導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池
【課題】導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池を提供する。
【解決手段】導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含み、前記金属ガラスは、低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金であり、前記低い比抵抗を有する元素は１００μΩｃｍより低い比抵抗を有し、前記酸化性の高い元素は酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が１００ｋＪ／ｍｏｌより大きいものである導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池に関する。
【解決手段】導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含み、前記金属ガラスは、低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金であり、前記低い比抵抗を有する元素は１００μΩｃｍより低い比抵抗を有し、前記酸化性の高い元素は酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が１００ｋＪ／ｍｏｌより大きいものである導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子であり、無制限・無公害の次世代エネルギー資源として脚光を浴びている。
【０００３】
太陽電池は、ｐ型半導体およびｎ型半導体を含み、光活性層で太陽光エネルギーを吸収すると、半導体の内部で電子−正孔対（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｈｏｌｅ ｐａｉｒ；ＥＨＰ）が生成され、ここで生成された電子および正孔がｎ型半導体およびｐ型半導体にそれぞれ移動し、これらが電極に収集されることにより外部で電気エネルギーとして用いることができる。
【０００４】
太陽電池は、太陽エネルギーからできる限り多くの電気エネルギーを出力できるように効率を上げることが重要である。かような太陽電池の効率を上げるためには、半導体の内部でできる限り多くの電子−正孔対を生成することも重要であるが、生成された電荷を失うことなく外部に導き出すことも重要である。
【０００５】
一方、太陽電池の電極は蒸着法により形成してもよいが、この場合、工程が複雑であり、高コストおよび長時間がかかる。この理由から、導電性物質を含む導電性ペーストをスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法により形成して工程を単純化させる方案が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、導電性ペーストに含まれている粉末ガラス（ガラスフリット）によって電極の導電性が低下する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明の一実施形態は、電極の導電性を改善することができる導電性ペーストを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の一実施形態は、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明のさらに他の一実施形態は、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によると、導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む導電性ペーストを提供する。ここで、前記金属ガラスは、低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金である。
【００１１】
前記低い比抵抗を有する元素は約１００μΩｃｍよりも低い比抵抗を有し、前記酸化性の高い元素は酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が約１００ｋＪ／ｍｏｌより大きい。
【００１２】
前記導電性粉末は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらの組合せを含むことができる。
【００１３】
前記導電性粉末は、約１ｎｍ〜約５０μｍの大きさを有する。
【００１４】
具体的には前記低い比抵抗を有する元素の比抵抗は、約１５μΩｃｍよりも低い。
【００１５】
前記低い比抵抗を有する元素は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルビジウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）およびストロンチウム（Ｓｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００１６】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さい。
【００１７】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ウラニウム（Ｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、テクネチウム（Ｔｃ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、銅（Ｃｕ）および水銀（Ｈｇ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００１８】
前記酸化性の高い元素は、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ロジウム（Ｒｈ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ニオビウム（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００１９】
前記導電性粉末、前記金属ガラス、および前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含量に対してそれぞれ約３０〜９９質量％、約０．１〜２０質量％、および約０．９〜６９．９質量％で含まれることができる。
【００２０】
前記金属ガラスは、非晶質であってもよい。
【００２１】
前記金属ガラスの過冷却液体区間は、約５〜２００℃であり得る。
【００２２】
一方、前記金属ガラスは銅（Ｃｕ）およびジルコニウム（Ｚｒ）を含むことができる。
【００２３】
また一方、前記金属ガラスは銅（Ｃｕ）およびジルコニウム（Ｚｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００２４】
この場合、前記アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種は、前記金属ガラスの総含有量に対して約１０ａｔ％以下で含まれている。
【００２５】
本発明の他の一実施形態によると、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を含む電子素子を提供する。
【００２６】
前記電極は約１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有し、約１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することができる。
【００２７】
さらに本発明の他の一実施形態によると、半導体基板と、前記導電性ペーストを用いて形成され、前記半導体基板と電気的に接続される電極と、を含む太陽電池を提供する。
【００２８】
以下で異なる説明を述べない限り、前記電極に対する説明は上述した通りである。
【００２９】
前記太陽電池において、前記電極は前記半導体基板と隣接する領域に位置するバッファ層及び前記バッファ層以外の領域に位置して導電性物質を含む電極部を含むことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の実施形態による導電性ペーストを使用することにより、電極の導電性を改善することができると共に、接触抵抗を下げることができる。これにより、電極の導電性を改善することができ、失われる電荷量を低減して太陽電池の効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスが熱により変形される前の半導体基板と接触する段階の例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスのうち該金属ガラスが熱により変形されて半導体基板と接触する段階の例を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスが熱により変形されて半導体基板と接触する例を示す概略図である。
【図４Ａ】図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【図４Ｂ】図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【図４Ｃ】図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【図６】本発明の他の一実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できる程度に詳細に説明する。しかしながら、本発明は様々な異なる形態として実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００３３】
以下で、「元素」とは、金属および半金属を包括する用語である。
【００３４】
まず、本発明の一実施形態による導電性ペーストについて説明する。
【００３５】
本発明の一実施形態による導電性ペーストは、導電性粉末と、金属ガラス（ｍｅｔａｌｌｉｃ ｇｌａｓｓ）および有機ビヒクルを含む。
【００３６】
前記導電性粉末は、銀または銀合金などの銀（Ａｇ）含有金属、アルミニウムまたはアルミニウム合金などのアルミニウム（Ａｌ）含有金属、銅（Ｃｕ）または銅合金などの銅（Ｃｕ）含有金属、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル合金などのニッケル（Ｎｉ）含有金属またはこれらの組合せである。しかしながら、前記導電性粉末はこれらに限定されるものではなく、他の種類の金属であってもよく、前記金属に加えて他の添加物をさらに含んでいてもよい。
【００３７】
前記導電性粉末は、約１ｎｍ〜約５０μｍの大きさ（平均粒径）を有することができる。導電性粉末の大きさ（平均粒径）が前記範囲内であれば、導電性ペーストを容易に製造することができ、導電性粉末が効果的に焼結されるようにすることができる。また、導電性粉末の大きさ（平均粒径）は、走査型電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）により測定することができる。具体的には前記導電性粉末は、約０．１μｍ〜約４０μｍの大きさ（平均粒径）、さらに具体的には約０．５μｍ〜約４０μｍの大きさ（平均粒径）、より具体的には約１μｍ〜約３０μｍの大きさ（平均粒径）を有することができる。
【００３８】
前記金属ガラスは、２種以上の元素がランダムな原子構造を有する非晶質状態の合金であり、非晶質金属（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｍｅｔａｌ）と呼ばれる。金属ガラスは、シリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）などの一般ガラスとは異なり、比抵抗が低いことにより導電性を示す。
【００３９】
前記金属ガラスは、低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金である。この場合、前記低い比抵抗を有する元素は約１００μΩｃｍよりも低い比抵抗を有し、前記酸化性の高い元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値は約１００ｋＪ／ｍｏｌより大きい。前記酸化性の高い元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が上記範囲を内であれば、前記酸化性の高い元素が容易に酸化することができる。
【００４０】
前記低い比抵抗を有する元素は低抵抗性金属であり、金属ガラスの導電性を決定する成分である。好ましくは前記低い比抵抗を有する元素の比抵抗は約１５μΩｃｍよりも低い。
【００４１】
このような低い比抵抗を有する元素としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルビジウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）およびストロンチウム（Ｓｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４２】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成し得る成分である。
【００４３】
前記金属ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）以上に昇温する場合にガラス（ｇｌａｓｓ）のように軟化して液体挙動を示す。このとき、金属ガラスは、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素を含むことにより、前記導電性粉末が軟化した金属ガラス内に拡散して移動することができる。
【００４４】
例えば、半導体基板の上に前記金属ガラスを含む導電性ペーストを適用して太陽電池の電極を形成する場合、熱処理により前記金属ガラスは軟化し、導電性粉末粒子は前記金属ガラスに含まれる導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と固溶体を形成して軟化した金属ガラス内に拡散して移動することができる。
【００４５】
最終的に、前記導電性粉末粒子は半導体基板に拡散し、半導体基板の表面に導電性粉末の結晶性粒子が多量生成される。このように半導体基板の表面に生成された結晶性導電性粉末粒子により太陽光によって生成された電荷を電極に効果的に移動させることができ、その結果、太陽電池の効率が上がる。
【００４６】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さい元素から選ばれる。導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素が、前記導電性粉末との混合熱が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さい元素から選ばれる場合には、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と前記導電性粉末が化学的に混合されて熱力学的に安定した固溶体に形成されることができる。かかる理由から、前記導電性粉末との混合熱が−５０〜０ＫＪ／ｍｏｌの元素、具体的には−３０〜０ＫＪ／ｍｏｌの元素から選ばれるのが望ましい。
【００４７】
一例として、導電性粉末が銀（Ａｇ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表１に示すランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、白金（Ｐｔ）および水銀（Ｈｇ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４８】
【表１】
【００４９】
他の一例として、導電性粉末がアルミニウム（Ａｌ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表２に示すパラジウム（Ｐｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、白金（Ｐｔ）、トリウム（Ｔｈ）、プロメチウム（Ｐｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、チタニウム（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、ウラニウム（Ｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カルシウム（Ｃａ）、テクネチウム（Ｔｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、タンタル（Ｔａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、バナジウム（Ｖ）、リン（Ｐ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、レニウム（Ｒｅ）、砒素（Ａｓ）、モリブデン（Ｍｏ）、リチウム（Ｌｉ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タングステン（Ｗ）、および銅（Ｃｕ）から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５０】
【表２】
【００５１】
また、他の一例として、導電性粉末が銅（Ｃｕ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表３に示すトリウム（Ｔｈ）、ルテチウム（Ｌｕ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、イットリウム（Ｙ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、パラジウム（Ｐｄ）、カルシウム（Ｃａ）、白金（Ｐｔ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、リン（Ｐ）、ウラニウム（Ｕ）、リチウム（Ｌｉ）、砒素（Ａｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、ケイ素（Ｓｉ）、およびアルミニウム（Ａｌ）から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５２】
【表３】
【００５３】
また、他の一例として、導電性粉末がニッケル（Ｎｉ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表4に示すストロンチウム（Ｓｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉄（Ｆｅ）、イリジウム（Ｉｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、タングステン（Ｗ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、 錫（Ｓｎ）、 白金（Ｐｔ）、カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、マンガン（Ｍｎ）、ホウ素（Ｂ）、 亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、バナジウム（Ｖ）、 砒素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、プルトニウム（Ｐｕ）、リン（Ｐ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ウラニウム（Ｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、イットリウム（Ｙ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、プロメチウム（Ｐｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテチウム（Ｌｕ）、スカンジウム（Ｓｃ）、トリウム（Ｔｈ）、ハフニウム（Ｈｆ）、およびジルコニウム（Ｚｒ）から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５４】
【表４】
【００５５】
前記酸化性の高い元素は、前記金属ガラスの他の成分よりも酸化性の高い元素であり、他の成分よりも優先的に酸化して他の成分の酸化を防ぐ成分である。
【００５６】
金属ガラスを含む導電性ペーストは一般に大気中で工程が行われるので、空気中の酸素に露出され易い。このとき、前記低い比抵抗を有する元素が酸化する場合に導電性ペーストの導電性が顕著に低下し、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素が酸化する場合に導電性粉末の固溶度が低下する。
【００５７】
このため、前記低い比抵抗を有する元素、および前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素よりも酸化性の高い元素を含むことにより優先的に酸化して金属ガラスの表面に安定した酸化膜を成膜し、その結果、金属ガラスの他の成分の酸化を防ぐことができる。これにより、金属ガラスの他の成分の酸化により導電性ペーストの性能が低下することを防ぐことができる。
【００５８】
前記酸化性の高い元素は、前記低い比抵抗を有する元素および前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素よりも酸化物形成のギブスフリーエネルギー（Ｇｉｂｂｓ Ｆｒｅｅ Ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｏｘｉｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ΔｆＧ０）の絶対値が大きい。酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が大きいほど酸化し易い。かかる観点から、前記酸化性の高い元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値は、約１００ｋＪ／ｍｏｌより大きければよいが、好ましくは約１２０ｋＪ／ｍｏｌ以上、より具体的には約１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上であるのが望ましい。
【００５９】
前記酸化性の高い元素としてとしては、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ロジウム（Ｒｈ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ニオビウム（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００６０】
下記表５は、前記酸化性の高い元素としての例示的な元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの値を羅列したものである。
【００６１】
【表５】
【００６２】
前記金属ガラスは前記低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種が合金形態でなされることができる。したがって、前記低い比抵抗を有する元素、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素、および酸化性の高い元素は多様な組合せによって金属ガラスを形成することができる。
【００６３】
具体的には、低い比抵抗を有する元素を「Ａ」、「Ａ１」、「Ａ２」などで表示し、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素を「Ｂ」、「Ｂ１」、「Ｂ２」などで表示し、酸化性の高い元素を「Ｃ」、「Ｃ１」、「Ｃ２」などで表示する場合、前記金属ガラスはＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｃ、Ａ−Ｂ−Ｃ、Ａ−Ａ１−Ｂ−Ｂ１、Ａ−Ａ１−Ｂ−Ｂ１−Ｃ、Ａ−Ａ１−Ｂ−Ｂ１−Ｃ−Ｃ１などのように、２成分以上、具体的には２成分〜６成分の多様な形態の合金で形成されることができるが、これに限定されるのではない。
【００６４】
このとき、導電性の側面から前記低い比抵抗を有する元素が必須に含まれた方が良くて、前記低い比抵抗を有する元素と前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素及び前記酸化性の高い元素から選ばれた少なくとも１つが合金を成すことができる。
【００６５】
前記金属ガラスの過冷却液体区間は約５〜２００℃であり得る。好ましくは、下記に示す理由などから、約１０〜１８０℃、より具体的には約２０〜１６０℃の範囲が望ましい。
【００６６】
ここで、金属ガラスの過冷却液体区間とは、金属ガラスのガラス転移温度（ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｇ）と結晶化温度（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｃ）との間の領域であり、この領域では、金属ガラスの粘度が低下して液体挙動を示す。
【００６７】
過冷却液体区間では、金属ガラスが液体挙動を示し、下部膜に対してぬれ性（ｗｅｔｔｉｎｇ）を示す。
【００６８】
例えば、半導体基板に前記金属ガラスを含む導電性ペーストを適用して太陽電池の電極を形成する場合、過冷却液体区間が広いほど半導体基板の上に軟化した金属ガラスのぬれ性に優れており、ぬれ性に優れているほど、軟化した金属ガラス内に拡散されている前記導電性粉末の半導体基板側への浸透面積が増大される。これにより、電極と半導体基板との間の接触面積が広くなってこれらの間の接着性が改善されるだけではなく、太陽光による半導体基板での生成電荷の電極への移動通路が広くなって太陽電池の効率も改善される。
【００６９】
例えば、銅（Ｃｕ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を基本成分として含む金属ガラス、かつ銅（Ｃｕ）とジルコニウム（Ｚｒ）に、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、及び／又はハフニウム（Ｈｆ）をさらに含む金属ガラスの過冷却液体区間を下記表６に記載する。
【００７０】
このとき、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）から選ばれた少なくとも１つは前記金属ガラスの総含量に対して約１０ａｔ％以下、具体的には約０．１ａｔ％以上約１０ａｔ％以下、より具体的には約１ａｔ％以上約８ａｔ％以下で含まれることができる。アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）から選ばれた少なくとも１つを前記範囲で含む場合、前記金属ガラスの過冷却液体区間を広く維持しながら、導電性粉末との固溶性を改善し、導電性および耐酸化性も向上させることができる。
【００７１】
上述したように、前記過冷却液体区間は、金属ガラスのカラス転移温度（Ｔｇ）と結晶化温度（Ｔｃ）との間の領域を意味し、金属ガラスの結晶化温度（Ｔｃ）から金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）を引いた値に示すことができる。
【００７２】
【表６】
【００７３】
前記金属ガラスは、例えば、Ｃｕ５０Ｚｒ５０、Ｃｕ５４Ｚｒ２２Ｎｉ６Ｔｉ１８、Ｃｕ４８Ｚｒ４８Ａｌ４、Ｃｕ４５Ｚｒ４５Ａｇ１０、Ｃｕ４７Ｚｒ４５Ａｌ４Ａｇ４、Ｃｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７、Ｃｕ３０Ｚｒ４８Ａｌ８Ａｇ８Ｎｉ６、Ｃｕ２２．８Ｚｒ６１．４Ａｌ９．９Ａｇ１Ｆｅ４．９５、Ｃｕ３６Ｚｒ４６Ａｌ８Ａｇ８Ｈｆ２、Ｃｕ３０Ａｇ３０Ｚｒ３０Ｔｉ１０、Ｔｉ５０Ｎｉ１５Ｃｕ３２Ｓｎ３、Ｔｉ４５Ｎｉ１５Ｃｕ２５Ｓｎ３Ｂｅ７Ｚｒ５、Ｎｉ６０Ｎｂ３０Ｔａ１０、Ｎｉ６１Ｚｒ２０Ｎｂ７Ａｌ４Ｔａ８、Ｎｉ５７．５Ｚｒ３５Ａｌ７．５、Ｚｒ４１．２Ｔｉ１３．８Ｎｉ１０Ｃｕ１２．５Ｂｅ２２．５、Ｍｇ６５Ｙ１０Ｃｕ１５Ａｇ５Ｐｄ５、Ｍｎ５５Ａｌ２５Ｎｉ２０、Ｌａ５５Ａｌ２５Ｎｉ１０Ｃｕ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ７．５Ｎｉ７．５Ａｇ５Ｚｎ５Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｙ６Ｇｄ４、Ｆｅ７７Ｎｂ６Ｂ１７、Ｆｅ６７Ｍｏ１３Ｂ１７Ｙ３、Ｃａ６５Ｍｇ１５Ｚｎ２０、Ｃａ６６．４Ａｌ３３．６、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ２５Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ２０Ａｇ５Ｙ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ２５Ｙ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｙ１０、Ｃｕ４６Ｇｄ４７Ａｌ７、Ｃａ６０Ｍｇ２５Ｎｉ１５、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ５Ｐｄ５Ｇｄ１０、Ｍｇ７０Ｎｉ１０Ｇｄ２０、Ｃｕ４６Ｙ４２．５Ａｌ７、Ｔｉ５５Ｚｒ１８Ｂｅ１４Ｃｕ７Ｎｉ６、Ｔｉ５１Ｙ４Ｚｒ１８Ｂｅ１４Ｃｕ７Ｎｉ６、Ｔｉ４０Ｚｒ２８Ｃｕ９Ｎｉ７Ｂｅ１６、Ｔｉ４０Ｚｒ２５Ｎｉ８Ｃｕ９Ｂｅ１８、Ｔｉ４９Ｎｂ６Ｚｒ１８Ｂｅ１４Ｃｕ７Ｎｉ６、Ｔｉ５０Ｚｒ１５Ｂｅ１８Ｃｕ９Ｎｉ８、Ｔｉ３４Ｚｒ３１Ｃｕ１０Ｎｉ８Ｂｅ１７、Ｚｒ３６Ｔｉ２４Ｂｅ４０、Ｔｉ６５Ｂｅ１８Ｃｕ９Ｎｉ８、Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０、Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１２．６Ｎｉ１０Ａｇ５、Ｃｕ５０Ｚｒ４０Ｔｉ１０、Ｃｕ３０Ａｇ３０Ｚｒ３０Ｔｉ１０、Ｎｉ５５Ｚｒ１２Ａｌ１１Ｙ２２、Ｃｕ４０Ｎｉ５Ａｇ１５Ｚｒ３０Ｔｉ１０またはこれらの組合せを含むが、本発明はこれに限定されない。
【００７４】
前記有機ビヒクルは、上述した導電性粉末および金属ガラスと混合されて適切な粘度を与えうる有機化合物と、これらを溶解する溶媒と、を含む。
【００７５】
前記有機化合物は、例えば、（メタ）アクリレート系樹脂、エチルセルロースなどのセルロース樹脂、フェノール樹脂、アルコール樹脂、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；テフロン（米デュポン社の登録商標））およびこれらの組合せよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、界面活性剤、増粘剤および安定化剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００７６】
前記溶媒は、これらを混合しうるものであれば、特に制限はなく、例えば、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセタート、ペンタンジオール、ジペンチン、リモネン、エチレングリコールアルキルエーテル、ジエチレングリコールアルキルエーテル、エチレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジエチレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセタート、トリエチレングリコールアルキルエーテルアセタート、トリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールアルキルエーテル、トリプロピレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジプロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、トリプロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジメチルフタル酸、ジエチルフタル酸、ジブチルフタル酸および脱塩水よりなる群から選ばれる少なくとも１種以上である。
【００７７】
前記導電性粉末、前記金属ガラスおよび前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約３０〜９９質量％、約０．１〜２０質量％および約０．９〜６９．９質量％で含まれる。好ましくは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約４０〜９８質量％、約１〜２０質量％および約１〜５９質量％、さらに具体的には約４０〜９５質量％、約２〜２０質量％および約３〜５８質量％、より具体的には約５０〜９０質量％、約４〜２０質量％および約６〜４６質量％で含まれる。
【００７８】
上述した導電性ペーストは、スクリーン印刷などの方法により形成されて電子素子の電極として用いられる。
【００７９】
以下、図１乃至図４Ｃに基づき、上述した導電性ペーストを用いた場合に電極が形成される例を説明する。
【００８０】
図１乃至図３は、本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスが熱によって変形されて半導体基板と接触する例を示す概略図であり、図４Ａ乃至図４Ｃは、図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【００８１】
図１を参照すると、半導体基板１１０の上に導電性粉末１２０ａおよび金属ガラス１１５ａを含む導電性ペーストを適用する。導電性粉末１２０ａおよび金属ガラス１１５ａはそれぞれ粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）の形で存在する。
【００８２】
図２を参照すると、金属ガラス１１５ａのガラス転移温度（Ｔｇ）以上に昇温する場合、金属ガラス１１５ａは軟化して液体挙動（ｌｉｑｕｉｄ−ｌｉｋｅ）の金属ガラス１１５ｂに変化し、このような液体挙動の金属ガラス１１５ｂは複数の導電性粉末１２０ａ間の隙間を埋め込む。
【００８３】
このように金属ガラス１１５ａが先に軟化する理由は、金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）が導電性粉末１２０ａの焼結温度（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｓ）よりも低いためである。
【００８４】
図３を参照すると、導電性ペーストの焼結温度以上に昇温する場合、導電性粉末１２０ａは焼結されて隣り合う導電性粉末１２０ａと強固に密着して導電性粉末団塊１２０ｂを形成する。
【００８５】
図２および図３に示すステップにおいて、液体挙動の金属ガラス１１５ｂは過冷却液体状態であり、半導体基板１１０にぬれ性（ｗｅｔｔｉｎｇ）を示す。
【００８６】
図４Ａを参照すると、液体挙動の金属ガラス１１５ｂが過冷却液体状態であるとき、導電性粉末団塊１２０ｂの一部の導電性粒子１２０ｃは液体挙動の金属ガラス１１５ｂ内に拡散する。これは、上述したように、液体挙動の金属ガラス１１５ｂに導電性粉末１２０ｂと固溶体を形成しうる成分が含まれているためである。
【００８７】
また、上述したように、金属ガラスの過冷却液体区間が広い場合、粘度の低い液体挙動の金属ガラス１１５ｂとして存在する時間が長引いて金属ガラス１１５ｂの半導体基板１１０に対するぬれ性が強化される。これにより、金属ガラス１１５ｂと半導体基板１１０との間の接触面積が広がる。
【００８８】
図４Ｂを参照すると、さらに高い温度まで昇温する場合、液体挙動の金属ガラス１１５ｂに拡散される導電性粒子１２０ｃが半導体基板１１０内に浸透する。このとき、上述したように、液体挙動の金属ガラス１１５ｂのぬれ性を強化させて金属ガラス１１５ｂと半導体基板１１０との間の接触面積を広げることにより、導電性粒子１２０ｃの半導体基板１１０への浸透面積が広がる。
【００８９】
図４Ｃを参照すると、半導体基板１１０を冷却する場合、半導体基板１１０に浸透した導電性粒子１２０ｃは再結晶化して半導体基板１１０の表面に再結晶化した導電性粒子１２０ｄを形成する。一方、液体挙動の金属ガラス１１５ｂもまた再結晶化して結晶性金属ガラス１１５ｃを形成し、金属ガラス内に存在する導電性粒子１２０ｃもまた再結晶化する。
【００９０】
これにより、導電性粉末団塊１２０ｂを含む電極部（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）１２０を含む電極１７０が形成される。
【００９１】
前記電極１７０は結晶性金属ガラス１１５ｃを含み、半導体基板１１０と隣接する領域に位置するバッファ層（ｂｕｆｆｅｒ‐ｌａｙｅｒ）１１５、また、前記バッファ層１１５以外の領域に位置して導電性物質を含む電極部１２０を含むことができる。
【００９２】
図４Ｃにおいてバッファ層１１５が存在しているものとして図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は半導体基板１１０と隣接する領域の一部分にのみ形成されていてもよい。
【００９３】
前記バッファ層１１５および前記半導体基板１１０の表面に存在する再結晶化した導電性粒子１２０ｄは、太陽光による半導体基板１１０での生成電荷を電極部１２０に効果的に移動させると共に、半導体基板１１０と電極部１２０との間の接触抵抗を下げて太陽電池の電荷損失を低減させ、これにより、結果として太陽電池の効率が上がる。
【００９４】
前記電極は、様々な電子素子に導電性電極として採用可能である。
【００９５】
前記電極は約１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有することができる。前記電極の接触抵抗が前記範囲内である場合、電極による電力損失を効果的に減らすことができ、電子素子、具体的には太陽電池の効率を効果的に改善することができる。好ましくは、前記電極は約１μΩｃｍ２〜１０Ωｃｍ２の接触抵抗を有することができる。
【００９６】
前記電極は１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することができる。前記電極の比抵抗が前記範囲内である場合、電極による電力損失を効果的に減らすことができ、電子素子、具体的には太陽電池の効率を効果的に改善することができる。好ましくは、前記電極は約１μΩｃｍ〜１００μΩｃｍの比抵抗を有することができる。
【００９７】
前記電子素子の一例は、太陽電池である。
【００９８】
以下、図５に基づいて、本発明の一実施形態による太陽電池について説明する。
【００９９】
図５は、本発明の一実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【０１００】
図中、各種の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示す。明細書全般に亘って類似する部分に対しては同じ図面符号を付している。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとしたとき、これは他の部分の「直上」にある場合だけではなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとしたときには、中間に他の部分がないことを意味する。
【０１０１】
以下、説明の便宜上、半導体基板１１０を中心として上下の位置関係を説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、半導体基板１１０のうち太陽エネルギーを受ける面を前面（ｆｒｏｎｔ ｓｉｄｅ）といい、その反対面を背面（ｒｅａｒ ｓｉｄｅ）という。
【０１０２】
図５を参照すると、本発明の一実施形態による太陽電池は、下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂを有する半導体基板１１０を備える。
【０１０３】
半導体基板１１０は、結晶質ケイ素または化合物半導体から製作される。半導体基板１１０が結晶質ケイ素から製作された場合、例えば、シリコンウェーハが使用可能である。下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂのうちの一方はｐ型不純物のドープされた半導体層であり、他方はｎ型不純物のドープされた半導体層である。例えば、下部半導体層１１０ａはｐ型不純物のドープされた半導体層であり、上部半導体層１１０ｂはｎ型不純物のドープされた半導体層である。このとき、ｐ型不純物はホウ素（Ｂ）などのＩＩＩ族化合物であり、ｎ型不純物はリン（Ｐ）などのＶ族化合物である。
【０１０４】
上部半導体層１１０ｂの表面は表面組織化（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）している。表面組織化した上部半導体層１１０ｂは、例えば、ピラミッド形状などの凹凸構造を有するか、或いは、ハニカム（ｈｏｎｅｙ ｃｏｍｂ）形状などの多孔性構造を有する。表面組織化した上部半導体層１１０ｂは、光を受光する表面積を広げて光の吸収率を上げると共に反射度を下げて太陽電池の効率を改善することができる。
【０１０５】
上部半導体層１１０ｂの上には複数の前面電極が形成されている。前面電極は、基板の一方向に沿って平行に延びており、光吸収損失（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ ｌｏｓｓ）および面抵抗を考慮して、グリッドパターン（ｇｒｉｄ ｐａｔｔｅｒｎ）状に設計される。
【０１０６】
前面電極は、上部半導体層１１０ｂと隣接する領域に位置するバッファ層１１５、また、前記バッファ層１１５以外の領域に位置して導電性物質を含む前面電極部１２０を含むことができる。
【０１０７】
前面電極は導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により形成される。導電性ペーストは、上述した通りである。
【０１０８】
前面電極部１２０は導電性物質から形成されることができ、例えば、銀（Ａｇ）などの低抵抗導電性物質から形成されることができる。
【０１０９】
上部半導体層１１０ｂと前面電極部１２０との間にはバッファ層１１５が形成されている。バッファ層１１５は上述した通りであり、金属ガラスを含んでいるため導電性を有する。バッファ層１１５は、前面電極部１２０との接触部分と、上部半導体層１１０ｂとの接触部分とを有することにより、上部半導体層１１０ｂと前面電極部１２０との間における電荷の移動通路（ｐａｔｈ）の面積が広がり、その結果、電荷が失われることが抑えられる。
【０１１０】
バッファ層１１５に含まれている金属ガラスは前面電極部１２０の導電性ペーストに含まれている成分であり、工程中に前面電極部１２０の導電性物質よりも先に溶融されて前面電極部１２０の下部に位置する。
【０１１１】
図５においてバッファ層１１５を図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は前記半導体層１１０ｂと隣接する領域の一部分にのみ形成されていてもよい。
【０１１２】
前面電極部１２０の上には前面バスバー（ｂｕｓ ｂａｒ）電極（図示せず）が形成されている。バスバー電極は、複数の太陽電池セルを組み立てるとき、隣り合う太陽電池セルを連結するためのものである。
【０１１３】
半導体基板１１０の下部には誘電膜１３０が成膜されている。誘電膜１３０は、電荷の再結合を防ぐと共に電流が漏れることを防いで太陽電池の効率を上げる。誘電膜１３０は複数の貫通部１３５を有し、貫通部１３５を介して半導体基板１１０と後述する背面電極とが接触する。
【０１１４】
誘電膜１３０は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）またはこれらの組合せから成膜され、約１００〜２０００Åの膜厚を有する。
【０１１５】
誘電膜１３０の下部には背面電極が形成されている。背面電極は導電性物質から形成され、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの不透明金属から形成される。背面電極は、前面電極と同様に、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により形成されることができる。
【０１１６】
背面電極は、前面電極と同様に、下部半導体層１１０ａと隣接する領域に位置するバッファ層１１５、また、前記バッファ層１１５以外の領域に位置して導電性物質を含む背面電極部１４０を含むことができる。
【０１１７】
図５においてバッファ層１１５を図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は前記下部半導体層１１０ａと隣接する領域の一部分にのみ形成されていてもよい。
【０１１８】
以下、図５に基づき、前記太陽電池の製造方法について説明する。
【０１１９】
まず、シリコンウェーハなどの半導体基板１１０を準備する。このとき、半導体基板１１０には、例えば、ｐ型不純物がドープされている。
【０１２０】
次いで、半導体基板１１０を表面組織化させる。表面組織化は、例えば、硝酸およびフッ酸などの強酸性溶液または水酸化ナトリウムなどの強塩基性溶液を用いるウェット方法により行ってもよく、プラズマを用いたドライ方法により行ってもよい。
【０１２１】
次いで、半導体基板１１０に、例えば、ｎ型不純物をドープする。ここで、ｎ型不純物は、ＰＯＣｌ３またはＨ３ＰＯ４などを高温で拡散させることによりドープする。これにより、半導体基板１１０は、他の不純物のドープされた下部半導体層１１０ａと上部半導体層１１０ｂを有する。
【０１２２】
次いで、上部半導体層１１０ｂの上に前面電極用導電性ペーストを塗布する。前面電極用導電性ペーストは、スクリーン印刷法により形成することができる。スクリーン印刷は、導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む上述した導電性ペーストを電極の形成個所に塗布し且つ乾燥するステップを含む。
【０１２３】
導電性ペーストは、上述したように、金属ガラスを含み、金属ガラスは、例えば、溶融紡糸法（ｍｅｌｔ ｓｐｉｎｎｉｎｇ）、吸入鋳造法（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｃａｓｔｉｎｇ）、気体噴霧法（ｇａｓ ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）、イオン照射法（ｉｏｎ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）または機械的合金法（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｌｌｏｙｉｎｇ）などの公知の方法により製造される。
【０１２４】
次いで、前面電極用導電性ペーストを乾燥する。
【０１２５】
次いで、半導体基板１１０の背面に、例えば、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をプラズマ化学気相蒸着法により積層して誘電膜１３０を形成する。
【０１２６】
次いで、誘電膜１３０の一部にレーザーを照射して複数の貫通部１３５を形成する。
【０１２７】
次いで、誘電膜１３０の片面に背面電極用導電性ペーストをスクリーン印刷法により塗布し且つ乾燥する。
【０１２８】
次いで、背面電極用導電性ペーストを乾燥する。
【０１２９】
次いで、前面電極用導電性ペーストおよび背面電極用導電性ペーストを共焼成（ｃｏ−ｆｉｒｉｎｇ）する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、前面電極用導電性ペーストと背面電極用導電性ペーストをそれぞれ別々に焼成してもよい。
【０１３０】
焼成は、焼成炉を用いて、導電性金属の溶融温度よりも高い温度まで昇温することができ、例えば、約４００〜１０００℃の温度で行うことができる。
【０１３１】
以下、図６に基づき、本発明の他の実施形態による太陽電池について説明する。
【０１３２】
図６は、本発明の他の実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【０１３３】
本発明の他の実施形態による太陽電池は、ｐ型またはｎ型不純物のドープされた半導体基板１１０を有する。半導体基板１１０は背面側に形成されており、異なる不純物がドープされた複数の第１のドープ領域１１１ａおよび第２のドープ領域１１１ｂを有する。第１のドープ領域１１１ａは、例えば、ｎ型不純物がドープされ、第２のドープ領域１１１ｂは、例えば、ｐ型不純物がドープされる。第１のドープ領域１１１ａ及び第２のドープ領域１１１ｂは、半導体基板１１０の背面に交互に配置される。
【０１３４】
半導体基板１１０の前面は表面組織化しており、表面組織化によって光の吸収率を上げると共に反射度を下げて太陽電池の効率を改善することができる。半導体基板１１０の上には絶縁膜１１２が成膜されている。絶縁膜１１２は、低光吸収性及び絶縁性の物質、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）およびこれらの組合せから単一層または複数層に形成される。絶縁膜１１２は、例えば、約２００〜１５００Åの膜厚を有する。
【０１３５】
絶縁膜１１２は、太陽電池の表面における光の反射率を下げると共に特定の波長領域の選択性を増加させる反射防止膜（ａｎｔｉ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ）の役割を果たすと共に、半導体基板１１０の表面に存在するシリコンとの接触特性を改善して太陽電池の効率を上げる。
【０１３６】
半導体基板１１０の背面には、複数の貫通部を有する誘電膜１５０が成膜されている。
【０１３７】
半導体基板１１０の背面には、第１のドープ領域１１１ａに接続される第１電極と、第２のドープ領域１１１ｂに接続される第２電極とがそれぞれ形成されている。第１電極は貫通部を介して第１のドープ領域１１１ａと接触され、第２電極は貫通部を介して第２のドープ領域１１１ｂと接触される。第１電極と第２電極は交互に配置される。
【０１３８】
第１電極は、第１のドープ領域１１１ａと隣接した領域に位置するバッファ層１１５および前記バッファ層１１５以外の領域に位置する第１電極部１２１を含み、第２電極は第２のドープ領域１１１ｂと隣接した領域に位置するバッファ層１１５及び前記バッファ層１１５以外の領域に位置する第２電極部１４１を含むことができる。
【０１３９】
第１電極と第２電極は上述した実施形態と同様に、導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む導電性ペーストを用いて形成され、その詳細は上述した通りである。
【０１４０】
第１のドープ領域１１１ａと第１電極部１２１との間、および第２のドープ領域１１１ｂと第２電極部１４１との間にはバッファ層１１５がそれぞれ形成されている。バッファ層１１５は、上述したように、金属ガラスを含んでいるため導電性を有し、第１電極部１２１または第２電極部１４１との接触部分と、第１のドープ領域１１１ａまたは第２のドープ領域１１１ｂとの接触部分とを有することにより、第１のドープ領域１１１ａと第１電極部１２１との間または第２のドープ領域１１１ｂと第２電極部１４１との間における電荷の移動通路の面積を広げて電荷が失われることを抑える。なお、バッファ層１１５は、第１電極部１２１または第２電極部１４１をなす物質が第１または第２のドープ領域１１１ａ、１１１ｂ内に拡散されることを防ぐ。
【０１４１】
図６においてバッファ層１１５を図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は前記第１のドープ領域１１１ａと隣接した領域の一部、第２のドープ領域１１１ｂと隣接した領域の一部、またはこれらの組合せにのみ形成されていてもよい。
【０１４２】
本発明の他の実施形態による太陽電池は、上述した実施形態とは異なり、第１電極および第２電極が両方とも太陽電池の背面に位置することにより、前面面積の中で金属が占める面積を狭めて光吸収損失を減らし、これにより、太陽電池の効率が上がる。
【０１４３】
以下、図６に基づき、本発明の他の実施形態による太陽電池の製造方法について説明する。
【０１４４】
まず、例えば、ｎ型不純物のドープされた半導体基板１１０を準備する。次いで、半導体基板１１０を表面組織化させた後、半導体基板１１０の前面および背面に絶縁膜１１２、誘電膜１５０を成膜する。絶縁膜１１２、誘電膜１５０は、例えば、化学気相蒸着法により成膜する。
【０１４５】
次いで、半導体基板１１０の背面側に、例えば、ｐ型不純物およびｎ型不純物をこの順に高濃度でドープして第１のドープ領域１１１ａおよび第２のドープ領域１１１ｂを形成する。
【０１４６】
次いで、誘電膜１５０の一部にレーザーを照射して、複数の貫通部を形成する。この貫通部は、第１のドープ領域１１１ａおよび第２のドープ領域１１１ｂに対応する領域に形成する。
【０１４７】
次いで、誘電膜１５０の片面における第１のドープ領域１１１ａに対応する領域に第１電極用導電性ペーストを塗布し、第２のドープ領域１１１ｂに対応する領域に第２電極用導電性ペーストを塗布する。第１電極用導電性ペーストおよび第２電極用導電性ペーストはそれぞれスクリーン印刷法により形成し、これらの導電性ペーストは、それぞれ上述した導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む。
【０１４８】
次いで、第１電極用導電性ペーストおよび第２電極用導電性ペーストを共焼成するか、または、第１電極用導電性ペーストおよび第２電極用導電性ペーストをそれぞれ別々に焼成するが、このとき、焼成は、焼成炉を用いて、導電性金属の溶融温度よりも高い温度まで昇温させて行ってもよい。
【０１４９】
以上、上述した導電性ペーストを太陽電池の電極に適用した場合を具体的に例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電極を有するあらゆる電子素子に適用可能である。
【実施例】
【０１５０】
以下に、本発明を実施例及び比較例を通じてより詳細に説明するが、下記の実施例及び比較例は説明を目的とするもので、本発明を制限するものではない。
【０１５１】
＜導電性ペースト及び電極の製造＞
（実施例１）
銀（Ａｇ）粉末及び金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０をエチルセルロースバインダー及びブチルカルビトール溶媒を含む有機ビヒクルに添加した。この時、銀（Ａｇ）粉末、金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０、及び有機ビヒクルは、導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約８４質量％、約４質量％、及び約１２質量％で混合した。
【０１５２】
また金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０の過冷却液体区間は、表６より、４９Ｋである。
【０１５３】
金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０において、Ｃｕは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素である。
【０１５４】
また、金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０において、Ｚｒは、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素Ｚｒであり、導電性粉末が銀（Ａｇ粉末）の場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素Ｚｒの導電性粉末（Ａｇ粉末）との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）は表１より、−２０ＫＪ／ｍｏｌであり、尚且つ酸化性の高い元素でもあり、その酸化物（ＺｒＯ２）形成のギブスフリーエネルギー△ｆＧ０は表５より、−１０４２．８ｋＪ／ｍｏｌである。
【０１５５】
次に、３−ロールミルを使用してこねて、導電性ペーストを製造した。
【０１５６】
シリコンウエハーの上に前記導電性ペーストをスクリーン印刷方法によって塗布した。次に、ベルトファーネス（ｂｅｌｔ ｆｕｒｎａｃｅ）を使用して約５００℃まで急激に加熱した後、約９００℃まで徐々に加熱した。この後、冷却して電極を形成した。
【０１５７】
（実施例２）
金属ガラスとしてＣｕ５０Ｚｒ５０の代わりにＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法によって導電性ペーストを製造した後、電極を形成した。
【０１５８】
金属ガラスＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ｃｕは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素である。
【０１５９】
また、金属ガラＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ｚｒは、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素であり、導電性粉末が銀（Ａｇ粉末）の場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素の導電性粉末（Ａｇ粉末）との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）は表１より、−２０ＫＪ／ｍｏｌである。
【０１６０】
また、金属ガラＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ａｌは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素であり、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素であり、導電性粉末が銀（Ａｇ粉末）の場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素の導電性粉末（Ａｇ粉末）との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）は表１より、−４ＫＪ／ｍｏｌであり、尚且つ酸化性の高い元素でもあり、その酸化物（Ａｌ２Ｏ３）形成のギブスフリーエネルギー△ｆＧ０は表５より、−１５８２．３ｋＪ／ｍｏｌである。
【０１６１】
また、金属ガラＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ａｇは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素である。
【０１６２】
（評価−１）
実施例１及び２によって形成された電極の接触抵抗値及び比抵抗値を測定した。抵抗値はＴｒａｎｓｆｅｒ ｌｅｎｇｔｈ ｍｅｔｈｏｄ（ＴＬＭ）で測定した。
【０１６３】
表７は、実施例１及び２によって形成された電極の接触抵抗値及び比抵抗値を示す。
【０１６４】
【表７】
【０１６５】
表７を参照すれば、実施例１及び２による電極は、低い接触抵抗値及び比抵抗値を有することを確認できる。
【０１６６】
実施例２による電極が実施例１による電極よりも接触抵抗値及び比抵抗値が低いが、これは実施例２の電極に使用された金属ガラスが銀（Ａｇ）を含み、また、銀（Ａｇ）と反応して固溶体（固溶度）をなせるアルミニウム（Ａｌ）を含むことによって接触抵抗値及び比抵抗値を低くした結果といえる。
【０１６７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、下記の請求の範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者による様々な変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するといえる。
【符号の説明】
【０１６８】
１１０：半導体基板、
１１０ａ：下部半導体層、
１１０ｂ：上部半導体層、
１１１ａ：第１のドープ領域、
１１１ｂ：第２のドープ領域、
１１２：絶縁膜、
１１５：バッファ層、
１１５ａ：金属ガラス、
１１５ｂ：液体挙動の金属ガラス、
１１５ｃ：結晶性金属ガラス、
１２０：前面電極部、
１２０ａ：導電性粉末、
１２０ｂ：導電性粉末団塊、
１２０ｃ：液体挙動の金属ガラスに拡散された導電性粒子、
１２０ｄ：半導体基板の表面に存在する再結晶化した導電性粒子１２０ｄ、
１２０：電極部、
１２１：第１電極部、
１３０：誘電膜、
１３５：貫通部、
１４０：背面電極部、
１４１：第２電極部、
１５０：誘電膜、
１７０：電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子であり、無制限・無公害の次世代エネルギー資源として脚光を浴びている。
【０００３】
太陽電池は、ｐ型半導体およびｎ型半導体を含み、光活性層で太陽光エネルギーを吸収すると、半導体の内部で電子−正孔対（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｈｏｌｅ ｐａｉｒ；ＥＨＰ）が生成され、ここで生成された電子および正孔がｎ型半導体およびｐ型半導体にそれぞれ移動し、これらが電極に収集されることにより外部で電気エネルギーとして用いることができる。
【０００４】
太陽電池は、太陽エネルギーからできる限り多くの電気エネルギーを出力できるように効率を上げることが重要である。かような太陽電池の効率を上げるためには、半導体の内部でできる限り多くの電子−正孔対を生成することも重要であるが、生成された電荷を失うことなく外部に導き出すことも重要である。
【０００５】
一方、太陽電池の電極は蒸着法により形成してもよいが、この場合、工程が複雑であり、高コストおよび長時間がかかる。この理由から、導電性物質を含む導電性ペーストをスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法により形成して工程を単純化させる方案が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、導電性ペーストに含まれている粉末ガラス（ガラスフリット）によって電極の導電性が低下する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明の一実施形態は、電極の導電性を改善することができる導電性ペーストを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の一実施形態は、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明のさらに他の一実施形態は、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によると、導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む導電性ペーストを提供する。ここで、前記金属ガラスは、低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金である。
【００１１】
前記低い比抵抗を有する元素は約１００μΩｃｍよりも低い比抵抗を有し、前記酸化性の高い元素は酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が約１００ｋＪ／ｍｏｌより大きい。
【００１２】
前記導電性粉末は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらの組合せを含むことができる。
【００１３】
前記導電性粉末は、約１ｎｍ〜約５０μｍの大きさを有する。
【００１４】
具体的には前記低い比抵抗を有する元素の比抵抗は、約１５μΩｃｍよりも低い。
【００１５】
前記低い比抵抗を有する元素は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルビジウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）およびストロンチウム（Ｓｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００１６】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さい。
【００１７】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ウラニウム（Ｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、テクネチウム（Ｔｃ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、銅（Ｃｕ）および水銀（Ｈｇ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００１８】
前記酸化性の高い元素は、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ロジウム（Ｒｈ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ニオビウム（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００１９】
前記導電性粉末、前記金属ガラス、および前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含量に対してそれぞれ約３０〜９９質量％、約０．１〜２０質量％、および約０．９〜６９．９質量％で含まれることができる。
【００２０】
前記金属ガラスは、非晶質であってもよい。
【００２１】
前記金属ガラスの過冷却液体区間は、約５〜２００℃であり得る。
【００２２】
一方、前記金属ガラスは銅（Ｃｕ）およびジルコニウム（Ｚｒ）を含むことができる。
【００２３】
また一方、前記金属ガラスは銅（Ｃｕ）およびジルコニウム（Ｚｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。
【００２４】
この場合、前記アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種は、前記金属ガラスの総含有量に対して約１０ａｔ％以下で含まれている。
【００２５】
本発明の他の一実施形態によると、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を含む電子素子を提供する。
【００２６】
前記電極は約１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有し、約１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することができる。
【００２７】
さらに本発明の他の一実施形態によると、半導体基板と、前記導電性ペーストを用いて形成され、前記半導体基板と電気的に接続される電極と、を含む太陽電池を提供する。
【００２８】
以下で異なる説明を述べない限り、前記電極に対する説明は上述した通りである。
【００２９】
前記太陽電池において、前記電極は前記半導体基板と隣接する領域に位置するバッファ層及び前記バッファ層以外の領域に位置して導電性物質を含む電極部を含むことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の実施形態による導電性ペーストを使用することにより、電極の導電性を改善することができると共に、接触抵抗を下げることができる。これにより、電極の導電性を改善することができ、失われる電荷量を低減して太陽電池の効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスが熱により変形される前の半導体基板と接触する段階の例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスのうち該金属ガラスが熱により変形されて半導体基板と接触する段階の例を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスが熱により変形されて半導体基板と接触する例を示す概略図である。
【図４Ａ】図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【図４Ｂ】図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【図４Ｃ】図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【図６】本発明の他の一実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できる程度に詳細に説明する。しかしながら、本発明は様々な異なる形態として実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００３３】
以下で、「元素」とは、金属および半金属を包括する用語である。
【００３４】
まず、本発明の一実施形態による導電性ペーストについて説明する。
【００３５】
本発明の一実施形態による導電性ペーストは、導電性粉末と、金属ガラス（ｍｅｔａｌｌｉｃ ｇｌａｓｓ）および有機ビヒクルを含む。
【００３６】
前記導電性粉末は、銀または銀合金などの銀（Ａｇ）含有金属、アルミニウムまたはアルミニウム合金などのアルミニウム（Ａｌ）含有金属、銅（Ｃｕ）または銅合金などの銅（Ｃｕ）含有金属、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル合金などのニッケル（Ｎｉ）含有金属またはこれらの組合せである。しかしながら、前記導電性粉末はこれらに限定されるものではなく、他の種類の金属であってもよく、前記金属に加えて他の添加物をさらに含んでいてもよい。
【００３７】
前記導電性粉末は、約１ｎｍ〜約５０μｍの大きさ（平均粒径）を有することができる。導電性粉末の大きさ（平均粒径）が前記範囲内であれば、導電性ペーストを容易に製造することができ、導電性粉末が効果的に焼結されるようにすることができる。また、導電性粉末の大きさ（平均粒径）は、走査型電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）により測定することができる。具体的には前記導電性粉末は、約０．１μｍ〜約４０μｍの大きさ（平均粒径）、さらに具体的には約０．５μｍ〜約４０μｍの大きさ（平均粒径）、より具体的には約１μｍ〜約３０μｍの大きさ（平均粒径）を有することができる。
【００３８】
前記金属ガラスは、２種以上の元素がランダムな原子構造を有する非晶質状態の合金であり、非晶質金属（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｍｅｔａｌ）と呼ばれる。金属ガラスは、シリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）などの一般ガラスとは異なり、比抵抗が低いことにより導電性を示す。
【００３９】
前記金属ガラスは、低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金である。この場合、前記低い比抵抗を有する元素は約１００μΩｃｍよりも低い比抵抗を有し、前記酸化性の高い元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値は約１００ｋＪ／ｍｏｌより大きい。前記酸化性の高い元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が上記範囲を内であれば、前記酸化性の高い元素が容易に酸化することができる。
【００４０】
前記低い比抵抗を有する元素は低抵抗性金属であり、金属ガラスの導電性を決定する成分である。好ましくは前記低い比抵抗を有する元素の比抵抗は約１５μΩｃｍよりも低い。
【００４１】
このような低い比抵抗を有する元素としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルビジウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）およびストロンチウム（Ｓｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４２】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成し得る成分である。
【００４３】
前記金属ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）以上に昇温する場合にガラス（ｇｌａｓｓ）のように軟化して液体挙動を示す。このとき、金属ガラスは、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素を含むことにより、前記導電性粉末が軟化した金属ガラス内に拡散して移動することができる。
【００４４】
例えば、半導体基板の上に前記金属ガラスを含む導電性ペーストを適用して太陽電池の電極を形成する場合、熱処理により前記金属ガラスは軟化し、導電性粉末粒子は前記金属ガラスに含まれる導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と固溶体を形成して軟化した金属ガラス内に拡散して移動することができる。
【００４５】
最終的に、前記導電性粉末粒子は半導体基板に拡散し、半導体基板の表面に導電性粉末の結晶性粒子が多量生成される。このように半導体基板の表面に生成された結晶性導電性粉末粒子により太陽光によって生成された電荷を電極に効果的に移動させることができ、その結果、太陽電池の効率が上がる。
【００４６】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さい元素から選ばれる。導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素が、前記導電性粉末との混合熱が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さい元素から選ばれる場合には、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と前記導電性粉末が化学的に混合されて熱力学的に安定した固溶体に形成されることができる。かかる理由から、前記導電性粉末との混合熱が−５０〜０ＫＪ／ｍｏｌの元素、具体的には−３０〜０ＫＪ／ｍｏｌの元素から選ばれるのが望ましい。
【００４７】
一例として、導電性粉末が銀（Ａｇ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表１に示すランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、白金（Ｐｔ）および水銀（Ｈｇ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４８】
【表１】
【００４９】
他の一例として、導電性粉末がアルミニウム（Ａｌ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表２に示すパラジウム（Ｐｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、白金（Ｐｔ）、トリウム（Ｔｈ）、プロメチウム（Ｐｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、チタニウム（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、ウラニウム（Ｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カルシウム（Ｃａ）、テクネチウム（Ｔｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、タンタル（Ｔａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、バナジウム（Ｖ）、リン（Ｐ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、レニウム（Ｒｅ）、砒素（Ａｓ）、モリブデン（Ｍｏ）、リチウム（Ｌｉ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タングステン（Ｗ）、および銅（Ｃｕ）から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５０】
【表２】
【００５１】
また、他の一例として、導電性粉末が銅（Ｃｕ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表３に示すトリウム（Ｔｈ）、ルテチウム（Ｌｕ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、イットリウム（Ｙ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、パラジウム（Ｐｄ）、カルシウム（Ｃａ）、白金（Ｐｔ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、リン（Ｐ）、ウラニウム（Ｕ）、リチウム（Ｌｉ）、砒素（Ａｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、ケイ素（Ｓｉ）、およびアルミニウム（Ａｌ）から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５２】
【表３】
【００５３】
また、他の一例として、導電性粉末がニッケル（Ｎｉ）を含む場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素としては、下記表4に示すストロンチウム（Ｓｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉄（Ｆｅ）、イリジウム（Ｉｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、タングステン（Ｗ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、 錫（Ｓｎ）、 白金（Ｐｔ）、カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、マンガン（Ｍｎ）、ホウ素（Ｂ）、 亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、バナジウム（Ｖ）、 砒素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、プルトニウム（Ｐｕ）、リン（Ｐ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ウラニウム（Ｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、イットリウム（Ｙ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、プロメチウム（Ｐｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテチウム（Ｌｕ）、スカンジウム（Ｓｃ）、トリウム（Ｔｈ）、ハフニウム（Ｈｆ）、およびジルコニウム（Ｚｒ）から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５４】
【表４】
【００５５】
前記酸化性の高い元素は、前記金属ガラスの他の成分よりも酸化性の高い元素であり、他の成分よりも優先的に酸化して他の成分の酸化を防ぐ成分である。
【００５６】
金属ガラスを含む導電性ペーストは一般に大気中で工程が行われるので、空気中の酸素に露出され易い。このとき、前記低い比抵抗を有する元素が酸化する場合に導電性ペーストの導電性が顕著に低下し、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素が酸化する場合に導電性粉末の固溶度が低下する。
【００５７】
このため、前記低い比抵抗を有する元素、および前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素よりも酸化性の高い元素を含むことにより優先的に酸化して金属ガラスの表面に安定した酸化膜を成膜し、その結果、金属ガラスの他の成分の酸化を防ぐことができる。これにより、金属ガラスの他の成分の酸化により導電性ペーストの性能が低下することを防ぐことができる。
【００５８】
前記酸化性の高い元素は、前記低い比抵抗を有する元素および前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素よりも酸化物形成のギブスフリーエネルギー（Ｇｉｂｂｓ Ｆｒｅｅ Ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｏｘｉｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ΔｆＧ０）の絶対値が大きい。酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が大きいほど酸化し易い。かかる観点から、前記酸化性の高い元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値は、約１００ｋＪ／ｍｏｌより大きければよいが、好ましくは約１２０ｋＪ／ｍｏｌ以上、より具体的には約１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上であるのが望ましい。
【００５９】
前記酸化性の高い元素としてとしては、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ロジウム（Ｒｈ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ニオビウム（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００６０】
下記表５は、前記酸化性の高い元素としての例示的な元素の酸化物形成のギブスフリーエネルギーの値を羅列したものである。
【００６１】
【表５】
【００６２】
前記金属ガラスは前記低い比抵抗を有する元素と、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、酸化性の高い元素と、よりなる群から選ばれる少なくとも２種が合金形態でなされることができる。したがって、前記低い比抵抗を有する元素、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素、および酸化性の高い元素は多様な組合せによって金属ガラスを形成することができる。
【００６３】
具体的には、低い比抵抗を有する元素を「Ａ」、「Ａ１」、「Ａ２」などで表示し、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素を「Ｂ」、「Ｂ１」、「Ｂ２」などで表示し、酸化性の高い元素を「Ｃ」、「Ｃ１」、「Ｃ２」などで表示する場合、前記金属ガラスはＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｃ、Ａ−Ｂ−Ｃ、Ａ−Ａ１−Ｂ−Ｂ１、Ａ−Ａ１−Ｂ−Ｂ１−Ｃ、Ａ−Ａ１−Ｂ−Ｂ１−Ｃ−Ｃ１などのように、２成分以上、具体的には２成分〜６成分の多様な形態の合金で形成されることができるが、これに限定されるのではない。
【００６４】
このとき、導電性の側面から前記低い比抵抗を有する元素が必須に含まれた方が良くて、前記低い比抵抗を有する元素と前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素及び前記酸化性の高い元素から選ばれた少なくとも１つが合金を成すことができる。
【００６５】
前記金属ガラスの過冷却液体区間は約５〜２００℃であり得る。好ましくは、下記に示す理由などから、約１０〜１８０℃、より具体的には約２０〜１６０℃の範囲が望ましい。
【００６６】
ここで、金属ガラスの過冷却液体区間とは、金属ガラスのガラス転移温度（ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｇ）と結晶化温度（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｃ）との間の領域であり、この領域では、金属ガラスの粘度が低下して液体挙動を示す。
【００６７】
過冷却液体区間では、金属ガラスが液体挙動を示し、下部膜に対してぬれ性（ｗｅｔｔｉｎｇ）を示す。
【００６８】
例えば、半導体基板に前記金属ガラスを含む導電性ペーストを適用して太陽電池の電極を形成する場合、過冷却液体区間が広いほど半導体基板の上に軟化した金属ガラスのぬれ性に優れており、ぬれ性に優れているほど、軟化した金属ガラス内に拡散されている前記導電性粉末の半導体基板側への浸透面積が増大される。これにより、電極と半導体基板との間の接触面積が広くなってこれらの間の接着性が改善されるだけではなく、太陽光による半導体基板での生成電荷の電極への移動通路が広くなって太陽電池の効率も改善される。
【００６９】
例えば、銅（Ｃｕ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を基本成分として含む金属ガラス、かつ銅（Ｃｕ）とジルコニウム（Ｚｒ）に、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、及び／又はハフニウム（Ｈｆ）をさらに含む金属ガラスの過冷却液体区間を下記表６に記載する。
【００７０】
このとき、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）から選ばれた少なくとも１つは前記金属ガラスの総含量に対して約１０ａｔ％以下、具体的には約０．１ａｔ％以上約１０ａｔ％以下、より具体的には約１ａｔ％以上約８ａｔ％以下で含まれることができる。アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）から選ばれた少なくとも１つを前記範囲で含む場合、前記金属ガラスの過冷却液体区間を広く維持しながら、導電性粉末との固溶性を改善し、導電性および耐酸化性も向上させることができる。
【００７１】
上述したように、前記過冷却液体区間は、金属ガラスのカラス転移温度（Ｔｇ）と結晶化温度（Ｔｃ）との間の領域を意味し、金属ガラスの結晶化温度（Ｔｃ）から金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）を引いた値に示すことができる。
【００７２】
【表６】
【００７３】
前記金属ガラスは、例えば、Ｃｕ５０Ｚｒ５０、Ｃｕ５４Ｚｒ２２Ｎｉ６Ｔｉ１８、Ｃｕ４８Ｚｒ４８Ａｌ４、Ｃｕ４５Ｚｒ４５Ａｇ１０、Ｃｕ４７Ｚｒ４５Ａｌ４Ａｇ４、Ｃｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７、Ｃｕ３０Ｚｒ４８Ａｌ８Ａｇ８Ｎｉ６、Ｃｕ２２．８Ｚｒ６１．４Ａｌ９．９Ａｇ１Ｆｅ４．９５、Ｃｕ３６Ｚｒ４６Ａｌ８Ａｇ８Ｈｆ２、Ｃｕ３０Ａｇ３０Ｚｒ３０Ｔｉ１０、Ｔｉ５０Ｎｉ１５Ｃｕ３２Ｓｎ３、Ｔｉ４５Ｎｉ１５Ｃｕ２５Ｓｎ３Ｂｅ７Ｚｒ５、Ｎｉ６０Ｎｂ３０Ｔａ１０、Ｎｉ６１Ｚｒ２０Ｎｂ７Ａｌ４Ｔａ８、Ｎｉ５７．５Ｚｒ３５Ａｌ７．５、Ｚｒ４１．２Ｔｉ１３．８Ｎｉ１０Ｃｕ１２．５Ｂｅ２２．５、Ｍｇ６５Ｙ１０Ｃｕ１５Ａｇ５Ｐｄ５、Ｍｎ５５Ａｌ２５Ｎｉ２０、Ｌａ５５Ａｌ２５Ｎｉ１０Ｃｕ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ７．５Ｎｉ７．５Ａｇ５Ｚｎ５Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｙ６Ｇｄ４、Ｆｅ７７Ｎｂ６Ｂ１７、Ｆｅ６７Ｍｏ１３Ｂ１７Ｙ３、Ｃａ６５Ｍｇ１５Ｚｎ２０、Ｃａ６６．４Ａｌ３３．６、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ２５Ｇｄ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ２０Ａｇ５Ｙ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ２５Ｙ１０、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ１０Ｙ１０、Ｃｕ４６Ｇｄ４７Ａｌ７、Ｃａ６０Ｍｇ２５Ｎｉ１５、Ｍｇ６５Ｃｕ１５Ａｇ５Ｐｄ５Ｇｄ１０、Ｍｇ７０Ｎｉ１０Ｇｄ２０、Ｃｕ４６Ｙ４２．５Ａｌ７、Ｔｉ５５Ｚｒ１８Ｂｅ１４Ｃｕ７Ｎｉ６、Ｔｉ５１Ｙ４Ｚｒ１８Ｂｅ１４Ｃｕ７Ｎｉ６、Ｔｉ４０Ｚｒ２８Ｃｕ９Ｎｉ７Ｂｅ１６、Ｔｉ４０Ｚｒ２５Ｎｉ８Ｃｕ９Ｂｅ１８、Ｔｉ４９Ｎｂ６Ｚｒ１８Ｂｅ１４Ｃｕ７Ｎｉ６、Ｔｉ５０Ｚｒ１５Ｂｅ１８Ｃｕ９Ｎｉ８、Ｔｉ３４Ｚｒ３１Ｃｕ１０Ｎｉ８Ｂｅ１７、Ｚｒ３６Ｔｉ２４Ｂｅ４０、Ｔｉ６５Ｂｅ１８Ｃｕ９Ｎｉ８、Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０、Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１２．６Ｎｉ１０Ａｇ５、Ｃｕ５０Ｚｒ４０Ｔｉ１０、Ｃｕ３０Ａｇ３０Ｚｒ３０Ｔｉ１０、Ｎｉ５５Ｚｒ１２Ａｌ１１Ｙ２２、Ｃｕ４０Ｎｉ５Ａｇ１５Ｚｒ３０Ｔｉ１０またはこれらの組合せを含むが、本発明はこれに限定されない。
【００７４】
前記有機ビヒクルは、上述した導電性粉末および金属ガラスと混合されて適切な粘度を与えうる有機化合物と、これらを溶解する溶媒と、を含む。
【００７５】
前記有機化合物は、例えば、（メタ）アクリレート系樹脂、エチルセルロースなどのセルロース樹脂、フェノール樹脂、アルコール樹脂、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；テフロン（米デュポン社の登録商標））およびこれらの組合せよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、界面活性剤、増粘剤および安定化剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００７６】
前記溶媒は、これらを混合しうるものであれば、特に制限はなく、例えば、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセタート、ペンタンジオール、ジペンチン、リモネン、エチレングリコールアルキルエーテル、ジエチレングリコールアルキルエーテル、エチレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジエチレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセタート、トリエチレングリコールアルキルエーテルアセタート、トリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールアルキルエーテル、トリプロピレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジプロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、トリプロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、ジメチルフタル酸、ジエチルフタル酸、ジブチルフタル酸および脱塩水よりなる群から選ばれる少なくとも１種以上である。
【００７７】
前記導電性粉末、前記金属ガラスおよび前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約３０〜９９質量％、約０．１〜２０質量％および約０．９〜６９．９質量％で含まれる。好ましくは、前記導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約４０〜９８質量％、約１〜２０質量％および約１〜５９質量％、さらに具体的には約４０〜９５質量％、約２〜２０質量％および約３〜５８質量％、より具体的には約５０〜９０質量％、約４〜２０質量％および約６〜４６質量％で含まれる。
【００７８】
上述した導電性ペーストは、スクリーン印刷などの方法により形成されて電子素子の電極として用いられる。
【００７９】
以下、図１乃至図４Ｃに基づき、上述した導電性ペーストを用いた場合に電極が形成される例を説明する。
【００８０】
図１乃至図３は、本発明の一実施形態による導電性ペーストを半導体基板に適用した場合、導電性粉末および金属ガラスが熱によって変形されて半導体基板と接触する例を示す概略図であり、図４Ａ乃至図４Ｃは、図３の「Ａ」の部分を拡大して示す概略図である。
【００８１】
図１を参照すると、半導体基板１１０の上に導電性粉末１２０ａおよび金属ガラス１１５ａを含む導電性ペーストを適用する。導電性粉末１２０ａおよび金属ガラス１１５ａはそれぞれ粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）の形で存在する。
【００８２】
図２を参照すると、金属ガラス１１５ａのガラス転移温度（Ｔｇ）以上に昇温する場合、金属ガラス１１５ａは軟化して液体挙動（ｌｉｑｕｉｄ−ｌｉｋｅ）の金属ガラス１１５ｂに変化し、このような液体挙動の金属ガラス１１５ｂは複数の導電性粉末１２０ａ間の隙間を埋め込む。
【００８３】
このように金属ガラス１１５ａが先に軟化する理由は、金属ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）が導電性粉末１２０ａの焼結温度（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｓ）よりも低いためである。
【００８４】
図３を参照すると、導電性ペーストの焼結温度以上に昇温する場合、導電性粉末１２０ａは焼結されて隣り合う導電性粉末１２０ａと強固に密着して導電性粉末団塊１２０ｂを形成する。
【００８５】
図２および図３に示すステップにおいて、液体挙動の金属ガラス１１５ｂは過冷却液体状態であり、半導体基板１１０にぬれ性（ｗｅｔｔｉｎｇ）を示す。
【００８６】
図４Ａを参照すると、液体挙動の金属ガラス１１５ｂが過冷却液体状態であるとき、導電性粉末団塊１２０ｂの一部の導電性粒子１２０ｃは液体挙動の金属ガラス１１５ｂ内に拡散する。これは、上述したように、液体挙動の金属ガラス１１５ｂに導電性粉末１２０ｂと固溶体を形成しうる成分が含まれているためである。
【００８７】
また、上述したように、金属ガラスの過冷却液体区間が広い場合、粘度の低い液体挙動の金属ガラス１１５ｂとして存在する時間が長引いて金属ガラス１１５ｂの半導体基板１１０に対するぬれ性が強化される。これにより、金属ガラス１１５ｂと半導体基板１１０との間の接触面積が広がる。
【００８８】
図４Ｂを参照すると、さらに高い温度まで昇温する場合、液体挙動の金属ガラス１１５ｂに拡散される導電性粒子１２０ｃが半導体基板１１０内に浸透する。このとき、上述したように、液体挙動の金属ガラス１１５ｂのぬれ性を強化させて金属ガラス１１５ｂと半導体基板１１０との間の接触面積を広げることにより、導電性粒子１２０ｃの半導体基板１１０への浸透面積が広がる。
【００８９】
図４Ｃを参照すると、半導体基板１１０を冷却する場合、半導体基板１１０に浸透した導電性粒子１２０ｃは再結晶化して半導体基板１１０の表面に再結晶化した導電性粒子１２０ｄを形成する。一方、液体挙動の金属ガラス１１５ｂもまた再結晶化して結晶性金属ガラス１１５ｃを形成し、金属ガラス内に存在する導電性粒子１２０ｃもまた再結晶化する。
【００９０】
これにより、導電性粉末団塊１２０ｂを含む電極部（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）１２０を含む電極１７０が形成される。
【００９１】
前記電極１７０は結晶性金属ガラス１１５ｃを含み、半導体基板１１０と隣接する領域に位置するバッファ層（ｂｕｆｆｅｒ‐ｌａｙｅｒ）１１５、また、前記バッファ層１１５以外の領域に位置して導電性物質を含む電極部１２０を含むことができる。
【００９２】
図４Ｃにおいてバッファ層１１５が存在しているものとして図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は半導体基板１１０と隣接する領域の一部分にのみ形成されていてもよい。
【００９３】
前記バッファ層１１５および前記半導体基板１１０の表面に存在する再結晶化した導電性粒子１２０ｄは、太陽光による半導体基板１１０での生成電荷を電極部１２０に効果的に移動させると共に、半導体基板１１０と電極部１２０との間の接触抵抗を下げて太陽電池の電荷損失を低減させ、これにより、結果として太陽電池の効率が上がる。
【００９４】
前記電極は、様々な電子素子に導電性電極として採用可能である。
【００９５】
前記電極は約１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有することができる。前記電極の接触抵抗が前記範囲内である場合、電極による電力損失を効果的に減らすことができ、電子素子、具体的には太陽電池の効率を効果的に改善することができる。好ましくは、前記電極は約１μΩｃｍ２〜１０Ωｃｍ２の接触抵抗を有することができる。
【００９６】
前記電極は１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することができる。前記電極の比抵抗が前記範囲内である場合、電極による電力損失を効果的に減らすことができ、電子素子、具体的には太陽電池の効率を効果的に改善することができる。好ましくは、前記電極は約１μΩｃｍ〜１００μΩｃｍの比抵抗を有することができる。
【００９７】
前記電子素子の一例は、太陽電池である。
【００９８】
以下、図５に基づいて、本発明の一実施形態による太陽電池について説明する。
【００９９】
図５は、本発明の一実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【０１００】
図中、各種の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示す。明細書全般に亘って類似する部分に対しては同じ図面符号を付している。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとしたとき、これは他の部分の「直上」にある場合だけではなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとしたときには、中間に他の部分がないことを意味する。
【０１０１】
以下、説明の便宜上、半導体基板１１０を中心として上下の位置関係を説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、半導体基板１１０のうち太陽エネルギーを受ける面を前面（ｆｒｏｎｔ ｓｉｄｅ）といい、その反対面を背面（ｒｅａｒ ｓｉｄｅ）という。
【０１０２】
図５を参照すると、本発明の一実施形態による太陽電池は、下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂを有する半導体基板１１０を備える。
【０１０３】
半導体基板１１０は、結晶質ケイ素または化合物半導体から製作される。半導体基板１１０が結晶質ケイ素から製作された場合、例えば、シリコンウェーハが使用可能である。下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂのうちの一方はｐ型不純物のドープされた半導体層であり、他方はｎ型不純物のドープされた半導体層である。例えば、下部半導体層１１０ａはｐ型不純物のドープされた半導体層であり、上部半導体層１１０ｂはｎ型不純物のドープされた半導体層である。このとき、ｐ型不純物はホウ素（Ｂ）などのＩＩＩ族化合物であり、ｎ型不純物はリン（Ｐ）などのＶ族化合物である。
【０１０４】
上部半導体層１１０ｂの表面は表面組織化（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）している。表面組織化した上部半導体層１１０ｂは、例えば、ピラミッド形状などの凹凸構造を有するか、或いは、ハニカム（ｈｏｎｅｙ ｃｏｍｂ）形状などの多孔性構造を有する。表面組織化した上部半導体層１１０ｂは、光を受光する表面積を広げて光の吸収率を上げると共に反射度を下げて太陽電池の効率を改善することができる。
【０１０５】
上部半導体層１１０ｂの上には複数の前面電極が形成されている。前面電極は、基板の一方向に沿って平行に延びており、光吸収損失（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ ｌｏｓｓ）および面抵抗を考慮して、グリッドパターン（ｇｒｉｄ ｐａｔｔｅｒｎ）状に設計される。
【０１０６】
前面電極は、上部半導体層１１０ｂと隣接する領域に位置するバッファ層１１５、また、前記バッファ層１１５以外の領域に位置して導電性物質を含む前面電極部１２０を含むことができる。
【０１０７】
前面電極は導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により形成される。導電性ペーストは、上述した通りである。
【０１０８】
前面電極部１２０は導電性物質から形成されることができ、例えば、銀（Ａｇ）などの低抵抗導電性物質から形成されることができる。
【０１０９】
上部半導体層１１０ｂと前面電極部１２０との間にはバッファ層１１５が形成されている。バッファ層１１５は上述した通りであり、金属ガラスを含んでいるため導電性を有する。バッファ層１１５は、前面電極部１２０との接触部分と、上部半導体層１１０ｂとの接触部分とを有することにより、上部半導体層１１０ｂと前面電極部１２０との間における電荷の移動通路（ｐａｔｈ）の面積が広がり、その結果、電荷が失われることが抑えられる。
【０１１０】
バッファ層１１５に含まれている金属ガラスは前面電極部１２０の導電性ペーストに含まれている成分であり、工程中に前面電極部１２０の導電性物質よりも先に溶融されて前面電極部１２０の下部に位置する。
【０１１１】
図５においてバッファ層１１５を図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は前記半導体層１１０ｂと隣接する領域の一部分にのみ形成されていてもよい。
【０１１２】
前面電極部１２０の上には前面バスバー（ｂｕｓ ｂａｒ）電極（図示せず）が形成されている。バスバー電極は、複数の太陽電池セルを組み立てるとき、隣り合う太陽電池セルを連結するためのものである。
【０１１３】
半導体基板１１０の下部には誘電膜１３０が成膜されている。誘電膜１３０は、電荷の再結合を防ぐと共に電流が漏れることを防いで太陽電池の効率を上げる。誘電膜１３０は複数の貫通部１３５を有し、貫通部１３５を介して半導体基板１１０と後述する背面電極とが接触する。
【０１１４】
誘電膜１３０は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）またはこれらの組合せから成膜され、約１００〜２０００Åの膜厚を有する。
【０１１５】
誘電膜１３０の下部には背面電極が形成されている。背面電極は導電性物質から形成され、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの不透明金属から形成される。背面電極は、前面電極と同様に、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により形成されることができる。
【０１１６】
背面電極は、前面電極と同様に、下部半導体層１１０ａと隣接する領域に位置するバッファ層１１５、また、前記バッファ層１１５以外の領域に位置して導電性物質を含む背面電極部１４０を含むことができる。
【０１１７】
図５においてバッファ層１１５を図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は前記下部半導体層１１０ａと隣接する領域の一部分にのみ形成されていてもよい。
【０１１８】
以下、図５に基づき、前記太陽電池の製造方法について説明する。
【０１１９】
まず、シリコンウェーハなどの半導体基板１１０を準備する。このとき、半導体基板１１０には、例えば、ｐ型不純物がドープされている。
【０１２０】
次いで、半導体基板１１０を表面組織化させる。表面組織化は、例えば、硝酸およびフッ酸などの強酸性溶液または水酸化ナトリウムなどの強塩基性溶液を用いるウェット方法により行ってもよく、プラズマを用いたドライ方法により行ってもよい。
【０１２１】
次いで、半導体基板１１０に、例えば、ｎ型不純物をドープする。ここで、ｎ型不純物は、ＰＯＣｌ３またはＨ３ＰＯ４などを高温で拡散させることによりドープする。これにより、半導体基板１１０は、他の不純物のドープされた下部半導体層１１０ａと上部半導体層１１０ｂを有する。
【０１２２】
次いで、上部半導体層１１０ｂの上に前面電極用導電性ペーストを塗布する。前面電極用導電性ペーストは、スクリーン印刷法により形成することができる。スクリーン印刷は、導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む上述した導電性ペーストを電極の形成個所に塗布し且つ乾燥するステップを含む。
【０１２３】
導電性ペーストは、上述したように、金属ガラスを含み、金属ガラスは、例えば、溶融紡糸法（ｍｅｌｔ ｓｐｉｎｎｉｎｇ）、吸入鋳造法（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｃａｓｔｉｎｇ）、気体噴霧法（ｇａｓ ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）、イオン照射法（ｉｏｎ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）または機械的合金法（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｌｌｏｙｉｎｇ）などの公知の方法により製造される。
【０１２４】
次いで、前面電極用導電性ペーストを乾燥する。
【０１２５】
次いで、半導体基板１１０の背面に、例えば、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をプラズマ化学気相蒸着法により積層して誘電膜１３０を形成する。
【０１２６】
次いで、誘電膜１３０の一部にレーザーを照射して複数の貫通部１３５を形成する。
【０１２７】
次いで、誘電膜１３０の片面に背面電極用導電性ペーストをスクリーン印刷法により塗布し且つ乾燥する。
【０１２８】
次いで、背面電極用導電性ペーストを乾燥する。
【０１２９】
次いで、前面電極用導電性ペーストおよび背面電極用導電性ペーストを共焼成（ｃｏ−ｆｉｒｉｎｇ）する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、前面電極用導電性ペーストと背面電極用導電性ペーストをそれぞれ別々に焼成してもよい。
【０１３０】
焼成は、焼成炉を用いて、導電性金属の溶融温度よりも高い温度まで昇温することができ、例えば、約４００〜１０００℃の温度で行うことができる。
【０１３１】
以下、図６に基づき、本発明の他の実施形態による太陽電池について説明する。
【０１３２】
図６は、本発明の他の実施形態による太陽電池を示す断面図である。
【０１３３】
本発明の他の実施形態による太陽電池は、ｐ型またはｎ型不純物のドープされた半導体基板１１０を有する。半導体基板１１０は背面側に形成されており、異なる不純物がドープされた複数の第１のドープ領域１１１ａおよび第２のドープ領域１１１ｂを有する。第１のドープ領域１１１ａは、例えば、ｎ型不純物がドープされ、第２のドープ領域１１１ｂは、例えば、ｐ型不純物がドープされる。第１のドープ領域１１１ａ及び第２のドープ領域１１１ｂは、半導体基板１１０の背面に交互に配置される。
【０１３４】
半導体基板１１０の前面は表面組織化しており、表面組織化によって光の吸収率を上げると共に反射度を下げて太陽電池の効率を改善することができる。半導体基板１１０の上には絶縁膜１１２が成膜されている。絶縁膜１１２は、低光吸収性及び絶縁性の物質、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）およびこれらの組合せから単一層または複数層に形成される。絶縁膜１１２は、例えば、約２００〜１５００Åの膜厚を有する。
【０１３５】
絶縁膜１１２は、太陽電池の表面における光の反射率を下げると共に特定の波長領域の選択性を増加させる反射防止膜（ａｎｔｉ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ）の役割を果たすと共に、半導体基板１１０の表面に存在するシリコンとの接触特性を改善して太陽電池の効率を上げる。
【０１３６】
半導体基板１１０の背面には、複数の貫通部を有する誘電膜１５０が成膜されている。
【０１３７】
半導体基板１１０の背面には、第１のドープ領域１１１ａに接続される第１電極と、第２のドープ領域１１１ｂに接続される第２電極とがそれぞれ形成されている。第１電極は貫通部を介して第１のドープ領域１１１ａと接触され、第２電極は貫通部を介して第２のドープ領域１１１ｂと接触される。第１電極と第２電極は交互に配置される。
【０１３８】
第１電極は、第１のドープ領域１１１ａと隣接した領域に位置するバッファ層１１５および前記バッファ層１１５以外の領域に位置する第１電極部１２１を含み、第２電極は第２のドープ領域１１１ｂと隣接した領域に位置するバッファ層１１５及び前記バッファ層１１５以外の領域に位置する第２電極部１４１を含むことができる。
【０１３９】
第１電極と第２電極は上述した実施形態と同様に、導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む導電性ペーストを用いて形成され、その詳細は上述した通りである。
【０１４０】
第１のドープ領域１１１ａと第１電極部１２１との間、および第２のドープ領域１１１ｂと第２電極部１４１との間にはバッファ層１１５がそれぞれ形成されている。バッファ層１１５は、上述したように、金属ガラスを含んでいるため導電性を有し、第１電極部１２１または第２電極部１４１との接触部分と、第１のドープ領域１１１ａまたは第２のドープ領域１１１ｂとの接触部分とを有することにより、第１のドープ領域１１１ａと第１電極部１２１との間または第２のドープ領域１１１ｂと第２電極部１４１との間における電荷の移動通路の面積を広げて電荷が失われることを抑える。なお、バッファ層１１５は、第１電極部１２１または第２電極部１４１をなす物質が第１または第２のドープ領域１１１ａ、１１１ｂ内に拡散されることを防ぐ。
【０１４１】
図６においてバッファ層１１５を図示しているが、これに限定することではなく、前記バッファ層１１５は省略されてもよい。また、前記バッファ層１１５は前記第１のドープ領域１１１ａと隣接した領域の一部、第２のドープ領域１１１ｂと隣接した領域の一部、またはこれらの組合せにのみ形成されていてもよい。
【０１４２】
本発明の他の実施形態による太陽電池は、上述した実施形態とは異なり、第１電極および第２電極が両方とも太陽電池の背面に位置することにより、前面面積の中で金属が占める面積を狭めて光吸収損失を減らし、これにより、太陽電池の効率が上がる。
【０１４３】
以下、図６に基づき、本発明の他の実施形態による太陽電池の製造方法について説明する。
【０１４４】
まず、例えば、ｎ型不純物のドープされた半導体基板１１０を準備する。次いで、半導体基板１１０を表面組織化させた後、半導体基板１１０の前面および背面に絶縁膜１１２、誘電膜１５０を成膜する。絶縁膜１１２、誘電膜１５０は、例えば、化学気相蒸着法により成膜する。
【０１４５】
次いで、半導体基板１１０の背面側に、例えば、ｐ型不純物およびｎ型不純物をこの順に高濃度でドープして第１のドープ領域１１１ａおよび第２のドープ領域１１１ｂを形成する。
【０１４６】
次いで、誘電膜１５０の一部にレーザーを照射して、複数の貫通部を形成する。この貫通部は、第１のドープ領域１１１ａおよび第２のドープ領域１１１ｂに対応する領域に形成する。
【０１４７】
次いで、誘電膜１５０の片面における第１のドープ領域１１１ａに対応する領域に第１電極用導電性ペーストを塗布し、第２のドープ領域１１１ｂに対応する領域に第２電極用導電性ペーストを塗布する。第１電極用導電性ペーストおよび第２電極用導電性ペーストはそれぞれスクリーン印刷法により形成し、これらの導電性ペーストは、それぞれ上述した導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含む。
【０１４８】
次いで、第１電極用導電性ペーストおよび第２電極用導電性ペーストを共焼成するか、または、第１電極用導電性ペーストおよび第２電極用導電性ペーストをそれぞれ別々に焼成するが、このとき、焼成は、焼成炉を用いて、導電性金属の溶融温度よりも高い温度まで昇温させて行ってもよい。
【０１４９】
以上、上述した導電性ペーストを太陽電池の電極に適用した場合を具体的に例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電極を有するあらゆる電子素子に適用可能である。
【実施例】
【０１５０】
以下に、本発明を実施例及び比較例を通じてより詳細に説明するが、下記の実施例及び比較例は説明を目的とするもので、本発明を制限するものではない。
【０１５１】
＜導電性ペースト及び電極の製造＞
（実施例１）
銀（Ａｇ）粉末及び金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０をエチルセルロースバインダー及びブチルカルビトール溶媒を含む有機ビヒクルに添加した。この時、銀（Ａｇ）粉末、金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０、及び有機ビヒクルは、導電性ペーストの総含有量に対してそれぞれ約８４質量％、約４質量％、及び約１２質量％で混合した。
【０１５２】
また金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０の過冷却液体区間は、表６より、４９Ｋである。
【０１５３】
金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０において、Ｃｕは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素である。
【０１５４】
また、金属ガラスＣｕ５０Ｚｒ５０において、Ｚｒは、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素Ｚｒであり、導電性粉末が銀（Ａｇ粉末）の場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素Ｚｒの導電性粉末（Ａｇ粉末）との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）は表１より、−２０ＫＪ／ｍｏｌであり、尚且つ酸化性の高い元素でもあり、その酸化物（ＺｒＯ２）形成のギブスフリーエネルギー△ｆＧ０は表５より、−１０４２．８ｋＪ／ｍｏｌである。
【０１５５】
次に、３−ロールミルを使用してこねて、導電性ペーストを製造した。
【０１５６】
シリコンウエハーの上に前記導電性ペーストをスクリーン印刷方法によって塗布した。次に、ベルトファーネス（ｂｅｌｔ ｆｕｒｎａｃｅ）を使用して約５００℃まで急激に加熱した後、約９００℃まで徐々に加熱した。この後、冷却して電極を形成した。
【０１５７】
（実施例２）
金属ガラスとしてＣｕ５０Ｚｒ５０の代わりにＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法によって導電性ペーストを製造した後、電極を形成した。
【０１５８】
金属ガラスＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ｃｕは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素である。
【０１５９】
また、金属ガラＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ｚｒは、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素であり、導電性粉末が銀（Ａｇ粉末）の場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素の導電性粉末（Ａｇ粉末）との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）は表１より、−２０ＫＪ／ｍｏｌである。
【０１６０】
また、金属ガラＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ａｌは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素であり、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素であり、導電性粉末が銀（Ａｇ粉末）の場合、前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素の導電性粉末（Ａｇ粉末）との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ；Ｈｍ）は表１より、−４ＫＪ／ｍｏｌであり、尚且つ酸化性の高い元素でもあり、その酸化物（Ａｌ２Ｏ３）形成のギブスフリーエネルギー△ｆＧ０は表５より、−１５８２．３ｋＪ／ｍｏｌである。
【０１６１】
また、金属ガラＣｕ４３Ｚｒ４３Ａｌ７Ａｇ７において、Ａｇは、１５μΩｃｍよりも低い比抵抗を有する元素である。
【０１６２】
（評価−１）
実施例１及び２によって形成された電極の接触抵抗値及び比抵抗値を測定した。抵抗値はＴｒａｎｓｆｅｒ ｌｅｎｇｔｈ ｍｅｔｈｏｄ（ＴＬＭ）で測定した。
【０１６３】
表７は、実施例１及び２によって形成された電極の接触抵抗値及び比抵抗値を示す。
【０１６４】
【表７】
【０１６５】
表７を参照すれば、実施例１及び２による電極は、低い接触抵抗値及び比抵抗値を有することを確認できる。
【０１６６】
実施例２による電極が実施例１による電極よりも接触抵抗値及び比抵抗値が低いが、これは実施例２の電極に使用された金属ガラスが銀（Ａｇ）を含み、また、銀（Ａｇ）と反応して固溶体（固溶度）をなせるアルミニウム（Ａｌ）を含むことによって接触抵抗値及び比抵抗値を低くした結果といえる。
【０１６７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、下記の請求の範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者による様々な変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するといえる。
【符号の説明】
【０１６８】
１１０：半導体基板、
１１０ａ：下部半導体層、
１１０ｂ：上部半導体層、
１１１ａ：第１のドープ領域、
１１１ｂ：第２のドープ領域、
１１２：絶縁膜、
１１５：バッファ層、
１１５ａ：金属ガラス、
１１５ｂ：液体挙動の金属ガラス、
１１５ｃ：結晶性金属ガラス、
１２０：前面電極部、
１２０ａ：導電性粉末、
１２０ｂ：導電性粉末団塊、
１２０ｃ：液体挙動の金属ガラスに拡散された導電性粒子、
１２０ｄ：半導体基板の表面に存在する再結晶化した導電性粒子１２０ｄ、
１２０：電極部、
１２１：第１電極部、
１３０：誘電膜、
１３５：貫通部、
１４０：背面電極部、
１４１：第２電極部、
１５０：誘電膜、
１７０：電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含み、
前記金属ガラスは、
低い比抵抗を有する元素と、
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、
酸化性の高い元素と、
よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金であり、
前記低い比抵抗を有する元素は、１００μΩｃｍよりも低い比抵抗を有し、
前記酸化性の高い元素は、酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が１００ｋＪ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする、導電性ペースト。
【請求項２】
前記導電性粉末は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらの組合せを含むことを特徴とする、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記導電性粉末は、１ｎｍ〜５０μｍの大きさ（平均粒径）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記低い比抵抗を有する元素の比抵抗は、１５μΩｃｍよりも低いことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記低い比抵抗を有する元素は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルビジウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）およびストロンチウム（Ｓｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ）が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ウラニウム（Ｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、テクネチウム（Ｔｃ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、 銅（Ｃｕ）および水銀（Ｈｇ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項６に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記酸化性の高い元素は、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ロジウム（Ｒｈ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ニオビウム（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
前記導電性粉末、前記金属ガラス及び前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含量に対してそれぞれ３０〜９９質量％、０．１〜２０質量％、および約０．９〜６９．９質量％で含まれていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１０】
前記金属ガラスは、非晶質であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記金属ガラスの過冷却液体区間は５〜２００℃であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１２】
前記金属ガラスは、銅（Ｃｕ）およびジルコニウム（Ｚｒ）を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１３】
前記金属ガラスは、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の導電性ペースト。
【請求項１４】
前記アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種は、前記金属ガラスの総含量に対して１０ａｔ％以下で含まれていることを特徴とする、請求項１３に記載の導電性ペースト。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項による導電性ペーストを用いて形成された電極を含むことを特徴とする、電子素子。
【請求項１６】
前記電極は１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有することを特徴とする、請求項１５に記載の電子素子。
【請求項１７】
前記電極は、１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することを特徴とする、請求項１５または１６に記載の電子素子。
【請求項１８】
半導体基板と、
請求項１ないし１４のいずれか１項による導電性ペーストを用いて形成され、前記半導体基板と電気的に接続される電極と、
を含むことを特徴とする、太陽電池。
【請求項１９】
前記電極は１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有することを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記電極は、１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することを特徴とする、請求項１８または１９に記載の太陽電池。
【請求項２１】
前記電極は、前記半導体基板と隣接する領域に位置するバッファ層と、前記バッファ層以外の領域に位置して導電性物質を含む電極部とを含むことを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１】
導電性粉末、金属ガラスおよび有機ビヒクルを含み、
前記金属ガラスは、
低い比抵抗を有する元素と、
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素と、
酸化性の高い元素と、
よりなる群から選ばれる少なくとも２種を含む合金であり、
前記低い比抵抗を有する元素は、１００μΩｃｍよりも低い比抵抗を有し、
前記酸化性の高い元素は、酸化物形成のギブスフリーエネルギーの絶対値が１００ｋＪ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする、導電性ペースト。
【請求項２】
前記導電性粉末は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらの組合せを含むことを特徴とする、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記導電性粉末は、１ｎｍ〜５０μｍの大きさ（平均粒径）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記低い比抵抗を有する元素の比抵抗は、１５μΩｃｍよりも低いことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記低い比抵抗を有する元素は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルビジウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）およびストロンチウム（Ｓｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、前記導電性粉末との混合熱（ｈｅａｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ）が０ＫＪ／ｍｏｌよりも小さいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記導電性粉末と反応して固溶体を形成する元素は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ウラニウム（Ｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、テクネチウム（Ｔｃ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、 銅（Ｃｕ）および水銀（Ｈｇ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項６に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記酸化性の高い元素は、銅（Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ロジウム（Ｒｈ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ニオビウム（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
前記導電性粉末、前記金属ガラス及び前記有機ビヒクルは、前記導電性ペーストの総含量に対してそれぞれ３０〜９９質量％、０．１〜２０質量％、および約０．９〜６９．９質量％で含まれていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１０】
前記金属ガラスは、非晶質であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記金属ガラスの過冷却液体区間は５〜２００℃であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１２】
前記金属ガラスは、銅（Ｃｕ）およびジルコニウム（Ｚｒ）を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１３】
前記金属ガラスは、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の導電性ペースト。
【請求項１４】
前記アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種は、前記金属ガラスの総含量に対して１０ａｔ％以下で含まれていることを特徴とする、請求項１３に記載の導電性ペースト。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項による導電性ペーストを用いて形成された電極を含むことを特徴とする、電子素子。
【請求項１６】
前記電極は１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有することを特徴とする、請求項１５に記載の電子素子。
【請求項１７】
前記電極は、１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することを特徴とする、請求項１５または１６に記載の電子素子。
【請求項１８】
半導体基板と、
請求項１ないし１４のいずれか１項による導電性ペーストを用いて形成され、前記半導体基板と電気的に接続される電極と、
を含むことを特徴とする、太陽電池。
【請求項１９】
前記電極は１ｋΩｃｍ２以下の接触抵抗を有することを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記電極は、１０ｍΩｃｍ以下の比抵抗を有することを特徴とする、請求項１８または１９に記載の太陽電池。
【請求項２１】
前記電極は、前記半導体基板と隣接する領域に位置するバッファ層と、前記バッファ層以外の領域に位置して導電性物質を含む電極部とを含むことを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４３７８９（Ｐ２０１２−４３７８９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５９９１（Ｐ２０１１−１７５９９１）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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