JP2003282905A - 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Info
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- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光閉じ込め効果を得るためのシリコン基板の
片面または両面の凹凸形状を最適化することにより、良
好な出力特性を実現する太陽電池及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 シリコン基板１の凹凸形状に加工した両
面に非晶質半導体の積層体２，１２及び透光性導電膜
３，１３が形成されており、更に透光性導電膜３，１３
上に導電ペーストの印刷によって集電極４，１４が形成
されている。シリコン基板１の凹凸度（シリコン基板１
の重量と、シリコン基板１の両面における凹部をシリコ
ン基板１と同材料で埋めて平坦面と仮定したシリコン板
の重量との差のシリコン基板１の重量に対する割合）
が、１０〜３０％である。集電極４，１４による遮光の
影響を低減すべく、その幅を１３０μｍ程度以下にして
も、集電極４，１４の抵抗は大きくならない。
片面または両面の凹凸形状を最適化することにより、良
好な出力特性を実現する太陽電池及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 シリコン基板１の凹凸形状に加工した両
面に非晶質半導体の積層体２，１２及び透光性導電膜
３，１３が形成されており、更に透光性導電膜３，１３
上に導電ペーストの印刷によって集電極４，１４が形成
されている。シリコン基板１の凹凸度（シリコン基板１
の重量と、シリコン基板１の両面における凹部をシリコ
ン基板１と同材料で埋めて平坦面と仮定したシリコン板
の重量との差のシリコン基板１の重量に対する割合）
が、１０〜３０％である。集電極４，１４による遮光の
影響を低減すべく、その幅を１３０μｍ程度以下にして
も、集電極４，１４の抵抗は大きくならない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池及びその
製造方法に関し、より詳細には、表面に凹凸形状を有す
る太陽電池用のシリコン基板に関する。
製造方法に関し、より詳細には、表面に凹凸形状を有す
る太陽電池用のシリコン基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＩＴ（Heterojunction with Intrinsi
c Thin-layer）型の太陽電池は、結晶系のシリコン基板
の片面または両面に、非晶質シリコン層と透光性導電膜
とを積層形成し、更にその上に、導電ペーストのスクリ
ーン印刷によって櫛形状の集電極を形成して構成されて
いる。このＨＩＴ型の太陽電池は、結晶系の太陽電池に
比べて低温状態での製造プロセスが可能であり、低コス
ト化及び高変換効率化を図れる太陽電池として期待され
ている。
c Thin-layer）型の太陽電池は、結晶系のシリコン基板
の片面または両面に、非晶質シリコン層と透光性導電膜
とを積層形成し、更にその上に、導電ペーストのスクリ
ーン印刷によって櫛形状の集電極を形成して構成されて
いる。このＨＩＴ型の太陽電池は、結晶系の太陽電池に
比べて低温状態での製造プロセスが可能であり、低コス
ト化及び高変換効率化を図れる太陽電池として期待され
ている。
【０００３】そして、このような構成の太陽電池にあっ
ては、光電変換効率の向上を図るべく、光閉じ込め効果
を得るために、非晶質シリコン層が形成されるシリコン
基板の片面または両面を凹凸形状（テクスチャ構造）に
加工しておくことが一般的である。
ては、光電変換効率の向上を図るべく、光閉じ込め効果
を得るために、非晶質シリコン層が形成されるシリコン
基板の片面または両面を凹凸形状（テクスチャ構造）に
加工しておくことが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】集電極は遮光体である
ため、太陽電池の出力特性を向上させるためには、集電
極の幅を狭くすることが好ましい。しかしながら、集電
極の幅を狭くした場合には、スクリーン印刷で形成され
る導電ペーストの厚さが薄くなるので、集電極の断線、
または、集電極の狭小化に伴う電気抵抗の増加が発生し
て、出力特性が劣化してしまうという問題がある。
ため、太陽電池の出力特性を向上させるためには、集電
極の幅を狭くすることが好ましい。しかしながら、集電
極の幅を狭くした場合には、スクリーン印刷で形成され
る導電ペーストの厚さが薄くなるので、集電極の断線、
または、集電極の狭小化に伴う電気抵抗の増加が発生し
て、出力特性が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、光閉じ込め効果を得るためのシリコン基板の片
面または両面の凹凸形状を最適化することにより、集電
極の幅を狭くしても、断線が生じず、また、狭小化に伴
う電気抵抗の増加を抑制して、良好な出力特性を実現で
きる太陽電池及びその製造方法を提供することを目的と
する。
であり、光閉じ込め効果を得るためのシリコン基板の片
面または両面の凹凸形状を最適化することにより、集電
極の幅を狭くしても、断線が生じず、また、狭小化に伴
う電気抵抗の増加を抑制して、良好な出力特性を実現で
きる太陽電池及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る太陽電池
は、厚さ方向の片面または両面を凹凸形状にしたシリコ
ン基板の前記片面側または両面側に、導電ペーストの印
刷によって形成された集電極を有する太陽電池におい
て、凹凸度（但し、前記シリコン基板の重量と、前記シ
リコン基板の前記片面または両面における凹部を前記シ
リコン基板と同材料で埋めて平坦面と仮定したシリコン
板の重量との差の前記シリコン基板の重量に対する割合
を凹凸度と定義する）が、５×Ａ（％）〜１５×Ａ
（％）（但し、凹凸形状が片面である場合にＡ＝１、凹
凸形状が両面である場合にＡ＝２）であることを特徴と
する。
は、厚さ方向の片面または両面を凹凸形状にしたシリコ
ン基板の前記片面側または両面側に、導電ペーストの印
刷によって形成された集電極を有する太陽電池におい
て、凹凸度（但し、前記シリコン基板の重量と、前記シ
リコン基板の前記片面または両面における凹部を前記シ
リコン基板と同材料で埋めて平坦面と仮定したシリコン
板の重量との差の前記シリコン基板の重量に対する割合
を凹凸度と定義する）が、５×Ａ（％）〜１５×Ａ
（％）（但し、凹凸形状が片面である場合にＡ＝１、凹
凸形状が両面である場合にＡ＝２）であることを特徴と
する。
【０００７】第１発明の太陽電池にあっては、使用する
シリコン基板の凹凸度が、凹凸加工が片面のみである場
合に５〜１５％、凹凸加工が両面である場合に１０〜３
０％としている。よって、凹凸形状が最適となって、光
閉じ込め効果が十分に得られると共に、スクリーン印刷
される導電ペーストの幅が細くても、断面積は大きくな
るので、細線化による断線及び抵抗増加は抑制される。
シリコン基板の凹凸度が、凹凸加工が片面のみである場
合に５〜１５％、凹凸加工が両面である場合に１０〜３
０％としている。よって、凹凸形状が最適となって、光
閉じ込め効果が十分に得られると共に、スクリーン印刷
される導電ペーストの幅が細くても、断面積は大きくな
るので、細線化による断線及び抵抗増加は抑制される。
【０００８】第２発明に係る太陽電池は、第１発明にお
いて、前記シリコン基板の最長部分の厚さが０．３ｍｍ
以下であることを特徴とする。
いて、前記シリコン基板の最長部分の厚さが０．３ｍｍ
以下であることを特徴とする。
【０００９】第２発明の太陽電池にあっては、結晶系の
シリコン基板の厚さが０．３ｍｍ以下であるようなＨＩ
Ｔ型の太陽電池への適用を可能とする。
シリコン基板の厚さが０．３ｍｍ以下であるようなＨＩ
Ｔ型の太陽電池への適用を可能とする。
【００１０】第３発明に係る太陽電池の製造方法は、厚
さ方向の片面または両面を凹凸形状にしたシリコン基板
の前記片面側または両面側に、導電ペーストの印刷によ
って集電極を形成する工程を有する太陽電池の製造方法
において、凹凸度（但し、前記シリコン基板の重量と、
前記シリコン基板の前記片面または両面における凹部を
前記シリコン基板と同材料で埋めて平坦面と仮定したシ
リコン板の重量との差の前記シリコン基板の重量に対す
る割合を凹凸度と定義する）が、５×Ａ（％）〜１５×
Ａ（％）（但し、凹凸形状が片面である場合にＡ＝１、
凹凸形状が両面である場合にＡ＝２）であるシリコン基
板を使用することを特徴とする。
さ方向の片面または両面を凹凸形状にしたシリコン基板
の前記片面側または両面側に、導電ペーストの印刷によ
って集電極を形成する工程を有する太陽電池の製造方法
において、凹凸度（但し、前記シリコン基板の重量と、
前記シリコン基板の前記片面または両面における凹部を
前記シリコン基板と同材料で埋めて平坦面と仮定したシ
リコン板の重量との差の前記シリコン基板の重量に対す
る割合を凹凸度と定義する）が、５×Ａ（％）〜１５×
Ａ（％）（但し、凹凸形状が片面である場合にＡ＝１、
凹凸形状が両面である場合にＡ＝２）であるシリコン基
板を使用することを特徴とする。
【００１１】第３発明の太陽電池の製造方法にあって
は、凹凸加工が片面のみである場合に凹凸度が５〜１５
％、凹凸加工が両面である場合に凹凸度が１０〜３０％
であるようなシリコン基板に、導電ペーストのスクリー
ン印刷によって集電極を形成する。よって、形成される
集電極は、幅が細くても断面積は大きくなるので、製造
される太陽電池の集電極の細線化による断線及び抵抗増
加は抑制される。
は、凹凸加工が片面のみである場合に凹凸度が５〜１５
％、凹凸加工が両面である場合に凹凸度が１０〜３０％
であるようなシリコン基板に、導電ペーストのスクリー
ン印刷によって集電極を形成する。よって、形成される
集電極は、幅が細くても断面積は大きくなるので、製造
される太陽電池の集電極の細線化による断線及び抵抗増
加は抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明
の一例であるＨＩＴ型の太陽電池の構成を示す平面図、
図２は、図１の一部（図１のＡ部）の拡大断面図であ
る。
示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明
の一例であるＨＩＴ型の太陽電池の構成を示す平面図、
図２は、図１の一部（図１のＡ部）の拡大断面図であ
る。
【００１３】図において、１は単結晶シリコン，多結晶
シリコン等の結晶系半導体からなるｎ型のシリコン基板
（例えば１０３ｍｍ角，厚さ１５０〜３００μｍ）であ
る。シリコン基板１の厚さ方向の両面（両方の主面）に
は均一な凹凸形状の加工が施されている。このシリコン
基板１の凹凸度は１０〜３０％である。具体的には、シ
リコン基板１の厚さが３００μｍ程度である場合に凹凸
度は１０〜１５％、シリコン基板１の厚さが１５０μｍ
程度である場合に凹凸度は２０〜３０％である。
シリコン等の結晶系半導体からなるｎ型のシリコン基板
（例えば１０３ｍｍ角，厚さ１５０〜３００μｍ）であ
る。シリコン基板１の厚さ方向の両面（両方の主面）に
は均一な凹凸形状の加工が施されている。このシリコン
基板１の凹凸度は１０〜３０％である。具体的には、シ
リコン基板１の厚さが３００μｍ程度である場合に凹凸
度は１０〜１５％、シリコン基板１の厚さが１５０μｍ
程度である場合に凹凸度は２０〜３０％である。
【００１４】ここで凹凸度とは、凹凸形状があるシリコ
ン基板１の重量と、シリコン基板１の両面における凹部
をシリコン基板１と同材料で埋めて平坦面と仮定した場
合のシリコン板の重量との差のシリコン基板１の重量に
対する割合と定義する。具体的に、凹凸度Ｄ（％）は、
上記シリコン基板１の重量Ｗと上記シリコン板の重量
Ｗ′とを用いて、下記（１）式で定義される。 Ｄ＝｛（Ｗ′−Ｗ）／Ｗ｝×１００ …（１）
ン基板１の重量と、シリコン基板１の両面における凹部
をシリコン基板１と同材料で埋めて平坦面と仮定した場
合のシリコン板の重量との差のシリコン基板１の重量に
対する割合と定義する。具体的に、凹凸度Ｄ（％）は、
上記シリコン基板１の重量Ｗと上記シリコン板の重量
Ｗ′とを用いて、下記（１）式で定義される。 Ｄ＝｛（Ｗ′−Ｗ）／Ｗ｝×１００ …（１）
【００１５】シリコン基板１の一方の主面（表面）上に
は、ｉ型非晶質シリコン層（厚さ１００Å）／ｐ型非晶
質シリコン層（厚さ１００Å）の積層体２と、例えばＩ
ＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透光性導電膜３（厚
さ７００Å）とが積層形成されている。このように表面
側に、ｎ型のシリコン基板と非晶質シリコン層とのヘテ
ロ接合が形成されている。透光性導電膜３上には、例え
ばＡｇペーストからなる櫛型状の集電極４（幅１２０μ
ｍ，ピッチ２ｍｍ，本数５１本）が形成されている。ま
た、各集電極４に直交するように、Ａｇからなる外部取
出し用のバスバー電極５が形成されている。
は、ｉ型非晶質シリコン層（厚さ１００Å）／ｐ型非晶
質シリコン層（厚さ１００Å）の積層体２と、例えばＩ
ＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透光性導電膜３（厚
さ７００Å）とが積層形成されている。このように表面
側に、ｎ型のシリコン基板と非晶質シリコン層とのヘテ
ロ接合が形成されている。透光性導電膜３上には、例え
ばＡｇペーストからなる櫛型状の集電極４（幅１２０μ
ｍ，ピッチ２ｍｍ，本数５１本）が形成されている。ま
た、各集電極４に直交するように、Ａｇからなる外部取
出し用のバスバー電極５が形成されている。
【００１６】シリコン基板１の他方の主面（裏面）上に
は、ｉ型非晶質シリコン層（厚さ１００Å）／ｎ型非晶
質シリコン層（厚さ１００Å）の積層体１２と、例えば
ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透光性導電膜１３
（厚さ７００Å）とが積層形成されている。透光性導電
膜１３上には、例えばＡｇペーストからなる櫛型状の集
電極１４（幅１２０μｍ，ピッチ２ｍｍ，本数５１本）
が形成されている。また、各集電極１４に直交するよう
に、Ａｇからなる外部取出し用のバスバー電極が形成さ
れている。
は、ｉ型非晶質シリコン層（厚さ１００Å）／ｎ型非晶
質シリコン層（厚さ１００Å）の積層体１２と、例えば
ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透光性導電膜１３
（厚さ７００Å）とが積層形成されている。透光性導電
膜１３上には、例えばＡｇペーストからなる櫛型状の集
電極１４（幅１２０μｍ，ピッチ２ｍｍ，本数５１本）
が形成されている。また、各集電極１４に直交するよう
に、Ａｇからなる外部取出し用のバスバー電極が形成さ
れている。
【００１７】なお、凹凸度が１０〜３０％である本発明
のシリコン基板では、凹凸形状を設けないシリコン基板
と比べて、集電極を同じ幅のＡｇペーストで構成した場
合に、Ａｇペーストの重量が表側だけで２０〜６０％増
加することを確認している。
のシリコン基板では、凹凸形状を設けないシリコン基板
と比べて、集電極を同じ幅のＡｇペーストで構成した場
合に、Ａｇペーストの重量が表側だけで２０〜６０％増
加することを確認している。
【００１８】ここで、シリコン基板１の凹凸度を１０〜
３０％としている理由について説明する。凹凸度が１０
％未満では、後述するように、集電極４，１４を構成す
る導電ペーストの十分な重量が実現できずに、集電極
４，１４の狭小化に伴う抵抗の増大を抑制できない。一
方、凹凸度が３０％を超えるようにシリコン基板１の表
面を加工した場合には、凹凸形状の面分布が不均一にな
って光の閉じ込め効果を十分に発揮できず、光反射が増
えて特性劣化を引き起こしてしまう。以上のことから、
シリコン基板１の凹凸度は１０〜３０％に設定する。
３０％としている理由について説明する。凹凸度が１０
％未満では、後述するように、集電極４，１４を構成す
る導電ペーストの十分な重量が実現できずに、集電極
４，１４の狭小化に伴う抵抗の増大を抑制できない。一
方、凹凸度が３０％を超えるようにシリコン基板１の表
面を加工した場合には、凹凸形状の面分布が不均一にな
って光の閉じ込め効果を十分に発揮できず、光反射が増
えて特性劣化を引き起こしてしまう。以上のことから、
シリコン基板１の凹凸度は１０〜３０％に設定する。
【００１９】次に、本発明の太陽電池の製造方法につい
て説明する。図３は、この太陽電池の製造方法の工程図
である。
て説明する。図３は、この太陽電池の製造方法の工程図
である。
【００２０】まず、ｎ型のシリコン基板１の両面（表面
及び裏面）を、凹凸度が１０〜３０％となるように、化
学処理（異方性エッチング処理）にて均一に凹凸面に加
工する（図３（ａ））。凹凸度を３０％以下としている
ので、シリコン基板１の両面の凹凸形状として平坦面
（鏡面）が殆どない均一なピラミッド形状を形成するこ
とができる。具体的には、凹凸度が１０〜３０％である
場合、ピラミッド形状の凹凸は、そのピラミッドの底辺
の一辺の長さが１０〜４０μｍであるものが占める表面
積の割合が２０％以上である。
及び裏面）を、凹凸度が１０〜３０％となるように、化
学処理（異方性エッチング処理）にて均一に凹凸面に加
工する（図３（ａ））。凹凸度を３０％以下としている
ので、シリコン基板１の両面の凹凸形状として平坦面
（鏡面）が殆どない均一なピラミッド形状を形成するこ
とができる。具体的には、凹凸度が１０〜３０％である
場合、ピラミッド形状の凹凸は、そのピラミッドの底辺
の一辺の長さが１０〜４０μｍであるものが占める表面
積の割合が２０％以上である。
【００２１】なお、凹凸度を検査する場合は、次のよう
に処理を行う。凹凸面加工が施されたシリコン基板１の
重量を計測して計測値Ｗを得る。そのシリコン基板１の
厚さをマイクロメータにて測定して測定値Ｔを得る。両
面の凹部にシリコン基板１の材料を埋め込んで得られる
シリコン板の形状は、この測定値Ｔの厚さを有する直方
体と見なせるので、測定値Ｔを用いて算出するこの直方
体の体積にシリコン基板１の材料の密度を乗算すること
により、上記シリコン板の重量Ｗ′を求める。そして、
得られたＷ，Ｗ′の値を用いて、前述の（１）式に従っ
て、凹凸度Ｄを算出する。
に処理を行う。凹凸面加工が施されたシリコン基板１の
重量を計測して計測値Ｗを得る。そのシリコン基板１の
厚さをマイクロメータにて測定して測定値Ｔを得る。両
面の凹部にシリコン基板１の材料を埋め込んで得られる
シリコン板の形状は、この測定値Ｔの厚さを有する直方
体と見なせるので、測定値Ｔを用いて算出するこの直方
体の体積にシリコン基板１の材料の密度を乗算すること
により、上記シリコン板の重量Ｗ′を求める。そして、
得られたＷ，Ｗ′の値を用いて、前述の（１）式に従っ
て、凹凸度Ｄを算出する。
【００２２】次に、プラズマＣＶＤ法により、シリコン
基板１の一方の主面（表面）にｉ型非晶質シリコン層，
ｐ型非晶質シリコン層をこの順に積層形成して積層体２
とし、シリコン基板１の他方の主面（裏面）にｉ型非晶
質シリコン層，ｎ型非晶質シリコン層をこの順に積層形
成して積層体１２とする（図３（ｂ））。次に、スパッ
タ法により、積層体２と積層体１２との上に夫々、ＩＴ
Ｏからなる透光性導電膜３と透光性導電膜１３とを形成
する（図３（ｃ））。
基板１の一方の主面（表面）にｉ型非晶質シリコン層，
ｐ型非晶質シリコン層をこの順に積層形成して積層体２
とし、シリコン基板１の他方の主面（裏面）にｉ型非晶
質シリコン層，ｎ型非晶質シリコン層をこの順に積層形
成して積層体１２とする（図３（ｂ））。次に、スパッ
タ法により、積層体２と積層体１２との上に夫々、ＩＴ
Ｏからなる透光性導電膜３と透光性導電膜１３とを形成
する（図３（ｃ））。
【００２３】次いで、１回のＡｇペーストのスクリーン
印刷法により、透光性導電膜３上及び透光性導電膜１３
上夫々に、櫛形の集電極４及び集電極１４を形成する
（図３（ｄ））。この際、本発明では、シリコン基板１
の凹凸度を１０％以上としているので、シリコン基板１
の凹部の面積が大きいため、その幅が狭くても、印刷さ
れるＡｇペーストの重量は多くなる。この結果、集電極
４，１４の細線化に伴う抵抗増加を抑制できる。このよ
うに、集電極４，１４の幅が１２０μｍと狭くなって
も、抵抗増加を抑制できるため、比抵抗が１×１０-5Ω
・ｃｍ以上であるＡｇペーストが使用可能である。
印刷法により、透光性導電膜３上及び透光性導電膜１３
上夫々に、櫛形の集電極４及び集電極１４を形成する
（図３（ｄ））。この際、本発明では、シリコン基板１
の凹凸度を１０％以上としているので、シリコン基板１
の凹部の面積が大きいため、その幅が狭くても、印刷さ
れるＡｇペーストの重量は多くなる。この結果、集電極
４，１４の細線化に伴う抵抗増加を抑制できる。このよ
うに、集電極４，１４の幅が１２０μｍと狭くなって
も、抵抗増加を抑制できるため、比抵抗が１×１０-5Ω
・ｃｍ以上であるＡｇペーストが使用可能である。
【００２４】本例では、非晶質シリコンを用いているた
め、Ａｇペーストは、２００℃近傍で硬化する樹脂系の
バインダを使用する。このような樹脂系のバインダとし
ては、エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ウレタン樹脂，
ポリエステル樹脂の中の一つまたは複数のものを使用で
きる。
め、Ａｇペーストは、２００℃近傍で硬化する樹脂系の
バインダを使用する。このような樹脂系のバインダとし
ては、エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ウレタン樹脂，
ポリエステル樹脂の中の一つまたは複数のものを使用で
きる。
【００２５】次に、シリコン基板１の凹凸度を１０〜３
０％にした場合に、集電極４，１４の幅を狭くしてもそ
の抵抗が大きくならずに、太陽電池の良好な出力特性が
得られることを、本発明者が行った実験データに基づい
て検証する。なお、以下の例では、凹凸加工後のシリコ
ン基板１の厚さを２８０μｍ、集電極４，１４の幅を一
定の１２０μｍとしている。
０％にした場合に、集電極４，１４の幅を狭くしてもそ
の抵抗が大きくならずに、太陽電池の良好な出力特性が
得られることを、本発明者が行った実験データに基づい
て検証する。なお、以下の例では、凹凸加工後のシリコ
ン基板１の厚さを２８０μｍ、集電極４，１４の幅を一
定の１２０μｍとしている。
【００２６】図４は、シリコン基板１の凹凸度（％）と
集電極４，１４を形成すべく印刷したときの表面側のＡ
ｇペーストの重量（ａ．ｕ．：任意単位）との関係を示
すグラフである。図４から、凹凸度とＡｇペーストの重
量とは比例関係をなすことが理解される。
集電極４，１４を形成すべく印刷したときの表面側のＡ
ｇペーストの重量（ａ．ｕ．：任意単位）との関係を示
すグラフである。図４から、凹凸度とＡｇペーストの重
量とは比例関係をなすことが理解される。
【００２７】図５は、シリコン基板１の凹凸度（％）と
集電極４，１４の抵抗（ａ．ｕ．：任意単位）との関係
を示すグラフである。シリコン基板１の凹凸度が１０％
未満では、Ａｇペーストの量が少なくて（図４参照）集
電極４，１４の抵抗は大きいが、１０％以上にした場合
には、Ａｇペーストの量が多くなって（図４参照）その
抵抗値を大幅に低減できる。よって、シリコン基板１の
凹凸度を１０％以上にした場合には、形成する集電極
４，１４の幅を１２０μｍ程度に狭くしたときでも抵抗
値が増大することはなく、集電極４，１４による遮光面
積を最小限に留めて有効受光面積の増加に伴う出力特性
の向上を図れる。
集電極４，１４の抵抗（ａ．ｕ．：任意単位）との関係
を示すグラフである。シリコン基板１の凹凸度が１０％
未満では、Ａｇペーストの量が少なくて（図４参照）集
電極４，１４の抵抗は大きいが、１０％以上にした場合
には、Ａｇペーストの量が多くなって（図４参照）その
抵抗値を大幅に低減できる。よって、シリコン基板１の
凹凸度を１０％以上にした場合には、形成する集電極
４，１４の幅を１２０μｍ程度に狭くしたときでも抵抗
値が増大することはなく、集電極４，１４による遮光面
積を最小限に留めて有効受光面積の増加に伴う出力特性
の向上を図れる。
【００２８】図６は、シリコン基板１の凹凸度（％）と
太陽電池の最大出力（ａ．ｕ．：任意単位）との関係を
示すグラフである。シリコン基板１の凹凸度が１０％未
満では、最大出力が低くなっているが、これは集電極
４，１４の抵抗が高いこと（図５参照）が原因である。
これに対して、シリコン基板１の凹凸度を１０％以上に
した場合には、集電極４，１４の抵抗を低減できて（図
５参照）安定した高い出力特性が得られている。シリコ
ン基板１の凹凸度が１０％を超える範囲では、その凹凸
度を大きくしても出力特性の向上は見られずに略一定の
良好な特性を有している。これは、凹凸度が１０％を超
えた場合に、集電極４，１４の抵抗が出力特性に悪影響
を及ぼさない程度の十分な数値に達していることを意味
する。また、シリコン基板１の凹凸度を３０％より大き
した場合には、出力特性の劣化が確認された。これは、
凹凸度が３０％を超えると、シリコン基板１における凹
凸形状の面分布が不均一になって光の閉じ込め効果を十
分に発揮できないことに起因したと考えられる。
太陽電池の最大出力（ａ．ｕ．：任意単位）との関係を
示すグラフである。シリコン基板１の凹凸度が１０％未
満では、最大出力が低くなっているが、これは集電極
４，１４の抵抗が高いこと（図５参照）が原因である。
これに対して、シリコン基板１の凹凸度を１０％以上に
した場合には、集電極４，１４の抵抗を低減できて（図
５参照）安定した高い出力特性が得られている。シリコ
ン基板１の凹凸度が１０％を超える範囲では、その凹凸
度を大きくしても出力特性の向上は見られずに略一定の
良好な特性を有している。これは、凹凸度が１０％を超
えた場合に、集電極４，１４の抵抗が出力特性に悪影響
を及ぼさない程度の十分な数値に達していることを意味
する。また、シリコン基板１の凹凸度を３０％より大き
した場合には、出力特性の劣化が確認された。これは、
凹凸度が３０％を超えると、シリコン基板１における凹
凸形状の面分布が不均一になって光の閉じ込め効果を十
分に発揮できないことに起因したと考えられる。
【００２９】なお、凹凸加工後の厚さが１５０μｍであ
るシリコン基板１について同様の実験を行ったが、厚さ
が２８０μｍである上記の場合と同様の結果を得た。以
上のことから、シリコン基板１の凹凸度は１０〜３０％
に設定することが好ましいことを検証できた。
るシリコン基板１について同様の実験を行ったが、厚さ
が２８０μｍである上記の場合と同様の結果を得た。以
上のことから、シリコン基板１の凹凸度は１０〜３０％
に設定することが好ましいことを検証できた。
【００３０】図７は、本発明の他の実施の形態による太
陽電池の構成を示す断面図である。前述した実施の形態
では、両面光入射型のＨＩＴ型太陽電池について説明し
たが、この他の実施の形態は片面光入射型のＨＩＴ型太
陽電池である。
陽電池の構成を示す断面図である。前述した実施の形態
では、両面光入射型のＨＩＴ型太陽電池について説明し
たが、この他の実施の形態は片面光入射型のＨＩＴ型太
陽電池である。
【００３１】図７において、２１は単結晶シリコン，多
結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｎ型のシリコン
基板（例えば１０３ｍｍ角，厚さ１５０〜３００μｍ）
である。シリコン基板１の厚さ方向の片面（一方の主
面）には均一な凹凸形状の加工が施されおり、他の片面
（他方の主面）は平坦である。このシリコン基板１の凹
凸度は５〜１５％である。凹凸度の定義は、前述した実
施の形態と同様であり、シリコン基板２１の重量と、シ
リコン基板２１の表面における凹部をシリコン基板２１
と同材料で埋めて平坦面と仮定した場合のシリコン板の
重量との差のシリコン基板２１の重量に対する割合であ
る。
結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｎ型のシリコン
基板（例えば１０３ｍｍ角，厚さ１５０〜３００μｍ）
である。シリコン基板１の厚さ方向の片面（一方の主
面）には均一な凹凸形状の加工が施されおり、他の片面
（他方の主面）は平坦である。このシリコン基板１の凹
凸度は５〜１５％である。凹凸度の定義は、前述した実
施の形態と同様であり、シリコン基板２１の重量と、シ
リコン基板２１の表面における凹部をシリコン基板２１
と同材料で埋めて平坦面と仮定した場合のシリコン板の
重量との差のシリコン基板２１の重量に対する割合であ
る。
【００３２】シリコン基板２１の凹凸形状の面（表面）
上には、ｉ型非晶質シリコン層（厚さ１００Å）／ｐ型
非晶質シリコン層（厚さ１００Å）の積層体２２と、例
えばＩＴＯからなる透光性導電膜２３（厚さ７００Å）
とが積層形成されている。このように表面側に、ｎ型の
シリコン基板と非晶質シリコン層とのヘテロ接合が形成
されている。透光性導電膜２３上には、例えばＡｇペー
ストからなる櫛型状の集電極２４（幅１２０μｍ）とバ
スバー電極（図示せず）とがプラス側の電極として形成
されている。更に、シリコン基板２１の平坦な面（裏
面）上には、マイナス側の電極として例えばＡｌ製の裏
面電極２５が形成されている。なお、裏面電極２５は、
櫛形状に形成しても良い。
上には、ｉ型非晶質シリコン層（厚さ１００Å）／ｐ型
非晶質シリコン層（厚さ１００Å）の積層体２２と、例
えばＩＴＯからなる透光性導電膜２３（厚さ７００Å）
とが積層形成されている。このように表面側に、ｎ型の
シリコン基板と非晶質シリコン層とのヘテロ接合が形成
されている。透光性導電膜２３上には、例えばＡｇペー
ストからなる櫛型状の集電極２４（幅１２０μｍ）とバ
スバー電極（図示せず）とがプラス側の電極として形成
されている。更に、シリコン基板２１の平坦な面（裏
面）上には、マイナス側の電極として例えばＡｌ製の裏
面電極２５が形成されている。なお、裏面電極２５は、
櫛形状に形成しても良い。
【００３３】片面に凹凸形状を有するシリコン基板２１
を用いる太陽電池にあっては、シリコン基板２１の凹凸
度を５〜１５％にすることにより、遮光の影響を低減す
べく集電極２４の幅を１２０μｍ程度としても、集電極
２４の抵抗の増大を抑制することが可能である。なお、
この場合に凹凸度を５〜１５％に規定している理由は前
述した実施の形態と同様であり、この実施の形態ではシ
リコン基板２１の片面にのみ凹凸形状を形成するため、
その凹凸度の最適範囲は前述した実施の形態の半分であ
る。
を用いる太陽電池にあっては、シリコン基板２１の凹凸
度を５〜１５％にすることにより、遮光の影響を低減す
べく集電極２４の幅を１２０μｍ程度としても、集電極
２４の抵抗の増大を抑制することが可能である。なお、
この場合に凹凸度を５〜１５％に規定している理由は前
述した実施の形態と同様であり、この実施の形態ではシ
リコン基板２１の片面にのみ凹凸形状を形成するため、
その凹凸度の最適範囲は前述した実施の形態の半分であ
る。
【００３４】なお、上述した例では、集電極を形成する
ための導電ペーストのフィラーとして銀を用いる場合に
ついて説明したが、これは一例であり、銀以外に金，
銅，アルミニウム粉を使用しても良く、更に銀，金，
銅，アルミニウム粉の複数種を混ぜ合わせたものを使用
しても良い。
ための導電ペーストのフィラーとして銀を用いる場合に
ついて説明したが、これは一例であり、銀以外に金，
銅，アルミニウム粉を使用しても良く、更に銀，金，
銅，アルミニウム粉の複数種を混ぜ合わせたものを使用
しても良い。
【００３５】また、上述した例では、集電極の幅を１２
０μｍとしたが、これは一例である。集電極の幅を１３
０μｍ以下とした場合に、スクリーン印刷時の導電ペー
ストのかすれによる集電極の断線、または、導電ペース
トの量減少による集電極の抵抗の増加が発生するため、
集電極の幅が１３０μｍ以下である太陽電池に対して、
本発明は特に有効である。
０μｍとしたが、これは一例である。集電極の幅を１３
０μｍ以下とした場合に、スクリーン印刷時の導電ペー
ストのかすれによる集電極の断線、または、導電ペース
トの量減少による集電極の抵抗の増加が発生するため、
集電極の幅が１３０μｍ以下である太陽電池に対して、
本発明は特に有効である。
【００３６】また、上述した例では、ＨＩＴ型の太陽電
池を例として説明したが、シリコン基板の凹凸形状を形
成した面側に、導電ペーストの印刷によって形成される
集電極を有する構成であれば、非晶質シリコンを使用し
ない結晶型の太陽電池のような如何なる太陽電池にも、
本発明を適用可能であることは勿論である。
池を例として説明したが、シリコン基板の凹凸形状を形
成した面側に、導電ペーストの印刷によって形成される
集電極を有する構成であれば、非晶質シリコンを使用し
ない結晶型の太陽電池のような如何なる太陽電池にも、
本発明を適用可能であることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明では、集電極による
遮光の影響と集電極の抵抗の増加とを考慮して、シリコ
ン基板の凹凸形状の大きさの最適化を図れているので、
集電極の遮光による出力低下を少なくできると共に、集
電極の抵抗を小さくでき、この結果、良好な太陽電池特
性を実現できる。
遮光の影響と集電極の抵抗の増加とを考慮して、シリコ
ン基板の凹凸形状の大きさの最適化を図れているので、
集電極の遮光による出力低下を少なくできると共に、集
電極の抵抗を小さくでき、この結果、良好な太陽電池特
性を実現できる。
【図１】本発明の一実施の形態による太陽電池の平面図
である。
である。
【図２】本発明の一実施の形態による太陽電池の断面図
である。
である。
【図３】本発明の一実施の形態による太陽電池の製造方
法の工程図である。
法の工程図である。
【図４】シリコン基板の凹凸度とＡｇペーストの重量と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図５】シリコン基板の凹凸度と集電極の抵抗との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】シリコン基板の凹凸度と太陽電池の最大出力と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施の形態による太陽電池の断面
図である。
図である。
１，２１ シリコン基板
４，１４，２４ 集電極
Claims (3)
- 【請求項１】 厚さ方向の片面または両面を凹凸形状に
したシリコン基板の前記片面側または両面側に、導電ペ
ーストの印刷によって形成された集電極を有する太陽電
池において、凹凸度（但し、前記シリコン基板の重量
と、前記シリコン基板の前記片面または両面における凹
部を前記シリコン基板と同材料で埋めて平坦面と仮定し
たシリコン板の重量との差の前記シリコン基板の重量に
対する割合を凹凸度と定義する）が、５×Ａ（％）〜１
５×Ａ（％）（但し、凹凸形状が片面である場合にＡ＝
１、凹凸形状が両面である場合にＡ＝２）であることを
特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記シリコン基板の最長部分の厚さが
０．３ｍｍ以下である請求項１記載の太陽電池。 - 【請求項３】 厚さ方向の片面または両面を凹凸形状に
したシリコン基板の前記片面側または両面側に、導電ペ
ーストの印刷によって集電極を形成する工程を有する太
陽電池の製造方法において、凹凸度（但し、前記シリコ
ン基板の重量と、前記シリコン基板の前記片面または両
面における凹部を前記シリコン基板と同材料で埋めて平
坦面と仮定したシリコン板の重量との差の前記シリコン
基板の重量に対する割合を凹凸度と定義する）が、５×
Ａ（％）〜１５×Ａ（％）（但し、凹凸形状が片面であ
る場合にＡ＝１、凹凸形状が両面である場合にＡ＝２）
であるシリコン基板を使用することを特徴とする太陽電
池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086709A JP2003282905A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 太陽電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086709A JP2003282905A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 太陽電池及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282905A true JP2003282905A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29233214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002086709A Pending JP2003282905A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282905A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286820A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP2009290234A (ja) * | 2009-09-07 | 2009-12-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
| KR100937140B1 (ko) * | 2007-09-21 | 2010-01-15 | 고려대학교 산학협력단 | 고효율 태양전지 |
| JP2011181966A (ja) * | 2011-06-20 | 2011-09-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池セル及び太陽電池モジュール |
| JP2011181965A (ja) * | 2011-06-20 | 2011-09-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2012191186A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-10-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| CN103094423A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 英利集团有限公司 | 一种p型异质结太阳电池及其制作方法 |
| KR101262883B1 (ko) * | 2012-12-07 | 2013-05-09 | 군산대학교산학협력단 | 태양 전지 |
| JP2013173082A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Saitama Univ | 有機薄膜の成膜方法とそれを用いて形成した太陽電池 |
| JP2013191714A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| CN104380475A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-02-25 | 德国罗特·劳股份有限公司 | 异质触点太阳能电池及其制造方法 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086709A patent/JP2003282905A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286820A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP4557772B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-10-06 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| KR100937140B1 (ko) * | 2007-09-21 | 2010-01-15 | 고려대학교 산학협력단 | 고효율 태양전지 |
| JP2009290234A (ja) * | 2009-09-07 | 2009-12-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
| JP2012191186A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-10-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| JP2016106434A (ja) * | 2011-02-21 | 2016-06-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 光電変換装置 |
| JP2011181965A (ja) * | 2011-06-20 | 2011-09-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2011181966A (ja) * | 2011-06-20 | 2011-09-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池セル及び太陽電池モジュール |
| JP2013173082A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Saitama Univ | 有機薄膜の成膜方法とそれを用いて形成した太陽電池 |
| JP2013191714A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| CN104380475A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-02-25 | 德国罗特·劳股份有限公司 | 异质触点太阳能电池及其制造方法 |
| KR101262883B1 (ko) * | 2012-12-07 | 2013-05-09 | 군산대학교산학협력단 | 태양 전지 |
| CN103094423A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 英利集团有限公司 | 一种p型异质结太阳电池及其制作方法 |
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