JP3050064B2 - 導電性ペースト、この導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
導電性ペースト、この導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及びその製造方法Info
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- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
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- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性ペースト、この
導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽
電池及びその製造方法に関する。
導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽
電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ｐ型シリコン（Ｓｉ）半導体基板の一面
側に形成されたｎ型不純物層と導通する電極が形成され
た電子部品の一例としては、図１及び図２で簡略化して
示すような太陽電池が知られており、この太陽電池は、
厚みが５００μｍ程度のｐ型Ｓｉ半導体基板１を具備
し、かつ、その一面側には深さ０．３〜０．５μｍ程度
のｎ型不純物層２が形成されたものとなっている。そし
て、ｎ型不純物層２が形成されたｐ型Ｓｉ半導体基板１
の一面、つまり受光面上には、ｎ型不純物層２から負
（マイナス）電位を取り出すためのグリッド電極３と、
光閉じ込め効果による光電変換効率を高めるための反射
防止膜４とが形成されている。また、この際、ｐ型Ｓｉ
半導体基板１の他面上には、正（プラス）電位を取り出
すための裏面電極５が形成されている。なお、図１中の
符号６は外部接続用の端子部であり、この端子部６はグ
リッド電極３同士を接続した状態として形成されてい
る。
側に形成されたｎ型不純物層と導通する電極が形成され
た電子部品の一例としては、図１及び図２で簡略化して
示すような太陽電池が知られており、この太陽電池は、
厚みが５００μｍ程度のｐ型Ｓｉ半導体基板１を具備
し、かつ、その一面側には深さ０．３〜０．５μｍ程度
のｎ型不純物層２が形成されたものとなっている。そし
て、ｎ型不純物層２が形成されたｐ型Ｓｉ半導体基板１
の一面、つまり受光面上には、ｎ型不純物層２から負
（マイナス）電位を取り出すためのグリッド電極３と、
光閉じ込め効果による光電変換効率を高めるための反射
防止膜４とが形成されている。また、この際、ｐ型Ｓｉ
半導体基板１の他面上には、正（プラス）電位を取り出
すための裏面電極５が形成されている。なお、図１中の
符号６は外部接続用の端子部であり、この端子部６はグ
リッド電極３同士を接続した状態として形成されてい
る。
【０００３】さらに、このような太陽電池は、以下の手
順に従って作製されるのが一般的である。すなわち、ま
ず、ｐ型Ｓｉ半導体基板１の一面側にｎ型不純物を拡散
することによってｎ型不純物層２を形成し、かつ、この
ｎ型不純物層２の表面上にＳｉＯ2やＴｉＯ2などの酸化
物からなる反射防止膜４を形成した後、予め成分調製さ
れた導電性ペースト、例えば、銀（Ａｇ）ペーストをス
クリーン印刷したうえで焼き付けることによってグリッ
ド電極３を形成する。
順に従って作製されるのが一般的である。すなわち、ま
ず、ｐ型Ｓｉ半導体基板１の一面側にｎ型不純物を拡散
することによってｎ型不純物層２を形成し、かつ、この
ｎ型不純物層２の表面上にＳｉＯ2やＴｉＯ2などの酸化
物からなる反射防止膜４を形成した後、予め成分調製さ
れた導電性ペースト、例えば、銀（Ａｇ）ペーストをス
クリーン印刷したうえで焼き付けることによってグリッ
ド電極３を形成する。
【０００４】そして、導電性ペーストをｐ型Ｓｉ半導体
基板１の他面上にスクリーン印刷したうえで焼き付ける
ことにより、裏面電極５を全面的もしくは蜘蛛の巣状な
どとして形成する。なお、この裏面電極５は、アルミニ
ウム（Ａｌ）電極膜と銀電極膜との二層構造などである
場合が多い。引き続き、グリッド電極３及び裏面電極５
のそれぞれが形成されたｐ型Ｓｉ半導体基板１に対する
予備半田付けを行った後、半田リフローによってグリッ
ド電極３上に外部接続用の端子部６を形成すると、太陽
電池が作製されたことになる。
基板１の他面上にスクリーン印刷したうえで焼き付ける
ことにより、裏面電極５を全面的もしくは蜘蛛の巣状な
どとして形成する。なお、この裏面電極５は、アルミニ
ウム（Ａｌ）電極膜と銀電極膜との二層構造などである
場合が多い。引き続き、グリッド電極３及び裏面電極５
のそれぞれが形成されたｐ型Ｓｉ半導体基板１に対する
予備半田付けを行った後、半田リフローによってグリッ
ド電極３上に外部接続用の端子部６を形成すると、太陽
電池が作製されたことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
太陽電池におけるグリッド電極３を反射防止膜４上にそ
のまま形成したのでは、絶縁性を有する反射防止膜４が
介在しているために、ｎ型不純物層２及びグリッド電極
３間の良好なオーミックコンタクトが得られないことに
なる。そこで、グリッド電極３を形成する際には、グリ
ッド電極３の形成位置を見越したマスキングを行ったう
えで反射防止膜４を形成しておいたり、反射防止膜４の
パターンエッチングを行ったりしなければならず、ま
た、導電性ペースト印刷時の位置合わせを精度よく行う
必要もあった。そして、これらの作業を実行するにあた
っては、大変に煩わしい手間を要することになる結果、
生産コストの大幅な上昇を招くという不都合が生じてい
た。
太陽電池におけるグリッド電極３を反射防止膜４上にそ
のまま形成したのでは、絶縁性を有する反射防止膜４が
介在しているために、ｎ型不純物層２及びグリッド電極
３間の良好なオーミックコンタクトが得られないことに
なる。そこで、グリッド電極３を形成する際には、グリ
ッド電極３の形成位置を見越したマスキングを行ったう
えで反射防止膜４を形成しておいたり、反射防止膜４の
パターンエッチングを行ったりしなければならず、ま
た、導電性ペースト印刷時の位置合わせを精度よく行う
必要もあった。そして、これらの作業を実行するにあた
っては、大変に煩わしい手間を要することになる結果、
生産コストの大幅な上昇を招くという不都合が生じてい
た。
【０００６】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、電極形成時に要する手間の大幅な
削減を図ることができる導電性ペースト、この導電性ペ
ーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及び
その製造方法の提供を目的としている。
されたものであって、電極形成時に要する手間の大幅な
削減を図ることができる導電性ペースト、この導電性ペ
ーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及び
その製造方法の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る導電性ペー
ストは、ｐ型Ｓｉ半導体基板の一面側に形成されたｎ型
不純物層と導通する電極を形成する際に用いられる導電
性ペーストであって、銀粉末と、ガラスフリットと、リ
ン酸銀と、有機質ビヒクルとからなり、銀粉末の１００
重量部に対するガラスフリットの配合比率が１重量部以
上で５重量部以下の範囲内とされ、かつ、銀粉末の１０
０重量部に対するリン酸銀の配合比率が０．５重量部以
上で５重量部未満の範囲内とされたものである。
ストは、ｐ型Ｓｉ半導体基板の一面側に形成されたｎ型
不純物層と導通する電極を形成する際に用いられる導電
性ペーストであって、銀粉末と、ガラスフリットと、リ
ン酸銀と、有機質ビヒクルとからなり、銀粉末の１００
重量部に対するガラスフリットの配合比率が１重量部以
上で５重量部以下の範囲内とされ、かつ、銀粉末の１０
０重量部に対するリン酸銀の配合比率が０．５重量部以
上で５重量部未満の範囲内とされたものである。
【０００８】そして、本発明に係る太陽電池は、上記導
電性ペーストからなるグリッド電極、すなわち、銀粉末
と、ガラスフリットと、リン酸銀とを含んでおり、銀粉
末の１００重量部に対するガラスフリットの配合比率が
１重量部以上で５重量部以下の範囲内とされ、かつ、銀
粉末の１００重量部に対するリン酸銀の配合比率が０．
５重量部以上で５重量部未満の範囲内とされたグリッド
電極が形成された太陽電池である。
電性ペーストからなるグリッド電極、すなわち、銀粉末
と、ガラスフリットと、リン酸銀とを含んでおり、銀粉
末の１００重量部に対するガラスフリットの配合比率が
１重量部以上で５重量部以下の範囲内とされ、かつ、銀
粉末の１００重量部に対するリン酸銀の配合比率が０．
５重量部以上で５重量部未満の範囲内とされたグリッド
電極が形成された太陽電池である。
【０００９】また、本発明に係る太陽電池の製造方法
は、ｐ型シリコン半導体基板の一面側にｎ型不純物層を
形成し、かつ、このｎ型不純物層の表面上に酸化物から
なる反射防止膜を全面的に形成する工程と、銀粉末と、
ガラスフリットと、リン酸銀と、有機質ビヒクルとから
なり、銀粉末の１００重量部に対するガラスフリットの
配合比率が１重量部以上で５重量部以下の範囲内とさ
れ、かつ、銀粉末の１００重量部に対するリン酸銀の配
合比率が０．５重量部以上で５重量部未満の範囲内とさ
れた導電性ペーストを反射防止膜の表面上に印刷したう
えで焼き付けてグリッド電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴としている。
は、ｐ型シリコン半導体基板の一面側にｎ型不純物層を
形成し、かつ、このｎ型不純物層の表面上に酸化物から
なる反射防止膜を全面的に形成する工程と、銀粉末と、
ガラスフリットと、リン酸銀と、有機質ビヒクルとから
なり、銀粉末の１００重量部に対するガラスフリットの
配合比率が１重量部以上で５重量部以下の範囲内とさ
れ、かつ、銀粉末の１００重量部に対するリン酸銀の配
合比率が０．５重量部以上で５重量部未満の範囲内とさ
れた導電性ペーストを反射防止膜の表面上に印刷したう
えで焼き付けてグリッド電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴としている。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明においては、従来例に係る
図１及び図２で示したと同構成を有する太陽電池が具体
例であるものとしており、図３は製造途中状態を拡大し
て示す断面図である。
する。なお、本実施例の説明においては、従来例に係る
図１及び図２で示したと同構成を有する太陽電池が具体
例であるものとしており、図３は製造途中状態を拡大し
て示す断面図である。
【００１１】本実施例に係る導電性ペーストは、ｐ型Ｓ
ｉ半導体基板の一面側に形成されたｎ型不純物層と導通
する電極、例えば、図１及び図２で示された太陽電池の
グリッド電極３を形成する際などに用いられるものであ
り、この導電性ペーストは固形分と有機質ビヒクルとを
適当な配合比率で調製することによって得られたもので
ある。そして、この導電性ペーストにおける固形分は、
銀粉末と、ガラスフリットと、リン酸銀と、有機質ビヒ
クルとからなっており、銀粉末の１００重量部に対する
ガラスフリットの配合比率は１重量部以上で５重量部以
下の範囲内とされる一方、銀粉末の１００重量部に対す
るリン酸銀の配合比率は０．５重量部以上で５重量部未
満の範囲内とされている。
ｉ半導体基板の一面側に形成されたｎ型不純物層と導通
する電極、例えば、図１及び図２で示された太陽電池の
グリッド電極３を形成する際などに用いられるものであ
り、この導電性ペーストは固形分と有機質ビヒクルとを
適当な配合比率で調製することによって得られたもので
ある。そして、この導電性ペーストにおける固形分は、
銀粉末と、ガラスフリットと、リン酸銀と、有機質ビヒ
クルとからなっており、銀粉末の１００重量部に対する
ガラスフリットの配合比率は１重量部以上で５重量部以
下の範囲内とされる一方、銀粉末の１００重量部に対す
るリン酸銀の配合比率は０．５重量部以上で５重量部未
満の範囲内とされている。
【００１２】なお、ここでの銀粉末はＳＥＭ平均粒径が
０．１〜１０μｍ程度の球状やフレーク（偏平）状とな
ったものであり、ガラスフリットは軟化点が５００℃以
下、望ましくは４５０℃以下となるＰｂＯ−ＳｉＯ2−
Ｂ2Ｏ3系やＢｉ2Ｏ3−ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系、Ｚ
ｎＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系などの１種または混合物であ
ることが好ましい。
０．１〜１０μｍ程度の球状やフレーク（偏平）状とな
ったものであり、ガラスフリットは軟化点が５００℃以
下、望ましくは４５０℃以下となるＰｂＯ−ＳｉＯ2−
Ｂ2Ｏ3系やＢｉ2Ｏ3−ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系、Ｚ
ｎＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系などの１種または混合物であ
ることが好ましい。
【００１３】また、本実施例に係る太陽電池は、図１及
び図２で示した従来例同様、厚みが５００μｍ程度のｐ
型Ｓｉ半導体基板１を具備し、かつ、その一面側には深
さ０．３〜０．５μｍ程度のｎ型不純物層２が形成され
たものであり、ｎ型不純物層２が形成された受光面上に
は、グリッド電極３及び反射防止膜４が形成されてい
る。そして、この際におけるグリッド電極３は、銀粉末
と、ガラスフリットと、リン酸銀とを含んでおり、銀粉
末の１００重量部に対するガラスフリットの配合比率が
１重量部以上で５重量部以下の範囲内とされ、かつ、銀
粉末１００重量部に対するリン酸銀の配合比率が０．５
重量部以上で５重量部未満の範囲内とされたものとなっ
ている。なお、図中の符号５はｐ型Ｓｉ半導体基板１の
他面上に形成された裏面電極であり、６はグリッド電極
３同士を接続して形成された外部接続用の端子部を示し
ている。
び図２で示した従来例同様、厚みが５００μｍ程度のｐ
型Ｓｉ半導体基板１を具備し、かつ、その一面側には深
さ０．３〜０．５μｍ程度のｎ型不純物層２が形成され
たものであり、ｎ型不純物層２が形成された受光面上に
は、グリッド電極３及び反射防止膜４が形成されてい
る。そして、この際におけるグリッド電極３は、銀粉末
と、ガラスフリットと、リン酸銀とを含んでおり、銀粉
末の１００重量部に対するガラスフリットの配合比率が
１重量部以上で５重量部以下の範囲内とされ、かつ、銀
粉末１００重量部に対するリン酸銀の配合比率が０．５
重量部以上で５重量部未満の範囲内とされたものとなっ
ている。なお、図中の符号５はｐ型Ｓｉ半導体基板１の
他面上に形成された裏面電極であり、６はグリッド電極
３同士を接続して形成された外部接続用の端子部を示し
ている。
【００１４】本実施例においては、まず、ＳＥＭ粒径が
約０．１μｍ及び１．５〜２．５μｍの球状銀粉それぞ
れと、ＳＥＭ粒径が４〜５μｍのフレーク（偏平）状銀
粉とを重量比１：３：６の割合で混合してなる銀粉末
と、軟化点が４３０℃のＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガ
ラスフリットと、リン酸銀であるオルソリン酸銀（Ａｇ
3ＰＯ4）もしくはピロリン酸銀（Ａｇ4Ｐ2Ｏ7）、メタ
リン酸銀（ＡｇＰＯ3）のいずれかとを固形分として用
意するとともに、１５重量部のエチルセルロースを８５
重量部のターピネオールでもって調製してなる有機質ビ
ヒクルを用意する。なお、ここでの有機質ビヒクルは、
アクリルやセルロース系の有機バインダをターピネオー
ルやセロソルブなどの有機溶媒に溶解された焼成型の一
般的なものでありさえすればよい。
約０．１μｍ及び１．５〜２．５μｍの球状銀粉それぞ
れと、ＳＥＭ粒径が４〜５μｍのフレーク（偏平）状銀
粉とを重量比１：３：６の割合で混合してなる銀粉末
と、軟化点が４３０℃のＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガ
ラスフリットと、リン酸銀であるオルソリン酸銀（Ａｇ
3ＰＯ4）もしくはピロリン酸銀（Ａｇ4Ｐ2Ｏ7）、メタ
リン酸銀（ＡｇＰＯ3）のいずれかとを固形分として用
意するとともに、１５重量部のエチルセルロースを８５
重量部のターピネオールでもって調製してなる有機質ビ
ヒクルを用意する。なお、ここでの有機質ビヒクルは、
アクリルやセルロース系の有機バインダをターピネオー
ルやセロソルブなどの有機溶媒に溶解された焼成型の一
般的なものでありさえすればよい。
【００１５】そして、銀粉末１００重量部に対するガラ
スフリット及びリン酸銀それぞれの配合比率が表１中の
試料Ｎo.１〜１２で示すような関係となるように調製
し、７５重量部の固形分に対して２５重量部の有機質ビ
ヒクルを加えた後、周知の３本ロールを使用しながら十
分に混練して分散させることによって導電性ペーストを
作製した。なお、この表１中の試料Ｎo.１，２，４，
７，８，１１，１２それぞれの導電性ペーストは本発明
の範囲内となるものであり、試料Ｎo.３，５，６，９，
１０の各々は本発明の範囲外となる導電性ペーストであ
る。
スフリット及びリン酸銀それぞれの配合比率が表１中の
試料Ｎo.１〜１２で示すような関係となるように調製
し、７５重量部の固形分に対して２５重量部の有機質ビ
ヒクルを加えた後、周知の３本ロールを使用しながら十
分に混練して分散させることによって導電性ペーストを
作製した。なお、この表１中の試料Ｎo.１，２，４，
７，８，１１，１２それぞれの導電性ペーストは本発明
の範囲内となるものであり、試料Ｎo.３，５，６，９，
１０の各々は本発明の範囲外となる導電性ペーストであ
る。
【００１６】
【表１】
【００１７】つぎに、表１で示した各種の導電性ペース
トを用いることにより、太陽電池を作製する際の手順に
ついて説明する。
トを用いることにより、太陽電池を作製する際の手順に
ついて説明する。
【００１８】まず、ｐ型Ｓｉ半導体基板１の一面側に所
定深さのｎ型不純物層２を形成したうえ、このｎ型不純
物層２の表面上にはＳｉＯ2やＴｉＯ2などの酸化物から
なる反射防止膜４を全面にわたって形成する。そして、
ｐ型Ｓｉ半導体基板１の他面上にｐ型Ｓｉ半導体基板１
とのオーミックコンタクトが良好な導電性ペーストであ
るところのＡｇ−Ａｌペーストなどをスクリーン印刷に
よって全面的もしくは蜘蛛の巣状などとして塗布したう
えで乾燥させた後、最高温度が７００℃と設定された近
赤外線炉内で１５分間にわたって焼き付けることによっ
てＡｇ−Ａｌの二層構造となった裏面電極５を形成す
る。
定深さのｎ型不純物層２を形成したうえ、このｎ型不純
物層２の表面上にはＳｉＯ2やＴｉＯ2などの酸化物から
なる反射防止膜４を全面にわたって形成する。そして、
ｐ型Ｓｉ半導体基板１の他面上にｐ型Ｓｉ半導体基板１
とのオーミックコンタクトが良好な導電性ペーストであ
るところのＡｇ−Ａｌペーストなどをスクリーン印刷に
よって全面的もしくは蜘蛛の巣状などとして塗布したう
えで乾燥させた後、最高温度が７００℃と設定された近
赤外線炉内で１５分間にわたって焼き付けることによっ
てＡｇ−Ａｌの二層構造となった裏面電極５を形成す
る。
【００１９】引き続き、図３の断面図で示すように、ｎ
型不純物層２上の全面にわたって形成された反射防止膜
４の表面上に、試料Ｎo.１〜１２それぞれの導電性ペー
ストをスクリーン印刷によるグリッド状として塗布した
うえで乾燥させた後、最高温度が６５０℃と設定された
近赤外線炉内で５分間焼き付けることによってグリッド
電極３を形成する。その後、グリッド電極３及び裏面電
極５が形成されたｐ型Ｓｉ半導体基板１に対する予備半
田付けを行ったうえ、半田リフローによってグリッド電
極３上に外部接続用の端子部６を形成すると、太陽電池
が作製されたことになる。
型不純物層２上の全面にわたって形成された反射防止膜
４の表面上に、試料Ｎo.１〜１２それぞれの導電性ペー
ストをスクリーン印刷によるグリッド状として塗布した
うえで乾燥させた後、最高温度が６５０℃と設定された
近赤外線炉内で５分間焼き付けることによってグリッド
電極３を形成する。その後、グリッド電極３及び裏面電
極５が形成されたｐ型Ｓｉ半導体基板１に対する予備半
田付けを行ったうえ、半田リフローによってグリッド電
極３上に外部接続用の端子部６を形成すると、太陽電池
が作製されたことになる。
【００２０】さらに、以上の手順に従って作製された太
陽電池、すなわち、表１で示した各種の導電性ペースト
を用いて形成されたグリッド電極３が設けられた太陽電
池の具備する特性をフィルファクタ及び半田付け性、引
っ張り強度について調査してみたところ、表２で示すよ
うな結果が得られた。なお、ここでの半田付け性は、マ
イルド活性ロジンフラックスを使用し、２２０℃の温度
に維持された２％Ａｇ入り共晶半田中に太陽電池を浸漬
したうえで目視判定した結果である。また、引っ張り強
度は、１．５ｍｍ幅のリボン状金属端子をグリッ電極３
に対してリフロー半田付けしたうえ、太陽電池の表面と
直交する垂直方向に沿って２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引
っ張った際に破壊が生じた外力の値である。
陽電池、すなわち、表１で示した各種の導電性ペースト
を用いて形成されたグリッド電極３が設けられた太陽電
池の具備する特性をフィルファクタ及び半田付け性、引
っ張り強度について調査してみたところ、表２で示すよ
うな結果が得られた。なお、ここでの半田付け性は、マ
イルド活性ロジンフラックスを使用し、２２０℃の温度
に維持された２％Ａｇ入り共晶半田中に太陽電池を浸漬
したうえで目視判定した結果である。また、引っ張り強
度は、１．５ｍｍ幅のリボン状金属端子をグリッ電極３
に対してリフロー半田付けしたうえ、太陽電池の表面と
直交する垂直方向に沿って２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引
っ張った際に破壊が生じた外力の値である。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２で示した特性調査結果によれば、本発
明の範囲内である試料Ｎo.１，２，４，７，８，１１，
１２それぞれの導電性ペーストを用いて形成されたグリ
ッド電極３においては、太陽電池が実用的に具備してい
るべきフィルファクタ及び引っ張り強度、つまり０．７
以上のフィルファクタと１０Ｎ近くの引っ張り強度とが
得られ、また、良好な半田付け性も得られることが分か
る。そして、このような結果が得られるのは、以下のよ
うな現象、ファイヤースルーといわれる現象によるもの
と考えられる。
明の範囲内である試料Ｎo.１，２，４，７，８，１１，
１２それぞれの導電性ペーストを用いて形成されたグリ
ッド電極３においては、太陽電池が実用的に具備してい
るべきフィルファクタ及び引っ張り強度、つまり０．７
以上のフィルファクタと１０Ｎ近くの引っ張り強度とが
得られ、また、良好な半田付け性も得られることが分か
る。そして、このような結果が得られるのは、以下のよ
うな現象、ファイヤースルーといわれる現象によるもの
と考えられる。
【００２３】すなわち、本発明の範囲内にある導電性ペ
ーストのそれぞれは、銀粉末の１００重量部に対する配
合比率が０．５重量部以上で５重量部未満の範囲内とさ
れたリン酸銀を含んでいるが、導電性ペーストの焼き付
けに伴って５００℃以上に加熱されたリン酸銀は軟化し
たガラスフリットとともに反射防止膜４中を移動し始
め、５５０〜６００℃に加熱された際のリン酸銀は反射
防止膜４を突き抜けたうえでｎ型不純物層２の表面と接
触することになる。すると、このリン（Ｐ）は、ｎ型不
純物としても用いられる元素であるから、ｎ型不純物層
２と極めて良好なオーミックコンタクトを構成すること
になり、表２で示したような特性が得られるのである。
なお、導電性ペースト中の銀粉末も、ガラスフリットの
焼結に伴うフラックス作用でもってｎ型不純物層２の表
面にまで到達することになる。
ーストのそれぞれは、銀粉末の１００重量部に対する配
合比率が０．５重量部以上で５重量部未満の範囲内とさ
れたリン酸銀を含んでいるが、導電性ペーストの焼き付
けに伴って５００℃以上に加熱されたリン酸銀は軟化し
たガラスフリットとともに反射防止膜４中を移動し始
め、５５０〜６００℃に加熱された際のリン酸銀は反射
防止膜４を突き抜けたうえでｎ型不純物層２の表面と接
触することになる。すると、このリン（Ｐ）は、ｎ型不
純物としても用いられる元素であるから、ｎ型不純物層
２と極めて良好なオーミックコンタクトを構成すること
になり、表２で示したような特性が得られるのである。
なお、導電性ペースト中の銀粉末も、ガラスフリットの
焼結に伴うフラックス作用でもってｎ型不純物層２の表
面にまで到達することになる。
【００２４】これに対し、ガラスフリットの配合比率が
本発明の範囲外となった表２における試料Ｎo.３，５の
導電性ペーストを用いたうえでグリッド電極３を形成し
た場合には、半田付け性の不良もしくは引っ張り強度の
大幅な低下が生じている。すなわち、試料Ｎo.３の導電
性ペーストのように、ガラスフリットの配合比率が１重
量部以下であると、Ｓｉ半導体基板との密着性が不十分
となり、受光面側電極に対して配線接続されるリボン状
金属端子（インターコネクタ）の半田付け後の引っ張り
強度が大幅に低下する結果、実用に供し得くなるのであ
る。そして、試料Ｎo.５のように、銀粉末１００重量部
に対するガラスフリットの配合比率が５重量部以上であ
る場合には、半田付け性が悪化してインターコネクタの
半田付け接続すら行うことができず、ｎ型不純物層２と
グリッド電極３との界面に存在するガラス絶縁層が増加
してオーミックコンタクトの低下を招くのである。
本発明の範囲外となった表２における試料Ｎo.３，５の
導電性ペーストを用いたうえでグリッド電極３を形成し
た場合には、半田付け性の不良もしくは引っ張り強度の
大幅な低下が生じている。すなわち、試料Ｎo.３の導電
性ペーストのように、ガラスフリットの配合比率が１重
量部以下であると、Ｓｉ半導体基板との密着性が不十分
となり、受光面側電極に対して配線接続されるリボン状
金属端子（インターコネクタ）の半田付け後の引っ張り
強度が大幅に低下する結果、実用に供し得くなるのであ
る。そして、試料Ｎo.５のように、銀粉末１００重量部
に対するガラスフリットの配合比率が５重量部以上であ
る場合には、半田付け性が悪化してインターコネクタの
半田付け接続すら行うことができず、ｎ型不純物層２と
グリッド電極３との界面に存在するガラス絶縁層が増加
してオーミックコンタクトの低下を招くのである。
【００２５】一方、表２における試料Ｎo.６，９，１０
の導電性ペーストはリン酸銀の添加量が本発明の範囲外
となったものであり、これらの導電性ペーストを用いて
形成されたグリッド電極３ではフィルファクタの低下や
半田付け性の不良及び引っ張り強度の低下がみられる。
そして、これらの結果によれば、リン酸銀の配合比率が
０．５重量部以下であった場合にはファイヤースルー後
の良好なオーミックコンタクトが得られず、また、５重
量部以上のリン酸銀を添加した場合にはオーミックコン
タクトが飽和状態に達する結果、グリッド電極３の半田
付け性が極端に悪化していることが分かる。また、リン
酸銀は導電性が低い化合物であるから、これを添加し過
ぎると、グリッド電極３における配線抵抗が増大して特
性低下が生じることも分かる。
の導電性ペーストはリン酸銀の添加量が本発明の範囲外
となったものであり、これらの導電性ペーストを用いて
形成されたグリッド電極３ではフィルファクタの低下や
半田付け性の不良及び引っ張り強度の低下がみられる。
そして、これらの結果によれば、リン酸銀の配合比率が
０．５重量部以下であった場合にはファイヤースルー後
の良好なオーミックコンタクトが得られず、また、５重
量部以上のリン酸銀を添加した場合にはオーミックコン
タクトが飽和状態に達する結果、グリッド電極３の半田
付け性が極端に悪化していることが分かる。また、リン
酸銀は導電性が低い化合物であるから、これを添加し過
ぎると、グリッド電極３における配線抵抗が増大して特
性低下が生じることも分かる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る導電
性ペーストを用いた際には、電極となる導電性ペースト
を反射防止膜上に塗布したうえでの焼き付けを行うだけ
のことによって電極及びｎ型不純物層間のオーミックコ
ンタクトを確保することが可能となる。その結果、従来
例では多大な煩わしい手間を要していた電極形成時の手
間を大幅に削減することができ、生産コストの低減を図
ることができるという効果が得られる。
性ペーストを用いた際には、電極となる導電性ペースト
を反射防止膜上に塗布したうえでの焼き付けを行うだけ
のことによって電極及びｎ型不純物層間のオーミックコ
ンタクトを確保することが可能となる。その結果、従来
例では多大な煩わしい手間を要していた電極形成時の手
間を大幅に削減することができ、生産コストの低減を図
ることができるという効果が得られる。
【図１】本実施例及び従来例に係る太陽電池の平面構造
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図２】本実施例及び従来例に係る太陽電池の断面構造
を拡大して示す断面図である。
を拡大して示す断面図である。
【図３】本実施例に係る太陽電池の製造途中状態を拡大
して示す断面図である。
して示す断面図である。
１ ｐ型シリコン半導体基板 ２ ｎ型不純物層 ３ グリッド電極 ４ 反射防止膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/283 H01B 1/16 H01L 31/04
Claims (3)
- 【請求項１】 ｐ型シリコン半導体基板の一面側に形成
されたｎ型不純物層と導通する電極を形成する際に用い
られる導電性ペーストであって、 銀粉末と、ガラスフリットと、リン酸銀と、有機質ビヒ
クルとからなり、 銀粉末の１００重量部に対するガラスフリットの配合比
率が１重量部以上で５重量部以下の範囲内とされ、か
つ、銀粉末の１００重量部に対するリン酸銀の配合比率
が０．５重量部以上で５重量部未満の範囲内とされてい
ることを特徴とする導電性ペースト。 - 【請求項２】 請求項１に記載した導電性ペーストから
なるグリッド電極が形成された太陽電池であって、 グリッド電極は、銀粉末と、ガラスフリットと、リン酸
銀とを含んでおり、銀粉末の１００重量部に対するガラ
スフリットの配合比率が１重量部以上で５重量部以下の
範囲内とされ、かつ、銀粉末の１００重量部に対するリ
ン酸銀の配合比率が０．５重量部以上で５重量部未満の
範囲内とされたものであることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項３】 請求項２に記載した太陽電池の製造方法
であって、 ｐ型シリコン半導体基板の一面側にｎ型不純物層を形成
し、かつ、このｎ型不純物層の表面上に酸化物からなる
反射防止膜を全面的に形成する工程と、 銀粉末と、ガラスフリットと、リン酸銀と、有機質ビヒ
クルとからなり、銀粉末の１００重量部に対するガラス
フリットの配合比率が１重量部以上で５重量部以下の範
囲内とされ、かつ、銀粉末の１００重量部に対するリン
酸銀の配合比率が０．５重量部以上で５重量部未満の範
囲内とされた導電性ペーストを反射防止膜の表面上に印
刷したうえで焼き付けてグリッド電極を形成する工程と
を含んでいることを特徴とする太陽電池の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6290081A JP3050064B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 導電性ペースト、この導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及びその製造方法 |
| US08/560,197 US5661041A (en) | 1994-11-24 | 1995-11-21 | Conductive paste, solar cells with grid electrode made of the conductive paste, and fabrication method for silicon solar cells |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6290081A JP3050064B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 導電性ペースト、この導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148446A JPH08148446A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3050064B2 true JP3050064B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17751557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6290081A Expired - Lifetime JP3050064B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 導電性ペースト、この導電性ペーストからなるグリッド電極が形成された太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5661041A (ja) |
| JP (1) | JP3050064B2 (ja) |
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| US8889039B2 (en) | 2009-09-18 | 2014-11-18 | Noritake Co., Limited | Paste composition for solar battery electrode |
| US8889040B2 (en) | 2010-07-02 | 2014-11-18 | Noritake Co., Limited | Conductive paste composition for solar cell |
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