CN109041583A - 太阳能电池元件以及太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池元件以及太阳能电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN109041583A
CN109041583A CN201780021223.8A CN201780021223A CN109041583A CN 109041583 A CN109041583 A CN 109041583A CN 201780021223 A CN201780021223 A CN 201780021223A CN 109041583 A CN109041583 A CN 109041583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
solar cell
region
substrate
cell device
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.)
Granted
Application number
CN201780021223.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109041583B (zh
Inventor
石川信哉
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Publication of CN109041583A publication Critical patent/CN109041583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109041583B publication Critical patent/CN109041583B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for 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
    • H01L31/0216—Coatings
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • 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
    • 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
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

太阳能电池元件具备半导体基板、钝化膜、第1电极、第2电极和1个以上的第3电极。钝化膜位于半导体基板上，具有多个第1孔部。第1电极位于各第1孔部内，与半导体基板电连接。第2电极与第1电极电连接，位于钝化膜上。1个以上的第3电极经由第2电极与第1电极电连接，在第1方向上位于直线状延伸的位置。钝化膜在平面透视下，具有：在与1个以上的第3电极相邻的第1区域中多个第1孔部所占的面积的比例小于在第2区域中多个第1孔部所占的面积的比例的部分，该第2区域位于比第1区域远离1个以上的第3电极的位置，并与第1区域面积相同。

Description

太阳能电池元件以及太阳能电池模块
技术领域
本公开涉及太阳能电池元件以及太阳能电池模块。
背景技术
作为能提升光电变换效率的太阳能电池(也称作太阳能电池元件)的结构之一而已知PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，发射极钝化以及背面电池)结构。
具有PERC结构的太阳能电池元件例如在硅基板的背面具备钝化膜。进而，该太阳能电池元件具备位于贯通钝化膜的位置的电极和位于硅基板的背面侧的大致整面的背面电极。
发明内容
公开了太阳能电池元件以及太阳能电池模块。
太阳能电池元件的一个方案是一种太阳能电池元件，具备：半导体基板、钝化膜、第1电极、第2电极以及1个以上的第3电极。所述钝化膜，其位于该半导体基板上，具有多个第1孔部。所述第1电极，其位于各所述第1孔部内，与所述半导体基板电连接。所述第2电极，其与所述第1电极电连接，位于所述钝化膜上。所述1个以上的第3电极，其经由所述第2电极与所述第1电极电连接，在第1方向上位于直线状延伸的位置。所述钝化膜在平面透视下，具有：在与所述1个以上的第3电极相邻的第1区域中所述多个第1孔部所占的面积的比例小于在第2区域中所述多个第1孔部所占的面积的比例的部分，该第2区域位于比所述第1区域远离所述1个以上的第3电极的位置，与所述第1区域面积相同。
太阳能电池模块的一个方案是一种太阳能电池模块，具备：上述方案的太阳能电池元件；和在所述1个以上的第3电极之上位于向所述第1方向延伸的位置的连接接头。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的第1面侧的外观的一例的俯视图。
图2是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的第2面侧的外观的一例的俯视图。
图3是表示沿着图1以及图2的III-III线的太阳能电池元件的端面的一例的端面图。
图4是表示第1实施方式所涉及的钝化膜中的第1孔部的分布的平面透视图。
图5(a)是放大示意表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的第1电极的近旁的部分的状态的端面图。图5(b)是放大示意表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的第1电极的近旁的部分的状态的俯视图。
图6(a)到图6(f)是用于说明第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的制造方法的端面图。
图7(g)到图7(i)是用于说明第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的制造方法的端面图。
图8(a)是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池模块的第1面侧的外观的一例的俯视图。图8(b)是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池模块的第2面侧的外观的一例的俯视图。
图9(a)是表示在太阳能电池元件连接连接接头的状态的一例的俯视图。图9(b)是表示将2个太阳能电池元件用连接接头连接的状态的一例的端面图。
图10是表示第1实施方式所涉及的钝化膜中的第1孔部的分布与连接接头的位置的关系的平面透视图。
图11是分解表示构成第1实施方式所涉及的太阳能电池模块的太阳能电池板的分解端面图。
图12是表示第2实施方式所涉及的太阳能电池元件的端面的一例的端面图。
具体实施方式
以下基于附图来说明各实施方式。附图中对具有同样结构以及功能的部分标注相同附图标记，在下述的说明中省略重复说明。另外，是示意进行表示的图，有省略构成要素的一部分的情况。图1到图12中附加右手系的XYZ坐标系。在该XYZ坐标系中，将沿着太阳能电池元件10的1个边的方向设为+X方向，将沿着与该1个边交叉的另1个边的方向设为+Y方向，将与+X方向和+Y方向两方正交的方向设为+Z方向。
《1.第1实施方式>
〈1-1.太阳能电池元件>
如图1到图3所示那样，太阳能电池元件10主要具有位于光入射的表(正面)侧的第1面10a、和位于该第1面10a的相反侧(背侧)的第2面10b。
另外，太阳能电池元件10中所用的半导体基板(也称作基板)1也同样具有第1面1a、和位于该第1面1a的相反侧的第2面1b。基板1具有：第1导电型(例如p型)的半导体区域的第1半导体层2；和位于该第1半导体层2中的第1面1a侧的第2导电型(例如n型)的半导体区域的第2半导体层3。
以下说明将p型的多晶或单晶的硅用作基板1(或第1半导体层2)的太阳能电池元件10，作为一例。
基板1例如具有100μm到250μm程度的厚度。基板1的形状若是例如俯视观察下1边的长度150mm到200mm程度的大致四边形状，分别具有基板1的大量太阳能电池元件10排列成的太阳能电池模块20(参考图8(a)以及图8(b))的制作就变得容易。但基板1的平面形状以及尺寸并没有限定。在此，例如能通过使硅基板含有硼以及/或者镓等p型杂质作为掺杂元素，能生成p型半导体区域的第1半导体层2。
第2半导体层3位于第1半导体层2上。另外，第2半导体层3是与第1半导体层2的第1导电型相反的第2导电型(第1实施方式中为n型)的半导体层。为此在第1半导体层2与第2半导体层3之间形成pn结部。第2半导体层3例如能使基板1的第1面1a侧含有磷等n型杂质作为掺杂元素来形成。
如图3所示那样，基板1的第1面1a具有用于减低照射的光的反射率的微细的凹凸结构(纹理)。由此在基板1的第1面1a侧能减低光的反射。纹理的凸部的高度例如是0.1μm到10μm程度。另外，纹理的相邻的凸部的顶部间的长度例如是0.1μm到20μm程度。
另外，太阳能电池元件10在第1面10a侧具备反射防止膜5以及表面电极7。进而太阳能电池元件10在第2面10b侧具备背面电极8以及钝化膜4。
反射防止膜5能减低照射到太阳能电池元件10的第1面10a的光的反射率。由此能提升太阳能电池元件10的光电变换效率。反射防止膜5例如能由氧化硅、氧化铝或氮化硅等绝缘膜、或它们的层叠膜构成。反射防止膜5的折射率以及厚度，例如只要是能对太阳光当中被基板1吸收并能有助于发电的波长范围的光实现低反射条件即可。例如在通过等离子化学气相生长(PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法成膜氮化硅的反射防止膜5的情况下，能实现具有1.8到2.5程度的折射率和60nm到120nm程度的厚度的反射防止膜5。
表面电极7如图1所示那样是位于基板1的第1面1a侧的电极。表面电极7例如具有多个(图1的示例中3根)母线电极7a和多个(图1的示例中40根)线状的指电极7b。
母线电极7a在图1的示例中直线状地位于Y方向上。母线电极7a例如是用于将在基板1以光电变换得到的电输出到太阳能电池元件10的外部的电极。母线电极7a例如具有1mm到3mm程度的宽度。另外，母线电极7a的至少一部分与指电极7b大致垂直相交，并电连接。
指电极7b能收集与在基板1中入射的光对应而产生的载流子，并传递到母线电极7a。指电极7b位于在X方向上延伸的位置。指电极7b例如具有30μm到200μm程度的宽度。多个指电极7b位于相互空开1mm到3mm程度的间隔的位置。在此，表面电极7例如在基板1的第1面1a侧位于沿着基板1的周缘部1Ed的Y方向的位置，具有与指电极7b同样的形状，可以进一步具有将多个指电极7b彼此电连接的副指电极7c。
例如在通过丝网印刷等将以银为主成分的导电性膏涂布成所期望的形状后，将该导电性膏烧成，能由此形成表面电极7。在此，主成分表示相对于整体的成分让含有的比率为50质量％以上的成分。在以下的记述中，主成分也表示与此同样的意义。烧成导电性膏而形成的表面电极7例如具有7μm到40μm程度的厚度。
钝化膜4位于基板1的第2面1b上的大致整面。钝化膜4具有多个第1孔部9。在此，各第1孔部9位于在厚度方向上贯通钝化膜4的位置。钝化膜4例如减低基板1与钝化膜4的界面中的缺陷水准，能减低该界面的近旁的少数载流子的再耦合。钝化膜4例如能由氧化硅、氧化铝或氮化硅等绝缘膜、或它们的层叠膜构成。钝化膜4例如具有6nm到100nm程度的厚度。在第1实施方式中，在第1半导体层2具有p型的导电型的情况下，作为钝化膜4，例如可以使用氧化铝的膜等具有负的固定电荷的膜。在此，若采用例如具有负的固定电荷的钝化膜4，就会因钝化膜4的电场效应从而少数载流子即电子从基板1与钝化膜4的界面远离。由此减低例如基板1与钝化膜4的界面的近旁的少数载流子的再耦合。
由氧化铝构成的钝化膜4例如用原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成在第2面1b上的大致整面。进而第1孔部9能使用YAG(钇、铝、石榴石)激光器装置，从钝化膜4上照射激光束而形成在钝化膜4中的任意的位置。
背面电极8如图2以及图3所示那样是位于基板1的第2面1b侧的电极。背面电极8例如具有第1电极8a、第2电极8b以及第3电极8c。
第1电极8a位于钝化膜4的第1孔部9内。如图3所示那样，第1电极8a位于多个第1孔部9各自的贯通孔内。即，存在多个第1电极8a。该第1电极8a与基板1电连接。例如第1电极8a的1个端部与基板1的第2面1b抵接。该1个端部例如是第1电极8a当中位于第1孔部9的贯通方向上的基板1侧的端部即可。由此第1电极8a例如能在基板1的第2面1b收集载流子。另外，第1电极8a的另1个端部与第2电极8b电连接。该另1个端部例如是第1电极8a当中位于第1孔部9的贯通方向上的与基板1相反侧的端部即可。由此例如能将第1电极8a收集的载流子传递到第2电极8b。在此，在对第2面10b进行平面透视时，第1电极8a的截面形状例如可以是圆状、椭圆状或矩形的任意者，也可以是带状(线状)。第1电极8a例如具有60μm到500μm程度的直径(或宽度)。
第2电极8b位于钝化膜4上。该第2电极8b与第1电极8a以及第3电极8c双方电连接。第2电极8b例如能将第1电极8a收集的载流子传递到第3电极8c。为此第2电极8b形成在例如第2面1b之上当中、除了形成外周端部以及第3电极8c的区域的一部分以外的大致整面上，以覆盖几乎全部的第1电极8a。
第1电极8a以及第2电极8b例如能如下那样形成。首先，在具有第1孔部9的钝化膜4之上用丝网印刷等涂布以铝为主成分的导电性膏。这时，导电性膏进入第1孔部9，也位于钝化膜4上。然后通过将导电性膏烧成来形成第1电极8a以及第2电极8b。在此，例如第1电极8a的膜厚与钝化膜4的膜厚相等。第2电极8b的厚度例如设为15μm到50μm程度。
在此，例如若使用含有铝的导电性膏来形成第1电极8a，就会在基板1形成BSF(Back Surface Field：背部表层区域)层13。例如在钝化膜4上涂布含有铝的导电性膏后，以具有铝的熔点以上的最高温度的给定的温度曲线来烧成导电性膏。由此形成第1电极8a，在导电性膏中的铝与基板1之间引起元素的相互扩散。其结果，在基板1中形成含有比第1半导体层2更高浓度的铝的BSF层13。在此，由于铝能成为p型的掺杂，因此BSF层13所含有的掺杂的浓度高于第1半导体层2所含有的掺杂的浓度。如此，在BSF层13中，以比第1半导体层2中的第1导电型的掺杂元素的浓度更高的浓度存在第1导电型的掺杂元素。BSF层13在基板1的第2面1b侧形成内部电场。为此能在基板1当中第2面1b的表面近旁减低少数载流子的再耦合。其结果难以出现太阳能电池元件10的光电变换效率的降低。BSF层13例如能通过扩散等使基板1的第2面1b侧的表层部含有硼或铝等掺杂元素来形成。第1半导体层2所含有的掺杂元素的浓度例如设为5×1015atoms/cm3到1×1017atoms/cm3程度。BSF层13所含有的掺杂元素的浓度例如设为1×1018atoms/cm3到5×1021atoms/cm3程度。
第3电极8c位于基板1的第2面1b之上。该第3电极8c经由第2电极8b与第1电极8a电连接。第3电极8c存在于夹着基板1与母线电极7a对置的位置。这里N个以上(N是自然数)的第3电极8c各自位于向第1方向(图2的示例中+Y方向)直线状延伸的位置。该第3电极8c例如是用于将在基板1通过光电变换得到的电输出到太阳能电池元件10的外部的电极。第3电极8c位于钝化膜4上或以贯通钝化膜4的状态位于直线状的位置，俯视观察下不与第1电极8a重叠。例如第3电极8c具有5μm到30μm程度的厚度和1mm到7mm程度的宽度。在此，例如也可以如图2所示那样，多个第3电极8c位于向着与第1方向正交的第2方向(图2的示例中+X方向)排列的位置。由此，例如能使通过基板1中的光电变换产生的电流分散并输出到太阳能电池元件10的外部。其结果，能减低太阳能电池元件10的串联电阻分量。
另外，各第3电极8c可以如图2所示那样，具有向+Y方向直线状排列的多个岛状部。另外，各第3电极8c的形状可以与母线电极7a的形状同样，连续形成在从基板1的第2面1b上的-Y侧的端部到+Y侧的端部的直线状的区域。其中，在第3电极8c具有多个岛状部的情况下，对第2面10b平面透视，第1电极8a或钝化膜4以及第2电极8b能位于多个岛状部之间。由此能提升太阳能电池元件10的光电变换效率。另外，对第2面10b进行平面透视，例如可以让第2电极8b与第3电极8c的外周部重叠。另外，第3电极8c可以具有例如矩形的电极的主体部和位于从该主体部突出的位置的突出部。在该情况下，若用第2电极8b覆盖突出部，就能将第3电极8c和第2电极8b电连接。另外，第3电极8c例如只要包含能钎焊的银或铜为主成分，就能在太阳能电池模块的制造工序中将缎带状的连接导体的连接接头与第3电极8c简单地连接。例如通过丝网印刷等将以银为主成分的导电性膏涂布成所期望的形状后，将该导电性膏烧成，能由此形成第3电极8c。
接下来说明第1实施方式的太阳能电池元件10的功能。在第1实施方式的太阳能电池元件10中，如图4所示那样，进行平面透视，钝化膜4具有在第1区域A1中多个第1孔部9所占的面积的比例小于在第2区域A2中多个第1孔部9所占的面积的比例的部分。在此，第1区域A1在行平面透视是与第3电极8c相邻的区域。另外，第2区域A2在平面透视下，是位于比第1区域A1更远离第3电极8c的位置并具有与第1区域A1相同面积的区域。
然而在通过含有金属的导电性膏的烧成来形成第1电极8a以及第2电极8b时，例如基板1的成分(例如硅)扩散到第1电极8a以及第2电极8b中。另外，第1电极8a以及第2电极8b的厚度越小，越易于产生基板1的成分的扩散。通过出现这样的成分的扩散，在第1孔部9的近旁，第1电极8a以及第2电极8b的金属成分和基板1的成分进行反应，从而形成电阻高的区域(也称作高电阻区域)。为此在第1实施方式的太阳能电池元件10中，对第2面10b进行平面透视，使多个第1孔部9的分布成为上述那样，存在第1区域A1中多个第1孔部9所占的面积的比例小于第2区域A2中多个第1孔部9所占的面积的比例的部分。由此能减低第1实施方式的太阳能电池元件10的等效电路中的串联电阻分量。其结果，能提高太阳能电池元件10的光电变换效率。
特别在如上述那样存在BSF层13的情况下，如图5(a)所示那样，在基板1形成BSF层13时，硅等半导体成分扩散到第2电极8b中。由此，在第2电极8b中形成含有硅与铝的合金的电阻高的部分(也称作高电阻部分)8bh。第2电极8b中的高电阻部分8bh大于第1电极8a。为此如图5(b)所示那样，在对第2面10b平面透视时，高电阻部分8bh的平面面积大于第1孔部9的平面面积。另外，在太阳能电池元件10中，若接受的光的强度分布均匀，除了形成表面电极7的位置以外，都能通过光电变换大致均匀地产生载流子。其中载流子的流动朝向用于输出电流的第3电极8c。这时，电流密度示出越靠近第3电极8c越大的倾向。
为此在第1实施方式中，在对第2面10b进行平面透视时，每单位面积的多个第1电极8a与第2电极8b的接触面积越接近第3电极8c越小。即，在对第2面10b平面透视时，在相互相邻的第3电极8c彼此之间，钝化膜4具有每单位面积的多个第1孔部9所占的面积的比例越接近第3电极8c越小的部分。具体地，如图2所示那样，设想N个第3电极8c包含从+X侧向-X侧排列的第1第3电极8c1、第2第3电极8c2和第3第3电极8c3的情况。在该情况下，如图4所示那样，对第2面10b进行平面透视，在钝化膜4中，在相互相邻的第1第3电极8c1与第2第3电极8c2之间，多个第1孔部9所占的面积的比例越接近第1第3电极8c1或第2第3电极8c2越小。另外，对第2面10b进行平面透视，在钝化膜4，在相互相邻的第2第3电极8c2与第3第3电极8c3之间，多个第1孔部9所占的面积的比例越接近第2第3电极8c2或第3第3电极8c3越小。即，例如对第2面10b平面透视，在相互相邻的第3电极8c彼此之间，存在多个第1电极8a与第2电极8b的每单位面积的接触面积越接近第3电极8c越小的区域。由此，例如越是电流密度相对大的区域，每单位面积的高电阻部分8bh所占的比例就越小。其结果，例如能减低太阳能电池元件10的等效电路中的串联电阻分量。因此能提升太阳能电池元件10的光电变换效率。
以下进一步说明能提高太阳能电池元件10的光电变换效率的结构例。
如上述那样，如图4所示那样，进行平面透视，钝化膜4具有：在与第3电极8c相邻的第1区域A1多个第1孔部9所占的面积的比例小于在第2区域A2多个第1孔部9所占的面积的比例小的部分，其中该第2区域A2位于比第1区域A1远离第3电极8c的位置，并与第1区域A1面积相同。
另外，在太阳能电池元件10中，例如在对第2面10b平面透视时，区域d1位于：第1第3电极8c1所位于的区域、与该区域所相邻的第2第3电极8c2所位于的区域之间。在在该区域d1，在基板1通过光电变换产生的载流子向在±X方向上位置最近的第3电极8c移动。为此，在区域d1，能使得随着从该区域d1的+X方向的中央部分向k1方向(+X方向)以及k2方向(-X方向)让电流密度变大。与此相对，如图4所示那样，例如对第2面10b平面透视，若各第1孔部9的大小相同，则在区域d1，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变小，使得+X方向的中央部分附近的每单位面积的第1孔部9的个数最多。换言之，例如对第2面10b平面透视，在区域d1，在+X方向的中央部分附近，每单位面积的多个第1孔部9所占的面积的比例成为最大。然后例如对第2面10b平面透视，在区域d1，以+X方向的中央部分为边界，随着去往k1方向(+X方向)以及k2方向(-X方向)，慢慢或阶段性地，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变大，使得第1孔部9的存在变疏。由此，例如太阳能电池元件10的等效电路中的串联电阻分量减低。其结果，能提升太阳能电池元件10的光电变换效率。在此，例如在对第2面10b进行平面透视时，所谓在区域d1中去往k1方向(+X方向)，表示在区域d1中接近第1第3电极8c1所位于的区域。另外，例如在对第2面10b进行平面透视时，所谓在区域d1中去往k2方向(-X方向)，表示在区域d1接近第2第3电极8c2所位于的区域。
另外，例如在对第2面10b平面透视时，区域d2位于：在位于基板1的+X方向一侧的周缘部(也称作右侧周缘部)1EdR与第1第3电极8c1所位于的区域之间。在该区域d2，例如可以相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变小，使得在右侧周缘部1EdR侧每单位面积的第1孔部9的个数最多。即，例如对第2面10b进行平面透视，可以在区域d2的右侧周缘部1EdR侧，每单位面积的多个第1孔部9所占的面积的比例成为最大。在该情况下，例如对第2面10b进行平面透视时，可以随着从右侧周缘部1EdR侧去往k4方向(-X方向)，慢慢或阶段性地，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变大，使得第1孔部9的存在变疏。在此，例如对第2面10b进行平面透视时，所谓在区域d2从右侧周缘部1EdR侧去往k4方向(-X方向)，表示在区域d2接近第1第3电极8c1所位于的区域。
同样地，例如在对第2面10b进行平面透视时，区域d3位于：在位于基板1的-X方向侧的周缘部(也称作左侧周缘部)1EdL与第3第3电极8c3所位于的区域之间。在该区域d3，例如也可以相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变小，使得在左侧周缘部1EdL侧每单位面积的第1孔部9的个数最多。即，例如对第2面10b进行平面透视，可以在区域d3的左侧周缘部1EdL侧，每单位面积的多个第1孔部9所占的面积的比例最大。在该情况下，例如在对第2面10b进行平面透视时，随着从左侧周缘部1EdL侧去往k5方向(+X方向)，慢慢或阶段性地，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变大，使得第1孔部9的存在变疏。在此，例如在对第2面10b进行平面透视时，所谓在区域d3从左侧周缘部1EdL侧去往k5方向(+X方向)，表示在区域d3接近第3第3电极8c3所位于的区域。
进而，例如在第3电极8c具有多个岛状部的情况下，在对第2面10b进行平面透视时，钝化膜4可以具有越接近岛状部在+Y方向上每单位面积的多个第1孔部9所占的面积的比例越小的部分。换言之，例如在对第2面10b进行平面透视时，可以存在越接近岛状部第1电极8a与第2电极8b的每单位面积的接触面积越小的区域。在此，与第3电极8c连接的连接接头沿着+Y方向(或-Y方向)与第3电极8c连接。为此，电从太阳能电池元件10流向连接接头的方向成为+Y方向(或-Y方向)。为此，例如在区域d1，可以随着去往k3方向(+Y方向)，慢慢或阶段性地，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变大，使得第1孔部9的存在变疏。在此，k3方向是从区域d1的-Y方向一侧即端部d1a侧朝向位于该端部d1a的相反侧的区域d1的+Y方向一侧即端部d1b侧的方向。由此，例如能减低太阳能电池元件10的等效电路中的串联电阻分量。其结果能提升太阳能电池元件10的光电变换效率。
另外，例如在对第2面10b平面透视时，钝化膜4可以在第3电极8c的长边方向的两端部与基板1的周缘部1Ed之间具有每单位面积的多个第1孔部9所占的面积的比例越接近第3电极8c越小的部分。在此如图2所示那样，设想第3电极8c在长边方向(这里是±Y方向)上具有-Y方向一侧的第1端部E1和与该第1端部E1相反侧(+Y方向侧)的第2端部E2的情况。在该情况下，如图4所示那样，例如对第2面10b进行平面透视，在第3电极8c的长边方向上，钝化膜4可以在第1端部E1所位于的区域与上侧周缘部1EdU之间具有越接近第3电极8c多个第1孔部9所占的面积的比例越小的部分。在此，上侧周缘部1EdU是位于基板1的周缘部1Ed当中的第1端部E1侧的部分。另外，例如对第2面10b进行平面透视，在第3电极8c的长边方向上，钝化膜4可以在第2端部E2所位于的区域与下侧周缘部1EdB之间具有越接近第3电极8c多个第1孔部9所占的面积的比例越小的部分。在此，下侧周缘部1EdB是基板1的周缘部1Ed当中的位于第2端部E2侧的部分。
从其他观点来说，例如对第2面10b进行平面透视，可以在钝化膜4中，在第3电极8c所位于的区域的长边方向上，在第1端部E1所位于的第1部分En1与上侧周缘部1EdU之间存在越接近第3电极8c多个第1孔部9所占的面积的比例越小的部分例越小的部分。另外，例如对第2面10b进行平面透视，可以在钝化膜4，在第3电极8c所位于的区域的长边方向上，在第2端部E2所位于的第2部分En2与下侧周缘部1EdB之间存在越接近第3电极8c多个第1孔部9所占的面积的比例越小的部分。换言之，例如对第2面10b进行平面透视，可以存在越接近第3电极8c第1电极8a与第2电极8b的每单位面积的接触面积越小的区域。
另外，如图4所示那样，例如对第2面10b进行平面透视，区域d4位于基板1的-Y方向一侧的周缘部(上侧周缘部)1EdU与第2第3电极8c2所位于的区域之间。在该区域d4，也可以例如随着从上侧周缘部1EdU侧去往第2第3电极8c2所位于的区域侧的k6方向(+Y方向)，慢慢或阶段性地，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变小，使得第1孔部9的存在变疏。另外，如图4所示那样，例如对第2面10b进行平面透视，在基板1的+Y方向的周缘部(下侧周缘部)1EdB与第3电极8c所位于的区域之间的区域，也是随着去往k7方向(-Y方向)，慢慢或阶段性地，相邻的第1孔部9彼此的中心间距离变大，使得第1孔部9变疏。由此能减低太阳能电池元件10的等效电路的串联电阻分量。其结果能提升太阳能电池元件10的光电变换效率。
另外，可以如图4所示那样，例如在基板1的周缘部1Ed与区域d1的端部d1b之间的区域d5、以及基板1的周缘部1Ed与区域d2的+Y方向的端部之间的区域d6等，多个第1孔部9布置成均匀分布。但例如也可以存在成越接近第3电极8c的第2端部E2，越是慢慢或阶段性地让第1孔部9变疏。具体地，例如在基板1的周缘部1Ed的位于+Y方向的下侧周缘部1EdB与区域d1、d2、d3之间的各区域，存在成在接近位于最靠近第3电极8c的位置的端部的方向(也称作k8方向)上慢慢或阶段性地让多个第1孔部9变疏。另外，同样地，例如在基板1的周缘部1Ed的位于-Y方向的上侧周缘部1EdU与区域d1、d2、d3之间的各区域，存在成在接近位于最靠近第3电极8c的位置的端部的方向(k8方向)上慢慢或阶段性地让多个第1孔部9变疏。
例如在使用150mm到160mm程度的多晶硅基板的太阳能电池元件10的情况下，第1电极8a与第2电极8b的每单位面积的接触面积在发明者们重复的实验中设定为以下所示的值。区域d1的端部d1a侧的部分中的+X方向的中央部的接触面积设定为6mm2/cm2到15mm2/cm2程度。另外，在区域d1的端部d1a侧的部分的k1方向(+X方向)或k2方向(-X方向)上最接近第3电极8c的部分的接触面积设定为2mm2/cm2到5.9mm2/cm2程度。另外，区域d1的端部d1b侧的部分当中的+X方向的中央部的接触面积设定为、2mm2/cm2到5.9mm2/cm2程度。另外，区域d1的端部d1b侧的部分当中的k1方向(+X方向)或k2方向(-X方向)的最接近第3电极8c的部分的接触面积设定为0.1mm2/cm2到1.9mm2/cm2程度。
太阳能电池元件10中的第1电极8a与第2电极8b的每单位面积的接触面积能如下那样测定。例如首先用砂纸等研磨太阳能电池元件10的第2面10b侧的部分来除去第2电极8b。由此使第1电极8a当中与第2电极8b接触的端部露出。然后使用光学显微镜等测定该第1电极8a的端部的面积等。另外，例如可以使太阳能电池元件10浸渍在5质量％到30质量％程度的浓度的盐酸的水溶液来使第1电极8a和第2电极8b溶解，由此使由氧化铝等构成钝化膜4露出，使用光学显微镜等来测定第1孔部9的面积。
〈1-2.太阳能电池元件的制造方法>
接下来说明太阳能电池元件10的制造方法的各工序。
首先如图6(a)所示那样准备基板1。基板1可以是单晶硅或多晶硅。基板1例如通过已有的CZ法或铸造法等制作。以下说明作为基板1而使用p型的多晶硅基板的示例。在此，例如用铸造法制作多晶硅的锭块。锭块的电阻率例如可以是1Ω·cm到5Ω·cm程度。在此，作为掺杂元素，例如在多晶硅中添加硼即可。接下来，将多晶硅的锭块用线锯装置进行切片，得到多个基板1。基板1例如具有1边的长度约160mm的正方形状的表背面和200μm程度的厚度。之后若在基板1的表背的整面用例如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或氢氟酸-硝酸混合酸等水溶液实施极微量的蚀刻，就能除去基板1的切片时产生的机械损伤层以及污染层。
另外，可以如图6(b)所示那样，在基板1的第1面1a形成用于减低光的反射的纹理。纹理例如通过使用NaOH等碱溶液或氢氟酸-硝酸混合酸等酸溶液的湿式蚀刻、或使用RIE(Reactive Ion Etching，反应离子蚀刻)法等的干式蚀刻来形成。
接下来如图6(c)所示那样，在有纹理的基板1的第1面1a侧的表层部形成n型的第2半导体层3。第2半导体层3例如能通过涂布热扩散法或气相热扩散法等形成。涂布热扩散法例如是将做成膏状的五氧化二磷(P2O5)涂布在基板1的第1面1a上并通过加热使磷扩散到基板1的第1面1a侧的表层部的方法。气相热扩散法是将成为气体状的三氯氧磷(POCl3)作为磷的扩散源的方法。第2半导体层3例如形成为具有0.1μm到2μm程度的厚度和40Ω/□到200Ω/□程度的薄片电阻值。在此，例如在气相热扩散法中，在具有由POCl3等构成的扩散气体的气氛中，在600℃到800℃程度的温度下，对基板1实施5分钟到30分钟程度的热处理，将磷硅酸盐玻璃(也称作PSG)形成在基板1的表面上。之后，在例如氩或氮等惰性气体气氛中，在800℃到900℃程度高的温度下，对基板1实施10分钟到40分钟程度的热处理。由此，磷从PSG扩散到基板1的表层部，从而在基板1的第1面1a侧的表层部形成第2半导体层3。
在第2半导体层3的形成工序中，在第2面1b侧也形成第2半导体层3的情况下，用蚀刻除去形成于第2面1b侧的第2半导体层3。由此使p型的第1半导体层2在基板1的第2面1b侧露出。在此，例如将基板1的第2面1b浸在氢氟酸-硝酸混合酸溶液中，除去形成于第2面1b侧的第2半导体层3。之后在形成第2半导体层3时用蚀刻将附着于基板1的第1面1a侧的PSG除去。这时也可以还除去形成于基板1的侧面的第2半导体层3。
接下来如图6(d)所示那样，在第2面1b侧的第1半导体层2上形成例如由氧化铝构成的钝化膜4。作为钝化膜4的形成方法，例如能使用ALD法或PECVD法等。在此，例如若使用ALD法，则基板1的第2面1b的钝化膜4的被覆率(Coverage)就会提升。由此能提升钝化膜4带来的钝化效应。
在用ALD法形成钝化膜4时，首先在成膜装置的腔内载置形成第2半导体层3的基板1。然后在将基板1加热到100℃到250℃程度的温度域的状态下，重复多次以下所示的工序A到工序D。由此能在基板1上形成有所期望的厚度的由氧化铝构成的钝化膜4。工序A到工序D的内容如下那样。
[工序A]将用于形成氧化铝的三甲基铝(TMA)等铝的原料和Ar气体或氮气体等载流子气体一起提供到成膜装置的腔内的基板1上。由此在基板1的全周围吸附铝的原料。提供TMA的时间例如是15m秒到3000m秒程度。
[工序B]通过氮气体进行成膜装置的腔内的净化。由此除去腔内的铝的原料。这时，进一步除去物理吸附以及化学吸附在基板1的铝的原料当中、除了以原子层等级化学吸附的成分以外的铝的原料。在此，通过氮气净化腔内的时间例如是1秒到数十秒程度即可。
[工序C]将水或臭氧气体等氧化剂提供到成膜装置的腔内。这时，TMA中所含的烷基被除去，并被OH基置换。由此在基板1上形成氧化铝的原子层。氧化剂提供到腔内的时间例如是500毫秒到1500毫秒程度即可。另外，在此，若对腔内和氧化剂一起提供氢原子，则形成的氧化铝的膜中易于含有氢原子。
[工序D]通过氮气体进行成膜装置的腔内的净化。由此除去腔内的氧化剂。这时，例如在基板1上的原子层等级的氧化铝的形成时除去不对反应做出贡献的氧化剂等。在此，通过氮气净化腔内的时间例如是1秒到数十秒程度即可。
以后通过重复多次工序A到工序D的一系列工序，能形成例如具有6nm到200nm程度的所期望的膜厚的氧化铝的膜。
这里说明了作为铝的原料而使用TMA来形成氧化铝的情况，但作为铝的原料，也可以使用其他原料。例如在能设定为-20℃到120℃的范围内的原料提供温度下，作为气体提供源，例如能采用具有100Pa以上的适当的蒸汽压力、在腔内能以气体状态提供的材料。例如能使用三乙基铝(TEA)等作为其他原料。如上述那样，通过使用ALD法，能除了作为p型半导体区域的第1半导体层2的第2面1b上以外，在包含基板1的侧面上的基板1的全周围形成钝化膜4。在该情况下，例如可以在形成于基板1的第2面1b上的钝化膜4上通过涂布形成耐酸性抗蚀剂膜等后，用氢氟酸等通过蚀刻除去不需要的钝化膜4。
接下来如图6(e)所示那样，在基板1的第1面1a侧例如形成包含氮化硅膜的反射防止膜5。反射防止膜5例如能使用PECVD法或溅射法等形成。在使用PECVD法的情况下，例如事前将基板1加热到高于成膜中的温度的温度。之后，例如在用氮(N2)稀释硅烷(SiH4)与氨(NH3)的混合气体后提供到加热的基板1。然后例如使腔内的反应压力成为50Pa到200Pa，来在辉光放电分解中使混合气体的成分等离子化并沉积在第1面1a上，由此形成反射防止膜。在此，成膜温度例如是350℃到650℃程度即可。另外，辉光放电所需的高频电源的频率例如是10kHz到500kHz程度即可。另外，提供给腔的气体的流量对应于腔的大小等适宜决定。作为提供给腔的气体的流量，例如设为150sccm到6000sccm的范围。这时，例如硅烷的流量A与氨的流量B的流量比(B/A)是0.5到15程度即可。
接下来如图6(f)所示那样，在钝化膜4形成多个第1孔部9。在此，例如通过在基板1的第2面1b侧照射利用激光器装置的激光束，能以图4所示那样的图案形成多个第1孔部9。激在光器装置中，能使用带Q开关Nd：YAG(掺钕、钇-铝-石榴石)激光器(激光束的波长为1064nm)、或Nd：YAG激光器的第2谐波(SHG、激光束的波长为532nm)等。例如在使用带Q开关Nd：YAG激光器的第2谐波的情况下，能采用这样的条件：振荡频率为10kHz，输出从7W到10W，束径为100μm程度。在此，例如可以在形成第3电极8c的位置不形成第1孔部9。
接下来如图7(g)到图7(i)所示那样，如以下那样形成表面电极7(母线电极7a、指电极7b、副指电极7c)和背面电极8(第1电极8a、第2电极8b、第3电极8c)。
首先如图7(g)所示那样，使用第1膏16来形成表面电极7。在此，作为第1膏16，例如采用具有作为主成分而含银的金属粉末的导电性膏。该金属粉末例如可以由主要的金属成分为粒径0.05μm到20μm程度或0.1μm到5μm程度的银粉末构成。另外，该金属粉末中含有的银的含有量可以设为导电性膏的总质量的65质量％到85质量％程度。另外，第1膏16例如进一步含有有机媒介物以及玻璃料。在此，第1膏16中的有机媒介物的含有浓度例如可以设为导电性膏的总质量的5质量％到15质量％程度。另外，第1膏16中的玻璃料的含有浓度例如可以设为导电性膏的总质量的0.05质量％到10质量％程度。在此，首先使用丝网印刷将第1膏16在基板1的第1面1a侧涂布成图1所示的图案。然后，对涂布后的第1膏16实施例如在给定的温度下使溶剂蒸发来干燥的处理。
接下来，如图7(h)所示那样，使用第2膏17来形成背面电极8的第3电极8c。在此，作为第2膏17，例如能采用含有作为主成分的银的粉末、有机媒介物以及玻璃料等的导电性膏。第2膏17可以与上述第1膏16同样。作为第2膏17的涂布法，例如能使用丝网印刷法等。在此，例如在钝化膜4上涂布第2膏17后，对第2膏17实施在给定的温度下使溶剂蒸发来干燥的处理。
进而，如图7(i)所示那样，使用第3膏18来形成第1电极8a以及第2电极8b。在此，作为第3膏18，例如采用具有作为主成分而含铝的金属粉末的导电性膏。该金属粉末例如可以由主要的金属成分是粒径0.05μm到20μm程度或0.1μm到5μm程度的铝粉末构成。另外，该金属粉末中所含有的铝的含有量可以设为导电性膏的总质量的65质量％到80质量％程度。另外，第3膏18例如进一步含有有机媒介物以及玻璃料。在此，第3膏18中的有机媒介物的含有浓度例如可以设为导电性膏的总质量的5质量％到15质量％程度。另外，第3膏18中的玻璃料的含有浓度例如可以设为导电性膏的总质量的0.05质量％到10质量％程度。在此，首先在基板1的第2面1b侧涂布第3膏18，覆盖已经形成的第1孔部9。这时，例如若在基板1的第2面1b侧的未形成第3电极8c的部位的几乎整面涂布第3膏18，则不用进行严密的对位就能使第3膏18填充到第1孔部9的内部。作为第3膏18的涂布法，例如能使用丝网印刷法等。对涂布后的第3膏18可以实施在给定的温度下使溶剂蒸发来干燥的处理。
之后，对涂布了第1膏16、第2膏17以及第3膏18的基板1在烧成炉内实施在700℃到950℃程度的最高温度下维持数十秒到数十分钟程度的烧成。这时，各导电性膏(第1膏16、第2膏17以及第3膏18)烧结。由此如图3所示那样形成表面电极7(母线电极7a、指电极7b以及副指电极7c)和背面电极8(第1电极8a、第2电极8b、第3电极8c)。在该烧成时，第1膏16烧穿反射防止膜5。由此，形成表面电极7，与基板1的第1面1a侧的n型的第2半导体层3连接。另外，通过填充于第1孔部9的内部的第3膏18的烧成来形成第1电极8a。这时，伴随第1电极8a的形成而在基板1的第2面1b的表层部形成BSF层13。进而，通过涂布于基板1的第2面1b侧的第3膏18的烧成来形成第2电极8b，覆盖第1孔部9。进而，通过第2膏17的烧成来形成第3电极8c。这时，第2膏17不会烧穿钝化膜4，可以在钝化膜4上形成第3电极8c，第2膏17烧穿钝化膜4，从而可以在第1半导体层2上形成第3电极8c。在此，例如能通过适宜调整第2膏17中的玻璃料的成分来控制钝化膜4的烧穿的有无。例如在使钝化膜4烧穿的情况下，能在玻璃料中运用SiO2-BiO3-PbO系的玻璃料。另一方面，例如在不使钝化膜4烧穿的情况下，能在玻璃料中运用B2O3-SiO2-ZnO系的玻璃料。
〈1-3.太阳能电池模块>
如图8(a)以及图8(b)所示那样，太阳能电池模块20具有：有多个太阳能电池元件10的太阳能电池板23；和位于太阳能电池板23的外周部的框架24。太阳能电池模块20具有：主要接受光的面即第1面20a；和相当于第1面20a的背面的第2面20b。并且太阳能电池模块20如图8(b)所示那样，在第2面20b上具有端子盒25。另外，在端子盒25中布线用于将在太阳能电池模块20产生的电力提供到外部的电路的输出线缆26。
在构成太阳能电池模块20的太阳能电池元件10中运用例如上述的第1实施方式的太阳能电池元件10。在此，太阳能电池模块20中相邻的太阳能电池元件10彼此如图9(a)以及图9(b)所示那样用连接接头22电连接。在该连接接头22中例如运用具有0.1mm到0.3mm程度的厚度的铜或铝的金属箔。该金属箔例如在表面涂覆焊料。该焊料通过镀覆或浸渍等而能形成得例如具有5μm到30μm程度的平均厚度。该连接接头22的宽度例如可以与太阳能电池元件10的母线电极7a的宽度同等以下。由此，难以由连接接头22妨碍太阳能电池元件10的受光。另外，连接接头22可以与母线电极7a以及第3电极8c的大致全表面连接。由此能使太阳能电池元件10的电阻分量变小。在此，在使用例如具有1边160mm程度的大致正方形的表背面的基板1的情况下，在连接接头22中采用具有1mm到3mm程度的宽度和260mm到320mm程度的长度的连接接头。
另外，如图9(a)所示那样，与1个太阳能电池元件10连接的多根连接接头22当中的第1连接接头22a钎焊在太阳能电池元件10的第1面10a的母线电极7a。另外，多根连接接头22当中的第2连接接头22b钎焊在太阳能电池元件10的第2面10b的第3电极8c。
在此，如图9(b)所示那样，相邻的太阳能电池元件10(太阳能电池元件10S、10T)用连接接头22连接。具体地，连接接头22例如在长边方向上具有：以钎焊与太阳能电池元件10S的第1面10a的母线电极7a连接的一端部；和以钎焊与太阳能电池元件10T的第2面10b的第3电极8c连接的其他端部。这样的连接在多个(例如5个到10个程度)太阳能电池元件10之间重复存在。即，存在具有直线状串联连接的多个太阳能电池元件10的太阳能电池串列。
在此，太阳能电池模块20例如具备在第3电极8c上位于向第1方向延伸的位置的连接接头22。如上述那样，在太阳能电池元件10中，进行平面透视，钝化膜4具有：在与第3电极8c相邻的第1区域A1中多个第1孔部9所占的面积的比例小于位置得比第1区域A1远离第3电极8c并与第1区域A1相同面积的第2区域A2中多个第1孔部9所占的面积的比例的部分。换言之，例如向第1方向(+Y方向)越接近第3电极8c的岛状部，第1电极8a与第2电极8b的每单位面积的接触面积越小。例如如图10所示那样，在对钝化膜4进行平面透视时，在第1方向(+Y方向)上，在位于-Y方向的一侧的端部侧，多个第1孔部9最密地存在，随着去往第1方向而多个第1孔部9存在得变疏。与此相对，在太阳能电池模块20中，若连接接头22向相邻的太阳能电池元件10延伸出的方向是第1方向(k9方向)，则在连接接头22中在第1方向上流过电流。在该情况下，例如通过多个第1孔部9具有上述的分布，从而太阳能电池模块20的串联电阻减低，能提升太阳能电池模块20的光电变换效率。
另外，如图8(a)所示那样，太阳能电池模块20具备多根(例如2根到10根程度)的上述的太阳能电池串列。在此，多根太阳能电池串列例如空开1mm到10mm程度的给定间隔大致平行地排列。并且多根太阳能电池串列的各端部的太阳能电池元件10彼此例如以横向布线27的钎焊等而电连接。由此，例如构成多根太阳能电池串列的多个太阳能电池元件10串联电连接。另外，在多根太阳能电池串列中，在多个太阳能电池元件10当中串联电连接的两端的2个太阳能电池元件10连接外部导出布线32(参考图11)。
太阳能电池模块20具有将透光性基板28、表面侧填充件29、多根太阳能电池串列、背面侧填充件30和背面件31层叠而成的太阳能电池板23。该太阳能电池板23例如如下那样形成。
首先准备透光性基板28、表面侧填充件29、背面侧填充件30以及背面件31。
透光性基板28例如由具有透光性的玻璃构成。在此，在玻璃中例如使用厚度3mm到5mm程度的白板玻璃、强化玻璃、双层强化玻璃或热线反射玻璃等。
表面侧填充件29以及背面侧填充件30例如分别由乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA：ethylene vinyl acetate copolymer)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成。在这些表面侧填充件29以及背面侧填充件30中使用例如通过T型模头和挤出机形成的具有0.4mm到1mm程度的厚度的薄片状的填充件。
背面件31例如具有减低来自外部的水分的浸入的作用。在背面件31中例如使用夹持铝箔的具有耐气候性的氟系树脂薄片、或者蒸镀了氧化铝或二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片等。在此，例如在将来自太阳能电池模块20的第2面20b侧的入射光用在发电中的情况下，背面件31可以由具有透光性的玻璃或聚碳酸酯树脂等构成。
接下来，如图11所示那样，在透光性基板28上配置表面侧填充件29后，如上述那样依次层叠连接多个太阳能电池元件10的多根太阳能电池串列、背面侧填充件30以及背面件31来制作层叠体。
接下来将该层叠体放置在层压装置。然后在减压下，一边加压层叠体一边在100℃到200℃下加热15分钟到1小时程度，能由此制作太阳能电池板23。
然后如图8(a)以及图8(b)所示那样，在太阳能电池板23的外周部安装框架24，根据需要在形成第2面20b的背面件31上安装端子盒25，由此完成太阳能电池模块20。
〈2.其他实施方式>
本公开并不限定于上述一实施方式，能在本公开的范围内加进大量修正以及变更。例如形成电极时的烧成可以在进行了用于形成成分类似的表面电极7和背面电极8的第3电极8c的烧成后，与用于形成第1电极8a以及第2电极8b的烧成分开进行。
〈2-1.第2实施方式>
例如可以如图12所示那样，采用以上述第1实施方式的太阳能电池元件10为基础进一步具备保护膜11第2实施方式的太阳能电池元件10A。在图12的示例中，保护膜11在太阳能电池元件10A的第2面10b侧位于钝化膜4与第2电极8b之间。另外，保护膜11具有位于第1孔部9上的第2孔部19。为此形成第1孔部9和第2孔部19连通的1个贯通孔。另外，第1电极8a除了位于第1孔部9内，还位于第2孔部19内。换言之，第1电极8a从第1孔部9内位于到第2孔部19内。
保护膜11例如由氮化硅的膜或氧化硅的膜等构成。例如能通过使用PECVD法或溅射法来形成具有2nm到15nm程度的膜厚的氮化硅的膜。另外，例如能通过使用PECVD法来形成具有2nm到15nm程度的膜厚的氧化硅的膜。例如在将氮化硅的膜用作保护膜11的情况下，若保护膜11的膜厚小于钝化膜4的膜厚，则构成钝化膜4的氧化铝的负的固定电荷与构成保护膜11的氮化硅的正的固定电荷相比处于优势。为此钝化膜4的钝化效应效果难以降低。
上述结构的太阳能电池元件10A例如能通过在第1实施方式中的上述的钝化膜4的形成工序后形成保护膜11来制作。在此，例如对在第2面1b侧形成钝化膜4的基板1用与上述的反射防止膜5的形成方法同样的方法形成保护膜11。具体地，例如在用PECVD法中用氮气体将硅烷与氨的混合气体稀释后提供到腔内的基板1上。然后使腔内的反应压力成为50Pa到200Pa来在辉光放电分解中使混合气体的成分等离子化并沉积在基板1上，能由此形成保护膜11。
另外，第2孔部19例如能用与上述第1实施方式中的第1孔部9的形成方法同样的方法形成。具体地，例如能通过对保护膜11上照射激光束来同时形成第1孔部9和第2孔部19。
若存在保护膜11，则例如在形成第2电极8b时，在以铝为主成分的第3膏18的烧成时，难以因铝的扩散而出现钝化膜4的变质或破坏。由此能维持钝化膜4的钝化效应。
附图标记的说明
1 基板(半导体基板)
1a 第1面
1b 第2面
2 第1半导体层
3 第2半导体层
4 钝化膜
5 反射防止膜
7 表面电极
7a 母线电极
7b 指电极
7c 副指电极
8 背面电极
8a 第1电极
8b 第2电极
8bh 第2电极的高电阻部分
8c 第3电极
8c1 第1第3电极
8c2 第2第3电极
8c3 第3第3电极
9 第1孔部
10 太阳能电池元件
10a 第1面
10b 第2面
11 保护膜
13 BSF层
16 第1膏
17 第2膏
18 第3膏
19 第2孔部
20 太阳能电池模块
20a 第1面
20b 第2面
23 太阳能电池板
24 框架
25 端子盒
26 输出线缆
27 横向布线
28 透光性基板
29 表面侧填充件
30 背面侧填充件
31 背面件
32 外部导出布线

Claims (7)

1.一种太阳能电池元件，其特征在于，具备：
半导体基板；
钝化膜，其位于该半导体基板上，具有多个第1孔部；
第1电极，其位于各所述第1孔部内，与所述半导体基板电连接；
第2电极，其与该第1电极电连接，位于所述钝化膜上；和
1个以上的第3电极，其经由所述第2电极与所述第1电极电连接，并设置成在第1方向上直线状延伸，
所述钝化膜在平面透视下，具有：在与所述1个以上的第3电极相邻的第1区域中所述多个第1孔部所占的面积的比例小于在第2区域中所述多个第1孔部所占的面积的比例的部分，该第2区域位于比所述第1区域远离所述1个以上的第3电极的位置，与所述第1区域面积相同。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述太阳能电池元件进一步具备：
保护膜，其位于所述钝化膜与所述第2电极之间，具有位于所述多个第1孔部之上的多个第2孔部，
所述第1电极除了位于各所述第1孔部内以外，还位于各所述第2孔部内。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述1个以上的第3电极包含：在与所述第1方向正交的第2方向上排列的多个第3电极。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述1个以上的第3电极包含相互相邻的第1第3电极和第2第3电极，
所述钝化膜在平面透视下，在所述第1第3电极与所述第2第3电极之间具有：越接近所述第1第3电极或第2第3电极所述多个第1孔部所占的面积的比例越小的部分。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
各所述第3电极具有多个岛状部，
所述钝化膜在平面透视下，具有：向所述第1方向越接近所述多个岛状部的至少1个岛状部所述多个第1孔部所占的面积的比例越小的部分。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
各所述第3电极在长边方向上具有第1端部和位于该第1端部的相反侧的第2端部，
所述钝化膜在平面透视下，在所述长边方向上，在所述第1端部与所述半导体基板的位于所述第1端部侧的周缘部之间、以及所述第2端部与所述半导体基板的位于所述第2端部侧的周缘部之间，具有越接近所述1个以上的第3电极所述多个第1孔部所占的面积的比例越小的部分。
7.一种太阳能电池模块，其特征在于，具备：
权利要求1～6中任一项所述的太阳能电池元件；和
在所述1个以上的第3电极之上设置为向所述第1方向延伸的连接接头。
CN201780021223.8A 2016-03-30 2017-03-28 太阳能电池元件以及太阳能电池模块 Active CN109041583B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016068921 2016-03-30
JP2016-068921 2016-03-30
PCT/JP2017/012602 WO2017170529A1 (ja) 2016-03-30 2017-03-28 太陽電池素子および太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109041583A true CN109041583A (zh) 2018-12-18
CN109041583B CN109041583B (zh) 2022-07-29

Family

ID=59964613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780021223.8A Active CN109041583B (zh) 2016-03-30 2017-03-28 太阳能电池元件以及太阳能电池模块

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10651322B2 (zh)
JP (1) JP6613365B2 (zh)
CN (1) CN109041583B (zh)
WO (1) WO2017170529A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6947907B2 (ja) * 2018-02-27 2021-10-13 京セラ株式会社 太陽電池素子
CN115241298B (zh) 2022-02-25 2023-10-31 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013032716A1 (en) * 2011-08-26 2013-03-07 Ferro Corporation Fire through aluminum paste for sinx and better bsf formation
US20130244371A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Renewable Energy Corporation Asa Cell and module processing of semiconductor wafers for back-contacted solar photovoltaic module
JP2014157871A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Hitachi Chemical Co Ltd パッシベーション膜形成用組成物、パッシベーション膜付半導体基板及びその製造方法、並びに太陽電池素子及びその製造方法
CN104362192A (zh) * 2014-10-23 2015-02-18 天威新能源控股有限公司 一种金属环绕背接触电池及其制备方法和封装方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8569100B2 (en) 2008-06-26 2013-10-29 Mitsubishi Electric Corporation Solar cell and manufacturing method thereof
KR101130196B1 (ko) * 2010-11-11 2012-03-30 엘지전자 주식회사 태양 전지
DE102012107026A1 (de) * 2012-08-01 2014-02-06 Solarworld Innovations Gmbh Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
JP2015050349A (ja) * 2013-09-02 2015-03-16 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池素子およびその製造方法並びにファイヤースルー用アルミニウムペースト

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013032716A1 (en) * 2011-08-26 2013-03-07 Ferro Corporation Fire through aluminum paste for sinx and better bsf formation
US20130244371A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Renewable Energy Corporation Asa Cell and module processing of semiconductor wafers for back-contacted solar photovoltaic module
JP2014157871A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Hitachi Chemical Co Ltd パッシベーション膜形成用組成物、パッシベーション膜付半導体基板及びその製造方法、並びに太陽電池素子及びその製造方法
CN104362192A (zh) * 2014-10-23 2015-02-18 天威新能源控股有限公司 一种金属环绕背接触电池及其制备方法和封装方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10651322B2 (en) 2020-05-12
WO2017170529A1 (ja) 2017-10-05
JP6613365B2 (ja) 2019-11-27
CN109041583B (zh) 2022-07-29
JPWO2017170529A1 (ja) 2019-01-24
US20190081186A1 (en) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5025184B2 (ja) 太陽電池素子及びこれを用いた太陽電池モジュール、並びに、これらの製造方法
CN105247686B (zh) 太阳能电池单元及其制造方法、太阳能电池模块
JP5153939B2 (ja) 太陽電池素子、分割太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび電子機器
US8912431B2 (en) Solar cell element and solar cell module
EP3151286B1 (en) Solar cell element, method for manufacturing same and solar cell module
JP5241961B2 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法ならびに太陽電池モジュール
WO2016068237A1 (ja) 太陽電池モジュール
US20130133737A1 (en) Solar cell elements and solar cell module using same
US20200176623A1 (en) Solar cell element and solar cell module
CN206040655U (zh) 一种多主栅太阳能电池和组件及系统
JP6555984B2 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法
CN107690709B (zh) 太阳能电池元件及其制造方法
JP2017033970A (ja) 太陽電池素子およびその製造方法
CN108713255A (zh) 太阳能电池元件
CN109041583A (zh) 太阳能电池元件以及太阳能电池模块
JP6426486B2 (ja) 太陽電池素子の製造方法
CN105702807B (zh) 太阳能电池的制备方法
JP2015106585A (ja) 太陽電池素子の製造方法および太陽電池モジュール
JP6224513B2 (ja) 太陽電池素子の製造方法
JP6571409B2 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法
WO2017057618A1 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法並びに太陽電池モジュール
CN117954529A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法、电池组件和光伏系统
JP2015029014A (ja) 太陽電池素子および太陽電池モジュール
JP2015070178A (ja) 太陽電池素子および太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant