導電性ペースト、光起電力装置および光起電力装置の製造方法
【課題】導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することが可能な導電性ペーストを提供する。
【解決手段】この導電性ペーストは、エポキシ樹脂（バインダ樹脂）と、エポキシ樹脂中に分散された銀粒子（導電材）と、エポキシ樹脂中に分散された層状構造の二硫化モリブデン粒子（添加材）とを備えている。
【解決手段】この導電性ペーストは、エポキシ樹脂（バインダ樹脂）と、エポキシ樹脂中に分散された銀粒子（導電材）と、エポキシ樹脂中に分散された層状構造の二硫化モリブデン粒子（添加材）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペースト、光起電力装置および光起電力装置の製造方法に関し、特に、バインダ樹脂中に導電材が分散された導電性ペースト、この導電性ペーストを用いて形成された電極を含む光起電力装置およびこの光起電力装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バインダ樹脂中に、導電材としての銀（Ａｇ）粒子が分散された導電性ペーストが知られている。また、従来では、上記した導電性ペーストを用いて形成された集電極を含む光起電力装置も知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、透光性導電膜上の所定領域に、フィンガー部とバスバー部とを有する櫛状の集電極が形成された光起電力装置が開示されている。なお、集電極のフィンガー部は、電流を収集する機能を有するとともに、バスバー部は、フィンガー部において収集された電流を集合させる機能を有する。この特許文献１に開示された従来の光起電力装置の集電極は、スクリーン印刷法を用いて透光性導電膜上の所定領域に導電性ペーストを印刷した後、その印刷された導電性ペーストを硬化させることによって形成されている。
【０００４】
ところで、上記した集電極を含む従来の光起電力装置では、光の入射量を増大させるために、集電極のフィンガー部を細線化することにより遮光領域（集電極の形成領域）を小さくすることが重要である。したがって、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する際に、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制する必要がある。なお、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりを抑制する方法としては、たとえば、導電性ペーストを構成するバインダ樹脂や溶剤の配合比を調整することによって、導電性ペーストの粘度を制御する方法がある。具体的には、導電性ペーストを構成する溶剤の量を減らせば、導電性ペーストの粘度が高くなるので、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７６３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、導電性ペーストを構成する溶剤の量を減らすことにより、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりを抑制する方法では、以下のような不都合がある。すなわち、スクリーン印刷法を用いる場合において、溶剤の量を減らすことにより導電性ペーストの粘度を高くすると、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量が減少するので、印刷された導電性ペーストの高さを大きくするのが困難になる。このため、溶剤の量の減少に起因して導電性ペースト中の導電性を有しない成分（バインダ樹脂）の比率が高くなるのに加えて、高さが小さくなることに起因して印刷された導電性ペーストの断面積が小さくなるという不都合が生じる。その結果、導電性ペーストを用いて形成された電極の細線化を図れたとしても、その電極の断面積が小さくなるので、電極の抵抗が高くなるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することが可能な導電性ペーストを提供することである。
【０００８】
この発明のもう１つの目的は、導電性ペーストを用いて形成された電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することが可能な光起電力装置およびこの光起電力装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による導電性ペーストは、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材とを備えている。
【００１０】
この第１の局面による導電性ペーストでは、上記のように、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材を、バインダ樹脂中に分散させることによって、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材は、潤滑性を有するので、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペーストのチクソ性（チクソトロピック性）を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。また、導電性ペーストのチクソ性を向上させることができるので、オフセット印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、導電性ペーストがブランケットに残留するのを抑制するために、分子量の大きなバインダ樹脂を用いる場合にも、導電性ペーストのチクソ性が低下するのを抑制することができる。このため、オフセット印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、凹版（印刷版）に導電性ペーストを充填するドクタリングを行う際に、導電性ペーストを切断しやすくすることができるとともに、凹版（印刷版）の表面に導電性ペーストが残留するのを抑制することができ、かつ、凹版（印刷版）からブランケットに移行された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法またはオフセット印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。なお、チクソ性とは、攪拌すると流動性を有するとともに、攪拌を中止すると非流動状態を回復する性質のことをいい、チクソ性が高いほど、攪拌により流動化しやすく、かつ、攪拌の中止により非流動状態を回復しやすい。
【００１１】
上記第１の局面による導電性ペーストにおいて、好ましくは、層状構造の硫化物粒子は、二硫化モリブデン粒子を含む。このように構成すれば、二硫化モリブデン粒子は、モリブデン原子が硫黄原子により挟まれた構造を有しており、摩擦係数が低く潤滑性を有するため、導電性ペーストを構成する分子間に二硫化モリブデン粒子が配置された場合には、小さい剪断力で導電性ペーストを構成する分子を滑らせることができる。これにより、容易に、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。また、二硫化モリブデン粒子は、単純な構造を有する分子であるので、二硫化モリブデン粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比は、５％以下である。このように導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比を５％以下に設定すれば、導電性ペーストを用いて光起電力装置の電極を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する電極を形成することができる。
【００１３】
上記導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比が５％以下である場合において、好ましくは、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比は、０．１５％以上４％以下である。このように構成すれば、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比が４％よりも大きくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。また、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比が０．１５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比を０．１５％以上４％以下に設定すれば、導電性ペーストを用いて光起電力装置の電極を形成する場合において、光起電力装置の変換効率をより向上させることが可能な幅と高さとを有する電極を形成することができる。
【００１４】
上記第１の局面による導電性ペーストにおいて、好ましくは、球状構造の粒子は、フラーレン粒子を含む。このように構成すれば、フラーレン粒子は、他の球状構造の粒子に比べて小さい分子サイズを有するので、フラーレン粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【００１５】
この場合、好ましくは、導電材に対するフラーレン粒子の質量比は、０．５％以上５．５％以下である。このように構成すれば、導電材に対するフラーレン粒子の質量比が５．５％よりも大きくなることに起因するフラーレン粒子の凝集を抑制することができるので、フラーレン粒子が潤滑材として機能しにくくなるのを抑制することができる。これにより、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、容易に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。さらに、導電材に対するフラーレン粒子の質量比が０．５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、この場合にも、容易に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電材に対するフラーレン粒子の質量比を０．５％以上５．５％以下に設定することによって、導電性ペーストを用いて光起電力装置の電極を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する電極を形成することができる。
【００１６】
上記第１の局面による導電性ペーストにおいて、好ましくは、導電材は、銀粒子を含む。このように構成すれば、銀粒子を含む導電材がバインダ樹脂中に分散された導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、銀粒子は、扁平状の銀粒子と、粒状の銀粒子とを含む。このように構成すれば、扁平状の銀粒子と粒状の銀粒子とを導電材として用いることにより導電性ペーストの比抵抗を向上させることができるので、導電性ペーストの比抵抗をより向上させることができる。
【００１８】
この発明の第２の局面による光起電力装置は、光電変換層と、光電変換層の光入射面側に導電性ペーストを用いて形成された電極とを備え、電極は、導電材と、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む。
【００１９】
この第２の局面による光起電力装置では、上記のように、電極を、導電材と、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含むように構成することによって、光起電力装置の電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００２０】
この発明の第３の局面による光起電力装置の製造方法は、光電変換層を形成する工程と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、電極パターンと対応する開口領域が形成された印刷版を介して光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備える。
【００２１】
この第３の局面による光起電力装置の製造方法では、上記のように、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、電極パターンと対応する開口領域が形成された印刷版を介して光電変換層の光入射面側に転写することによって、スクリーン印刷版の開口領域の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、光起電力装置の電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００２２】
この発明の第４の局面による光起電力装置の製造方法は、光電変換層を形成する工程と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、印刷版に電極パターンと対応する形状に配置する工程と、電極パターンと対応する形状に配置された導電性ペーストを、印刷版からブランケットに移行させる工程と、ブランケットに移行された導電性ペーストを、光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備える。
【００２３】
この第４の局面による光起電力装置の製造方法では、上記のように、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、印刷版に電極パターンと対応する形状に配置することによって、凹版（印刷版）に導電性ペーストを充填するドクタリングを行う際に、導電性ペーストを切断しやすくすることができるとともに、凹版（印刷版）の表面に導電性ペーストが残留するのを抑制することができ、かつ、凹版（印刷版）からブランケットに移行された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、光起電力装置の電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光起電力装置を示した断面図である。まず、図１を参照して、第１実施形態による光起電力装置の構造について説明する。
【００２６】
第１実施形態による光起電力装置では、図１に示すように、光電変換層３０と、光電変換層３０の上面上（光入射面上）および裏面上に形成された透光性導電膜３１と、導電性ペースト３３を用いて形成された電極３２とを備えている。
【００２７】
光起電力装置の光電変換層３０は、少なくとも１つのｐｎ接合、または、ｐｉｎ接合を有する半導体から構成されている。この半導体としては、結晶系半導体、非晶質系半導体または化合物半導体などの中から選択される半導体を単独で用いてもよいし、これらの半導体の中から選択される複数の半導体を組み合わせて用いてもよい。なお、結晶系半導体としては、単結晶シリコンおよび多結晶シリコンなどがあり、非晶質系半導体としては、非晶質シリコンおよび非晶質シリコンゲルマニウムなどがあり、化合物半導体としては、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅおよびＣｕＩｎＳｅ２などがある。また、光電変換層３０が結晶系半導体のみから構成される場合には、透光性導電膜３１を形成しなくてもよい。
【００２８】
また、光電変換層３０は、たとえば、ｎ型の単結晶シリコン基板の光入射面上に、ｐ型の非晶質シリコン層を形成するとともに、ｎ型の単結晶シリコン基板の裏面上に、ｎ型の非晶質シリコン層を形成するようにしてもよい。このように構成すれば、光入射面側に、ｐ型の非晶質シリコン層とｎ型の単結晶シリコン基板とにより、ｐｎ接合が形成されるとともに、裏面側に、ｎ型の単結晶シリコン基板とｎ型の非晶質シリコン層とにより、ＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）構造が形成される。なお、ｎ型の単結晶シリコン基板と、ｐ型およびｎ型の非晶質シリコン層との間に、それぞれ、ｉ型の非晶質シリコン層を形成するようにしてもよい。
【００２９】
光起電力装置の電極３２は、光入射面側の透光性導電膜３１の表面上に、櫛状に形成されている。また、電極３２は、光電変換層３０の裏面上に形成された透光性導電膜３１の裏面上にも、櫛状に形成されている。これにより、光電変換層３０の裏面側からも光を入射させることが可能なように構成されている。
【００３０】
また、光電変換層３０の裏面上に透光性導電膜３１および導電性ペースト３３を用いて形成された電極３２を設ける代わりに、光電変換層３０の裏面上の略全面に金属電極を形成するようにしてもよい。この金属電極は、導電性ペースト３３を用いて形成してもよいし、導電性ペースト３３を用いることなく、スパッタ法または蒸着法などにより形成するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、導電性ペースト３３は、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散されたＡｇを主成分とする導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む。
【００３２】
図２および図３は、本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。次に、図２および図３を参照して、本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極３２をスクリーン印刷法により形成するプロセスについて説明する。
【００３３】
まず、図２に示すように、透光性導電膜３１が形成された光電変換層３０をスクリーン印刷版３４に対して所定の位置に配置する。また、スクリーン印刷版３４上に導電性ペースト３３を塗布する。なお、このスクリーン印刷版３４は、電極パターンと対応する開口領域３４ａ以外の領域が乳剤により覆われていることにより、開口領域３４ａの開口部３４ｂのみを介して導電性ペースト３３が透光性導電膜３１上に転写されるように構成されている。
【００３４】
その後、図２に示す状態から図３に示すように、スキージ３５を矢印Ａ方向に移動させることによって、導電性ペースト３３を、スクリーン印刷版３４の電極パターンと対応する開口領域３４ａの開口部３４ｂのみから透光性導電膜３１の上面上に転写する。その後、導電性ペースト３３を硬化させることによって、透光性導電膜３１の上面上に導電性ペースト３３からなる電極３２が形成される。
【００３５】
第１実施形態では、上記のように、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト３３中に分散させることによって、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペースト３３を構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペースト３３のチクソ性を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、スクリーン印刷版３４の開口領域３４ａの開口部３４ｂからの導電性ペースト３３の射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペースト３３が横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、印刷された導電性ペースト３３の高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペースト３３を用いて電極３２を形成する場合に、電極３２の細線化を図ることができるとともに、その電極３２の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００３６】
次に、上記第１実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、下記の実施例１および２による光起電力装置を実際に作製して特性を評価した。以下、詳細に説明する。
【００３７】
（実施例１）
［光起電力装置の作製］
この実施例１では、導電材としての銀（Ａｇ）粒子を主成分とする導電性ペースト中に、層状構造を有する硫化物粒子としての二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）粒子を添加して分散させるとともに、そのＭｏＳ２粒子が添加された導電性ペーストを硬化させることによって、光起電力装置の集電極を形成した。なお、二硫化モリブデン粒子は、本発明の「硫化物粒子」の一例である。また、実施例１では、集電極を形成する際に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を変化させることによって、１０種類の光起電力装置（実施例１−１〜実施例１−１０）を作製した。
【００３８】
図４は、本発明の実施例１による光起電力装置の平面図であり、図５は、図４の１００−１００線に沿った断面図である。図６は、図５に示した実施例１による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。まず、図４〜図６を参照して、実施例１−１〜実施例１−１０による光起電力装置の作製プロセスについて説明する。
【００３９】
（実施例１−１）
実施例１−１による光起電力装置の作製プロセスとしては、まず、図５に示すように、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板１上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層２および約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層３を順次形成した。この後、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層４および約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層５を順次形成した。
【００４０】
次に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層３上に、約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透光性導電膜６を形成した。また、マグネトロンスパッタリング法を用いて、ｎ型非晶質シリコン層５のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上にも、約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜からなる透光性導電膜７を形成した。
【００４１】
次に、図４および図５に示すように、透光性導電膜６上の所定領域に、複数の細長状のフィンガー部８ａと、２つの細長状のバスバー部８ｂとを有する表面側の集電極８を形成した。この際、複数の細長状のフィンガー部８ａを、フィンガー部８ａの短手方向に互いに所定の間隔を隔てて配置した。また、２つの細長状のバスバー部８ｂを、フィンガー部８ａが延びる方向と直交する方向に延びるように、バスバー部８ｂの短手方向に互いに所定の間隔を隔てて配置した。この集電極８のフィンガー部８ａは、電流を収集する機能を有するとともに、バスバー部８ｂは、フィンガー部８ａにおいて収集された電流を集合させる機能を有する。なお、集電極８は、本発明の「電極」の一例である。
【００４２】
実施例１−１の集電極８の具体的な作製プロセスとしては、まず、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペーストを準備するとともに、その導電性ペースト中に、ＭｏＳ２粒子を添加して分散させた。なお、このＭｏＳ２粒子は、層状構造を有するとともに、導電性ペーストに添加される前において、約１００ｎｍの長手方向の平均粒径を有する。また、実施例１−１では、Ａｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の各々の質量を２７９ｇおよび０．２ｇに設定することにより、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を０．０７％にした。また、導電材（Ａｇ粒子）としては、６μｍの最大長さを有する扁平状のＡｇ粒子と、１．１μｍの平均直径を有する粒状のＡｇ粒子とを含む導電材を用いた。また、バインダ樹脂としては、エポキシ樹脂からなるバインダ樹脂を用いた。
【００４３】
次に、図６に示すように、集電極８（フィンガー部８ａおよびバスバー部８ｂ）の形状に対応する形状を有する開口領域４０ａに複数の開口部（図示せず）が形成されたスクリーン印刷版４０を、透光性導電膜６の上面と対向するように設置した。また、そのスクリーン印刷版４０上に、上記した実施例１−１の導電性ペーストを配置した。そして、スキージ４２を矢印Ｂ方向に移動させることにより、スクリーン印刷版４０上に配置された導電性ペーストに対してスキージング（掻く動作）を行うことによって、透光性導電膜６上の所定領域に導電性ペーストを印刷した。この後、２００℃の温度条件下で導電性ペーストを硬化させることによって、フィンガー部８ａとバスバー部８ｂとを有する表面側の集電極８を形成した。なお、実施例１−１では、スクリーン印刷版４０のフィンガー部８ａに対応する開口部の幅を、８０μｍに設定した。
【００４４】
最後に、図５に示すように、表面側の集電極８と同様のプロセスを用いて、透光性導電膜７のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上の所定領域にも、フィンガー部９ａとバスバー部（図示せず）とを有する裏面側の集電極９を形成した。なお、集電極９は、本発明の「電極」の一例である。このようにして、実施例１−１による光起電力装置を作製した。
【００４５】
（実施例１−２）
実施例１−２では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２７１ｇおよび０．４ｇに設定した。すなわち、実施例１−２では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．１５％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−２による光起電力装置を作製した。
【００４６】
（実施例１−３）
実施例１−３では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２６０ｇおよび１．０ｇに設定した。すなわち、実施例１−３では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．４１％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−３による光起電力装置を作製した。
【００４７】
（実施例１−４）
実施例１−４では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２５５ｇおよび１．５ｇに設定した。すなわち、実施例１−４では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．６４％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−４による光起電力装置を作製した。
【００４８】
（実施例１−５）
実施例１−５では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２５１ｇおよび１．９ｇに設定した。すなわち、実施例１−５では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．８９％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−５による光起電力装置を作製した。
【００４９】
（実施例１−６）
実施例１−６では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２４６ｇおよび２．９ｇに設定した。すなわち、実施例１−６では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、１．３８％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−６による光起電力装置を作製した。
【００５０】
（実施例１−７）
実施例１−７では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２４０ｇおよび３．９ｇに設定した。すなわち、実施例１−７では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、１．９２％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−７による光起電力装置を作製した。
【００５１】
（実施例１−８）
実施例１−８では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２３３ｇおよび４．８ｇに設定した。すなわち、実施例１−８では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、２．５３％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−８による光起電力装置を作製した。
【００５２】
（実施例１−９）
実施例１−９では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２２３ｇおよび８．５ｇに設定した。すなわち、実施例１−９では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、３．７９％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−９による光起電力装置を作製した。
【００５３】
（実施例１−１０）
実施例１−１０では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２２４ｇおよび１４．７ｇに設定した。すなわち、実施例１−１０では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、６．５６％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−１０による光起電力装置を作製した。
【００５４】
（比較例）
［光起電力装置の作製］
次に、図５および図６を参照して、上記実施例１に対する比較例としての光起電力装置の作製プロセスについて説明する。なお、比較例による光起電力装置の作製プロセスとしては、集電極８の形成を、ＭｏＳ２粒子を添加しない導電性ペーストにより行う以外は、上記実施例１−１と同様である。
【００５５】
比較例の集電極８の具体的な作製プロセスとしては、まず、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペーストを準備した。なお、この比較例では、上記実施例１と異なり、導電性ペーストに層状構造のＭｏＳ２粒子を添加しなかった。また、導電材（Ａｇ粒子）としては、上記実施例１と同様、６μｍの最大長さを有する扁平状のＡｇ粒子と、１．１μｍの平均直径を有する粒状のＡｇ粒子とを含む導電材を用いた。また、バインダ樹脂としては、上記実施例１と同様、エポキシ樹脂からなるバインダ樹脂を用いた。
【００５６】
次に、上記実施例１と同様のスクリーン印刷版４０（図６参照）を用いて、透光性導電膜６上の所定領域に、上記した比較例の導電性ペーストを印刷した。この後、２００℃の温度条件下で導電性ペーストを硬化させることによって、フィンガー部８ａとバスバー部（図示せず）とを有する表面側の集電極８を形成した。
【００５７】
最後に、表面側の集電極８の作製プロセスと同様のプロセスを用いて、透光性導電膜７のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上の所定領域にも、フィンガー部９ａとバスバー部（図示せず）とを有する裏面側の集電極９を形成した。このようにして、図５に示す構造を有する比較例による光起電力装置を作製した。
【００５８】
（実施例１および比較例共通）
［集電極（フィンガー部）の幅および高さの測定］
次に、上記のようにして作製した実施例１および比較例による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の幅および高さを測定した。そして、比較例の集電極（フィンガー部）の幅および高さを基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表１に示す。
【００５９】
【表１】
上記表１を参照して、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−１〜実施例１−９の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅は、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅よりも小さくなることが判明した。具体的には、実施例１−１〜実施例１−９の規格化幅は、それぞれ、０．９９、０．９８、０．９８、０．９２、０．８９、０．８９、０．８３、０．８５および０．９２であった。なお、導電性ペーストにＡｇ粒子に対する質量比で６．５６％のＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−１０の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅については、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅よりも大きくなった。具体的には、実施例１−１０の規格化幅は、１．２３であった。
【００６０】
また、上記表１を参照して、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−２〜実施例１−１０の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さは、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さよりも大きくなることが判明した。具体的には、実施例１−２〜実施例１−１０の規格化高さは、それぞれ、１．０４、１．０１、１．１６、１．１４、１．２０、１．１９、１．２８、１．３９および１．２２であった。なお、導電性ペーストにＡｇ粒子に対する質量比で０．０７％のＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−１の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さについては、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さよりも小さくなった。具体的には、実施例１−１の規格化高さは、０．８９であった。
【００６１】
次に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と、規格化幅および規格化高さとの関係を示すグラフを作製した。
【００６２】
図７は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフであり、図８は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。なお、図７および図８中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００６３】
図７に示すように、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加するとともに、そのＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比を４．５％以下に設定すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅を比較例よりも小さくできることが判明した。また、図８に示すように、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さを比較例よりも大きくできることが判明した。これらの結果から、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加するとともに、そのＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比を４．５％以下に設定することによって、導電性ペーストのチクソ性が向上したと考えられる。すなわち、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する際に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量が増加し、かつ、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりが抑制されたと考えられる。
【００６４】
また、図７に示すように、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が４．５％を超えると、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも大きくなることが判明した。さらに、図８に示すように、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が４％を超えると、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが徐々に小さくなっていくことが判明した。これは、導電性ペースト中において分子の雪崩現象が発生したことにより、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりが大きくなったためであると考えられる。したがって、ＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比の上限としては、４％に設定するのが好ましいと考えられる。
【００６５】
また、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が０．１５％を下回ると、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎると考えられる。したがって、ＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比の下限としては、０．１５％に設定するのが好ましいと考えられる。
【００６６】
［光起電力装置の変換効率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例１および比較例による光起電力装置について、光スペクトル：ＡＭ１．５、光強度：１００ｍＷ／ｃｍ２、および、測定温度：２５℃の擬似太陽光照射条件下で変換効率を測定した。ここで、ＡＭ（Ａｉｒ Ｍａｓｓ）とは、地球大気に入射する直達太陽光が通過する路程の標準状態の大気（標準気圧１０１３ｈＰａ）に垂直に入射した場合の路程に対する比である。そして、比較例の変換効率を基準（「１」）として規格化を行った。この測定結果を以下の表２に示す。
【００６７】
【表２】
上記表２を参照して、ＭｏＳ２粒子が添加された導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む実施例１−１〜実施例１−９による光起電力装置の変換効率は、ＭｏＳ２粒子が添加されていない導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む比較例による光起電力装置の変換効率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例１−１〜実施例１−９の規格化変換効率は、それぞれ、１．０００１、１．００１０、１．０００９、１．００４４、１．００６２、１．００６０、１．００９４、１．００７６および１．００４１であった。なお、Ａｇ粒子に対する質量比で６．５６％のＭｏＳ２粒子が添加された導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む実施例１−１０による光起電力装置の変換効率については、ＭｏＳ２粒子が添加されていない導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む比較例による光起電力装置の変換効率よりも低くなった。具体的には、実施例１−１０の規格化変換効率は、０．９８５３であった。
【００６８】
次に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と、規格化変換効率との関係を示すグラフを作製した。
【００６９】
図９は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。なお、図９中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００７０】
図９に示すように、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が５％以下の場合には、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなることが判明した。これは、集電極８（フィンガー部８ａ）の形状が改善されたためであると考えられる。
【００７１】
具体的には、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％を超え、かつ、５％以下の場合には、図７に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも若干大きくなる一方、図８に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも３０％以上も大きくなった。すなわち、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％を超え、かつ、５％以下の場合には、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが大きくなったことにより断面積が大きくなったので、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗が低くなったと考えられる。
【００７２】
また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％以下の場合には、図７に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも小さくなり、かつ、図８に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも大きくなった。すなわち、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％以下の場合には、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が小さくなったことにより、遮光領域（集電極８の形成領域）が小さくなったので、光の入射が増加したと考えられる。また、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが大きくなったことにより、集電極８（フィンガー部８ａ）の断面積が大きくなったので、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗が低くなったと考えられる。
【００７３】
［集電極（フィンガー部）の抵抗率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例１および比較例による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の抵抗率を測定した。なお、抵抗率ρとは、単位体積当たりの電流の流れにくさを示すものであり、抵抗をＲ、断面積をＳ、電流の進行方向の距離をＬとした場合、以下の式（１）で表される。
【００７４】
Ｒ＝ρ×（Ｌ／Ｓ） ・・（１）
そして、比較例の集電極（フィンガー部）の抵抗率を基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表３に示す。
【００７５】
【表３】
上記表３を参照して、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−２および実施例１−４〜実施例１−１０の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率は、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例１−２および実施例１−４〜実施例１−１０の規格化抵抗率は、それぞれ、１．０５、１．０９、１．０１、１．１８、１．２０、１．６９、１．６７および３．８４であった。
【００７６】
次に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と、規格化抵抗率との関係を示すグラフを作製した。
【００７７】
図１０は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。なお、図１０中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００７８】
図１０に示すように、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が比較例よりも高くなることが判明した。このように集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が高くなったのは、導電性ペーストに添加されたＭｏＳ２粒子が導電性を有しないためであると考えられる。ここで、実施例１では、図９に示したように、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が５％以下であれば、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなっていた。したがって、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加することにより抵抗率が高くなったとしても、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が５％以下であれば、光起電力装置の変換効率にはほとんど影響しないと考えられる。
【００７９】
実施例１では、上記のように、層状構造を有する硫化物粒子としてのＭｏＳ２粒子を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト中に分散させることによって、ＭｏＳ２粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペーストのチクソ性を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペーストを用いて集電極８を形成する場合に、集電極８のフィンガー部８ａの細線化を図ることができるとともに、その集電極８のフィンガー部８ａの断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００８０】
また、実施例１では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、ＭｏＳ２粒子を用いることによって、ＭｏＳ２粒子は、モリブデン原子が硫黄原子により挟まれた構造を有しており、摩擦係数が低く潤滑性を有するため、導電性ペーストを構成する分子間にＭｏＳ２粒子が配置された場合には、小さい剪断力で導電性ペーストを構成する分子を滑らせることができる。これにより、容易に、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。また、ＭｏＳ２粒子は、単純な構造を有する分子であるので、ＭｏＳ２粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【００８１】
また、実施例１では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、ＭｏＳ２粒子を用いることによって、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を０．１５％以上４％以下に設定すれば、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４％よりも大きくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が０．１５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を０．１５％以上４％以下に設定することによって、導電性ペーストを用いて光起電力装置の集電極８を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する集電極８（フィンガー部８ａ）を形成することができる。
【００８２】
（実施例２）
この実施例２では、上記実施例１と異なり、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト中に、球状構造を有するフラーレン（Ｃ６０）粒子を添加して分散させるとともに、そのＣ６０粒子が添加された導電性ペーストを硬化させることによって、光起電力装置の集電極を形成した。また、実施例２では、集電極を形成する際に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を変化させることによって、８種類の光起電力装置（実施例２−１〜実施例２−８）を作製した。なお、実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の構造は、集電極８を形成するための導電性ペースト以外は上記実施例１−１と同様である。
【００８３】
次に、図５および図６を参照して、実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の作製プロセスについて説明する。なお、実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の半導体層の作成プロセスは、上記実施例１−１と同様である。
【００８４】
（実施例２−１）
実施例２−１の集電極８の具体的な作製プロセスとしては、まず、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペーストを準備するとともに、その導電性ペースト中に、球状構造のＣ６０粒子を添加して分散させた。なお、実施例２−１では、Ａｇ粒子およびＣ６０粒子の各々の質量を２７９ｇおよび０．３ｇに設定することにより、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を０．０９％にした。また、導電材（Ａｇ粒子）としては、上記実施例１と同様、６μｍの最大長さを有する扁平状のＡｇ粒子と、１．１μｍの平均直径を有する粒状のＡｇ粒子とを含む導電材を用いた。また、バインダ樹脂としては、上記実施例１と同様、エポキシ樹脂からなるバインダ樹脂を用いた。
【００８５】
次に、図６に示すように、集電極８の形状に対応する形状を有する開口領域４０ａに複数の開口部（図示せず）が形成されたスクリーン印刷版４０を、透光性導電膜６の上面と対向するように設置した。また、そのスクリーン印刷版４０上に、上記した実施例２−１の導電性ペーストを配置した。そして、スクリーン印刷版４０上に配置された導電性ペーストに対してスキージングを行うことによって、透光性導電膜６上の所定領域に導電性ペーストを印刷した。この後、２００℃の温度条件下で導電性ペーストを硬化させることによって、フィンガー部８ａとバスバー部（図示せず）とを有する表面側の集電極８を形成した。なお、実施例２−１では、上記実施例１と同様、スクリーン印刷版４０のフィンガー部８ａに対応する開口部の幅を、８０μｍに設定した。
【００８６】
最後に、表面側の集電極８と同様のプロセスを用いて、透光性導電膜７のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上の所定領域にも、フィンガー部９ａとバスバー部（図示せず）とを有する裏面側の集電極９を形成した。このようにして、図５に示す構造を有する実施例２−１による光起電力装置を作製した。
【００８７】
（実施例２−２）
実施例２−２では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２７１ｇおよび１．０ｇに設定した。すなわち、実施例２−２では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、０．３７％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−２による光起電力装置を作製した。
【００８８】
（実施例２−３）
実施例２−３では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２６５ｇおよび２．１ｇに設定した。すなわち、実施例２−３では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、０．７８％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−３による光起電力装置を作製した。
【００８９】
（実施例２−４）
実施例２−４では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５９ｇおよび３．２ｇに設定した。すなわち、実施例２−４では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、１．２３％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−４による光起電力装置を作製した。
【００９０】
（実施例２−５）
実施例２−５では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５３ｇおよび４．４ｇに設定した。すなわち、実施例２−５では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、１．７３％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−５による光起電力装置を作製した。
【００９１】
（実施例２−６）
実施例２−６では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５２ｇおよび５．８ｇに設定した。すなわち、実施例２−６では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、２．２９％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−６による光起電力装置を作製した。
【００９２】
（実施例２−７）
実施例２−７では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５１ｇおよび８．３ｇに設定した。すなわち、実施例２−７では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、３．３２％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−７による光起電力装置を作製した。
【００９３】
（実施例２−８）
実施例２−８では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２４８ｇおよび１３．２ｇに設定した。すなわち、実施例２−８では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、５．３１％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−８による光起電力装置を作製した。
【００９４】
［集電極（フィンガー部）の幅および高さの測定］
次に、上記のようにして作製した実施例２による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の幅および高さを測定した。そして、上記した実施例１に対する比較例の集電極（フィンガー部）の幅および高さを基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表４に示す。
【００９５】
【表４】
上記表４を参照して、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した実施例２−１〜実施例２−８の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅は、Ｃ６０粒子を添加していない導電性ペーストを用いて形成した比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅よりも小さくなることが判明した。具体的には、実施例２−１〜実施例２−８の規格化幅は、それぞれ、０．９８、０．９９、０．９３、０．９４、０．９４、０．９３、０．９５および０．９４であった。
【００９６】
また、上記表４を参照して、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加して形成した実施例２−２〜実施例２−８の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さは、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加せずに形成した比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さよりも大きくなることが判明した。具体的には、実施例２−２〜実施例２−８の規格化高さは、それぞれ、１．１３、１．１３、１．２０、１．２５、１．３０、１．３０および１．２５であった。なお、導電性ペーストにＡｇ粒子に対する質量比で０．０９％のＣ６０粒子を添加した実施例２−１の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さについては、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さと同じであった。
【００９７】
次に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と、規格化幅および規格化高さとの関係を示すグラフを作製した。
【００９８】
図１１は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフであり、図１２は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。なお、図１１および図１２中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００９９】
図１１に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加して形成すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも小さくなることが判明した。また、図１２に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加して形成すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも大きくなることが判明した。これらの結果から、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加することによって、導電性ペーストのチクソ性が向上したと考えられる。すなわち、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する際に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量が増加し、かつ、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりが抑制されたと考えられる。
【０１００】
また、図１２に示すように、導電性ペースト中のＣ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比が０．５％を下回ると、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例と同じになる場合（実施例２−１）があることが判明した。これは、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなったことにより、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量が減少したためであると考えられる。したがって、Ｃ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比の下限としては、０．５％に設定するのが好ましいと考えられる。
【０１０１】
なお、Ｃ６０粒子を添加することにより導電性ペーストのチクソ性を向上させるためには、導電性ペースト中においてＣ６０粒子が凝集せずに均一に分散していることが好ましいと考えられる。ここで、導電性ペースト中のＣ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比が高過ぎると、導電性ペースト中においてＣ６０粒子が凝集しやすくなるので、Ｃ６０粒子を均一に分散させるのが困難になる。したがって、Ｃ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比の上限としては、５．５％に設定するのが好ましいと考えられる。
【０１０２】
［光起電力装置の変換効率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例２による光起電力装置について、変換効率を測定した。なお、測定条件としては、上記実施例１について行った変換効率の測定と同じ条件である。そして、上記した実施例１に対する比較例の変換効率を基準（「１」）として規格化を行った。この測定結果を以下の表５に示す。
【０１０３】
【表５】
上記表５を参照して、Ｃ６０粒子が添加された導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の変換効率は、Ｃ６０粒子が添加されていない導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む比較例による光起電力装置の変換効率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例２−１〜実施例２−８の規格化変換効率は、それぞれ、１．００１１、１．０００５、１．００４１、１．００３６、１．００３６、１．００４０、１．００３６および１．００３１であった。
【０１０４】
次に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と、規格化変換効率との関係を示すグラフを作製した。
【０１０５】
図１３は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。なお、図１３中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【０１０６】
図１３に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加すれば、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなることが判明した。これは、集電極８（フィンガー部８ａ）の形状が改善されたためであると考えられる。
【０１０７】
具体的には、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した場合には、図１１に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも小さくなり、かつ、図１２に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも大きくなった。すなわち、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した場合には、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が小さくなったことにより、遮光領域（集電極８の形成領域）が小さくなったので、光の入射が増加したと考えられる。また、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが大きくなったことにより、集電極８（フィンガー部８ａ）の断面積が大きくなったので、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗が低くなったと考えられる。
【０１０８】
［集電極（フィンガー部）の抵抗率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例２による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の抵抗率を測定した。そして、上記した実施例１に対する比較例の集電極（フィンガー部）の抵抗率を基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表６に示す。
【０１０９】
【表６】
上記表６を参照して、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した実施例２−２〜実施例２−８の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率は、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例２−２〜実施例２−８の規格化抵抗率は、それぞれ、１．１６、１．２０、１．３１、１．３８、１．７２、２．３１および５．７０であった。
【０１１０】
次に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と、規格化抵抗率との関係を示すグラフを作製した。
【０１１１】
図１４は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。なお、図１４中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【０１１２】
図１４に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が比較例よりも高くなることが判明した。このように集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が高くなったのは、導電性ペーストに添加されたＣ６０粒子が導電性を有しないためであると考えられる。ここで、実施例２では、図１３に示したように、導電性ペーストにＣ６０粒子が添加されていれば、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなっていた。したがって、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加することにより抵抗率が高くなったとしても、光起電力装置の変換効率にはほとんど影響しないと考えられる。
【０１１３】
実施例２では、上記のように、球状構造のＣ６０粒子を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト中に分散させることによって、球状構造のＣ６０粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペーストのチクソ性を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペーストを用いて集電極８を形成する場合に、集電極８のフィンガー部８ａの細線化を図ることができるとともに、その集電極８のフィンガー部８ａの断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【０１１４】
また、実施例２では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、Ｃ６０粒子を用いることによって、Ｃ６０粒子は、他の球状構造の粒子に比べて小さい分子サイズを有するので、Ｃ６０粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【０１１５】
また、実施例２では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、Ｃ６０粒子を用いることによって、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を０．５％以上５．５％以下に設定すれば、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比が５．５％よりも大きくなることに起因するＣ６０粒子の凝集を抑制することができるので、Ｃ６０粒子が潤滑材として機能しにくくなるのを抑制することができる。これにより、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができので、容易に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。さらに、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比が０．５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、この場合にも、容易に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を０．５％以上５．５％以下に設定することによって、導電性ペーストを用いて光起電力装置の集電極８（フィンガー部８ａ）を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する集電極８（フィンガー部８ａ）を形成することができる。
【０１１６】
なお、実施例２のその他の効果は、上記実施例１と同様である。
【０１１７】
（第２実施形態）
図１５〜図２０は、本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。次に、図１５〜図２０を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態の構成において、光起電力装置の電極３２をオフセット印刷法により形成するプロセスについて説明する。なお、オフセット印刷には、凹版オフセット印刷および平版オフセット印刷などがあり、印刷版の形状には、平面形状および円柱形状などがあるが、第２実施形態では、平面形状の印刷版５１を用いて凹版オフセット印刷を行う場合について説明する。
【０１１８】
まず、図１５に示すように、ウレタンゴムまたは金属からなるスキージ５０を矢印Ｃ方向に移動させてドクタリングすることによって、導電性ペースト３３を、印刷版５１の電極パターンと対応するパターン領域５１ｃに設けられた複数の凹部５１ａおよび５１ｂに埋め込む。なお、印刷版５１としては、ステンレス鋼、ガラス、または、樹脂などからなる印刷版５１を用いる。
【０１１９】
また、この印刷版５１としては、たとえば、図１６に示すような形状を有する印刷版５１を用いる。この印刷版５１には、電極のフィンガー部に対応する領域に設けられた凹部５１ａと、電極のバスバー部に対応する領域に設けられた凹部５１ｂとを有するパターン領域５１ｃが形成されている。電極のフィンガー部に対応する凹部５１ａは、約２０μｍの深さと、約７０μｍの幅とを有する。電極のバスバー部に対応する凹部５１ｂは、約２０μｍの深さと、約１．５ｍｍの幅とを有する。
【０１２０】
次に、図１７に示すように、円柱形状のブランケット５２を印刷版５１の表面に接触させた状態でＤ方向に回転させることにより、ブランケット５２を印刷版５１に対して矢印Ｅ方向に移動させることによって、図１８に示すように、印刷版５１の電極パターンと対応するパターン領域５１ｃの複数の凹部５１ａおよび５１ｂに埋め込まれた導電性ペースト３３がブランケット５２に移行する。なお、ブランケット５２は、シリコンゴムなどの弾性体からなる。
【０１２１】
最後に、図１９に示すように、導電性ペースト３３が移行されたブランケット５２を透光性導電膜３１の表面に接触させた状態でＦ方向に回転させることにより、ブランケット５２を透光性導電膜３１が形成された光電変換層３０に対して矢印Ｇ方向に移動させる。これにより、図２０に示すように、導電性ペースト３３をブランケット５２から透光性導電膜３１の上面上に転写する。その後、導電性ペースト３３を硬化させることによって、透光性導電膜３１の上面上に導電性ペースト３３からなる電極３２が形成される。
【０１２２】
第２実施形態では、上記のように、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト３３中に分散させることによって、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペースト３３を構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペースト３３のチクソ性を向上させることができるので、オフセット印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、導電性ペースト３３がブランケット５２に残留するのを抑制するために、分子量の大きなバインダ樹脂を用いる場合にも、導電性ペースト３３のチクソ性が低下するのを抑制することができる。このため、オフセット印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、印刷版５１の電極パターンと対応する所定領域５１ａの複数の凹部５１ｂに導電性ペースト３３を充填するドクタリングを行う際に、導電性ペースト３３をスキージ５０により切断しやすくすることができるとともに、印刷版５１の表面に導電性ペースト３３が残留するのを抑制することができ、かつ、印刷版５１からブランケット５２に移行された導電性ペースト３３が横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、オフセット印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、印刷された導電性ペースト３３の高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペースト３３を用いて電極３２を形成する場合に、電極３２の細線化を図ることができるとともに、その電極３２の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【０１２３】
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１２４】
たとえば、上記実施例１および２では、導電材としての銀粒子を主成分とする導電性ペーストを用いるとともに、その導電性ペーストに、層状構造の硫化物粒子または球状構造の粒子を添加したが、本発明はこれに限らず、銀粒子以外の粒子からなる導電材を主成分とする導電性ペーストを用いてもよい。
【０１２５】
また、上記実施例１および２では、導電性ペーストを構成する導電材として、扁平状の銀粒子と、粒状の銀粒子とを含む導電材を用いたが、本発明はこれに限らず、扁平状の銀粒子および粒状の銀粒子のいずれか一方の銀粒子のみを含む導電材を用いてもよい。
【０１２６】
また、上記実施例１では、バインダ樹脂中に、層状構造の二硫化モリブデン粒子を添加したが、本発明はこれに限らず、バインダ樹脂中に、二硫化モリブデン粒子以外の層状構造を有する粒子を添加してもよい。二硫化モリブデン粒子以外の層状構造を有する粒子としては、たとえば、二硫化タングステン粒子および雲母粒子などがある。二硫化タングステン粒子および雲母粒子は、二硫化モリブデン粒子と同様の形状および大きさを有し、かつ、潤滑性を有するので、バインダ樹脂中に二硫化モリブデン粒子を添加した場合と同様の効果が得られる。また、バインダ樹脂中に、層状ペロブスカイト構造を有する金属化合物粒子を添加してもよい。
【０１２７】
また、上記実施例２では、バインダ樹脂中に、球状構造を有するフラーレン粒子（Ｃ６０） を添加したが、本発明はこれに限らず、バインダ樹脂中に、Ｃ６０以外のフラーレン粒子やフラーレン粒子以外の球状構造を有する粒子を添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による光起電力装置を示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施例１による光起電力装置の平面図である。
【図５】図４の１００−１００線に沿った断面図である。
【図６】図５に示した実施例１による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図７】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフである。
【図８】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。
【図９】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。
【図１０】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。
【図１１】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフである。
【図１２】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。
【図１３】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。
【図１４】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。
【図１５】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１７】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１８】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１９】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図２０】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【符号の説明】
【０１２９】
８、９ 集電極（電極）
３０ 光電変換層
３２ 電極
３３ 導電性ペースト
３４、４０ スクリーン印刷版（印刷版）
３４ａ、４０ａ 開口領域
５１ 印刷版
５２ ブランケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペースト、光起電力装置および光起電力装置の製造方法に関し、特に、バインダ樹脂中に導電材が分散された導電性ペースト、この導電性ペーストを用いて形成された電極を含む光起電力装置およびこの光起電力装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バインダ樹脂中に、導電材としての銀（Ａｇ）粒子が分散された導電性ペーストが知られている。また、従来では、上記した導電性ペーストを用いて形成された集電極を含む光起電力装置も知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、透光性導電膜上の所定領域に、フィンガー部とバスバー部とを有する櫛状の集電極が形成された光起電力装置が開示されている。なお、集電極のフィンガー部は、電流を収集する機能を有するとともに、バスバー部は、フィンガー部において収集された電流を集合させる機能を有する。この特許文献１に開示された従来の光起電力装置の集電極は、スクリーン印刷法を用いて透光性導電膜上の所定領域に導電性ペーストを印刷した後、その印刷された導電性ペーストを硬化させることによって形成されている。
【０００４】
ところで、上記した集電極を含む従来の光起電力装置では、光の入射量を増大させるために、集電極のフィンガー部を細線化することにより遮光領域（集電極の形成領域）を小さくすることが重要である。したがって、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する際に、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制する必要がある。なお、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりを抑制する方法としては、たとえば、導電性ペーストを構成するバインダ樹脂や溶剤の配合比を調整することによって、導電性ペーストの粘度を制御する方法がある。具体的には、導電性ペーストを構成する溶剤の量を減らせば、導電性ペーストの粘度が高くなるので、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７６３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、導電性ペーストを構成する溶剤の量を減らすことにより、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりを抑制する方法では、以下のような不都合がある。すなわち、スクリーン印刷法を用いる場合において、溶剤の量を減らすことにより導電性ペーストの粘度を高くすると、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量が減少するので、印刷された導電性ペーストの高さを大きくするのが困難になる。このため、溶剤の量の減少に起因して導電性ペースト中の導電性を有しない成分（バインダ樹脂）の比率が高くなるのに加えて、高さが小さくなることに起因して印刷された導電性ペーストの断面積が小さくなるという不都合が生じる。その結果、導電性ペーストを用いて形成された電極の細線化を図れたとしても、その電極の断面積が小さくなるので、電極の抵抗が高くなるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することが可能な導電性ペーストを提供することである。
【０００８】
この発明のもう１つの目的は、導電性ペーストを用いて形成された電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することが可能な光起電力装置およびこの光起電力装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による導電性ペーストは、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材とを備えている。
【００１０】
この第１の局面による導電性ペーストでは、上記のように、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材を、バインダ樹脂中に分散させることによって、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材は、潤滑性を有するので、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペーストのチクソ性（チクソトロピック性）を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。また、導電性ペーストのチクソ性を向上させることができるので、オフセット印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、導電性ペーストがブランケットに残留するのを抑制するために、分子量の大きなバインダ樹脂を用いる場合にも、導電性ペーストのチクソ性が低下するのを抑制することができる。このため、オフセット印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、凹版（印刷版）に導電性ペーストを充填するドクタリングを行う際に、導電性ペーストを切断しやすくすることができるとともに、凹版（印刷版）の表面に導電性ペーストが残留するのを抑制することができ、かつ、凹版（印刷版）からブランケットに移行された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法またはオフセット印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。なお、チクソ性とは、攪拌すると流動性を有するとともに、攪拌を中止すると非流動状態を回復する性質のことをいい、チクソ性が高いほど、攪拌により流動化しやすく、かつ、攪拌の中止により非流動状態を回復しやすい。
【００１１】
上記第１の局面による導電性ペーストにおいて、好ましくは、層状構造の硫化物粒子は、二硫化モリブデン粒子を含む。このように構成すれば、二硫化モリブデン粒子は、モリブデン原子が硫黄原子により挟まれた構造を有しており、摩擦係数が低く潤滑性を有するため、導電性ペーストを構成する分子間に二硫化モリブデン粒子が配置された場合には、小さい剪断力で導電性ペーストを構成する分子を滑らせることができる。これにより、容易に、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。また、二硫化モリブデン粒子は、単純な構造を有する分子であるので、二硫化モリブデン粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比は、５％以下である。このように導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比を５％以下に設定すれば、導電性ペーストを用いて光起電力装置の電極を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する電極を形成することができる。
【００１３】
上記導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比が５％以下である場合において、好ましくは、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比は、０．１５％以上４％以下である。このように構成すれば、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比が４％よりも大きくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。また、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比が０．１５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電材に対する二硫化モリブデン粒子の質量比を０．１５％以上４％以下に設定すれば、導電性ペーストを用いて光起電力装置の電極を形成する場合において、光起電力装置の変換効率をより向上させることが可能な幅と高さとを有する電極を形成することができる。
【００１４】
上記第１の局面による導電性ペーストにおいて、好ましくは、球状構造の粒子は、フラーレン粒子を含む。このように構成すれば、フラーレン粒子は、他の球状構造の粒子に比べて小さい分子サイズを有するので、フラーレン粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【００１５】
この場合、好ましくは、導電材に対するフラーレン粒子の質量比は、０．５％以上５．５％以下である。このように構成すれば、導電材に対するフラーレン粒子の質量比が５．５％よりも大きくなることに起因するフラーレン粒子の凝集を抑制することができるので、フラーレン粒子が潤滑材として機能しにくくなるのを抑制することができる。これにより、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、容易に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。さらに、導電材に対するフラーレン粒子の質量比が０．５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、この場合にも、容易に、スクリーン印刷版の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電材に対するフラーレン粒子の質量比を０．５％以上５．５％以下に設定することによって、導電性ペーストを用いて光起電力装置の電極を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する電極を形成することができる。
【００１６】
上記第１の局面による導電性ペーストにおいて、好ましくは、導電材は、銀粒子を含む。このように構成すれば、銀粒子を含む導電材がバインダ樹脂中に分散された導電性ペーストを用いて電極を形成する場合に、電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、銀粒子は、扁平状の銀粒子と、粒状の銀粒子とを含む。このように構成すれば、扁平状の銀粒子と粒状の銀粒子とを導電材として用いることにより導電性ペーストの比抵抗を向上させることができるので、導電性ペーストの比抵抗をより向上させることができる。
【００１８】
この発明の第２の局面による光起電力装置は、光電変換層と、光電変換層の光入射面側に導電性ペーストを用いて形成された電極とを備え、電極は、導電材と、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む。
【００１９】
この第２の局面による光起電力装置では、上記のように、電極を、導電材と、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含むように構成することによって、光起電力装置の電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００２０】
この発明の第３の局面による光起電力装置の製造方法は、光電変換層を形成する工程と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、電極パターンと対応する開口領域が形成された印刷版を介して光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備える。
【００２１】
この第３の局面による光起電力装置の製造方法では、上記のように、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、電極パターンと対応する開口領域が形成された印刷版を介して光電変換層の光入射面側に転写することによって、スクリーン印刷版の開口領域の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、光起電力装置の電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００２２】
この発明の第４の局面による光起電力装置の製造方法は、光電変換層を形成する工程と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、印刷版に電極パターンと対応する形状に配置する工程と、電極パターンと対応する形状に配置された導電性ペーストを、印刷版からブランケットに移行させる工程と、ブランケットに移行された導電性ペーストを、光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備える。
【００２３】
この第４の局面による光起電力装置の製造方法では、上記のように、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散された導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、印刷版に電極パターンと対応する形状に配置することによって、凹版（印刷版）に導電性ペーストを充填するドクタリングを行う際に、導電性ペーストを切断しやすくすることができるとともに、凹版（印刷版）の表面に導電性ペーストが残留するのを抑制することができ、かつ、凹版（印刷版）からブランケットに移行された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、光起電力装置の電極の細線化を図ることができるとともに、その電極の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光起電力装置を示した断面図である。まず、図１を参照して、第１実施形態による光起電力装置の構造について説明する。
【００２６】
第１実施形態による光起電力装置では、図１に示すように、光電変換層３０と、光電変換層３０の上面上（光入射面上）および裏面上に形成された透光性導電膜３１と、導電性ペースト３３を用いて形成された電極３２とを備えている。
【００２７】
光起電力装置の光電変換層３０は、少なくとも１つのｐｎ接合、または、ｐｉｎ接合を有する半導体から構成されている。この半導体としては、結晶系半導体、非晶質系半導体または化合物半導体などの中から選択される半導体を単独で用いてもよいし、これらの半導体の中から選択される複数の半導体を組み合わせて用いてもよい。なお、結晶系半導体としては、単結晶シリコンおよび多結晶シリコンなどがあり、非晶質系半導体としては、非晶質シリコンおよび非晶質シリコンゲルマニウムなどがあり、化合物半導体としては、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅおよびＣｕＩｎＳｅ２などがある。また、光電変換層３０が結晶系半導体のみから構成される場合には、透光性導電膜３１を形成しなくてもよい。
【００２８】
また、光電変換層３０は、たとえば、ｎ型の単結晶シリコン基板の光入射面上に、ｐ型の非晶質シリコン層を形成するとともに、ｎ型の単結晶シリコン基板の裏面上に、ｎ型の非晶質シリコン層を形成するようにしてもよい。このように構成すれば、光入射面側に、ｐ型の非晶質シリコン層とｎ型の単結晶シリコン基板とにより、ｐｎ接合が形成されるとともに、裏面側に、ｎ型の単結晶シリコン基板とｎ型の非晶質シリコン層とにより、ＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）構造が形成される。なお、ｎ型の単結晶シリコン基板と、ｐ型およびｎ型の非晶質シリコン層との間に、それぞれ、ｉ型の非晶質シリコン層を形成するようにしてもよい。
【００２９】
光起電力装置の電極３２は、光入射面側の透光性導電膜３１の表面上に、櫛状に形成されている。また、電極３２は、光電変換層３０の裏面上に形成された透光性導電膜３１の裏面上にも、櫛状に形成されている。これにより、光電変換層３０の裏面側からも光を入射させることが可能なように構成されている。
【００３０】
また、光電変換層３０の裏面上に透光性導電膜３１および導電性ペースト３３を用いて形成された電極３２を設ける代わりに、光電変換層３０の裏面上の略全面に金属電極を形成するようにしてもよい。この金属電極は、導電性ペースト３３を用いて形成してもよいし、導電性ペースト３３を用いることなく、スパッタ法または蒸着法などにより形成するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、導電性ペースト３３は、バインダ樹脂と、バインダ樹脂中に分散されたＡｇを主成分とする導電材と、バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む。
【００３２】
図２および図３は、本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。次に、図２および図３を参照して、本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極３２をスクリーン印刷法により形成するプロセスについて説明する。
【００３３】
まず、図２に示すように、透光性導電膜３１が形成された光電変換層３０をスクリーン印刷版３４に対して所定の位置に配置する。また、スクリーン印刷版３４上に導電性ペースト３３を塗布する。なお、このスクリーン印刷版３４は、電極パターンと対応する開口領域３４ａ以外の領域が乳剤により覆われていることにより、開口領域３４ａの開口部３４ｂのみを介して導電性ペースト３３が透光性導電膜３１上に転写されるように構成されている。
【００３４】
その後、図２に示す状態から図３に示すように、スキージ３５を矢印Ａ方向に移動させることによって、導電性ペースト３３を、スクリーン印刷版３４の電極パターンと対応する開口領域３４ａの開口部３４ｂのみから透光性導電膜３１の上面上に転写する。その後、導電性ペースト３３を硬化させることによって、透光性導電膜３１の上面上に導電性ペースト３３からなる電極３２が形成される。
【００３５】
第１実施形態では、上記のように、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト３３中に分散させることによって、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペースト３３を構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペースト３３のチクソ性を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、スクリーン印刷版３４の開口領域３４ａの開口部３４ｂからの導電性ペースト３３の射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペースト３３が横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、印刷された導電性ペースト３３の高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペースト３３を用いて電極３２を形成する場合に、電極３２の細線化を図ることができるとともに、その電極３２の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００３６】
次に、上記第１実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、下記の実施例１および２による光起電力装置を実際に作製して特性を評価した。以下、詳細に説明する。
【００３７】
（実施例１）
［光起電力装置の作製］
この実施例１では、導電材としての銀（Ａｇ）粒子を主成分とする導電性ペースト中に、層状構造を有する硫化物粒子としての二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）粒子を添加して分散させるとともに、そのＭｏＳ２粒子が添加された導電性ペーストを硬化させることによって、光起電力装置の集電極を形成した。なお、二硫化モリブデン粒子は、本発明の「硫化物粒子」の一例である。また、実施例１では、集電極を形成する際に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を変化させることによって、１０種類の光起電力装置（実施例１−１〜実施例１−１０）を作製した。
【００３８】
図４は、本発明の実施例１による光起電力装置の平面図であり、図５は、図４の１００−１００線に沿った断面図である。図６は、図５に示した実施例１による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。まず、図４〜図６を参照して、実施例１−１〜実施例１−１０による光起電力装置の作製プロセスについて説明する。
【００３９】
（実施例１−１）
実施例１−１による光起電力装置の作製プロセスとしては、まず、図５に示すように、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板１上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層２および約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層３を順次形成した。この後、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層４および約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層５を順次形成した。
【００４０】
次に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層３上に、約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透光性導電膜６を形成した。また、マグネトロンスパッタリング法を用いて、ｎ型非晶質シリコン層５のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上にも、約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜からなる透光性導電膜７を形成した。
【００４１】
次に、図４および図５に示すように、透光性導電膜６上の所定領域に、複数の細長状のフィンガー部８ａと、２つの細長状のバスバー部８ｂとを有する表面側の集電極８を形成した。この際、複数の細長状のフィンガー部８ａを、フィンガー部８ａの短手方向に互いに所定の間隔を隔てて配置した。また、２つの細長状のバスバー部８ｂを、フィンガー部８ａが延びる方向と直交する方向に延びるように、バスバー部８ｂの短手方向に互いに所定の間隔を隔てて配置した。この集電極８のフィンガー部８ａは、電流を収集する機能を有するとともに、バスバー部８ｂは、フィンガー部８ａにおいて収集された電流を集合させる機能を有する。なお、集電極８は、本発明の「電極」の一例である。
【００４２】
実施例１−１の集電極８の具体的な作製プロセスとしては、まず、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペーストを準備するとともに、その導電性ペースト中に、ＭｏＳ２粒子を添加して分散させた。なお、このＭｏＳ２粒子は、層状構造を有するとともに、導電性ペーストに添加される前において、約１００ｎｍの長手方向の平均粒径を有する。また、実施例１−１では、Ａｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の各々の質量を２７９ｇおよび０．２ｇに設定することにより、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を０．０７％にした。また、導電材（Ａｇ粒子）としては、６μｍの最大長さを有する扁平状のＡｇ粒子と、１．１μｍの平均直径を有する粒状のＡｇ粒子とを含む導電材を用いた。また、バインダ樹脂としては、エポキシ樹脂からなるバインダ樹脂を用いた。
【００４３】
次に、図６に示すように、集電極８（フィンガー部８ａおよびバスバー部８ｂ）の形状に対応する形状を有する開口領域４０ａに複数の開口部（図示せず）が形成されたスクリーン印刷版４０を、透光性導電膜６の上面と対向するように設置した。また、そのスクリーン印刷版４０上に、上記した実施例１−１の導電性ペーストを配置した。そして、スキージ４２を矢印Ｂ方向に移動させることにより、スクリーン印刷版４０上に配置された導電性ペーストに対してスキージング（掻く動作）を行うことによって、透光性導電膜６上の所定領域に導電性ペーストを印刷した。この後、２００℃の温度条件下で導電性ペーストを硬化させることによって、フィンガー部８ａとバスバー部８ｂとを有する表面側の集電極８を形成した。なお、実施例１−１では、スクリーン印刷版４０のフィンガー部８ａに対応する開口部の幅を、８０μｍに設定した。
【００４４】
最後に、図５に示すように、表面側の集電極８と同様のプロセスを用いて、透光性導電膜７のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上の所定領域にも、フィンガー部９ａとバスバー部（図示せず）とを有する裏面側の集電極９を形成した。なお、集電極９は、本発明の「電極」の一例である。このようにして、実施例１−１による光起電力装置を作製した。
【００４５】
（実施例１−２）
実施例１−２では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２７１ｇおよび０．４ｇに設定した。すなわち、実施例１−２では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．１５％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−２による光起電力装置を作製した。
【００４６】
（実施例１−３）
実施例１−３では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２６０ｇおよび１．０ｇに設定した。すなわち、実施例１−３では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．４１％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−３による光起電力装置を作製した。
【００４７】
（実施例１−４）
実施例１−４では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２５５ｇおよび１．５ｇに設定した。すなわち、実施例１−４では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．６４％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−４による光起電力装置を作製した。
【００４８】
（実施例１−５）
実施例１−５では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２５１ｇおよび１．９ｇに設定した。すなわち、実施例１−５では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、０．８９％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−５による光起電力装置を作製した。
【００４９】
（実施例１−６）
実施例１−６では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２４６ｇおよび２．９ｇに設定した。すなわち、実施例１−６では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、１．３８％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−６による光起電力装置を作製した。
【００５０】
（実施例１−７）
実施例１−７では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２４０ｇおよび３．９ｇに設定した。すなわち、実施例１−７では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、１．９２％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−７による光起電力装置を作製した。
【００５１】
（実施例１−８）
実施例１−８では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２３３ｇおよび４．８ｇに設定した。すなわち、実施例１−８では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、２．５３％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−８による光起電力装置を作製した。
【００５２】
（実施例１−９）
実施例１−９では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２２３ｇおよび８．５ｇに設定した。すなわち、実施例１−９では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、３．７９％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−９による光起電力装置を作製した。
【００５３】
（実施例１−１０）
実施例１−１０では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＭｏＳ２粒子の質量を、それぞれ、２２４ｇおよび１４．７ｇに設定した。すなわち、実施例１−１０では、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を、６．５６％にした。これ以外は、上記実施例１−１と同様のプロセスを用いて、実施例１−１０による光起電力装置を作製した。
【００５４】
（比較例）
［光起電力装置の作製］
次に、図５および図６を参照して、上記実施例１に対する比較例としての光起電力装置の作製プロセスについて説明する。なお、比較例による光起電力装置の作製プロセスとしては、集電極８の形成を、ＭｏＳ２粒子を添加しない導電性ペーストにより行う以外は、上記実施例１−１と同様である。
【００５５】
比較例の集電極８の具体的な作製プロセスとしては、まず、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペーストを準備した。なお、この比較例では、上記実施例１と異なり、導電性ペーストに層状構造のＭｏＳ２粒子を添加しなかった。また、導電材（Ａｇ粒子）としては、上記実施例１と同様、６μｍの最大長さを有する扁平状のＡｇ粒子と、１．１μｍの平均直径を有する粒状のＡｇ粒子とを含む導電材を用いた。また、バインダ樹脂としては、上記実施例１と同様、エポキシ樹脂からなるバインダ樹脂を用いた。
【００５６】
次に、上記実施例１と同様のスクリーン印刷版４０（図６参照）を用いて、透光性導電膜６上の所定領域に、上記した比較例の導電性ペーストを印刷した。この後、２００℃の温度条件下で導電性ペーストを硬化させることによって、フィンガー部８ａとバスバー部（図示せず）とを有する表面側の集電極８を形成した。
【００５７】
最後に、表面側の集電極８の作製プロセスと同様のプロセスを用いて、透光性導電膜７のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上の所定領域にも、フィンガー部９ａとバスバー部（図示せず）とを有する裏面側の集電極９を形成した。このようにして、図５に示す構造を有する比較例による光起電力装置を作製した。
【００５８】
（実施例１および比較例共通）
［集電極（フィンガー部）の幅および高さの測定］
次に、上記のようにして作製した実施例１および比較例による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の幅および高さを測定した。そして、比較例の集電極（フィンガー部）の幅および高さを基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表１に示す。
【００５９】
【表１】
上記表１を参照して、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−１〜実施例１−９の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅は、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅よりも小さくなることが判明した。具体的には、実施例１−１〜実施例１−９の規格化幅は、それぞれ、０．９９、０．９８、０．９８、０．９２、０．８９、０．８９、０．８３、０．８５および０．９２であった。なお、導電性ペーストにＡｇ粒子に対する質量比で６．５６％のＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−１０の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅については、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅よりも大きくなった。具体的には、実施例１−１０の規格化幅は、１．２３であった。
【００６０】
また、上記表１を参照して、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−２〜実施例１−１０の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さは、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さよりも大きくなることが判明した。具体的には、実施例１−２〜実施例１−１０の規格化高さは、それぞれ、１．０４、１．０１、１．１６、１．１４、１．２０、１．１９、１．２８、１．３９および１．２２であった。なお、導電性ペーストにＡｇ粒子に対する質量比で０．０７％のＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−１の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さについては、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さよりも小さくなった。具体的には、実施例１−１の規格化高さは、０．８９であった。
【００６１】
次に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と、規格化幅および規格化高さとの関係を示すグラフを作製した。
【００６２】
図７は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフであり、図８は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。なお、図７および図８中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００６３】
図７に示すように、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加するとともに、そのＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比を４．５％以下に設定すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅を比較例よりも小さくできることが判明した。また、図８に示すように、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さを比較例よりも大きくできることが判明した。これらの結果から、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加するとともに、そのＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比を４．５％以下に設定することによって、導電性ペーストのチクソ性が向上したと考えられる。すなわち、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する際に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量が増加し、かつ、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりが抑制されたと考えられる。
【００６４】
また、図７に示すように、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が４．５％を超えると、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも大きくなることが判明した。さらに、図８に示すように、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が４％を超えると、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが徐々に小さくなっていくことが判明した。これは、導電性ペースト中において分子の雪崩現象が発生したことにより、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりが大きくなったためであると考えられる。したがって、ＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比の上限としては、４％に設定するのが好ましいと考えられる。
【００６５】
また、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が０．１５％を下回ると、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎると考えられる。したがって、ＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比の下限としては、０．１５％に設定するのが好ましいと考えられる。
【００６６】
［光起電力装置の変換効率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例１および比較例による光起電力装置について、光スペクトル：ＡＭ１．５、光強度：１００ｍＷ／ｃｍ２、および、測定温度：２５℃の擬似太陽光照射条件下で変換効率を測定した。ここで、ＡＭ（Ａｉｒ Ｍａｓｓ）とは、地球大気に入射する直達太陽光が通過する路程の標準状態の大気（標準気圧１０１３ｈＰａ）に垂直に入射した場合の路程に対する比である。そして、比較例の変換効率を基準（「１」）として規格化を行った。この測定結果を以下の表２に示す。
【００６７】
【表２】
上記表２を参照して、ＭｏＳ２粒子が添加された導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む実施例１−１〜実施例１−９による光起電力装置の変換効率は、ＭｏＳ２粒子が添加されていない導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む比較例による光起電力装置の変換効率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例１−１〜実施例１−９の規格化変換効率は、それぞれ、１．０００１、１．００１０、１．０００９、１．００４４、１．００６２、１．００６０、１．００９４、１．００７６および１．００４１であった。なお、Ａｇ粒子に対する質量比で６．５６％のＭｏＳ２粒子が添加された導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む実施例１−１０による光起電力装置の変換効率については、ＭｏＳ２粒子が添加されていない導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む比較例による光起電力装置の変換効率よりも低くなった。具体的には、実施例１−１０の規格化変換効率は、０．９８５３であった。
【００６８】
次に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と、規格化変換効率との関係を示すグラフを作製した。
【００６９】
図９は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。なお、図９中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００７０】
図９に示すように、導電性ペースト中のＭｏＳ２粒子のＡｇ粒子に対する質量比が５％以下の場合には、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなることが判明した。これは、集電極８（フィンガー部８ａ）の形状が改善されたためであると考えられる。
【００７１】
具体的には、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％を超え、かつ、５％以下の場合には、図７に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも若干大きくなる一方、図８に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも３０％以上も大きくなった。すなわち、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％を超え、かつ、５％以下の場合には、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが大きくなったことにより断面積が大きくなったので、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗が低くなったと考えられる。
【００７２】
また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％以下の場合には、図７に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも小さくなり、かつ、図８に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも大きくなった。すなわち、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４．５％以下の場合には、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が小さくなったことにより、遮光領域（集電極８の形成領域）が小さくなったので、光の入射が増加したと考えられる。また、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが大きくなったことにより、集電極８（フィンガー部８ａ）の断面積が大きくなったので、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗が低くなったと考えられる。
【００７３】
［集電極（フィンガー部）の抵抗率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例１および比較例による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の抵抗率を測定した。なお、抵抗率ρとは、単位体積当たりの電流の流れにくさを示すものであり、抵抗をＲ、断面積をＳ、電流の進行方向の距離をＬとした場合、以下の式（１）で表される。
【００７４】
Ｒ＝ρ×（Ｌ／Ｓ） ・・（１）
そして、比較例の集電極（フィンガー部）の抵抗率を基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表３に示す。
【００７５】
【表３】
上記表３を参照して、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加した実施例１−２および実施例１−４〜実施例１−１０の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率は、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例１−２および実施例１−４〜実施例１−１０の規格化抵抗率は、それぞれ、１．０５、１．０９、１．０１、１．１８、１．２０、１．６９、１．６７および３．８４であった。
【００７６】
次に、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と、規格化抵抗率との関係を示すグラフを作製した。
【００７７】
図１０は、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。なお、図１０中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００７８】
図１０に示すように、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が比較例よりも高くなることが判明した。このように集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が高くなったのは、導電性ペーストに添加されたＭｏＳ２粒子が導電性を有しないためであると考えられる。ここで、実施例１では、図９に示したように、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が５％以下であれば、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなっていた。したがって、導電性ペーストにＭｏＳ２粒子を添加することにより抵抗率が高くなったとしても、Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が５％以下であれば、光起電力装置の変換効率にはほとんど影響しないと考えられる。
【００７９】
実施例１では、上記のように、層状構造を有する硫化物粒子としてのＭｏＳ２粒子を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト中に分散させることによって、ＭｏＳ２粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペーストのチクソ性を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペーストを用いて集電極８を形成する場合に、集電極８のフィンガー部８ａの細線化を図ることができるとともに、その集電極８のフィンガー部８ａの断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００８０】
また、実施例１では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、ＭｏＳ２粒子を用いることによって、ＭｏＳ２粒子は、モリブデン原子が硫黄原子により挟まれた構造を有しており、摩擦係数が低く潤滑性を有するため、導電性ペーストを構成する分子間にＭｏＳ２粒子が配置された場合には、小さい剪断力で導電性ペーストを構成する分子を滑らせることができる。これにより、容易に、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。また、ＭｏＳ２粒子は、単純な構造を有する分子であるので、ＭｏＳ２粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【００８１】
また、実施例１では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、ＭｏＳ２粒子を用いることによって、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を０．１５％以上４％以下に設定すれば、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が４％よりも大きくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比が０．１５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができる。これにより、容易に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比を０．１５％以上４％以下に設定することによって、導電性ペーストを用いて光起電力装置の集電極８を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する集電極８（フィンガー部８ａ）を形成することができる。
【００８２】
（実施例２）
この実施例２では、上記実施例１と異なり、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト中に、球状構造を有するフラーレン（Ｃ６０）粒子を添加して分散させるとともに、そのＣ６０粒子が添加された導電性ペーストを硬化させることによって、光起電力装置の集電極を形成した。また、実施例２では、集電極を形成する際に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を変化させることによって、８種類の光起電力装置（実施例２−１〜実施例２−８）を作製した。なお、実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の構造は、集電極８を形成するための導電性ペースト以外は上記実施例１−１と同様である。
【００８３】
次に、図５および図６を参照して、実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の作製プロセスについて説明する。なお、実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の半導体層の作成プロセスは、上記実施例１−１と同様である。
【００８４】
（実施例２−１）
実施例２−１の集電極８の具体的な作製プロセスとしては、まず、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペーストを準備するとともに、その導電性ペースト中に、球状構造のＣ６０粒子を添加して分散させた。なお、実施例２−１では、Ａｇ粒子およびＣ６０粒子の各々の質量を２７９ｇおよび０．３ｇに設定することにより、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を０．０９％にした。また、導電材（Ａｇ粒子）としては、上記実施例１と同様、６μｍの最大長さを有する扁平状のＡｇ粒子と、１．１μｍの平均直径を有する粒状のＡｇ粒子とを含む導電材を用いた。また、バインダ樹脂としては、上記実施例１と同様、エポキシ樹脂からなるバインダ樹脂を用いた。
【００８５】
次に、図６に示すように、集電極８の形状に対応する形状を有する開口領域４０ａに複数の開口部（図示せず）が形成されたスクリーン印刷版４０を、透光性導電膜６の上面と対向するように設置した。また、そのスクリーン印刷版４０上に、上記した実施例２−１の導電性ペーストを配置した。そして、スクリーン印刷版４０上に配置された導電性ペーストに対してスキージングを行うことによって、透光性導電膜６上の所定領域に導電性ペーストを印刷した。この後、２００℃の温度条件下で導電性ペーストを硬化させることによって、フィンガー部８ａとバスバー部（図示せず）とを有する表面側の集電極８を形成した。なお、実施例２−１では、上記実施例１と同様、スクリーン印刷版４０のフィンガー部８ａに対応する開口部の幅を、８０μｍに設定した。
【００８６】
最後に、表面側の集電極８と同様のプロセスを用いて、透光性導電膜７のｎ型単結晶シリコン基板１とは反対側の表面上の所定領域にも、フィンガー部９ａとバスバー部（図示せず）とを有する裏面側の集電極９を形成した。このようにして、図５に示す構造を有する実施例２−１による光起電力装置を作製した。
【００８７】
（実施例２−２）
実施例２−２では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２７１ｇおよび１．０ｇに設定した。すなわち、実施例２−２では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、０．３７％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−２による光起電力装置を作製した。
【００８８】
（実施例２−３）
実施例２−３では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２６５ｇおよび２．１ｇに設定した。すなわち、実施例２−３では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、０．７８％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−３による光起電力装置を作製した。
【００８９】
（実施例２−４）
実施例２−４では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５９ｇおよび３．２ｇに設定した。すなわち、実施例２−４では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、１．２３％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−４による光起電力装置を作製した。
【００９０】
（実施例２−５）
実施例２−５では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５３ｇおよび４．４ｇに設定した。すなわち、実施例２−５では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、１．７３％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−５による光起電力装置を作製した。
【００９１】
（実施例２−６）
実施例２−６では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５２ｇおよび５．８ｇに設定した。すなわち、実施例２−６では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、２．２９％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−６による光起電力装置を作製した。
【００９２】
（実施例２−７）
実施例２−７では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２５１ｇおよび８．３ｇに設定した。すなわち、実施例２−７では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、３．３２％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−７による光起電力装置を作製した。
【００９３】
（実施例２−８）
実施例２−８では、集電極８および９を形成するための導電性ペースト中のＡｇ粒子およびＣ６０粒子の質量を、それぞれ、２４８ｇおよび１３．２ｇに設定した。すなわち、実施例２−８では、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を、５．３１％にした。これ以外は、上記実施例２−１と同様のプロセスを用いて、実施例２−８による光起電力装置を作製した。
【００９４】
［集電極（フィンガー部）の幅および高さの測定］
次に、上記のようにして作製した実施例２による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の幅および高さを測定した。そして、上記した実施例１に対する比較例の集電極（フィンガー部）の幅および高さを基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表４に示す。
【００９５】
【表４】
上記表４を参照して、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した実施例２−１〜実施例２−８の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅は、Ｃ６０粒子を添加していない導電性ペーストを用いて形成した比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の幅よりも小さくなることが判明した。具体的には、実施例２−１〜実施例２−８の規格化幅は、それぞれ、０．９８、０．９９、０．９３、０．９４、０．９４、０．９３、０．９５および０．９４であった。
【００９６】
また、上記表４を参照して、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加して形成した実施例２−２〜実施例２−８の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さは、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加せずに形成した比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さよりも大きくなることが判明した。具体的には、実施例２−２〜実施例２−８の規格化高さは、それぞれ、１．１３、１．１３、１．２０、１．２５、１．３０、１．３０および１．２５であった。なお、導電性ペーストにＡｇ粒子に対する質量比で０．０９％のＣ６０粒子を添加した実施例２−１の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さについては、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の高さと同じであった。
【００９７】
次に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と、規格化幅および規格化高さとの関係を示すグラフを作製した。
【００９８】
図１１は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフであり、図１２は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。なお、図１１および図１２中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【００９９】
図１１に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加して形成すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも小さくなることが判明した。また、図１２に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加して形成すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも大きくなることが判明した。これらの結果から、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加することによって、導電性ペーストのチクソ性が向上したと考えられる。すなわち、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する際に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量が増加し、かつ、印刷された導電性ペーストの横方向（幅方向）への広がりが抑制されたと考えられる。
【０１００】
また、図１２に示すように、導電性ペースト中のＣ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比が０．５％を下回ると、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例と同じになる場合（実施例２−１）があることが判明した。これは、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなったことにより、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量が減少したためであると考えられる。したがって、Ｃ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比の下限としては、０．５％に設定するのが好ましいと考えられる。
【０１０１】
なお、Ｃ６０粒子を添加することにより導電性ペーストのチクソ性を向上させるためには、導電性ペースト中においてＣ６０粒子が凝集せずに均一に分散していることが好ましいと考えられる。ここで、導電性ペースト中のＣ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比が高過ぎると、導電性ペースト中においてＣ６０粒子が凝集しやすくなるので、Ｃ６０粒子を均一に分散させるのが困難になる。したがって、Ｃ６０粒子のＡｇ粒子に対する質量比の上限としては、５．５％に設定するのが好ましいと考えられる。
【０１０２】
［光起電力装置の変換効率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例２による光起電力装置について、変換効率を測定した。なお、測定条件としては、上記実施例１について行った変換効率の測定と同じ条件である。そして、上記した実施例１に対する比較例の変換効率を基準（「１」）として規格化を行った。この測定結果を以下の表５に示す。
【０１０３】
【表５】
上記表５を参照して、Ｃ６０粒子が添加された導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む実施例２−１〜実施例２−８による光起電力装置の変換効率は、Ｃ６０粒子が添加されていない導電性ペーストを用いて形成された集電極８を含む比較例による光起電力装置の変換効率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例２−１〜実施例２−８の規格化変換効率は、それぞれ、１．００１１、１．０００５、１．００４１、１．００３６、１．００３６、１．００４０、１．００３６および１．００３１であった。
【０１０４】
次に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と、規格化変換効率との関係を示すグラフを作製した。
【０１０５】
図１３は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。なお、図１３中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【０１０６】
図１３に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加すれば、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなることが判明した。これは、集電極８（フィンガー部８ａ）の形状が改善されたためであると考えられる。
【０１０７】
具体的には、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した場合には、図１１に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が比較例よりも小さくなり、かつ、図１２に示したように、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが比較例よりも大きくなった。すなわち、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した場合には、集電極８（フィンガー部８ａ）の幅が小さくなったことにより、遮光領域（集電極８の形成領域）が小さくなったので、光の入射が増加したと考えられる。また、集電極８（フィンガー部８ａ）の高さが大きくなったことにより、集電極８（フィンガー部８ａ）の断面積が大きくなったので、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗が低くなったと考えられる。
【０１０８】
［集電極（フィンガー部）の抵抗率の測定］
次に、上記のようにして作製した実施例２による光起電力装置の集電極（フィンガー部）の抵抗率を測定した。そして、上記した実施例１に対する比較例の集電極（フィンガー部）の抵抗率を基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表６に示す。
【０１０９】
【表６】
上記表６を参照して、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加した実施例２−２〜実施例２−８の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率は、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加していない比較例の集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率よりも高くなることが判明した。具体的には、実施例２−２〜実施例２−８の規格化抵抗率は、それぞれ、１．１６、１．２０、１．３１、１．３８、１．７２、２．３１および５．７０であった。
【０１１０】
次に、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と、規格化抵抗率との関係を示すグラフを作製した。
【０１１１】
図１４は、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。なお、図１４中の曲線は、上記した測定データに基づいた近似曲線である。
【０１１２】
図１４に示すように、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加すれば、集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が比較例よりも高くなることが判明した。このように集電極８（フィンガー部８ａ）の抵抗率が高くなったのは、導電性ペーストに添加されたＣ６０粒子が導電性を有しないためであると考えられる。ここで、実施例２では、図１３に示したように、導電性ペーストにＣ６０粒子が添加されていれば、光起電力装置の変換効率が比較例よりも高くなっていた。したがって、導電性ペーストにＣ６０粒子を添加することにより抵抗率が高くなったとしても、光起電力装置の変換効率にはほとんど影響しないと考えられる。
【０１１３】
実施例２では、上記のように、球状構造のＣ６０粒子を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト中に分散させることによって、球状構造のＣ６０粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペーストを構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペーストのチクソ性を向上させることができるので、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させ、かつ、印刷された導電性ペーストが横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、スクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを印刷する場合に、印刷された導電性ペーストの高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペーストを用いて集電極８を形成する場合に、集電極８のフィンガー部８ａの細線化を図ることができるとともに、その集電極８のフィンガー部８ａの断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【０１１４】
また、実施例２では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、Ｃ６０粒子を用いることによって、Ｃ６０粒子は、他の球状構造の粒子に比べて小さい分子サイズを有するので、Ｃ６０粒子を添加材として用いる場合には、添加材の分子サイズを小さくすることができる。
【０１１５】
また、実施例２では、上記のように、導電性ペーストのチクソ性を向上させるための添加材として、Ｃ６０粒子を用いることによって、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を０．５％以上５．５％以下に設定すれば、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比が５．５％よりも大きくなることに起因するＣ６０粒子の凝集を抑制することができるので、Ｃ６０粒子が潤滑材として機能しにくくなるのを抑制することができる。これにより、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができので、容易に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。さらに、Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比が０．５％よりも小さくなることに起因して、導電性ペーストを構成する分子間の滑りが小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、この場合にも、容易に、スクリーン印刷版４０の開口部からの導電性ペーストの射出量を増加させることができる。また、導電性ペースト中のＡｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比を０．５％以上５．５％以下に設定することによって、導電性ペーストを用いて光起電力装置の集電極８（フィンガー部８ａ）を形成する場合において、光起電力装置の変換効率を向上させることが可能な幅と高さとを有する集電極８（フィンガー部８ａ）を形成することができる。
【０１１６】
なお、実施例２のその他の効果は、上記実施例１と同様である。
【０１１７】
（第２実施形態）
図１５〜図２０は、本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。次に、図１５〜図２０を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態の構成において、光起電力装置の電極３２をオフセット印刷法により形成するプロセスについて説明する。なお、オフセット印刷には、凹版オフセット印刷および平版オフセット印刷などがあり、印刷版の形状には、平面形状および円柱形状などがあるが、第２実施形態では、平面形状の印刷版５１を用いて凹版オフセット印刷を行う場合について説明する。
【０１１８】
まず、図１５に示すように、ウレタンゴムまたは金属からなるスキージ５０を矢印Ｃ方向に移動させてドクタリングすることによって、導電性ペースト３３を、印刷版５１の電極パターンと対応するパターン領域５１ｃに設けられた複数の凹部５１ａおよび５１ｂに埋め込む。なお、印刷版５１としては、ステンレス鋼、ガラス、または、樹脂などからなる印刷版５１を用いる。
【０１１９】
また、この印刷版５１としては、たとえば、図１６に示すような形状を有する印刷版５１を用いる。この印刷版５１には、電極のフィンガー部に対応する領域に設けられた凹部５１ａと、電極のバスバー部に対応する領域に設けられた凹部５１ｂとを有するパターン領域５１ｃが形成されている。電極のフィンガー部に対応する凹部５１ａは、約２０μｍの深さと、約７０μｍの幅とを有する。電極のバスバー部に対応する凹部５１ｂは、約２０μｍの深さと、約１．５ｍｍの幅とを有する。
【０１２０】
次に、図１７に示すように、円柱形状のブランケット５２を印刷版５１の表面に接触させた状態でＤ方向に回転させることにより、ブランケット５２を印刷版５１に対して矢印Ｅ方向に移動させることによって、図１８に示すように、印刷版５１の電極パターンと対応するパターン領域５１ｃの複数の凹部５１ａおよび５１ｂに埋め込まれた導電性ペースト３３がブランケット５２に移行する。なお、ブランケット５２は、シリコンゴムなどの弾性体からなる。
【０１２１】
最後に、図１９に示すように、導電性ペースト３３が移行されたブランケット５２を透光性導電膜３１の表面に接触させた状態でＦ方向に回転させることにより、ブランケット５２を透光性導電膜３１が形成された光電変換層３０に対して矢印Ｇ方向に移動させる。これにより、図２０に示すように、導電性ペースト３３をブランケット５２から透光性導電膜３１の上面上に転写する。その後、導電性ペースト３３を硬化させることによって、透光性導電膜３１の上面上に導電性ペースト３３からなる電極３２が形成される。
【０１２２】
第２実施形態では、上記のように、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を、導電材としてのＡｇ粒子を主成分とする導電性ペースト３３中に分散させることによって、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子は、潤滑性を有するので、導電性ペースト３３を構成する分子間の滑り性を向上させることができる。これにより、導電性ペースト３３のチクソ性を向上させることができるので、オフセット印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、導電性ペースト３３がブランケット５２に残留するのを抑制するために、分子量の大きなバインダ樹脂を用いる場合にも、導電性ペースト３３のチクソ性が低下するのを抑制することができる。このため、オフセット印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、印刷版５１の電極パターンと対応する所定領域５１ａの複数の凹部５１ｂに導電性ペースト３３を充填するドクタリングを行う際に、導電性ペースト３３をスキージ５０により切断しやすくすることができるとともに、印刷版５１の表面に導電性ペースト３３が残留するのを抑制することができ、かつ、印刷版５１からブランケット５２に移行された導電性ペースト３３が横方向（幅方向）に広がるのを抑制することができる。このため、オフセット印刷法を用いて導電性ペースト３３を印刷する場合に、印刷された導電性ペースト３３の高さを大きくすることができ、かつ、幅を小さくすることができる。その結果、導電性ペースト３３を用いて電極３２を形成する場合に、電極３２の細線化を図ることができるとともに、その電極３２の断面積が小さくなることに起因して抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【０１２３】
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１２４】
たとえば、上記実施例１および２では、導電材としての銀粒子を主成分とする導電性ペーストを用いるとともに、その導電性ペーストに、層状構造の硫化物粒子または球状構造の粒子を添加したが、本発明はこれに限らず、銀粒子以外の粒子からなる導電材を主成分とする導電性ペーストを用いてもよい。
【０１２５】
また、上記実施例１および２では、導電性ペーストを構成する導電材として、扁平状の銀粒子と、粒状の銀粒子とを含む導電材を用いたが、本発明はこれに限らず、扁平状の銀粒子および粒状の銀粒子のいずれか一方の銀粒子のみを含む導電材を用いてもよい。
【０１２６】
また、上記実施例１では、バインダ樹脂中に、層状構造の二硫化モリブデン粒子を添加したが、本発明はこれに限らず、バインダ樹脂中に、二硫化モリブデン粒子以外の層状構造を有する粒子を添加してもよい。二硫化モリブデン粒子以外の層状構造を有する粒子としては、たとえば、二硫化タングステン粒子および雲母粒子などがある。二硫化タングステン粒子および雲母粒子は、二硫化モリブデン粒子と同様の形状および大きさを有し、かつ、潤滑性を有するので、バインダ樹脂中に二硫化モリブデン粒子を添加した場合と同様の効果が得られる。また、バインダ樹脂中に、層状ペロブスカイト構造を有する金属化合物粒子を添加してもよい。
【０１２７】
また、上記実施例２では、バインダ樹脂中に、球状構造を有するフラーレン粒子（Ｃ６０） を添加したが、本発明はこれに限らず、バインダ樹脂中に、Ｃ６０以外のフラーレン粒子やフラーレン粒子以外の球状構造を有する粒子を添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による光起電力装置を示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施例１による光起電力装置の平面図である。
【図５】図４の１００−１００線に沿った断面図である。
【図６】図５に示した実施例１による光起電力装置の電極をスクリーン印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図７】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフである。
【図８】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。
【図９】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。
【図１０】Ａｇ粒子に対するＭｏＳ２粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。
【図１１】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化幅との関係を示したグラフである。
【図１２】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化高さとの関係を示したグラフである。
【図１３】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化変換効率との関係を示したグラフである。
【図１４】Ａｇ粒子に対するＣ６０粒子の質量比と規格化抵抗率との関係を示したグラフである。
【図１５】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１７】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１８】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図１９】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【図２０】本発明の第２実施形態による光起電力装置の電極をオフセット印刷法により形成するプロセスを説明するための概略図である。
【符号の説明】
【０１２９】
８、９ 集電極（電極）
３０ 光電変換層
３２ 電極
３３ 導電性ペースト
３４、４０ スクリーン印刷版（印刷版）
３４ａ、４０ａ 開口領域
５１ 印刷版
５２ ブランケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダ樹脂と、
前記バインダ樹脂中に分散された導電材と、
前記バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材とを備えた、導電性ペースト。
【請求項２】
前記層状構造の硫化物粒子は、二硫化モリブデン粒子を含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記導電材に対する前記二硫化モリブデン粒子の質量比は、５％以下である、請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記導電材に対する前記二硫化モリブデン粒子の質量比は、０．１５％以上４％以下である、請求項３に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記球状構造の粒子は、フラーレン粒子を含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記導電材に対する前記フラーレン粒子の質量比は、０．５％以上５．５％以下である、請求項５に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記導電材は、銀粒子を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記銀粒子は、扁平状の銀粒子と、粒状の銀粒子とを含む、請求項７に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面側に導電性ペーストを用いて形成された電極とを備え、
前記電極は、
導電材と、
層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む、光起電力装置。
【請求項１０】
光電変換層を形成する工程と、
バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂中に分散された導電材と、前記バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、電極パターンと対応する開口領域が形成された印刷版を介して前記光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備えた、光起電力装置の製造方法。
【請求項１１】
光電変換層を形成する工程と、
バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂中に分散された導電材と、前記バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、印刷版に電極パターンと対応する形状に配置する工程と、
前記電極パターンと対応する形状に配置された導電性ペーストを、印刷版からブランケットに移行させる工程と、
前記ブランケットに移行された導電性ペーストを、前記光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備えた、光起電力装置の製造方法。
【請求項１】
バインダ樹脂と、
前記バインダ樹脂中に分散された導電材と、
前記バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を含む添加材とを備えた、導電性ペースト。
【請求項２】
前記層状構造の硫化物粒子は、二硫化モリブデン粒子を含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記導電材に対する前記二硫化モリブデン粒子の質量比は、５％以下である、請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記導電材に対する前記二硫化モリブデン粒子の質量比は、０．１５％以上４％以下である、請求項３に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記球状構造の粒子は、フラーレン粒子を含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記導電材に対する前記フラーレン粒子の質量比は、０．５％以上５．５％以下である、請求項５に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記導電材は、銀粒子を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記銀粒子は、扁平状の銀粒子と、粒状の銀粒子とを含む、請求項７に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面側に導電性ペーストを用いて形成された電極とを備え、
前記電極は、
導電材と、
層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む、光起電力装置。
【請求項１０】
光電変換層を形成する工程と、
バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂中に分散された導電材と、前記バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、電極パターンと対応する開口領域が形成された印刷版を介して前記光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備えた、光起電力装置の製造方法。
【請求項１１】
光電変換層を形成する工程と、
バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂中に分散された導電材と、前記バインダ樹脂中に分散され、層状構造の硫化物粒子および球状構造の粒子の少なくとも一方を有する添加材とを含む導電性ペーストを、印刷版に電極パターンと対応する形状に配置する工程と、
前記電極パターンと対応する形状に配置された導電性ペーストを、印刷版からブランケットに移行させる工程と、
前記ブランケットに移行された導電性ペーストを、前記光電変換層の光入射面側に転写する工程とを備えた、光起電力装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００７−９５６６３（Ｐ２００７−９５６６３Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８５０４５（Ｐ２００６−１８５０４５）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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