JP2000164902A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィンガー電極の接着強度が低下して、電気
特性や長期信頼性が低下するという問題があった。 【解決手段】 半導体接合部を有する半導体基板１の表
面側にフィンガー電極３ａを線状に多数設けると共に、
この半導体基板１の裏面側に裏面電極４を設けた太陽電
池において、前記フィンガー電極３ａの一端部側の線幅
を他の端部側の線幅よりも幅広とした。
特性や長期信頼性が低下するという問題があった。 【解決手段】 半導体接合部を有する半導体基板１の表
面側にフィンガー電極３ａを線状に多数設けると共に、
この半導体基板１の裏面側に裏面電極４を設けた太陽電
池において、前記フィンガー電極３ａの一端部側の線幅
を他の端部側の線幅よりも幅広とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池に関し、特
に半導体基板の表面側にフィンガー電極を線状に多数設
けた太陽電池に関する。
に半導体基板の表面側にフィンガー電極を線状に多数設
けた太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽電池を図４、５に示す。図４
は従来のシリコン系太陽電池の断面図、図５は平面図で
ある。図４および図５において、１は例えば５００μｍ
程度の厚さのＰ形シリコンの半導体基板、２はこの半導
体基板１の一方の主面上に受光面を形成するために、ｎ
形不純物を浅く拡散して、０．３〜０．５μｍ程度の厚
さに形成したｎ形拡散層、３はこの受光面を形成するｎ
形拡散層２からマイナス電位を取り出すために、２００
μｍ程度の幅で１〜５ｍｍ間隔で設けられたグリッド電
極、４は半導体基板１の他方の主面上に設けてプラス電
位を取り出す裏面電極、５は受光面を形成するｎ形拡散
層２上に設けた光反射防止膜である。
は従来のシリコン系太陽電池の断面図、図５は平面図で
ある。図４および図５において、１は例えば５００μｍ
程度の厚さのＰ形シリコンの半導体基板、２はこの半導
体基板１の一方の主面上に受光面を形成するために、ｎ
形不純物を浅く拡散して、０．３〜０．５μｍ程度の厚
さに形成したｎ形拡散層、３はこの受光面を形成するｎ
形拡散層２からマイナス電位を取り出すために、２００
μｍ程度の幅で１〜５ｍｍ間隔で設けられたグリッド電
極、４は半導体基板１の他方の主面上に設けてプラス電
位を取り出す裏面電極、５は受光面を形成するｎ形拡散
層２上に設けた光反射防止膜である。
【０００３】受光面側のグリッド電極３の形状は、集光
効率と集電効率の両方を満足させるために、主に太陽電
池素子の表面に上下、左右対称の櫛型形状となってい
る。具体的には、光入射により太陽電池素子内部で発生
した電気を収集するための複数本の微細なフィンガー電
極３ａと、収集した電気を外部に取り出すためのバスバ
ー電極３ｂが垂直に交わる形状となっている。
効率と集電効率の両方を満足させるために、主に太陽電
池素子の表面に上下、左右対称の櫛型形状となってい
る。具体的には、光入射により太陽電池素子内部で発生
した電気を収集するための複数本の微細なフィンガー電
極３ａと、収集した電気を外部に取り出すためのバスバ
ー電極３ｂが垂直に交わる形状となっている。
【０００４】このグリッド電極３は主にＡｇ等の導電性
金属ペーストをスクリーン印刷して焼成することで形成
した後、このグリッド電極３の表面の保護並びに複数の
素子を接続する際の配線性を向上させる目的で、グリッ
ド電極３の表面を半田６で被覆する。なお、裏面電極４
も半田層７で被覆される。
金属ペーストをスクリーン印刷して焼成することで形成
した後、このグリッド電極３の表面の保護並びに複数の
素子を接続する際の配線性を向上させる目的で、グリッ
ド電極３の表面を半田６で被覆する。なお、裏面電極４
も半田層７で被覆される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
太陽電池では、グリッド電極３部の半田被覆は、図６の
ように溶融半田８に素子を浸漬させることにより形成さ
れる。この際、フィンガー電極３ａに対して、バスバー
露極３ｂ及び３ｂ’は、線幅が太いため半田がのりやす
く、その余剰半田がフィンガー電極３ａに流れ込むこ
と、またフィンガー電極３ａは電極間ピッチが狭いため
に、フィンガー電極３ａ間で表面張力による半田ブリッ
ジが発生し、そのブリッジが弾ける際にブリッジ部の余
剰半田がフィンガー電極３ａ部に取り込まれることか
ら、フィンガー電極３ａ部に半田突起が発生しやすい。
太陽電池では、グリッド電極３部の半田被覆は、図６の
ように溶融半田８に素子を浸漬させることにより形成さ
れる。この際、フィンガー電極３ａに対して、バスバー
露極３ｂ及び３ｂ’は、線幅が太いため半田がのりやす
く、その余剰半田がフィンガー電極３ａに流れ込むこ
と、またフィンガー電極３ａは電極間ピッチが狭いため
に、フィンガー電極３ａ間で表面張力による半田ブリッ
ジが発生し、そのブリッジが弾ける際にブリッジ部の余
剰半田がフィンガー電極３ａ部に取り込まれることか
ら、フィンガー電極３ａ部に半田突起が発生しやすい。
【０００６】そのため、半田槽からの引き上げ時の速度
を遅くする必要があるが、これにより、素子の上部に比
べて下部の電極３ａ部は溶融半田８への浸漬時間が長く
なり、接着強度が低下する。特に、フィンガー電極３ａ
は線幅が２００μｍ程度と細いために、この接着強度低
下の影響を受けやすい。フィンガー電極３ａの接着強度
の低下は電気的な抵抗の増加となり、素子の初期電気特
性の低下を招くばかりでなく、長期信頼性の低下要因と
なる。
を遅くする必要があるが、これにより、素子の上部に比
べて下部の電極３ａ部は溶融半田８への浸漬時間が長く
なり、接着強度が低下する。特に、フィンガー電極３ａ
は線幅が２００μｍ程度と細いために、この接着強度低
下の影響を受けやすい。フィンガー電極３ａの接着強度
の低下は電気的な抵抗の増加となり、素子の初期電気特
性の低下を招くばかりでなく、長期信頼性の低下要因と
なる。
【０００７】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、グリッド電極の接着強度が低
下して、電気特性や長期信頼性が低下することを解消し
た太陽電池を提供することを目的とする。
みてなされたものであり、グリッド電極の接着強度が低
下して、電気特性や長期信頼性が低下することを解消し
た太陽電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る太陽電池では、半導体接合部を有す
る半導体基板の表面側にフィンガー電極を線状に多数設
けると共に、この半導体基板の裏面側に裏面電極を設け
た太陽電池において、前記フィンガー電極の一端部側の
線幅を他の端部側の線幅よりも幅広とした。
に、請求項１に係る太陽電池では、半導体接合部を有す
る半導体基板の表面側にフィンガー電極を線状に多数設
けると共に、この半導体基板の裏面側に裏面電極を設け
た太陽電池において、前記フィンガー電極の一端部側の
線幅を他の端部側の線幅よりも幅広とした。
【０００９】また、請求項２に係る太陽電池では、前記
フィンガー電極の線幅を一端部側から他の端部側に向け
て徐々に広幅とした。
フィンガー電極の線幅を一端部側から他の端部側に向け
て徐々に広幅とした。
【００１０】さらに、請求項３に係る太陽電池では、前
記フィンガー電極の線幅を一端部側から他の端部側に向
けて段階的に広幅とした。
記フィンガー電極の線幅を一端部側から他の端部側に向
けて段階的に広幅とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の各請求項に
係る太陽電池を示す断面図である。同図において、１は
例えば５００μｍ程度の厚さのＰ形シリコンの半導体基
板、２はこの半導体基板１の一方の主面上に受光面を形
成するために、ｎ形不純物を浅く拡散して、０．３〜
０．５μｍ程度の厚さに形成したｎ形拡散層、３はこの
受光面を形成するｎ形拡散層２からマイナス電位を取り
出すために、２００μｍ程度の幅で１〜５ｍｍ間隔で形
成したグリッド電極、４は半導体基板１の他方の主面上
に設けて、プラス電位を取り出す裏面電極、５は受光面
を形成するｎ形拡散層２上に設けた光反射防止膜であ
る。グリッド電極３は線状に形成されたフィンガー電極
３ａと素子同志をリード線で接続するためのバスバー電
極３ｂとからなる。
面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の各請求項に
係る太陽電池を示す断面図である。同図において、１は
例えば５００μｍ程度の厚さのＰ形シリコンの半導体基
板、２はこの半導体基板１の一方の主面上に受光面を形
成するために、ｎ形不純物を浅く拡散して、０．３〜
０．５μｍ程度の厚さに形成したｎ形拡散層、３はこの
受光面を形成するｎ形拡散層２からマイナス電位を取り
出すために、２００μｍ程度の幅で１〜５ｍｍ間隔で形
成したグリッド電極、４は半導体基板１の他方の主面上
に設けて、プラス電位を取り出す裏面電極、５は受光面
を形成するｎ形拡散層２上に設けた光反射防止膜であ
る。グリッド電極３は線状に形成されたフィンガー電極
３ａと素子同志をリード線で接続するためのバスバー電
極３ｂとからなる。
【００１２】本発明では、フィンガー電極３ａの線幅を
素子の上部と下部で異なるものとする。具体的には、素
子の上部（図２におけるバスバー電極３ｂより上側）、
中部（バスバー電極３ｂ〜３ｂ’間）、及び下部（バス
バー電極３ｂ’より下側）で、それぞれ順に、１０〜３
０μｍ程度ずつ段階的に線幅を太くしていく。これによ
り、フィンガー電極３ａの下部と基板１との接触面積を
増加させ、接着強度を向上させることで、上記のような
半田被覆時の下部フィンガー電極３ａの接着強度低下を
充分補うことができる。なお、フィンガー電極３ａの一
方端側の幅を太くすることで、素子の受光面積が減少す
るものの、基板１との接触面積が増加することで抵抗が
減少するため、素子のトータルとしての電気出力は、同
等のものが得られる。
素子の上部と下部で異なるものとする。具体的には、素
子の上部（図２におけるバスバー電極３ｂより上側）、
中部（バスバー電極３ｂ〜３ｂ’間）、及び下部（バス
バー電極３ｂ’より下側）で、それぞれ順に、１０〜３
０μｍ程度ずつ段階的に線幅を太くしていく。これによ
り、フィンガー電極３ａの下部と基板１との接触面積を
増加させ、接着強度を向上させることで、上記のような
半田被覆時の下部フィンガー電極３ａの接着強度低下を
充分補うことができる。なお、フィンガー電極３ａの一
方端側の幅を太くすることで、素子の受光面積が減少す
るものの、基板１との接触面積が増加することで抵抗が
減少するため、素子のトータルとしての電気出力は、同
等のものが得られる。
【００１３】フィンガー電極３ａは、段階的に線幅を太
くする場合に限らず、図３に示すように、徐々に広幅と
なるようにしてもよい。
くする場合に限らず、図３に示すように、徐々に広幅と
なるようにしてもよい。
【００１４】次に、上記構成による太陽電池の製造方法
について説明する。まず、５００μｍ程度の厚さのＰ形
シリコン単結晶の半導体基板１の一方の主面にｎ形不純
物を浅く拡散して、０．３〜０．５μｍ程度のｎ形拡散
層２を形成して受光面とする。そして、ｎ型拡散層２上
にＳｉＮx などの反射防止膜５を形成する。そして、こ
のｎ形拡散層２に例えばＡｇペーストをスクリーン印刷
して、上方部から下方部に向かって１μｍ程度から５０
μｍ程度に段階的もしくは徐々に幅広になるフィンガー
電極３ａを有するグリッド電極３を１〜５ｍｍ間隔に形
成すると共に半導体基板１の裏面全体に例えばＡｇ−Ａ
ｌぺーストをスクリーン印刷して、裏面電極４を形成す
る。そして、大気中で、７００℃〜７５０℃で５分程度
焼成し、最後に半田槽に浸漬してグリッド電極３と裏面
電極４上に半田層６、７を形成する。この半田層６、７
は例えば１０〜３００μｍ程度の厚みに形成される。
について説明する。まず、５００μｍ程度の厚さのＰ形
シリコン単結晶の半導体基板１の一方の主面にｎ形不純
物を浅く拡散して、０．３〜０．５μｍ程度のｎ形拡散
層２を形成して受光面とする。そして、ｎ型拡散層２上
にＳｉＮx などの反射防止膜５を形成する。そして、こ
のｎ形拡散層２に例えばＡｇペーストをスクリーン印刷
して、上方部から下方部に向かって１μｍ程度から５０
μｍ程度に段階的もしくは徐々に幅広になるフィンガー
電極３ａを有するグリッド電極３を１〜５ｍｍ間隔に形
成すると共に半導体基板１の裏面全体に例えばＡｇ−Ａ
ｌぺーストをスクリーン印刷して、裏面電極４を形成す
る。そして、大気中で、７００℃〜７５０℃で５分程度
焼成し、最後に半田槽に浸漬してグリッド電極３と裏面
電極４上に半田層６、７を形成する。この半田層６、７
は例えば１０〜３００μｍ程度の厚みに形成される。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に係る
太陽太陽電池によれば、グリッド電極の一端部側の線幅
を他の端部側の線幅よりも幅広としたことから、半田浸
漬条件やプリント電極の焼成条件等の複雑な工程条件変
更を伴わずに、電極プリント時のスクリーン設計を僅か
に変更するだけで、従来技術の問題点を解決できる。ま
た、素子サイズが異なる等の理由で、バスバー電極本数
が増加または減少しても、簡単に応用できる。さらに、
素子の外観的にも目視では見分けがつかないため、外観
を損ねることがない。
太陽太陽電池によれば、グリッド電極の一端部側の線幅
を他の端部側の線幅よりも幅広としたことから、半田浸
漬条件やプリント電極の焼成条件等の複雑な工程条件変
更を伴わずに、電極プリント時のスクリーン設計を僅か
に変更するだけで、従来技術の問題点を解決できる。ま
た、素子サイズが異なる等の理由で、バスバー電極本数
が増加または減少しても、簡単に応用できる。さらに、
素子の外観的にも目視では見分けがつかないため、外観
を損ねることがない。
【図１】本発明に係る太陽電池の一実施形態を示す断面
図である。
図である。
【図２】本発明に係る太陽電池の一実施形態を示す平面
図である。
図である。
【図３】本発明に係る太陽電池の他の実施形態を示す平
面図である。
面図である。
【図４】従来の太陽電池を示す断面図である。
【図５】従来の太陽電池を示す平面図である。
【図６】従来の太陽電池のグリッド電極上への半田層の
形成方法を示す図である。
形成方法を示す図である。
１‥‥‥半導体基板、２‥‥‥ｎ形拡散層、３‥‥‥グ
リッド電極、３ａ‥‥‥フィンガー電極、４‥‥‥裏面
電極、５‥‥‥光反射防止膜
リッド電極、３ａ‥‥‥フィンガー電極、４‥‥‥裏面
電極、５‥‥‥光反射防止膜
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体接合部を有する半導体基板の表面
側にフィンガー電極を線状に多数設けると共に、この半
導体基板の裏面側に裏面電極を設けた太陽電池におい
て、前記フィンガー電極の一端部側の線幅を他の端部側
の線幅よりも幅広としたことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記フィンガー電極の線幅を一端部側か
ら他の端部側に向けて徐々に広幅としたことを特徴とす
る請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 前記フィンガー電極の線幅を一端部側か
ら他の端部側に向けて段階的に広幅としたことを特徴と
する請求項１に記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10338120A JP2000164902A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10338120A JP2000164902A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164902A true JP2000164902A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18315110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10338120A Pending JP2000164902A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000164902A (ja) |
Cited By (27)
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-
1998
- 1998-11-27 JP JP10338120A patent/JP2000164902A/ja active Pending
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