太陽電池の受光面の電極には、主に銀配線が使われる。市場では価格が安い銅へのシフト要求もあるが、銅はシリコンウエハー中に拡散したり、酸化して抵抗値が高まったりする課題があった。東北大学未来科学技術共同研究センターの小池淳一教授の研究室は、ウエハーと銅配線の間に拡散バリア層を形成し、酸化させずに銅ペーストを焼結する要素技術を確立した。
5―10ナノメートルの拡散バリア層を形成することで、ウエハーへの銅の拡散を防ぐだけでなく、銅ペーストの密着性も高める。バリア材料は非結晶の酸化物で、現在特許を申請している。
銅ペーストの焼結は通常、酸化を防ぐため窒素環境下で行わねばならず、樹脂などの不純物が残りやすい。同研究室は酸化と還元を同時に実施することで、銅の酸化を防ぎながら不純物も除去する独自プロセスを開発。焼結後の電気抵抗率は銀と同水準に抑えられることを確認した。
太陽電池セルの材料コストで銀は4分の1から半分程度を占め、銅に置き換えればコストが2割以上下がる。欧州などでは銅配線シフトのロードマップも示されており、「こうしたニーズを取り込めれば、新規参入でもシェア拡大できる」（小池教授）とみている。
