JP2016110973A - 鉛フリーのガラスフリットを含む導電ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
スクリーンプリント、ブロックプリントなどの方式で半導体の基材に導電ペーストからなるグリッドライン又は他のパターンが印刷された後、ファイヤスルー工程(焼結)を行うことにより、前記導電ペーストが前記反射防止層を貫通し、前記半導体の基材と前記グリッドライン又は他のパターンとの間に導電金属によって電気接続し、そして正面電極を形成する。
導電ペーストにおける有機のキャリアの製造は、まず5〜25グラムのエチルセルロースを5〜75グラムの2−( 2−ブトキシエトキシ)エタノールに溶解すると共に、少量の粘度調整剤、分散剤、チキソトロピー及び湿潤剤を添加してから得られる。次に80〜99.5グラムの工業級の銀粉原料と、0.1〜10グラムの鉛フリーのガラスフリット(表1、実施例G1〜G15)と、10〜30グラムの有機のキャリアがスリロール研磨装置(three−roll mill)によって均一に分散して混合されることにより、スラリー状又はペースト状の導電ペーストが得られる。
<表1>鉛フリーのガラスフリット(TeO2−Bi2O3−ZnO)の成分とその重量比率(実施例)
<表2>鉛を含有するガラスフリット(PbO)の成分とその重量比率(比較例)
スクリーンプリント工程によって鉛フリーのガラスフリットを含む導電ペースト(実施例G1〜G15)を太陽電池基材の正面に塗布し、前記太陽電池基材の表面に反射防止層(窒化珪素)の形成を行う。前記太陽電池基材の背面電極は、アルミナゲル(GSMC社、A136)によって処理を行った。スクリーンプリント後の乾燥温度は約100℃〜25℃であり、乾燥時間は約5〜約30分間(有機のキャリアの種類と印刷の重量によって異なる)である。そして、スクリーンプリント工程を完了する。
製造された太陽電池をソーラーエネルギー測定装置(Berger社、Pulsed Solar Load PSL−SCD)に設置し、AM1.5Gの太陽状態で前記太陽電池の無負荷電圧(Uoc、単位V)、短絡電流(Isc、単位A)、直列抵抗(Rs、単位Ω)、曲線因子(fill factor)(FF、単位%)及び転換効率(Ncell、単位%)などの電気特性を測定する。その結果を、表3と表4に示す。
又、本発明に係わる鉛フリーのガラスフリットを含む導電ペースト(実施例G1〜G15)は、従来の鉛を含有するガラスフリットを含む導電ペースト(比較例PG3、PG4)より優れた転換効率を有している。
Claims (11)
- (a)固形分に基づき導電金属またはその誘導体約85wt%〜約99.5wt%と、
(b)固形分に基づきテルル−ビスマス−亜鉛−酸化物を含む鉛フリーのガラスフリット約0.5wt%〜15wt%と、
(c)有機のキャリアとを含み、
前記固形分の重量は、
(a)導電金属またはその誘導体と
(b)鉛フリーのガラスフリットの合計重量であることを特徴とする、
導電ペースト。 - 前記導電金属またはその誘導体には、銀粉が含まれることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。
- 前記鉛フリーのガラスフリットにおける酸化テルルと酸化ビスマスと酸化亜鉛の比率は、それぞれ約60wt%〜約90wt%と約0.1wt%〜約20wt%と約0.1wt%〜約20wt%であることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。
- 酸化ジルコニウム(ZrO2)、五酸化二バナジウム(V2O5)、酸化銀(Ag2O)、三酸化二エルビウム(Er2O3)、酸化錫(SnO)、酸化マグネシウム(MgO)、三酸化二ネオジウム(Nd2O3)、アルミナ(Al2O3)、二酸化セレン(SeO2)、二酸化チタン(TiO2)、酸化ナトニウム(Na2O)、酸化カリウム(K2O)、五酸化二リン(P2O5)、二酸化モリブデン(MoO2)、二酸化マンガン(MnO2)、酸化ニッケル(NiO)、酸化リチウム(Li2O)、三酸化タングステン(WO3)、三酸化二サマリウム(Sm2O3)、二酸化ゲルマニウム(GeO2)、三酸化二インジウム(In2O3)、三酸化二ガリウム(Ga2O3)、二酸化珪素(SiO2)及び三酸化二鉄(Fe2O3)から選ばれる少なくとも一つの金属酸化物が含まれることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。
- 前記鉛フリーのガラスフリットは、リン(P)、バリウム(Ba)、ナトリウム(Na)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)、リチウム(Li)、カリウム(K)、ジルコニウム(Zr)、バナジウム(V)、セレン(Se)、鉄(Fe)、インジウム(In)、マンガン(Mn)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、アンチモン(Sb)、銀(Ag)、珪素(Si)、エルビウム(Er)、ゲルマニウム(Ge)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、セリウム(Ce)、ニオブ(Nb)、サマリウム(Sm)及びランタン(La)から選ばれる少なくとも一つの元素又はその酸化物が更に含まれ、その比率は、前記鉛フリーのガラスフリットに対する約0.1wt%〜約10wt%であることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。
- 前記有機のキャリアは、ポリマーと溶剤を含む溶液であることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。
- 前記有機のキャリアは、粘度調整剤、分散剤、チキソトロピー及び湿潤剤から選ばれる少なくとも一つの機能性添加剤が含まれることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。
- 半導体の基材と、前記半導体の基材に設けられる請求項1乃至7の何れかの導電ペーストからなることを特徴とする製品。
- 前記半導体の基材に設けられる少なくとも一つの反射防止層が含まれ、前記導電ペーストは、前記反射防止層と接触すると共に、前記半導体の基材と電気接続することを特徴とする請求項8に記載の製品。
- 前記製品は、半導体装置であることを特徴とする請求項9に記載の製品。
- 前記半導体装置は、太陽電池であることを特徴とする請求項10に記載の製品。
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