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太阳能电池的背面反射层形成用聚酰亚胺树脂组合物以及使用其的背面反射层形成方法

摘要

本发明公开了耐热性、各种耐久性优异,可以有助于太阳能电池的转换率和长期使用时的可靠性的提高,可以简便且低成本地形成太阳能电池的背面反射层的太阳能电池的背面反射层的形成方法,和该形成方法中使用的组合物,以及具有通过该方法形成的背面反射层的太阳能电池。上述太阳能电池的背面反射层形成用聚酰亚胺树脂组合物包含有机溶剂、溶解于该有机溶剂中的聚酰亚胺树脂、和分散于该有机溶剂中的光反射性粒子。

著录项

  • 公开/公告号CN103403879A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-11-20

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 株式会社PI技术研究所;

    申请/专利号CN201180045435.2

  • 申请日2011-09-20

  • 分类号H01L31/04;C08G73/10;C08K3/22;C08L79/08;

  • 代理机构中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人蔡晓菡

  • 地址 日本神奈川县横浜市

  • 入库时间 2024-02-19 21:27:30

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-03-30

    授权

    授权

  • 2013-12-18

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01L31/04 申请日:20110920

    实质审查的生效

  • 2013-11-20

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的背面反射层形成用聚酰亚胺树脂组合物,和使用其的太阳能电池的背面反射层形成方法,以及具有通过该方法形成的背面反射层的太阳能电池。

背景技术

在使用了单晶硅基板、多晶硅基板的结晶硅太阳能电池中,其高效率化和低价格化成为重要的课题。

图1是表示现在主要使用的结晶硅太阳能电池的结构的图。现在主要使用的结晶硅太阳能电池具备结晶硅基板1、扩散层2、表面防反射膜3、BSF(back surface field)层4、第一电极5(受光面侧的电极)和第二电极6(背面侧的电极)。

关于各电极的形成,受光面侧的电极(图1的第一电极5)通过涂布银(Ag)糊料并烧成来形成,背面侧的电极(图1的第二电极6)通过涂布铝(Al)糊料并烧成来形成。

然而,现在主要使用的结晶硅太阳能电池,特别是在背面侧中,硅与铝的热膨胀系数不同,因此存在在烧成后基板翘曲,载流子的再结合大,反射率小等问题。这些问题成为太阳能电池的高效率化的障碍。此外,在要使太阳能电池的厚度变薄的情况下,这些问题成为太阳能电池的高效率化的更显著的障碍。

作为解决这些问题的方法,提出了使结晶硅太阳能电池的背面侧的结构为,采用Al糊料在背面的一部分形成电极,而不是整面电极,其余的部分用硅氧化膜、硅氮化膜(SiN膜)等背面钝化膜(也称为背面反射层)覆盖那样的结构的背接触太阳能电池(back side contact solar cell structures) (非专利文献1,2)。然而,在非专利文献1和2中提出的方法中,在背面形成硅氧化膜、SiN膜后,使用光刻和蚀刻在膜上开孔,从而形成触点(コンタクト),因此从成本的观点考虑,不优选。此外,关于形成触点的方法,专利文献1中提出了使用切割锯(ダイシングソー)的方法、使用激光的方法。然而,在整面沉积膜后,打开触点的孔的方法中,存在制作过程复杂的问题。

以聚酰亚胺树脂为代表的耐热性树脂的耐热性和机械性质优异,因此已经广泛使用于电子学领域中的半导体元件的表面保护膜、层间绝缘膜。另一方面,专利文献3和4中详细地显示了在太阳能电池元件的表面形成的1次钝化层、2次钝化层的制造法。太阳能电池是将太阳的照射转换成电能的公知的装置。太阳能电池可以使用半导体工艺技术在半导体晶片上制造。

此外,背面侧的反射率的提高通过增加从背面钝化膜和由铝、银形成的电极的反射来进行。例如,专利文献1中,通过对在背面侧形成的SiN膜(专利文献1中的“氮化硅膜”)的膜厚进行限定,来使背面的反射增加。然而,背面侧所用的SiN膜主要通过化学气相沉积法(CVD法)来制作,因此存在制作成本高这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-172279号公报

专利文献2:美国专利第5,053,083号说明书

专利文献3:美国专利第4,927,770号说明书

专利文献4:WO00/41884

非专利文献

非专利文献1:J.S.Brugler,等,”Integrated Electronics for a Reading Aid for the Blind”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-4, No.6, p.304~312, December, 1969.

非专利文献2:P.K.Weimer,等,著 “Phototransistor Array of Simplified Design”, p.135, IEEE Journal of Solid-State Circuits, June 1971。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供耐热性、各种耐久性优异,可以有助于太阳能电池的转换率和长期使用时的可靠性的提高,可以简便且低成本地形成太阳能电池的背面反射层的太阳能电池的背面反射层的形成方法,和该形成方法中所用的组合物,以及具有通过该方法形成的背面反射层的太阳能电池。

用于解决课题的手段

本申请发明人等进行了深入研究,结果发现,通过由分散有光反射性粒子的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂组合物形成太阳能电池的背面反射层,可以简便并且低成本地形成耐热性、各种耐久性优异的太阳能电池的背面反射层,特别是在太阳能电池的背面上部分地形成电极,并且具有部分接触孔的部分接触结构背接触太阳能电池(back side contact solar cell structures)的背面反射层,从而完成本发明。

即,本发明具有以下的构成。

(1). 太阳能电池的背面反射层形成用聚酰亚胺树脂组合物,其包含有机溶剂、溶解于该有机溶剂中的聚酰亚胺树脂、和分散于该有机溶剂中的光反射性粒子。

(2). 根据(1)所述的组合物,所述光反射性粒子为白色颜料粒子。

(3). 根据(2)所述的组合物,其中,所述白色颜料粒子为选自二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、五氧化钽(Ta2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO2)和二氧化钒(VO2)中的至少1种金属氧化物。

(4). 根据(1)~(3)中任一项所述的组合物,其中,相对于所述聚酰亚胺树脂100重量份,所述光反射性粒子的含量为1~80重量份。

(5). 根据(1)~(4)中任一项所述的组合物,其在第一有机溶剂(A)和第二有机溶剂(B)的混合溶剂中包含下述聚酰亚胺树脂,所述聚酰亚胺树脂为可溶于第一有机溶剂(A)和第二有机溶剂(B)的混合溶剂中的耐热性聚酰亚胺树脂,在聚酰亚胺的重复单元中包含烷基和/或全氟烷基,并具有触变性。

(6). 根据(5)所述的组合物,其中,所述烷基和/或全氟烷基中的碳原子数为1~4。

(7). 根据权利要求(5)或(6)所述的组合物,其中,所述聚酰亚胺包含下述通式[I]所示的重复单元,

式中,Ar1为任意的4价有机基团,Ar2为任意的2价有机基团,Ar1和Ar2的至少任意一者具有所述烷基和/或全氟烷基。

(8). 根据(7)所述的组合物,其中,所述Ar1由下述通式[II]表示,

式中,T表示-C(CH3)2-或-C(CF3)2-。

(9). 根据(7)或(8)所述的组合物,其中,所述Ar2为下述通式[III]、通式[IV]、或下述通式[V]所示的基团,

式中,R1、R2、R3和R4彼此独立地表示选自氢、羟基、碳原子数1~4的烷基、苯基、F、Cl和Br中的基团,其中,R1、R2、R3和R4的至少1个为碳原子数1~4的烷基,n和m彼此独立地表示1~10的整数,

式中,W表示-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,

式中,X和Y彼此独立地选自-C(=O)-、-SO2-、-O-、-S-、-(CH2)a-(a表示1~5的整数)、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=O)O-和单键,R5、R6和R7彼此独立地表示选自氢、羟基、碳原子数1~4的烷基、苯基、F、Cl和Br中的基团,其中,R5、R6和R7的至少1个为碳原子数1~4的烷基,p1、p2和p3彼此独立地表示1~4的整数。

(10). 根据(5)~(9)中任一项所述的组合物,其含有相对于全部二胺成分量为0~20摩尔%的1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷,玻璃化转变温度为150℃以上。

(11). 根据(5)~(10)中任一项所述的组合物,其中,所述有机溶剂(A)与有机溶剂(B)存在蒸发速度差,对于蒸发速度慢的溶剂,聚酰亚胺的溶解性低。

(12). 根据(5)~(11)中任一项所述的组合物,其中,所述有机溶剂(A)为疏水性溶剂,是室温下的蒸气压为1mmHg以下的溶剂,所述有机溶剂(B)为亲水性溶剂,是室温下的蒸气压为1mmHg以下的溶剂。

(13). 根据(5)~(12)中任一项所述的组合物,其中,剪切速度1~100s-1的范围内的粘度为20000~200000mPa?s。

(14). 根据(5)~(13)中任一项所述的组合物,其中,触变系数为1.5~10.0。

(15). 一种太阳能电池的背面反射层的形成方法,其包括:将(1)~(14)中任一项所述的组合物涂布在太阳能电池背面的基层上,进行干燥,从而形成聚酰亚胺膜。

(16). 根据(15)所述的方法,其中,通过网版印刷法、喷墨法或分配法来形成所述聚酰亚胺膜。

(17). 根据(15)或(16)所述的方法,其中,通过1次涂布来形成干燥后的厚度为1μm以上的聚酰亚胺膜。

(18). 根据(14)~(17)中任一项所述的方法,其中,所述太阳能电池具备:

包含单晶硅或多晶硅的第一导电型的结晶硅基板,

在该结晶硅基板的受光面侧形成的第二导电型的杂质扩散层,

在该结晶硅基板的受光面侧的杂质扩散层表面形成的第一电极,

在该结晶硅基板的背面侧形成的第二电极,以及

在该结晶硅基板的背面侧表面形成的背面反射层;

该第二电极穿过该结晶硅基板的背面侧表面和该聚酰亚胺油墨的多个开口部而形成触点。

(19). 根据(14)~(17)中任一项所述的方法,其中,所述太阳能电池的特征在于,具备:

包含单晶硅或多晶硅的第一导电型的结晶硅基板,

在该结晶硅基板的受光面侧形成的第二导电型的杂质扩散层,

在该结晶硅基板的受光面侧的杂质扩散层的表面形成的第一电极,

在该结晶硅基板的背面侧形成的第二电极,

在该结晶硅基板的背面侧的一部分或全部,与该结晶硅基板相比高浓度地添加了杂质的第一导电型的杂质扩散层,

在该第一导电型的杂质扩散层的表面形成的背面反射层,

该第二电极穿过该结晶硅基板的背面侧的杂质扩散层表面和该多个开口部而形成触点。

(20). 一种太阳能电池,其包含通过(14)~(19)中任一项所述的方法形成的背面反射层。

附图说明

图1是示意性示出以往的太阳能电池的结构的截面图。

图2是显示本发明的太阳能电池的截面结构的一例的截面图。

图3是显示本发明的太阳能电池的截面结构的其它一例的截面图。

符号的说明

1 结晶硅基板

2 扩散层

3 表面防反射膜

4 BSF层

5 第一电极

6 第二电极

7 背面反射层。

具体实施方式

本发明的聚酰亚胺树脂组合物用于形成太阳能电池的背面反射层,其包含有机溶剂、溶解于该有机溶剂中的聚酰亚胺树脂、和分散于该有机溶剂中的光反射性粒子。溶剂可溶性聚酰亚胺如例如专利文献4所记载地那样是公知的,只要是有机溶剂中可溶性的聚酰亚胺,则没有特别限定,但关于优选的聚酰亚胺和有机溶剂,如后所述。

在本发明的树脂组合物中,包含分散于有机溶剂的光反射性粒子。作为光反射性粒子,优选为白色颜料粒子,作为白色颜料粒子,可以列举选自二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、五氧化钽(Ta2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO2)和二氧化钒(VO2)中的至少1种金属氧化物粒子作为优选例。这些之中,从白色性、成本的观点考虑,特别优选为氧化钛。

相对于上述聚酰亚胺树脂100重量份,光反射性粒子的含量优选为1~80重量份,更优选为10~50重量份。

作为本发明的树脂组合物,其为可溶于第一有机溶剂(A)和第二有机溶剂(B)的混合溶剂中的耐热性聚酰亚胺树脂,特别优选上述混合溶剂中包含下述聚酰亚胺树脂,所述聚酰亚胺树脂在下述聚酰亚胺的重复单元中包含烷基和/或全氟烷基(优选烷基和/或全氟烷基中的碳原子数为1~4),并具有触变性。在该聚酰亚胺树脂组合物的情况下,能够通过网版印刷法或分配法进行涂布,具有优异的流变特性,是对基板的润湿性、图案形状性和连续印刷性优异的聚酰亚胺树脂组合物,可获得如下效果:由该树脂组合物获得的涂膜成为与基板的密合性优异,电特性、耐热性、耐化学性优异的膜。

特别是,从上述各效果的观点考虑,优选以下物质。

即,优选上述聚酰亚胺包含下述通式[I]所示的重复单元,

(式中,Ar1为任意的4价有机基团,Ar2为任意的2价有机基团,Ar1和Ar2的至少任意一者具有上述烷基和/或全氟烷基)。

优选通式[I]所示的聚酰亚胺中,特别是上述Ar1为下述通式[II]所示的基团,

(式中,T表示-C(CH3)2-或-C(CF3)2-)。

此外,优选上述Ar2为下述通式[III]、通式[IV]、或下述通式[V]所示的基团。

(式中,R1、R2、R3和R4彼此独立地表示选自氢、羟基、碳原子数1~4的烷基、苯基、F、Cl和Br中的基团(其中,R1、R2、R3和R4的至少1个为碳原子数1~4的烷基),n和m彼此独立地表示1~10的整数),

(式中,W表示-C(CH3)2-或-C(CF3)2-),

(式中,X和Y彼此独立地选自-C(=O)-、-SO2-、-O-、-S-、-(CH2)a-(a表示1~5的整数)、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=O)O-和单键,R5、R6和R7彼此独立地表示选自氢、羟基、碳原子数1~4的烷基、苯基、F、Cl和Br中的基团(其中,R5、R6和R7的至少1个为碳原子数1~4的烷基),p1、p2和p3彼此独立地表示1~4的整数)。

具体而言,作为包含上述式[II]所示结构的四羧酸二酐的优选例,可以举出2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐和4,4’-(4,4’-异亚丙基二苯氧基)双邻苯二甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、1,4-双(3,4-二羧基三氟苯氧基)四氟苯二酐。

上述式[III]中的R1~R4为碳原子数1~10、优选为碳原子数1~4的取代或未取代的一价烃基,可以为脂肪族烃基、脂环式烃基、芳香族烃基的任一种。此外,它们可以相同也可以不同。关于R1~R4的具体例,作为脂肪族烃基,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基等烷基;乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、己烯基等烯基等。作为脂环式烃基,可举出环己基、环戊基等环烷基;环己烯基等环烯基等。作为芳香族烃基,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基等芳基;苄基、乙基苯基、丙基苯基等芳烷基等。此外,R1~R4可以为碳原子数1~4的烷氧基、烯氧基、或环烷基,具体而言,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、己氧基、环己氧基、辛氧基、乙烯氧基、烯丙氧基、丙烯氧基、异丙烯氧基等。它们之中更优选的R1~R4为甲基和苯基。

作为包含上述式[IV]所示的结构的二胺的优选例,可以举出2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、α,α-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,3-二异丙基苯、α,α-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,4-二异丙基苯。

作为包含上述式[V]所示的结构的二胺的优选例,可举出α,α-双(4-氨基苯基)-1,3-二异丙基苯、α,α-双(4-氨基苯基)-1,3-二(六氟异亚丙基)苯、α,α-双(4-氨基苯基)-1,4-二异丙基苯、α,α-双(4-氨基苯基)-1,4-二(六氟异亚丙基)苯。

作为构成本发明中使用的聚酰亚胺的四羧酸二酐和二胺,通常,与上述的具有烷基和/或全氟烷基的四羧酸二酐和/或二胺一起,为了赋予耐热性、电特性、膜物性、密合性等各种功能性,并用其它四羧酸二酐和/或二胺。

作为这样的四羧酸二酐,可举出均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐等,特别是从溶解性的问题考虑,可以适合使用双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐。这些四羧酸二酐可以单独使用或组合2种以上使用。

作为二胺,可以举出2,4-二氨基甲苯、4,4’-二氨基-2,2’-二甲基-1,1’-联苯、4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)-1,1’-联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二(三氟甲基)-1,1’-联苯、间苯二胺、对苯二胺、4,4’-二氨基-3,3’-二羟基-1,1’-联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基-1,1’-联苯、9,9’-双(3-甲基-4-氨基苯基)芴、3,7-二氨基-二甲基二苯并噻吩 5,5-二氧化物、双(3-羧基ー4-氨基苯基)亚甲基、2,2-双(3-羟基-4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-氨基苯基)丙烷、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯基硫醚、3、5-二氨基苯甲酸、2、6-二氨基吡啶、4,4’-(六氟异亚丙基)二苯胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷、4,4’-(9-亚芴基)二苯胺、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-羟基-4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、2,2-双(3-羟基-4-氨基苯基)苯、2,2-双(3-甲基-4-氨基苯基)苯等。这些二胺可单独使用或组合2种以上使用。

本发明中使用的聚酰亚胺可以将上述具有烷基和/或全氟烷基的四羧酸二酐和/或二胺以及通常的这些以外的上述四羧酸二酐和/或二胺组合而获得。构成聚酰亚胺的四羧酸二酐成分和二胺成分中,具有烷基和/或全氟烷基的成分的比例通常为10~80摩尔%,优选为20~60摩尔%。如果具有烷基和/或全氟烷基的成分的比例在该范围内,则可发挥优异的精细图案形成性、密合性。

此外,在基板为氮化膜等的情况下,有芳香族聚酰亚胺与基板的密合性变低的倾向,因此优选使用1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷作为二胺成分之一。该二胺由于作为信越化学工业(株)的产品名PAM-E、東レ?ダウコーニング(株)的产品名BY16-871而被市售,因此最优选。添加量相对于全部胺量优选为1~20摩尔%,更优选为3~15摩尔%。如果为20摩尔%以上,则有聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度变得过低的倾向,有时半导体基板的高温下的连续操作时发生问题。

此外,为了提高耐化学性,可以在聚酰亚胺的末端部分导入反应性基团。例如,为了使聚酰亚胺的末端为酸酐,可以通过略微多地添加四羧酸的量进行合成,接着添加以3-乙炔基苯胺、4-乙炔基苯胺为代表的胺化合物,从而在聚合物末端导入乙酰基。此外,为了成为胺末端,通过略微多地添加二胺化合物量进行合成,接着添加以马来酸酐、乙炔基邻苯二甲酸酐、苯基乙炔基邻苯二甲酸酐为代表的酸酐,也可以同样地导入反应性基。这些末端基彼此通过150℃以上的加热进行反应,聚合物主链交联。

本发明的聚酰亚胺树脂组合物所含的聚酰亚胺可以通过使四羧酸二酐和二胺在有机溶剂中溶解,在酸催化剂的存在下进行直接酰亚胺化的公知的合成法来制备,此外也可以通过使四羧酸二酐和二胺在有机溶剂中溶解反应,接着添加四羧酸二酐和二胺的至少一者进行酰亚胺化来制造。四羧酸二酐与二胺的混合比,优选相对于酸二酐的合计量1摩尔%,使二胺的合计量为0.9~1.1摩尔%。这里,可以适合使用使用了乙酸酐/三乙胺系、戊内酯/吡啶系等催化剂作为酸催化剂的化学酰亚胺化。反应温度优选为80~250℃,反应时间可以根据批次的规模、所采用的反应条件等来适当选择。此外,可以优选使用通过将酰亚胺化反应分成2阶段以上进行,并且在各阶段使不同的四羧酸二酐和/或二胺反应来获得的嵌段共聚聚酰亚胺。另外,溶剂可溶性嵌段共聚聚酰亚胺的制造方法本身如例如专利文献7所记载那样为公知的,本发明中适合使用的聚酰亚胺可以通过使用上述的四羧酸二酐和/或二胺,通过公知的方法来合成。

这样获得的聚酰亚胺树脂的数均分子量优选为6000~60000,更优选为7000~40000。如果数均分子量不足6000,则有断裂强度等膜物性降低的倾向,如果超过60000,则粘度变高,发生拉丝的问题,变得无法得到适于印刷、涂布的清漆。这里,数均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)装置以使用标准聚苯乙烯而作成的标准曲线为基础的聚苯乙烯换算值。

本发明的组合物所含的溶剂为基本上由第一有机溶剂(A)和第二有机溶剂(B)构成的混合溶剂。两溶剂间蒸发速度存在差,另外并且最优选对于蒸发速度慢的溶剂,聚酰亚胺的溶解性低。由此,没有干燥时的图案塌陷(パターンダレ),可以保持刚涂布后的图案。另外,根据聚酰亚胺的组成而与各种溶剂的溶解性不同,因此关于有机溶剂(A)和有机溶剂(B)何者的蒸气压低,没有限定。此外,溶剂的蒸发速度可以通过使用市售的差示热?热重量同时测定装置观察减少的重量来进行测定。另外,下述实施例中,使用MAC. Science Co., Ltd.制TG-DTA 2000S,在N2流量150ml/min,温度40度,将样品量20μl滴加至开口部为5mmφ的杯中的条件下,进行测定

第一有机溶剂(A)优选为疏水性溶剂(即,难溶于水的溶剂),并且,优选为室温下的蒸气压为1mmHg以下的溶剂。具体而言,可举出苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯等苯甲酸酯类、乙酸苄酯、丁基卡必醇乙酸酯等乙酸酯类、二甘醇二丁基醚等醚类。通过使用难溶于水的溶剂,从而特别是在网版印刷中可以不易由于吸湿而发生白化(聚酰亚胺的析出现象)、粘度变化。此外,如果室温下的蒸气压为1mmHg以上,则在网版印刷中易于发生干版(版渇き)等,有连续印刷性差的倾向。

第二有机溶剂(B)优选为亲水性溶剂(即,能够与水混合的溶剂),并且优选为室温下的蒸气压为1mmHg以下的溶剂。具体而言,可举出二甘醇单乙基醚乙酸酯等乙酸酯类、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等甘醇二甲醚类、三丙二醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚醚等醚类、环丁砜等。另外,能够与水混合的记载是为了明确地显示并用具有与第一有机溶剂(A)不同的蒸气压、性质的溶剂,因此不是一定必须与水混合。然而,根据所使用的各种原料、合成的聚酰亚胺组成,由于各自的良溶剂不同,因此与难溶于水的有机溶剂(A)组合的是可以与水混合的溶剂从选择更宽这点上是优选的。此外,室温下的蒸气压为1mmHg以下的理由与第一有机溶剂(A)时理由相同。

第一有机溶剂(A)与第二有机溶剂(B)的混合比例,优选相对于混合溶剂整体,第一有机溶剂(A)为30重量%~80重量%。如果有机溶剂(A)的比例不足30重量%,则不能充分地发挥溶剂的疏水性,易于成为引起网版印刷时的白化、粘度变化的原因。

此外,作为用于调整蒸发速度、用于调整树脂组合物制作时的粘度的稀释剂,也可以使用γ-丁内酯那样的内酯系溶剂、环己酮那样的酮系溶剂、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯那样的碳酸酯系溶剂。特别是在形成的图案充分大时、连续印刷性没有那么必要的情况下,在聚酰亚胺的溶解性增加,保存稳定性提高这点上是有效的方法。最推荐的溶剂为γ-丁内酯,也可以在聚酰亚胺合成时使用。

本发明的组合物中的聚酰亚胺树脂固体成分的比例优选为15~60重量%,更优选为25~50重量%。如果不足15重量%,则通过1次印刷、涂布而可以生成的膜厚变薄,有需要多次印刷、涂布的倾向,如果超过60重量%,则有树脂组合物的粘度过高的倾向。

本发明的树脂组合物如后述那样具有触变性。由于触变性可以通过添加无机填料来赋予,因此使本发明的树脂组合物含有无机填料也是有效的手段。作为用于赋予触变性的无机填料,可以举出包含二氧化硅、氧化铝、二氧化钛中的至少1种的无机填料。具体而言,可以举出0.01~0.03μm的无定形二氧化硅和/或粒径0.1~0.3μm的球状二氧化硅或氧化铝或二氧化钛。此外,在提高保存稳定性等的目的下,更优选使用通过三甲基甲硅烷基化剂等进行了表面处理的无机填料。组合物中的无机填料的含量通常为0~50重量%,优选为2~30重量%。如果无机填料的含量在该范围,则可赋予适当的触变性。

此外,本发明的聚酰亚胺树脂组合物中,可以加入金属氧化物填料作为具有使光反射的效果的白色颜料。作为所使用的氧化物,可以举出二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、五氧化钽(Ta2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO2)、二氧化钒(VO2)等。具体而言,可以举出0.01~0.3μm粒径的金属氧化物。此外,以提高分散性、保存稳定性等为目的,更优选使用通过三甲基甲硅烷基化剂等进行了表面处理的无机金属氧化物填料。组合物中的无机填料的含量通常为2~100重量%,优选为10~50重量%。如果无机填料的含量在该范围,则可赋予使适当的光反射的效果。

此外,本发明的聚酰亚胺树脂组合物中,如果不影响制品,则根据需要可以添加着色剂、消泡剂、流平剂、密合性赋予剂等添加剂。作为着色剂,可举出酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、双偶氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑、萘黑等。消泡剂是为了消除印刷、涂覆时和固化时产生的泡而使用的,适当使用丙烯酸系、有机硅系等的表面活性剂。具体而言,可举出BYK Chemi社的BYK-A501、ダウコーニング社的DC-1400,作为有机硅系泡消剂,可举出日本ユニカー社的SAG-30、FZ-328、FZ-2191、FZ-5609等。流平剂是为了消除印刷、涂覆时所产生的皮膜表面的凹凸而使用的。具体而言,优选含有约100ppm~约2重量%的表面活性剂成分,通过丙烯酸系、有机硅系等的流平剂,可抑制发泡,并且可以使涂膜平滑。优选为不含离子性杂质的非离子性的流平剂。作为适当的表面活性剂,可举出例如,3M社的FC-430、BYK Chemi社的BYK-051、日本ユニカー社的Y-5187、A-1310、SS-2801~2805。作为密合性赋予剂,可举出咪唑系化合物、噻唑系化合物、三唑系化合物、有机铝化合物、有机钛化合物、硅烷偶联剂等。这些上述的添加剂,优选相对于聚酰亚胺树脂成分100重量份为10重量份以下的配合量。如果上述添加剂的配合量超过10重量份,则有所得的涂膜物性降低的倾向,并且也发生由挥发成分引起的污染的问题。因此,最优选不添加上述的添加剂。

本发明的聚酰亚胺树脂组合物的25℃下的粘度优选为3500~30000mPa?s,更优选为4000mPa?s~20000mPa?s,特别优选为6000~18000mPa?s。如果其不足3500mPa?s,则易于发生塌陷等,不能获得充分的膜厚和分辨率,如果超过40000mPa?s,则有转印性、印刷操作性差的倾向。另外,本发明的粘度数值使用流变仪在转速333rad/s的条件下获得,以表观粘度表示。

该粘度数值对于刚涂布后的形状保持性并且对于在网版印刷时由于刮板而容易变形进行流动这样的流动性也是重要的因子。在网版印刷中,如果粘度变高,则树脂组合物的滚动变差,因此,刮刀的涂覆变得不充分,有易于发生涂布不均匀或崩塌(クズレ)等的倾向。

此外,对于油墨而言,如果没有想要保持刚通过网版印刷等涂布成所希望的图案形状后的印刷出的形状的形状保持性,则在图案外周部发生渗出、塌陷,因此不能分辨率良好地获得厚膜。如果单纯地提高粘度,则可抑制塌陷等,但在网版印刷中发生脱版的问题、涂布膜的平坦性的问题。因此,为了不发生渗出、塌陷,触变系数是重要的。通常,在采用流变仪进行的测定中,能够由通过滞后曲线(粘度的转速依赖性的测定)而获得的面积进行定量化和评价,但是以使用了更通常的粘度计的TI值进行评价的方法最简便。在本发明中触变系数是剪切速度为33(rad/s)和333(rad/s)时的树脂组合物的表观粘度,表示为η33与η333的比η33/η333。

作为以频率33rad/s测定的树脂清漆的复数粘度,优选为14000~120000mPa?s。如果超过120000mPa?s,则在网版印刷的情况下在版的网眼部分残留糊料,有脱版变差的倾向。

因此,本发明的聚酰亚胺树脂组合物的25℃下的触变系数(η33/η333)优选为1.5~4.0的范围,更优选为1.8~3.5,特别优选为2.5~3.2。其原因是,如果触变系数为1.5以上,则易于通过网版印刷而获得充分的分辨率,另一方面,如果为4.0以下,则印刷时的操作性提高。

本发明的聚酰亚胺树脂组合物优选与硅晶片、陶瓷基板、玻璃基板、玻璃环氧基板、以Ni、Cu、Al基板为代表的金属基板、PI涂布基板的润湿性高。即,在硅、SiO2膜、聚酰亚胺系树脂、陶瓷、金属表面上的任一表面,均优选室温时的接触角为20~90°。如果为90°以下,则没有起泡(ワキ)、凹陷(ハジキ)、气孔,可获得均匀的涂膜。如果超过90°,则在基板上树脂糊料飞溅,发生气孔、图案形成不良等。相反,如果为20°以下,则在涂布后的流平时发生塌陷,有图案精度降低的倾向,因此不优选。另外,上述的接触角度是,在将耐热性树脂糊料的液滴滴落在各种基板上时,从液滴与基板的接点引出切线,将该切线与基板的角度作为接触角。另外所谓“室温”,主要是指25℃前后的温度。另外,组合物的接触角可以通过聚酰亚胺树脂组成、溶剂、表面活性剂、消泡剂、流平剂来调整。

通过将上述本发明的聚酰亚胺组合物涂布在太阳能电池的背面并进行干燥,可以形成太阳能电池的背面反射层。本发明的聚酰亚胺树脂组合物的涂布方法,网版印刷法、分配法、喷墨法为适合的,特别是在可以以短时间涂布大面积这点上网版印刷法最适合。通过1次涂布能够稳定地形成干燥后的厚度为1μm以上、优选为2μm以上的膜。如果考虑绝缘可靠性,则期望通过1次涂布获得至少5μm厚,因此在网版印刷法中,期望使用线径50μm以下并且420目以上的网版和橡胶硬度70度以上90度以下的树脂制刮板进行网版印刷。网眼直径、网眼数等网版的规格可以根据所希望的膜厚、图案尺寸而适当选择。此外,利用分配法能够进行细线描绘,与刚涂布后的线宽比较,湿涂膜的线宽,即使室温放置1天也能够达到+20%以内。此外,利用喷墨法能够进行细线描绘,与刚涂布后的线宽相比,湿涂膜的线宽即使在室温放置1天也能够达到+100%以内。

上述聚酰亚胺树脂组合物可以通过在印刷后进行流平、真空干燥、最终固化工艺来获得电特性、耐热性、耐化学性优异的绝缘膜、保护膜。流平优选进行10分钟以上。优选为了涂膜的外观((仕上がり))变良好而进行真空干燥,但是在添加流平剂、消泡剂的情况下,有时不一定必要。最终的熟化温度、时间可以根据聚酰亚胺树脂组合物的溶剂、涂布的膜厚而适当选择。

适用上述本发明的方法的太阳能电池只要具有背面反射层,则没有特别限定,但根据本发明的方法,为了发挥可以通过网版印刷法、喷墨法或分配法来简便地形成图案化聚酰亚胺膜这样的本发明的优点,适用于在太阳能电池的背面上部分地形成电极,而且具有部分接触孔的部分接触结构背接触太阳能单电池是特别有利的。

即,作为太阳能电池,优选下述太阳能电池,其具备:

基本上由单晶硅或多晶硅构成的第一导电型的结晶硅基板,

在该结晶硅基板的受光面侧形成的第二导电型的杂质扩散层,

在该结晶硅基板的受光面侧的杂质扩散层表面形成的第一电极,

在该结晶硅基板的背面侧形成的第二电极,

在该结晶硅基板的背面侧表面形成的背面反射层,

该第二电极穿过该结晶硅基板的背面侧表面和该聚酰亚胺油墨的多个开口部而形成触点。

此外,作为太阳能电池,也优选下述太阳能电池,其具备:

基本上由单晶硅或多晶硅构成的第一导电型的结晶硅基板,

在该结晶硅基板的受光面侧形成的第二导电型的杂质扩散层,

在该结晶硅基板的受光面侧的杂质扩散层的表面形成的第一电极,

在该结晶硅基板的背面侧形成的第二电极,

在该结晶硅基板的背面侧的一部分或全部,与该结晶硅基板相比高浓度地添加了杂质的第一导电型的杂质扩散层,以及

在该第一导电型的杂质扩散层的表面形成的背面反射层,

该第二电极穿过该结晶硅基板的背面侧的杂质扩散层表面和该多个开口部而形成触点。以下,对于优选的太阳能电池,更详细地说明。

关于优选的太阳能电池的结构,基于图2、3进行说明。图2是显示本发明的实施方式(以下,表述为“本实施方式”)中的太阳能电池的截面结构的一例的截面图。

本发明中使用的结晶硅基板1可以使用单晶硅、多晶硅的任一种。此外,本发明中使用的结晶硅基板1可以使用导电型为p型的结晶硅、或导电型为n型的结晶硅的任一种。以下,对于本实施方式中的结晶硅基板1使用了p型单晶硅的例子进行说明。另外,该结晶硅基板1所用的单晶硅或多晶硅可以为任意的,但优选电阻率为0.5-10Ω?cm的单晶硅或多晶硅。

在p型的结晶硅基板1的受光面侧形成掺杂了磷等第V族元素的n型的扩散层2。而且,在结晶硅基板1与扩散层2之间形成pn接合。在扩散层2的表面,形成SiN膜等表面防反射膜3(也称为钝化膜)和使用了Ag等的第一电极5(受光面侧的电极)。

另外,本发明无论有无表面防反射膜3都能够适用。此外,对于太阳能电池的受光面,为了降低表面的反射率,因此优选形成凹凸结构(纹理结构),但本发明无论有无纹理结构都能够适用。

另一方面,在结晶硅基板1的背面侧,形成作为掺杂了铝、硼等第III族元素的层的BSF层4。然而,本发明,无论有无BSF层4都能够适用。

在该结晶硅基板1的背面侧,为了与BSF层4(在无BSF层的情况下,结晶硅基板1的背面侧表面)形成触点,而形成由铝等构成的第二电极6(背面侧的电极)。

此外本实施方式中,在BSF层4(在无BSF层的情况下,在除了结晶硅基板1的背面侧表面)与第二电极6的接触区域以外的部分,形成聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺的背面反射层7。从受光面侧入射的光被该背面反射层7反射,因此与图1的电池相比,可以将更多的少数载流子限制在基板内。因此,可以期待短路电流增加,效率提高。

此外,作为本发明的图2所示的太阳能电池结构的其它形态,如图3所示,在BSF层4仅在包含与第二电极6的接触区域的背面侧的一部分形成,未在背面整面形成的太阳能电池中,也可获得同样的效果。如图3所示的太阳能电池由于BSF层4的高浓度层的区域少,因此能够获得比图2所示的太阳能电池高的效率。

此外,图2、3中,背面电极6在接触区域和背面反射层7上的整面形成,但即使是仅在接触区域或仅在接触区域和聚酰亚胺层上的一部分形成背面电极6的太阳能电池结构,也可以获得同样的效果。

接下来,关于具有上述构成的本发明的太阳能电池,对于其制作方法的一例进行说明。然而,本发明不限于通过以下所示的方法而制作的太阳能电池。

首先,在结晶硅基板1(以下,也表述为“基板1”。)的表面形成纹理结构。纹理结构的形成可以在基板1的两面形成,也可以仅在单面(受光面侧)形成。为了形成纹理结构,首先,将基板1浸没在加热了的氢氧化钾、或氢氧化钠溶液中,除去基板1的破坏层。然后,通常浸没在以氢氧化钾/异丙基醇为主成分的溶液中,从而在基板1的两面或单面(受光面侧)形成纹理结构。另外,如上所述,本发明无论有无该纹理结构都能够适用,因此本工序可以省略。

接着,将上述的基板1用盐酸、氢氟酸等溶液洗涤后,在结晶硅基板1上通过POCl3等的热扩散而形成磷扩散层(n+层)(扩散层2)。磷扩散层也可以通过涂布包含磷的溶液,进行热处理来形成。可以通过公知的方法任意地形成该磷扩散层,但优选为使磷扩散层的深度在0.2-0.5μm的范围,使薄层电阻为40-100Ω/□(ohm/square)的范围形成。

另外,在上述的基板1的两面或单面(受光面侧)不形成纹理结构的情况下,对于本实施方式的太阳能电池的制作,将该基板1浸渍在加热了的氢氧化钾、或氢氧化钠溶液中,除去基板1的破坏层后,形成该磷扩散层(n+层)(扩散层2)后再开始。

然后,在扩散层2上,形成作为表面防反射膜3的氮化硅膜。可以通过公知的方法任意地形成表面防反射膜3,但优选为使厚度为60-100nm的范围,使折射率为1.9-2.2的范围形成。表面防反射膜3不限于氮化硅膜,可使用氧化硅、氧化铝、氧化钛等。氮化硅膜可以通过等离子体CVD、热CVD等方法来制作,但优选通过可以在350-500℃的温度范围形成的等离子体CVD进行制作。另外,如上所述,本发明无论有无表面防反射膜3都能够适用,因此本工序可以省略。

然后,在基板1的背面侧涂布以铝为主成分的糊料等的溶液,进行热处理,从而形成背面侧的BSF层4。涂布时,可以使用网版印刷、喷墨、分配、旋转涂布等方法。热处理后,将在背面形成的铝层通过盐酸等而除去,从而形成BSF层4。可以通过公知的方法任意地形成该BSF层4,但优选使用浓度范围为1018-1022cm-3的铝,优选点状或线状地形成BSF层4。另外,如上所述,本发明无论有无BSF层4都能够适用,因此本工序可以省略。

接下来,形成作为受光面侧的电极的第一电极5。对于第一电极5,通过在表面防反射膜3上通过网版印刷形成以银为主成分的糊料,再进行热处理(fire through)从而来形成。该第一电极5的形状可以为任意的形状,例如,可以为基本上由指状电极和母线电极(bus bar electrode)构成的公知的形状。另外,可以同时进行BSF层4和第一电极5的制作中的热处理。该情况下,在该热处理后,通过盐酸等除去在背面形成的铝层。

然后,形成背面反射层7。背面反射层7,例如,将在背面形成的氧化膜通过氢氟酸除去后,将权利要求1~7记载的聚酰亚胺组合物通过采用网版印刷、平版印刷、喷墨进行的印刷,或采用分配器进行的印刷等印刷法,涂布成包含接触用的孔的规定的图案来形成。另外优选涂布权利要求1~9记载的聚酰亚胺组合物后,在100-400℃的范围退火,使溶剂蒸发。此外,优选权利要求1~9记载的聚酰亚胺组合物中包含氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化钙、氧化硅、硫酸钡等具有使光反射的效果的白色颜料。进而,优选接触用的孔的形状与BSF层4的形状相同。

最后,形成作为背面侧的电极的第二电极6。第二电极6可以通过对铝、银等进行网版印刷、分配、蒸镀来形成,但优选使用可以在100-350℃的低温下烧成的以铝或银为主成分的糊料。此外,第二电极6的形状与BSF层4的形状相同,或优选为背面整面、梳型状、格子状。

另外,在上述说明中,显示的是结晶硅基板1使用了p型结晶硅的结构例和制作例,但结晶硅基板1也可以使用n型结晶硅基板。该情况下,扩散层2由掺杂了硼等第III族元素的层形成,BSF层4由掺杂了磷等第V族的层形成。

此外,上述说明中,显示的是结晶硅基板1使用了单晶硅的结构例和制作例,但结晶硅基板1也可以使用多晶硅。该情况下没有特别的变更点。

实施例

以下,基于实施例更具体地说明本发明。但是,本发明不限定于下述实施例。

1. 聚酰亚胺的合成

合成实施例1

在安装有不锈钢制的锚型搅拌器的2升可拆式3口烧瓶上,安装具备水分分离收集器的球形冷凝管。加入了双-(3,4-二羧基苯基)醚二酐(ODPA)148.91g(480毫摩尔)、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷(PAM-E)23.86g(96毫摩尔)、4,4’-(1,3-亚苯基二异亚丙基)双苯胺(Bisaniline-M)70.28g(204毫摩尔)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)73.89g(180毫摩尔)、γ-戊内酯4.8g、吡啶7.6g、苯甲酸甲酯(BAME)385g、四甘醇二甲醚385g、甲苯100g。在室温、氮气气氛下,以180rpm搅拌30分钟后,升温至180℃搅拌5小时。在反应中,除去甲苯-水的共沸组分。通过将回流物除去到体系外,获得了28%浓度的聚酰亚胺溶液。

合成实施例2

使用了与合成实施例1同样的装置。加入了ODPA148.91g(480毫摩尔)、PAM-E29.82g(120毫摩尔)、Bisaniline-M74.41g(216毫摩尔)、BAPP59.11g(144毫摩尔)、γ-戊内酯4.8g、吡啶7.6g、苯甲酸乙酯(BAEE)303g、四甘醇二甲醚455g甲苯100g。在室温、氮气气氛下,以180rpm搅拌30分钟后,升温至180℃搅拌5小时。反应中,除去了甲苯-水的共沸组分。通过将回流物除去到体系外,获得了28%浓度的聚酰亚胺溶液。

合成实施例3

使用了与合成实施例1同样的装置。加入3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐(DSDA)71.66g(200毫摩尔)、PAM-E24.85g(100毫摩尔)、BAME65g、四甘醇二甲醚98g、γ-戊内酯4.0g、吡啶6.3g、甲苯50g。在室温、氮气气氛下,以180rpm搅拌30分钟后,升温至180℃搅拌1小时。反应中,除去了甲苯-水的共沸组分。接着,冷却至室温,加入DSDA71.66g(200毫摩尔)、4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)-1,1’-联苯(TFMB)48.04g(150毫摩尔)、BAPP:61.58g(150毫摩尔)、BAME130g、四甘醇二甲醚196g、甲苯50g,在180℃下一边以180rpm搅拌一边反应4小时。通过将回流物除去到体系外,获得了35%浓度的聚酰亚胺溶液。

2. 聚酰亚胺油墨组合物的制备

制备分别包含如上所述获得的各聚酰亚胺的组合物。取出通过上述的方法合成的共聚物聚酰亚胺(合成例1~3的溶液(28重量%)的溶液50g (该情况下的共聚物聚酰亚胺树脂成分为14g),添加氧化钛(テイカ株式会社SJR-600M)(相对于聚酰亚胺树脂为15重量%),在其中添加作为有机溶剂(A)的甲基(乙基)苯甲酸酯、作为有机溶剂(B)的四甘醇二甲醚。有机溶剂(A)和(B)的室温下的蒸气压分别为0.38mmHg(25℃)、0.01mmHg以下(20℃)。蒸发速度分别为2256.3mg/(min?m2)和71.6mg/(min?m2)。此外,本发明中的聚酰亚胺的溶解度是,有机溶剂(A)>(B)。因此,相对于蒸发速度慢的溶剂,聚酰亚胺的溶解性低,因此是适合的。作为混炼方法,使用特殊机化工业社制TK Hivis Disper Mix 3D-5型进行混炼。相对于聚酰亚胺树脂部100份,氧化钛的添加量使用40份,苯甲酸甲酯19.3份,四甘醇二甲醚23.6份。制备的组合物的具体的组成示于以下。

[表1]

实施例清漆合成例聚酰亚胺固体成分浓度(%)SJR-600M (TiO2)>苯甲酸甲基(乙基)酯(份)四甘醇二甲醚>11284019.323.622284012.830.033284017.125.7

3. 成膜

使用上述组合物,在基板上成膜。基板为硅晶片,通过网版印刷法来涂布各组合物。具体的涂布条件是,使用聚酯网#420,以刮板硬度80度、攻角70度、间隙2.5mm、实印压0.15Mpa、印刷速度260mm/sec进行印刷。接下来,使涂布膜干燥,形成聚酰亚胺膜。干燥条件是,进行10分钟流平,在氮气气氛下,在140℃下进行10分钟,直接升温在250℃下进行30分钟。干燥后的膜厚为5μm。

4. 评价

评价上述的聚酰亚胺、组合物或所形成的膜的性质。评价如下进行。

(a)分子量:改性聚酰亚胺树脂的数均分子量Mn通过凝胶渗透色谱GPC(東ソー社制,HLC-8220GPC)来测定。柱使用東ソー社制TSKgel GMHHR-H,作为载体溶剂,使用在DMF中以0.1N的浓度溶解了LiBr而成的溶剂。分子量是使用标准聚苯乙烯(TSK标准聚苯乙烯)而计算出的换算值。

(b)热特性:聚酰亚胺树脂的热分解开始温度通过デュポン951热重量测定装置来测定。

(c)机械特性:聚酰亚胺树脂的机械物性是,在古河サーキットフォイル(株)制的铜箔F2-WS(18μm)上,以干燥后成为厚度15±2μm的膜的方式利用网版印刷进行涂布,对于该薄膜,在120℃下进行10分钟干燥和热处理,接着在180℃下进行30分钟干燥和热处理,对铜箔进行蚀刻将其除去,从而制作。关于该聚酰亚胺树脂膜,通过万能型拉伸试验机(オリエンテック社制,テンシロン UTM-11-20),测定断裂强度、伸长率、初始弹性模量。

(d)粘度、触变系数使用Thermo Haake社制流变仪RS300进行测定。具体而言,如下进行。将板(固定部分)调整为25±0.1℃后,放上试样量1.0~2.0g。使锥体(可动部分)移动到规定的位置,在树脂溶液被板和锥体夹着的状态下,进行保持到温度为25±0.1℃。开始锥体的旋转,以剪切速度在10秒钟达到33rad/s的方式逐渐地提高旋转速度,保持该速度,读取1分钟后的粘度。接下来,以剪切速度在10秒达到333rad/s的方式提高旋转速度,读取333rad/s时的粘度。将这样得到的33rad/s时的数值设为粘度,将323rad/s时的数值的比设为触变系数。

(f)印刷性是,使用ニューロング精密工业株式会社制印刷机LS-34TVA和NBC株式会社制网版聚酯网#420-27、L-Screen进行印刷。在6英寸硅晶片整面进行印刷,以目视研究凹陷的数量。

(g)连续印刷性是,使用(f)中使用的装置进行印刷,在3次印刷后停止20分钟印刷。再次进行印刷,直到进行3次,将膜厚与停止前相同的设为○。

(h)与基板的密合性基于JIS K5600-5-6十字切割法进行评价。

[表2] 

以下,说明将本发明的聚酰亚胺树脂组合物适用于太阳能电池中的膜而得到的对太阳能电池的适用例。

太阳能电池的制造

使用以硼为掺杂剂的多晶硅基板(晶体硅基板1),制作图2的结构的多晶硅太阳能电池。对基板表面进行纹理处理后,形成了使用了POCl3的磷扩散层(扩散层2)。接下来,作为防反射膜(表面防反射膜3),形成由等离子体CVD制作的SiN膜。在SiN膜上网版印刷由Ag糊料得到的图案,在背面侧网版印刷由铝糊料得到的图案,进行烧成,形成受光面侧的电极(第一电极5)。而且,通过盐酸来除去背面侧的金属层,仅残留背面BSF层(BSF层4)。然后,通过网版印刷将上述记载的聚酰亚胺组合物实施例1~3涂布成规定的图案,形成了背面钝化膜(背面反射层7)。背面侧的电极(第二电极6)通过蒸镀铝来形成。

为了进行比较,上述制作工序中,不进行聚酰亚胺的印刷,制作在背面BSF层上整面地蒸镀了铝的样品。将结果示于表3。

[表3]

聚酰亚胺层短路电流 (mA/cm2)开路电压 (V)曲线因子转换效率(%)36.90.6200.73916.936.40.6190.77217.4

将显示背面反射层的效果的短路电流进行比较,通过存在聚酰亚胺层,增加0.5 mA/cm2,显示本发明的效果。

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