JP2000188409A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

太陽電池及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池の電極表面に多量の半田を付着さ
せ、インターコネクタを接続した時の接着力を高める。 【解決手段】 太陽電池の表面側のコレクター電極10
の端部に円形の半田たまり部14を設け、コレクター電
極10と半田たまり部14の間を細い電極くびれ部15
により接続する事により、半田槽から引き上げる際、半
田が半田たまり部14にたまりやすくなり、さらに、円
形であるため半田の表面張力によって半田たまり部14
に半田が多く付着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池の電極及び製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、太陽電池では、太陽光が照射
されることにより生じる電流を取り出すために、図6に
示すように、表面(受光面)側にPN接合21が形成さ
れた半導体基板であるシリコンウエハ等のウエハ1の表
面に表面電極2が設けられ、裏面側には、アルミニウム
等の金属ペーストを塗布及び焼成して形成されるP+層
とアルミ電極とよりなるアルミペースト焼成部7と、裏
面の一部に銀ペーストを塗布し焼成することにより形成
される銀電極8とからなる裏面電極3が設けられている
(例えば、特開平6ー209115号公報、特開平9ー
172196号公報参照)。
【0003】表面電極2は、図7に示すように、ウエハ
1の表面側のグリッド電極9が、グリッド電極9から流
れ込む電流を収集する2本のコレクター電極10に対し
直角に配置した形状になっていた。
【0004】一般に太陽電池はこの後、全面にフラック
スを塗布し、半田槽に浸漬され表面電極2と銀電極8の
表面に半田が被覆され、その後、図9に示すように、表
面においてインターコネクタ12が半田を介してコレク
ター電極10に接着されて使用される。また、太陽電池
の裏面においては、図10のようにインターコネクター
12が銀電極8に接着される。この接着部分のみに矩形
状の銀電極8が形成されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図7に示す従来の表面
電極2では、コレクター電極10の端部に充分な量の半
田が付着していないため、インターコネクタ12を充分
な接着強度で接着できなかった。そこで、図8に示すよ
うにコレクター電極10の端部11の面積を増加させ、
半田の付着量の増加を図ったが、図7の表面電極2に比
較し改善されたとはいえ、満足できる付着量は得られな
かった。そのため、図9に示すように、太陽電池の表面
にインターコネクター12を接着したとき、接着強度が
弱くインターコネクター12が剥がれる原因となってい
た。
【0006】また、太陽電池の裏面においても、図10
に示す矩形の銀電極8では、半田槽への浸漬時にアルミ
ペースト焼成部7と、銀電極8との界面13(図中斜線
で表示)にフラックスが入り込み銀電極8に充分な量の
半田が付着せず、銀電極8にインターコネクター12を
接着しても充分な接着強度が得られず、そのためインタ
ーコネクター12が剥がれるという不具合が発生してい
た。
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、充分な接着強度でインターコネクター
を接着することのできる太陽電池の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決する為の手段】前記目的を達成するために
本発明は、受光面となる表面側にPN接合を有する半導
体基板と、前記半導体基板の表面側に形成された表面電
極と、前記半導体基板の裏面側に形成された裏面電極と
を備えた太陽電池において、インターコネクタを接続す
るための半田たまり部を形成したことを特徴とする。
【0009】また、前記表面電極は少なくともコレクタ
ー電極よりなり、前記コレクター電極の端部には半田た
まり部が設けられていることを特徴とする。
【0010】また本発明は、前記半田たまり部は、前記
コレクター電極と接続して形成されている事を特徴とす
る。
【0011】また本発明は、前記コレクター電極と前記
半田たまり部の間がくびれていることを特徴とする。
【0012】また本発明は、前記半田たまり部が円形で
あることを特徴とする。
【0013】また本発明は、前記コレクター電極は複数
の部分に膨み部分が形成されていることを特徴とする。
【0014】また本発明は、前記半導体基板の表面側に
形成された表面電極と、前記半導体基板の裏面側に形成
された裏面電極とを備えた太陽電池において、前記裏面
電極は少なくとも銀電極よりなり、前記銀電極の一部に
切欠部が設けられていることを特徴とする。
【0015】また本発明は、前記銀電極は側部が矢羽根
形状に形成されていることを特徴とする。
【0016】また本発明は、裏面の銀電極にインターコ
ネクタが半田によって接続された太陽電池において、前
記銀電極の一部に切欠部が設けられており、前記銀電極
と前記インターコネクタは少なくとも前記切欠部におい
て接続されていることを特徴とする。
【0017】また本発明は、表面電極は少なくともコレ
クター電極よりなり、前記コレクター電極の端部には半
田たまり部が設けられており、裏面電極は少なくとも銀
電極よりなり、前記銀電極が矢羽根状に形成されてお
り、前記コレクター電極の前記半田たまり部が設けられ
た端部の方向と前記矢羽根形状の鋭角部の方向が逆方向
であることを特徴とする。
【0018】また本発明は、太陽電池を半田槽への浸漬
および引き上げを行う際、前記コレクター電極の前記半
田たまり部が設けられた端部を上にした方向で半田槽へ
の浸漬および引き上げを行うことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
ついて説明する。
【0020】図1は、本発明にに係る太陽電池の構成を
示す図である。断面図は従来例で示した図6を用いて説
明する。この太陽電池は、半導体基板として多結晶シリ
コンウエハを用い、このウエハ1の表面に表面電極2を
形成し、ウエハ1の裏面に裏面電極3を形成して構成さ
れる。
【0021】ウエハ1は、P型シリコンが固化されてな
り、その表面にn+層4が形成されてPN接合21が形
成される。n+層4の表面には、太陽光の吸収を促進さ
せるための凸凹であるテクスチャー面5が形成され、更
に、テクスチャー面5の表面には太陽光の反射を防止す
るための反射防止膜6が形成される。また、ウエハ1の
裏面にはp+層及びアルミニウム電極よりなるアルミペ
ースト焼成部7と銀電極8が形成され裏面電極3とな
る。以下、この太陽電池の製造工程について説明する。
【0022】ウエハ1は、電磁キャスト法やリボン法等
によって作製される。電磁キャスト法は、シリコンの融
液をるつぼ中で冷却して固化する方法であり、これによ
って作製されたインゴットを薄くスライスすることによ
りウエハ1が作製される。一方、リボン法は、シリコン
の融液が入ったるつぼ内に立てられたキャピラリダイを
通して結晶シリコンが引き上げられ、レーザー等で適当
な大きさに切断してウエハ1を作製する方法である。
【0023】凸凹であるテクスチャー面5は、ウエハ1
に対して三フッ化塩素ガス(ClF3)等の塩素性ガス
を用いてドライエッチンッグを行なう事により形成され
る。あるいは、水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)等
のアルカリ水溶液を用いてウエットエッチングを行なう
事により形成される。この後、熱拡散法を用い、リン等
の不純物をドーピングする事によりn+層4を形成し、
PN接合21が形成される。
【0024】次に、シランとアンモニアとの混合ガスを
原料としてプラズマCVD法で、窒化シリコン膜よりな
る反射防止膜6を形成する。あるいはチタン酸アルコキ
シドを原料として常圧CVD法で形成される酸化チタン
膜等からなる反射防止膜6を形成する。
【0025】次に、反射防止膜6上に図1の表面電極2
の形状に銀ペーストを塗布し、焼成して表面電極2を形
成する。焼成により表面電極2は、反射防止膜6を突き
抜けテクスチャ面5に到達する。表面電極2は、端部に
半田たまり部14を設けた形状のコレクター電極10及
びグリツド電極9より構成されている。この後、裏面
に、アルミニウム金属ペーストを印刷し、約700℃で
焼成してP+層とアルミ電極とよりなるアルミペースト
焼成部7を形成したのち、裏面の一部に図3に示すよう
に、矢羽根形状17で、一部に銀ペーストの存在しない
切欠部16が設けられた形状に銀ペーストを塗布し焼成
して、銀電極8を形成する。図4に示すように、この矢
羽根形状17の鋭角部の方向は、表面のコレクター電極
10の半田たまり部14がある端部の方向と逆方向にな
るよう銀ペーストを塗布しておく。
【0026】次に、全面にフラックスが塗布された後、
図5に示すように融解した半田が満たされている半田槽
18に太陽電池を浸漬し、表面電極2及び裏面の銀電極
8に半田を付け引き上げる。この時、コレクター電極1
0の半田たまり部14が設けられた端部を上にした方向
19で浸漬及び引き上げを行なう。このように、半田た
まり部14に半田がたまるため半田の付着量が増す。さ
らに、半田たまり部14を上にして浸漬することで、半
田たまり部14の半田槽18への浸漬時間が短くなり半
田の付着量が増す。これは、銀電極8の銀の成分が融解
した半田中へ溶け出す量が少なくて済むためと思われ
る。
【0027】また、裏面においても、アルミニウム電極
と銀電極8の界面となる部分を矢羽根形状17とするこ
とにより半田槽浸積時のフラックスのぬけが良くなり、
充分な量の半田を銀電極8に付着させることができる。
さらに、半田槽から引き上げる際、コレクター電極10
の半田たまり部14を上にした方向にすると矢羽根形状
17の鋭角部は下方となり、銀電極8の矢羽根形状17
の鋭角部の方向に半田が流れ、切欠部16によりその流
れが止められることにより、切欠部16上部に半田が充
分にたまる。
【0028】次に、図9のように、銅箔に半田メッキさ
れたインターコネクター12をコレクター電極10に接
触させ、加熱及び加圧を行って半田により接着する。こ
の時、コレクター電極10の半田たまり部14には接着
するのに充分な量の半田が付着しているので、強い接着
強度が得られ、インターコネクター12の剥がれ等の不
具合を軽減できる。裏面にインターコネクター12を接
続する場合、銀電極8の切欠部16において接続する。
この切欠部16上には多くの量の半田が付着しているの
で強い接着強度が得られる。
【0029】また、図1に示すように、コレクター電極
10と半田たまり部14の間をコレクター電極くびれ部
15によって細い線状に接続することにより電気的接続
を保ったままで、半田槽からの引き上げ時半田の流れを
止める事ができ、いっそう半田の付着量が増す。すなわ
ち、コレクター電極くびれ部15は、コレクター電極の
両サイドに切欠部を設けたものである。
【0030】この形状によると、半田たまり部14にイ
ンターコネクター12を接続しただけでコネクター電極
10と電気的な接続されたことになるため電気的な断線
が起こりにくくなる。また、半田たまり部14を円状に
することにより表面張力によって半田の付着量がさらに
増す。なお、コレクター電極くびれ部15に代えて、半
田たまり部14の両外周部とコレクター電極10の両サ
イドとを2本の細い電極で繋ぐことによって、半田たま
り部14、コレクター電極10及び2本の細い電極で切
欠部を形成しても良い。
【0031】また、図2に示すコレクター電極10の複
数の部分に膨らみ部分20が形成されている構造のコネ
クター電極10を用いてもよい。前述の理由で、この複
数の膨らみ部分20は円形だとなお良い。このコネクタ
ー電極10は半田槽18への浸漬時、円形に形成された
多くの点で半田の付着量を増し、従ってインターコネク
ター12を接続する際、多くの点で強い接着強度で接着
されるためインターコネクター12が剥がれるという不
具合がさらに減少する。
【0032】なお、太陽電池において、インターコネク
タの接続部に半田たまり部を設けることにより、表裏の
何れであってもインターコネクタの接続強度が強くな
る。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、太
陽電池にインターコネクタが十分な強度で接着される。
また、太陽電池の表面にインターコネクタを半田により
接着する場合、コレクター電極に充分な量の半田が付着
しているので、充分な強度でインターコネクタが接着さ
れる。
【0034】太陽電池の裏面にインターコネクタを半田
により接着する場合、フラックスの抜けが良くこと又は
半田のたまりが多くなることにより、銀電極への半田の
付着量が増し、従って充分な強度でインターコネクタが
接着される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す太陽電池表面側の平面図
である。
【図2】本発明の他の実施例を示す太陽電池表面側の平
面図である。
【図3】本発明の実施例を示す太陽電池裏面側の平面図
である。
【図4】本発明の実施例の表裏パターンの位置関係を示
す太陽電池裏面側の平面透視図である。
【図5】本発明の太陽電池の製造法の一例を示す説明図
である。
【図6】一般的な太陽電池の断面図である。
【図7】従来の実施例を示す太陽電池受光面側の平面図
である。
【図8】従来の他の実施例を示す太陽電池受光面側の平
面図である。
【図9】一般的な太陽電池にインターコネクターを半田
溶接した状態を示す平面図である。
【図10】従来の太陽電池にインターコネクターを半田
溶接した状態を示す太陽電池裏面側の平面図である。
【符号の説明】
1 ウエハ 2 表面電極 3 裏面電極 7 アルミペースト焼成部 8 銀電極 10 コレクター電極 12 インターコネクタ 13 アルミペースト焼成部/銀電極海面 14 半田たまり部 15 電極くびれ部 16 切欠部 17 矢羽根形状 19 半田槽への浸漬及び引き上げ方向 20 膨らみ部分 21 PN接合

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光面となる表面側にPN接合を有する
    半導体基板と、前記半導体基板の表面側に形成された表
    面電極と、前記半導体基板の裏面側に形成された裏面電
    極とを備えた太陽電池において、インターコネクタを接
    続するための半田たまり部を形成したことを特徴とする
    太陽電池。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の太陽電池において、前記
    表面電極は少なくともコレクター電極よりなり、前記半
    田たまり部は前記コレクター電極の端部に設けられてい
    ることを特徴とする太陽電池。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の太陽電池において、前記
    半田たまり部は、前記コレクター電極と接続して形成さ
    れている事を特徴とする太陽電池。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の太陽電池において、前記
    コレクター電極と前記半田たまり部の間がくびれている
    ことを特徴とする太陽電池。
  5. 【請求項5】 請求項2乃至請求項4の何れかに記載の
    太陽電池において、前記半田たまり部が円形であること
    を特徴とする太陽電池。
  6. 【請求項6】 請求項2乃至請求項5の何れかに記載の
    太陽電池において、前記コレクター電極に複数の膨み部
    分が形成されていることを特徴とする太陽電池。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の太陽電池において、前
    記裏面電極は少なくとも銀電極よりなり、前記銀電極の
    一部に切欠部が設けられていることを特徴とする太陽電
    池。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の太陽電池において、前記
    銀電極は側部が矢羽根形状に形成されていることを特徴
    とする太陽電池。
  9. 【請求項9】 請求項7乃至請求項8の何れかに記載の
    太陽電池にインターコネクタが半田によって接続された
    太陽電池において、前記銀電極とインターコネクタが半
    田によって接続されており、前記銀電極と前記インター
    コネクタは少なくとも前記切欠部において接続されてい
    ることを特徴とする太陽電池。
  10. 【請求項10】 請求項2乃至請求項6の何れかに記載
    の太陽電池において、前記裏面電極は少なくとも銀電極
    よりなり、前記銀電極が矢羽根状に形成されており、前
    記コレクター電極の前記半田たまり部が設けられた端部
    の方向と前記矢羽根形状の鋭角部の方向が逆方向である
    ことを特徴とする太陽電池。
  11. 【請求項11】 請求項1乃至請求項6及び請求項9の
    いずれかに記載の太陽電池を半田槽へ浸漬する太陽電池
    の製造方法において、半田槽への浸漬および引き上げを
    行う際に、前記コレクター電極の前記半田たまり部が設
    けられた端部を上にした方向で半田槽への浸漬および引
    き上げを行うことを特徴とする太陽電池の製造方法。
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