元件及太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種元件，其包括半導(dǎo)體基板、及設(shè)置于所述半導(dǎo)體基板上的電極，所述電極是電極用組合物的燒成物，所述電極用組合物含有含磷的銅合金粒子、玻璃粒子以及分散介質(zhì)，且所述電極包含縱橫比為2∶1～250∶1的形狀為線狀的電極，所述縱橫比定義為所述電極短邊長(zhǎng)度：所述電極高度。
【專利說明】元件及太陽能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及元件及太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在硅系太陽能電池的受光面設(shè)置有表面電極。表面電極的布線電阻、接觸電阻與電壓損失相關(guān)，而電壓損失關(guān)系到轉(zhuǎn)換效率。另外，表面電極的布線寬度或形狀會(huì)對(duì)太陽光的入射量造成影響。
[0003]太陽能電池的表面電極通常以如下方式形成。即，在通過在P型半導(dǎo)體基板的受光面?zhèn)仁沽椎仍诟邷叵聼釘U(kuò)散而形成的η型半導(dǎo)體層上，通過絲網(wǎng)印刷等賦予導(dǎo)電性組合物，將導(dǎo)電性組合物在800°C?900°C下燒成來形成表面電極。形成該表面電極的導(dǎo)電性組合物包含導(dǎo)電性金屬粉末、玻璃粒子及各種添加劑等。
[0004]作為上述導(dǎo)電性金屬粉末，通常使用銀粉末，但由于各種原因而研究使用銀粉末以外的金屬粉末。例如公開了可形成包含銀與鋁的太陽能電池用電極的導(dǎo)電性組合物(例如參照日本特開2006-313744號(hào)公報(bào))。
[0005]另外，公開了包含含有銀的金屬納米粒子與銀以外的金屬粒子的電極形成用組合物(例如參照日本特開2008-226816號(hào)公報(bào))。
[0006]通常用于形成電極的銀是貴金屬，資源有限，且原料金屬本身為高價(jià)，因此期望提出代替含銀的導(dǎo)電性組合物(含銀的糊劑)的材料。作為有望代替銀的材料，可舉出應(yīng)用于半導(dǎo)體布線材料中的銅。銅在資源上較為豐富，且原料金屬的價(jià)格也為銀的約百分之一。
[0007]然而，銅在200°C以上的高溫下容易氧化。因此，例如日本特開2006-313744號(hào)公報(bào)所記載的電極形成用組合物中，在含有銅作為導(dǎo)電性金屬時(shí)，為了將其燒成而形成電極，需要在氮?dú)獾葰怏w環(huán)境下燒成的特殊的工序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的課題在于提供具有燒成時(shí)銅的氧化得到抑制而實(shí)現(xiàn)了低電阻率化的電極的元件、及具有上述元件的太陽能電池。
[0009]用以解決上述課題的具體的方法如以下所述。
[0010]〈1> 一種元件，其包括半導(dǎo)體基板、及設(shè)置在上述半導(dǎo)體基板上的電極，上述電極是電極用組合物的燒成物，上述電極用組合物含有含磷的銅合金粒子、玻璃粒子以及分散介質(zhì)，且上述電極包含縱橫比為2:1?250:1的形狀為線狀的電極，上述縱橫比定義為電極短邊長(zhǎng)度:電極高度。
[0011]〈2>如〈1>所述的元件，其中上述含磷的銅合金粒子中的磷含有率為6質(zhì)量％以上且8質(zhì)量％以下。
[0012]<3>如<1>或〈2>所述的元件，其中上述玻璃粒子的玻璃軟化點(diǎn)為600°C以下，且結(jié)晶化開始溫度超過600°C。
[0013]〈4>如〈1>?〈3>中任一所述的元件，其中上述電極用組合還包含銀粒子。[0014]<5>如〈4>所述的元件，其中將上述含磷的銅合金粒子與上述銀粒子的總量設(shè)定為100質(zhì)量％時(shí)，銀粒子的含有率為5質(zhì)量％以上且65質(zhì)量％以下。
[0015]〈6>如〈4>或〈5>所述的元件，其中上述電極用組合物中的上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率為70質(zhì)量％以上且94質(zhì)量％以下，上述玻璃粒子的含有率為0.1質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下，上述分散介質(zhì)的含有率為3質(zhì)量％以上且29.9質(zhì)量％以下。
[0016]<7>如<1>?〈6>中任一所述的元件，其用于太陽能電池，上述半導(dǎo)體基板具有雜質(zhì)擴(kuò)散層，在上述雜質(zhì)擴(kuò)散層上配置有上述電極。
[0017]<8> 一種太陽能電池，其包括〈7>所述的用于太陽能電池的元件、及配置在上述元件的上述電極上的極耳線。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，可提供具有燒成時(shí)銅的氧化得到抑制而實(shí)現(xiàn)了低電阻率化的電極的元件、及具有上述元件的太陽能電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是包含本發(fā)明的元件的剖面的立體圖。
[0020]圖2是本實(shí)施方式的太陽能電池元件的剖面圖。
[0021]圖3是表示本實(shí)施方式的太陽能電池元件的受光面?zhèn)鹊钠矫鎴D。
[0022]圖4是表示本實(shí)施方式的太陽能電池元件的背面?zhèn)鹊钠矫鎴D。
[0023]圖5是表示作為本實(shí)施方式的太陽能電池元件的一例的背面接觸型太陽能電池元件的圖，是表示圖6所示的AA剖面的構(gòu)成的立體圖。
[0024]圖6是表示作為本實(shí)施方式的太陽能電池元件的一例的背面接觸型太陽能電池元件的圖，是表示背面?zhèn)鹊碾姌O結(jié)構(gòu)的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本說明書中，“?”表示包含其前后所記載的數(shù)值分別作為最小值及最大值的范圍。
[0026]另外，本說明書中，“工序”這一用語，不僅是獨(dú)立的工序，而且在無法與其他工序明確區(qū)別時(shí)，只要可實(shí)現(xiàn)該工序的所期望的作用，則也包括在本用語中。
[0027]而且，對(duì)于本說明書中組合物中的各成分的量，在組合物中屬于各成分的物質(zhì)存在多種時(shí)，只要無特別說明，則指組合物中所存在的該多種物質(zhì)的合計(jì)量。
[0028]< 元件 >
[0029]本發(fā)明的元件包括半導(dǎo)體基板、及設(shè)置在上述半導(dǎo)體基板上的電極。上述電極是含有含磷的銅合金粒子、玻璃粒子及分散介質(zhì)的電極用組合物的燒成物，且包括縱橫比為2:1?250:1的形狀為線狀的電極，上述縱橫比定義為電極短邊長(zhǎng)度:電極高度。
[0030]通過使用含磷的銅合金粒子形成上述電極，能夠提高銅的耐氧化性。其原因可認(rèn)為是銅合金粒子所含有的磷對(duì)于銅氧化物而言以還原劑的形式發(fā)揮功能。由此，可推測(cè)銅的氧化得到抑制，從而形成電阻率低的電極。
[0031]另外，通過上述電極包含縱橫比為2:1?250:1的形狀為線狀的電極，能夠進(jìn)一步降低由含磷的銅合金粒子所形成的電極的電阻率，并且可提高電極對(duì)基板的密接性。
[0032]上述縱橫比以如下方式定義。S卩，如圖1所示，上述縱橫比是基板21上的電極22的短邊長(zhǎng)度(W)與電極22的高度(h)之比(w: h)。電極22的短邊長(zhǎng)度(W)是指電極22與基板21接觸的部分的電極22的短邊的長(zhǎng)度。電極22的高度(h)是指電極22距基板21的高度(厚度)。
[0033]上述“形狀為線狀的電極”是指，在基板21的平面圖(從基板的厚度方向觀察時(shí)為例如圖3)中，具有長(zhǎng)邊長(zhǎng)度(long length)方向與短邊長(zhǎng)度方向的細(xì)長(zhǎng)形狀的電極。上述形狀為線狀的電極在平面圖中可為直線，也可為曲線。另外，在如圖1所示的基板21的厚度方向的剖面圖中，電極22的剖面可為矩形、半圓、三角形以及其他形狀。另外，在電極22的剖面形狀為矩形時(shí)，剖面形狀可為正方形、長(zhǎng)方形、梯形等任一形狀。另外，電極22的高度(h)是指，在電極22的剖面形狀中電極22的高度達(dá)到最高的部分距基板21的距離。
[0034]上述縱橫比，例如可通過觸針式表面形狀測(cè)定裝置而算出。需要說明的是，在通過接觸式表面形狀測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)定時(shí)，在存在形成于基板21上的膜(例如抗反射膜)時(shí)，將該膜的厚度累加于電極22的高度(h)中。
[0035]上述縱橫比是在一根電極的10個(gè)部位測(cè)定短邊長(zhǎng)度及高度而得的值的平均值。
[0036]上述縱橫比為2: I?250: 1，優(yōu)選為2.5:1?230: 1，更優(yōu)選為3: I?200: 1，進(jìn)一步優(yōu)選為3:1?180: 1，特別優(yōu)選為3: I?150:1。若電極的高度高于滿足縱橫比2: I的高度，則有電極對(duì)于基板的密接性降低的傾向。并且，若電極的高度低于滿足縱橫比250: I的高度，則在制造后述的太陽能電池時(shí)，有無法沿著形成于半導(dǎo)體基板上的凹凸(紋理)的形狀來形成足夠的厚度的電極、無法降低電極的電阻率的傾向。
[0037]從基板的厚度方向觀察上述縱橫比為2:1?250:1的電極時(shí)的面積占電極全部面積的比例，優(yōu)選為90%?100%，更優(yōu)選為92%?100%，進(jìn)一步優(yōu)選為95%?100%。若上述比例為90%?100%，則能更有效地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0038]上述縱橫比為2: I?250: I的電極的短邊長(zhǎng)度的長(zhǎng)度優(yōu)選為30 μ m?2000 μ m，更優(yōu)選為50μπι?1800 μ m，進(jìn)一步優(yōu)選為50 μ m?1600 μ m。若上述長(zhǎng)度為30 μ m?2000 μ m,則可更有效地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。另外，上述短邊的長(zhǎng)度是在一根電極的10個(gè)部位測(cè)定而得的值的平均值。
[0039](含磷的銅合金粒子)
[0040]上述電極用組合物含有至少I種含磷的銅合金粒子、至少I種玻璃粒子、及至少I種分散介質(zhì)。通過為該構(gòu)成，能夠形成燒成時(shí)銅的氧化得到抑制，且電阻率低的電極。
[0041]上述電極用組合物含有至少I種含磷的銅合金粒子。
[0042]上述含磷的銅合金所含的磷含有率，從耐氧化性與低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選磷含有率為6質(zhì)量％以上且8質(zhì)量％以下,更優(yōu)選6.3質(zhì)量％以上且7.8質(zhì)量％以下,進(jìn)一步優(yōu)選6.5質(zhì)量％以上且7.5質(zhì)量％以下。通過含磷的銅合金所含的磷含有率為8質(zhì)量％以下，可實(shí)現(xiàn)更低的電阻率，并且含磷的銅合金的生產(chǎn)率優(yōu)異。另外，通過含磷的銅合金所含的磷含有率為6質(zhì)量％以上，可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的耐氧化性。
[0043]上述含磷的銅合金已知有被稱為磷銅釬料(磷濃度:通常為7質(zhì)量％左右以下)的釬焊材料。磷銅釬料也可用作銅與銅的接合劑。通過在上述電極用組合物中使用含磷的銅合金粒子，從而能夠利用磷對(duì)銅氧化物的還原性，形成耐氧化性優(yōu)異、電阻率低的電極。進(jìn)而，能實(shí)現(xiàn)電極的低溫?zé)?，并可獲得可削減制程成本的效果。
[0044]上述含磷的銅合金粒子是含有銅與磷的合金，但也可進(jìn)一步含有其他原子。作為其他原子，例如可舉出:Ag、Mn、Sb、S1、K、Na、L1、Ba、Sr、Ca、Mg、Be、Zn、Pb、Cd、Tl、V、Sn、Al、Zr、W、Mo、T1、Co、Ni 及 Au 等。
[0045]另外，上述含磷的銅合金粒子所含的其他原子的含有率，例如可在上述含磷的銅合金粒子中設(shè)為3質(zhì)量％以下，從耐氧化性與低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為I質(zhì)量％以下。
[0046]上述含磷的銅合金粒子可單獨(dú)使用I種，也可組合使用2種以上。
[0047]上述含磷的銅合金粒子的粒徑并無特別限制，但從小粒徑側(cè)累計(jì)的重量為50%時(shí)的粒徑(以下有時(shí)簡(jiǎn)記為“050% ” )優(yōu)選為0.4 μ m?10 μ m,更優(yōu)選為Ιμπι?7μηι。通過將D50%設(shè)為0.4μ m以上，可更有效地提高耐氧化性。另外，通過將D50%設(shè)為10 μ m以下，電極中的含磷的銅合金粒子彼此的接觸面積變大，電阻率更有效地降低。另外，含磷的銅合金粒子的粒徑可通過Microtrac粒度分布測(cè)定裝置(日機(jī)裝公司制造、MT3300型)進(jìn)行測(cè)定。
[0048]另外，上述含磷的銅合金粒子的形狀并無特別限制，可為大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀、及鱗片狀等任一種。從耐氧化性與低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，上述含磷的銅合金粒子的形狀優(yōu)選為大致球狀、扁平狀或板狀。
[0049]對(duì)于上述電極用組合物所含的上述含磷的銅合金粒子的含有率、以及后述的含有銀粒子時(shí)的含磷的銅合金粒子與銀粒子的總含有率而言，例如可設(shè)為70質(zhì)量％?94質(zhì)量％，從耐氧化性與低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為72質(zhì)量％?90質(zhì)量％，更優(yōu)選為74質(zhì)
量％?88質(zhì)量％。
[0050]上述含磷的銅合金粒子所用的含磷的銅合金可通過通常所用的方法而制造。另夕卜，含磷的銅合金粒子可使用以成為所期望的磷含有率的方式制備出的含磷的銅合金，并采用制備金屬粉末的通常的方法來進(jìn)行制造，例如可使用水霧化法根據(jù)常用方法來制造。另外，水霧化法的詳細(xì)內(nèi)容記載于《金屬便覽》(丸善(株)出版事業(yè)部)等中。
[0051]具體而言，例如熔解含磷的銅合金，通過噴嘴噴霧將其粉末化后，將所得的粉末干燥、分級(jí)，由此可制造所期望的含磷的銅合金粒子。另外，通過適當(dāng)選擇分級(jí)條件而可制造具有所期望的粒徑的含磷的銅合金粒子。
[0052](玻璃粒子)
[0053]上述電極用組合物含有至少I種玻璃粒子。通過電極用組合物含有玻璃粒子，燒成時(shí)電極部與基板的密接性會(huì)提高。另外，在電極形成溫度下，通過所謂的燒通(firethrough)來將作為抗反射膜的氮化硅膜除去，能形成電極與半導(dǎo)體基板的歐姆接觸。
[0054]對(duì)于上述玻璃粒子，只要是可在電極形成溫度下軟化、熔融，通過對(duì)接觸的氮化硅膜進(jìn)行氧化，并收攏被氧化的二氧化硅，從而將抗反射膜除去的玻璃粒子，則可無特別限制地使用在該【技術(shù)領(lǐng)域】中通常使用的玻璃粒子。
[0055]上述玻璃粒子從耐氧化性與電極的低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選包含玻璃軟化點(diǎn)為6000C以下、且結(jié)晶化開始溫度超過600°C的玻璃的玻璃粒子。另外，上述玻璃軟化點(diǎn)使用熱機(jī)械分析裝置(TMA)通過通常的方法進(jìn)行測(cè)定，并且上述結(jié)晶化開始溫度使用差示熱-熱重量分析裝置(TG-DTA)通過通常的方法進(jìn)行測(cè)定。
[0056]通常在電極用組合物中所含有的玻璃粒子從可有效地收攏二氧化硅的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選包含含有鉛的玻璃。這樣的含有鉛的玻璃例如可舉出日本專利第3050064號(hào)說明書等中所記載的玻璃，在本發(fā)明中也可適宜地使用這些玻璃。[0057]另外，在本發(fā)明中，若考慮到對(duì)環(huán)境的影響，則優(yōu)選使用實(shí)質(zhì)上不含鉛的無鉛玻璃。作為無鉛玻璃，例如可舉出:日本特開2006-313744號(hào)公報(bào)的段落編號(hào)0024?0025所記載的無鉛玻璃、或日本特開2009-188281號(hào)公報(bào)等中所記載的無鉛玻璃，并且優(yōu)選從這些無鉛玻璃中適當(dāng)選擇而應(yīng)用于本發(fā)明。
[0058]作為構(gòu)成上述電極用組合物中所使用的玻璃粒子的玻璃成分可舉出:二氧化硅(SiO2)、氧化磷(P2O5)、氧化鋁(Al2O3)、氧化硼(B2O3)、氧化釩(V2O5)、氧化鉀(K2O)、氧化鉍(Bi2O3)、氧化鈉(Na2O)、氧化鋰(Li2O)、氧化鋇(BaO)、氧化銀(SrO)、氧化隹丐(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化鈹(BeO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鉛(PbO)、氧化鎘(CdO)、氧化錫(SnO)、氧化錯(cuò)(ZrO2)、氧化鶴(WO3)、氧化鑰(MoO3)、氧化鑭(La2O3)、氧化銀(Nb2O5)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鍺(GeO2)、氧化締(TeO2)、氧化镥(Lu2O3)、氧化鋪(Sb2O3)、氧化銅(CuO)、氧化鐵(FeO)、氧化銀(AgO)及氧化猛(MnO)。
[0059]其中，優(yōu)選使用選自Si02、P205、Al203、B203、V205、Bi203、Zn0 及 PbO 中的至少 I 種。
具體而言，作為玻璃成分，可舉出包含Si02、Pb0、B203、Bi203及Al2O3的成分。為這樣的玻璃粒子時(shí)，軟化點(diǎn)有效地降低，而且與含磷的銅合金粒子及根據(jù)需要而添加的銀粒子的潤(rùn)濕性會(huì)提高，因此燒成過程中的上述粒子間的燒結(jié)得到促進(jìn)，從而可形成電阻率更低的電極。
[0060]另一方面，從低接觸電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選含有五氧化二磷的玻璃粒子(磷酸玻璃、P2O5系玻璃粒子)，更優(yōu)選除了五氧化二磷以外還進(jìn)一步含有五氧化二釩的玻璃粒子(P2O5-V2O5系玻璃粒子)。通過進(jìn)一步含有五氧化二釩，耐氧化性進(jìn)一步提高，電極的電阻率進(jìn)一步降低。其原因可認(rèn)為是，例如通過進(jìn)一步含有五氧化二釩而玻璃的軟化點(diǎn)會(huì)降低。在使用五氧化二磷-五氧化二釩系玻璃粒子(P2O5-V2O5系玻璃粒子)時(shí)，作為五氧化二釩的含有率，在玻璃的總質(zhì)量中優(yōu)選為I質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為I質(zhì)量％?70質(zhì)量％。
[0061]上述玻璃粒子的粒徑并無特別限制，作為累計(jì)的重量為50%時(shí)的粒徑(以下有時(shí)簡(jiǎn)記為“D50% ” )，優(yōu)選為0.5 μ m以上且10 μ m以下，更優(yōu)選為0.8 μ m以上且8 μ m以下。通過將D50%設(shè)為0.5μπι以上，電極用組合物制作時(shí)的作業(yè)性會(huì)提高。并且，通過將D50%設(shè)為10 μ m以下，玻璃粒子可均勻地分散在電極用組合物中，并可在燒成工序中有效地產(chǎn)生燒通，而且與半導(dǎo)體基板的密接性也得到提高。
[0062]作為上述玻璃粒子的含有率，在電極用組合物的總質(zhì)量中優(yōu)選為0.1質(zhì)量％?10質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％?8質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)選為I質(zhì)量％?7質(zhì)量％。通過以該范圍的含有率含有玻璃粒子，能夠更有效地實(shí)現(xiàn)耐氧化性、電極的低電阻率化以及低接觸電阻化。
[0063](分散介質(zhì))
[0064]上述電極用組合物含有至少I種分散介質(zhì)。由此，根據(jù)賦予至半導(dǎo)體基板時(shí)的賦予方法，可將上述電極用組合物的物性(例如粘度、表面張力)或燒成后的電極的縱橫比調(diào)整為所需要的液體物性。
[0065]分散介質(zhì)例如可為至少I種溶劑，也可為至少I種溶劑與至少I種樹脂的組合。
[0066]上述分散介質(zhì)含有溶劑時(shí)，作為溶劑來說并無特別限制。例如可舉出:己燒、環(huán)己烷、甲苯等烴溶劑；二氯乙烯、二氯乙烷、二氯苯等氯化烴溶劑；四氫呋喃、呋喃、四氫吡喃、吡喃、二噁烷、1，3-二氧戊環(huán)、三噁烷等環(huán)狀醚溶劑；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等酰胺溶劑；二甲基亞砜、二乙基亞砜等亞砜溶劑；丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、環(huán)己酮等酮溶劑；乙醇、2-丙醇、1-丁醇、二丙酮醇等醇化合物；2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單乙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單丙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單丁酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯、2，2,4-三乙基-1，3-戊二醇單乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯等多元醇的酯溶劑；丁基溶纖劑、二乙二醇單丁醚、二乙二醇二乙醚等多元醇的醚溶劑；α-萜品烯、α-萜品醇、月桂油烯、別羅勒烯、檸檬烯、雙戊烯、α -菔烯、β -菔烯、松油醇、香療酮、羅勒烯、水療烯等職(terpene)溶劑、及這些溶劑的混合物。
[0067]作為上述溶劑，從將電極用組合物賦予至半導(dǎo)體基板時(shí)的涂布性、印刷性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為選自多元醇的酯溶劑、萜溶劑及多元醇的醚溶劑中的至少I種，更優(yōu)選為選自多元醇的酯溶劑及萜溶劑中的至少I種。
[0068]上述溶劑可單獨(dú)使用I種，也可組合使用2種以上。
[0069]上述分散介質(zhì)含有樹脂時(shí)，作為樹脂，只要為通過燒成可熱分解的樹脂，則可無特別限制地使用該【技術(shù)領(lǐng)域】中通常使用的樹脂。具體而言，可舉出:甲基纖維素、乙基纖維素、羧基甲基纖維素、硝基纖維素等纖維素樹脂；聚乙烯醇樹脂；聚乙烯吡咯烷酮樹脂；丙烯酸類樹脂；乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物；聚乙烯縮丁醛等縮丁醛樹脂；苯酚改性醇酸樹脂、蓖麻子油脂肪酸改性醇酸樹脂等醇酸樹脂；環(huán)氧樹脂；酚樹脂；松香酯樹脂等。
[0070]作為上述樹脂，從燒成時(shí)的消失性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選選自纖維素樹脂、及丙烯酸系樹脂中的至少I種，更優(yōu)選選自纖維素樹脂中的至少I種。
[0071]上述樹脂可單獨(dú)使用I種，也可組合使用2種以上。
[0072]上述樹脂的重均分子量并無特別限制。其中重均分子量?jī)?yōu)選為5000以上且500000以下，更優(yōu)選為10000以上且300000以下。在上述樹脂的重均分子量為5000以上時(shí)，可抑制電極用組合物的粘度的增加。其原因可認(rèn)為，例如抑制吸附于含磷的銅合金粒子時(shí)的立體排斥作用不足而粒子彼此凝聚的現(xiàn)象。另一方面，在樹脂的重均分子量為500000以下時(shí)，可抑制樹脂彼此在溶劑中凝聚，結(jié)果電極用組合物的粘度增加的現(xiàn)象。此外，若將樹脂的重均分子量抑制在適度的大小，則可抑制樹脂的燃燒溫度變高，并可抑制將電極用組合物燒成時(shí)樹脂未完全燃燒而作為異物殘存。其結(jié)果為，可形成電阻率更低的電極。
[0073]上述電極用組合物中，上述分散介質(zhì)的含量可根據(jù)所需的物性與所使用的分散介質(zhì)的種類而適當(dāng)選擇。例如分散介質(zhì)的含有率在電極用組合物的總質(zhì)量中優(yōu)選為3質(zhì)量％以上且29.9質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為5質(zhì)量％以上且25質(zhì)量％以下,進(jìn)一步優(yōu)選為7質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。
[0074]通過上述分散介質(zhì)的含有率為上述范圍內(nèi)，從而使將電極用組合物賦予至半導(dǎo)體基板時(shí)的賦予適性變得良好，并且可更容易地形成具有所期望的縱橫比的電極。
[0075](銀粒子)
[0076]上述電極用組合物優(yōu)選還含有銀粒子。通過含有銀粒子，耐氧化性進(jìn)一步提高，作為電極的電阻率進(jìn)一步降低。而且也可獲得制成太陽能電池模塊時(shí)的焊料連接性提高的效果。其原因例如可認(rèn)為如下所述。
[0077]在通常形成電極的600°C?900°C的溫度區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生銀在銅中少量固溶、及銅在銀中少量固溶，在銅與銀的界面形成銅-銀固溶體層(固溶區(qū)域)。可認(rèn)為將含磷的銅合金粒子與銀粒子的混合物加熱至高溫后，緩慢冷卻至室溫時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生固溶區(qū)域，但是，可認(rèn)為在電極形成時(shí)由于是從高溫域以數(shù)秒冷卻至常溫，因此高溫的固溶體層以非平衡的固溶體相或銅與銀的共晶組織的形式而覆蓋銀粒子及含磷的銅合金粒子的表面?？烧J(rèn)為這樣的銅-銀固溶體層有助于電極形成溫度下的含磷的銅合金粒子的進(jìn)一步的耐氧化性。
[0078]構(gòu)成上述銀粒子的銀可含有不可避免地混入的其他原子。作為不可避免地混入的其他原子，例如可舉出:Sb、S1、K、Na、L1、Ba、Sr、Ca、Mg、Be、Zn、Pb、Cd、Tl、V、Sn、Al、Zr、W、Mo、T1、Co、Ni及Au等。另外，上述銀粒子所含的其他原子的含有率例如在銀粒子中可設(shè)為3質(zhì)量％以下，從熔點(diǎn)及電極的低電阻率化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為I質(zhì)量％以下。
[0079]作為上述銀粒子的粒徑，并無特別限制，累計(jì)的重量為50%時(shí)的粒徑(D50% )優(yōu)選為0.4 μ m以上且10 μ m以下,更優(yōu)選為Iym以上且7 μ m以下。通過將D50%設(shè)為0.4 μ m以上，耐氧化性會(huì)更有效地提高。并且，通過將D50%為10 μ m以下，電極中的銀粒子及含磷的銅合金粒子等金屬粒子彼此的接觸面積變大，電阻率會(huì)更有效地降低。
[0080]在上述電極用組合物含有銀粒子時(shí)，對(duì)于上述含磷的銅合金粒子的粒徑(D50% )與上述銀粒子的粒徑(D50%)的關(guān)系而言，并無特別限制。優(yōu)選上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子中的任一種的粒徑(D50% )小于另一種的粒徑(D50% )，更優(yōu)選另一種的粒徑相對(duì)于任一種的粒徑之比為I?10。由此，有電極的電阻率更有效地降低的傾向。其原因認(rèn)為，例如電極內(nèi)的含磷的銅合金粒子及銀粒子等金屬粒子彼此的接觸面積變大。
[0081]作為上述電極用組合物中的上述銀粒子的含有率，從耐氧化性與電極的低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，在電極用組合物中優(yōu)選為8.4質(zhì)量％?85.5質(zhì)量％,更優(yōu)選為8.9質(zhì)量％?80.1質(zhì)量％。
[0082]而且，在上述電極用組合物含有銀粒子時(shí)，從實(shí)現(xiàn)耐氧化性與電極的低電阻率、且抑制原材料價(jià)格的觀點(diǎn)出發(fā)，將上述含磷的銅合金粒子與上述銀粒子的總量設(shè)為100質(zhì)量％時(shí)的銀粒子的含有率，優(yōu)選為5質(zhì)量％?65質(zhì)量％，更優(yōu)選為7質(zhì)量％?60質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量％?55質(zhì)量％。
[0083]另外，在上述電極用組合物含有銀粒子時(shí)，從耐氧化性、電極的低電阻率、供給至半導(dǎo)體基板時(shí)的容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，上述電極用組合物中的上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率，優(yōu)選為70質(zhì)量％以上且94質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為74質(zhì)量％以上且88質(zhì)量％以下。通過上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率為70質(zhì)量％以上，可在提供電極用組合物時(shí)容易地實(shí)現(xiàn)適合的粘度。另外，通過上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率為94質(zhì)量％以下，可更有效地抑制賦予電極用組合物時(shí)飛白的產(chǎn)生。
[0084]而且，在上述電極用組合物含有銀粒子時(shí)，從耐氧化性與電極的低電阻率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，上述電極用組合物中的上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率為70質(zhì)量％以上且94質(zhì)量％以下，上述玻璃粒子的含有率為0.1質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下，上述分散介質(zhì)的總含有率為3質(zhì)量％以上且29.9質(zhì)量％以下；更優(yōu)選的是，上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率為74質(zhì)量％以上且88質(zhì)量％以下，上述玻璃粒子的含有率為0.5質(zhì)量％以上且8質(zhì)量％以下，上述分散介質(zhì)的總含有率為7質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下；進(jìn)一步優(yōu)選的是，上述含磷的銅合金粒子及上述銀粒子的總含有率為74質(zhì)量％以上且88質(zhì)量％以下,上述玻璃粒子的含有率為I質(zhì)量％以上且7質(zhì)量％以下,上述分散介質(zhì)的總含有率為7質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。
[0085](助焊劑)[0086]上述電極用組合物可還含有至少I種助焊劑。通過含有助焊劑，耐氧化性會(huì)進(jìn)一步提高，所形成的電極的電阻率會(huì)進(jìn)一步降低。而且也可獲得電極與半導(dǎo)體基板的密接性提聞的效果。
[0087]作為上述助焊劑，只要為可除去形成于含磷的銅合金粒子的表面的氧化膜的助焊齊U，則并無特別限制。具體而言，例如可舉出:脂肪酸、硼酸化合物、氟化化合物、及硼氟化化合物等作為較佳的助焊劑。
[0088]助焊劑更具體而言可舉出:月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、山梨酸、硬脂炔酸、氧化硼、硼酸鉀、硼酸鈉、硼酸鋰、硼氟化鉀、硼氟化鈉、硼氟化鋰、酸性氟化鉀、酸性氟化鈉、酸性氟化鋰、氟化鉀、氟化鈉、氟化鋰等。
[0089]其中，從電極組合物燒成時(shí)的耐熱性(助焊劑在燒成的低溫時(shí)不揮發(fā)的特性)及對(duì)含磷的銅合金粒子的耐氧化性進(jìn)行補(bǔ)充的觀點(diǎn)出發(fā)，可舉出硼酸鉀及硼氟化鉀作為特別優(yōu)選的助焊劑。
[0090]上述助焊劑可分別單獨(dú)使用I種，也可組合使用2種類以上。
[0091]在上述電極用組合物含有助焊劑時(shí)，從有效體現(xiàn)含磷的銅合金粒子的耐氧化性的觀點(diǎn)、及降低電極組合物在燒成完畢時(shí)除去了助焊劑的部分的空隙率的觀點(diǎn)出發(fā)，助焊劑的含有率在電極用組合物總質(zhì)量中優(yōu)選為0.1質(zhì)量％?5質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.3質(zhì)量％?4質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5質(zhì)量％?3.5質(zhì)量％，特別優(yōu)選為0.7質(zhì)量％?3質(zhì)量％，極其優(yōu)選為I質(zhì)量％?2.5質(zhì)量％。
[0092](其他成分)
[0093]上述電極用組合物除了上述成分以外，根據(jù)需要可還含有該【技術(shù)領(lǐng)域】中通常使用的其他成分。作為其他成分，例如可舉出:增塑劑、分散劑、表面活性劑、無機(jī)結(jié)合劑、金屬氧化物、陶瓷、有機(jī)金屬化合物等。
[0094]作為上述電極用組合物的制造方法，并無特別限制?？赏ㄟ^使用通常所用的分散、混合方法將上述含磷的銅合金粒子、玻璃粒子、分散介質(zhì)及根據(jù)需要而含有的銀粒子等分散、混合來制造。
[0095]上述電極用組合物并無特別限定，從對(duì)半導(dǎo)體基板的賦予性及所期望的縱橫比的實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為糊劑狀。上述電極用組合物的粘度可根據(jù)用途進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0096]<電極的制造方法>
[0097]作為使用上述電極用組合物來制造電極的方法例如可舉出:將上述電極用組合物賦予至形成電極的區(qū)域，干燥后進(jìn)行燒成，由此，在所期望的區(qū)域形成電極的方法。通過使用上述電極用組合物，即使在氧氣存在下(例如大氣中)進(jìn)行燒成處理，也可形成電阻率低的電極。
[0098]具體而言，例如以成為所期望的形狀的方式將電極用組合物賦予至半導(dǎo)體基板上，干燥后進(jìn)行燒成，由此可將電阻率低的電極形成為所期望的形狀。通過使用上述電極用組合物，即使在氧氣存在下(例如大氣中)進(jìn)行燒成處理，也可形成電阻率低的電極。
[0099]作為將上述電極用組合物賦予至半導(dǎo)體基板上的方法，例如可舉出:絲網(wǎng)印刷、噴墨法、分配器法等，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為通過絲網(wǎng)印刷的賦予。
[0100]通過絲網(wǎng)印刷賦予上述電極用組合物時(shí)，上述電極用組合物的粘度優(yōu)選為20Pa.s?IOOOPa.S。另外，上述粘度使用布氏HBT粘度計(jì)在25°C下進(jìn)行測(cè)定。[0101]上述電極用組合物的賦予量可根據(jù)所形成的電極的大小而適當(dāng)選擇。例如，電極用組合物賦予量可設(shè)為2g/m2?10g/m2,優(yōu)選為4g/m2?8g/m2。
[0102]使用上述電極用組合物形成電極時(shí)的熱處理?xiàng)l件(燒成條件)，可應(yīng)用該【技術(shù)領(lǐng)域】中通常所使用的熱處理?xiàng)l件。
[0103]通常，作為熱處理溫度(燒成溫度)為800°C?900°C，但在使用上述電極用組合物時(shí)，可應(yīng)用更低溫下的熱處理?xiàng)l件，例如可在600°C?850°C的熱處理溫度下形成具有良好特性的電極。
[0104]另外，熱處理時(shí)間可根據(jù)熱處理溫度等而適當(dāng)選擇，例如可設(shè)為I秒?20秒。
[0105]作為熱處理裝置，只要可加熱至上述溫度，則可適當(dāng)采用，例如可舉出:紅外線加熱爐、隧道爐等。紅外線加熱爐將電能以電磁波的形式直接投送至加熱材料，并轉(zhuǎn)換成熱能，因此效率高，并且能以短時(shí)間實(shí)現(xiàn)急速加熱。而且，無燃燒所致的產(chǎn)物，且為非接觸加熱，因此可抑制所生成的電極的污染。隧道爐是將試樣自動(dòng)連續(xù)地從入口搬送至出口而進(jìn)行燒成，因此通過對(duì)爐體進(jìn)行分區(qū)與控制搬送速度，可實(shí)現(xiàn)均勻地?zé)伞墨@得電阻率低的電極的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為通過隧道爐進(jìn)行熱處理。
[0106]〈用途〉
[0107]本發(fā)明的元件的用途并無特別限定，可用作太陽能電池元件、等離子顯示器元件、陶瓷電容器元件、天線電路、各種傳感器電路、半導(dǎo)體器件的散熱材料等。另外，通常，在成為太陽能電池元件的受光面的半導(dǎo)體基板上形成有凹凸形狀的紋理，而根據(jù)本發(fā)明，即使是這樣的形成了紋理的半導(dǎo)體基板，也可降低電極的電阻率。
[0108]〈太陽能電池元件〉
[0109]對(duì)于上述太陽能電池元件而言，上述元件中的上述基板具有雜質(zhì)擴(kuò)散層，并在該雜質(zhì)擴(kuò)散層上形成上述電極。由此，可獲得具有良好特性的太陽能電池元件，并且該太陽能電池的生產(chǎn)率優(yōu)異。當(dāng)為太陽能電池元件在受光面?zhèn)染哂斜砻骐姌O、而在其背面具有背面電極的形態(tài)時(shí)，優(yōu)選具有上述縱橫比的電極是受光面?zhèn)鹊谋砻骐姌O。
[0110]需要說明的是，本說明書中所謂太陽能電池元件，是指具有形成有pn結(jié)的半導(dǎo)體基板、及形成在半導(dǎo)體基板上的電極的太陽能電池元件。另外，所謂太陽能電池，是指在太陽能電池元件的電極上設(shè)置有極耳線，根據(jù)需要多個(gè)太陽能電池元件經(jīng)由極耳線連接而構(gòu)成的太陽能電池。
[0111]以下，一邊參照附圖一邊對(duì)太陽能電池元件的具體例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0112]將表示代表性的太陽能電池元件的一例的剖面圖、受光面及背面的概要分別示于圖2、圖3及圖4。
[0113]如圖2所示，通常太陽能電池元件的半導(dǎo)體基板130使用單晶或多晶的硅基板等。該半導(dǎo)體基板130中含有硼等并構(gòu)成P型半導(dǎo)體。受光面?zhèn)葹榱艘种铺柟獾姆瓷涠ㄟ^蝕刻形成了凹凸(紋理、未圖示)。在半導(dǎo)體基板130的受光面?zhèn)葥诫s有磷等，且以亞微米級(jí)(Sub-micron order)的厚度設(shè)置η型半導(dǎo)體的擴(kuò)散層131,并且在與p型主體部分的邊界形成有pn接合部。接著，在擴(kuò)散層131上通過蒸鍍法等以膜厚IOOnm左右設(shè)置氮化硅等的抗反射層132。
[0114]如圖3所示，受光面電極133由多個(gè)指狀電極140、及與上述多個(gè)指狀電極140交叉的母線電極142構(gòu)成。上述太陽能電池元件中，上述指狀電極及上述母線電極的至少一部分的形狀相當(dāng)于線狀電極。
[0115]在上述指狀電極的形狀為線狀電極時(shí)，上述指狀電極的縱橫比優(yōu)選為2: I?50: 1，更優(yōu)選為2: I?30: 1，進(jìn)一步優(yōu)選為3:1?20:1。而且，上述指狀電極的短邊的長(zhǎng)度優(yōu)選為30 μ m?200 μ m,更優(yōu)選為50 μ m?180 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為50 μ m?150 μ m0
[0116]在上述母線電極的形狀為線狀電極時(shí)，上述母線電極的縱橫比優(yōu)選為25: I?250: I，更優(yōu)選為25: I?230: I，進(jìn)一步優(yōu)選為30: I?200: I。而且，上述母線電極的短邊的長(zhǎng)度優(yōu)選為100 μ m?2000 μ m,更優(yōu)選為200 μ m?1800 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為300 μ m ?1600 μ m。
[0117]另外，上述電極的配置的位置不限于受光面，但通過滿足上述縱橫比而得的效果在上述電極被配置于受光面時(shí)特別顯著。
[0118]此處，指狀電極140的縱橫比是在一根指狀電極140的10個(gè)部位測(cè)定短邊長(zhǎng)度及高度而得的縱橫比的平均值。另外，母線電極142的縱橫比是在一根母線電極142的10個(gè)部位測(cè)定短邊長(zhǎng)度及高度而得的縱橫比的平均值。
[0119]接著，對(duì)設(shè)置于受光面?zhèn)鹊氖芄饷骐姌O133、形成于背面的集電電極134及輸出取出電極135進(jìn)行說明。受光面電極133與輸出取出電極135由上述電極用組合物形成。另夕卜，集電電極134由含有玻璃粉末的鋁電極糊劑組合物形成。這些電極例如通過絲網(wǎng)印刷等將上述組合物涂布成所期望的圖案后，干燥后，在大氣中600°C?850°C左右條件下進(jìn)行燒成而形成。
[0120]本發(fā)明中通過使用上述電極用組合物，即使以相對(duì)較低溫度進(jìn)行燒成，也可形成電阻率及接觸電阻率優(yōu)異的電極。
[0121]燒成時(shí)，在受光面?zhèn)?，即將形成受光面電極133的上述電極用組合物所含的玻璃粒子、與抗反射層132反應(yīng)(燒通)，使受光面電極133與擴(kuò)散層131電連接(歐姆接觸)。
[0122]本發(fā)明中，通過使用上述電極用組合物形成受光面電極133，從而在含有作為導(dǎo)電性金屬的銅的同時(shí)又能抑制銅的氧化。其結(jié)果是以良好的生產(chǎn)率形成低電阻率的受光面電極 133。
[0123]如圖4所示，在太陽能電池元件的背面?zhèn)龋瑹蓵r(shí)形成集電電極134的鋁電極糊劑組合物中的鋁會(huì)擴(kuò)散至半導(dǎo)體基板130的背面而形成電極成分?jǐn)U散層136。由此，可在半導(dǎo)體基板130與集電電極134、輸出取出電極135間獲得歐姆接觸。
[0124]圖5及圖6是表示太陽能電池元件的其他實(shí)施方式的背面接觸型太陽能電池元件的圖。圖5是圖6所示的AA剖面結(jié)構(gòu)的立體圖，圖6是背面?zhèn)入姌O結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0125]如圖5的立體圖所示，在由P型半導(dǎo)體的半導(dǎo)體基板形成的電池晶片I上，通過激光鉆孔或蝕刻等形成將受光面?zhèn)燃氨趁鎮(zhèn)鹊膬擅尕灤┑耐?。另外，在電池晶片I的受光面?zhèn)刃纬捎刑岣吖馊肷湫实募y理(未圖示)。進(jìn)而，在電池晶片I的受光面?zhèn)刃纬苫讦切突瘮U(kuò)散處理的η型半導(dǎo)體層3、并在η型半導(dǎo)體層3上形成抗反射膜(未圖示)。這些層是通過與以往的結(jié)晶Si型太陽能電池元件相同的工序來制造的。
[0126]在上述通孔內(nèi)部，通過印刷法或噴墨法填充本發(fā)明的電極用組合物，進(jìn)而在受光面?zhèn)鹊目狗瓷淠ど蠈⑸鲜鲭姌O用組合物印刷成格柵狀。這些電極用組合物經(jīng)過后述的燒成而形成通孔電極4及集電用格柵電極2。
[0127]此處，作為用于填充與印刷的組合物，較理想的是，使用以粘度為代表的性質(zhì)對(duì)于各個(gè)工藝而言為最適的組合物，也可使用相同的組合物一次性進(jìn)行填充、印刷。
[0128]另一方面，在受光面的相反側(cè)(背面?zhèn)?形成用來防止載流子再結(jié)合的高濃度摻雜層5。這里，作為形成高濃度摻雜層5的雜質(zhì)元素，使用硼或鋁，并形成P+型擴(kuò)散層。該高濃度摻雜層5可通過下述方法形成:例如可通過在形成上述抗反射膜之前的電池制造工序中實(shí)施將硼作為擴(kuò)散源的熱擴(kuò)散處理而形成，或者，在使用鋁時(shí)，在上述印刷工序中，可通過在背面?zhèn)扔∷X糊劑而形成。
[0129]只要將賦予了上述電極組合物的元件在650°C?850°C下燒成，上述通孔內(nèi)部及上述受光面?zhèn)鹊目狗瓷淠ど系纳鲜鲭姌O用組合物就可以通過燒通效果而與下部η型擴(kuò)散層發(fā)生電性連接，實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。由此形成通孔電極4及集電用格柵電極2。
[0130]另外，在相反面?zhèn)?，如圖6的平面圖所示，將本發(fā)明的電極用組合物分別在η側(cè)及P側(cè)的條紋上都進(jìn)行印刷、燒成，由此形成背面電極6、背面電極7。
[0131]本發(fā)明中，通過使用上述電極用組合物形成通孔電極4、集電用格柵電極2、背面電極6及背面電極7，從而能夠既包含作為導(dǎo)電性金屬的銅又抑制銅的氧化，從而以優(yōu)異的生產(chǎn)率形成低電阻率的通孔電極4、集電用格柵電極2、背面電極6及背面電極7。
[0132]另外，本發(fā)明的電極用組合物并不限定于如上所述的太陽能電池電極的用途，例如也適合用于:等離子顯示器的電極布線及屏蔽布線、陶瓷電容器、天線電路、各種傳感器電路、半導(dǎo)體裝置的散熱材料等用途。
[0133]〈太陽能電池〉
[0134]本發(fā)明的太陽能電池包括上述元件、和上述的配置于上述電極上的極耳線。上述太陽能電池根據(jù)需要可進(jìn)一步具有將經(jīng)由極耳線連接的多個(gè)元件用密封件進(jìn)行密封而得的結(jié)構(gòu)。
[0135]上述極耳線及密封件并無特別限制，可從業(yè)界通常使用的極耳線及密封件中適當(dāng)選擇。
[0136]實(shí)施例
[0137]以下，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體地說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。另夕卜，只要無特別說明，“份”及“ ”為質(zhì)量基準(zhǔn)。
[0138]〈實(shí)施例1>
[0139](a)電極用組合物的制備
[0140]根據(jù)通常方法制備含有7質(zhì)量％磷的含磷的銅合金粒子，將其熔解而通過水霧化法進(jìn)行粉術(shù)化后，進(jìn)行干燥、分級(jí)。將經(jīng)分級(jí)的粉末混合，進(jìn)行脫氧氣、脫水分處理，從而制作了含有7質(zhì)量％磷的含磷的銅合金粒子。另外，含磷的銅合金粒子的粒徑(D50%)為L(zhǎng) 5 μ m0
[0141]制備包含二氧化硅(Si02)3份、氧化鉛(Pb0)60份、氧化硼(B2O3) 18份、氧化鉍(Bi203) 5份、氧化鋁(Al203) 5份、氧化鋅(Zn0)9份的玻璃(以下簡(jiǎn)記為“G1”)。所得的玻璃Gl的軟化點(diǎn)為420°C，結(jié)晶化開始溫度超過600°C。
[0142]使用所得的玻璃G1，獲得粒徑(D50% )為1.7 μ m的玻璃粒子。
[0143]將上述所得的含磷的銅合金粒子85.1份、玻璃粒子Gl 1.7份、及含有3質(zhì)量％的乙基纖維素(EC、重均分子量190000)的萜品醇(異構(gòu)混合物)溶液13.2份混合，在瑪瑙研缽中攪拌20分鐘，從而制備了電極用組合物I。
[0144](b)太陽能電池元件的制作
[0145]準(zhǔn)備在受光面形成有η型半導(dǎo)體層、紋理及抗反射膜(氮化硅膜)的膜厚190 μ m的P型半導(dǎo)體基板，切出125mmX125mm的大小。在該受光面上使用絲網(wǎng)印刷法，以成為如圖3所示的電極圖案的方式印刷上述所得的電極用組合物I。電極的圖案由短邊長(zhǎng)度為150 μ m的指狀線與短邊長(zhǎng)度為1.5mm的母線構(gòu)成，以成為所期望的縱橫比的方式，適當(dāng)調(diào)整印刷條件(絲網(wǎng)的篩孔、印刷速度、印壓)。將其投入至加熱至150°C的烘箱中放置15分鐘，通過蒸散除去溶劑。
[0146]接著，同樣通過絲網(wǎng)印刷在整個(gè)背面印刷鋁電極糊劑。以燒成后的膜厚成為40 μ m的方式，適當(dāng)調(diào)整印刷條件。將其投入至加熱至150°C的烘箱中放置15分鐘，通過蒸散除去溶劑。
[0147]接著，使用隧道爐(N0RITAKE公司制造、I列搬送W/B隧道爐)在大氣環(huán)境下、燒成最高溫度850°C下進(jìn)行保持時(shí)間為10秒的加熱處理(燒成)，從而制成形成有所期望的電極的太陽能電池元件I。
[0148]此時(shí)，作為受光面電極的縱橫比，指狀電極為10: 1，母線電極為100: I。另外，受光面電極的縱橫比根據(jù)使用觸針式表面形狀測(cè)定裝置(XP_2、AMB10S TECHNOLOGY公司制造)所測(cè)定的剖面形狀算出。
[0149]〈實(shí)施例2>
[0150]實(shí)施例1中，變更電極用組合物I的印刷條件，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是15: 1、母線電極是150: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與實(shí)施例I相同的方式制作太陽能電池元件2。
[0151]〈實(shí)施例3>
[0152]實(shí)施例1中，變更電極用組合物I的印刷條件，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是20: 1、母線電極是200: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與實(shí)施例I相同的方式制作太陽能電池元件3。
[0153]〈實(shí)施例4>
[0154]實(shí)施例1中，變更電極用組合物I的印刷條件，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是5: 1、母線電極為50: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與實(shí)施例I相同的方式制作太陽能電池元件4。
[0155]〈實(shí)施例5>
[0156]實(shí)施例1中，變更電極用組合物I的印刷條件，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是3: 1、母線電極是30: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與實(shí)施例I相同的方式制作太陽能電池元件5。
[0157]〈實(shí)施例6>
[0158]實(shí)施例1中，將含磷的銅合金粒子的磷含有率由7質(zhì)量％變更為8質(zhì)量％，除此以夕卜，以與實(shí)施例1相同的方式制作電極用組合物6及太陽能電池元件6。
[0159]〈實(shí)施例7>
[0160]實(shí)施例1中，將含磷的銅合金粒子的粒徑由1.5 μ m變更為5.0 μ m，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制作電極用組合物7及太陽能電池元件7。
[0161]〈實(shí)施例8>
[0162]實(shí)施例7中，在電極用組合物中進(jìn)一步添加銀粒子(粒徑(D50% )3.0 μ m,Aldrich公司制造高純度化學(xué)品)，除此以外，以與實(shí)施例7相同的方式，制作電極用組合物8及太陽能電池元件8。
[0163]具體而言，制備含有含磷的銅合金粒子(磷含有率7質(zhì)量％、粒徑(D50% )5.0ym)75.0份、銀粒子10.1份、玻璃粒子(Gl) 1.7份及含有3質(zhì)量％的乙基纖維素(EC)的萜品醇(異構(gòu)混合物)溶液13.2份的電極用組合物8，并制作太陽能電池元件8。
[0164]<實(shí)施例9?實(shí)施例15>
[0165]以表I所示的方式，變更實(shí)施例1中含磷的銅合金粒子的磷含有率、粒徑(D50% )及含量、銀粒子的含量、玻璃粒子的種類及含量、含有3%的乙基纖維素(EC)的萜品醇溶液的含量，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制備電極用組合物9?15。
[0166]需要說明的是，玻璃粒子(G2)包含氧化釩(V2O5) 45份、氧化磷(P2O5) 24.2份、氧化鋇(BaO) 20.8份、氧化銻(Sb2O3) 5份、氧化鎢(WO3) 5份，粒徑(D50% )為1.7 μ m。并且，該玻璃的軟化點(diǎn)為492°C，結(jié)晶化開始溫度超過600°C。
[0167]接著，分別使用所得的電極用組合物9?15，以表I所示的方式，變更加熱處理的溫度及處理時(shí)間、燒成后的電極的縱橫比，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式分別制作形成有所期望的電極的太陽能電池元件9?15。
[0168]<比較例1>
[0169]實(shí)施例1的電極用組合物的制備中，不使用含磷的銅合金粒子，以成為表I所示的組成的方式變更各成分，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制備電極用組合物Cl。
[0170]使用不含有含磷的銅合金粒子的電極用組合物Cl，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制作太陽能電池元件Cl。
[0171]〈比較例2>
[0172]比較例I中，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是20: 1、母線電極是200: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與比較例I相同的方式制作太陽能電池元件C2。
[0173]<比較例3>
[0174]實(shí)施例1中，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是1.5: 1、母線電極是15: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制作太陽能電池元件C3。
[0175]<比較例4>
[0176]實(shí)施例1中，以燒成后的電極的縱橫比為指狀電極是30: 1、母線電極是300: I的方式，變更電極用組合物的印刷條件，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制作太陽能電池元件C4。
[0177]〈比較例5>
[0178]實(shí)施例1中，使用不含磷的純銅粒子(磷含有率為0% )代替含磷的銅合金粒子，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制備電極用組合物C5。[0179]使用電極用組合物C5，除此以外，以與實(shí)施例1相同的方式制作太陽能電池元件C5。
[0180][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種元件，其包括半導(dǎo)體基板、及設(shè)置于所述半導(dǎo)體基板上的電極，所述電極是電極用組合物的燒成物，所述電極用組合物含有含磷的銅合金粒子、玻璃粒子以及分散介質(zhì)，且所述電極包含縱橫比為2:1?250:1的形狀為線狀的電極，所述縱橫比定義為所述電極短邊長(zhǎng)度:所述電極高度。
2.如權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述含磷的銅合金粒子中的磷含有率為6質(zhì)量％以上且8質(zhì)量％以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的元件，其中，所述玻璃粒子的玻璃軟化點(diǎn)為600°C以下，且結(jié)晶化開始溫度超過600°C。
4.如權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的元件，其中，所述電極用組合物還包含銀粒子。
5.如權(quán)利要求4所述的元件，其中，將所述含磷的銅合金粒子與所述銀粒子的總量設(shè)為100質(zhì)量％時(shí),所述銀粒子的含有率為5質(zhì)量％以上且65質(zhì)量％以下。
6.如權(quán)利要求4或5所述的元件，其中，所述電極用組合物中的所述含磷的銅合金粒子及所述銀粒子的總含有率為70質(zhì)量％以上且94質(zhì)量％以下，所述玻璃粒子的含有率為0.1質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下，所述分散介質(zhì)的含有率為3質(zhì)量％以上且29.9質(zhì)量％以下。
7.如權(quán)利要求1?6中的任一項(xiàng)所述的元件，其用于太陽能電池，所述半導(dǎo)體基板具有雜質(zhì)擴(kuò)散層，在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上配置有所述電極。
8.一種太陽能電池，其包括權(quán)利要求7所述的用于太陽能電池的元件、以及配置于所述元件的所述電極上的極耳線。
【文檔編號(hào)】H01B1/22GK103688365SQ201280035087
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月25日
【發(fā)明者】足立修一郎, 吉田誠(chéng)人, 野尻剛, 栗原祥晃, 加藤隆彥 申請(qǐng)人:日立化成株式會(huì)社