(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットと、金属酸化物と、１５０〜３５０℃の温度範囲で気体に変化する物質とを含み、
１５０〜３５０℃の温度範囲で気体に変化する物質が、インジウム、イットリウム又はガリウムのアセチルアセトン化合物及びオクチル酸又はナフテン酸とスズ、ニッケル、銅、鉛、マグネシウム又は亜鉛との化合物からなる群より選択される１種以上である、太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項２】
１５０〜３５０℃の温度範囲で気体に変化する物質が、インジウム、イットリウム又はガリウムのアセチルアセトン化合物からなる群より選択される１種以上である、請求項１記載の太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項３】
有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットと、金属酸化物と、２００〜６００℃の温度範囲で気体に変化する物質とを含み、
２００〜６００℃の温度範囲で気体に変化する物質が、オクチル酸又はナフテン酸とスズ、ニッケル、銅、鉛、マグネシウム又は亜鉛との化合物からなる群より選択される１種以上である、太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項４】
前記金属酸化物が、酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化スズからなる群より選択される１種以上である、請求項１〜３のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項５】
前記導電性粒子１００重量部に対し、前記ガラスフリットが０．５〜１０重量部、前記気体に変化する物質が０．１〜１０重量部、前記金属酸化物が０．５〜１５重量部である、請求項１〜４のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペーストを焼成してなる太陽電池の電極。
【請求項７】
請求項６記載の電極を備えた太陽電池。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペーストを焼成して電極を形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項９】
有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットとを含み、有機金属化合物と金属酸化物とをさらに含み、
前記有機金属化合物が、インジウム、イットリウム又はガリウムのアセチルアセトン化合物及びオクチル酸又はナフテン酸とスズ、ニッケル、銅、鉛、マグネシウム又は亜鉛との化合物からなる群より選択される１種以上である、太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項１０】
前記有機金属化合物が、インジウム、イットリウム又はガリウムのアセチルアセトン化合物、オクチル酸スズ、オクチル酸ニッケル、オクチル酸マグネシウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛及びナフテン酸亜鉛からなる群より選択される１種以上である、請求項９記載の太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項１１】
前記金属酸化物が、酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化スズからなる群より選択される１種以上である、請求項９又は１０記載の太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項１２】
前記導電性粒子１００重量部に対し、前記ガラスフリットが０．５〜１０重量部、前記有機金属化合物が０．１〜１０重量部、前記金属酸化物が０．５〜１５重量部である、請求項９〜１１のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペースト。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペーストを焼成してなる太陽電池の電極。
【請求項１４】
請求項１３記載の電極を備えた太陽電池。
【請求項１５】
請求項９〜１２のいずれか１項記載の太陽電池電極用導電性ペーストを焼成して電極を形成する、太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池電極用導電性ペースト、特に単結晶又は多結晶等の結晶系シリコン太陽電池電極用導電性ペースト、当該導電性ペーストを焼成してなる太陽電池の電極、当該電極を備えた太陽電池、当該導電性ペーストを用いた太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶又は多結晶シリコンを主たる半導体基板材料として用いる従来の太陽電池は、基板表面近傍に設けられたＰＮ接合に発生する電界により、半導体内に入射・吸収された光によって発生する電子・正孔対を分離し、Ｐ型半導体及びＮ型半導体のそれぞれと低接触抵抗になるように形成された電極を介して、電流として外部に取り出す。
【０００３】
例えば、一般的な多結晶シリコン太陽電池の場合、Ｂ（ボロン原子）等を不純物として添加したＰ型シリコン基板の片側表面から、Ｐ（リン原子）等のＮ型拡散層を形成可能な元素を拡散させて、ＰＮ接合を形成する。この場合、光の閉じ込め効果をもたせるため、Ｐ型シリコン基板表面にテクスチャ（凹凸）加工を施してからＮ型拡散層を形成する。
【０００４】
Ｎ型拡散層側を光入射側とし、窒化ケイ素、酸化チタン等の反射防止膜（膜厚５０nm〜１００nm）を介して、バス電極とフィンガー電極からなる光入射側電極を形成する。裏面側のＰ型シリコン基板側には、光を入射させなくてもよいため、ほぼ全面に裏面側電極を形成する。両電極は、各半導体と低抵抗でオーミック接触する必要がある。
【０００５】
両電極は、一般的には、導電性ペーストの印刷、乾燥、焼成によって形成する。導電性ペースト組成と焼成条件は、太陽電池の特性にとって特に重要である。
【０００６】
導電性ペーストは、一般的には、有機バインダ、溶剤、導電性粒子、ガラスフリットを含み、場合により添加物が配合されている。これらの成分は、印刷性や印刷後の形状の制御、電極としての導電性付与、半導体基板との密着性保持、反射防止膜のファイヤースルー、太陽電池の半導体基板及び拡散層との接触抵抗の低減等の役割を担う。
【０００７】
導電性ペーストを、スクリーン印刷等の方法で半導体基板に直接、又は拡散層上に形成された反射防止膜上に印刷して、１００〜１５０℃程度の温度で数分間乾燥し、その後、６００〜８５０℃程度で数分間高速焼成して、光入射側電極又は裏面側電極を形成する。焼成条件は、導電性ペースト組成によって良好な太陽電池特性を得るための最適条件が異なるため、ペースト組成に適した条件が選ばれる。
【０００８】
結晶系シリコン太陽電池の変換効率と電池特性の安定性に及ぼす電極の影響は大きく、特に光入射側電極の影響は非常に大きい。電極性能の目安として、太陽電池の曲線因子（ＦＦ）がある。太陽電池の直列抵抗が高いと、ＦＦは小さくなる傾向にあり、また、直列抵抗の構成要素の一つがＰ型半導体及びＮ型半導体と電極との接触抵抗である。なお、太陽電池における直列抵抗は、太陽電池の光照射下のＩ−Ｖ（電流−電圧）特性におけるＶｏｃ点（開放電圧点）での接線の傾きを指標として評価できる。
【０００９】
このため、太陽電池の高い変換効率と安定な特性を得ることを目的として、太陽電池電極用導電性ペーストに各種の添加物を配合する以下の方法が、これまでに提案されている。
（ｉ）Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２を含有するガラスフリットを配合した導電性ペースト（特許文献１）。
（ii）Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ等の金属やその化合物を０．００１〜０．１μｍの微細な粒子として添加した導電性ペースト（特許文献２）。
（iii）Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｒを含む導電性ペースト（特許文献３）。
（iv）ハロゲン化物を添加した導電性ペースト（特許文献４）。
【００１０】
しかしながら、いずれの導電性ペーストにおいても、それを用いて形成した電極を備えた太陽電池において、十分高いＦＦ（曲線因子）が得られず、また電極を形成するための焼成温度の変動によるＦＦの変化が大きい、といった問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−３２９０７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３５００号公報
【特許文献３】特開２００１−３１３４００号公報
【特許文献４】特開２００１−１１８４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決して、結晶系シリコン太陽電池のＰ型半導体及びＮ型半導体にオーミック接触させる電極において、高いＦＦを安定して得ることができる太陽電池電極用導電性ペースト、並びに当該導電性ペーストを焼成してなる太陽電池の電極、当該電極を備えた太陽電池及び当該導電性ペーストを用いた太陽電池の製造方法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】
【００１３】
本発明者らは、特に半導体との界面近傍の電極組成の均一化、添加物の反応性に着目して鋭意検討した結果、太陽電池電極用導電性ペーストに、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質を配合することが、高いＦＦを安定して得るために非常に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットと、金属酸化物と、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質とを含む、太陽電池電極用導電性ペーストである。後述するように、一般に、導電性ペーストは、焼成工程において、１５０〜８００℃の温度範囲を経ることになる。
【００１５】
本発明の太陽電池電極用導電性ペーストは、金属酸化物が、酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化スズからなる群より選択される１種以上であることがより好ましい。また、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質が、有機金属化合物であることが好ましく、有機金属化合物が、アセチルアセトン金属錯体、アセト酢酸金属錯体、ジエチルマロン酸エステル金属錯体、シクロペンタジエン錯体、ナフテン酸金属化合物、オクチル酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物及びパルミチン酸金属化合物からなる群より選択される１種以上であることがより好ましい。
【００１６】
本発明はまた、有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットとを含み、有機金属化合物と金属酸化物とをさらに含む、太陽電池電極用導電性ペーストである。この有機金属化合物及び金属酸化物は、上述したものが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記の導電性ペーストを焼成してなる太陽電池の電極に関する。さらに、本発明は、上記の電極を備えた太陽電池に関する。加えて本発明は、上記の導電性ペーストを用いた太陽電池の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の太陽電池電極用導電性ペーストによれば、高いＦＦの太陽電池を得ることができ、太陽電池の性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第一の実施形態において、太陽電池電極用導電性ペーストは、有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットと、金属酸化物と、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質とを含む。
【００２０】
（１）有機バインダと溶剤
有機バインダと溶剤は、導電性ペーストの粘度調整等の役割を担うものであり、いずれも特に限定されない。有機バインダを溶剤に溶解させて使用することもできる。
【００２１】
有機バインダとしては、セルロース系樹脂、例えばエチルセルロース、ニトロセルロース等；（メタ）アクリル系樹脂、例えばポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等が挙げられ、有機溶剤としては、アルコール類、例えばターピネオール、α−ターピネオール、β−ターピネオール等；エステル類、例えばヒドロキシ基含有エステル類、２，２，４―トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチラート、ブチルカルビトールアセテート等を使用することができる。
【００２２】
（２）導電性粒子
導電性粒子は、特に限定されず、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等が挙げられる。空気中でも焼成できるため、Ａｇが好ましい。導電性粒子の形状・平均粒子寸法は、特に限定されず、当該分野で公知のものを使用することができる。導電性粒子の形状としては、球状、リン片状等が挙げられる。導電性粒子の平均粒子寸法は、作業性の点等から、０．０５〜１０  μｍが挙げられ、好ましくは０．１〜５μｍである。なお、平均粒子寸法とは、球状の場合は粒子径、りん片状の場合は粒子薄片の長径、針状の場合は長さのそれぞれ平均をいう。
【００２３】
（３）ガラスフリット
ガラスフリットは、特に限定されず、Ｐｂ系ガラスフリット、例えばＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3-ＳｉＯ2系等；Ｐｂフリー系ガラスフリット、例えばＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣｅＯ2−ＬｉＯ2−ＮａＯ2系等が挙げられる。ガラスフリットの形状・大きさは、特に限定されず、当該分野で公知のものを使用することができる。ガラスフリットの形状としては、球状、不定形等が挙げられる。平均寸法は、作業性の点等から、０．０１〜１０μｍが挙げられ、好ましくは０．０５〜１μｍである。平均粒子寸法は、上記のとおりであるが、不定形の場合は、最長の径の平均をいう。
【００２４】
（４）金属酸化物
本発明の導電性ペーストには、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化銅又は酸化ニッケル等の金属酸化物、中でも酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズを併用すると、高いＦＦを得る上で効果的である。具体的には、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2が挙げられる。なお、金属酸化物であっても、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化することができる物質は、金属酸化物としてではなく、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質として考慮する。
【００２５】
金属酸化物は、通常、常温で固体であり、形状・平均粒子寸法は特に限定されない。形状としては、球形、不定形等が挙げられる。平均粒子寸法としては、分散性等の点から０．０５〜１μｍのものが好ましい。
【００２６】
金属酸化物は、焼成工程で、導電性粒子の過剰な焼結を防ぎ、その一方でガラスフリットに由来する液化ガラスの広がりを制御し、導電性粒子が半導体表面と接触する場を作ることに寄与すると考えられる。この際に、下記の１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質（例えば有機金属化合物）が気化又は昇華して発生した気体が共存すると、導電性粒子は半導体とさらに良好な接触を形成することができると考えられる。
【００２７】
（５）気体に変化する物質
本発明の導電性ペーストは、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質を含むことを特徴としている。このような物質は、単体（一種類の元素からなるもの）であっても、化合物（二種類以上の元素からなるもの）であってもよい。
【００２８】
一般に、導電性ペーストの焼成温度のピークは、ＰＮ接合への悪影響を抑制するために、８５０℃程度までに設定されているので、導電性ペーストは、焼成工程において、上記の１５０〜８００℃という温度範囲を経ることになる。本発明においては、この温度範囲で気体に変化する物質を配合した導電性ペーストを、太陽電池の電極の製造に用いることにより、高いＦＦの太陽電池を得ることができる。
【００２９】
１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化することができる物質は、熱重量分析による、気体への変化を開始する温度（重量の減少が開始する温度）、又は気体への変化が完全に終了する温度（重量がほぼ一定値となる温度）が、１５０〜８００℃の範囲にあればよく、好ましくは気体への変化を開始する温度と気体への変化が完全に終了する温度との両方が１５０〜８００℃の範囲にあるものである。
【００３０】
上限の８００℃は、太陽電池電極用導電性ペーストの焼成温度のピークが、通常、８５０℃程度までであることを考慮したものであり、一方、下限の１５０℃は、塗膜の膨れやピンホールの生成を抑制すること、及び乾燥工程を考慮したものである。気体に変化する温度範囲１５０〜８００℃は、より好ましくは２００〜６００℃である。
【００３１】
本発明の太陽電池電極用導電性ペーストには、焼成工程で経る温度といえる１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質が配合されているため、焼成工程で、発生した気体が広い範囲で拡散して、半導体との界面近傍において均一な電極組成をもたらすなど、物質配合による効果を広い範囲で発揮し、その結果、高いＦＦの太陽電池が得られると考えられる。
【００３２】
１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質は、固体、液体、又は固体を溶解可能な溶剤に溶かしたものとして、導電性ペーストに配合することができる。固体で配合する場合は、最終的に気体に変化するため、形状・平均粒子寸法の影響は小さく、特に限定されない。形状としては、球形、不定形等が挙げられ、平均粒子寸法としては、分散性等の点から０．０１〜１０μｍが挙げられ、例えば０．１〜１μｍである。
【００３３】
これらの気体に変化する物質は、導電性ペーストの焼成工程において、温度上昇とともに、固体は溶融し液体となった後気体となる（気化）か、あるいは液体を介することなく直接気体となる（昇華）。溶剤に溶解して用いられる場合は、溶剤の蒸発後、液体へ又は固体へ変化してから気体に変化する。発生した気体は、当初の物質の分子構造を保つ場合もあれば、熱分解して当初よりも分子量が減少した状態で気体に変化する場合もある。
【００３４】
本発明において、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質としては、種々の無機物質、有機物質を利用することができ、有機物質の場合、特に有機金属化合物が好ましく利用できる。有機金属化合物は、本明細書では、各種の金属を含む有機化合物を指すこととする。
【００３５】
無機物質で、１５０〜８００℃の温度範囲で気化又は昇華するものとしては、五酸化二リン等の無機化合物、赤リン、ヨウ素等の無機単体等が挙げられる。
【００３６】
有機物質の場合、無機物質よりも広い範囲の材料が選択でき、特に有機金属化合物が、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化することができる物質として適している。
【００３７】
例えば〔Ｍ（ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３）ｎ〕（Ｍは、金属）で示されるアセチルアセトン基を有する有機金属化合物は、通常、１５０℃付近から気体への変化を開始し、約３００℃で完全に気体に変化するため、使用に適している。
【００３８】
一般に、有機金属化合物における気化又は昇華温度は、金属の種類よりも、金属と結合するアセチルアセトン基等の有機基によって主に決定されるため、比較的低くかつ狭い温度範囲となる。有機金属化合物の気化又は昇華温度は、同じ金属化合物である酸化物、水酸化物、ハロゲン化物等の場合より低く、通常、１００〜４００℃で気体への変化を開始するため、太陽電池電極用導電性ペーストに配合する物質として選定するのには都合がよい。
【００３９】
１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する有機金属化合物としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃｅ、Ｙ、Ｓｂ等の典型金属元素又は遷移金属元素の有機金属化合物が市販されており使用できる。例えば、これらの金属のジケトン錯体やカルボン酸塩が利用できる。ジケトン錯体としては、アセチルアセトン金属錯体、アセト酢酸金属錯体、ジエチルマロン酸エステル金属錯体、シクロペンタジエン錯体等が挙げられる。カルボン酸塩としては、ナフテン酸金属化合物、オクチル酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物、パルミチン酸金属化合物等が挙げられる。
【００４０】
金属元素として、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｚｎ又はＧａを含む有機金属化合物がより好ましく、特にＩｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｉ又はＣｕを含む有機金属化合物が好ましい。中でも、これらの金属元素のいずれかを含む、アセチルアセトン金属錯体、オクチル酸金属化合物、ナフテン酸金属化合物が好ましく、具体的には、インジウムのアセチルアセトン化合物、イットリウムのアセチルアセトン化合物、ガリウムのアセチルアセトン化合物、オクチル酸スズ、オクチル酸ニッケル、オクチル酸マグネシウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛、ナフテン酸亜鉛等が挙げられる。
【００４１】
これらの有機金属化合物は、常温で液体又は固体であり、このまま導電性ペーストに配合することもできるが、トルエン、エタノール、アセチルアセトン、塩化メチレン等を溶剤として、これらに溶解又は分散させて使用することもできる。
【００４２】
図１に、有機金属化合物の一例としてインジウムのアセチルアセトン化合物の熱重量分析結果を示す。１５０℃付近から分解、気化が始まり、３００℃近辺で気化が終了し、５％程度のインジウムが酸化物として残留する。このように、乾燥温度より上の温度で気体への変化を開始し、焼成のピークに達する前に気体への変化を完了する物質が、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質として好ましい。
【００４３】
本発明の導電性ペーストには、本発明の効果を損なわない範囲で、分散剤、可塑剤等の任意成分を配合してもよい。
【００４４】
本発明の導電性ペーストにおいては、十分な接着強度を確保し、かつ接触抵抗の増加を抑制する点から、ガラスフリットは、導電性粒子１００重量部に対して、０．５〜１０重量部であることが好ましく、より好ましくは１〜５重量部である。この範囲であれば、良好な接着強度と低接触抵抗値を得ることができる。
【００４５】
金属酸化物は、導電性粒子１００重量部に対して、０．５〜１５重量部であることが好ましく、より好ましくは２〜１０重量部である。この範囲であると、配合の効果が十分得られやすい。
【００４６】
また、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質は、導電性粒子１００重量部に対して、０．１〜１０重量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５重量部である。この範囲であると、配合の効果が十分得られやすい。
【００４７】
なお、有機バインダ及び溶剤は、導電性ペーストの塗布・印刷法に応じて、適切な粘度となるよう、適宜、量を選択することができる。
【００４８】
本発明の導電性ペーストの製造方法は、特に限定されず、有機バインダ、溶剤、導電性粒子、ガラスフリット、金属酸化物、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質、その他の任意成分を、プラネタリーミキサー等で混練し、次に３本ロール等で分散を行うことにより調製することができる。
【００４９】
本発明の導電性ペーストは、太陽電池用電極の製造に使用することができ、特にＮ型半導体に対し良好な接触を得ることができる。
【００５０】
太陽電池用電極の製造及び太陽電池の製造方法は、特に限定されない。図２を用いて、一例を説明する。
【００５１】
Ｐ型多結晶シリコン基板４の表面に、場合によりテクスチャを形成し、その後、Ｐ（リン）等を９００℃で熱拡散させて、Ｎ型拡散層３を形成する。次いで、窒化ケイ素薄膜、酸化チタン等の反射防止膜２をプラズマＣＶＤ法等によって５０〜１００ｎｍの膜厚で形成する。本発明の導電性ペーストを光入射側電極として反射防止膜２上にスクリーン印刷し、１５０℃程度で溶剤を蒸発させ乾燥させる。次に裏面側電極として、場合により、アルミニウム電極用ペーストを、スクリーン印刷で、Ｐ型多結晶シリコン基板４の裏面に、印刷し、乾燥させる。次いで焼成して、光入射側電極１及び裏面電極５を備えた太陽電池セルを得る。
【００５２】
この際に、焼成条件は、本発明の導電性ペーストに配合される１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質の気化又は昇華が開始する温度よりも焼成のピーク温度が高くなるように設定することが好ましく、ピーク温度が２００℃以上高くなるように設定することがより好ましい。
【００５３】
本発明の、第二の実施形態の太陽電池電極用導電性ペーストは、有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットとを含み、さらに有機金属化合物と金属酸化物とを含む太陽電池電極用導電性ペーストである。有機バインダ、溶剤、導電性粒子、ガラスフリットについては、第一の実施形態の導電性ペーストの場合と同様である。有機金属化合物と金属酸化物とを併用することにより、高いＦＦを有する太陽電池が得られる。
【００５４】
有機金属化合物と金属酸化物とを導電性ペーストに併用することによる効果は、第一の実施形態と同様の仕組みと考えられる。有機金属化合物と金属化合物の具体例は、第一の実施形態と同様である。有機金属化合物と金属化合物の配合量は、導電性粒子１００重量部に対し、前記有機金属化合物が０．１〜１０重量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５重量部であり、金属酸化物が０．５〜１５重量部であることが好ましく、より好ましくは２〜１０重量部である。
【００５５】
また、太陽電池電極用導電性ペースト、太陽電池電極及び太陽電池の製造方法も第一の実施形態と同様である。
【実施例】
【００５６】
実施例における太陽電池は以下のようにして製造した。Ｂ（ボロン）をドープしたＰ型多結晶シリコン基板（基板厚み２００μｍ）の表面に、ウエットエッチングによってテクスチャを形成した。その後、Ｐ（リン）を熱拡散させて、Ｎ型拡散層（厚み０．３μｍ）を形成した。次いで、プラズマＣＶＤ法によって、シランガスとアンモニアガスから窒化ケイ素薄膜（厚み約６０nm）からなる反射防止膜を形成した。得られた反射防止膜付き基板を、１５ｍｍｘ１５ｍｍに切断して使用した。
【００５７】
下記の各実施例記載のペーストを、スクリーン印刷で、反射防止膜上に、膜厚が約２０μｍになるように、バス電極とフィンガー電極からなるパターンで印刷し、１５０℃で約１分間乾燥した。
【００５８】
次に、アルミニウム電極用ペーストを、スクリーン印刷で、Ｐ型多結晶シリコン基板１の裏面に、膜厚が約２０μｍになるように印刷し、１５０℃で約１分間乾燥した。
【００５９】
その後、両面のペーストを印刷・乾燥させた基板を各実施例記載の条件で焼成して、光入射側電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルを得た。
【００６０】
太陽電池セルの電流−電圧特性を、ソーラーシミュレータ光（ＡＭ１．５、エネルギー密度１００ｍＷ／ｃｍ２）のもとで測定し、測定結果から、ＦＦを算出した。
【００６１】
実施例１
１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質として有機金属化合物であるインジウムのアセチルアセトン化合物を用いた例である。導電性ペーストに気化する物質を添加したことによって、広い温度領域において高いＦＦを維持できること、及びバラツキの少ないＦＦが得られるという効果が得られることを、無添加の場合との比較において示す。
【００６２】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表１のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーと３本ロールで混合することにより調製した。
【００６３】
【表１】
0004714633.tif 000002
【００６４】
焼成条件は、ピーク温度７０５℃、７２５℃又は７４５℃、焼成時間２分間である。
【００６５】
得られた太陽電池についてのＦＦを、図３に示す。実施例１の導電性ペーストを用いた場合、いずれの温度でも、高いＦＦを示し、ばらつきも少なかった。一方、比較例の導電性ペーストを用いた場合、温度が高くなるとＦＦが低下し、かつＦＦのばらつきも大きかった。
【００６６】
実施例２
特定の温度範囲で気体に変化する物質として有機金属化合物であるインジウムのアセチルアセトン化合物を用いて、その添加量を変化させた例である。
【００６７】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表２のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【００６８】
【表２】
0004714633.tif 000003
【００６９】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【００７０】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表２に示す。インジウムのアセチルアセトン化合物を添加した実施例２−１〜２−３では、いずれの添加量でも高いＦＦを示した。
【００７１】
実施例３
特定の温度範囲で気体に変化する物質として有機金属化合物であるインジウムのアセチルアセトン化合物を用い、金属酸化物としてのＺｎＯの量を変化させた例である。
【００７２】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表３のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【００７３】
【表３】
0004714633.tif 000004
【００７４】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【００７５】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表３に示す。ＺｎＯが添加されている実施例３−１〜３−６は、ＺｎＯが添加されていない比較例よりも高いＦＦを示した。特にＺｎＯが０．５〜１５重量部、とりわけ１〜１５重量部で配合したものは高いＦＦを示した。
【００７６】
実施例４
ガラスフリットとしてＰｂ系ガラスフリット、金属酸化物としてＺｎＯを配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する種々の有機金属化合物を配合した例である。
【００７７】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表４のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【００７８】
【表４】
0004714633.tif 000005
【００７９】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。得られた太陽電池についてのＦＦを、表４に示す。いずれも高いＦＦを示した。
【００８０】
実施例５
ガラスフリットとしてＰｂフリー系ガラスフリット、金属酸化物としてＺｎＯを配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する種々の有機金属化合物を配合した例である。
【００８１】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表５のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、３本ロールで分散することにより調製した。
【００８２】
【表５】
0004714633.tif 000006
【００８３】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【００８４】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表５に示す。いずれも気体に変化する物質を添加していない場合（表示せず）に比べて、高いＦＦを示した。
【００８５】
実施例６
ガラスフリットとしてＰｂ系ガラスフリット、金属酸化物としてＴｉＯ2を配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する種々の有機金属化合物を配合した例である。
【００８６】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表６のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【００８７】
【表６】
0004714633.tif 000007
【００８８】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【００８９】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表６に示す。いずれも気体に変化する物質を添加していない場合（表示せず）に比べて、高いＦＦを示した。
【００９０】
実施例７
ガラスフリットとしてＰｂフリー系ガラスフリット、金属酸化物としてＴｉＯ2を配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する種々の有機金属化合物を配合した例である。
【００９１】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表７のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【００９２】
【表７】
0004714633.tif 000008
【００９３】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【００９４】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表７に示す。いずれも気体に変化する物質を添加していない場合（表示せず）に比べて、高いＦＦを示した。
【００９５】
実施例８
ガラスフリットとしてＰｂ系ガラスフリット、金属酸化物としてＳｎＯ2を配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する種々の有機金属化合物を配合した例である。
【００９６】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表８のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【００９７】
【表８】
0004714633.tif 000009
【００９８】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【００９９】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表８に示す。いずれも高いＦＦを示した。
【０１００】
実施例９
ガラスフリットとしてＰｂフリー系ガラスフリット、金属酸化物としてＳｎＯ2を配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する種々の有機金属化合物を配合した例である。
【０１０１】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表９のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【０１０２】
【表９】
0004714633.tif 000010
【０１０３】
焼成条件は、ピーク温度７２５℃、焼成時間２分間である。
【０１０４】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表９に示す。いずれも気体に変化する物質を添加していない場合（表示せず）に比べて、高いＦＦを示した。
【０１０５】
実施例１０
ガラスフリットとしてＰｂ系ガラスフリット、金属酸化物としてＺｎＯを配合した導電性ペーストに、特定の温度範囲で気化又は昇華して気体に変化する物質として、赤リンを配合した例である。
【０１０６】
導電性ペースト組成（重量部表示）は、表１０のとおりである。導電性ペーストは、各成分を、プラネタリーミキサーで混合し、３本ロールで分散することにより調製した。
【０１０７】
【表１０】
0004714633.tif 000011
【０１０８】
焼成条件は、ピーク温度７８０℃、焼成時間２分間である。
【０１０９】
得られた太陽電池についてのＦＦを、表１０に示す。高いＦＦを示した。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】インジウムのアセチルアセトン化合物の熱分析結果である。
【図２】太陽電池の基本構造である。
【図３】実施例１の太陽電池について、焼成のピーク温度とＦＦを表す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  光入射側電極
２  反射防止膜
３  Ｎ型拡散層
４  Ｐ型シリコン基板
５  裏面電極
【図１】
0004714633.tif 000012
【図２】
0004714633.tif 000013
【図３】
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