CN102893411A - 太阳能电池元件及该太阳能电池元件的制造方法以及太阳能电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的太阳能电池元件(10)具有：半导体基板(1)；在半导体基板(1)的一主面的第一方向具有长的多条导体部的集电电极，多条导体部具有：线状的第一导体区域；与该第一导体区域电连接且表面被镀覆的线状的第二导体区域。

Description

太阳能电池元件及该太阳能电池元件的制造方法以及太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及太阳能电池元件及该太阳能电池元件的制造方法以及具有一个以上的太阳能电池元件的太阳能电池模块。
背景技术
在使用了硅等半导体基板的太阳能电池元件中，设置于半导体基板的受光面侧的电极一般为具有多个宽度窄的线状集电电极和与该集电电极的线宽度相比宽度宽且与该集电电极交叉的输出取出电极的电极。另外，为了较多地形成朝向太阳能电池元件的受光量，将设置于受光面侧的集电电极的线宽度较细地形成(例如，参照日本特开平6-53531号公报)。
然而，由于若将集电电极的线宽度较细地形成则电极本身的线电阻变大，所以有太阳能电池元件的发电效率降低之虞。因此，期望以不损害特性的方式适宜具有线宽度窄的集电电极的太阳能电池元件和生产性高的太阳能电池元件的制造方法。
本发明为鉴于上述课题而进行的发明，其目的在于提供一种能够减少集电电极的线电阻而使输出特性提高、并且生产性优异的太阳能电池元件及太阳能电池元件的制造方法以及太阳能电池模块。
发明内容
本发明的一方式涉及的太阳能电池元件为具有半导体基板和在该半导体基板的一主面的第一方向具有长的多条导体部的集电电极的太阳能电池元件，所述多条导体部具有线状的第一导体区域和与该第一导体区域电连接且表面被镀覆的线状的第二导体区域。
在上述的太阳能电池元件中，可以作为以下的太阳能电池元件(I型)，所述多条导体部包括由所述第一导体区域构成的导体部和由所述第二导体区域构成的导体部，在所述半导体基板的一主面上，在所述多条导体部的排列中，所述第一导体区域位于与所述第一方向正交的第二方向的一侧，所述第二导体区域与所述第一导体区域相比位于所述第二方向的另一侧。
另外，在上述的太阳能电池元件中，也可以作为以下的太阳能电池元件(II型)，所述多条导体部包括具有所述第一导体区域和所述第二导体区域的导体部，在该导体部，所述第一导体区域位于所述第一方向的一侧，所述第二导体区域与所述第一导体区域相比位于所述第一方向的另一侧。
本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的制造方法在I型的情况下能够用两种制造方法制作(方法I、方法II)。
方法I包括：基板准备工序，准备半导体基板；第一导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在第一方向形成长的线状且位于与该第一方向正交的所述第二方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂，由此形成由线状的第一导体区域构成的导体部；第二导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在所述第一方向形成长的线状且与配置所述第一导体区域的部位相比位于所述第二方向的另一侧的方式涂敷烧成第二导电膏剂，由此形成由线状的第二导体区域构成的导体部；连接工序，电连接所述第一导体区域和所述第二导体区域；镀覆工序，将供给用于电镀的电流的供电部与所述第一导体区域连接，并将所述半导体基板的一部分及所述第二导体区域浸渍于电镀液中而镀覆所述第二导体区域的表面。
方法II包括与方法I同样的所述基板准备工序、所述第一导体区域形成工序、所述第二导体区域形成工序，还包括：连接工序，形成将所述第一导体区域和所述第二导体区域连接的输出取出电极；镀覆工序，将供给用于电镀的电流的供电部与所述输出取出电极连接，并将所述半导体基板的一部分及所述第二导体区域浸渍于电镀液中而镀覆所述第二导体区域的表面。
在II型的情况下的制造方法包括：基板准备工序，准备所述半导体基板；第一导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在第一方向形成长的线状且位于该第一方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂，由此形成线状的第一导体区域；第二导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在所述第一方向形成长的线状且在所述第一方向与配置所述第一导体区域的部位相比位于另一侧并且与所述第一导体区域电连接的方式涂敷烧成第二导电膏剂，由此形成具有所述第一导体区域及线状的第二导体区域的导体部；镀覆工序，将供给用于电镀的电流的供电部与所述第一导体区域连接，并将所述半导体基板的一部分及所述第二导体区域浸渍于电镀液中而镀覆所述第二导体区域的表面。
进而，本发明的一方式涉及的太阳能电池模块具有上述太阳能电池元件。
根据上述的太阳能电池元件及该太阳能电池元件的制造方法以及太阳能电池模块，能够减少电极的线电阻，因此能够较细地形成电极的宽度，能够使太阳能电池元件及太阳能电池模块的输出特性提高，从而使生产性提高。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的第一面侧的俯视图。
图2是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的第二面侧的俯视图。
图3是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的图，是在图1的K-K线方向截断的剖视图。
图4是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的图，(a)是从第一面侧观察的俯视图，(b)是表示(a)的部分E的导体层的平面形状的放大俯视图，(c)是在(a)第一电极的F-F线方向截断的剖视图，(d)是在(a)的第一电极的G-G线方向截断的剖视图。
图5是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的图，(a)是从第一面侧观察的俯视图，(b)是表示(a)的部分H的导体层的平面形状的放大俯视图，(c)是在(a)的第一电极的I-I线方向截断的剖视图，(d)是在(a)第一电极的J-J线方向截断的剖视图。
图6是示意性地表示使用于本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的制造方法的镀覆装置的剖视图。
图7是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池模块的一例的图，(a)是分解剖视图，(b)是从受光面侧观察太阳能电池模块的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。
《太阳能电池元件》
<太阳能电池元件的基本的结构>
首先，参照图1～3对本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的基本结构进行说明。
太阳能电池元件10主要具有半导体基板9，其中，半导体基板9具有光入射的受光面(以下称为第一面)9a和相当于该第一面9a的背面的非受光面(以下称为第二面)9b。该半导体基板9由一导电型区域1和设置于半导体基板9的表层的反向导电型层2构成。在半导体基板9的第一面9a上(在本实施方式中，反向导电型层2上)可以配置作为防反射膜的防反射层3。
并且，太阳能电池元件10具有设置于半导体基板9的第一面9a上的第一电极4和设置于半导体基板1的第二面9b上的第二电极5。在此，第一电极4如图1所示那样，具有设置了多条的直线状的第一输出取出电极4a和与该第一输出取出电极4a相比线宽度窄且设置了多条的线状的第一集电电极4b。第一电极4还可以具有连接第一集电电极4b彼此的线状的辅助电极4c。该辅助电极4c例如直线状地设置于第一集电电极4b的两端。
如此，太阳能电池元件10具有半导体基板9和在作为该半导体基板9的一主面的第一面9a的第一方向(在图1中为左右方向)具有较长的多条导体部的第一集电电极4b，多条导体部具有线状的第一导体区域和与该第一导体区域电连接且表面被镀覆的线状的第二导体区域。
上述太阳能电池元件10中，例如在图4所示的太阳能电池元件10(I型)中，在俯视半导体基板9的第一面9a时，构成第一集电电极4b的多条导体部包括由第一导体区域构成的导体部和由第二导体区域构成的导体部。并且，在多条导体部的排列中，第一导体区域位于与第一方向(在图4中为左右方向)正交的第二方向(在图4(a)中为上下方向)的一侧。第二导体区域与第一导体区域相比位于第二方向的另一侧。即，I型的太阳能电池元件10在第二方向的一侧的导体部具有构成第一导体区域的第一导体层11a，并在与该第一导体层11a相比位于第二方向的另一侧的导体部具有构成第二导体区域的第二导体层11b和镀覆层12。第二导体层11b成为用于在其表面施加镀覆的底部。
另外，例如在图5所示的太阳能电池元件10(II型)中，第一集电电极4b包括具有第一导体区域和第二导体区域的导体部。在该导体部，第一导体区域位于第一方向的一侧，第二导体区域与第一导体区域相比位于第一方向的另一侧。即，在半导体基板9的第一面9a的第一方向(在图5(a)中为左右方向)的一侧的导体部具有构成第一导体区域的第一导体层11a，在与该第一导体层11a相比位于第一方向的另一侧的导体部具有构成第二导体区域的第二导体层11b和镀覆层12。
如以上那样，本实施方式的太阳能电池元件10在俯视半导体基板9的第一面9a时的第一方向具备具有较长的多条导体部的第一集电电极4b，该第一集电电极4b具有线状的第一导体层11a、与第一导体层11a相比线宽度窄的线状的第二导体层11b及设置于第二导体层11b上的镀覆层12。
<太阳能电池元件的具体的结构>
其次，对太阳能电池元件10的结构进行具体的说明。作为准备的半导体基板9，使用具有规定的掺杂元素(导电型控制用的杂质)而呈现一导电型(例如p型)的单晶硅基板或多晶硅基板等晶体硅基板。该半导体基板9的厚度例如优选为250μm以下，进一步优选为150μm以下。半导体基板9的平面形状并不特别限定，但如本实施方式那样可以为四边形状。原因在于，从制法上的观点及排列多个太阳能电池元件而构成太阳能电池模块时的观点等出发，四边形状是优选的。
以下，作为准备的半导体基板9，对使用呈现p型导体型的晶体硅基板的例子进行说明。在将由晶体硅基板构成的半导体基板9形成为呈现p型的情况下，作为掺杂元素，例如使用硼或镓为佳。
反向导电型层2为呈现与主要构成半导体基板9的一导电型区域1相反的导电型的层，形成于半导体基板9的第一面9a的表层内。若为作为准备的半导体基板9而使用呈现p型导体型的硅基板的情况，则将反向导电型层2形成为呈现n型的导电型。另一方面，若为作为准备的半导体基板9而使用呈现n型导体型的硅基板的情况，则将反向导电型层2形成为呈现p型的导电型。另外，在p型导电型的区域和n型导电型的区域之间形成pn结部。若准备的半导体基板9为呈现p型导电型的硅基板，则这样的反向导电型层2例如能够通过使磷等杂质向该硅基板的第一面9a扩散而形成。
防反射层3发挥使期望的波长区域的光反射率降低而使光生成载流子量增大的作用，因此能够使太阳能电池元件10的光电流密度Jsc提高。防反射层3例如由氮化硅膜、氧化钛膜、氧化硅膜、氧化镁膜、氧化铟锡膜、氧化锡膜或氧化锌膜等构成。防反射层3的厚度根据使用的材料适宜选择，只要为对于适当的入射光能够实现无反射条件的厚度即可。例如，在由硅构成的半导体基板1中，优选防反射层3的折射率为1.8～2.3左右，其厚度为左右。另外，在防反射层3使用氮化硅膜的情况下，也具有钝化效果，因此优选。
BSF(Back Surface Field：背面电场)区域6具有在半导体基板9的第二面9b的附近减少载流子的复合所导致的效率降低的作用，为在半导体基板9的第二面9b侧形成内部电场的区域。BSF区域6呈现与一导电型区域1相同的导电型，但以比一导电型区域1含有的掺杂剂的浓度高的浓度存在掺杂元素。若一导电型区域1为呈现p型的区域，则例如优选以通过使硼或铝等掺杂元素向半导体基板9的第二面9b扩散而使这些掺杂元素的浓度成为1×1018～5×1021atoms/cm3左右的方式形成BSF区域6。这样，BSF区域6形成于半导体基板9的第二面9b的表层部。
如图1所示那样，第一电极4具有第一输出取出电极4a和多个线状的第一集电电极4b。第一输出取出电极4a的至少一部分与第一集电电极4b交叉。该第一输出取出电极4a例如优选具有1.3～2.5mm左右的宽度，且设置两根以上。第一集电电极4b为线状，其宽度为40～150μm左右，因此与第一输出取出电极4a相比线宽度窄。另外，第一集电电极4b相互隔开1～3mm左右的间隔设置多个。另外，这样的第一电极4的厚度为10～40μm左右。
如图4或图5所示那样，第一电极4具有设置于半导体基板9的一个端部侧的第一导体层11a和设置于半导体基板9的另一个端部侧的、线宽度比第一导体层11a窄的第二导体层11b，进而在第二导体层11b上具有镀覆层12。导体层11通过涂敷·烧成金属膏剂而形成，因此孔隙率变得比5％大。镀覆层12以孔隙率成为5％以下的方式形成。导体层11的厚度为1～10μm左右，镀覆层12的厚度为5～30μm左右。
其次，对电极结构进行具体的说明。
首先，对I型的电极构造的一例进行说明。如图4所示那样，位于从半导体基板9的一端部(图示于图4(a)的半导体基板9的上端)侧至5～10mm左右的范围(以图4(a)所示的虚线围住的两个范围即第一范围A及第二范围B中的窄的第一范围A)内的第一输出取出电极4a和第一集电电极4b不具有镀覆层12。另一方面，位于图4(a)所示的宽的第二范围B内的第一输出取出电极4a和第一集电电极4b具有镀覆层12。
在此，将位于第一范围A内的第一集电电极4b的导体层设为第一导体层11a，将位于第二范围B内的第一集电电极4b的导体层11设为第二导体层11b，将第一输出取出电极4a的导体层11设为第三导体层11c。并且，至少第一导体层11a与第二导体层11b相比形成较宽的线宽度。即，在与第一输出取出电极4a的长度方向交叉的半导体基板1的一个端部侧设置第一导体层11a。由于位于第二范围B的第一集电电极4b具有镀覆层12，所以能够减少电极的线电阻。因此，能够较窄地形成第二导体层11b的宽度，位于第一范围A的第一集电电极4b较宽地形成第一导体层11a的线宽度，由此能够减少电极的线电阻变大的情况。
需要说明的是，位于第一范围A内的第一输出取出电极4a的第三导体层11c可以形成为与位于第二范围B的第三导体层11c相比线宽度较宽，但由于第一输出取出电极4a与第一集电电极4b相比线宽度充分的宽，所以在第一范围A和第二范围B可以不改变第三导体层11c的线宽度。
其次，对II型的电极构造的一例进行说明。
如图5所示那样，位于从半导体基板9的一个端部(图5(a)图示的半导体基板9的左端)侧至5～10mm左右的范围(以图5(a)所示的虚线围住的两个范围即第三范围C及第四范围D中的窄的第三范围C)内的第一集电电极4b不具有镀覆层12。另一方面，位于图5(a)所示的宽的第四范围D内的第一输出取出电极4a和第一集电电极4b具有镀覆层12。
在此，将位于第三范围C的第一集电电极4b的导体层设为第一导体层11a，将位于第四范围D的第一集电电极4b的导体层11设为第二导体层11b，将第一输出取出电极4a的导体层11设为第三导体层11c。并且，第一导体层11a与第二导体层11b相比形成较宽的线宽度。即，在与第一集电电极4b的长度方向交叉的半导体基板9的一个端部侧设置第一导体层11a。由于位于第四范围D的第一集电电极4b具有镀覆层12，所以能够减少电极的线电阻，因此，能够较窄地形成第二导体层11b的宽度，位于第三范围C的第一集电电极4b较宽地形成第一导体层11a的线宽度，由此能够减少电极的线电阻变大的情况。
第一导体层11a的宽度只要为含有将第二导体层11b的周围覆盖的镀覆层12的宽度左右即可，与第二导体层11b的宽度相比大5～30μm左右。
如图2所示那样，第二电极5具有第二输出取出电极5a和第二集电电极5b。本实施方式的第二输出取出电极5a的厚度为10～30μm左右、宽度为1.3～7mm左右。第二输出取出电极5a能够用与上述的第一电极4同等的材质及制法形成。另外，第二集电电极5b的厚度为15～50μm左右，第二集电电极5b形成于半导体基板9的第二面9b的除去第二输出取出电极5a的一部分后的大致整个面。该第二集电电极5b例如能够通过在将铝膏剂涂敷成规定的形状后烧成而形成。
<太阳能电池元件的基本的制造方法>
其次，对上述的太阳能电池元件10的基本的制造方法进行说明。以下对不同类型的电极结构进行说明。在I型的太阳能电池元件的情况下，一边参照图4一边说明。另外，在II型的太阳能电池元件的情况下，一边参照图5一边说明。
首先，对I型的太阳能电池元件的制造方法进行说明。在I型的太阳能电池元件的情况下，具有准备半导体基板9的基板准备工序、第一导体区域形成工序、第二导体区域形成工序、电连接第一导体区域和第二导体区域的连接工序及镀覆工序。
在此，连接工序也可以作为形成将第一导体区域和第二导体区域连接的输出取出电极的工序。
第一导体区域形成工序为通过以在半导体基板9的一主面的第一方向形成较长的线状且位于与第一方向正交的第二方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂、由此形成作为构成线状的第一导体区域的导体部的第一导体层11a的工序。
第二导体区域形成工序为通过以在半导体基板9的一主面的第一方向形成较长的线状且与配置第一导体区域的部位相比位于第二方向的另一侧的方式涂敷烧成第二导电膏剂、由此形成作为由线状的第二导体区域构成的导体部的第二导体层11b的工序。在此，在第一导体区域形成工序中使用的第一导电膏剂与在第二导体区域形成工序中使用的第二导电膏剂可以为相同材料。
在连接工序中形成输出取出电极的情况下，形成将第一导体层11a和第二导体层11b连接的第三导体层11c，将该第三导体层11c设为输出取出电极的结构要素。
在镀覆工序中，将供给用于电镀的电流的供电部连接于第一导体区域的第一导体层11a，以供电部不浸渍的方式将半导体基板9的一部分和第二导体区域的第二导体层11b浸渍于电镀液中而在第二导体层11b上形成镀覆层12(方法I)。
在连接工序中，在形成将第一导体区域和第二导体区域连接的输出取出电极的情况下，可以在镀覆工序中将供电部连接于线宽度较宽的第三导体层11c(输出取出电极)(方法II)。这样做的话，能够可靠地进行供电部和第三导体层11c的电连接且在第二导体层11b的表面形成镀覆，因此优选。
在此，若将第一导体区域形成工序、第二导体区域形成工序及连接工序在一个工序中进行，则能够迅速且容易地制造太阳能电池元件10，因此优选。
另外，在II型的太阳能电池元件的情况下，具有准备半导体基板9的基板准备工序、第一导体区域形成工序、第二导体区域形成工序及镀覆工序。
在第一导体区域形成工序中，通过在半导体基板9的一主面以在第一方向形成较长的线状且位于第一方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂，由此形成作为线状的第一导体区域的第一导体层11a。
在第二导体区域形成工序中，通过在半导体基板9的一主面以在第一方向形成较长的线状且与配置第一导体区域的第一导体层11a的部位相比在第一方向位于另一侧并且与第一导体层11a电连接的方式涂敷烧成第二导电膏剂，由此形成具有第一导体区域的第一导体层11a及线状的第二导体区域的第二导体层11b的导体部。
在镀覆工序中，将供给用于电镀的电流的供电部连接于第一导体区域的第一导体层11a，将半导体基板9的一部分和第二导体区域的第二导体层11b浸渍于电镀液中而镀覆第二导体层11b的表面。
在此，若将第一导体区域形成工序和第二导体区域形成工序在一个工序中进行，则能够迅速且容易地制造太阳能电池元件10，因此优选。
<太阳能电池元件的具体的制造方法>
其次，以I型为例对太阳能电池元件10的具体的制造方法进行说明。需要说明的是，II型也能够用与I型相同的材料·条件，根据上述的基本的制造方法来制造。
最初，对准备半导体基板9的基板准备工序进行说明。在半导体基板9为单晶硅基板的情况下，准备例如由提拉法等制造的基板。另外，在半导体基板9为多晶硅基板的情况下，准备例如由铸造法等制造的基板。需要说明的是，在以下中，作为准备的半导体基板9，用使用了p型的多晶硅的例子进行说明。
首先，例如用铸造法制作多晶硅的铸锭。接着，将该铸锭例如切片成250μm以下的厚度。之后，为了清洁化切片成半导体基板的截断面的机械损坏层及污染层，优选用NaOH或者KOH、或氢氟酸或者硝酸氢氟酸等溶液将表面进行极微量的蚀刻。需要说明的是，该蚀刻工序后优选用湿式蚀刻或干式蚀刻，如图3所示那样，在半导体基板9的表面形成微小的凹凸结构9c。
接着，在半导体基板9的第一面9a的表层内形成n型的反向导电型层2。这样的反向导电型层2用将形成膏剂状态的P2O5涂敷于半导体基板9的表面且使其热扩散的涂敷热扩散法、将形成气体状态的三氯氧磷(POCl3)作为扩散源的气相热扩散法或使磷离子直接扩散的离子注入法等形成。该反向导电型层2形成0.2～2μm左右的深度、60～150Ω/□左右的表面电阻。需要说明的是，反向导电型层2的形成方法不限于上述方法，例如也可以使用薄膜形成技术形成氢化非晶硅膜或包括微晶硅膜的结晶质硅膜等。进而，也可以在半导体基板1和反向导电型层2之间形成i型硅区域。
接着，形成防反射层3。防反射层3例如用PECVD(plasma enhancedchemical vapor deposition：等离子体化学气相生长)法、蒸镀法或溅射法等形成。例如，若为用PECVD法形成由氮化硅膜构成的防反射层3的情况，则通过将反应室内设为500℃左右且用氮(N2)稀释硅烷(SiH4)和氨(NH3)的混合气体，并且用辉光放电分解使其等离子化而堆积，由此形成防反射层3。
接着，在半导体基板9的第二面9b侧形成将一导电型的半导体杂质高浓度扩散的BSF区域6。作为该制法，例如能够使用如下的方法，即，使用将三溴化硼(BBr3)作为扩散源的热扩散法而在温度800～1100℃左右形成的方法、在用印刷法涂敷由铝(Al)粉末及有机载体等构成的铝膏剂后在温度600～850℃左右进行热处理(烧成)而使铝向半导体基板1扩散的方法。另外，若使用印刷烧成铝膏剂的方法，则能够仅在印刷面形成规定的扩散区域，并且不需要除去在反向导电型层2的形成时同时也形成于第二面9b侧的n型的反向导电型层2，只要用激光等仅在第一面9a侧或第二面9b侧的周边部进行pn结区域的分离即可。需要说明的是，BSF区域6的形成方法并不限于上述方法，例如也可以使用薄膜形成技术形成氢化非晶硅膜或包括微晶硅膜的结晶质硅膜等。进而，也可以在一导电型区域1和BSF区域6之间形成i型硅区域。
接着，将第一电极4(第一输出取出电极4a、第一集电电极4b)和第二电极5(第二输出取出电极4a、第二集电电极4b)如以下那样形成。
第一电极4例如使用含有由银(Ag)等构成的金属粉末和有机载体及玻璃粉末的电极膏剂(银膏剂)制作。将该银膏剂涂敷于半导体基板9的第一面9a，之后，在最高温度600～850℃烧成数十秒～数十分钟左右，由此用烧透法突破防反射层3而在半导体基板9上形成第一电极4的导体层11。作为电极膏剂的涂敷法，能够使用网板印刷法等。优选该涂敷后，加热至规定的温度使溶剂蒸发干燥。导体层11由设置于半导体基板1的一个端部侧的第一导体层11a和设置于半导体基板1的另一个端部侧且与第一导体层11a相比线宽度窄的第二导体层11b构成。通过调整电极膏剂通过的网板的开口部的宽度，能够得到期望的导体层11的形状，能够在一个工序中形成第一导体层11a和第二导体层11b。
接着，如图6所示那样，将半导体基板9浸渍于存积有电镀液22的镀覆槽21内，在第二导体层11b形成镀覆层12。在镀覆槽21内相对于电镀液22，设置由金属部件构成的阳极23。另一方面，设置了作为镀覆对象部的第二导体层11b的半导体基板9成为阴极24。由于第二导体层11b成为阴极24，因此在第一导体层11a安装由导电性的夹子等构成的供电部25。接着，仅将半导体基板9的形成有第二导体层11b的部分浸渍于电镀液22。并且，通过从电源26向阳极23和阴极24之间施加电压而供给电流，由此在第二导体层11b上形成镀覆层12。另外，由于第一导体层11a的至少一部分及供电部25不浸渍于电镀液22中，因此不形成镀覆层12。
在以往的制造方法中，供电部25也浸渍于电镀液22，因此在供电部25也形成镀覆层。因此，在供电部25形成的镀覆层在进行下一个半导体基板处理之前例如需要浸渍于蚀刻液而进行除去，因此生产性降低。另一方面，在基于本实施方式的制造方法中，如上述那样在供电部25不形成镀覆层，因此不需要镀覆层的除去工序，从而能够使生产性大幅度提高。另外，由于没有浸渍于电镀液22的第一导体层11a与第二导体层11b相比线宽度宽，所以能够减少电极的线电阻变大的情况。由此，根据本实施方式的制造方法，能够在维持太阳能电池元件10的输出特性的同时，使其生产性提高。
作为镀覆层12，能够使用铜、银或锡等。此时，电镀液22使用含有构成镀覆层的金属的电镀液，阳极23的金属部件也使用构成镀覆层的金属板。另外，阳极23可以为不溶性的金属部件，能够使用氧化铱被覆钛或铂被覆钛等。例如，在镀覆层12为铜的情况下，作为电镀液22使用硫酸铜镀覆液、焦磷酸铜镀覆液或氰化铜镀覆液等，作为阳极23的金属部件使用由含磷铜构成的铜板。
在沿第一输出取出电极4a的长度方向使半导体基板9浸渍于镀覆槽21的情况下，在与第一输出取出电极4a的长度方向交叉的半导体基板1的一个端部侧设置第一导体层11a。并且，通过在位于一个端部侧的第一导体层11a(第一集电电极4b)或第三导体层11c(第一输出取出电极4a)安装供电部25，且在浸渍于电镀液22的第二导体层11b及第三导体层11c的一部分形成镀覆层12，由此形成第一输出取出电极4a及第一集电电极4b。
在沿第一集电电极4b的长度方向使半导体基板1浸渍于镀覆槽21的情况下，在与第一集电电极4b的长度方向交叉的半导体基板1的一个端部侧设置第一导体层11a。并且，通过在位于一个端部侧的第一导体层11a安装供电部25，且在浸渍于电镀液22的第二导体层11b及第三导体层11c形成镀覆层12，由此形成第一输出取出电极4a及第一集电电极4b。
接着，对第二电极5进行说明。首先，第二集电电极5b例如用含有铝粉末、有机载体的铝膏剂制作。将该膏剂涂敷于除去形成第二输出取出电极5a的部位的一部分后的第二面大致整个面。作为涂敷法，能够使用网板印刷法等。从操作时膏剂不易粘附于其他部分的观点出发，优选这样涂敷膏剂后，在规定的温度使溶剂蒸发而使膏剂干燥。
接着，例如使用含有由银粉末等构成的金属粉末、有机载体及玻璃粉末的银膏剂制作第二输出取出电极5a。将该银膏剂涂敷成预先规定的形状。需要说明的是，通过将银膏剂涂敷于与铝膏剂的一部分相接的位置，第二输出取出电极5a和第二集电电极5b的一部分重叠。作为涂敷法，能够使用网板印刷法等。该涂敷后，优选加热成规定的温度使溶剂蒸发而使膏剂干燥。
接着，通过将半导体基板9在烧成炉内以最高温度600～850℃烧成数十秒～数十分钟左右，由此将第二电极5形成于半导体基板9的第二面9b侧。
需要说明的是，第二电极5使用了基于印刷·烧成法的电极形成，但也能够使用蒸镀或溅射等的薄膜形成、或镀覆法形成。
如以上那样，能够迅速且容易地制作输出特性优异的太阳能电池元件10。
需要说明的是，本发明并不限于上述实施方式，也可以如以下那样在本发明的范围内进行众多的修正及变更。
例如，可以在半导体基板9的第二面9b侧设置钝化膜。该钝化膜为在作为半导体基板9的背面的第二面9b具有减少载流子的复合的作用的膜。作为钝化膜，能够使用氮化硅(Si3N4)、非晶硅氮化膜(a-SiNx)等硅系氮化膜、氧化硅(SiO2)、氧化铝(A12O3)或氧化钛(TiO2)等。钝化膜8的厚度使用PECVD法、蒸镀法或溅射法等形成
Figure BDA00002388552600141
左右即可。因此，半导体基板9的第二面9b侧的结构能够使用在PERC(Passivated Emitterand Rear Cell：钝化发射极和背表面电池)结构或PERL(Passivated Emitter Rear Locally-diffused：钝化发射极背部局域扩散)结构使用的第二面9b侧的结构。
另外，第二电极5也与第一电极4同样，可以为具有第二输出取出电极和与第二输出取出电极交叉的多个线状的第二集电电极的形状，可以为具有导体层和被覆该导体层的表面的镀覆层的电极。
另外，可以通过使半导体基板9浸渍于镀覆槽21的位置的控制或电镀液22的液面高度的控制等，在与第二导体层11b邻接的第一导体层11a的一部分形成镀覆层。
另外，可以将第一导体层11a的线宽度形成为从第二导体层11b侧朝向半导体基板9的一个端部变宽。只要线宽度阶段性或连续性地较宽地形成即可。例如，在从第二导体层11b侧至第一范围A或第三范围C的电极部分中，至其一半左右阶段性或连续性地较宽地形成，在第一范围A或第三范围C的电极部分中，从其一半左右至半导体基板9的一个端部可以为固定的粗细。
在上述的情况下，即使在与第二导体层11b邻接的第一导体层11a的一部分形成镀覆层，电极的宽度也不变得过宽，从而能够降低受光面积减少的情况。
另外，通过在与第一集电电极4b的长度方向交叉的两端部形成与第一集电电极4b交叉的线状的辅助电极4c，能够使由供电部25供给的电流均匀地向第一电极4流动，能够形成均匀的厚度的电镀层12。另外，辅助电极4c可以具有导体层11和镀覆层12。由此，即使在第一集电电极4b的一部分产生断线，也能够减少电阻的上升，通过其他的第一集电电极4b向第一输出取出电极流动电流，因此优选。
另外，可以在形成第二电极5之后形成镀覆层12。此时，在不需要从供电部25向第二电极5流动电流的情况下，以在接触部分设置绝缘层的方式形成即可。由此，在不要的部分不形成镀覆层12，因此优选。
另外，可以在第一集电电极4b(第二导体层11b)和第一输出取出电极4a(第三导体层11c)的交点或第一集电电极4b和辅助电极4c的交点，将第一集电电极4b(第二导体层11b)的宽度形成为朝向第一输出取出电极4a(第三导体层11c)或辅助电极4c变宽。由于形成镀覆层12的第二导体层11b的线宽度非常窄，因此在与相对于第二导体层11b的长度方向垂直延伸的第一输出取出电极4a(第三导体层11c)或辅助电极4c的交点有产生断线的可能性，因此能够通过将交点部分的第二导体层11b的线宽度较宽地形成，从而减少产生断线。
《太阳能电池模块》
对具有一个以上的本实施方式的太阳能电池元件10的太阳能电池模块进行说明。以下，以电连接多个上述太阳能电池元件而成的太阳能电池模块为例进行说明。
在单独的太阳能电池元件的电输出小的情况下，将多个太阳能电池元件10串联及并联连接而构成太阳能电池模块。通过组合多个该太阳能电池模块，能够取出实用的电输出。
如图7(a)所示那样，太阳能电池模块30例如主要具有玻璃等透明部件32、由透明的EVA(乙烯醋酸乙烯酯)等构成的表面侧填充件34、用配线部件21将邻接的太阳能电池元件的第一电极4和第二电极5交替连接而成的多个太阳能电池元件30、由EVA等构成的背面侧填充件35及用PVF(聚氟乙烯)将PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或金属箔夹入的背面保护件33。邻接的太阳能电池元件10彼此例如能够使用将厚度0.1～0.2mm左右、宽度2mm左右的铜箔的整个面用焊料被覆的配线部件31。
另外，串联连接的多个太阳能电池元件10中的位于串联连接的最初的太阳能电池元件10和位于最后的太阳能电池元件10的电极的一端用输出取出配线36连接于作为输出取出部的端子箱37。另外，在图7(a)中省略了图示，但如图7(b)所示那样，太阳能电池模块30可以具有由铝等构成的框体38。
根据本实施方式的太阳能电池模块30，能够形成与以往相比输出转换效率良好的、特性优异的太阳能电池模块。
实施例
以下，对更加具体的实施例进行说明。首先，作为半导体基板1，准备多枚厚度约200μm、外形156mm×156mm、电阻率1.5Ω·cm的多晶硅基板。这些多晶硅基板使用了预先掺杂硼而呈现p型的导电型的基板。
使用RIE(Reactive Ion Etching：反应离子蚀刻)法在准备的各多晶硅基板的第一面10a侧形成图3所示那样的凹凸结构9c。接着，使磷原子扩散，形成表面电阻成为90Ω/□左右的n型的反向导电型层2。接着，用等离子体化学气相成长法在第一面9a侧形成由氮化硅膜构成的防反射层3。进而，在第二面侧9b的大致整个面涂敷铝膏剂，之后烧成该铝膏剂而形成BSF区域6及第2集电电极5b。
接着，在第一面10a涂敷银膏剂，之后，烧成该银膏剂而形成导体层(第一导体层11a、第二导体层11b及第三导体层11c)。将形成有第二导体层11b及第三导体层11c的区域(其中，在I型中第三导体层11c为一部分)浸渍于电镀液22，在第二导体层11b及第三导体层11c(在I型中为一部分)形成由铜构成的镀覆层12而形成第一电极4。
另外，在第二面10b涂敷银膏剂，之后，烧成该银膏剂而形成第二输出取出电极4a。
最后，在硅基板的第二面9b侧的周边部进行基于激光的pn分离而形成太阳能电池元件10。
由I型构成的太阳能电池元件的电极结构设为图4所示的电极结构。另外，由II型构成的太阳能电池元件的电极结构设为图5所示的电极结构。并且，在I型及II型的太阳能电池元件中，将第一导体层11a形成于从一个端部至5mm的范围，将其线宽度设为90μm，将厚度设为4μm。将第二导体层11b形成于另一个端部的较广的范围，将其线宽度设为40μm，将厚度设为2μm。将第三导体层11c的线宽度设为1.5mm，将厚度设为2μm。镀覆层12的厚度为10μm。另外，在由I型构成的太阳能电池元件中，将供电部25设置于第三导体层11c，在由II型构成的太阳能电池元件中，将供电部25设置于第一导体层11b，不将供电部25浸渍于镀覆液22而形成镀覆层12。
另外，作为比较例，涂敷银膏剂，之后烧成该银膏剂，形成由第一集电电极的宽度为90μm、厚度为15μm、且第一输出取出电极的线宽度为1.5mm、厚度为15μm的第一电极4构成的太阳能电池元件。
接着，关于I型、II型及比较例，测定评价了太阳能电池元件的输出特性(电压、电流密度、曲线因子及转换效率)。将其结果表示于表1。需要说明的是，这些特性的测定根据JISC8913，在AM(Air Mass：大气质量数)1.5及100mW/cm2的照射的条件下测定。
【表1】
Figure BDA00002388552600171
如图1所示那样，确认了I型及II型的太阳能电池元件与比较例相比电流密度、曲线因子及转换效率均高。另外，由于在供电部25未形成镀覆层12，因此不需要镀覆层12的除去工序，从而能够使生产性大幅度提高。
【符号说明】
1-半导体基板(硅基板)
2-反向导电型层
3-防反射层
4-第一电极
4a-第一输出取出电极
4b-第一集电电极
4c-辅助电极
5-第二电极
5a-第二输出取出电极
5b-第二集电电极
6-BSF区域
10-太阳能电池元件
11-导体层
11a-第一导体层
11b-第二导体层
11c-第三导体层
12-镀覆层
21-镀覆槽
22-电镀液
23-阳极
24-阴极
25-供电部
26-电源
30-太阳能电池模块

Claims (12)

1.一种太阳能电池元件，具有：
半导体基板；
在半导体基板的一主面的第一方向具有长的多条导体部的集电电极，
所述多条导体部具有：线状的第一导体区域；与该第一导体区域电连接且表面被镀覆的线状的第二导体区域。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，
所述多条导体部包括由所述第一导体区域构成的导体部和由所述第二导体区域构成的导体部，
在所述半导体基板的一主面上，在所述多条导体部的排列中，所述第一导体区域位于与所述第一方向正交的第二方向的一侧，所述第二导体区域与所述第一导体区域相比位于所述第二方向的另一侧。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，
所述多条导体部包括具有所述第一导体区域和所述第二导体区域的导体部，
在该导体部，所述第一导体区域位于所述第一方向的一侧，所述第二导体区域与所述第一导体区域相比位于所述第一方向的另一侧。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池元件，其中，
所述第二导体区域的被施加镀覆的底部与所述第一导体区域相比线宽度窄。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池元件，其中，
还具有与所述集电电极交叉且电连接的输出取出电极。
6.一种太阳能电池元件的制造方法，为权利要求2所述的太阳能电池元件的制造方法，包括：
基板准备工序，准备半导体基板；
第一导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在第一方向形成长的线状且位于与该第一方向正交的所述第二方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂，由此形成由线状的第一导体区域构成的导体部；
第二导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在所述第一方向形成长的线状且与配置所述第一导体区域的部位相比位于所述第二方向的另一侧的方式涂敷烧成第二导电膏剂，由此形成由线状的第二导体区域构成的导体部；
连接工序，电连接所述第一导体区域和所述第二导体区域；
镀覆工序，将供给用于电镀的电流的供电部与所述第一导体区域连接，并将所述半导体基板的一部分及所述第二导体区域浸渍于电镀液中而镀覆所述第二导体区域的表面。
7.一种太阳能电池元件的制造方法，为权利要求2所述的太阳能电池元件的制造方法，包括：
基板准备工序，准备半导体基板；
第一导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在第一方向形成长的线状且位于与该第一方向正交的所述第二方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂，由此形成由线状的第一导体区域构成的导体部；
第二导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在所述第一方向形成长的线状且与配置所述第一导体区域的部位相比位于所述第二方向的另一侧的方式涂敷烧成第二导电膏剂，由此形成由线状的第二导体区域构成的导体部；
连接工序，形成将所述第一导体区域和所述第二导体区域连接的输出取出电极；
镀覆工序，将供给用于电镀的电流的供电部与所述输出取出电极连接，并将所述半导体基板的一部分及所述第二导体区域浸渍于电镀液中而镀覆所述第二导体区域的表面。
8.根据权利要求6或7所述的太阳能电池元件的制造方法，其中，
将所述第一导体区域形成工序、所述第二导体区域形成工序及所述连接工序在一个工序中进行。
9.一种太阳能电池元件的制造方法，为权利要求3所述的太阳能电池元件的制造方法，包括：
基板准备工序，准备所述半导体基板；
第一导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在第一方向形成长的线状且位于该第一方向的一侧的方式涂敷烧成第一导电膏剂，由此形成线状的第一导体区域；
第二导体区域形成工序，通过在所述半导体基板的一主面以在所述第一方向形成长的线状且在所述第一方向与配置所述第一导体区域的部位相比位于另一侧并且与所述第一导体区域电连接的方式涂敷烧成第二导电膏剂，由此形成具有所述第一导体区域及线状的第二导体区域的导体部；
镀覆工序，将供给用于电镀的电流的供电部与所述第一导体区域连接，并将所述半导体基板的一部分及所述第二导体区域浸渍于电镀液中而镀覆所述第二导体区域的表面。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池元件的制造方法，其中，
将所述第一导体区域形成工序和所述第二导体区域形成工序在一个工序中进行。
11.根据权利要求6～10中任一项所述的太阳能电池元件的制造方法，其中，
在所述第二导体区域形成工序中，形成与所述第一导体区域相比线宽度窄的所述第二导体区域的被实施镀覆的底部。
12.一种太阳能电池模块，具有：
权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池元件。
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