JP2001274427A - 光起電力素子及びその製造方法 - Google Patents

光起電力素子及びその製造方法

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shaped
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Nobuo Kadome
信夫 門目
Hiroshi Shimizu
宏 清水
Toru Shiodera
通 塩寺
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集電効率が低下することなく、半田付け強度
も大きい、集電極上の半田付け構造を備える光起電力素
子及びその製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 略板状の光起電力素子の少なくとも片面側
に、集電極10の幹部11を備え、この集電極10の幹
部11上において、複数の島状に半田層13’を配置し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力素子に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の光起電力素子の構造が、実開平6
−38264号に開示されている。略矩形板状の結晶系
太陽電池素子であって、その両面上に幹部が略帯状の金
属ペーストからなる集電極を有している。そして、この
集電極の幹部の全長に配置された半田層上に、太陽電池
素子の出力を導出するため、金属箔を半田付けした構造
が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の太陽電池素
子においては、集電極(幹部)の全長に、半田ごて等を
用いて半田層を配置する時に、集電極上においては、汚
れ等の理由で、集電極上で半田層がはじけて、集電極の
全長に半田層を配置することが困難な場合が生じてい
た。更には、半田層がはじけるので、集電極上において
溶融した半田が一個所に集まり、金属箔と一個所でしか
半田付けすることができなくなるので、集電効率が低下
すると共に、半田付け強度も低下していた。
【0004】本発明は、上述のような問題点を解決する
ために成されたものであり、集電効率が低下することな
く、半田付け強度も大きい、集電極上の半田付け構造を
備える光起電力素子及びその製造方法を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の主要な構成は、
略板状の光起電力素子の少なくとも片面側に、集電極を
備え、この集電極上において、複数の島状に半田層を配
置したことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図面を用い
て、詳細に説明する。
【0007】まず、図1は、本発明の光起電力素子の製
造途中を示す図である。図において、1は、100mm
角の正方形で、厚さ約100〜500μmのn型の単結
晶シリコン(抵抗率=約0.5〜4Ωcm)からなる結
晶系半導体基板である。2は、結晶系半導体基板1の表
面上に、プラズマCVD法を用いて形成された非晶質シ
リコンの真性半導体層真性半導体層(約50〜200
Å)、3は、結晶系半導体基板1の裏面上に、プラズマ
CVD法を用いて形成された非晶質シリコンの真性半導
体層(約50〜200Å)である。
【0008】4は、真性半導体層2上にプラズマCVD
法を用いて形成されたp型非晶質シリコンの導電型半導
体層(約50〜200Å)、5は、真性半導体層3上に
プラズマCVD法を用いて形成されたn型非晶質シリコ
ンの導電型半導体層(約100〜500Å)である。
【0009】6は、表面側において、導電型半導体層4
上に形成されたITOからなる透明導電膜、7は、裏面
側において、導電型半導体層5上に形成されたITOか
らなる透明導電膜である。
【0010】次に、図2に示す工程においては、図1に
示した製造途中の光起電力素子の表面側において、集電
極10を形成し、続いて、裏面側において、集電極20
を形成する。なお、図2において、光起電力素子の裏面
側から見た平面図は、表面側から見た平面図(=図2
(a))と同一につき、図示していない。
【0011】図に示すように、集電極10、20は、側
辺と平行に延びる2本の幹部11、21(幅約2mm)
と、この幹部11、21より直交して延びる複数の枝部
12、22(幅約50μm、間隔約2〜3mm)とから
なる。
【0012】詳細には、集電極10、20は、エポキシ
又はポリイミド系のバインダーに、銀等の金属材料の粉
末(粒径約3〜7μm)を含むもので、スクリーン印刷
によりパターニングされた後、約200℃で加熱処理さ
れ、高さ約10〜50μmに形成される。
【0013】そして、図3に示す工程においては、集電
極10、20の幹部11、21上において、複数の島状
部よりなる半田クリーム13、23を配置する。なお、
図3においては、製造途中の光起電力素子の表面側斜視
図のみを示し、裏面側斜視図は表面側斜視図と構造が同
一なため図面を省略する。
【0014】この半田クリーム13、23は、エポキシ
又はポリイミド系のバインダーに、半田材料からなる粉
体を含むもので、スクリーン印刷により島状にパターニ
ングされる。その後、この製造途中の光起電力素子を、
約180〜200℃に加熱することにより、バインダー
が除去され、半田材料が溶融し、その表面張力により球
形のような曲面をして、島状に半田層が形成される。こ
こで、比較例として、半田ペーストを、集電極の幹部の
全長に配置するなら、加熱工程で、はじけて一つの固ま
りの半田材料になってしまった。即ち、本実施例におい
ては、半田クリーム13、23が、独立した島状にパタ
ーニングされていることより、加熱工程にて半田材料が
溶融した場合でも、独立した島状として存在することが
できるので、一つの固まりの半田材料となることはな
い。
【0015】次に、図4に示すように、半田メッキした
銅等の金属箔からなる出力タブ15を、光起電力素子両
面の幹部11、21上に、島状の半田層13’、23’
を介して半田付けされる。詳細には、島状の半田層1
3’、23’上に、出力タブ15を当接させ、半田ごて
等により押圧しながら加熱することにより、半田付けす
ることができる。なお、図4においては、製造途中の光
起電力素子の表面側斜視図のみを示し、裏面側斜視図は
表面側斜視図と構造が同一なため図面を省略する。
【0016】なお、多結晶又は単結晶系の光起電力素子
においては、約600〜700℃の高温熱処理タイプの
銀ペースト等の集電極を採用しているが、本実施例のよ
うな透明導電膜及び非晶質半導体層を積層した光起電力
素子においては、その表面に銀ペースト等の集電極を印
刷後加熱処理して形成する場合には、加熱処理による透
明導電膜、非晶質半導体層への悪影響を考慮して、加熱
処理の温度が約200℃で形成できる低温加熱処理タイ
プの集電極を採用している。このような透明導電膜及び
非晶質半導体層を積層した光起電力素子を、溶融した半
田材料(約200℃以上)に浸漬して半田層を形成する
と、低温加熱処理タイプの集電極が剥離するため、溶融
した半田材料に浸漬して半田層を形成する工程を利用す
ることができなかった(集電極が剥離する理由として
は、集電極の加熱処理温度以上の温度で、溶融した半田
材料に浸漬していることにより、熱が悪影響を及ぼして
いるものと考えられる)。従って、透明導電膜及び非晶
質半導体層を積層した光起電力素子に半田層を形成する
方法として、本実施例の如く、半田ペーストを用いて半
田層を利用している。
【0017】以上の工程にて、本実施例が完成する。以
上のように、本実施例においては、出力タブ15が、複
数の島状の半田層13’、23’を介して、半田接続さ
れることになるので、電気抵抗が低く集電効率が良好で
あり、接続強度も大きい。
【0018】
【発明の効果】本発明においては、集電極上に、半田層
が一つの固まりになることなく、複数の島状に半田層を
配置していることより、別途、集電極上に出力タブを、
これら複数の島状の半田層を介して半田付けできる。従
って、複数の島状の半田層を介して半田接続されること
より、電気抵抗が低く集電効率が良好であり、接続強度
も大きい。
【0019】また、本発明は、略板状で少なくとも片面
側に、外側より透明導電膜及び非晶質半導体層を積層し
た光起電力素子であって、前記片面側上に配置された金
属ペーストからなる集電極と、前記集電極上に、複数の
島状に配置した半田粉及び樹脂材料からなる半田ペース
トを熱乾燥して形成した複数の島状の半田層を備える。
ここで、透明導電膜及び非晶質半導体層を有する光起電
力素子においては、上記実施例にて説明したように、溶
融した半田材料(約200℃以上)に浸漬して半田層を
形成すると、金属ペーストからなる集電極が剥離するの
で、このような工程が利用できず、半田ペーストを用い
て半田層を形成していた。そして、このような半田ペー
ストを、集電極の全長上に形成して加熱すると、はじけ
て一つの固まりになってしまっていた。本発明において
は、複数の島状に配置した半田ペーストを熱乾燥して複
数の島状の半田層を配置しているので、別途、集電極上
に出力タブを、これら複数の島状の半田層を介して、半
田付けできる。従って、複数の島状の半田層を介して半
田接続されることより、電気抵抗が低く集電効率が良好
であり、接続強度も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における第1工程を示す図で
あり、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A
断面図である。
【図2】本発明の一実施例の第2工程を示す図であり、
(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A拡大断
面図、(c)は(a)におけるB−B拡大断面図であ
る。
【図3】本発明の一実施例の第3工程を示す表面側斜視
図である。
【図4】本発明の一実施例の第4工程を示す表面側斜視
図である。
【符号の説明】
1 結晶系半導体基板 2、3 真性非晶質半導体層 4、5 導電型非晶質半導体層 6、7 透明導電膜 10、20 集電極 11、21 幹部 12、22 枝部 13、23 半田クリーム 13’、23’ 半田層 15 出力タブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩寺 通 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA05 CA15 CB27 FA04 FA06 FA14 FA16 FA30 GA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略板状の光起電力素子の少なくとも片面
    側に、集電極を備え、この集電極上において、複数の島
    状に半田層を配置したことを特徴とする光起電力素子。
  2. 【請求項2】 略板状で少なくとも片面側に、外側より
    透明導電膜及び非晶質半導体層を積層した光起電力素子
    であって、 前記片面側上に配置された金属ペーストからなる集電極
    と、 前記集電極上に、複数の島状に配置した半田粉及び樹脂
    材料からなる半田ペーストを加熱して形成した複数の島
    状の半田層を備えることを特徴とする光起電力素子。
  3. 【請求項3】 略板状で少なくとも片面側に、外側より
    透明導電膜及び非晶質半導体層を積層した光起電力素子
    の製造方法であって、 前記片面側上に金属ペーストからなる集電極を配置する
    工程と、 前記集電極上に、半田粉及び樹脂材料からなる半田ペー
    ストを複数の島状に配置する工程と、 その後、加熱して複数の島状の半田層を形成する工程と
    を備えることを特徴とする光起電力素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006049429A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Sharp Corp 太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュール
WO2009019929A1 (ja) * 2007-08-09 2009-02-12 Mitsubishi Electric Corporation 太陽電池パネル
EP2978028A4 (en) * 2013-03-19 2016-10-26 Choshu Industry Co Ltd PHOTOVOLTAIC DEVICE

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