JP2000340812A - 太陽電池 - Google Patents

太陽電池

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JP2000340812A JP11150147A JP15014799A JP2000340812A JP 2000340812 A JP2000340812 A JP 2000340812A JP 11150147 A JP11150147 A JP 11150147A JP 15014799 A JP15014799 A JP 15014799A JP 2000340812 A JP2000340812 A JP 2000340812A
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surface electrode
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Hiroaki Takahashi
宏明 高橋
Kenji Fukui
健次 福井
Katsuhiko Shirasawa
勝彦 白沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の接着強度を向上させるために、特性低
下やプロセスコストの増加が発生するという問題あっ
た。 【解決手段】 半導体接合部を有する半導体の一主面側
にバスバー部とフィンガー部とから成る表面電極を形成
し、他の主面側に裏面電極を形成した太陽電池であっ
て、上記表面電極のバスバー部に銅箔を複数個所で接合
して設けると共に、この表面電極の上記銅箔との接合部
分を他の部分よりも厚く形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の太陽電池を図4に示す。図4中、
11はシリコン基板、16は表面電極、18は表面銅
箔、17は裏面電極バスバー、19は裏面銅箔である。
シリコン基板11内にはN型領域12とP型領域13と
+ 型領域14とが設けられている。N型領域12の表
面には反射防止膜15が形成され、その上から表面電極
16(16a)が設けられ、P+ 型領域14の表面には
裏面電極17(17a)が設けられている。この表面電
極16は表面銅箔接続用のバスバー部15aと集電用の
フィンガー部15cとから成る。また、裏面電極17も
バスバー部17aとフィンガー部(不図示)とから成
る。
【0003】複数の太陽電池を接続するには、表面側銅
箔18の一方端が表面電極16a上の略全長にわたって
配設され、その複数個所を表面電極16aと接合するこ
とによって表面電極16に接続され、他方端が裏面側銅
箔18を介して裏面電極17のバスバー部17aの端部
に半田付けされて裏面電極17に接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】反射防止膜15上に導
電ペーストを印刷して焼成し、導電ペーストが反射防止
膜15を貫通することでシリコン基板11とコンタクト
を取る電極の形成方法においては、電極16とシリコン
基板11との接着強度を向上させるためには、導電ペー
スト中のガラスフリットを増やしたり、焼成温度を高く
したり、電極16とシリコン基板11との界面にTi等
のシリサイド層を形成する必要がある。
【0005】しかし、N型領域12の拡散層が浅い接合
を持つ太陽電池においては、導電ペースト中のガラスフ
リットを増やしたり、焼成温度を高くしたりすると、ガ
ラスフリットが拡散層12を突き抜ける割合が多くなる
ため、半導体接合部(N型領域とP型領域の界面)での
リークが発生し、太陽電池の変換効率が低下するという
問題がある。
【0006】また、表面電極16とシリコン基板11と
の界面にTi等のシリサイド層を形成する方法では、反
射防止膜15上にTi等の金属をスパッタリングによっ
て製膜した後、水素雰囲気中で熱処理を行ってシリサイ
ド層を形成してから導電ペーストを印刷して焼成するた
め、低コストな量産プロセスには適しないという問題が
ある。
【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、電極の接着強度を向上させる
ために生じる特性低下やプロセスコストの増加の問題を
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、本発明に係る太陽電池では、半導体接合部を有する
半導体基板の一主面側にバスバー部とフィンガー部とか
ら成る表面電極を形成し、他の主面側に裏面電極を形成
した太陽電池において、前記表面電極のバスバー部に銅
箔を複数個所で接合して設けると共に、この表面電極の
前記銅箔との接合部分を他の部分よりも厚く形成する。
【0009】
【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は本発明に係る太陽電
池の一実施形態を示す断面図、図2は平面図であり、1
は半導体基板、6は表面電極、7は裏面電極、8は表面
銅箔、9は裏面銅箔である。
【0010】半導体基板1は、厚み0.3mm程度の単
結晶シリコンや多結晶シリコンなどから成る。この半導
体基板1はボロン(B)を1×1016〜1018atom
s・cm-3程度含有し、比抵抗は1.5Ωcmである。
この半導体基板1内には、N型領域2とP+ 型領域4が
あり、N型領域2はP型のシリコン基板1を拡散炉中に
配置して、オキシ塩化リン(POCl3 )中で加熱する
ことによって、シリコン基板1の全体の表面部にリン原
子を1×1016〜1018atoms・cm-3程度拡散さ
せ、その後に側面部と裏面部の拡散層を除去することに
より、厚み0.3〜0.4μm程度に形成する。なお、
この半導体基板1は単結晶ガリウム砒素などで形成して
もよい。
【0011】また、半導体基板1の裏面側には、アルミ
ニウム(Al)ペーストを印刷して焼成することによ
り、アルミニウムを5〜10μm程度の厚みに1×10
20〜1022atoms・cm-3程度P+ 層4を形成す
る。
【0012】次に、半導体基板1の一主面側に反射防止
膜5を形成する。この反射防止膜5はたとえば窒化シリ
コン膜などからなり、シランとアンモニアとの混合ガス
を用いたプラズマCVD法などで厚みに500〜100
0Å、屈折率1.90〜2.30に形成される。この反
射防止膜5は、半導体基板1の表面で光が反射するのを
防止して、半導体基板1内に光を有効に取り込むために
設ける。
【0013】この反射防止膜5上には、表面電極6が形
成されている。この表面電極6は、バスバー部6aと、
表面銅箔8との接続部分で他のバスバー部6aよりも厚
く5〜10μm程度の厚みに形成されたバスバー厚膜部
6bと、バスバー部6aと交差して分岐して幅100〜
300μm、ピッチ15〜3mm程度に形成されたフィ
ンガー部6cとから成る。バスバー部6aは基板1の略
全長にわたって2本あるいは3本平行に形成されてお
り、フィンガー部6cはバスバー部6aに交差して多数
本が基板1の略全長にわたって形成される。このような
表面電極6は、たとえば銀粉末、ガラスフリット、結合
剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷して
600〜800℃程度の温度で焼き付け、全体を半田層
(不図示)で被覆することにより形成される。
【0014】この表面電極6(6a)上には50〜25
0μm程度の厚みの表面銅箔8が貼り付けられている。
この表面銅箔8は、表面電極6(6a)の断面積を大き
くして表面電極6の電気抵抗を下げるとともに、太陽電
池の出力を取り出すために設けられる。このような表面
銅箔8をバスバー部6a上の他のバスバー部よりも厚く
形成されたバスバー厚膜部6bと熱溶着等により接続す
る。
【0015】この場合、表面銅箔8は表面電極6の厚膜
部6bに接合されることから、厚くした部分での電極6
とシリコン基板11の接着強度が強くなり、銅箔8が剥
がれにくくなる。
【0016】基板1の裏面側には裏面電極7が設けられ
ている。この裏面電極7も、裏面銅箔9を接続するため
の幅1〜2mm、厚み5〜10μm程度のバスバー部7
aとこのバスバー部7aと交差して分岐して多数本形成
される幅100〜300μm程度、厚み5〜10μm程
度、ピッチ1.5〜5mm程度のフィンガー部(不図
示)とから成る。バスバー部7aは基板1の略全長にわ
たって2本あるいは3本平行に形成されており、フィン
ガー部はバスバー部7aに交差して多数本が基板1の略
全長にわたって形成される。このような裏面電極6は、
たとえば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤
から成るペーストをスクリーン印刷して焼き付け、全体
を半田層(不図示)で被覆することにより形成される。
【0017】この裏面電極7(7a)上には裏面銅箔9
が貼り付けられている。この裏面銅箔9は、裏面電極7
(7a)の断面積を大きくして裏面電極7の電気抵抗を
下げるとともに、太陽電池の出力を取り出すために設け
られる。このような裏面銅箔9は、裏面バスバー部7a
上に複数箇所で熱溶着等により接続する。
【0018】図3は本発明に係る太陽電池の他の実施形
態を示す図である。この太陽電池では、表面電極6のバ
スバー部6aの幅の方向の一部に厚膜部6bを形成して
いる。このように、バスバー部6aの幅方向の一部に厚
膜部6bを形成しても、上述した太陽電池と同様な効果
が得られる。
【0019】
【実施例】図2(a)に示すように、反射防止膜5上
に、バスバー部6aとフィンガー部6cを同時に印刷し
て乾燥した後、表面銅箔8との接続部分にバスバー厚膜
部6bを印刷して、焼成した。バスバー部6aとフィン
ガー部6cの電極厚みは焼成後で10μm、バスバー厚
膜部6bの電極厚みは焼成後で25μm、幅は2mmで
ある。その後、バスバー部6a上に表面銅箔8をバスバ
ー厚膜部6bで接続し、表面銅箔8を引っ張ることによ
って電極強度を測定した。
【0020】また、図2(b)に示すように、バスバー
厚膜部6bをバスバー部6aとフィンガー部6cの交差
部のみに形成する方法においても、電極強度を測定し
た。この場合、バスバー部6aを印刷して乾燥した後、
バスバー部6aと交差するようにフィンガー部6cを印
刷する。このとき、バスバー部6aと交差するバスバー
厚膜部6bは、幅が0.1μm〜0.5μm程度で形成
される。その後バスバー部6a上に表面銅箔8を複数箇
所で接続した。電極強度の測定結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1に示すとおり、従来構造の太陽電池に
おいては電極の引っ張り強度が0.5kgであるのに対
し、請求項1のように表面銅箔と接合する部分の電極を
厚くすることで1.0kg以上の電極強度が得られ、電
極強度が向上することが確認された。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る太陽電池によれば、表面銅箔とバスバー電極との接合
部分のバスバー電極を厚くしたことから、厚くした部分
での電極とシリコン基板との接着強度が強くなり、もっ
て表面電極に接合される銅箔が剥がれにくくなる。その
ため、製造工程における後工程での配線歩留りが向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【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
図であり、(a)はバスバー電極の厚膜部を長く形成し
た場合、(b)はバスバー電極の厚膜部をフィンガー電
極と同じピッチに形成した場合を示す。
【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。
【図4】従来の太陽電池を示す図であり、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
【符号の説明】
1…基板、2…N型領域、3…P型領域、4…P+ 型領
域、5a…表面電極バスバー、5b…表面電極厚膜部、
5c…表面電極フィンガー、6…表面電極側の銅箔、7
a…裏面電極バスバー、8…裏面電極側の銅箔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体接合部を有する半導体基板の一主
    面側にバスバー部とフィンガー部とから成る表面電極を
    形成し、他の主面側に裏面電極を形成した太陽電池にお
    いて、前記表面電極のバスバー部に銅箔を複数個所で接
    合して設けると共に、この表面電極の前記銅箔との接合
    部分を他の部分よりも厚く形成したことを特徴とする太
    陽電池。
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