導電性膏以及太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及導電性膏以及太陽能電池，更詳細地，涉及適于太陽能電池的電極形 成的導電性膏、以及使用該導電性膏制造的太陽能電池。
【背景技術】
[0002] 太陽能電池通常在半導體基板的一個主面形成給定圖案的受光面電極。另外，在 除了所述受光面電極以外的半導體基板上形成反射防止膜，用所述反射防止膜抑制入射的 太陽光的反射損耗，由此提升太陽光向電能的變換效率。
[0003] 所述受光面電極通常使用導電性膏按照以下方式形成。即，導電性膏含有導電性 粉末、玻璃粉（glass frit)以及有機載體，在形成于半導體基板上的反射防止膜的表面涂 布導電性膏，形成給定圖案的導電膜。然后，在燒成過程使玻璃粉熔融，將導電膜下層的反 射防止膜分解、除去，由此燒結導電膜來形成受光面電極，并使該受光面電極和半導體基板 粘結，使兩者導通。
[0004] 如此在燒成過程將反射防止膜分解、除去，使半導體基板和受光面電極粘結的方 法被稱作燒成貫通（fire through)，太陽能電池的變換效率較大依賴于燒成貫通性。即，已 知若燒成貫通性不充分則變換效率就會降低，作為太陽能電池的基本性能就差。
[0005] 另外，在這種太陽能電池中，為了提高受光面電極和半導體基板的粘結強度，優選 使用低軟化點的玻璃粉。
[0006] 作為低軟化點的玻璃粉，過去使用鉛系的玻璃粉，但由于Pb的環境負荷大，因此 謀求取代鉛系玻璃粉的新的材料的出現。
[0007] 另一方面，如上述那樣，太陽能電池的變換效率較大依賴于燒成貫通性，但是若燒 成貫通過剩進行，被燒結的受光面電極穿透反射防止膜而侵蝕到半導體基板，則有可能會 招致電池特性的劣化。
[0008] 為此，在專利文獻1中提出了一種太陽能電池電極形成用導電性膏，包含以銀為 主成分的導電性粉末、玻璃粉、有機載體和溶劑，所述玻璃粉包含以氧化碲為網孔形成成分 的碲系玻璃粉。
[0009] 在該專利文獻1中，含有碲系玻璃粉的導電性膏由于即使進行燒成處理，燒結后 的受光面電極也不會深入地侵蝕半導體基板內部，因此燒成貫通性的控制容易，由此想要 實現在非鉛系的同時具有良好的電池特性的太陽能電池。
[0010] 進而，在該專利文獻1中，所述碲系玻璃粉除了包含氧化碲以外，還包含氧化鎢或 氧化鉬，且根據需要包含氧化鋅、氧化鉍、氧化鋁等的任意一種以上，由此謀求玻璃化范圍 的擴大和穩定化等。
[0011] 先行技術文獻
[0012] 專利文獻
[0013] 專利文獻I :JP特開2011-96747號公報（權利要求1、6、段落編號〔0021〕~〔 0〇28〕等）
[0014] 發明的概要
[0015] 發明要解決的課題
[0016] 但是，在專利文獻1中，雖然通過使用含有碲系玻璃粉的導電性膏而使受光面電 極與半導體基板的接觸電阻較低，由此要改善太陽能電池的電池特性，但接觸電阻依賴于 玻璃粉的組成。即，由于接觸電阻受到氧化碲或其它添加物（氧化鎢或氧化鉬等）的影響， 因此難以穩定地將接觸電阻維持得較低。

【發明內容】

[0017] 本發明鑒于這樣的狀況而提出，目的在于提供適于能使電極與半導體基板間的接 觸電阻較低的太陽能電池的電極形成的導電性膏、以及通過使用該導電性膏而使得能量變 換效率高且電池特性良好的太陽能電池。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 本發明者為了達成上述目的而進行銳意研宄的結果，得到如下見解：在玻璃粉中 使Te、Zn、Bi、進而從Li、Na、以及K中選擇的至少1種通過氧化物換算而成為給定范圍地 調制導電性膏，燒結該導電性膏來形成電極，由此能使電極與半導體基板之間的接觸電阻 較低，能夠得到能量變換效率高、電池特性良好的太陽能電池。
[0020] 本發明基于這樣的見解而提出，本發明所涉及的導電性膏用于形成太陽能電池的 電極，其特征在于，所述導電性膏至少含有導電性粉末、玻璃粉和有機載體，所述玻璃粉含 有Te，對于Te的含有量以換算成TeO 2計為35~90mol %，所述玻璃粉含有Zn，對于Zn的含 有量以換算成ZnO計為5~50mol %，所述玻璃粉含有Bi，對于Bi的含有量以換算成Bi2O3 計為1~20mol %，且所述玻璃粉含有從Li、Na、以及K中選擇的至少1種，對于從Li、Na、 以及K中選擇的至少1種的含有量以換算成氧化物計為0. 1~15mol %。
[0021] 另外，本發明者進一步銳意研宄的結果，獲知根據需要在玻璃粉中以換算成氧化 物計含有給定摩爾量的Mg、Ca、Sr、以及Ba等的堿土類金屬，也能得到所期望的變換效率。
[0022] 即，本發明的導電性膏中，優選所述玻璃粉含有給定摩爾量的從Mg、Ca、Sr、以 及Ba中選擇的至少1種元素，并且，對于所述給定摩爾量，所述Mg以換算成氧化物計為 8mol %以下，所述Ca以換算成氧化物計為5mol %以下，所述Sr以及所述Ba以換算成各自 的氧化物計為3mol %以下。
[0023] 進而，本發明者的更加的銳意研宄的結果，獲知以換算成氧化物計含有給定摩爾 量的Mn、Cu、Ag、V、B、P，也能得到所期望的變換效率。
[0024] 即，本發明的導電性膏中，優選所述玻璃粉含有給定摩爾量的從Mn、Cu、Ag、V、B、以 及P中選擇的至少1種元素，并且，對于所述給定摩爾量，所述Mn以及所述Cu以換算成各 自的氧化物計為20mol %以下，所述Ag以換算成氧化物計為IOmol %以下，所述V以換算成 氧化物計為Smol %以下，所述B以及所述P以換算成各自的氧化物計為3mol %以下。
[0025] 另外，本發明的導電性膏中，優選所述玻璃粉含有給摩爾量的從Ti、Co、Nb、Fe、Ni、 Al、Zr、Ta、Si、Sn、以及Sb中選擇的至少1種元素，并且，對于所述給定摩爾量，所述Ti以 換算成氧化物計為IOmol %以下，所述Co以換算成氧化物計為9mol %以下，所述Nb、所述 Fe、所述Ni、所述A1、所述Zr、所述Ta、所述Si、所述Sn、以及所述Sb以換算成各自的氧化 物計為3mol%以下。
[0026] 由此，不損害燒成時的玻璃粉的流動化，能實現化學耐久性的提升，能容易地調整 玻璃粉的熱物性。
[0027] 另外，本發明的導電性膏中，優選所述玻璃粉的含有量為1~10wt%。
[0028] 由此，能得到電極與半導體基板間的接合性良好且焊料附著性良好的導電性膏。
[0029] 另外，本發明的導電性膏中，優選所述導電性粉末是Ag粉末。
[0030] 由此，即使在大氣中燒成導電性膏也能得到有良好的導電性的電極。
[0031] 另外，本發明所涉及的太陽能電池特征在于，在半導體基板的一個主面形成反射 防止膜以及貫通該反射防止膜的電極，所述電極通過燒結上述任一者記載的導電性膏而 成。
[0032] 發明的效果
[0033] 根據本發明的導電性膏，由于至少含有導電性粉末、玻璃粉和有機載體，所述玻璃 粉含有Te，對于Te的含有量以換算成TeO 2計為35~90mol %，所述玻璃粉含有Zn，對于Zn 的含有量以換算成ZnO計為5~50mol %，所述玻璃粉含有Bi，對于Bi的含有量以換算成 Bi2O3計為1~20mol %，且所述玻璃粉含有從Li、Na、以及K中選擇的至少1種，對于從Li、 Na、以及K中選擇的至少1種的含有量以換算成氧化物計為0. 1~15mol %，因此能使電極 與半導體基板間的接觸電阻較低。
[0034] 另外，根據本發明的太陽能電池，由于在半導體基板的一個主面形成反射防止膜 以及貫通該反射防止膜的電極，所述電極通過燒結上述任一者記載的導電性膏而成，因此 能使電極與半導體基板間的接觸電阻較低，由此能得到能量變換效率高、電池特性良好的 太陽能電池。
【附圖說明】
[0035] 圖1是表示使用本發明所涉及的導電性膏制造的太陽能電池的1個實施方式的主 要部分截面圖。
[0036] 圖2是示意地表示受光面電極側的放大俯視圖。
[0037] 圖3是示意地表示背面電極側的放大底視圖。
【具體實施方式】
[0038] 接下來詳細說明本發明的實施方式。
[0039] 圖1是表示使用本發明所涉及的導電性膏制造的太陽能電池的1個實施方式的主 要部分截面圖。
[0040]