低熔點玻璃組合物及使用其的導電性糊劑材料制造技術

提供一種用于無鉛導電性糊劑材料的低熔點玻璃組合物，在晶體硅太陽能電池用的導電性糊劑中所述糊劑材料可得到高集電效率。所述導電性糊劑材料的特征在于，其含有SiO2-B2O3-ZnO-RO-R2O系無鉛低熔點玻璃，該玻璃以重量%計，含有：2~10%的SiO2、18~30%的B2O3、0~10%的Al2O3、0~25%的ZnO、20~50%的RO(MgO+CaO+SrO+BaO)、10~17%的R2O(Li2O+Na2O+K2O)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種無鉛導電性糊劑材料中的良好的低熔點玻璃組合物，所述糊劑材料尤其在形成晶體硅太陽能電池的電極中可獲得良好的電特性、并且與硅半導體基板的密合性良好。
技術介紹
作為使用半導體硅基板的電子部件，已知有如圖1所示的太陽能電池元件。如圖1所示，太陽能電池元件在厚度為200μm左右的p型半導體硅基板1的光接收面?zhèn)刃纬蒼型半導體硅層2，在光接收面?zhèn)缺砻嫘纬捎杏靡蕴岣吖饨邮招实牡枘さ瓤狗瓷淠?，進而在該抗反射膜3上形成有與半導體連接的表面電極4。另外，在p型半導體硅基板1的背面?zhèn)龋瑯拥匦纬捎袖X電極層5。該鋁電極層5通常由如下方法形成：使用絲網(wǎng)印刷等涂布由鋁粉末、玻璃粉、包含乙基纖維素、丙烯酸(酯)系樹脂等粘結劑的有機賦形劑組成的鋁糊劑材料，在600~900℃左右的溫度下進行短時間焙燒。在該鋁糊劑的焙燒中，鋁擴散到p型半導體硅基板1中，從而在鋁電極層5與p型半導體硅基板1之間形成被稱為BSF（BackSurface?Field）層6的Si-Al共晶層，進而形成由于鋁的擴散所形成的雜質(zhì)層p+層7。該p+層7具有抑制由p-n結的光伏效應所生成的載流子的再結合所致的損失的效果，有助于提高太陽能電池元件的轉(zhuǎn)換效率。關于該BSF效果，公開有通過使用含鉛的玻璃作為鋁糊劑所含的玻璃粉可獲得高效果（例如參照專利文獻1、2）。現(xiàn)有技術文獻專利文獻>專利文獻1：日本特開2007-59380號公報專利文獻2：日本特開2003-165744號公報
技術實現(xiàn)思路
專利技術要解決的問題然而，鉛成分雖然在使玻璃為低熔點方面是重要的成分，但是對人體、環(huán)境造成的危害較大。上述日本特開2007-59380號公報、日本特開2003-165744號公報所公開的玻璃粉存在含有鉛成分的問題。用于解決問題的方案本專利技術是一種導電性糊劑材料，其為在使用硅半導體基板的太陽能電池中使用的導電性糊劑，其特征在于，該糊劑中所含的低熔點玻璃是SiO2-B2O3-ZnO-RO-R2O系無鉛低熔點玻璃，其組成為：實質(zhì)上不含鉛成分，且以重量%計，含有：2~10%的SiO2、18~30%的B2O3、0~10%的Al2O3、0~25%的ZnO、20~50%的RO(MgO+CaO+SrO+BaO)、10~17%的R2O(Li2O+Na2O+K2O)。另外，本專利技術是一種上述導電性糊劑材料，其特征在于，所述無鉛低熔點玻璃的30℃~300℃下的熱膨脹系數(shù)為(100~150)×10-7/℃、軟化點為400℃以上且550℃以下。進而，本專利技術是一種太陽能電池元件，其特征在于，其使用上述導電性糊劑材料。再者，本專利技術是一種電子材料用基板，其特征在于，其使用上述導電性糊劑材料。專利技術的效果通過使用本專利技術的含有無鉛低熔點玻璃粉的導電性糊劑材料，可得到高BSF效果。另外，可得到與硅半導體基板的良好的密合性。并且，由于實質(zhì)上不含鉛成分，因而對人體、環(huán)境不造成危害。附圖說明圖1為普通的晶體硅太陽能電池單元的概略剖面圖。具體實施方式本專利技術的導電性糊劑材料是一種SiO2-B2O3-ZnO-RO-R2O系無鉛低熔點玻璃，其特征在于，該無鉛低熔點玻璃含有鋁粉末、和包含乙基纖維素、丙烯酸(酯)系樹脂等粘結劑的有機賦形劑，還含有玻璃粉，該玻璃粉為實質(zhì)上不含鉛成分，且以重量%計，含有：2~10%的SiO2、18~30%的B2O3、0~10%的Al2O3、0~25%的ZnO、20~50%的RO(MgO+CaO+SrO+BaO)、10~17%的R2O(Li2O+Na2O+K2O)。本專利技術的玻璃粉中，SiO2是玻璃形成成分，通過使其與作為其它玻璃形成成分的B2O3共存，可形成穩(wěn)定的玻璃，所以以2~10%(重量%，下同)的范圍含有SiO2。SiO2超過10%時，玻璃的軟化點上升，成形性、作業(yè)性變得困難。SiO2更優(yōu)選4~9%的范圍。B2O3是玻璃形成成分，其使玻璃熔融變得容易，抑制玻璃的熱膨脹系數(shù)過度上升，且燒結時賦予玻璃適度的流動性，使玻璃的介電常數(shù)下降。玻璃中以18~30%的范圍含有B2O3。B2O3低于18%時，玻璃的流動性變得不充分，燒結性受損。另外，B2O3超過30%時玻璃的安定性降低。B2O3更優(yōu)選19~29%的范圍。Al2O3是抑制玻璃的結晶化而使其穩(wěn)定化的成分。優(yōu)選在玻璃中以0~10%的范圍含有Al2O3。Al2O3超過10%時，玻璃的軟化點上升，成形性、作業(yè)性變得困難。ZnO是降低玻璃的軟化點的成分，在玻璃中以0~25%的范圍含有ZnO。ZnO超過25%時，玻璃變得不穩(wěn)定易產(chǎn)生結晶。ZnO優(yōu)選為0~23%的范圍。RO(MgO+CaO+SrO+BaO)是降低玻璃的軟化點、適度地賦予流動性的物質(zhì)，在玻璃中以20~50%的范圍含有RO。RO低于20%時，玻璃的軟化點的下降不充分，燒結性受損。另外，RO超過50%時，玻璃的熱膨脹系數(shù)變得過高。RO更優(yōu)選為23~50%的范圍。R2O(Li2O、Na2O、K2O)是降低玻璃的軟化點、適度地賦予流動性、并且將熱膨脹系數(shù)調(diào)整為適當?shù)姆秶鷥?nèi)的物質(zhì)，以10~17%的范圍含有R2O。R2O低于10%時，玻璃的軟化點的下降不充分，燒結性受損。另外，R2O超過17%時，使熱膨脹系數(shù)過度上升。R2O更優(yōu)選為12~17%的范圍。除此以外，也可添加通常以氧化物表示的CuO、TiO2、In2O3、Bi2O3、SnO2、TeO2等。由于實質(zhì)上不含PbO，因此不存在對人體、環(huán)境的影響。此處，所謂實質(zhì)上不含PbO是指，PbO在玻璃原料中為作為雜質(zhì)混入的程度的量。例如，在低熔點玻璃中PbO如果為0.3質(zhì)量%以下的范圍，則幾乎不存在前述的危害，即不存在對人體、環(huán)境的影響以及對絕緣特性等的影響，實質(zhì)上不受PbO的影響。本專利技術是一種導電性糊劑材料，其特征在于，前述低熔點玻璃的30℃~300℃下的熱膨脹系數(shù)為(100~150)×10-7/℃、軟化點為400℃以上且500℃以下。熱膨脹系數(shù)在(100~150)×10-7/℃范圍外時，在電極形成時發(fā)生剝離、基板的翹曲等問題。30℃~300℃下的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為(105~145)×10-7/℃的范圍。另外，軟化點超過500℃時，因為焙燒時不能充分地流動，所以發(fā)生與硅半導體基板的密合性變差等問題。軟化點優(yōu)選為400℃以上且480℃以下。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.29 JP 2010-1478061.一種SiO2-B2O3-ZnO-RO-R2O系無鉛低熔點玻璃，其為在
使用硅半導體基板的太陽能電池中使用的導電性糊劑中所含的
低熔點玻璃，其特征在于，該玻璃的組成為實質(zhì)上不含鉛成分，
且以質(zhì)量%計，含有：
2~10%的SiO2、18~30%的B2O3、0~10%的Al2O3、0~25%的
ZnO、20~50%的RO、以及10~17%的R2O，
其中，RO是指選自MgO、CaO、SrO、BaO中的一種以上

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：濱田潤，
申請(專利權)人：中央硝子株式會社，
類型：
國別省市：