシリコン層を含み、少なくとも５０ｗｔ％、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも９０ｗｔ％のさらなるシリコン層が結晶性である。この実施形態のさらなる態様において、少なくとも第１のシリコン層が、約１×１０１６ｃｍ−３以下、好ましくは約１×１０１４ｃｍ−３以下、より好ましくは約１×１０１２ｃｍ−３以下のドーパントレベルを有する。真性（ノンドープ）層は、好ましくはドーパントを含有しない。
【００４７】
本発明に係る前駆体の１つの実施形態において、基板が透明な導電層を含む。
【００４８】
本発明に係る前駆体の１つの実施形態において、透明な導電層が、導電性ポリマー、導電性のオキシドからなる群から選択される。
【００４９】
以下の工程：
ｉ）本発明に係る前駆体を提供する工程；
ｉｉ）装置を得るために前駆体を加熱する工程
を少なくとも含む、太陽電池の製造のためのプロセスによって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００５０】
装置の製造のためのプロセスの１つの実施形態において、加熱する工程が、約７０〜約２５０℃の範囲、好ましくは約１００〜約２３０℃の範囲、及びより好ましくは約１３０〜約２１０℃の範囲の温度で実施される。
【００５１】
装置の製造のためのプロセスの１つの実施形態において、装置が太陽電池である。
【００５２】
本発明に係るプロセスにより得られた装置によって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００５３】
ｉ）基板、ｉｉ）電極を装置の部分として少なくとも含み、
金属粒子が約１ｎｍ〜約１μｍ未満の範囲に少なくとも第１の極大、及び約１μｍ〜約１ｍｍ未満の範囲に少なくともさらなる極大を有する多峯性直径分布を有する電極に存在し；
第１の極大とさらなる極大とが、少なくとも約０．３μｍ離れ；
１μｍ〜１ｍｍ未満の範囲の直径を有する銀粒子の少なくとも５０ｗｔ％が球形である装置によって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００５４】
少なくとも１つの本発明に係る装置、及び少なくともさらに別の装置を含むモジュールによって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。
【００５５】
［基板］
本発明に係る好ましい基板は、少なくとも１つの電極が本発明に係るプロセスにより施される固形物品である。基板は、当業者にとっては周知であり、必要に応じて、いくつかの適用のうち１つに適合するように、基板を選択してもよい。基板は、好ましくは、特定用途に応じて接する電極基板の電気的及び／又は物理的特性を改良するために選択される。
【００５６】
基板は、単一の材料又は２以上の領域の異なる材料を含んでもよい。２以上の領域の異なる材料を含む、好ましい基板は、層状体（ｌａｙｅｒ  ｂｏｄｉｅｓ）及び／又は被覆体（ｃｏａｔｅｄ  ｂｏｄｉｅｓ）である。
【００５７】
好ましい基板材料は、半導体；有機材料、好ましくはポリマー；無機材料、好ましくは酸化物又はガラス；金属層である。基板材料は、絶縁体、好ましくはガラス、ポリマー、又はセラミック；半導体、好ましくはドープされたＩＶ族又はＩＩＩＶ族元素／二元化合物、又は有機半導体；又は導体、好ましくは金属化表面又は導電性ポリマー表面であってもよく、得られた装置の用途に依存する。本発明との関連で好ましい基板は、ウェーハ、好ましくはシリコンウェーハ、続いて説明されるように太陽電池の製造にとって好ましものである。
【００５８】
本発明に関して適用するさらに別の基板タイプは、ＵＳ  ２０１３／０１４２９６３  Ａ１を参照されたい。本発明に関していくつかの好ましい電気デバイスは、ＲＦＩＤ（無線周波数識別（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ））装置；光起電性の装置、特に太陽電池；発光性装置、例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）；スマートパッケージング（ｓｍａｒｔ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ）装置；及びタッチスクリーン装置である。
【００５９】
本発明に係る好ましいウェーハは、電子正孔対を生じさせるために、高い効率で光を吸収でき、及び高い効率で境界面を越えて、好ましくはいわゆるｐｎ接合境界を越えて、正孔と電子とを分離できる領域、特に太陽電池の領域である。
【００６０】
ウェーハは、適切にドープされた四価の元素、二元化合物、三元化合物、又は合金からなることが好ましい。本願明細書において、好ましい四価の元素は、ケイ素、Ｇｅ、又はＳｎ、好ましくはケイ素である。好ましい二元化合物は、２以上の四価の元素の組合せ、第ＩＩＩ族元素と第Ｖ族元素との二元化合物、第ＩＩ族元素と第ＶＩ族元素との二元化合物、又は第ＩＶ族元素と第ＶＩ族元素との二元化合物である。好ましい四価の元素の組合せは、ケイ素、Ｇｅ、Ｓｎ、又はＣから選択される２以上の元素、好ましくはＳｉＣの組合せである。好ましい第ＩＩＩ族元素と第Ｖ族元素との二元化合物は、ＧａＡｓである。ウェーハはケイ素に基づくのが、本発明において最も好ましい。ウェーハに最も好ましい材料として、ケイ素は、本願明細書の残り全体にわたって明示的に言及される。ケイ素が明示的に言及される以下の本文の項は、また、上記の他のウェーハ組成物に適用する。
【００６１】
太陽電池は、ｐｎ接合境界を提供するための、少なくとも１つのｎ型ドープ層、及び少なくとも１つのｐ型ドープ層を含むことが、本発明において、好ましい。
【００６２】
ドープシリコン基板は当業者にとっては周知である。ドープシリコン基板は、当業者に周知であり、本発明に好適であるとみなされる任意の方法で製造されてもよい。本発明においてシリコン基板の好ましいソースは、単結晶のケイ素、多結晶のケイ素、非晶質のケイ素、及び冶金法による高純度ケイ素（ｕｐｇｒａｄｅｄ  ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ  ｓｉｌｉｃｏｎ）であり、単結晶のケイ素又は多結晶のケイ素が最も好ましい。ドープシリコン基板を形成するためのドーピングは、シリコン基板の製造中にドーパントを添加するのと同時に実施されてもよく、又は次の工程において実施されてもよい。シリコン基板の製造に続くドーピングは、例えば、ガス拡散エピタキシーによって実施されてもよい。ドープシリコン基板は、また、容易に商業的に入手可能である。本発明に係る１つの選択肢として、ケイ素混合物にドーパントを添加することによるその形成と同時に、シリコン基板の最初のドーピングは実施されてもよい。本発明に係る１つの選択肢として、前面ドープ層、及びもし存在すれば背面の高ドープ層の塗布は、気相エピタキシーによって実施される。この気相エピタキシーは、好ましくは、約５００℃〜約９００℃の範囲、より好ましくは約６００℃〜約８００℃の範囲、及び最も好ましくは約６５０℃〜約７５０℃の範囲の温度、約２ｋＰａ〜約１００ｋＰａの範囲、好ましくは約１０〜約８０ｋＰａの範囲、最も好ましくは約３０〜約７０ｋＰａの範囲の圧力で実施される。これらの温度条件は、通常、ＨＩＴ太陽電池に適用されない。
【００６３】
本発明の１つの実施形態において、ウェーハは、ｎ型ドープ層及びｐ型ドープ層を含み、ｎ型電池（図１ａ）又はｐ型電池（図１ｂ）として知られているものを製造するために使用することができる。
【００６４】
本発明の別の実施形態において、ウェーハは１以上の非晶質層を含む。非晶質層及び真性層（ノンドープ層）は、好ましくは、電子正孔再結合の頻度を低減させるために採用され、このため、電池の電気的特性を改良する。ウェーハは少なくとも１つの、好ましくは少なくとも２つの、好ましくは２つのノンドープ非晶質層を含むのが好ましい。ウェーハは、少なくとも１つの、好ましくは少なくとも２つの、好ましくは２つの、ドープ非晶質層、好ましくは少なくとも１つのｎ型ドープ非晶質層、及び少なくとも１つのｐ型ドープ非晶質層を含むのが好ましい。非晶質層は、好ましくは、５０％未満、好ましくは２０％未満、より好ましくは１０％未満が結晶性である層である。
【００６５】
この実施形態による好ましい層構造は、図２に示される。
【００６６】
シリコン基板がいくつかの形状、表面組織、及び大きさを示し得ることは当業者に周知である。その形状は、立方体状、ディスク状、ウェーハ状、及び不規則な多面体状等を含む様々な形状のうちの１つとなり得る。本発明において好ましい形状は、ウェーハが同様の、好ましくは同じ２つの次元と、他の２つの次元よりかなり小さい第三の次元とを有する立方体状となるウェーハである。本願明細書においてかなり小さいとは、好ましくは、少なくとも約１００倍小さい。
【００６７】
様々な表面型が当業者に周知である。本発明において、粗い表面を有するシリコン基板が好ましい。基板の粗さを評価する１つの方法は、基板の総表面積と比較して小さい、好ましくは、総表面積の１００分の１未満であり、実質的に平面である基板の下部表面に対する表面粗さパラメータを評価することである。表面粗さパラメータの値は、最小化平均二乗変位によって下部表面に最適化された平面上に下部表面を投影することで形成された理論的な表面の面積に対する下部表面の面積の比によって与えられる。表面粗さパラメータのより高い値ほど、より粗い、より不規則な表面を示し、表面粗さパラメータのより低い値ほど、より滑らかな、より平らな表面を示す。本発明において、シリコン基板の表面粗さは、好ましくは、これらに限定されないが、表面に対する光吸収及びフィンガーの接着を含むいくつかの要因の間の最適なバランスをもたらすように変性される。
【００６８】
シリコン基板の２つのより大きい次元は、結果として得られた太陽電池に求められる適用に合わせて変えられてもよい。本発明において、シリコンウェーハの好ましい厚さは、約０．５ｍｍ未満、より好ましくは約０．３ｍｍ未満、及び最も好ましくは約０．２ｍｍ未満にある。いくつかのウェーハは最小の約０．０１ｍｍ以上の厚さを有する。
【００６９】
背面ドープ層と比較して前面ドープ層が薄いことが本発明において好ましい。また、前面ドープ層が約０．１〜約１０μｍの範囲、好ましくは約０．１〜約５μｍの範囲、及び最も好ましくは約０．１〜約２μｍの範囲にある厚さを有することが、本発明において好ましい。
【００７０】
高ドープ層は、背面ドープ層と任意のさらなる層との間のシリコン基板の背面に塗布されてもよい。そのような高ドープ層は、背面ドープ層と同じドーピング型であり、そのような層は一般的に＋で示される（ｎ＋型層がｎ型背面ドープ層に施され、ｐ＋型層がｐ型背面ドープ層に施される）。この高ドープ背面層は、基板／電極界面の領域で、金属化を補助し、導電性の特性を改良するのに役立つ。高ドープ背面層が、もし存在するなら、約１〜約１００μｍの範囲、好ましくは約１〜約５０μｍの範囲、及び最も好ましくは約１〜約１５μｍの範囲の厚さを有するのが本発明において好ましい。
【００７１】
［ドーパント］
好ましいドーパントは、シリコンウェーハに添加される際、バンド構造内に電子又は正孔を導入することによってｐｎ接合境界を形成するものである。これらのドーパントの同一性及び濃度が、ｐｎ接合のバンド構造プロファイルを調節し、光吸収及び電気伝導率プロファイルを必要に応じて定めるように特に選択されることが本発明において好ましい。本発明において好ましいｐ型ドーパントは、シリコンウェーハバンド構造に正孔を添加するものである。それは、当業者にとっては周知である。当業者に周知であり、本発明に好適であるとみなされる全てのドーパントはｐ型ドーパントとして採用されてもよい。本発明において好ましいｐ型ドーパントは、三価の元素、特に、周期表の第１３族の元素である。本願明細書において、好ましい周期表の第１３族元素は、これらに限定されないが、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、又はそれらの少なくとも２種の組合せを含み、Ｂが特に好ましい。
【００７２】
本発明において好ましいｎ型ドーパントは、シリコンウェーハバンド構造に電子を加えるものである。それは当業者にとっては周知である。当業者に周知であり、本発明に好適であるとみなされる全てのドーパントは、ｎ型ドーパントとして採用されてもよい。本発明において好ましいｎ型ドーパントは、周期表の第１５族元素である。本願明細書において、好ましい周期表の第１５族元素は、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、又はそれらの少なくとも２種の組合せを含み、Ｐが特に好ましい。
【００７３】
上記の通り、ｐｎ接合の種々のドーピングレベルは、得られた太陽電池の所望の特性を調節するために変更されてもよい。
【００７４】
本発明において、背面ドープ層には、好ましくは約１×１０１３〜約１×１０１８ｃｍ−３の範囲、好ましくは約１×１０１４〜約１×１０１７ｃｍ−３の範囲、最も好ましくは約５×１０１５〜約５×１０１６ｃｍ−３の範囲のドーパント濃度でわずかにドープされるのが好ましい。いくつかの市販の製品は、約１×１０１６のドーパント濃度を有する背面ドープ層を有する。
【００７５】
本発明において、高度にドープされた背面層には（もし存在するなら）、好ましくは約１×１０１７〜約５×１０２１ｃｍ−３の範囲、より好ましくは約５×１０１７〜約５×１０２０ｃｍ−３の範囲、及び最も好ましくは約１×１０１８〜約１×１０２０ｃｍ−３の範囲の濃度で高度にドープされるのが好ましい。
【００７６】
真性（ノンドープ）層には、約１×１０１６ｃｍ−３以下、好ましくは約１０１４ｃｍ−３以下、より好ましくは約１０１２ｃｍ−３以下のレベルのドーパントを有するのが好ましい。真性（ノンドープ）層は、好ましくはドーパントを含有しない。
【００７７】
［導電性ペースト］
本発明に係る好ましい導電性ペーストは、基板に塗布され得、加熱して、基板と物理的及び／又は電気的に接触する固形の電極体を形成するペーストである。ペーストの成分、及びその割合は、ペーストが接着性、及び印刷性のような所望の特性を有し、得られた電極が所望の電気的及び物理的特性を有するために、当業者によって選択され得る。金属粒子は、第一に得られた電極体が導電性となるために、ペーストに存在し得る。硬化及び接着をもたらすために、熱硬化性系が採用され得る。例えば、本発明に関して好ましい導電性のペーストの組成物は：
ｉ）好ましくは少なくとも約５０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約７０ｗｔ％、及び最も好ましくは少なくとも約８０ｗｔ％の、銀ナノ粒子及び球形の銀ミクロ粒子を含む、銀粒子；
ｉｉ）ポリマー系、
ｉｉｉ）好ましくは約０．０１〜約２２ｗｔ％の範囲、より好ましくは約０．０５〜約１５ｗｔ％の範囲、及び最も好ましくは約０．１〜約１０ｗｔ％の範囲の添加剤；
を含んでもよく、
前記ｗｔ％は、導電性ペーストの総重量に基づき、合計１００ｗｔ％になる。この実施形態の１つの態様において、１ｗｔ％以下、及び好ましくは０．５ｗｔ％以下の添加剤がペーストに存在し、より好ましくは添加剤を含まない。
【００７８】
本発明の１つの実施形態において、ポリマー系は、以下の成分：
ａ．熱硬化性系の総重量に基づき、好ましくは約１０〜約９９．９９９ｗｔ％の範囲、より好ましくは約２０〜約９９ｗｔ％の範囲、最も好ましくは約２０〜約９９ｗｔ％の範囲の架橋化合物；
ｂ．熱硬化性系の総重量に基づき、好ましくは約０．０００１〜約３ｗｔ％の範囲、より好ましくは約０．０１〜約２ｗｔ％の範囲、最も好ましくは約０．０１〜約１ｗｔ％の範囲のラジカル発生剤；
ｃ．任意に、熱硬化性系の総重量に基づき、０ｗｔ％以上、好ましくは少なくとも約２０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約３０ｗｔ％の熱硬化性系の残りの質量を補充する、溶媒；
ｄ．任意に、好ましくは約１〜約１０ｗｔ％の範囲、より好ましくは約２〜約８ｗｔ％の範囲、最も好ましくは約４〜約５ｗｔ％の範囲のモノ−不飽和化合物
を含む熱硬化性系である。
【００７９】
本発明の別の実施形態において、ポリマー系は、以下の成分：
ａ．熱可塑性ポリマー；
ｂ．溶媒
を含む熱可塑性系である。
【００８０】
導電性ペーストの印刷性を容易にするため、導電性ペーストの粘度が約５〜約５０Ｐａ・ｓの範囲、好ましくは約１０〜約４０Ｐａ・ｓの範囲であるのが本発明において好ましい。
【００８１】
低温、好ましくは約２５０℃未満、より好ましくは約２３０℃未満、最も好ましくは約２１０℃未満で硬化されるペーストが好ましい。
【００８２】
それゆえ、１つの実施形態において、養生、硬化、及び接着機能が無機のガラス又はガラスフリットよりはむしろポリマー系によって促進されるのが好ましい。本発明の１つの実施形態において、ペーストは約１ｗｔ％以下、好ましくは約０．１ｗｔ％以下、より好ましくは約０．０１ｗｔ％以下の無機のガラス又はガラスフリットを含有する。ペーストにそのようなガラスを含有しないのが好ましい。
【００８３】
［金属粒子］
本発明に関して好ましい金属粒子は、金属電気伝導性を示すもの、又は加熱するとすぐに、金属電気伝導性を示す物質を生じるものである。導電性ペーストに存在する金属粒子は、加熱し導電性ペーストが焼結されると形成される固形電極に金属電気伝導性を与える。効果的な接着に有利であり、高い電気伝導性及び低い接触抵抗を有する電極を生み出す金属粒子が好ましい。金属粒子は、当業者にとっては周知である。当業者に周知であり、本発明に好適であるとみなされる全ての金属粒子は、導電性ペーストにおける金属粒子として採用され得る。本発明に係る好ましい金属粒子は、金属、合金、少なくとも２種の金属の混合物、少なくとも２種の合金の混合物、又は少なくとも１種の金属と少なくとも１種の合金との混合物である。
【００８４】
本発明に係る金属粒子として採用され得る好ましい金属は、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、パラジウム、ニッケル、又は鉛、及びそれらの少なくとも２種の混合物、好ましくは銀である。本発明に係る金属粒子として採用され得る好ましい合金は、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、タングステン、鉛、及びパラジウムのリストから選択される少なくとも１種の金属を含有する合金、又は混合物若しくは２以上のそれらの合金である。
【００８５】
本発明に係る１つの実施形態において、金属粒子は、例えば銀でコートされた銅、１以上のさらなる異なる金属又は合金でコートされた金属又は合金を含む。
【００８６】
本発明に係る１つの実施形態において、金属粒子は銀である。本発明に係る別の実施形態において、金属粒子は銀とアルミニウムとの混合物を含む。
【００８７】
さらなる上述した成分への金属粒子の追加の成分として、形成された電極のより有利な電気接点、接着、及び電気伝導率に貢献する成分が、本発明において好ましい。当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる全ての追加成分は、金属粒子に採用され得る。導電性ペーストが施される面に対する相補的なドーパントを示す、それらの追加の置換成分は、本発明において好ましい。ｎ型ドープされたシリコン層と整合させる電極を形成する際、ケイ素中でｎ型ドーパントとして作用することができる添加剤が好ましい。本願明細書において、好ましいｎ型ドーパントは、第１５族元素又は加熱するとそのような元素を生み出す化合物である。好ましい第１５族元素は、本発明に係る本願明細書において、リン及びビスマスである。ｐ型ドープされたシリコン層と整合させる電極を形成する際、ケイ素中でｐ型ドーパントとして作用することができる添加剤が好ましい。好ましいｐ型ドーパントは、第１３族元素又は加熱するとそのような元素を生み出す化合物である。好ましい第１３族元素は、本発明に係る本願明細書において、ホウ素及びアルミニウムである。
【００８８】
金属粒子が様々な形状、表面、大きさ、表面積対体積比、酸素含有量、及び酸化層を示し得ることは、当業者にとっては周知である。非常に多くの形状が当業者に公知である。いくつかの例は、球状、角ばった形状、細長状（棒又は針状）、及び扁平状（シート状）である。金属粒子は、また、異なる形状の粒子の組合せとして存在してもよい。製造される電極の電気接点、接着、及び電気伝導性に有利である、形状、又は形状の組合せを有する金属粒子が、本発明において好ましい。粒子の表面性を考慮せずにそのような形状を特性付ける１つの方法は、長さ、幅、及び厚さのパラメータを通してなされるものである。本発明に関して、粒子の長さは、粒子内に含まれる両端点の最長の空間変位ベクトルの長さによって与えられる。粒子の幅は、先に定義された粒子内に含まれる両端点の長さベクトルに垂直の最長の空間変位ベクトルの長さによって与えられる。粒子の厚さは、双方先に定義された、粒子内に含まれる両端点の長さベクトル及び幅ベクトルの双方に垂直の最長の空間変位ベクトルの長さによって与えられる。
【００８９】
本発明に関して好ましい均一な形状は球形である。以下において、球形の粒子が、長さ、幅、及び厚さの比率が１に近い、好ましくは約０．３〜約３の範囲、より好ましくは約０．５〜約２の範囲、最も好ましくは約０．８〜約１．２の範囲の粒子を示すために用いられるだろう。
【００９０】
１つの実施形態において、銀粒子の少なくとも５０ｗｔ％、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約９０ｗｔ％が球形である。
【００９１】
１つの実施形態において、銀ミクロ粒子が球形である：直径約１μｍ〜約１ｍｍ未満の範囲の銀粒子の、少なくとも５０ｗｔ％、好ましくは少なくとも約８０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約９０ｗｔ％が球形である。
【００９２】
１つの実施形態において、銀ナノ粒子は球形である：直径約１ｎｍ〜約１μｍ未満の範囲の銀粒子の、少なくとも５０ｗｔ％、好ましくは少なくとも約８０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約９０ｗｔ％が球形である。
【００９３】
様々な表面型が当業者に公知である。効果的な焼結に有利であり、製造される電極の有利な電気接点及び電気伝導性を生み出す表面型は、本発明に係る金属粒子の表面型に有利である。
【００９４】
金属粒子の形状及び表面を特徴づけるための別の方法は、比表面積としても知られるその表面積対重量比によるものである。比表面積はＢＥＴ方法を用いて測定できる。粒子の表面積対重量比の最も低い値は、滑らかな表面を有する球形により具現される。形状が均一でなく、不規則であるほど、その表面積対重量比は高くなるだろう。本発明に係る１つの実施形態において、高い比表面積比を有する金属粒子が好ましく、好ましくは約０．１〜約２５ｍ２／ｇの範囲、より好ましくは約０．５〜約２０ｍ２／ｇの範囲、及び最も好ましくは約１〜約１５ｍ２／ｇの範囲である。本発明に係る別の実施形態において、低い比表面積を有する金属粒子が好ましく、好ましくは約０．０１〜約１０ｍ２／ｇの範囲、より好ましくは約０．０５〜約５ｍ２／ｇの範囲、及び最も好ましくは約０．１０〜約１ｍ２／ｇの範囲である。
【００９５】
金属粒子の直径分布は、電極において低い銀密度の領域の発生を低減するように選択されるのが本発明において好ましい。当業者は、結果として得た太陽電池の有利な電気的及び物理的特性を最適化するために、金属粒子の直径分布を選択してもよい。銀粒子には、銀ナノ粒子及び銀ミクロ粒子を含むのが、本発明において好ましく、従って、多峰性の直径分布を示す。
【００９６】
ペーストの調製のためのプロセスの１つの実施形態において、銀粒子は銀ナノ粒子と銀ミクロ粒子とを混合することによって調製される。
【００９７】
金属粒子は、表面コーティングと共に存在してもよい。当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる如何なるそのようなコーティングも金属粒子に採用され得る。本発明に係る好ましいコーティングは、導電性ペーストの印刷、焼結、及びエッチング特性の改良を促進するコーティングである。もし、そのようなコーティングが存在するならば、何れの場合も金属粒子の総重量に基づき、約１０ｗｔ％以下の、好ましくは約８ｗｔ％以下、最も好ましくは約５ｗｔ％以下に相当するコーティングが、本発明において好ましい。
【００９８】
本発明に係る１つの実施形態において、金属粒子は、導電性ペーストの約５０ｗｔ％より高い、好ましくは約７０ｗｔ％より高い、最も好ましくは約８０ｗｔ％より高い割合で存在する。
【００９９】
［熱硬化性系］
本発明の１つの実施形態において、ポリマー系は熱硬化性系である。
【０１００】
本発明に関して好ましい熱硬化性系は、導電性ペーストの成分が溶液、エマルション、又は分散液の形態で存在し、電極を形成するための不可逆的な硬化又は養生を容易にすることを確実にする。好ましい熱硬化性系は、導電性ペースト内の成分の最適な安定性を提供し、効果的なライン印刷性を可能にする粘度を有する導電性ペーストを与えるものである。好ましい熱硬化性系は、光起電太陽電池のウェーハにおいて良好な接着を示す熱硬化性を生み出し、光起電太陽電池の長い動作時間の保証のために光起電太陽電池が動作される条件下で化学的に安定であり、光起電太陽電池の動作温度で溶融してはならず、及び光起電太陽電池の銀電極の電気伝導率を特に損なってはならない。
【０１０１】
本発明に係る好ましい熱硬化性系は、成分として：
ａ．熱硬化性系の総重量に基づき、好ましくは約１０〜約９９．９９９ｗｔ％の範囲、より好ましくは約２０〜約９９ｗｔ％の範囲、最も好ましくは約２０〜約９９ｗｔ％の範囲の架橋化合物；
ｂ．熱硬化性系の総重量に基づき、好ましくは約０．０００１〜約３ｗｔ％の範囲、より好ましくは約０．０１〜約２ｗｔ％の範囲、最も好ましくは約０．０１〜約１ｗｔ％の範囲のラジカル発生剤；
ｃ．任意に、熱硬化性系の総重量に基づき、０ｗｔ％以上、好ましくは少なくとも約２０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約３０ｗｔ％の熱硬化性系の残りの質量を補充する、溶媒；
ｄ．任意に、好ましくは約１〜約１０ｗｔ％の範囲、より好ましくは約２〜約８ｗｔ％の範囲、最も好ましくは約４〜約５ｗｔ％の範囲のモノ−不飽和化合物；
を含み、
前記ｗｔ％は、それぞれ熱硬化性系の総重量に基づき、合計１００ｗｔ％になる。本発明に係る好ましい熱硬化性系は、導電性ペーストの印刷性の好ましい高いレベルが達成されることを可能にするものである。
【０１０２】
熱硬化性系は、好ましくは、加熱すると不可逆的に養生する。それゆえ、全体として考慮される熱硬化性系、及び好ましくは個々の成分、とりわけａ及びｄも、硬度の熱的ヒステリシスを示すのが好ましい。１つの実施形態において、熱硬化性系は熱可塑性系ではない。別の実施形態において、成分ａ又はｄのうちの少なくとも１つ、好ましくは成分ａ及びｄの双方が熱可塑性ではない。
【０１０３】
［架橋化合物］
本発明に関して好ましい架橋化合物は、熱硬化性の挙動に寄与する、好ましくは、養生条件下で不可逆的な硬化を容易にする化合物である。架橋化合物が、硬化／養生すると、連結された重合体のネットワークを形成するのが好ましい。好ましい硬化／養生条件は、以下：重合開始剤、好ましくはラジカル開始剤の存在、加熱、又は電磁放射線の１以上である。
【０１０４】
架橋化合物は、好ましくは、少なくとも２つの不飽和二重結合、好ましくは炭素−炭素の二重結合を含む。
【０１０５】
好ましい架橋化合物は、単量体、オリゴマー、又はポリマーとなり得る。オリゴマー又はポリマーにおいて、不飽和基は、主鎖に、又は置換基若しくは分枝鎖に存在してもよい。好ましい不飽和基は、アルケン基、ビニルエーテル基、エステル基、及びアルキン基、好ましくはアルケン又はアルキン、最も好ましくはアルケンである。好ましいエステル基は、アルキル若しくはヒドロキシルアクリレート若しくはメタクリレート、好ましくはメチル−、エチル−、ブチル−、２−エチルヘキシル−、若しくは２−ヒドロキシエチル−アクリレート、イソボルニルアクリレート、メチルメタクリレート、又はエチル−メタクリレート基である。他の好ましいエステル基は、シリコンアクリレートである。他の好ましいモノ−不飽和基は、アクリロニトリル−、アクリルアミド−、メタクリルアミド基、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド−、酢酸ビニル−のようなビニルエステル−、ビニルエーテル−、スチレン−、アルキル−若しくはハロスチレン−、ｎ−ビニルピロリドン−、塩化ビニル−、又は塩化ビニリデン−基である。
【０１０６】
本発明の１つの実施形態において、架橋ポリマーは少なくとも１つのエステル基を含む。この実施形態の１つの態様において、少なくとも１つの不飽和基は、エステルの酸側に存在する。この実施形態の別の態様において、少なくとも１つの不飽和基は、エステルのアルコール側に存在する。本願明細書において、好ましい不飽和カルボン酸は、アクリル酸、アクリル酸誘導体、好ましくはメタクリル酸、又は不飽和脂肪酸である。好ましい不飽和脂肪酸は、モノ−不飽和、又は多不飽和、好ましくはミリストレイン酸ＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、パルミトレイン酸ＣＨ３（ＣＨ２）５ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、サピエン酸ＣＨ３（ＣＨ２）８ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）４ＣＯＯＨ、オレイン酸ＣＨ３（ＣＨ２）７ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、エライジン酸ＣＨ３（ＣＨ２）７ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、バクセン酸ＣＨ３（ＣＨ２）５ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）９ＣＯＯＨ、リノール酸ＣＨ３（ＣＨ２）４ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、リノエライジン酸ＣＨ３（ＣＨ２）４ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、α−リノレン酸ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨ、アラキドン酸ＣＨ３（ＣＨ２）４ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）３ＣＯＯＨ、エイコサペンタエン酸ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）３ＣＯＯＨ、エルカ酸ＣＨ３（ＣＨ２）７ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）１１ＣＯＯＨ、又はドコサヘキサエン酸ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ、又はそれらの２以上となり得る。
【０１０７】
本願明細書において、好ましい飽和カルボン酸は、脂肪酸、好ましくはＣ９Ｈ１９ＣＯＯＨ（カプリン酸）、Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯＨ（ラウリン酸）、Ｃ１３Ｈ２７ＣＯＯＨ（ミリスチン酸）Ｃ１５Ｈ３１ＣＯＯＨ（パルミチン酸）、Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ（ステアリン酸）又はこれらの混合物である。不飽和アルキル鎖を有する、好ましいカルボン酸は、Ｃ１８Ｈ３４Ｏ２（オレイン酸）及びＣ１８Ｈ３２Ｏ２（リノール酸）である。
【０１０８】
本願明細書において、好ましいアルコールは、モノアルコール、ジオール類、又はポリ−アルコール、好ましくは糖類であってもよい。好ましいアルコールはセルロース、グリコール、及びグリセロールである。
【０１０９】
１つの実施形態において、架橋化合物は、好ましくはエステル基により鎖に結合される、置換成分を有するポリマー鎖からなる。好ましいポリマー骨格は、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、及び糖類である。好ましい置換成分は、不飽和脂肪酸及びアクリレートである。
【０１１０】
［モノ−不飽和化合物］
本発明に関して、好ましいモノ−不飽和化合物は、硬化時に熱硬化性物質のネットワークに組み込まれる。モノ−不飽和化合物は、好ましくは、熱硬化性物質のネットワークの密度を低減する。所望の適用へのそれらの特性を調整するため、及び硬化度のような特性、硬化に必要な条件、及び硬化により生じた熱硬化物質の密度を調整するため、熱硬化性系におけるモノ−不飽和化合物の使用は、当業者には公知である。好ましいモノ−不飽和化合物は、エステル、ビニルエーテル、アミド、及びビニル化合物であり、好ましくはエステルである。好ましいエステルは、アルキル若しくはヒドロキシル−アクリレート若しくはメタクリレート、好ましくはメチル−、エチル−、ブチル−、２−エチルヘキシル若しくは２−ヒドロキシエチル−アクリレート、イソボルニルアクリレート、メチルメタクリレート、又はエチルメタクリレートである。他の好ましいエステルは、シリコンアクリレートである。他の好ましいモノ−不飽和化合物は、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド、酢酸ビニルのようなビニルエステル、イソブチルビニルエーテルのようなビニルエーテル、スチレン、アルキル若しくはハロスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン、塩化ビニル、又はビニリデン塩化物である。
【０１１１】
［熱硬化性系における溶媒］
熱硬化性系における好ましい溶媒は、加熱中、かなりの程度まで除去される、好ましくは、加熱前と比較して少なくとも約８０％まで減少した、好ましくは加熱前と比較して少なくとも約９５％まで減少した、絶対質量で加熱後に存在するものである熱硬化性系の成分である。本発明に係る好ましい溶媒は、有利な粘度、印刷性、安定性、及び接着特性を有し、基板に有利な電気伝導率及び電気接点を有する電極を生み出す導電性ペーストを形成することを可能にするものである。溶媒は、当業者にとっては周知である。
【０１１２】
当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる全ての溶媒は、熱硬化性系における溶媒として採用されてもよい。本発明において、好ましい溶媒は、上記の通り達成される導電性ペーストの印刷適性を好ましい高いレベルにするものである。本発明において好ましい溶媒は、標準大気温度及び圧力（ＳＡＴＰ）（２９８．１５Ｋ、２５℃、７７°Ｆ）、１００ｋＰａ（１４．５０４ｐｓｉ、０．９８６ａｔｍ）下で液体として存在し、好ましくは約９０℃より高い沸点及び約−２０℃より高い融点を有するものである。
【０１１３】
本発明において好ましい溶媒は、極性又は非極性、プロトン性又は非プロトン性、芳香族又は非芳香族であり、この実施形態の１つの態様によれば、プロトン性極性溶媒が好ましい。本発明において好ましい溶媒は、モノ−アルコール、ジ−アルコール、ポリ−アルコール、モノ−エステル、ジ−エステル、ポリ−エステル、モノ−エーテル、ジ−エーテル、ポリ−エーテルであり、官能基のこれらの分類の少なくとも１種以上を含み、任意に、官能基の他の分類、好ましくは、環状基、芳香族基、不飽和結合、ヘテロ原子で置換される１以上の酸素原子を有するアルコール基、ヘテロ原子で置換される１以上の酸素原子を有するエーテル基、ヘテロ原子で置換される１以上の酸素原子を有するエステル基、及び上述の溶媒の２種以上の混合物を含む溶媒である。本願明細書において好ましいエステルは、好ましいアルキル成分がメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、及び高級アルキル基、又はそのようなアルキル基の２種の異なる組合せである、アジピン酸のジ−アルキルエステル、好ましくはアジピン酸ジメチル、及び２種以上のアジピン酸エステルの混合物である。本願明細書において好ましいエーテルは、ジエーテル、好ましいアルキル成分がメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、及び高級アルキル基、又はそのようなアルキル基の２種の異なる組合せである、好ましくはエチレングリコールのジアルキルエーテル、及び２種のジエーテルの混合物である。本願明細書において好ましいアルコールは、例えば、第一級、第二級、及び第三級アルコール、好ましくは第三級アルコール、テルピネオール及び好ましいその誘導体、又はアルコールの２種以上の混合物を含む。好ましい複数の異なる官能基を組み合わせる溶媒は、しばしば、テキサノールと呼ばれる、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、及びその誘導体、しばしば、カルビトールとして知られる、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、及びそのアルキル誘導体、好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルカルビトール、好ましくはヘキシルカルビトール、又はブチルカルビトール、及びそれらの酢酸塩誘導体、好ましくはブチル酢酸カルビトール、又は上述の少なくとも２種の混合物である。
【０１１４】
［熱可塑性系］
本発明の１つの実施形態において、ポリマー系は熱可塑性系である。
【０１１５】
本発明に関して好ましい熱可塑性系は、導電性ペーストの成分が溶液、エマルション、又は分散液の形態で存在し、加熱に際し固形電極の形成を容易にすることを確実にする。好ましい熱可塑性系は、導電性ペースト内の成分の最適な安定性を提供し、効果的なライン印刷性を可能にする粘度を有する導電性ペーストを与えるものである。
【０１１６】
本発明において好ましい熱可塑性系は、成分として：
１．熱可塑性ポリマー；
２．溶媒
を含む。
【０１１７】
本発明の１つの実施形態において、熱可塑性系が、加熱及び熱可塑性ポリマーの融解温度より低い如何なる温度に冷却する際、如何なる硬度の熱的ヒステリシスも示さないのが好ましい。
【０１１８】
［熱可塑性ポリマー］
熱可塑性ポリマーは当業者にとっては周知であり、ペースト又は得られた電極の有利な特性、特に、ペーストの養生性能及び電極と基板との間の電気接点を高めるのに好適であるとみなされる如何なる熱可塑性ポリマーも、当業者は採用してもよい。好ましい熱可塑性ポリマーは、光起電太陽電池のウェーハにおいて良好な接着性を示し、光起電太陽電池の長い動作時間の保証のために光起電太陽電池が動作される条件下で化学的に安定であり、光起電太陽電池の動作温度で溶融してはならず、及び光起電太陽電池の銀電極の電気伝導率を特に損なってはならない。
【０１１９】
好ましい熱可塑性ポリマーは、直鎖ホモ−及びコポリマーである。本発明に関して好ましい熱可塑性ポリマーは、以下のリスト：
ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）；
ＰＥ（ポリエチレン）；
ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）；
ＡＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン及びスチレン共重合体）；
ＰＡ（ポリアミド）；
ＰＣ（ポリカーボネート）；
ポリエステル、好ましくはＢｏｓｔｉｋ，Ｉｎｃ．製Ｖｉｔｅｌ  ２７００Ｂ；
ポリアクリレート、好ましくはＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製Ｐａｒａｌｏｉｄ  Ｂ４４；
フェノキシポリマー、好ましくはＩｎＣｈｅｍ  Ｃｏｒｐ製ＰＫＨＨ
から選択される１以上である。
【０１２０】
［熱可塑性系における溶媒］
熱可塑性系における溶媒は、好ましくは、加熱中、かなりの程度まで除去される、好ましくは、加熱前と比較して少なくとも約８０％まで減少した、好ましくは加熱前と比較して少なくとも約９５％減少した、絶対質量で加熱後に存在するものである熱可塑性系の成分である。
【０１２１】
本発明に係る好ましい溶媒は、有利な粘度、印刷性、安定性、及び接着特性を有し、基板に有利な電気伝導率及び電気接点を有する電極を生み出す導電性ペーストを形成することを可能にするものである。溶媒は、当業者にとっては周知である。当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる全ての溶媒は、有機ビヒクルにおける溶媒として採用されてもよい。本発明において、好ましい溶媒は、上記の通り達成される導電性ペーストの印刷適性を好ましい高いレベルにするものである。本発明において好ましい溶媒は、標準大気温度及び圧力（ＳＡＴＰ）（２９８．１５Ｋ、２５℃、７７°Ｆ）、１００ｋＰａ（１４．５０４ｐｓｉ、０．９８６ａｔｍ）下で液体として存在し、好ましくは約９０℃より高い沸点及び約−２０℃より高い融点を有するものである。
【０１２２】
熱可塑性系の好ましい溶媒は、乏しい水素結合の溶媒、又は並みの水素結合の溶媒である。
【０１２３】
好ましい乏しい水素結合の溶媒は、芳香族、脂肪族、又はハロゲン化溶媒である。好ましい乏しい水素結合の溶媒は、約８．５〜約１２の範囲のＨｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータを有するもの、好ましくはベンゼン（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータ９．２）、モノクロールベンゼン（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータ９．５）、又は２−ニトロプロパン（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータ１０．７）である。
【０１２４】
好ましい並みの水素結合の溶媒は、エステル、エーテル、又はケトンを含む溶媒である。好ましい並みの水素結合の溶媒は、約８．３〜約１０．５の範囲のＨｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータを有するもの、好ましくはＴＨＦ（テトラヒドロフラン、Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータ９．８）、シクロヘキサノン（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータ９．９）、又は酢酸ｎ−ブチル（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄパラメータ８．０）である。
【０１２５】
また、以下が好ましい熱可塑性系のための溶媒である：
ＤＭＰＵ（１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン）、ｉｓｏ−トリデカノール、ジクロロメタン、ＨＭＰＴ（ヘキサメチルホスホルアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ジオキサン、メチルセロソルブ、酢酸セロソルブ、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、アセトン、ニトロエタン、キシレン、トルエン、ソルベッソ（ｓｏｌｖｅｓｓｏ）、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、グリコールエーテル、グリコールエステル。
【０１２６】
［導電性ペーストにおける添加剤］
本発明に関して好ましい添加剤は、それらから製造される電極の又は得られた太陽電池の導電性ペーストの性能を高めるのに貢献する、明示的に述べられた他の成分に加えて、導電性ペーストに添加される成分である。当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる全ての添加剤は、導電性ペーストに添加剤として採用され得る。ビヒクルに存在する添加剤に加えて、また、添加剤が導電性ペーストに存在してもよい。本発明において好ましい添加剤は、チキソトロープ剤、粘度調整剤、乳化剤、安定剤、又はｐＨ調整剤、増粘剤、若しくは分散剤、又はそれらの少なくとも２種の組合せである。
【０１２７】
［ラジカル発生剤］
本発明の１つの実施形態において、ラジカル発生剤が、ペーストにさらに含まれている。ラジカル発生剤は、当業者にとっては周知であり、当業者は硬化、及び／又は接着のような有利な特性をもたらすのに好適であるラジカル発生剤を選択できる。頻繁に、架橋反応により、好ましくは、１分子あたり少なくとも２つの二重結合に基づき架橋され、好ましくは発生剤に引き起こされて、硬化及び接着が達成される。本発明に関して好ましいラジカル発生剤は、上述のポリマーにおいてラジカル連鎖反応、好ましくは架橋連鎖反応を起こすものである。好ましいラジカル発生剤は、過酸化物、好ましくは有機過酸化物；及びアゾ化合物、好ましくは有機アゾ化合物である。
【０１２８】
本発明のさらなる実施形態において、熱硬化性系はラジカル発生剤を必要としない。熱硬化性プロセスを開始する代替手段は、加熱若しくは露光、又は他の電磁放射、例えば電子線放射若しくはＵＶ照射を含む。
【０１２９】
［太陽電池の前駆体］
太陽電池の前駆体によって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。本発明に係る好ましい太陽電池の前駆体は、以下：
１．ウェーハ、好ましくはシリコンウェーハ、好ましくはＨＩＴ型ウェーハ、
２．本発明に係るペースト；
を含み、
ペーストがウェーハの少なくとも１つの面の上又は周りに配置される。ペーストは、シリコンウェーハと物理的な接触にあってもよく、あるいは、透明な導電層又は物理保護層のようなシリコンウェーハとペーストとの間に存在する、最外の１以上のさらなる層と接触してもよい。
【０１３０】
本発明の１つの実施形態において、１以上のさらなるペーストが、本発明に係るペーストに加えて、ウェーハに存在する。
【０１３１】
本発明の１つの実施形態において、前駆体はＭＷＴ電池への前駆体である。この実施形態において、ウェーハの前面及び背面を接続するチャネルが、好ましくは存在する。本発明に係るペーストは、好ましくは、チャネルの表面、又はその表面若しくはチャネル以外の表面、又は双方と接触する。
【０１３２】
本発明の１つの実施形態において、太陽電池の前駆体は、ｎ型太陽電池への前駆体である。この実施形態の１つの態様において、ｎドープ層に対応するウェーハの体積の割合は、ｐ型層に対応するものより高い。この実施形態の別の態様において、時に太陽の当たる側と呼ばれる、ウェーハの前面は、ｐ型ドープである。この実施形態の別の態様において、ウェーハの背面はｎ型ドープされる。
【０１３３】
本発明の１つの実施形態において、太陽電池の前駆体は、ｐ型太陽電池への前駆体である。この実施形態の１つの態様において、ｐドープ層に対応するウェーハの体積の割合は、ｎ型層に対応するものより高い。この実施形態の別の態様において、時に太陽の当たる側と呼ばれる、ウェーハの前面は、ｎ型ドープである。この実施形態の別の態様において、ウェーハの背面は、ｐ型ドープされる。
【０１３４】
ＨＩＴ型太陽電池の前駆体は、本発明に関して好ましい。この実施形態の１つの態様において、ウェーハは、非晶質ケイ素の少なくとも１つの層を含む。好ましくは、非晶質ケイ素の少なくとも１つの層がｎ型ドープされる。好ましくは、非晶質ケイ素の少なくとも１つの層がｐ型ドープされる。好ましくは、非晶質ケイ素の少なくとも１つ、又は複数、好ましくは２つの層が、真性（ノンドープ）である。好ましくは、ウェーハは、好ましくはｎ型ドープ又はｐ型ドープされた、好ましくはｎ型ドープされた少なくとも１つの結晶性の層を含む。
【０１３５】
太陽電池の前駆体の製造において、温度は低く、好ましくは１００℃より下、より好ましくは約８０℃より下、最も好ましくは約６０℃より下に維持されるのが好ましい。
【０１３６】
［太陽電池を製造するプロセス］
プロセス工程として以下：
ｉ）上記のような、特に前述の実施形態のうち任意の組合せの太陽電池の前駆体を提供する工程；及び
ｉｉ）太陽電池を得るための太陽電池の前駆体を加熱する工程
を少なくとも含む太陽電池を製造するプロセスによって、上述した目的のうち１つを達成することに貢献される。
【０１３７】
工程ｉ）における温度は、１００℃、好ましくは８０℃、好ましくは６０℃を超過しないのが好ましい。
【０１３８】
［印刷］
それぞれの電極が、導電性ペーストを施し、次いで接着体を得るためにその導電性ペーストを加熱することによって提供されるのが本発明において好ましい。導電性ペーストは、これらに限定されないが、含浸、浸漬、鋳込み、滴下、注入、散布、ナイフコーティング、カーテンコーティング、ブラッシング、若しくは印刷、又はこれらの少なくとも２種の組合せを含む、当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる如何なる方法でも施され得、好ましい印刷技術は、インクジェット印刷、スクリーン印刷、タンポン印刷、オフセット印刷、凸版印刷、若しくはステンシル印刷、又はそれらの少なくとも２種の組合せである。導電性ペーストが印刷、好ましくはスクリーン印刷によって施されるのが本発明において好ましい。スクリーンが約２０〜約１００μｍの範囲、より好ましくは約３０〜約８０μｍの範囲、及び最も好ましくは約４０〜約７０μｍの範囲の直径を有する目開きを有するのが本発明において好ましい。太陽電池の前駆体の項において詳述するように、導電性ペーストは、本発明において説明される通りにチャネルに施すのが好ましい。前面及び背面電極を形成するために使用される導電性ペーストは、チャネルに使用されるペーストと同じであってもよいし異なっていてもよく、好ましくは異なるものであり、互いに同じ又は異なるものであってもよい。
【０１３９】
印刷は、高温で実施されず、好ましくは１００℃より低く、より好ましくは約８０℃より低く、より好ましくは約５０℃より低い温度で実施されるのが好ましい。
【０１４０】
［加熱］
電極は、まず導電性ペーストを施し、次いで、固形の電極体を得るために前記導電性ペーストを加熱することにより形成されるのが本発明において好ましい。加熱は当業者にとっては周知であり、かつ当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる如何なる方法でも実施できる。
【０１４１】
本発明において、加熱のために設定される最高温度は、約２５０℃より低く、好ましくは約２３０℃より低く、より好ましくは約２１０℃より低い。約１００℃と低い加熱温度が太陽電池を得るために採用されている。
【０１４２】
前面及び背面における導電性ペーストの加熱は、同時又は順次、実施され得る。同時の加熱は、導電性ペーストが同様である場合、適切であり、好ましくは個々に、最適の加熱条件である。適切である場合、加熱は同時に実施されるのが本発明において好ましい。
【０１４３】
［太陽電池］
本発明に係るプロセスより得られる太陽電池によって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。本発明において、好ましい太陽電池は、電気エネルギー出力に変換する入射光の総エネルギーの割合に関して高い効率を有し、軽くて丈夫であるものである。
【０１４４】
［反射防止コーティング］
本発明において、太陽電池の表面における電極より前に、反射防止コーティングが外層として、及びしばしば最外層として施されてもよい。本発明において好ましい反射防止コーティングは、表面によって反射される入射光の割合を減少させ、表面を通過してウェーハによって吸収される入射光の割合を増加させるものである。有利な吸収／反射比をもたらす反射防止コーティングは、採用された導電性ペーストによるエッチングに感受性があるが、その他の点では導電性ペーストの加熱に必要とされる温度に耐え、電極界面の近くで電子及び正孔の再結合を増加させることに貢献しないのが好ましい。当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる全ての反射防止コーティングは採用されてもよい。本発明において好ましい反射防止コーティングは、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、若しくはそれらの少なくとも２種の混合物、及び／又はそれらの少なくとも２層の組合せであり、特に、シリコンウェーハが採用される場合、ＳｉＮｘが特に好ましい。特にＨＩＴ電池に対して、金属酸化物は反射防止コーティングとして機能を果たし得る。好ましい酸化物は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、又はドープ酸化亜鉛、好ましくは酸化インジウムスズである。
【０１４５】
反射防止コーティングの厚さは、適切な光の波長に合わされる。本発明において、反射防止コーティングが約３０〜約５００ｎｍの範囲、より好ましくは約５０〜約４００ｎｍの範囲、及び最も好ましくは約８０〜約３００ｎｍの範囲の厚さを有するのが好ましい。
【０１４６】
［パッシベーション層］
本発明において、１以上のパッシベーション層が、電極の前、又はもし存在するなら反射防止層の前に、外層又は最外層として前面及び／又は裏面に施されてもよい。好ましいパッシベーション層は、電極界面の近くでの電子／正孔再結合の比率を減少させるものである。当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる何れのパッシベーション層も採用されてもよい。本発明において、好ましいパッシベーション層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、及び二酸化チタンであり、窒化ケイ素が最も好ましい。本発明において、パッシベーション層は約０．１ｎｍ〜約２μｍの範囲、より好ましくは約１ｎｍ〜約１μｍの範囲、及び最も好ましくは約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲の厚さを有するのが好ましい。ＨＩＴ電池は、真性のシリコン層がパッシベーション層として機能を果たすのが好ましい。反射防止コーティング及びパッシベーション層の機能は、少なくとも部分的に又は完全に１つの層に組み合わされてもよい。
【０１４７】
［透明な導電層］
本発明に関して好ましい透明な導電層は、高い透明性及び電気伝導率を有するシリコンウェーハの上又は周りの層である。その層を通過した４００ｎｍの波長を有する光の伝送は、好ましくは約５０％より上、より好ましくは約８０％より上、最も好ましくは約９０％より上である。その層の電気伝導率は、好ましくは約１×１０−４Ω−１ｃｍ−１より上、より好ましくは約５×１０−３Ω−１ｃｍ−１より上、最も好ましくは約５×１０−２Ω−１ｃｍ−１より上である。
【０１４８】
透明な導電層の厚さは、好ましくは約３０〜約５００ｎｍの範囲、より好ましくは約５０〜約４００ｎｍの範囲、最も好ましくは約８０〜約３００ｎｍの範囲である。
【０１４９】
透明な導電性の材料は、当業者にとっては周知であり、電気伝導性、透明性、及び接着性のような、太陽電池の有利な特性を改良するために、当業者は、材料を選択してもよい。好ましい材料は、酸化物、導電性ポリマー、又はカーボンナノチューブベースの導体、好ましくは酸化物である。好ましい酸化物は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）又はドープ酸化亜鉛、好ましくは酸化インジウムスズである。好ましい導電性ポリマーは、共役二重結合を有する有機化合物、好ましくはポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、若しくはポリチオフェン、若しくはそれらの誘導体、又はこれらの組合せである。
【０１５０】
１つの実施形態において、太陽電池は前面において透明な導電層を有する。
【０１５１】
［電極］
本発明の１つの実施形態において、ペーストの銀粒子の二峰性の分布が電極に存在する。この実施形態の個々の態様において、ペーストにおける銀の直径分布に関する個々の特徴は、電極に類似的に存在する。
【０１５２】
［付加的な保護層］
太陽電池の主な機能に直接貢献する上記の層に加えて、さらなる層が機械的及び化学的な保護のために追加されてもよい。化学的な保護を提供するために、電池は封入されてもよい。封入は当業者に周知であり、かつ当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる何れの封入も採用されてもよい。本発明において、しばしば透明な熱可塑性樹脂と呼ばれる、透明なポリマーが、もしこのような封入が存在するなら、封入材料として好ましい。本願明細書において、好ましい透明なポリマーは、例えば、ケイ素ゴム及びポリエチレン酢酸ビニル（ＰＶＡ）である。
【０１５３】
透明なガラスシートが、電池の表面に機械的な保護を提供するために、太陽電池の前面に付け足されてもよい。透明なガラスシートは、当業者にとっては周知であり、かつ当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる如何なる透明なガラスシートも、太陽電池の前面の保護として採用されてもよい。
【０１５４】
背面保護材が、機械的保護のために、太陽電池の裏面に付け足されてもよい。背面保護材は当業者に周知であり、かつ当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる何れの背面保護材も、太陽電池の背面における保護として採用されてもよい。本発明において好ましい背面保護材は、良好な機械的特性及び耐候性を有するものである。本発明において好ましい背面保護材は、ポリフッ化ビニルの層を有するポリエチレンテレフタレートである。背面保護材が封入層の下に存在する（背面保護層及び封入の双方が存在する場合）のが、本発明において好ましい。
【０１５５】
フレーム材は、機械的支持を与えるために太陽電池の外部に付け足されてもよい。フレーム材は当業者に周知であり、かつ当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされる何れのフレーム材も、フレーム材料として採用されてもよい。本発明において好ましいフレーム材はアルミニウムである。
【０１５６】
［ソーラーパネル］
少なくとも、上記の通り、特に、前述した実施形態のうちの少なくとも１つに従って得られた太陽電池、及び少なくともさらに１つの太陽電池を含むモジュールによって、上述した目的のうちの少なくとも１つを達成することに貢献される。本発明において多数の太陽電池は、モジュールと呼ばれる集合的な配置を形成するために、空間的に及び電気的に接続され、配置され得る。本発明において好ましいモジュールは、いくつかの形態、好ましくはソーラーパネルとして知られる長方形表面の形態をとり得る。太陽電池を電気的に接続する多種多様な方法は、集合的な配置を形成するための、そのような電池を機械的に配置し、固定する多種多様な方法と同様に、当業者にとっては周知であり、かつ当業者に公知であり、本発明に好適であるとみなされるそのような如何なる方法も採用されてもよい。本発明において好ましい方法は、出力比に対して低質量、出力比に対して低容量、及び高い耐久性に至るものである。アルミニウムは、本発明に係る太陽電池の機械的な固定には好ましい材料である。
【０１５７】
ここで、本発明は、ただ説明するためであり、本発明の範囲を制限すると見なさない図を使って説明される。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】図１ａは、太陽電池のための一般的なｎ型層配置の断面図を示し、図１ｂは、太陽電池のための一般的なｐ型層配置の断面図を示す。
【図２】図２は、太陽電池のための一般的なＨＩＴ型層配置の断面図を示す。
【図３】図３は、クラッキングのない電極線を示す。図３ｂはクラッキングを有する電極線を示す。
【図４】図４は、比接触抵抗を測定するための下記の試験方法のためのカット（ｃｕｔｓ）の配置を示す。
【図５】図５は、銀粒子の存在を示す、処理済みのウェーハの例となる電子顕微鏡写真の断面図の一部を示す。
【図６】図６は、プラグ電極における銀粒子の例となる二峰性の直径分布を示す。
【０１５９】
図１ａは、太陽電池のための一般的なｎ型層配置の断面図を示す。前面側から開始すると、１０１は電極であり、好ましくはフィンガー（ｆｉｎｇｅｒｓ）の形態、好ましくは本発明に係る方法による本発明に係るペーストから得られる。１０２は、抗反射層又はパッシベーション層のような、１以上の任意の層である。１０３は、ｐドープされた前面層、好ましくはシリコン層である。１０４は、ｎドープされた背面層、好ましくはシリコン層である。１０５は背面電極であり、好ましくは本発明に係る方法による本発明に係るペーストから得られる。
【０１６０】
図１ｂは、太陽電池のための一般的なｐ型層配置の断面図を示す。前面側から開始すると、１０１は電極であり、好ましくはフィンガー（ｆｉｎｇｅｒｓ）の形態、好ましくは本発明に係る方法による本発明に係るペーストから得られる。１０２は、抗反射層又はパッシベーション層のような１以上の任意の層である。１０４は、ｎドープされた前面層、好ましくはシリコン層である。１０３は、ｐドープされた背面層、好ましくはシリコン層である。１０５は背面電極であり、好ましくは本発明に係る方法による本発明に係るペーストから得られる。
【０１６１】
図２は、太陽電池のための一般的なＨＩＴ型層配置の断面図を示す。１０１は電極であり、好ましくはフィンガー（ｆｉｎｇｅｒｓ）の形態、好ましくは本発明に係る方法による本発明に係るペーストから得られる。２０１は、酸化インジウムスズのような、好ましくは透明な導電層を含む１以上の任意の層である。２０２は、ファーストドーピング（ｆｉｒｓｔ  ｄｏｐｉｎｇ）型、ｎ型又はｐ型、好ましくはｐ型の非晶質前面層、好ましくはシリコン層である。２０３は、真性（ノンドープ）非晶質の前面層、好ましくはシリコン層である。２０４は、結晶性の層、好ましくはシリコン層、好ましくはｎ型ドープである。２０５は、真性（ノンドープ）非晶質の背面層である。２０６は、非晶質の前面層、好ましくはシリコン層、又は前記ファーストドーピング（ｆｉｒｓｔ  ｄｏｐｉｎｇ）型に対して反対のドーピング型、好ましくはｎ型ドープである。１０５は、背面電極、好ましくは本発明に係る方法による本発明に係るペーストから得られる。
【０１６２】
図３ａは、クラッキングのない太陽電池における一片を示す。４０１は基板表面である。４０２は電極片である。電極片４０２にクラックは存在しない。
【０１６３】
図３ｂは、クラッキングを有する太陽電池における一片を示す。４０１は基板表面である。４０２は電極片である。クラック４０３は、電極片４０２に存在する。
【０１６４】
図４は、比接触抵抗を測定するための下記の試験方法のための、ウェーハ４２０におけるフィンガーライン４２２に対するカット（ｃｕｔｓ）４２１の位置を示す。
【０１６５】
図５は、銀粒子の存在を示す処理済みのウェーハの例となる電子顕微鏡写真の断面図の一部を示す。銀含有に対応する領域６０１は、非銀含有に対応する領域６０２と対照的に、同定され、電極における粒子の直径分布を測定するための試験方法に挙げられたアルゴリズムに従って、減少した直径の円で満たされた。明瞭さの目的のために、図５は、フィッティングアルゴリズム（ｆｉｔｔｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が、５０μｍから０．５μｍまで減少させた直径で部分的に埋められた点で画像を示す。図５は、試験方法に従って分析された領域の例となる部分を示す（１ｍｍ２）。
【０１６６】
図６は、前記試験方法により測定されたプラグ電極における銀粒子の例となる二峰性の直径分布を示す。極大値８０１は、対応する分離Δが存在する。測定は０〜５０μｍの範囲において０．１μｍ間隔で実施された（明瞭さのため、グラフの低い直径部分のみ示される）。グラフは、頻度の合計が１であるように正規化される。
【０１６７】
［試験方法］
本発明において、以下の試験方法が使用される。試験方法がない場合、本願の最先の出願日に最も近い、測定される特徴のためのＩＳＯ試験方法が適用される。明確な測定条件がない場合、温度２９８．１５Ｋ（２５℃、７７°Ｆ）及び絶対圧力１００ｋＰａ（１４．５０４ｐｓｉ、０．９８６ａｔｍ）として標準大気温度及び圧力（ＳＡＴＰ）が適用される。
【０１６８】
［比表面積］
銀粒子の比表面積を測定するためのＢＥＴ測定は、ＤＩＮ  ＩＳＯ  ９２７７：１９９５に従う。ＳＭＡＲＴ方法（適応性の投与速度（Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｄｏｓｉｎｇ  Ｒａｔｅ）を用いる吸蔵方法（Ｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ））に従って動作するＧｅｍｉｎｉ  ２３６０（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製）が、測定に使用される。対照物質として、ＢＡＭから入手できるα酸化アルミニウムＣＲＭ  ＢＡＭ−ＰＭ−１０２（Ｂｕｎｄｅｓａｎｓｔａｌｔ  ｆｕｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｃｈｕｎｇ  ｕｎｄ  −ｐｒｕｆｕｎｇ）が使用される。溶接棒は、デッドボリュームを減らすために対照及びサンプルキュベットに加えられる。キュベットは、ＢＥＴ装置に取り付けられる。窒素ガスの飽和蒸気圧（Ｎ２５．０）が測定される。サンプルは、溶接棒を有するキュベットが完全に充填され、デッドボリュームの最小が作成されるこのような量で、ガラスキュベット内に秤量される。サンプルは、乾燥するために８０℃で２時間保管される。冷却後、サンプルの質量が記録される。サンプルを含有するガラスキュベットは、前記測定装置に取り付けられる。サンプルからガスを抜くために、ポンプに吸い込まれる物質がないような選択された排気速度で排気される。排気後のサンプルの質量は計算に使用される。デッドボリュームはヘリウムガス（Ｈｅ４．６）を用いて測定される。ガラスキュベットは、液体窒素槽を用いて７７Ｋまで冷却される。吸着用の、７７Ｋで０．１６２ｎｍ２の分子断面積を有するＮ２５．０が計算に使用される。５つの測定点の多点解析が実施され、得られた比表面積はｍ２／ｇで示される。
【０１６９】
［粘度］
粘度測定はＴｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｒｐを用いて実施された。「Ｈａａｋｅ  Ｒｈｅｏｓｔｒｅｓｓ  ６００」は、地面板（ｇｒｏｕｎｄ  ｐｌａｔｅ）ＭＰＣ６０  Ｔｉ及びコーンプレート（ｃｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）Ｃ  ２０／０，５°  Ｔｉ、並びにソフトウェア「Ｈａａｋｅ  ＲｈｅｏＷｉｎ  Ｊｏｂ  Ｍａｎａｇｅｒ  ４．３０．０」を備えた。距離をゼロポイント（ｚｅｒｏ  ｐｏｉｎｔ）に調整した後、測定に十分なペーストサンプルが、地面板（ｇｒｏｕｎｄ  ｐｌａｔｅ）に置かれた。コーン（ｃｏｎｅ）が、０．０２６ｍｍの間隙距離で測定位置に移動され、及び過剰の材料がスパチュラを用いて除去された。サンプルは３分間で２５℃に平衡化され、回転性の測定（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）が開始した。せん断速度は４８秒及び５０の等距離の測定地点で０から２０ｓ−１まで増加し、さらに３１２秒及び１５６の等距離の測定地点で１５０ｓ−１まで増加した。１５０ｓ−１のせん断速度で６０秒の待機時間後、せん断速度が３１２秒及び１５６の等距離の測定地点で１５０ｓ−１から２０ｓ−１まで減少し、さらに４８秒及び５０の等距離の測定地点で０まで減少した。マイクロトルク補正（ｍｉｃｒｏ  ｔｏｒｑｕｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）、マイクロストレス調整（ｍｉｃｒｏ  ｓｔｒｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ）、及び質量慣性補正（ｍａｓｓ  ｉｎｅｒｔｉａ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）が作動した。粘度は下方へのせん断ランプ（ｄｏｗｎｗａｒｄ  ｓｈｅａｒ  ｒａｍｐ）の１００ｓ−１のせん断速度での測定値として得られる。
【０１７０】
［粒径の測定（ｄ１０、ｄ５０、ｄ９０、及び粉末の粒子分布）］
粒子の粒径測定は、ＩＳＯ  １３３１７−３：２００１に従って実施される。Ｘ線透過式重力沈降法（Ｘ−ｒａｙ  ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）に従って動作するソフトウェアＷｉｎ  ５１００  Ｖ２．０３．０１（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製）を備えるＳｅｄｉｇｒａｐｈ  ５１００が測定に用いられる。約４００〜６００ｍｇのサンプルが５０ｍｌガラスのビーカーに秤量され、４０ｍＬのＳｅｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｐ−１１（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製、約０．７４〜０．７６ｇ／ｃｍ３密度及び約１．２５〜１．９ｍＰａ・ｓの粘度を有する）が懸濁液として加えられる。磁気撹拌子が懸濁液に加えられる。サンプルは、８分間、パワーレベル（ｐｏｗｅｒ  ｌｅｖｅｌ）２で動作される超音波プローブＳｏｎｉｆｅｒ  ２５０（Ｂｒａｎｓｏｎ製）を用いて分散され、懸濁液が同時に撹拌子で撹拌される。この前処理されたサンプルは、機器内に設置され、測定が始まる。懸濁液の温度が記録され（典型的な範囲２４℃〜４５℃）、この温度で分散溶液のために測定された粘度の算出データが使用される。サンプルの密度及び質量を用いる（銀について１０．５ｇ／ｃｍ３）粒径分布関数が測定される。ｄ５０、ｄ１０、及びｄ９０は、粒子分布関数から直接的に読み取れる。多峰性の大きさの評価のため、直径に対する質量頻度の分布プロットが生成され、ピーク極大がそれらから測定される。
【０１７１】
［粒径測定（ペーストにおけるｄ１０、ｄ５０、ｄ９０、及び粒子分布）］
ペーストにおける金属粒子の粒度分布の測定のため、以下の手順が続けられた。有機部分は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ジクロロメタン、クロロホルム、ヘキサンのような溶媒を用いて溶媒抽出により除去される。これは、Ｓｏｘｈｌｅｔ装置、又は当業者に公知の分離、沈降、及び濾過技術の組合せを用いて実施され得る。前記金属粒子を除いた無機部分は、塩酸等のような水性非酸化性酸を用いる処理の後、水性の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のような塩基を用いる処理に続いて、水性フッ化水素酸を用いる処理により除去される。これは、Ｓｏｘｈｌｅｔ装置、又は分離、沈降、及び濾過技術の組合せを用いて実施され得る。最後の工程において、残された金属粒子が、脱イオン水で洗浄され、乾燥される。得られた粉末の粒径は、上記粉末の説明の通り測定される。
【０１７２】
［ドーパントレベル］
ドーパントレベルは、二次イオン質量分析を用いて測定される。
【０１７３】
［接着性］
試験される太陽電池サンプルは市販の鑞着台Ｍ３００−００００−０９０１（Ｓｏｍｏｎｔ  ＧｍｂＨ製、ドイツ）に固定される。Ｂｒｕｋｅｒ  Ｓｐａｌｅｋのはんだリボン（ＥＣｕ＋６２Ｓｎ−３６Ｐｂ−２Ａｇ）がフラックス（ｆｌｕｘ）Ｋｅｓｔｅｒ  ９５２Ｓ（Ｋｅｓｔｅｒ製）で被覆され、フィンガーライン又はバスバー上にはんだリボンをプレスする、１２の加熱されたピンの力を加えることにより、試験されるフィンガーライン又はバスバーに接着される。加熱されたピンは、２８０℃の温度に設定され、サンプルが配置されるはんだ付けプレヒートパネル（ｐｒｅｈｅａｔ  ｐｌａｔｅ）は１７５℃の温度に設定される。室温まで冷却後、サンプルはＧＰ  Ｓｔａｂｌｅ−Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏ  ｔｅｓｔｅｒ（ＧＰ  Ｓｏｌａｒ  ＧｍｂＨ、ドイツ）に取り付けられる。電池表面に固定されたリボン部分と、引かれるリボン部分とが、４５°の角度をなすように、リボンは、試験ヘッド（ｔｅｓｔｉｎｇ  ｈｅａｄ）で固定され、１００ｍｍ／ｓの速度で引かれる。バスバー／フィンガーを除去するのに必要とされる力は、単位ニュートンで測定される。このプロセスは、フィンガー／バスバーに沿って１０の均等間隔点で接触が繰り返され、それぞれの端部で１回の測定を含む。その手段で、１０の結果が得られる。
【０１７４】
［走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）及びエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）］
太陽電池は、注目する領域が明らかになるようにカットされる。カットされたサンプルは、埋封材料で満たされた容器内に置かれ、注目する領域が上になるように向けられる。埋封材料として、ＥｐｏＦｉｘ（Ｓｔｒｕｅｒｓ）が用いられ、説明書に従い混ぜられる。８時間、室温で養生した後、サンプルはさらに処理され得る。第１の工程において、サンプルは、２５０ｒｐｍで炭化ケイ素紙１８０−８００（Ｓｔｒｕｅｒｓ）を用いて、Ｌａｂｏｐｏｌ−２５（Ｓｔｒｕｅｒｓ）で研磨される。さらなる工程において、サンプルは、Ｒｅｔｒｏｆｏｒｃｅ−４、ＭＤ−Ｐｉａｎｏ  ２２０及びＭＤ−Ａｌｌｅｇｒｏクロス、及びＤＰ−Ｓｐｒａｙ  Ｐ  ３μｍダイアモンドスプレーを備えたＲｏｔｏｐｏｌ−２（全てＳｔｒｕｅｒｓ製）を用いて磨かれる。炭素層を有するコーティングは、カーボン糸０．２７  ｇ／ｍ  Ｅ４１９ＥＣＯ（Ｐｌａｎｏ  ＧｍｂＨ製）を用い、２ｍｂａｒの圧力でＭｅｄ  ０１０（Ｂａｌｚｅｒｓ）を用いて実施される。その試験は、２０ｋＶの加速電圧、及び約３×１０−６ｍｂａｒの圧力で、電界放射型電極を備えたＺｅｉｓｓ  Ｕｌｔｒａ  ５５（Ｚｅｉｓｓ）を用いて実施された。関連のある領域の画像が撮られ、画像解析ソフトウェアＩｍａｇｅＪ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  １．４６ｒ（Ｗａｙｎｅ  Ｒａｓｂａｎｄによる、ＪＡＶＡ（登録商標）における画像処理及び解析、ｈｔｔｐ：／／ｒｓｂ．ｉｎｆｏ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｉｊ）を用いて解析された。銀粒子を同定するために、ＥＤＸにおいて約３．４ｋｅＶでＡｇＬ信号の強度（ｉｎｔｅｎｓｅ  ＡｇＬ  ｓｉｇｎａｌ）が用いられ、１０の銀粒子を同定し、それらの１０の粒子について平均ＳＥＭグレースケール強度が使用され、ＳＥＭ画像からさらなる銀粒子を同定した。
【０１７５】
［電極における銀の粒径］
電極により断面図が生成され、１ｍｍ２の領域を有する電極内部からの３つの方形断面サンプルを提供するため、前述のＳＥＭ試験の項で説明した通り処理された。それぞれのサンプルについて、銀に対応する領域がＳＥＭの項で説明した通り定義された。減少した直径の円は、以下のアルゴリズムに従って、画像上に描かれた：
１．画像上に０．０１μｍ間隔の四角格子を重ねる。
２．それぞれの地点は、銀の領域に対応するか否かである。銀に対応するそれぞれの地点は、最初、円が割り当てられる。銀に対応しない地点は、円が割り当てられない。
３．５０μｍの直径で始める。
４．格子の左上の地点から開始し、一番上の列の左から右の地点を通して処理し、それぞれの地点について工程４ａ．を実行する。上から下の列へ続けて繰り返し、最終的に右下に到着すると、全ての地点が処理される。
４ａ．それぞれの地点に対して、もし、地点の現在の直径（初めは５０μｍ）の半分に等しい距離の範囲内の全ての地点が、円に割り当てられることができる場合、次いで：
ｉ．現在の格子点を中心とする現在の直径に等しい直径で円を描画する。
ｉｉ．円に割り当てることができないような地点から現在の直径の半分に等しい距離の範囲内の全ての地点に印を付ける。
ｉｉｉ．直径の現在の値（初めは、０に設定される）について、累積度数カウンターを１ずつ増加させる。
５．粒径の特定の値について全ての格子点を通して実施される際、直径に対して値を付けるための累積度数カウンターを記録し、現在の直径を０．１μｍずつ減少させ、及び直径に対して値を付けるのに用いる工程４．を実施する。一度、工程４．が、直径の全ての値について５０μｍから０．１μｍまで下げて完了されると、アルゴリズムは完了である。
【０１７６】
一度、円描画アルゴリズムが実施されると、累積度数カウンターの値は、対応する直径の２乗で乗算されると質量度数分布（ｍａｓｓ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）によく合致し、最良適合曲線（ｂｅｓｔ  ｆｉｔ  ｃｕｒｖｅ）は数値的な最小二乗回帰を用いるデータ及び計算される最大の位置に適合した。その結果は、３つのサンプルの平均として与えられた。もし、３つのサンプルの結果の標準偏差が平均値の１５％より大きいなら、１つのさらなるサンプルが採用され、全てのサンプルの平均が与えられた。このプロセスは、標準偏差が平均値の１５％未満となるまで繰り返された。
【０１７７】
［比ライン抵抗率（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｌｉｎｅ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）］
フィンガーの１ｃｍのライン抵抗率（ｌｉｎｅ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）を、ＧＰ  Ｓｏｌａｒ社製のソフトウェアパッケージ「ＧＰ−４  Ｔｅｓｔ  １．６．６  Ｐｒｏ」を備えた「ＧＰ４−Ｔｅｓｔ．Ｐｒｏ」を用いて測定した。測定について、四端子測定法（４  ｐｏｉｎｔ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）が適用された。それゆえ、２つの外部プローブは定電流（１０ｍＡ）を適用し、２つの内部プローブは電圧を測定する。ライン抵抗率（ｌｉｎｅ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）は、Ω／ｃｍ単位で、オームの法則（Ｏｈｍｉｃ  ｌａｗ）により減算される。測定された１ｃｍのフィンガーラインの断面が、ｃｙｂｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＧｍｂＨ社製ソフトウェアパッケージ「Ｓｃａｎ  ＣＴ  ７．６」を備えた「Ｃｙｂｅｒｓｃａｎ  Ｖａｎｔａｇｅ」（モデル２Ｖ４−Ｃ／５ＮＶＫ）を用いて測定された。比ライン抵抗率は、μΩ・ｃｍ単位で、ライン抵抗率及び同じ１ｃｍの養生されたフィンガーラインの断面の定量された値を用いて算出された。
【０１７８】
［比接触抵抗］
２２±１℃の温度で空調された室内で、測定前に全ての設備及び材料が平衡化される。ＨＩＴ太陽電池の前面に養生された銀電極（ＩＴＯで組織化及び養生された）比接触抵抗を測定するために、ＧＰ  Ｓｏｌａｒ  ＧｍｂＨ社製「ＧＰ−４  Ｔｅｓｔ  １．６．６  Ｐｒｏ」ソフトウェアパッケージを備えた「ＧＰ４−Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏ」が用いられる。この装置は四端子測定法（４  ｐｏｉｎｔ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）を適用し、伝送長法（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｌｅｎｇｔｈ  ｍｅｔｈｏｄ）（ＴＬＭ）により、比接触抵抗を評価する。比接触抵抗を測定するため、ウェーハの２つの１ｃｍ幅のストライプは、図４に示されるように、ウェーハの印刷されたフィンガーラインに垂直にカットされる。それぞれのストライプの正確な幅は０．０５ｍｍの精度を有するマイクロメーターで測定される。焼成された銀フィンガーの幅は、ストライプの３つの異なる点で、Ｋｅｙｅｎｃｅ  Ｃｏｒｐ社の、広範囲ズームレンズＶＨ−Ｚ１００Ｒを備えたデジタル顕微鏡「ＶＨＸ−６００Ｄ」で測定された。それぞれのスポットにおいて、幅は、２点測定（２−ｐｏｉｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）により１０回測定される。フィンガー幅の値は、３０の全ての測定の平均である。互いに、フィンガー幅、ストライプ幅、及び印刷されたフィンガーの距離は、比接触抵抗を算出するためのソフトウェアパッケージにより用いられる。電流の測定は、１４ｍＡに設定する。接触する６の隣接したフィンガーラインに好適な多接点の測定ヘッド（ｐａｒｔ  ｎｏ．  ０４．０１．００１６）が導入され、６の隣接したフィンガーに接触させられる。その測定は、それぞれのストライプに均等に分散された５つの点で実施される。測定の開始後、ソフトウェアはストライプのそれぞれの点で比接触抵抗の値（ｍΩ・ｃｍ２）を測定する。１０点全ての平均が比接触抵抗の値として採用される。
【０１７９】
［クラッキング］
印刷及び養生された銀ペーストラインは、１００倍の倍率で、ＶＨ−Ｚ１００Ｒレンズを備えたＫｅｙｅｎｃｅ  ＶＨＸ−６００Ｄ顕微鏡（Ｋｅｙｅｎｃｅ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ製）を用いて、クラックについて光学的に観察された。フィンガーラインでクラックが発見された場合、ペーストは「−」と評価され、クラックを有さない場合「＋」と評価された。クラックを有する及び有さない電池の例は、図３ａ及び３ｂに示される。
【０１８０】
［分子量］
熱可塑性ポリマーの分子量は、ＧＰＣ（ゲル透過クロマトグラフィ）の後、光散乱によって測定される。種々の熱可塑性ポリマーのために、適切なカラムの選択、溶離液、圧力、及び温度のようなＧＰＣ条件、２０１２年８月２９日における特定の熱可塑性ポリマーに有効なＤＩＮ手順が適用されるだろう。もしＤＩＮ手順に反すると示されないのであるなら、ＰＳＳ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨ製の市販のＳＥＣｃｕｒｉｔｙオンライン多角度光散乱装置検出器ＳＬＤ７０００（Ｂ）は、光散乱による分子量の測定のために使用されるだろう。
【実施例】
【０１８１】
ここで、本発明は、単に具体例を意図し、本発明の範囲を制限することと見なされない実施例を使って説明する。
【０１８２】
［実施例１−ペーストの調製−熱硬化性］
Ｋｅｎｗｏｏｄ  Ｍａｊｏｒ  Ｔｉｔａｎｉｕｍミキサーを用いることにより、ペーストを、有機ビヒクル（表１）、フレーク状の銀粉末（Ｍｅｔａｌｏｒ  Ｔｅｃｈｏｌｏｇｉｅｓ製ＡＣ−４０４４、上記の試験方法に従ったピーク極大値１．８μｍ）又はより小さい球形のＡｇ粉末（Ｄｏｗａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ＣＯ．ＬＴＤ．製ＴＺ−Ａ０４、上記の試験方法に従ったピーク極大値０．３μｍ）又はより大きい球形の銀粉末（Ｆｅｒｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｙｓｔｅｍｓ製銀粉末１１０００−０６、上記の試験方法に従ったピーク極大値１．５μｍ）、又はこれらの混合物、及びＤＣＰ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ製、ジクミルペルオキシド）の適切な量の成分を均質化することで生成した。ペーストを、第１のギャップについて２０μｍ及び第２のギャップについて１０μｍまでギャップが次第に減少する第１のギャップ１２０μｍ及び第２のギャップ６０μｍを有するステンレス鋼ロールを備える３−ロールミルＥｘａｃｔ  ８０  Ｅに、均質になるまで数回通した。
【０１８３】
［熱硬化性系の組成］
【表１】
0006457390.tif 000002
【０１８４】
［ペーストの例］
【表２】
0006457390.tif 000003
【０１８５】
［実施例２−太陽電池の製造及び電池特性の測定］
ペーストを、Ｒｏｔｈ＆Ｒａｕ  ＡＧから入手できる単結晶のＨＩＴ太陽電池の前駆体に施した。ウェーハの寸法は、約１５６×１５６ｍｍ２であった。使用する太陽電池をアルカリエッチングによりテクスチャ加工（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）し、その表面にはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層が存在した。実施例のペーストを、以下のスクリーンパラメータで設定された、半自動のスクリーンプリンタＸＩ  ＳＬ、ＥＫＲＡ  Ａｕｔｏｍａｔｉｓｉｅｒｕｎｇｓｓｙｓｔｅｍｅ（Ａｓｙｓ  Ｇｒｏｕｐ製）を用いて、テクスチャ処理した（ｔｅｘｔｕｒｉｚｅｄ）ＩＴＯ層にスクリーン印刷した：２９０メッシュ、２０μｍワイヤー厚さ、１８μｍメッシュ上のエマルション、７２フィンガー、６０μｍフィンガー開口（ｆｉｎｇｅｒ  ｏｐｅｎｉｎｇ）、３バスバー、１．５ｍｍバスバー幅。印刷されたパターンを有する装置を、印刷後オーブンにて１０分間、２００℃で養生した。
【０１８６】
［電極の内容物の分析］
電極における銀の直径分布の極大値を、前記試験方法に従って測定した。表３で分かり得るように、約１．５μｍ及び約０．３μｍでの極大値を、本発明の実施例で観察した。
【０１８７】
［ペーストの性能］
【表３】
0006457390.tif 000004
【０１８８】
［実施例３−ペーストの調製−熱可塑性］
Ｋｅｎｗｏｏｄ  Ｍａｊｏｒ  Ｔｉｔａｎｉｕｍミキサーを用いることにより、ペーストを、熱可塑性ポリマー（１．ポリエステル：Ｂｏｓｔｉｋ、Ｉｎｃ．製Ｖｉｔｅｌ  ２７００Ｂ；２．アクリレート：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製Ｐａｒａｌｏｉｄ  Ｂ４４；３．フェノキシ：ＩｎＣｈｅｍ  Ｃｏｒｐ．製ＰＫＨＨ）及び有機溶媒として、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ製ブチルカルビトールアセテート、並びに銀粒子（表５）（フレーク状の銀粉末（Ｍｅｔａｌｏｒ  Ｔｅｃｈｏｌｏｇｉｅｓ製ＡＣ−４０４４、上記の試験方法に従ったピーク極大値１．８μｍ）又はより小さい球形の銀粉末（Ｄｏｗａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ＣＯ．ＬＴＤ．製ＴＺ−Ａ０４、上記の試験方法に従ったピーク極大値０．３μｍ）又はより大きい球形の銀粉末（Ｆｅｒｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ製銀粉末１  １０００−０６、上記の試験方法に従ったピーク極大値１．５μｍ）又はこれらの混合物）を含む、適切な量の有機ビヒクル（表４）を均質化することで生成した。
【０１８９】
ペーストを、第１のギャップについて２０μｍ及び第２のギャップについて１０μｍまでギャップが次第に減少する、１２０μｍ及び第２のギャップ６０μｍを有するステンレス鋼ロールを備える３−ロールミルＥｘａｃｔ  ８０  Ｅに、均質になるまで数回通した。
【０１９０】
［熱可塑性ポリマー系の組成］
【表４】
0006457390.tif 000005
【０１９１】
［ペーストの例］
【表５】
0006457390.tif 000006
【０１９２】
［実施例４−太陽電池の製造及び電池特性の測定］
ペーストを、単結晶のＨＩＴ太陽電池の前駆体に施した。ウェーハの寸法は、１５６×１５６ｍｍ２であった。使用する太陽電池をアルカリエッチングによりテクスチャ加工し、その表面にはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層が存在した。実施例のペーストを、以下のスクリーンパラメータで設定された、半自動のスクリーンプリンタＸＩ  ＳＬ、ＥＫＲＡ  Ａｕｔｏｍａｔｉｓ−ｉｅｒｕｎｇｓｓｙｓｔｅｍｅ（Ａｓｙｓ  Ｇｒｏｕｐ製）を用いて、テクスチャ処理したＩＴＯ層にスクリーン印刷した：２９０メッシュ、２０μｍワイヤー厚さ、１８μｍメッシュ上のエマルション、７２フィンガー、６０μｍフィンガー開口、３バスバー、１．５ｍｍバスバー幅。印刷されたパターンを有する装置を、印刷後オーブンにて１０分間、２００℃で養生した。
【０１９３】
［電極の内容物の分析］
表６で分かり得るように、マイクロ及びナノ銀と組み合わせて施した全ての熱可塑性ポリマー系は、より大きい直径を有する銀フレークに比べて、良好な性能を有する光電池となる。
【０１９４】
［ペーストの性能］
【表６】
0006457390.tif 000007
【符号の説明】
【０１９５】
１０１    前面電極
１０２    任意の前面層
１０３    ｐ型ドープ層
１０４    ｎ型ドープ層
１０５    背面電極
２０１    酸化インジウムスズのような任意の前面層
２０２    前面ドープ非晶質の層
２０３    前面真性非晶質の層
２０４    結晶性の層
２０５    背面真性非晶質の層
２０６    背面ドープ非晶質の層
４０１    基板表面
４０２    電極片
４０３    クラック
４２０    ウェーハ
４２１    カット
４２２    フィンガーライン
６０１    銀含有に対応する領域
６０２    非銀含有に対応する領域
８０１    直径分布における極大値
【図１ａ】
0006457390.tif 000008
【図１ｂ】
0006457390.tif 000009
【図２】
0006457390.tif 000010
【図３ａ】
0006457390.tif 000011
【図３ｂ】
0006457390.tif 000012
【図４】
0006457390.tif 000013
【図５】
0006457390.tif 000014
【図６】
0006457390.tif 000015