JP2012243865A

JP2012243865A - 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル

Info

Publication number: JP2012243865A
Application number: JP2011110646A
Authority: JP
Inventors: Nao Sato; 奈央佐藤; Kazunori Ishikawa; 和憲石川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す太陽電池セルを得ることができる太陽電池集電電極形成用導電性組成物およびそれを用いた太陽電池セルの提供。
【解決手段】受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備する太陽電池セルの集電電極を形成する太陽電池集電電極形成用導電性組成物であって、
導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を含有し、
前記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩として、カルボン酸銀塩（Ｂ１）と、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上のカルボン酸金属塩（Ｂ２）と、を併用する太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セルに関する。

太陽光のような光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題に対する関心が高まるにつれ、積極的に種々の構造・構成のものが開発されている。その中でも、シリコンなどの半導体基板を用いた太陽電池は、その変換効率、製造コストなどの優位性により最も一般的に用いられている。

このような太陽電池の電極を形成する材料としては、例えば、特許文献１には、「有機バインダと、溶剤と、導電性粒子と、ガラスフリットと、金属酸化物と、１５０〜８００℃の温度範囲で気体に変化する物質とを含む、太陽電池電極用導電性ペースト。」が記載されており（［請求項１］）、上記気体に変化する物質として有機金属化合物が記載されており（［請求項３］［請求項４］）、有機金属化合物の具体例として、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等の金属のジケトン錯体やカルボン酸塩が記載されている（［００３９］）。

一方、特許文献２には、本出願人により、「銀粉（Ａ）と、酸化銀（Ｂ）と、有機溶媒（Ｄ）とを含有し、該銀粉（Ａ）が組成物に含有される銀単体および銀化合物中５０質量％以上である導電性組成物」が提案されており（［請求項１］）、任意成分としてカルボン酸銀塩を含む態様や、ガラスフリット等の他の添加剤を含む態様が記載されている（［請求項２］［００３０］［００３１］［００３２］等）。

特開２００７−２９４６７７号公報特開２０１１−３５０６２号公報

しかしながら、本発明者が、特許文献１および２に記載された導電性ペーストや導電性組成物について検討したところ、電極を形成する焼成温度によっては、得られる太陽電池セルの曲線因子（ＦＦ）が低くなる場合があることが明らかとなった。

このように焼成温度によって特性が変化してしまうと、その程度によっては、太陽電池セルを製造したときに歩留まりが低下したり、歩留まりを向上させるために高い精度で焼成温度を制御したりしなければならない、等の問題が生じる場合があった。

そこで、本発明は、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す太陽電池セルを得ることができる太陽電池集電電極形成用導電性組成物およびそれを用いた太陽電池セルを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を併用する導電性組成物を用いて電極を形成することにより、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す太陽電池セルを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記（１）〜（８）を提供する。

（１）導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を含有する太陽電池集電電極形成用導電性組成物であって、
上記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を併用する太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（２）上記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、カルボン酸銀塩（Ｂ１）と、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上の金属のカルボン酸金属塩（Ｂ２）と、を併用する上記（１）に記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（３）上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）が、２−エチルヘキサン酸、オクチル酸、ナフテン酸、ステアリン酸およびラウリン酸からなる群から選択される脂肪酸の金属塩である上記（２）に記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（４）上記脂肪酸金属塩（Ｂ）の含有量が、上記導電性粒子（Ａ）１００質量部に対して１〜１５質量部である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（５）上記カルボン酸銀塩（Ｂ１）および上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）の質量比（Ｂ１／Ｂ２）が、３０／７０〜９５／５である上記（２）〜（４）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（６）更に、樹脂バインダー（Ｅ）を含有する上記（１）〜（５）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（７）受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備し、少なくとも上記表面電極が、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物を用いて形成される、太陽電池セル。

（８）インターコネクタを用いて上記（７）に記載の太陽電池セルを直列に配線した太陽電池モジュール。

以下に示すように、本発明によれば、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す太陽電池セルを得ることができる太陽電池集電電極形成用導電性組成物およびそれを用いた太陽電池セルを提供することができる。

図１は太陽電池セルの好適な実施態様の一例を示す断面図である。

〔太陽電池集電電極形成用導電性組成物〕
本発明の太陽電池集電電極形成用導電性組成物（以下、「本発明の導電性組成物」と略す。）は、導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を含有する太陽電池集電電極形成用導電性組成物であって、上記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を併用する太陽電池集電電極形成用の導電性組成物である。
以下に、導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）ならびに所望により含有してもよい他の成分等について詳述する。

＜導電性粒子（Ａ）＞
本発明の導電性組成物で用いる導電性粒子（Ａ）は特に限定されず、例えば、電気抵抗率が２０×１０^-6Ω・ｃｍ以下の金属材料を用いることができる。
上記金属材料としては、具体的には、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
これらのうち、体積抵抗率の小さい電極を形成することができ、光電変換効率の高い太陽電池セルを作製できる理由から、金、銀、銅であるのが好ましく、銀であるのがより好ましい。

本発明においては、上記導電性粒子（Ａ）は、印刷性が良好となる理由から、平均粒子径が０．５〜１０μｍの金属粉末を用いるのが好ましい。
上記金属粉末のうち、体積抵抗率の小さい電極を形成することができ、光電変換効率の高い太陽電池セルを作製できる理由から、球状の銀粉末を用いるのがより好ましい。
ここで、平均粒子径とは、金属粉末の粒子径の平均値をいい、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定された５０％体積累積径（Ｄ５０）をいう。なお、平均値を算出する基になる粒子径は、金属粉末の断面が楕円形である場合はその長径と短径の合計値を２で割った平均値をいい、正円形である場合はその直径をいう。
また、球状とは、長径／短径の比率が２以下の粒子の形状をいう。

また、本発明においては、上記導電性粒子（Ａ）の平均粒子径は、印刷性がより良好となる理由から、０．７〜５μｍであるのが好ましく、焼結速度が適当となり作業性に優れる理由から、１〜３μｍであるのがより好ましい。

更に、本発明においては、上記導電性粒子（Ａ）として市販品を用いることができ、その具体例としては、ＡｇＣ−１０２（形状：球状、平均粒子径：１．５μｍ、福田金属箔粉工業社製）、ＡｇＣ−１０３（形状：球状、平均粒子径：１．５μｍ、福田金属箔粉工業社製）、ＡＧ４−８Ｆ（形状：球状、平均粒子径：２．２μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）、ＡＧ２−１Ｃ（形状：球状、平均粒子径：１．０μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）、ＡＧ３−１１Ｆ（形状：球状、平均粒子径：１．４μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）、ＳＰＮ５Ｊ（形状：球状、平均粒子径：１．２μｍ、三井金属社製）、ＥＨＤ（形状：球状、平均粒子径：０．５μｍ、三井金属社製）、ＡｇＣ−２０１１（形状：フレーク状、平均粒子径：２〜１０μｍ、福田金属箔粉工業社製）、ＡｇＣ−３０１Ｋ（形状：フレーク状、平均粒子径：３〜１０μｍ、福田金属箔粉工業社製）等が挙げられる。

＜脂肪酸銀塩（Ｂ）＞
本発明の導電性組成物で用いる脂肪酸銀塩（Ｂ）は、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を併用するものである。
脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を併用する本発明の導電性組成物を用いて太陽電池セルの電極を形成することにより、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す太陽電池セルを得ることができる。
これは、詳細には明らかではないが、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を添加することにより、後述するガラスフリット（Ｃ）が軟化（分解）する温度領域が広がり、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）でファイヤースルーが適度に進行し、シリコン基板に対して良好なコンタクトが形成されるためと考えられる。

本発明においては、曲線因子の温度依存性をより低減できるという理由から、上記脂肪酸銀塩（Ｂ）は、カルボン酸銀塩（Ｂ１）と、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上の金属のカルボン酸金属塩（Ｂ２）とを併用するのが好ましい。

ここで、上記カルボン酸銀塩（Ｂ１）は、有機カルボン酸（脂肪酸）の銀塩であれば特に限定されず、例えば、特開２００８−１９８５９５号公報の［００６３］〜［００６８］段落に記載された脂肪酸金属塩（特に３級脂肪酸銀塩）、特許第４４８２９３０号公報の［００３０］段落に記載された脂肪酸銀塩、特開２０１０−９２６８４号公報の［００２９］〜［００４５］段落に記載された水酸基を１個以上有する脂肪酸銀塩、同公報の［００４６］〜［００５６］段落に記載された２級脂肪酸銀塩、特開２０１１−３５０６２号公報の［００２２］〜［００２６］に記載されたカルボン酸銀等を用いることができる。
これらのうち、印刷性が良好となり、曲線因子の温度依存性をより低減できるという理由から、炭素数１８以下のカルボン酸銀塩（Ｂ１−１）、カルボキシ銀塩基（−ＣＯＯＡｇ）と水酸基（−ＯＨ）とをそれぞれ１個以上有するカルボン酸銀塩（Ｂ１−２）、および、水酸基（−ＯＨ）を有さずにカルボキシ銀塩基（−ＣＯＯＡｇ）を２個以上有するポリカルボン酸銀塩（Ｂ１−３）からなる群から選択される少なくとも１種のカルボン酸銀塩を用いるのが好ましい。
中でも、曲線因子の温度依存性を更に低減できるという理由から、水酸基（−ＯＨ）を有さずにカルボキシ銀塩基（−ＣＯＯＡｇ）を３個以上有するポリカルボン酸銀塩（Ｂ１−３）を用いるのが特に好ましい。

上記カルボン酸銀塩（Ｂ１−２）としては、例えば、下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のいずれかで表される化合物が挙げられる。
（式（Ｉ）中、ｎは０〜２の整数を表し、Ｒ¹は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基を表し、Ｒ²は炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｎが０または１である場合、複数のＲ²はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。ｎが２である場合、複数のＲ¹はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
式（ＩＩ）中、Ｒ¹は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基を表し、複数のＲ¹はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
式（ＩＩＩ）中、Ｒ¹は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基を表し、Ｒ³は炭素数１〜６のアルキレン基を表す。複数のＲ¹はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。）

また、上記ポリカルボン酸銀塩（Ｂ１−３）としては、例えば、下記式（ＩＶ）で表される化合物であるが挙げられる。
（式（ＩＶ）中、ｍは、２〜６の整数を表し、Ｒ⁴は、炭素数１〜２４のｍ価の飽和脂肪族炭化水素基、炭素数２〜１２のｍ価の不飽和脂肪族炭化水素基、炭素数３〜１２のｍ価の脂環式炭化水素基、または、炭素数６〜１２のｍ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ⁴の炭素数をｐとすると、ｍ≦２ｐ＋２である。）

上記カルボン酸銀塩（Ｂ１−１）としては、具体的には、２−メチルプロパン酸銀塩（別名：イソ酪酸銀塩）、２−メチルブタン酸銀塩等が好適に例示される。
また、上記カルボン酸銀塩（Ｂ１−２）としては、具体的には、２−ヒドロキシイソ酪酸銀塩、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−ｎ−酪酸銀塩等が好適に例示される。
また、上記ポリカルボン酸銀塩（Ｂ１−３）としては、具体的には、１，３，５−ペンタントリカルボン酸銀塩、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸銀塩等が好適に例示される。

一方、上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）は、有機カルボン酸（脂肪酸）のマグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上の金属の金属塩であれば特に限定されない。

本発明においては、上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）を生成する上記有機カルボン酸は、後述する溶媒（Ｄ）に対する溶解性が良好であり、得られる本発明の導電性組成物の貯蔵安定性も良好となる理由から、炭素数５〜２０の脂環式および／または鎖状の飽和炭化水素基を有する脂肪酸であるのが好ましい。
上記有機カルボン酸としては、具体的には、例えば、２−エチルヘキサン酸、オクチル酸、ナフテン酸、ステアリン酸、ラウリン酸等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

このようなカルボン酸金属塩（Ｂ２）としては、具体的には、例えば、オクチル酸マグネシウム、オクチル酸ニッケル、オクチル酸銅、オクチル酸亜鉛、オクチル酸イットリウム、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛；ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸イットリウム、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸スズ、ナフテン酸鉛；ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸イットリウム、ステアリン酸ジルコニウム、ステアリン酸スズ、ステアリン酸鉛；ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸ニッケル、ラウリン酸銅、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸イットリウム、ラウリン酸ジルコニウム、ラウリン酸スズ、ラウリン酸鉛；等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

また、本発明においては、上記脂肪酸金属塩（Ｂ）の含有量は、曲線因子の温度依存性をより低減できるという理由から、上記導電性粒子（Ａ）１００質量部に対して、１〜１５質量部であるのが好ましく、２〜１５質量部であるのがより好ましい。

更に、本発明においては、曲線因子の温度依存性をより低減できるという理由から、上記カルボン酸銀塩（Ｂ１）および上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）の質量比（Ｂ１／Ｂ２）が、３０／７０〜９５／５であるのが好ましく、４０／６０〜９５／５であるのがより好ましく、５０／５０〜９５／５であるのが更に好ましい。

＜ガラスフリット（Ｃ）＞
本発明の導電性組成物で用いるガラスフリット（Ｃ）は特に限定されず、軟化温度が３００℃以上で、焼成温度（熱処理温度）以下のものを用いるのが好ましい。
上記ガラスフリット（Ｃ）としては、具体的には、例えば、軟化温度３００〜８００℃のホウケイ酸ガラスフリット等が挙げられる。
上記ガラスフリット（Ｃ）の形状は特に限定されず、球状でも破砕粉状でもよい。球状のガラスフリットの平均粒子径（Ｄ５０）は、０．１〜２０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましい。さらに、１５μｍ以上の粒子を除去した、シャープな粒度分布を持つガラスフリットを用いることが好ましい。
上記ガラスフリット（Ｃ）の含有量は、上記導電性粒子（Ａ）１００質量部に対して０．５〜１０質量部であるのが好ましく、１〜５質量部であるのがより好ましい。

＜溶媒（Ｄ）＞
本発明の導電性組成物で用いる溶媒（Ｄ）は、本発明の導電性組成物を基材上に塗布することができるものであれば特に限定されない。
上記溶媒（Ｄ）としては、具体的には、例えば、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレート、ジエチレングリコールジブチルエーテル、メチルエチルケトン、イソホロン、α−テルピネオール等が挙げられ、これらを１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。
また、上記溶媒（Ｄ）の含有量は、上記導電性粒子（Ａ）１００質量部に対して、２〜２０質量部であるのが好ましく、５〜１５重量部であるのがより好ましい。

＜樹脂バインダー（Ｅ）＞
本発明の導電性組成物は、印刷性の観点から、必要に応じて樹脂バインダー（Ｅ）を含有していてもよい。
上記樹脂バインダー（Ｅ）は、バインダー機能を有する樹脂を溶媒に溶解したものである。
上記樹脂としては、具体的には、例えば、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、これらを１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらのうち、熱分解性の観点から、エチルセルロース樹脂を用いるのが好ましい。
また、上記溶媒としては、具体的には、例えば、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジアセトンアルコール、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらを１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。なお、本発明においては、上記溶媒は、上述した溶媒（Ｄ）の一部であってもよい。

＜金属酸化物＞
本発明の導電性組成物は、光電変換効率を向上させるために、金属酸化物を含有していてもよい。
上記金属酸化物としては、具体的には、例えば、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化ビスマス、酸化スズ、ＡＢＯ₃（式中、ＡはＢａ、ＣａおよびＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を表し、ＢはＴｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選択される少なくとも１種の元素であってＴｉを含むものを表す。）で表されるペロブスカイト等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
なお、本発明においては、本発明の導電性組成物のチクソ性が良好となり、アスペクト比を高くすることができる理由から、上記金属酸化物に相当し得る酸化銀の含有量は、上記溶媒（Ｄ）１００質量部に対して５質量部以下であるのが好ましく、１質量部以下であるのがより好ましく、実質的に酸化銀を含有していない態様が最も好ましい。

本発明の導電性組成物の製造方法は特に限定されず、上記導電性粒子（Ａ）、上記脂肪酸金属塩（Ｂ）、上記ガラスフリット（Ｃ）および上記溶媒（Ｄ）ならびに所望により含有していてもよい樹脂バインダー（Ｅ）および金属酸化物を、ロール、ニーダー、押出し機、万能かくはん機等により混合する方法が挙げられる。

〔太陽電池セル〕
本発明の太陽電池セルは、受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備し、少なくとも上記表面電極が、上述した本発明の導電性組成物を用いて形成される太陽電池セルである。
なお、本発明の太陽電池セルは、上述した本発明の導電性組成物を全裏面電極型（いわゆるバックコンタクト型）太陽電池の裏面電極の形成にも適用することができるため、全裏面電極型の太陽電池にも適用することができる。
以下に、本発明の太陽電池セルの構成について図１を用いて説明する。なお、図１では、結晶系シリコン太陽電池を例に挙げて、本発明の太陽電池セルを説明するが、これに限られることはなく、例えば、薄膜系のアモルファスシリコン太陽電池、ハイブリッド型（ＨＩＴ）太陽電池等であってもよい。

図１に示すように、本発明の太陽電池セル１０は、受光面側の表面電極（フィンガー電極）１と、反射防止膜２と、ｎ層３およびｐ層５が接合したｐｎ接合シリコン基板４（以下、これらを併せて「結晶系シリコン基板７」ともいう。）と、裏面電極（全面電極）６とを具備するものである。
また、図１に示すように、本発明の太陽電池セル１０は、反射率低減のため、例えば、ウェハー表面にエッチングを施して、ピラミッド状のテクスチャを形成するのが好ましい。

＜表面電極／裏面電極＞
本発明の太陽電池セルが具備する表面電極および裏面電極は、少なくとも表面電極が本発明の導電性組成物を用いて形成されていれば、電極の配置（ピッチ）、形状、高さ、幅等は特に限定されない。
ここで、表面電極は、通常、複数個有するものであるが、本発明においては、複数の表面電極の一部のみが本発明の導電性組成物で形成されたものであってもよい。

＜反射防止膜＞
本発明の太陽電池セルが具備する反射防止膜は、受光面の表面電極が形成されていない部分に形成される膜（膜厚：０．０５〜０．１μｍ程度）であって、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化チタン膜、これらの積層膜等から構成されるものである。

＜結晶系シリコン基板＞
本発明の太陽電池セルが具備する結晶系シリコン基板は特に限定されず、太陽電池を形成するための公知のシリコン基板（板厚：１００〜４５０μｍ程度）を用いることができ、また、単結晶または多結晶のいずれのシリコン基板であってもよい。

また、上記結晶系シリコン基板はｐｎ接合を有するが、これは、第１導電型の半導体基板の表面側に第２導電型の受光面不純物拡散領域が形成されていることを意味する。なお、第１導電型がｎ型の場合には、第２導電型はｐ型であり、第１導電型がｐ型の場合には、第２導電型はｎ型である。
ここで、ｐ型を与える不純物としては、ホウ素、アルミニウム等が挙げられ、ｎ型を与える不純物としては、リン、砒素などが挙げられる。

本発明の太陽電池セルは、少なくとも上記表面電極が本発明の導電性組成物により形成されているため、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す。

本発明の太陽電池セルの製造方法は特に限定されないが、結晶系シリコン基板上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程と、本発明の導電性組成物を反射防止膜上に塗布して配線を形成する配線形成工程と、得られた配線を熱処理して電極（表面電極および／または裏面電極）を形成する熱処理工程とを有する方法が挙げられる。
以下に、反射防止膜形成工程、配線形成工程、熱処理工程について詳述する。

＜反射防止膜形成工程＞
上記反射防止膜形成工程は、結晶系シリコン基板上に反射防止膜を形成する工程である。
ここで、反射防止膜の形成方法は特に限定されず、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法により形成することができる。

＜配線形成工程＞
上記配線形成工程は、本発明の導電性組成物を反射防止膜上に塗布して配線を形成する工程である。
ここで、塗布方法としては、具体的には、例えば、インクジェット、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、凸版印刷等が挙げられる。

＜熱処理工程＞
上記熱処理工程は、上記配線形成工程で得られた配線を熱処理して導電性の配線（電極）を得る工程である。
ここで、上記熱処理は特に限定されないが、７００〜８００℃の温度で、数秒〜数十分間、加熱（焼成）する処理であるのが好ましい。温度および時間がこの範囲であると、反射防止膜上に塗布された配線がファイヤースルー（焼成貫通）することにより、結晶系シリコン基板と接触する電極を形成することができる。
なお、上述した配線形成工程で得られた配線は、紫外線または赤外線の照射でも電極を形成することができるため、本発明における熱処理工程は、紫外線または赤外線の照射によるものであってもよい。

〔太陽電池モジュール〕
本発明の太陽電池モジュールは、インターコネクタを用いて本発明の太陽電池セルを直列に配線した太陽電池モジュールである。
ここで、上記インターコネクタは、従来公知の太陽電池モジュールに使用されたコネクタを用いることができ、具体的には、例えば、半田または導電性接着剤をコートした銅リボン等を好適に用いることができる。

以下、実施例を用いて、本発明の導電性組成物について詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１〜１４、比較例１〜５）
＜導電性組成物の調製＞
ボールミルに、下記第１表に示す導電性粒子等を下記第１表中に示す組成比（質量比）となるように添加し、これらを混合することにより導電性組成物を調製した。

＜太陽電池セルの作製＞
アルカリテクスチャ処理を施した単結晶シリコンウェハーを準備し、裏面（受光面の反対側の面）の全面にアルミペーストをスクリーン印刷により塗布した後、１５０℃で１５分間乾燥した。
次いで、表面に、反射防止膜としてシリコン窒化膜をプラズマＣＶＤ法用いて形成した後、調製した各導電性組成物をスクリーン印刷により塗布して配線パターンを形成した。
その後、赤外線焼成炉にてピーク温度７２０℃および７８０℃の２つの条件で３０秒間焼成し、導電性の配線（電極）を形成させた太陽電池セルのサンプルを作製した。

＜曲線因子＞
作製した各太陽電池セルのサンプルについて、セルテスター（山下電装社製）を用いて曲線因子の評価を行った。結果を下記第１表に示す。

第１表中の各成分は、以下のものを使用した。
・銀粉：ＡｇＣ−１０３（形状：球状、平均粒子径：１．５μｍ、福田金属箔粉工業社製）
・イソ酪酸銀塩：まず、酸化銀（東洋化学工業社製）５０ｇ、イソ酪酸（関東化学社製）３８ｇおよびメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３００ｇをボールミルに投入し、室温で２４時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりＭＥＫを取り除き、得られた粉末を乾燥させることにより、白色のイソ酪酸銀塩を調製した。
・１，３，５−ペンタントリカルボン酸銀塩：まず、酸化銀（東洋化学工業社製）５０ｇ、１，３，５−ペンタントリカルボン酸（東京化成社製）３０ｇおよびメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３００ｇをボールミルに投入し、室温で２４時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりＭＥＫを取り除き、得られた粉末を乾燥させることによって、白色の１，３，５−ペンタントリカルボン酸銀塩を調製した。
・オクチル酸銀塩：まず、酸化銀（東洋化学工業社製）５０ｇ、オクチル酸（協和発酵ケミカル社製）６２．３ｇおよびメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３００ｇをボールミルに投入し、室温で２４時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりＭＥＫを取り除き、得られた粉末を乾燥させることによって、白色のオクチル酸銀塩を調製した。

・ナフテン酸亜鉛：ナフテックス亜鉛（日本化学産業社製）
・ナフテン酸鉛：ナフテックス鉛（日本化学産業社製）
・ナフテン酸銅：ナフテックス銅（日本化学産業社製）
・ナフテン酸マグネシウム：ナフテックスマグネシウム（日本化学産業社製）
・ナフテン酸スズ：ナフテックススズ（日本化学産業社製）
・オクチル酸ニッケル：ニッカオクチックスニッケル（日本化学産業社製）
・オクチル酸イットリウム：オクチル酸イットリウム(III)（三津和化学薬品社製）
・オクチル酸ジルコニウム：ニッカオクチックジルコニウム（日本化学産業社製）
・ステアリン酸亜鉛：ステアリン酸亜鉛（和光純薬社製）
・ラウリン酸イットリウム：ラウリン酸イットリウム(III)（三津和化学薬品社製）

・ガラスフリットＣ１：軟化点３９１℃、日本電気硝子社製
・ガラスフリットＣ２：軟化点４３０℃、日本電気硝子社製
・溶媒：α−テルピネオール
・樹脂バインダー：ＥＣ−１００ＦＴＰ（エチルセルロース樹脂固形分：９％、日新化成社製）

第１表に示す結果から、脂肪酸金属塩を１種のみ配合して調製した導電性組成物を用いると、７２０℃で焼成した電極を有する太陽電池セルの曲線因子は、７８０℃で焼成した電極を有する太陽電池セルの曲線因子よりも低くなることが分かった（比較例１および２）。逆に、ガラスフリットの種類を変えた導電性組成物を用いると、７８０℃で焼成した電極を有する太陽電池セルの曲線因子は、７２０℃で焼成した電極を有する太陽電池セルの曲線因子よりも低くなることが分かった（比較例３）。
また、脂肪酸および金属のいずれか一方のみが異なる２種の脂肪酸金属塩を配合して調製した導電性組成物を用いると、曲線因子の全内的な低下がみられ、温度依存性も大きくなることが分かった（比較例４および５）。

これに対し、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種の脂肪酸金属塩を配合して調製した導電性組成物を用いると、７２０℃で焼成した電極を有する太陽電池セルの曲線因子は、７８０℃で焼成した電極を有する太陽電池セルの曲線因子とほぼ同等であり、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示すことが分かった（実施例１〜１４）。
特に、実施例１〜９および１１〜１４と実施例１０との対比から、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種の脂肪酸金属塩を配合して調製した導電性組成物を用いると、ガラスフリットの種類に依らず、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示すことが分かった。

１表面電極
２反射防止膜
３ｎ層
４ｐｎ接合シリコン基板
５ｐ層
６裏面電極
７結晶系シリコン基板
１０太陽電池セル

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、脂肪酸および金属がいずれも異なる所定の脂肪酸金属塩を併用する導電性組成物を用いて電極を形成することにより、広い焼成温度範囲（７００〜８００℃）で高い曲線因子を示す太陽電池セルを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記（１）〜（７）を提供する。

（１）受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備する太陽電池セルの集電電極を形成する太陽電池集電電極形成用導電性組成物であって、
導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を含有し、
上記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩として、カルボン酸銀塩（Ｂ１）と、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上のカルボン酸金属塩（Ｂ２）と、を併用する太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（２）上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）が、２−エチルヘキサン酸、オクチル酸、ナフテン酸、ステアリン酸およびラウリン酸からなる群から選択される脂肪酸の金属塩である上記（１）に記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（３）上記脂肪酸金属塩（Ｂ）の含有量が、上記導電性粒子（Ａ）１００質量部に対して１〜１５質量部である上記（１）または（２）に記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（４）上記カルボン酸銀塩（Ｂ１）および上記カルボン酸金属塩（Ｂ２）の質量比（Ｂ１／Ｂ２）が、３０／７０〜９５／５である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（５）更に、樹脂バインダー（Ｅ）を含有する上記（１）〜（４）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。

（６）受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備し、少なくとも上記表面電極が、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物を用いて形成される、太陽電池セル。

（７）インターコネクタを用いて上記（６）に記載の太陽電池セルを直列に配線した太陽電池モジュール。

〔太陽電池集電電極形成用導電性組成物〕
本発明の太陽電池集電電極形成用導電性組成物（以下、「本発明の導電性組成物」と略す。）は、受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備する太陽電池セルの集電電極を形成する太陽電池集電電極形成用導電性組成物であって、導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を含有し、上記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、脂肪酸および金属がいずれも異なる所定の脂肪酸金属塩を併用する太陽電池集電電極形成用の導電性組成物である。
以下に、導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）ならびに所望により含有してもよい他の成分等について詳述する。

本発明においては、曲線因子の温度依存性をより低減できるという理由から、上記脂肪酸銀塩（Ｂ）は、カルボン酸銀塩（Ｂ１）と、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上の金属のカルボン酸金属塩（Ｂ２）とを併用する。

Claims

導電性粒子（Ａ）、脂肪酸金属塩（Ｂ）、ガラスフリット（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を含有する太陽電池集電電極形成用導電性組成物であって、
前記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、脂肪酸および金属がいずれも異なる２種以上の脂肪酸金属塩を併用する太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
前記脂肪酸金属塩（Ｂ）が、カルボン酸銀塩（Ｂ１）と、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、スズおよび鉛からなる群から選択される少なくとも１種以上のカルボン酸金属塩（Ｂ２）と、を併用する請求項１に記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
前記カルボン酸金属塩（Ｂ２）が、２−エチルヘキサン酸、オクチル酸、ナフテン酸、ステアリン酸およびラウリン酸からなる群から選択される脂肪酸の金属塩である請求項２に記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
前記脂肪酸金属塩（Ｂ）の含有量が、前記導電性粒子（Ａ）１００質量部に対して１〜１５質量部である請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
前記カルボン酸銀塩（Ｂ１）および前記カルボン酸金属塩（Ｂ２）の質量比（Ｂ１／Ｂ２）が、３０／７０〜９５／５である請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
更に、樹脂バインダー（Ｅ）を含有する請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物。
受光面側の表面電極、反射防止膜、半導体基板および裏面電極を具備し、少なくとも前記表面電極が、請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池集電電極形成用導電性組成物を用いて形成される、太陽電池セル。
インターコネクタを用いて請求項７に記載の太陽電池セルを直列に配線した太陽電池モジュール。