(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀粉末；ヒュームドシリカ；ガラスフリット；および有機ビヒクルを含む組成物であって、
前記ヒュームドシリカは、組成物全重量に対して０．０１重量％以上０．１重量％未満で含まれることを特徴とする、太陽電池電極形成用組成物。
【請求項２】
前記銀粉末６０重量％〜９５重量％；前記ヒュームドシリカ０．０１重量％以上０．１重量％未満；前記ガラスフリット０．５重量％〜２０重量％；および前記有機ビヒクル１重量％〜３０重量％を含む、請求項１に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項３】
前記ヒュームドシリカの比表面積（ＢＥＴ）は、２０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項４】
前記ガラスフリットは、Ｐｂ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｐ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｔｅ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｔｅ−Ｂｉ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｔｅ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｐｂ−Ｔｅ−Ｌｉ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｉ−Ｏ系またはＢｉ−Ｔｅ−Ｌｉ−Ｏ系ガラスフリットであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項５】
前記ガラスフリットは、ＢｉとＴｅのモル比が１：０．１〜１：５０であるＢｉ−Ｔｅ−Ｏ系ガラスフリットである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項６】
前記ガラスフリットは、鉛（Ｐｂ）、テルル（Ｔｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、セリウム（Ｃｅ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、アンチモン（Ｓｂ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、セレニウム（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、リン（Ｐ）、クロム（Ｃｒ）、リチウム（Ｌｉ）、タングステン（Ｗ）、マグネシウム（Ｍｇ）、セシウム（Ｃｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、バリウム（Ｂａ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ヒ素（Ａｓ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の酸化物からなる群から選ばれた１種以上の金属酸化物から形成されたものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項７】
前記ガラスフリットは、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項８】
分散剤、揺変剤、可塑剤、粘度安定化剤、消泡剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤およびカップリング剤からなる群から選ばれる添加剤を１種以上さらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池電極形成用組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池電極形成用組成物で製造された、太陽電池電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池電極形成用組成物およびそれにより製造された電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光のフォトン（ｐｈｏｔｏｎ）を電気に変換させるｐｎ接合の光電効果を用いて電気エネルギーを発生させる。太陽電池は、ｐｎ接合が構成される半導体ウエハまたは基板上・下面にそれぞれ前面電極と後面電極が形成されている。太陽電池は、半導体ウエハに入射される太陽光によってｐｎ接合の光電効果が誘導され、これにより発生した電子が電極を通じて外部に流れる電流を提供する。このような太陽電池の電極は、電極用ペースト組成物の塗布、パターニングおよび焼成によって、ウエハ表面に形成することができる。
【０００３】
近年、太陽電池の効率を増加させるためにエミッター（ｅｍｉｔｔｅｒ）の厚さが持続的に薄くなっていることにより、太陽電池の性能を低下させ得るシャンティング（ｓｈｕｎｔｉｎｇ）現象を誘発させる場合がある。また、太陽電池の効率を高めるために太陽電池の面積を徐々に増加させているが、これは太陽電池の接触抵抗を高めて太陽電池の効率を減少させ得る。
【０００４】
よって、ウエハとの接触性を向上させてシリーズ抵抗（Ｒｓ）を最小化させて変換効率に優れた太陽電池電極を製造できる組成物の早急な開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電極とウエハ表面のオーミック接触（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）に優れた太陽電池電極形成用組成物を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、シリーズ抵抗（Ｒｓ）を最小化できる太陽電池電極形成用組成物を提供することである。
【０００７】
本発明のまた別の目的は、変換効率およびフィルファクター値に優れた太陽電池電極を提供することである。
【０００８】
本発明のまた別の目的は、前記組成物から製造された電極を提供することである。
【０００９】
本発明の前記およびその他の目的は、下記で説明する本発明によって全て達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の観点の一つは、銀粉末；ヒュームドシリカ；ガラスフリット；および有機ビヒクルを含む組成物であり、前記ヒュームドシリカは組成物全重量に対して０．０１重量％ないし０．１重量％で含まれることを特徴とする太陽電池電極形成用組成物に関するものである。
【００１１】
前記組成物は、前記銀粉末６０重量％ないし９５重量％；前記ヒュームドシリカ０．０１重量％ないし０．１重量％；前記ガラスフリット０．５重量％ないし２０重量％；および前記有機ビヒクル１重量％ないし３０重量％を含んでもよい。
【００１２】
前記ヒュームドシリカの比表面積（ＢＥＴ）は、２０ｍ２／ｇないし３００ｍ２／ｇでもよい。
【００１３】
前記ガラスフリットは、Ｐｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｐ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｚｎ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｂｉ―Ｏ系、Ｚｎ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｂｉ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｌｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｔｅ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｔｅ―Ｓｉ―Ｏ系またはＢｉ―Ｔｅ―Ｌｉ―Ｏ系ガラスフリットでもよい。
【００１４】
前記ガラスフリットは、ＢｉとＴｅのモル比が１：０．１ないし１：５０のＢｉ―Ｔｅ―Ｏ系ガラスフリットでもよい。
【００１５】
前記ガラスフリットは、鉛（Ｐｂ）、テルル（Ｔｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、セリウム（Ｃｅ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、アンチモン（Ｓｂ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、セレニウム（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、リン（Ｐ）、クロム（Ｃｒ）、リチウム（Ｌｉ）、タングステン（Ｗ）、マグネシウム（Ｍｇ）、セシウム（Ｃｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、バリウム（Ｂａ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ヒ素（Ａｓ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の酸化物からなる群から選ばれた１種以上の金属酸化物から形成されたものでもよい。
【００１６】
前記ガラスフリットは、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍないし２０μｍでもよい。
【００１７】
前記組成物は、分散剤、揺変剤（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ  ａｇｅｎｔ；チキソトロープ剤ないしチキソトロピー剤。以下同様。）、可塑剤、粘度安定化剤、消泡剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤およびカップリング剤からなる群から選ばれる添加剤を１種以上さらに含んでもよい。
【００１８】
本発明の別の観点は、前記太陽電池電極形成用組成物で製造された太陽電池電極に関するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の太陽電池電極形成用組成物は、特定のヒュームドシリカを取り入れて電極とウエハとの接触性を改善し、前記組成物で製造された太陽電池電極はシリーズ抵抗（Ｒｓ）が最小化されてフィルファクターおよび変換効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ウエハ上で銀粉末とガラスフリットが焼成過程を経て銀結晶粒子が生成される過程を概略的に示した概念図である。
【図２】本発明の一具体例にかかる太陽電池の構造を簡略に図示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
太陽電池電極形成用組成物
本発明の太陽電池電極形成用組成物は、銀粉末；ヒュームドシリカ；ガラスフリット；および有機ビヒクルを含む太陽電池電極形成用組成物であって、特定のヒュームドシリカを取り入れて電極とウエハとの接触性を改善し、前記組成物で製造された太陽電池電極はシリーズ抵抗（Ｒｓ）が最小化されてフィルファクターおよび変換効率に優れる。
【００２２】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００２３】
（Ａ）銀粉末
本発明の太陽電池電極形成用組成物は、導電性粉末として銀（Ａｇ）粉末を使用する。前記銀粉末は、ナノサイズまたはマイクロサイズの粒径を有する粉末でもよいが、例えば、数十ないし数百ナノメートルの銀粉末、数ないし数十マイクロメートルの銀粉末でもよく、２以上の相違する大きさを有する銀粉末を混合して使用してもよい。
【００２４】
銀粉末は、粒子形状が球形、板状、無定形を有してもよい。
【００２５】
銀粉末は、平均粒径（Ｄ５０）が、好ましくは０．１μｍないし１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍないし５μｍである。前記平均粒径は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に導電性粉末を超音波によって２５℃で３分間分散させた後、ＣＩＬＡＳ社で製作された１０６４ＬＤモデルを使用して測定されたものである。前記範囲内で、接触抵抗と線抵抗が低くなる効果を有することができる。
【００２６】
銀粉末は、組成物全重量に対して６０重量％ないし９５重量％で含んでもよい。前記範囲で、抵抗の増加により変換効率が低くなることを防ぐことができる。好ましくは、７０重量％ないし９０重量％で含むことができる。 
【００２７】
（Ｂ）ヒュームドシリカ
図１を参考すると、太陽電池電極の形成のための焼成段階でガラスフリット１１２はｐ層（又はｎ層）１０１およびエミッターとしてのｎ層（又はｐ層）１０２を含むウエハの反射防止膜をエッチングし、銀（Ａｇ）粒子１１１を溶融させ、前記の溶融された銀粒子がウエハ表面を浸透して銀結晶（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）１１３を形成することにより電極が形成されるが、銀結晶が形成される深さ（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）と銀結晶粒子がウエハと接触する面積を確保することが重要になる。
【００２８】
本発明では、焼成過程でガラスフリットの反射防止膜のエッチングの程度を調節して最適なオーミック接触（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎａｔａｃｔ）を形成し、ガラスフリットのエッチングによって不純物として作用するガラスフリットのウエハ内に拡散することを最小化するための流れを形成するためにヒュームドシリカ（Ｆｕｍｅｄ  Ｓｉｌｉｃａ）を取り入れた。
【００２９】
ヒュームドシリカは、乾式法によって製造された合成シリカであって、９９．９％以上の高純度物質であり、塩化シラン化合物を気相熱分解して製造することができる。
【００３０】
本発明において、前記ヒュームドシリカの比表面積は、２０ｍ２／ｇないし５００ｍ２／ｇ、好ましくは５０ｍ２／ｇないし２００ｍ２／ｇのヒュームドシリカを使用することで焼成過程中にエッチング調節または不純物拡散防止の流れを適切に確保することができ、これによって不純物拡散によるシリーズ抵抗を減少させることができ、フィルファクターおよび変換効率を向上させることができる。
【００３１】
前記ヒュームドシリカは、組成物全重量に対して、０．１重量％以下で含まれてもよく、好ましくは０．０１重量％ないし０．１重量％で含まれる。０．１重量％を超えると粘度が大幅に増加して印刷性が低下し得る。
【００３２】
（Ｃ）ガラスフリット
ガラスフリット（ｇｌａｓｓ  ｆｒｉｔ）は、電極ペーストの焼成工程中反射防止膜をエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）し、銀粒子を溶融させて抵抗が低くなるようにエミッター領域に銀結晶粒子を生成させ、電導性粉末とウエハ間の接着力を向上させ、焼結時に軟化して焼成温度をより下げる効果を誘導する。
【００３３】
太陽電池の効率を増加させるために太陽電池の面積を増加させると、太陽電池の接触抵抗が高くなり得るため、ｐｎ接合（ｐｎ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ）に対する被害を最小化させると同時に直列抵抗を最小化させなければならない。また、多様な面抵抗のウエハの増加により、焼成温度の変動幅が大きくなるため、幅広い焼成温度でも熱安定性を十分に確保できるガラスフリットを使用することが好ましい。
【００３４】
前記ガラスフリットは、通常、太陽電池電極形成用組成物に使用される有鉛ガラスフリット又は無鉛ガラスフリットのいずれか一つ以上が使用できる。
【００３５】
前記ガラスフリットは、鉛（Ｐｂ）、テルル（Ｔｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、セリウム（Ｃｅ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、アンチモン（Ｓｂ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、セレニウム（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、リン（Ｐ）、クロム（Ｃｒ）、リチウム（Ｌｉ）、タングステン（Ｗ）、マグネシウム（Ｍｇ）、セシウム（Ｃｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、バリウム（Ｂａ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ヒ素（Ａｓ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の酸化物からなる群から選ばれた１種以上の金属酸化物から形成できる。
【００３６】
一具体例として、前記ガラスフリットは、Ｐｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｐ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｚｎ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｂｉ―Ｏ系、Ｚｎ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｚｎ―Ｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｂｉ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｓｉ―Ｏ系、Ｐｂ―Ｔｅ―Ｌｉ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｔｅ―Ｏ系、Ｂｉ―Ｔｅ―Ｓｉ―Ｏ系またはＢｉ―Ｔｅ―Ｌｉ―Ｏ系ガラスフリットでもよい。本発明において、Ｐｂ―Ｓｉ―Ｏ系ガラスフリットは、鉛（Ｐｂ）酸化物およびケイ素（Ｓｉ）酸化物を含む金属酸化物から形成されたものであり、鉛元素とケイ素元素を含むガラスフリットと定義し、前記の羅列したガラスフリットは全て同様の方法で定義する。
【００３７】
別の具体例として、前記ガラスフリットが酸化ビスマスおよび酸化テルルを含む金属酸化物から形成されたＢｉ―Ｔｅ―Ｏ系ガラスフリットの場合、前記Ｂｉ―Ｔｅ―Ｏ系ガラスフリットはビスマス（Ｂｉ）およびテルル（Ｔｅ）元素を含んでもよく、ガラスフリット内に存在するＢｉとＴｅのモル比は１：０．１ないし１：５０でもよく、好ましくは１：０．５ないし１：３０、より好ましくは１：１ないし１：２０である。前記範囲で低い直列抵抗および接触抵抗を確保することができる。本発明において、モル比は各金属成分の元素モル比を意味する。
【００３８】
前記ガラスフリットは、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍないし２０μｍであるものを使用することができ、組成物全重量を基準に０．５重量％ないし２０重量％含んでもよい。前記ガラスフリットの形状は、球形や不定形でも構わない。
【００３９】
また別の具体例として、前記ガラスフリットは、転移点（ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ガラス転移温度。以下同様。）が異なる２種のガラスフリットを含んでもよい。例えば、転移点が２００℃ないし３２０℃の第１ガラスフリットと、転移点が３００℃ないし５５０℃の第２ガラスフリットを、１：０．２ないし１の重量比で混合して使用してもよい。
【００４０】
また、前記ガラスフリットは、商用の製品を購入して使用したり、目的とする組成を得るために、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、ホウ素酸化物（Ｂ２Ｏ３）、ビスマス酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を選択的に溶融して製造してもよい。 
【００４１】
（Ｄ）有機ビヒクル
有機ビヒクルは、太陽電池電極形成用組成物の無機成分と機械的混合によりペースト組成物に、印刷に適した粘度および流変学的特性（ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；流動学的特性ないしレオロジー的特性）を付与する。
【００４２】
前記有機ビヒクルは、通常、太陽電池電極形成用組成物に使用される有機ビヒクルが使用できるが、通常、バインダー樹脂と溶媒等を含んでもよい。
【００４３】
前記バインダー樹脂としては、アクリレート系またはセルロース系樹脂等が使用でき、エチルセルロースが一般的に使用される樹脂である。しかし、エチルヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロースとフェノール樹脂の混合物、アルキド樹脂、フェノール系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、キシレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリエステル系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、木材ロジン（ｒｏｓｉｎ）又はアルコールのポリメタクリレート等を使用してもよい。
【００４４】
前記溶媒としては、例えば、ヘキサン、トルエン、エチルセロソルブ、シクロヘキサノン、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール（ジエチレングリコールモノブチルエーテル）、モノイソブチレート、ジブチルカルビトール（ジエチレングリコールジブチルエーテル）、ブチルカルビトールアセテート（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ヘキシレングリコール、テルピネオール（Ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）、メチルエチルケトン、ベンジルアルコール、ガンマブチロラクトンまたは乳酸エチル等を単独または２種以上混合して使用してもよい。
【００４５】
前記有機ビヒクルの配合量は、組成物全重量に対して、１重量％ないし３０重量％でもよい。前記範囲で十分な接着強度と優れた印刷性を確保することができる。
【００４６】
（Ｅ）添加剤
本発明の太陽電池電極形成用組成物は、前記の構成要素以外に流動特性、工程特性および安定性を向上させるために必要に応じて通常の添加剤をさら含んでもよい。前記添加剤は、分散剤、揺変剤、可塑剤、粘度安定化剤、消泡剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤、カップリング剤等を単独または２種以上混合して使用することができる。これらは組成物全重量に対して、０．１重量％ないし５重量％で添加できるが、必要に応じて変更してもよい。
【００４７】
＜太陽電池電極およびそれを含む太陽電池＞
本発明の別の観点は、前記太陽電池電極形成用組成物から形成された電極およびそれを含む太陽電池に関するものである。図２は、本発明の一具体例にかかる太陽電池の構造を示したものである。
【００４８】
図２を参照すると、ｐ層１０１およびエミッターとしてのｎ層１０２を含むウエハ１００または基板上に前記太陽電池電極形成用組成物を印刷し、焼成して後面電極２１０および前面電極２３０を形成することができる。例えば、太陽電池電極形成用組成物をウエハの後面に印刷塗布した後、２００℃ないし４００℃の温度で１０秒ないし６０秒程度乾燥して後面電極のための事前準備ステップを行ってもよい。また、ウエハの前面に太陽電池電極形成用組成物を印刷した後、乾燥して前面電極のための事前準備ステップを行ってもよい。その後、４００℃ないし９５０℃、好ましくは８５０℃ないし９５０℃で３０秒ないし５０秒程度焼成する焼成過程を行い前面電極および後面電極を形成してもよい。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を通じて本発明をより具体的に説明するが、このような実施例は単に説明の目的のためのものであり、本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００５０】
＜実施例１ないし５および比較例１ないし８＞
（実施例１）
有機バインダーとして、エチルセルロース（Ｄｏｗ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐａｎｙ，ＳＴＤ４）１．０重量％を溶媒であるテキサノール（Ｅａｓｔｍａｎ社，Ｔｅｘａｎｏｌ  ｅｓｔｅｒ―ａｌｃｏｈｏｌ）６．６９重量％に６０℃で十分に溶解した後、平均粒径が２．０μｍの球形の銀粉末（Ｄｏｗａ  Ｈｉｇｈｔｅｃｈ  ＣＯ．ＬＴＤ，ＡＧ―４―８）８９重量％、平均粒径が１．０μｍで、転移点が３５０℃のＰｂ―Ｓｉ―Ａｌ―Ｏ系低融点有鉛ガラス粉末２．５重量％、ＢＥＴ比表面積が２００±２５ｍ２／ｇのヒュームドシリカ（Ｅｖｏｎｉｋ社，Ａｅｒｏｓｉｌ(登録商標)  ２００）０．０１重量％、分散剤（ＢＹＫ―ｃｈｅｍｉｅ，ＢＹＫ１０２）０．４重量％、揺変剤（Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ社，Ｔｈｉｘａｔｒｏｌ(登録商標)  ＳＴ）０．４重量％を投入して均等に混ぜた後、３ロール混練機で混合分散させて太陽電池電極形成用組成物を製造した。
【００５１】
前記太陽電池電極形成用組成物を８５Ω／ｓｑ．の面抵抗を有するウエハ（Ｗａｆｅｒ）の前面に一定のパターンでスクリーンプリントして印刷し、赤外線乾燥炉を用いて乾燥させた。その後、ウエハの後面にアルミニウムペーストを印刷した後、同様の方法で乾燥した。前記過程で形成されたセルをベルト型焼成炉を用いて４００℃ないし９００℃の間で３０秒から５０秒間焼成し、こうして製造が完了したセルは太陽電池効率測定装備（Ｐａｓａｎ社，ＣＴ―８０１）を用いて太陽電池のフィルファクター（ＦＦ，％）および変換効率（％）を測定して下記表１に示した。
【００５２】
（実施例２ないし３）
下記表１の組成で各成分を使用したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、フィルファクター（ＦＦ，％）および変換効率（％）を測定して下記表１に併せて示した。
【００５３】
（実施例４）
Ｐｂ対Ｔｅのモル比が１：２のＰｂ―Ｔｅ―Ｂｉ系ガラスフリットを使用し、下記表１の組成で各成分を使用したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、フィルファクター（ＦＦ，％）および変換効率（％）を測定して下記表１に併せて示した。
【００５４】
（実施例５）
Ｐｂ対Ｔｅのモル比が１：１．５のＰｂ―Ｔｅ―Ｂｉ系ガラスフリットを使用し、下記表１の組成で各成分を使用したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、フィルファクター（ＦＦ，％）および変換効率（％）を測定して下記表に併せて示した。
【００５５】
（比較例１ないし８）
下記表１の組成で各成分を使用したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、フィルファクター（ＦＦ，％）および変換効率（％）を測定して下記表１に併せて示した。
【００５６】
【表１】
0006343661.tif 000002
【００５７】
前記表１から分かるように、特定比表面積を有する極微細ヒュームドシリカを使用した実施例１ないし５は、ヒュームドシリカ以外の無機物を使用した比較例１ないし６および無機物を使用していない比較例７に比べてフィルファクター値が著しく増加したことが分かり、これによって変換効率もまた優れることが分かる。これは、実施例で使用したヒュームドシリカによって焼成過程で最適なオーミック接触（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）が形成され、ガラスフリット状不純物がウエハ内に浸透したり拡散することを最小化させることができたためである。また、比較例８は、ヒュームドシリカを過量使用した例であり、組成物の粘度が大幅に増加したため印刷性が低下し、フィルファクターおよび変換効率が低下したことが分かる。
【００５８】
＜実施例６ないし８および比較例９ないし１０＞
（実施例６）
有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｄｏｗ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐａｎｙ，ＳＴＤ４）１重量％を溶媒であるテキサノール（Ｅａｓｔｍａｎ社，Ｔｅｘａｎｏｌ  ｅｓｔｅｒ―ａｌｃｏｈｏｌ）６．６９重量％に６０℃で十分に溶解した後、平均粒径が２．５μｍの球形の銀粉末（Ｄｏｗａ  Ｈｉｇｈｔｅｃｈ  ＣＯ．ＬＴＤ，ＡＧ―５―１１Ｆ）８９重量％、下記表２の組成を有するＢｉ―Ｔｅ―Ｏ系ガラスフリット２．５重量％、ＢＥＴ比表面積が２００±２５ｍ２／ｇのヒュームドシリカ（Ｅｖｏｎｉｋ社、Ａｅｒｏｓｉｌ(登録商標)  ２００）０．０１重量％、分散剤（ＢＹＫ―ｃｈｅｍｉｅ，ＢＹＫ１０２）０．４重量％、揺変剤（Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ社，Ｔｈｉｘａｔｒｏｌ(登録商標)  ＳＴ）０．４重量％を投入して均等に混ぜた後、３ロール混練機で混合分散させて太陽電池電極形成用組成物を製造した。
【００５９】
前記太陽電池電極形成用組成物を８５Ω／ｓｑ．の面抵抗を有するウエハ（Ｗａｆｅｒ）前面に一定のパターンでスクリーンプリントして印刷し、赤外線乾燥炉を用いて乾燥させた。その後、ウエハの後面にアルミニウムペーストを印刷した後、同様の方法で乾燥した。前記過程で形成されたセルをベルト型焼成炉を用いて４００℃ないし９００℃の間で３０秒から５０秒間焼成し、このように製造が完了したセルは、太陽電池効率測定装備（Ｐａｓａｎ社，ＣＴ―８０１）を使用して太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ，Ｖ）、フィルファクター（ＦＦ，％）および変換効率（％）を測定して下記表３に示した。
【００６０】
（実施例７ないし８）
下記表３の組成であることを除いては、実施例６と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、物性を測定し、下記表３に併せて示した。
【００６１】
（比較例９）
下記表３の組成であることを除いては、実施例６と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、物性を測定し、下記表３に併せて示した。
【００６２】
（比較例１０）
ＢｉとＴｅのモル比が１：６０のＢｉ―Ｔｅ―Ｏ系ガラスフリットを使用したことを除いては、実施例６と同様の方法で太陽電池電極形成用組成物を製造し、前記組成物を印刷して電極を形成した後、物性を測定し、下記表３に併せて示した。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
【表３】
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【００６５】
前記表３の結果値から分かるように、ヒュームドシリカとビスマス（Ｂｉ）およびテルル（Ｔｅ）元素を含むガラスフリットを使用した太陽電池電極形成用組成物で製造された実施例６ないし８の電極は、ヒュームドシリカを使用しない比較例９の電極、ビスマス対テルルのモル比が１：５０を超える比較例１０の電極に比べてフィルファクターおよび変換効率に優れることが確認できた。
【００６６】
本発明の単純な変形ないし変更は、本分野の通常の知識を有する者によって容易に実施することができ、このような変形や変更は全て本発明の領域に含まれるものと見なす。
【符号の説明】
【００６７】
１０１：ｐ層、
１０２：ｎ層、
１１１：銀粒子、
１１２：ガラスフリット、
１１３：銀結晶。
【図１】
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【図２】
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