專利名稱：太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物及太陽能電池單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物及太陽能電池單元。
背景技術(shù)：
隨著人們對地球環(huán)境問題的關(guān)注度日益提高，大家正在積極開發(fā)將太陽光等光能轉(zhuǎn)換成電能的各種構(gòu)造和構(gòu)成的太陽能電池。其中使用硅等半導(dǎo)體基板的太陽能電池，因其轉(zhuǎn)換效率、制造成本等優(yōu)勢，使用最為普遍。作為形成這種太陽能電池電極的材料，例如專利文獻I中記載了 “一種太陽能電池電極用導(dǎo)電性糊狀物，其含有有機粘合劑、溶劑、導(dǎo)電性顆粒、玻璃粉、金屬氧化物、以及在150 800°C溫度范圍內(nèi)變化為氣體的物質(zhì)”([權(quán)利要求1])，作為上述變化為氣體的物質(zhì)，記載了有機金屬化合物([權(quán)利要求3]、[權(quán)利要求4])，作為有機金屬化合物的具體例，記載了 Al、Ga、In等金屬的二酮絡(luò)合物及羧酸鹽(
)。此外，專利文獻2中記載了 “一種太陽能電池電極用導(dǎo)電性糊狀物，其特征在于，含有有機粘合劑、溶劑、導(dǎo)電性顆粒、玻璃粉、以及含Al、Ga、In或Tl的化合物”([權(quán)利要求I])，作為上述化合物，記載了有機金屬化合物等([權(quán)利要求3])，作為上述有機金屬化合物，記載了乙酰丙酮絡(luò)合物等([權(quán)利要求4])。另一方面，專利文獻3中，本申請人提出了 “一種導(dǎo)電性組成物，其含有銀粉(A)、氧化銀(B)、以及有機溶劑(D)，該銀粉(A)為組成物所含銀單質(zhì)及銀化合物的50質(zhì)量％以上”([權(quán)利要求1])，并記載了作為任意成分含有羧酸銀鹽的形態(tài)、以及含有玻璃粉等其他添加劑的形態(tài)([權(quán)利要求2]、
、
、
等)。現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻專利文獻I日本專利特開2007-294677號公報專利文獻2日本專利特開2007-294678號公報專利文獻3日本專利特開2011-35062號公報
發(fā)明概要發(fā)明擬解決的問題然而，本發(fā)明人對專利文獻I 3中記載的導(dǎo)電性糊狀物及導(dǎo)電性組成物進行研究后，明確了所得太陽能電池單元的曲線因子(FF)有時會因形成電極的燒結(jié)溫度而變低。若特性如此隨燒結(jié)溫度發(fā)生變化，則根據(jù)其程度，會發(fā)生制造太陽能電池單元時成品率降低，或者為提高成品率而必須高精度控制燒結(jié)溫度等問題。因此，本發(fā)明課題在于提供一種能夠獲得在較寬燒結(jié)溫度范圍(700 800°C )內(nèi)顯示出高曲線因子的太陽能電池單元的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物及使用其的太陽能電池單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人為解決上述課題進行深入研究后發(fā)現(xiàn)，使用以特定質(zhì)量比含有脂肪酸銀鹽、以及由銀以外金屬與上述脂肪酸銀鹽的脂肪酸以外有機化合物進行離子鍵結(jié)合及/或配位鍵結(jié)合形成的金屬化合物的導(dǎo)電性組成物來形成電極，由此能夠獲得在較寬燒結(jié)溫度范圍(700 800°C)內(nèi)顯示出高曲線因子的太陽能電池單元，并完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明將提供下述⑴ (12)。(I) 一種太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，含有導(dǎo)電性顆粒(A)、脂肪酸銀鹽(B)、玻璃粉(C)、溶劑(D)、以及由銀以外金屬與上述脂肪酸銀鹽(B)的脂肪酸以外有機化合物進行離子鍵結(jié)合及/或配位鍵結(jié)合形成的金屬化合物(E)，其中，上述脂肪酸銀鹽(B)含量與上述金屬化合物(E)含量的質(zhì)量比(B/E)為I以上。(2)如上述⑴所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述金屬化合物(E)是由不同于上述脂肪酸銀鹽(B)中脂肪酸的脂肪酸與銀以外金屬進行離子鍵結(jié)合形成的脂肪酸金屬鹽(El)。(3)如上述⑵所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述脂肪酸銀鹽(B)是羧酸銀鹽，上述脂肪酸金屬鹽(El)是由鎂、鎳、銅、鋅、釔、鋯、錫、以及鉛所組成群中選擇的至少I種以上金屬的羧酸金屬鹽。(4)如上述⑶所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述羧酸金屬鹽是由2-乙基己酸、辛酸、環(huán)烷酸、硬脂酸、以及月桂酸所組成群中選擇的脂肪酸的金屬鹽。(5)如上述⑴所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述金屬化合物(E)是由乙酰丙酮與銀以外金屬進行配位鍵結(jié)合形成的乙酰丙酮金屬絡(luò)合物(E2)。(6)如上述(5)所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述乙酰丙酮金屬絡(luò)合物(E2)是由銦、鎳、銅、鈦、鋅、以及錫所組成群中選擇的金屬類的絡(luò)合物。(7)如上述⑴至(6)中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述質(zhì)量比(B/E)為2以上。(8)如上述⑴至(7)中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，上述脂肪酸銀鹽(B)是由碳原子數(shù)18以下的脂肪酸銀鹽(BI)、分別具有I個以上羧基銀鹽基(-COOAg)和羥基(-0H)的脂肪酸銀鹽(B2)、以及不具有羥基(-0H)但具有2個以上羧基銀鹽基(-COOAg)的聚羧酸銀鹽(B3)所組成群中選擇的脂肪酸銀鹽。(9)如上述⑴至⑶中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，相對于上述導(dǎo)電性顆粒㈧100重量份，上述脂肪酸銀鹽⑶含量為I 30重量份。(10)如上述⑴至(9)中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，相對于上述導(dǎo)電性顆粒(A) 100重量份，上述金屬化合物(E)含量為0.1 10重量份。(11) 一種太陽能電池單元，其具備受光面?zhèn)鹊谋砻骐姌O、防反射膜、半導(dǎo)體基板、以及背面電極，至少上述表面電極是用上述(I)至(10)中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物形成的。(12) 一種太陽能電池組件，其使用互連器將上述(11)所述的太陽能電池單元進行串聯(lián)配線。發(fā)明功效如下所示，依據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠獲得在較寬燒結(jié)溫度范圍(700 800°C)內(nèi)顯示出高曲線因子的太陽能電池單元的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物及使用其的太陽能電池單元。


圖1是表示太陽能電池單元之合適實施形態(tài)一例的剖面圖。符號說明I表面電極2防反射膜3n 層4pn接合娃基板5p 層6背面電極7晶體硅基板10太陽能電池單元
具體實施例方式〔太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物〕本發(fā)明的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物(以下也稱為“本發(fā)明的導(dǎo)電性組成物”)含有導(dǎo)電性顆粒(A)、脂肪酸銀鹽(B)、玻璃粉(C)、溶劑(D)、以及由銀以外金屬與上述脂肪酸銀鹽(B)的脂肪酸以外有機化合物進行離子鍵結(jié)合及/或配位鍵結(jié)合形成的金屬化合物(E)，其中，上述脂肪酸銀鹽(B)含量與上述金屬化合物(E)含量的質(zhì)量比(B/E)為I以上。以下，對導(dǎo)電性顆粒㈧、脂肪酸銀鹽⑶、玻璃粉(C)、溶劑⑶、金屬化合物(E)、以及可根據(jù)需要含有的其他成分等進行詳細說明。<導(dǎo)電性顆粒⑷>本發(fā)明的導(dǎo)電性組成物中使用的導(dǎo)電性顆粒(A)并無特別限定，例如可使用電阻率為20 X 10-6 Ω.cm以下的金屬材料。作為上述金屬材料，具體而言，例如可列舉金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、以及鎳(Ni)等，這些可單獨使用I種，也可同時使用2種以上。其中，因為要能夠形成體積電阻率小的電極，并能夠制造光電轉(zhuǎn)換效率高的太陽能電池單元，所以優(yōu)選為金、銀、銅，更優(yōu)選為銀。本發(fā)明中，因為要印刷性良好，所以上述導(dǎo)電性顆粒(A)優(yōu)選使用平均顆粒直徑為0.5 10 μ m的金屬粉末。上述金屬粉末中，因為要能夠形成體積電阻率小的電極，并能夠制造光電轉(zhuǎn)換效率高的太陽能電池單元，所以更優(yōu)選使用球狀的銀粉末。此處，平均顆粒直徑是指金屬粉末顆粒直徑的平均值，是使用激光衍射式粒度分布測量裝置測量的50%體積累積直徑(D50)。另外，關(guān)于作為計算平均值之基礎(chǔ)的顆粒直徑，金屬粉末剖面為橢圓形時是指將其長直徑和短直徑之合計值除以2的平均值，為正圓形時是指其直徑。此外，球狀是指長直徑/短直徑的比率為2以下的顆粒形狀。此外，本發(fā)明中，因為要印刷性更加良好，所以上述導(dǎo)電性顆粒㈧的平均顆粒直徑優(yōu)選為0.7 5 μ m，又因為要燒結(jié)速度適當(dāng)且作業(yè)性出色，所以更優(yōu)選為1 3 μ m。進而，本發(fā)明中，作為上述導(dǎo)電性顆粒(A)，可使用市售產(chǎn)品，作為其具體例，可列舉AgC-102(形狀:球狀，平均顆粒直徑:1.5 4!11，福田金屬箔粉工業(yè)公司制造)、AgC-103(形狀:球狀，平均顆粒直徑:1.511111，福田金屬箔粉工業(yè)公司制造)464-8 (形狀:球狀，平均顆粒直徑:2.2 μ m，DOffAElectronics公司制造)、AG2-1C (形狀:球狀，平均顆粒直徑:1.0ym，D0WAElectronics公司制造)、AG3_11F (形狀:球狀，平均顆粒直徑:1.4 μ m，DOffAElectronics公司制造)、SPN5J (形狀:球狀，平均顆粒直徑:1.2 μ m，三井金屬公司制造)、EHD (形狀:球狀，平均顆粒直徑:0.5μπι，三井金屬公司制造)、AgC-2011(形狀:片狀，平均顆粒直徑:2 10 μ m，福田金屬箔粉工業(yè)公司制造)、以及AgC-301K (形狀:片狀，平均顆粒直徑:3 10 μ m，福田金屬箔粉工業(yè)公司制造)等。

〈脂肪酸銀鹽(B)〉本發(fā)明的導(dǎo)電性組成物中使用的脂肪酸銀鹽⑶只要是有機羧酸(脂肪酸)的銀鹽，則并無特別限定，例如可使用日本專利特開2008-198595號公報

段落中記載的脂肪酸金屬鹽(尤其3級脂肪酸銀鹽)、日本專利特許第4482930號公報
段落中記載的脂肪酸銀鹽、日本專利特開2010-92684號公報

段落中記載的具有I個以上羥基的脂肪酸銀鹽、同公報

段落中記載的2級脂肪酸銀鹽、以及日本專利特開2011-35062號公報

段落中記載的羧酸銀等。其中，因為要印刷性良好，且能夠進一步降低曲線因子的溫度依賴性，所以優(yōu)選使用由碳原子數(shù)18以下的脂肪酸銀鹽(BI)、分別具有I個以上羧基銀鹽基(-COOAg)和羥基(-0H)的脂肪酸銀鹽(B2)、以及不具有羥基(-0H)但具有2個以上羧基銀鹽基(-COOAg)的聚羧酸銀鹽(B3)所組成群中選擇的至少I種脂肪酸銀鹽。其中，因為要能夠進一步降低曲線因子的溫度依賴性，所以尤其優(yōu)選使用不具有羥基(-0H)但具有3個以上羧基銀鹽基(-COOAg)的聚羧酸銀鹽(B3)。此處，作為上述脂肪酸銀鹽(B2)，例如可列舉下述式⑴ (III)中任意一個表示的化合物。化學(xué)式I
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，含有導(dǎo)電性顆粒(A)、脂肪酸銀鹽(B)、玻璃粉(C)、溶劑(D)、以及由銀以外金屬與所述脂肪酸銀鹽⑶的脂肪酸以外有機化合物進行離子鍵結(jié)合及/或配位鍵結(jié)合形成的金屬化合物(E)，其中， 所述脂肪酸銀鹽(B)含量與所述金屬化合物(E)含量的質(zhì)量比(B/E)為I以上。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述金屬化合物(E)是由不同于所述脂肪酸銀鹽⑶中脂肪酸的脂肪酸與銀以外金屬進行離子鍵結(jié)合形成的脂肪酸金屬鹽(El)。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述脂肪酸銀鹽(B)是羧酸銀鹽，所述脂肪酸金屬鹽(El)是由鎂、鎳、銅、鋅、釔、鋯、錫、以及鉛所組成群中選擇的至少I種以上金屬的羧酸金屬鹽。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述羧酸金屬鹽是由2-乙基己酸、辛酸、環(huán)烷酸、硬脂酸、以及月桂酸所組成群中選擇的脂肪酸的金屬鹽。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述金屬化合物(E)是由乙酰丙酮與銀以外金屬進行配位鍵結(jié)合形成的乙酰丙酮金屬絡(luò)合物(E2)。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述乙酰丙酮金屬絡(luò)合物(E2)是由銦、鎳、銅、鈦、鋅、以及錫所組成群中選擇的金屬類的絡(luò)合物。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述質(zhì)量比(B/E)為2以上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，所述脂肪酸銀鹽(B)是由碳原子數(shù)18以下的脂肪酸銀鹽(BI)、分別具有I個以上羧基銀鹽基(-COOAg)和羥基(-0H)的脂肪酸銀鹽(B2)、以及不具有羥基(-0H)但具有2個以上羧基銀鹽基(-COOAg)的聚羧酸銀鹽(B3)所組成群中選擇的脂肪酸銀鹽。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，相對于所述導(dǎo)電性顆粒(A) 100重量份，所述脂肪酸銀鹽(B)含量為I 30重量份。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物，其中，相對于所述導(dǎo)電性顆粒㈧100重量份，所述金屬化合物(E)含量為0.1 10重量份。
11.一種太陽能電池單元，其具備受光面?zhèn)鹊谋砻骐姌O、防反射膜、半導(dǎo)體基板、以及背面電極，至少所述表面電極是用權(quán)利要求1至10中任一項所述的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物形成的。
12.—種太陽能電池組件，其使用互連器將權(quán)利要求11所述的太陽能電池單元進行串聯(lián)配線。
全文摘要
本發(fā)明課題在于提供一種能夠獲得在較寬燒結(jié)溫度范圍(700～800℃)內(nèi)顯示出高曲線因子的太陽能電池單元的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物及使用其的太陽能電池單元。本發(fā)明的太陽能電池集電電極形成用導(dǎo)電性組成物含有導(dǎo)電性顆粒(A)、脂肪酸銀鹽(B)、玻璃粉(C)、溶劑(D)、以及由銀以外金屬與上述脂肪酸銀鹽(B)的脂肪酸以外有機化合物進行離子鍵結(jié)合及/或配位鍵結(jié)合形成的金屬化合物(E)，上述脂肪酸銀鹽(B)含量與上述金屬化合物(E)含量的質(zhì)量比(B/E)為1以上。
文檔編號H01L31/0224GK103081114SQ201280002595
公開日2013年5月1日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者佐藤奈央, 石川和憲 申請人:橫濱橡膠株式會社