(57)【要約】【課題】メタルマスクを用いたスクリーン印刷によって、太陽電池素子の基板上に、高アスペクト比のファインライン化された電極を形成すること。【解決手段】本発明によって提供される、メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって太陽電池素子の電極を形成するための導体ペーストは、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機バインダと、分散媒と、２５℃、１気圧の条件下において液状のシリコーン樹脂とを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって太陽電池素子の電極を形成するための導体ペーストであって、
導電性粉末と、
ガラスフリットと、
有機バインダと、
分散媒と、
シリコーン樹脂と、
を含み、
ここで前記シリコーン樹脂は、２５℃、１気圧の条件下において液状のものであることを特徴とする、導体ペースト。
【請求項２】
前記シリコーン樹脂の重量平均分子量は、５０００以上１２００００以下である、請求項１に記載の導体ペースト。
【請求項３】
前記導電性粉末１００質量部に対する、前記シリコーン樹脂の含有割合が０．００５質量部以上０．５質量部以下である、請求項１または２に記載の導体ペースト。
【請求項４】
前記導電性粉末を構成する金属種が、ニッケル、白金、パラジウム、銀、銅およびアルミニウムからなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の元素を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導体ペースト。
【請求項５】
前記有機バインダとして、アクリル系樹脂またはセルロース系樹脂を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の導体ペースト。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の導体ペーストの焼成体である受光面電極を備える、太陽電池素子。
【請求項７】
受光面と非受光面とを有する基板と、該基板の受光面に形成された受光面電極とを備える太陽電池素子を製造する方法であって、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の導体ペーストを用いて、メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって、前記受光面電極に対応するパターンの塗膜を形成すること、および、
前記塗膜を焼成することによって該塗膜からなる受光面電極を形成すること、
を包含する、太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルマスクによるスクリーン印刷用の導体ペーストと、該導体ペーストの利用に関する。特に、メタルマスクを用いたスクリーン印刷によって太陽電池素子の導体（以下「電極」という。）を形成する用途の導体ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境意識の高まりや省エネルギーの観点から太陽電池の普及が急速に進んでおり、それにともなって従来よりも高性能な素子（セル）構造、例えば、曲線因子（ＦＦ）が良好で、かつ高い短絡電流密度（Ｊｓｃ）を得られることによる高光電変換効率の太陽電池が求められている。この要求を実現するための一つの方策として、太陽電池のセル単位面積あたりの受光面積を拡大することが挙げられる。例えば、受光面積を拡大するための一つの手段として、受光面に形成されている線状電極の細線化（ファインライン化）が望まれている。細線化はペーストの使用量を削減できるため、低コスト化が可能な点においても有益である。
【０００３】
現在主流となっている所謂結晶シリコン型太陽電池素子の受光面には、典型的には、銀等の電導体によって形成されている細線からなるフィンガー電極（グリッド電極ともいう。）と、該フィンガー電極に接続するバスバー電極とが設けられている。以下、これら電極を総称して受光面電極ともいう。このような受光面電極は、導体成分としての銀等の導電性粉末と、有機バインダおよび分散媒からなる有機ビヒクル成分とを含み、ペースト状（スラリー状、インク状等を包含する。以下同じ。）に調製された導電性組成物（以下、かかる導電性組成物を「導体ペースト（conductive paste）」ともいう。）を、スクリーン印刷により所定の電極パターンで太陽電池素子（セル）の受光面に印刷し、焼成することで形成されている。このような太陽電池素子の受光面電極を形成するために用いられる導体ペースト（ペースト状導電性組成物）に関する従来技術として、例えば、特許文献１および２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０２３０９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８７２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池素子の受光面において、受光面電極が形成された部分は遮光部分（非受光部分）となる。このため、受光面電極を従来よりもファインライン化すれば、セル単位面積あたりの受光面積が拡大されて、セル単位面積あたりの発電量を向上させることができる。そしてこのとき、細線化された分だけ電極を嵩高く（厚く）することで、電極のライン抵抗の増大を抑制するようにしている。
したがって、太陽電池素子の受光面電極を形成するために使用する導体ペーストには、ダレが少なく高アスペクト比（電極における厚みと線幅との比：厚み／線幅が大きいこと。以下同じ。）の電極形成が可能であることが求められている。
また、太陽電池の利用に際して低コスト化は重要な課題であり、例えば比較的低コストなスクリーン印刷法により量産を行った場合でも、細線化による断線等で不良品率が上がったり品質が低下したりしないことも潜在的に求められている。
【０００６】
ところで、スクリーン印刷には、一般的なスクリーンマスク（スクリーンメッシュ）を用いて行う方法の他に、いわゆるメタルマスクを用いてスクリーン印刷を行う方法がある。
メタルマスクを使用することのメリットとして、当該マスクの開口部にメッシュが存在しないため、電極形成用導体ペーストが通過するときの抵抗が小さく、詰まりも少ないため、断線の発生が少ないということが挙げられる。また、一般的なスクリーンマスク（スクリーンメッシュ）と比較してメタルマスクを使用する場合には、電極形成用導体ペーストの吐出量が増大するため、電極の厚み（膜厚）も増大し、より高アスペクト比（厚膜）の微細な線状の受光面電極を形成できることが期待される。
【０００７】
しかしながら、メタルマスクを使用した場合には、導体ペーストの吐出量が増大するがゆえに塗布物（電極等の導体膜）からダレ（dripping）が生じやすい。また、従来の電極形成用導体ペーストをそのまま工夫なく使用すると、粘度が低すぎる場合には所望する線幅を超えて大きく広がった低アスペクト比の電極形が形成されたり、あるいは逆に粘度が高すぎてメタルマスク開口部からの抜けが悪くなった場合には、印刷された電極（印刷物）の一部に欠けが生じたりする虞があり好ましくない。
そこで本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、メタルマスクを用いたスクリーン印刷によって太陽電池素子の受光面電極のファインライン化と高アスペクト比を実現するのに好適なペースト状導電性組成物（導体ペースト）を提供することである。また、該ペースト状導電性組成物（導体ペースト）の採用により、メタルマスクを用いて微細な受光面電極が半導体基板上に形成された太陽電池素子（ソーラーセル）とその製法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を実現するべく、本発明によって、メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって太陽電池素子の導体（典型的には受光面電極）を形成するための好適なペースト状導電性組成物（導体ペースト）が提供される。
即ち、本発明によって提供されるペースト状導電性組成物は、メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって太陽電池素子の電極を形成するための導体ペーストであって、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機バインダと、分散媒と、シリコーン樹脂とを含む。
そして、ここで開示される導体ペーストは、含有される上記シリコーン樹脂が、２５℃、１気圧の条件下において液状のもの（以下、かかる性状のものを「液状シリコーン樹脂」という。）であることを特徴とする。
【０００９】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、所定の性状のシリコーン樹脂、具体的には２５℃、１気圧の条件下において液体として存在する液状シリコーン樹脂を導体ペーストに配合することで、当該導体ペーストを材料にメタルマスクを用いたスクリーン印刷を行うことによって、優れた高アスペクト比の受光面電極を形成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
ここで開示される「メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって太陽電池素子の電極を形成するための導体ペースト（以下「メタルマスク用導体ペースト」と略称する。）」によると、メタルマスクを用いたスクリーン印刷によって、印刷形状に影響を及ぼすダレや欠けを生じさせることなく良好なアスペクト比の細線化（ファインライン化）された太陽電池素子の電極（典型的には受光面電極）を形成することができる。
【００１０】
ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストの好ましい一態様では、上記シリコーン樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）が５０００以上１２００００以下であることを特徴とする。
重量平均分子量が上記範囲に包含される液状シリコーン樹脂（典型的なものは、シリコーンオイルとも呼称される。）を採用することにより、メタルマスクを用いるスクリーン印刷に使用された際に、好適な粘性を実現し得る。かかる特徴を備えるメタルマスク用導体ペーストによると、メタルマスクを用いるスクリーン印刷により半導体基板の受光面に受光面電極を形成するのに好適な粘度特性を示す。従って、より好適に所定の配線パターンで所望のアスペクト比の細線状の受光面電極（特に集電用のフィンガー電極）を形成することができる。
【００１１】
ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストの好ましい一態様では、上記導電性粉末１００質量部に対する、上記シリコーン樹脂の含有割合が０．００５質量以上０．５質量部以下であることを特徴とする。
かかる構成のメタルマスク用導体ペーストによると、メタルマスクからのペースト塗布物の「抜け性」即ち流出（排出）のレベルを特に良好に保つことができる。
また、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストの好ましい他の一態様では、上記導電性粉末を構成する金属種が、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の元素を含むことを特徴とする。
かかる構成のメタルマスク用導体ペーストによると、これら金属種からなる導電性に優れる良好なアスペクト比の太陽電池素子の電極（典型的には受光面電極）を形成することができる。
【００１２】
また、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストの好ましい他の一態様では、上記有機バインダとして、アクリル系樹脂またはセルロース系樹脂を含むことを特徴とする。
かかる構成のメタルマスク用導体ペーストによると、メタルマスクを用いるスクリーン印刷を特に良好に行うことができる粘度特性を実現することができる。
【００１３】
また、本発明は、受光面と非受光面とを有する基板と、該基板の受光面に形成された受光面電極とを備える太陽電池素子を製造する方法であって、
ここで開示されるいずれかの構成の導体ペーストを用いて、メタルマスクを用いるスクリーン印刷によって、受光面電極に対応するパターンの塗膜を形成すること、および、
上記塗膜を焼成することによって受光面電極を形成すること、
を包含する、太陽電池素子の製造方法を提供する。
従って、本発明によると、ここで開示されるいずれかの構成のメタルマスク用導体ペーストを用いて作製された受光面電極、換言すれば、ここで開示されるいずれかの構成のメタルマスク用導体ペーストの焼成体である受光面電極を備える太陽電池素子が提供される。
ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを採用することにより、ファインライン化と高アスペクト比を実現した受光面電極を備える太陽電池素子が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】太陽電池素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】太陽電池素子の受光面に形成された電極のパターンの一例を模式的に示す平面図である。
【図３】導体ペーストを使用して行う半導体基板の受光面へのメタルマスクを用いたスクリーン印刷の好適な一態様を模式的に説明する図であり、（ａ）はスキージによるメタルマスク開口部への導体ペーストの充填を示す図、（ｂ）はメタルマスク開口部を介して基板の受光面に導体ペースト塗布物が供給されたことを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している内容以外の技術的事項であって本発明の実施に必要な事項（例えば導体ペーストの調製方法）は、従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている技術内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、大凡のものであり、必ずしも実際の寸法関係を反映したものではない。また本明細書において範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」を示す。
【００１６】
先ず、図１および図２を参照し、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを採用して作製し得る受光面電極を備える太陽電池素子（セル）１０の構成の一典型例を説明する。
図１および図２は、本発明の実施により好適に製造され得る太陽電池素子１０の一例を模式的に図示したものであり、単結晶若しくは多結晶或いはアモルファス型のシリコン（Ｓｉ）からなるウェハを半導体基板１１として利用する、いわゆるシリコン型太陽電池素子１０である。図１に示すセル１０は、一般的な片面受光タイプの太陽電池素子１０である。具体的には、この種の太陽電池素子１０は、シリコン基板（Ｓｉウエハ）１１のｐ−Ｓｉ層（ｐ型結晶シリコン）１８の受光面１１Ａ側にｐｎ接合形成により形成されたｎ−Ｓｉ層１６を備え、その表面にはＣＶＤ等により形成された酸化チタンや窒化ケイ素から成る反射防止膜１４と、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストから形成される受光面電極１２とを備える。
【００１７】
一方、ｐ−Ｓｉ層１８の裏面１１Ｂ側には、所定の導電性組成物（典型的にはＡｇ粉末等の導電性粉末を主体とする導体ペースト）により形成される裏面側外部接続用電極２２と、いわゆる裏面電界（ＢＳＦ；Back Surface Field）効果を奏する裏面アルミニウム電極２０とを備える。アルミニウム電極２０は、アルミニウム粉末を主体とする導電性組成物を印刷・焼成することによって裏面の略全面に形成される。この焼成時に図示しないＡｌ−Ｓｉ合金層が形成され、アルミニウムがｐ−Ｓｉ層１８に拡散してｐ＋層２４が形成される。かかるｐ＋層２４、即ちＢＳＦ層が形成されることによって、光生成されたキャリアが裏面電極近傍で再結合することが防止され、例えば短絡電流や開放電圧（Ｖｏｃ）の向上が実現される。
【００１８】
図２に示すように、太陽電池素子１０のシリコン基板１１の受光面１１Ａ側には、受光面電極１２，１３として、数本（例えば、１本〜３本程度）の相互に平行な直線状のバスバー（接続用）電極１２と、該バスバー電極１２と交差するように接続する相互に平行な多数の（例えば、６０本〜９０本程度）筋状のフィンガー（集電用）電極１３とが形成されている。
フィンガー電極１３は、受光により生成した光生成キャリア（正孔および電子）を収集するため多数本形成されている。バスバー電極１２はフィンガー電極１３により収集されたキャリアを集電するための接続用電極である。このような受光面電極１２，１３が形成された部分は、太陽電池素子の受光面１１Ａにおいて非受光部分（遮光部分）を形成する。従って、かかる受光面１１Ａ側に設けられる受光面電極（バスバー電極１２とフィンガー電極１３、特に数の多いフィンガー電極１３）をできるだけファインライン化することにより、これに対応した分の非受光部分（遮光部分）が低減され、セル単位面積あたりの受光面積が拡大される。それによって太陽電池素子１０の単位面積あたりの出力を向上させるものとなり得る。
【００１９】
また、ファインライン化された受光面電極の高さが高く均一であれば良いが、例えば、その一部にでもダレや凹み、或いは欠けが発生すると、かかる不良箇所は抵抗の増大を招き、集電にロスが生じてしまう。そしてまた、細線化された電極の一部にでも断線が生じると、かかる断線箇所を通じで発電電流を集電することは不可能となる（高抵抗の基板を流れる電流として、集電ロスが発生した状態で集電することとなる）。したがって、太陽電池素子の受光面電極の形成には、電気的な特性が高いことはもちろんのこと、ファインライン化や高アスペクト比を実現しながらも印刷精度に優れた印刷が可能な導体ペーストが求められる。
かかる要求に対して、特にメタルマスクを用いたスクリーン印刷に好適に使用し得る導体ペーストの好ましい実施形態について、以下に詳細に説明する。
【００２０】
ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストは、焼成することにより太陽電池素子の電極（典型的には受光面電極）を形成することができるペースト（スラリー）状の導電性組成物であり、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機バインダと、分散媒とを含み、これらに加えてさらに、２５℃、１気圧の条件下において液状である液状シリコーン樹脂を必須の構成要素として含む。
そして、メタルマスクを用いたスクリーン印刷により、太陽電池素子の電極（導体）を形成するために用いられることを特徴としている。メタルマスクを使用することのメリットは上記のとおりである。ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを用いてメタルマスクによるスクリーン印刷を行うことにより、厚膜でより高アスペクト比のファインライン化された微細な線状電極（特に受光面電極）を形成することが可能となる。
【００２１】
以下、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストの各構成要素についてより詳細に説明する。
導体ペースト（導電性組成物）の固形分の主体をなす導電性粉末としては、用途に応じた所望の導電性およびその他の物性等を備える各種の金属またはその合金等からなる粉末を考慮することができる。かかる導電性粉末を構成する材料の一例としては、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）等の金属およびそれらの合金、カーボンブラック等の炭素質材料、ＬａＳｒＣｏＦｅＯ３系酸化物（例えばＬａＳｒＣｏＦｅＯ３）、ＬａＭｎＯ３系酸化物（例えばＬａＳｒＧａＭｇＯ３）、ＬａＦｅＯ３系酸化物（例えばＬａＳｒＦｅＯ３）、ＬａＣｏＯ３系酸化物（例えばＬａＳｒＣｏＯ３）等として表わされる遷移金属ペロブスカイト型酸化物に代表される導電性セラミックス等が例示される。なかでも、白金，パラジウム，銀等の貴金属の単体およびこれらの合金（Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｐｔ−Ｐｄ合金等）、およびニッケル，銅，アルミニウムならびにその合金等からなるものが、特に好ましい導電性粉末を構成する材料として挙げられる。なお、比較的コストが安く、電気伝導度が高い等の観点から、銀およびその合金からなる粉末（Ａｇ粉末）が特に好ましく用いられる。
【００２２】
Ａｇ粉末その他の導電性粉末の粒径については特に制限はなく、用途に応じた種々の粒径のものを用いることができる。典型的には、レーザ回折・散乱法に基づく平均粒子径が５μｍ以下のものが適当であり、平均粒子径が３μｍ以下（典型的には１〜３μｍ、例えば１〜２μｍ）のものが好ましく用いられる。
導電性粉末を構成する粒子の形状は特に限定されない。典型的には、球状、麟片状（フレーク状）、円錐状、棒状のもの等を好適に使用することができる。充填性がよく緻密な受光面電極を形成しやすい等の観点から鱗片状の粒子が好ましく、また、充填性に加えてメタルマスクを用いたスクリーン印刷時の抜けの良さ等の観点から球状の粒子が特に好ましい。
使用する導電性粉末の粒度分布は、シャープな（狭い）ものが好ましい。例えば、粒子径１０μｍ以上の粒子を実質的に含まないような粒度分布のシャープな導電性粉末が好ましく用いられる。この指標としてレーザ回折・散乱法に基づく粒度分布における累積体積１０％時の粒径（Ｄ１０）と累積体積９０％時の粒径（Ｄ９０）との比（Ｄ１０／Ｄ９０）が採用できる。粉末を構成する粒径が全て等しい場合はＤ１０／Ｄ９０の値は１となり、逆に粒度分布が広くなる程このＤ１０／Ｄ９０の値は０に近づくことになる。Ｄ１０／Ｄ９０の値が０．２以上（例えば０．２以上０．５以下）であるような比較的狭い粒度分布の粉末の使用が好ましい。
このような平均粒子径及び粒子形状を有する導電性粉末を用いた導電性組成物は、導電性粉末の充填性がよく、緻密な電極を形成し得る。このことは、細かい電極パターンを形状精度よく形成するにあたって有利である。
【００２３】
なお、Ａｇ粉末等の導電性粉末は、その製造方法等により特に限定されない。例えば、周知の湿式還元法、気相反応法、ガス還元法等によって製造された導電性粉末（典型的にはＡｇ粉末）を必要に応じて分級して用いることができる。かかる分級は、例えば、遠心分離法を利用した分級機器等を用いて実施することができる。
【００２４】
ガラスフリットは、上記導電性粉末の無機バインダとして機能し得る成分であり、導電性粉末を構成する導電性粒子同士や、導電性粒子と基板（電極が形成される対象）との結合性を高める働きをする。また、この導電性組成物が例えば太陽電池素子の受光面電極の形成に用いられる場合には、このガラスフリットの存在により、導電性組成物が下層としての反射防止膜を焼成中に貫通することが可能となり、基板との良好な接着および電気的コンタクトを実現することができる。
このようなガラスフリットは、導電性粉末と同等かそれ以下の大きさに調整されていることが好ましい。例えば、レーザ回折・散乱法に基づく平均粒子径が４μｍ以下であることが好ましく、好適には３μｍ以下、典型的には０．１μｍ以上２μｍ以下程度であることがより好ましい。
【００２５】
なお、ガラスフリットの組成については特に制限はなく、各種の組成のガラスを用いることができる。例えば、おおよそのガラス組成として、当業者が慣用的に表現している呼称である、いわゆる、鉛系ガラス、鉛リチウム系ガラス、亜鉛系ガラス、ボレート系ガラス、ホウケイ酸系ガラス、アルカリ系ガラス、無鉛系ガラス、テルル系ガラス、および、酸化バリウムや酸化ビスマス等を含有するガラス等であってよい。これらのガラスは、改めて言うまでもなく、上記呼称に現れる主たるガラス構成元素の他に、Ｓｉ、Ｐｂ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｂｉ，Ｂ，Ａｌ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｔｅ，Ａｇ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｗ，Ｃｓ，Ｇｅ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｃａ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｓｅ，Ｍｏ，Ｙ，Ａｓ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｏ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｓｍ，Ｄｙ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｔａ，Ｖ，Ｆｅ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｆ，Ｍｎ，Ｐ，ＣｅおよびＮｂからなる群から選択された１つまたは複数の元素を含んでいてもよい。このようなガラスフリットは、例えば、一般的な非晶質ガラスの他、一部に結晶を含む結晶化ガラスであってもよい。また、ガラスフリットは、１種の組成のガラスフリットを単独で用いても良いし、２種以上の組成のガラスフリットを混合して用いても良い。
【００２６】
ガラスフリットを構成するガラスの軟化点は、特に限定されるものではないが、３００〜６００℃程度（例えば４００〜５００℃）であることが好ましい。このように軟化点が３００℃以上６００℃以下の範囲内に調整され得るガラスとしては、具体的には、例えば、以下に示す元素を組み合わせて含むガラスが挙げられる。Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ系ガラス，Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ系ガラス，Ｓｉ−Ｐｂ−Ｌｉ系ガラス，Ｓｉ−Ａｌ−Ｍｇ系ガラス，Ｇｅ−Ｚｎ−Ｌｉ系ガラス，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｓｎ系ガラス，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｔａ系ガラス，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｔａ−Ｃｅ系ガラス，Ｂ−Ｚｎ−Ｐｂ系ガラス，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｐｂ系ガラス，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｐｂ−Ｃｕ系ガラス，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ａｌ系ガラス，Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｔｉ−Ｂｉ系ガラス，Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｔｉ系ガラス，Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｐ系ガラス，Ｐｂ−Ｌｉ−Ｂｉ−Ｔｅ系ガラス，Ｐｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｌｉ−Ｚｎ−Ｔｅ系ガラス，Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｌｉ−Ｔｉ−Ｚｎ系ガラス，Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｌｉ−Ｔｉ−Ｐ−Ｔｅ系ガラス，Ｐｂ−Ｓｉ−Ｌｉ−Ｂｉ−Ｔｅ系ガラス，Ｐｂ−Ｓｉ−Ｌｉ−Ｂｉ−Ｔｅ−Ｗ系ガラス，Ｐ−Ｐｂ−Ｚｎ系ガラス，Ｐ−Ａｌ−Ｚｎ系ガラス，Ｐ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ系ガラス，Ｐ−Ｂ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｌｉ系ガラス，Ｐ−Ｂ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｆ−Ｋ系ガラス，Ｔｅ−Ｐｂ系ガラス，Ｔｅ−Ｐｂ−Ｌｉ系ガラス，Ｖ−Ｐ−Ｂａ−Ｚｎ系ガラス，Ｖ−Ｐ−Ｎａ−Ｚｎ系ガラス，ＡｇＩ−Ａｇ２Ｏ−Ｂ−Ｐ系ガラス，Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｌｉ系ガラス，Ｓｉ−Ｌｉ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ｍｇ−Ｗ−Ｔｅ系ガラス，Ｓｉ−Ｌｉ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ｍｇ−Ｍｏ−Ｔｅ系ガラス，Ｓｉ−Ｌｉ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ｍｇ−Ｃｒ−Ｔｅ系ガラスなど。このような軟化点を有するガラスフリットを含有する導電性組成物は、例えば、太陽電池素子の受光面電極を形成する際に用いると、良好なファイヤースルー特性を発現して高性能な電極形成に寄与するために好ましい。
【００２７】
液状シリコーン樹脂は、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストに含まれる必須構成成分である。液状シリコーン樹脂を含有することによって、当該導体ペーストを材料にメタルマスクを用いたスクリーン印刷を行うことによって、優れた高アスペクト比の受光面電極を形成することができる。即ち、液状シリコーン樹脂（典型的にはシリコーンオイル）を導体ペーストに配合することで、メタルマスクを用いるスクリーン印刷に使用された際に、好適な粘性を実現するとともに、メタルマスクの開口部からの抜け性を良好にし、高アスペクト比の厚膜な電極（導体）を太陽電池素子の基板上に形成することができる。従って、焼成後の電極のライン抵抗を低減できる。
【００２８】
液状シリコーン樹脂（単にシリコーンとも呼ばれる）としては、２５℃、１気圧の条件下において液状を示すものである限り、ケイ素（Ｓｉ）を含む有機化合物を特に制限なく使用することができる。典型的には、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）による主骨格を有する有機化合物を好ましく使用することができる。例えば、主骨格における未結合手（側鎖、末端）にアルキル基またはフェニル基等を導入した直鎖型シリコーンであってもよい。また、ポリエーテル基、エポキシ基、アミン基、カルボキシル基、アラルキル基、水酸基等の他の置換基を側鎖、末端、または両者に導入した直鎖変性シリコーンであってもよいし、ポリエーテルをシリコーンと交互に結合させた直鎖状のブロック共重合体であってもよい。シリコーン樹脂としては、具体的には、例えば、ポリジメチルシロキサンおよび／またはポリエーテル変性シロキサンを好ましく用いることができる。
【００２９】
液状シリコーン樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）としては、３０００を超えて１５００００を下回る（３０００＜Ｍｗ＜１５００００）ものが好ましい。重量平均分子量が３０００以下である場合或いは１５００００以上である場合は、メタルマスクを用いたスクリーン印刷に要求される良好な粘度が確保できない虞がある。重量平均分子量が５０００以上１２００００以下（例えば１００００以上１０００００以下）である液状シリコーン樹脂の使用が特に好適である。
【００３０】
導電性粉末等の構成要素を分散させる有機ビヒクル成分としては、所望の目的に応じて、従来よりこの種の導体ペーストに用いられている各種のものを特に制限はなく使用することができる。典型的には、ビヒクルは、種々の組成の有機バインダと分散媒（典型的には有機溶媒）とから構成される。かかる有機ビヒクル成分において、有機バインダは全てが有機溶媒に溶解していても良いし、一部のみが溶解または分散（いわゆるエマルジョンタイプの有機ビヒクルであり得る。）していても良い。
有機バインダとしては、例えば、ポリブチルメタクリレート，ポリメチルメタクリレート，ポリエチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、エチルセルロース，ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系高分子、あるいは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリビニルアルコール，ポリビニルブチラール等をベースとする有機バインダが好適に用いられる。なお、有機バインダは、上記列挙したような種類のうちから選択される１種の合成樹脂から構成されてもよく、あるいは有機バインダとして２種以上の合成樹脂を混合して使用してもよい。
これらのなかでも特にアクリル系樹脂、及び／又は、セルロース系樹脂の使用が好ましい。有機バインダとしてこれらの樹脂を、上記液状シリコーン樹脂と合わせて使用することにより、特に良好な高アスペクト比の電極（典型的には受光面電極）を、メタルマスクを用いたスクリーン印刷によって形成することができる。
【００３１】
有機ビヒクルを構成する分散媒としては、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ：ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート）等のエステル系溶剤、ブチルカルビトール（ＢＣ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル）等のエーテル系溶剤、エチレングリコールおよびジエチレングリコール誘導体、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット、ターピネオール、メンタノール等の有機溶媒が好適に用いられる。
分散媒（有機溶媒）として特に好ましいものは、沸点が凡そ２００℃以上（典型的にはほぼ２００〜２６０℃）の有機溶媒である。沸点が凡そ２３０℃以上（典型的にはほぼ２３０〜２６０℃）の有機溶媒がより好ましく用いられる。特に好ましい溶剤成分として、ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、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等が挙げられる。
【００３２】
導体ペーストに含まれる各構成成分の配合割合は、電極の形成方法、典型的には印刷方法等によっても異なり得るが、概ね、従来よりこの種の目的に用いられている導体ペースト（太陽電池素子の電極形成用の導体ペースト）に準じた配合割合とすることができる。例えば、以下のような配合を目安に各構成成分の割合を決定することができる。
【００３３】
液状シリコーン樹脂は、導電性粉末に対して相対的に極少量を添加することで、メタルマスクの開口部分（スリット）に充填されたペースト塗布物の当該マスク開口部からの抜け性を向上させることができる。また、粘度が調整されることにより、欠け（断線につながる）や凹みが無い形状安定性に優れる電極（導体）を形成することが容易となる。
例えば、導電性粉末を１００質量部としたとき、液状シリコーン樹脂の添加量は、典型的には０．００１質量部以上とすることが適当であり、０．００５質量部以上が好ましく、０．０５質量部以上とすることが特に好ましい。なお、液状シリコーンの過剰な添加は形成される電極の抵抗を高めたり、メタルマスク開口部からの抜け性が過剰になり、ペースト塗布物がだれやすくなるため好ましくない。かかる観点から、液状シリコーン樹脂の添加量は、導電性粉末を１００質量部としたとき、０．７質量部以下とすることが適当であり、０．５質量部以下が好ましく、０．２質量部以下とすることがさらに好ましい。
【００３４】
また、導電性粉末に対するガラスフリットの割合は、液状シリコーン樹脂との関係もあるため一概には言えないが、良好なファイヤースルー特性を得るために、導電性粉末を１００質量部としたとき、典型的には０．１質量部以上とすることができ、０．５質量部以上とするのが好ましく、１質量部以上とするのがより好ましい。なお、過剰な添加は形成される電極の抵抗を高めるために好ましくなく、典型的には１０質量部以下とすることが適当であり、５質量部以下とするのが好ましい。
【００３５】
有機ビヒクル成分のうち有機バインダは、導電性粉末の質量を１００質量部としたとき、およそ１５質量部以下、典型的には０．０５質量部〜１０質量部程度の割合で含有されることが好ましい。特に好ましくは、導電性粉末１００質量部に対して０．１質量部〜５質量部の割合で含有される。
上記有機ビヒクルの全体としての含有割合は、使用するメタルマスクの性状に合わせて適宜調整することができる。分散媒（有機溶媒）の割合を異ならせることにより、メタルマスクの開口部（スリット）のサイズに応じて適切な粘度に調製することができる。特に制限されないが、かかる粘度は、例えば、２５℃，２０ｒｐｍにおける粘度が１００Ｐａ・ｓ以上が適当であり、３００Ｐａ・ｓ以上が好ましく、３５０Ｐａ・ｓ以上がより好ましい。但し、あまり粘度が高いと操作性も悪化するため、２５℃，２０ｒｐｍにおける粘度が１０００Ｐａ・ｓ以下が適当であり、７００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、５００Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。例えば２５℃，２０ｒｐｍにおける粘度が３５０〜４５０Ｐａ・ｓ程度に調整されたここで開示のメタルマスク用導体ペーストによると、ダレや欠けを防いで、高アスペクト比の細線化された電極を容易に形成することができる。
なお、ここで粘度は、Ｂ型回転粘度計を用い、２５℃の環境下において測定対象の導体ペースト中に浸漬させた状態の円筒（または円盤）を回転速度２０ｒｐｍで回転させたときの当該円筒（または円盤）に働く粘性抵抗トルクを測定した値である。
【００３６】
以上、主成分について詳しく説明したが、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストは、本発明の目的から逸脱しない範囲において、上記以外の種々の無機添加成分及び／又は有機添加成分を含むことができる。無機添加剤の好適例として、上記以外のセラミック粉末（ＺｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３等）、その他種々のフィラーが挙げられる。また有機添加剤の好適例として、例えば、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤、分散剤、粘度調整剤等の添加剤が挙げられる。
【００３７】
ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを材料として太陽電池素子の受光面電極をメタルマスクを用いたスクリーン印刷により形成する。好ましくは、図３の（ａ）（ｂ）に示すように、エッチング処理やレーザ加工によって正確な形状で配線パターンに対応する開口部５１が形成されたメタルマスク５０を使用する。なお、メタルマスクを用いたスクリーン印刷自体は、従来と同様の手法により実施することができる。  
具体的には、図３の（ａ）（ｂ）に示すように、半導体基板（シリコン基板）１１の受光面１１Ａに所定のメタルマスク５０を配置し、該配置したメタルマスク５０の表面上に所望の組成の導体ペースト７０を供給しておく。そして、メタルマスク５０の表面上を、好ましくは１００〜３００ｍｍ／秒の移動速度（例えば１５０〜２５０ｍｍ／秒）で適当な形状のスキージ（ここでは角型状のスキージ）６０を高速移動させることにより、適度なずれ速度（せん断速度）を導体ペースト７０に与えることができ、結果、ペーストの流動性が高くなって効率よくメタルマスク５０の開口部５１にペースト７０を充填することができる。
スキージの印圧（スキージにかける圧力）は、スキージ自体の材質や構造によって適宜異なり得るために特に限定はないが、典型的には、０．０５ＭＰａ〜０．４ＭＰａ程度が適当であり、典型的には０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａ程度である。
【００３８】
ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを適用する印刷部材として好適に使用し得るメタルマスク５０は、その開口部５１の開口幅（スリット幅）が受光面電極のファインライン化を実現し得るサイズが好ましい。さらにまた、その開口部５１の内周壁の厚さ（以下、かかる厚さを「マスク開口部厚さ」という。）が受光面電極の厚膜化、即ち高アスペクト比を実現し得るサイズであることが好ましい。
例えば、線幅５０μｍ以下の受光面電極（例えばフィンガー電極）を形成する場合には、そのサイズに対応する開口幅、典型的には４０μｍ以下（例えば２０μｍ〜４０μｍ、特には２５μｍ〜３５μｍ）のメタルマスクを使用することができる。特に限定するものではないが、例えば目的とする受光面電極の線幅よりも１０〜４０％程度狭い開口幅のマスクを使用するとよい。また、メタルマスクとして、フィンガー電極ライン形成用の開口部とバスバー電極ライン形成用の開口部の両方が形成されているものを使用し、フィンガー電極とバスバー電極とを一度に同時印刷で形成してもよいし、或いは、フィンガー電極ライン用の開口部のみ形成されているメタルマスクを使用してもよい。フィンガー電極ライン形成用の開口部のみ形成されているメタルマスクを使用する場合には、バスバー電極は別のスクリーン印刷版を用いて形成する（即ち、フィンガー電極とバスバー電極とを別々に形成する２回印刷を行う）ことができる。
【００３９】
また、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを用いたスクリーン印刷による電極形成方法によると、例えば、線幅５０μｍ以下（好ましくは４５μｍ以下、例えば４０μｍ以下）のファインライン化された受光面電極であって、且つ、アスペクト比が０．３７以上であるような厚膜な高アスペクト比（好ましくは０．４以上、特には０．５以上０．６５以下）の受光面電極を形成することができる。従って、本発明によると、マスク開口部厚さが２５μｍ以上（例えば２８μｍ〜３０μｍ程度）、より好ましくは３０μｍ以上（例えば３０μｍ〜３２μｍ）であるメタルマスクを用いて、電極のライン抵抗の増大を抑制し得る高アスペクト比の厚膜な電極を太陽電池素子用の基板（典型的にはシリコン半導体基板若しくはＧａＡｓ等の化合物からなる半導体基板）上に形成することができる。
【００４０】
メタルマスクの材質には制限はなく、一般的なステンレス鋼（ＳＵＳ）製やニッケル合金製などのメタルマスクを使用することができる。
また、スキージ６０はスムーズな移動とペースト７０のマスク開口部５１への充填を阻害しない限りにおいて特に限定されない。例えば、硬度が６０度から９０度程度（典型的には６０度から８０度程度）であって、合成樹脂（例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、各種の合成ゴム）、金属、プラスチック等からなるスキージを用いることができる。スキージの先端形状についても特に制限されず、平型、角型、剣型等のものを用いることができる。典型的には厚みが１〜１０ｍｍ程度の合成樹脂製（例えばウレタンゴム製や、シリコンゴム製）の平型状のもの（典型的には硬度６０〜８０度、特には硬度８０度）を、あるいは合成樹脂製の角型状のもの（典型的には硬度６０〜８０度、特には硬度７０度）を好適に使用することができる。
【００４１】
本発明は、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストの利用により実施されるべきものであり、調製したメタルマスク用導体ペーストを材料にしてメタルマスクを用いたスクリーン印刷を実施して電極を形成するプロセス以外、従来の太陽電池素子の製造プロセスと同様でよく、特に限定はない。
即ち、図１に示すような典型的な太陽電池素子１０は、概略的には、次のようなプロセスを経て製造される。
即ち、適当なシリコンウェハ等の基板材料を用意し、熱拡散法やイオンプランテーション等の一般的な技法により所定の不純物をドープして上記ｐ−Ｓｉ層１８やｎ−Ｓｉ層１６を形成することにより、上記シリコン基板（半導体基板）１１を作製する。次いで、例えばプラズマＣＶＤ等の技法により窒化ケイ素等からなる反射防止膜１４を形成する。
その後、上記シリコン基板１１の裏面１１Ｂ側に、先ず、所定のペースト状導電性組成物（典型的には導電性粉末がＡｇ粉末であるペースト状導電性組成物）を用いて所定のパターンにスクリーン印刷し、乾燥することにより、焼成後に裏面側外部接続用電極２２（図１参照）となる裏面側導体塗布物を形成する。次いで、裏面側の全面に、アルミニウム粉末を導体成分とするペースト状導電性組成物をスクリーン印刷法等で塗布（供給）し、乾燥することによりアルミニウム膜を形成する。
次いで、メタルマスクを用いたスクリーン印刷を行い、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを図２に示すような配線パターンで上記シリコン基板１１の表面側に形成した反射防止膜１４上に印刷（供給）する。印刷により形成する電極用塗膜（印刷体）の線幅は特に限定されないが、次工程の焼成による焼き縮みを考慮して、所定の寸法に設定することができる。電極用塗膜は、適当な温度域（典型的には１００℃〜２００℃、例えば１２０℃〜１５０℃程度）で乾燥させてもよい。
【００４２】
ここで開示される液状シリコーン樹脂を含むことを特徴とするメタルマスク用導体ペーストを電極（導体）形成材料とすることにより、上記のとおり、開口幅４０μｍ以下（例えば２０μｍ〜４０μｍ）であって且つマスク開口部厚さが２５μｍ以上（好ましくは３０μｍ以上）であるようなメタルマスクを使用することが可能となった。そして、線幅５０μｍ以下（好ましくは４５μｍ以下、例えば４０μｍ以下）のファインライン化された電極であって、アスペクト比が０．３７以上（好ましくは０．４以上、特には０．５以上０．６５以下）であるような高アスペクト比の厚膜電極を基板上にメタルマスクを用いて容易に形成することができる。なお、印刷された塗膜および焼成後の電極の線幅は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等を用いた電子顕微鏡観察により確認することができる。
【００４３】
このように両面にそれぞれペースト塗布物（乾燥膜状の塗布物）が形成されたシリコン基板１１を、大気雰囲気中で例えば近赤外線高速焼成炉のような焼成炉を用い、適切な焼成温度（例えば７００〜９００℃）で焼成する。かかる焼成によって、受光面電極（典型的にはＡｇ電極）１２，１３および裏面側外部接続用電極（典型的にはＡｇ電極）２２とともに、焼成アルミニウム電極２０が形成され、また同時に、図示しないＡｌ−Ｓｉ合金層が形成されるとともにアルミニウムがｐ−Ｓｉ層１８に拡散して上述したｐ＋層（ＢＳＦ層）２４が形成され、太陽電池素子１０が作製される。
なお、上記のように同時焼成する代わりに、例えば受光面１１Ａ側の受光面電極（典型的にはＡｇ電極）１２，１３を形成するための焼成と、裏面１１Ｂ側のアルミニウム電極２０および外部接続用電極２２を形成するための焼成とを別々に実施してもよい。
【００４４】
なお、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストを採用することにより、ファインライン化され且つ高アスペクト比の電極が形成され得るため、太陽電池素子の受光面電極の形成に関しては、フィンガー電極の本数を増やし、光電変換効率を高めることも考慮できる。即ち、ここで開示される技術によると、フィンガー電極一本当たりの遮光面積が低減される。したがって、所望の太陽電池性能を実現し得る範囲で、フィンガー電極の本数を増加させることが可能とされる。例えば、フィンガー電極の本数を増やすことで、受光面積が減少されるため短絡電流密度は低下するが、基板面抵抗の影響を抑制することができるため曲線因子（ＦＦ）が大幅に高められる。したがって、ここで開示される技術を採用してフィンガー電極の線幅と本数とを適切にデザインすることで、全体として従来にない高い光電変換効率を示す太陽電池素子を実現することができる。このような電極パターンのデザインは、電極の膜厚や基板面抵抗等により変化するため一概には言えないものの、例えば、一例として、６インチ角のＳｉ基板を使用する場合において、フィンガー電極の線幅を５０μｍ以下とし、その本数を６０本〜１８０本とすることが、好適な例として挙げられる。また、例えば、フィンガー電極の線幅を１０μｍ〜４０μｍとしてその本数を８０本〜１８０本としたり、フィンガー電極の線幅を２０μｍ〜３０μｍとしてその本数を１１０本〜１８０本としたりすることが例示される。
【００４５】
また、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストによると、メタルマスクを用いたスクリーン印刷でありながら、凹みや欠けのない線幅５０μｍ以下であってアスペクト比が０．３以上（好ましくは０．４以上、更には０．５以上）の電極を形成することができる。これは、ここで開示されるメタルマスク用導体ペーストが、メタルマスクの細く肉厚な開口部を抜ける良好な抜け性を有し、且つ、ダレの起こり難い特性を有することを示すものである。
【００４６】
バスバー電極については、細りや断線等による影響が殆どないため、ここに開示される技術を用いる必要はないものの、例えば線幅１０００〜３０００μｍ程度のバスバー電極を高品質に形成することもできる。このように、電極線の細線化と高精度化が実現されると、例えば、フィンガー電極一本あたりの抵抗を高めることなく単位面積当たりの出力を向上させることができる。また、たとえ電極線の抵抗値が若干上昇した場合においても、導電性組成物の使用量を保ちつつ電極本数を増加させることで、櫛形電極パターン全体としてのライン抵抗値を低く抑えることができる。したがって、フィンガー電極の幅と本数とを最適な組み合わせのものとして設計することで、光電変換効率の高い太陽電池素子が提供されることとなる。
【００４７】
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下に記載の平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置（株式会社堀場製作所製品：ＬＡ−９２０）を用いて測定した。粘度は、ブルックフィールド社製の回転粘度計（ＨＢＴ型  ＤＶ  ＩＩＩ＋）により、４番スピンドル（スピンドル「ＳＣ−４−１４」）を使用し、２５℃で各回転速度（２０ｒｐｍ）で測定した。
【００４８】
＜導体ペーストの調製＞
以下に示す手順で、表１〜表３に示す種々の実施例ならびに比較例に係る導体ペーストを調製した。
具体的には、導電性粉末として平均粒子径が２μｍの銀（Ａｇ）粉末を使用した。ガラスフリットとして電子材料分野で導体ペースト調製の際によく用いられる一般的なホウケイ酸鉛ガラス粉末（平均粒子径：０．５〜１．６μｍ）を使用した。また、有機バインダとして大気中での熱分解温度が５００℃以下のアクリル系樹脂またはエチルセルロース（ＥＣ）を使用した。分散媒として上記のＢＣ、ＢＣＡ等、沸点２３０℃以上の有機溶媒を使用した。
而して、Ａｇ粉末がペースト全体を１００質量％としたときの８５質量％、ガラスフリットが４質量％、有機バインダが１．５質量％または２．５質量％となるように、これら材料を分散媒と合わせて混合した。その際、分散媒の種類や配合を適宜調整することによって、表１〜表３に示す粘度に調整した。
また、各実施例については、平均分子量が５０００〜１２００００である液状シリコーン樹脂（ポリジメチルシロキサン若しくはポリエーテル変性シリコーン）を、Ａｇ粉末１００質量部に対して液状シリコーン樹脂含有割合が０．００１質量部〜０．７質量部となるように添加して導体ペーストを調製した。各比較例については、液状シリコーン樹脂を添加せずに導体ペーストを調製した。
【００４９】
【表１】
2017152520.tif 000002
【００５０】
【表２】
2017152520.tif 000003
【００５１】
【表３】
2017152520.tif 000004
【００５２】
＜試験用太陽電池素子（受光面電極）の作製＞
上記得られた各実施例および比較例の導体ペーストを受光面電極（フィンガー電極）形成用として用いて、各実施例および比較例に対応する太陽電池素子を製造した。
即ち、市販の１５６ｍｍ四方（６インチ角）の寸法の太陽電池用ｐ型単結晶シリコン基板（板厚１８０μｍ）を用意し、その表面（受光面）をフッ酸および硝酸の混酸を用いてエッチングすることで、ダメージ層を除去するとともに凹凸のテクスチャ構造を形成した。次いで、このテクスチャ構造面に対してリン含有溶液を塗布し、熱処理を施すことで、このシリコン基板の受光面に厚さ約０．５μｍのｎ−Ｓｉ層（ｎ＋層）を形成した。その後、このｎ−Ｓｉ層上に、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法により厚みが約８０ｎｍ程度の窒化ケイ素膜を製膜し、反射防止膜とした。
次に、シリコン基板の裏面側に、所定の銀電極形成用ペーストを用いて、後に裏面側外部接続用電極となるよう所定のパターンでスクリーン印刷し、乾燥させることにより、裏面側電極パターンを形成した。そして、裏面側の全面にアルミニウム電極形成用ペーストをスクリーン印刷し、乾燥することにより、アルミニウム膜を形成した。
【００５３】
その後、各実施例および比較例のいずれかの導体ペーストを用い、大気雰囲気中、室温条件下で、メタルマスクを用いたスクリーン印刷法によって、上記反射防止膜上に受光面電極（Ａｇ電極）を印刷し、１５０℃で乾燥させた。
具体的には、図２に示すような、相互に平行な直線状のフィンガー電極からなる電極パターンをスクリーン印刷にて形成した。目標とするフィンガー電極の線幅は３５〜４５μｍに設定した。なお、本試験例ではバスバー電極は形成しなかった。
本試験例では、当該線幅サイズに対応する開口部が形成されたメタルマスクとして、
（１）開口部（スリット）の開口幅が２８μｍ、開口部厚さが３１μｍ；
（２）開口部（スリット）の開口幅が３２μｍ、開口部厚さが２８μｍ；
である２種類のメタルマスクを用意した。
而して、当該用意した（１）（２）いずれかのメタルマスクを基板の受光面上に配置し、ペーストを当該マスク上に供給した後、ウレタンゴム製のスキージ（硬度７０度）をアタック角度４５度、印圧０．２ＭＰａでメタルマスクに接触させ、２３０ｍｍ／秒の速度でスキージを高速移動させ、マスクの開口部にペーストを充填して印刷を行った。
上記スクリーン印刷の実施後、基板を１５０℃で乾燥させ、次いで、基板を焼成し、受光面電極（フィンガー電極）を形成した。具体的には、大気雰囲気中で近赤外線高速焼成炉を用いて焼成温度域７００〜８００℃で焼成した。
【００５４】
＜電極の印刷形状評価試験＞
上記のようにして試験用基板の受光面上に形成された受光面電極（フィンガー電極）の線幅と膜厚を顕微鏡観察（マイクロメータ）により調べた。そして、計測されたフィンガー電極の平均線幅（幅：μｍ）および平均厚み（膜厚：μｍ）ならびにそれらからアスペクト比を求めた。そして、アスペクト比が０．３７未満のものを不良（×）、０．３７以上０．４未満であるものを良（△）、０．４以上であるものを優良（○）と判定した。表１〜３の該当欄に示した。
また、上記のようにして試験用基板の受光面上に形成された受光面電極（フィンガー電極）の形状を光学顕微鏡で観察することにより、形状精度（印刷性の良否）を評価した。
具体的には、基板上に形成された全フィンガー電極からなるラインにおける断線箇所の有無およびその数を調べた。そして、断線３カ所以上のものは不良（×）、１，２カ所のみのものは良（△）、断線が全く認められないものを優良（○）と判定した。結果を表１〜３の印刷性の欄に○△×で示した。
同時に表１〜３の右端欄に×の有無による総合評価（全体判定）を○×で示した。
【００５５】
表１〜３に示す結果から明らかなように、液状シリコーン樹脂を含まない比較例１，２では、メタルマスクを用いたスクリーン印刷によって良好な形状の受光面電極を形成することができないことが確かめられた。特に開口部の幅が２８μｍ、厚さが３１μｍのメタルマスクを用いた例である比較例１では、ペースト塗布物の抜けが悪く、まともな電極の形成は不可能であった。一方、開口部の幅が３２μｍ、厚さが２８μｍのメタルマスクを用いた例である比較例２では、電極に断線は認められなかったが、アスペクト比が０．７未満であり、目的とした高アスペクト比のファインライン受光面電極は形成できなかった。
【００５６】
一方、液状シリコーン樹脂を含有させた各実施例の導体ペーストを使用した場合では、いずれもメタルマスクを使用したスクリーン印刷により、ファインラインで高アスペクト比の受光面電極が形成された。このことは、液状シリコーン樹脂の存在によって、導体ペースト塗布物のメタルマスクからの抜け性が向上することを示している。なお、かかる向上効果は、液状シリコーン樹脂の種類には依存しないことが確認された。
また、液状シリコンー樹脂の添加量（含有割合）が、Ａｇ粉末１００質量部に対して０．００５質量部以上０．５質量部以下である実施例では、アスペクト比が０．４以上（さらには０．５以上）のものもあり、本発明の目的に好適な含有割合であることが認められた。Ａｇ粉末１００質量部に対して０．０５質量部以上０．２質量部以下の液状シリコンー樹脂の添加量（含有割合）が特に好ましい。
なお、本試験例で使用した液状シリコーン樹脂は、重量平均分子量が５０００以上１２００００以下のものを使用しているが、かかる幅広い分子量のものが一様に良好な結果を示していることから、かかる重量平均分子量の範囲外であっても、２５℃、１気圧の条件下において液状を呈する液状シリコーン樹脂であれば、同様の結果を示すものと考えられる。
また、本試験例で使用した有機バインダ（アクリル系樹脂およびＥＣ）は、いずれも良好な結果を示すものであり、本発明の目的に好適な有機バインダであることが確認された。
【００５７】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  太陽電池素子
１１  半導体基板
１１Ａ  受光面
１１Ｂ  裏面
１２  バスバー電極（受光面電極）
１３  フィンガー電極（受光面電極）
１４  反射防止膜
１６  ｎ−Ｓｉ層
１８  ｐ−Ｓｉ層
２０  裏面アルミニウム電極
２２  裏面側外部接続用電極
２４  ｐ＋層
５０  メタルマスク
５１  開口部
６０  スキージ
７０  導体ペースト
【図１】
2017152520.tif 000005
【図２】
2017152520.tif 000006
【図３】
2017152520.tif 000007