专利名称：太阳能电池集电电极形成用导电性组成物及太阳能电池单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池集电电极形成用导电性组成物及太阳能电池单元。
背景技术：
随着人们对地球环境问题的关注度日益提高，大家正在积极开发将太阳光等光能转换成电能的各种构造和构成的太阳能电池。其中使用硅等半导体基板的太阳能电池，因其转换效率、制造成本等优势，使用最为普遍。作为形成这种太阳能电池电极的材料，例如专利文献I中记载了 “一种太阳能电池电极用导电性糊状物，其含有有机粘合剂、溶剂、导电性颗粒、玻璃粉、金属氧化物、以及在150 800°C温度范围内变化为气体的物质”([权利要求1])，作为上述变化为气体的物质，记载了有机金属化合物([权利要求3]、[权利要求4])，作为有机金属化合物的具体例，记载了 Al、Ga、In等金属的二酮络合物及羧酸盐(
)。此外，专利文献2中记载了 “一种太阳能电池电极用导电性糊状物，其特征在于，含有有机粘合剂、溶剂、导电性颗粒、玻璃粉、以及含Al、Ga、In或Tl的化合物”([权利要求I])，作为上述化合物，记载了有机金属化合物等([权利要求3])，作为上述有机金属化合物，记载了乙酰丙酮络合物等([权利要求4])。另一方面，专利文献3中，本申请人提出了 “一种导电性组成物，其含有银粉(A)、氧化银(B)、以及有机溶剂(D)，该银粉(A)为组成物所含银单质及银化合物的50质量％以上”([权利要求1])，并记载了作为任意成分含有羧酸银盐的形态、以及含有玻璃粉等其他添加剂的形态([权利要求2]、
、
、
等)。现有技术文献
专利文献专利文献I日本专利特开2007-294677号公报专利文献2日本专利特开2007-294678号公报专利文献3日本专利特开2011-35062号公报
发明概要发明拟解决的问题然而，本发明人对专利文献I 3中记载的导电性糊状物及导电性组成物进行研究后，明确了所得太阳能电池单元的曲线因子(FF)有时会因形成电极的烧结温度而变低。若特性如此随烧结温度发生变化，则根据其程度，会发生制造太阳能电池单元时成品率降低，或者为提高成品率而必须高精度控制烧结温度等问题。因此，本发明课题在于提供一种能够获得在较宽烧结温度范围(700 800°C )内显示出高曲线因子的太阳能电池单元的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物及使用其的太阳能电池单元。
发明内容
本发明人为解决上述课题进行深入研究后发现，使用以特定质量比含有脂肪酸银盐、以及由银以外金属与上述脂肪酸银盐的脂肪酸以外有机化合物进行离子键结合及/或配位键结合形成的金属化合物的导电性组成物来形成电极，由此能够获得在较宽烧结温度范围(700 800°C)内显示出高曲线因子的太阳能电池单元，并完成了本发明。即，本发明将提供下述⑴ (12)。(I) 一种太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，含有导电性颗粒(A)、脂肪酸银盐(B)、玻璃粉(C)、溶剂(D)、以及由银以外金属与上述脂肪酸银盐(B)的脂肪酸以外有机化合物进行离子键结合及/或配位键结合形成的金属化合物(E)，其中，上述脂肪酸银盐(B)含量与上述金属化合物(E)含量的质量比(B/E)为I以上。(2)如上述⑴所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述金属化合物(E)是由不同于上述脂肪酸银盐(B)中脂肪酸的脂肪酸与银以外金属进行离子键结合形成的脂肪酸金属盐(El)。(3)如上述⑵所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述脂肪酸银盐(B)是羧酸银盐，上述脂肪酸金属盐(El)是由镁、镍、铜、锌、钇、锆、锡、以及铅所组成群中选择的至少I种以上金属的羧酸金属盐。(4)如上述⑶所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述羧酸金属盐是由2-乙基己酸、辛酸、环烷酸、硬脂酸、以及月桂酸所组成群中选择的脂肪酸的金属盐。(5)如上述⑴所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述金属化合物(E)是由乙酰丙酮与银以外金属进行配位键结合形成的乙酰丙酮金属络合物(E2)。(6)如上述(5)所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述乙酰丙酮金属络合物(E2)是由铟、镍、铜、钛、锌、以及锡所组成群中选择的金属类的络合物。(7)如上述⑴至(6)中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述质量比(B/E)为2以上。(8)如上述⑴至(7)中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，上述脂肪酸银盐(B)是由碳原子数18以下的脂肪酸银盐(BI)、分别具有I个以上羧基银盐基(-COOAg)和羟基(-0H)的脂肪酸银盐(B2)、以及不具有羟基(-0H)但具有2个以上羧基银盐基(-COOAg)的聚羧酸银盐(B3)所组成群中选择的脂肪酸银盐。(9)如上述⑴至⑶中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，相对于上述导电性颗粒㈧100重量份，上述脂肪酸银盐⑶含量为I 30重量份。(10)如上述⑴至(9)中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，相对于上述导电性颗粒(A) 100重量份，上述金属化合物(E)含量为0.1 10重量份。(11) 一种太阳能电池单元，其具备受光面侧的表面电极、防反射膜、半导体基板、以及背面电极，至少上述表面电极是用上述(I)至(10)中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物形成的。(12) 一种太阳能电池组件，其使用互连器将上述(11)所述的太阳能电池单元进行串联配线。发明功效如下所示，依据本发明，可提供一种能够获得在较宽烧结温度范围(700 800°C)内显示出高曲线因子的太阳能电池单元的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物及使用其的太阳能电池单元。
图1是表示太阳能电池单元之合适实施形态一例的剖面图。符号说明I表面电极2防反射膜3n 层4pn接合娃基板5p 层6背面电极7晶体硅基板10太阳能电池单元
具体实施例方式〔太阳能电池集电电极形成用导电性组成物〕本发明的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物(以下也称为“本发明的导电性组成物”)含有导电性颗粒(A)、脂肪酸银盐(B)、玻璃粉(C)、溶剂(D)、以及由银以外金属与上述脂肪酸银盐(B)的脂肪酸以外有机化合物进行离子键结合及/或配位键结合形成的金属化合物(E)，其中，上述脂肪酸银盐(B)含量与上述金属化合物(E)含量的质量比(B/E)为I以上。以下，对导电性颗粒㈧、脂肪酸银盐⑶、玻璃粉(C)、溶剂⑶、金属化合物(E)、以及可根据需要含有的其他成分等进行详细说明。<导电性颗粒⑷>本发明的导电性组成物中使用的导电性颗粒(A)并无特别限定，例如可使用电阻率为20 X 10-6 Ω.cm以下的金属材料。作为上述金属材料，具体而言，例如可列举金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镁(Mg)、以及镍(Ni)等，这些可单独使用I种，也可同时使用2种以上。其中，因为要能够形成体积电阻率小的电极，并能够制造光电转换效率高的太阳能电池单元，所以优选为金、银、铜，更优选为银。本发明中，因为要印刷性良好，所以上述导电性颗粒(A)优选使用平均颗粒直径为0.5 10 μ m的金属粉末。上述金属粉末中，因为要能够形成体积电阻率小的电极，并能够制造光电转换效率高的太阳能电池单元，所以更优选使用球状的银粉末。此处，平均颗粒直径是指金属粉末颗粒直径的平均值，是使用激光衍射式粒度分布测量装置测量的50%体积累积直径(D50)。另外，关于作为计算平均值之基础的颗粒直径，金属粉末剖面为椭圆形时是指将其长直径和短直径之合计值除以2的平均值，为正圆形时是指其直径。此外，球状是指长直径/短直径的比率为2以下的颗粒形状。此外，本发明中，因为要印刷性更加良好，所以上述导电性颗粒㈧的平均颗粒直径优选为0.7 5 μ m，又因为要烧结速度适当且作业性出色，所以更优选为1 3 μ m。进而，本发明中，作为上述导电性颗粒(A)，可使用市售产品，作为其具体例，可列举AgC-102(形状:球状，平均颗粒直径:1.5 4!11，福田金属箔粉工业公司制造)、AgC-103(形状:球状，平均颗粒直径:1.511111，福田金属箔粉工业公司制造)464-8 (形状:球状，平均颗粒直径:2.2 μ m，DOffAElectronics公司制造)、AG2-1C (形状:球状，平均颗粒直径:1.0ym，D0WAElectronics公司制造)、AG3_11F (形状:球状，平均颗粒直径:1.4 μ m，DOffAElectronics公司制造)、SPN5J (形状:球状，平均颗粒直径:1.2 μ m，三井金属公司制造)、EHD (形状:球状，平均颗粒直径:0.5μπι，三井金属公司制造)、AgC-2011(形状:片状，平均颗粒直径:2 10 μ m，福田金属箔粉工业公司制造)、以及AgC-301K (形状:片状，平均颗粒直径:3 10 μ m，福田金属箔粉工业公司制造)等。
〈脂肪酸银盐(B)〉本发明的导电性组成物中使用的脂肪酸银盐⑶只要是有机羧酸(脂肪酸)的银盐，则并无特别限定，例如可使用日本专利特开2008-198595号公报
段落中记载的脂肪酸金属盐(尤其3级脂肪酸银盐)、日本专利特许第4482930号公报
段落中记载的脂肪酸银盐、日本专利特开2010-92684号公报
段落中记载的具有I个以上羟基的脂肪酸银盐、同公报
段落中记载的2级脂肪酸银盐、以及日本专利特开2011-35062号公报
段落中记载的羧酸银等。其中，因为要印刷性良好，且能够进一步降低曲线因子的温度依赖性，所以优选使用由碳原子数18以下的脂肪酸银盐(BI)、分别具有I个以上羧基银盐基(-COOAg)和羟基(-0H)的脂肪酸银盐(B2)、以及不具有羟基(-0H)但具有2个以上羧基银盐基(-COOAg)的聚羧酸银盐(B3)所组成群中选择的至少I种脂肪酸银盐。其中，因为要能够进一步降低曲线因子的温度依赖性，所以尤其优选使用不具有羟基(-0H)但具有3个以上羧基银盐基(-COOAg)的聚羧酸银盐(B3)。此处，作为上述脂肪酸银盐(B2)，例如可列举下述式⑴ (III)中任意一个表示的化合物。化学式I
权利要求
1.一种太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，含有导电性颗粒(A)、脂肪酸银盐(B)、玻璃粉(C)、溶剂(D)、以及由银以外金属与所述脂肪酸银盐⑶的脂肪酸以外有机化合物进行离子键结合及/或配位键结合形成的金属化合物(E)，其中， 所述脂肪酸银盐(B)含量与所述金属化合物(E)含量的质量比(B/E)为I以上。
2.如权利要求1所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述金属化合物(E)是由不同于所述脂肪酸银盐⑶中脂肪酸的脂肪酸与银以外金属进行离子键结合形成的脂肪酸金属盐(El)。
3.如权利要求2所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述脂肪酸银盐(B)是羧酸银盐，所述脂肪酸金属盐(El)是由镁、镍、铜、锌、钇、锆、锡、以及铅所组成群中选择的至少I种以上金属的羧酸金属盐。
4.如权利要求3所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述羧酸金属盐是由2-乙基己酸、辛酸、环烷酸、硬脂酸、以及月桂酸所组成群中选择的脂肪酸的金属盐。
5.如权利要求1所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述金属化合物(E)是由乙酰丙酮与银以外金属进行配位键结合形成的乙酰丙酮金属络合物(E2)。
6.如权利要求5所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述乙酰丙酮金属络合物(E2)是由铟、镍、铜、钛、锌、以及锡所组成群中选择的金属类的络合物。
7.如权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述质量比(B/E)为2以上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，所述脂肪酸银盐(B)是由碳原子数18以下的脂肪酸银盐(BI)、分别具有I个以上羧基银盐基(-COOAg)和羟基(-0H)的脂肪酸银盐(B2)、以及不具有羟基(-0H)但具有2个以上羧基银盐基(-COOAg)的聚羧酸银盐(B3)所组成群中选择的脂肪酸银盐。
9.如权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，相对于所述导电性颗粒(A) 100重量份，所述脂肪酸银盐(B)含量为I 30重量份。
10.如权利要求1至9中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物，其中，相对于所述导电性颗粒㈧100重量份，所述金属化合物(E)含量为0.1 10重量份。
11.一种太阳能电池单元，其具备受光面侧的表面电极、防反射膜、半导体基板、以及背面电极，至少所述表面电极是用权利要求1至10中任一项所述的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物形成的。
12.—种太阳能电池组件，其使用互连器将权利要求11所述的太阳能电池单元进行串联配线。
全文摘要
本发明课题在于提供一种能够获得在较宽烧结温度范围(700～800℃)内显示出高曲线因子的太阳能电池单元的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物及使用其的太阳能电池单元。本发明的太阳能电池集电电极形成用导电性组成物含有导电性颗粒(A)、脂肪酸银盐(B)、玻璃粉(C)、溶剂(D)、以及由银以外金属与上述脂肪酸银盐(B)的脂肪酸以外有机化合物进行离子键结合及/或配位键结合形成的金属化合物(E)，上述脂肪酸银盐(B)含量与上述金属化合物(E)含量的质量比(B/E)为1以上。
文档编号H01L31/0224GK103081114SQ201280002595
公开日2013年5月1日 申请日期2012年2月9日 优先权日2011年5月12日
发明者佐藤奈央, 石川和宪 申请人:横滨橡胶株式会社