[发明专利]电极用膏状组合物和光伏电池

说明书

本申请是申请号为2011800066840的专利的分案申请，母案申请日为2011年1月25，优先权日为2010年1月25日，母案发明名称同上。

技术领域

本申请涉及一种电极用膏状组合物和光伏电池。

背景技术

通常地，结晶硅系光伏电池设置有表面电极，其中表面电极的布线电阻或接触电阻与涉及转换效率的电压损失有关，此外，布线宽度或形状对入射太阳光的量有影响(参见例如由滨川圭弘编辑的“太阳光发电，最新技术和系统”，CMC出版社，2001年，第26-27页)。

根据光伏电池的表面电极通常以下面的方式形成。即，通过丝网印刷等将导电组合物涂覆到n-型半导体层上，并且在800至900℃的高温进行烧结，由此形成表面电极，所述n-型半导体层是在高温将磷等热扩散在p-型硅基板的光接受表面侧上而形成的。这种用于形成表面电极的导电组合物包括导电金属粉末、玻璃粒子、各种添加剂等。

作为导电金属粉末，通常使用银粉末，但是出于各种原因也研究了使用除银粉末之外的其它金属粉末。例如，公开了一种能够形成光伏电池用电极的导电组合物，其包括银和铝(参见例如日本特开2006-313744号公报)。此外，公开了一种用于形成电极的组合物，其包括金属纳米粒子，所述金属纳米粒子包括银和不同于银的金属粒子(参见例如日本特开2008-226816号公报)。

发明内容

[本发明要解决的问题]

通常用于形成电极的银是贵金属，从涉及资源的问题考虑并且还从矿石昂贵考虑，期望提出一种代替含银导电组合物(含银膏状物)的膏状材料。有希望用于代替银的材料的实例包括用于半导体布线材料中的铜。铜作为资源是丰富的，并且矿石的成本低廉，低至为银成本的约百分之一。然而，铜是易于在200℃以上的高温被氧化的材料，并且例如，在专利文献2所描述的用于形成电极的组合物中，当该组合物包括铜作为导电金属时，需要特定步骤，在所述的特定步骤中，将组合物在氮的气氛或类似气氛下烧结以形成电极。

本发明的一个目的是提供一种电极用膏状组合物，该膏状组合物能够形成具有低电阻率的电极，同时在烧结时能够抑制铜的氧化，以及提供一种具有通过使用所述电极用膏状组合物形成的电极的光伏电池。

[用于解决问题的手段]

本发明的第一实施方案是电极用膏状组合物，该电极用膏状组合物包括含铜粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂，所述含铜粒子在同时测定的热重量分析/差热分析(TG-DTA)中显示最大面积的放热峰的峰值温度为280℃以上。

所述含铜粒子优选是选自如下各种粒子中的至少一种粒子：含磷的铜合金粒子；涂布有银的铜粒子(以下称为“银涂布的铜粒子”)；以及用选自由三唑化合物、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、无机金属化合物盐、有机金属化合物盐、聚苯胺系树脂和金属醇盐组成的组中的至少一种进行了表面处理的铜粒子。

玻璃粒子优选具有600℃以下的玻璃软化点和高于600℃的结晶开始温度，并且更优选地包含五氧化二磷-五氧化二钒(P₂O₅-V₂O₅)系玻璃。

电极用膏状组合物优选进一步包含银粒子，更优选地，当含铜粒子和银粒子的总量被视为100质量％时，含铜粒子的含量为9质量％至88质量％。此外，还更优选地，含铜粒子和银粒子的总含量为70质量％至94质量％，玻璃粒子的含量为0.1质量％至10质量％，并且溶剂和树脂的总含量为3质量％至29.9质量％。

电极用膏状组合物优选进一步包含含磷化合物，并且更优选地，含磷化合物是选自由磷酸、磷酸铵、磷酸酯和环状磷腈组成的组中的至少一种含磷化合物。

本发明的第二实施方案是一种电极用膏状组合物，所述电极用膏状组合物包括含磷的铜合金粒子、玻璃粒子、溶剂和树脂。

玻璃粒子更优选地具有600℃以下的玻璃软化点和高于600℃的结晶开始温度，并且还更优选地包含五氧化二磷-五氧化二钒(P₂O₅-V₂O₅)系玻璃。

电极用膏状组合物优选还包括银粒子，并且更优选地，当含铜粒子和银粒子的总量被视为100质量％时，含铜粒子的含量为9质量％至88质量％。此外，还更优选地，含铜粒子和银粒子的总含量为70质量％至94质量％，玻璃粒子的含量为0.1质量％至10质量％，并且溶剂和树脂的总含量为3质量％至29.9质量％。