(57)【要約】有機ビヒクルの全重量１００％を基準として少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約４５ｗｔ％以下の少なくとも１種の天然精油と、少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約１０ｗｔ％以下の少なくとも１種の樹脂と、有機溶媒と、チキソトロープ剤とを含む有機ビヒクルが提供される。本発明はまた、太陽電池および本発明の電気伝導性ペーストを用いて太陽電池を形成する方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約４５ｗｔ％以下の少なくとも１種の天然精油と、
少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約１０ｗｔ％以下の少なくとも１種の樹脂と、
有機溶媒と、
チキソトロープ剤と
を含む、電気伝導性ペースト組成物用の有機ビヒクル。
【請求項２】
前記有機ビヒクルは、前記有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約５ｗｔ％かつ約３５ｗｔ％以下の前記少なくとも１種の天然精油を含む、請求項１に記載の有機ビヒクル。
【請求項３】
前記天然精油は、オリーブ油、ヒマワリ油、トウモロコシ油、カラシ油、ゴマ油、アーモンド油、ピーナッツ油、キャノーラ油、ココヤシ油、植物油、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも１種である、請求項１または２に記載の有機ビヒクル。
【請求項４】
前記少なくとも１種の天然精油はテルペン化合物である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項５】
前記テルペンは、ラベンダー油、スパイク油、ラベンダーグロッソ油、ラバンジン油、リナロール、酢酸リナリル、ゲラニオール、イソオイゲノール、ファルネソール、リノール酸、オイゲノール、シトロネロール、テルピネオール、テルピネオール異性体、ピネン、ピネン異性体、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも１種である、請求項４に記載の有機ビヒクル。
【請求項６】
前記少なくとも１種の樹脂は、前記有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約３ｗｔ％かつ約８ｗｔ％以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項７】
前記少なくとも一種の樹脂はエチルセルロースである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項８】
前記有機溶媒は、カルビトール、ヘキシルカルビトール、テキサノール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、アジピン酸ジメチルグリコールエーテル、ジグリム、またはブチルジグリム、およびこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１種を含む、グリコールエーテルまたはエステルアルコールである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項９】
前記チキソトロープ剤は、ヒマシ油誘導体、無機粘土、ポリアミド、ポリアミド誘導体、ヒュームドシリカ、カルボン酸誘導体、脂肪酸誘導体、またはこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１種である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項１０】
前記チキソトロープ剤は、前記有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約１ｗｔ％、好ましくは少なくとも約７ｗｔ％、かつ約１５ｗｔ％以下、好ましくは約１４ｗｔ％以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項１１】
界面活性剤をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の有機ビヒクル。
【請求項１２】
導電性金属粒子と、
ガラスフリットと、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機ビヒクルと
を含む電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１３】
前記導電性金属粒子は、銀、銅、金、アルミニウム、ニッケル、プラチナ、パラジウム、モリブデン、およびこれらの混合物または合金のうちの少なくとも１種である、請求項１２に記載の電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１４】
さらに酸化亜鉛を含む、請求項１２または１３に記載の電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１５】
前記導電性金属粒子は、前記ペーストの全重量１００％を基準として、少なくとも３５ｗｔ％、好ましくは少なくとも５０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも８０ｗｔ％、かつ約９９ｗｔ％以下、好ましくは約９５ｗｔ％以下である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１６】
前記ガラスフリットは、前記ペーストの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％、好ましくは少なくとも約１ｗｔ％、かつ約１５ｗｔ％以下、好ましくは約１０％以下、最も好ましくは約６ｗｔ％以下である、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１７】
前記有機ビヒクルは、前記ペーストの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．１ｗｔ％、好ましくは少なくとも約１ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも約５ｗｔ％、かつ約２０ｗｔ％以下、好ましくは約１５ｗｔ％以下である、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１８】
導電性金属粒子と、
ガラスフリットと、
有機ビヒクルであって、
前記有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約１０％以下の少なくとも１種の樹脂、
有機溶媒、および
チキソトロープ剤
を含む、有機ビヒクルと、
少なくとも約０．０１ｗｔ％かつ約１０ｗｔ％以下の少なくとも１種の天然精油と
を含み、前記油は、前記導電性金属粒子、ガラスフリット、および有機ビヒクルと一緒に、または前記導電性金属粒子、ガラスフリット、および有機ビヒクルが混合された後に前記ペーストに添加される、電気伝導性ペースト組成物。
【請求項１９】
請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の電気伝導性ペーストをシリコンウェハ表面に塗布するステップと、
前記電気伝導性ペーストを１つ以上の熱処理ステップにかけるステップと
を含む、太陽電池を形成する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法に従って形成される太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気伝導性ペーストの配合に使用される有機ビヒクルに関する。一態様において、有機ビヒクルは、電気伝導性ペーストの印刷適性および印刷線均一性を改善する天然精油を含む。本発明はまた、電気伝導性ペーストから製造される太陽電池および太陽電池を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、光起電力効果を利用して光のエネルギーを電気に変換するデバイスである。太陽光発電は、持続可能で公害を起こさない副産物しか生成しないため、魅力的な無公害のエネルギー源である。動作に関しては、太陽電池に光が当たると、入射光の一部が表面で反射し、残りは太陽電池に透過する。透過光の光子は、通常シリコン等の半導体材料で作られた太陽電池に吸収される。吸収された光子のエネルギーにより、それらの原子から半導体材料の電子が励起され、電子正孔対が生成される。次いでこれらの電子正孔対はｐ−ｎ接合により分離され、太陽電池表面上に施された導電性電極で捕集される。このようにして、相互に接続された太陽電池間に電気が導通可能である。
【０００３】
太陽電池は通常、太陽電池の表裏両面に塗布された電気伝導性組成物を有し、この電気伝導性組成物は焼成されたときに電極を形成する。いかなる公知の塗布方法を用いてもよいが、これらのペーストは、スクリーン印刷により基板に塗布されることが多い。典型的な電気伝導性組成物は、金属粒子、無機成分、および有機ビヒクルを含有する。有機ビヒクルの組成は、ペーストの印刷適性および印刷線の性質に対する影響を有し得るが、これらは両方とも太陽電池の性能に影響を及ぼす。具体的には、印刷線が幅狭であるほどシリコン表面を少ししか被覆しないため、太陽光をより少なく遮断し、高い線であるほどより大きな電流経路を提供する。良好にスクリーン印刷されるペーストにより、シリコン表面における望ましくない線の切れ目および低ペースト堆積領域を生じる可能性のあるスクリーンの詰まりの発生が少なくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、電気伝導性ペースト組成物は、印刷線の寸法を制御するために種々の樹脂およびチキソトロープ剤が配合されてきた。これらの材料は、（ウェハ表面全体のペーストの広がりを最小限に抑えることにより）線幅を制御するのに有効であるが、スクリーンの開口を通るペーストの流れを制限することによりペーストの印刷適性を阻害する傾向もある。したがって、ペーストの印刷適性を損なわずに印刷線寸法を改善する電気伝導性組成物が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の有機ビヒクルは、線寸法および印刷適性が改善された電気伝導性ペーストを提供する。
【０００６】
一態様において、本発明は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約４５ｗｔ％以下の少なくとも１種の天然精油と、少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約１０ｗｔ％以下の少なくとも１種の樹脂と、有機溶媒と、チキソトロープ剤とを含む電気伝導性ペースト組成物用の有機ビヒクルを提供する。
【０００７】
本発明は、導電性金属粒子、ガラスフリット、および本発明の有機ビヒクルを含む電気伝導性ペーストをさらに提供する。
【０００８】
本発明は、導電性金属粒子と、ガラスフリットと、有機ビヒクルであって、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％かつ約１０ｗｔ％以下の少なくとも１種の樹脂、有機溶媒、およびチキソトロープ剤を含む、有機ビヒクルと、少なくとも約０．０１ｗｔ％かつ約１０ｗｔ％以下の少なくとも１種の天然精油とを含む、電気伝導性ペースト組成物を提供し、精油は上述の構成成分と一緒に、または上述の構成成分を混合した後にペーストに添加される。
【０００９】
本発明の別の態様は、本発明の電気伝導性ペーストをシリコンウェハ表面に塗布するステップと、電気伝導性ペーストを１つ以上の熱処理ステップにかけるステップとを含む太陽電池を形成する方法である。
【００１０】
本発明は、本発明の方法に従って形成される太陽電池もまた提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の有機ビヒクルは、電気伝導性ペースト組成物が挙げられるがこれに限定されない任意の数の用途における構成成分として有用でありうる。かかる組成物を使用して、例えば、太陽電池を形成してもよい。
【００１２】
有機ビヒクル
本発明の有機ビヒクルは、導電性金属粒子およびガラスフリットをシリコン表面に塗布して太陽電池電極を形成する媒体を提供する。好ましい有機ビヒクルは、１種以上の溶媒、好ましくは有機溶媒から形成される溶液、エマルション、または分散体であり、これはペーストの構成成分が溶解、乳化、または分散された形態で存在することを確実にする。電気伝導性組成物の構成成分の最適な安定性を提供し、ペーストに好適な印刷適性を提供する有機ビヒクルが好ましい。
【００１３】
一実施形態において、有機ビヒクルは、有機溶媒、樹脂（例えば、ポリマー）、界面活性剤、およびチキソトロープ剤のうちの少なくとも１つ、またはこれらの任意の組み合わせを含む。好ましい実施形態では、有機ビヒクルは、有機溶媒、樹脂、界面活性剤、チキソトロープ剤、および少なくとも１種の天然精油を含む。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、天然精油は、スクリーンエマルションに対するペーストの濡れ挙動を制御することによってより幅狭で高い線を形成でき、ペーストの印刷適性に有害な影響を及ぼすことなく、樹脂および／またはチキソトロープ剤のみで得られるものよりも優れた線均一性が得られると考えられている。
【００１４】
一実施形態において、有機ビヒクルは、組成物の全重量１００％を基準として、電気伝導性組成物中に少なくとも約０．１ｗｔ％、好ましくは少なくとも約１ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも約５ｗｔ％の量で存在する。同時に、有機ビヒクルは、組成物の全重量１００％を基準として、約２０ｗｔ％以下、好ましくは約１５ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１５】
好ましい実施形態では、有機ビヒクルは少なくとも１種の天然精油を含む。天然精油は、例えば、オリーブ油、ヒマワリ油、トウモロコシ油、カラシ油、ゴマ油、アーモンド油、ピーナッツ油、キャノーラ油、ココヤシ油、植物油、および当業者に公知の任意の他の類似の天然精油であってよい。一実施形態において、有機ビヒクルは、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％、好ましくは少なくとも約５ｗｔ％の天然精油を含む。同時に、有機ビヒクルは、約４５ｗｔ％以下、好ましくは約３５ｗｔ％以下の天然精油を含む。
【００１６】
最も好ましい実施形態では、天然精油としてはテルペン化合物が挙げられる。好適なテルペン化合物としては、例えば、ラベンダー油、スパイク油、ラバンジン油、ラベンダーグロッソ油、リナロール、酢酸リナリル、ゲラニオール、イソオイゲノール、ファルネソール、リノール酸、オイゲノール、シトロネロール、テルピネオールおよびその異性体、ピネンおよびその異性体、ならびにこれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【００１７】
別の実施形態では、天然精油は、有機ビヒクルまたは任意の他のペースト構成成分とは別に電気伝導性ペースト中に組み込まれる。天然精油は、その他のペースト構成成分、すなわち、導電性金属粒子、ガラスフリット、および有機ビヒクルと一緒に添加されてもよく、または天然精油は、ペーストの構成成分が既に混合された時点でペースト組成物に添加されてもよい。本実施形態では、天然精油は、有機ビヒクルの構成成分ではなく添加剤である。
【００１８】
上述のように、有機ビヒクルはさらに少なくとも１種の樹脂を含んでよい。好ましい樹脂は、好ましい印刷適性および粘度を有する電気伝導性組成物の形成に寄与する樹脂である。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられるすべての樹脂は、有機ビヒクル中の樹脂として利用できる。好ましい樹脂としては、ポリマー樹脂、モノマー樹脂、ならびにポリマーおよびモノマーの組み合わせである樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。ポリマー樹脂はまたコポリマーであることができ、少なくとも２種の異なるモノマー単位が単一分子内に含まれる。好ましいポリマー樹脂は、ポリマー主鎖内に官能基を有するポリマー樹脂、主鎖外に官能基を有するポリマー樹脂、ならびに主鎖内および主鎖外の両方に官能基を有するポリマー樹脂である。主鎖内に官能基を有する好ましいポリマーとしては、例えば、ポリエステル、置換ポリエステル、ポリカーボネート、置換ポリカーボネート、主鎖内に環状基を有するポリマー、多糖（ｐｏｌｙ−ｓｕｇａｒ）、置換多糖、ポリウレタン、置換ポリウレタン、ポリアミド、置換ポリアミド、フェノール樹脂、置換フェノール樹脂、他のコモノマーを任意で有する前述のポリマーのうち１種以上のモノマーのコポリマー、またはこれらのうちの少なくとも２種の組み合わせが挙げられる。一実施形態によると、樹脂はポリビニルブチラールまたはポリエチレンであってよい。主鎖内に環状基を有する好ましいポリマーとしては、例えば、ポリビニルブチレート（ＰＶＢ）およびその誘導体、ならびにポリテルピネオールおよびその誘導体、またはこれらの混合物が挙げられる。好ましい多糖としては、例えば、セルロースおよびそのアルキル誘導体、好ましくはメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ブチルセルロースおよびそれらの誘導体、ならびにこれらのうちの少なくとも２種の混合物が挙げられる。その他の好ましいポリマーとしては、例えば、セルロースエステル樹脂、例えば、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、および任意のこれらの組み合わせが挙げられる。ポリマー主鎖外に官能基を有する好ましいポリマーとしては、アミド基を有するポリマー、多くの場合アクリル樹脂と呼ばれる酸および／もしくはエステル基を有するポリマー、または前述の官能基の組み合わせを有するポリマー、またはこれらの組み合わせが挙げられる。主鎖外にアミドを有する好ましいポリマーとしては、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）およびその誘導体が挙げられる。主鎖外に酸および／またはエステル基を有する好ましいポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸およびその誘導体、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）およびその誘導体、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびその誘導体、またはこれらの混合物が挙げられる。好ましいモノマー樹脂は、エチレングリコール系モノマー、テルピネオール樹脂もしくはロジン誘導体、またはこれらの混合物である。エチレングリコールをベースとする好ましいモノマー樹脂は、エーテル基を有するモノマー樹脂、エステル基を有するモノマー樹脂、またはエーテル基およびエステル基を有するモノマー樹脂であり、好ましいエーテル基はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルヘキシル、およびより高級のアルキルエーテルであり、好ましいエステル基は、アセテートおよびそのアルキル誘導体、好ましくはエチレングリコールモノブチルエーテルモノアセテート、またはこれらの混合物である。アルキルセルロース、好ましくはエチルセルロース、その誘導体、および前述の樹脂のリストのうちの他の樹脂等とのこれらの混合物は、最も好ましい樹脂である。
【００１９】
樹脂は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％、好ましくは少なくとも約１ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも約３ｗｔ％の量で存在しうる。同時に、樹脂は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、約１０ｗｔ％以下、好ましくは約８ｗｔ％以下の量で存在しうる。従来のペーストと比較すると、上記の３ｗｔ％の樹脂含有量はかなり多いが、天然精油の存在は、ペーストの印刷適性への高樹脂含有量の影響を阻止すると考えられる。
【００２０】
好ましい溶媒は、焼成中にかなりの程度ペーストから除去される構成成分である。好ましくは、溶媒は、焼成後に焼成前と比べて絶対量で少なくとも約８０％減少して、好ましくは焼成前と比べて少なくとも約９５％減少して存在する。好ましい溶媒は、好ましい粘度および印刷適性に寄与する溶媒である。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられるすべての溶媒は、有機ビヒクル中の溶媒として利用できる。好ましい溶媒は、標準環境温度および圧力（ＳＡＴＰ）（２９８．１５Ｋ、２５℃、７７°Ｆ）、１００ｋＰａ（１４．５０４ｐｓｉ、０．９８６ａｔｍ）下で液体として存在する溶媒、好ましくは約９０℃超の沸点および約−２０℃超の融点を有する溶媒である。好ましい溶媒は、極性または非極性、プロトン性または非プロトン性、芳香族または非芳香族である。好ましい溶媒としては、例えば、モノアルコール、ジアルコール、ポリアルコール、モノエステル、ジエステル、ポリエステル、モノエーテル、ジエーテル、ポリエーテル、これらの種類の官能基のうちの少なくとも１種以上を含み、任意でその他の種類の官能基、好ましくは環状基、芳香族基、不飽和結合、１個以上のＯ原子がヘテロ原子で置換されたアルコール基、１個以上のＯ原子がヘテロ原子で置換されたエーテル基、１個以上のＯ原子がヘテロ原子で置換されたエステル基、および前述の溶媒の２種以上の混合物を含む溶媒が挙げられる。本文脈において好ましいエステルとしては、例えば、アジピン酸のジアルキルエステルが挙げられ、好ましいアルキル構成要素はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、およびより高級のアルキル基、または２種の異なるこのようなアルキル基の組み合わせ、好ましくはアジピン酸ジメチル、および２種以上のアジピン酸エステルの混合物である。本文脈において好ましいエーテルとしては、例えば、ジエーテル、好ましくはエチレングリコールのジアルキルエーテルが挙げられ、好ましいアルキル構成要素はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、およびより高級のアルキル基、または２種の異なるこのようなアルキル基の組み合わせ、および２種のジエーテルの混合物である。本文脈において好ましいアルコールとしては、例えば、一級アルコール、二級アルコール、および三級アルコール、または２種以上のアルコールの混合物が挙げられ、好ましくは三級アルコール、テルピネオールおよびその誘導体が好ましい。２種以上の異なる官能基を混合した好ましい溶媒は、多くの場合テキサノールと呼ばれる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およびその誘導体、多くの場合カルビトールとして知られている２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、そのアルキル誘導体、好ましくはメチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピルカルビトール、ブチルカルビトール、ペンチルカルビトール、およびヘキシルカルビトール、好ましくはヘキシルカルビトールまたはブチルカルビトール、およびそのアセテート誘導体、好ましくはブチルカルビトールアセテート、または前述のうちの少なくとも２種の混合物である。好ましい実施形態では、溶媒は、グリコールエーテル（例えば、���ｏｗａｎｏｌ（登録商標）ＤＢ、Ｄｏｗａｎｏｌ（登録商標）ＥＢ、ジグリム、およびブチルジグリム）、テキサノール、エステルアルコール、またはこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１種を含む。
【００２１】
有機溶媒は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約５０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約６０ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも約７０ｗｔ％の量で存在しうる。同時に、有機溶媒は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、約９５ｗｔ％以下、より好ましくは約９０ｗｔ％以下の量で存在しうる。
【００２２】
有機ビヒクルはさらに、１種以上の界面活性剤、チキソトロープ剤、および／または添加剤を含んでよい。好ましい界面活性剤は、好ましい印刷適性および粘度特性を有する電気伝導性組成物の形成に寄与する界面活性剤である。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられるすべての界面活性剤は、有機ビヒクル中の界面活性剤として利用できる。好ましい界面活性剤は、直鎖、分岐鎖、芳香族鎖、フッ素化鎖、シロキサン鎖、ポリエーテル鎖、およびこれらの組み合わせをベースにする界面活性剤である。好ましい界面活性剤としては、単鎖、二本鎖型、または多鎖型のポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい界面活性剤は、非イオン性、アニオン性、カチオン性、両親媒性、または双性イオン性の頭部を有していてもよい。好ましい界面活性剤は、ポリマーおよびモノマーまたはこれらの混合物であってよい。好ましい界面活性剤は、顔料親和性基、好ましくは顔料親和性基を有するヒドロキシ官能性カルボン酸エステル（例えば、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（登録商標）−１０８、ＢＹＫ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．製造）、顔料親和性基を有するアクリレートコポリマー（例えば、ＢＹＫ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．製のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（登録商標）−１１６）、顔料親和性基を有する変性ポリエーテル（例えば、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ製のＴＥＧＯ（登録商標）  ＤＩＳＰＥＲＳ  ６５５）、および高色素親和性基を有するその他の界面活性剤（例えば、Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ｎ．Ｖ．製のＤｕｏｍｅｅｎ  ＴＤＯ（登録商標））を有してよい。上記のリストにないその他の好ましいポリマーは、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコールおよびその誘導体、ならびにアルキルカルボン酸およびその誘導体もしくは塩、またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいポリエチレングリコール誘導体はポリ（エチレングリコール）酢酸である。好ましいアルキルカルボン酸は、完全飽和したアルキル鎖を有するアルキルカルボン酸および一価（ｓｉｎｇｌｙ）不飽和アルキル鎖もしくは多価不飽和アルキル鎖を有するアルキルカルボン酸、またはこれらの混合物である。飽和アルキル鎖を有する好ましいカルボン酸は、炭素原子約８個〜約２０個の範囲のアルキル鎖長を有するカルボン酸、好ましくはＣ９Ｈ１９ＣＯＯＨ（カプリン酸）、Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯＨ（ラウリン酸）、Ｃ１３Ｈ２７ＣＯＯＨ（ミリスチン酸）、Ｃ１５Ｈ３１ＣＯＯＨ（パルミチン酸）、Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ（ステアリン酸）、またはこれらの塩もしくは混合物である。不飽和アルキル鎖を有する好ましいカルボン酸は、Ｃ１８Ｈ３４Ｏ２（オレイン酸）およびＣ１８Ｈ３２Ｏ２（リノール酸）である。
【００２３】
界面活性剤は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として少なくとも約０．５ｗｔ％であってよい。同時に、界面活性剤は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、約１０ｗｔ％以下、好ましくは約８ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００２４】
有機ビヒクルはさらに、チキソトロープ剤を含んでよい。当業者に公知の任意のチキソトロープ剤が本発明の有機ビヒクルと共に使用できる。例えば、限定されることなく、チキソトロープ剤は天然由来であってもよく、または合成されてもよい。好ましいチキソトロープ剤としては、ヒマシ油およびその誘導体、無機粘土、ポリアミドおよびその誘導体、ヒュームドシリカ、カルボン酸誘導体、好ましくは脂肪酸誘導体（例えば、Ｃ９Ｈ１９ＣＯＯＨ（カプリン酸）、Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯＨ（ラウリン酸）、Ｃ１３Ｈ２７ＣＯＯＨ（ミリスチン酸）、Ｃ１５Ｈ３１ＣＯＯＨ（パルミチン酸）、Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ（ステアリン酸）、Ｃ１８Ｈ３４Ｏ２（オレイン酸）、Ｃ１８Ｈ３２Ｏ２（リノール酸））、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、例えば、Ｔｈｉｘｏｔｒｏｌ（登録商標）  ＭＡＸ、Ｔｈｉｘｏｔｒｏｌ（登録商標）  ＳＴ、またはＴＨＩＸＣＩＮ（登録商標）Ｅ等の市販のチキソトロープ剤を使用してもよい。
【００２５】
一実施形態によると、有機ビヒクルは、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、少なくとも約１ｗｔ％、好ましくは少なくとも約７ｗｔ％のチキソトロープ剤を含む。同時に、有機ビヒクルは、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として、約１５ｗｔ％以下、好ましくは約１４ｗｔ％以下のチキソトロープ剤を含むことが好ましい。
【００２６】
有機ビヒクル中の好ましい添加剤は、前述の構成成分とは別個の、電気伝導性組成物の好ましい性質、例えば、有利な粘度、印刷適性、および安定性特性に寄与する材料である。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられる添加剤を使用してもよい。好ましい添加剤としては、粘度調節剤、安定化剤、無機添加剤、増粘剤、乳化剤、分散剤、およびｐＨ調節剤が挙げられるが、これらに限定されない。存在する場合、このような添加剤は、有機ビヒクルの全重量１００％を基準として約１５ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００２７】
有機ビヒクルの配合は、電気伝導性ペースト組成物の印刷適性に影響を及ぼしうる粘度に影響を与える場合がある。粘度が高すぎると、ペーストは、篩目をうまく通過できず、線が切れるかまたはかすれが生じうる。粘度が低すぎると、ペーストは流動性が大きくなりすぎるため、印刷線が広がり、アスペクト比が小さくなりうる。本明細書に記載されるように、電気伝導性ペーストの粘度を測定するために、ＣＰ−４４Ｙ試料カップおよび＃５１コーンを装備したブルックフィールドＨＢＤＶ−ＩＩＩデジタルレオメータを使用した。試料の温度はＴＣ−５０２恒温循環槽を使用して２５℃で維持した。測定ギャップは約０．５ｍｌの試料体積で０．０２６ｍｍに設定した。試料を２分間平衡させ、その後１分間１．０ｒｐｍの一定回転速度を加えた。この期間の後の試料の粘度はｋｃｐｓ単位で報告された。
【００２８】
一実施形態によると、電気伝導性組成物の粘度は好ましくは、少なくとも５０ｋｃｐｓかつ約４００ｋｃｐｓ以下である。
【００２９】
導電性金属粒子
電気伝導性組成物は、導電性金属粒子をさらに含む。好ましい導電性金属粒子は、高導電率の電極を生じさせるように、最適な導電率を示し、焼成時に効果的に焼結する導電性金属粒子である。当該技術分野において公知の太陽電池の電極を形成するのに適した導電性金属粒子が好ましい。好ましい金属粒子としては、元素金属、合金、金属誘導体、少なくとも２種の金属の混合物、少なくとも２種の合金の混合物、または少なくとも１種の金属と少なくとも１種の合金との混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
電気伝導性ペーストは、ペーストの全重量１００％を基準として、少なくとも３５ｗｔ％、好ましくは少なくとも５０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも７０ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも８０ｗｔ％の金属粒子を含みうる。同時に、電気伝導性ペーストは、ペーストの全重量１００％を基準として、約９９ｗｔ％以下、好ましくは約９５ｗｔ％以下の金属粒子を含むことが好ましい。３５ｗｔ％未満の金属粒子含有量を有する電気伝導性ペーストは、十分な導電率および接着性を提供しない場合があるが、９５ｗｔ％超の金属粒子含有量を有する電気伝導性ペーストは好適なスクリーン印刷には高すぎる粘度を有しうる。
【００３１】
金属粒子として利用されうる金属としては、銀、銅、金、アルミニウム、ニッケル、プラチナ、パラジウム、モリブデン、およびこれらの混合物または合金のうちの少なくとも１つが挙げられる。好ましい実施形態では、金属粒子は銀である。銀は元素銀、銀合金、または銀誘導体として存在してよい。好適な銀誘導体としては、例えば、銀合金および／または銀塩、例えば、ハロゲン化銀（例えば、塩化銀）、酸化銀、硝酸銀、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀、オルトリン酸銀、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。別の実施形態では、金属粒子は、１種以上の異なる金属または合金でコーティングされた金属または合金、例えば、アルミニウムでコーティングされた銀粒子または銀でコーティングされた銅粒子を含んでいてもよい。
【００３２】
金属粒子は、有機または無機の表面コーティングを有して存在してもよい。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられるこのようないかなるコーティングも金属粒子に用いることができる。好ましい有機コーティングは、有機ビヒクル中への分散を促進するコーティングである。好ましい無機コーティングは、焼結を調節し、得られる電気伝導性ペーストの接着性能を促進するコーティングである。このようなコーティングが存在する場合、コーティングが金属粒子の全重量１００％を基準として、約５ｗｔ％以下、好ましくは約２ｗｔ％以下、最も好ましくは約１ｗｔ％以下に相当することが好ましい。
【００３３】
導電性粒子は、種々の形状、サイズ、および比表面積を呈することができる。形状のいくつかの例としては、球状、角ばった形状、細長（ロッドまたは針状）、および偏平（シート状）が挙げられるが、これらに限定されない。導電性金属粒子はさらに、例えば、球状金属粒子およびフレーク形状金属粒子の組み合わせ等のさまざまな形状の粒子の組み合わせとして存在してもよい。
【００３４】
金属粒子の別の特性はその平均粒径ｄ５０である。ｄ５０は、中央粒径、すなわち粒径分布の中央値である。これは、累積分布における５０％の粒径値である。粒径分布は、レーザ回折、動的光散乱法、イメージング、電気泳動光散乱、または当該技術分野において公知の任意の他の方法で測定できる。具体的には、本発明に係る粒径はＩＳＯ１３３１７−３：２００１に従って求められる。本明細書に記載されるように、ＬＡ−９１０ソフトウェアプログラムを有するコンピュータに接続されたＨｏｒｉｂａ  ＬＡ−９１０レーザ回折粒径分析器を使用して、中央粒径を求める。金属粒子の相対屈折率はＬＡ−９１０マニュアルから選択し、ソフトウェアプログラムに入力する。試験チャンバをタンクの適切な満量線まで脱イオン水で満たす。次いで、ソフトウェアプログラムの循環および撹拌機能を使用して溶液を循環させる。１分後、溶液を排出する。確実にチャンバにいかなる残留物もないように、これをさらなる回数繰り返す。次に、チャンバを３回脱イオン水で満たし、１分間循環および撹拌する。ソフトウェアのブランク機能を使用して、溶液中のあらゆるバックグラウンド粒子を取り除く。次に超音波撹拌を開始し、透過率バーがソフトウェアプログラムの適切なゾーンに来るまで試験チャンバ内で金属粒子を溶液にゆっくり添加する。透過率が正確なレベルになったら、レーザ回折分析を実行し、金属成分の粒径分布を測定し、ｄ５０として得る。
【００３５】
金属粒子の中央粒径ｄ５０は少なくとも約０．１μｍ、好ましくは少なくとも約０．５μｍであることが好ましい。同時に、ｄ５０は、好ましくは約５μｍ以下、より好ましくは約３μｍ以下である。
【００３６】
粒子の形状および表面の特徴を表す別の方法はその比表面積によるものである。比表面積は、単位質量、固体体積もしくは嵩体積、または断面積当たりの物質の全表面積に等しい固体の特性である。比表面積は、表面積を質量で割ることによって（ｍ２／ｇの単位）または表面積を体積で割ることによって（ｍ−１の単位）によって定義される。比表面積は、当該技術分野で公知のＢＥＴ（ブルナウアー−エメット−テラー）法で測定することができる。本明細書に記載されるように、ＢＥＴ測定は、ＤＩＮ  ＩＳＯ  ９２７７：１９９５に従って行われる。ＳＭＡＲＴ法（適応的負荷を用いた収着法（Ｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｗｉｔｈ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｄｏｓｉｎｇ  Ｒａｔｅ））に従って動作するＭｏｎｏｓｏｒｂ  Ｍｏｄｅｌ  ＭＳ−２２測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製）を使用して測定する。標準物質として、酸化アルミニウム（表面積標準物質カタログ番号２００３としてＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから市販されている）を使用する。試料は、内蔵型脱ガスステーション（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ  ｄｅｇａｓ  ｓｔａｔｉｏｎ）において分析用に調製する。流動ガス（３０％のＮ２および７０％のＨｅ）によって不純物が一掃され、吸着が起こりうる清浄表面が得られる。供給された加熱マントルを使用してユーザが選択した温度まで、試料を加熱することができる。デジタル温度制御およびデジタル温度表示が測定装置のフロントパネルに搭載されている。脱ガスが完了したら、試料セルを分析ステーションへ移動させる。移動中に高速接続取付具によって試料セルを自動的に封止し、システムを作動させて分析を始める。冷却剤で満たされたデュワーフラスコを手動で高くして、そこに試料セルを浸漬し、吸着を起こさせる。測定装置は、吸着が完了すると（２〜３分）それを検出し、デュワーフラスコを自動的に降ろし、内蔵温風送風機を使用して室温へと試料セルを穏やかに温める。結果として、脱着されたガスシグナルはデジタルメータに表示され、表面積はフロントパネルディスプレイに直接示される。すべての測定（吸着および脱着）サイクルは、典型的には６分未満を要する。この技術は、高感度熱伝導率検出器を使用して、吸着および脱着が進行するときに、吸着質／不活性キャリアガス混合物の濃度変化を測定する。搭載された電子機器によって積分し、校正と比較して、検出器は、吸着または脱着されたガスの体積を提供する。吸着測定のために、７７Ｋで０．１６２ｎｍ２の分子断面積を有するＮ２  ５．０を、算出のために使用する。ワンポイント分析を行い、内蔵マイクロプロセッサによって、線形性を確保し、ｍ２／ｇ単位で試料のＢＥＴ表面積を自動的に算出する。
【００３７】
一実施形態によると、金属粒子は、少なくとも約０．１ｍ２／ｇ、好ましくは少なくとも約０．２ｍ２／ｇの比表面積を有してよい。同時に、比表面積は好ましくは１０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは約５ｍ２／ｇ以下である。
【００３８】
ガラスフリット
電気伝導性ペーストのガラスフリットは接着媒体として作用し、導電性粒子とシリコン基板との結合を促すことによって、信頼性の高い電気接触を提供する。具体的には、ガラスフリットは、効果的な電気接触が電気伝導性ペーストとシリコンウェハとの間に形成できるようにシリコン基板の表面層（例えば、反射防止層）をエッチングする。
【００３９】
一実施形態によると、電気伝導性ペーストは、ペーストの全重量１００％を基準として、少なくとも約０．５ｗｔ％、好ましくは少なくとも約１ｗｔ％のガラスフリットを含む。同時に、ペーストは、電気伝導性ペーストの全重量１００％を基準として、約１５ｗｔ％以下、好ましくは約１０ｗｔ％以下、最も好ましくは約６ｗｔ％以下のガラスフリットを含むことが好ましい。
【００４０】
好ましいガラスフリットは、ガラス転移を示す非晶質または部分的に結晶質の固体の粉末である。ガラス転移温度Ｔｇとは、非晶質物質が加熱されると硬質固体から部分的に流動性のある過冷却溶解物へと変化する温度である。ガラス転移温度を求める方法は当業者に周知である。具体的には、ガラス転移温度Ｔｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）および熱重量分析（ＴＧＡ）曲線を同時に記録するＤＳＣ装置ＳＤＴ  Ｑ６００（ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから市販されている）を使用して求めることができる。測定装置は、水平天秤と、プラチナ／プラチナ−ロジウム（タイプＲ）熱電対を備えた炉とを備える。使用する試料ホルダは、容量が約４０〜９０μｌの酸化アルミニウムセラミックるつぼである。測定およびデータ評価のために、測定ソフトウェアＱ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ５．４．０およびＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ２０００、バージョン４．５Ａ  Ｂｕｉｌｄ４．５．０．５をそれぞれ適用する。対照および試料用の皿として、容積約８５μｌの酸化アルミニウム皿を使用する。約１０〜５０ｍｇの量の試料を試料皿内で、０．０１ｍｇの精度で秤量する。空の対照皿および試料皿を装置に入れ、オーブンを閉じ、測定を開始する。２５℃の開始温度から１０００℃の最終温度まで１０Ｋ／分の加熱速度を用いる。測定装置内の天秤は常に窒素（Ｎ２  ５．０）でパージし、オーブンを５０ｍｌ／分の流速により合成空気（Ｌｉｎｄｅ製の８０％のＮ２および２０％のＯ２）でパージする。ＤＳＣシグナルの第１のステップを上述のソフトウェアを使用してガラス転移として評価し、測定された立ち上がり時の値をＴｇに当たる温度とする。
【００４１】
好ましくは、Ｔｇは電気伝導性ペーストの所望の焼成温度未満である。本発明によると、好ましいガラスフリットは、少なくとも約２００℃、好ましくは少なくとも約２５０℃のＴｇを有する。同時に、好ましいガラスフリットは、約９００℃以下、好ましくは約８００℃以下、最も好ましくは約７００℃以下のＴｇを有する。
【００４２】
ガラスフリットは、加熱時に酸化物を生成する元素、酸化物、化合物、および／またはこれらの混合物を含んでよい。一実施形態によると、ガラスフリットは鉛を主成分とし、酸化鉛、またはハロゲン化鉛、カルコゲン化鉛、炭酸鉛、硫酸鉛、リン酸鉛、硝酸鉛の塩、および熱分解の間酸化鉛もしくは塩を形成可能な有機金属鉛化合物（単数または複数）、もしくは任意のこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されないその他の鉛系化合物を含んでいてもよい。別の実施形態では、ガラスフリットは鉛フリーであってもよい。用語「鉛フリー」とは、ガラスフリットがガラスフリットの全重量１００％を基準として、０．５ｗｔ％未満の鉛を有することを示す。鉛フリーガラスフリットとしては、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、またはこれらの化合物が挙げられるがこれらに限定されない当業者に公知のその他の酸化物または化合物を挙げてもよい。
【００４３】
上記で列挙された成分に加えて、ガラスフリットはさらに、マグネシウム、ニッケル、テルル、タングステン、亜鉛、ガドリニウム、アンチモン、セリウム、ジルコニウム、チタン、マンガン、鉛、スズ、ルテニウム、ケイ素、コバルト、鉄、銅、ビスマス、ホウ素、およびクロムの酸化物もしくはその他の化合物、またはこれらのうちの少なくとも２種の任意の組み合わせ、焼成時にこれらの金属酸化物を生成可能な化合物、または前述の金属のうちの少なくとも２種の混合物、前述の酸化物のうちの少なくとも２種の混合物、焼成時にこれらの金属酸化物を生成可能な前述の化合物のうちの少なくとも２種の混合物、または前述のいずれかのうち２種以上の混合物を含んでよい。無機酸化物粒子を形成するために使用されうるその他の材料としては、酸化ゲルマニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化インジウム、その他のアルカリ金属およびアルカリ土類金属（例えば、カリウム、ルビジウム、セシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウム）化合物、希土類酸化物（酸化ランタン、酸化セリウム）、ならびに酸化リンが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４４】
ガラスフリット粒子は、種々の形状、サイズ、および表面積対体積比を呈することができることが当業者によく知られている。ガラス粒子は、本明細書で述べられるような導電性金属粒子が示しうるものと同一または類似の形状（長さ：幅：厚さ比を含む）を示してもよい。生成される電極の改善された電気接触に有利に働く形状または形状の組み合わせを有するガラスフリット粒子が好ましい。（導電性金属粒子に関して上述したような）ガラスフリット粒子の中央粒径ｄ５０は少なくとも約０．１μｍであることが好ましい。同時に、ガラスフリットのｄ５０は、約１０μｍ以下、より好ましくは約５μｍ以下、最も好ましくは約３．５μｍ以下であることが好ましい。一実施形態によると、ガラスフリット粒子は、少なくとも約０．５ｍ２／ｇ、好ましくは少なくとも約１ｍ２／ｇ、最も好ましくは少なくとも約２ｍ２／ｇの比表面積を有する。同時に、比表面積は、約１５ｍ２／ｇ以下、好ましくは約１０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【００４５】
別の実施形態によれば、ガラスフリット粒子は表面コーティングを含んでよい。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられるこのようないかなるコーティングもガラスフリット粒子に用いることができる。本発明による好ましいコーティングとしては、有機ビヒクル中のガラスの分散および電気伝導性ペーストの改善された接触を促進するコーティングが挙げられる。このようなコーティングが存在する場合、コーティングがガラスフリット粒子の全重量をそれぞれ基準として、約１０ｗｔ％以下、好ましくは約８ｗｔ％以下、最も好ましくは約５ｗｔ％以下に相当することが好ましい。
【００４６】
添加剤
好ましい添加剤は、ペースト、ペーストから製造される電極、または得られる太陽電池の電気的性能の向上に寄与する明示的に述べられたその他の構成成分に加えて、ペーストに添加される構成成分である。ガラスフリットおよびビヒクル中の添加剤に加えて、添加剤は別個に電気伝導性ペースト中に存在しうる。好ましい添加剤としては、チキソトロープ剤、粘度調節剤、乳化剤、安定化剤もしくはｐＨ調節剤、無機添加剤、増粘剤、および分散剤、またはこれらのうちの少なくとも２つの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい無機有機金属添加剤としては、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｗ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｈ、Ｖ、Ｙ、Ｓｂ、Ｐ、Ｃｕ、およびＣｒ、またはこれらのうちの少なくとも２種の組み合わせ、好ましくはＺｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｅ、Ｒｈ、Ｖ、Ｙ、Ｓｂ、Ｐ、およびＲｕ、またはこれらのうちの少なくとも２種の組み合わせ、これらの酸化物、焼成時にこれらの金属酸化物を生成可能な化合物、または前述の金属のうちの少なくとも２種の混合物、前述の酸化物のうちの少なくとも２種の混合物、焼成時にこれらの金属酸化物を生成可能な前述の化合物のうちの少なくとも２種の混合物、または前述のいずれかのうち２種以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、電気伝導性ペーストは酸化亜鉛を含む。
【００４７】
一実施形態によると、ペーストは、少なくとも約０．１ｗｔ％の添加剤を含んでよい。同時に、ペーストは、ペーストの全重量１００％を基準として、約１０ｗｔ％以下、好ましくは約５ｗｔ％以下、最も好ましくは約２ｗｔ％以下の添加剤を含むことが好ましい。
【００４８】
電気伝導性ペースト組成物の形成
電気伝導性ペーストを形成するために、ガラスフリット材料を、ペースト組成物の当該技術分野において公知の任意の調製方法を使用して導電性金属粒子および有機ビヒクルと混合する。調製方法は、均一に分散したペーストが得られる限り重要ではない。構成成分を、混合機を用いる等して混合し、次に例えば３本ロールミルに通し、分散した均一なペーストを調製する。構成成分すべてを一緒に同時に混合することに加えて、未加工のガラスフリット材料は、例えばボールミルで銀粒子と共に２〜２４時間粉砕し、ガラスフリットおよび銀粒子の均一な混合物を得ることができるが、当該混合物はその後有機ビヒクルと混合される。
【００４９】
太陽電池
本発明はさらに太陽電池に関する。一実施形態において、太陽電池は、半導体基板（例えば、シリコンウェハ）および本明細書に記載される実施形態のいずれかによる電気伝導性ペースト組成物を備える。
【００５０】
別の態様では、本発明は、半導体基板（例えば、シリコンウェハ）に本明細書に記載される実施形態のいずれかによる電気伝導性ペースト組成物を塗布するステップと、半導体基板を焼成するステップを含むプロセスによって調製される太陽電池に関する。
【００５１】
シリコンウェハ
本発明による好ましいウェハは、太陽電池の領域の中でもとりわけ、高効率で光を吸収し、電子正孔対を生成し、正孔と電子を高効率で境界面、好ましくはｐ−ｎ接合境界を越えて分離することができる領域である。本発明による好ましいウェハは、前面ドープ層および裏面ドープ層から構成された単体を含むウェハである。
【００５２】
好ましくは、ウェハは、適切にドープされた四価の元素、二元化合物、三元化合物または合金を含む。本文脈に関して好ましい四価の元素としては、ケイ素、ゲルマニウム、またはスズが挙げられるが、これらに限定されず、好ましくはケイ素である。好ましい二元化合物としては、２種以上の四価の元素の組み合わせ、ＩＩＩ族の元素とＶ族の元素との二元化合物、ＩＩ族の元素とＶＩ族の元素との二元化合物、またはＩＶ族の元素とＶＩ族の元素の二元化合物が挙げられるが、これらに限定されない。四価の元素の好ましい組み合わせとしては、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または炭素から選択される２種以上の元素の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されず、好ましくはＳｉＣである。ＩＩＩ族の元素とＶ族の元素との好ましい二元化合物はＧａＡｓである。本発明の好ましい実施形態によれば、ウェハはケイ素である。ケイ素が明示的に言及されている上述の部分は、また上記の他のウェハ組成物にも当てはまる。
【００５３】
ウェハの前面ドープ層と裏面ドープ層が対面する部分がｐ−ｎ接合境界である。ｎ型太陽電池では、その裏面ドープ層は、電子供与のｎ型ドーパントでドープされ、その前面ドープ層は電子受容または正孔供与のｐ型ドーパントでドープされる。ｐ型太陽電池では、その裏面ドープ層はｐ型ドーパントでドープされ、およびその前面ドープ層はｎ型ドーパントでドープされる。本発明の好ましい実施形態によれば、まずドープされたシリコン基板を準備してｐ−ｎ接合境界を有するウェハを調製し、次いでその基板の一面に反対型のドープ層を塗布する。
【００５４】
ドープされたシリコン基板は、当業者にとって公知であり、本発明に適切であると考えられる任意の方法で準備されうる。本発明のシリコン基板の好ましい原料としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、および改良された冶金シリコンが挙げられるが、これらに限定されず、最も好ましくは単結晶シリコンまたは多結晶シリコンである。ドープされたシリコン基板を形成するためのドーピングは、シリコン基板の調製の間にドーパントを添加することで同時に実施されてもよく、またはその後のステップで実施されてもよい。シリコン基板の調製に続くドーピングは、例えば、ガス拡散エピタキシーにより実施できる。ドープされたシリコン基板はまた、容易に商業的に入手可能である。一実施形態によれば、最初のシリコン基板のドーピングは、シリコン混合物にドーパントを添加することによってシリコン基板の形成と同時に実施してもよい。別の実施形態によれば、前面ドープ層と、存在する場合、高濃度ドープ裏面層の塗布は、ガス相エピタキシーにより実施してもよい。このガス相エピタキシーは、少なくとも約５００℃、好ましくは少なくとも約６００℃、最も好ましくは少なくとも約６５０℃の温度で実施されることが好ましい。同時に、温度は、約９００℃以下、好ましくは約８００℃以下、最も好ましくは約７５０℃以下であることが好ましい。このガス相エピキタシーは、少なくとも２ｋＰａ、好ましくは少なくとも約１０ｋＰａ、最も好ましくは少なくとも約４０ｋＰａの圧力で実施されることが好ましい。同時に、圧力は、約１００ｋｐａ以下、好ましくは約８０ｋＰａ以下、最も好ましくは約７０ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００５５】
シリコン基板はいくつかの形状、表面性状、およびサイズを示しうることが、当該技術分野において公知である。基板の形状は、いくつか例を挙げると、立方体、円盤、ウェハ、および不規則な多面体を挙げることができる。本発明の好ましい実施形態によれば、ウェハは、類似の、好ましくは等しい２つの寸法および他の２つの寸法よりかなり小さい第３の寸法を有する立方体である。第３の寸法は、第１の２つの寸法より少なくとも１００倍小さくてもよい。さらに、粗面を有するシリコン基板が好ましい。基板の粗さを評価する１つの方法は、その基板の全表面積と比較して小さい、好ましくはその全表面積の約１００分の１未満であり、かつ本質的に平面である基板の小表面（ｓｕｂ−ｓｕｒｆａｃｅ）の表面粗さパラメータを評価することである。表面粗さパラメータの値は、平均二乗変位を最小化することによって、小表面にぴったりな平面にその小表面を投影することによって形成される理論的な表面の面積に対するその小表面の面積の割合によって与えられる。表面粗さパラメータの値が高ければ高いほど、粗く、より不規則な表面であることを示し、表面粗さパラメータの値が小さければ小さいほど、より滑らかであり、より平らな表面であることを示す。本発明によると、シリコン基板の表面粗さは、光吸収とその表面への接着を含むが、これらに限定されないいくつかの因子間の最適なバランスを作り出すために改良されることが好ましい。
【００５６】
シリコン基板の２つの大きな寸法は、得られる太陽電池の必要とされる用途に適合するように変更されうる。本発明によると、シリコンウェハの厚さは、約０．５ｍｍ未満、より好ましくは約０．３ｍｍ未満、最も好ましくは約０．２ｍｍ未満であることが好ましい。ウェハによっては、０．０１ｍｍ以上の最小厚さを有する。
【００５７】
前面ドープ層は、裏面ドープ層と比較して薄いことが好ましい。また、前面ドープ層は、少なくとも約０．１μｍ、かつ好ましくは約１０μｍ以下、好ましくは約５μｍ以下、最も好ましくは約２μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００５８】
高濃度ドープ層は、裏面ドープ層と任意のさらなる層との間にあるシリコン基板の裏面に塗布されうる。このような高濃度ドープ層は、裏面ドープ層と同じドープ型のものであり、そのような層は一般的に、通常、＋（ｎ＋型層は、ｎ型の裏面ドープ層に塗布され、ｐ＋型層は、ｐ型の裏面ドープ層に塗布される）で示される。この高濃度ドープされた裏面の層は、金属化を補助し、導電性を改善するように機能する。本発明によると、高濃度ドープされた裏面の層は、存在する場合、少なくとも１μｍ、かつ好ましくは約１００μｍ以下、好ましくは約５０μｍ以下、最も好ましくは約１５μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００５９】
ドーパント
好ましいドーパントは、シリコンウェハに添加されたとき、電子または正孔をそのバンド構造に導入してｐ−ｎ接合境界を形成するものである。これらのドーパントの同定および濃度は、そのｐ−ｎ接合のバンド構造のプロファイルを調整し、その光吸収および導電性プロファイルを要求通りに設定するように具体的に選択されることが好ましい。好ましいｐ型ドーパントとしては、シリコンウェハバンド構造に正孔を追加するものが挙げられるが、これに限定されない。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において適していると考えられるすべてのドーパントは、ｐ型ドーパントとして用いることができる。好ましいｐ型ドーパントとしては、三価の元素、特に周期表の１３族の元素が挙げられるが、これに限定されない。本文脈において好ましい周期表の１３族の元素としては、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、またはこれらの少なくとも２種の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されず、ホウ素が特に好ましい。
【００６０】
好ましいｎ型ドーパントは、シリコンウェハバンド構造に電子を追加するものである。好ましいｎ型ドーパントは周期表の１５族の元素である。本文脈における好ましい周期表の１５族の元素としては、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、またはこれらのうちの少なくとも２種の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されず、リンが特に好ましい。
【００６１】
上記の通り、ｐ−ｎ接合のさまざまなドーピングレベルは、得られる太陽電池の所望の性質を調整するために変えることができる。ドーピングレベルは二次イオン質量分析を使用して測定される。
【００６２】
特定の実施形態によれば、半導体基板（すなわち、シリコンウェハ）は、約６０Ω／□超、例えば約６５Ω／□超、約７０Ω／□超、約９０Ω／□超、または約１００Ω／□超のシート抵抗を示す。ドープされたシリコンウェハ表面のシート抵抗を測定するために、ソフトウェアパッケージ「ＧＰ−４  Ｔｅｓｔ  １．６．６  Ｐｒｏ」を備えたデバイス「ＧＰ４−Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏ」（ＧＰ  Ｓｏｌａｒ  ＧｍｂＨから市販されている）を使用する。測定には４点測定原理が適用される。２つの外側プローブは定電流を印加し、２つの内側プローブは電圧を測定する。オームの法則を使用してΩ／□でシート抵抗を推定する。平均シート抵抗を決定するために、測定をウェハの２５の等しく分散されたスポットで実施する。２２±１℃の温度の空調室において、すべての測定装置および材料を測定前に平衡化する。測定を実施するために、「ＧＰ−Ｔｅｓｔ．Ｐｒｏ」は、反射防止層および／またはパッシベーション層を貫通するための鋭い先端を有する４点測定ヘッド（部品番号０４．０１．００１８）を備える。１０ｍＡの電流を印加する。測定ヘッドを非金属化ウェハ材料と接触させ、測定を開始する。ウェハ上の２５の等しく分散されたスポットを測定した後、平均シート抵抗をΩ／□で算出する。
【００６３】
太陽電池の構造
上記の目的の少なくとも１つを達成することへの貢献は、本発明に係るプロセスによって得ることができる太陽電池によってなされる。本発明による好ましい太陽電池は、電気エネルギー出力に変換される入射光の全エネルギーの割合に関して高い効率を有し、軽く、耐久性がある太陽電池である。少なくとも、太陽電池は、（ｉ）前面電極、（ｉｉ）前面ドープ層、（ｉｉｉ）ｐ−ｎ接合境界、（ｉｖ）裏面ドープ層、および（ｖ）はんだ付けパッドを備える。太陽電池は、化学／機械的保護のための追加の層を含んでもよい。
【００６４】
反射防止層
本発明によると、反射防止層は、電極が太陽電池の前面に施される前に外層として塗布されうる。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられるあらゆる反射防止層を用いることができる。好ましい反射防止層は、前面で反射された入射光の割合を減少させ、前面を横切りウェハに吸収される入射光の割合を増加させる反射防止層である。好ましい吸収／反射比を生じ、導電性ペーストによってエッチングの影響を受けやすく、さもなければ導電性ペーストの焼成に必要とされる温度に対して耐性があり、その電極界面の近くで電子と正孔の増加した再結合の原因にならない反射防止層が好ましい。好ましい反射防止層としては、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、またはこれらのうちの少なくとも２種の混合物および／またはこれらの少なくとも２つの層の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態によれば、反射防止層は、特にシリコンウェハが用いられる場合にはＳｉＮｘである。
【００６５】
反射防止層の厚さは、適切な光の波長に適合される。本発明の好ましい実施形態によれば、反射防止層は、少なくとも２０ｎｍ、好ましくは少なくとも約４０ｎｍ、最も好ましくは少なくとも６０ｎｍの厚さを有する。同時に、厚さは、好ましくは約３００ｎｍ以下、より好ましくは約２００ｎｍ以下、最も好ましくは約９０ｎｍ以下である。
【００６６】
パッシベーション層
１つ以上のパッシベーション層は、外層としてシリコンウェハの前面および／または裏面に塗布されうる。パッシベーション層は、前面電極が形成される前に塗布されてもよく、または（存在する場合）反射防止層が塗布される前に塗布されてもよい。好ましいパッシベーション層は、電極界面の近くで電子／正孔の再結合の割合を減少させるパッシベーション層である。当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられる任意のパッシベーション層を用いることができる。本発明の好ましいパッシベーション層としては、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、および二酸化チタンが挙げられるが、これらに限定されない。より好ましい実施形態によれば、窒化ケイ素が使用される。パッシベーション層が少なくとも０．１ｎｍ、好ましくは少なくとも１０ｎｍ、最も好ましくは少なくとも３０ｎｍの厚さを有することが好ましい。同時に、厚さは、約２μｍ以下、好ましくは約１μｍ以下、最も好ましくは約２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６７】
追加の保護層
上記の層に加えて、さらなる層を機械的および化学的な保護のために追加できる。電池は、化学的な保護を提供するためにカプセル化されうる。好ましい実施形態によると、このようなカプセル化が存在するならば、しばしば透明な熱可塑性樹脂と呼ばれる透明なポリマーがカプセル化材料として使用される。本文脈において好ましい透明なポリマーは、シリコンゴムおよびポリエチレン酢酸ビニル（ＰＶＡ）である。透明ガラスシートもまた、太陽電池の前面に追加されて、その電池の前面への機械的な保護を提供できる。裏面の保護材料は、太陽電池の裏面に加えられて、機械的な保護を提供できる。好ましい裏面の保護材料は、良好な機械的特性および耐候性を有する保護材料である。本発明による好ましい裏面の保護材料はポリフッ化ビニルの層を有するポリエチレンテレフタレートである。（裏面の保護層とカプセル化の両方が存在する場合）裏面の保護材料は、カプセル化層の下に存在するのが好ましい。
【００６８】
フレーム材料が太陽電池の外層に追加されて、機械的な支持を与えることができる。フレーム材料は当該技術分野において周知であり、本発明の文脈において好適であると考えられる任意のフレーム材料を使用できる。本発明による好ましいフレーム材料はアルミニウムである。
【００６９】
太陽電池の調製方法
太陽電池は、本発明の電気伝導性ペーストを、シリコンウェハ等の半導体基板の前面における窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化チタン、または酸化アルミニウム等の反射防止コーティングに塗布することによって調製できる。裏面導電性ペーストは次いで、はんだ付けパッドを形成するために太陽電池の裏面に塗布される。次に、アルミニウムペーストを基板の裏面に塗布し、裏面側の電気伝導性ペーストから形成されたはんだ付けパッドの縁部に重ね、ＢＳＦを形成する。
【００７０】
電気伝導性ペーストは、当該技術分野において公知であり、本発明の文脈において好適であると考えられる任意の方法で塗布されうる。例としては、含浸、浸漬、鋳込み、滴下、注入、噴霧、ナイフコーティング、カーテンコーティング、ブラッシング、または印刷、またはこれらの少なくとも２つの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい印刷技術は、インクジェット印刷、スクリーン印刷、タンポン印刷、オフセット印刷、凸版印刷もしくはステンシル印刷、またはこれらの少なくとも２つの組み合わせである。本発明によると、電気伝導性ペーストが印刷により、好ましくはスクリーン印刷により塗布されることが好ましい。特に、スクリーンは、好ましくは約４０μｍ以下（例えば、約３５μｍ以下、約３０μｍ以下）の直径のメッシュ開口を有する。同時に、スクリーンは、少なくとも約１０μｍの直径を有するメッシュ開口を有することが好ましい。
【００７１】
次に、基板は、例えば、従来の過乾燥、赤外線もしくは紫外線硬化、および／または焼成等の１つ以上の熱処理ステップにかけられる。一実施形態において、基板は適切なプロファイルに従って焼成されてよい。焼成により、印刷された電気伝導性ペーストが焼結され、固体電極を形成する。焼成は、当該技術分野において周知であり、本発明の文脈において好適であると考えられる任意の方法で実施されうる。焼成はガラスフリット材料のＴｇ超で実施されることが好ましい。
【００７２】
本発明によると、焼成のために設定される最高温度は、約９００℃未満、好ましくは約８６０℃未満である。約８００℃という低い焼成温度は、太陽電池を得るために用いられているものである。焼成温度はさらに、金属粒子の効果的な焼結が達成可能であるべきである。焼成温度プロファイルは、典型的には、電気伝導性ペースト組成物の有機材料が燃え尽きることができるように設定される。焼成ステップは典型的には、空気中または酸素含有雰囲気中でベルト炉内において実施される。全焼成時間が少なくとも３０秒間、好ましくは少なくとも４０秒間の高速焼成プロセスで焼成が行われることが好ましい。同時に、焼成時間は、好ましくは約３分間以下、より好ましくは約２分間以下、最も好ましくは約１分間以下である。６００℃を超える時間は最も好ましくは約３〜７秒間の範囲内である。基板は約１〜５秒間の間、約７００〜９００℃の範囲のピーク温度に達しうる。焼成はさらに、大きな移動速度、例えば、約１００〜７００ｃｍ／分で行われてもよく、結果として約０．５〜３分間のホールドアップ時間を有する。複数の温度ゾーン、例えば、３〜１２のゾーンを所望の熱プロファイルを制御するために使用することができる。
【００７３】
電気伝導性ペーストの前面および裏面における焼成は同時にまたは逐次的に行うことができる。同時焼成は、両面に塗布される電気伝導性ペーストが類似の、好ましくは同一の最適な焼成条件を有する場合に適切である。適切な場合、焼成は同時に実施されることが好ましい。焼成が逐次的に実施される場合、裏面の電気伝導性ペーストがまず塗布および焼成され、次に基板前面に電気伝導性ペーストを塗布し焼成することが好ましい。
【００７４】
電気伝導性ペーストの特性の測定
太陽電池の電気的性能は、Ｈａｌｍ  Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ  ＧｍｂＨ製の市販のＩＶテスター「ｃｅｔｉｓＰＶ−ＣＴＬ１」を使用して測定する。測定器具および試験される太陽電池のすべての部品は、電気測定の間２５℃で維持される。この温度は、温度プローブによる実際の測定中に電池表面で同時に測定すべきである。Ｘｅアーク灯は、電池表面において既知のＡＭ１．５、強度１０００Ｗ／ｍ２を有する太陽光を再現する。シミュレータをこの強度にするために、ＩＶテスターのソフトウェア「ＰＶＣＴＣｏｎｔｒｏｌ  ４．３１３．０」によって観察される安定したレベルに達するまで、そのランプを短時間で数回点灯させた。Ｈａｌｍ  ＩＶテスターは、太陽電池のＩＶ曲線を測定するための電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）を測定するために多点接触法を用いる。そのために、太陽電池を、プローブフィンガが太陽電池の母線（すなわち、印刷線）と接触するように多点接触プローブ間に配置した。接触プローブラインの数を、電池表面における母線の数に合わせて調整する。すべての電気値を、ソフトウェアパッケージを実行することによって、自動的にこの曲線から直接測定した。参照標準として、同じ面積寸法、同じウェハ材料からなり、同じ前面レイアウトを使用して加工されたＩＳＥ  Ｆｒｅｉｂｕｒｇ製の校正された太陽電池を試験し、そのデータを認証値と比較した。まったく同じ方法で加工した少なくとも５つのウェハを測定し、各値の平均を算出することによってデータを読み取った。ソフトウェアＰＶＣＴＣｏｎｔｒｏｌ  ４．３１３．０は、効率、フィルファクター、短絡電流、直列抵抗、および開回路電圧についての値を提供する。
【００７５】
太陽電池モジュール
本発明の複数の太陽電池は、モジュールと呼ばれる集合的構成を形成するために空間的に配置され、電気的に接続可能である。本発明による好ましいモジュールは、複数の構成、好ましくはソーラーパネルとして知られている矩形の構成を有することができる。太陽電池を電気的に接触するさまざまな方法、および集合的構成を形成するためにこのような電池を機械的に配置し、固定するさまざまな方法が当該技術分野において周知である。本発明による好ましい方法は、低い質量対出力比、低い体積対出力比、および高い耐久性を生じるものである。アルミニウムは、本発明による太陽電池を機械的に固定するための好ましい材料である。
【００７６】
一実施形態において、複数の太陽電池を直列および／または並列に接続し、好ましくは、最初の電池および最後の電池の電極の端部を出力配線に接続する。太陽電池は典型的には、透明な熱可塑性樹脂、例えば、シリコンゴムまたはエチレン酢酸ビニルにカプセル化される。透明なガラスシートをカプセル化する透明熱可塑性樹脂の前面に置く。裏面保護材料、例えば、ポリフッ化ビニルフィルムでコーティングされたポリエチレンテレフタレートシートをカプセル化する熱可塑性樹脂の下に置く。これらの層状材料は、空気を除去するために適切な真空炉で加熱し、次に加熱およびプレスにより一体化されてよい。さらに、太陽電池は典型的には長時間野外で放置されるため、太陽電池の周囲をアルミニウム等からなるフレーム材料で覆うことが望ましい。
【００７７】
本発明をここで、以下の非限定的実施例と合わせて説明する。
【実施例】
【００７８】
実施例１
１組の例示的有機ビヒクルを、下表１に示すようにさまざまな量のラバンジン油（テルペン化合物）を用いて調製した。対照として、ラバンジン油を含まない有機ビヒクルを調製した。表１の値はすべて、有機ビヒクルの全重量１００％を基準とする。
【００７９】
【表１】
2017522437.tif 000002
【００８０】
次に、例示的な電気伝導性ペーストを、電気伝導性ペーストの全重量１００％を基準として、約９ｗｔ％の各有機ビヒクルを、約８５ｗｔ％の約２ミクロンの平均粒径ｄ５０を有する銀粒子、約５ｗｔ％の約２ミクロンの平均粒径ｄ５０を有するガラスフリット粒子、および約１ｗｔ％の酸化亜鉛粒子と混合して調製した。次に、この混合物を、第１のギャップを約１２０ミクロン、第２のギャップを約６０ミクロンとする３本ロールミルを使用して粉砕し、混合物が均一な稠度に達するまでギャップを徐々に小さくしながら（第１のギャップを２０ミクロン、第２のギャップを１０ミクロンまで）数回通した。次に、ペースト組成物の粘度を本明細書に記載される方法に従って測定した。
【００８１】
次に、各例示的ペーストおよび対照ペーストを３２５（メッシュ）＊０．９（ミル、ワイヤ直径）＊０．６（ミル、エマルション厚さ）＊４０μｍ（フィンガライン開口）のスクリーン（カレンダースクリーン）を使用して、１５０ｍｍ／秒の速度でシリコンウェハ上にスクリーン印刷した。印刷されたウェハを次に約１５０℃で乾燥し、リニアマルチゾーン赤外炉中でピーク温度約８００℃、数秒間のプロファイルで焼成した。
【００８２】
次に、印刷線を撮影し、分析のために測定した。下表２に示されるように、各フィンガラインの高さおよび幅をカリフォルニア州サンホセのＺｅｔａ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製Ｚｅｔａ−２００  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒを使用して、その長さに沿って測定した。ラインの平均高さを平均幅で割ることによってアスペクト比も算出した。本明細書に記載されるように、印刷線の幅が小さければ小さいほど、また高さが高ければ高いほど、印刷線の電気的性能は良くなる。
【００８３】
【表２】
2017522437.tif 000003
【００８４】
最もテルペン量が多い有機ビヒクルを含有する例示的なペースト（Ｖ３、Ｖ４、およびＶ５）は最も細い線幅および最も高い線高さを示し、最も高いアスペクト比を生じる。ペーストＰ３、Ｐ４、およびＰ５は、対照ペーストよりもあらゆるカテゴリで優れた性能を示し、対照ペーストと比べて高い線高さ、狭い線幅、および高いアスペクト比を示した。少量のテルペンを含有する例示的なペースト（Ｖ２）はさらに線幅の望ましい減少を示した。
【００８５】
これらのペーストを用いて印刷された太陽電池の電気的性能をさらに、本明細書に記載されるパラメータに従って評価した。具体的には、例示的ペーストのそれぞれおよび対照ペーストの短絡電流（Ｉｓｃ、ｍＡ／ｃｍ２）およびグリッド抵抗（Ｒグリッド）を測定し、以下のスキームに従って分類した。「−」は、ペーストが好ましくない結果を示したことを示し、「＋」は、ペーストが平均以上の性能であったことを示し、「＋＋」はペーストが良い性能であったことを示し、「＋＋＋」はペーストが非常に良好な性能であったことを示し、「＋＋＋＋」はペーストが極めて良好な性能であったことを示す。
【００８６】
【表３】
2017522437.tif 000004
【００８７】
最も多い量のテルペンを有するペースト（Ｐ３〜Ｐ５）が印刷された太陽電池は、最良の短絡電流およびグリッド抵抗を示した。テルペンを含有するペーストはすべて、対照ペーストよりも改善された電気的性能を示した。
【００８８】
実施例２
異なる量で同じ構成成分を含有する別の組の例示的な有機ビヒクルを調製した。対照として、テルペンを含まない有機ビヒクルを調製した。表４の値はすべて、有機ビヒクルの全重量１００％を基準とする。
【００８９】
【表４】
2017522437.tif 000005
【００９０】
例示的な電気伝導性ペーストを次に、同じパラメータに従って、実施例１に記載される同一材料を用いて調製した。ガラスはＰｂ−Ｓｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗ−Ｏ系ガラスフリットであった。その後、これらのペーストを用いて調製された試料太陽電池の効率を、本明細書に記載されるパラメータに従って測定した。下表５に記載されるように、各組成物の効率は以下のスキームにより提供された。「−−」はペーストが非常に不良な性能であったことを示し、「ｏ」はペーストが中程度の性能であったことを示し、「＋」はペーストが良好な性能であったことを示し、「＋＋」はペーストが非常に良好な性能であったことを示す。
【００９１】
【表５】
2017522437.tif 000006
【００９２】
最も多い量のテルペンを含有する例示的ペーストは最高の効率を示した。すべての例示的なペーストは、対照ペーストよりも改善された効率を示した。
【００９３】
本発明のこれらのおよびその他の利点は、前述の明細書から当業者には明白となるであろう。したがって、本発明の広範な発明概念から逸脱せずに、変更または改変が上記の実施形態に対してなされてもよいことが当業者により認識される。任意の特定の実施形態の特定の寸法は例示目的のためにすぎない。したがって、本発明は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されないが、本発明の範囲および趣旨内であるすべての変更および改変を包含することを意図すると理解されるべきである。
【国際調査報告】
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