專利名稱：：糊狀組成物及使用其的太陽電池元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種糊狀組成物及使用其的太陽電池元件，特別是涉及在構(gòu)成結(jié)晶系硅太陽電池的硅半導體基板上形成電極時所使用的糊狀組成物、及使用其的太陽電池元件。
背景技術(shù)：
：作為硅半導體基板上形成有電極的電子零件，已知有如揭示于日本專利特開2000-90734號公報(專利文獻1)、日本專利特開2004-134775號公報(專利文獻2)中的太陽電池元件。圖1是示意地表示太陽電池元件的一般性截面構(gòu)造的圖。如圖1所示，太陽電池元件使用厚度為200300um的p型硅半導體基板1而構(gòu)成。于硅半導體基板1的受光面?zhèn)?，形成有厚度?.30.6um的n型雜質(zhì)層2、與其上的抗反射膜3、及柵電極4。而且，于p型硅半導體基板1的背面?zhèn)刃纬捎袖X電極層5。鋁電極層5通過網(wǎng)版印刷等涂布由鋁粉末、玻璃熔料(glassfrit)及有機質(zhì)載體所構(gòu)成的糊狀組成物，經(jīng)干燥后于66(TC(鋁的熔點)以上的溫度進行短時間煅燒而形成。于此煅燒時，使鋁擴散至p型硅半導體基板1的內(nèi)部，據(jù)此，于鋁電極層5與p型硅半導體基板l之間形成Al-Si合金層6，同時形成因鋁原子的擴散所造成的作為雜質(zhì)層的p+層7。利用此p+層7的存在，可獲得防止電子的再結(jié)合，提高生成載流子的收集效率的BSF(BackSurfaceField)的效應(yīng)。例如，如日本專利特開平5-129640號公報(專利文獻3)中所揭示的那樣，通過酸等除去由鋁電極層5與Al-Si合金層6所構(gòu)成的背面電極8，且通過銀糊等新形成集電極層的太陽電池元件已經(jīng)投入實用。然而，必須對用以除去背面電極8的酸進行廢棄處理，因此存在由于該除去工序而使工序繁雜等問題。為避免此問題，最近多是留下背面電極8，而將其直接用作集電極而構(gòu)成太陽電池元件。專利文獻1:日本專利特開2000-90734號公報專利文獻2:日本專利特開2004-134775號公報專利文獻3:日本專利特開平5-129640號公報
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所欲解決的問題然而，根據(jù)硅半導體基板的表面狀態(tài)，有時存在背面電極8的密接性降低的情況。此時，存在鋁電極層5產(chǎn)生剝離的問題。因此，本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供一種可提高背面電極的密接性，抑制鋁電極層的剝離的糊狀組成物、及具備使用該組成物而形成的電極的太陽電池元件。解決問題的方案本發(fā)明者等，為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題點而潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用具有特定組成的糊狀組成物，可達成上述目的?；诖艘娊?，本發(fā)明的糊狀組成物具備如下所述的特征。本發(fā)明的糊狀組成物是用以于硅半導體基板上形成電極的糊狀組成物，其含有鋁粉末、有機質(zhì)載體(organicvehicle)、及增黏劑。優(yōu)選的是，本發(fā)明的糊狀組成物中，增黏劑含有選自由聚丙烯系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚胺基甲酸乙酯系樹脂、松香系樹脂、萜烯系樹脂、苯酚系樹脂、脂肪族系石油樹脂、丙烯酸酯系樹脂、二甲苯系樹脂、香豆酮茚系樹脂、苯乙烯系樹脂、二環(huán)戊二烯系樹脂、聚丁烯系樹脂、聚醚系樹脂、尿素系樹脂、三聚氰胺系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、聚異丁基系樹脂、異戊二烯系橡膠、丁基系橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠及腈系橡膠所組成的群中的至少1種。而且，優(yōu)選的是，本發(fā)明的糊狀組成物含有0.05質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下的增黏劑。更優(yōu)選的是，本發(fā)明的糊狀組成物還含有玻璃熔料。本發(fā)明的太陽電池元件，具備將具有上述任一特征的糊狀組成物涂布于硅半導體基板上之后進行煅燒所形成的電極。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過使用含有增黏劑的糊狀組成物，可提高形成于硅半導體基板背面的鋁電極層的密接性，可提高太陽電池元件的制造成品率。圖1是示意地表示應(yīng)用了作為一實施方式的本發(fā)明的太陽電池元件的一般性截面構(gòu)造的圖。符號說明1p型硅半導體基板2n型雜質(zhì)層3抗反射膜4柵電極5鋁電極層6Al-Si合金層7p+層8背面電極具體實施方式本發(fā)明的糊狀組成物的特征為除了含有鋁粉末、有機質(zhì)載體以外，還含有增黏劑。通過在糊狀組成物中含有此增黏劑，于涂布糊狀物并煅燒后，可提高形成于硅半導體基板背面的鋁電極層的密接性，可抑制鋁電極層的剝離。先前，因硅半導體基板的表面狀態(tài)的不同，形成于背面的鋁電極層的密接性會降低，鋁電極層自硅半導體基板背面剝離的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。為了抑制鋁電極層的剝離，也可以考慮增加糊狀組成物中的有機質(zhì)載體的含量。然而，如果有機質(zhì)載體的含量增加，則不僅糊狀物的黏度增大，而且因存在過量的有機質(zhì)載體而妨礙鋁的煅燒，這是產(chǎn)生的問題。在本發(fā)明中，通過使用黏著性優(yōu)異的增黏劑，無須過量地增加糊狀物中的有機質(zhì)載體的含量，即可提高形成于硅半導體基板背面的鋁電極層的密接性。本發(fā)明的糊狀組成物中所含有的有機質(zhì)載體的成分并無特別限定，可使用乙基纖維素或醇酸等樹脂、二醇醚系或萜品醇系等的溶劑。有機質(zhì)載體的含量以20質(zhì)量％以上且40質(zhì)量％以下為佳。如果有機質(zhì)載體的含量未達20質(zhì)量％或超過40質(zhì)量％，則糊狀物的印刷性降低。本發(fā)明的糊狀組成物中所含有的鋁粉末的含量以60質(zhì)量％以上且80質(zhì)量％以下為佳。如果鋁粉末的含量未達60質(zhì)量％,則存在煅燒后的鋁電極層的電阻增大，導致太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率降低的顧慮。如果鋁粉末的含量超過80質(zhì)量％，則網(wǎng)版印刷等上的糊的涂布性降低。本發(fā)明的糊狀組成物中所含有的增黏劑并無特別限定，只要為具有優(yōu)異的黏著性的有機物即可。作為較佳的增黏劑例如可列舉聚丙烯系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚胺基甲酸乙酯系樹脂、松香系樹脂、萜烯系樹脂、苯酚系樹脂、脂肪族系石油樹脂、丙烯酸酯系樹脂、二甲苯系樹脂、香豆酮茚系樹脂、苯乙烯系樹脂、二環(huán)戊二烯系樹脂、聚丁烯系樹脂、聚醚系樹脂、尿素系樹脂、三聚氰胺系樹脂、醋酸乙烯系樹脂、聚異丁基系樹脂、異戊二烯系橡膠、丁基系橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠及腈系橡膠等物質(zhì)?？梢曅枰褂眠x自上述物質(zhì)的群中的1種或多種作為增黏劑。由于本發(fā)明中所使用的增黏劑的構(gòu)成物質(zhì)的全部的分解溫度為用以形成p+層的煅燒溫度(66(TC以上)以下，但煅燒時間短(通常為30秒以下)，因此增黏劑未完全分解而有殘留，從而可提高鋁電極層的密接性。本發(fā)明的糊狀組成物中所含有的增黏劑的含量以0.05質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下為佳。如果增黏劑的含量未達0.05質(zhì)量％，則于煅燒后無法獲得抑制鋁電極層剝離的效果，如果超過5質(zhì)量％，則糊狀物的黏度上升而導致印刷性降低。再者，本發(fā)明的糊狀組成物中也可含有玻璃熔料。玻璃熔料的含量以6質(zhì)量％以下為佳。玻璃熔料也有在煅燒后提高鋁電極層密接性的作用。如果玻璃熔料的含量超過6質(zhì)量。/。，則存在會產(chǎn)生玻璃的偏析，鋁電極層的電阻增大的顧慮。本發(fā)明的糊狀組成物中所含有的玻璃熔料，其組成、各成分的含量并無特別限定，只要其軟化點為煅燒溫度以下即可。通常除了可使用Si02-Bi2OrPbO系之外，也可使用B203-Si02-Bi203系、B203-Si02-ZnO系、及B203-Si02-PbO系等來作為玻璃熔料。(實施例)以下，對本發(fā)明的一實施例加以說明。首先，制作含有6080質(zhì)量％的鋁粉末、06質(zhì)量％的玻璃熔料、2040質(zhì)量％的將乙基纖維素溶解于二醇醚系有機溶劑所成的有機質(zhì)載體，并以表1所示的比例添加各種增黏劑所成的糊狀組成物。具體而言，是在將乙基纖維素溶解于二醇醚系有機溶劑所成的有機質(zhì)載體中，加入鋁粉末與B203-Si02-PbO系的玻璃熔料，再以表1所示的添加量加入各種增黏劑，用眾所周知的混合機進行混合，據(jù)此制作糊狀組成物(實施例14)。而且，以與上述相同的方法，制作表1所示的未添加增黏劑的現(xiàn)有糊狀組成物(比較例1)與增黏劑添加量少的糊狀組成物(比較例2)。此處，從確保與硅半導體基板的反應(yīng)性、涂布性、及涂布膜的均一性的方面來考慮，鋁粉末是使用平均粒徑為220um的球形、或具有近似球形形狀的粒子所構(gòu)成的粉末。而且，表1所示的增黏劑是使用預先用規(guī)定的有機溶劑來溶解該增黏劑所成的東西(表1所示的「添加量」為相當于各自的固體成分的比例)。使用250網(wǎng)目的網(wǎng)版印刷板將上述各種糊狀組成物涂布、印刷于厚度為220um、大小為150mmX150mm的p型硅半導體基板上，并使之干燥。按煅燒后電極的厚度為3035um來設(shè)定涂布量。使印刷有糊狀組成物的p型硅半導體基板干燥后，利用紅外線煅燒爐，在空氣環(huán)境下以400'C/分的加熱速度進行加熱，于70(TC的溫度保持15秒的條件進行煅燒。煅燒后，進行冷卻，據(jù)此可獲得圖l所示的在p型硅半導體基板1上形成有鋁電極層5與Al-Si合金層6的構(gòu)造。利用4探針式表面電阻測定器來測定對于電極間的電阻造成影響的背面電極層的表面電阻。其后，通過將形成有背面電極層的p型硅半導體基板浸漬于鹽酸水溶液中，將鋁電極層5與Al-Si合金層6溶解除去，形成p+層7，利用上述表面電阻測定器來測定這樣的p型硅半導體基板的表面電阻。p+層7的表面電阻與BSF效應(yīng)之間具有相關(guān)關(guān)系，該表面電阻愈小，BSF效應(yīng)愈高。因此，作為目標的表面電阻值，在背面電極8中為24mQ/口以下，在p+層7中為22Q/口以下。形成于硅半導體基板上的鋁電極層5的機械強度與密接性，是通過使賽珞玢膠帶黏著于鋁電極層5表面后加以剝離，以鋁電極層5是否剝離來進行評估。將以上述方式測定的背面電極8的表面電阻、p+層7的表面電阻及鋁電極層5的剝離性示于表1。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>〇無剝離X:剝離由表1所示的結(jié)果可知與現(xiàn)有糊狀組成物(比較例1)及增黏劑添加量少的糊狀組成物(比較例2)相比，通過使用本發(fā)明的糊狀組成物(實施例14)可提高鋁電極層的密接性?？梢哉J為，以上所揭示的實施方式、實施例，其內(nèi)容均為用以例示而并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明的范圍并非由上述實施方式、實施例來表示，而是通過權(quán)利要求來表示，也包含與權(quán)利要求相等的意思及范圍內(nèi)的所有修正及變形。工業(yè)實用性通過使用含有本發(fā)明的增黏劑的糊狀組成物，可提高形成于硅半導體基板背面的鋁電極層的密接性，可提高太陽電池元件的制造成品。權(quán)利要求1.一種糊狀組成物，用以在硅半導體基板上形成電極，其特征為，含有鋁粉末、有機質(zhì)載體及增黏劑。2.如權(quán)利要求l所述的糊狀組成物，其中，上述增黏劑含有選自由聚丙烯系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚胺基甲酸乙酯系樹脂、松香系樹脂、萜烯系樹脂、苯酚系樹脂、脂肪族系石油樹脂、丙烯酸酯系樹脂、二甲苯系樹脂、香豆酮茚系樹脂、苯乙烯系樹脂、二環(huán)戊二烯系樹脂、聚丁烯系樹脂、聚醚系樹脂、尿素系樹脂、三聚氰胺系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、聚異丁基系樹脂、異戊二烯系橡膠、丁基系橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠及腈系橡膠所組成的群中的至少1種。3.如權(quán)利要求1所述的糊狀組成物，其中，含有0.05質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下的上述增黏劑。4.如權(quán)利要求1所述的糊狀組成物，其中，還含有玻璃熔料。5.—種太陽電池元件，其特征為，具備將含有鋁粉末、有機質(zhì)載體及增黏劑的糊狀物涂布于硅半導體基板(1)上之后進行煅燒所形成的電極(8)。全文摘要本發(fā)明提供可提高背面電極的密接性，可抑制鋁電極層的剝離的糊狀組成物及具備使用了該組成物而形成的電極的太陽電池元件。糊狀組成物用以在硅半導體基板(1)上形成電極(8)，含有鋁粉末、有機質(zhì)載體、及增黏劑。太陽電池元件具備將具有上述特征的糊狀組成物涂布于硅半導體基板(1)上之后，通過煅燒所形成的電極(8)。文檔編號H01L31/0224GK101218685SQ20068002467公開日2008年7月9日申請日期2006年6月1日優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日發(fā)明者中原潤,加藤晴三,和辻隆,賴高潮申請人:東洋鋁株式會社