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TW201836162A - 太陽電池用膏狀組成物 - Google Patents

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TW201836162A
TW201836162A TW107109708A TW107109708A TW201836162A TW 201836162 A TW201836162 A TW 201836162A TW 107109708 A TW107109708 A TW 107109708A TW 107109708 A TW107109708 A TW 107109708A TW 201836162 A TW201836162 A TW 201836162A
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鈴木紹太
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日商東洋鋁股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種太陽電池用膏狀組成物，其係適用在對於鈍化膜之開口部的直徑為100μm以下，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元的情況下，可達成優異的轉換效率，同時抑制燒成後之電極層界面中的孔洞的發生，可進一步地抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率。
本發明，具體而言，提供一種含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料之太陽電池用膏狀組成物，用於對具有設置開口部之鈍化膜之結晶系太陽電池單元形成p+層之用途，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。

Description

太陽電池用膏狀組成物
本發明係關於一種太陽電池用膏狀組成物，特別係關於目的為對於具有鈍化膜之結晶系太陽電池單元形成p+層的太陽電池用膏狀組成物，且前述鈍化膜係以雷射照射等設置開口部。本發明更具體地係有關於一種太陽電池用膏狀組成物，其適用在對於開口部的直徑為100μm以下，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元。
近年，以提升結晶系太陽電池單元的轉換效率(發電效率)、信賴性等為目的，執行了各種研究開發，其中之一的PERC型高轉換效率單元備受矚目。其單元背面具有氮化矽、氧化矽、氧化鋁等所形成之鈍化膜。
PERC型高轉換效率單元，例如係具備鋁為主成分的電極層構造。此電極層(特別是背面電極層)，例如係藉由將鋁為主體的膏狀組成物塗佈成圖案形狀以覆蓋鈍化膜之開口部，因應需求乾燥後，燒成而形成。例如，專利文獻1，已揭露一種膏狀組成物，其係含有鋁粉末、鋁-矽合金粉末、矽粉末、玻璃粉末及有機載體。此外，已知將電極層的構成做適當的設計，可以提高PERC型高轉換效率單元的轉換效率。
又，近年在更加提高PERC型高轉換效率單元的轉換效率之 方法上，目前正在研究藉由縮小鈍化膜之開口部的面積、增加鈍化膜的面積，抑制電子及孔洞之再結合。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2013-143499號公報
然而，使用傳統膏狀組成物形成的電極層，特別係開口部的直徑為100μm以下，對於開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元，其提升轉換效率上還有改善的空間。另外，除了在電極層界面中生成被稱為孔洞的空隙的情況外，還存在靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率達3%以上之問題。在電極層界面中生成孔洞的情況下，增加阻抗的同時，可能成為降低結晶系太陽電池單元之長期信賴性之原因。
本發明，係鑑於上述技術背景而成者，目的在於提供一種太陽電池用膏狀組成物，其係即使適用在對於鈍化膜之開口部的直徑為100μm以下，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元的情況下，亦可達成優異的轉換效率，同時抑制燒成後之電極層界面中的孔洞的發生，可進一步地抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率。本發明之又一目的在於提供一種方法，其係使用該太陽電池 用膏狀組成物形成背面電極。
本發明人為達到上述目的而反覆深入研究的結果，發現含有特定之導電性材料的膏狀組成物可達成上述目的，從而完成本發明。
亦即，本發明係關於下述之太陽電池用膏狀組成物。
1.一種太陽電池用膏狀組成物，其係含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料，用於對具有設置開口部之鈍化膜之結晶系太陽電池單元形成p+層之用途，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
2.如上述項1所記載之太陽電池用膏狀組成物，其中，相對於前述鋁粉末100質量份，含有前述鋁-矽合金粉末40~700質量份、前述玻璃粉末0.1~15質量份，及前述有機載體20~45質量份。
3.如上述項1或2所記載之太陽電池用膏狀組成物，其中，前述開口部的直徑為20~100μm。
4.一種結晶系太陽電池單元的背面電極之形成方法，其係具有對具有設置開口部之鈍化膜之結晶系太陽電池單元，為了覆蓋前述開口部，以含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料之太陽電池用膏狀組成物塗佈而形成塗膜之步驟1，以及， 將前述塗膜以700~900℃燒成之步驟2，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
5.如上述項4所記載之背面電極之形成方法，其中，相對於前述鋁粉末100質量份，含有前述鋁-矽合金粉末40~700質量份、前述玻璃粉末0.1~15質量份，及前述有機載體20~45質量份。
6.如上述項4或5所記載之背面電極的形成方法，其中，前述開口部的直徑為20~100μm。
根據本發明之太陽電池用膏狀組成物，即使在結晶系太陽電池單元(特別係PERC型高轉換效率單元)中，適用在對於鈍化膜之開口部的直徑為100μm以下，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元的情況下，亦可達成優異的轉換效率，同時抑制燒成後之電極層界面中的孔洞的發生，可進一步地抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率。
1‧‧‧矽半導體基板
2‧‧‧n型不純物層
3‧‧‧反射防止膜(鈍化膜)
4‧‧‧柵電極
5‧‧‧電極層
6‧‧‧合金層
7‧‧‧p+層
8‧‧‧背面電極
9‧‧‧接觸孔
10‧‧‧膏狀組成物
【圖1】表示PERC型太陽電池單元之斷面構造的一例之代表圖；(a)為其實施型態的一例，(b)為其實施型態的另一例。
【圖2】表示實施例及比較例中所製作之電極構造的斷面之代表圖。
【圖3】表示藉由電子顯微鏡觀察鋁粉末及鋁-矽合金粉末的表面之觀察影像的圖式。詳細為(a)矽含有量20原子%之鋁-矽合金粉末、(b)鋁粉末、(c)矽含有量15原子%之鋁-矽合金粉末。
以下，詳細說明本發明之太陽電池用膏狀組成物。又，本說明書中，除非特別說明，「~」所示之範圍，係意指「以上、以下」。
本發明之太陽電池用膏狀組成物，例如，可用於形成結晶系太陽電池單元的電極。結晶系太陽電池單元並未特別限定，可列舉例如PERC(射極純化及背面電極太陽電池Passivated emitter and rear cell)型高轉換效率單元(以下，稱作「PERC型太陽電池單元」。)。本發明之太陽電池用膏狀組成物，例如，可用於形成PERC型太陽電池單元的背面電極。以下，本發明之膏狀組成物，亦可單以「膏狀組成物」記載。
首先，說明PERC型太陽電池單元之構造之一例。
1.PERC型太陽電池單元
圖1(a)、(b)為PERC型太陽電池單元之一般的斷面構造之代表圖。PERC型太陽電池單元，作為構成要素可具備：矽半導體基板1、n型不純物層2、反射防止膜(鈍化膜)3、柵電極4、電極層(背面電極層)5、合金層6、p+層7。
矽半導體基板1並無特別限定，例如，使用厚度為180~250μm之p型矽基板。
n型不純物層2，係設置於矽半導體基板1之受光面側。n 型不純物層2之厚度，例如，係0.3~0.6μm。
反射防止膜3及柵電極4，係設置於n型不純物層2之表面。反射防止膜3，例如，亦稱作氮化矽膜所形成之鈍化膜。反射防止膜3，藉由起到所謂的鈍化膜的作用，則可抑制矽半導體基板1之表面之電子的再結合，其結果，可減少發生之載體的再結合率。藉此，可提高PERC型太陽電池單元之轉換效率。
反射防止膜(鈍化膜)3，亦設置於矽半導體基板1之背面側，亦即，設置於與前述受光面相反側之面。此外，將此背面側之反射防止膜3貫通，且，削除矽半導體基板1之背面的一部份而形成之接觸孔(本發明之開口部)，係形成於矽半導體基板1之背面側。
電極層5，係形成為通過前述接觸孔與矽半導體基板1接觸者。電極層5，係藉由本發明之膏狀組成物而形成之部材，且形成為所定之圖案形狀。如圖1(a)之形態，電極層5，亦可形成為覆蓋PERC型太陽電池單元之背面全體者，或，如圖1(b)之形態，亦可形成為覆蓋接觸孔及其附近者。電極層5之主成分為鋁，電極層5為鋁電極層。
電極層5，例如，藉由將膏狀組成物塗佈為所定之圖案形狀、燒成而形成。塗佈方法並無特別限定，可列舉例如，絲網印刷等習知的方法。塗佈膏狀組成物後，視需要進行乾燥後，例如，藉由超過鋁之熔點(約660℃)的溫度進行短時間燒成，從而形成電極層5。
本發明，燒成溫度係超過鋁之熔點(約660℃)的溫度即可，約700~900℃為佳，約780~900℃更佳。燒成時間係在形成期望的電極層5之範圍內因應燒成溫度做適當的設定。
經過如此燒成，膏狀組成物所含之鋁會擴散於矽半導體基板1之內部。藉此，電極層5與矽半導體基板1之間，可形成鋁-矽(Al-Si)合金層(合金層6)，同時，藉由鋁原子之擴散，形成不純物層之p+層7。
p+層7，可得到防止電子的再結合、提升生成載體之收集效率之效果，亦即，可得到BSF(Back Surface Field)效果。
前述電極層5與合金層6所形成之電極，係圖1所示之背面電極8。因此，背面電極8，係使用膏狀組成物而形成者，例如，藉由塗佈以覆蓋背面側之反射防止膜(鈍化膜3)所設置的接觸孔9(開口部)，因應需求乾燥後，燒成，可形成背面電極8。
於此，藉由使用本發明之膏狀組成物形成背面電極8，即使適用在對於鈍化膜之開口部的直徑為100μm以下(較佳為20~100μm)，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%(特別是2~4%、進一步為2.5~3.5%)之結晶系太陽電池單元的情況下，亦可達成優異的轉換效率，同時抑制燒成後之電極層界面中的孔洞的發生，可進一步地抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率。
2.膏狀組成物
本發明之膏狀組成物係含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料，用於對具有設置開口部之鈍化膜之結晶系太陽電池單元形成p+層之用途，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶 之鋁-矽合金粉末。
如上述，藉由使用膏狀組成物，可形成PERC型太陽電池單元等之太陽電池單元之背面電極。亦即，本發明之膏狀組成物，係可用於形成太陽電池用背面電極，且該太陽電池用背面電極係通過形成於矽基板上之鈍化膜所設置之開口部(接觸孔)而與矽基板電接觸。此外，藉由本發明之膏狀組成物，即使適用在對於結晶系太陽電池單元(特別係PERC型太陽電池單元)中鈍化膜之開口部的直徑為100μm以下，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元的情況下，亦可達成優異的轉換效率，同時抑制燒成後之電極層界面中孔洞的發生，可進一步地抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率。
膏狀組成物係含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料(金屬粒子)作為構成成分。此外，由於膏狀組成物含有導電性材料(金屬粒子)，膏狀組成物的塗膜燒成並形成之燒結體，發揮與矽基板電連結之導電性。
(導電性材料)
本發明中，導電性材料，係含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
上述鋁粉末係指沒有形成合金的鋁，但不排除無法避免的雜質及原料來源之微量的添加元素之存在。
本發明使用的鋁-矽合金粉末係表示鋁及矽的合金，但不排除鋁及矽中之無法避免的雜質及原料來源之微量的添加元素之存在。本發明中，該鋁-矽合金中矽含有量12~30原子%為佳，17~25原子%更佳。藉由導電性材料中含有如此之鋁-矽合金粉末，燒成膏狀組成物的塗膜時，抑制 膏狀組成物中的鋁與矽基板中的矽過度反應，可抑制電極層界面(詳細來說為電極層與矽基板間的界面)中的孔洞的發生。
本發明使用的鋁-矽合金粉末，其特徵係具有長徑5μm以下(亦即，超過0μm，5μm以下)之矽的初晶。藉由導電性材料中含有如此之鋁-矽合金粉末，電極層的阻抗降低，可達成優異的轉換效率，且可抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率。初晶的長徑為5μm即可，但以1~5μm為佳、2~5μm更佳。
鋁-矽合金粉末的初晶之有無及初晶的形狀，係可藉由光學顯微鏡觀察鋁-矽合金粉末的斷面來確定。
圖3表示鋁粉末及鋁-矽合金的粉末的一例於光學顯微鏡下之觀察圖像。以(a)示出矽含有量20原子%之鋁-矽合金粉末的斷面之觀察圖像中可觀察到矽的初晶為不定形的灰色點。相對於此，以(b)示出之鋁粉末(不含矽)及以(c)示出矽含有量15原子%之鋁-矽合金粉末的斷面之觀察圖像中無法觀察到矽的初晶。
得到具有長徑5μm以下的初晶之鋁-矽合金粉末之方法並未特別限定，可列舉例如，於矽含有量12原子%以上、較佳為12~30原子%之鋁-矽合金的熔融金屬中添加0.05原子%以上磷(P)之霧化法，或者該熔融金屬一邊以103K/s以上的速度快速冷卻一邊進行霧化法之方法。若為快速冷卻法，為使初晶的長徑在5μm以下，霧化法的快速冷卻速度在103K/s以上為佳。其他，可列舉例如用氦(He)、氬(Ar)等惰性氣體將鋁-矽合金粉末霧化之方法。
對於鋁粉末並未特別限定鋁-矽合金含量，相對於鋁粉末100 質量份，鋁-矽合金粉末的含有量為40~700質量份為佳，40~250質量份更佳。
導電性材料(鋁粉末及鋁-矽合金粉末)的形狀沒有特別限定，例如：球狀、橢圓狀、不定形狀、鱗片狀、纖維狀等之任一者皆可。若導電性材料的形狀為球狀，則藉由膏狀組成物所形成之前述電極層5中，導電性材料的充填性增加，從而有效地降低電阻。
此外，導電性材料的形狀為球性之情形下，在藉由膏狀組成物所形成之前述電極層5中，由於矽半導體基板1和導電性材料的接點增加，容易形成良好的BSF層。球狀之情形，根據雷射繞射法測量之平均粒子徑係1~10μm的範圍為佳。
又，在不阻害本發明之效果的範圍內，視需要可容許含有鋁粉末及鋁-矽合金粉末以外之其他金屬粒子。此等之導電性材料，任一者皆可藉由氣體霧化法等習知的方法製造。
(玻璃粉末)
玻璃粉末，係發揮幫助導電性材料與矽的反應，以及，導電性材料本身的燒結之作用。
玻璃粉末並未特別限定，例如，用於形成太陽電池單元之電極層之膏狀組成物所含習知的玻璃成分。玻璃粉末之具體例，可列舉選自鉛(Pb)、鉍(Bi)、釩(V)、硼(B)、矽(Si)、錫(Sn)、磷(P)以及鋅(Zn)所成群中至少1種。此外，可使用含有鉛之玻璃粉末，或者，鉍系、釩系、錫-磷系、硼矽酸鋅系、鹼性硼矽酸系等之無鉛之玻璃粉末。特別係考量對於人體之影響，理想為使用無鉛之玻璃粉末。
具體之玻璃粉末，可含有選自B2O3、Bi2O3、ZnO、SiO2、Al2O3、BaO、CaO、SrO、V2O5、Sb2O3、WO3、P2O5及TeO2所成群中至少1種之成分。例如，玻璃粉末中，亦可將B2O3成分與Bi2O3成分之莫耳比(B2O3/Bi2O3)為0.8以上4.0以下之玻璃料，及V2O5成分與BaO成分之莫耳比(V2O5/BaO)為1.0以上2.5以下之玻璃料組合。
玻璃粉末之軟化點，例如，可為750℃以下。玻璃粉末所含粒子之平均粒徑，例如，可為1~3μm。
膏狀組成物中所含玻璃粉末之含有量，例如，相對於導電性材料100質量份，在0.5~40質量份為佳。特別係相對於鋁粉末100質量份，在0.1~15質量份為佳。此情況下，矽半導體基板1及反射防止膜3(鈍化膜)之密著性良好，此外，電阻亦難以增大。
(有機載體)
有機載體，視需要可使用各種添加劑及樹脂溶解於溶劑內之材料。或者，亦可未含溶劑，而直接將樹脂本身作為有機載體使用。
溶劑，可使用習知的種類，具體而言，可列舉：二乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚等。
各種添加劑，例如，可使用抗氧化劑、腐蝕抑制劑、消泡劑、增黏劑、賦黏劑、耦合劑、靜電賦予劑、聚合禁止劑、觸變性劑、沉澱防止劑等。具體而言，例如，可使用聚乙二醇酯化合物、聚乙二醇醚化合物、聚氧乙烯脫水山梨糖醇酯化合物、脫水山梨糖醇烷基酯化合物、脂肪族多元羧酸化合物、磷酸酯化合物、聚酯酸之醯胺胺鹽、氧化聚乙烯系化合物、脂肪酸醯胺蠟等。
樹脂可使用習知的種類，可將乙基纖維素、硝化纖維素、聚乙烯醇縮丁醛、酚醛樹脂、黑色素樹脂、尿素樹脂、二甲苯樹脂、醇酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、呋喃樹脂、胺基甲酸酯樹脂、異氰酸酯化合物、氰酸鹽化合物等之熱固性樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚縮醛、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚碸、聚醯亞胺、聚醚碸、聚芳酯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、矽樹脂等二種以上組合使用。
有機載體所含樹脂、溶劑、各種添加劑之比率可任意調整，例如，可與習知的有機載體相同之成分比。
有機載體之含有比率並無特別限定，例如，根據具有良好印刷性之觀點，相對於導電性材料100質量份，在10~500質量份為佳，在20~45質量份特佳。又，特別係相對於鋁粉末100質量份，在10~500質量份為佳，在20~45質量份特佳。
本發明之膏狀組成物，例如，可適用於形成太陽電池單元之電極層(特別係如圖1所示之PERC型太陽電池單元之背面電極8)。因此，本發明之膏狀組成物，亦可用作太陽電池背面電極形成劑。
3.背面電極的形成方法
本發明之結晶系太陽電池單元的背面電極(圖1的背面電極8)之形成方法，其係具有對具有設置開口部的鈍化膜之結晶系太陽電池單元，為了覆蓋前述開口部，以含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料之太陽電池用膏狀組成物塗佈而形成塗膜之步驟1，以及，有將前述塗膜以700~900℃燒成之 步驟2，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
關於結晶系太陽電池單元及太陽電池用膏狀組成物，基本上如同前述，設置於鈍化膜的開口部之直徑為100μm以下中，以20~100μm為佳，開口部通常以雷射照射等形成。
本發明之背面電極之形成方法，步驟1中，對具有設置開口部的鈍化膜之結晶系太陽電池單元，為了覆蓋前述開口部，藉由塗佈太陽電池膏狀組成物而形成塗膜。
形成膏狀組成物的塗膜時，可施行絲網印刷等習知的塗工方法。塗膜的厚度，可因應燒成後的背面電極的厚度設定，但以鈍化膜的平面部(開口部之外)為基準5~40μm程度為佳。
藉由步驟1形成塗膜後，在步驟2中，塗膜以700~900℃燒成。燒成溫度為700~900℃即可，但780~900℃左右較佳。
藉由燒成，膏狀組成物所含之鋁，會擴散於矽半導體基板1之內部，電極層5與矽半導體基板1之間，可形成鋁-矽(Al-Si)合金層(合金層6)，同時，藉由鋁原子之擴散，形成不純物層之p+層7。
以下，參照實施例及比較例具體說明本發明，惟本發明並未限定為此等實施例。
實施例1
(膏狀組成物的調製)
使用已知的分散裝置(分散器)，將導電性材料100質量份，其係使由氣體霧化法生成之鋁粉末、由相同氣體霧化法生成之具有長徑2.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，調整為40質量%：60質量%，與B2O3-Bi2O3-SrO-BaO-Sb2O3=40/40/10/5/5(mol%)的玻璃粉1.5質量份，於溶解乙基纖維素之丁基二甘醇之樹脂液35質量份膏狀化。
此外，具有長徑2.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，係於矽含有量20原子%之鋁-矽合金的熔融金屬中添加0.01%的P(磷)以霧化法調製而成。
(太陽電池單元之燒成基板的製作)
評估用之太陽電池單元之燒成基板如以下而製作。
首先，如圖2之(A)所示，首先，準備厚度為160μm之矽半導體基板1(阻抗值3Ω．cm。背面側包含鈍化膜)。並且，如圖2之(B)所示，使用波長為532nm之YAG雷射作為雷射振盪器，為了使開口部的總面積形成為單元全體的3.1%，以間隔500μm形成直徑50μm的接觸孔9。此外，在單元全體中開口部的總面積，係一個開口的半徑的平方和乘以π，除以相鄰開口部間的距離(間距)所計算的。
再者，圖2中未以圖示出鈍化膜，而以被包含在矽半導體基板1中來處理，鈍化膜為矽半導體基板1之背面側中包含30nm之氧化鋁層及100nm之氮化矽層的積層體。
接著，如圖2之(C)所示，為包覆背面全體(形成接觸孔9之側的面)，將上述所得之膏狀組成物10於矽半導體基板1之表面上，使用網 版印刷機，印刷成1.0~1.1g/pc。接著，雖未顯示圖式，於受光面印刷由習知的技術作成之Ag膏。
之後，使用設定為800℃之紅外線傳送帶爐進行燒成。藉由此燒成，如圖2之(D)所示，形成電極層5，此外，進行此燒成時藉由鋁在矽半導體基板1之內部擴散，使電極層5與矽半導體基板1之間形成Al-Si之合金層6，且同時藉由鋁原子之擴散形成不純物層之p+層(BSF層)7。藉此，製作評估用之燒成基板。
(太陽電池單元之評估)
關於所得到之太陽電池單元之評估，係使用WACOM電創的太陽光模擬器(solar simulator)：WXS-156S-10、I-V測定裝置：使用IV15040-10實施I-V測定。Eff為21.5%以上即合格。
(孔洞「Void」的評估)
關於孔洞的評估，燒成基板的斷面以光學顯微鏡(200倍)觀察，評估矽半導體1及電極層5間的界面中孔洞的有無。未觀察到孔洞者評估為合格(○)，觀察到孔洞者評估為不合格(×)
(靜態機械負載試驗後的轉換效率之降低率)
靜態機械負載試驗後的轉換效率之降低率係依據IEC61215確定。具體而言，將2400Pa的靜態負載於水平設置的模組之表面及背面進行1小時，以此重複3個週期，之後使用太陽光模擬器進行轉換效率的測定，並計算試驗前後的降低率。此外，模組為將密封材夾入玻璃及背墊之間，在密封材中將太陽電池單元串聯排列製作而成。
各評估結果如下述表1所示。
實施例2
除了使用為了使開口部的總面積成為單元全體的3.1%，以間隔300μm形成直徑30μm的接觸孔9之單元之外，其餘如同實施例1作成，進行評估。
實施例3
除了使用為了使開口部的總面積成為單元全體的3.1%，以間隔700μm形成直徑70μm的接觸孔之單元之外，其餘如同實施例1作成，進行評估。
實施例4
除了將藉由氣體霧化法生成之鋁粉末及同樣以氣體霧化法生成之具有長徑4.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，調整成30質量%：70質量%以外，其餘如同實施例1調製膏狀組成物，進行評估。
此外，具有長徑4.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，係於矽含有量23原子%之鋁-矽合金之熔融金屬中，以103K/Sec之冷卻速度霧化調製而成。
實施例5
除了將藉由氣體霧化法生成之鋁粉末及同樣以氣體霧化法生成之具有長徑5.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，調整成50質量%：50質量%以外，其餘如同實施例1調製膏狀組成物，進行評估。
此外，具有長徑5.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，係於矽含有量25原子%之鋁-矽合金之熔融金屬中，使用氦氣霧化調製而成。
比較例1
除了僅使用藉由氣體霧化法生成之鋁粉末，其餘如同實施例1調製膏 狀組成物，進行評估。亦即，比較例1中未使用具有矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
比較例2
除了將藉由氣體霧化法生成之鋁粉末及同樣以氣體霧化法生成之具有長徑7.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，調整成50質量%：50質量%以外，其餘如同實施例1調製膏狀組成物，進行評估。
此外，具有長徑7.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，係於矽含有量35原子%之鋁-矽合金之熔融金屬中，添加0.005%的P(磷)霧化調製而成。
比較例3
除了將藉由氣體霧化法生成之鋁粉末及同樣以氣體霧化法生成之具有長徑10.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，調整成50質量%：50質量%以外，其餘如同實施例1調製膏狀組成物，進行評估。
此外，具有長徑10.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，係於矽含有量40原子%之鋁-矽合金之熔融金屬霧化調製而成。
比較例4
除了將藉由氣體霧化法生成之鋁粉末及同樣以氣體霧化法生成之具有長徑6.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，調整成50質量%：50質量%以外，其餘如同實施例1調製膏狀組成物，進行評估。
此外，具有長徑6.0μm的矽的初晶之鋁-矽合金粉末，係於矽含有量35原子%之鋁-矽合金之熔融金屬霧化調製而成。
比較例5
除了使用為了使開口部的總面積成為單元全體的3.1%，以間隔1100μm形成直徑110μm的接觸孔9之單元之外，其餘如同實施例1作成，進行評估。
比較例6
除了使用為了使開口部的總面積成為單元全體的0.4%，以間隔1400μm形成直徑50μm的接觸孔9之單元之外，其餘如同實施例1作成，進行評估。
比較例7
除了使用為了使開口部的總面積成為單元全體的6.1%，以間隔360μm形成直徑50μm的接觸孔9之單元之外，其餘如同實施例1作成，進行評估。
從表1的結果可明顯看出，藉由使用本發明之導電性材料，即使適用在對於鈍化膜之開口部的直徑為100μm以下，開口部的總面積為結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%之結晶系太陽電池單元的情況下，亦可達成優異的轉換效率(Eff為22.0%以上)，同時抑制燒成後之電極層界面中的孔洞的發生，可進一步地抑制靜態機械負載試驗後之轉換效率的下降率(下降率未達3%)。

Claims (6)

  1. 一種太陽電池用膏狀組成物，其係含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料，用於對具有設置開口部之鈍化膜之結晶系太陽電池單元形成p +層之用途，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之太陽電池用膏狀組成物，其中，相對於前述鋁粉末100質量份，含有前述鋁-矽合金粉末40~700質量份、前述玻璃粉末0.1~15質量份，及前述有機載體20~45質量份。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之太陽電池用膏狀組成物，其中，前述開口部的直徑為20~100μm。
  4. 一種結晶系太陽電池單元的背面電極之形成方法，其係具有對具有設置開口部之鈍化膜之結晶系太陽電池單元，為了覆蓋前述開口部，以含有玻璃粉末、有機載體及導電性材料之太陽電池用膏狀組成物塗佈而形成塗膜之步驟1，以及，將前述塗膜以700~900℃燒成之步驟2，其特徵係：(1)前述開口部的直徑為100μm以下，前述開口部的總面積為前述結晶系太陽電池單元之面積的0.5~5%；(2)前述導電性材料，含有鋁粉末及具有長徑5μm以下之矽的初晶之鋁-矽合金粉末。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之背面電極之形成方法，其中，相對於前述鋁粉末100質量份，其係含有前述鋁-矽合金粉末40~700質量份、前述玻璃粉末0.1~15質量份，及前述有機載體20~45質量份。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所記載之背面電極的形成方法，其中，前述開口部的直徑為20~100μm。
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