(57)【要約】裏面パッシベーション層を有する半導体基板を提供する工程、およびガラスフリット粒子を含む自己組織化性エマルションを裏面パッシベーション層に塗布する工程を含む、光電池を製造する方法を開示する。エマルションは、セルを画成するトレースのネットワークへと自己組織化することができる。ネットワーク上に電極を形成してプリカーサーセルを作製したのち、ネットワークがパッシベーション層をバーンスルーし、半導体基板と電極との間に電気接触を構築するように、プリカーサーセルを焼成する。2016519439.tif 000010
2016519439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（a）裏面パッシベーション層を有する半導体基板を提供する工程；
（b）ガラスフリット粒子を含む自己組織化性エマルションを該裏面パッシベーション層に塗布する工程；
（c）該エマルションが、セルを画成するトレースのネットワークへと自己組織化することを可能にする工程；
（d）プリカーサー（precursor）セルを作製するために、該ネットワーク上に電極を形成する工程；および
（e）該ネットワークが該パッシベーション層をバーンスルーし、該半導体基板と該電極との間に電気接触を構築するために、該プリカーサーセルを焼成する工程
を含む、光電池を製造する方法。
【請求項２】
エマルションがガラスフリット粒子および金属ナノ粒子を含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
金属ナノ粒子が、銀ナノ粒子、アルミニウムナノ粒子、銀・アルミニウムナノ粒子およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2記載の方法。
【請求項４】
半導体基板がシリコン基板を含む、請求項1記載の方法。
【請求項５】
裏面パッシベーションが、酸化アルミニウム層、酸化ケイ素層、窒化ケイ素層およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1記載の方法。
【請求項６】
トレースが10μm未満の平均幅を有する、請求項1記載の方法。
【請求項７】
トレースが5μm未満の平均幅を有する、請求項1記載の方法。
【請求項８】
電極が可視光を通さない、請求項1記載の方法。
【請求項９】
ネットワークが基板上で10％未満の面積被覆率を提供する、請求項1記載の方法。
【請求項１０】
ネットワークが基板上で5％未満の面積被覆率を提供する、請求項1記載の方法。
【請求項１１】
（a）おもて面および裏面を有する半導体基板；
（b）該基板のおもて面上の電極；
（c）相互接続されたトレースによって分けられたパッシベーション領域を含む、該基板の裏面上の層であって、該トレースが10μm未満の平均幅を有し、該相互接続されたトレースが該基板の裏面上で10％未満の面積被覆率を提供する、層；ならびに
（d）該層を覆い、該半導体基板と電気的に接触している第二の電極
を含む、光電池。
【請求項１２】
相互接続されたトレースが基板の裏面上で5％未満の面積被覆率を提供する、請求項11記載の光電池。
【請求項１３】
トレースが5μm未満の平均幅を有する、請求項11記載の光電池。
【請求項１４】
トレースが5μm未満の平均幅を有し、相互接続されたトレースが基板の裏面上で5％未満の面積被覆率を提供する、請求項11記載の光電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2013年5月8日に出願された米国特許仮出願第61/820,852号の恩典を主張する。この先行出願の開示は本出願の開示の一部とみなされる（参照により組み入れられる）。
【０００２】
技術分野
本発明は太陽電池の製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
裏面パッシベーション層を有するシリコン光電池（たとえば太陽電池）が、たとえばUS2009/0301557（特許文献1）、US2013/0056060（特許文献2）およびUS2013/0061918（特許文献3）に記載されており、LBSF（local back surface field）電池、PERC（passivated emitter rear contact）電池およびPERL（passivated emitter rear locally-diffused）電池を含む。裏面パッシベーションは、キャリヤ損失（たとえば表面再結合）を減らすことによって光変換効率の増大をもたらすことができるが、シリコン基板と裏面電極との間に電気接触を構築することができるような、誘電体パッシベーション層中の導電経路の開通もまた要する。そのような導電経路（すなわち「ビア」または「パーホレーション」）を開通する方法は、たとえばUS2013/0056060（特許文献2）に記載されているようなレーザの使用またはたとえばUS2013/0061918（特許文献3）に記載されているようなケミカルエッチングの使用を含む。レーザ開通は基板結晶に構造的損傷を加え得、一方で、ケミカルエッチングからは不純物が残留し得、太陽電池の信頼性を潜在的に低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】US2009/0301557
【特許文献２】US2013/0056060
【特許文献３】US2013/0061918
【発明の概要】
【０００５】
概要
一つの局面において、光電池を製造する方法が記載される。方法は、裏面パッシベーション層を有する半導体基板（たとえばシリコン基板）を提供する工程、およびガラスフリット粒子を含む自己組織化性エマルションを裏面パッシベーション層に塗布する工程を含む。裏面パッシベーション層は、酸化アルミニウム層、酸化ケイ素層、窒化ケイ素層およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。エマルションは、セルを画成するトレースのネットワークへと自己組織化することができる。プリカーサー（precursor）セルを作製するために、電極がネットワーク上に形成される。いくつかの実施態様において、電極は可視光を通さない。そして、ネットワークがパッシベーション層をバーンスルーし、半導体基板と電極との間に電気接触を構築するために、プリカーサーセルを焼成する。
【０００６】
トレースおよびセルのネットワークへと自己組織化するコーティングの使用は、パッシベーション層、たとえば裏面パッシベーション層を貫通する導電経路を開通させる（すなわち「バーンスルーする」または「ファイヤスルーする」）ための改善された方法を提供する。コーティングは、焼成工程中にパッシベーション層を貫通する能力を有するナノ粒子（たとえばガラスフリット）を含有する。コーティングはまた、裏面電極とシリコン基板との間の電気接触をさらに高めるために金属ナノ粒子を含有し得る。適当な金属ナノ粒子の例は、銀ナノ粒子、アルミニウムナノ粒子、銀・アルミニウムナノ粒子およびそれらの組み合わせを含む。有益なことに、ビア開通工程後にコーティングを洗浄または除去する必要はない。理由は、残留成分が信頼性に対して有害な影響を及ぼさないからである。
【０００７】
いくつかの実施態様において、各トレースは、10μm未満または5μm未満の平均幅を有する。ネットワークは基板上で10％未満または5％未満の面積被覆率を提供し得る。
【０００８】
第二の局面において、（a）おもて面および裏面を有する半導体基板と；（b）基板のおもて面上の電極と；（c）相互接続されたトレースによって分けられたパッシベーション領域を含む、基板の裏面上の層であって、個々のトレースが10μm未満の平均幅を有し、相互接続されたトレースが基板の裏面上で10％未満の面積被覆率を提供する、層と；（d）層を覆い、半導体基板と電気的に接触している第二の電極とを含む、光電池が記載される。いくつかの実施態様において、相互接続されたトレースは基板の裏面上で5％未満の面積被覆率を提供する。いくつかの実施態様において、個々のトレースは5μm未満の平均幅を有する。さらに他の実施態様において、個々のトレースは5μm未満の平均幅を有し、相互接続されたトレースは基板の裏面上で5％未満の面積被覆率を提供する。
【０００９】
用語「裏面」または「裏」および「おもて面」または「おもて」とは、光源、多くの場合には太陽に対する向きをいう。「おもて面」は、光源に面する面であり、「裏面」は、おもて面とは反対の、光源に背を向ける面である。
【００１０】
本明細書の中で使用される用語「ナノ粒子」とは、塗布されることができ、かつ均質なコーティングを形成することができる程度に液体中に分散するのに十分なほど小さい微粒子をいう。この定義は、約3マイクロメートル未満の平均粒度を有する粒子を含む。たとえば、いくつかの実施態様において、平均粒度は1マイクロメートル未満であり、いくつかの態様において、粒子は、少なくとも一つの寸法が0.1マイクロメートル未満である。粒子は、球、ロッド、ワイヤ、チューブ、フレークなどの形態にあり得る。
【００１１】
語句「光に対して透過性」とは、概して、約370nm〜770nmの波長範囲で30％〜95％の光透過率を指す。
【００１２】
本発明の一つまたは複数の態様の詳細が添付図面および以下の詳細な説明に述べられる。詳細な説明および図面ならびに特許請求の範囲から本発明の他の特徴、目的および利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】焼成工程前の裏面パッシベーション処理された光電池の断面図である。
【図２】焼成工程後の裏面パッシベーション処理された光電池の断面図である。
【００１４】
各図中、類似の記号は類似の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
詳細な説明
ガラスフリット粒子を単独で、または金属ナノ粒子と組み合わせて含有する液体エマルションが、パッシベート処理された半導体基板の裏面に塗布されたのち自己組織化して、セルを画成する一連の相互接続されたトレース（たとえばライン）を形成する透明な導電層を形成するために使用される。有用な半導体基板は、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウムエピタキシャル層またはシリコンを含み、シリコンが太陽電池の大多数に使用されている。多結晶（polycrystalline）、多結晶（multicrystalline）および単結晶シリコンをはじめとする多様なシリコン基板が、裏面パッシベーション処理された光電池において有用であることができる。これらの基板は、所望の電気的性質を有する層を提供するために、ドナー不純物でドープされた薄いシリコンウェーハ（すなわちn型半導体層）またはアクセプタ不純物でドープされた薄いシリコンウェーハ（すなわちp型半導体層）のいずれかから形成される。一般に、太陽電池は、p型基板から、おもて面をリンなどのn型不純物でカウンタドープして浅いp-n接合を形成することによって作製される。または、n型基板が使用されるならば、おもて面をホウ素などのアクセプタ不純物によってドープして浅いp-n接合を形成することができる。光は、光子の吸収およびその後の可動電荷キャリヤの生成を通して電気に変換され、それが、p-n接合で内部電位に押し通され、太陽電池から発生した電流として収集可能になる。
【００１６】
シリコン基板は、パッシベーションおよび反射防止機能を有する誘電体層または複数の層でおもて面がコーティングされ得るが、一方で、パッシベーション機能は裏面でより重要である。これらの誘電体層は、熱成長、スパッタリング、蒸着または原子層堆積材料、たとえば金属化合物およびケイ素化合物、たとえば酸化アルミニウム、二酸化ケイ素または窒化ケイ素から形成され得る。
【００１７】
パッシベーション処理されたシリコン基板のおもて面および裏面は、シリコンと外部電気回路との間に接触を形成するための電極として使用される金属または高導電性材料でコーティングされる。これらの電極は、金属ペースト（たとえばインク）のプリント、スパッタコーティング、電気めっきまたは蒸着技術によって形成され得る。おもて面電極（たとえば、基板がp型であるならば負電極）はおおむね透明でなければならず、かつ遮光を最小限にするためにバスバーを有する細いグリッドの形態にあり得る。すべての裏面接点太陽電池構造に関し、裏面電極は、基板の裏面を完全に覆ってもよいし、または相互嵌合した指のように配設されてもよい。
【００１８】
基板に塗布されるエマルションは、連続液相と、連続液相と不混和性であり、かつ連続液相内に分散領域を形成する分散液相とを含む。いくつかの実施態様において、連続相は分散相よりも速やかに蒸発する。適当なエマルションの一例は、水が分散液相であり、油が連続相を提供する油中水型エマルションである。エマルションはまた、油が分散液相を提供し、水が連続相を提供する水中油型エマルションの形態にあることができる。
【００１９】
連続相は有機溶媒を含むことができる。適当な有機溶媒は、石油エーテル、ヘキサン類、ヘプタン類、トルエン、ベンゼン、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ニトロメタン、ジブロモメタン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンまたはそれらの任意の混合物を含み得る。好ましくは、この連続相中で使用される溶媒は、分散相、たとえば水相の揮発性よりも高い揮発性を特徴とする。
【００２０】
分散液相に適した材料は、水および／または水混和性溶媒、たとえばメタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドンを含むことができる。
【００２１】
エマルションはまた、少なくとも一つの乳化剤、バインダまたはそれらの任意の混合物を含有し得る。適当な乳化剤は、非イオンおよびイオン化合物、たとえば市販の界面活性剤SPAN（登録商標）-20（Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO）、SPAN（登録商標）-40、SPAN（登録商標）-60、SPAN（登録商標）-80（Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO）、グリセリルモノオレエート、ドデシル硫酸ナトリウムまたはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。適当なバインダの例は、変性セルロース、たとえば約100,000〜約200,000の分子量を有するエチルセルロースおよび変性尿素、たとえばBYK-Chemie GmbH（Wesel, Germany）製の市販のBYK（登録商標）-410、BYK（登録商標）-411およびBYK（登録商標）-420樹脂を含む。
【００２２】
また、他の添加物がエマルション組成物の油相および／または水相中に存在してもよい。たとえば、添加物は、反応性または非反応性希釈剤、脱酸素剤、ハードコート成分、阻害剤、安定剤、着色剤、顔料、IR吸収剤、界面活性剤、湿潤剤、均展剤、流れ調整剤、チキソトロピーまたは他のレオロジー改質剤、スリップ剤、分散助剤、脱泡剤、保湿剤および腐食防止剤を含むことができるが、これらに限定されるわけではない。
【００２３】
エマルションは、パッシベーション層をバーンスルーするための粒子、たとえばガラスフリット粒子を含有する。多様なガラスフリット粒子が利用可能であり、鉛を含むものであってもよいし、または無鉛であってもよい。ガラスフリットは、鉛、亜鉛、ホウ素、ビスマスおよびテルルなどの金属酸化物を含み得る。ガラスフリットの粒度は、ナノサイズ〜ミクロンサイズ、たとえば5μmまで、または10μmまでの範囲であり得る。好ましくは、ガラスフリット粒度は、ガラスフリット粒子がネットワークへと自己組織化するような自己組織化工程に合致している。大きいガラスフリット粒子の場合、粒子をエマルションと混ぜ合わせる前に、粒度を下げる方法、たとえば粉砕法または磨砕法を用いてもよい。ガラスフリット粒子は、エマルション中、0.1重量％〜10重量％の範囲の濃度で存在し得る。
【００２４】
エマルションはまた、ガラスフリット粒子と組み合わせて金属ナノ粒子を含み得る。金属ナノ粒子は、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、ケイ化物形成性金属またはそれらの任意の組み合わせの群から選択されるが、それらに限定されるわけではない、金属合金を含む導電金属または金属混合物を含み得る。金属ナノ粒子はまた、ドーパント、たとえば周期表のII、III、Vおよび／またはVI族の元素または化合物を含有し得る。好ましい金属ナノ粒子は、米国特許第5,476,535号および第7,544,229号に記載されている、冶金化学プロセス（MCP；Metallurgic Chemical Process）として知られる方法によって製造される銀、銀・銅合金、銀・アルミニウム、銀パラジウムまたは他の銀合金または金属もしくは金属合金を含む。
【００２５】
適当なエマルションの具体例が、参照により全体として本明細書に組み入れられる米国特許第7,566,360号に記載されている。これらのエマルション組成物は概して、有機溶媒または有機溶媒混合物40〜80％、バインダ0〜3％、乳化剤0〜4％、金属粉末2〜10％および水または水混和性溶媒15〜55％を含む。
【００２６】
コーティング組成物は、エマルションの全成分を混合することによって調製することができる。混合物は、超音波処理、高剪断混合、高速混合、または懸濁液およびエマルションの調製に使用される他の公知の方法を使用して均質化することができる。
【００２７】
該組成物は、バー塗布、浸漬、スピンコーティング、ディッピング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、フレキソ印刷、スプレーコーティングまたは任意の他の適当な技術を使用して半導体基板に塗布することができる。いくつかの実施態様において、均質化されたコーティング組成物は、約1〜200ミクロン、たとえば5〜200ミクロンの厚さに達するまで、半導体基板に塗布される。
【００２８】
エマルションを基板に塗布する前に、基板をたとえばコーティングで前処理して特定の性質を改善することができる。たとえば、基板に、基板と塗布されるエマルションとの間の接着を改善するために、下塗り層を提供してもよい。
【００２９】
エマルションを半導体基板に塗布したのち、エマルションの液体部分を、加熱により、または加熱せずに、蒸発させる。液体がエマルションから除去されるとき、ナノ粒子が、光に対して透過性であるセルを画成するネットワーク様のトレースパターンへと自己組織化する。自己組織化したネットワークは、好ましくは、パッシベーション層によって被覆される面積を最大化するために、10％未満またはさらに5％未満の面積被覆率を含む低い面積被覆率（すなわち、ネットワークによって被覆される基板の面積または面積割合）を提供する。面積被覆率は、セルサイズ（すなわちネットワーク中の空き）とライン幅（すなわちネットワークラインの幅）との組み合わせによって決まる。自己組織化したネットワークは、一般的なプリント法の場合よりも狭い平均ライン幅、たとえば10μm未満またはさらに5μm未満を提供し得、それにより、さらに低い面積被覆率を提供する。
【００３０】
いくつかの実施態様において、セルはランダムな形状である。他の実施態様において、方法は、規則的なパターンを有するセルを作製するように実施される。そのような方法の例が、本出願と同一出願人による、参照により全体として本明細書に組み入れられる、2011年6月10日出願の「Process for Producing Patterned Coatings」と題するWO2012/170684に記載されている。この方法にしたがって、該組成物を、半導体基板の表面に塗布し、乾燥させて液体キャリヤを除去し、一方で、塗布および／または乾燥中に外力を加えて、基板の選択領域中で、連続相に対する分散領域の選択的成長を生じさせる。外力の印加は、不揮発性成分（ナノ粒子）を自己組織化させ、外力の形態によって決まる規則的な間隔（たとえば、規則的な中心間間隔）を有するセルを画成するトレースを含むパターンの形態のコーティングを形成させる。外力の印加は、たとえば、基板表面に該組成物を付着させたのち、該組成物の上にマイヤーロッドを通過させることによって達成され得る。または、該組成物は、グラビア版胴を使用して塗布することもできる。もう一つの実施態様においては、基板表面に該組成物を付着させたのち、リソグラフィーマスクを該組成物の上に配置し得る。マスクの場合、該組成物が乾燥するとき、マスクが、組成物に対し、マスクのパターンに一致するパターンを呈するように力を加える。
【００３１】
各々の場合において、パターン（具体的には、乾燥したコーティング中のセル同士の中心間間隔）を支配するのは外力である。しかし、セルを画成するトレースの幅は、外力によって直接制御されるわけではない。むしろ、エマルションの性質および乾燥条件がトレース幅の主な決定因子である。このようにして、非常に細いライン幅を有する工程、マスタおよび材料を開発する困難および費用を要することなく、外力よりも実質的に狭いラインを容易に製造することができる。細いライン幅は、エマルションおよび乾燥工程によって生成することができる。しかし、ネットワークのセルのサイズ、間隔および配向を制御するためには外力を（容易かつ廉価に）使用することができる。
【００３２】
液体除去および自己組織化層の形成ののち、その層を、熱、レーザ、紫外線、レーザもしくは他の処理および／または金属塩、塩基もしくはイオン液体などの化学物質への暴露を使用して焼結させてもよい。
【００３３】
液体除去、自己組織化層の形成および任意選択の焼結処理ののち、電極層を付着し得る、たとえば導電ペーストまたはインクでスクリーン印刷し得る。金属導電ペーストはアルミニウムまたは銀ペーストを含む。電極は、全面被覆（たとえば太陽電池の裏面）であってもよいし、または光が電極を透過することを可能にするための部分被覆（たとえば太陽電池のおもて面の透明な電極）であってもよい。パッシベート処理された裏面の全面被覆電極の場合、金属ペーストが、ガラスフリットなどのバーンスルー成分を含有しないことが好ましい。両面太陽電池の場合、いずれの側からも光透過を可能にするために、部分被覆電極が電池の両面に提供され得る。
【００３４】
電極付着ののち、製品を適度な高温で焼成または同時焼成して（たとえばベルト炉中で）、以下の工程：有機物（たとえばバインダまたは溶媒）の焼去、ファイヤスルー、焼結、アニーリングおよび合金化の一つまたは複数を達成して、層間の良好なオーム接触を提供する。温度は、ピーク温度（たとえば700〜900℃）まで増やすまたはステップアップさせ得る。ピーク温度は一般に、数秒〜1分の短い期間、保持する。
【００３５】
図1は焼成工程前の太陽電池100を示す。110がおもて面電極であり、120が半導体ウェーハまたは基板であり、130が裏面パッシベーション層であり、140が裏面電極であり、150が、ガラスフリットおよび任意で導電金属ナノ粒子を含む自己組織化ネットワークである。太陽電池のおもて面はまた、図示しない反射防止膜を有してもよい。焼成工程の前、ネットワーク150は、裏面パッシベーション層130の表面にあり、裏面電極140と半導体基板120との間に電気接触は設けられていない。
【００３６】
図2は焼成工程後の太陽電池200を示す。210がおもて面電極であり、220が半導体ウェーハまたは基板であり、230が裏面パッシベーション層であり、240が裏面電極であり、250が、ガラスフリットおよび任意で導電金属ナノ粒子を含む自己組織化ネットワークである。焼成工程後、ネットワーク250は裏面パッシベーション層230を貫通し、それにより、裏面電極240と半導体基板220との間に電気接触を設けている。
【実施例】
【００３７】
用語解説
2016519439.tif 000003
【００３８】
（表１）実施例1のエマルション組成
2016519439.tif 000004
【００３９】
実施例1
多結晶シリコンウェーハ（厚さ200um、156×156mm）をTianwei Corporation（中国）から得た。ウェーハのおもて面は表面組織化され、n層（70オーム／平方のシート抵抗を有する）を形成するようにリン拡散され、窒化ケイ素の80nm反射防止膜でコーティングされていた。ウェーハの裏面は、酸窒化ケイ素の40nm層でコーティングされたのち（プラズマ強化化学蒸着）、窒化ケイ素の40nm層でコーティングされたものであった。
【００４０】
湿潤厚さ約8umの下塗り溶液コーティング（アセトン99.1重量％中0.6重量％Synperonic NP-30および0.3重量％ポリ[ジメチルシロキサン-co-[3-(2-(2-ヒドロキシエトキシ）エトキシ)プロピル]メチルシロキサン]）を使用してウェーハの裏面を下塗りした。下塗りはマイヤーロッドで塗布し、空気乾燥させた。
【００４１】
まず、表1に示す成分を混合し、均質になるまで音波処理して溶液Aを形成することにより、エマルションを調製した。次に、BYK-348溶液（脱イオン水中0.04重量％）23.5グラムを溶液Aに加え、均質になるまで音波処理して溶液Bを形成した。最後に、0.17gのBYK-106および0.32gのDisperbyk-2025溶液（トルエン中0.1重量％）を溶液Bに加え、混合して最終的なエマルションを形成した。
【００４２】
次に、ウェーハの下塗りされた裏面を上記エマルションでコーティングした。エマルションをマイヤーロッドによって20〜30umの湿潤厚さまで塗布し、コーティングを乾燥させると、その間、ネットワークが自己組織化した。コーティングされたウェーハを、まず50℃のオーブンに約1分間入れ、次いで150℃のオーブンに20分間入れた。
【００４３】
次に、銀ペーストを使用して裏面バスバーをスクリーン印刷し、アルミニウムペーストを使用して全面被覆アルミニウム電極をスクリーン印刷した。銀ペーストを使用しておもて面電極（Hグリッド）をプリントした。
【００４４】
次に、300〜350℃のベーキング工程、450〜600℃の有機物焼去・合金化工程、600〜700℃の予熱工程および800〜900℃のファイヤスルー工程を使用して（最終温度を短く60秒未満維持した）、ウェーハをベーキングし、同時焼成した。最後に、エッジ分離レーザエッチングを実施した。
【００４５】
四つの反復試験材料を上記のように加工し、ソーラーシミュレータを使用する標準的な太陽電池試験法で試験した。結果を表2に報告する。結果は、エマルションが、パッシベーション層をバーンスルーすることができ、それによってオーム接触を構築することができたことを実証する。
【００４６】
（表２）実施例1の試験結果
2016519439.tif 000005
【００４７】
実施例2
実施例2は実施例1に記載したように調製したが、P204銀ナノ粒子粉末をエマルションに加えなかった。
【００４８】
（表３）実施例2のエマルション組成
2016519439.tif 000006
【００４９】
エマルション調製のために、表3に示す成分を混合し、均質になるまで音波処理して溶液Aを形成した。次に、BYK-348溶液（脱イオン水中0.04重量％）9.5グラムを溶液Aに加え、均質になるまで音波処理して溶液Bを形成した。最後に、0.06gのBYK-106および0.1gのDisperbyk-2025溶液（トルエン中0.1重量％）を溶液Bに加え、混合して、ウェーハ裏面コーティングのための最終的なエマルションを形成した。
【００５０】
試料を、ソーラーシミュレータを使用する標準的な太陽電池試験法で試験した。結果を表4に示す。結果は、銀ナノ粒子なしのエマルションがパッシベーション層をバーンスルーすることができ、それによってオーム接触を構築することを実証する。
【００５１】
（表４）実施例2の試験結果
2016519439.tif 000007
【００５２】
実施例3
実施例3は実施例2に記載したように調製したが、銀・アルミニウムナノ粒子をエマルションに加えた。
【００５３】
銀・アルミニウムナノ粒子調製
アルミニウムペレット（純度99.99％、呼び径0.95cm、C-KOE Metals L.P., Dallas, TX）840グラムを、黒鉛内面を有するセラミックるつぼに計り入れた。るつぼを、アルゴン流（アルゴン約1L/min）下、60％パワーの誘導炉（Opdel FS10誘導炉、Opticom, Italy）に入れ、すべてのアルミニウムが融解するまで約6〜7分置いた。銀ペレット（銀顆粒、純度99.99％、Umicore N.V., Belgium）360グラムを、炉内の融解したアルミニウムに加え、黒鉛かく拌機を使用して数回、銀が融解するまで約3〜4分間かく拌して、均質な融解物を形成した。融解物をすぐに鋼金型に流し込んで、250×115×15mmのインゴットを形成した。
【００５４】
第一の熱処理
インゴットを、400℃に設定された電気炉（Series K750、Heraeus GmbH, Germany）に入れ、その温度で2時間保持した。炉をオフにし、インゴットをゆっくり冷ましたのち、取り出した。
【００５５】
圧延機（BW-250、Carl Wezel KG, Germany）を使用して、インゴットを繰り返しローラに通して、インゴットの厚さをゆっくり減らして1mm試験片を形成した。さらなる熱処理に備え、圧延された試験片をより短い長さに切断した。
【００５６】
第二の熱処理
電気炉を220℃にセットし、圧延された試験片を炉の中に入れ、220℃で4時間保持した。熱処理された試験片を炉から取り出し、25℃以下の脱イオン水に入れて10〜20分間急冷した。
【００５７】
第二の熱処理と同日、まず、脱イオン水中5％（wt/wt）水酸化ナトリウムを使用して、試験片を、表面に気泡が発生するまで約2〜3分間浸漬することにより、表面洗浄した。表面洗浄および抽出の両方のために、約2リットルのNaOH溶液を約62gの試験片に使用した。試験片をすぐに取り出し、脱イオン水ですすいだ。次に、脱イオン水中25％（wt/wt）水酸化ナトリウムを使用して、試験片をおよそ室温で8〜10時間抽出して（処理の発熱性のせいで処理中に液温度が上昇する）、黒色粉末を形成した。pHがほぼ中性になるまで繰り返し抽出液をデカントし、脱イオン水と交換した。次いで、黒色粉末を40℃のオーブン中で約24時間乾燥させた。次いで、乾燥した粉末を500umふるいに通して、最終的なナノ粒子組成物を形成した。
【００５８】
ナノ粒子組成物のアルミニウム含有率はICPによる測定で13.50重量％であった。
【００５９】
（表５）実施例3のエマルション組成
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【００６０】
試料を、ソーラーシミュレータを使用する標準的な太陽電池試験法で試験した。結果を表6に示す。結果は、銀・アルミニウムナノ粒子を含むエマルションがパッシベーション層をバーンスルーすることができ、それによってオーム接触を構築することを実証する。
【００６１】
（表６）実施例3の試験結果
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【００６２】
本発明のいくつかの態様が説明された。しかし、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な変形を加え得ることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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