CN114207843B - 太阳能电池单元的制造方法、太阳能电池单元、太阳能电池装置和太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池单元的制造方法、太阳能电池单元、太阳能电池装置和太阳能电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明提供可以降低成本的太阳能电池单元的制造方法。一种太阳能电池单元的制造方法，包括：在基板(11)的背面侧的导电型半导体层(25、35)上形成一系列的透明电极层材料膜的工序；在透明电极层材料膜上形成金属电极层(29、39)的工序；形成除第一非绝缘区域以外整体覆盖金属电极层(29)的绝缘层(41)和除第二非绝缘区域以外整体覆盖金属电极层(39)的绝缘层(42)的工序；以及使用将绝缘层(41、42)作为掩模的蚀刻法，形成图案化的透明电极层(28、38)，并残留绝缘层(41、42)的工序；在绝缘层形成工序中，在绝缘层(41)中形成在沿第一方向延伸的第一直线上配置的第一非绝缘区域，在绝缘层(42)中形成在沿第一方向延伸的与第一直线不同的第二直线上配置的第二非绝缘区域。

Description

太阳能电池单元的制造方法、太阳能电池单元、太阳能电池装 置和太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及太阳能电池单元的制造方法、太阳能电池单元和具备该太阳能电池单元的太阳能电池装置、以及具备该太阳能电池装置的太阳能电池模块。
背景技术
在专利文献1～3中公开了关于背接触型太阳能电池单元中的两个极性的电极与布线构件的连接的技术。在专利文献1和2中记载了如下内容：在背接触型太阳能电池中，
·具有与第一电极和第二电极交叉的第一布线和第二布线，
·第一布线在与第一电极交叉的点与第一电极连接，在与第二电极交叉的点通过绝缘层与第二电极绝缘，
·第二布线在与第二电极交叉的点与第二电极连接，在与第一电极交叉的点通过绝缘层与第一电极绝缘。
另外，在专利文献3中记载了如下内容：在背接触型太阳能电池单元中，
·具有与p电极和n电极交叉的p电极用布线和n电极用布线，
·在背面形成有绝缘树脂，
·p电极用布线在与p电极交叉的点通过绝缘树脂的孔部的导电构件与p电极连接，在与n电极交叉的点通过绝缘树脂与n电极绝缘，
·n电极用布线在与n电极交叉的点通过绝缘树脂的孔部的导电构件与n电极连接，在与p电极交叉的点通过绝缘树脂与p电极绝缘。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018－133567号公报
专利文献2：日本特开2015－159286号公报
专利文献3：日本特开2014－127550号公报
发明内容
本申请发明人(等)试图降低这样的太阳能电池单元的制造工艺的成本。
本发明的目的在于提供可以降低成本的太阳能电池单元的制造方法、太阳能电池单元和具备该太阳能电池单元的太阳能电池装置以及具备该太阳能电池装置的太阳能电池模块。
本发明的太阳能电池单元的制造方法是具备半导体基板、依次层叠于上述半导体基板的一个主面侧的一部分的第一导电型半导体层、第一透明电极层和第一金属电极层、以及依次层叠于上述半导体基板的上述一个主面侧的另一部分的第二导电型半导体层、第二透明电极层和第二金属电极层的背接触型太阳能电池单元的制造方法，包括如下工序：透明电极层材料膜形成工序，在上述半导体基板的上述一个主面侧中的上述第一导电型半导体层和上述第二导电型半导体层上形成一系列的透明电极层的材料膜；金属电极层形成工序，在上述透明电极层的材料膜上形成相互隔开的上述第一金属电极层和上述第二金属电极层；绝缘层形成工序，形成相互隔开的第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层除第一非绝缘区域以外整体覆盖上述第一金属电极层，所述第二绝缘层除第二非绝缘区域以外整体覆盖上述第二金属电极层；以及透明电极层形成工序，通过使用将上述第一绝缘层和上述第二绝缘层作为掩模的蚀刻法去除上述透明电极层的材料膜的露出部分，形成图案化的上述第一透明电极层和上述第二透明电极层，不去除而残留上述第一绝缘层和上述第二绝缘层；在上述绝缘层形成工序中，在上述第一绝缘层中形成上述第一非绝缘区域，上述第一非绝缘区域使上述第一金属电极层露出，并且配置在沿上述半导体基板的上述一个主面的第一方向上延伸的第一直线上，在上述第二绝缘层中形成上述第二非绝缘区域，上述第二非绝缘区域使上述第二金属电极层露出，并且配置在沿上述第一方向延伸的与上述第一直线不同的第二直线上。
本发明的太阳能电池单元是具备半导体基板、依次层叠于上述半导体基板的一个主面侧的一部分的第一导电型半导体层、第一透明电极层和第一金属电极层、以及依次层叠于上述半导体基板的上述一个主面侧的另一部分的第二导电型半导体层、第二透明电极层和第二金属电极层的背接触型太阳能电池单元，所述太阳能电池单元具备：第一绝缘层，除第一非绝缘区域以外整体覆盖上述第一金属电极层；和第二绝缘层，除第二非绝缘区域以外整体覆盖上述第二金属电极层，上述第一金属电极层与上述第二金属电极层之间的区域、即上述第一透明电极层与上述第二透明电极层之间的上述区域未被上述第一绝缘层和上述第二绝缘层覆盖，上述第一非绝缘区域未被上述第一绝缘层覆盖，露出上述第一金属电极层，并且所述第一非绝缘区域配置在沿上述半导体基板的上述一个主面的第一方向上延伸的第一直线上，上述第二非绝缘区域未被上述第二绝缘层覆盖，露出上述第二金属电极层，并且上述第二非绝缘区域配置在沿上述第一方向延伸的与上述第一直线不同的第二直线上。
本发明的太阳能电池装置具备：上述的多个太阳能电池单元、以及将多个太阳能电池单元中的相邻的太阳能电池单元电连接的上述第一布线构件和第二布线构件。
本发明的太阳能电池模块具备上述的一个或多个太阳能电池装置。
根据本发明，可以提供能够降低成本的太阳能电池单元的制造方法、太阳能电池单元和具备该太阳能电池单元的太阳能电池装置、以及具备该太阳能电池装置的太阳能电池模块。
附图说明
图1是从背面侧观察具备本实施方式的太阳能电池装置的太阳能电池模块的图。
图2是图1所示的太阳能电池模块的II-II线截面图。
图3是从背面侧观察图1和图2所示的太阳能电池装置中的太阳能电池单元的图。
图4是图3所示的太阳能电池单元的IV-IV线截面图。
图5A是表示本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的半导体层形成工序的图。
图5B是表示本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的透明电极层材料膜形成工序、金属电极层形成工序和绝缘层形成工序的图。
图5C是表示本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的透明电极层形成工序的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的一个例子进行说明。应予说明，对各附图中相同或相当的部分标注相同的符号。另外，为方便起见，也存在省略影线、构件符号等的情况，在该情况下，参照其他附图。
(太阳能电池模块)
图1是从背面侧观察具备本实施方式的太阳能电池装置的太阳能电池模块的图，图2是图1所示的太阳能电池模块的II-II线截面图。在图1中省略了后述的受光侧保护构件3、背侧保护构件4和密封材料5。另外，在图1和图2以及后述附图中示出了XY正交坐标系。XY平面是沿太阳能电池模块的受光面和背面的面。
如图1和图2所示，太阳能电池模块100包含使用单叠(singling)方式将多个背接触型(背面接合型：也称为背面电极型)的太阳能电池单元2电连接的太阳能电池装置(也称为太阳能电池串)1。
太阳能电池装置1被受光侧保护构件3和背侧保护构件4夹住。在受光侧保护构件3与背侧保护构件4之间填充有液体状或固体状的密封材料5，由此，太阳能电池装置1被密封。
密封材料5是对太阳能电池装置1、即太阳能电池单元2进行密封并保护的材料，并且夹在太阳能电池单元2的受光侧的面与受光侧保护构件3之间以及太阳能电池单元2的背侧的面与背侧保护构件4之间。作为密封材料5的形状，没有特别限定，例如可以举出片状。这是因为如果为片状，则容易被覆面状的太阳能电池单元2的表面和背面。
作为密封材料5的材料，不特别限定，但是优选具有使光透过的特性(透光性)。另外，密封材料5的材料优选具有使太阳能电池单元2与受光侧保护构件3与背侧保护构件4粘接的粘接性。作为这样的材料，例如可以举出乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/α－烯烃共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯/异氰脲酸三烯丙酯(EVAT)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或有机硅树脂等透光性树脂。
受光侧保护构件3介由密封材料5覆盖太阳能电池装置1、即太阳能电池单元2的表面(受光面)，以保护该太阳能电池单元2。作为受光侧保护构件3的形状，不特别限定，但是从间接覆盖面状的受光面的观点出发，优选为板状或片状。
作为受光侧保护构件3的材料，不特别限定，但是与密封材料5同样地优选为具有透光性且对紫外光有耐性的材料，例如可以举出玻璃、或者丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等透明树脂。另外，受光侧保护构件3的表面可以加工成凹凸状，也可以由防反射涂层被覆。这是因为如果成为这样的结构，则受光侧保护构件3使接收到的光不易反射，并且将更多的光导入太阳能电池装置1。
背侧保护构件4介由密封材料5覆盖太阳能电池装置1、即太阳能电池单元2的背面，以保护该太阳能电池单元2。作为背侧保护构件4的形状，不特别限定，但是与受光侧保护构件3同样，从间接覆盖面状的背面的观点出发，优选为板状或片状。
作为背侧保护构件4的材料，不特别限定，但是优选为防止水等渗入(防水性高)的材料。例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、烯烃系树脂、含氟树脂或含有机硅树脂等的树脂膜、或者玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸等具有透光性的板状树脂构件与铝箔等金属箔的层叠体。
(太阳能电池装置)
在太阳能电池装置1中，太阳能电池单元2的端部的一部分重叠，由此，太阳能电池单元2串联连接。具体而言，相邻的太阳能电池单元2、2中的一个太阳能电池单元2在X方向的一个端侧(图2中为左端侧)的受光面侧的一部分与另一个太阳能电池单元2在X方向的另一个端侧(图2中为右端侧)的背面侧的一部分的下方重叠。
这样，像将瓦铺于屋顶一样，多个太阳能电池单元2成为在一个方向上整齐倾斜的堆积结构，因此将这样使太阳能电池单元2电连接的方式称为单叠方式。另外，将连接成绳状的多个太阳能电池单元2称为太阳能电池串(太阳能电池装置)。以下，将相邻的太阳能电池单元2、2重叠的区域称为重叠区域Ro。
第一布线构件51和第二布线构件52配置成架设在相邻的太阳能电池单元2、2之间，将相邻的太阳能电池单元2、2彼此电连接。第一布线构件51和第二布线构件52的详细内容在后面进行叙述。以下，对太阳能电池装置1中的太阳能电池单元2进行说明。
(太阳能电池单元)
图3是从背面侧观察图1和图2所示的太阳能电池装置1中的太阳能电池单元2的图。图3所示的太阳能电池单元2具备半导体基板11，上述半导体基板11具备两个主面，在半导体基板11的主面具有第一区域7和第二区域8。以下，将半导体基板11的主面中的受光侧的主面设为受光面，将半导体基板11的主面中的受光面的相反侧的主面(一个主面)设为背面。
第一区域7呈带状的形状，在Y方向(第二方向)上延伸。同样，第二区域8呈带状的形状，在Y方向上延伸。第一区域7和第二区域8在与Y方向交叉的X方向(第一方向)上交替设置。
图4是图3所示的太阳能电池单元2的IV-IV线截面图。如图4所示，太阳能电池单元2具备依次层叠于半导体基板11的受光面侧的钝化层13和防反射层15。另外，太阳能电池单元2具备依次层叠在半导体基板11的背面侧的一部分(第一区域7)上的钝化层23、第一导电型半导体层25、第一电极层27(后述的第一透明电极层28和第一金属电极层29)和第一绝缘层41。另外，太阳能电池单元2具备依次层叠在半导体基板11的背面侧的另一部分(第二区域8)上的钝化层33、第二导电型半导体层35、第二电极层37(后述的第二透明电极层38和第二金属电极层39)和第二绝缘层42。
半导体基板11由单晶硅或多晶硅等晶体硅材料形成。半导体基板11例如是在晶体硅材料中掺杂有n型掺杂剂的n型的半导体基板。作为n型掺杂剂，例如可以举出磷(P)。半导体基板11作为吸收来自受光面侧的入射光并生成光载流子(电子和空穴)的光电转换基板发挥功能。
通过使用晶体硅作为半导体基板11的材料，即使在暗电流较小、入射光的强度低的情况下也可以得到较高的输出(与照度无关的稳定的输出)。
钝化层13形成于半导体基板11的受光面侧。钝化层23形成于半导体基板11的背面侧的第一区域7。钝化层33形成于半导体基板11的背面侧的第二区域8。钝化层13、23、33例如由本征(i型)非晶硅材料形成。钝化层13、23、33抑制由半导体基板11生成的载流子的复合，提高载流子的回收效率。
防反射层15形成在半导体基板11的受光面侧的本征半导体层13上。防反射层15作为防止入射光反射的防反射层发挥功能，并且作为保护半导体基板11的受光面侧和本征半导体层13的保护层发挥功能。防反射层15例如由像氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、或氮氧化硅(SiON)那样的它们的复合物等绝缘体材料形成。
第一导电型半导体层25形成于钝化层23上、即半导体基板11的背面侧的第一区域7。另一方面，第二导电型半导体层35形成于钝化层33上、即半导体基板11的背面侧的第二区域8。即，第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层35呈带状的形状，在Y方向上延伸。第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层35在X方向上交替设置。应予说明，在重叠区域Ro中，第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层35可以以形成各自连续的图案的方式形成。
第一导电型半导体层25例如由非晶硅材料形成。第一导电型半导体层25例如是在非晶硅材料中掺杂有p型掺杂剂的p型的半导体层。作为p型掺杂剂，例如可以举出硼(B)。
第二导电型半导体层35例如由非晶硅材料形成。第二导电型半导体层35例如是在非晶硅材料中掺杂有n型掺杂剂(例如上述的磷(P))的n型半导体层。
应予说明，也可以第一导电型半导体层25是n型半导体层，第二导电型半导体层35是p型半导体层。另外，半导体基板11也可以是在晶体硅材料中掺杂有p型掺杂剂(例如上述的硼(B))的p型半导体基板。
第一电极层27形成于第一导电型半导体层25上、即半导体基板11的背面侧的第一区域7。第一电极层27具有依次层叠在第一导电型半导体层25上的第一透明电极层28和第一金属电极层29。第二电极层37形成于第二导电型半导体层35上、即半导体基板11的背面侧的第二区域8。第二电极层37具有依次层叠在第二导电型半导体层35上的第二透明电极层38和第一金属电极层29。即，第一金属电极层29和第二金属电极层39呈带状的形状，在Y方向上延伸。第一金属电极层29和第二金属电极层39在X方向上交替设置。应予说明，在重叠区域Ro中，第一金属电极层29和第二金属电极层39可以以形成各自连续的图案的方式形成。
第一透明电极层28和第二透明电极层38由透明的导电性材料形成。作为透明导电性材料，可以举出ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟和氧化锡的复合氧化物)、ZnO(ZincOxide：氧化锌)等。
第一金属电极层29和第二金属电极层39由金属材料形成。作为金属材料，例如，可以使用Cu、Ag、Al和它们的合金等。第一金属电极层29和第二金属电极层39例如也可以由含有银等金属粉末的导电性膏材料形成。
第一绝缘层41形成于第一金属电极层29上、即半导体基板11的背面侧的第一区域7。第二绝缘层42形成于第二金属电极层39上、即半导体基板11的背面侧的第二区域8。即，如图3所示，第一绝缘层41和第二绝缘层42呈带状的形状，在Y方向上延伸。第一绝缘层41和第二绝缘层42在X方向上交替设置。应予说明，在重叠区域Ro中，第一绝缘层41和第二绝缘层42可以以形成各自连续的图案的方式形成。
除第一非绝缘区域41a以外，第一绝缘层41整体覆盖第一金属电极层29。同样地，除第二非绝缘区域42a以外，第二绝缘层42整体覆盖第二金属电极层39。
第一非绝缘区域41a未被第一绝缘层41覆盖且由露出第一金属电极层29的开孔构成。第一非绝缘区域41a配置在沿X方向(第一方向)延伸的第一直线X1上。同样地，第二非绝缘区域42a未被第二绝缘层42覆盖且由露出第二金属电极层39的开孔构成。第二非绝缘区域42a配置在沿X方向(第一方向)延伸的与第一直线X1不同的第二直线X2上。第一直线X1和第二直线X2与第一金属电极层29和第二金属电极层39交叉，在Y方向(第二方向)交替排列。
第一非绝缘区域41a的全部或一部分在Y方向(第二方向)的宽度大于第一布线构件51的宽度。同样地，第二非绝缘区域42a的全部或一部分在Y方向(第二方向)的宽度大于第二布线构件52的宽度。例如，第一非绝缘区域41a和第二非绝缘区域42a的宽度为1mm～50mm。由此，可以确保布线构件连接时的对准的间隙。
作为第一绝缘层41和第二绝缘层42的材料，不特别限定，除丙烯酸、氯乙烯、聚氨酯、聚酯、尼龙、苯酚、环氧等树脂以外，还可以举出无机颜料、有机颜料、陶瓷、金属氧化物、玻璃等。
第一绝缘层41和第二绝缘层42可以包含树脂材料。由此，可以缓和因温度变化而施加于单叠结构的太阳能电池单元端部施加的应力。
如图3所示，第一电极层27与第二电极层37在第一区域7与第二区域8的边界处分离。即，第一透明电极层28与第二透明电极层38隔开，第一金属电极层29与第二金属电极层39隔开。另外，第一绝缘层41与第二绝缘层42分离。
第一金属电极层29与第二金属电极层39之间的区域、即第一透明电极层28与第二透明电极层38之间的区域未被第一绝缘层41和第二绝缘层42覆盖。
在第一金属电极层29中，与第一透明电极层28相接的主面相反侧的主面和侧面被第一绝缘层41覆盖。同样地，在第二金属电极层39中，与第二透明电极层38相接的主面相反侧的主面和侧面被第二绝缘层42覆盖。
另一方面，第一透明电极层28的侧面未被第一绝缘层41覆盖。同样地，第二透明电极层38的侧面未被第二绝缘层42覆盖。
如图3所示，第一布线构件51沿第一直线X1在X方向(第一方向)上延伸。同样地，第二布线构件52沿第二直线X2在X方向(第一方向)上延伸。即，第一布线构件51和第二布线构件52与第一金属电极层29和第二金属电极层39交叉，在Y方向(第二方向)交替排列。
第一布线构件51在第一绝缘层41的第一非绝缘区域41a与第一金属电极层29电连接，通过第二绝缘层42不与第二金属电极层39电连接。同样地，第二布线构件52在第二绝缘层42的第二非绝缘区域42a与第二金属电极层39电连接，通过第一绝缘层41不与第一金属电极层29电连接。
第一布线构件51与第二布线构件52的Y方向的中心间隔(间距)大于第一金属电极层29与第二金属电极层39的X方向的中心间隔(间距)。例如，第一布线构件51与第二布线构件52的中心间隔(间距)为5mm～50mm。由此，可以缩短流过金属电极层的电流路径，可以减少由电极电阻引起的输出损耗，可以提高太阳能电池单元的发电效率。
作为第一布线构件51和第二布线构件52，可以使用由被覆低熔点金属或焊料的铜芯材构成的带状电线、由内包有低熔点金属粒子或金属微粒的热固性树脂膜形成的导电性膜、或者由编织多根导电性的线材(素線)而得的编织物或经过机织的机织物形成的构件(例如参照日本特开2016－219799号公报或日本特开2014－3161号公报)等。
作为编织线，可以举出宽度0.2mm～5mm、厚度5μm～1mm的编织线。这样，如果使用具有伸缩性的编织线作为太阳能电池单元中的电极间连接的布线构件，则可以缓和因制造时等的温度变化而对电极施加的应力。另外，如果使用具有伸缩性的编织线作为太阳能电池单元间的布线构件，则可以缓和对单叠(singling)结构的太阳能电池单元端部施加的应力。
应予说明，编织线可以涂覆有焊料。这样，如果用低温熔融焊料镀覆(涂覆)编织线，则可以将编织线的一部分多点同时焊接，可以省略导电性膏的涂布等工序。
作为焊料，可以使用熔点比太阳能电池单元的各层的层压温度高的焊料、例如Sn－Bi焊料。如果焊料的熔点高于太阳能电池单元的各层的层压温度，则可以不需要熔融整个编织线的焊料。
(太阳能电池单元的制造方法)
接下来，参照图5A～图5C，对本实施方式的太阳能电池单元的制造方法进行说明。图5A是表示本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的半导体层形成工序的图，图5B是表示本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的透明电极层材料膜形成工序、金属电极层形成工序和绝缘层形成工序的图。图5C是表示本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的透明电极层形成工序的图。在图5A～图5C中，显示半导体基板11的背面侧，省略半导体基板11的表面侧。
首先，如图5A所示，在半导体基板11的背面侧的一部分、具体而言在第一区域7形成钝化层23和第一导电型半导体层25(半导体层形成工序)。例如可以使用CVD法或PVD法，在半导体基板11的背面侧的全部制作钝化层材料膜和第一导电型半导体层材料膜后，使用蚀刻法使钝化层23和第一导电型半导体层25形成图案，所述蚀刻法利用使用光刻技术生成的抗蚀剂或金属掩模。
应予说明，作为对p型半导体层材料膜的蚀刻溶液，例如可以举出含有臭氧的氢氟酸、或硝酸与氢氟酸的混合液这样的酸性溶液，作为对n型半导体层材料膜的蚀刻溶液，例如可以举出氢氧化钾水溶液这样的碱性溶液。
或者也可以使用CVD法或PVD法，在半导体基板11的背面侧层叠钝化层和第一导电型半导体层时，使用掩模同时进行钝化层23和p型半导体层25的制膜和图案化。
接下来，在半导体基板11的背面侧的另一部分、具体而言在第二区域8形成钝化层33和第二导电型半导体层35(半导体层形成工序)。例如，与上述同样地使用CVD法或PVD法，在半导体基板11的背面侧的全部制成钝化层材料膜和第二导电型半导体层材料膜后，使用利用光刻技术生成的抗蚀剂或金属掩模的蚀刻法，使钝化层33和第二导电型半导体层35形成图案。
或者也可以使用CVD法或PVD法，在半导体基板11的背面侧层叠钝化层和第二导电型半导体层时，使用掩模同时进行钝化层33和第二导电型半导体层35的制膜和图案化。
应予说明，在该半导体层形成工序中，也可以在半导体基板11的受光面侧的整个面形成钝化层13(省略图示)。
接下来，如图5B所示，在第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层35上以遍及这两者的方式形成一系列的透明电极层材料膜28Z(透明电极层材料膜形成工序)。作为透明电极层材料膜28Z的形成方法，例如可以使用CVD法或PVD法等。
接下来，介由透明电极层材料膜28Z在第一导电型半导体层25上以在Y方向上延伸的方式形成带状的第一金属电极层29，介由透明电极层材料膜28Z在第二导电型半导体层35上以在Y方向上延伸的方式形成带状的第二金属电极层39(金属电极层形成工序)。应予说明，第一金属电极层29和第二金属电极层39以相互隔开的方式形成。作为第一金属电极层29和第二金属电极层39的形成方法，可以举出PVD法、丝网印刷法、喷墨法、凹版涂布法或点胶法(dispenser method)等。
接下来，以除第一非绝缘区域41a以外整体覆盖第一金属电极层29的方式形成第一绝缘层41，并且以除第二非绝缘区域42a以外整体覆盖第二金属电极层39的方式形成第二绝缘层42(绝缘层形成工序)。应予说明，第一绝缘层41和第二绝缘层42以相互隔开的方式形成。另外，如图3所示，在第一绝缘层41中，第一非绝缘区域41a形成为使第一金属电极层29露出且配置在沿X方向延伸的第一直线X1上。另外，在第二绝缘层42中，第二非绝缘区域42a形成为使第二金属电极层39露出且配置在沿X方向延伸的与第一直线X1不同的第二直线X2上。
作为第一绝缘层41和第二绝缘层42的形成方法，可以举出PVD法、CVD法、丝网印刷法、喷墨法、凹版涂布法或点胶法等。
接下来，如图5C所示，使用将第一绝缘层41和第二绝缘层42(在第一非绝缘区域41a和第二非绝缘区域42a中为第一金属电极层29和第二金属电极层39)作为掩模的蚀刻法，使透明电极层材料膜28Z图案化，从而形成相互分离的第一透明电极层28和第二透明电极层38(透明电极层形成工序)。此时，不去除而残留第一绝缘层41和第二绝缘层42。
作为透明电极层材料膜28Z的蚀刻溶液，为不蚀刻第一非绝缘区域41a中露出的第一金属电极层29和第二非绝缘区域42a中露出的第二金属电极层39的溶液，可以举出盐酸(HCl)等酸性溶液。
然后，在半导体基板11的受光面侧的整个面形成防反射层15(省略图示)。通过以上工序，可以得到图3和图4所示的本实施方式的背接触型太阳能电池单元2。
另外，如图1和图2所示，通过以使太阳能电池单元2的端部的一部分重叠的方式使用单叠方式连接多个太阳能电池单元2，可以得到本实施方式的太阳能电池装置1和太阳能电池模块100。
如以上所说明，根据本实施方式的太阳能电池单元的制造方法，将用于确保与布线构件51、52绝缘的绝缘层41、42兼用作透明电极层28、38的蚀刻抗蚀剂，因此可以削减透明电极层28、38的蚀刻抗蚀剂的形成和去除的工序，可以简化太阳能电池单元的制造工序，降低成本。
另外，根据本实施方式的太阳能电池单元2，第一绝缘层41除第一非绝缘区域41a以外整体覆盖沿Y方向(第二方向)延伸的带状的第一金属电极层29，第二绝缘层42除第二非绝缘区域42a以外整体覆盖沿Y方向延伸的带状的第二金属电极层39，第一非绝缘区域41a配置在沿与Y方向交叉的X方向(第一方向)延伸的第一直线X1上，第二非绝缘区域42a配置在沿X方向(第一方向)延伸的与第一直线X1不同的第二直线X2上。由此，通过沿着第一直线X1配置第一布线构件51，从而第一布线构件51在第一非绝缘区域41a中与第一金属电极层29电连接，通过第二绝缘层42与第二金属电极层39绝缘。另外，通过沿着第二直线X2配置第二布线构件52，从而第二布线构件52在第二非绝缘区域42a中与第二金属电极层39电连接，通过第一绝缘层41与第一金属电极层29绝缘。由此，可以通过布线构件容易地将太阳能电池单元2中的带状的电极层连接，另外，可以容易地避免电极间的短路(short)。
另外，通过交替配置多个第一布线构件51和多个第二布线构件52，可以缩短流过金属电极层的电流路径。因此，可以减少由电极电阻引起的输出损耗，可以提高太阳能电池单元的发电效率。
另外，由于不需要用于布线连接的母线电极和焊盘电极，所以可以减少由面积较大的母线电极和焊盘电极中的载流子的复合而引起的光电转换损耗。另外，由于不使用面积较大的母线电极和焊盘电极，所以可以减少Ag等价格高的电极材料的使用量。
另外，根据本实施方式的太阳能电池单元2，第一绝缘层41整体覆盖第一金属电极层29，第二绝缘层42整体覆盖第二金属电极层39，因此即使增大金属电极层的宽度并减小电极间隔，也可以避免电极间的短路(short)。因此，可以减少电极电阻，可以提高太阳能电池单元的发电效率。
另外，根据本实施方式的太阳能电池装置1和太阳能电池模块100，以使太阳能电池单元2的端部的一部分重叠的方式使用单叠方式将多个太阳能电池单元2电连接。由此，在太阳能电池装置1和太阳能电池模块100中的有限的太阳能电池单元安装面积中可以安装更多的太阳能电池单元2，用于光电转换的受光面积增加，太阳能电池装置1和太阳能电池模块100的输出提高。另外，在太阳能电池单元2之间不会产生间隙，太阳能电池装置1和太阳能电池模块100的设计性提高。
另外，根据本实施方式的太阳能电池装置1和太阳能电池模块100，由于使用背接触型太阳能电池单元，所以看不到电极、布线，太阳能电池装置1和太阳能电池模块100的设计性进一步提高。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述实施方式，可以进行各种变更和变形。例如，在上述实施方式中例示了使用单叠方式将多个太阳能电池单元电连接的太阳能电池装置和太阳能电池模块。但是，本发明的太阳能电池单元不限定于此，可以应用于各种太阳能电池装置和太阳能电池模块。例如，也可以在不使用单叠方式而将以规定的绝缘距离隔开配置成平面状的多个太阳能电池单元电连接而得的太阳能电池装置和太阳能电池模块中应用本发明的太阳能电池单元。
另外，在本实施方式中例示了使用晶体硅材料的太阳能电池单元2，但是不限定于此。例如，作为太阳能电池单元的材料，也可以使用镓砷(GaAs)等各种材料。
另外，在上述实施方式中，如图4所示例示了异质结型的太阳能电池单元2。但是，本发明不限定于此，也可以应用于同质结型的太阳能电池单元等各种太阳能电池单元中。
另外，在上述实施方式中例示了太阳能电池模块具备单个太阳能电池装置1的形态，但是太阳能电池模块也可以具备例如在Y方向排列的多个太阳能电池装置1。
符号说明
1 太阳能电池装置
2 太阳能电池单元
3 受光侧保护构件
4 背侧保护构件
5 密封材料
7 第一区域
8 第二区域
11 半导体基板
13、23、33钝化层
15 防反射层
25 第一导电型半导体层
27 第一电极层
28 第一透明电极层
28Z 透明电极层材料膜
29 第一金属电极层
35 第二导电型半导体层
37 第二电极层
38 第二透明电极层
39第二金属电极层39
41 第一绝缘层
41a 第一非绝缘区域
42 第二绝缘层
42a 第二非绝缘区域
51 第一布线构件
52 第二布线构件
100 太阳能电池模块
X1 第一直线
X2 第二直线
Ro 重叠区域

Claims (15)

1.一种太阳能电池单元的制造方法，是具备半导体基板、依次层叠于所述半导体基板的一个主面侧的一部分的第一导电型半导体层、第一透明电极层和第一金属电极层、以及依次层叠于所述半导体基板的所述一个主面侧的另一部分的第二导电型半导体层、第二透明电极层和第二金属电极层的背接触型太阳能电池单元的制造方法，包括如下工序：
透明电极层材料膜形成工序，在所述半导体基板的所述一个主面侧的所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层上形成一系列的透明电极层的材料膜；
金属电极层形成工序，在所述透明电极层的材料膜上形成相互隔开的所述第一金属电极层和所述第二金属电极层；
绝缘层形成工序，形成相互隔开的第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层除第一非绝缘区域以外整体覆盖所述第一金属电极层的主面和侧面，所述第二绝缘层除第二非绝缘区域以外整体覆盖所述第二金属电极层的主面和侧面；以及
透明电极层形成工序，通过使用将所述第一绝缘层和所述第二绝缘层作为掩模的蚀刻法去除所述透明电极层的材料膜的露出部分，形成图案化的所述第一透明电极层和所述第二透明电极层，不去除而残留所述第一绝缘层和所述第二绝缘层；
在所述绝缘层形成工序中，
在所述第一绝缘层中形成所述第一非绝缘区域，所述第一非绝缘区域使所述第一金属电极层露出，并且配置在沿所述半导体基板的所述一个主面的第一方向延伸的第一直线上，
在所述第二绝缘层中形成所述第二非绝缘区域，所述第二非绝缘区域使所述第二金属电极层露出，并且配置在沿所述第一方向延伸的与所述第一直线不同的第二直线上。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其中，在所述金属电极层形成工序中，形成呈在沿着所述一个主面的第二方向、即与所述第一方向交叉的所述第二方向延伸的带状且在所述第一方向交替排列的所述第一金属电极层和所述第二金属电极层，
在所述绝缘层形成工序中，在与所述第一金属电极层和所述第二金属电极层交叉且在所述第二方向交替排列的所述第一直线和所述第二直线上形成所述第一非绝缘区域和所述第二非绝缘区域。
3.一种太阳能电池单元，是具备半导体基板、依次层叠于所述半导体基板的一个主面侧的一部分的第一导电型半导体层、第一透明电极层和第一金属电极层、以及依次层叠于所述半导体基板的所述一个主面侧的另一部分的第二导电型半导体层、第二透明电极层和第二金属电极层的背接触型太阳能电池单元，所述太阳能电池单元具备：
第一绝缘层，除第一非绝缘区域以外整体覆盖所述第一金属电极层的主面和侧面，和
第二绝缘层，除第二非绝缘区域以外整体覆盖所述第二金属电极层的主面和侧面；
所述第一金属电极层与所述第二金属电极层之间的区域、即所述第一透明电极层与所述第二透明电极层之间的所述区域未被所述第一绝缘层和所述第二绝缘层覆盖，
所述第一非绝缘区域未被所述第一绝缘层覆盖，露出所述第一金属电极层，并且所述第一非绝缘区域配置在沿所述半导体基板的所述一个主面的第一方向延伸的第一直线上，
所述第二非绝缘区域未被所述第二绝缘层覆盖，露出所述第二金属电极层，并且所述第二非绝缘区域配置在沿所述第一方向延伸的与所述第一直线不同的第二直线上。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池单元，其中，所述第一金属电极层和所述第二金属电极层呈在沿着所述一个主面的第二方向、即与所述第一方向交叉的所述第二方向上延伸的带状，并在所述第一方向交替排列，
所述第一直线和所述第二直线与所述第一金属电极层和所述第二金属电极层交叉，并在所述第二方向交替排列。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池单元，其中，具备：
第一布线构件，沿所述第一直线在所述第一方向上延伸，在所述第一非绝缘区域中与所述第一金属电极层电连接；和
第二布线构件，沿所述第二直线在所述第一方向上延伸，在所述第二非绝缘区域中与所述第二金属电极层电连接。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池单元，其中，具备：
第一布线构件，沿所述第一直线在所述第一方向上延伸，在所述第一非绝缘区域中与所述第一金属电极层电连接；和
第二布线构件，沿所述第二直线在所述第一方向上延伸，在所述第二非绝缘区域中与所述第二金属电极层电连接。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池单元，其中，所述第一非绝缘区域的一部分在所述第二方向的宽度大于所述第一布线构件的宽度，
所述第二非绝缘区域的一部分在所述第二方向的宽度大于所述第二布线构件的宽度。
8.根据权利要求5所述的太阳能电池单元，其中，所述第一布线构件与所述第二布线构件的中心间隔大于所述第一金属电极层与所述第二金属电极层的中心间隔。
9.根据权利要求5所述的太阳能电池单元，其中，所述第一布线构件和所述第二布线构件为编织线。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池单元，其中，所述第一布线构件和所述第二布线构件涂覆有焊料。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池单元，其中，所述焊料的熔点高于各层的层压温度。
12.一种太阳能电池装置，具备：
多个权利要求5或6所述的太阳能电池单元；和
权利要求5或6所述的第一布线构件和第二布线构件，将所述多个太阳能电池单元中的相邻的太阳能电池单元电连接。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池装置，其中，使用单叠方式将所述多个太阳能电池单元电连接。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池装置，其中，所述太阳能电池单元中的第一绝缘层和第二绝缘层包含树脂材料。
15.一种太阳能电池模块，具备权利要求12所述的一个或多个太阳能电池装置。
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