(57)【要約】  粒状銀と、少なくとも１つのガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む銀ペーストであって、粒状銀が、粒状銀の全重量に基づいて球状銀粒子１０〜１００重量％を含有し、球状銀粒子が１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する、銀ペースト。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状銀と、少なくとも１つのガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む銀ペーストであって、前記粒状銀が、前記粒状銀の全重量に基づいて球状銀粒子１０〜１００重量％を含有し、前記球状銀粒子が１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する、銀ペースト。
【請求項２】
前記粒状銀が、全銀ペースト組成物に基づいて７５〜９１重量％の比率である、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項３】
前記粒状銀が、全銀ペースト組成物に基づいて８５〜９０重量％の比率である、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項４】
前記球状銀粒子が、３〜１：１の範囲の低いアスペクト比を有する、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項５】
前記ガラスフリットがＰｂＯを含有する、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項６】
前記ガラスフリットが鉛を含有しない、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項７】
焼成した時に前記ガラスフリットが再結晶または相分離して、元の軟化点よりも低い軟化点を有する分離した相を有するフリットを遊離する、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項８】
前記ガラスフリットが０．５〜２０μｍの平均粒度を有する、請求項１に記載の銀ペースト。
【請求項９】
（１）ＡＲＣ層をその前面に有する太陽電池ウエハを提供する工程と、
（２）請求項１に記載の銀ペーストを調製する工程と、
（３）前記銀ペーストを前記太陽電池ウエハの前記前面の前記ＡＲＣ層上に印刷、特に、スクリーン印刷して乾燥させて、前部電極パターンを形成する工程と、
（４）前記印刷して乾燥させた銀ペーストを焼成する工程とを含む、前部電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀ペーストおよび太陽電池の製造においてのその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ｐ型ベースを有する従来の太陽電池構造は、典型的には電池の前面または太陽側の面にある負電極と、裏面にある正電極とを有する。半導体本体のｐ−ｎ接合に向かう適切な波長の放射線は、その本体内に電子−正孔対を生成させるための外部エネルギーの供給源として作用する。ｐ−ｎ接合に存在するポテンシャルの差のために、正孔および電子は接合を反対方向に横断し、それによって、電力を外部回路に送出することが可能な電流の流れを発生させる。大抵の太陽電池は、金属化されている、すなわち電気導電性である金属接点を設けられている、シリコンウエハの形態である。
【０００３】
現在使用されている大抵の発電用太陽電池は、シリコン太陽電池である。その電極は、金属ペーストからのスクリーン印刷などの方法を使用して製造される。
【０００４】
シリコン太陽電池の製造は典型的に、リン（Ｐ）等の熱拡散によって逆導電型のｎ型拡散層が上に形成されるシリコンウエハの形態のｐ型半導体基板、特にｐ型シリコン基板から始める。オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）が気体リン拡散源として一般に使用され、他の液体源はリン酸等である。特定の修正が一切ない場合、拡散層は、シリコン基板の全表面の上に形成される。ｐ−ｎ接合が形成され、そこでｐ型ドーパントの濃度はｎ型ドーパントの濃度に等しく、太陽側の面にｐ−ｎ接合が近い従来の電池は、０．０５〜０．５μｍの間の接合深さを有する。
【０００５】
この拡散層の形成後、過剰な表面ガラスがフッ化水素酸などの酸によるエッチングによって表面の残部から除去される。
【０００６】
次に、ＴｉＯｘ、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ／ＳｉＯｘ、または特にＳｉＮｘまたはＳｉ３Ｎ４のＡＲＣ層（反射防止コーティング層）が、例えば、プラズマＣＶＤ（化学蒸着）などの方法によって０．０５および０．１μｍの厚さまでｎ型拡散層上に形成される。
【０００７】
ｐ型ベースを有する従来の太陽電池構造は、典型的には電池の前面または太陽側の面の負電極と、裏面の正電極とを有する。前部電極は典型的に、電池の前面のＡＲＣ層上に前面銀ペースト（前部電極を形成する銀ペースト）をスクリーン印刷して乾燥させ、前部電極パターン、典型的にはグリッドまたはウェブを形成することによって適用される。グリッド状パターンの典型的な例は、（ｉ）狭い幅を有する細い平行な指線（コレクタライン）と（ｉｉ）指線と直角に交わる２つの母線とを備えるいわゆるＨパターンである。さらに、裏面銀または銀／アルミニウムペーストおよびアルミニウムペーストがスクリーン印刷され（または何か他の適用方法）、基板の裏面上で連続的に乾燥される。通常、裏面銀または銀／アルミニウムペーストは、相互接続線（前もってはんだ付けされた銅リボン）をはんだ付けするために用意された２つの平行な母線としてまたは矩形（タブ）として最初にシリコンウエハの裏面上にスクリーン印刷される。次に、アルミニウムペーストは、裏面銀または銀／アルミニウムの上にわずかに重ならせて無被覆領域に印刷される。いくつかの場合、アルミニウムペーストが印刷された後に銀または銀／アルミニウムペーストが印刷される。次に、焼成は典型的に、１〜５分間の間ベルト炉内で行なわれ、ウエハは７００〜９００℃の範囲のピーク温度に達している。前部電極および後部電極を連続的に焼成するかにまたは同時に焼成することができる。
【０００８】
アルミニウムペーストは一般にシリコンウエハの裏面上にスクリーン印刷され、乾燥される。ウエハは、アルミニウムの融点を超える温度で焼成されてアルミニウム−シリコン溶融体を形成し、引き続いて、冷却段階の間、アルミニウムをドープされているシリコンのエピタキシャル成長層が形成される。この層は一般に裏面電界（ＢＳＦ）層と呼ばれる。アルミニウムペーストは、乾燥された状態から焼成することによってアルミニウム後部電極に変化させられる。裏面銀または銀／アルミニウムペーストは同時に焼成され、銀または銀／アルミニウム後部電極になる。焼成の間、裏面アルミニウムと裏面銀または銀／アルミニウムとの間の境界は合金状態となり、同様に電気接続される。一つには、ｐ＋層を形成する必要のために、アルミニウム電極は後部電極の大部分の領域を占める。銀または銀／アルミニウム後部電極が裏面の一部の上に（しばしば幅２〜６ｍｍの母線として）電極として形成され、前もってはんだ付けされた銅リボン等によって太陽電池を相互接続する。さらに、前部電極として印刷された前面銀ペーストが焼結し、焼成の間にＡＲＣ層にわたって浸透し、それによってｎ型層と電気的に接触することができる。このタイプの方法は一般に「ファイアリングスルー（ｆｉｒｉｎｇ  ｔｈｒｏｕｇｈ）」と呼ばれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、粒状銀と、少なくとも１つのガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有する銀ペーストに関し、そこで粒状銀が、粒状銀の全重量に基づいて球状銀粒子１０〜１００重量％（ｗｔ−％）を含有し、球状銀粒子が１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の銀ペーストは、太陽電池、特に、シリコン太陽電池の改良された前部電極の製造のために使用され得ることが見出された。「改良された前部電極」は、同じ条件下で適用されて焼成されるがより小さな微結晶サイズを有する別のタイプの粒状銀を含有する銀ペーストによる前部電極と比べたとき、低い接触抵抗および高いはんだ付着性を示す前部電極を意味する。
【００１１】
本発明の銀ペーストは、全銀ペースト組成物に基づいて例えば、７５〜９１重量％、または実施形態において、８５〜９０重量％の比率の粒状銀を含有する。粒状銀それ自体は、１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子を粒状銀の全重量に基づいて１０〜１００重量％、または実施形態において、４０〜６０重量％含有する。言い換えれば、粒状銀は、１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子からなってもよく、またはそれは、＞０〜９０重量％、または前記実施形態において、１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子以外の少なくとも１つの銀粉末６０〜４０重量％を含有してもよい。
【００１２】
球状銀粒子は、３〜１：１、または実施形態において、２〜１：１の範囲の低いアスペクト比を有することによって識別される。アスペクト比は、最長寸法の、最短寸法に対する比であり、それは、ＳＥＭ（走査電子顕微法）によって、統計学的に有意な数の単一銀粒子の寸法を測定することによって電子顕微鏡画像を評価して決定される。３〜１：１、または実施形態において、２〜１：１の範囲のアスペクト比は、銀粒子が、例えば、針状銀粒子（銀針状体）または銀フレーク（銀小板）のような不規則な銀粒子とは対照的に、真球または本質的に球状の形状を有することを示すものとする。単一銀粒子は、電子顕微鏡下で見られるとき、ボール状またはほぼボール状の形状を有し、すなわち、それらは完全に丸いかまたはほとんど丸く、楕円であってもよく、またはそれらは卵形の形状を有してもよい。
【００１３】
説明および請求の範囲において用語「平均粒度」が使用される。それは、レーザー光の散乱によって確認された平均一次粒度（平均粒径、ｄ５０）を意味するものとする。レーザー光の散乱の測定は、粒度分析器、例えば、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  Ｓ３５００装置を使用して実施され得る。
【００１４】
説明および請求の範囲において用語「微結晶サイズ」が球状銀粒子に対して使用される。この用語は、Ｘ線回折およびシェラーの式によって決定される１１１面の平均微結晶サイズ（ｍｅａｎ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅ  ｓｉｚｅ）を意味するものとする。Ｘ線回折は、Ｒｉｇａｋｕ  Ｒｉｎｔ  ＲＡＤ−ｒｂ  Ｘ線回折計を使用して実施された。Ｃｕターゲットは、０．１５４０５ｎｍの波長を提供した。Ｂｒａｇｇ面は（１１１）であった。シェラーの式
Ｌ（１１１）＝０．９４  λ  ／  （β  ｃｏｓ  θ）
において、Ｌは微結晶サイズであり、λは波長であり、βは、ラジアン単位のピーク最大強度の半分においての線広がり（半値全幅）であり、θはブラッグ（Ｂｒａｇｇ）角である。
【００１５】
本発明の銀ペーストは、印刷、特に、スクリーン印刷によって適用され得る厚膜導電性金属組成物である。
【００１６】
説明および請求の範囲において用語「滑らかな粒子表面」は、１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子と共に使用される。前記銀粒子の表面は均一であり、滑らかな曲率半径を示し、多孔性でないかまたはほとんど多孔性でなく、および／またはファセットを有し、低い粗さしか示さないことを表わすものとして当業者はその用語を理解する。このような粒子表面の低い粗さによって、前記銀粒子の表面積が比較的小さくなる。前記銀粒子の１〜３μｍの範囲の平均粒度を考慮すると、当業者は、ＢＥＴ方法によって測定された０．３〜０．６ｍ２／ｇの前記銀粒子の表面積は比較的小さな表面積を意味すると理解される。言い換えれば、前記銀粒子の表面が滑らかであるという事実は、ＢＥＴ方法によって測定された０．３〜０．６ｍ２／ｇのその表面積によって反映される。
【００１７】
１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子は、米国特許第７，６４８，５５７Ｂ２号明細書（それへの明白な参照が本明細書に関してなされる）において開示された還元／沈殿法によって製造され得る。
【００１８】
前記還元／沈殿法は、（ａ）銀塩を含有する、銀塩の硝酸水溶液を調製する工程、（ｂ）（ｉ）アスコルビン酸還元剤、（ｉｉ）１つまたは複数の表面調節剤、および（ｉｉｉ）粒度調節剤を含有する還元性溶液を調製する工程、（ｃ）銀塩の硝酸水溶液と前記還元性溶液とを一緒に混合して最終水溶液中の銀粉末粒子を形成する工程であって、前記最終水溶液が０．５〜２のｐＨを有する工程の連続的な工程を包含する。還元／沈殿法はさらに、（ｄ）前記銀粉末粒子を前記最終水溶液から分離する工程、（ｅ）脱イオン水を提供する工程、（ｆ）銀粉末粒子を前記脱イオン水で洗浄する工程、（ｇ）前記銀粉末粒子を乾燥させる工程を包含する。前記還元／沈殿法は、銀塩の酸水溶液とアスコルビン酸還元剤、硝酸、表面調節剤、および粒度調節剤の混合物を含有する酸水溶液とを一緒に添加することによって１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子が沈殿される、還元法である。
【００１９】
銀塩の硝酸水溶液は、水溶性銀塩を脱イオン水に添加して酸銀混合物水溶液を形成することによって調製される。硝酸を添加して酸銀混合物水溶液を酸性にする。任意の水溶性銀塩、例えば、硝酸銀、リン酸銀、および／または硫酸銀を使用することができる。
【００２０】
還元性の粒子調節剤溶液は最初に、アスコルビン酸還元剤を脱イオン水中に溶解させることによって調製される。適したアスコルビン酸還元剤の例には、Ｌ−アスコルビン酸、Ｄ−アスコルビン酸、それらの塩の他、アスコルビン酸ナトリウム、Ｄ-イソアスコルビン酸等の関連化合物が含まれる。
【００２１】
次に、表面および粒度調節剤を混合物に添加する。表面調節剤を添加して単一銀粒子のモルフォロジーを制御し、銀粒子の凝集を防ぐ。
【００２２】
単一銀粒子のモルフォロジーを制御するための適した表面調節剤の例には、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、炭酸カリウム、および炭酸ナトリウムなどが含まれる。硫酸カリウムが好ましい。表面調節剤の量は、銀１グラム当たり１０−５〜１０−２モル、または実施形態において、銀１グラム当たり６×１０−５〜９×１０−３モルの範囲である。
【００２３】
銀粒子の凝集を防ぐための適した表面調節剤の例には、アラビアゴム、ステアリン酸アンモニウムおよびその他のステアリン酸塩の塩、Ｄａｘａｄ  １９などのスルホン酸ポリナフタレンの塩とホルムアルデヒドとの縮合物、２００〜８０００の分子量範囲を有するポリエチレングリコール、およびこれらの界面活性剤の混合物などが含まれる。表面調節剤の量は、銀１グラム当たり０．００１〜０．３グラム超、または実施形態において、銀１グラム当たり０．０４〜０．２０グラムの範囲である。
【００２４】
前記還元／沈殿法のための適した粒度調節剤の例には、金コロイドまたは銀コロイドなどの金属コロイドが含まれる。当業者は、このようなコロイドの製造方法を知っている。金コロイドは、例えば金塩を高温の水性媒体中でクエン酸ナトリウムで還元することによって製造され得る。銀コロイドは例えば、銀塩を水性媒体中で還元剤で還元することによって製造され得る。硼水素化ナトリウムなどの別の還元剤を少量添加することによってさらに別の適した粒度調節剤をｉｎ  ｓｉｔｕ製造することができる。コロイドが還元性の粒子調節剤溶液に添加されると、溶液は典型的には５時間以内に使用される。
【００２５】
還元が終了後の溶液（最終水溶液）のｐＨが０．５〜２の範囲であるように方法が実施される。従来のｐＨ計を使用してｐＨを測定することができる。銀粒子を形成する前に硝酸を還元性の粒子調節剤溶液または銀塩の硝酸水溶液のどちらかに添加することによってｐＨを調節する。
【００２６】
方法は、最終水溶液１リットル当たり銀０．１５〜１．２モルの濃度において、または実施形態において、最終水溶液１リットル当たり銀０．４７〜０．８モルの濃度において実施される。
【００２７】
方法は典型的に１０℃〜３５℃の温度において実施される。
【００２８】
銀塩の硝酸水溶液と還元性の粒子調節剤溶液とを調製する順序は重要ではない。銀塩の硝酸水溶液は、還元性の粒子調節剤溶液の前、後、または同時に調製されてもよい。どちらかの溶液を他方の溶液に添加して銀粒子を形成することができる。２つの溶液を最小限の攪拌によって急速に混合して銀粒子の凝集を回避する。あるいは、銀塩の硝酸水溶液を酸性還元性の粒子調節剤溶液に、例えば、１時間にわたってゆっくりと添加して、反応混合物を形成することができ、これは添加する間に強く撹拌される。
【００２９】
次に、水を濾過または他の適した液体−固体分離操作によって懸濁液から除去し、洗浄水の導電率が１００μＳ以下になるまで固形分を脱イオン水で洗浄する。次に、水を銀粒子から除去し、および粒子を乾燥させる。
【００３０】
既に言及したように、銀ペーストは、１〜３μｍの範囲の平均粒度、４０〜６０ｎｍの範囲の微結晶サイズおよび滑らかな粒子表面を有する球状銀粒子以外の粒状銀を含有してもよい。このような他の粒状銀は例えば、０．５〜５μｍの平均粒度を有してもよく、それは球状または非球状の形状を有してもよい。
【００３１】
本発明の銀ペーストは少なくとも１つのガラスフリットを含有する。ガラスフリットは無機バインダーとして機能する。ガラスフリット組成物はＰｂＯを含有してもよい。実施形態において、ガラスフリット組成物は鉛を含有しなくてもよい。ガラスフリット組成物は、焼成した時に再結晶または相分離し、元の軟化点よりも低い軟化点を有する分離した相を有するフリットを遊離するガラスフリットを含有してもよい。ガラスフリット組成物の（元の）軟化点は、例えば、３２５〜６００℃の範囲であってもよい。
【００３２】
本明細書において使用される用語「軟化点」は、１０Ｋ／分の加熱速度において示差熱分析ＤＴＡによって定量された、ガラス転移温度を意味する。
【００３３】
ガラスフリットは、例えば、０．５〜２０μｍの範囲の平均粒度を示す。本発明の銀ペーストのガラスフリット含有量は、全銀ペースト組成物に基づいて０．５〜５重量％、または実施形態において、１〜３重量％であってもよい。
【００３４】
ガラスは、所望の成分（特に、例えば、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＰｂＯ、ＺｒＯ２のような酸化物）を所望の比率において混合する工程と、混合物を加熱して溶融体を形成する工程とによって、従来のガラス製造技術によって作製され得る。本技術分野に公知であるように、加熱は典型的に８００〜１４００℃のピーク温度まで、溶融体が完全に液体になって均質になる時間にわたって行なわれてもよい。バッチ成分は、もちろん、フリット製造の通常の条件下で所望の酸化物をもたらす任意の化合物であってもよい。例えば、三酸化二ホウ素は硼酸から得られてもよく、二酸化シリコンはフリントから製造されてもよく、酸化バリウムは炭酸バリウムから製造されてもよい、等々。次に、溶融ガラス組成物を典型的に水中に流し込んでフリットを形成するかまたは、代わりに、それを逆回転ステンレス鋼ローラーの間で急冷して薄いガラス小板を形成してもよく、次いでそれらをミル粉砕してガラスフリット粉末を形成する。ガラスを水または不活性低粘度、低沸点有機液体を用いてボールミル内でミル粉砕してフリットの粒度を低減し、実質的に均一なサイズのフリットを得てもよい。次に、それを水または前記有機液体内に沈降させて細粒を分離させてもよく、細粒を含有する上澄み流体を除去してもよい。分級の他の方法も使用してよい。
【００３５】
本発明の銀ペーストは有機ビヒクルを含有する。多種多様な不活性粘稠材料を有機ビヒクルとして使用することができる。有機ビヒクルは、粒状成分（粒状銀、ガラスフリット、他の任意選択により存在する粒状成分）が十分な安定度によって分散性である有機ビヒクルであってもよい。有機ビヒクルの性質、特に、流動学的性質は、それらが銀ペーストに良い適用性を与えるような性質、例えば不溶性固形分の安定な分散、適用、特に、スクリーン印刷のための適切な粘度およびチキソトロピー、太陽電池ウエハの前面およびペースト固形分の適切な湿潤性、良い乾燥速度、および良い焼成性質などであってもよい。本発明の銀ペーストにおいて使用された有機ビヒクルは、非水性不活性液体であってもよい。有機ビヒクルは有機溶剤または有機溶剤の混合物であってもよい。実施形態において、有機ビヒクルは、有機溶剤中の有機ポリマーの溶液であってもよい。様々な有機ビヒクルのどれでも使用でき、増粘剤、安定剤および／または他の一般的な添加剤を含有するかまたは含有しなくてもよい。実施形態において、有機ビヒクルの成分として使用されたポリマーはエチルセルロースであってもよい。単独で使用されても組み合わせて使用されてもよいポリマーの他の例には、エチルヒドロキシエチルセルロース、ウッドロジン、フェノール樹脂および低級アルコールのポリ（メタ）アクリレートなどがある。適した有機溶剤の例には、エステルアルコールおよび例えばアルファ-またはベータ-テルピネオールなどのテルペンまたは例えばケロシン、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ヘキシレングリコールおよび高沸点アルコールなどの他の溶剤とのそれらの混合物が含まれる。さらに、銀ペーストの適用後の急速な硬化を促進するための揮発性有機溶剤を有機ビヒクル中に含有することができる。これらと他の溶剤との様々な組み合わせを調合して所望の粘度および揮発度の要求条件を得てもよい。
【００３６】
本発明の銀ペースト中の有機ビヒクルの、無機成分（粒状銀＋ガラスフリット＋任意選択により存在している他の無機添加剤）に対する比は、銀ペーストを適用する方法および使用される有機ビヒクルの種類に依存しており、それは変化し得る。通常、銀ペーストは、全銀ペースト組成物に基づいて例えば、７５．５〜９３重量％の無機成分および７〜２４．５重量％の有機ビヒクルを含有する。典型的に、有機ビヒクル中に存在しているポリマーは、全銀ペースト組成物に基づいて、例えば０．２〜５重量％の範囲である。
【００３７】
一実施形態において、銀ペースト組成物は８５〜９０重量％の粒状銀、１〜３重量％のガラスフリットおよび７〜１４重量％の有機ビヒクルを含有する。
【００３８】
本発明の銀ペーストは粘性組成物であり、それは、粒状銀およびガラスフリットを有機ビヒクルと機械的に混合することによって調製されてもよい。実施形態において、製造法において強力混合、従来のロール練りと同等の分散技術を用いてもよく、ロール練りまたは他の混合技術も用いることができる。
【００３９】
本発明の銀ペーストをそのままで使用することができ、または例えば、付加的な有機溶剤を添加することによって希釈してもよい。したがって、金属ペーストの全ての他の成分の重量パーセンテージを減少させてもよい。
【００４０】
本発明の銀ペーストは、太陽電池、特にシリコン太陽電池の前部電極の製造において、またはそれぞれ太陽電池の製造において使用されてもよい。したがって、本発明はまた、このような製造プロセスと、前記製造プロセスによって製造された前部電極および太陽電池とに関する。
【００４１】
前部電極の製造方法は、
（１）ＡＲＣ層をその前面に有する太陽電池ウエハを提供する工程と、
（２）本発明の銀ペーストを太陽電池ウエハの前面のＡＲＣ層上に印刷、特に、スクリーン印刷して乾燥させて、前部電極パターンを形成する工程と、
（３）印刷されて乾燥された銀ペーストを焼成する工程とによって実施されてもよい。
この方法の結果として前部電極が得られる。
【００４２】
方法の工程（１）において、ＡＲＣ層をその前面に有する太陽電池ウエハ、特にシリコンウエハが提供される。シリコンウエハは、シリコン太陽電池の製造のために通常に使用される従来の単結晶または多結晶シリコンウエハであり、すなわち、それは典型的に、ｐ型領域、ｎ型領域およびｐ−ｎ接合を有する。シリコンウエハは、例えばＴｉＯｘ、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ／ＳｉＯｘ、または特にＳｉＮｘまたはＳｉ３Ｎ４のＡＲＣ層をその前面に有する。このようなシリコンウエハは当業者に公知である。簡単にするために、［背景技術］の欄を参照する。シリコンウエハはすでに、［背景技術］の欄において上に記載されたように従来の裏面金属化部分、すなわち、裏面アルミニウムペーストおよび裏面銀または裏面銀／アルミニウムペーストを提供されてもよい。裏面金属ペーストの適用は、前部電極が完成される前または後に行なわれてもよい。裏面ペーストは、別々に焼成されるかまたは同時焼成されるか、またはさらに、工程（２）においてＡＲＣ層上に印刷された前面銀ペーストと同時焼成されてもよい。
【００４３】
方法の工程（２）において本発明の銀ペーストを太陽電池ウエハの前面のＡＲＣ層上に印刷し、特にスクリーン印刷して、典型的に例えば３〜３０μｍの乾燥層厚さで、例えば３０〜１５０μｍのコレクタラインの幅を有する前部電極パターンを形成する。
【００４４】
工程（２）において銀ペーストの適用後、それは例えば１〜１００分間の間乾燥され、太陽電池ウエハは１００〜３００℃の範囲のピーク温度に達している。乾燥は、例えば、ベルト式、回転式または固定式乾燥装置、特に、ＩＲ（赤外線）ベルト式乾燥装置を利用して行なわれてもよい。
【００４５】
工程（３）の焼成は、例えば１〜５分間の間行なわれてもよく、太陽電池ウエハは、７００〜９００℃の範囲のピーク温度に達している。焼成は、例えば単一または複数領域ベルト炉、特に、複数領域ＩＲベルト炉を利用して実施されてもよい。焼成は不活性ガス雰囲気中でまたは酸素の存在下で、例えば、空気の存在下で行なわれてもよい。焼成の間に、不揮発性有機材料を含有する有機物および乾燥の間に蒸発されなかった有機部分は、除去されてもよく、すなわち燃焼および／または炭化されてもよく、特に、燃焼されてもよく、ガラスフリットは粒状銀と共に焼結する。銀ペーストがＡＲＣ層をエッチし、ファイアスルーし、半導体またはシリコン基材との電気的接触をもたらす。
【国際調査報告】
2015515714.tif 000002
2015515714.tif 000003