JP6266079B2 - 太陽電池の電極形成用導電性ペースト及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有する太陽電池の電極形成用導電性ペーストであって、ガラスフリットが、少なくとも一種の酸化物を含み、X線光電子分光法を用いて測定したガラスフリット中の酸素の結合エネルギーにおいて、526eV〜536eVの信号強度の合計値に対する、529eV〜531eV未満をピークとする信号強度の割合が、40%以上である、導電性ペーストである。本発明の導電性ペーストを用いて太陽電池の電極を形成するならば、良好な太陽電池特性を有する太陽電池を得ることができる。また、本発明の導電性ペーストを焼成する際に、窒化珪素膜等を材料とする反射防止膜をファイアースルーすることができる。
本発明の導電性ペーストでは、ガラスフリットに含まれる酸化物が、二酸化珪素を含むことができる。ガラスフリットに含まれる酸化物が、二酸化珪素を含むことにより、良好な太陽電池特性を有する太陽電池を確実に得ることができる。
本発明の導電性ペーストは、ガラスフリットに含まれる酸化物が、酸化鉛及び酸化ホウ素から選択される少なくとも一種を含むことができる。ガラスフリットに含まれる酸化物が、酸化鉛及び酸化ホウ素から選択される少なくとも一種を含むことにより、良好な太陽電池特性を有する太陽電池をより確実に得ることができる。
本発明の導電性ペーストは、ガラスフリットの含有量が、導電性粉末100重量部に対して1.5〜10重量部であることができる。ガラスフリットの含有量が、導電性粉末100重量部に対して1.5〜10重量部であることにより、形成した電極の導電性を所定の値としつつ、電極と、結晶系シリコン基板との間の接触抵抗を低減することができる。
本発明の導電性ペーストは、導電性粉末が銀粉末であることができる。導電性粉末が、導電率の高い銀粉末であることにより、良好な太陽電池特性を有する太陽電池をさらに確実に得ることができる。
本発明は、構成1〜5のいずれか1項記載の導電性ペーストを、結晶系シリコン基板のn型シリコン層上又はn型シリコン層上の反射防止膜上に印刷し、乾燥し、及び焼成することによって電極を形成する工程を含む、太陽電池の製造方法である。上述の本発明の導電性ペーストを用いる太陽電池の製造方法により、良好な太陽電池特性を有する太陽電池を得ることができる。
本発明は、構成6記載の製造方法によって製造される太陽電池である。上述の太陽電池の製造方法により得られた太陽電池は、良好な太陽電池特性を有するものである。
本発明は、太陽電池の電極形成用導電性ペーストの製造方法であって、X線光電子分光法によりガラスフリット中の酸素の結合エネルギーを測定する工程と、X線光電子分光法を用いたガラスフリット中の酸素の結合エネルギーにおいて、526eV〜536eVの信号強度の合計値に対する、529eV〜531eV未満をピークとする信号強度の割合が、40%以上であるガラスフリットを選択する工程と、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを混合する工程とを有する、製造方法である。本発明の製造方法により得られる導電性ペーストを用いて太陽電池の電極を形成するならば、良好な太陽電池特性を有する太陽電池を得ることができる。
本発明の導電性ペーストの製造方法では、ガラスフリットに含まれる酸化物が、二酸化珪素を含むことができる。ガラスフリットに含まれる酸化物が、二酸化珪素を含むことにより、得られる導電性ペーストを用いて、良好な太陽電池特性を有する太陽電池を確実に得ることができる。
本発明の導電性ペーストの製造方法では、ガラスフリットに含まれる酸化物が、酸化鉛及び酸化ホウ素から選択される少なくとも一種を含むことができる。ガラスフリットに含まれる酸化物が、酸化鉛及び酸化ホウ素から選択される少なくとも一種を含むことにより、得られる導電性ペーストを用いて、良好な太陽電池特性を有する太陽電池を確実に得ることができる。
本発明の導電性ペーストの製造方法では、ガラスフリットの含有量が、導電性粉末100重量部に対して1.5〜10重量部であることができる。ガラスフリットの含有量が所定の範囲であることにより、得られる導電性ペーストを用いて、良好な太陽電池特性を有する太陽電池をさらに確実に得ることができる。
本発明の製造方法では、導電性粉末が銀粉末であることができる。導電性粉末が導電率の高い銀粉末であることにより、得られる導電性ペーストを用いて、良好な太陽電池特性を有する太陽電池をさらに確実に得ることができる。
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。
・導電性粉末 :Ag(100重量部)。球状、BET値が0.6m2/g、平均粒径D50が1.4μmのものを用いた。
・ガラスフリット:表1に示す配合及び軟化点のガラスフリットA〜Hを用いた。実施例及び比較例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は、表2に示すとおりである。なお、ガラスフリットの平均粒径D50は2μmとした。
・有機バインダ :エチルセルロース(1重量部)。エトキシ含有量48〜49.5重量%のものを用いた。
・溶剤 :ブチルカルビトール(11重量部)を用いた。
本発明の導電性ペーストの評価は、調製した導電性ペーストを用いて太陽電池を試作し、その特性を測定することによって行った。太陽電池の試作方法は次のとおりである。
太陽電池セル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、ソーラーシミュレータ光(AM1.5、エネルギー密度100mW/cm2)の照射下で測定し、測定結果から曲線因子(FF)、変換効率(%)及び直列抵抗Rs(Ω)を算出した。なお、試料は同じ条件のものを2個作製し、測定値は2個の平均値として求めた。
ガラスフリットの酸素の結合エネルギーを評価するために、X線光電子分光法(XPS法)により、酸素の結合エネルギーを測定した。具体的には、まず、ガラスフリットのみをブチルカルビトールを用いてペースト状にし、これを太陽電池用シリコン基板の裏面側に印刷し、150℃、60秒間乾燥させた。乾燥体を700℃のピーク温度により焼成し、ガラスフリットサンプルを作製した。このガラスフリットサンプルを用いて、結合エネルギーが526eV〜536eVを含む範囲でXPS信号強度を測定した。X線光電子分光装置は、アルバック・ファイ株式会社製PHI Quantera SXMを使用した。なお、XPS測定の際、ピークのシフトを補正するために、炭素のピークを基準として用いた。
表1に示すガラスフリットA〜Hを、表2に示す添加量になるように添加した導電性ペーストを太陽電池の表面電極形成用に用いて、上述のような方法で、実験1〜8の太陽電池を試作した。表2に、これらの太陽電池の特性である曲線因子(FF)の測定結果を示す。
2 反射防止膜
3 n型拡散層(n型シリコン層)
4 p型シリコン基板
5 裏面電極
Claims (6)
- 太陽電池の電極形成用導電性ペーストの製造方法であって、
ガラスフリットを用意する工程であって、ガラスフリットが、酸化鉛及び二酸化珪素を含み、ガラスフリット中のPbOの含有量が、50〜70mol%であるガラスフリットを含む、工程と、
X線光電子分光法によりガラスフリット中の酸素の結合エネルギーを測定する工程と、
X線光電子分光法を用いたガラスフリット中の酸素の結合エネルギーにおいて、526eV〜536eVの信号強度の合計値に対する、529eV〜531eV未満をピークとする信号強度の割合が、40%以上であるガラスフリットを選択する工程と、
導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを混合する工程と
を有する、製造方法。 - ガラスフリットに含まれる酸化物が、酸化ホウ素をさらに含む、請求項1に記載の製造方法。
- ガラスフリットの含有量が、導電性粉末100重量部に対して1.5〜10重量部である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 導電性粉末が銀粉末である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- X線光電子分光法を用いて測定したガラスフリット中の酸素の結合エネルギーにおいて、526eV〜536eVの信号強度の合計値に対する、529eV〜531eV未満をピークとする信号強度の割合が、60%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 太陽電池の製造方法であって、
太陽電池の電極形成用導電性ペーストを製造する導電性ペースト製造工程であって、導電性ペースト製造工程が、
ガラスフリットを用意する工程であって、ガラスフリットが、酸化鉛及び二酸化珪素を含み、ガラスフリット中のPbOの含有量が、50〜70mol%であるガラスフリットを含む、工程と、
X線光電子分光法によりガラスフリット中の酸素の結合エネルギーを測定する工程と、
X線光電子分光法を用いたガラスフリット中の酸素の結合エネルギーにおいて、526eV〜536eVの信号強度の合計値に対する、529eV〜531eV未満をピークとする信号強度の割合が、40%以上であるガラスフリットを選択する工程と、
導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを混合する工程と
を含む導電性ペースト製造工程、及び、
導電性ペースト製造工程により製造された太陽電池の電極形成用導電性ペーストを、結晶系シリコン基板のn型シリコン層上又はn型シリコン層上の反射防止膜上に印刷し、乾燥し、及び焼成することによって電極を形成する工程
を含む、太陽電池の製造方法。
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