太阳能电池用导电性糊组合物及其制造方法_2

文档序号:8413712阅读:来源:国知局
r>[0024] 再者,在不均匀地形成Te和Pb共同作用的部分的观点上,也可考虑与本发明相反 地使用铅玻璃和Te化合物。但是,如果向包含铅玻璃的导电性糊添加碲,则生成熔点高的 Pb-Te氧化物,存在软化点上升的问题。这是由于,在向与碲玻璃相比软化点高的铅玻璃添 加Te化合物的情况下,采用不生成Pb-Te氧化物那样的低温的假烧时不能够担载Te化合 物的缘故。与此相对,在向碲玻璃添加含铅添加物的情况下,由于能够在低温进行假烧,因 此能够避免Pb-Te氧化物的生成,避免软化点的上升。
[0025] 上述那样的本发明的导电性糊组合物,适合于通过烧成来形成电极的用途,具有 稳定的欧姆电阻性,因此薄膜电阻低的基板自不必说,即使对于80~120(Q/ □)左右的 高薄膜电阻基板也能够得到充分低的接触电阻。因此,通过控制烧成贯通等的条件使得电 极材料不侵入pn结,能够得到漏电流低(即并联电阻Rsh高)、曲线因子FF不降低,电流值 大,且光电转换率高的太阳能电池。
[0026] 另外,根据上述第2发明,在制造太阳能电池用导电性糊组合物时,在含铅添加物 担载工序中,使玻璃料担载含铅添加物的一部分或全部,在混合工序中,通过将导电性粉 末、担载有含铅添加物的玻璃料、以及载色剂混合,得到导电性糊组合物。为此,在调制导电 性糊组合物时,通过预先使玻璃料担载含铅添加物的一部分或全部,使它们在结合了的状 态下混合到载色剂中,因此在使用导电性糊组合物并通过烧成贯通来形成电极时,部分地 能够更加显著地得到Pb和Te共同作用的效果,作为该部分的光滑度提高的结果,电特性进 一步提高。因此,能够得到电特性更加优异且接合强度充分高的电极。再者,根据该构成, 确认到接合强度稍微降低的倾向,但与不预先担载而进行混合的情况的差异很小,所需强 度能够充分地满足。
[0027] 在此,在上述第1发明中,优选:所述含铅添加物的一部分或全部担载于所述玻璃 料上。含铅添加物,也可以与导电性粉末等一起混合到玻璃中,但如果预先担载于玻璃料 上,则部分地能够更加显著地得到Pb和Te共同作用的效果,电特性进一步提高。再者,也 可以将含铅添加物的全部担载于玻璃料上,但如果担载一部分而残存含铅添加物,成为在 糊组合物中存在含铅添加物的状态,则在烧成贯通时,由含有含铅添加物所致的侵蚀性的 偏差更加显著地出现,因此能够形成电特性和接合强度的兼顾更加理想的电极。
[0028] 再者,在本发明中,不特别限定无铅的碲玻璃的组成,在使用各种组成的玻璃的情 况下,能够获得由向糊中添加含铅添加物所带来的改善效果。但是,以下举出特别优选的玻 璃组成的一例。
[0029] 例如,无铅的碲玻璃料,优选包含按氧化物换算为30~75 (mol%)的Te02、和 0. 1~18 (mol % )的Li20。如果在这些范围内,则能够容易地得到电特性更加优异,例如FF 值为75(%)以上的太阳能电池。
[0030] 另外,无铅的碲玻璃料,更加优选包含按氧化物换算为25 (mol % )以下的Bi203、 5 (mol %)以下的Cu0、20 (mol %)以下的Si02。如果在这些范围内,则能够容易地得到电 特性更加优异,例如FF值为75(% )以上的太阳能电池。
[0031] 另外,无铅的碲玻璃料,更加优选包含按氧化物换算为50(mol% )以下的ZnO、 15(111〇1%)以下的]\%0、15(1]1〇1%)以下的冊3、5(1]1〇1%)以下的?6 203、5(1]1〇1%)以下的 Ni0、5(mol% )以下的Cr203。如果在这些范围内,则能够容易地得到电特性更加优异,例如 FF值为75 (%)以上的太阳能电池。
[0032] 另外,无铅的碲玻璃料,可以适当包含上述物质以外的成分。例如可举出按氧化物 换算为18(111〇1%)以下的13 203、5(1]1〇1%)以下的六1203、12(1]1〇1%)以下的1';[0 2、19(1]1〇1%) 以下的?2〇5、26〇11〇1%)以下的¥ 205、15(111〇1%)以下的8&0等。
[0033] 另外,优选:第1发明的太阳能电池用导电性糊组合物,在相对于所述玻璃料的、 按氧化物换算的质量比为PbO/玻璃=0. 5~1. 0的范围内含有所述含铅添加物。即使PbO/ 玻璃低于〇. 5或超过1. 0,也能够确认到改善效果,但如果PbO变少,则相对于没有添加它的 糊组成,侵蚀性的变化变小,另外,如果PbO变多,则与其处于上述范围内的情况相比,侵蚀 性显著变强,改善效果都变小,因此更加优选上述范围。
[0034] 另外,在所述第2发明中,优选:所述含铅添加物担载工序,将所述玻璃料与所述 含铅添加物的粉末混合,并在氧化气氛中、在500CC)以下的温度实施假烧处理。这样,能 够容易地得到在玻璃料上担载有含铅添加物的一部分的状态。再者,在上述假烧温度下, 含铅添加物的一部分进入玻璃相之中,一部分被玻璃料担载,剩余部分没有被玻璃料担载 而原样地残存,但如果假烧温度超过500 (°C )则发生玻璃与含铅添加物的化学反应,生成 Pb-Te氧化物,因此软化点容易上升。因此,假烧温度优选控制在500CC)以下。
[0035] 另外,优选:所述含铅添加物担载工序,将所述玻璃料与所述含铅添加物的粉末混 合,并采用机械化学法使该含铅添加物的粉末固着在该玻璃料的粒子表面,得到复合粒子。 作为含铅添加物的担载方法,上述的假烧处理是简便的方法,但担载方法不特别限定,机械 化学法也有效。特别是根据该方法,对处理对象物不施加热,因此也有能够抑制无用的化学 反应的优点。再者,「机械化学法」是非加热的粉碎、混合操作,例如是下述方法:将处理对 象的粉体投入到具备转子的容器内,通过使转子高速旋转而使冲击力、压缩力、剪切力均匀 地作用于每个粉体粒子,利用机械能破坏晶体结构或切断结合状态而使其活化,由此促进 固相反应。「机械化学法」所使用的处理装置,例如具备:轴心在大致水平方向上延伸的圆 筒状的混合容器、和如上述那样使冲击力等均匀地作用于每个粒子的特殊形状的转子,优 选该转子能够进行例如圆周速度为50 (m/s)以上的高速旋转。
[0036] 另外,上述含铅添加物不特别限定,可以使用各种的含铅添加物,例如可举出铅、 氧化铅(例如Pb0、Pb 304)、含铅的合金、树脂酸盐(resinate)、硝酸铅、碳酸铅、硬脂酸铅、其 它的含铅的化合物。
[0037] 另外,上述含铅添加物,可以使用适当的粒子形状和粒径的含铅添加物,例如,形 状优选为非球形,粒径优选为1~5(ym)的范围。如果使用这样的粒子,则能够得到与玻 璃料的良好的分散性,易于担载。
[0038] 另外,优选上述导电性粉末为Ag粉末。适用本发明的导电性糊组合物中所含的导 电性粉末不特别限定,可举出Au、Ag、Cu、Al等。其中,Ag能够显著地得到由Te的存在带来 的溶解量增大效果,因此作为本发明的适用对象特别优选。
[0039] 另外,优选上述玻璃料的平均粒径(D50)在0. 3~10 (ym)的范围内。如果玻璃 料的平均粒径过小,则在电极的烧成时熔化加快,因此难以得到充分的电特性。如果平均粒 径为0.3(ym)以上,则难以发生这样的问题,而且,难以发生凝聚,因此在调制糊时能够得 到更加良好的分散性。另外,在玻璃料的平均粒径明显大于导电性粉末的平均粒径的情况 下,粉末整体的分散性降低,但如果为l〇(ym)以下则能够得到更加良好的分散性。而且, 能够得到玻璃的进一步的熔融性。
[0040] 再者,上述玻璃料的平均粒径是采用空气透过法得到的值。空气透过法,是指由流 体(例如空气)相对于粉体层的透过性测定粉体的比表面积的方法。成为该测定方法的基 础的是表示构成粉体层的全部粒子的湿润表面积与从其中通过的流体的流速以及压力降 的关系的康采尼-卡曼(Kozeny-Carmann)公式,在由装置所确定的条件下测定相对于所填 充的粉体层的流速和压力降,求出试样的比表面积。该方法将所填充的粉体粒子的间隙视 为细孔,求出阻碍空气的流动的粒子群的湿润表面积,通常显示比采用气体吸附法求出的 比表面积小的值。由所求出的上述比表面积和粒子密度能够算出假定了粉体粒子的平均粒 径。
[0041] 另外,优选所述导电性粉末为平均粒径(D50)在0.3~3.0(ym)的范围内的银粉 末。作为导电性粉末也可以使用铜粉末、镍粉末等,但银粉末得到高的导电性因此最优选。 另外,如果银粉末的平均粒径为3. 0 ( y m)以下,则能够得到更加良好的分散性,因此能够 得到更高的导电性。另外,如果为〇.3(ym)以上则凝聚被抑制,能够得到更加良好的分散 性。再者,低于〇.3(ym)的银粉末明显昂贵,因此从制造成本方面出发也优选为0.3(ym) 以上。另外,如果导电性粉末、玻璃料的平均粒径都为3.0(ym)以下,则具有在用细线图案 印刷形成电极的情况下也难以发生堵塞的优点。
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