CN103503157A - 太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法 - Google Patents

太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103503157A
CN103503157A CN201280020107.1A CN201280020107A CN103503157A CN 103503157 A CN103503157 A CN 103503157A CN 201280020107 A CN201280020107 A CN 201280020107A CN 103503157 A CN103503157 A CN 103503157A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar battery
battery cell
finger electrode
solder pad
barrier section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280020107.1A
Other languages
English (en)
Inventor
北浦秀敏
吉田将希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN103503157A publication Critical patent/CN103503157A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

获得一种在背接触型的太阳能电池单元中降低在焊接部产生的载流子的再结合损失、能提高发电效率的太阳能电池单元及其接合结构体。包括：硅基板（112）；形成于硅基板的第1面（113）、分别与P型扩散层（117）及N型扩散层（118）相连接的一对指状电极（114p）、（114n）；将一对指状电极之间绝缘的内部钝化层（115）；一方的指状电极（114p）的指状部集结的集结部中的、用于与外部进行连接的连接区域（102）；以及在该连接区域内、形成在与连接区域的一方的指状电极的极性不同的另一方的指状电极（114n）的前端的壁垒部（101）。

Description

太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法
技术领域
本发明涉及背接触型的太阳能电池单元、使用太阳能电池单元的接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法。
背景技术
太阳能电池以提高发电效率为目标，很久以来进行了很多研究。即使是现在，为了将发电效率提高零点几％，也进行着各种研究，其中，扩大太阳能电池的受光面积是提高发电效率的非常有效的手段。
已公开了一种背接触型的太阳能电池单元，其为了扩大太阳能电池的受光面积，在构成太阳能电池的太阳能电池单元中，通过在非受光面形成P型扩散层和N型扩散层，设置电极，从而使得受光面没有电极（例如，参照专利文献1及专利文献2）。
图8(a)～图8(c)是表示一般的背接触型的太阳能电池单元的图。
图8(a)是表示背接触型的太阳能电池单元的受光面的示意图。背接触型的太阳能电池单元600中，在硅基板602的表面设置有受光面601。
图8(b)是表示背接触型的太阳能电池单元的非受光面的示意图。在背接触型的太阳能电池单元600的背面即非受光面603上，形成有指状电极604n、604p、单元内部钝化层605、及单元外周钝化层606。
图8(c)是表示背接触型的太阳能电池单元的、图8(b)的L-L截面的图。
背接触型的太阳能电池单元600中，在硅基板602的非受光面603形成有P型扩散层607及N型扩散层608。P型扩散层607及N型扩散层608以一定的间隔交替地形成在硅基板602的非受光面603，以降低载流子的再结合损失。此外，在P型扩散层607与N型扩散层608之间形成有单元内部钝化层605，以保持绝缘。此外，在硅基板602的非受光面603一侧的外周的端部形成有单元外周钝化层606。单元内部钝化层605及单元外周钝化层606使用绝缘性良好的SiO2、SiN等。
此外，在各扩散层607、608上形成用于在太阳光从受光面601入射时从P型扩散层607和N型扩散层608取出电的指状电极604p、604n。作为指状电极604p、604n的材料，使用导电性良好的Cu、Sn、Ag、Ni等中的1种或2种以上。
图9(a)是表示图8(b)所示的背接触型的太阳能电池单元600的非受光面603的整体的详细情况的示意图。
在非受光面603上形成正极焊接焊盘701和负极焊接焊盘702，以与外部电路或其它背接触型的太阳能电池单元进行连接。
图9(b)是表示图9(a)中用虚线包围起来作为A区域的、正极焊接焊盘701附近的图。在图9(b)的下方，图示有与上方的正极焊接焊盘701对应的负极焊接焊盘702附近。
正极焊接焊盘701是指状电极604p集中的区域中的、图9(b)所示的虚线区域y，是由集结于图9(a)所示的负极焊接焊盘702的指状电极604n1～604n9、及单元外周钝化层606包围起来的区域。正极焊接焊盘701是如图9(b)所示那样指状电极604p集中的部分，用与指状电极604p、604n相同的材料即Cu、Sn、Ag、Ni等中的1种或2种以上来形成。
图10是表示将2片背接触型的太阳能电池单元600进行电连接而成的接合结构体的连接部的图。
2片背接触型的太阳能电池单元600中，通过互连器801，利用焊料802将正极焊接焊盘701和负极焊接焊盘702进行连接。作为焊料材料，使用SnAgCu类的焊料。
若对2片背接触型的太阳能电池单元600的连接进行说明，则首先，对形成于太阳能电池单元600的极性不同的焊接焊盘701及702双方提供焊料802。然后，在以横跨这些焊接焊盘701及702之间的方式装载互连器801，之后，加热到焊料802的熔点以上。通过该加热，利用焊料802由互连器801将正极焊接焊盘701和负极焊接焊盘702接合，能取出作为目标的电压、电流。
图11是表示专利文献3所记载的、利用互连器由焊料材料将现有的2片背接触型的太阳能电池单元进行连接而成的接合结构体的连接部的图。
图11所示的接合结构体中，对2片背接触型的太阳能电池单元650的相对的正极焊接焊盘751及负极焊接焊盘752提供焊料852，装载互连器853，将焊料852进行加热熔融，从而进行接合。
通过构成为用1块平板状的互连器853来将多个正极焊接焊盘751及负极焊接焊盘752之间进行连接，从而能使2片背接触型的太阳能电池单元650的连接操作变简便。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第5053083号说明书
专利文献2：美国专利第4927770号说明书
专利文献3：日本专利特开2005－191479号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在现有的太阳能电池单元的结构中，由于必须将用于利用焊料与外部进行连接的焊接焊盘的部分的面积形成得较宽，因此，发电效率降低。
例如，在图11所示的专利文献3所记载的接合结构体中，为了与焊料852进行接合，对于正极焊接焊盘751及负极焊接焊盘752使用与焊料852的浸润较好的Cu、Sn、Ag、Ni等金属材料中的1种或2种以上作为它们的形成材料。因此，在使焊料852加热熔融以进行接合时，焊料852在正极焊接焊盘751上及负极焊接焊盘752上浸润扩散。若焊料852通过浸润扩散，越过单元内部钝化层655，与指状电极654n或654p接触，则正极与负极短路。因此，为了防止因焊料852的浸润扩散而导致短路，需要考虑焊料852的浸润扩散，将正极焊接焊盘751及负极焊接焊盘752的面积设计得较宽。
由于将正极焊接焊盘751及负极焊接焊盘752的面积设计得较宽，因此，从与正极焊接焊盘751相接触的部分的P型扩散层到与指状电极654n相连接的N型扩散层的载流子的移动距离变长，并且，从与负极焊接焊盘752相接触的部分的N型扩散层到与指状电极654p相连接的P型扩散层的载流子的移动距离也变长。随之，载流子的再结合损失增加，因此，发电效率降低。
本发明考虑上述现有的问题，其目的在于提供一种提高发电效率的太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，第1本发明是太阳能电池单元，包括：
硅基板；
形成于所述硅基板的第1面、分别与P型扩散层及N型扩散层相连接的一对指状电极；
将所述一对指状电极之间绝缘的内部钝化层；
一方的所述指状电极的指状部集结的集结部中的、用于与外部进行连接的连接区域；以及
在所述连接区域内、形成在与所述连接区域的所述一方的指状电极的极性不同的另一方的所述指状电极的前端的壁垒部。
此外，第2本发明是第1本发明的太阳能电池单元，在各所述一对指状电极具有所述连接区域。
此外，第3本发明是第1本发明的太阳能电池单元，
所述壁垒部呈圆弧形状，在所述圆弧形状的外侧配置有所述另一方的指状电极的前端。
此外，第4本发明是第1本发明的太阳能电池单元，
所述壁垒部由Si氧化物、Si氮化物、Ti氧化物及Ti氮化物中的至少1种材料形成。
此外，第5本发明是接合结构体，
包括多个第2本发明的太阳能电池单元，
所述太阳能电池单元配置成使得极性彼此不同的所述连接区域相对，
相邻的所述太阳能电池单元中，相对的各所述壁垒部之间存在的所述连接区域的部分彼此经由利用焊料连接的互连器进行连接。
此外，第6本发明是太阳能电池单元的制造方法，
该太阳能电池单元在硅基板的第1面上形成有分别与P型扩散层及N型扩散层相连接的一对指状电极，其中，该太阳能电池单元的制造方法包括：
扩散层形成步骤，该扩散层形成步骤在所述硅基板的第1面上，将所述P型扩散层及N型扩散层交替排列，分别形成为梳形；
钝化层形成步骤，该钝化层形成步骤在所述扩散层形成步骤之后，在所述硅基板的第1面上，形成用于将所述一对指状电极之间绝缘的内部钝化层，并且，在至少一方的所述指状电极的指状部集结的集结部中的、用于与外部进行连接的连接区域形成壁垒部，该壁垒部沿着与所述连接区域的所述指状电极的极性不同的另一方的所述指状电极的前端；
电极形成步骤，该电极形成步骤在所述钝化层形成步骤之后，在所述硅基板的第1面的、未形成所述内部钝化层及所述壁垒部的部分上附着金属，形成所述一对指状电极。
发明效果
通过本发明，能提供一种缩小焊接焊盘的面积、提高发电效率的太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法。
附图说明
图1(a)是表示本发明的实施方式中的太阳能电池单元的受光面的示意性俯视图，图1(b)是表示本发明的实施方式中的太阳能电池单元的非受光面的示意性仰视图。
图2是表示本发明的实施方式中的太阳能电池单元的正极焊接焊盘附近及负极焊盘附近的图。
图3(a)～图3(d)是形成本发明的实施方式中的壁垒部的工序图。
图4是将本发明的实施方式的太阳能电池单元的焊接焊盘的面积与现有的背接触型的太阳能电池单元的焊接焊盘的面积进行比较的图。
图5(a)是表示本发明的实施方式中的、将互连器与太阳能电池单元的正极焊接焊盘连接时的正极焊接焊盘附近的图，图5(b)是表示将互连器与现有的太阳能电池单元的焊料正极焊接焊盘连接时的正极焊接焊盘附近的图。
图6(a)是表示本发明的实施方式中的壁垒部的形状不同的其它结构的太阳能电池单元的正极焊接焊盘附近的图。
图6(b)是表示本发明的实施方式中的壁垒部的形状不同的其它结构的太阳能电池单元的正极焊接焊盘附近的图。
图6(c)是表示本发明的实施方式中的壁垒部的形状不同的其它结构的太阳能电池单元的正极焊接焊盘附近的图。
图7是本发明的实施方式中的、在形成焊接焊盘之后形成壁垒部的情况下的太阳能电池单元的剖视图。
图8(a)是表示现有的背接触型的太阳能电池单元的受光面的俯视图，图8(b)是表示现有的背接触型的太阳能电池单元的非受光面的仰视图，图8(c)是表示现有的背接触型的太阳能电池单元的剖视图。
图9(a)是表示现有的背接触型的太阳能电池单元的非受光面的详细情况的示意图。
图9(b)是表示现有的背接触型的太阳能电池单元的正极焊接焊盘附近及负极焊盘附近的示意图。
图10是表示将现有的2片背接触型的太阳能电池单元进行电连接而成的接合结构体的连接部的图。
图11是表示利用焊料材料由1片板状的互连器将现有的2片背接触型的太阳能电池单元进行接合而成的接合结构体的连接部的图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
（实施方式）
图1(a)及图1(b)是示意性表示本发明的实施方式中的具有壁垒部的太阳能电池单元的俯视图及仰视图。
图1(a)是表示本实施方式的背接触型的太阳能电池单元的受光面111的俯视图。
本实施方式的太阳能电池单元100由硅基板112构成，硅基板112的厚度为0.2mm，形状为八边形，相邻边为110.0mm、30.0mm，相对的边平行。硅基板112取决于硅锭的尺寸，硅基板112的厚度和大小并不限于上述尺寸。
图1(b)是表示本实施方式的太阳能电池单元100的非受光面113的仰视图。
在非受光面113上，正极焊接焊盘102和负极焊接焊盘103形成为分别在太阳能电池单元100的长边对边的内侧的3处部位相对。此外，集中在正极焊接焊盘102的指状电极114p和集中在负极焊接焊盘102的指状电极114n形成为梳齿状（梳齿状的图可参照图8(b)），在指状电极114p及114n之间形成有作为绝缘层的单元内部钝化层115。此外，在各焊接焊盘102及103中形成有壁垒部101。
另外，非受光面113相当于本发明的硅基板的第1面的一个示例。此外，指状电极114p及114n相当于本发明的一对指状电极的一个示例。此外，正极焊接焊盘102及负极焊接焊盘103均相当于本发明的用于与外部进行连接的连接区域的一个示例。此外，指状电极114p集结的部分、即在图1(b)的太阳能电池单元100中沿着上边的指状电极114p的部分相当于本发明的集结部的一个示例，指状电极114n集结且未由单元内部钝化层115划分的部分、即在图1(b)的太阳能电池单元100中沿着下边的指状电极114n的部分也相当于本发明的集结部的一个示例。此外，单元内部钝化层115相当于本发明的内部钝化层的一个示例。
图2是图1(b)中由虚线围起来作为B区域的、本实施方式的正极焊接焊盘102附近的放大图。在图1(b)的下方，图示有与上方的正极焊接焊盘102对应的负极焊接焊盘103附近。
形成于正极焊接焊盘102的壁垒部101沿着形成指状电极114n的114n2、114n3、114n4、114n5、114n6、114n7、114n8的各指状电极的前端部分，形成为向单元外周钝化层116开口的圆弧形状。在该图2中，虽然绘制成使指状电极114n3～114n7的前端部分一致，但也可以形成为使指状电极114n3、114n4、114n6、114n7的前端部分靠近壁垒部101。
单元内部钝化层115为了保持形成在P型扩散层117上的指状电极114p与形成在N型扩散层118上的指状电极114n之间的绝缘而设置，因此，由作为绝缘物质的SiO2、SiN、TiO、TiO2等氧化物及氮化物形成。这些氧化物及氮化物与焊料的浸润性较差。在形成单元内部钝化层115时，利用形成单元内部钝化层115的材料，与单元内部钝化层115一起形成正极焊接焊盘102内的壁垒部101，从而能利用壁垒部101来抑制正极焊接焊盘102内的焊料浸润扩散。即，壁垒部101利用作为绝缘物质的SiO2、SiN、TiO、TiO2等氧化物及氮化物中的至少一种材料形成。
接下来，说明本实施方式中的壁垒部101的形成方法。
图3(a)～图3(d)是形成壁垒部101的工序图。图3(a)～图3(d)表示各工序，表示图1(b)的M-M截面的剖视图。
图3(a)是在硅基板112上形成有P型扩散层117及N型扩散层118的图。
在硅基板112的非受光面113上施加掩模，形成P型扩散层117，接着变更掩模图案，形成N型扩散层118。
图3(b)是形成钝化层的工序的图。
钝化层104形成在非受光面113的整个表面，以覆盖硅基板112、形成于硅基板112的P型扩散层117及N型扩散层118。
图3(c)是形成接触孔的工序的图。
通过将由图3(b)所示的工序形成的钝化层104去除一部分，形成钝化层104的接触孔201，该接触孔201的目的在于形成与P型扩散层117和N型扩散层118进行电连接的部位。作为钝化层104的接触孔201的形成方法，对非受光面113侧的钝化层104施加掩模，以干法方式或湿法方式进行蚀刻。由此，能形成露出P型扩散层117和N型扩散层118的接触孔201。此外，图3(b)所示的钝化层104的不进行蚀刻的部位作为单元外周钝化层116、单元内部钝化层115及壁垒部101而残留。
图3(d)是使指状电极114p及114n、焊接焊盘102及103与P型扩散层117及N型扩散层118进行连接的图。
对硅基板112的非受光面113上形成的、露出P型扩散层117和N型扩散层118的接触孔201进行Cu电镀，形成正极焊接焊盘102、指状电极114p及114n、负极焊接焊盘103。在Cu电镀时，在作为绝缘层的单元外周钝化层116和单元内部钝化层115、壁垒部101上未形成镀膜，因此，由钝化层104形成的这些部分露出。
通过该工序，在正极焊接焊盘102的与单元外周钝化层116相对的指状电极114n一侧、及负极焊接焊盘103的与单元外周钝化层116相对的指状电极114p一侧，可形成壁垒部101。
另外，图3(a)所示的工序相当于本发明的扩散层形成步骤的一个示例。此外，图3(b)及图3(c)所示的工序相当于本发明的钝化层形成步骤的一个示例。此外，图3(d)所示的工序相当于本发明的电极形成步骤的一个示例。
图4是将本实施方式的太阳能电池单元的焊接焊盘的面积与现有的背接触型的太阳能电池单元的焊接焊盘的面积进行比较的图，表示正极焊接焊盘的部分。
在本实施方式的太阳能电池单元100的覆盖指状电极114n的部位的单元内部钝化层115中，用实线表示与图8～图10所示的现有的太阳能电池单元600相比增加的部分。此外，在本实施方式的背接触型的太阳能电池单元100的单元内部钝化层115中，用虚线表示与现有的太阳能电池单元600相同的部位。
本实施方式的太阳能电池单元100的具有壁垒部101的正极焊接焊盘102的区域z（图4的由点划线包围的区域）为3.5mm×3.5mm，现有的正极焊接焊盘701的区域y（图4的由虚线包围的区域）为10.0mm×10.0mm，因此，本实施方式的具有壁垒部101的正极焊接焊盘102的区域z的面积明显减小。
这样，沿指状电极114n的前端形成向单元外周钝化层116一侧开口的圆弧状的壁垒部101，壁垒部101的大小为L1:3.2mm、L2:2.5mm、L3:0.5mm的本实施方式的太阳能电池单元100的面积为22326.9mm2，分别设置在3处部位的正极焊接焊盘102和负极焊接焊盘103的6处部位的总计面积为73.5mm2，指状电极114p及114n的总计面积为17788.0mm2。另一方面，在未形成壁垒部101的现有的太阳能电池单元600中，太阳能电池单元的面积与本实施方式的太阳能电池单元100的面积相同的情况下，分别设置在3处部位的正极焊接焊盘701和负极焊接焊盘702的6处部位的总计面积为600mm2，指状电极604p及604n的总计面积为17261.5mm2。
若将本实施方式的太阳能电池单元100与现有的太阳能电池单元600的指状电极的面积进行比较，则本实施方式的太阳能电池单元100中，能将指状电极的面积扩大3％。因正极焊接焊盘701的面积削减而对与正极焊接焊盘701相接触的P型扩散层607的面积进行削减，在该削减出的面积的部位形成N型扩散层118及与该N型扩散层118相连接的指状电极114n，并且，因负极焊接焊盘702的面积削减而对与负极焊接焊盘702相接触的N型扩散层608的面积进行削减，在该削减出的面积的部位形成P型扩散层117及与该P型扩散层117相连接的指状电极114p，由此，能缩短载流子的移动距离，可降低载流子的再结合损失。
图5(a)是表示本实施方式中的、将互连器与太阳能电池单元的正极焊接焊盘102连接而成的接合结构体的正极焊接焊盘102附近的图。
本实施方式中使用的互连器121与在将图10所示的现有的太阳能电池单元600接合时使用的互连器801相同。
在利用焊料122将本实施方式的太阳能电池单元100与互连器121进行连接时，通过在图5(a)所示的z区域即正极焊接焊盘102内，沿着指状电极114n的前端，设置向单元外周钝化层116一侧开口的圆弧状的、由与单元内部钝化层115相同的材料形成的壁垒部101，从而能抑制焊料熔融时的浸润扩散。通过能抑制焊料熔融时的浸润扩散，从而能削减现有的与正极焊接焊盘701相接触的P型扩散层607的面积，在该削减出的面积的部位形成本实施方式的N型扩散层118及与该N型扩散层118相连接的指状电极114n，并且，也能削减现有的与负极焊接焊盘702相接触的N型扩散层608的面积，在该削减出的面积的部位形成本实施方式的P型扩散层117及与该P型扩散层117相连接的指状电极114p，由此，能提高背接触型的太阳能电池单元的发电效率。
图5(b)是表示将互连器与现有的太阳能电池单元600的正极焊接焊盘701连接而成的接合结构体的正极焊接焊盘701附近的图。
在利用焊料802将太阳能电池单元600与互连器801进行连接时，在图5(b)所示的y区域即正极焊接焊盘701内，焊料802浸润扩散。正极焊接焊盘701由与焊料802的浸润性较好的Cu来形成，因此，在连接时，若使焊料802加热熔融，则焊料802浸润扩散。
根据该结果可知，本实施方式的具有壁垒部101的太阳能电池单元100明显能抑制焊料的浸润扩散，可防止指状电极的短路。
表1表示利用本实施方式的结构的太阳能电池单元100、对焊料量的差异和壁垒部101的宽度（参照图4的L3）的效果进行验证后的结果。
确认了在使焊料122熔融、将背接触型的太阳能电池单元100的焊接焊盘102及103与互连器121进行连接时，有无因壁垒部101的宽度的差异而导致的指状电极114p与114n间的短路。将无短路的情况表示为○，将有短路的情况表示为×。
[表1]
Figure BDA0000401271060000131
在壁垒部101的露出宽度为0.1mm的情况下，即使焊料量为1mg，焊料也越过壁垒部101而浸润扩散，无法抑制焊料的浸润扩散。另一方面，在壁垒部101的宽度为0.2mm时，虽然在焊料为1mg的情况下，能抑制浸润扩散，但若焊料达到5mg，则无法抑制浸润扩散。然而，在壁垒部101的宽度为0.5mm以上的情况下，即使焊料量达到20mg，也可抑制焊料的浸润扩散。
根据这些结果，与利用焊料由互连器将现有的太阳能电池单元600进行接合而成的接合结构体相比，利用焊料由互连器将本实施方式的具有壁垒部101的太阳能电池单元100进行接合而成的接合结构体能利用壁垒部101来抑制焊料的浸润扩散，可防止因焊接而导致的指状电极的短路。
另外，在上述实施方式中，以使壁垒部101的形状为向单元外周钝化层116一侧开口的圆弧状为例进行了说明，但只要是向单元外周钝化层116一侧开口的凹形状，即使是其它形状，也可获得相同的效果。
图6(a)及图6(b)表示使壁垒部为其它形状的、本实施方式的其它结构的太阳能电池单元的正极焊接焊盘附近的图。另外，与图2相同的结构部分使用相同的标号。
如图6(a)所示的壁垒部105及图6(b)所示的壁垒部106那样，只要是包围所连接的互连器121、与互连器121之间具有间隙的形状，就可获得与壁垒部101相同的效果。
此外，壁垒部的形状可以像图2的壁垒部101或图6(a)的壁垒部105那样是连续的一个形状，也可以像图6(b)的壁垒部106那样，构成为将多个形状进行组合。图6(b)所示的壁垒部106分为3个部分，具有中央部分106a、配置在其左右的部分106b。该中央部分106a配置在内侧，左右部分106b配置在外侧。
在像图6(b)的壁垒部106那样构成为将多个形状进行组合的情况下，能使正极焊接焊盘102中的壁垒部106的内侧与外侧之间连接中断的部分比壁垒部101、壁垒部105要少，在正极焊接焊盘102与除之以外的指状电极114p的部分之间的连接电阻这一点上是有利的。
此外，在图6(b)所示的结构的情况下，虽然在壁垒部106的内侧和外侧存在连接正极焊接焊盘102的部分，但通过像壁垒部106那样延长从壁垒部106的内侧到外侧的路径（参照图6(b)的箭头R），能抑制焊料向外侧的浸润扩散。
另外，在图6(b)中，虽然使用将中央部分配置在左右部分的外侧的壁垒部106，但如图6(c)所示，也可以使用将中央部分107a配置在左右部分107b的内侧的壁垒部107。
此外，壁垒部106、107也可以构成为分为4个以上的部分，在内侧和外侧交替配置。
此外，在上述的本实施方式中，如利用图3说明的那样，利用在形成正极焊接焊盘102及负极焊接焊盘103之前，在形成单元内部钝化层115及单元外周钝化层116时，同时形成壁垒部101的示例进行了说明，但也可以在形成正极焊接焊盘102及负极焊接焊盘103之后形成壁垒部。
图7表示在形成焊接焊盘之后形成壁垒部的情况下的太阳能电池单元的剖视图。图7所示的截面表示与图1(b)的M-M截面相对应的部分的截面。另外，与图3（d）相同的结构部分使用相同的标号。
由于在图3(d)说明的形成指状电极134n、正极焊接焊盘132及负极焊接焊盘133的工序之后形成壁垒部，因此，如图7所示，壁垒部131形成在正极焊接焊盘132及负极焊接焊盘133之上。
壁垒部131例如可以由与单元内部钝化层115及单元外周钝化层116相同的材料来形成，也可以将表面由这些材料形成的胶带粘贴于正极焊接焊盘132及负极焊接焊盘133。
在图7所示的结构的情况下，由于在正极焊接焊盘132及负极焊接焊盘133中，没有在壁垒部131的内侧和外侧的部分中断的部分，因此，在焊接焊盘与指状电极之间（例如，指状电极134n与除之以外的负极焊接焊盘133的部分之间）的连接电阻这一点上是有利的。此外，能改变所形成的壁垒部131的高度，还能增高壁垒部131。通过增高壁垒部131，还能使壁垒部131的宽度（图4的L3）变细。
此外，对于在焊接焊盘设置壁垒部的位置，也可以根据接合强度和互连器的大小进行适当调整。
如上所述，本实施方式的太阳能电池单元通过在焊接焊盘设置壁垒部，从而能抑制焊接焊盘中的焊料的浸润扩散，能防止因焊料而导致指状电极的短路。而且，由于能削减正极和负极焊接焊盘及与这些焊接焊盘相接触的P型和N型扩散层的面积，并能在削减该面积后的部位形成P型扩散层及与该P型扩散层相连接的指状电极、N型扩散层及与该N型扩散层相连接的指状电极，因此，能提高背接触型的太阳能电池单元的发电效率。
这样，本发明的太阳能电池单元能提高背接触型的太阳能电池单元的发电效率，可适用于太阳能电池的模块。
工业上的实用性
本发明所涉及的太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法具有缩小焊接焊盘的面积、提高发电效率的效果，可用作为背接触型的太阳能电池单元、使用太阳能电池单元的接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法等。
标号说明
100 太阳能电池单元
101 壁垒部
102 正极焊接焊盘
103 负极焊接焊盘
104 钝化层
105 壁垒部
106 壁垒部
111 受光面
112 硅基板
113 非受光面
114n、114p、114n2～114n8 指状电极
115 单元内部钝化层
116 单元外周钝化层
117 P型扩散层
118 N型扩散层
121 互连器
122 焊料
131 壁垒部
132 正极焊接焊盘
133 负极焊接焊盘
134n 指状电极
201 接触孔
600、650 太阳能电池单元
601 受光面
602 硅基板
603 非受光面
604n、604p、604n1～604n9、654n、654p 指状电极
605、655 单元内部钝化层
606 单元外周钝化层
607 P型扩散层
608 N型扩散层
701、751 正极焊接焊盘
702、752 负极焊接焊盘
801 互连器
802、852 焊料
803、853 互连器

Claims (6)

1.一种太阳能电池单元，其特征在于，包括：
硅基板；
形成于所述硅基板的第1面、分别与P型扩散层及N型扩散层相连接的一对指状电极；
将所述一对指状电极之间绝缘的内部钝化层；
一方的所述指状电极的指状部集结的集结部中的、用于与外部进行连接的连接区域；以及
在所述连接区域内、在与所述连接区域的所述一方的指状电极的极性不同的另一方的所述指状电极的前端形成的壁垒部。
2.如权利要求1所述的太阳能电池单元，其特征在于，
在各所述一对指状电极具有所述连接区域。
3.如权利要求1所述的太阳能电池单元，其特征在于，
所述壁垒部呈圆弧形状，在所述圆弧形状的外侧配置有另一方的所述指状电极的前端。
4.如权利要求1所述的太阳能电池单元，其特征在于，
所述壁垒部由Si氧化物、Si氮化物、Ti氧化物及Ti氮化物中的至少1种材料形成。
5.一种接合结构体，其特征在于，
包括多个如权利要求2所述的太阳能电池单元，
所述太阳能电池单元配置成使得极性彼此不同的所述连接区域相对，
相邻的所述太阳能电池单元中，相对的各所述壁垒部之间存在的所述连接区域的部分彼此经由利用焊料连接的互连器进行连接。
6.一种太阳能电池单元的制造方法，该太阳能电池单元在硅基板的第1面上形成有分别与P型扩散层及N型扩散层相连接的一对指状电极，其特征在于，该太阳能电池单元的制造方法包括：
扩散层形成步骤，该扩散层形成步骤在所述硅基板的第1面上，将所述P型扩散层及N型扩散层交替排列，分别形成为梳形；
钝化层形成步骤，该钝化层形成步骤在所述扩散层形成步骤之后，在所述硅基板的第1面上，形成用于将所述一对指状电极之间绝缘的内部钝化层，并且，在至少一方的所述指状电极的指状部集结的集结部中的、用于与外部进行连接的连接区域形成壁垒部，该壁垒部沿着与所述连接区域的所述指状电极的极性不同的另一方的所述指状电极的前端；
电极形成步骤，该电极形成步骤在所述钝化层形成步骤之后，在所述硅基板的第1面的、未形成所述内部钝化层及所述壁垒部的部分上附着金属，以形成所述一对指状电极。
CN201280020107.1A 2011-04-26 2012-04-26 太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法 Pending CN103503157A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011098157 2011-04-26
JP2011-098157 2011-04-26
PCT/JP2012/002862 WO2012147352A1 (ja) 2011-04-26 2012-04-26 太陽電池セル、接合構造体、および太陽電池セルの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103503157A true CN103503157A (zh) 2014-01-08

Family

ID=47071882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280020107.1A Pending CN103503157A (zh) 2011-04-26 2012-04-26 太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140041707A1 (zh)
JP (1) JP5627054B2 (zh)
CN (1) CN103503157A (zh)
WO (1) WO2012147352A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113169241A (zh) * 2018-11-30 2021-07-23 瑞士电子显微技术研究与开发中心股份有限公司 光伏模组

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD765590S1 (en) * 2013-12-11 2016-09-06 Solaero Technologies Corp. Solar cell
USD765024S1 (en) * 2013-12-11 2016-08-30 Solaero Technologies Corp. Solar cell
KR101816155B1 (ko) * 2017-02-13 2018-01-08 엘지전자 주식회사 태양 전지 패널
CN112349791B (zh) * 2020-10-27 2023-11-28 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法
WO2022107542A1 (ja) * 2020-11-18 2022-05-27 株式会社カネカ 太陽電池セル及び太陽電池モジュール

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050022857A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-03 Daroczi Shandor G. Solar cell interconnect structure
CN101431867A (zh) * 2007-11-05 2009-05-13 松下电器产业株式会社 安装结构体
US20100144218A1 (en) * 2006-08-25 2010-06-10 Rose Douglas H Solar cell interconnect with multiple current paths

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4979154B2 (ja) * 2000-06-07 2012-07-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US6781065B1 (en) * 2000-06-08 2004-08-24 The Whitaker Corporation Solder-coated articles useful for substrate attachment
JP2005191186A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Sekisui Jushi Co Ltd 太陽電池モジュール
JP4290747B2 (ja) * 2006-06-23 2009-07-08 シャープ株式会社 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子
DE102007003682A1 (de) * 2007-01-25 2008-08-07 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Verschaltung von Rückseitenkontaktsolarzellen mit Lötstoplack und Metalldrähten
US7804022B2 (en) * 2007-03-16 2010-09-28 Sunpower Corporation Solar cell contact fingers and solder pad arrangement for enhanced efficiency
JP2009176782A (ja) * 2008-01-21 2009-08-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
US9029689B2 (en) * 2010-12-23 2015-05-12 Sunpower Corporation Method for connecting solar cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050022857A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-03 Daroczi Shandor G. Solar cell interconnect structure
US20100144218A1 (en) * 2006-08-25 2010-06-10 Rose Douglas H Solar cell interconnect with multiple current paths
CN101431867A (zh) * 2007-11-05 2009-05-13 松下电器产业株式会社 安装结构体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113169241A (zh) * 2018-11-30 2021-07-23 瑞士电子显微技术研究与开发中心股份有限公司 光伏模组
CN113169241B (zh) * 2018-11-30 2022-07-08 瑞士电子显微技术研究与开发中心股份有限公司 光伏模组

Also Published As

Publication number Publication date
US20140041707A1 (en) 2014-02-13
WO2012147352A1 (ja) 2012-11-01
JP5627054B2 (ja) 2014-11-19
JPWO2012147352A1 (ja) 2014-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3096354B1 (en) Solar cell contact fingers and solder pad arrangement for enhanced efficiency
KR101260094B1 (ko) 태양 전지 셀, 및, 이 태양 전지 셀을 이용한 태양 전지 모듈
CN103503157A (zh) 太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法
US20140318613A1 (en) Solar cell
US20100139746A1 (en) Solar cell device, solar cell module, and connector device
WO2011011855A1 (en) Method for interconnecting back contact solar cells and photovoltaic module employing same
WO2017177726A1 (zh) 一种太阳能电池模组及其制备方法和组件、系统
US12027637B2 (en) Solar cell string for use in a photovoltaic module
JPWO2009123149A1 (ja) 太陽電池素子及び太陽電池モジュール
EP2302689A1 (en) Photovoltaic system and manufacturing method thereof
CN218730966U (zh) 太阳能电池及太阳能电池模块
US9425339B2 (en) Thin film solar module and method for production of the same
TWI585989B (zh) 太陽電池單元、太陽電池模組、太陽電池單元之製造方法及太陽電池模組之製造方法
JP5819862B2 (ja) 特別な母線形状を有する太陽電池、前記太陽電池を含む太陽電池配列、および太陽電池を製造するための方法
CN218677162U (zh) 一种太阳能电池串和光伏组件
CN115832093A (zh) 一种光伏电池结构及其制造方法、光伏组件
JPH11214733A (ja) 太陽電池装置
JP2008186928A (ja) 太陽電池および太陽電池モジュール
US20190051782A1 (en) Photovoltaic module
TW201731117A (zh) 背面接觸式太陽電池的內連線以及具有該內連線的太陽板
CN215988784U (zh) 一种太阳能电池及光伏组件
JP2002111024A (ja) 太陽電池装置
JP5944081B1 (ja) 太陽電池セル、太陽電池モジュール、太陽電池セルの製造方法、太陽電池モジュールの製造方法
CN218788381U (zh) 一种太阳能电池以及太阳能电池组件
CN215988782U (zh) 一种太阳能电池及光伏组件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151225

Address after: Osaka Japan

Applicant after: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd.

Address before: Osaka Japan

Applicant before: Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140108