JPH09275221A - 太陽電池用導電性組成物および太陽電池用電極の製造方法 - Google Patents

太陽電池用導電性組成物および太陽電池用電極の製造方法

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JPH09275221A
JPH09275221A JP8082503A JP8250396A JPH09275221A JP H09275221 A JPH09275221 A JP H09275221A JP 8082503 A JP8082503 A JP 8082503A JP 8250396 A JP8250396 A JP 8250396A JP H09275221 A JPH09275221 A JP H09275221A
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solar cell
solar cells
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glass frit
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Shizuharu Watanabe
静晴 渡辺
Shuji Matsumoto
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトリソグラフィーを用いて電極を形成す
ることが可能な太陽電池用導電性組成物を提供する。ま
た、太陽電池の受光面に対し、微細で良好な形状を有す
るとともに、ウエハーとの接触強度が良好な電極を形成
することが可能な太陽電池用電極の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 太陽電池用導電性組成物は、銀粉末と、
ガラスフリットと、感光性樹脂と、カップリング剤とを
有機溶剤中に混合してなるものである。また、太陽電池
用電極の製造方法は、上記混合物を太陽電池用ウェハー
の受光面上に塗布し乾燥させる工程と、フォトリソグラ
フィーを用いて露光および現像を行い、組成物を電極形
状に形成する工程と、前記組成物を焼き付けて前記受光
面上に電極を形成する工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用導電性
組成物、および太陽電池用電極の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、太陽電池のシリコンウェハー
の受光面に形成されるライン電極は、その受光面積を大
きくするためにできるだけライン電極を微細にすること
が要求されており、現在は導電性ペーストをシリコンウ
ェハーの表面にスクリーン印刷により塗布し、焼き付け
て幅100μm程度のライン電極に形成して実用化され
ている。
【0003】また、ウェハーの受光面は表面積を大きく
するために、テクスチャー処理と呼ばれる表面粗化が行
われており、その表面粗さは比較的大きく、約10μm
にも達している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の方法
では、次のような問題があった。 (1)ライン電極の幅をさらに微細に、例えば100μ
m以下にする場合、スクリーン印刷を行うと、ウェハー
の受光面の表面粗化による凹凸のためにライン電極にに
じみ、かすれ等の形状劣化が生じてしまう。
【0005】(2)また、電極ペーストを塗布する際
に、電極ペーストが凹部の底まで達しないので、ウェハ
ーとの接触が不十分となり、効率の劣化が生じてしま
う。
【0006】本発明の目的は、フォトリソグラフィーを
用いて電極を形成することが可能な太陽電池用導電性組
成物を提供することにある。
【0007】また、本発明の目的は、太陽電池の受光面
に対し、微細で良好な形状を有するとともに、ウエハー
との接触強度が良好な電極を形成することが可能な太陽
電池用電極の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するべく、太陽電池用導電性組成物および太
陽電池用電極の製造方法を完成するに至った。本発明の
太陽電池用導電性組成物は、銀粉末と、ガラスフリット
と、感光性樹脂と、カップリング剤とを有機溶剤中に混
合してなることに特徴がある。
【0009】また、本発明の太陽電池用導電性組成物に
おいては、前記カップリング剤は、前記銀粉末と前記ガ
ラスフリットとの合計100重量部に対して、0.01
〜10重量部含有することが好ましい。
【0010】また、本発明の太陽電池用電極の製造方法
は、(1)銀粉末と、ガラスフリットと、感光性樹脂
と、カップリング剤とを有機溶剤中に混合する工程と、
(2)前記混合物を太陽電池用ウェハーの受光面上に塗
布し乾燥させる工程と、(3)フォトリソグラフィーを
用いて露光および現像を行い、組成物を電極形状に形成
する工程と、(4)前記組成物を焼き付けて前記受光面
上に電極を形成する工程とを備えていることに特徴があ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の太陽電池用導電性組成物は、銀粉
末と、ガラスフリットと、感光性樹脂と、カップリング
剤とを有機溶剤中に混合してなるものである。このよう
な成分を有することによって、電極形成にフォトリソグ
ラフィーを用いて太陽電池の電極を形成することが可能
となる。
【0012】ここで、導電粉末については、特に限定さ
れるものではなく、種々の導電粉末を用いることが可能
であるが、Ag粉末を用いた場合には、空気中で焼成で
きて、比抵抗が低いという面で有効である。また、平均
粒径は5μm以下が好ましい。平均粒径が5μmを越え
る場合には、露光時に紫外線の散乱が生じて解像度が劣
化するので好ましくない。なお、より好ましくは2μm
以下である。
【0013】ガラスフリットについては、組成は特に限
定されないが、例えば、硼珪酸鉛系ガラス、硼珪酸亜鉛
系ガラスなどが使用できる。平均粒径は5μm以下が好
ましい。平均粒径が5μmを越える場合には、上記と同
様に露光時に紫外線の散乱が生じて解像度が劣化するの
で好ましくない。
【0014】銀粉末とガラスフリットとの配合比につい
ては、銀粉末とガラスフリットとの合計100wt%の
うち、銀粉末が90〜99.5wt%、ガラスフリット
が0.5〜10wt%の範囲内とするのが好ましい。ガ
ラスフリットの添加量が0.5wt%未満になると、電
極とウエハーとの接合強度が低下してしまうため好まし
くない。一方、添加量が10wt%を越えると、配線抵
抗が大きくなるため好ましくない。
【0015】感光性樹脂の具体例としては、光重合開始
剤とモノマーと必要に応じて光重合開始助剤とを混合し
たものなどが挙げられる。光重合開始剤としては、芳香
族カルボニル化合物、光重合開始助剤としては、脂肪
族、芳香族アミンの単独あるいはその混合物、モノマー
としては、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等
のアクリレートモノマーや、アクリル酸、メタクリル酸
等の官能性アクリルモノマーや、スチレン、アクリルア
ミド、マイレン酸、イタコン酸酢酸ビニルなどの共重合
可能なビニルモノマー等の光重合多官能モノマーの単独
あるいはその混合物などが挙げられる。
【0016】また、感光性樹脂の配合量については、銀
粉末とガラスフリットとの混合物と感光性樹脂との合計
100wt%のうち、混合物が65〜85wt%、感光
性樹脂が15〜35wt%の範囲内とするのが好まし
い。感光性樹脂の配合量が15wt%未満になると、粘
度が高くなるのでウエハー上で均一な塗膜が得られにく
いので好ましくない。一方、添加量が35wt%を越え
ると、粘度が低下し塗膜が薄くなるため、ウエハーとの
充分な接着強度が得られないので好ましくない。
【0017】カップリング剤については、無機質と化学
結合する反応基、例えばメトキシ基、エトキシ基、シラ
ノール基等と、有機質と化学結合する反応基、例えばビ
ニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、メルカ
プト基等とを有するシランカップリング剤や、アセトア
ルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニ
ウム系カップリング剤や、イソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート等のチタネート系カップリング剤や、
ジルコアルミネート系カップリング剤を用いることがで
きる。
【0018】また、カップリング剤の配合量について
は、銀粉末とガラスフリットとの合計100重量部に対
して、0.01〜10重量部含有することが好ましい。
配合量が0.01重量部未満の場合には、露光後の電極
の密着強度が十分に得られないので好ましくない。一
方、配合量が10重量部を越える場合には、密着強度が
高くなりすぎて剥離が充分に行われないことにより解像
度が低下してしまうため好ましくない。
【0019】また、本発明の太陽電池用電極の製造方法
は、(1)銀粉末と、ガラスフリットと、感光性樹脂
と、カップリング剤とを有機溶剤中に混合する工程と、
(2)前記混合物を太陽電池用ウェハーの受光面上に塗
布し乾燥させる工程と、(3)フォトリソグラフィーを
用いて露光および現像を行い、組成物を電極形状に形成
する工程と、(4)前記組成物を焼き付けて前記受光面
上に電極を形成する工程とを備えている。このような工
程を有することによって、太陽電池の受光面に対し、微
細で良好な形状を有するとともに、ウエハーとの接触強
度が良好な電極を形成することが可能となる。特に、ラ
イン状の電極、いわゆるライン電極に有効である。
【0020】すなわち、上記(1)の工程で作製される
導電性組成物は、次工程でフォトリソグラフィーを用い
て微細配線を形成するために、スクリーン印刷を用いる
場合に比べて粘度を低下させることができる。よって、
表面粗化された太陽電池用ウエハーの受光面上であって
も、その凹凸に沿って塗布形成することができる。従っ
て、ウエハーの凹凸によって生じていたライン電極の電
極劣化や、ウエハーとの接触不良といった問題が解消さ
れている。
【0021】また、本発明の太陽電池用電極の製造方法
を用いれば、ライン電極は、良好なライン形状と良好な
接触を保ちつつ、100μm以下のライン幅にすること
が可能である。また、本発明の形成方法を用いれば、ラ
イン幅を50μm以下にすることも可能である。
【0022】次に、本発明を実施例に基づき、さらに具
体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
【0023】
【実施例】以下、本発明の太陽電池用導電性組成物およ
び太陽電池用電極の製造方法の一実施例について説明す
る。まず、平均粒径1μmのAg粒子と、平均粒径2μ
mの硼珪酸鉛系ガラスフリットとを重量比でAg95w
t%、ガラスフリット5wt%の割合で混合し、さらに
その混合物と、2−ヒドロキシエチルメタクリレートお
よびメタクリル酸を主成分とする感光性樹脂(商品名:
フォトレックRH−103、積水化学工業株式会社製)
とを重量比で混合物70wt%、感光性樹脂29wt
%、シランカップリング剤1wt%の割合で混合し、3
本ロールミルで混合分散させた。
【0024】上記感光性ペーストを太陽電池の受光面全
面にスクリーン印刷で塗布し、100℃10分間でプリ
ペーグ(乾燥)させた。プリペーグ後のシリコンウエハ
ーを通常のフォトリソグラフィーを用い、露光、現像を
行い、ベルト炉750℃、1分間で焼成したところ、5
0μmのライン幅でウェハーとの接触が良好なライン電
極を形成することができた。
【0025】
【発明の効果】本発明の太陽電池用導電性組成物を用い
れば、フォトリソグラフィーを用いて電極を形成するこ
とが可能である。また、本発明の太陽電池用電極の製造
方法を用いれば、太陽電池の受光面に対し、微細で良好
な形状を有するとともに、ウエハーとの接触強度が良好
な電極を形成することが可能である。従って、ライン電
極の形状劣化やウエハーとの接触不十分となることを防
止し、要求されるライン幅の極めて小さなライン電極を
形成することが可能である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銀粉末と、ガラスフリットと、感光性樹
    脂と、カップリング剤とを有機溶剤中に混合してなるこ
    とを特徴とする太陽電池用導電性組成物。
  2. 【請求項2】 前記カップリング剤は、前記銀粉末と前
    記ガラスフリットとの合計100重量部に対して、0.
    01〜10重量部含有することを特徴とする請求項1に
    記載の太陽電池用導電性組成物。
  3. 【請求項3】(1)銀粉末と、ガラスフリットと、感光
    性樹脂と、カップリング剤とを有機溶剤中に混合する工
    程と、(2)前記混合物を太陽電池用ウェハーの受光面
    上に塗布し乾燥させる工程と、(3)フォトリソグラフ
    ィーを用いて露光および現像を行い、組成物を電極形状
    に形成する工程と、(4)前記組成物を焼き付けて前記
    受光面上に電極を形成する工程と、を備えていることを
    特徴とする太陽電池用電極の製造方法。
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