CN112956032A - 太阳电池及太阳电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种太阳电池及太阳电池的制造方法，其目的为减小串联电阻分量及增大并联电阻分量来使太阳电池的效率提升。本发明的构成为在绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且以指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在绝缘膜上之后进行烧制，且通过烧制时在指状电极所含有的银及铅的作用而将指状电极下的膜也就是绝缘膜贯穿而在区域与指状电极之间形成导电性通路，而且在烧制的同时通过绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的绝缘性固定条。

Description

太阳电池及太阳电池的制造方法

技术领域

本发明有关于一种太阳电池及太阳电池的制造方法，该太阳电池在基板上制作照射光等时会生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有穿透光线等的绝缘膜，且在绝缘膜上形成有将电子从区域取出的取出口的指状电极(finger electrode)，而且使多个指状电极电性连接而将电子取出至外部，且该太阳电池具有绝缘性固定条代替传统的汇流排电极(bus-bar electrode)。

背景技术

传统在太阳电池单元的设计中，以将在太阳电池单元内所生成的电子效率良好地流动至被连接的外部电路为重要。为了达成该任务，设法使从单元连接至外部的部分的电阻分量减小及使所生成的电子不会消失为特别重要。

因此，本发明人等曾提出使用导电性玻璃的钒酸盐玻璃作为汇流排电极而使连接指状电极与外部取出的条带(引线)之间的电阻值减小，而且使被集中在汇流排电极的电子的消失减少的技术申请(日本特愿2016-015873、日本特愿2015-180720)。

发明内容

(发明欲解决的课题)

但是，只使用上述传统的银或导电性玻璃作为汇流排电极而使连接指状电极与外部取出的条带(引线)连接之间的电阻值减小仍为不充分，有需要进一步改善来达成太阳电池的高效率的课题。

另外，也有需要廉价、简单且高效率的太阳电池单元结构及其制造方法的课题。

而且，也有将传统含有昂贵的银或钒、钡的导电性玻璃的使用量消除或减低、及将铅(铅玻璃)的使用量减低或消除，而使太阳电池的制造成本进一步减低而且无公害且结构简单的课题。

另外，也有无法对太阳电池的基板的背侧及表面的端子进行简单、确实、廉价且牢固地焊接的课题。

(用以解决课题的手段)

本发明人等着眼于指状电极的顶部露出于绝缘膜的上的情形，发现使该露出的指状电极的部分具有开口的绝缘性玻璃具有坚固的密合性而形成，若其上方直接连接至外部端子的带状的条带(ribbon)时，则串联电阻分量会变小，同时电子从外部端子往内部泄漏的并联电阻分量变大的构成等。

因此，减少指状电极与外部端子之间的串接电阻分量且增大外部端子与基板的内部之间的并联电阻分量的同时，使用廉价的材料的绝缘性玻璃形成具有开口的固定条，来代替传统的汇流排电极的材料的银、导电性玻璃等昂贵的材料，而且直接将外部端子牢固地固定在其上，而能够制造一种高效率、低泄漏电流、结构简单且廉价的太阳电池。

因此本发明人等提供一种太阳电池，其在基板上形成有照射光线等时会形成生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成穿透光线等的绝缘膜，且在绝缘膜上形成有将电子从区域取出的取出口也就是指状电极，而且隔着指状电极将电子取出至外部，其中，在绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且将指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在绝缘膜上之后进行烧制，且通过烧制时的指状电极所含有的银及铅的作用而将指状电极下的膜也就是绝缘膜贯穿而在区域与指状电极之间形成导电性通路，而且在烧制的同时通过绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的绝缘性固定条。

此时，就将具有余裕的部分作为开口而言，将指状电极及绝缘性固定条在形成时受到误差的影响较小的既定宽度的部分设为开口。

另外，就将具有余裕的部分作为开口而言，设为将外部端子超声波焊接在指状电极及绝缘性固定条上时与超声波焊接烙铁的前端的接触部分相等或若干狭窄的开口，以使前端的接触部分不直接接触绝缘膜。

而且，烧制是在将指状电极进行锻烧(firing)的温度与形成绝缘性固定条的温度之中，前者与后者为相等或较高，而且采用前者的温度而进行。

另外，烧制设为1秒以上且60秒以下。

而且，作为在绝缘性固定条或固定条所含有的绝缘玻璃材料，设为磷酸盐玻璃、铋玻璃的任一种以上。

另外，要将外部端子焊接在指状电极及绝缘性固定条的焊接材料，含有锡、锡的氧化物、锌、锌的氧化物的至少1种以上。

而且，焊接材料按照需要而添加铜、银、铝、铋、铟、锑中的一种以上作为添加物。

另外，将外部端子在指状电极及绝缘性固定条的焊接设为超声波焊接。

而且，外部端子设为带状的条带。

另外，将铝或部分地开孔的铝形成在基板的与设置有前述区域、绝缘膜、指状电极、及绝缘性固定条的表侧为相反的背侧整面，且将背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。

而且，设为背侧的外部端子在对应于与表侧的绝缘性固定条大致相同的位置的背侧的铝上的位置或部分地开孔的一部分，将背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。

另外，设为不在绝缘膜上形成绝缘性固定条，在相当于指状电极及未形成固定条的部分的指状电极及绝缘膜，直接予以焊接或将附预焊的取出线予以焊接而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接。焊接设为超声波焊接。

(发明效果)

本发明如上述，指状电极的上部在氧化膜上露出的构成且使在指状电极的部分具有开口的绝缘性玻璃具有坚固的密合性而形成，而且若从其上方直接连接外部端子的带状的条带时，会成为串联电阻分量变小，且电子从外部端子泄漏至内部的并联电阻分量变大的构成，成为高效率的太阳电池。

另外，将锡(其氧化物)及锌(其氧化物)等作为焊接材料，在将氧化膜、绝缘性固定条、条带的三者予以焊接(超声波焊接等)时，因为绝缘性固定条的焊接密合性良好，所以产生使指状电极和氧化膜与条带的接合性稳定地长寿命化的效果。

而且，相比于由传统的银材料、导电性玻璃等所构成的汇流排电极的昂贵构成，能够使用廉价的绝缘性玻璃材料而削减大幅度的成本。

另外，在传统铅焊料为占主流的太阳电池，通过减轻铅的使用而能够谋求构筑对环境友善的制程。

而且，能够使用廉价的材料将连接端子坚固且确实地焊接在太阳电池的基板的背侧。

另外，通过不在绝缘膜上形成绝缘性固定条，而是直接予以焊接或将附预焊的取出线焊接在相当于指状电极及未形成固定条的一部分，而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接(超声波焊接)，而能够将汇流排消除。

具体实施方式

[实施例1]

图1至图3显示本发明的一实施例构成图。

在图1至图3，氮化膜3形成在基板(晶圆)1上的绝缘膜。

指状电极5通过将银、铅(铅玻璃)的膏状物印刷在氮化膜3上且烧结，而且通过众所周知的锻烧将该氮化膜3贯穿而在与高浓度电子区域之间导电性路径，并且将电子取出至外部(后述)。

固定条6为本发明所设置的绝缘性固定条，以指状电极5的部分作为开口而牢固地固定在氮化膜3的同时，使外部端子(带状的条带)的焊接成为良好，而且用以减低从指状电极5取出的电子泄漏至基板(氮化膜3等)的情形(也就是减低并联电阻分量)等(后述)。

固定条区域61形成绝缘性固定条6的区域(后述)。

图1显示从晶圆的上侧起将指状电极5及绝缘性固定条6部分放大后的示意图的例子。

在图1，图示的矩形形状基板(硅基板、晶圆)使用于实验。矩形的尺寸在此使用48mm(数值为1例)。

指状电极5如图示，在此为往横向各隔既定间隔设置多数个，而且进行烧结且通过锻烧而将导电性路径形成在高浓度电子区域之间(后述)。

固定条区域61为绝缘性固定条区域61，如图示的虚线所示，在指状电极5往直角方向以既定宽度形成后述的绝缘性固定条6的区域。

图2显示从晶圆的上侧起将指状电极5与绝缘性固定条6部分放大后的示意图的例子。

在图2，绝缘性固定条6形成在图1的绝缘性固定条区域61，在此，如图示，设置多个以指状电极5的部分作为开口的带状的部分。在此，例如图示，设置多个2.0mm宽度、长度1.2mm且与指状电极5的间隔为0.5mm左右。该绝缘性固定条6的形成通过网版印刷而进行，随后进行烧结而使其牢固地固定在氮化膜3的同时使焊接成为良好(后述)。

图3显示从晶圆的侧面起将指状电极5及绝缘性固定条6部分放大后的示意剖面图的例子。

在图3，指状电极5进行网版印刷而烧结且通过锻烧而贯穿下层的氮化膜3而在与下方的高浓度电子区域之间形成导电性路径，同时如图示地在朝上方形成通常约20μm的突出部作为上部(头部)(后述)。

绝缘性固定条6为本发明所采用的绝缘性固定条，是将绝缘玻璃或含有绝缘玻璃的绝缘性膏状物进行网版印刷，而且在指状电极5在烧结时同时加热，据此使其熔融而牢固地固定在氮化膜3，且形成表面容易焊接的状态的绝缘性固定条(后述)。该绝缘性固定条6以电性上较高的绝缘性为优选(也就是并联电阻分量以较大为优选)，这是为了不使在条带流动的电子泄漏至基板等。绝缘性固定条6如图示，相比于指状电极5的上部(头部)的高度(在此为约20μm)，以形成较低的高度(在此为约20μm或其以下)的方式调整(网版印刷时调整绝缘玻璃或含有绝缘玻璃的绝缘性膏状物的浓度等)为优选。据此，将图示的条带7进行焊接(超声波焊接为优选)时，能够以覆盖指状电极5的上部(头部)的部分的方式完全地焊接而减少接触电阻(串联电阻分量)，而且增强机械强度(即便拉伸条带7也不会剥离)。

实验依下述时

·固定条6的宽度：2mm

·超声波焊接烙铁的烙铁头长度：2mm

·超声波焊接烙铁的烙铁头宽度：2mm

有关指状电极5与绝缘性固定条6的间隔(长度方向的间隔)

·上限设为不会比烙铁头的动作方向的长度(在上述例为2mm)太长且使烙铁头的下方不会接触氮化膜3等而造成损伤(通过实验而决定)。

·下限设为不会使图3所图示的焊接倾斜部分太陡，而且为网版印刷叠合精确度以内且不会使焊接材料切断(通过实验而决定)。

另外，有关指状电极5与绝缘性固定条6的宽度的

·上限设为条带宽度(固定条6的宽度)。

·下限设为上限的0.8左右。

另外，超声波焊接设为2W左右。太大时对N+发射极(高浓度电子区域)造成损伤。由于较小时无法得到焊接密合性(焊接密合性的规定为0.2N以上，在本发明设为0.5N以上)，因此通过实验而决定最优选W数(会因超声波焊接烙铁(烙铁头的长度、宽度等)而为不同，所以通过实验而决定)。

在此，将绝缘性固定条6及指状电极5与条带(外部端子)予以焊接的要件，与指状电极5(银)、绝缘性固定条6(绝缘玻璃)的密合性为良好。

·作为适合其的焊接材料使用锡与锌的合金、锡与铜的合金、锡与银的合金等。

·将条带(预焊完毕)进行超声波焊接在绝缘性固定条6及指状电极5时的超声波输出功率如上述以2W左右为优选。通过超声波焊接，不需要过度的高温。而且可以不用提高焊接区域外的无用的部分的温度，能够防止因周围无用的温度上升引起性能劣化。

另外，条带(外部端子)中心以铜作为材料的线材且外侧被焊接材料覆盖(预焊完毕)。

·因为基板(晶圆)的背侧的焊接是将铝涂布在该基板的背侧整面，所以是对此直接将条带予以超声波焊接或在形成导电性固定条(钒酸盐玻璃)后再将条带予以超声波焊接。

另外，焊接材料以锡、锌等作为主体时，若预测会有低温脆性的情况，为了避免该情况，按照需要而添加添加物(铜、银等)(添加而成为合金)。另外，添加铝、铋、铟、锑等作为添加物而改善湿润性、改善氧化性、容易制造焊料合金等，而且按照需要而添加适量(通过实验而决定)。

另外，绝缘性固定条6的形成，在实验中

·使用磷酸/锌系玻璃、铋系玻璃或以这些作为主体的膏状物，进行网版印刷且烧结而形成。

·材料例：绝缘玻璃(磷酸/锌系玻璃、铋系玻璃(参照图11)等)或含有这些玻璃的绝缘性玻璃膏。

·概略说明：将全材料进行熔融且急速冷却而生成绝缘玻璃，而且使其成为粉末而制造膏状物。将该膏状物进行网版印刷而形成绝缘性固定条6且进行烧结，最后形成绝缘性固定条6。

该绝缘性固定条6的形成的要件以满足下点的方式，通过实验而决定材料、网版印刷的厚度、烧结温度等

(1)与所使用的焊接材料的密合性为良好

(2)电绝缘性为良好

(3)与氮化膜3的密合性为良好。

其次，依图4至图7的步骤流程的顺序，依次详细地说明图1至图3的构成的步骤。

图4至图7显示本发明的步骤流程。

在图4，S1为准备Si基板(四价)。其为准备当作太阳电池的基板(四价)的晶圆。

S2为制造P型(三价)的基板1。其为将硼等扩散在S1的Si基板(四价)而形成P型(三价)。

S3为将磷(五价)扩散而在表面制造N+型。据此，能够制造高浓度电子区域(N+型)。

在图5，S4为在基板1的表侧的N+区域(高电子浓度区域)上形成氮化膜3。氮化膜3通常为60nm左右。据此，N+区域(高电子浓度区域)受到氮化膜3保护。

另外，在S4为将铝膜4通过蒸镀、溅射等而形成在基板1的背侧。铝膜4成为太阳电池的背侧的电极部分。

S5为进行指状电极的印刷。其为使用由银、铅玻璃所构成的膏状物进行网版印刷出前述图1至图3中的指状电极5的形状。

S6为进行使溶剂挥散。其为在100至120℃进行加热1小时左右，使网版印刷后的膏状物所含有的溶剂完全除去。

图6的S7为进行绝缘性固定条6的印刷。其为使用含有绝缘玻璃或绝缘玻璃的绝缘性膏状物进行网版印刷出前述图1至图3中的绝缘性固定条6的形状。

S8为进行绝缘性固定条的溶剂挥散。其为在100至120℃进行加热1小时左右，使网版印刷后的绝缘性膏状物所含有的溶剂完全除去。

S9为进行烧制。其为依指状电极5会产生烧穿(fire-through)的条件进行烧制。若详细地说明，在S5及S6使用由银、铅玻璃所构成的膏状物(银/铅玻璃膏)将指状电极5予以网版印刷在氮化膜3上，而且在S7及S8以不同样地重复的方式，使用含有绝缘玻璃或绝缘玻璃的绝缘性膏状物将绝缘性固定条6予以网版印刷在氮化膜3并在此状态下将两者同时进行烧制(加热)。该烧制的条件如前述，若以前者(通过银/铅玻璃膏而产生的烧穿)的烧制温度与后者(绝缘玻璃膏的溶解/固定)的温度(一种铜焊温度(brazing temperature))进行比较，则以前者高于后者或相等为要件，在此采用前者的烧制温度(烧穿的烧制温度)而进行烧制。具体而言，例如750℃至850℃的范围内以1至60秒的范围内进行烧制(加热使用远红外线灯而进行，最优选条件为通过实验而决定)。

通过这些步骤，产生能够同时达成(1)指状电极5将氮化膜3予以烧穿，及(2)绝缘性固定条6牢固地固定在氮化膜3且表面变为容易焊接的显著的效果。

图7的S10为进行预焊。其为如前述图3所示，从在S9烧制后的指状电极5及绝缘性固定条6上起，使用超声波焊接烙铁进行焊接材料的预焊。

S11为进行条带焊接。其为在S10进行预焊之后对条带进行焊接(详细参照前述图3的说明)。另外，也可使用经预焊的条带而直接对指状电极5及绝缘性固定条6进行超声波焊接。

S12为进行背侧的条带焊接。其为将条带予以超声波焊接在图5的S4中形成在基板1的背侧的铝膜4。该背侧的条带焊接可将经预焊的条带直接予以超声波焊接在图5的S4的铝膜4，也可将导电性玻璃(例如钒酸盐玻璃)网版印刷在具有开口的背侧且进行烧制使其强力地固定之后，将条带及绝缘性固定条6与铝膜5的两者进行超声波焊接而使强度增强。

图8显示本发明的具体例及传统例。

图8的(a)部分显示本发明的分离型的例子的照片。其显示绝缘性固定条6从指状电极5分离，而且绝缘性固定条沿长度方向被分割的例子(称为分离型)。

图8的(b)部分显示传统的触碰条型的例子的照片。其显示导电性固定条与指状电极5相接，而且导电性固定条沿长度方向被分割的例子(称为触碰条型)。

上述之中，图8的(b)部分的触碰条型，无法在导电性固定条网版印刷时的精确度(位置对准等)、及指状电极5的网版印刷时的精确度(位置对准等)为较大时采用，以使这些精确度误差不会造成影响的方式选择本发明的图8的(a)部分的分离侧为优选。

另外，设为图8的(a)部分的分离型时，如前述，在超声波焊接时相比于烙铁头的尺寸(长度方向)，烙铁头为稍微较小，因为能够防止烙铁头接触下方的氮化膜3而遭到破坏掉等的情况，所以能够进行良好的焊接。

图8的(c)部分显示在传统的汇流排电极下具有指状电极的例子。该传统的情况，因为以与指状电极正交的方式将含有银、铅玻璃的膏状物予以网版印刷在带状的汇流排电极且进行烧制而形成，所以指状电极无法从汇流排电极上突出且无法直接将条带进行焊接在本发明的该指状电极，结果因为经由指状电极-汇流排电极-条带而将电子取出至外部，所以无法减小路径的电阻(串联电阻分量)，结果有使太阳电池的效率低落的缺点。

图9显示本发明的玻璃制造流程图。其为形成前述图2等的绝缘性固定条6的绝缘玻璃的制造流程图。

在图9，S21为调配玻璃成分。其调配例如后述图11的磷酸/锌系玻璃或铋系玻璃等绝缘性玻璃的玻璃成分(ZnO、P₂O₅、CaO、B₂O₃.ZnO等的各成分)。

S22为添加至坩埚且进行搅拌。其为在S21将粉末状的各成分添加至坩埚而充分地搅拌且均匀地混合。

S23为放入至1000℃的电炉。其为在S22将各玻璃成分的粉末添加至坩埚而搅拌且充分地掺合之后，放入至1000℃的电炉(可将坩埚放入至电炉且在1000℃加热)。另外，加热温度系通过实验而决定最优选温度。

S24系进行加热1小时。其系在S23放入至1000℃的电炉之后，加热1小时(加热时系进行搅拌)。

S25系从电炉取出至常温的外部铁板上且进行急冷。据此，能够制造绝缘性玻璃块。

依照以上的S21至S25的顺序，能够制造后述图11的磷酸/锌系玻璃、铋系玻璃等绝缘玻璃块。将该绝缘性玻璃块使用众所周知的手法进行粉碎成既定粒径而作为绝缘玻璃膏的材料。

图10显示本发明的绝缘玻璃的成分/条件例。其显示在图2的太阳电池的绝缘性固定条6使用绝缘玻璃时所需要的成分、条件等的例子。

在图10，使用在太阳电池的绝缘性固定条6时的绝缘玻璃被要求耐水性、耐光性、绝缘性、密合性(氮化膜、焊接密合性)等，具体而言需要图10显示的下述条件、成分限制。

通过使用满足以上的条件、成分限制等的绝缘玻璃对图2的固定条6进行烧制而形成，据此使绝缘性固定条6强力地固定在氮化膜的同时，即使将条带予以超声波焊接在绝缘性固定条6上，在条带下也具有绝缘性固定条6，且在其基板内部的电阻分量(称为并联电阻分量)也变得极大，从指状电极5取出至条带的电子会通过该并联电阻分量而泄漏至基板内部的比率可能变得极小，结果能够减低太阳电池的效率(电流×电压)低落(参照后述的图16至图19)。

图11为显示本发明的磷酸盐玻璃及铋系玻璃的例子。单位为重量％。

在图11，磷酸/锌系玻璃的例子1、例2具有如图示下述的成分(重量％)。

在图11，铋玻璃的例子1、例2具有如图示下述的成分(重量％)。

通过如以上的成分而制造绝缘性磷酸/锌系玻璃、铋玻璃且作为太阳电池的固定条5使用时，能够效率良好地减低并联电阻分量(参照后述的图16至图19)。

图12为显示本发明的绝缘膏应用流程图。其显示将由绝缘性玻璃(磷酸/锌系玻璃。铋玻璃)的粉末所构成的绝缘膏实际应用于制造太阳电池的固定条5时的流程图。

在图12，S31为将绝缘膏进行网版印刷而印刷固定条5的图案。其使用绝缘膏将图2的固定条6网版印刷在前述图1的固定条区域61以进行网版印刷。

S32为在干燥的大气中放置(2至24小时)。该干燥例如

·使用干燥BOX(干燥用的箱、容器)等。

·依照情况也有将本步骤省略的情形。

S33为使印刷后的绝缘膏的溶剂((3)有机溶剂)挥发。例如以下述条件进行：

·在40至100℃左右的温度区域，

·进行100分钟左右的热处理(干燥处理)(溶剂挥散步骤)。

据此，能够使已网版印刷绝缘膏的太阳电池的固定条6的部分所含有的溶剂挥发，且太阳电池的固定条6能够被接着在基底部分。

S34为在干燥的大气中放置(2至24小时)。该干燥例如

·使用干燥BOX(干燥用的箱、容器)等。

·依照情况也有将本步骤省略的情形。

S35进行烧制(烧结)。其条件为

·就远红外线烧结装置的1例而言：

在340至900℃的范围内以3至60秒的范围进行烧结。

另外，在约1(以3为优选)至60秒的范围即可。另外，也可以使用红外线的烧结装置代替远红外线烧结装置。作为使用远红外线、红外线所进行的烧结，虽然在上述例中使用灯(远红外线灯)，但是不被此限定，只要是陶瓷加热器、激光等可释放红外线、远红外线的烧结装置时均可。而且，能够在上述范围内的温度、烧结时间烧结时，也可为其它方式(例如也可为将空气等气体加热后的热风等)。

另外，也可进行多次网版印刷及烧结来调整膜厚。

依照上述，在实验使用本发明的绝缘性绝缘膏对太阳电池的绝缘性固定条5进行网版印刷且在上述范围内(温度、烧结时间)进行烧结，能够测定比传统的银膏(银粉末100％)等更良好的太阳电池的效率(转换效率)(参照后述的图16至图19)。

图13显示本发明的绝缘玻璃膏的组成例。图13为绝缘玻璃膏的组成例且为由主材、有机材、有机溶剂、树脂所构成的膏状物，实验使用图示的如下述的组成而制造。

在图13，成分、浓度范围(重量％)、备注如图示的下述。

将以上的组成充分地混炼而制造绝缘玻璃膏，对依照图12的流程图的固定条进行印刷、干燥、烧结而制造图2的绝缘性固定条6。

图14为显示使用在本发明的网版印刷的网筛的条件例。

如图14记载，网筛的条件例如

·网筛线径：16μm

·网眼：325条/inch

·孔眼开度(opening)：62μm

·空间率：63％

在此，要控制太阳电池的绝缘性固定条6的膜厚时，通过改变上述网筛的条件、或改变绝缘膏中的有机溶剂的浓度而进行。

图15为显示本发明的实际应用例。其显示使用银膏(含铅)将指状电极网版印刷在太阳电池的基板上所形成的氮化膜上，而且使用绝缘玻璃膏将6固定条网版印刷之后，将两者一次烧制而同时形成指状电极5、绝缘性固定条6之后的照片的例子。

在此设为

·指状电极5的宽度为0.1mm

·绝缘性固定条6的宽度×长度为0.5mm×0.7mm

·指状电极5与固定条6的间隔为0.3mm。

在此，绝缘性固定条6使用磷酸系玻璃，为了清晰地拍摄玻璃，照片使用黄色光照明。原本的玻璃为无色透明。

另外，在如图示所制造的指状电极5、绝缘性固定条6上，往纵向将预焊的铜带予以超声波焊接，据此将引线焊接。

依照以上，第1是直接将铜带予以超声波焊接在指状电极5，能够消除传统的汇流排电极(银)中介存在于与指状电极5之间的情形而减小串联电阻分量。

而且，第2是使用绝缘性固定条6代替传统的汇流排电极(银、导电性玻璃)，能够削减电子从该汇流排电极(银、导电性玻璃)泄漏至基板内部的分量(也就是极度增大并联电阻分量而削减泄漏)。此时，绝缘性固定条5强力地固定在下方的氮化膜且该绝缘性固定条5可通过超声波焊接而将铜带抶固焊接且能够将该铜带牢固地固定在基板。

其次，使用如图16至图19，详细地说明通过本发明的上述第1串联电阻分量的减少、及极度增大上述第2并联电阻分量，而能够减低泄漏，据此提升太阳电池的转换效率乙事。

图16显示本发明的特性的说明图(其1-串联电阻分量的削减效果)。纵轴显示从太阳电池输出的电流，横轴显示此时输出的电压。图中的实线的I-V曲线显示使用本发明的绝缘性固定条6(图15)所得的I-V曲线(绝缘性固定条5)的例子，虚线显示使用传统导电性的汇流排电极所得的I-V曲折(传统导电性的汇流排电极)的例子。

在图16，较大椭圆的部分示意性地显示通过直接将条带予以超声波焊接在指状电极5来减轻串联电阻分量而使电流成分增大的情形。也就是，因为本发明为直接将条带(铜带)予以超声波焊接在指状电极5的突出部分，所以在指状电极5与条带之间消除传统的汇流排电极且消除对应的电阻(串联电阻)，使对应的串联电阻分量变小，因此图16示意性地显示I-V曲折的电流增大且往上方移动的情形。

图17显示本发明的特性的说明图(其2-通过较大的并联电阻分量而泄漏电流的减低效果)。纵轴、纵轴与图16相同。

在图17，较大椭圆的部分示意性地显示使用绝缘玻璃作为固定条6而制造传统导电性的汇流排电极的部分而提高并联电阻分量以减低泄漏电流的情形。也就是，本发明形成绝缘性分离型的固定条6代替传统导电性的汇流排电极，且将条带(铜带)予以超声波焊接在该固定条6。因此，在条带与基板之间具有绝缘性固定条6，其使条带至基板内部的电阻极度增大而减轻泄漏电流，对应的并联电阻分量变为极大，因此图17示意性地显示I-V曲折的电压增大且往右方移动的情形。

图18显示本发明的特性的说明图(其3-通过绝缘玻璃的固定条而电流、电压的增大效果)。纵轴、横轴与图16相同。

在图18，较大椭圆的部分示意性地显示通过图16的较大椭圆、及图17的较大椭圆而得到的相乘效果，也就是通过串联电阻分量的减低的电流增大、与通过并联电阻分量变为极大而使泄漏电流减低导致与电压上升的乘积增大的加乘效果。

图19显示本发明的太阳电池表面的汇流排电极的变迁说明图。其显示本发明人等提出申请的太阳电池表面的汇流排电极的变迁说明图。

图19的(a)部分示意性地显示使用导电玻璃的汇流排电极时的情形。该申请案例如记载在日本特愿2016-015873。

图19的(b)部分示意性地显示使用分离型的导电性玻璃的汇流排电极时的情形。该申请案例如记载在日本特愿2016-257471。在该分离型的导电性玻璃的汇流排电极时，通过使用分离型的导电性玻璃，通过○1串联电阻的减少而使太阳电池的转换效率提升0.1至0.2％。

图19的(c)部分示意性地显示使用本发明的分离型绝缘玻璃的固定条6(汇流排)时(导电性的汇流排电极为消除)的情形。该分离型绝缘性玻璃的固定条6(汇流排)时，如使用图1至图18已说明，通过使用分离型的绝缘性玻璃，通过①串联电阻分量的减少、及②并联电阻分量的增大而泄漏减少且太阳电池的转换效率提升0.2-0.4％以上。

其次，使用如图20至图25，详细地说明将附着有焊料的取出线也就是条带或线材(金属线)直接予以超声波焊接在基板、在基板上所形成的膜、固定条、背面的铝面、在该铝面开孔的部分等超声波焊接对象的部分的顺序。

图20显示本发明的动作说明流程图(无预焊的情况)。

在图20，S101为进行焊接烙铁、晶圆搭载台等的温度、超声波振荡频率等的设定。其在进行超声波焊接之前，进行下述操作作为前准备。

·焊接烙铁：加热至既定温度(加热至附着在条带或线材的焊料会熔融的温度)。

·晶圆搭载台：将基板的晶圆的搭载台预热至既定温度(比附着在条带或线材的焊料会熔融的温度为更低的温度，例如180℃(后述))。

·超声波振荡频率等：将既定频率、既定输出功率的超声波以从焊接烙铁头供给至基板的晶圆的方式调整(例如在后述，以将数十KHz、1至6W的超声波供给至烙铁头的方式调整)。

S102将晶圆安装在既定位置。其将欲与条带或线材超声波焊接的例如太阳电池的晶圆使用图示外的自动机器，搬运至已在S101加热至既定温度的晶圆搭载台的既定位置而予以固定。在固定的瞬间被预热至既定温度(例如180℃)。

S103将焊接金属线或条带送出。其将预先附着有焊料的金属线(线材)或条带使用图示外的自动机器送出至已在S102被固定在晶圆搭载台的既定位置的经预热的预热晶圆的既定位置(要进行超声波焊接的基板或基板上的膜的既定位置)。金属线(线材)或条带从卷轴送出、或从收纳有多数个已切割成既定长度的金属线或条带的搭载箱送出。另外，特别是因为偶尔会发生在将金属线从卷盘送出途中因扭曲而被切断的情形，故以将已切割成既定长度的金属线(线材)使用自动机器从搭载箱送出为优选。使用条带时则没有如此的情况。

S104为进行超声波焊接。其是已在S102将晶圆固定在晶圆搭载台且经预热至既定温度(例如180℃)的状态下，而且已在S103将附着有焊料的金属线(线材)或条带供给(或裁置)至晶圆上或晶圆上所形成的膜(铝膜、氮化膜、玻璃膜等)上的状态下，对超声波焊接烙铁的烙铁头轻轻地按压而供给超声波且边除去尘埃等，同时使附着在该金属线(线材)或条带的焊料熔融，而将在金属线或条带与晶圆(基板)或晶圆上所形成的膜(基板上的膜)进行超声波焊接。

S105为辨别是否有待处理晶圆。YES时，因为尚有待处理晶圆，所以在S106重复后续的晶圆的处理(S102至S104的处理)。NO时，因为全部晶圆的处理结束，所以结束。

依照以上，将预先附着有焊料的金属线(线材)或条带，在经预热的晶圆(基板)或晶圆上所形成的膜(基板上的膜)将附着在该金属线或条带的焊料熔融，而能够直接进行超声波焊接在晶圆或晶圆上的膜。据此，与将未附着有前述焊料的金属线或条带予以超声波焊接在基板或基板上的膜的情形比较，具有下述的优点。

1在本例因为在金属线或条带附着有焊料，所以不需要焊料的自动供给装置、预热装置等。

2相比于将焊料预焊在基板或基板上的膜，其次将金属线或条带焊接时，该预焊步骤为不需要。

图21显示本发明的条带连接例。其显示依照前述图20的流程图，将附着有焊料的条带直接予以超声波焊接在晶圆(例如太阳电池)或晶圆上的膜，而且电性且机械性牢固地连接该条带的例子。

图21的(a)部分显示对指状面的连接例，图21的(b)部分显示对硅面的连接例，图21的(c)部分显示对背面铝面的连接例。

图21的(a)部分显示对指状面的连接例。图21的(a-1)部分显示将条带超声波焊接在指状面的例子，图21的(a-2)部分显示从横向观看的图。

在图21的(a)部分，图示的条带(附着有焊料的条带)显示依照图20的流程图，直接超声波焊接在硅基板上所形成的指状面且将该条带电性连接至指状面(指状电极)，以及将该条带机械性牢固地连接(固定)在机械性膜(在氮化膜、或氮化膜上所形成的玻璃膜)的例子。

图21的(b)部分显示对硅面(基板)的连接例。图21的(b-1)部分显示将条带予以超声波焊接在硅面的例子，图21的(b-2)部分显示从横向观看的图。

在图21的(b)部分，图示的条带(附着有焊料的条带)显示依照图20的流程图，直接超声波焊接在硅基板上且将该条带电性连接至硅面(基板)，以及将该条带机械性牢固地连接(固定)在机械性硅面(基板)的例子。

图21的(c)部分显示对背面铝面的连接例。图21的(c-1)部分显示将条带进行超声波焊接在背面铝面的例子，图21的(c-2)部分显示从横向观看的图。

在图21的(c)部分，图示的条带(附着有焊料的条带)显示依照图20的流程图，显示直接超声波焊接在硅基板的背面的铝面且将该条带电性连接至背面铝面，以及将该条带机械性牢固地连接(固定)的例子。

图22显示本发明的金属线连接例。其显示依照前述图20的流程图，将附着有焊料的金属线(线材)直接予以超声波焊接在晶圆(例如太阳电池)或晶圆上的膜，而且将该金属线电性且机械性地牢固地连接的例子。

图22的(a)部分显示对指状面的连接例，图22的(b)部分显示对硅面的连接例，图22的(c)部分显示对背面铝面的连接例。

图22的(a)部分显示对指状面的连接例。图22的(a-1)部分显示将金属线予以超声波焊接在指状面的例子，图22的(a-2)部分显示从横向观看的图。

在图22的(a)部分，图示的金属线(附着有焊料的金属线)显示依照前述图20的流程图，直接超声波焊接在硅基板上所形成的指状面，而且将该金属线电性连接在指状面(指状电极)以及将该金属线机械性牢固地连接(固定)在机械性膜(在氮化膜、或氮化膜上所形成的玻璃膜)的例子。

图22的(b)部分显示对硅面(基板)的连接例。图22的(b-1)部分显示将金属线予以超声波焊接在硅面的例子，图22的(b-2)部分显示从横向观看的图。

在图22的(b)部分，图示的金属线(附着有焊料的金属线)显示依照前述图20的流程图，直接超声波焊接在硅基板上且将该金属线电性连接至硅面(基板)，以及将该金属线机械性牢固地连接(固定)在机械性硅面(基板)的例子。

图22的(c)部分显示对背面铝面的连接例。图22的(c-1)部分显示将金属线予以超声波焊接在背面铝面的例子，图22的(c-2)部分显示从横向观看的图。

在图22的(c)部分，图示的金属线(附着有焊料的金属线)显示依照前述图20的流程图，直接超声波焊接在硅基板的背面的铝面且将该金属线电性连接至背面铝面，以及将该金属线机械性牢固地连接(固定)的例子。

图23显示本发明的焊接条件例。其显示在前述图20、图21、图22的超声波焊接所使用的焊接条件的1例。如图示，试样、超声波输出功率、超声波频率、烙铁温度、载物台温度(晶圆保持台温度)设为如图示的下述。

图24显示本发明的金属线的焊接条件及焊接成功例。

图24的(a)部分显示成功条数/总条数的例子。在此，作为金属线的剖面形状，如图示，针对

显示进行实验时的成功支数例，得到如图示的下述的结果。

在此，(a-1)“10μm左右厚的焊料涂覆”是使金属线(铜金属线)附着有10μm左右的焊料(通过焊料涂覆而附着)。(a-2)“上述金属线的压溃形状”如后述图24的(b)部分说明，是将“10μm左右厚的焊料涂覆”的〇状金属线稍微压溃。(a-3)“预焊、铜线〇形状”是预先进行预焊在基板上，而且对此将铜线〇形状的金属线予以超声波焊接而成。

如上述，针对金属线的剖面直径为

依照前述图20的流程图，实验对基板(晶圆)进行超声波焊接的结果，得到如下述的结果。

(1)保持(a-1)的〇形状的金属线难以超声波焊接，但除此以外全部能够超声波焊接(电性、机械性连接变为良好)。

(2)

的金属线(使焊料附着在铜线为

的表面而成的金属线)为太硬，对晶圆进行超声波焊接时，该晶圆有产生裂纹或剥落的情形，在操作上有困难。为了使用该金属线，有进行退火等使其柔软化的必要性。

(3)如(a-3)所示，清楚明白若对基板预先进行预焊(超声波预焊)，则即便是铜线〇形状的金属线也能够超声波焊接在基板。

图24的(b)部分显示压溃金属线说明图。其显示上述图24的(a)部分的“(a-2)上述金属线的压溃形状”的说明图。

图24的(b-1)部分显示铜线〇形状的金属线的例子，图24的(b-2)部分显示压溃形状的例子。

在图24的(b-2)部分，通过实验能够清楚明白，将图24的(b-1)部分的铜线〇形状的金属线，在此如图示地往直径方向的上下稍微压溃，与下方的基板相接的部分为约100至200μm左右或其以上时，可稳定地进行焊接(依照图20的流程图的超声波焊接为可能)。

图25显示本发明的超声波焊接的说明图(有无预焊、有无焊料供给等)。在此，纵轴显示有、无预焊的区别。其为对欲与金属线或条带进行超声波焊接的基板(例如晶圆或在晶圆表面所形成的膜)的部分，预先进行预焊的情况区别为有，而未进行预焊的情况则区别为无。

另外，横轴显示金属线或条带有、无焊接的区别。其为对金属线或条带的表面进行预焊(或焊料涂覆)的情况为有，未进行焊接的情况为无。

在图25，针对有无预焊、及金属线或条带有无焊接的组合，依照前述图20的流程图而进行超声波焊接时，得到图示的下述的实验结果。

在此，若详细地说明，针对4个组合(1)、(2)、(3)、(4)得到下述的结果。

(1)“有预焊”、“金属线或条带有焊接”时能够得到下述的结果：

1稳定的作业

2即便是〇形状的金属线也能够焊接

其为对在欲与金属线或条带超声波焊接的基板(晶圆)或基板上所形成的膜的部分通过预先超声波焊接而预焊后的一部分，将焊接的金属线或条带予以超声波焊接时的实验结果。能够稳定的作业且即便是〇形状的金属线也能够良好地焊接(能够电性连接且机械性牢固地连接)。

(2)“无预焊”、“金属线或条带有焊接”时能够得到下述结果：

1〇形状压溃后的金属线或条带为密着

2〇形状金属线的密着为不稳定

3已附着的焊料的剥落处的密着有问题

其为对在欲与金属线或条带超声波焊接的基板(晶圆)或基板上所形成的膜的部分未通过超声波焊接进行预焊的部分，将焊接的金属线或条带予以超声波焊接时的实验结果。能够得到〇形状压溃后的金属线或条带为密着良好，〇形状金属线的密着为不稳定，而且附着后的焊料剥落处的密着有问题的结果。

(3)“有预焊”、“金属线或条带无焊接”时能够得到下述结果：

1依照热的传导而有焊接材料未均匀地附着的情形

其为对在欲与金属线或条带超声波焊接的基板(晶圆)或基板上所形成的膜的部分通过预先超声波焊接而预焊后的一部分，将未焊接的金属线或条带予以超声波焊接时的实验结果。能够得到依照热的传导而有焊接材料未均匀地附着的情形的结果。也就是焊料未附着在金属线或条带，因为对欲进行焊接的基板的部分进行预焊且因为从金属线或条带上一边通过焊接烙铁头轻轻地按压一边进行超声波焊接，所以依照在烙铁头、金属线或条带、基板上的预焊部分的热传导路径的热传导方式而产生无法均匀且良好地焊接的情况。其只要预先对金属线或条带进行焊接便能够解决。

(4)“无预焊”、“金属线或条带无焊接”时能够得到下述结果：

1需要供给焊料

2与金属线或条带的供给的同时，焊料供给作业为不稳定

3供给均匀的焊接材料为困难

其为因为金属线或条带、及欲焊接的基板的部分均未预焊的情况，所以必须同时供给金属线或条带、及焊料。因此能够得到必须供给焊料，金属线或条带的供给与焊料的供给的两者致使供给作业为不稳定且难以供给均匀的焊接材料的结果。

图26显示本发明的ABS-F(Art Beam的太阳电池技术)的说明图。

图26的(a)部分显示传统技术(汇流排/指状电极为同一步骤时)的说明图。其显示在同一步骤中对传统的汇流排61、指状电极5将银膏(含铅玻璃)分别予以涂布(网版印刷)/烧制各自的传统技术。在涂布/烧制后使用焊接材料(铅焊料)71将条带(外部端子)予以焊接在汇流排61上。

图26的(b)部分显示ABS-F技术(汇流排·指状电极为不同步骤时)的说明图。其属于本发明的ABS-F技术，且显示在不同步骤进行在固定条区域6(代替传统的汇流排61)涂布本发明的玻璃膏、及在涂布指状电极5涂布银膏(含铅玻璃)，其次同时进行烧制的技术。涂布/烧制后使用焊接材料(无铅焊料)72将条带或线材(外部端子)予以焊接或超声波焊接在固定条6(传统的汇流排61)上。

该本申请发明的ABS-F技术的构成为

(1)固定条6取代传统的汇流排61，该固定条6为绝缘性且穿透光的膜，而且强力地固定在下方的氮化膜3。

(2)因为焊接材料(无铅焊料)72将外部端子(条带、线材)予以焊接或超声波焊接械分别固定在固定条6及指状电极5，所以外部端子(条带、线材)隔着固定条6而机械性地牢固地固定在氮化膜3、以及基板1的同时，外部端子(条带、线材)直接电性连接在指状电极5的上部(头部)。以下依次详细地说明。

图27显示本发明的ABS-F的优点/缺点的说明图。

在图27，针对上段的“传统技术(汇流排/指状电极为同一步骤时)”进行说明。

该传统技术的特征如图示的下述。

1在汇流排/指状电极将银(含铅玻璃)设为同一步骤。也就是如图26的(a)部分所示，对汇流排61及指状电极5将含铅玻璃的银(银膏)分别同时进行涂布(网版印刷)、干燥、烧制，以如图26的(a)部分般地在同一步骤制造汇流排61、指状电极5。

2此时使用的银膏为锡/铅焊料。

另外，传统技术的优点/缺点如图示的下述。

＜优点＞

1步骤缩短。因为其能够在同一步骤制造汇流排/指状电极，所以与后述的本申请发明的不同步骤制造时进行比较，能够缩短步骤。

＜缺点＞

1由于汇流排的铅玻璃或铅焊料的影响而产生电子再结合(由于结晶破坏等)。这是因为图26的(a)部分的汇流排61是用将含铅银膏涂布/烧制而成的物质来制造，而且因为使用铅焊料而将外部端子焊接在汇流排61，因这些情况，而有硅基板1接近汇流排61的部分的结晶破坏等致使产生电子的再结合的比率增大且使太阳电池的转换效率低落的缺点。

2由于汇流排区域的银致使入射光率减少。这是因为图26的(a)部分的汇流排61是用将含铅银膏涂布/烧制而成的物质来制造，所以将入射光完全遮断且将该部分的光线遮断，结果使光率低落。

其次，在图27针对下段的“本发明的ABS-F技术(汇流排/指状电极为不同步骤时)”进行说明。

该本发明的ABS-F技术的特征如图示的下述。

1在固定条将无铅玻璃(例如磷酸玻璃)、指状电极设为不同步骤。也就是如图26的(b)部分所示，对在传统的汇流排61改变后的固定条6涂布(网版印刷)无铅玻璃(例如磷酸玻璃)，而对指状电极5涂布(网版印刷)与传统相同的含铅玻璃的银(银膏)(不同步骤)，其次，分别同时进行干燥、烧制，以如图26的(b)部分地制造固定条6、指状电极5。

2固定条6为无铅玻璃(例如磷酸玻璃)

指状电极为含铅银膏。

另外，本发明的优点/缺点如图示的下述。

＜优点＞

1因为固定条6是使用无铅材料(例如磷酸玻璃)而制造，所以无铅玻璃或无铅焊料的影响而造成电子的再结合(由于结晶破坏等)减少。这是因为图26的(b)部分的固定条6是用将无铅玻璃(例如磷酸玻璃)涂布/烧制而成的物质来制造，而且因为使用无铅焊料将外部端子焊接在固定6，由于这些情况，硅基板1接近固定条6的部分的结晶破坏等致使产生电子的再结合减少且使太阳电池的转换效率提升。

2因为固定条6的部分为透明的无铅材料(例如磷酸玻璃)，所以光穿透且入射光率提升。这是因为图26的(b)部分的固定条6是由无铅材料(例如磷酸玻璃)而制造，所以入射光穿透且因该穿透的程度而使转换效率增大。详言的，因为图26的(b)部分的固定条6使光线穿透，且因为该穿透后的光线抵达下方的电子高浓度区域而产生电子，所以该对应的电子增大，结果能够使太阳电池的转换效率提升相当于该增大的程度。

另外，在固定条6上是使用无铅焊料将条带或线材予以焊接或超声波焊接，但即使依照实验将此时的条带或线材的宽度或粗糙度设为0.1至1mm左右，也能够充分地将电子(电流)取出至外部。因此，固定条6之中，只有条带或线材的宽度或粗糙度的0.1至1mm的部分将光线遮断，除此以外的固定条6的部分是穿透该固定条6的玻璃(例如磷酸玻璃)后的光线抵达下方的电子高浓度区域而被转换成为电子，能够使转换效率增大该程度。在固定条6(例如磷酸玻璃)中，在从光线中的远红外线(1117nm左右)至紫外线(400nm左右)的范围内穿透50至95％左右。

3能够削减银材料。这是因为图26的(b)部分的固定条6是从传统使用银的汇流排61变更，所以能够削减该对应的银材料。

＜缺点＞

1步骤少许增加。其如上述，因为将图26的(a)部分使用含铅银膏所制造的汇流排61，变更成为在图26的(b)部分的无铅材料(例如磷酸玻璃)所制造的固定条6，所以固定条6的涂布成为与指状电极5不同的材料且成为不同步骤，而少许增加该对应的步骤。其它步骤为相同。

此外，如在备注栏所记载，

·在传统技术中，在市场上能够观察到指状电极与汇流排的个别制造有慢慢地增加的倾向。

·在本申请发明的技术，既然市场上指状电极与汇流排的个别制造引起步骤增加，能够观察到有重视转换效率提升及银材料减少的效果的倾向。

其次，针对在图26、图27已说明的使用本发明的无铅材料(例如磷酸玻璃)所制造的固定条6，使用图28至图33而详细地依次说明特征、构成、效果等。

图28显示本发明的各玻璃的I-V特性比较例。其显示针对各玻璃，制造玻璃膏且使用(涂布/烧制)在前述图26的(b)部分的固定条6而制造太阳电池，而且测定该太阳电池的I-V特性的结果的比较例。横轴表示电压V，纵轴表示电流I。

在图28，相比于铋酸玻璃，磷酸玻璃的太阳电池的转换效率为较高，能够在外侧如图示地得到。在实验设置有下述选择基准：

(1)固定条6的密着力为5N以上。

(2)温度循环(-20℃至+80℃、1000小时)的测定前后，发电效率、I-v特性的劣化为0.5％左右以内。

(3)玻璃未渗透至硅基板。

其结果，磷酸玻璃为合格，铋酸玻璃为不合格。

另外，在此所使用的磷酸玻璃的成分例为下述。

氧化锌ZnO 28.00至29.00wt％

五氧化磷P₂O₅ 49.00至50.00wt％

氧化钙CaO 13.00至14.00wt％

三氧化硼B₂O₃ 8.00至9.00wt％

添加物：氧化铝Al₂O₃、氧化硅SiO₂ 1wt％以下

图29显示本发明的TC1000小时中的温度及湿度变化例。其为记录前述图28的各玻璃在TC1000小时中的温度、湿度的变化的例子。下半部的部分表示温度变化例，低温为0至-20℃的范围，高温为60至80℃左右的范围。上半部的部分表示温度变化时的湿度变化例。

图30显示本发明的TC1000小时经过前后的效率比较例(磷酸玻璃)。图30为测定各试样No.1至No10为止的前述的图29在TC1000小时测定的前后的太阳电池的转换效率。结果在将磷酸玻璃使用在前述图26的(b)部分的固定条6(传统的汇流排变更后)的例子(No.1至No.5)，能够得到转换效率最大为0.31％以下的几乎未下降的结果。

图31显示在本发明的磷酸玻璃的TC前后的I-V特性比较例(No.1)。其显示将前述图30的No.1的磷酸玻璃使用在图26的(b)部分的固定条6时的1000小时测定前后的I-V特性的比较例。结果相比于测定前，因为TC1000小时后的曲线进入I-V曲线内侧，认为是因严荷的温度变化引起劣化，但是其最大为0.31％以下(参照图30)。

图32显示本发明的TC经过前后的EL比较例(磷酸玻璃No.1)。上段的的(a)部分、的(a-1)部分、的(a-2)部分、的(a-3)部分显示全体的光学照片，下段的(b)部分、(b-1)部分、(b-2)部分、(b-3)部分显示上段的放大图。磷酸玻璃在TC测定前后无不清楚的影像且也未观察到扩张，清楚明白能够使用作为太阳电池的固定条6。另一方面，虽然在未图示，但在其它玻璃(例如铋酸玻璃)，图中的纵向较长的矩形部分(图26的(b)部分的固定条6的部分)扩张，清楚明白为无法使用。

图33显示本发明的磷酸玻璃的TC1000小时经过后的SEM观察例。图33的(a)部分为低倍(30倍)的观察例，图33的(b)部分显示高倍(1000倍)的观察例。

图33的(a)部分显示在硅基板上所形成的固定条6、指状电极5的照片。在该照片中，右下部分的横向较长的矩形表示图26的(b)部分固定条6，将该固定条6放大至1000倍的照片显示在图33的(b)部分。

图33的(c)部分显示No.1-3(玻璃部)的元素分析例。其针对图30的No1-3的试料，显示各固定条6的部分的元素分析例，基板的Si未被检测出。也就是，由磷酸玻璃所构成的固定条6，将该固定条6涂布/烧结后的基板的硅未被检测出，而且在TC1000小时测定后能够确认硅未扩散至该磷酸玻璃(固定条6)。

图33的(d)部分显示No.4-9(Si表面部)的元素分析例。其针对图30的No4-9的试料，显示无各固定条6的Si部分的元素分析例，只有基板的Si被检测出，而且在TC1000小时测定后能够确认其它(磷酸玻璃的Zn、P、Ca、B等)未被检测出。

图34显示本发明的其它实施例构成图(无绝缘玻璃、直接焊接后的剖面结构)。该图34显示没有前述图2的固定条6(绝缘性)(未形成)，而且直接焊接、或将预焊后的取出线(条带、或线形的线材)直接焊接在该固定条6及指状电极5的部分的实施例。如图34图示，显示直接将焊材15焊接(超声波焊接)在指状电极13的部分、及氮化膜(绝缘膜)12上的其它实施例。

在图34，基板11为太阳电池的硅基板。

氮化膜12是形成在基板11上的绝缘膜。

指状电极13是将含铅的银膏涂布/烧结在氮化膜12上且在该氮化膜12开孔而在基板11的高电子浓度区域形成电通路的众所周知的指状电极。

焊材15是在往与指状电极(指状电极)13正交的方向，将已直接焊接在该指状电极13及氮化膜12(相当于图2的固定条6的部分)的条带(或线材)直接予以焊接而成，其相当于汇流排(汇流排电极)。

依照以上，采用图34的实施例，通过将已直接焊接在指状电极13及氮化膜12上、或将预焊的条带(线材)直接予以焊接，图1至图33已说明的固定条6等成为不需要，而且能够使构成简单且降低成本。

图35显示本发明的汇流排的变迁说明图。

图35的(a)部分显示传统设置有汇流排(银)14的例子。图示的汇流排(银)14是将银膏往与指状电极(银)12正交的方向在氮化膜13上进行涂布/烧结而形成线状的物质。因此，因为汇流排14是由银所形成，所以有大量消耗银的缺点。

图35的(b)部分显示本发明1的设置有汇流排(固定条)(导电玻璃)141的实施例。图示的汇流排(固定条)(导电玻璃)141是将导电玻璃往与指状电极(银)12正交方向在无该指状电极(银)12的部分的情况下涂布/烧结在氮化膜13上而形成的物质。因此，汇流排(固定条)(导电玻璃)141是因为由导电玻璃所形成，所以具有不需要银的优点。

图35的(c)部分显示本发明2的设置有汇流排(固定条)(绝缘玻璃)142的实施例。图示的汇流排(固定条)(绝缘玻璃)142是将绝缘玻璃往与指状电极(银)12正交方向在无该指状电极(银)12的部分的情况下涂布/烧结在氮化膜13上而形成的物质。因此，汇流排(固定条)(绝缘玻璃)142因为是由绝缘玻璃所形成，所以不需要银的同时，因为绝缘性，所以具有能够减低泄漏电流且提高太阳电池的效率的优点。

图35的(d)部分显示不使用本发明3的汇流排而使用焊材(或焊接条带)直接焊接在指状电极12及氮化膜13的实施例。图示的焊材(或焊接条带)15是将该焊材(或焊接条带)15往与指状电极(银)12正交方向直接焊接(超声波焊接)在该指状电极(银)12的部分及氮化膜13上，以代替汇流排14、141、142而形成的物质。因此，汇流排14、141、142为不需要，能够削减步骤而减低成本的同时，具有不需要汇流排的银的优点。

图36显示本发明的汇流排制造例(图35的(d)部分)。图36显示前述图35的(d)部分的制造例。

图36的(a)部分显示预焊加工前的例子。其显示汇流排(焊材(焊接条带)151形成前的状态，指状电极(银)12以宽度W＝100μm形成在横向。

图36的(b)部分显示预焊加工后的例子。其显示汇流排(焊材(焊接条带)151形成后(焊材加工后)的状态，汇流排(焊材(焊接条带))151是以宽度W＝1mm形成在纵向。该汇流排151如在前述图35的(d)部分显示剖面图，是往与指状电极12正交方向将焊材(焊接条带)焊接(超声波焊接)形成(加工)成为宽度1mm的线状的物质。从图示的照片能够清楚明白，得知汇流排(焊材(焊接条带))151良好地以宽度1mm焊接在指状电极12及氮化膜13上的情形。

如上述，在本发明3(参照图35的(d)部分)的汇流排(焊材(焊接条带)151，在与指状电极12正交的方向使用宽度1mm的焊材在该指状电极12及氮化膜13的范围良好地进行焊接(超声波焊接)，而且能够代替汇流排14、141、142、与取出线的两者而形成。

图37显示本发明的I-V特性例。其显示前述图35的(a)部分、(b)部分、(c)部分、(d)部分的太阳电池的I-V特性例。横轴表示电压，纵轴表示电流。

在图37，汇流排区域(传统技术)显示前述图35的(a)部分。

汇流排区域(ABS-F技术)(玻璃有/无)分别显示前述图35的(b)部分、(c)部分/(d)部分。

如上述，将汇流排区域从传统(图35的(a)部分)变更成为本发明1(导电玻璃(图35的(b)部分)、本发明2(绝缘玻璃(图35的(c)部分)、本发明3(无(图35的(d)部分)时，清楚明白泄漏电流减少等且任一者均能够改善I-V特性。

附图说明

图1为本发明的一实施例构成图(全体的外观图)。

图2为本发明的一实施例构成图(从晶圆的上侧起将指状电极5及固定条6部分放大示意图例)。

图3为本发明的一实施例构成图(从晶圆的侧面起将指状电极5及固定条6部分放大示意剖面图例)。

图4为本发明的步骤流程(其1)。

图5为本发明的步骤流程(其2)。

图6为本发明的步骤流程(其3)。

图7为本发明的步骤流程(其4)。

图8为本发明的具体例及传统例。

图9为本发明的玻璃整合流程图。

图10为本发明的玻璃整合流程图。

图11为本发明的磷酸盐玻璃及铋系玻璃的例子。

图12为本发明的绝缘膏应用流程图。

图13为本发明的绝缘玻璃膏的组成例。

图14为使用在本发明的网版印刷的网筛的条件例。

图15为本发明的实际的应用例。

图16为本发明的特性的说明图(其1-串联电阻分量的减轻效果)。

图17为本发明的特性的说明图(其2-通过并联电阻分量而得到的泄漏电流的减低效果)。

图18为本发明的特性的说明图(其3-通过绝缘玻璃的固定条而得到的电流、电压的增大效果)。

图19为本发明的太阳电池表面的汇流排的变迁说明图。

图20为本发明的动作说明流程图(无预焊的情况)。

图21为本发明的条带连接例。

图22为本发明的金属线连接例。

图23为本发明的焊接条件例。

图24为本发明的金属线的焊接条件及焊接成功例。

图25为在本发明的超声波焊接的有无预焊、有无焊料供给等的说明图。

图26为本发明的ABS-F(Art Beam的太阳电池表面技术)的说明图。

图27为本发明的ABS-F的优点/缺点的说明图。

图28为本发明的各玻璃的I-V特性比较例。

图29为本发明的TC1000小时中的温度及湿度变化例。

图30为本发明的TC1000小时前后的效率比较例(磷酸玻璃)。

图31为在本发明的磷酸玻璃的TC前后的I-V特性比较例(No.1)。

图32为本发明的TC前后的EL比较例(磷酸玻璃No.1)。

图33为本发明的磷酸玻璃的TC后的SEM观察例。

图34为本发明的其它实施例剖面结构图(无绝缘玻璃，直接焊接后的剖面结构)。

图35为在本发明的汇流排的变迁说明图。

图36为本发明的汇流排制造例(图35的(d)部分)。

图37为本发明的I-V特性例。

附图标记说明

1、11 基板(硅基板)

3、13 氮化膜(绝缘膜)

4 铝膜

5、12 指状电极(指状电极)

6 固定条(绝缘性)

61 汇流排

61 固定条区域

7 条带、线材(预焊)

71、72 焊接材料

14 汇流排(银)

141 汇流排(导电玻璃)

142 汇流排(绝缘玻璃)

15 汇流排(焊接条带)

151 汇流排(焊材(焊接条带))。

Claims (27)

1.一种太阳电池，在基板上形成有照射光线等时会生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有穿透光线等的绝缘膜，且在该绝缘膜上形成有将电子从前述区域取出的取出口也就是指状电极，而且隔着该指状电极将前述电子取出至外部，其中，

在前述绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且将该指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上之后进行烧制，

通过该烧制时的前述指状电极所含有的银及铅的作用而将该指状电极下的膜也就是前述绝缘膜贯穿而在前述区域与该指状电极之间形成导电性通路，而且在该烧制的同时通过前述绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在前述绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的前述绝缘性固定条。

2.根据权利要求1所述的太阳电池，其中，前述将具有余裕的部分作为开口，以将前述指状电极及绝缘性固定条形成时受到误差的影响较小的既定宽度的部分作为开口。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的太阳电池，其中，前述将具有余裕的部分作为开口，设为将外部端子予以超声波焊接在前述指状电极及前述绝缘性固定条上时与该超声波焊接烙铁的前端的接触部分相等或若干狭窄的开口，以使该前端的接触部分不直接接触前述绝缘膜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳电池，其中，前述烧制是在将指状电极进行锻烧的温度与形成前述绝缘性固定条的温度之中，前者与后者为相等或较高，而且采用前者的温度而进行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳电池，其中，前述烧制设为1秒以上且60秒以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳电池，其中，作为在前述绝缘性固定条或固定条所含有的绝缘玻璃材料，设为磷酸盐玻璃、铋玻璃的任一种以上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳电池，其中，要将外部端子焊接在前述指状电极及前述绝缘性固定条的焊接材料，含有锡、锡的氧化物、锌、锌的氧化物的至少1种以上。

8.根据权利要求7所述的太阳电池，其中，前述焊接材料按照需要而添加有铜、银、铝、铋、铟、锑、磷中的一种以上作为添加物。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的太阳电池，其中，外部端子在前述指状电极及前述绝缘性固定条的焊接设为超声波焊接。

10.根据权利要求9所述的太阳电池，其中，前述外部端子设为带状的条带。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的太阳电池，其中，前述固定条设为穿透光线的绝缘膜，且在其上将前述条带或前述线材的外部端子予以焊接或超声波焊接，使穿透该固定条的部分后的光线入射会生成前述高电子浓度的区域而提升转换效率，并且使从焊接或超声波焊接在穿透该光线的绝缘膜上的外部端子往基板的泄漏电流减低。

12.根据权利要求11所述的太阳电池，将前述条带或线材的宽度或粗糙度减细为0.1mm至1mm，使固定条的部分的光线穿透比例增多而提升转换效率。

13.根据权利要求1至12所述的太阳电池，不将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上，而是直接予以焊接或将附预焊的取出线予以焊接在相当于前述指状电极及未形成该固定条的部分的该指状电极及该绝缘膜，而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接。

14.根据权利要求13所述的太阳电池，该焊接设为超声波焊接。

15.根据权利要求1至14所述的太阳电池，将铝或部分地开孔的铝形成在前述基板的与设置有前述区域、绝缘膜、指状电极及绝缘性固定条的表侧为相反的背侧整面，且将背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。

16.根据权利要求15所述的太阳电池，其中，前述背侧的外部端子在对应于与前述表侧的绝缘性固定条大致相同的位置的该背侧的前述铝上的位置或在前述部分地开孔的部分，将该背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。

17.根据权利要求9至16中任一项所述的太阳电池，其中，前述外部端子将电流取出至预先附着有焊料的外部的取出线，且将条带或线材使用烙铁头部分一边按压在前述基板或形成在基板上的膜的部分或前述固定条或者前述基板背面的铝面或在该铝面开孔的部分，一边以既定速度使烙铁头往焊接方向移动，

使用烙铁头部分将预先附着在条带或线材的焊料溶解且施加超声波，而且将接近部分的附着物除去且使该熔融焊料附着在该部分而进行焊接。

18.根据权利要求17所述的太阳电池，其中，前述线材使圆形状线材若干压溃后的形状。

19.一种太阳电池的制造方法，该太阳电池在基板上形成有照射光线等时会形成生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有穿透光线等的绝缘膜，且在该绝缘膜上形成有将电子从前述区域取出的取出口的指状电极，而且隔着该指状电极将前述电子取出至外部，该制造方法具备下列步骤：

将含有银及铅的指状电极形成在前述绝缘膜上，同时以该指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上之后进行烧制的步骤；及

通过该烧制时的前述指状电极所含有的银及铅的作用，将该指状电极下的膜也就是前述绝缘膜贯穿而在前述区域与该指状电极之间形成导电性通路，而且在该烧制的同时通过前述绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用，在前述绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的前述绝缘性固定条的步骤。

20.根据权利要求19所述的太阳电池的制造方法，在前述基板的与设置有前述区域、绝缘膜、指状电极及绝缘性固定条的表侧为相反的背侧整面形成铝且于此将外部端子予以焊接或超声波焊接。

21.根据权利要求20所述的太阳电池的制造方法，其中前述背侧的外部端子在对应于与前述表侧的绝缘性固定条大致相同的位置的该背侧的前述铝上的位置或任意位置形成导电性固定条且进行烧制，而于此将该背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳电池的制造方法，其中，外部端子将电流取出至预先附着有焊料的外部的取出线，且将条带或线材使用烙铁头部分一边按压在前述基板或形成于基板上的膜的部分或前述固定条或者前述基板背面的铝面或在该铝面开孔的部分，一边以既定速度使该烙铁头往焊接方向移动，

使用烙铁头部分将预先附着在条带或线材的焊料溶解且施加超声波，而且将接近部分的附着物除去且使该熔融焊料附着在该部分而进行焊接。

23.根据权利要求22所述的太阳电池的制造方法，其中，前述线材使圆形状的线材若干压溃后的形状。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的太阳电池的制造方法，其中，前述固定条设为穿透光线的绝缘膜，且于其上将前述条带或前述线材的外部端子予以焊接或超声波焊接，使穿透该固定条的部分后的光线入射会生成前述高电子浓度的区域而提升转换效率提升，并且使从焊接或超声波焊接在穿透该光线的绝缘膜上的外部端子往基板的泄漏电流减低。

25.根据权利要求24所述的太阳电池的制造方法，其中，前述条带或线材的宽度或粗糙度减细为0.1mm至1mm，使固定条的部分的光线穿透比例增多而提升转换效率。

26.根据权利要求19至25所述的太阳电池的制造方法，不将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上，而是直接予以焊接或将附预焊的取出线予以焊接在相当于前述指状电极及未形成该固定条的部分的该指状电极及该绝缘膜，而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接。

27.根据权利要求26所述的太阳电池的制造方法，该焊接设为超声波焊接。

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