JPH05218470A - 半導体装置の電極材料 - Google Patents
半導体装置の電極材料Info
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- JPH05218470A JPH05218470A JP9254392A JP5439292A JPH05218470A JP H05218470 A JPH05218470 A JP H05218470A JP 9254392 A JP9254392 A JP 9254392A JP 5439292 A JP5439292 A JP 5439292A JP H05218470 A JPH05218470 A JP H05218470A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置を安価に製造するため、たとえば
従来、蒸着法によっていた電極の形成法を印刷法に変え
るとともに、印刷法に用いる電極材料の諸特性を優れた
ものに維持しつつ、より安価な材料を得ることにある。 【構成】 アモルファスシリコン系半導体層との接触面
でオーミック接触し得るオーミック接触性金属材料、又
は特にモリブデンMoあるいはニッケルNiと、炭素Ｃとを
混合し、これらを有機溶媒により溶解させられた有機結
合剤によってペースト状に混練させて、電極材料を得
た。
従来、蒸着法によっていた電極の形成法を印刷法に変え
るとともに、印刷法に用いる電極材料の諸特性を優れた
ものに維持しつつ、より安価な材料を得ることにある。 【構成】 アモルファスシリコン系半導体層との接触面
でオーミック接触し得るオーミック接触性金属材料、又
は特にモリブデンMoあるいはニッケルNiと、炭素Ｃとを
混合し、これらを有機溶媒により溶解させられた有機結
合剤によってペースト状に混練させて、電極材料を得
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の電極材料に
関し、特に民生用太陽電池などに好適な電極材料に関す
る。
関し、特に民生用太陽電池などに好適な電極材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】アモルフ
ァスシリコン系半導体装置たとえば太陽電池の裏面電極
はアルミニウムAlやニッケルNiなどを真空蒸着させた
り、あるいはスパッタリングさせるなどにより形成して
いた。これらの電極形成方法はいずれも高真空雰囲気を
必要とするため、真空チャンバーや真空装置などの設備
費とランニングコストが高く付くだけでなく、真空チャ
ンバー内を真空にするために時間を要するなど、製造サ
イクルが長くなり製造コストが高く付くという問題があ
った。一方、ポケットサイズの電子計算器などに用いら
れる太陽電池などにおいては価格の低減が要求されてい
て、その低価格化のために製造方法などが種々検討され
ている。そして、その対策の一つとして、裏面電極の形
成について低価格で量産が可能で、しかも自動化ができ
る導電性ペーストの利用が種々研究されている。
ァスシリコン系半導体装置たとえば太陽電池の裏面電極
はアルミニウムAlやニッケルNiなどを真空蒸着させた
り、あるいはスパッタリングさせるなどにより形成して
いた。これらの電極形成方法はいずれも高真空雰囲気を
必要とするため、真空チャンバーや真空装置などの設備
費とランニングコストが高く付くだけでなく、真空チャ
ンバー内を真空にするために時間を要するなど、製造サ
イクルが長くなり製造コストが高く付くという問題があ
った。一方、ポケットサイズの電子計算器などに用いら
れる太陽電池などにおいては価格の低減が要求されてい
て、その低価格化のために製造方法などが種々検討され
ている。そして、その対策の一つとして、裏面電極の形
成について低価格で量産が可能で、しかも自動化ができ
る導電性ペーストの利用が種々研究されている。
【０００３】従来の導電性ペーストには銀を主成分とす
るものが提供されているが、電極材料としての銀は高価
であり、充分なコストダウンを図ることができない。こ
のため、コストの安い銅ペーストを用いることができれ
ば良いが、銅はアモルファスシリコン系半導体とオーミ
ック接触を得ることが難しいため、電極材料として不適
当である。そこで、オーミック接触を得ることができる
電極材料であるモリブデンMoから成るモリブデンペース
トを用いることに想到したが、モリブデンMoの価格はな
お高価であり、太陽電池を充分に安価で製造することが
できない。そこで、本発明者らはさらに低価格の導電性
ペーストを得るために鋭意研究を重ねた結果、本発明に
至った。
るものが提供されているが、電極材料としての銀は高価
であり、充分なコストダウンを図ることができない。こ
のため、コストの安い銅ペーストを用いることができれ
ば良いが、銅はアモルファスシリコン系半導体とオーミ
ック接触を得ることが難しいため、電極材料として不適
当である。そこで、オーミック接触を得ることができる
電極材料であるモリブデンMoから成るモリブデンペース
トを用いることに想到したが、モリブデンMoの価格はな
お高価であり、太陽電池を充分に安価で製造することが
できない。そこで、本発明者らはさらに低価格の導電性
ペーストを得るために鋭意研究を重ねた結果、本発明に
至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の電極材料の要旨とするところは、アモルファスシリコ
ン系半導体層との接触面でオーミック接触し得るオーミ
ック接触性金属材料と炭素Ｃとを、結合剤によってペー
スト状に混練されて成ることにある。
の電極材料の要旨とするところは、アモルファスシリコ
ン系半導体層との接触面でオーミック接触し得るオーミ
ック接触性金属材料と炭素Ｃとを、結合剤によってペー
スト状に混練されて成ることにある。
【０００５】また、本発明に係る他の半導体装置の電極
材料の要旨とするところは、モリブデンMoと炭素Ｃとを
結合剤によってペースト状に混練させて成ることにあ
る。
材料の要旨とするところは、モリブデンMoと炭素Ｃとを
結合剤によってペースト状に混練させて成ることにあ
る。
【０００６】更に、本発明に係る他の半導体装置の電極
材料の要旨とするところは、ニッケルNiと炭素Ｃとを結
合剤によってペースト状に混練させて成ることにある。
材料の要旨とするところは、ニッケルNiと炭素Ｃとを結
合剤によってペースト状に混練させて成ることにある。
【０００７】次に、上述の半導体装置の電極材料に銅Cu
を混練させたことにある。
を混練させたことにある。
【０００８】
【作用】本発明に係る半導体装置の電極材料はアモルフ
ァスシリコン系半導体層との接触面でオーミック接触し
得るオーミック接触性金属材料と炭素Ｃ、又は特にモリ
ブデンMoと炭素ＣあるいはニッケルNiと炭素Ｃをそれぞ
れ所定の割合に混合し、この混合物をたとえば有機溶媒
により溶解させられた有機結合剤などの結合剤によって
ペースト状に混練させて導電性ペーストとして構成され
ている。この導電性ペーストを成す電極材料を、たとえ
ば透明基板の上に所定のパターンに透明電極及びアモル
ファスシリコン系半導体層がそれぞれの順に積層形成さ
れたその上に、スクリーン印刷や凸版印刷などによって
所定のパターンに印刷した後、必要に応じてアモルファ
スシリコン系半導体を変質させない温度である約３００
℃以下の範囲で加熱し、導電性ペーストを硬化させて半
導体装置の裏面電極が形成される。
ァスシリコン系半導体層との接触面でオーミック接触し
得るオーミック接触性金属材料と炭素Ｃ、又は特にモリ
ブデンMoと炭素ＣあるいはニッケルNiと炭素Ｃをそれぞ
れ所定の割合に混合し、この混合物をたとえば有機溶媒
により溶解させられた有機結合剤などの結合剤によって
ペースト状に混練させて導電性ペーストとして構成され
ている。この導電性ペーストを成す電極材料を、たとえ
ば透明基板の上に所定のパターンに透明電極及びアモル
ファスシリコン系半導体層がそれぞれの順に積層形成さ
れたその上に、スクリーン印刷や凸版印刷などによって
所定のパターンに印刷した後、必要に応じてアモルファ
スシリコン系半導体を変質させない温度である約３００
℃以下の範囲で加熱し、導電性ペーストを硬化させて半
導体装置の裏面電極が形成される。
【０００９】オーミック接触性金属材料、特にモリブデ
ンMoやニッケルNiはアモルファスシリコン系半導体層に
対してオーミック接触し得る金属材料であると同時に、
炭素Ｃもアモルファスシリコン系半導体層に対してオー
ミック接触し得る材料であることから、アモルファスシ
リコン系半導体層の上に塗布されたオーミック接触性金
属材料と炭素Ｃとの導電性ペースト、又はモリブデンMo
と炭素Ｃとの導電性ペースト、あるいはニッケルNiと炭
素Ｃとの導電性ペーストはいずれも良好なオーミック接
触性を示す。更に、オーミック接触性金属材料、特にモ
リブデンMoあるいはニッケルNiに炭素Ｃを混練させるこ
とによって静電誘導、端子直撃に対する特性が大幅に向
上することが本発明者らによって見出されており、品質
の安定した半導体装置を提供することが可能となった。
また、安価な炭素Ｃを混練させることによって安価な導
電性ペーストが得られ、したがって半導体装置をより安
価に提供できることになる。
ンMoやニッケルNiはアモルファスシリコン系半導体層に
対してオーミック接触し得る金属材料であると同時に、
炭素Ｃもアモルファスシリコン系半導体層に対してオー
ミック接触し得る材料であることから、アモルファスシ
リコン系半導体層の上に塗布されたオーミック接触性金
属材料と炭素Ｃとの導電性ペースト、又はモリブデンMo
と炭素Ｃとの導電性ペースト、あるいはニッケルNiと炭
素Ｃとの導電性ペーストはいずれも良好なオーミック接
触性を示す。更に、オーミック接触性金属材料、特にモ
リブデンMoあるいはニッケルNiに炭素Ｃを混練させるこ
とによって静電誘導、端子直撃に対する特性が大幅に向
上することが本発明者らによって見出されており、品質
の安定した半導体装置を提供することが可能となった。
また、安価な炭素Ｃを混練させることによって安価な導
電性ペーストが得られ、したがって半導体装置をより安
価に提供できることになる。
【００１０】また、上述のかかる導電性ペーストに銅Cu
を混練させることによって、はんだ付け性を向上させる
ことができ、半導体装置の取出し電極部にはんだ付け用
の電極材料を別途被着させる必要がなくなる。
を混練させることによって、はんだ付け性を向上させる
ことができ、半導体装置の取出し電極部にはんだ付け用
の電極材料を別途被着させる必要がなくなる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明に係る半導体装置の電極材料の
実施例を説明する。モリブデンMoの粉末と炭素Ｃの粉末
をそれぞれ所定量ずつ混合させ、この混合物を有機溶媒
により溶解させた有機結合剤などの結合剤により充分、
ペースト状に混練させてモリブデンMoと炭素Ｃから成る
導電性ペーストが製造される。モリブデンMoの粉末と炭
素Ｃの粉末はいずれも粒径が１０μｍ以下、好ましくは
２μｍ以下のものが用いられ、導電性ペーストが印刷塗
布される膜厚が１０〜５０μｍ程度になるように設定さ
れる。
実施例を説明する。モリブデンMoの粉末と炭素Ｃの粉末
をそれぞれ所定量ずつ混合させ、この混合物を有機溶媒
により溶解させた有機結合剤などの結合剤により充分、
ペースト状に混練させてモリブデンMoと炭素Ｃから成る
導電性ペーストが製造される。モリブデンMoの粉末と炭
素Ｃの粉末はいずれも粒径が１０μｍ以下、好ましくは
２μｍ以下のものが用いられ、導電性ペーストが印刷塗
布される膜厚が１０〜５０μｍ程度になるように設定さ
れる。
【００１２】ここで、モリブデンMoの粉末に代えてニッ
ケルNiの粉末を用いても良く、またアモルファスシリコ
ン系半導体層の表面に印刷塗布したときにその接触面で
オーミック接触し得るオーミック接触性金属材料、たと
えばアルミニウムAlやクロムCrなどであっても良い。ま
た、炭素Ｃの粉末はグラファイトやカーボンブラックな
どの微粒子が用いられる。
ケルNiの粉末を用いても良く、またアモルファスシリコ
ン系半導体層の表面に印刷塗布したときにその接触面で
オーミック接触し得るオーミック接触性金属材料、たと
えばアルミニウムAlやクロムCrなどであっても良い。ま
た、炭素Ｃの粉末はグラファイトやカーボンブラックな
どの微粒子が用いられる。
【００１３】また、これらモリブデンMoの粉末と炭素Ｃ
の粉末を結合させるとともに、塗布される対象物に強固
に被着させるためのバインダーとしてはたとえば有機結
合剤が用いられ、この有機結合剤にはたとえばフェノー
ル系樹脂やポリエステル系樹脂、又はセルロース系化合
物あるいはポリメタクリレート系化合物などが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。この有機結合
剤を溶解させて、導電性ペーストを印刷塗布し易い粘度
に調整するための有機溶媒は用いられる有機結合剤に対
応して選定され、たとえば水酸化アルカリや、アルコー
ル類、セロソルブ類などが用いられるが、これらに限定
されるものではない。
の粉末を結合させるとともに、塗布される対象物に強固
に被着させるためのバインダーとしてはたとえば有機結
合剤が用いられ、この有機結合剤にはたとえばフェノー
ル系樹脂やポリエステル系樹脂、又はセルロース系化合
物あるいはポリメタクリレート系化合物などが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。この有機結合
剤を溶解させて、導電性ペーストを印刷塗布し易い粘度
に調整するための有機溶媒は用いられる有機結合剤に対
応して選定され、たとえば水酸化アルカリや、アルコー
ル類、セロソルブ類などが用いられるが、これらに限定
されるものではない。
【００１４】これら本発明に係る電極材料である導電性
ペーストは上述したように、モリブデンMoの粉末と炭素
Ｃの粉末、又はニッケルNiの粉末と炭素Ｃの粉末、ある
いはオーミック接触性金属材料の粉末と炭素Ｃの粉末を
有機結合剤によって混練させて得られ、その他、得られ
た導電性ペーストにガラス質フリットなどを適宜混練さ
せても良い。
ペーストは上述したように、モリブデンMoの粉末と炭素
Ｃの粉末、又はニッケルNiの粉末と炭素Ｃの粉末、ある
いはオーミック接触性金属材料の粉末と炭素Ｃの粉末を
有機結合剤によって混練させて得られ、その他、得られ
た導電性ペーストにガラス質フリットなどを適宜混練さ
せても良い。
【００１５】次に、モリブデンMoの粉末と炭素Ｃの粉末
の混合割合を変化させた実施例を説明する。図１に、本
発明に係る電極材料を適用した半導体装置の一例である
約１cm2 ×４直列の太陽電池１０の一実施例を示す。か
かる太陽電池１０は次のように製造される。先ず透明な
ガラス基板１２の上に透明電極１４として SnO2 を８０
０Å被着させた後、フォトリソグラフィ法により所定の
パターンに形成した。次に、透明電極１４の上にアモル
ファスシリコン半導体層１６としてｐ型のアモルファス
シリコン半導体層を約１００〜２００Å、ｉ型のアモル
ファスシリコン半導体層を約５０００Å、ｎ型のアモル
ファスシリコン半導体層を約３００Åそれぞれ順に積層
した。このアモルファスシリコン半導体層１６はマスク
法によってパターン化されている。
の混合割合を変化させた実施例を説明する。図１に、本
発明に係る電極材料を適用した半導体装置の一例である
約１cm2 ×４直列の太陽電池１０の一実施例を示す。か
かる太陽電池１０は次のように製造される。先ず透明な
ガラス基板１２の上に透明電極１４として SnO2 を８０
０Å被着させた後、フォトリソグラフィ法により所定の
パターンに形成した。次に、透明電極１４の上にアモル
ファスシリコン半導体層１６としてｐ型のアモルファス
シリコン半導体層を約１００〜２００Å、ｉ型のアモル
ファスシリコン半導体層を約５０００Å、ｎ型のアモル
ファスシリコン半導体層を約３００Åそれぞれ順に積層
した。このアモルファスシリコン半導体層１６はマスク
法によってパターン化されている。
【００１６】そして、このアモルファスシリコン半導体
層１６の所定の位置にモリブデンMoと炭素Ｃから成る導
電性ペーストをスクリーン印刷して、所定のパターンの
裏面電極１８を形成する。すなわち、スクリーン印刷さ
れた導電性ペーストは先ず約１２０℃で約２０分間加熱
して予備硬化させた後、更に約１８０℃で約２０分間加
熱して硬化させて、導電性に優れ、且つアモルファスシ
リコン半導体層１６の接触面でオーミック接触した裏面
電極１８が形成されるのである。なお、導電性ペースト
の硬化は約１８０℃で約２０分間だけ加熱しても良い。
形成された裏面電極１８の厚さは約３０μｍであり、ま
た裏面電極１８の形成後、エポキシ系封止樹脂を用いて
膜厚約２０μｍの保護膜を被着させた。
層１６の所定の位置にモリブデンMoと炭素Ｃから成る導
電性ペーストをスクリーン印刷して、所定のパターンの
裏面電極１８を形成する。すなわち、スクリーン印刷さ
れた導電性ペーストは先ず約１２０℃で約２０分間加熱
して予備硬化させた後、更に約１８０℃で約２０分間加
熱して硬化させて、導電性に優れ、且つアモルファスシ
リコン半導体層１６の接触面でオーミック接触した裏面
電極１８が形成されるのである。なお、導電性ペースト
の硬化は約１８０℃で約２０分間だけ加熱しても良い。
形成された裏面電極１８の厚さは約３０μｍであり、ま
た裏面電極１８の形成後、エポキシ系封止樹脂を用いて
膜厚約２０μｍの保護膜を被着させた。
【００１７】かかる構成の太陽電池において、裏面電極
１８を構成するモリブデンMoと炭素Ｃの成分比率（重量
比率）を種々変更した太陽電池１０を各種製造し、それ
ぞれについてＦＦ（フィルファクター）保持率を調べ
た。ＦＦ保持率は高温高湿加速試験を行う前のＦＦの値
と、温度８５℃，湿度８５％の高温高湿加速試験を１時
間行った後のＦＦの値を調べ、その比を
１８を構成するモリブデンMoと炭素Ｃの成分比率（重量
比率）を種々変更した太陽電池１０を各種製造し、それ
ぞれについてＦＦ（フィルファクター）保持率を調べ
た。ＦＦ保持率は高温高湿加速試験を行う前のＦＦの値
と、温度８５℃，湿度８５％の高温高湿加速試験を１時
間行った後のＦＦの値を調べ、その比を
【数１】に示すように１００分率で表したものである。
その結果を図２に実線で示した。
その結果を図２に実線で示した。
【数１】
【００１８】図２から分かるように、モリブデンMoと炭
素Ｃとを混練させた導電性ペーストを用いた場合、モリ
ブデンMo１００％の導電性ペーストあるいは炭素Ｃ１０
０％の導電性ペーストを用いる場合よりも、ＦＦ保持率
が非常に優れていることが見出された。また、炭素Ｃの
含有率が比較的高い範囲までＦＦ保持率が高く維持さ
れ、耐久性に優れていることが見出された。
素Ｃとを混練させた導電性ペーストを用いた場合、モリ
ブデンMo１００％の導電性ペーストあるいは炭素Ｃ１０
０％の導電性ペーストを用いる場合よりも、ＦＦ保持率
が非常に優れていることが見出された。また、炭素Ｃの
含有率が比較的高い範囲までＦＦ保持率が高く維持さ
れ、耐久性に優れていることが見出された。
【００１９】次に、モリブデンMoに代えてニッケルNiを
用い、上述と同様にニッケルNiと炭素Ｃの成分比率を種
々変更した導電性ペーストにより裏面電極を形成した太
陽電池を各種製造した。得られた太陽電池について、上
述と同様にＦＦ保持率を調べ、同図２に二点鎖線で示し
た。その結果、ニッケルNiと炭素Ｃとを混練させた導電
性ペーストを用いた場合、ニッケルNi１００％の導電性
ペーストあるいは炭素Ｃ１００％の導電性ペーストを用
いる場合よりも、ＦＦ保持率が優れていることが見出さ
れた。また、ニッケルNi−炭素Ｃペーストはモリブデン
Mo−炭素ＣペーストよりＦＦ保持率が全体に劣るが、一
定の範囲でニッケルNiペーストより優れていて、実用上
何ら問題がないことが分かった。
用い、上述と同様にニッケルNiと炭素Ｃの成分比率を種
々変更した導電性ペーストにより裏面電極を形成した太
陽電池を各種製造した。得られた太陽電池について、上
述と同様にＦＦ保持率を調べ、同図２に二点鎖線で示し
た。その結果、ニッケルNiと炭素Ｃとを混練させた導電
性ペーストを用いた場合、ニッケルNi１００％の導電性
ペーストあるいは炭素Ｃ１００％の導電性ペーストを用
いる場合よりも、ＦＦ保持率が優れていることが見出さ
れた。また、ニッケルNi−炭素Ｃペーストはモリブデン
Mo−炭素ＣペーストよりＦＦ保持率が全体に劣るが、一
定の範囲でニッケルNiペーストより優れていて、実用上
何ら問題がないことが分かった。
【００２０】次いで、モリブデンMoを６０重量％、炭素
Ｃを４０重量％それぞれ混練させた導電性ペースト（Mo
-Cペースト) を用いて裏面電極を作成した上述と同様の
構成の太陽電池について、静電誘導による太陽電池の破
壊率、電圧保持率、及び端子間に電圧を急に印加した場
合におけるその太陽電池の破壊率（端子直撃）をそれぞ
れ調べた。また、比較のために、モリブデンMo１００％
の導電性ペースト (Moペースト) を用いて裏面電極を作
成した同様の構成の太陽電池と、アルミニウムAlを蒸着
させて裏面電極を作成した同様の構成の太陽電池につい
ても、それぞれ同様に調べた。
Ｃを４０重量％それぞれ混練させた導電性ペースト（Mo
-Cペースト) を用いて裏面電極を作成した上述と同様の
構成の太陽電池について、静電誘導による太陽電池の破
壊率、電圧保持率、及び端子間に電圧を急に印加した場
合におけるその太陽電池の破壊率（端子直撃）をそれぞ
れ調べた。また、比較のために、モリブデンMo１００％
の導電性ペースト (Moペースト) を用いて裏面電極を作
成した同様の構成の太陽電池と、アルミニウムAlを蒸着
させて裏面電極を作成した同様の構成の太陽電池につい
ても、それぞれ同様に調べた。
【００２１】先ず静電誘導による太陽電池の破壊率を調
べたところ、図３に実線で示すように、モリブデンMoを
６０重量％、炭素Ｃを４０重量％それぞれ混練させた導
電性ペースト（Mo-Cペースト）を用いた太陽電池は印加
電圧１４ＫＶに対しても破壊することはなかった。これ
に対して、モリブデンMo１００％の導電性ペースト（Mo
ペースト）を用いた太陽電池は同図中二点鎖線で示すよ
うに印加電圧１４ＫＶで１０％が破壊した。一方、従来
のアルミニウムAlを蒸着させて作成した太陽電池は同図
中点線で示すように印加電圧１２ＫＶで１０％が破壊し
た。このようにMo-Cペーストは静電誘導に対して高い安
定性を有する。
べたところ、図３に実線で示すように、モリブデンMoを
６０重量％、炭素Ｃを４０重量％それぞれ混練させた導
電性ペースト（Mo-Cペースト）を用いた太陽電池は印加
電圧１４ＫＶに対しても破壊することはなかった。これ
に対して、モリブデンMo１００％の導電性ペースト（Mo
ペースト）を用いた太陽電池は同図中二点鎖線で示すよ
うに印加電圧１４ＫＶで１０％が破壊した。一方、従来
のアルミニウムAlを蒸着させて作成した太陽電池は同図
中点線で示すように印加電圧１２ＫＶで１０％が破壊し
た。このようにMo-Cペーストは静電誘導に対して高い安
定性を有する。
【００２２】次に、太陽電池の印加電圧に対する電圧保
持率について調べ、その結果を図４に示した。電圧保持
率は開放電圧（Ｖoc）の初期値（１００とする）に対す
る保持率であり、たとえば初期値に対して開放電圧（Ｖ
oc）が１０％低下した場合、電圧保持率は９０％で表さ
れる。同図から明らかなように、Mo-Cペーストによる太
陽電池は印加電圧に対してほぼ安定した電圧保持率を示
しているのに対して、Moペーストによる太陽電池は印加
電圧１２ＫＶ以上で大幅に低下していくのが認められ
た。また、Al蒸着による太陽電池は印加電圧が高くなる
程、徐々に低下していくのが認められた。このことか
ら、Mo-Cペーストは電圧保持率に対してほぼ安定して優
れた保持率を有することが分かる。
持率について調べ、その結果を図４に示した。電圧保持
率は開放電圧（Ｖoc）の初期値（１００とする）に対す
る保持率であり、たとえば初期値に対して開放電圧（Ｖ
oc）が１０％低下した場合、電圧保持率は９０％で表さ
れる。同図から明らかなように、Mo-Cペーストによる太
陽電池は印加電圧に対してほぼ安定した電圧保持率を示
しているのに対して、Moペーストによる太陽電池は印加
電圧１２ＫＶ以上で大幅に低下していくのが認められ
た。また、Al蒸着による太陽電池は印加電圧が高くなる
程、徐々に低下していくのが認められた。このことか
ら、Mo-Cペーストは電圧保持率に対してほぼ安定して優
れた保持率を有することが分かる。
【００２３】次いで、太陽電池の端子間に印加電圧を急
激に印加した時に生ずる太陽電池の破壊率であるいわゆ
る端子直撃について調べ、その結果を図５に示した。同
図から明らかなように、Mo-Cペーストによる太陽電池は
印加電圧４００Ｖに対して破壊率はゼロであったが、５
００Ｖ以上で約２０％、７００Ｖで約４０％であったの
に対し、Moペーストによる太陽電池は印加電圧５００Ｖ
以上で急激に破壊率が高くなり、７００Ｖでは全ての太
陽電池が破壊された。また、Al蒸着による太陽電池は印
加電圧が高くなる程、徐々に破壊率が高くなり、６００
Ｖで全ての太陽電池が破壊された。このようにMo-Cペー
ストは端子直撃に対しても高い安定性を示し、耐久性の
ある太陽電池を提供することができる。
激に印加した時に生ずる太陽電池の破壊率であるいわゆ
る端子直撃について調べ、その結果を図５に示した。同
図から明らかなように、Mo-Cペーストによる太陽電池は
印加電圧４００Ｖに対して破壊率はゼロであったが、５
００Ｖ以上で約２０％、７００Ｖで約４０％であったの
に対し、Moペーストによる太陽電池は印加電圧５００Ｖ
以上で急激に破壊率が高くなり、７００Ｖでは全ての太
陽電池が破壊された。また、Al蒸着による太陽電池は印
加電圧が高くなる程、徐々に破壊率が高くなり、６００
Ｖで全ての太陽電池が破壊された。このようにMo-Cペー
ストは端子直撃に対しても高い安定性を示し、耐久性の
ある太陽電池を提供することができる。
【００２４】以上の実施例ではモリブデンMo６０重量
％、炭素Ｃ４０重量％の導電性ペーストを例に特性を調
べたが、図２に示すＦＦ保持率が成分比率の広範囲にお
いてほぼ安定していることから明らかなように、モリブ
デンMoと炭素Ｃとから構成される導電性ペーストはそれ
らの成分比率を変えた場合においても、上述と同様の結
果が得られることが推定される。
％、炭素Ｃ４０重量％の導電性ペーストを例に特性を調
べたが、図２に示すＦＦ保持率が成分比率の広範囲にお
いてほぼ安定していることから明らかなように、モリブ
デンMoと炭素Ｃとから構成される導電性ペーストはそれ
らの成分比率を変えた場合においても、上述と同様の結
果が得られることが推定される。
【００２５】次に、モリブデンMoに代えてニッケルNiを
用い、ニッケルNi６０重量％、炭素Ｃ４０重量％の導電
性ペーストを例に静電誘導と電圧保持率の特性を調べ
た。その結果、静電誘導はNi-Cペーストによる太陽電池
の場合、１０ＫＶ以上の印加電圧に対して破壊率が徐々
に増加していくのに対して、ニッケルNi１００％のNiペ
ーストによる太陽電池の場合は２０ＫＶ以上の印加電圧
に対して破壊率が３０％以上あった。また、Al蒸着によ
る太陽電池の場合は、Ni-Cペーストの場合とほぼ同様に
１０ＫＶ以上の印加電圧に対して破壊率が徐々に増加し
ていくのが認められた。この結果から、Ni-Cペーストは
太陽電池などへの実用上、何ら問題がないことが認めら
れた。
用い、ニッケルNi６０重量％、炭素Ｃ４０重量％の導電
性ペーストを例に静電誘導と電圧保持率の特性を調べ
た。その結果、静電誘導はNi-Cペーストによる太陽電池
の場合、１０ＫＶ以上の印加電圧に対して破壊率が徐々
に増加していくのに対して、ニッケルNi１００％のNiペ
ーストによる太陽電池の場合は２０ＫＶ以上の印加電圧
に対して破壊率が３０％以上あった。また、Al蒸着によ
る太陽電池の場合は、Ni-Cペーストの場合とほぼ同様に
１０ＫＶ以上の印加電圧に対して破壊率が徐々に増加し
ていくのが認められた。この結果から、Ni-Cペーストは
太陽電池などへの実用上、何ら問題がないことが認めら
れた。
【００２６】また、電圧保持率については、Ni-Cペース
トによる太陽電池の場合、１０ＫＶ以上の印加電圧に対
して電圧保持率が徐々に低下していくのが認められたの
に対して、Niペーストによる太陽電池の場合は印加電圧
に対して電圧保持率が徐々に低下していくのが認められ
た。また、Al蒸着による太陽電池の場合は、Ni-Cペース
トの場合とほぼ同様に１０ＫＶ以上の印加電圧に対して
電圧保持率が徐々に低下していくのが認められたが、そ
の低下率はNi-Cペーストより低かった。
トによる太陽電池の場合、１０ＫＶ以上の印加電圧に対
して電圧保持率が徐々に低下していくのが認められたの
に対して、Niペーストによる太陽電池の場合は印加電圧
に対して電圧保持率が徐々に低下していくのが認められ
た。また、Al蒸着による太陽電池の場合は、Ni-Cペース
トの場合とほぼ同様に１０ＫＶ以上の印加電圧に対して
電圧保持率が徐々に低下していくのが認められたが、そ
の低下率はNi-Cペーストより低かった。
【００２７】以上の点から、Ni-Cペーストは低い印加電
圧の範囲では安定しており、実用上何ら問題がないこと
が認められた。
圧の範囲では安定しており、実用上何ら問題がないこと
が認められた。
【００２８】以上の実施例から特にMo-Cペーストは優れ
た特性を示すことが認められるが、その他Ni-Cペースト
を始め、アモルファスシリコン系半導体層に被着された
その接触面でオーミック接触し得るアルミニウムAlやク
ロムCrなどのオーミック接触性金属材料と炭素Ｃとを混
合し、有機溶媒により溶解させられた有機結合剤によっ
てペースト状に混練させた導電性ペーストについても、
同様の優れた特性を有することが期待される。
た特性を示すことが認められるが、その他Ni-Cペースト
を始め、アモルファスシリコン系半導体層に被着された
その接触面でオーミック接触し得るアルミニウムAlやク
ロムCrなどのオーミック接触性金属材料と炭素Ｃとを混
合し、有機溶媒により溶解させられた有機結合剤によっ
てペースト状に混練させた導電性ペーストについても、
同様の優れた特性を有することが期待される。
【００２９】また、Mo-CペーストやNi-Cペーストなどに
よって形成された電極ははんだ付けすることができない
ため、かかる導電性ペーストに予め銅Cuを混練させてお
き、Mo-C-Cu ペーストやNi-C-Cu ペーストなどとして用
いても良い。銅Cuを含む導電性ペーストとして構成する
ことにより、それによって形成された電極は銅Cu成分の
存在によって、はんだ付けが可能となり、半導体装置の
製造工程が簡略化できることになる。
よって形成された電極ははんだ付けすることができない
ため、かかる導電性ペーストに予め銅Cuを混練させてお
き、Mo-C-Cu ペーストやNi-C-Cu ペーストなどとして用
いても良い。銅Cuを含む導電性ペーストとして構成する
ことにより、それによって形成された電極は銅Cu成分の
存在によって、はんだ付けが可能となり、半導体装置の
製造工程が簡略化できることになる。
【００３０】以上、本発明の実施例を太陽電池を例に説
明したが、アモルファスシリコン系半導体層はアモルフ
ァスシリコンa-Si、水素化アモルファスシリコンa-Si:
H、水素化アモルファスシリコンカーバイドa-SIC:H 、
アモルファスシリコンナイトライドなどの他、シリコン
と炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金か
らなるアモルファスシリコン系半導体の非晶質、微結晶
あるいは多結晶を pin型、 nip型、ni型、pn型、 MIS
型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー
型あるいはこれらを組み合わせた型などに積層したもの
を含むものである。また、特にMo-CペーストやNi-Cペー
ストなどはアモルファスシリコン系半導体層以外の Cd-
Se系などの半導体層についても適用でき、更に太陽電池
以外のコンデンサその他の電子部品についても適用する
ことができ、本発明が適用される半導体装置はこれらを
含むものである。その他、本発明はその趣旨を逸脱しな
い範囲内で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修
正、変形を加えた態様で実施し得るものである。
明したが、アモルファスシリコン系半導体層はアモルフ
ァスシリコンa-Si、水素化アモルファスシリコンa-Si:
H、水素化アモルファスシリコンカーバイドa-SIC:H 、
アモルファスシリコンナイトライドなどの他、シリコン
と炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金か
らなるアモルファスシリコン系半導体の非晶質、微結晶
あるいは多結晶を pin型、 nip型、ni型、pn型、 MIS
型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー
型あるいはこれらを組み合わせた型などに積層したもの
を含むものである。また、特にMo-CペーストやNi-Cペー
ストなどはアモルファスシリコン系半導体層以外の Cd-
Se系などの半導体層についても適用でき、更に太陽電池
以外のコンデンサその他の電子部品についても適用する
ことができ、本発明が適用される半導体装置はこれらを
含むものである。その他、本発明はその趣旨を逸脱しな
い範囲内で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修
正、変形を加えた態様で実施し得るものである。
【００３１】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置の電極材料はア
モルファスシリコン系半導体層との接触面でオーミック
接触し得るオーミック接触性金属材料と炭素Ｃから成る
導電性ペースト、あるいは特にモリブデンMoと炭素Ｃか
ら成る導電性ペースト、又はニッケルNiと炭素Ｃから成
る導電性ペーストとして構成されていて、両成分の存在
によってＦＦ保持率、静電誘導、電圧保持率、あるいは
端子直撃などの諸特性が大幅に改善された導電性ペース
トが得られる。また、本発明に係る電極材料は従来のAl
蒸着による場合と同等乃至それ以上に優れた特性を有す
ることから、Al蒸着に代えて導電性ペーストのスクリー
ン印刷など印刷法を採用することができ、安価に半導体
装置を製造することができる。しかも、安価な炭素Ｃを
混練させているため、安価な導電性ペーストが得られ、
したがってその導電性ペーストを用いて製造された半導
体装置はより安価なものとなる。
モルファスシリコン系半導体層との接触面でオーミック
接触し得るオーミック接触性金属材料と炭素Ｃから成る
導電性ペースト、あるいは特にモリブデンMoと炭素Ｃか
ら成る導電性ペースト、又はニッケルNiと炭素Ｃから成
る導電性ペーストとして構成されていて、両成分の存在
によってＦＦ保持率、静電誘導、電圧保持率、あるいは
端子直撃などの諸特性が大幅に改善された導電性ペース
トが得られる。また、本発明に係る電極材料は従来のAl
蒸着による場合と同等乃至それ以上に優れた特性を有す
ることから、Al蒸着に代えて導電性ペーストのスクリー
ン印刷など印刷法を採用することができ、安価に半導体
装置を製造することができる。しかも、安価な炭素Ｃを
混練させているため、安価な導電性ペーストが得られ、
したがってその導電性ペーストを用いて製造された半導
体装置はより安価なものとなる。
【００３２】また、かかる本発明の電極材料である導電
性ペーストに銅Cuを混練させることによって、形成され
た電極ははんだ付けが可能となり、半導体装置の製造工
程が簡略化される。
性ペーストに銅Cuを混練させることによって、形成され
た電極ははんだ付けが可能となり、半導体装置の製造工
程が簡略化される。
【図１】本発明に係る電極材料が用いられて製造される
半導体装置の一例である太陽電池の一実施例を示す図で
あり、同図(a) は平面説明図、同図(b) は側面説明図で
ある。
半導体装置の一例である太陽電池の一実施例を示す図で
あり、同図(a) は平面説明図、同図(b) は側面説明図で
ある。
【図２】モリブデンMo−炭素Ｃペースト又はニッケルNi
−炭素Ｃペーストを用いて製造した太陽電池における炭
素Ｃ含有率に対するＦＦ保持率の変化を従来例とともに
示す図である。
−炭素Ｃペーストを用いて製造した太陽電池における炭
素Ｃ含有率に対するＦＦ保持率の変化を従来例とともに
示す図である。
【図３】モリブデンMo−炭素Ｃペーストを用いて製造し
た太陽電池における静電誘導による太陽電池の破壊率の
変化を従来例とともに示す図である。
た太陽電池における静電誘導による太陽電池の破壊率の
変化を従来例とともに示す図である。
【図４】モリブデンMo−炭素Ｃペーストを用いて製造し
た太陽電池における印加電圧に対する電圧保持率の変化
を従来例とともに示す図である。
た太陽電池における印加電圧に対する電圧保持率の変化
を従来例とともに示す図である。
【図５】モリブデンMo−炭素Ｃペーストを用いて製造し
た太陽電池における印加電圧に対する電圧保持率の変化
を従来例とともに示す図である。
た太陽電池における印加電圧に対する電圧保持率の変化
を従来例とともに示す図である。
【図６】ニッケルNi−炭素Ｃペーストを用いて製造した
太陽電池における静電誘導による太陽電池の破壊率の変
化を従来例とともに示す図である。
太陽電池における静電誘導による太陽電池の破壊率の変
化を従来例とともに示す図である。
【図７】ニッケルNi−炭素Ｃペーストを用いて製造した
太陽電池における印加電圧に対する電圧保持率の変化を
従来例とともに示す図である。
太陽電池における印加電圧に対する電圧保持率の変化を
従来例とともに示す図である。
１０；太陽電池（半導体装置） １２；ガラス基板 １４；透明電極 １６；アモルファスシリコン系半導体層 １８；裏面電極
Claims (4)
- 【請求項１】 アモルファスシリコン系半導体層との接
触面でオーミック接触し得るオーミック接触性金属材料
と炭素Ｃとを、結合剤によってペースト状に混練させて
成ることを特徴とする半導体装置の電極材料。 - 【請求項２】 モリブデンMoと炭素Ｃとを、結合剤によ
ってペースト状に混練させて成ることを特徴とする半導
体装置の電極材料。 - 【請求項３】 ニッケルNiと炭素Ｃとを、結合剤によっ
てペースト状に混練させて成ることを特徴とする半導体
装置の電極材料。 - 【請求項４】 銅を混練させたことを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載する半導体装置の電極
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9254392A JPH05218470A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 半導体装置の電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9254392A JPH05218470A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 半導体装置の電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218470A true JPH05218470A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12969417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9254392A Pending JPH05218470A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 半導体装置の電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005317898A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Toyo Aluminium Kk | ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子 |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP9254392A patent/JPH05218470A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005317898A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Toyo Aluminium Kk | ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001017 |