アルミニウム電極配線用のガラス組成物と導電性ペースト、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品、及び、この電子部品の製造方法
【課題】鉛を含まず、アルミニウム（Ａｌ）の仕事関数より電極配線としての見かけの仕事関数が小さくなるアルミニウム電極配線用のガラス組成物を提供する。
【解決手段】アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成される。この酸化物は、バナジウム（Ｖ）の酸化物と、アルカリ土類金属の酸化物と、アルカリ金属の酸化物とから構成され、アルカリ土類金属の元素としてはカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）の元素の内少なくともバリウムを含む１種以上の元素がなり、アルカリ金属の元素としてはナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）及びセシウム（Ｃｓ）の元素の内少なくとも１種以上の元素がなる。バナジウムの元素が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）として含まれているとした場合に、五酸化バナジウムを４０〜７０重量％含む。
【解決手段】アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成される。この酸化物は、バナジウム（Ｖ）の酸化物と、アルカリ土類金属の酸化物と、アルカリ金属の酸化物とから構成され、アルカリ土類金属の元素としてはカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）の元素の内少なくともバリウムを含む１種以上の元素がなり、アルカリ金属の元素としてはナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）及びセシウム（Ｃｓ）の元素の内少なくとも１種以上の元素がなる。バナジウムの元素が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）として含まれているとした場合に、五酸化バナジウムを４０〜７０重量％含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム電極配線用のガラス組成物と導電性ペースト、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品、及び、この電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の電子部品には、電極配線が形成されている。その電極配線は導電性ペーストを用いて形成されている。導電性ペーストには、金属粒子として、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）が用いられている。電極配線は、導電性ペーストを大気中、高温で焼成することによって形成されるが、導電性ペーストは金属粒子の他にもガラス組成物の粉末を有しており、導電性ペーストの焼成時には、そのガラス組成物の軟化点以上の温度に加熱されることで、ガラス組成物が軟化流動し、銀電極配線とアルミニウム電極配線は緻密になるとともに基板に強固に接着する。
【０００３】
このガラス組成物には、比較的に低温で軟化流動する、酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分とするガラス組成物が使用されている。しかし、そのガラス組成物に含まれる酸化鉛は有害な物質であり、環境負荷への低減を図るために、太陽電池セルやプラズマディスプレイパネル等の電子部品では、鉛フリーのガラス組成物が電極配線に適用されるようになってきた。たとえば、特許文献１では、太陽電池セルに形成される銀（Ａｇ）電極配線及びアルミニウム（Ａｌ）電極配線に、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む鉛フリーガラスが提案されている。また、特許文献２では、太陽電池セルに形成されるアルミニウム電極配線に、酸化ビスマスと酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）を含む鉛フリーガラスが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５４３０８０号公報
【特許文献２】特開２００６−３３２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品で、（見かけの）仕事関数が小さい電極配線が必要な場合には、アルミニウム電極配線が用いられている。たとえば、ｐｎ接合を有する太陽電池セルでは、ｎ型半導体側には銀電極配線が適用されるが、変換効率を向上するために、ｐ型半導体側にはアルミニウム電極配線が適用されている。
【０００６】
アルミニウム電極配線に酸化鉛を主成分とするガラス組成物を使用すると、鉛の仕事関数はアルミニウムより小さいので、アルミニウム電極配線の見かけの仕事関数を、アルミニウムの仕事関数程度に小さくすることができる。一方、特許文献１と特許文献２で提案されている鉛フリーガラスの構成元素であるビスマス、シリコン、ボロンは、アルミニウムより仕事関数が大きく、電極配線としての見かけの仕事関数は、鉛を用いた電極配線の見かけの仕事関数より大きくなっていると考えられた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、鉛を含まず、アルミニウムの仕事関数より電極配線としての見かけの仕事関数が小さくなるアルミニウム電極配線用のガラス組成物を提供し、それを用いた導電性ペーストを提供し、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品を提供し、さらに、この電子部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されることを特徴とするアルミニウム電極配線用のガラス組成物であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、ガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散しているアルミニウム電極配線用の導電性ペーストであって、
前記粉末となる前記ガラス組成物には、本発明のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、前記粒子を基板に固定するガラス組成物とを有するアルミニウム電極配線を具備する電子部品であって、
前記粒子を基板に固定する前記ガラス組成物には、本発明のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されるガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散している導電性ペーストを基板に塗布し、
塗布した前記導電性ペーストを焼成して、アルミニウム電極配線を形成する電子部品の製造方法であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鉛を含まず、アルミニウムの仕事関数より電極配線としての見かけの仕事関数が小さくなるアルミニウム電極配線用のガラス組成物を提供でき、それを用いた導電性ペーストを提供でき、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品を提供でき、さらに、この電子部品の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池セル（電子部品）の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池セル（電子部品）の底面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＡ−Ａ′方向の矢視断面図である。
【図２】本発明の第４の実施形態に係るプラズマディスプレイパネル（電子部品）の断面図の一部である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されるガラス組成物を、アルミニウム電極配線に適用し、不可避の元素以外にアルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物を含まないようにすることによって、このアルミニウム電極配線を形成した電子部品の性能を向上できることを見出した。たとえば、太陽電池セルでは、詳細は後記するが変換効率を向上できた。ガラス組成物でない結晶物においても、アルミニウムより仕事関数が小さい元素からなる酸化物は、数多く存在するが、結晶物の場合には、電極焼成温度以下で良好な軟化流動性を有しておらず、電子部品への良好なアルミニウム電極配線の形成がしにくい、或いはできないと言った問題がある。そのため、アルミニウム電極配線の形成には、ガラス組成物の含有が有効である。そして、このガラス組成物は、少なくとも、バナジウム（Ｖ）の酸化物と、アルカリ土類金属の酸化物と、アルカリ金属の酸化物とから構成されることが好ましいことを、本発明者らは見出した。
【００１５】
【表１】
表１に、各種元素の仕事関数を示した。元素としては、アルミニウム（Ａｌ）と、ガラス主成分元素として、バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）を取り上げた。また、ガラス組成物のガラス化を促進させるために添加するガラス化元素として、シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）を取り上げた。アルカリ土類金属に属する元素としては、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）を取り上げた。アルカリ金属に属する元素としては、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）を取り上げた。ガラス組成物に添加されるその他の元素として、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）、アンチモン（Ｓｂ）を取り上げた。
【００１６】
そして、表１では、アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶを基準として、各種元素の仕事関数を評価した。アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶより０．２５ｅＶ小さい４．００ｅＶ未満の仕事関数を有する元素を、アルミニウムより仕事関数が顕著に小さい元素として、「◎」評価とした。４．００ｅＶ以上で、かつ、４．２４ｅＶ未満の仕事関数を有する元素を、アルミニウムより仕事関数が若干小さい元素として、「○」評価とした。４．２４ｅＶ以上で、かつ、アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶ以下の仕事関数を有する元素を、アルミニウムと同等の仕事関数を有する元素として、「△」評価とした。アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶを超える仕事関数を有する元素を、アルミニウムより大きい仕事関数を有する元素として、「×」評価とした。なお、表１の各種元素の仕事関数は、V.S.Fomenko, Handbook of Thermionic Properties, Plenum Press (1966)から引用した。リン（Ｐ）の仕事関数に関しては、記載されてはいなかったので引用せず、タングステン（Ｗ）の電極配線にリン（Ｐ）をコートすることにより、タングステンの電極配線の見かけの仕事関数が、タングステン（Ｗ）の仕事関数より大きくなることから、リン（Ｐ）の仕事関数は、タングステン（Ｗ）の仕事関数４．５４ｅＶより大きい（リン（Ｐ）の仕事関数＞４．５４ｅＶ）と判断した。
【００１７】
表１の仕事関数評価によれば、「◎」評価となった元素は、アルカリ土類金属に属するバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）と、アルカリ金属に属するセシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）であった。これらのアルカリ土類金属に属する元素と、アルカリ金属に属する元素は、アルミニウムより仕事関数が小さいことがわかった。
【００１８】
「○」評価となった元素は、バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）であった。バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）は、アルミニウムより仕事関数が小さいことがわかった。「△」評価となった元素は、亜鉛（Ｚｎ）であった。亜鉛（Ｚｎ）は、アルミニウムと仕事関数が同程度であることがわかった。一方、「×」評価となった元素は、ガラス主成分元素のビスマス（Ｂｉ）と錫（Ｓｎ）、ガラス化元素のシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）と、鉄（Ｆｅ）と、タングステン（Ｗ）であった。ガラス主成分元素のビスマス（Ｂｉ）と錫（Ｓｎ）、ガラス化元素のシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）と、鉄（Ｆｅ）と、タングステン（Ｗ）は、アルミニウムより仕事関数が大きいことがわかった。
【００１９】
これらより、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、「◎」評価の、アルカリ土類金属に属するバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）と、アルカリ金属に属するセシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）と、「○」評価の、バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）が適していると考えられた。
【００２０】
一方、「×」評価の、ガラス化元素のシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）は、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、適していないと考えられた。また、「×」評価の、鉛フリーガラスとして、鉛（Ｐｂ）に替わって用いられるビスマス（Ｂｉ）と錫（Ｓｎ）も、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、適していないと考えられた。Ｐｂ-Ｂ-Ｓｉ-Ｏのガラス系をなすガラス組成物を有するアルミニウム電極配線を太陽電池セルに適用した場合に比べ、Ｂｉ-Ｂ-Ｓｉ-Ｏのガラス系をなすガラス組成物を有するアルミニウム電極配線を太陽電池セルに適用した場合の方が、変換効率が低くなる傾向があるが、これはガラス組成物を構成する元素の鉛（Ｐｂ）とビスマス（Ｂｉ）の仕事関数の差によるものと考えられた。また、「△」評価の亜鉛（Ｚｎ）と、「×」評価の鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）も、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、適していないと考えられた。
【００２１】
表１の仕事関数評価から、アルミニウム電極配線のガラス組成物のガラス主成分元素としては、鉛（Ｐｂ）に替えて、「○」評価のバナジウム（Ｖ）を用いることが望ましいと考えられた。ガラス組成物は、アルミニウム電極配線中のアルミニウム粒子を基板に接着させるので、焼成時に軟化流動する必要がある。焼成時に容易に軟化流動させるためには、軟化点ができるだけ低いことが望ましく、軟化点を下げられるガラス化（ガラス組成物にすること）は有効な手段である。
【００２２】
バナジウム（Ｖ）を（ガラス）主成分に含む酸化物（ガラス組成物）をガラス化するために、ガラス組成物に添加するアルカリ土類金属としては、イオン半径の大きいバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）が有効であり、特に、バリウム（Ｂａ）はイオン半径が大きくガラス化に有効である。なお、イオン半径が小さいアルカリ土類金属ほど、ガラスになりにくいため、予め表１からマグネシウム（Ｍｇ）を除いている。すなわち、ガラス組成物に添加するアルカリ土類金属としては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）の元素の内、少なくともバリウムを含む１種以上の元素とすることが好ましい。
【００２３】
同様に、バナジウム（Ｖ）を（ガラス）主成分に含む酸化物（ガラス組成物）をガラス化するために、ガラス組成物に添加するアルカリ金属としては、イオン半径の大きいセシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）が有効である。なお、イオン半径が小さいアルカリ金属ほど、ガラスになりにくいため、予め表１からリチウム（Ｌｉ）を除いている。すなわち、ガラス組成物に添加するアルカリ金属としては、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）の元素の内、少なくとも１種以上の元素とすることが好ましい。ただ、ガラス化と仕事関数を配慮すると、イオン半径が大きく、仕事関数が小さいセシウム（Ｃｓ）が有効であるが、ガラス原料の炭酸セシウム(Ｃｓ２ＣＯ３)は高価である。ガラス化と仕事関数だけでなく、その価格まで配慮すると、最も有効なアルカリ金属はカリウム（Ｋ）であると考えられる。
【００２４】
これらのように、バナジウム（Ｖ）を（ガラス）主成分に含む酸化物（ガラス組成物）に対して、イオン半径の大きいアルカリ土類金属と、イオン半径の大きいアルカリ金属を添加することで、容易にガラス化させることができる。このため、バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、通常使われるアルミニウム（Ａｌ）より仕事関数の大きなガラス化元素を含まなくともガラス化することができ、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素のみでガラス組成物を構成できる。これにより、アルミニウム電極配線の見かけの仕事関数を下げられ、詳細は後記するが、電子部品の性能、特に、太陽電池セルの変換効率を向上できる。
【００２５】
バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、バナジウム（Ｖ）の元素が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）として含まれているとした場合に（いわゆる酸化物換算で）、五酸化バナジウムを４０〜７０重量％含み、アルカリ土類金属の元素Ｒｎが化学式ＲｎＯで表される酸化物として含まれているとした場合に（いわゆる酸化物換算で）、化学式ＲｎＯで表される酸化物を２０〜４０重量％含み、アルカリ金属の元素Ｒが化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物として含まれているとした場合に（いわゆる酸化物換算で）、化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物を１０〜２０重量％含むことが、好ましい。
【００２６】
酸化物換算の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）が４０重量％未満であると、アルミニウム電極配線としての（アルミニウム粒子に対する）耐水性、耐湿性等の化学的安定性を向上しにくく、さらに、アルミニウム電極配線の焼成温度が高くなり過ぎてしまう。一方、酸化物換算の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）が７０重量％を超えると、ガラス組成物自体の耐水性、耐湿性等の化学的安定性が低下し、取り扱いしにくいガラス組成物となってしまう。さらに、電子部品の高性能化、特に、太陽電池セルの変換効率向上の効果が得られない。
【００２７】
また、酸化物換算の化学式ＲｎＯで表される酸化物が２０重量％未満であると、ガラス組成物はガラス化しにくく、一方、４０重量％を超えると、アルミニウム電極配線の焼成温度が高くなり過ぎてしまう。
【００２８】
また、酸化物換算の化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物が１０重量％未満であると、ガラス組成物は良好な軟化流動性が得られにくく、一方、２０重量％を超えると、ガラス組成物自体の耐水性、耐湿性等の化学的安定性が低下してしまう。
【００２９】
バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、アルミニウム電極配線の焼成の際に、内部に微結晶が析出する。ガラス組成物は、電極焼成時の加熱過程おいて結晶化し、電極焼成時には良好な軟化流動性を示す。この結晶化では、ガラス組成物のガラス相内に分散するように結晶相（微結晶）が形成される。結晶相（微結晶）の粒径は１０〜６０ｎｍ程度であるので、顕著なものではない。ただ、この結晶化の程度によって、低温領域でのガラス組成物の軟化流動性に影響を与えることができる。また、太陽電池セルでは、この結晶化に程度によって、アルミニウム電極配線（アルミニウム粒子）からシリコン（Ｓｉ）基板へのＡｌ拡散量を増減させる制御をすることができる。その結晶化の温度は、５００℃以下が好ましく、さらに４００℃以下が一層好ましい。結晶化が５００℃を超える高温になってから起こる場合は、軟化流動する温度も高温化するので、電極の焼成の低温化は妨げられてしまう。
【００３０】
また、ガラス組成物の軟化流動する温度は、７００℃以下が好ましく、さらに６００℃以下が一層好ましい。ガラス組成物の軟化流動する温度が７００℃以下であれば、太陽電池セル等のアルミニウム電極配線だけでなく、様々な電子部品のアルミニウム電極配線として広くかつ有効に展開できる。一方、７００℃を超える高温での軟化流動は、適用できる電子部品が限定されてしまう。たとえば、太陽電池セルでのアルミニウム電極配線の形成には、７００℃を超える高温での軟化流動では、焼成不十分になりやすく適用が難しい。通常、太陽電池セルでのアルミニウム電極配線は、約８００℃で焼成されるが、ピーク温度の約８００℃での焼成時間は短いため、昇温過程の少なくとも７００℃以下から良好な軟化流動性を有するガラス組成物でないと、十分な焼成は行われない。
【００３１】
なお、表１の仕事関数評価によれば、鉛（Ｐｂ）とアンチモン（Ｓｂ）は、「○」評価であり、この評価から判断すれば、ガラス組成物に用いることが可能な元素である。特に、鉛（Ｐｂ）は、環境負荷への影響を配慮すると、ガラス主成分元素としてではなく、より少量の添加物として用いることができる。もちろん、鉛（Ｐｂ）をガラス組成物に用いなくてもよいのである。
【００３２】
バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、粉末とされ、この粉末と、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数のアルミニウム粒子とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散して、アルミニウム電極配線用の導電性ペーストとなる。この導電性ペーストを、基板にスクリーン印刷法等で塗布し、乾燥、焼成して、アルミニウム電極配線が形成される。焼成されたアルミニウム電極配線は、焼結した複数のアルミニウム粒子と、焼成の際に軟化流動しこれらのアルミニウム粒子を基板に固定するガラス組成物とを有している。アルミニウム電極配線が形成された基板は、太陽電池セルやディスプレイパネル等の電子部品に組み立てられる。電子部品の基板は、ｐ型半導体を有し、このｐ型半導体にアルミニウム電極配線が形成される。アルミニウム電極配線の見かけの仕事関数は低くなっているので、アルミニウム電極配線は、ｐ型半導体に対してオーミックコンタクトを取ることができる。そして、基板がｐｎ接合を有する太陽電池セル等の電子部品にあっては、ｐｎ接合のｐ型半導体側にアルミニウム電極配線が形成されることになる。
【００３３】
導電性ペーストにおいて、ガラス組成物の粉末は、アルミニウム粒子の１００重量部に対して、０．２〜２０重量部の割合で含まれていることが好ましい。さらに、ガラス組成物の粉末は、アルミニウム粒子の１００重量部に対して、０．２〜２重量部の割合で含まれていることが一層好ましい。ガラス組成物の粉末が０．２重量部未満であると、アルミニウム電極配線が基板に対して良好に密着できず、しかも、アルミニウム電極配線の電気抵抗は高くなる。一方、ガラス組成物の粉末が２０重量部を超えると、アルミニウム電極配線の電気抵抗が高くなる。しかも、ガラス組成物の粉末が２０重量部を超えると、アルミニウム電極配線と基板の相互間に生じる応力が大きくなりやすく、基板が薄いなど基板の強度が確保できない場合には、基板が破損してしまう恐れがある。
【００３４】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。また、本発明は、ここで取り上げた複数の実施形態の個々に限定されることはなく、適宜組み合わせてもよい。
【００３５】
（第１の実施形態）
［ガラス組成物の軟化流動に関する検討］
第１の実施形態では、ガラス組成物のガラス系に対する軟化流動に関して検討した。
【００３６】
表２に示すように、第１の実施形態では、実施例１〜５と比較例１〜８の計１３種類のガラス組成物を作製し、それぞれのガラス組成物を使って軟化流動試験を行い、軟化流動性を評価している。さらに、それぞれのガラス組成物を使って導電性ペーストを作製し、それらそれぞれの導電性ペーストを使って電極配線を作製し、太陽電池セルを完成させ、変換効率を測定・評価している。ガラス組成物の作製に当っては、実施例１〜５と比較例１〜８毎に、ガラス系の組成を変えて製造している。
【表２】
【００３７】
（１−１、ガラス組成物の作製）
表２の実施例１〜５と比較例１〜８に示すガラス系の組成を有するガラス組成物（酸化物）を作製した。実施例１〜４と比較例２〜８のガラス系の組成には、RoHS指令の禁止物質である鉛（Ｐｂ）を含ませていない。実施例５には、主成分としてではなく添加物として鉛（Ｐｂ）を含ませている。比較例１には、主成分として鉛（Ｐｂ）を含ませている。
【００３８】
実施例１〜５のガラス系の組成の主成分は、バナジウム（Ｖ）にし、ガラス主成分酸化物は、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）にしている。さらに、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加している。
【００３９】
実施例１では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）を加えている。
実施例２では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）とストロンチウム（Ｓｒ）を加え、さらに、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）とカリウム（Ｋ）を加えている。
実施例３では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）とカルシウム（Ｃａ）を加え、さらに、アルカリ金属のルビジウム（Ｒｂ）とカリウム（Ｋ）を加えている。
実施例４では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）を加え、さらに、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）とナトリウム（Ｎａ）を加え、さらに、アンチモン（Ｓｂ）を加えている。
実施例５では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）を加え、さらに、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）を加え、さらに、鉛（Ｐｂ）を加えている。
【００４０】
このように、実施例１〜５のガラス組成物は、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物のみから構成されている。実施例１〜５のガラス組成物は、通常のガラスとは異なり、ガラス化元素であるシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）の酸化物を含まない。シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）の元素の仕事関数は、表１で示した通り、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が非常に大きい。
【００４１】
比較例１では、ガラス主成分酸化物を酸化鉛（ＰｂＯ）とし、主成分の鉛（Ｐｂ）に対して、添加物として、ガラス化元素のボロン（Ｂ）とシリコン（Ｓｉ）を加え、さらに、アルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を加えている。
比較例２では、ガラス主成分酸化物を酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）とし、主成分のビスマス（Ｂｉ）に対して、添加物として、ガラス化元素のボロン（Ｂ）とシリコン（Ｓｉ）を加え、さらに、亜鉛（Ｚｎ）と、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、アルカリ金属のカリウム（Ｋ）を加えている。
比較例３では、ガラス主成分酸化物を酸化錫（ＳｎＯ）とし、主成分の錫（Ｓｎ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）を加え、さらに、亜鉛（Ｚｎ）を加えている。
比較例４では、ガラス主成分酸化物を五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とし、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）を加え、さらに、鉄（Ｆｅ）と、アルカリ金属のカリウム（Ｋ）を加えている。
比較例５では、ガラス主成分酸化物を五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とし、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）を加え、さらに、タングステン（Ｗ）と、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）を加えている。
比較例６では、ガラス主成分酸化物を酸化テルル（ＴｅＯ２）とし、主成分でありガラス化元素でもあるテルル（Ｔｅ）と主成分であるバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、亜鉛（Ｚｎ）を加えている。
比較例７では、ガラス主成分酸化物を五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とし、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）とテルル（Ｔｅ）を加え、さらに、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、タングステン（Ｗ）と、鉄（Ｆｅ）を加えている。
比較例８では、ガラス主成分酸化物を酸化亜鉛（ＺｎＯ）とし、主成分の亜鉛（Ｚｎ）と主成分であるバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のボロン（Ｂ）を加えている。
【００４２】
このように、比較例１〜８のガラス組成物には、アルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物が含まれている。また、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が非常に大きいガラス化元素であるシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）の酸化物も含まれている。
【００４３】
そして、ガラス組成物の作製は、具体的に以下の手順で行った。
【００４４】
まず、実施例１〜５と比較例１〜８毎に、ガラス系の組成が所定の組成になるように、粉末状の原料化合物を配合し混合した。
【００４５】
なお、バナジウム（Ｖ）の原料化合物としては、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を用いた。鉛（Ｐｂ）の原料化合物としては、酸化鉛（ＰｂＯ）を用いた。ビスマス（Ｂｉ）の原料化合物としては、三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を用いた。錫（Ｓｎ）の原料化合物としては、酸化錫（ＳｎＯ）を用いた。シリコン（Ｓｉ）の原料化合物としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いた。ホウ素（Ｂ）の原料化合物としては、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を用いた。リン（Ｐ）の原料化合物としては、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を用いた。テルル（Ｔｅ）の原料化合物としては、二酸化テルル（ＴｅＯ２）を用いた。バリウム（Ｂａ）の原料化合物としては、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）を用いた。ストロンチウム（Ｓｒ）の原料化合物としては、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）を用いた。カルシウム（Ｃａ）の原料化合物としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を用いた。セシウム（Ｃｓ）の原料化合物としては、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を用いた。ルビジウム（Ｒｂ）の原料化合物としては、炭酸ルビジウム（Ｒｂ２ＣＯ３）を用いた。カリウム（Ｋ）の原料化合物としては、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を用いた。ナトリウム（Ｎａ）の原料化合物としては、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）を用いた。亜鉛（Ｚｎ）の原料化合物としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた。鉄（Ｆｅ）の原料化合物としては、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を用いたが、酸化鉄（ＦｅＯ）や四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）などを用いてもよい。タングステン（Ｗ）の原料化合物としては、三酸化タングステン（ＷＯ３）を用いた。
アンチモン（Ｓｂ）の原料化合物としては、三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）を用いたが、四酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ４）を用いてもよい。
【００４６】
次に、混合した粉末を白金ルツボに入れ、電気炉を用いて加熱し溶融させた。加熱条件としては、５〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１０００〜１１００℃まで加熱し、その１０００〜１１００℃の加熱温度で２時間保持した。この保持中には、均一なガラス組成物とするために、溶融物が均一になるように攪拌した。
【００４７】
次に、白金ルツボを高温のまま電気炉から取り出し、予め２００〜３００℃に加熱しておいたステンレス板上に溶融物を流し込んだ。溶融物は、急冷されガラス化し、バルク状のガラス組成物となって固形化した。そのバルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、粒径５μｍ以下のガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を作製した。このガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を押し固めて、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱形でガラス組成物の成形体を作製した。
【００４８】
（１−２、ガラス組成物の軟化流動試験）
実施例１〜５と比較例１〜８のそれぞれで作製したガラス組成物の成形体の軟化流動試験を行った。軟化流動試験では、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板上で、ガラス組成物の成形体を加熱することによって軟化流動させ、その軟化性と流動性の程度によって軟化流動性を評価した。加熱条件としては、加熱温度を５００℃、６００℃、７００℃、８００℃の４通りに変えて試験した。加熱では、それぞれの加熱温度に保持した電気炉に、ガラス組成物の成形体を１分間入れ、取り出した。取り出したガラス組成物の成形体を目視で観察し、軟化流動性を評価した。評価基準としては、良好な流動性が得られた場合（軟化性・流動性共に良好）には「○」とし、良好な流動性は得られなかったが、軟化していた場合（軟化性良好、流動性不良）には「△」とし、軟化していない場合（軟化性・流動性共に不良）には「×」とする基準を用いた。
【００４９】
表２に示すように、軟化流動試験の結果は、実施例１〜５と比較例１〜８のどのガラス組成物においても、加熱温度が７００℃と８００℃の軟化性と流動性は良好であり、「○」の評価であった。
加熱温度が６００℃では、実施例１〜３、実施例５、比較例１〜３、比較例５〜８のガラス組成物において、軟化性と流動性は良好であり、「○」の評価であった。加熱温度が６００℃では、実施例４、比較例４のガラス組成物において、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であった。
加熱温度が５００℃では、比較例６、比較例７のガラス組成物において、軟化性と流動性は良好であり、「○」の評価であった。加熱温度が５００℃では、実施例１〜５、比較例１〜３、比較例５のガラス組成物において、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であった。加熱温度が５００℃では、比較例４、比較例８のガラス組成物において、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であった。
前記より、表２に示す実施例１〜５のガラス組成物では、表１に示すガラス化元素、シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）バナジウム（Ｖ）を含んでいないのにも関わらず、ガラス化元素を含んだ比較例１〜８と同程度の軟化流動性を確保することができた。これは、実施例１〜５のガラス組成物にアルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したことで、ガラス化が促進され、軟化点が低下したためと考えられる。軟化点が低下したので、実施例１〜５では、７００℃以上で良好な軟化流動性が得られ、実施例１〜３と実施例５では、６００℃以上で良好な軟化流動性が得られた。
【００５０】
（１−３、導電性ペーストの作製）
導電性ペーストは、実施例１〜５と比較例１〜８のそれぞれで作製したガラス組成物毎に作製した。バルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、粒径５μｍ以下のガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を作製した。ガラス組成物の粉末の平均粒径（D50）は、略２μｍであった。
【００５１】
導電性ペーストに含有させる金属粒子として、平均粒径（D50）略４μｍのアルミニウム粒子を用意した。まず、アルミニウムを溶融し、水アトマイズ法にて球状のアルミニウム粒子を作製した。このアルミニウム粒子から、粒径０．５μｍ未満の粒子を篩いによって除去し、粒径８μｍ以上の粒子を篩いによって除去して、残ったアルミニウム粒子を導電性ペーストに用いた。導電性ペーストに用いたアルミニウム粒子は、平均粒径（D50）が略４μｍであり、粒径が０．５μｍ以上８μｍ未満の範囲内に約９５％以上の体積分率を有していた。
【００５２】
実施例１〜５と比較例１〜８毎に、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末を混合し、さらに、この混合物にバインダ樹脂と溶剤とを添加・混合し、混錬した。バインダ樹脂は溶剤に溶け、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末とが分散し、導電性ペーストが完成した。なお、バインダ樹脂にはエチルセルロースを用い、溶剤にはブチルカルビトールアセテートを用いた。
【００５３】
なお、実施例１〜５と比較例３〜８では、アルミニウム粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、２重量部混合した。比較例１と比較例２では、アルミニウム粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、４重量部混合した。このようにした理由は、比較例１と比較例２のガラス組成物（酸化物）の比重は、他の例のガラス組成物（酸化物）の比重より約２倍大きく、導電性ペーストにおけるガラス組成物（酸化物）の体積比を、実施例１〜５と比較例１〜８の間で略同程度にするためである。また、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末からなる導電性ペーストの固形分の重量の、導電性ペーストの重量に対する重量比を、７０〜７５重量％とした。
【００５４】
（１−４、太陽電池セルの作製）
太陽電池セルは、実施例１〜５と比較例１〜８のそれぞれで作製したガラス組成物毎、すなわち、導電性ペースト毎に作製した。
【００５５】
図１Ａに、本発明の第１の実施形態で作製した太陽電池セル（電子部品）１０の平面図を示し、図１Ｂに、その底面図を示し、図１Ｃに、図１ＡのＡ−Ａ′方向の矢視断面図を示している。第１の実施形態では、本願発明を適用可能な電子部品として、太陽電池セル１０を例に挙げ説明する。
【００５６】
図１Ｂと図１Ｃに示す太陽電池セル（電子部品）１０の裏面電極（アルミニウム電極配線）５に、本願発明の電子部品のアルミニウム電極配線を適用している。また、ｐ型のシリコン基板からなる半導体基板（基板）１の裏面上に裏面電極（アルミニウム電極配線）５が形成されている。
【００５７】
半導体基板１には、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板などが使用される。この半導体基板１は、ホウ素（Ｂ）等を含有しｐ型半導体となっている。図１Ａに示される半導体基板１の受光面側には、太陽光の反射を抑制するために、エッチング等により凹凸（図示省略）が形成されている。また、図１Ｃに示すように、半導体基板１の受光面側には、リン（Ｐ）等がドーピングされ、サブミクロンオーダの厚みでｎ型半導体の拡散層２が形成されている。この拡散層２のｎ型半導体と、半導体基板１のｐ型半導体とにより、ｐｎ接合部が形成されている。このｐｎ接合部では、太陽光が吸収されて生成した電子・正孔対が、電子と正孔に分離し、電圧が発生することになる。半導体基板１の受光面の裏面側には、アルミニウムが高濃度にドーピングされ、サブミクロンオーダの厚みでｐ＋型半導体の合金層（Back Surface Field :BSF層）７が形成されている。合金層７が形成されることにより、半導体基板１内部で発生したキャリアが裏面で再結合するのを防止し、太陽電池セルの性能を向上させることができる。
【００５８】
図１Ａに示すように、半導体基板１の受光面上には、受光面電極配線４が設けられている。受光面電極配線４は、半導体基板１の受光面を縦断するように平行に配置された太い配線と、この太い配線に対してグリッド状（櫛歯状及び梯子状）に配置された細い配線とを有し、受光面の全面から集電可能になっている。また、半導体基板１の受光面上には、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜等の反射防止層３が、厚さ１００ｎｍ程度形成されている。受光面電極配線４は、ガラス粉末と銀粒子とを含む導電性ペーストを焼成して形成されている。
【００５９】
図１Ｂと図１Ｃに示すように、半導体基板１の受光面の裏面上には、裏面電極５と出力電極６が設けられている。裏面電極５は、半導体基板１の受光面の裏面の略全面を覆うように配置され、半導体基板１の受光面の裏面の略全面から集電可能になっている。出力電極６は、半導体基板１の受光面の裏面を縦断するように平行に配置され、裏面電極５から集電可能になっている。出力電極６は、酸化物の粉末と銀粒子とを含む導電性ペーストを焼成して形成されている。裏面電極５は、前記で実施例１〜５、比較例１〜８毎に作製したガラス組成物（酸化物）の粉末とアルミニウム粒子とを含む導電性ペーストを焼成して形成されている。
【００６０】
次に、太陽電池セル１０の製造方法について説明する。
【００６１】
半導体基板１として、ｐ型のシリコン基板を用意した。このシリコン基板のサイズは、１２５ｍｍ角で、厚み２００μｍとした。次に、図示は省略したが、光入射効率を向上させるため１％苛性ソーダ（水酸化ナトリウム：ＮａＯＨ）と１０％イソプロピルアルコール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）の強アルカリ性の水溶液を用い、半導体基板１の受光面側をエッチングして凹凸を形成した。
【００６２】
半導体基板１の受光面側に、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を含む液を塗布し、９００℃で３０分間処理することで、五酸化リンから半導体基板１へリン（Ｐ）を拡散させ、受光面側にｎ型半導体の拡散層２を形成した。五酸化リンを除去した後、拡散層２上に、窒化シリコン膜の反射防止層３を一様な厚さに形成した。この窒化シリコン膜は、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）の混合ガスを原料とするプラズマＣＶＤ法等により形成することができる。
【００６３】
次に、受光面電極配線４を形成するために、反射防止層３上に、受光面電極配線４の配置されるグリッド状に、酸化物の粉末と銀粒子とを含む市販の導電性ペースト（銀ペースト）をスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃に加熱して３０分間乾燥させた。銀ペーストの酸化物の粉末には、Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏのガラス系のガラス組成物の粉末を用いた。
【００６４】
半導体基板１の受光面の裏面側には、出力電極６用に、図１Ｂに示すパターンになるように、前記と同じ銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、また、裏面電極５用に、図１Ｂに示すパターンになるように、前記で実施例１〜５、比較例１〜８毎に作製したガラス組成物（酸化物）の粉末とアルミニウム粒子とを含む導電性ペースト（アルミニウムペースト）をスクリーン印刷法により塗布した。そして、出力電極６と裏面電極５を、１５０℃で３０分間加熱して乾燥させた。なお、銀ペーストとアルミニウムペーストの塗布では、受光面側と裏面側のどちらを先に塗布し乾燥させてもかまわない。
【００６５】
次に、赤外線急速加熱炉を用いて、導電性ペースト（銀ペーストとアルミニウムペースト）を、半導体基板１ごと、大気中で８００℃まで急速に加熱し、２０秒間保持する焼成を行うことで、受光面電極配線４と出力電極６と裏面電極５を同時に形成し、太陽電池セル１０を完成させた。なお、この焼成により、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のバインダ樹脂と溶剤は、揮発、燃焼して、裏面電極５（アルミニウムペースト）中から除かれる。また、この焼成により、裏面電極５（アルミニウムペースト）中の複数のアルミニウム粒子は、焼結して一体化し、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のガラス組成物の粉末は、軟化流動して、アルミニウム粒子と半導体基板１に密着し、アルミニウム粒子と半導体基板１とを接着させる。
【００６６】
また、この焼成により、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のガラス組成物の粉末は、結晶化し、ガラス組成物のガラス相中に、微結晶からなる結晶相を分散・発生させる。この微結晶の発生状態により、後記する合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が左右される。微結晶の発生頻度が高すぎると合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が低くなりすぎ、太陽電池セル１０の変換効率を低下させてしまう。微結晶の発生頻度が低すぎたり発生しなかったりすると合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が高くなりすぎ、太陽電池セル１０の変換効率を低下させてしまう。微結晶の発生頻度が適当であると合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が適当になり、太陽電池セル１０の変換効率を高めることができる。
【００６７】
また、この焼成により、半導体基板１の裏面側では、裏面電極５の下部の半導体基板１に、アルミニウムペースト由来の裏面電極５のアルミニウム粒子からアルミニウムが高濃度に拡散し、ｐ＋型半導体の合金層７が形成されている。この合金層７の形成により、前記したように太陽電池セル１０の変換効率が高められるだけでなく、半導体基板１に裏面電極５をオーミック接続させることができる。
【００６８】
また、この焼成により、半導体基板１の受光面側では、受光面電極配線４に含まれる酸化物（ガラス組成物）と反射防止層３とが反応して、図１Ｃに示すように、受光面電極配線４が反射防止層３を貫通して拡散層２に達し、受光面電極配線４と拡散層２とがオーミック接続されている。
【００６９】
（１−５、太陽電池セルの評価）
実施例１〜５と比較例１〜８のガラス組成物毎に作製した太陽電池セル１０の変換効率の測定を行った。測定では、ソーラーシュミレータを用いた。測定結果の変換効率を、表３に示す。
【００７０】
実施例１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．６％であった。
実施例２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．８％であった。
実施例３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．７％であった。
実施例４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．２％であった。
実施例５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．４％であった。
比較例１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．９％であった。
比較例２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．３％であった。
比較例３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．６％であった。
比較例４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．９％であった。
比較例５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．８％であった。
比較例６のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．４％であった。
比較例７のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．６％であった。
比較例８のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．３％であった。
【表３】
【００７１】
一見して、実施例１〜５では、太陽電池セル１０の変換効率が１７％を上回ったのに対して、比較例１〜８の変換効率は１７％未満となり、実施例１〜５の方が、比較例１〜８より、変換効率が高くなる傾向が明らかに表れた。これは、裏面電極（アルミニウム電極配線）５のガラス組成物が、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物から構成され、不可避の元素以外にアルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物を、含んでいないためである。このため、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の見かけの仕事関数を下げることができ、半導体基板１に裏面電極５を、低抵抗にオーミック接続させることができたので、変換効率を高効率化できたと考えられる。
【００７２】
また、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のガラス組成物の粉末は、焼成の際に結晶化し、ガラス組成物のガラス相中に、微結晶からなる結晶相を分散・発生させる。この微結晶の発生状態によって、アルミニウム粒子から半導体基板１へのアルミニウムの拡散量が適正になり、合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が適正に設定され、太陽電池セル１０の変換効率が高められたと考えられる。
【００７３】
なお、実施例１〜５において、裏面電極（アルミニウム電極配線）５のガラス組成物を、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物で構成できたのは、従来、ガラス化元素として用いられていた表１に示すようなシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）を用いず、替わりに、アルカリ土類金属及びアルカリ金属を用いたからである。特に、実施例１〜３では、バナジウム（Ｖ）の主成分元素の他は、アルカリ土類金属及びアルカリ金属だけの酸化物であり、これらの実施例１〜３において、１７．６％以上の高い変換効率が得られた。なお、実施例４と実施例５に示すように、アルカリ土類金属及びアルカリ金属だけでなく、これらの元素の他に、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素のアンチモン（Ｓｂ）や鉛（Ｐｂ）を含有させても、高い変換効率が得られることがわかった。
【００７４】
以上のことから、本発明の電子部品のアルミニウム電極配線は、太陽電池セル１０の裏面電極５（ｐ型半導体用の電極（ｐ型電極））として適用できることが確認された。裏面電極５は、ｐ型半導体にオーミック接続するアルミニウム電極配線であり、太陽電池セル１０以外の、電子部品のｐ型半導体にオーミック接続する電極配線にも適用できると考えられる。もちろん、本発明の電子部品のアルミニウム電極配線（裏面電極５）は、ｐ型半導体に対する接触抵抗だけでなく、比抵抗も低くなっていると考えられることから、単に、電極間を接続する電極配線として用いることもできる。
【００７５】
また、比較例９として、ガラス組成物の粉末の替りに、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の結晶の粉末を用いて、他の条件は実施例１等と同じに、アルミニウム電極配線用の導電性ペーストを作製した。そして、この導電性ペーストを用いて、他の条件は実施例１等と同じに、太陽電池セルを作製し、変換効率を測定した。比較例９の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の結晶粉末を用いた太陽電池セル１０の変換効率は、１５．１％であった。この比較例９の変換効率１５．１％は、表３に示された実施例１〜５と比較例１〜８のどの変換効率よりも低かった。このことより、導電性ペーストの酸化物（ガラス組成物）としては、結晶よりガラスの方が有効であることが分かった。これは、実施例１〜５の酸化物（ガラス組成物）のガラス相中に、微結晶からなる結晶相を分散・発生している状態とは異なり、酸化物（ガラス組成物）が全て結晶になっているので、アルミニウム粒子から半導体基板１へのアルミニウムの拡散が、抑制され、合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が低くなり、太陽電池セル１０の変換効率が低下したと考えられる。このことから、導電性ペースト（アルミニウム電極配線）の酸化物（ガラス組成物）のガラス化の有効性が明らかになった。そして、実施例１〜５と比較例１〜８の酸化物（ガラス組成物）比較から、実施例１〜５の酸化物（ガラス組成物）が、際立って有効であることがわかった。これは、酸化物（ガラス組成物）が、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物（ガラス組成物）から構成され、具体的には、バナジウム（Ｖ）、アルカリ土類金属及びアルカリ金属の酸化物（ガラス組成物）から構成したためであることが分かった。
【００７６】
（第２の実施形態）
［ガラス組成物を構成する酸化物の組成比に関する検討］
第２の実施形態では、ガラス組成物を構成する酸化物の組成比に関して検討した。
【００７７】
表４に示すように、第２の実施形態では、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６の計１６種類のガラス組成物を作製し、それぞれのガラス組成物を使って、結晶化開始温度の測定（示差熱分析（ＤＴＡ））と、軟化流動試験と、ガラス単体での耐水性試験を行っている。さらに、それぞれのガラス組成物を使って導電性ペーストを作製し、それらそれぞれの導電性ペーストを使ってアルミニウム電極配線を作製し、太陽電池セルを完成させ、その太陽電池セルを使って、変換効率の測定と、密着性試験と、電極配線の耐水性試験を行っている。ガラス組成物の作製に当っては、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎に、ガラス組成物を構成する酸化物の組成比を変えて製造している。
【表４】
【００７８】
（２−１、ガラス組成物の作製）
表４の実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６に示す組成を有するガラス組成物（酸化物）を作製した。主成分の酸化物はバナジウム（Ｖ）を含む五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とした。また、ガラス組成物（酸化物）には、アルカリ土類酸化物と、アルカリ金属酸化物とを含有させた。アルカリ土類酸化物としては、カルシウム（Ｃａ）を含む酸化カルシウム（ＣａＯ）と、ストロンチウム（Ｓｒ）を含む酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）と、バリウム（Ｂａ）を含む酸化バリウム（ＢａＯ）を含有させた。アルカリ金属酸化物としては、ナトリウム（Ｎａ）を含む酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、カリウム（Ｋ）を含む酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、ルビジウム（Ｒｂ）を含む酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）、セシウム（Ｃｓ）を含む酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）を含有させた。なお、表４中の組成の重量％の値は、原料化合物中に含まれる正味のバナジウム（Ｖ）、アルカリ土類金属、アルカリ金属の元素３種の重量から前記３種の酸化物の重量をいわゆる酸化物換算で算出し、その３種の換算値（３種の酸化物の重量）の比から重量％を算出している。
【００７９】
実施例Ｇ−０１では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）８０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）１５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０２では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）７５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０３では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）７５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）１５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０４では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）７０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０５では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）６５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％とした。
実施例Ｇ−０６では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）６０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）４０重量％とした。
実施例Ｇ−０７では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）６０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）３０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）１重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）７重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）２重量％とした。
実施例Ｇ−０８では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）４５重量％とした。
実施例Ｇ−０９では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）３５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％とした。
実施例Ｇ−１０では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化カルシウム（ＣａＯ）５重量％と酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）５重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）２０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）２重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）３重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１１では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）３５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１２では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１３では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）４５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）１０重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）３重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）７重量％とした。
実施例Ｇ−１４では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）４０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）５重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）３５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）２重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）８重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１５では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）３５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化カルシウム（ＣａＯ）５重量％と酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）１０重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）３０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）４重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）６重量％とした。
実施例Ｇ−１６では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）３０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化カルシウム（ＣａＯ）１０重量％と酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）１０重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）５重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
【００８０】
そして、ガラス組成物の作製は、具体的に以下の手順で行った。
【００８１】
まず、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎に、ガラス系の組成が所定の組成になるように、粉末状の原料化合物を配合し混合した。原料化合物としては、第１の実施形態と対応する元素について同じ原料化合物を用いた。
【００８２】
次に、混合した粉末３００ｇを白金ルツボに入れ、電気炉を用いて加熱し溶融させた。加熱条件としては、５〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００〜１２００℃まで加熱し、その１１００〜１２００℃の加熱温度で２時間保持した。この保持中には、均一なガラス組成物とするために、溶融物が均一になるように攪拌した。
【００８３】
次に、白金ルツボを高温のまま電気炉から取り出し、予め１５０〜２００℃に加熱しておいたステンレス厚板上に溶融物を流し込んだ。溶融物は、急冷されガラス化し、バルク状のガラス組成物となって固形化した。そのバルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、分級することによって、平均粒径（D50）１〜２μｍのガラス組成物の粉末を得た。
【００８４】
（２−２、ガラス組成物の結晶化開始温度の測定）
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物の特性温度の測定を行い、結晶化開始温度を求めた。特性温度の測定では、示差熱分析（ＤＴＡ）装置（真空理工株式会社製、型式：ＤＴ−１５００）を用いた。標準試料としてα-アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用い、標準試料と供試材（実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎のガラス組成物の粉末）の質量を、それぞれ１ｇとした。測定では、大気雰囲気中で標準試料と供試材を昇温し、昇温速度を５℃／ｍｉｎとした。特性温度の測定（ＤＴＡ測定）から、ＤＴＡカーブが得られ、ＤＴＡカーブでは、発熱ピークが測定された。この発熱ピークの開始温度（接線法による、発熱ピークによる上昇開始前のＤＴＡカーブの接線と、発熱ピークの前半において上昇するＤＴＡカーブの接線とが交わるときの温度）を、ガラス組成物の結晶化開始温度と定義し求めた。
【００８５】
表５に、求めたガラス組成物の結晶化開始温度が属する温度領域を示した。温度が結晶化開始温度以上になると、ガラス組成物中に結晶相（微結晶）が生じる。この結晶相は、合金層７（図１Ｃ参照）のｐ＋型半導体の不純物濃度を調整するのに必須であり、結晶相をこの不純物拡散が起こる前に、確実に発生させるためには、結晶化開始温度はできるだけ低いほうがよいと考えられる。ただ、結晶化開始温度より高い温度で、結晶化が促進され、結晶相の体積が大きくなりすぎると、後記する軟化流動性を阻害するので、軟化流動性も合わせて評価する必要がある。
【表５】
【００８６】
結晶化開始温度が、３００℃〜４００℃の低温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９、実施例Ｇ−１０、実施例Ｇ−１２であった。これらの実施例は、結晶相を発生させやすい傾向にあるといえる。
結晶化開始温度が、４００℃〜５００℃の中低温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−１１、実施例Ｇ−１３、実施例Ｇ−１４であった。これらの実施例は、結晶相を発生させやすい傾向にあるといえる。
結晶化開始温度が、５００℃〜６００℃の中高温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−１６であった。これらの実施例は、結晶相を発生させにくい傾向にあるといえる。
結晶化開始温度が、６００℃〜の高温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５であった。これらの実施例は、結晶相を発生させにくい傾向にあるといえる。
【００８７】
（２−３、ガラス組成物の軟化流動試験）
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物の軟化流動試験を行った。ガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を押し固めて、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱形でガラス組成物の成形体を作製した。そして、ガラス組成物の軟化流動性を、第１の実施形態と同様な試験で評価した。軟化流動性は、ガラス組成物で、アルミニウム電極配線（導電性ペースト）中のアルミニウム粒子を基板に接着するのに必須の性質であり、ガラス組成物を十分に軟化流動させるためには、できるだけ低温で、軟化性と流動性が発現することが望ましい。
【００８８】
表５に示すように、軟化流動試験の結果は、後記のようになった。
実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−１２で、加熱温度が５００℃と６００℃と７００℃と８００℃の全てで、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、軟化流動性を発現させやすい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１１、実施例Ｇ−１３で、加熱温度が５００℃で、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であったが、加熱温度が６００℃と７００℃と８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、軟化流動性を発現させやすい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−１４で、加熱温度が５００℃で、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であったが、加熱温度が６００℃と７００℃と８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。この実施例は、軟化流動性を発現させやすい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−０１、実施例Ｇ−０２、実施例Ｇ−０３で、加熱温度が５００℃と６００℃で、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であったが、加熱温度が７００℃と８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、加熱温度が６００℃でも、良好な軟化流動性が見られず、軟化流動性を発現させにくい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６で、加熱温度が５００℃と６００℃で、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であったが、加熱温度が７００℃で、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であり、加熱温度が８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、加熱温度が６００℃でも、良好な軟化流動性が見られず、軟化流動性を発現させにくい傾向にあるといえる。
【００８９】
（２−４、ガラス組成物の耐水性試験）
ガラス組成物の耐水性試験は、加熱温度８００℃の軟化流動試験後の、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎のガラス組成物を、５０℃の純水に８時間浸漬させることで行った。この後、ガラス組成物を目視で観察し、その腐食状態から耐水性を判定した。判定基準としては、外観上ほとんど変化が認められない場合を、「○」の評価とし、変化が明らかに認められた場合を、「×」の評価とする基準を用いた。アルミニウム電極配線に用いられるガラス組成物であるので、高い耐水性が望まれる。
【００９０】
表５に示すように、ガラス組成物の耐水性試験の結果は、「○」の評価が、実施例Ｇ−０４〜Ｇ−１５で得られ、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３と実施例Ｇ−１６で、「×」の評価となった。
【００９１】
後記では、２−２のガラス組成物の結晶化開始温度の測定と、２−３のガラス組成物の軟化流動試験と、２−４のガラス組成物の耐水性試験の結果について、総合的に考察した。
【００９２】
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物では、表５に示すように、３００℃〜４００℃の低温領域で結晶化が開始することがわかったが、さらに、４００℃以下で顕著に結晶化が促進され、結晶相の体積が顕著に大きくなっていることがわかった。これは、ガラス化しにくく、結晶化しやすい性質を表している。これにより、ガラス組成物中のガラス相が相対的に減少し、軟化流動性が低下したと考えられる。６００℃以下で、良好な軟化流動性が得られなかったのは、その結晶相の増加の影響であると考えられる。また、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物で耐水性が低下したのも、結晶化によるものと考えられる。結晶化に伴い結晶粒界に金属が析出し、その金属が腐食・酸化したと考えられる。実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物が結晶化しやすい性質を持つ理由としては、表４に示すように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比が大きく、７５重量％以上になっていたためであると考えられる。逆に、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比に対して、ガラス化を促進させるアルカリ土類酸化物の組成比とアルカリ金属酸化物の組成比が、特に、酸化バリウム（ＢａＯ）の組成比が、少ないためであると考えられる。前記から、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比が、７５重量％未満になっていることが望ましいことがわかった。逆に、ガラス化を促進させるアルカリ土類酸化物の組成比とアルカリ金属酸化物の組成比の和が、２５重量％以上になっていることが望ましいことがわかった。
【００９３】
実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８のガラス組成物では、表５に示すように、５００℃を超える高温で結晶化を開始した。また、７００℃以下では良好な流動性が得られなかった。しかし、耐水性は良好であった。これらは、ガラス組成物中にアルカリ金属酸化物が含まれていないためであると考えられる。また、実施例Ｇ−０８の結晶化開始温度が、実施例Ｇ−０６より高くなっているのは、酸化バリウム（ＢａＯ）の組成比が大きくなっているためである。前記から、ガラス組成物には、アルカリ土類酸化物だけでなく、アルカリ金属酸化物も必須であることがわかった。また、結晶化開始温度を低下させるには、アルカリ土類酸化物、すなわち、酸化バリウム（ＢａＯ）の組成比を減少させればよく、例えば、４０重量％以下にすればよいことがわかった。
【００９４】
実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６のガラス組成物では、表５に示すように、５００℃を超える高温で結晶化を開始した。また、７００℃以下では良好な流動性が得られなかった。これらは、アルカリ土類酸化物の和の組成比が、４５重量％となり、大きすぎたためであると考えられた。耐水性に関しては、実施例Ｇ−１５は良好であったが、実施例Ｇ−１６は良好ではなかった。これは、実施例Ｇ−１６のアルカリ金属酸化物の和の組成比が、実施例Ｇ−１５では２０重量％であるところ、実施例Ｇ−１６では２５重量％となり、大きくなりすぎたためであると考えられた。前記から、アルカリ土類酸化物の和の組成比は、４５重量％未満にすればよいことがわかった。また、アルカリ金属酸化物の和の組成比は、２５重量％未満にすればよいことがわかった。
【００９５】
実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４のガラス組成物では、表５に示すように、５００℃以下の低温で結晶化を開始し、その結晶化が総体積的に顕著なものでないことから、６００℃以下でも良好な軟化流動性を有していた。特に、結晶化開始温度が４００℃以下の実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−１２のガラス組成物は、軟化流動性にも優れ、５００℃でも良好な軟化流動性を示す傾向があった。また、これらのガラス組成物の耐水性は、良好であった。前記から、表４の実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４に示すように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比は、４０重量％〜７０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ土類酸化物の和の組成比は、２０重量％〜４０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ金属酸化物の和の組成比は、１０重量％〜２０重量％にすればよいことがわかった。
【００９６】
（２−５、導電性ペーストの作製）
導電性ペーストは、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物毎に作製した。バルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、ガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を作製した。ガラス組成物の粉末の平均粒径（D50）は、１μｍ〜２μｍであった。導電性ペーストに含有させる金属粒子として、平均粒径（D50）略３μｍであり、カルシウム（Ｃａ）を少量含むアルミニウム（合金）粒子を用いた。導電性ペーストには、アルミニウム（合金）粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、１重量部混合した。第２の実施形態では、第１の実施形態に比べて、ガラス組成物の粉末の平均粒径（D50）を１μｍ〜２μｍに小さくしたことに伴い、アルミニウム（合金）粒子に対するガラス組成物（酸化物）の粉末の混合量を、１重量部に減らした。導電性ペーストの作製上の他の作製条件は、第１の実施形態と同じにした。
【００９７】
（２−６、太陽電池セルの作製）
太陽電池セルは、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物毎、すなわち、導電性ペースト毎に作製した。第２の実施形態では、半導体基板１にボロン（Ｂ）を含有した多結晶シリコン基板（ｐ形半導体基板）を用いた。その多結晶シリコン基板のサイズは、１５０ｍｍ角で、厚み２００μｍとした。そして、第１の実施形態の太陽電池セル１０の製造方法と同様の製造方法で太陽電池セルを作製した。
【００９８】
（２−７、太陽電池セルの評価）
表６に示すように、太陽電池セルの評価としては、変換効率の測定と、密着性試験と、太陽電池セルの耐水性試験を行った。まず、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のガラス組成物毎に作製した太陽電池セルの変換効率の測定を行った。測定では、ソーラーシュミレータを用いた。測定結果の変換効率を、表６に示す。
【表６】
【００９９】
実施例Ｇ−０１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．６％であった。
実施例Ｇ−０２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１４．９％であった。
実施例Ｇ−０３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．５％であった。
実施例Ｇ−０４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．１％であった。
実施例Ｇ−０５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．３％であった。
実施例Ｇ−０６のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．４％であった。
実施例Ｇ−０７のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．５％であった。
実施例Ｇ−０８のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．２％であった。
実施例Ｇ−０９のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．５％であった。
実施例Ｇ−１０のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．２％であった。
実施例Ｇ−１１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．６％であった。
実施例Ｇ−１２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．４％であった。
実施例Ｇ−１３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．５％であった。
実施例Ｇ−１４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．１％であった。
実施例Ｇ−１５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．８％であった。
実施例Ｇ−１６のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．５％であった。
【０１００】
次に、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６の太陽電池セル毎に、裏面電極（アルミニウム電極配線）５（図１Ｃ参照）の半導体基板１に対する接着（密着性）の強さを、ピール試験にて評価した。ピール試験では、市販のセロハンテープを、裏面電極（アルミニウム電極配線）５に貼り付けた後に引き剥がした。そして、剥がした後に裏面電極（アルミニウム電極配線）５を観察し評価した。評価基準としては、裏面電極（アルミニウム電極配線）５が剥離しなかったものを「○」とし、剥離したものを「×」とする基準を用いた。表６に示すように、ピール試験の結果は、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０５と実施例Ｇ−０７と実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４で「○」であり、実施例Ｇ−０６と実施例Ｇ−０８と実施例Ｇ−１５と実施例Ｇ−１６で「×」であった。
【０１０１】
次に、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６の太陽電池セル毎の裏面電極（アルミニウム電極配線）５（図１Ｃ参照）に対し、耐水性試験として、２−４のガラス組成物の耐水性試験と同様に、５０℃の純水に８時間浸漬させた。この後、裏面電極（アルミニウム電極配線）５を目視で観察し、その変色から耐水性を判定した。判定基準としては、外観上ほとんど変色が認められない場合を、「○」の評価とし、変色が認められた場合を、「×」の評価とする基準を用いた。なお、従来のアルミニウム電極配線は、５０℃の純水に８時間浸漬させると、アルミニウム（電極配線）の水酸化物の生成により、アルミニウム電極配線が、黒色に変色することが分かっている。表６に示すように、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の耐水性試験の結果は、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０５と実施例Ｇ−０７と実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４で「○」であり、実施例Ｇ−０６と実施例Ｇ−０８と実施例Ｇ−１５と実施例Ｇ−１６で「×」であった。
【０１０２】
太陽電池セルの評価として行った変換効率の測定より、実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４では、変換効率が１６％を上回り、それ以外の実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３、実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６の変換効率が１６％未満に留まったのに比べ、高い変換効率が得られることがわかった。さらに、実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４では、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の密着性試験と耐水性試験ともに良好であった。
【０１０３】
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３では、高い変換効率は得られなかったが、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の密着性試験と耐水性試験は良好であった。表５の実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３の耐水性試験結果に示すように、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物は、耐水性に乏しかったが、導電性ペーストの焼成時に、ガラス組成物がアルミニウム（合金）粒子と反応することによって、ガラス組成物としての耐水性もよくなり、裏面電極（アルミニウム電極配線）５としての耐水性もよくなったと考えられる。また、この反応により密着性も高められ良い結果が得られたと考えられるが、この反応が裏面電極（アルミニウム電極配線）５から半導体基板１へのアルミニウムの拡散を抑制してしまうため、変換効率が１６％に達せず低めであったと推測された。
【０１０４】
また、実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６では、変換効率が１６％に達せず、高い変換効率が得られず、密着性試験と耐水性試験も「×」の評価で、良好な評価は得られなかった。実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６は、表５に示す結晶化開始温度では高温になり、軟化流動性でも高温で軟化したように、軟化流動性が良好でないため、アルミニウム（合金）粒子の表面上を、ガラス組成物が覆えず、ガラス組成物でアルミニウム（合金）粒子同士を接着できず、アルミニウム（合金）粒子同士が十分に焼結されなかったためと考えられる。
【０１０５】
前記より、太陽電池セルの評価でも、ガラス組成物単独での評価と同様に、実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４で、良好な評価が得られることがわかった。これより、表４の実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４に示すように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比は、４０重量％〜７０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ土類酸化物の和の組成比は、２０重量％〜４０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ金属酸化物の和の組成比は、１０重量％〜２０重量％にすればよいことがわかった。さらに、表５より、５００℃以下で結晶化し、７００℃以下で良好な流動性を示すガラス組成物が好ましく、特に４００℃以下で結晶化し、６００℃以下で良好な流動性を示すガラス組成物（実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９、実施例Ｇ−１０、実施例Ｇ−１２）が有効であることがわかった。
【０１０６】
（第３の実施形態）
［導電性ペーストにおけるガラス組成物の含有量に関する検討］
第３の実施形態では、導電性ペーストにおけるガラス組成物の含有量に関して検討した。
【０１０７】
表７に示すように、第３の実施形態では、導電性ペーストにおけるガラス組成物の含有量を変えて、実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３の計１３種類の導電性ペーストを作製し、それぞれの導電性ペーストを使ってアルミニウム電極配線を作製し、アルミニウム電極配線を使って、密着性試験と、アルミニウム電極配線の耐水性試験と、比抵抗測定を行っている。
【表７】
【０１０８】
（３−１、ガラス組成物の作製）
実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３の導電性ペースト用のガラス組成物としては、表４の実施例Ｇ−１１のガラス組成物と同じ組成のガラス組成物を、第２の実施形態と同様の製造方法で作成した。また、粉砕して粉末化したガラス組成物の平均粒径(D50)は、略１μｍであった。
【０１０９】
（３−２、導電性ペーストの作製）
導電性ペーストに含有させる金属粒子として、平均粒径（D50）略３μｍであるアルミニウム粒子を用いた。導電性ペーストには、アルミニウム粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３毎に、０重量部から３０重量部まで変化させて混合した。また、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末からなる固形分の含有量が７５重量％前後になるように、バインダ樹脂であるエチルセルロースと、溶剤であるα‐テルピネオールを含有させた。導電性ペーストの作製上の他の作製条件は、第１の実施形態と同じにした。
【０１１０】
実施例Ｈ−０１の導電性ペーストの、アルミニウム粒子１００重量部に対する、ガラス組成物の（ガラス）含有量は、０（ゼロ）重量部であった。
同様に、実施例Ｈ−０２のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．１重量部であった。
実施例Ｈ−０３のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．２重量部であった。
実施例Ｈ−０４のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．３重量部であった。
実施例Ｈ−０５のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．５重量部であった。
実施例Ｈ−０６のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１．０重量部であった。
実施例Ｈ−０７のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１．５重量部であった。
実施例Ｈ−０８のガラス組成物の（ガラス）含有量は、２．０重量部であった。
実施例Ｈ−０９のガラス組成物の（ガラス）含有量は、５．０重量部であった。
実施例Ｈ−１０のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１０．０重量部であった。
実施例Ｈ−１１のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１５．０重量部であった。
実施例Ｈ−１２のガラス組成物の（ガラス）含有量は、２０．０重量部であった。
実施例Ｈ−１３のガラス組成物の（ガラス）含有量は、３０．０重量部であった。
【０１１１】
（３−３、アルミニウム電極配線の作製）
アルミニウム電極配線は、実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３のそれぞれで作製した導電性ペースト毎に作製した。第３の実施形態では、アルミニウム電極配線の基板として、２５ｍｍ角の多結晶シリコン（Ｓｉ）基板（厚み２００μｍ）と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板（厚み１．０ｍｍ）を用いた。導電性ペーストを、シリコン（Ｓｉ）基板と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板に、スクリーン印刷で塗布し、乾燥させた。乾燥後、赤外線急速加熱炉にて大気中で８００℃まで急速に加熱し、１０秒間保持する焼成を行うことで、アルミニウム電極配線を形成した。
【０１１２】
（３−４、アルミニウム電極配線の評価）
表７に示すように、アルミニウム電極配線の評価としては、シリコン（Ｓｉ）基板とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板に対するアルミニウム電極配線の密着性試験と、アルミニウム電極配線の耐水性試験と、アルミニウム電極配線の比抵抗測定を行った。密着性試験と耐水性試験は、第２の実施形態と同様に評価した。また、比抵抗測定では、室温にて四端子法によって、アルミニウム電極配線の電気抵抗を測定し、別途、測定したアルミニウム電極配線の膜厚を用いて比抵抗を算出した。
【０１１３】
表７に示すように、密着性試験の結果は、基板がシリコン（Ｓｉ）基板の場合、実施例Ｈ−０２〜Ｈ−１３で「○」の評価であり、実施例Ｈ−０１で「×」の評価であった。すなわち、ガラス含有量が、０．１重量部以上で、良好な密着性が得られた。なお、実施例Ｈ−０９〜Ｈ−１３で、基板のそりが大きくなり、特に、実施例Ｈ−１３では、そりが大きくなりすぎ、基板が破損する場合があった。
【０１１４】
また、密着性試験の結果で、基板がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板の場合は、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１３で「○」の評価であり、実施例Ｈ−０１と実施例Ｈ−０２で「×」の評価であった。すなわち、ガラス含有量が、０．２重量部以上で、良好な密着性が得られた。なお、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板の場合に、基板のそりが生じなかったのは、基板の厚さが、シリコン（Ｓｉ）基板より５倍厚かっただけでなく、熱膨張係数がアルミニウム電極配線とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板とでよく一致していたためと考えられる。
【０１１５】
表７に示すように、アルミニウム電極配線の耐水性試験の結果は、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１３で「○」の評価であり、実施例Ｈ−０１と実施例Ｈ−０２で「×」の評価であった。すなわち、ガラス含有量が、０．２重量部以上で、良好な耐水性が得られた。
【０１１６】
表７に示すように、アルミニウム電極配線の比抵抗測定の結果は、実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０９で比抵抗（Ωｃｍ）が１０−５オーダの低抵抗であり、実施例Ｈ−０３と実施例Ｈ−０４と実施例Ｈ−１０〜Ｈ−１２で１０−４オーダの低抵抗であったが、実施例Ｈ−０１と実施例Ｈ−０２と実施例Ｈ−１３で１０−２オーダの高抵抗であった。すなわち、ガラス含有量が、０．２重量部以上、かつ、２０．０重量部以下（実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１２）で、低い比抵抗（１０−４オーダ）が得られた。さらに、ガラス含有量が、０．５重量部以上、かつ、５．０重量部以下（実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０９）で、一層低い比抵抗（１０−５オーダ）が得られた。
【０１１７】
前記のことから、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板に関しては、密着性試験と耐水性試験と比抵抗測定を考慮すると、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１２で好ましく、具体的には、ガラス含有量は０．２重量部〜２０．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。さらに、好ましくは、比抵抗が１０−５オーダの低抵抗になる観点から、実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０９で、ガラス含有量は０．５重量部〜５．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。
【０１１８】
また、シリコン（Ｓｉ）基板に関しては、密着性試験と耐水性試験と比抵抗測定を考慮すると、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−０８で好ましく、具体的には、ガラス含有量は０．２重量部〜２．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。さらに、好ましくは、比抵抗が１０−５オーダの低抵抗になる観点から、実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０８で、ガラス含有量は０．５重量部〜２．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。
【０１１９】
（第４の実施形態）
［アルミニウム電極配線のプラズマディスプレイパネルのアドレス電極への適用に関する検討］
第４の実施形態では、アルミニウム電極配線のプラズマディスプレイパネルのアドレス電極への適用に関して検討した。
【０１２０】
図２に、本発明の第４の実施形態に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：電子部品）１１の断面図の一部を示す。第４の実施形態では、本願発明を適用可能な電子部品として、プラズマディスプレイパネル１１を例に挙げ説明する。プラズマディスプレイパネル１１のアドレス電極２１に、本願発明の電子部品のアルミニウム電極配線を適用いている。プラズマディスプレイパネル１１は、前面板１２と背面板１３とが１００〜１５０μｍの間隙をもって対向させて配置され、前面板１２と背面板１３の間隙は隔壁１４で維持されている。前面板１２と背面板１３との周縁部は封着材料１５で気密に封止され、前面板１２と背面板１３の間隙のパネル内部には希ガスが充填されている。
【０１２１】
前面板１２上には表示電極２０が形成されている。また、コントラストを向上するために、隣接するセル１６の表示電極２０間にブラックマトリックス（黒帯）２６が形成されることもある。表示電極２０とブラックマトリックス２６上に誘電体層２３が形成され、誘電体層２３上に放電から表示電極２０等を保護するための保護層２５（例えば、酸化マグネシウム（MgO）の蒸着膜）が形成されている。
【０１２２】
背面板（基板に相当）１３上にはアドレス電極（アルミニウム電極配線に相当）２１が形成されている。平面視において、アドレス電極２１は、表示電極２０に対して直交するように形成されている。アドレス電極２１上に誘電体層２４が形成され、誘電体層２４上にセル１６を構成するための隔壁１４が設けられている。隔壁１４は、ストライプ状あるいは格子（ボックス）状の構造体になっている。
【０１２３】
前面板１２と背面板１３の間の間隙において、隔壁１４により区切られた微小空間はセル１６となる。セル１６には蛍光体１７、１８、１９が充填されている。赤色蛍光体１７が充填されたセル１６と緑色蛍光体１８が充填されたセル１６と青色蛍光体１９が充填されたセル１６の３原色に対応する３個のセル１６で１画素が構成されている。各画素は、表示電極２０とアドレス電極２１に印加される信号に応じて種々の色を発光することができる。
【０１２４】
次に、プラズマディスプレイパネル１１の製造方法について説明する。
【０１２５】
（４−１、導電性ペーストの作製）
まず、アルミニウムと少量のシリコンを溶融し、水アトマイズ法にて球状のシリコンを少量含むアルミニウム（合金）粒子を形成した。導電性ペースト用の、このアルミニウム（合金）粒子の平均粒径（D50）は、略１μｍとした。
【０１２６】
また、導電性ペースト用のガラス組成物としては、表４の実施例Ｇ−１１のガラス組成物と同じ組成のガラス組成物を、第２の実施形態と同様の製造方法で作成した。また、粉砕して粉末化したガラス組成物の平均粒径(D50)は、１μｍ以下であった。
【０１２７】
作製したアルミニウム（合金）粒子の１００重量部に対して、１０重量部のガラス組成物（酸化物）の粉末を混合し、さらに、この混合物にバインダ樹脂と溶剤と感光剤を添加・混合し、混錬した。バインダ樹脂は溶剤に溶け、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に、アルミニウム（合金）粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末とが分散し、導電性ペーストが完成した。なお、バインダ樹脂にはエチルセルロースを用い、溶剤にはブチルカルビトールアセテートを用いた。
【０１２８】
（４−２、プラズマディスプレイパネルの作製）
次に、プラズマディスプレイパネルを作製した。まず、導電性ペーストを、スクリーン印刷法によって、背面板１３の全面に塗布し、大気中１５０℃で乾燥させた。塗布した面にマスクを付け、紫外線を照射することによって、余分な箇所を除去し、アドレス電極２１を背面板１３上に形成した。次に、市販の銀ペーストを、スクリーン印刷法によって、前面板１２の全面に塗布し、大気中１５０℃で乾燥させた。フォトリソグラフィ法とエッチング法によって銀ペーストの塗布膜の余分な箇所を除去して、表示電極２０のパターニングを行った。
【０１２９】
その後、大気中、焼成温度６００℃、焼成時間３０分間で焼成して、表示電極２０とアドレス電極２１を完成させた。この焼成では、焼成雰囲気は酸性雰囲気になるのであるが、この焼成によって、アドレス電極２１は、特にアルミニウムの金属粒子が化学反応して変色等することはなかった。
【０１３０】
次に、ブラックマトリックス２６となるブラックペーストと、誘電体層２３、２４となる誘電性ペーストとを、前面板１２と背面板１３のそれぞれに塗布し、大気中、焼成温度６１０℃、焼成時間３０分間で焼成した。なお、この焼成では、焼成雰囲気は酸性雰囲気になり、誘電体層２４はアドレス電極２１に直接接するが、この焼成によって、誘電体層２４が、アドレス電極２１とで化学反応することはなかった。前面板１２の誘電体層２３の側から保護層２５を蒸着した。
【０１３１】
背面板１３側の誘電体層２４の上に隔壁１４が設けられる。ガラス構造体よりなる隔壁１４は、少なくともガラス組成物とフィラーを含む構造材料よりなり、その構造材料を焼結した焼成体から構成される。隔壁１４は、隔壁部に溝が切られた揮発性シートを誘電体層２４の上に貼り付け、その溝に隔壁１４用のペーストを流し込み、５００〜６００℃で焼成することによって、揮発性シートを揮発させるとともに隔壁１４を形成することができる。また、印刷法にて隔壁１４用のペーストを誘電体層２４の上の全面に塗布し、乾燥後にマスクして、サンドブラストや化学エッチングによって、不要な部分を除去し、５００〜６００℃で焼成することにより隔壁１４を形成することもできる。この隔壁１４を、誘電体層２４の上に配置し、セル１６を構成させた。そして、それぞれのセル１６に、三原色に対応する蛍光体用のペーストを充填し４５０〜５００℃で焼成することによって、赤色蛍光体１７と緑色蛍光体１８と青色蛍光体１９を、セル１６内に形成した。
【０１３２】
次に、封着材料１５を、ディスペンサー法や印刷法等により、前面板１２または背面板１３のどちらか一方の周縁部に塗布した。そして、前面板１２と背面板１３を封着した。前面板１２と背面板１３の封着では、前面板１２と背面板１３とを正確に位置合わせしながら対向させて配置し、４２０〜５００℃に加熱した。この加熱時には、セル１６内のガスを排気して替わりに希ガスを封入した。なお、封着材料１５は、蛍光体１７〜１９の形成時の蛍光体用のペーストの焼成と同時に仮焼成してもよい。封着材料１５を仮焼成することによって、封着材料１５内に含まれる気泡を低減できる。なお、図２では、封着材料１５とアドレス電極２１とが直接接している。封着材料１５は、仮焼成時とガラス封着時に加熱され、この加熱では焼成雰囲気は酸性雰囲気になるのであるが、この加熱によって、封着材料１５が、アドレス電極２１とで化学反応することはなかった。以上で、プラズマディスプレイパネル１１が完成した。
【０１３３】
（４−３、プラズマディスプレイパネルの評価）
（外観検査）
アドレス電極２１の周りの外観検査を行った。アドレス電極２１と背面板１３の界面部や、アドレス電極２１と誘電体層２４の界面部には、空隙の発生や変色は認められなかった。外観上良好な状態でプラズマディスプレイパネル１１を作製することができた。
【０１３４】
（点灯実験）
続いて、作製したプラズマディスプレイパネル１１の点灯実験を行った。プラズマディスプレイパネル１１のセル１６を点灯（発光）させるために、点灯させたいセル１６の表示電極２０とアドレス電極２１との間に電圧を印加してセル１６内にアドレス放電を行い、希ガスをプラズマ状態に励起してセル１６内に壁電荷を蓄積させた。次に、表示電極２０の対に一定の電圧を印加することで、壁電荷が蓄積されたセル１６のみに表示放電が起こり紫外線２２を発生させた。そして、この紫外線２２を利用して蛍光体１７〜１９を発光させ、画像（情報）を表示させた。
【０１３５】
この画像情報の表示の前後で、アドレス電極２１の比抵抗が増加することはなかった。また、隣接するアドレス電極２１同士等で、電気的耐圧性が低下することはなく、電圧を昇圧でき、セル１６を点灯することができた。また、銀厚膜の電極配線のようなマイグレーション現象も生じず、その他特に支障があるような点は認められなかった。第４の実施形態のプラズマディスプレイパネル１１のアドレス電極２１には、高価な銀を使っていないので、コスト低減にも大きく貢献できる。
【０１３６】
なお、第４の実施形態では、アルミニウム電極配線を、アドレス電極２１に適用したが、これに限らず、表示電極２０に適用しても良い。ただし、この場合は、表示電極２０の抵抗が銀ペーストから切換えたことにより上昇しないように、導電性ペースト中にアルミニウム粒子のほかに銀粒子も添加することが望ましい。
【０１３７】
本発明の実施形態では、アルミニウム電極配線の適用例として、太陽電池セル１０の裏面に形成される裏面電極５や、プラズマディスプレイパネル１１のアドレス電極２１への展開を説明したが、必ずしもこれら２つの電子部品に限った話ではなく、その他の電子部品の電極としても広く適用できる可能性がある。特に、アルミニウム電極配線の高性能化と高信頼化が要求される電子部品や、高価な銀電極配線を安価なアルミニウム電極配線に変更したい電子部品では、本発明は非常に有効である。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 半導体基板（基板）
２ 拡散層
３ 反射防止層
４ 受光面電極配線
５ 裏面電極（アルミニウム電極配線）
６ 出力電極
７ 合金層
１０ 太陽電池セル（電子部品）
１１ プラズマディスプレイパネル（電子部品）
１２ 前面板（基板）
１３ 背面板（基板）
１５ 封着材料
１６ セル
２０ 表示電極（アルミニウム電極配線）
２１ アドレス電極（アルミニウム電極配線）
２２ 紫外線
２３、２４ 誘電体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム電極配線用のガラス組成物と導電性ペースト、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品、及び、この電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の電子部品には、電極配線が形成されている。その電極配線は導電性ペーストを用いて形成されている。導電性ペーストには、金属粒子として、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）が用いられている。電極配線は、導電性ペーストを大気中、高温で焼成することによって形成されるが、導電性ペーストは金属粒子の他にもガラス組成物の粉末を有しており、導電性ペーストの焼成時には、そのガラス組成物の軟化点以上の温度に加熱されることで、ガラス組成物が軟化流動し、銀電極配線とアルミニウム電極配線は緻密になるとともに基板に強固に接着する。
【０００３】
このガラス組成物には、比較的に低温で軟化流動する、酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分とするガラス組成物が使用されている。しかし、そのガラス組成物に含まれる酸化鉛は有害な物質であり、環境負荷への低減を図るために、太陽電池セルやプラズマディスプレイパネル等の電子部品では、鉛フリーのガラス組成物が電極配線に適用されるようになってきた。たとえば、特許文献１では、太陽電池セルに形成される銀（Ａｇ）電極配線及びアルミニウム（Ａｌ）電極配線に、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む鉛フリーガラスが提案されている。また、特許文献２では、太陽電池セルに形成されるアルミニウム電極配線に、酸化ビスマスと酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）を含む鉛フリーガラスが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５４３０８０号公報
【特許文献２】特開２００６−３３２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品で、（見かけの）仕事関数が小さい電極配線が必要な場合には、アルミニウム電極配線が用いられている。たとえば、ｐｎ接合を有する太陽電池セルでは、ｎ型半導体側には銀電極配線が適用されるが、変換効率を向上するために、ｐ型半導体側にはアルミニウム電極配線が適用されている。
【０００６】
アルミニウム電極配線に酸化鉛を主成分とするガラス組成物を使用すると、鉛の仕事関数はアルミニウムより小さいので、アルミニウム電極配線の見かけの仕事関数を、アルミニウムの仕事関数程度に小さくすることができる。一方、特許文献１と特許文献２で提案されている鉛フリーガラスの構成元素であるビスマス、シリコン、ボロンは、アルミニウムより仕事関数が大きく、電極配線としての見かけの仕事関数は、鉛を用いた電極配線の見かけの仕事関数より大きくなっていると考えられた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、鉛を含まず、アルミニウムの仕事関数より電極配線としての見かけの仕事関数が小さくなるアルミニウム電極配線用のガラス組成物を提供し、それを用いた導電性ペーストを提供し、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品を提供し、さらに、この電子部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されることを特徴とするアルミニウム電極配線用のガラス組成物であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、ガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散しているアルミニウム電極配線用の導電性ペーストであって、
前記粉末となる前記ガラス組成物には、本発明のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、前記粒子を基板に固定するガラス組成物とを有するアルミニウム電極配線を具備する電子部品であって、
前記粒子を基板に固定する前記ガラス組成物には、本発明のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されるガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散している導電性ペーストを基板に塗布し、
塗布した前記導電性ペーストを焼成して、アルミニウム電極配線を形成する電子部品の製造方法であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鉛を含まず、アルミニウムの仕事関数より電極配線としての見かけの仕事関数が小さくなるアルミニウム電極配線用のガラス組成物を提供でき、それを用いた導電性ペーストを提供でき、そのアルミニウム電極配線を具備する電子部品を提供でき、さらに、この電子部品の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池セル（電子部品）の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池セル（電子部品）の底面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＡ−Ａ′方向の矢視断面図である。
【図２】本発明の第４の実施形態に係るプラズマディスプレイパネル（電子部品）の断面図の一部である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されるガラス組成物を、アルミニウム電極配線に適用し、不可避の元素以外にアルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物を含まないようにすることによって、このアルミニウム電極配線を形成した電子部品の性能を向上できることを見出した。たとえば、太陽電池セルでは、詳細は後記するが変換効率を向上できた。ガラス組成物でない結晶物においても、アルミニウムより仕事関数が小さい元素からなる酸化物は、数多く存在するが、結晶物の場合には、電極焼成温度以下で良好な軟化流動性を有しておらず、電子部品への良好なアルミニウム電極配線の形成がしにくい、或いはできないと言った問題がある。そのため、アルミニウム電極配線の形成には、ガラス組成物の含有が有効である。そして、このガラス組成物は、少なくとも、バナジウム（Ｖ）の酸化物と、アルカリ土類金属の酸化物と、アルカリ金属の酸化物とから構成されることが好ましいことを、本発明者らは見出した。
【００１５】
【表１】
表１に、各種元素の仕事関数を示した。元素としては、アルミニウム（Ａｌ）と、ガラス主成分元素として、バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）を取り上げた。また、ガラス組成物のガラス化を促進させるために添加するガラス化元素として、シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）を取り上げた。アルカリ土類金属に属する元素としては、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）を取り上げた。アルカリ金属に属する元素としては、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）を取り上げた。ガラス組成物に添加されるその他の元素として、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）、アンチモン（Ｓｂ）を取り上げた。
【００１６】
そして、表１では、アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶを基準として、各種元素の仕事関数を評価した。アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶより０．２５ｅＶ小さい４．００ｅＶ未満の仕事関数を有する元素を、アルミニウムより仕事関数が顕著に小さい元素として、「◎」評価とした。４．００ｅＶ以上で、かつ、４．２４ｅＶ未満の仕事関数を有する元素を、アルミニウムより仕事関数が若干小さい元素として、「○」評価とした。４．２４ｅＶ以上で、かつ、アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶ以下の仕事関数を有する元素を、アルミニウムと同等の仕事関数を有する元素として、「△」評価とした。アルミニウムの仕事関数４．２５ｅＶを超える仕事関数を有する元素を、アルミニウムより大きい仕事関数を有する元素として、「×」評価とした。なお、表１の各種元素の仕事関数は、V.S.Fomenko, Handbook of Thermionic Properties, Plenum Press (1966)から引用した。リン（Ｐ）の仕事関数に関しては、記載されてはいなかったので引用せず、タングステン（Ｗ）の電極配線にリン（Ｐ）をコートすることにより、タングステンの電極配線の見かけの仕事関数が、タングステン（Ｗ）の仕事関数より大きくなることから、リン（Ｐ）の仕事関数は、タングステン（Ｗ）の仕事関数４．５４ｅＶより大きい（リン（Ｐ）の仕事関数＞４．５４ｅＶ）と判断した。
【００１７】
表１の仕事関数評価によれば、「◎」評価となった元素は、アルカリ土類金属に属するバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）と、アルカリ金属に属するセシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）であった。これらのアルカリ土類金属に属する元素と、アルカリ金属に属する元素は、アルミニウムより仕事関数が小さいことがわかった。
【００１８】
「○」評価となった元素は、バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）であった。バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）は、アルミニウムより仕事関数が小さいことがわかった。「△」評価となった元素は、亜鉛（Ｚｎ）であった。亜鉛（Ｚｎ）は、アルミニウムと仕事関数が同程度であることがわかった。一方、「×」評価となった元素は、ガラス主成分元素のビスマス（Ｂｉ）と錫（Ｓｎ）、ガラス化元素のシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）と、鉄（Ｆｅ）と、タングステン（Ｗ）であった。ガラス主成分元素のビスマス（Ｂｉ）と錫（Ｓｎ）、ガラス化元素のシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）と、鉄（Ｆｅ）と、タングステン（Ｗ）は、アルミニウムより仕事関数が大きいことがわかった。
【００１９】
これらより、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、「◎」評価の、アルカリ土類金属に属するバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）と、アルカリ金属に属するセシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）と、「○」評価の、バナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）が適していると考えられた。
【００２０】
一方、「×」評価の、ガラス化元素のシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）は、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、適していないと考えられた。また、「×」評価の、鉛フリーガラスとして、鉛（Ｐｂ）に替わって用いられるビスマス（Ｂｉ）と錫（Ｓｎ）も、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、適していないと考えられた。Ｐｂ-Ｂ-Ｓｉ-Ｏのガラス系をなすガラス組成物を有するアルミニウム電極配線を太陽電池セルに適用した場合に比べ、Ｂｉ-Ｂ-Ｓｉ-Ｏのガラス系をなすガラス組成物を有するアルミニウム電極配線を太陽電池セルに適用した場合の方が、変換効率が低くなる傾向があるが、これはガラス組成物を構成する元素の鉛（Ｐｂ）とビスマス（Ｂｉ）の仕事関数の差によるものと考えられた。また、「△」評価の亜鉛（Ｚｎ）と、「×」評価の鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）も、アルミニウム配線電極の見かけの仕事関数を小さくできるガラス組成物を構成する元素としては、適していないと考えられた。
【００２１】
表１の仕事関数評価から、アルミニウム電極配線のガラス組成物のガラス主成分元素としては、鉛（Ｐｂ）に替えて、「○」評価のバナジウム（Ｖ）を用いることが望ましいと考えられた。ガラス組成物は、アルミニウム電極配線中のアルミニウム粒子を基板に接着させるので、焼成時に軟化流動する必要がある。焼成時に容易に軟化流動させるためには、軟化点ができるだけ低いことが望ましく、軟化点を下げられるガラス化（ガラス組成物にすること）は有効な手段である。
【００２２】
バナジウム（Ｖ）を（ガラス）主成分に含む酸化物（ガラス組成物）をガラス化するために、ガラス組成物に添加するアルカリ土類金属としては、イオン半径の大きいバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）が有効であり、特に、バリウム（Ｂａ）はイオン半径が大きくガラス化に有効である。なお、イオン半径が小さいアルカリ土類金属ほど、ガラスになりにくいため、予め表１からマグネシウム（Ｍｇ）を除いている。すなわち、ガラス組成物に添加するアルカリ土類金属としては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）の元素の内、少なくともバリウムを含む１種以上の元素とすることが好ましい。
【００２３】
同様に、バナジウム（Ｖ）を（ガラス）主成分に含む酸化物（ガラス組成物）をガラス化するために、ガラス組成物に添加するアルカリ金属としては、イオン半径の大きいセシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）が有効である。なお、イオン半径が小さいアルカリ金属ほど、ガラスになりにくいため、予め表１からリチウム（Ｌｉ）を除いている。すなわち、ガラス組成物に添加するアルカリ金属としては、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）の元素の内、少なくとも１種以上の元素とすることが好ましい。ただ、ガラス化と仕事関数を配慮すると、イオン半径が大きく、仕事関数が小さいセシウム（Ｃｓ）が有効であるが、ガラス原料の炭酸セシウム(Ｃｓ２ＣＯ３)は高価である。ガラス化と仕事関数だけでなく、その価格まで配慮すると、最も有効なアルカリ金属はカリウム（Ｋ）であると考えられる。
【００２４】
これらのように、バナジウム（Ｖ）を（ガラス）主成分に含む酸化物（ガラス組成物）に対して、イオン半径の大きいアルカリ土類金属と、イオン半径の大きいアルカリ金属を添加することで、容易にガラス化させることができる。このため、バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、通常使われるアルミニウム（Ａｌ）より仕事関数の大きなガラス化元素を含まなくともガラス化することができ、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素のみでガラス組成物を構成できる。これにより、アルミニウム電極配線の見かけの仕事関数を下げられ、詳細は後記するが、電子部品の性能、特に、太陽電池セルの変換効率を向上できる。
【００２５】
バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、バナジウム（Ｖ）の元素が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）として含まれているとした場合に（いわゆる酸化物換算で）、五酸化バナジウムを４０〜７０重量％含み、アルカリ土類金属の元素Ｒｎが化学式ＲｎＯで表される酸化物として含まれているとした場合に（いわゆる酸化物換算で）、化学式ＲｎＯで表される酸化物を２０〜４０重量％含み、アルカリ金属の元素Ｒが化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物として含まれているとした場合に（いわゆる酸化物換算で）、化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物を１０〜２０重量％含むことが、好ましい。
【００２６】
酸化物換算の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）が４０重量％未満であると、アルミニウム電極配線としての（アルミニウム粒子に対する）耐水性、耐湿性等の化学的安定性を向上しにくく、さらに、アルミニウム電極配線の焼成温度が高くなり過ぎてしまう。一方、酸化物換算の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）が７０重量％を超えると、ガラス組成物自体の耐水性、耐湿性等の化学的安定性が低下し、取り扱いしにくいガラス組成物となってしまう。さらに、電子部品の高性能化、特に、太陽電池セルの変換効率向上の効果が得られない。
【００２７】
また、酸化物換算の化学式ＲｎＯで表される酸化物が２０重量％未満であると、ガラス組成物はガラス化しにくく、一方、４０重量％を超えると、アルミニウム電極配線の焼成温度が高くなり過ぎてしまう。
【００２８】
また、酸化物換算の化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物が１０重量％未満であると、ガラス組成物は良好な軟化流動性が得られにくく、一方、２０重量％を超えると、ガラス組成物自体の耐水性、耐湿性等の化学的安定性が低下してしまう。
【００２９】
バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、アルミニウム電極配線の焼成の際に、内部に微結晶が析出する。ガラス組成物は、電極焼成時の加熱過程おいて結晶化し、電極焼成時には良好な軟化流動性を示す。この結晶化では、ガラス組成物のガラス相内に分散するように結晶相（微結晶）が形成される。結晶相（微結晶）の粒径は１０〜６０ｎｍ程度であるので、顕著なものではない。ただ、この結晶化の程度によって、低温領域でのガラス組成物の軟化流動性に影響を与えることができる。また、太陽電池セルでは、この結晶化に程度によって、アルミニウム電極配線（アルミニウム粒子）からシリコン（Ｓｉ）基板へのＡｌ拡散量を増減させる制御をすることができる。その結晶化の温度は、５００℃以下が好ましく、さらに４００℃以下が一層好ましい。結晶化が５００℃を超える高温になってから起こる場合は、軟化流動する温度も高温化するので、電極の焼成の低温化は妨げられてしまう。
【００３０】
また、ガラス組成物の軟化流動する温度は、７００℃以下が好ましく、さらに６００℃以下が一層好ましい。ガラス組成物の軟化流動する温度が７００℃以下であれば、太陽電池セル等のアルミニウム電極配線だけでなく、様々な電子部品のアルミニウム電極配線として広くかつ有効に展開できる。一方、７００℃を超える高温での軟化流動は、適用できる電子部品が限定されてしまう。たとえば、太陽電池セルでのアルミニウム電極配線の形成には、７００℃を超える高温での軟化流動では、焼成不十分になりやすく適用が難しい。通常、太陽電池セルでのアルミニウム電極配線は、約８００℃で焼成されるが、ピーク温度の約８００℃での焼成時間は短いため、昇温過程の少なくとも７００℃以下から良好な軟化流動性を有するガラス組成物でないと、十分な焼成は行われない。
【００３１】
なお、表１の仕事関数評価によれば、鉛（Ｐｂ）とアンチモン（Ｓｂ）は、「○」評価であり、この評価から判断すれば、ガラス組成物に用いることが可能な元素である。特に、鉛（Ｐｂ）は、環境負荷への影響を配慮すると、ガラス主成分元素としてではなく、より少量の添加物として用いることができる。もちろん、鉛（Ｐｂ）をガラス組成物に用いなくてもよいのである。
【００３２】
バナジウム（Ｖ）をガラス主成分に含み、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したガラス組成物は、粉末とされ、この粉末と、アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数のアルミニウム粒子とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散して、アルミニウム電極配線用の導電性ペーストとなる。この導電性ペーストを、基板にスクリーン印刷法等で塗布し、乾燥、焼成して、アルミニウム電極配線が形成される。焼成されたアルミニウム電極配線は、焼結した複数のアルミニウム粒子と、焼成の際に軟化流動しこれらのアルミニウム粒子を基板に固定するガラス組成物とを有している。アルミニウム電極配線が形成された基板は、太陽電池セルやディスプレイパネル等の電子部品に組み立てられる。電子部品の基板は、ｐ型半導体を有し、このｐ型半導体にアルミニウム電極配線が形成される。アルミニウム電極配線の見かけの仕事関数は低くなっているので、アルミニウム電極配線は、ｐ型半導体に対してオーミックコンタクトを取ることができる。そして、基板がｐｎ接合を有する太陽電池セル等の電子部品にあっては、ｐｎ接合のｐ型半導体側にアルミニウム電極配線が形成されることになる。
【００３３】
導電性ペーストにおいて、ガラス組成物の粉末は、アルミニウム粒子の１００重量部に対して、０．２〜２０重量部の割合で含まれていることが好ましい。さらに、ガラス組成物の粉末は、アルミニウム粒子の１００重量部に対して、０．２〜２重量部の割合で含まれていることが一層好ましい。ガラス組成物の粉末が０．２重量部未満であると、アルミニウム電極配線が基板に対して良好に密着できず、しかも、アルミニウム電極配線の電気抵抗は高くなる。一方、ガラス組成物の粉末が２０重量部を超えると、アルミニウム電極配線の電気抵抗が高くなる。しかも、ガラス組成物の粉末が２０重量部を超えると、アルミニウム電極配線と基板の相互間に生じる応力が大きくなりやすく、基板が薄いなど基板の強度が確保できない場合には、基板が破損してしまう恐れがある。
【００３４】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。また、本発明は、ここで取り上げた複数の実施形態の個々に限定されることはなく、適宜組み合わせてもよい。
【００３５】
（第１の実施形態）
［ガラス組成物の軟化流動に関する検討］
第１の実施形態では、ガラス組成物のガラス系に対する軟化流動に関して検討した。
【００３６】
表２に示すように、第１の実施形態では、実施例１〜５と比較例１〜８の計１３種類のガラス組成物を作製し、それぞれのガラス組成物を使って軟化流動試験を行い、軟化流動性を評価している。さらに、それぞれのガラス組成物を使って導電性ペーストを作製し、それらそれぞれの導電性ペーストを使って電極配線を作製し、太陽電池セルを完成させ、変換効率を測定・評価している。ガラス組成物の作製に当っては、実施例１〜５と比較例１〜８毎に、ガラス系の組成を変えて製造している。
【表２】
【００３７】
（１−１、ガラス組成物の作製）
表２の実施例１〜５と比較例１〜８に示すガラス系の組成を有するガラス組成物（酸化物）を作製した。実施例１〜４と比較例２〜８のガラス系の組成には、RoHS指令の禁止物質である鉛（Ｐｂ）を含ませていない。実施例５には、主成分としてではなく添加物として鉛（Ｐｂ）を含ませている。比較例１には、主成分として鉛（Ｐｂ）を含ませている。
【００３８】
実施例１〜５のガラス系の組成の主成分は、バナジウム（Ｖ）にし、ガラス主成分酸化物は、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）にしている。さらに、アルカリ土類金属とアルカリ金属を添加している。
【００３９】
実施例１では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）を加えている。
実施例２では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）とストロンチウム（Ｓｒ）を加え、さらに、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）とカリウム（Ｋ）を加えている。
実施例３では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）とカルシウム（Ｃａ）を加え、さらに、アルカリ金属のルビジウム（Ｒｂ）とカリウム（Ｋ）を加えている。
実施例４では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）を加え、さらに、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）とナトリウム（Ｎａ）を加え、さらに、アンチモン（Ｓｂ）を加えている。
実施例５では、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）を加え、さらに、アルカリ金属のセシウム（Ｃｓ）を加え、さらに、鉛（Ｐｂ）を加えている。
【００４０】
このように、実施例１〜５のガラス組成物は、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物のみから構成されている。実施例１〜５のガラス組成物は、通常のガラスとは異なり、ガラス化元素であるシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）の酸化物を含まない。シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）の元素の仕事関数は、表１で示した通り、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が非常に大きい。
【００４１】
比較例１では、ガラス主成分酸化物を酸化鉛（ＰｂＯ）とし、主成分の鉛（Ｐｂ）に対して、添加物として、ガラス化元素のボロン（Ｂ）とシリコン（Ｓｉ）を加え、さらに、アルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を加えている。
比較例２では、ガラス主成分酸化物を酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）とし、主成分のビスマス（Ｂｉ）に対して、添加物として、ガラス化元素のボロン（Ｂ）とシリコン（Ｓｉ）を加え、さらに、亜鉛（Ｚｎ）と、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、アルカリ金属のカリウム（Ｋ）を加えている。
比較例３では、ガラス主成分酸化物を酸化錫（ＳｎＯ）とし、主成分の錫（Ｓｎ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）を加え、さらに、亜鉛（Ｚｎ）を加えている。
比較例４では、ガラス主成分酸化物を五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とし、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）を加え、さらに、鉄（Ｆｅ）と、アルカリ金属のカリウム（Ｋ）を加えている。
比較例５では、ガラス主成分酸化物を五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とし、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）を加え、さらに、タングステン（Ｗ）と、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）を加えている。
比較例６では、ガラス主成分酸化物を酸化テルル（ＴｅＯ２）とし、主成分でありガラス化元素でもあるテルル（Ｔｅ）と主成分であるバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、亜鉛（Ｚｎ）を加えている。
比較例７では、ガラス主成分酸化物を五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とし、主成分のバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のリン（Ｐ）とテルル（Ｔｅ）を加え、さらに、アルカリ土類金属のバリウム（Ｂａ）と、タングステン（Ｗ）と、鉄（Ｆｅ）を加えている。
比較例８では、ガラス主成分酸化物を酸化亜鉛（ＺｎＯ）とし、主成分の亜鉛（Ｚｎ）と主成分であるバナジウム（Ｖ）に対して、添加物として、ガラス化元素のボロン（Ｂ）を加えている。
【００４２】
このように、比較例１〜８のガラス組成物には、アルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物が含まれている。また、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が非常に大きいガラス化元素であるシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）の酸化物も含まれている。
【００４３】
そして、ガラス組成物の作製は、具体的に以下の手順で行った。
【００４４】
まず、実施例１〜５と比較例１〜８毎に、ガラス系の組成が所定の組成になるように、粉末状の原料化合物を配合し混合した。
【００４５】
なお、バナジウム（Ｖ）の原料化合物としては、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を用いた。鉛（Ｐｂ）の原料化合物としては、酸化鉛（ＰｂＯ）を用いた。ビスマス（Ｂｉ）の原料化合物としては、三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を用いた。錫（Ｓｎ）の原料化合物としては、酸化錫（ＳｎＯ）を用いた。シリコン（Ｓｉ）の原料化合物としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いた。ホウ素（Ｂ）の原料化合物としては、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を用いた。リン（Ｐ）の原料化合物としては、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を用いた。テルル（Ｔｅ）の原料化合物としては、二酸化テルル（ＴｅＯ２）を用いた。バリウム（Ｂａ）の原料化合物としては、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）を用いた。ストロンチウム（Ｓｒ）の原料化合物としては、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）を用いた。カルシウム（Ｃａ）の原料化合物としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を用いた。セシウム（Ｃｓ）の原料化合物としては、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を用いた。ルビジウム（Ｒｂ）の原料化合物としては、炭酸ルビジウム（Ｒｂ２ＣＯ３）を用いた。カリウム（Ｋ）の原料化合物としては、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を用いた。ナトリウム（Ｎａ）の原料化合物としては、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）を用いた。亜鉛（Ｚｎ）の原料化合物としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた。鉄（Ｆｅ）の原料化合物としては、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を用いたが、酸化鉄（ＦｅＯ）や四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）などを用いてもよい。タングステン（Ｗ）の原料化合物としては、三酸化タングステン（ＷＯ３）を用いた。
アンチモン（Ｓｂ）の原料化合物としては、三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）を用いたが、四酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ４）を用いてもよい。
【００４６】
次に、混合した粉末を白金ルツボに入れ、電気炉を用いて加熱し溶融させた。加熱条件としては、５〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１０００〜１１００℃まで加熱し、その１０００〜１１００℃の加熱温度で２時間保持した。この保持中には、均一なガラス組成物とするために、溶融物が均一になるように攪拌した。
【００４７】
次に、白金ルツボを高温のまま電気炉から取り出し、予め２００〜３００℃に加熱しておいたステンレス板上に溶融物を流し込んだ。溶融物は、急冷されガラス化し、バルク状のガラス組成物となって固形化した。そのバルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、粒径５μｍ以下のガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を作製した。このガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を押し固めて、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱形でガラス組成物の成形体を作製した。
【００４８】
（１−２、ガラス組成物の軟化流動試験）
実施例１〜５と比較例１〜８のそれぞれで作製したガラス組成物の成形体の軟化流動試験を行った。軟化流動試験では、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板上で、ガラス組成物の成形体を加熱することによって軟化流動させ、その軟化性と流動性の程度によって軟化流動性を評価した。加熱条件としては、加熱温度を５００℃、６００℃、７００℃、８００℃の４通りに変えて試験した。加熱では、それぞれの加熱温度に保持した電気炉に、ガラス組成物の成形体を１分間入れ、取り出した。取り出したガラス組成物の成形体を目視で観察し、軟化流動性を評価した。評価基準としては、良好な流動性が得られた場合（軟化性・流動性共に良好）には「○」とし、良好な流動性は得られなかったが、軟化していた場合（軟化性良好、流動性不良）には「△」とし、軟化していない場合（軟化性・流動性共に不良）には「×」とする基準を用いた。
【００４９】
表２に示すように、軟化流動試験の結果は、実施例１〜５と比較例１〜８のどのガラス組成物においても、加熱温度が７００℃と８００℃の軟化性と流動性は良好であり、「○」の評価であった。
加熱温度が６００℃では、実施例１〜３、実施例５、比較例１〜３、比較例５〜８のガラス組成物において、軟化性と流動性は良好であり、「○」の評価であった。加熱温度が６００℃では、実施例４、比較例４のガラス組成物において、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であった。
加熱温度が５００℃では、比較例６、比較例７のガラス組成物において、軟化性と流動性は良好であり、「○」の評価であった。加熱温度が５００℃では、実施例１〜５、比較例１〜３、比較例５のガラス組成物において、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であった。加熱温度が５００℃では、比較例４、比較例８のガラス組成物において、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であった。
前記より、表２に示す実施例１〜５のガラス組成物では、表１に示すガラス化元素、シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）バナジウム（Ｖ）を含んでいないのにも関わらず、ガラス化元素を含んだ比較例１〜８と同程度の軟化流動性を確保することができた。これは、実施例１〜５のガラス組成物にアルカリ土類金属とアルカリ金属を添加したことで、ガラス化が促進され、軟化点が低下したためと考えられる。軟化点が低下したので、実施例１〜５では、７００℃以上で良好な軟化流動性が得られ、実施例１〜３と実施例５では、６００℃以上で良好な軟化流動性が得られた。
【００５０】
（１−３、導電性ペーストの作製）
導電性ペーストは、実施例１〜５と比較例１〜８のそれぞれで作製したガラス組成物毎に作製した。バルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、粒径５μｍ以下のガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を作製した。ガラス組成物の粉末の平均粒径（D50）は、略２μｍであった。
【００５１】
導電性ペーストに含有させる金属粒子として、平均粒径（D50）略４μｍのアルミニウム粒子を用意した。まず、アルミニウムを溶融し、水アトマイズ法にて球状のアルミニウム粒子を作製した。このアルミニウム粒子から、粒径０．５μｍ未満の粒子を篩いによって除去し、粒径８μｍ以上の粒子を篩いによって除去して、残ったアルミニウム粒子を導電性ペーストに用いた。導電性ペーストに用いたアルミニウム粒子は、平均粒径（D50）が略４μｍであり、粒径が０．５μｍ以上８μｍ未満の範囲内に約９５％以上の体積分率を有していた。
【００５２】
実施例１〜５と比較例１〜８毎に、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末を混合し、さらに、この混合物にバインダ樹脂と溶剤とを添加・混合し、混錬した。バインダ樹脂は溶剤に溶け、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末とが分散し、導電性ペーストが完成した。なお、バインダ樹脂にはエチルセルロースを用い、溶剤にはブチルカルビトールアセテートを用いた。
【００５３】
なお、実施例１〜５と比較例３〜８では、アルミニウム粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、２重量部混合した。比較例１と比較例２では、アルミニウム粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、４重量部混合した。このようにした理由は、比較例１と比較例２のガラス組成物（酸化物）の比重は、他の例のガラス組成物（酸化物）の比重より約２倍大きく、導電性ペーストにおけるガラス組成物（酸化物）の体積比を、実施例１〜５と比較例１〜８の間で略同程度にするためである。また、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末からなる導電性ペーストの固形分の重量の、導電性ペーストの重量に対する重量比を、７０〜７５重量％とした。
【００５４】
（１−４、太陽電池セルの作製）
太陽電池セルは、実施例１〜５と比較例１〜８のそれぞれで作製したガラス組成物毎、すなわち、導電性ペースト毎に作製した。
【００５５】
図１Ａに、本発明の第１の実施形態で作製した太陽電池セル（電子部品）１０の平面図を示し、図１Ｂに、その底面図を示し、図１Ｃに、図１ＡのＡ−Ａ′方向の矢視断面図を示している。第１の実施形態では、本願発明を適用可能な電子部品として、太陽電池セル１０を例に挙げ説明する。
【００５６】
図１Ｂと図１Ｃに示す太陽電池セル（電子部品）１０の裏面電極（アルミニウム電極配線）５に、本願発明の電子部品のアルミニウム電極配線を適用している。また、ｐ型のシリコン基板からなる半導体基板（基板）１の裏面上に裏面電極（アルミニウム電極配線）５が形成されている。
【００５７】
半導体基板１には、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板などが使用される。この半導体基板１は、ホウ素（Ｂ）等を含有しｐ型半導体となっている。図１Ａに示される半導体基板１の受光面側には、太陽光の反射を抑制するために、エッチング等により凹凸（図示省略）が形成されている。また、図１Ｃに示すように、半導体基板１の受光面側には、リン（Ｐ）等がドーピングされ、サブミクロンオーダの厚みでｎ型半導体の拡散層２が形成されている。この拡散層２のｎ型半導体と、半導体基板１のｐ型半導体とにより、ｐｎ接合部が形成されている。このｐｎ接合部では、太陽光が吸収されて生成した電子・正孔対が、電子と正孔に分離し、電圧が発生することになる。半導体基板１の受光面の裏面側には、アルミニウムが高濃度にドーピングされ、サブミクロンオーダの厚みでｐ＋型半導体の合金層（Back Surface Field :BSF層）７が形成されている。合金層７が形成されることにより、半導体基板１内部で発生したキャリアが裏面で再結合するのを防止し、太陽電池セルの性能を向上させることができる。
【００５８】
図１Ａに示すように、半導体基板１の受光面上には、受光面電極配線４が設けられている。受光面電極配線４は、半導体基板１の受光面を縦断するように平行に配置された太い配線と、この太い配線に対してグリッド状（櫛歯状及び梯子状）に配置された細い配線とを有し、受光面の全面から集電可能になっている。また、半導体基板１の受光面上には、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜等の反射防止層３が、厚さ１００ｎｍ程度形成されている。受光面電極配線４は、ガラス粉末と銀粒子とを含む導電性ペーストを焼成して形成されている。
【００５９】
図１Ｂと図１Ｃに示すように、半導体基板１の受光面の裏面上には、裏面電極５と出力電極６が設けられている。裏面電極５は、半導体基板１の受光面の裏面の略全面を覆うように配置され、半導体基板１の受光面の裏面の略全面から集電可能になっている。出力電極６は、半導体基板１の受光面の裏面を縦断するように平行に配置され、裏面電極５から集電可能になっている。出力電極６は、酸化物の粉末と銀粒子とを含む導電性ペーストを焼成して形成されている。裏面電極５は、前記で実施例１〜５、比較例１〜８毎に作製したガラス組成物（酸化物）の粉末とアルミニウム粒子とを含む導電性ペーストを焼成して形成されている。
【００６０】
次に、太陽電池セル１０の製造方法について説明する。
【００６１】
半導体基板１として、ｐ型のシリコン基板を用意した。このシリコン基板のサイズは、１２５ｍｍ角で、厚み２００μｍとした。次に、図示は省略したが、光入射効率を向上させるため１％苛性ソーダ（水酸化ナトリウム：ＮａＯＨ）と１０％イソプロピルアルコール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）の強アルカリ性の水溶液を用い、半導体基板１の受光面側をエッチングして凹凸を形成した。
【００６２】
半導体基板１の受光面側に、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を含む液を塗布し、９００℃で３０分間処理することで、五酸化リンから半導体基板１へリン（Ｐ）を拡散させ、受光面側にｎ型半導体の拡散層２を形成した。五酸化リンを除去した後、拡散層２上に、窒化シリコン膜の反射防止層３を一様な厚さに形成した。この窒化シリコン膜は、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）の混合ガスを原料とするプラズマＣＶＤ法等により形成することができる。
【００６３】
次に、受光面電極配線４を形成するために、反射防止層３上に、受光面電極配線４の配置されるグリッド状に、酸化物の粉末と銀粒子とを含む市販の導電性ペースト（銀ペースト）をスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃に加熱して３０分間乾燥させた。銀ペーストの酸化物の粉末には、Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏのガラス系のガラス組成物の粉末を用いた。
【００６４】
半導体基板１の受光面の裏面側には、出力電極６用に、図１Ｂに示すパターンになるように、前記と同じ銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、また、裏面電極５用に、図１Ｂに示すパターンになるように、前記で実施例１〜５、比較例１〜８毎に作製したガラス組成物（酸化物）の粉末とアルミニウム粒子とを含む導電性ペースト（アルミニウムペースト）をスクリーン印刷法により塗布した。そして、出力電極６と裏面電極５を、１５０℃で３０分間加熱して乾燥させた。なお、銀ペーストとアルミニウムペーストの塗布では、受光面側と裏面側のどちらを先に塗布し乾燥させてもかまわない。
【００６５】
次に、赤外線急速加熱炉を用いて、導電性ペースト（銀ペーストとアルミニウムペースト）を、半導体基板１ごと、大気中で８００℃まで急速に加熱し、２０秒間保持する焼成を行うことで、受光面電極配線４と出力電極６と裏面電極５を同時に形成し、太陽電池セル１０を完成させた。なお、この焼成により、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のバインダ樹脂と溶剤は、揮発、燃焼して、裏面電極５（アルミニウムペースト）中から除かれる。また、この焼成により、裏面電極５（アルミニウムペースト）中の複数のアルミニウム粒子は、焼結して一体化し、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のガラス組成物の粉末は、軟化流動して、アルミニウム粒子と半導体基板１に密着し、アルミニウム粒子と半導体基板１とを接着させる。
【００６６】
また、この焼成により、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のガラス組成物の粉末は、結晶化し、ガラス組成物のガラス相中に、微結晶からなる結晶相を分散・発生させる。この微結晶の発生状態により、後記する合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が左右される。微結晶の発生頻度が高すぎると合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が低くなりすぎ、太陽電池セル１０の変換効率を低下させてしまう。微結晶の発生頻度が低すぎたり発生しなかったりすると合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が高くなりすぎ、太陽電池セル１０の変換効率を低下させてしまう。微結晶の発生頻度が適当であると合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が適当になり、太陽電池セル１０の変換効率を高めることができる。
【００６７】
また、この焼成により、半導体基板１の裏面側では、裏面電極５の下部の半導体基板１に、アルミニウムペースト由来の裏面電極５のアルミニウム粒子からアルミニウムが高濃度に拡散し、ｐ＋型半導体の合金層７が形成されている。この合金層７の形成により、前記したように太陽電池セル１０の変換効率が高められるだけでなく、半導体基板１に裏面電極５をオーミック接続させることができる。
【００６８】
また、この焼成により、半導体基板１の受光面側では、受光面電極配線４に含まれる酸化物（ガラス組成物）と反射防止層３とが反応して、図１Ｃに示すように、受光面電極配線４が反射防止層３を貫通して拡散層２に達し、受光面電極配線４と拡散層２とがオーミック接続されている。
【００６９】
（１−５、太陽電池セルの評価）
実施例１〜５と比較例１〜８のガラス組成物毎に作製した太陽電池セル１０の変換効率の測定を行った。測定では、ソーラーシュミレータを用いた。測定結果の変換効率を、表３に示す。
【００７０】
実施例１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．６％であった。
実施例２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．８％であった。
実施例３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．７％であった。
実施例４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．２％であった。
実施例５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１７．４％であった。
比較例１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．９％であった。
比較例２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．３％であった。
比較例３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．６％であった。
比較例４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．９％であった。
比較例５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．８％であった。
比較例６のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．４％であった。
比較例７のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．６％であった。
比較例８のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．３％であった。
【表３】
【００７１】
一見して、実施例１〜５では、太陽電池セル１０の変換効率が１７％を上回ったのに対して、比較例１〜８の変換効率は１７％未満となり、実施例１〜５の方が、比較例１〜８より、変換効率が高くなる傾向が明らかに表れた。これは、裏面電極（アルミニウム電極配線）５のガラス組成物が、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物から構成され、不可避の元素以外にアルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物を、含んでいないためである。このため、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の見かけの仕事関数を下げることができ、半導体基板１に裏面電極５を、低抵抗にオーミック接続させることができたので、変換効率を高効率化できたと考えられる。
【００７２】
また、裏面電極５（アルミニウムペースト）中のガラス組成物の粉末は、焼成の際に結晶化し、ガラス組成物のガラス相中に、微結晶からなる結晶相を分散・発生させる。この微結晶の発生状態によって、アルミニウム粒子から半導体基板１へのアルミニウムの拡散量が適正になり、合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が適正に設定され、太陽電池セル１０の変換効率が高められたと考えられる。
【００７３】
なお、実施例１〜５において、裏面電極（アルミニウム電極配線）５のガラス組成物を、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物で構成できたのは、従来、ガラス化元素として用いられていた表１に示すようなシリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）を用いず、替わりに、アルカリ土類金属及びアルカリ金属を用いたからである。特に、実施例１〜３では、バナジウム（Ｖ）の主成分元素の他は、アルカリ土類金属及びアルカリ金属だけの酸化物であり、これらの実施例１〜３において、１７．６％以上の高い変換効率が得られた。なお、実施例４と実施例５に示すように、アルカリ土類金属及びアルカリ金属だけでなく、これらの元素の他に、アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素のアンチモン（Ｓｂ）や鉛（Ｐｂ）を含有させても、高い変換効率が得られることがわかった。
【００７４】
以上のことから、本発明の電子部品のアルミニウム電極配線は、太陽電池セル１０の裏面電極５（ｐ型半導体用の電極（ｐ型電極））として適用できることが確認された。裏面電極５は、ｐ型半導体にオーミック接続するアルミニウム電極配線であり、太陽電池セル１０以外の、電子部品のｐ型半導体にオーミック接続する電極配線にも適用できると考えられる。もちろん、本発明の電子部品のアルミニウム電極配線（裏面電極５）は、ｐ型半導体に対する接触抵抗だけでなく、比抵抗も低くなっていると考えられることから、単に、電極間を接続する電極配線として用いることもできる。
【００７５】
また、比較例９として、ガラス組成物の粉末の替りに、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の結晶の粉末を用いて、他の条件は実施例１等と同じに、アルミニウム電極配線用の導電性ペーストを作製した。そして、この導電性ペーストを用いて、他の条件は実施例１等と同じに、太陽電池セルを作製し、変換効率を測定した。比較例９の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の結晶粉末を用いた太陽電池セル１０の変換効率は、１５．１％であった。この比較例９の変換効率１５．１％は、表３に示された実施例１〜５と比較例１〜８のどの変換効率よりも低かった。このことより、導電性ペーストの酸化物（ガラス組成物）としては、結晶よりガラスの方が有効であることが分かった。これは、実施例１〜５の酸化物（ガラス組成物）のガラス相中に、微結晶からなる結晶相を分散・発生している状態とは異なり、酸化物（ガラス組成物）が全て結晶になっているので、アルミニウム粒子から半導体基板１へのアルミニウムの拡散が、抑制され、合金層７のｐ＋型半導体の不純物濃度が低くなり、太陽電池セル１０の変換効率が低下したと考えられる。このことから、導電性ペースト（アルミニウム電極配線）の酸化物（ガラス組成物）のガラス化の有効性が明らかになった。そして、実施例１〜５と比較例１〜８の酸化物（ガラス組成物）比較から、実施例１〜５の酸化物（ガラス組成物）が、際立って有効であることがわかった。これは、酸化物（ガラス組成物）が、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物（ガラス組成物）から構成され、具体的には、バナジウム（Ｖ）、アルカリ土類金属及びアルカリ金属の酸化物（ガラス組成物）から構成したためであることが分かった。
【００７６】
（第２の実施形態）
［ガラス組成物を構成する酸化物の組成比に関する検討］
第２の実施形態では、ガラス組成物を構成する酸化物の組成比に関して検討した。
【００７７】
表４に示すように、第２の実施形態では、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６の計１６種類のガラス組成物を作製し、それぞれのガラス組成物を使って、結晶化開始温度の測定（示差熱分析（ＤＴＡ））と、軟化流動試験と、ガラス単体での耐水性試験を行っている。さらに、それぞれのガラス組成物を使って導電性ペーストを作製し、それらそれぞれの導電性ペーストを使ってアルミニウム電極配線を作製し、太陽電池セルを完成させ、その太陽電池セルを使って、変換効率の測定と、密着性試験と、電極配線の耐水性試験を行っている。ガラス組成物の作製に当っては、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎に、ガラス組成物を構成する酸化物の組成比を変えて製造している。
【表４】
【００７８】
（２−１、ガラス組成物の作製）
表４の実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６に示す組成を有するガラス組成物（酸化物）を作製した。主成分の酸化物はバナジウム（Ｖ）を含む五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とした。また、ガラス組成物（酸化物）には、アルカリ土類酸化物と、アルカリ金属酸化物とを含有させた。アルカリ土類酸化物としては、カルシウム（Ｃａ）を含む酸化カルシウム（ＣａＯ）と、ストロンチウム（Ｓｒ）を含む酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）と、バリウム（Ｂａ）を含む酸化バリウム（ＢａＯ）を含有させた。アルカリ金属酸化物としては、ナトリウム（Ｎａ）を含む酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、カリウム（Ｋ）を含む酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、ルビジウム（Ｒｂ）を含む酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）、セシウム（Ｃｓ）を含む酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）を含有させた。なお、表４中の組成の重量％の値は、原料化合物中に含まれる正味のバナジウム（Ｖ）、アルカリ土類金属、アルカリ金属の元素３種の重量から前記３種の酸化物の重量をいわゆる酸化物換算で算出し、その３種の換算値（３種の酸化物の重量）の比から重量％を算出している。
【００７９】
実施例Ｇ−０１では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）８０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）１５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０２では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）７５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０３では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）７５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）１５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０４では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）７０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−０５では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）６５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％とした。
実施例Ｇ−０６では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）６０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）４０重量％とした。
実施例Ｇ−０７では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）６０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）３０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）１重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）７重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）２重量％とした。
実施例Ｇ−０８では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）４５重量％とした。
実施例Ｇ−０９では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）３５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％とした。
実施例Ｇ−１０では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化カルシウム（ＣａＯ）５重量％と酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）５重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）２０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）２重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）５重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）３重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１１では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）３５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１２では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）５０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１３では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）４５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）１０重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）３重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）７重量％とした。
実施例Ｇ−１４では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）４０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）５重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）３５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）２重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）８重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
実施例Ｇ−１５では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）３５重量％、アルカリ土類酸化物の酸化カルシウム（ＣａＯ）５重量％と酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）１０重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）３０重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）４重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）６重量％とした。
実施例Ｇ−１６では、ガラス組成物（酸化物）の組成比を、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）３０重量％、アルカリ土類酸化物の酸化カルシウム（ＣａＯ）１０重量％と酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）１０重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）２５重量％、アルカリ金属酸化物の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）５重量％と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）１０重量％と酸化ルビジウム（Ｒｂ２Ｏ）５重量％と酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）５重量％とした。
【００８０】
そして、ガラス組成物の作製は、具体的に以下の手順で行った。
【００８１】
まず、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎に、ガラス系の組成が所定の組成になるように、粉末状の原料化合物を配合し混合した。原料化合物としては、第１の実施形態と対応する元素について同じ原料化合物を用いた。
【００８２】
次に、混合した粉末３００ｇを白金ルツボに入れ、電気炉を用いて加熱し溶融させた。加熱条件としては、５〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００〜１２００℃まで加熱し、その１１００〜１２００℃の加熱温度で２時間保持した。この保持中には、均一なガラス組成物とするために、溶融物が均一になるように攪拌した。
【００８３】
次に、白金ルツボを高温のまま電気炉から取り出し、予め１５０〜２００℃に加熱しておいたステンレス厚板上に溶融物を流し込んだ。溶融物は、急冷されガラス化し、バルク状のガラス組成物となって固形化した。そのバルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、分級することによって、平均粒径（D50）１〜２μｍのガラス組成物の粉末を得た。
【００８４】
（２−２、ガラス組成物の結晶化開始温度の測定）
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物の特性温度の測定を行い、結晶化開始温度を求めた。特性温度の測定では、示差熱分析（ＤＴＡ）装置（真空理工株式会社製、型式：ＤＴ−１５００）を用いた。標準試料としてα-アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用い、標準試料と供試材（実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎のガラス組成物の粉末）の質量を、それぞれ１ｇとした。測定では、大気雰囲気中で標準試料と供試材を昇温し、昇温速度を５℃／ｍｉｎとした。特性温度の測定（ＤＴＡ測定）から、ＤＴＡカーブが得られ、ＤＴＡカーブでは、発熱ピークが測定された。この発熱ピークの開始温度（接線法による、発熱ピークによる上昇開始前のＤＴＡカーブの接線と、発熱ピークの前半において上昇するＤＴＡカーブの接線とが交わるときの温度）を、ガラス組成物の結晶化開始温度と定義し求めた。
【００８５】
表５に、求めたガラス組成物の結晶化開始温度が属する温度領域を示した。温度が結晶化開始温度以上になると、ガラス組成物中に結晶相（微結晶）が生じる。この結晶相は、合金層７（図１Ｃ参照）のｐ＋型半導体の不純物濃度を調整するのに必須であり、結晶相をこの不純物拡散が起こる前に、確実に発生させるためには、結晶化開始温度はできるだけ低いほうがよいと考えられる。ただ、結晶化開始温度より高い温度で、結晶化が促進され、結晶相の体積が大きくなりすぎると、後記する軟化流動性を阻害するので、軟化流動性も合わせて評価する必要がある。
【表５】
【００８６】
結晶化開始温度が、３００℃〜４００℃の低温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９、実施例Ｇ−１０、実施例Ｇ−１２であった。これらの実施例は、結晶相を発生させやすい傾向にあるといえる。
結晶化開始温度が、４００℃〜５００℃の中低温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−１１、実施例Ｇ−１３、実施例Ｇ−１４であった。これらの実施例は、結晶相を発生させやすい傾向にあるといえる。
結晶化開始温度が、５００℃〜６００℃の中高温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−１６であった。これらの実施例は、結晶相を発生させにくい傾向にあるといえる。
結晶化開始温度が、６００℃〜の高温領域に属した実施例は、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５であった。これらの実施例は、結晶相を発生させにくい傾向にあるといえる。
【００８７】
（２−３、ガラス組成物の軟化流動試験）
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物の軟化流動試験を行った。ガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を押し固めて、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱形でガラス組成物の成形体を作製した。そして、ガラス組成物の軟化流動性を、第１の実施形態と同様な試験で評価した。軟化流動性は、ガラス組成物で、アルミニウム電極配線（導電性ペースト）中のアルミニウム粒子を基板に接着するのに必須の性質であり、ガラス組成物を十分に軟化流動させるためには、できるだけ低温で、軟化性と流動性が発現することが望ましい。
【００８８】
表５に示すように、軟化流動試験の結果は、後記のようになった。
実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−１２で、加熱温度が５００℃と６００℃と７００℃と８００℃の全てで、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、軟化流動性を発現させやすい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１１、実施例Ｇ−１３で、加熱温度が５００℃で、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であったが、加熱温度が６００℃と７００℃と８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、軟化流動性を発現させやすい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−１４で、加熱温度が５００℃で、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であったが、加熱温度が６００℃と７００℃と８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。この実施例は、軟化流動性を発現させやすい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−０１、実施例Ｇ−０２、実施例Ｇ−０３で、加熱温度が５００℃と６００℃で、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であったが、加熱温度が７００℃と８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、加熱温度が６００℃でも、良好な軟化流動性が見られず、軟化流動性を発現させにくい傾向にあるといえる。
実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６で、加熱温度が５００℃と６００℃で、良好な軟化性も流動性も見られず、「×」の評価であったが、加熱温度が７００℃で、良好な軟化性が見られたが、良好な流動性は見られず、「△」の評価であり、加熱温度が８００℃で、軟化性と流動性が良好であり、「○」の評価が得られた。これらの実施例は、加熱温度が６００℃でも、良好な軟化流動性が見られず、軟化流動性を発現させにくい傾向にあるといえる。
【００８９】
（２−４、ガラス組成物の耐水性試験）
ガラス組成物の耐水性試験は、加熱温度８００℃の軟化流動試験後の、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６毎のガラス組成物を、５０℃の純水に８時間浸漬させることで行った。この後、ガラス組成物を目視で観察し、その腐食状態から耐水性を判定した。判定基準としては、外観上ほとんど変化が認められない場合を、「○」の評価とし、変化が明らかに認められた場合を、「×」の評価とする基準を用いた。アルミニウム電極配線に用いられるガラス組成物であるので、高い耐水性が望まれる。
【００９０】
表５に示すように、ガラス組成物の耐水性試験の結果は、「○」の評価が、実施例Ｇ−０４〜Ｇ−１５で得られ、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３と実施例Ｇ−１６で、「×」の評価となった。
【００９１】
後記では、２−２のガラス組成物の結晶化開始温度の測定と、２−３のガラス組成物の軟化流動試験と、２−４のガラス組成物の耐水性試験の結果について、総合的に考察した。
【００９２】
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物では、表５に示すように、３００℃〜４００℃の低温領域で結晶化が開始することがわかったが、さらに、４００℃以下で顕著に結晶化が促進され、結晶相の体積が顕著に大きくなっていることがわかった。これは、ガラス化しにくく、結晶化しやすい性質を表している。これにより、ガラス組成物中のガラス相が相対的に減少し、軟化流動性が低下したと考えられる。６００℃以下で、良好な軟化流動性が得られなかったのは、その結晶相の増加の影響であると考えられる。また、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物で耐水性が低下したのも、結晶化によるものと考えられる。結晶化に伴い結晶粒界に金属が析出し、その金属が腐食・酸化したと考えられる。実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物が結晶化しやすい性質を持つ理由としては、表４に示すように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比が大きく、７５重量％以上になっていたためであると考えられる。逆に、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比に対して、ガラス化を促進させるアルカリ土類酸化物の組成比とアルカリ金属酸化物の組成比が、特に、酸化バリウム（ＢａＯ）の組成比が、少ないためであると考えられる。前記から、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比が、７５重量％未満になっていることが望ましいことがわかった。逆に、ガラス化を促進させるアルカリ土類酸化物の組成比とアルカリ金属酸化物の組成比の和が、２５重量％以上になっていることが望ましいことがわかった。
【００９３】
実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８のガラス組成物では、表５に示すように、５００℃を超える高温で結晶化を開始した。また、７００℃以下では良好な流動性が得られなかった。しかし、耐水性は良好であった。これらは、ガラス組成物中にアルカリ金属酸化物が含まれていないためであると考えられる。また、実施例Ｇ−０８の結晶化開始温度が、実施例Ｇ−０６より高くなっているのは、酸化バリウム（ＢａＯ）の組成比が大きくなっているためである。前記から、ガラス組成物には、アルカリ土類酸化物だけでなく、アルカリ金属酸化物も必須であることがわかった。また、結晶化開始温度を低下させるには、アルカリ土類酸化物、すなわち、酸化バリウム（ＢａＯ）の組成比を減少させればよく、例えば、４０重量％以下にすればよいことがわかった。
【００９４】
実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６のガラス組成物では、表５に示すように、５００℃を超える高温で結晶化を開始した。また、７００℃以下では良好な流動性が得られなかった。これらは、アルカリ土類酸化物の和の組成比が、４５重量％となり、大きすぎたためであると考えられた。耐水性に関しては、実施例Ｇ−１５は良好であったが、実施例Ｇ−１６は良好ではなかった。これは、実施例Ｇ−１６のアルカリ金属酸化物の和の組成比が、実施例Ｇ−１５では２０重量％であるところ、実施例Ｇ−１６では２５重量％となり、大きくなりすぎたためであると考えられた。前記から、アルカリ土類酸化物の和の組成比は、４５重量％未満にすればよいことがわかった。また、アルカリ金属酸化物の和の組成比は、２５重量％未満にすればよいことがわかった。
【００９５】
実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４のガラス組成物では、表５に示すように、５００℃以下の低温で結晶化を開始し、その結晶化が総体積的に顕著なものでないことから、６００℃以下でも良好な軟化流動性を有していた。特に、結晶化開始温度が４００℃以下の実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−１２のガラス組成物は、軟化流動性にも優れ、５００℃でも良好な軟化流動性を示す傾向があった。また、これらのガラス組成物の耐水性は、良好であった。前記から、表４の実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４に示すように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比は、４０重量％〜７０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ土類酸化物の和の組成比は、２０重量％〜４０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ金属酸化物の和の組成比は、１０重量％〜２０重量％にすればよいことがわかった。
【００９６】
（２−５、導電性ペーストの作製）
導電性ペーストは、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物毎に作製した。バルク状のガラス組成物を、スタンプミルを用い粉砕して、ガラス組成物の粉末（酸化物の粉末）を作製した。ガラス組成物の粉末の平均粒径（D50）は、１μｍ〜２μｍであった。導電性ペーストに含有させる金属粒子として、平均粒径（D50）略３μｍであり、カルシウム（Ｃａ）を少量含むアルミニウム（合金）粒子を用いた。導電性ペーストには、アルミニウム（合金）粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、１重量部混合した。第２の実施形態では、第１の実施形態に比べて、ガラス組成物の粉末の平均粒径（D50）を１μｍ〜２μｍに小さくしたことに伴い、アルミニウム（合金）粒子に対するガラス組成物（酸化物）の粉末の混合量を、１重量部に減らした。導電性ペーストの作製上の他の作製条件は、第１の実施形態と同じにした。
【００９７】
（２−６、太陽電池セルの作製）
太陽電池セルは、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のそれぞれで作製したガラス組成物毎、すなわち、導電性ペースト毎に作製した。第２の実施形態では、半導体基板１にボロン（Ｂ）を含有した多結晶シリコン基板（ｐ形半導体基板）を用いた。その多結晶シリコン基板のサイズは、１５０ｍｍ角で、厚み２００μｍとした。そして、第１の実施形態の太陽電池セル１０の製造方法と同様の製造方法で太陽電池セルを作製した。
【００９８】
（２−７、太陽電池セルの評価）
表６に示すように、太陽電池セルの評価としては、変換効率の測定と、密着性試験と、太陽電池セルの耐水性試験を行った。まず、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６のガラス組成物毎に作製した太陽電池セルの変換効率の測定を行った。測定では、ソーラーシュミレータを用いた。測定結果の変換効率を、表６に示す。
【表６】
【００９９】
実施例Ｇ−０１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．６％であった。
実施例Ｇ−０２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１４．９％であった。
実施例Ｇ−０３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．５％であった。
実施例Ｇ−０４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．１％であった。
実施例Ｇ−０５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．３％であった。
実施例Ｇ−０６のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．４％であった。
実施例Ｇ−０７のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．５％であった。
実施例Ｇ−０８のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．２％であった。
実施例Ｇ−０９のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．５％であった。
実施例Ｇ−１０のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．２％であった。
実施例Ｇ−１１のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．６％であった。
実施例Ｇ−１２のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．４％であった。
実施例Ｇ−１３のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．５％であった。
実施例Ｇ−１４のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１６．１％であった。
実施例Ｇ−１５のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．８％であった。
実施例Ｇ−１６のガラス組成物を用いた太陽電池セルの変換効率は、１５．５％であった。
【０１００】
次に、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６の太陽電池セル毎に、裏面電極（アルミニウム電極配線）５（図１Ｃ参照）の半導体基板１に対する接着（密着性）の強さを、ピール試験にて評価した。ピール試験では、市販のセロハンテープを、裏面電極（アルミニウム電極配線）５に貼り付けた後に引き剥がした。そして、剥がした後に裏面電極（アルミニウム電極配線）５を観察し評価した。評価基準としては、裏面電極（アルミニウム電極配線）５が剥離しなかったものを「○」とし、剥離したものを「×」とする基準を用いた。表６に示すように、ピール試験の結果は、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０５と実施例Ｇ−０７と実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４で「○」であり、実施例Ｇ−０６と実施例Ｇ−０８と実施例Ｇ−１５と実施例Ｇ−１６で「×」であった。
【０１０１】
次に、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−１６の太陽電池セル毎の裏面電極（アルミニウム電極配線）５（図１Ｃ参照）に対し、耐水性試験として、２−４のガラス組成物の耐水性試験と同様に、５０℃の純水に８時間浸漬させた。この後、裏面電極（アルミニウム電極配線）５を目視で観察し、その変色から耐水性を判定した。判定基準としては、外観上ほとんど変色が認められない場合を、「○」の評価とし、変色が認められた場合を、「×」の評価とする基準を用いた。なお、従来のアルミニウム電極配線は、５０℃の純水に８時間浸漬させると、アルミニウム（電極配線）の水酸化物の生成により、アルミニウム電極配線が、黒色に変色することが分かっている。表６に示すように、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の耐水性試験の結果は、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０５と実施例Ｇ−０７と実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４で「○」であり、実施例Ｇ−０６と実施例Ｇ−０８と実施例Ｇ−１５と実施例Ｇ−１６で「×」であった。
【０１０２】
太陽電池セルの評価として行った変換効率の測定より、実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４では、変換効率が１６％を上回り、それ以外の実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３、実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６の変換効率が１６％未満に留まったのに比べ、高い変換効率が得られることがわかった。さらに、実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４では、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の密着性試験と耐水性試験ともに良好であった。
【０１０３】
実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３では、高い変換効率は得られなかったが、裏面電極（アルミニウム電極配線）５の密着性試験と耐水性試験は良好であった。表５の実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３の耐水性試験結果に示すように、実施例Ｇ−０１〜Ｇ−０３のガラス組成物は、耐水性に乏しかったが、導電性ペーストの焼成時に、ガラス組成物がアルミニウム（合金）粒子と反応することによって、ガラス組成物としての耐水性もよくなり、裏面電極（アルミニウム電極配線）５としての耐水性もよくなったと考えられる。また、この反応により密着性も高められ良い結果が得られたと考えられるが、この反応が裏面電極（アルミニウム電極配線）５から半導体基板１へのアルミニウムの拡散を抑制してしまうため、変換効率が１６％に達せず低めであったと推測された。
【０１０４】
また、実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６では、変換効率が１６％に達せず、高い変換効率が得られず、密着性試験と耐水性試験も「×」の評価で、良好な評価は得られなかった。実施例Ｇ−０６、実施例Ｇ−０８、実施例Ｇ−１５、実施例Ｇ−１６は、表５に示す結晶化開始温度では高温になり、軟化流動性でも高温で軟化したように、軟化流動性が良好でないため、アルミニウム（合金）粒子の表面上を、ガラス組成物が覆えず、ガラス組成物でアルミニウム（合金）粒子同士を接着できず、アルミニウム（合金）粒子同士が十分に焼結されなかったためと考えられる。
【０１０５】
前記より、太陽電池セルの評価でも、ガラス組成物単独での評価と同様に、実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４で、良好な評価が得られることがわかった。これより、表４の実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９〜Ｇ−１４に示すように、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の組成比は、４０重量％〜７０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ土類酸化物の和の組成比は、２０重量％〜４０重量％にすればよいことがわかった。また、アルカリ金属酸化物の和の組成比は、１０重量％〜２０重量％にすればよいことがわかった。さらに、表５より、５００℃以下で結晶化し、７００℃以下で良好な流動性を示すガラス組成物が好ましく、特に４００℃以下で結晶化し、６００℃以下で良好な流動性を示すガラス組成物（実施例Ｇ−０４、実施例Ｇ−０５、実施例Ｇ−０７、実施例Ｇ−０９、実施例Ｇ−１０、実施例Ｇ−１２）が有効であることがわかった。
【０１０６】
（第３の実施形態）
［導電性ペーストにおけるガラス組成物の含有量に関する検討］
第３の実施形態では、導電性ペーストにおけるガラス組成物の含有量に関して検討した。
【０１０７】
表７に示すように、第３の実施形態では、導電性ペーストにおけるガラス組成物の含有量を変えて、実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３の計１３種類の導電性ペーストを作製し、それぞれの導電性ペーストを使ってアルミニウム電極配線を作製し、アルミニウム電極配線を使って、密着性試験と、アルミニウム電極配線の耐水性試験と、比抵抗測定を行っている。
【表７】
【０１０８】
（３−１、ガラス組成物の作製）
実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３の導電性ペースト用のガラス組成物としては、表４の実施例Ｇ−１１のガラス組成物と同じ組成のガラス組成物を、第２の実施形態と同様の製造方法で作成した。また、粉砕して粉末化したガラス組成物の平均粒径(D50)は、略１μｍであった。
【０１０９】
（３−２、導電性ペーストの作製）
導電性ペーストに含有させる金属粒子として、平均粒径（D50）略３μｍであるアルミニウム粒子を用いた。導電性ペーストには、アルミニウム粒子１００重量部に対して、ガラス組成物（酸化物）の粉末を、実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３毎に、０重量部から３０重量部まで変化させて混合した。また、アルミニウム粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末からなる固形分の含有量が７５重量％前後になるように、バインダ樹脂であるエチルセルロースと、溶剤であるα‐テルピネオールを含有させた。導電性ペーストの作製上の他の作製条件は、第１の実施形態と同じにした。
【０１１０】
実施例Ｈ−０１の導電性ペーストの、アルミニウム粒子１００重量部に対する、ガラス組成物の（ガラス）含有量は、０（ゼロ）重量部であった。
同様に、実施例Ｈ−０２のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．１重量部であった。
実施例Ｈ−０３のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．２重量部であった。
実施例Ｈ−０４のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．３重量部であった。
実施例Ｈ−０５のガラス組成物の（ガラス）含有量は、０．５重量部であった。
実施例Ｈ−０６のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１．０重量部であった。
実施例Ｈ−０７のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１．５重量部であった。
実施例Ｈ−０８のガラス組成物の（ガラス）含有量は、２．０重量部であった。
実施例Ｈ−０９のガラス組成物の（ガラス）含有量は、５．０重量部であった。
実施例Ｈ−１０のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１０．０重量部であった。
実施例Ｈ−１１のガラス組成物の（ガラス）含有量は、１５．０重量部であった。
実施例Ｈ−１２のガラス組成物の（ガラス）含有量は、２０．０重量部であった。
実施例Ｈ−１３のガラス組成物の（ガラス）含有量は、３０．０重量部であった。
【０１１１】
（３−３、アルミニウム電極配線の作製）
アルミニウム電極配線は、実施例Ｈ−０１〜Ｈ−１３のそれぞれで作製した導電性ペースト毎に作製した。第３の実施形態では、アルミニウム電極配線の基板として、２５ｍｍ角の多結晶シリコン（Ｓｉ）基板（厚み２００μｍ）と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板（厚み１．０ｍｍ）を用いた。導電性ペーストを、シリコン（Ｓｉ）基板と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板に、スクリーン印刷で塗布し、乾燥させた。乾燥後、赤外線急速加熱炉にて大気中で８００℃まで急速に加熱し、１０秒間保持する焼成を行うことで、アルミニウム電極配線を形成した。
【０１１２】
（３−４、アルミニウム電極配線の評価）
表７に示すように、アルミニウム電極配線の評価としては、シリコン（Ｓｉ）基板とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板に対するアルミニウム電極配線の密着性試験と、アルミニウム電極配線の耐水性試験と、アルミニウム電極配線の比抵抗測定を行った。密着性試験と耐水性試験は、第２の実施形態と同様に評価した。また、比抵抗測定では、室温にて四端子法によって、アルミニウム電極配線の電気抵抗を測定し、別途、測定したアルミニウム電極配線の膜厚を用いて比抵抗を算出した。
【０１１３】
表７に示すように、密着性試験の結果は、基板がシリコン（Ｓｉ）基板の場合、実施例Ｈ−０２〜Ｈ−１３で「○」の評価であり、実施例Ｈ−０１で「×」の評価であった。すなわち、ガラス含有量が、０．１重量部以上で、良好な密着性が得られた。なお、実施例Ｈ−０９〜Ｈ−１３で、基板のそりが大きくなり、特に、実施例Ｈ−１３では、そりが大きくなりすぎ、基板が破損する場合があった。
【０１１４】
また、密着性試験の結果で、基板がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板の場合は、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１３で「○」の評価であり、実施例Ｈ−０１と実施例Ｈ−０２で「×」の評価であった。すなわち、ガラス含有量が、０．２重量部以上で、良好な密着性が得られた。なお、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板の場合に、基板のそりが生じなかったのは、基板の厚さが、シリコン（Ｓｉ）基板より５倍厚かっただけでなく、熱膨張係数がアルミニウム電極配線とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板とでよく一致していたためと考えられる。
【０１１５】
表７に示すように、アルミニウム電極配線の耐水性試験の結果は、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１３で「○」の評価であり、実施例Ｈ−０１と実施例Ｈ−０２で「×」の評価であった。すなわち、ガラス含有量が、０．２重量部以上で、良好な耐水性が得られた。
【０１１６】
表７に示すように、アルミニウム電極配線の比抵抗測定の結果は、実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０９で比抵抗（Ωｃｍ）が１０−５オーダの低抵抗であり、実施例Ｈ−０３と実施例Ｈ−０４と実施例Ｈ−１０〜Ｈ−１２で１０−４オーダの低抵抗であったが、実施例Ｈ−０１と実施例Ｈ−０２と実施例Ｈ−１３で１０−２オーダの高抵抗であった。すなわち、ガラス含有量が、０．２重量部以上、かつ、２０．０重量部以下（実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１２）で、低い比抵抗（１０−４オーダ）が得られた。さらに、ガラス含有量が、０．５重量部以上、かつ、５．０重量部以下（実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０９）で、一層低い比抵抗（１０−５オーダ）が得られた。
【０１１７】
前記のことから、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板に関しては、密着性試験と耐水性試験と比抵抗測定を考慮すると、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−１２で好ましく、具体的には、ガラス含有量は０．２重量部〜２０．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。さらに、好ましくは、比抵抗が１０−５オーダの低抵抗になる観点から、実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０９で、ガラス含有量は０．５重量部〜５．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。
【０１１８】
また、シリコン（Ｓｉ）基板に関しては、密着性試験と耐水性試験と比抵抗測定を考慮すると、実施例Ｈ−０３〜Ｈ−０８で好ましく、具体的には、ガラス含有量は０．２重量部〜２．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。さらに、好ましくは、比抵抗が１０−５オーダの低抵抗になる観点から、実施例Ｈ−０５〜Ｈ−０８で、ガラス含有量は０．５重量部〜２．０重量部の範囲で好ましいことがわかった。
【０１１９】
（第４の実施形態）
［アルミニウム電極配線のプラズマディスプレイパネルのアドレス電極への適用に関する検討］
第４の実施形態では、アルミニウム電極配線のプラズマディスプレイパネルのアドレス電極への適用に関して検討した。
【０１２０】
図２に、本発明の第４の実施形態に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：電子部品）１１の断面図の一部を示す。第４の実施形態では、本願発明を適用可能な電子部品として、プラズマディスプレイパネル１１を例に挙げ説明する。プラズマディスプレイパネル１１のアドレス電極２１に、本願発明の電子部品のアルミニウム電極配線を適用いている。プラズマディスプレイパネル１１は、前面板１２と背面板１３とが１００〜１５０μｍの間隙をもって対向させて配置され、前面板１２と背面板１３の間隙は隔壁１４で維持されている。前面板１２と背面板１３との周縁部は封着材料１５で気密に封止され、前面板１２と背面板１３の間隙のパネル内部には希ガスが充填されている。
【０１２１】
前面板１２上には表示電極２０が形成されている。また、コントラストを向上するために、隣接するセル１６の表示電極２０間にブラックマトリックス（黒帯）２６が形成されることもある。表示電極２０とブラックマトリックス２６上に誘電体層２３が形成され、誘電体層２３上に放電から表示電極２０等を保護するための保護層２５（例えば、酸化マグネシウム（MgO）の蒸着膜）が形成されている。
【０１２２】
背面板（基板に相当）１３上にはアドレス電極（アルミニウム電極配線に相当）２１が形成されている。平面視において、アドレス電極２１は、表示電極２０に対して直交するように形成されている。アドレス電極２１上に誘電体層２４が形成され、誘電体層２４上にセル１６を構成するための隔壁１４が設けられている。隔壁１４は、ストライプ状あるいは格子（ボックス）状の構造体になっている。
【０１２３】
前面板１２と背面板１３の間の間隙において、隔壁１４により区切られた微小空間はセル１６となる。セル１６には蛍光体１７、１８、１９が充填されている。赤色蛍光体１７が充填されたセル１６と緑色蛍光体１８が充填されたセル１６と青色蛍光体１９が充填されたセル１６の３原色に対応する３個のセル１６で１画素が構成されている。各画素は、表示電極２０とアドレス電極２１に印加される信号に応じて種々の色を発光することができる。
【０１２４】
次に、プラズマディスプレイパネル１１の製造方法について説明する。
【０１２５】
（４−１、導電性ペーストの作製）
まず、アルミニウムと少量のシリコンを溶融し、水アトマイズ法にて球状のシリコンを少量含むアルミニウム（合金）粒子を形成した。導電性ペースト用の、このアルミニウム（合金）粒子の平均粒径（D50）は、略１μｍとした。
【０１２６】
また、導電性ペースト用のガラス組成物としては、表４の実施例Ｇ−１１のガラス組成物と同じ組成のガラス組成物を、第２の実施形態と同様の製造方法で作成した。また、粉砕して粉末化したガラス組成物の平均粒径(D50)は、１μｍ以下であった。
【０１２７】
作製したアルミニウム（合金）粒子の１００重量部に対して、１０重量部のガラス組成物（酸化物）の粉末を混合し、さらに、この混合物にバインダ樹脂と溶剤と感光剤を添加・混合し、混錬した。バインダ樹脂は溶剤に溶け、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に、アルミニウム（合金）粒子とガラス組成物（酸化物）の粉末とが分散し、導電性ペーストが完成した。なお、バインダ樹脂にはエチルセルロースを用い、溶剤にはブチルカルビトールアセテートを用いた。
【０１２８】
（４−２、プラズマディスプレイパネルの作製）
次に、プラズマディスプレイパネルを作製した。まず、導電性ペーストを、スクリーン印刷法によって、背面板１３の全面に塗布し、大気中１５０℃で乾燥させた。塗布した面にマスクを付け、紫外線を照射することによって、余分な箇所を除去し、アドレス電極２１を背面板１３上に形成した。次に、市販の銀ペーストを、スクリーン印刷法によって、前面板１２の全面に塗布し、大気中１５０℃で乾燥させた。フォトリソグラフィ法とエッチング法によって銀ペーストの塗布膜の余分な箇所を除去して、表示電極２０のパターニングを行った。
【０１２９】
その後、大気中、焼成温度６００℃、焼成時間３０分間で焼成して、表示電極２０とアドレス電極２１を完成させた。この焼成では、焼成雰囲気は酸性雰囲気になるのであるが、この焼成によって、アドレス電極２１は、特にアルミニウムの金属粒子が化学反応して変色等することはなかった。
【０１３０】
次に、ブラックマトリックス２６となるブラックペーストと、誘電体層２３、２４となる誘電性ペーストとを、前面板１２と背面板１３のそれぞれに塗布し、大気中、焼成温度６１０℃、焼成時間３０分間で焼成した。なお、この焼成では、焼成雰囲気は酸性雰囲気になり、誘電体層２４はアドレス電極２１に直接接するが、この焼成によって、誘電体層２４が、アドレス電極２１とで化学反応することはなかった。前面板１２の誘電体層２３の側から保護層２５を蒸着した。
【０１３１】
背面板１３側の誘電体層２４の上に隔壁１４が設けられる。ガラス構造体よりなる隔壁１４は、少なくともガラス組成物とフィラーを含む構造材料よりなり、その構造材料を焼結した焼成体から構成される。隔壁１４は、隔壁部に溝が切られた揮発性シートを誘電体層２４の上に貼り付け、その溝に隔壁１４用のペーストを流し込み、５００〜６００℃で焼成することによって、揮発性シートを揮発させるとともに隔壁１４を形成することができる。また、印刷法にて隔壁１４用のペーストを誘電体層２４の上の全面に塗布し、乾燥後にマスクして、サンドブラストや化学エッチングによって、不要な部分を除去し、５００〜６００℃で焼成することにより隔壁１４を形成することもできる。この隔壁１４を、誘電体層２４の上に配置し、セル１６を構成させた。そして、それぞれのセル１６に、三原色に対応する蛍光体用のペーストを充填し４５０〜５００℃で焼成することによって、赤色蛍光体１７と緑色蛍光体１８と青色蛍光体１９を、セル１６内に形成した。
【０１３２】
次に、封着材料１５を、ディスペンサー法や印刷法等により、前面板１２または背面板１３のどちらか一方の周縁部に塗布した。そして、前面板１２と背面板１３を封着した。前面板１２と背面板１３の封着では、前面板１２と背面板１３とを正確に位置合わせしながら対向させて配置し、４２０〜５００℃に加熱した。この加熱時には、セル１６内のガスを排気して替わりに希ガスを封入した。なお、封着材料１５は、蛍光体１７〜１９の形成時の蛍光体用のペーストの焼成と同時に仮焼成してもよい。封着材料１５を仮焼成することによって、封着材料１５内に含まれる気泡を低減できる。なお、図２では、封着材料１５とアドレス電極２１とが直接接している。封着材料１５は、仮焼成時とガラス封着時に加熱され、この加熱では焼成雰囲気は酸性雰囲気になるのであるが、この加熱によって、封着材料１５が、アドレス電極２１とで化学反応することはなかった。以上で、プラズマディスプレイパネル１１が完成した。
【０１３３】
（４−３、プラズマディスプレイパネルの評価）
（外観検査）
アドレス電極２１の周りの外観検査を行った。アドレス電極２１と背面板１３の界面部や、アドレス電極２１と誘電体層２４の界面部には、空隙の発生や変色は認められなかった。外観上良好な状態でプラズマディスプレイパネル１１を作製することができた。
【０１３４】
（点灯実験）
続いて、作製したプラズマディスプレイパネル１１の点灯実験を行った。プラズマディスプレイパネル１１のセル１６を点灯（発光）させるために、点灯させたいセル１６の表示電極２０とアドレス電極２１との間に電圧を印加してセル１６内にアドレス放電を行い、希ガスをプラズマ状態に励起してセル１６内に壁電荷を蓄積させた。次に、表示電極２０の対に一定の電圧を印加することで、壁電荷が蓄積されたセル１６のみに表示放電が起こり紫外線２２を発生させた。そして、この紫外線２２を利用して蛍光体１７〜１９を発光させ、画像（情報）を表示させた。
【０１３５】
この画像情報の表示の前後で、アドレス電極２１の比抵抗が増加することはなかった。また、隣接するアドレス電極２１同士等で、電気的耐圧性が低下することはなく、電圧を昇圧でき、セル１６を点灯することができた。また、銀厚膜の電極配線のようなマイグレーション現象も生じず、その他特に支障があるような点は認められなかった。第４の実施形態のプラズマディスプレイパネル１１のアドレス電極２１には、高価な銀を使っていないので、コスト低減にも大きく貢献できる。
【０１３６】
なお、第４の実施形態では、アルミニウム電極配線を、アドレス電極２１に適用したが、これに限らず、表示電極２０に適用しても良い。ただし、この場合は、表示電極２０の抵抗が銀ペーストから切換えたことにより上昇しないように、導電性ペースト中にアルミニウム粒子のほかに銀粒子も添加することが望ましい。
【０１３７】
本発明の実施形態では、アルミニウム電極配線の適用例として、太陽電池セル１０の裏面に形成される裏面電極５や、プラズマディスプレイパネル１１のアドレス電極２１への展開を説明したが、必ずしもこれら２つの電子部品に限った話ではなく、その他の電子部品の電極としても広く適用できる可能性がある。特に、アルミニウム電極配線の高性能化と高信頼化が要求される電子部品や、高価な銀電極配線を安価なアルミニウム電極配線に変更したい電子部品では、本発明は非常に有効である。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 半導体基板（基板）
２ 拡散層
３ 反射防止層
４ 受光面電極配線
５ 裏面電極（アルミニウム電極配線）
６ 出力電極
７ 合金層
１０ 太陽電池セル（電子部品）
１１ プラズマディスプレイパネル（電子部品）
１２ 前面板（基板）
１３ 背面板（基板）
１５ 封着材料
１６ セル
２０ 表示電極（アルミニウム電極配線）
２１ アドレス電極（アルミニウム電極配線）
２２ 紫外線
２３、２４ 誘電体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されることを特徴とするアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項２】
不可避の元素以外にアルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物を、含んでいないことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項３】
アルミニウムより仕事関数が小さい元素の前記酸化物は、少なくとも、
バナジウム（Ｖ）の酸化物と、
アルカリ土類金属の酸化物と、
アルカリ金属の酸化物とから構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項４】
前記アルカリ土類金属の元素としては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）の元素の内、少なくともバリウムを含む１種以上であり、
前記アルカリ金属の元素としては、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）及びセシウム（Ｃｓ）の元素の内、少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項５】
前記バナジウムの元素が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）として含まれているとした場合に、前記五酸化バナジウムを４０〜７０重量％含み、
前記アルカリ土類金属の元素Ｒｎが化学式ＲｎＯで表される酸化物として含まれているとした場合に、前記化学式ＲｎＯで表される酸化物を２０〜４０重量％含み、
前記アルカリ金属の元素Ｒが化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物として含まれているとした場合に、前記化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物を１０〜２０重量％含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項６】
アルミニウム電極配線の焼成の際に、内部に微結晶が析出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項７】
５００℃以下の温度で結晶化し、７００℃以下の温度で軟化流動することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項８】
４００℃以下の温度で結晶化し、６００℃以下の温度で軟化流動することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項９】
不可避の成分以外に、鉛（Ｐｂ）を含まないことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項１０】
アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、ガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散しているアルミニウム電極配線用の導電性ペーストであって、
前記粉末となる前記ガラス組成物には、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴とするアルミニウム電極配線用の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記粉末は、前記粒子の１００重量部に対して、０．２〜２０重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１０に記載のアルミニウム電極配線用の導電性ペースト。
【請求項１２】
前記粉末は、前記粒子の１００重量部に対して、０．２〜２重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のアルミニウム電極配線用の導電性ペースト。
【請求項１３】
アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、前記粒子を基板に固定するガラス組成物とを有するアルミニウム電極配線を具備する電子部品であって、
前記粒子を基板に固定する前記ガラス組成物には、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴とする電子部品。
【請求項１４】
前記ガラス組成物の内部には、微結晶が析出していることを特徴とする請求項１３に記載の電子部品。
【請求項１５】
前記ガラス組成物は、前記粒子の１００重量部に対して、０．２〜２０重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の電子部品。
【請求項１６】
前記基板は、ｐ型半導体を有し、
前記ｐ型半導体に、前記アルミニウム電極配線が形成されていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１７】
前記基板がｐｎ接合を有する太陽電池セルであることを特徴とする請求項１６に記載の電子部品。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の電子部品において、
その電子部品がディスプレイパネルであることを特徴とする電子部品。
【請求項１９】
アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されるガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散している導電性ペーストを基板に塗布し、
塗布した前記導電性ペーストを焼成して、アルミニウム電極配線を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項１】
アルミニウム（Ａｌ）より仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されることを特徴とするアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項２】
不可避の元素以外にアルミニウムより仕事関数が大きい元素の酸化物を、含んでいないことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項３】
アルミニウムより仕事関数が小さい元素の前記酸化物は、少なくとも、
バナジウム（Ｖ）の酸化物と、
アルカリ土類金属の酸化物と、
アルカリ金属の酸化物とから構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項４】
前記アルカリ土類金属の元素としては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）の元素の内、少なくともバリウムを含む１種以上であり、
前記アルカリ金属の元素としては、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）及びセシウム（Ｃｓ）の元素の内、少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項５】
前記バナジウムの元素が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）として含まれているとした場合に、前記五酸化バナジウムを４０〜７０重量％含み、
前記アルカリ土類金属の元素Ｒｎが化学式ＲｎＯで表される酸化物として含まれているとした場合に、前記化学式ＲｎＯで表される酸化物を２０〜４０重量％含み、
前記アルカリ金属の元素Ｒが化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物として含まれているとした場合に、前記化学式Ｒ２Ｏで表される酸化物を１０〜２０重量％含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項６】
アルミニウム電極配線の焼成の際に、内部に微結晶が析出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項７】
５００℃以下の温度で結晶化し、７００℃以下の温度で軟化流動することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項８】
４００℃以下の温度で結晶化し、６００℃以下の温度で軟化流動することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項９】
不可避の成分以外に、鉛（Ｐｂ）を含まないことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物。
【請求項１０】
アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、ガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散しているアルミニウム電極配線用の導電性ペーストであって、
前記粉末となる前記ガラス組成物には、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴とするアルミニウム電極配線用の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記粉末は、前記粒子の１００重量部に対して、０．２〜２０重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１０に記載のアルミニウム電極配線用の導電性ペースト。
【請求項１２】
前記粉末は、前記粒子の１００重量部に対して、０．２〜２重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のアルミニウム電極配線用の導電性ペースト。
【請求項１３】
アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、前記粒子を基板に固定するガラス組成物とを有するアルミニウム電極配線を具備する電子部品であって、
前記粒子を基板に固定する前記ガラス組成物には、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のアルミニウム電極配線用のガラス組成物が用いられていることを特徴とする電子部品。
【請求項１４】
前記ガラス組成物の内部には、微結晶が析出していることを特徴とする請求項１３に記載の電子部品。
【請求項１５】
前記ガラス組成物は、前記粒子の１００重量部に対して、０．２〜２０重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の電子部品。
【請求項１６】
前記基板は、ｐ型半導体を有し、
前記ｐ型半導体に、前記アルミニウム電極配線が形成されていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１７】
前記基板がｐｎ接合を有する太陽電池セルであることを特徴とする請求項１６に記載の電子部品。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の電子部品において、
その電子部品がディスプレイパネルであることを特徴とする電子部品。
【請求項１９】
アルミニウム及び/又はアルミニウムを含む合金からなる複数の粒子と、アルミニウムより仕事関数が小さい元素の酸化物から構成されるガラス組成物からなる粉末とが、溶剤に溶けたバインダ樹脂中に分散している導電性ペーストを基板に塗布し、
塗布した前記導電性ペーストを焼成して、アルミニウム電極配線を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２０１７１４（Ｐ２０１１−２０１７１４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６９０９０（Ｐ２０１０−６９０９０）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００２３３５７２）日立粉末冶金株式会社 (272)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００２３３５７２）日立粉末冶金株式会社 (272)
【Ｆターム（参考）】
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