(57)【要約】【課題】  結晶系シリコン太陽電池のｐ型半導体層と導通するために用いられる電極の形成するために用いられる導電性ペーストであって、焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜をファイアースルーすることができ、ｐ型半導体層に低い接触抵抗の電極を形成することのできる導電性ペーストを提供する。【解決手段】  太陽電池の電極形成用の導電性ペーストであって、導電性ペーストが、（Ａ）導電性粉末、（Ｂ）平均粒子径が０．５〜３．５μｍのＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末、（Ｃ）ガラスフリット、及び（Ｄ）有機媒体を含み、（Ａ）導電性粉末１００重量部に対して、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を０．５〜５重量部含む、導電性ペーストである。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の電極形成用の導電性ペーストであって、
導電性ペーストが、（Ａ）導電性粉末、（Ｂ）平均粒子径が０．５〜３．５μｍのＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末、（Ｃ）ガラスフリット、及び（Ｄ）有機媒体を含み、
（Ａ）導電性粉末１００重量部に対して、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を０．５〜５重量部含む、導電性ペースト。
【請求項２】
（Ａ）導電性粉末が、Ａｇ粉末、Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末、及びそれらの混合物のうち少なくとも１つ含む、請求項１記載の導電性ペースト。
【請求項３】
（Ｂ）Ａｌ化合物粉末が、Ａｌを含む合金粉末である、請求項１又は２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
（Ｃ）ガラスフリットが、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
（Ｄ）有機ビヒクルが、エチルセルロース、ロジンエステル、ブチラール、アクリル及び有機溶剤からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
導電性ペーストが、チタンレジネート、酸化チタン、酸化セリウム、窒化ケイ素、銅マンガン錫、アルミノケイ酸塩及びケイ酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つをさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
太陽電池のｐ型半導体層上の電極を形成するための導電性ペーストである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
結晶系シリコン太陽電池のｐ型エミッタ層上の電極を形成するための導電性ペーストであって、
結晶系シリコン太陽電池が、ｎ型結晶系シリコン基板と、ｎ型結晶系シリコン基板の一方の主面に形成されたｐ型エミッタ層とを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性ペーストを用いて少なくとも一部の電極が形成された太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の電極形成に用いられる導電性ペーストに関する。特に、本発明は、太陽電池の電極形成用の導電性ペーストに関する。また、本発明は、その電極形成用の導電性ペーストを用いて製造される太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶シリコン又は多結晶シリコンを平板状に加工した結晶系シリコンを基板に用いた結晶系シリコン太陽電池等の半導体デバイスは、デバイスの外部との電気的接触のために、シリコン基板表面に、電極形成用の導電性ペーストを用いて電極が形成されることが一般的である。そのようにして電極が形成される半導体デバイスの中で、結晶系シリコン太陽電池は、近年、その生産量が大幅に増加している。これらの太陽電池は、結晶系シリコン基板の一方の表面に、不純物拡散層、反射防止膜及び光入射側電極を有し、他方の表面に裏面電極を有する。光入射側電極及び裏面電極によって、結晶系シリコン太陽電池により発電した電力を外部に取り出すことができる。
【０００３】
従来の結晶系シリコン太陽電池の電極形成には、導電性粉末、ガラスフリット、有機バインダ、溶剤及びその他の添加剤を含む導電性ペーストが用いられている。導電性粉末としては、主に銀粒子（銀粉末）が用いられている。
【０００４】
太陽電池の電極形成に用いられる導電性ペーストとして、例えば、特許文献１には、（ｉ）銀、ニッケル、銅及びそれらの混合物からなる群から選択された金属を含む導電性粉末１００重量部と、（ｉｉ）３〜１１μｍの粒径を有するアルミニウム粉末０．３〜８重量部と、（ｉｉｉ）ガラスフリット３〜２２重量部と、（ｉｖ）有機媒体とを含む導電性ペーストが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、両面受光型の太陽電池セルの電極形成のためのｐ型半導体層用Ａｇ−Ａｌペースト及びｎ型半導体層用Ａｇ−Ａｌペーストが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１４−５１５１６１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９２２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に、一般的な結晶系シリコン太陽電池の断面模式図の一例を示す。図１に示すように、結晶系シリコン太陽電池では、一般に、結晶系シリコン基板１（例えばｐ型結晶系シリコン基板１）の光入射側である表面（光入射側表面）に、不純物拡散層４（例えばｎ型不純物を拡散したｎ型不純物拡散層）を形成する。不純物拡散層４の上には、反射防止膜２を形成する。さらに、スクリーン印刷法などによって導電性ペーストを用いて光入射側電極２０（表面電極）の電極パターンを反射防止膜２上に印刷し、導電性ペーストを乾燥及び焼成することによって光入射側電極２０が形成される。この焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜２をファイアースルーすることによって、光入射側電極２０は、不純物拡散層４に接触するように形成することができる。なお、ファイアースルーとは、絶縁膜である反射防止膜２を導電性ペーストに含まれるガラスフリット等でエッチングし、光入射側電極２０と不純物拡散層４とを導通させることである。ｐ型結晶系シリコン基板１の裏面側からは光を入射させなくてもよいため、一般に、ほぼ全面に裏面電極１５を形成する。ｐ型結晶系シリコン基板１と不純物拡散層４との界面にはｐｎ接合が形成されている。結晶系シリコン太陽電池に入射した入射光の大部分は、反射防止膜２及び不純物拡散層４を透過して、ｐ型結晶系シリコン基板１に入射し、この過程で吸収され、電子−正孔対が発生する。これらの電子−正孔対は、ｐｎ接合による電界によって、電子は光入射側電極２０へ、正孔は裏面電極１５へと分離される。電子及び正孔（キャリア）は、これらの電極を介して、電流として外部に取り出される。
【０００８】
図２に、一般的な結晶系シリコン太陽電池の光入射側表面の模式図の一例を示す。図２に示すように、結晶系シリコン太陽電池の光入射側表面には、光入射側電極２０として、バスバー電極（光入射側バスバー電極２０ａ）及びフィンガー電極２０ｂが配置されている。図１及び図２に示す例では、結晶系シリコン太陽電池に入射した入射光によって発生したキャリアはフィンガー電極２０ｂに集められ、さらに光入射側バスバー電極２０ａに集められる。光入射側バスバー電極２０ａには、はんだにより周囲を覆われたインターコネクト用の金属リボン、又はワイヤーがはんだ付けされて電流が外部に取り出される。
【０００９】
従来、結晶系シリコン基板１として、ｐ型の結晶系シリコン基板１を用い、光入射側表面に、不純物拡散層４として、ｎ型の不純物拡散層４を形成することが一般的だった。一方、ｎ型の結晶系シリコン基板１を用い、ｐ型の不純物拡散層４を形成することもできる。ｎ型の結晶系シリコン基板１の多数キャリアは電子であり、正孔より電子の移動度の方が大きい。そのため、ｎ型の結晶系シリコン基板１を用いると、より高効率の太陽電池が期待できる。
【００１０】
図３に、裏面にも表面の光入射側表面と同様の電極パターンが配置された両面受光型太陽電池の模式図の一例を示す。なお、ここで言う両面受光型太陽電池はモジュールにした際に必ずしも両面で受光する構造である必要はなく、片面で受光する場合もある。結晶系シリコン基板１がｐ型の場合には、主たる光入射側表面にｎ型の不純物拡散層４を形成し、裏面にｐ型の不純物拡散層１６を形成する。結晶系シリコン基板１がｎ型の場合には、主たる光入射側表面にｐ型の不純物拡散層４を形成し、裏面にｎ型の不純物拡散層１６を形成する。なお、「主たる光入射側表面」とは、両面受光型の単結晶シリコン太陽電池のｐｎ接合が形成された方の表面のことをいい、本明細書では、単に「光入射側表面」という場合がある。また、「主たる光入射側表面」とは反対側の表面のことを「裏面」という。
【００１１】
ｎ型の結晶系シリコン基板１を用いて結晶系シリコン太陽電池を製造する場合、ｐ型の不純物拡散層４と導通する電極２０を形成するための導電性ペーストは、焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜２をファイアースルーすることができ、かつｐ型の不純物拡散層４に対して低い接触抵抗で電気的に接触するという性能が求められる。
【００１２】
そこで、本発明は、結晶系シリコン太陽電池のｐ型半導体層と導通するために用いられる電極を形成するための導電性ペーストであって、焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜をファイアースルーすることができ、ｐ型半導体層に低い接触抵抗の電極を形成することのできる導電性ペーストを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、ｐ型半導体層に低い接触抵抗の電極を有する、高性能の結晶系シリコン太陽電池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】
【００１４】
所定の粒径のＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を含む導電性ペーストを結晶系シリコン基板の上に印刷し、焼成すると、Ａｇ／Ａｌ相を生じ、Ａｇ／Ａｌ相と結晶系シリコン基板のｐ型不純物拡散層に接する部分にコンタクトスポットと呼ばれる接触抵抗が非常に低い部分を形成することができる。高い性能の結晶系シリコン太陽電池を得るためには、コンタクトスポットは多い方が良い。しかしながら、コンタクトスポットが深く形成されてしまうと結晶系シリコン基板中に形成されたｐｎ接合を破壊する。したがって、形成されるコンタクトスポットの大きさを制御する必要がある。
【００１５】
本発明者らは、所定の粒径のＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を所定の添加量含んだ導電性ペーストを用いることにより、形成される電極中のＡｇ／Ａｌ相のコンタクトスポットの数と大きさを制御することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明者らは、所定の粒径のＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を所定の添加量含む導電性ペーストを用いることにより、結晶系シリコン太陽電池の電極形成における焼成過程で、導電性ペーストが反射防止膜をファイアースルーすることができ、ｐ型の不純物拡散層を深く浸食することなく、低い接触抵抗で電極を形成することを見出だし、本発明に至った。上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
【００１６】
本発明は、下記の構成１〜８であることを特徴とする導電性ペーストである。
【００１７】
（構成１）
本発明の構成１は、太陽電池の電極形成用の導電性ペーストであって、導電性ペーストが、（Ａ）導電性粉末、（Ｂ）平均粒子径が０．５〜３．５μｍのＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末、（Ｃ）ガラスフリット、及び（Ｄ）有機媒体を含み、（Ａ）導電性粉末１００重量部に対して、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を０．５〜５重量部含む、導電性ペーストである。
【００１８】
本発明の構成１によれば、焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜をファイアースルーすることができ、ｐ型不純物拡散層に低い接触抵抗の電極を形成することのできる、結晶系シリコン太陽電池の光入射側電極の形成するために用いられる導電性ペーストを提供することができる。
【００１９】
（構成２）
本発明の構成２は、（Ａ）導電性粉末が、Ａｇ粉末、Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末、及びそれらの混合物のうち少なくとも１つ含む、構成１の導電性ペーストである。
【００２０】
銀（Ａｇ）は電気伝導度の高い物質であり、結晶系シリコン太陽電池の電極材料として好ましく用いることができる。また、銀は高価であるが、比較的低価格のＣｕ粉末及び／又はＮｉ粉末を用いることにより、低コストで、結晶系シリコン太陽電池の電極を形成することができる。
【００２１】
（構成３）
本発明の構成３は、（Ｂ）Ａｌ化合物粉末が、Ａｌを含む合金粉末である、構成１又は２の導電性ペーストである。
【００２２】
本発明の構成３によれば、本発明の導電性ペーストの（Ｂ）Ａｌ化合物粉末が、Ａｌを含む合金粉末であることにより、より確実に、ｐ型の不純物拡散層に低い接触抵抗の電極を形成することができる。
【００２３】
（構成４）
本発明の構成４は、（Ｃ）ガラスフリットが、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる群から選択される少なくとも１つを含む、構成１〜３のいずれかの導電性ペーストである。
【００２４】
本発明の構成４によれば、本発明の導電性ペーストに含まれるガラスフリットが、所定の酸化物を含むことにより、導電性ペーストの焼成の際に、反射防止膜をファイアースルーすることを、より確実にできる。
【００２５】
（構成５）
本発明の構成５は、（Ｄ）有機ビヒクルが、エチルセルロース、ロジンエステル、ブチラール、アクリル及び有機溶剤からなる群から選択される少なくとも１つを含む、構成１〜４のいずれかの導電性ペーストである。
【００２６】
本発明の構成５によれば、本発明の導電性ペーストに含まれる（Ｄ）有機ビヒクルが、所定の物質であることにより、本発明の導電性ペーストを用いた電極パターンのスクリーン印刷を、より容易にできる。
【００２７】
（構成６）
本発明の構成６は、導電性ペーストが、チタンレジネート、酸化チタン、酸化セリウム、窒化ケイ素、銅マンガン錫、アルミノケイ酸塩及びケイ酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つをさらに含む、構成１〜５のいずれかの導電性ペーストである。
【００２８】
本発明の構成６によれば、本発明の導電性ペーストが、チタンレジネート、酸化チタン、酸化セリウム、窒化ケイ素、銅マンガン錫、アルミノケイ酸塩及びケイ酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つをさらに含むことにより、反射防止膜のファイアースルー、及びｐ型不純物拡散層対する低い接触抵抗の電極の形成を、さらに、確実にすることができる。
【００２９】
（構成７）
本発明の構成７は、太陽電池のｐ型半導体層上の電極を形成するための導電性ペーストである、構成１〜６のいずれかの導電性ペーストである。
【００３０】
本発明の導電性ペーストは、太陽電池のｐ型半導体層上の電極を形成するために、特に好適に用いることができる。
【００３１】
（構成８）
本発明の構成８は、結晶系シリコン太陽電池のｐ型エミッタ層上の電極を形成するための導電性ペーストであって、結晶系シリコン太陽電池が、ｎ型結晶系シリコン基板と、ｎ型結晶系シリコン基板の一方の主面に形成されたｐ型エミッタ層とを含む、構成１〜７のいずれかの導電性ペーストである。
【００３２】
本発明の導電性ペーストは、結晶系シリコン太陽電池のｐ型エミッタ層上の電極を形成するために、特に好適に用いることができる。
【００３３】
（構成９）
本発明は、本発明の構成９は、構成１〜８のいずれかの導電性ペーストを用いて少なくとも一部の電極が形成された太陽電池である。
【００３４】
本発明の構成９によれば、ｐ型不純物拡散層に低い接触抵抗の電極を有する、高性能の結晶系シリコン太陽電池を提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜をファイアースルーすることができ、ｐ型半導体層に低い接触抵抗の電極を形成することのできる、結晶系シリコン太陽電池の電極を形成するために用いられる導電性ペーストを提供することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、ｐ型半導体層に、低い接触抵抗の電極を有する、高性能の結晶系シリコン太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一般的な結晶系シリコン太陽電池の断面模式図の一例である。
【図２】一般的な結晶系シリコン太陽電池の電極パターンの模式図の一例である。
【図３】両面受光型の結晶系シリコン太陽電池の断面模式図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本明細書では、「結晶系シリコン」は単結晶及び多結晶シリコンを包含する。また、「結晶系シリコン基板」は、電気素子又は電子素子等の半導体デバイスの形成のために、結晶系シリコンを平板状など、素子形成に適した形状に成形した材料のことをいう。結晶系シリコンの製造方法は、どのような方法を用いても良い。例えば、単結晶シリコンの場合にはチョクラルスキー法、多結晶シリコンの場合にはキャスティング法を用いることができる。また、その他の製造方法、例えばリボン引き上げ法により作製された多結晶シリコンリボン、ガラス等の異種基板上に形成された多結晶シリコンなども結晶系シリコン基板として用いることができる。また、「結晶系シリコン太陽電池」とは、結晶系シリコン基板を用いて作製された太陽電池のことをいう。
【００３９】
本明細書において、「ガラスフリット」とは、複数種類の酸化物、例えば金属酸化物を主材料とするものであり、一般的にガラス状の粒子の形態で用いるものである。
【００４０】
本発明は、太陽電池の電極形成用の導電性ペーストである。本発明の導電性ペーストは、（Ａ）導電性粉末、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末、（Ｃ）ガラスフリット、及び（Ｄ）有機媒体を含む。本発明の導電性ペーストに含まれる（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の平均粒子径は、０．５〜３．５μｍである。（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の含有量は、（Ａ）導電性粉末１００重量部に対して、０．５〜５重量部である。本発明の導電性ペーストを用いれば、結晶系シリコン太陽電池の電極形成のための焼成の際、導電性ペーストが反射防止膜をファイアースルーすることができ、ｐ型半導体層（特にｐ型不純物拡散層）に対して低い接触抵抗の電極を形成することができる。
【００４１】
以下、本発明の導電性ペーストを、ｎ型の結晶系シリコン基板１を用いた結晶系シリコン太陽電池の、光入射側電極２０（表面電極）を形成する場合を例に説明する。この結晶系シリコン太陽電池の場合には、光入射側表面に形成される不純物拡散層４は、ｐ型不純物拡散層４である。図３に示すように、ｐ型不純物拡散層４の表面には、反射防止膜２が形成される。
【００４２】
図２に示すように、結晶系シリコン太陽電池の光入射側表面には、光入射側電極２０として、バスバー電極（光入射側バスバー電極２０ａ）及びフィンガー電極２０ｂが配置されている。
【００４３】
図２に示す例では、結晶系シリコン太陽電池に入射した入射光によって発生したキャリアは、ｐ型拡散層４を経て、フィンガー電極２０ｂに集められる。したがって、フィンガー電極２０ｂと、ｐ型拡散層４との間の接触抵抗は、低いことが求められる。さらに、フィンガー電極２０ｂは、所定の導電性ペーストを反射防止膜２の上に印刷し、焼成の際に導電性ペーストが反射防止膜２をファイアースルーすることによって形成される。したがって、フィンガー電極２０ｂを形成するための導電性ペーストは、反射防止膜２をファイアースルーする性能を有することが必要となる。本発明の導電性ペーストは、ｎ型の結晶系シリコン基板１を用いた結晶系シリコン太陽電池のフィンガー電極２０ｂを形成するために好適に用いることができる。
【００４４】
次に、本発明の導電性ペーストについて、具体的に説明する。
【００４５】
本発明の導電性ペーストは、（Ａ）導電性粉末、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末、（Ｃ）ガラスフリット、及び（Ｄ）有機媒体を含む。
【００４６】
本発明の導電性ペーストに含まれる導電性粉末の主要成分は、導電性材料、例えば、金属材料を用いることができる。本発明の導電性ペーストは、（Ａ）導電性粉末が、銀（Ａｇ）粉末、銅（Ｃｕ）粉末、ニッケル（Ｎｉ）粉末、及びそれらの混合物（合金）のうち少なくとも１つ含むことができる。なお、導電性粉末として銀粉末を用いることが好ましい。また、本発明の導電性ペーストには、太陽電池電極の性能が損なわれない範囲で、銅（Ｃｕ）粉末、ニッケル（Ｎｉ）粉末を含むことができる。また、さらにその他の金属、例えば金、亜鉛及びスズ等の粉末を含むことができる。上記の金属は、金属単体の粉末として用いることができ、また合金粉末としても用いることができる。低い電気抵抗及び高い信頼性を得る点から、本発明の導電性ペーストに含まれる導電性粉末は、銀からなることが好ましい。
【００４７】
導電性粉末の粒子形状及び粒子寸法（粒径ともいう）は、特に限定されない。粒子形状としては、例えば、球状及びリン片状等のものを用いることができる。粒子寸法は、一粒子の最長の長さ部分の寸法をいう。導電性粉末の粒子寸法は、作業性の点等から、０．０５〜２０μｍであることが好ましく、０．１〜１０μｍであることがより好ましく、０．５〜３μｍであることがさらに好ましい。粒子寸法が上記範囲より大きい場合には、スクリーン印刷の際に目詰まり等の問題が生じる。また、粒子寸法が上記範囲より小さい場合には、焼成の際に粒子の焼結が過剰になり電極形成を充分に行うことができない。
【００４８】
一般的に、微小粒子の寸法は一定の分布を有するので、すべての粒子が上記の粒子寸法である必要はなく、全粒子の積算値５０％の粒子寸法（Ｄ５０）が上記の粒子寸法の範囲であることが好ましい。また、粒子寸法の平均値（平均粒子径）が、上記範囲にあってもよい。本明細書に記載されている導電性粉末以外の粒子の寸法についても同様である。なお、平均粒子径は、マイクロトラック法（レーザー回折散乱法）にて粒度分布測定を行い、粒度分布測定の結果からＤ５０値を得ることにより求めることができる。
【００４９】
また、導電性粉末の大きさを、ＢＥＴ値（ＢＥＴ比表面積）として表すことができる。導電性粉末のＢＥＴ値は、好ましくは０．１〜５ｍ２／ｇ、より好ましくは０．２〜２ｍ２／ｇである。
【００５０】
本発明の導電性ペーストは、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を含む。
【００５１】
Ａｇ粉末の導電性粉末、ガラスフリット、及びＡｌ粉末又はＡｌ化合物粉末を含む導電性ペーストを焼成して電極を形成すると、電極中にＡｇ／Ａｌ相を形成することができる。電極中のＡｇ／Ａｌ相は、ｐ型半導体に対する低い接触抵抗を得るために寄与することが知られている。本発明者らは、電極中のＡｇ／Ａｌ相の量が、電極と、ｐ型半導体との間の接触抵抗に大きく影響することを見出した。また、Ａｇ／Ａｌ相の大きさは、Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の粒子の粒径に大きく依存することを見出した。光入射側電極の低い接触抵抗、すなわち高い変換効率の結晶系シリコン太陽電池を得るためには、Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の平均粒子径は、０．５〜３．５μｍであることが好ましく、０．５〜３μｍであることがより好ましい。また、Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の平均粒子径は、従来と比較して小さいことが好ましく、３μｍ未満であることができる。
【００５２】
本発明の導電性ペーストに含まれる（Ｂ）成分は、Ａｌ粉末であることが好ましい。また、（Ｂ）成分がＡｌ化合物粉末である場合、その種類は特に限定されない。しかしながら、より確実に、ｐ型の不純物拡散層に低い接触抵抗の電極を形成するために、本発明の導電性ペーストに含まれるＡｌ化合物粉末は、Ａｌを含む合金粉末であることが好ましい。Ａｌを含む合金として、例えば、Ａｌ及びＺｎの合金を用いることができる。また、Ａｌと、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｚｎ及びＳｎから選択される一つ以上との合金を用いることができる。
【００５３】
本発明の導電性ペーストにおいて、（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の含有量は、（Ａ）導電性粉末１００重量部に対して、０．５〜５重量部、好ましくは０．５〜４重量部である。（Ｂ）Ａｌ粉末又はＡｌ化合物粉末の添加量が所定の範囲であることにより、Ａｇ／Ａｌ相の形成を確実にでき、低い接触抵抗の電極を形成することができる。
【００５４】
次に、本発明の導電性ペーストに含まれるガラスフリットについて説明する。
【００５５】
本発明の導電性ペーストは、（Ｃ）ガラスフリットが、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる群から選択される少なくとも１つを含むガラスフリットであることが好ましい。導電性ペースト中の（Ｃ）ガラスフリットの含有割合は、導電性粉末１００重量部に対して、ガラスフリットを０.１〜２０重量部、好ましくは１〜１５重量部、より好ましくは２〜１０重量部である。導電性粉末の含有量に対して、所定のガラスフリットを所定量含むことにより、導電性粉末による電極の導電性を保ちつつ、反射防止膜をファイアースルーすることを、より確実にできる。
【００５６】
本発明の導電性ペーストに含まれるガラスフリットは、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含むことが好ましい。ガラスフリットがこれらの酸化物を含むことにより、反射防止膜のファイアースルー性に優れる他、ガラスフリットの軟化点を調節することができる。そのため、導電性ペーストの焼成中、ガラスフリットの流動性を調整することが可能になり、導電性ペーストを結晶系シリコン太陽電池用の電極形成に用いた場合に良好な性能の結晶系シリコン太陽電池を得ることができる。
【００５７】
本発明の導電性ペーストは、所定のガラスフリット１００重量部中、ＰｂＯの含有量の合計が５０〜９７重量部であることが好ましく、６０〜９２重量部であることがより好ましく、７０〜９０重量部であることがさらに好ましい。ガラスフリットが、ＰｂＯを所定量含むガラスフリットを有する導電性ペーストを結晶系シリコン太陽電池用の電極形成に用いた場合、より良好な性能の結晶系シリコン太陽電池を得ることができる。
【００５８】
ガラスフリット（ガラスフリット）の粒子の形状は特に限定されず、例えば球状、不定形等のものを用いることができる。また、粒子寸法も特に限定されないが、作業性の点等から、粒子寸法の平均値（Ｄ５０）は０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、０．５〜５μｍの範囲がさらに好ましい。
【００５９】
ガラスフリット（ガラスフリット）の粒子は、必要な複数のガラスフリットをそれぞれ所定量含む１種類の粒子を用いることができる。また、単一のガラスフリットからなる粒子を、必要な複数のガラスフリットごとに異なった粒子として用いることもできる。また、必要な複数のガラスフリットの組成が異なる複数種類の粒子を組み合わせて用いることもできる。
【００６０】
本発明の導電性ペーストの焼成の際のガラスフリットの軟化性能を適正なものとするために、ガラスフリットの軟化点は、２００〜７００℃であることが好ましく、２２０〜６５０℃であることがより好ましく、２２０〜６００℃であることがさらに好ましい。
【００６１】
本発明の導電性ペーストは、（Ｄ）有機ビヒクルを含む。有機ビヒクルとしては、有機バインダ及び溶剤を含むことができる。有機バインダ及び溶剤は、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。
【００６２】
本発明の導電性ペーストは、（Ｄ）有機ビヒクルが、エチルセルロース、ロジンエステル、ブチラール、アクリル及び有機溶剤からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。有機ビヒクルは、有機バインダとして使用される樹脂成分を有機溶媒に溶解して得られる。有機バインダとしては、エチルセルロース等のセルロース系樹脂の他、アクリル樹脂、ブチラール樹脂及びアルキッド樹脂等から選択して用いることができる。
【００６３】
有機バインダは、具体的には、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ウッドロジン、エチルセルロースとフェノール樹脂との混合物、低級アルコールのポリメタクリレート、エチレングリコールモノアセテートのモノブチルエーテル、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリアクリル酸及びその誘導体、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）及びその誘導体、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）及びその誘導体、並びにそれらの混合物から選択することができる。また、有機バインダとして、上記以外のポリマー樹脂を用いることもできる。
【００６４】
導電性ペースト中の有機バインダの添加量は、導電性粉末１００重量部に対し、通常０．１〜３０重量部であり、好ましくは０．２〜５重量部である。
【００６５】
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）から１種又は２種以上を選択して使用することができる。溶剤の添加量は、導電性粉末１００重量部に対し、通常０．５〜３０重量部であり、好ましくは２〜２５重量部である。
【００６６】
本発明の導電性ペーストは、チタンレジネート、酸化チタン、酸化セリウム、窒化ケイ素、銅マンガン錫、アルミノケイ酸塩及びケイ酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つをさらに含むことが好ましい。導電性ペーストがこれらを含むことにより、反射防止膜のファイアースルー、及びｐ型不純物拡散層対する低い接触抵抗の電極の形成を、さらに、確実にすることができる。
【００６７】
本発明の導電性ペーストには、さらに、添加剤として、可塑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、安定剤及び密着促進剤などから選択したものを、必要に応じてさらに配合することができる。これらのうち、可塑剤としては、フタル酸エステル類、グリコール酸エステル類、リン酸エステル類、セバチン酸エステル類、アジピン酸エステル類及びクエン酸エステル類などから選択したものを用いることができる。
【００６８】
本発明の導電性ペーストは、得られる太陽電池の太陽電池特性に対して悪影響を与えない範囲で、上述したもの以外の添加物を含むことができる。しかしながら、良好な太陽電池特性、及び良好な金属リボンの接着強度を有する太陽電池を得るために、本発明の導電性ペーストは、導電性粉末と、上述の所定のガラスフリット（ガラスフリット）と、有機ビヒクルとからなる導電性ペーストであることが好ましい。
【００６９】
次に、本発明の導電性ペーストの製造方法について説明する。本発明の導電性ペーストは、有機バインダ及び溶剤に対して、導電性粉末、ガラスフリット及び必要に応じてその他の添加物を添加、混合し、分散することにより製造することができる。
【００７０】
混合は、例えばプラネタリーミキサーで行うことができる。また、分散は、三本ロールミルによって行うことができる。混合及び分散は、これらの方法に限定されるものではなく、公知の様々な方法を使用することができる。
【００７１】
次に、本発明の結晶系シリコン太陽電池について説明する。本発明は、上述の本発明の導電性ペーストを用いて少なくとも一部の電極が形成された太陽電池である。
【００７２】
図３に、光入射側及び裏面側の両表面に電極（光入射側電極２０及び裏面電極１５）を有する結晶系シリコン太陽電池の断面模式図を示す。図３に示す結晶系シリコン太陽電池は、光入射側に形成された光入射側電極２０、反射防止膜２、ｐ型不純物拡散層（ｐ型シリコン層）４、ｎ型結晶系シリコン基板１及び裏面電極１５を有する。また、図２に、一般的な結晶系シリコン太陽電池の電極パターンの模式図の一例を示す。
【００７３】
本明細書において、結晶系シリコン太陽電池から電流を外部に取り出すための電極である光入射側電極２０及び裏面電極１５を合わせて、単に「電極」という場合がある。
【００７４】
本発明の導電性ペーストは、結晶系シリコン太陽電池のような太陽電池のｐ型半導体層（ｐ型エミッタ層）上の電極を形成するための導電性ペーストとして、好適に用いることができる。形成される電極中のＡｇ／Ａｌ相のコンタクトスポットの量と大きさを適切に制御することができるので、ｐ型半導体層と電極との接触抵抗を低くすることができる。図２及び図３に示す結晶系シリコン太陽電池の場合には、本発明の導電性ペーストを用いることにより、低い接触抵抗の光入射側表面のフィンガー電極２０ｂを形成することができる。
【００７５】
結晶系シリコン太陽電池に対する光の入射面積を大きくするために、光入射側表面において光入射側電極２０の占める面積は、なるべく小さい方が良い。そのため、光入射側表面のフィンガー電極２０ｂはなるべく細い幅であることが好ましい。一方、電気的損失（オーミックロス）を低減する点から、フィンガー電極２０ｂの幅は広い方が好ましい。また、フィンガー電極２０ｂと、不純物拡散層４との間の接触抵抗を小さくする点からもフィンガー電極２０ｂの幅は広い方が好ましい。以上のことを考慮すると、フィンガー電極２０ｂの幅は、２０〜３００μｍ、好ましくは３５〜２００μｍ、より好ましくは４０〜１００μｍとすることができる。すなわち、結晶系シリコン太陽電池の変換効率を最大にするように、太陽電池動作のシミュレーションによって、最適なフィンガー電極２０ｂの間隔及び本数を決定することができる。
【００７６】
図２に示すように、結晶系シリコン太陽電池の光入射側表面には、光入射側バスバー電極２０ａが配置される。光入射側バスバー電極２０ａは、フィンガー電極２０ｂに電気的に接触している。光入射側バスバー電極２０ａには、はんだにより周囲を覆われたインターコネクト用の金属リボンやワイヤーがはんだ付けされ、電流が外部に取り出される。
【００７７】
光入射側バスバー電極２０ａを形成するための導電性ペーストは、フィンガー電極２０ｂの場合と同様に、本発明の導電性ペーストを用いることができる。ただし、必要に応じて、本発明の導電性ペーストとは異なる導電性ペーストを用いることもできる。
【００７８】
光入射側バスバー電極２０ａの幅は、インターコネクト用の金属リボンと同程度の幅であることができる。光入射側バスバー電極２０ａが低い電気抵抗であるためには、光入射側バスバー電極２０ａの幅は広い方が好ましい。一方、光入射側表面に対する光の入射面積を大きくするために、光入射側バスバー電極２０ａの幅は狭い方が良い。そのため、バスバー電極幅は、０．５〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍ、より好ましくは０．７〜２ｍｍとすることができる。また、バスバー電極の本数は、結晶系シリコン太陽電池の大きさに応じて決めることができる。具体的には、バスバー電極の本数は、１〜５本とすることができる。すなわち、結晶系シリコン太陽電池の変換効率を最大にするように、太陽電池動作のシミュレーションによって、最適なバスバー電極の本数を決定することができる。なお、インターコネクト用の金属リボンによって、結晶系シリコン太陽電池を相互に直列に接続することから、裏面バスバー電極１５ａが存在する場合には、光入射側バスバー電極２０ａ及び裏面バスバー電極１５ａの本数は、同一であることが好ましい。
【００７９】
また、インターコネクト用の金属リボンの代わりに金属ワイヤーで結晶系シリコン太陽電池を接続する場合、バスバー電極のサイズをかなり小さくして光の入射面積を大きくすることが可能になる。そのような場合でも変換効率を最大にするように、最適なワイヤーの本数とバスバー電極の形状を決定することができる。
【００８０】
なお、本発明の導電性ペーストは、図３に示す両面受光型太陽電池が、ｐ型の結晶系シリコン基板１を用い、主たる光入射側表面とは反対側の表面（裏面）に裏面電界層１６として（ｐ型不純物拡散層）が形成される場合には、本発明の導電性ペーストを用いて、裏面電極１５（裏面フィンガー電極１５ｃ）を形成することができる。
【００８１】
次に、本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法について説明する。
【００８２】
本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法は、ｐ型又はｎ型の結晶系シリコン基板１を用意する工程を含む。結晶系シリコン基板１としては、例えば、Ｂ（ホウ素）ドープのｐ型単結晶シリコン基板、又はＰ（リン）ドープのｎ型単結晶シリコン基板を用いることができる。以下の説明では、ｎ型結晶系シリコン基板１を用いる例について主に説明する。
【００８３】
高い変換効率を得るという観点から、結晶系シリコン基板１の光入射側の表面には、ピラミッド状のテクスチャ構造を有形成することが好ましい。
【００８４】
次に、本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法は、上述の工程で用意した結晶系シリコン基板１の一方の表面に、他の導電型の不純物拡散層４を形成する工程を含む。例えば結晶系シリコン基板１として、ｎ型結晶系シリコン基板１を用いる場合には、不純物拡散層４としてｐ型不純物拡散層４を形成することができる。なお、本発明の結晶系シリコン太陽電池では、ｐ型結晶系シリコン基板１を用いることができる。その場合、不純物拡散層４として、ｎ型不純物拡散層４を形成する。
【００８５】
不純物拡散層４を形成する際には、不純物拡散層４のシート抵抗が４０〜２００Ω／□、好ましくは４５〜１８０Ω／□となるように形成することができる。
【００８６】
また、本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法において、不純物拡散層４を形成する深さは、０．１５μｍ〜２．０μｍとすることができる。なお、不純物拡散層４の深さとは、不純物拡散層４の表面からｐｎ接合までの深さをいう。ｐｎ接合の深さは、不純物拡散層４の表面から、不純物拡散層４中の不純物濃度が基板の不純物濃度となるまでの深さとすることができる。
【００８７】
次に、本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法は、上述の工程で形成した不純物拡散層４の表面に反射防止膜２を形成する工程を含む。反射防止膜２は、ＰＥＣＶＤ（Plasma  Enhanced  Chemical  Vapor  Deposition）法などにより成膜することができ、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、又はこれらの複合層で形成することができる。反射防止膜２は入射した光に対して反射防止機能を有する他に、表面パッシベーション膜としての機能も有するため、高性能の結晶系シリコン太陽電池を得ることができる。
【００８８】
なお、図３に示すような両面受光型太陽電池の場合には、所定の裏面電界層１６として不純物拡散層を形成する。ｎ型結晶系シリコン基板１を用いる場合には、裏面電界層１６としてｎ型の不純物拡散層を形成する。また、ｐ型結晶系シリコン基板１を用いる場合には、裏面電界層１６としてｐ型の不純物拡散層を形成する。その後、光入射側表面と同様に、裏面にも反射防止膜２を形成する。
【００８９】
本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法では、導電性ペーストを、反射防止膜２の表面に印刷し、及び焼成することによって光入射側電極２０を形成する工程を含む。また、本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法は、結晶系シリコン基板１の他方の表面に、導電性ペーストを印刷し、及び焼成することによって裏面電極１５を形成する工程をさらに含む。具体的には、まず、所定の導電性ペーストを用いて印刷した光入射側電極２０のパターンを、１００〜１５０℃程度の温度で数分間（例えば０．５〜５分間）乾燥する。なお、光入射側電極２０のパターンの印刷・乾燥に続いて、裏面電極１５の形成のため、裏面に対しても所定の導電性ペーストを印刷し、乾燥することができる。ｎ型結晶系シリコン基板１を用いる場合、裏面電極１５の形成のための導電性ペーストとして、導電性粉末として銀を用いた太陽電池電極形成用の公知の導電性ペーストを用いることができる。
【００９０】
なお、図３に示すような両面受光型太陽電池の場合には、裏面電極１５として、光入射側電極２０と同様の電極パターン形状（図２に示すような電極パターン形状）の電極を用いることができる。
【００９１】
その後、印刷した導電性ペーストを乾燥したものを、管状炉などの焼成炉を用いて大気中で、所定の焼成条件で焼成する。焼成条件として、焼成雰囲気は大気中、焼成温度は、４００〜１０００℃、より好ましくは４００〜９００℃、さらに好ましくは５００〜９００℃、特に好ましくは６００〜８５０℃である。焼成は短時間で行うことが好ましく、焼成の際の温度プロファイル（温度−時間曲線）は、ピーク状であることが好ましい。例えば、前記温度をピーク温度として、焼成炉のイン−アウト時間を１０〜６０秒、好ましくは、２０〜５０秒で焼成することが好ましい。
【００９２】
焼成の際は、光入射側電極２０及び裏面電極１５を形成するための導電性ペーストを同時に焼成し、両電極を同時に形成することが好ましい。このように、所定の導電性ペーストを光入射側表面及び裏面に印刷し、同時に焼成することにより、電極形成のための焼成を１回のみにすることができるので、結晶系シリコン太陽電池を、より低コストで製造することができる。
【００９３】
上述のようにして、本発明の結晶系シリコン太陽電池を製造することができる。
【００９４】
本発明の結晶系シリコン太陽電池の製造方法では、光入射側表面のフィンガー電極２０ｂを形成するために本発明の導電性ペーストを用いることにより、焼成する際に、本発明の導電性ペーストが、反射防止膜２をファイアースルーすることができる。また、光入射側表面のフィンガー電極２０ｂを形成するために本発明の導電性ペーストを焼成することにより、フィンガー電極２０ｂと、不純物拡散層４との界面に、大きさの制御されたコンタクトスポットを形成することができる。この結果、フィンガー電極２０ｂと、不純物拡散層４との間の接触抵抗を低減することができる。
【００９５】
上述のようにして得られた本発明の結晶系シリコン太陽電池を、インターコネクト用の金属リボン又はワイヤーによって電気的に接続し、ガラス板、封止材及び保護シート等によりラミネートすることで、太陽電池モジュールを得ることができる。インターコネクト用の金属リボンとしては、はんだにより周囲を覆われた金属リボン（例えば、銅を材料とするリボン）を用いることができる。はんだとして、スズを主成分とするもの、具体的には鉛入りの有鉛はんだ及び鉛フリーはんだなど、市場で入手可能なはんだを用いることができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９７】
＜導電性ペーストの材料及び調製割合＞
実施例及び比較例の太陽電池製造に用いた導電性ペーストの組成は、下記のとおりである。表１に、実施例及び比較例に用いた導電性ペーストａ〜ｍの導電性ペースト中のＡｇ及びＡｌ粒子の粒径及び添加量、並びにガラスフリット組成及び添加量を示す。
【００９８】
（Ａ）導電性粉末
表１に示すＡｇ（１００重量部）を用いた。Ａｇ粒子の形状は、球状である。表１に、Ａｇの粒径（平均粒子径Ｄ５０）を示す。
【００９９】
（Ｂ）ガラスフリット
表１に示す配合のガラスフリットを用いた。表１に、ペーストａ〜ｍの導電性ペースト中の、導電性粉末１００重量部に対するガラスフリットの添加量を示す。なお、ガラスフリットの平均粒子径Ｄ５０は２μｍとした。
【０１００】
（Ｃ）有機バインダ
有機バインダとして、エチルセルロース（０．４重量部）を用いた。
【０１０１】
（Ｄ）溶剤
溶剤として、ブチルカルビトールアセテート（３重量部）を用いた。
【０１０２】
次に、上述の所定の調製割合の材料を、プラネタリーミキサーで混合し、さらに三本ロールミルで分散し、ペースト化することによって導電性ペーストを調製した。
【０１０３】
＜単結晶シリコン太陽電池の製造＞
図３に例示するような両面受光型の単結晶シリコン太陽電池を製造した。基板は、Ｐ（リン）ドープのｎ型Ｓｉ単結晶基板（基板厚み２００μｍ）を用いた。
【０１０４】
まず、上記基板に酸化ケイ素層約２０μｍをドライ酸化で形成後、フッ化水素、純水及びフッ化アンモニウムを混合した溶液でエッチングし、基板表面のダメージを除去した。さらに、塩酸と過酸化水素を含む水溶液で重金属洗浄を行った。
【０１０５】
次に、この基板の両面にウェットエッチングによってテクスチャ（凸凹形状）を形成した。具体的にはウェットエッチング法（水酸化ナトリウム水溶液）によってピラミッド状のテクスチャ構造を両面（主たる光入射側表面及び裏面）に形成した。その後、塩酸及び過酸化水素を含む水溶液で洗浄した。
【０１０６】
次に、上記基板のテクスチャ構造を有する一方の表面（光入射側表面）にホウ素を注入して、ｐ型拡散層を約０．５μｍの深さに形成した。ｐ型拡散層のシート抵抗は、６０Ω／□だった。
【０１０７】
また、上記基板のテクスチャ構造を有する他方の表面（裏面）に、リンを注入して、ｎ型拡散層を約０．５μｍの深さに形成した。ｎ型拡散層のシート抵抗は、２０Ω／□だった。ホウ素及びリンの注入は同時に熱拡散法によって行った。
【０１０８】
次に、ｐ型拡散層を形成した基板の表面（光入射側表面）、及びｎ型拡散層を形成した基板の表面（裏面）に、１〜２ｎｍの薄い酸化膜層を形成した後、プラズマＣＶＤ法によってシランガス及びアンモニアガスを用いて窒化ケイ素薄膜を約６０ｎｍの厚みに形成した。具体的には、ＮＨ３／ＳｉＨ４＝０．５の混合ガス１Ｔｏｒｒ（１３３Ｐａ）をグロー放電分解することにより、プラズマＣＶＤ法によって膜厚約７０ｎｍの窒化ケイ素薄膜（反射防止膜２）を形成した。
【０１０９】
実施例、比較例及び参考例の単結晶シリコン太陽電池の、ｐ型拡散層を形成した基板の表面（光入射側表面）の電極形成用の導電性ペーストは、表１〜６に示すものを用いた。  
【０１１０】
導電性ペーストの印刷は、スクリーン印刷法によって行った。上述の基板の反射防止膜２上に、膜厚が約２０μｍになるように、１．５ｍｍ幅の光入射側バスバー電極２０ａと、６０μｍ幅の光入射側フィンガー電極２０ｂからなるパターンで印刷し、その後、１５０℃で約１分間乾燥した。
【０１１１】
裏面電極１５（ｎ型拡散層を形成した表面の電極）として、市販のＡｇペーストをスクリーン印刷法によって印刷した。なお、裏面電極１５の電極パターンは、光入射側電極２０と同様の電極パターン形状である。その後、１５０℃で約６０秒間乾燥した。乾燥後の裏面電極１５用の導電性ペーストの膜厚は約２０μｍであった。その後、Despatch Industries, Inc.製のベルト炉（焼成炉）ＣＤＦ７２１０を用いて、ピーク温度７２０℃、焼成炉のイン−アウト５０秒で両面同時焼成した。以上のようにして、単結晶シリコン太陽電池を作製した。
【０１１２】
単結晶シリコン太陽電池の電気的特性の測定は、次のように行った。すなわち、試作した太陽電池の電流−電圧特性を、英弘精機株式会社製のソーラーシミュレータＳＳ−１５０ＸＩＬを用いて、２５℃、ＡＭ１．５の条件のソーラーシミュレータ光（エネルギー密度１００ｍＷ／ｃｍ２）の照射下で測定し、測定結果から変換効率（％）を算出した。なお、同じ製造条件の単結晶シリコン太陽電池を２個作製し、測定値は２個の平均値として求めた。
【０１１３】
＜実施例１〜７及び比較例１〜４＞
表１に示す導電性ペーストを、表２に示すように用いて、実施例１〜７及び比較例１〜４の単結晶シリコン太陽電池を作製した。なお、参考のため、表２には、導電性ペーストに含まれるＡｌ粒子の粒径及び添加量を示している。また、表２に、実施例１〜７及び比較例１〜４の単結晶シリコン太陽電池の変換効率の測定結果を示す。
【０１１４】
表２に示す変換効率の測定結果から明らかなように、本発明の実施例１〜７の単結晶シリコン太陽電池の変換効率は、すべて１９％以上だった。これに対して比較例１〜４の単結晶シリコン太陽電池の単結晶シリコン太陽電池の変換効率は、すべて１９％未満だった。したがって、本発明の実施例１〜７の単結晶シリコン太陽電池は、比較例１〜４の単結晶シリコン太陽電池と比べ、高性能であるといえる。
【０１１５】
具体的には、表２に示すように、比較例１及び２と、実施例１〜４とを比べると、導電性ペースト中のＡｌ粉末の粒径が０．５〜３．５μｍの場合に太陽電池の変換効率が高くなった。その中でも導電性ペースト中のＡｌ粉末の粒径が０．５〜３．０μｍの場合は、特に高い変換効率を得ることができた。また、比較例３及び４と、実施例２及び５〜７を比べると、導電性ペースト中のＡｌ粉末の添加量が０．５〜５重量部の場合に、高い変換効率を得ることができた。その中でも導電性ペースト中のＡｌ粉末の添加量が０．５〜４重量部の場合は、特に高い変換効率を得ることができた。
【０１１６】
表３に、参考例１及び２の単結晶シリコン太陽電池の変換効率を示す。なお、参考例１及び２の単結晶シリコン太陽電池は、実施例２及び３で用いた導電性ペーストｃ及びｄを、裏面電極１５（ｎ型拡散層を形成した表面の電極）として用いた結晶シリコン太陽電池である。なお、ｐ型拡散層を形成した基板の表面（光入射側表面）の光入射側電極の形成も同じ導電性ペーストｃ及びｄを用いて行った。
【０１１７】
表３に示す変換効率の測定結果から明らかなように、実施例２及び３で用いた導電性ペーストｃ及びｄを、ｎ型拡散層を形成した表面の電極にも用いた参考例１及び２の単結晶シリコン太陽電池の変換効率は、すべて１９％未満だった。したがって、本発明の導電性ペーストは、ｎ型拡散層と比べると、ｐ型拡散層を形成した表面の電極として好適に用いることができるといえる。
【０１１８】
表４に、実施例８の単結晶シリコン太陽電池の変換効率を示す。なお、実施例８の単結晶シリコン太陽電池の製造の際には、実施例２で用いた導電性ペーストのＡｌ粉末の代わりに、Ａｌ化合物（ＡｌとＺｎの合金、配合比Ａｌ：Ｚｎ＝５０：５０）を含む導電性ペーストを用いた。参考のため、表４には、実施例２の測定結果も示している。
【０１１９】
表４に示す変換効率の測定結果から明らかなように、Ａｌ粉末の代わりにＡｌ化合物を用いた導電性ペーストを用いて製造した実施例８の単結晶シリコン太陽電池の場合でも、１９．８％という高い変換効率を得ることができた。
【０１２０】
表５に、導電性ペーストｌを用いて製造した実施例９の単結晶シリコン太陽電池の変換効率を示す。なお、導電性ペーストｌは、実施例２に用いた導電性ペーストｃと比べると、Ａｇ粉末の粒径のみが異なる。参考のため、表５には、実施例２の測定結果も示している。
【０１２１】
表５に示す変換効率の測定結果から明らかなように、粒径１．５μｍのＡｇ粒子を配合した導電性ペーストを用いた場合でも、２０．１％という高い変換効率の単結晶シリコン太陽電池を得ることができた。したがって、導電性ペースト中のＡｇ粒子が少なくとも粒径１．５〜２．０μｍの範囲で、変換効率の単結晶シリコン太陽電池を得ることができるといえる。
【０１２２】
表６に、導電性ペーストｍを用いて製造した実施例１０の単結晶シリコン太陽電池の変換効率を示す。なお、導電性ペーストｍは、実施例２に用いた導電性ペーストｃと比べると、ガラスフリットの組成のみが異なる。導電性ペーストｍのガラスフリットには、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が配合されているが、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）は配合されていない。参考のため、表６には、実施例２の測定結果も示している。
【０１２３】
表６に示す変換効率の測定結果から明らかなように、異なる組成のガラスフリットを配合した導電性ペーストを用いた場合でも、２０．２％という高い変換効率の単結晶シリコン太陽電池を得ることができた。
【０１２４】
【表１】
2017162636.tif 000003
【０１２５】
【表２】
2017162636.tif 000004
【０１２６】
【表３】
2017162636.tif 000005
【０１２７】
【表４】
2017162636.tif 000006
【０１２８】
【表５】
2017162636.tif 000007
【０１２９】
【表６】
2017162636.tif 000008
【０１３０】
１  結晶系シリコン基板
２  反射防止膜
４  不純物拡散層
１５  裏面電極
１５ｃ  裏面フィンガー電極
１６  裏面電界層（裏面の不純物拡散層）
２０  光入射側電極（表面電極）
２０ａ  光入射側バスバー電極
２０ｂ  光入射側フィンガー電極
【図１】
2017162636.tif 000009
【図２】
2017162636.tif 000010
【図３】
2017162636.tif 000011