JP4743350B1 - 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル - Google Patents
太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル Download PDFInfo
- Publication number
- JP4743350B1 JP4743350B1 JP2011505288A JP2011505288A JP4743350B1 JP 4743350 B1 JP4743350 B1 JP 4743350B1 JP 2011505288 A JP2011505288 A JP 2011505288A JP 2011505288 A JP2011505288 A JP 2011505288A JP 4743350 B1 JP4743350 B1 JP 4743350B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- electrode
- silver
- fatty acid
- silver powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 title claims abstract description 39
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 46
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 46
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 46
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 27
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N isobutyric acid Chemical compound CC(C)C(O)=O KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 5
- WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N (S)-(-)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N 0.000 description 4
- OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N alpha-Terpineol Natural products CC(=C)C1(O)CCC(C)=CC1 OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940088601 alpha-terpineol Drugs 0.000 description 4
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 aliphatic monocarboxylic acid Chemical class 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylbutanoic acid Chemical compound CCC(CC)C(O)=O OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-N 7,7-dimethyloctanoic acid Chemical compound CC(C)(C)CCCCCC(O)=O YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- XDOAWJXSYHDYFN-UHFFFAOYSA-M silver;2-methylbutanoate Chemical compound [Ag+].CCC(C)C([O-])=O XDOAWJXSYHDYFN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ORYURPRSXLUCSS-UHFFFAOYSA-M silver;octadecanoate Chemical compound [Ag+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O ORYURPRSXLUCSS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLAMNBDJUVNPJU-BYPYZUCNSA-N 2-Methylbutanoic acid Natural products CC[C@H](C)C(O)=O WLAMNBDJUVNPJU-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- WLAMNBDJUVNPJU-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutyric acid Chemical compound CCC(C)C(O)=O WLAMNBDJUVNPJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical class OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007644 letterpress printing Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMLDSWLRHVSSA-UHFFFAOYSA-M silver;2-ethylbutanoate Chemical compound [Ag+].CCC(CC)C([O-])=O ZAMLDSWLRHVSSA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GYEMIEGAEOIJQR-UHFFFAOYSA-M silver;2-methylpropanoate Chemical compound [Ag+].CC(C)C([O-])=O GYEMIEGAEOIJQR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RQZVTOHLJOBKCW-UHFFFAOYSA-M silver;7,7-dimethyloctanoate Chemical compound [Ag+].CC(C)(C)CCCCCC([O-])=O RQZVTOHLJOBKCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
- C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/12—Using specific substances
- H05K2203/121—Metallo-organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/105—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by conversion of non-conductive material on or in the support into conductive material, e.g. by using an energy beam
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
【選択図】なし
Description
例えば、特許文献1には、「銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤を少なくとも含み、ガラスフリットが、開口径24〜100μmの篩で分級した残留分であることを特徴とする銀電極用ペースト。」が記載されている。
また、特許文献2には、「結晶子径が58nm以上である第1銀粉末、前記銀粉末と結晶子径の異なる第2銀粉末、ガラスフリット、および樹脂バインダーを含む、太陽電池電極用ペースト。」が記載されている。
また、特許文献3には、「比表面積が0.20〜0.60m2/gである銀粒子、ガラスフリット、樹脂バインダー、およびシンナー、を含む、太陽電池受光面電極用ペースト。」が記載されている。
上記銀粉(A)が、平均粒子径が0.5〜5μmの球状の銀粉末である太陽電池電極用ペースト。
上記表面電極および/または上記裏面電極が、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の太陽電池電極用ペーストを用いて形成される太陽電池セル。
また、本発明の太陽電池電極用ペーストを用いれば、断線の発生を抑制して配線(電極)を形成することができるため非常に有用である。
以下に、銀粉(A)、脂肪酸銀塩(B)および溶媒(C)について詳述する。
本発明の太陽電池電極用ペーストで用いる銀粉(A)は、平均粒子径が0.5〜5μmの球状の銀粉末である。
ここで、球状とは、長径/短径の比率が2以下の粒子の形状をいう。
また、平均粒子径とは、球状の銀粉末の粒子径の平均値をいい、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定された50%体積累積径(D50)をいう。なお、平均値を算出する基になる粒子径は、球状の銀粉末の断面が楕円形である場合はその長径と短径の合計値を2で割った平均値をいい、正円形である場合はその直径をいう。
例えば、後述する実施例で使用する銀粉(AgC−103、福田金属箔社製)の写真(図2)で示されるものは球状の銀粉末に該当するが、比較例で使用する銀粉(AgC−2011、福田金属箔社製)の写真(図3)で示されるものは球状の銀粉末には該当せず、フレーク(鱗片)状の銀粉末に該当するものである。
また、上記銀粉(A)の含有量は、印刷性が良好となり、比抵抗のより小さい電極を形成することができる理由から、後述する溶媒(C)100質量部に対して300〜700質量部であるのが好ましく、400〜600質量部であるのがより好ましい。
ここで、フレーク状の銀粉末を併用する場合の含有量は、上記銀粉(A)との合計の質量に対して50質量%以下であるのが好ましい。
なお、フレーク状の銀粉末を併用する場合、本段落以外で言及する上記銀粉(A)の含有量に関する記載は、上記銀粉(A)とフレーク状の銀粉末との合計の含有量のことをいう。
本発明の太陽電池電極用ペーストで用いる脂肪酸銀塩(B)は上記式(1)で表される化合物であれば特に限定されず、具体的には、以下に示す脂肪酸と酸化銀とを反応させて得られるものである。
上記脂肪族モノカルボン酸としては、具体的には、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等が好適に挙げられる。
また、上記3級脂肪酸銀塩としては、具体的には、例えば、ネオデカン酸等が挙げられる。
ここで、脂肪族モノカルボン酸や3級脂肪酸銀塩を併用する場合の含有量は、上記脂肪酸銀塩(B)との合計の質量に対して50質量%以下であるのが好ましい。
この反応は、例えば、以下に示す反応式で表される反応が進行するものであれば特に限定されないが、上記酸化銀を粉砕しつつ進行させる方法や、上記酸化銀を粉砕した後に上記脂肪酸を反応させる方法が好ましい。前者の方法としては、具体的には、上記酸化銀と、溶剤により上記脂肪酸を溶液化したものとを、ボールミル等により混練し、固体である上記酸化銀を粉砕させながら、室温で、1〜24時間程度、好ましくは2〜8時間反応させるのが好ましい。
これらの溶媒を用いて脂肪酸銀塩(B)を調製した場合、脂肪酸銀塩(B)を結晶として取り出した後に後述する溶媒(C)に溶解させるのが好ましい。
これは、熱処理により脂肪酸銀塩(B)から分解される銀が融解する際に銀粉(A)を連結することにより、断線の発生を抑制して高い導電性を発現すると考えられる。また、熱処理により脂肪酸銀塩(B)から分解される銀が融解する際にシリコン基板に適度に濡れ広がるため、シリコン基板との密着性が向上すると考えられる。更に、脂肪酸銀塩(B)が太陽電池電極用ペーストに適度なチクソ性を付与し、印刷時の流動性を確保しつつ塗布面の広がりを抑制できるため、アスペクト比を高くすることができると考えられる。
本発明の太陽電池電極用ペーストで用いる溶媒(C)は、本発明の太陽電池電極用ペーストを基材上に塗布することができるものであれば特に限定されない。
上記溶媒(C)としては、具体的には、例えば、ブチルカルビトール、メチルエチルケトン、イソホロン、α−テルピネオール等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の太陽電池電極用ペーストは、形成される電極とシリコン基板との密着性がより良好となる理由から、ガラスフリットを含有するのが好ましい。
このようなガラスフリットとしては、具体的には、例えば、軟化温度300〜800℃のホウケイ酸ガラスフリット等が挙げられる。
また、球状のガラスフリットの平均粒子径(D50)は、0.1〜20μmであることが好ましく、1〜3μmであることがより好ましい。
更に、10μm以上の粒子を除去した、シャープな粒度分布を持つガラスフリットを用いることが好ましい。
本発明の太陽電池電極用ペーストは、必要に応じて、バインダー機能を有する樹脂を有機溶剤に溶解したビヒクルを含有していてもよい。
上記樹脂としては、具体的には、例えば、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらのうち、熱分解性の観点から、エチルセルロース樹脂を用いるのが好ましい。
また、上記有機溶剤としては、具体的には、例えば、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジアセトンアルコール、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記金属粉としては、具体的には、例えば、銅、アルミニウム等が挙げられ、中でも、銅であるのが好ましい。また、0.01〜10μmの粒径の金属粉であるのが好ましい。
上記還元剤としては、具体的には、例えば、エチレングリコール類等が挙げられる。
ここで、本発明の太陽電池セルは、上述した本発明の太陽電池電極用ペーストが全裏面電極型(いわゆるバックコンタクト型)太陽電池の裏面電極の形成にも適用することができるため、全裏面電極型の太陽電池にも適用することができる。
以下に、本発明の太陽電池セルの構成について図1を用いて説明する。
また、図1に示すように、本発明の太陽電池セル1は、反射率低減のため、例えば、ウェハー表面にエッチングを施して、ピラミッド状のテクスチャを形成し、反射防止膜3を具備するのが好ましい。
本発明の太陽電池セルが具備する表面電極および裏面電極は、いずれか一方または両方が本発明の太陽電池電極用ペーストを用いて形成されていれば、電極の配置(ピッチ)、形状、高さ、幅等は特に限定されない。なお、電極の高さは、通常、数〜数十μmに設計されるが、本発明の太陽電池電極用ペーストを用いて形成した電極のアスペクト比は、0.4以上となる。
ここで、表面電極および裏面電極は、図1に示すように、通常、複数個有するものであるが、本発明においては、例えば、複数の表面電極の一部のみが本発明の太陽電池電極用ペーストで形成されたものであってもよく、複数の表面電極の一部と複数の裏面電極の一部が本発明の太陽電池電極用ペーストで形成されたものであってもよい。
本発明の太陽電池セルが具備していてもよい反射防止膜は、受光面の表面電極が形成されていない部分に形成される膜(膜厚:0.05〜0.1μm程度)であって、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化チタン膜、これらの積層膜等から構成されるものである。
本発明の太陽電池セルが具備するシリコン基板は特に限定されず、太陽電池を形成するための公知のシリコン基板(板厚:100〜450μm程度)を用いることができ、また、単結晶または多結晶のいずれのシリコン基板であってもよい。
ここで、p型を与える不純物としては、ホウ素、アルミニウム等が挙げられ、n型を与える不純物としては、リン、砒素などが挙げられる。
なお、本発明の太陽電池セルが反射防止層を具備する場合、反射防止膜は、プラズマCVD法等の公知の方法により形成することができる。
以下に、配線形成工程、熱処理工程について詳述する。
上記配線形成工程は、本発明の太陽電池電極用ペーストをシリコン基材上に塗布して配線を形成する工程である。
ここで、塗布方法としては、具体的には、例えば、インクジェット、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、凸版印刷等が挙げられる。
上記熱処理工程は、上記配線形成工程で得られた塗膜を熱処理して導電性の配線(電極)を得る工程である。
配線を熱処理することにより、脂肪酸銀塩(B)から分解される銀が融解する際に銀粉(A)が連結され、電極(銀膜)が形成される。
ボールミルに、下記第1表に示す銀粉等を下記第1表中に示す組成比となるように添加し、これらを混合することにより太陽電池電極用ペーストを調製した。
調製した太陽電池電極用ペーストをシリコン基板(単結晶シリコンウェハー、LS−25TVA、156mm×156mm×200μm、信越化学工業社製)上に、スクリーン印刷で塗布して配線を形成した。
その後、オーブンにて700℃で10分間乾燥し、導電性の配線(電極)を形成させた太陽電池セルのサンプルを作製した。
スクリーン印刷で形成した乾燥(焼成)前の配線を光学顕微鏡で観察し、断線の有無を確認した。その結果を下記第1表に示す。
スクリーン印刷で形成した乾燥(焼成)前の配線を共焦点顕微鏡で観察し、高さと幅とを測定し、アスペクト比(高さ/幅)を求めた。
アスペクト比0.6以上を、アスペクト比が十分に高い(十分満足できる)として「◎」と評価し、0.4以上0.6未満を、アスペクト比が高い(満足できる)として「○」と評価し、0.4未満を、アスペクト比が低い(満足できない)として「×」と評価した。
これらの結果を下記第1表に示す。
作製した各太陽電池セルのサンプルについて、電極の体積抵抗率を抵抗率計(ロレスターGP、三菱化学社製)を用いた4端子4探針法により測定した。その結果を下記第1表に示す。
作製した各太陽電池セルのサンプルの表面上にセロハン粘着テープ(幅18mm)を完全に付着させた後、直ちにテープの一端を直角に保ち、瞬間的に引き離し、電極(印刷パターン)が剥がれるか否かを調べた。
電極に剥がれが確認できたものを密着性に劣るものとして「×」と評価し、電極に剥がれが確認できなかったものを密着性に優れるものとして「○」と評価した。その結果を下記第1表に示す。
作製した各太陽電池セルのサンプルについて、電極をレーザー顕微鏡で観察し、高さと幅とを測定し、アスペクト比(高さ/幅)を求めた。
アスペクト比0.6以上を、アスペクト比が十分に高い(十分満足できる)として「◎」と評価し、0.4以上0.6未満を、アスペクト比が高い(満足できる)として「○」と評価し、0.4未満を、アスペクト比が低い(満足できない)として「×」と評価した。
これらの結果を下記第1表に示す。
作製した各太陽電池セルのうち、実施例2および比較例6について、光源としてソーラーシミュレーターを用い、AM1.5の擬似太陽光を100mW/cm2の光強度で光電極側から照射し、電流電圧測定装置(ケースレーインスツルメンツ社製デジタルソースメーター2400)を用いて変換効率を求めた。その結果を下記第1表に示す。
・銀粉1:AgC−103(形状:球状、平均粒子径:1.5μm、福田金属箔社製)
・銀粉2:Ag−4−8F(形状:球状、平均粒子径:2.2μm、DOWAエレクトロニクス社製)
・銀粉3:AgC−2011(形状:フレーク状、平均粒子径:2〜10μm、福田金属箔社製)
・2−メチルブタン酸銀塩:まず、酸化銀(東洋化学工業社製)50g、2−メチルブタン酸(関東化学社製)44gおよびMEK300gをボールミルに投入し、室温で24時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりMEKを取り除き、得られた粉末を乾燥させることにより、2−メチルブタン酸銀塩を調製した。
・2−エチル酪酸銀塩:まず、酸化銀(東洋化学工業社製)50g、2−エチル酪酸(関東化学社製)50.2gおよびMEK300gをボールミルに投入し、室温で24時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりMEKを取り除き、得られた粉末を乾燥させることにより、2−エチル酪酸銀塩を調製した。
・ネオデカン酸銀塩:まず、酸化銀(東洋化学工業社製)50g、ネオデカン酸(東洋合成社製)74.3gおよびMEK300gをボールミルに投入し、室温で24時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりMEKを取り除き、得られた粉末を乾燥させることにより、ネオデカン酸銀塩を調製した。
・ステアリン酸銀塩:まず、酸化銀(東洋化学工業社製)50g、ステアリン酸(関東化学社製)123gおよびMEK300gをボールミルに投入し、室温で24時間撹拌させることにより反応させた。次いで、吸引ろ過によりMEKを取り除き、得られた粉末を乾燥させることにより、ステアリン酸銀塩を調製した。
・α−テルピネール:溶剤
・ガラスフリット:硼珪酸鉛ガラス粉末
・銀ペースト:樹脂系銀ペースト(DWP−025、東洋紡績社製)
また、銀粉の代わりに酸化銀を含有するペーストで調製した比較例2は、断線があり、電極の体積抵抗率も高くなり、また、シリコン基板との密着性にも劣り、更に、焼成前後のいずれにおいてもアスペクト比が低いことが分かった。
また、銀粉(A)に該当しないフレーク状の銀粉を用いて調製した比較例3は、断線があり、電極の体積抵抗率も高くなり、また、シリコン基板との密着性に劣り、更に、焼成前後のいずれにおいてアスペクト比が低いことが分かった。
また、脂肪酸銀塩(B)に該当しない脂肪酸銀塩を用いて調製した比較例4および6は、断線がなく、電極の体積抵抗率が十分に低く、また、シリコン基板との密着性にも優れていたが、焼成後のアスペクト比が低いことが分かった。
また、脂肪酸銀塩(B)に該当しない脂肪酸銀塩を用いて調製した比較例5は、電極の体積抵抗率が十分に低く、また、シリコン基板との密着性にも優れていたが、断線があり、焼成後のアスペクト比が低いことが分かった。
また、実施例2および比較例6の光電変換効率の結果から、3級脂肪酸銀塩よりも2級脂肪酸銀塩の方が、太陽電池電極用途に適していることが分かった。なお、実施例2の光電変換効率(14.01)と比較例6の光電変換効率(13.20)との相違は、電極材料のみの相違として現れる差としては顕著なものである。
2 n層
3 反射防止膜
4 表面電極
5 p層
6 裏面電極
7 シリコン基板
Claims (4)
- 銀粉(A)と、下記式(I)で表される脂肪酸銀塩(B)と、溶媒(C)とを含有し、
前記銀粉(A)が、平均粒子径が0.5〜5μmの球状の銀粉末である太陽電池電極用ペースト。
- 前記脂肪酸銀塩(B)の含有量が、前記銀粉(A)100質量部に対して1〜100質量部である請求項1に記載の太陽電池電極用ペースト。
- 更に、ガラスフリットを含有する請求項1または2に記載の太陽電池電極用ペースト。
- 受光面側の表面電極、半導体基板および裏面電極を具備し、
前記表面電極および/または前記裏面電極が、請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池電極用ペーストを用いて形成される太陽電池セル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011505288A JP4743350B1 (ja) | 2009-12-09 | 2010-12-08 | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009279670 | 2009-12-09 | ||
JP2009279670 | 2009-12-09 | ||
PCT/JP2010/071984 WO2011071066A1 (ja) | 2009-12-09 | 2010-12-08 | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル |
JP2011505288A JP4743350B1 (ja) | 2009-12-09 | 2010-12-08 | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP4743350B1 true JP4743350B1 (ja) | 2011-08-10 |
JPWO2011071066A1 JPWO2011071066A1 (ja) | 2013-04-22 |
Family
ID=44145610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011505288A Expired - Fee Related JP4743350B1 (ja) | 2009-12-09 | 2010-12-08 | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4743350B1 (ja) |
KR (1) | KR101179113B1 (ja) |
CN (1) | CN102349162B (ja) |
DE (1) | DE112010004746T5 (ja) |
WO (1) | WO2011071066A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5525335B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2014-06-18 | 株式会社日立製作所 | 焼結銀ペースト材料及び半導体チップ接合方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007019106A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Kyocera Chemical Corp | 電極形成用導電性ペースト及び太陽電池セル |
JP2007280881A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜 |
JP2007317535A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜 |
JP2008198595A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-08-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 金属微粒子インクペースト及び有機酸処理金属微粒子 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4126215B2 (ja) | 2002-10-23 | 2008-07-30 | シャープ株式会社 | 太陽電池セルの製造方法 |
JP5323307B2 (ja) | 2005-12-21 | 2013-10-23 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 太陽電池電極用ペースト |
JP2007235082A (ja) | 2006-02-02 | 2007-09-13 | E I Du Pont De Nemours & Co | 太陽電池電極用ペースト |
DE102007017005B4 (de) * | 2006-04-11 | 2009-12-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Elektrisch leitende Zusammensetzung, Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitenden Films |
JP4339919B2 (ja) | 2007-10-02 | 2009-10-07 | 横浜ゴム株式会社 | 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜 |
-
2010
- 2010-12-08 WO PCT/JP2010/071984 patent/WO2011071066A1/ja active Application Filing
- 2010-12-08 CN CN2010800118253A patent/CN102349162B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-08 DE DE112010004746T patent/DE112010004746T5/de not_active Ceased
- 2010-12-08 JP JP2011505288A patent/JP4743350B1/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-08 KR KR1020127012063A patent/KR101179113B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007019106A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Kyocera Chemical Corp | 電極形成用導電性ペースト及び太陽電池セル |
JP2007280881A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜 |
JP2007317535A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 導電性組成物、導電性被膜の形成方法および導電性被膜 |
JP2008198595A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-08-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 金属微粒子インクペースト及び有機酸処理金属微粒子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011071066A1 (ja) | 2011-06-16 |
DE112010004746T5 (de) | 2013-03-07 |
KR101179113B1 (ko) | 2012-09-10 |
JPWO2011071066A1 (ja) | 2013-04-22 |
CN102349162B (zh) | 2013-03-27 |
KR20120056308A (ko) | 2012-06-01 |
CN102349162A (zh) | 2012-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6050357B2 (ja) | Li2RuO3およびイオン交換されたLi2RuO3を含有する導電性組成物ならびに半導体デバイスの製造におけるそれらの使用 | |
JP5853541B2 (ja) | 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル | |
JP2011512426A (ja) | 有機金属修飾剤を有する導電性インク | |
JP2013074165A (ja) | 太陽電池集電電極形成用導電性組成物、太陽電池セル、および太陽電池モジュール | |
KR20120115128A (ko) | 전극 형성용 은 페이스트 조성물 및 이의 제조 방법 | |
TW201446698A (zh) | 太陽電池電極用組成物及使用其製作的電極 | |
TW201737502A (zh) | 導電性膏及太陽能電池 | |
JP5338846B2 (ja) | 太陽電池集電電極形成方法、太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
JP2012023095A (ja) | 導電性組成物および太陽電池セル | |
JP5327069B2 (ja) | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル | |
JP5630111B2 (ja) | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル | |
WO2012153553A1 (ja) | 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル | |
JP2011035062A (ja) | 導電性電極付き太陽電池セル基材 | |
JP2012038846A (ja) | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル | |
JP2012023088A (ja) | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル | |
JP4743350B1 (ja) | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル | |
JP5844091B2 (ja) | 導電性組成物、太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
JP2013073890A (ja) | 導電性組成物、太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
TWI447181B (zh) | Paste and solar cell for solar cell electrodes | |
JP2012248790A (ja) | 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル | |
US10515737B2 (en) | Conductive paste composition, method for preparing the composition and electrode formed by the composition | |
CN112204676B (zh) | 导电性糊剂及太阳能电池 | |
JP5625562B2 (ja) | 太陽電池電極用ペーストおよび太陽電池セル | |
JP2012238754A (ja) | 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル | |
JP2012243865A (ja) | 太陽電池集電電極形成用導電性組成物および太陽電池セル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20110328 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110425 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |