JP2009088406A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽電池に形成した貫通孔に導電性材料を充填する際、充填不足が発生する。
【解決手段】本発明の太陽電池の製造方法によれば、貫通孔８に導電性材料５ａを充填する際支持体４を用いるため、充填不足の発生を抑制することが可能となり、信頼性を高めた太陽電池の製造方法を提供することが可能となる。また、本発明の太陽電池によれば、貫通孔８上に接続電極６ｂを配する際、平坦面５１を提供することが可能となるので、接続の信頼性を高めることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池及びその製造方法に関する。
従来の太陽電池として、光電変換機能を呈する光電変換部を有し、この光電変換部の受光面側及び背面側に夫々集電電極と接続電極とを有する構成のものが知られている。また、光電変換部に複数の貫通孔を設け、この貫通孔中に形成したスルーホール電極を介して受光面側の集電電極で集電したキャリアを背面側から取り出す構成のものも知られている（例えば特許文献１）。
図６は、スルーホール電極を用いた従来の太陽電池の構成を説明するための断面図である。同図において、２１はシリコン基板であり、ｐ型或いはｎ型の導電性を有している。シリコン基板２１の一部には、受光面側から背面側へ貫通する貫通孔８が形成されている。この貫通孔８は、アルカリ溶液を用いた異方性エッチングによって形成されており、背面側で断面積が大きく、受光面側で断面積が小さくなるような形状に形成されている。
シリコン基板２１の受光面及び貫通孔８の壁面には、シリコン基板２１とは逆導電型の不純物を熱拡散させることによって、拡散層２３を形成し、ｐｎ接合を形成することで光電変換部２が作成されている。また、シリコン基板２１の裏面における貫通孔８の周辺には絶縁膜３が形成されている。この絶縁膜３は、後述するスルーホール電極５とシリコン基板２１とを電気的に絶縁するためのものである。
さらに、シリコン基板２１の受光面には受光面用集電電極６１ａが形成され、貫通孔８の壁面に形成されたｐｎ接合２３の表面には蒸着法によってスルーホール電極５が形成されている。このスルーホール電極５は、シリコン基板２１の裏面において貫通孔８の周辺に形成された絶縁膜３上から貫通孔８の壁面を介して受光面用集電電極６１ａに至るまで、連続的に形成されている。このような構成とすることによって、受光面用集電電極６１ａにより収集された光生成キャリアはスルーホール電極５を介して裏面側から取り出される。
また、シリコン基板２１の裏面におけるスルーホール電極５から離間する位置には、裏面用接続電極７１ｂが形成されている。
斯かる従来の太陽電池によれば、受光面用集電電極６１ａにより収集された光生成キャリアをスルーホール電極５を介して裏面側から取り出すことができるので、受光面側に接続電極を設ける必要がなく、太陽電池の受光面積を増大することができる。このため、出力を増大させることができる。
特開平４−２２３３７８号公報
従来の太陽電池では、蒸着法を用いてスルーホール電極５を形成している。蒸着法では、厚みが厚いスルーホール電極５を短時間で形成することは困難である。このため、蒸着法で形成したスルーホール電極５を有する従来の太陽電池では、スルーホール電極５の抵抗を小さくすることが困難であり、出力を十分に増大させることができない。
また、蒸着法を用いてスルーホール電極５を形成する代わりに、導電性ペーストを貫通孔８内に充填することによってスルーホール電極５を形成することも考えられる。然しながら、導電性ペーストを用いる場合には、導電性ペーストを貫通孔８内の全体に充填し、さらに充填した導電性ペーストを所定時間貫通孔８内に保持してそのまま硬化或いは焼成させる必要がある。然しながら導電性ペーストの粘度が低すぎると導電性ペーストを貫通孔８内に所定時間保持することができず、導電性ペーストの一部或いは全部が貫通孔８内から抜け落ちてしまう。
そして、このように導電性ペーストの一部或いは全部が貫通孔８内から抜け落ちてしまうと、スルーホール電極５の抵抗が増大するために、出力が低下するという課題がある。
また、この課題を抑制するために粘度の高い導電性ペーストを用いると、導電性ペーストが貫通孔８内の全体に充填されず、所々に隙間が生じる恐れがある。そしてこのような隙間が生じたまま導電性ペーストを硬化・焼成すると、スルーホール電極５の抵抗が増大する、或いはこの隙間に水分が浸入するため信頼性が低下するといった課題が生じる恐れがある。また、導電性ペーストが貫通孔８から抜けるとスルーホール電極５と接続電極との間に隙間ができ、接触抵抗が大きくなるという問題があった。
そこで、本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、貫通孔８へ導電性材料の充填量が不足することなく太陽電池の形成を行うことができる製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、一主面に凹凸構造を有し、一主面から他主面に貫通する複数の貫通孔を有する光電変換部を形成する工程と、一主面上に、凹凸構造における凸部と直接又は間接に接するように、複数の貫通孔を覆う支持体を配する工程と、他主面側から貫通孔内及び貫通孔周縁部の凹部に導電材材料を充填する工程と、一主面上及び他主面における貫通孔の開口部を覆う位置に第1の極性用の電極を形成する工程と、一主面上又は他主面上の一方に、第２の極性用の電極を形成する工程とを有する。
本発明の特徴によれば、支持体を用い貫通孔に導電性材料を充填することで、充填時又は充填後に貫通孔から導電性材料の一部又は全部が抜けることを防ぐ。
本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、一主面と支持体の間に形成される隙間から、導電性材料を一主面上にはみ出させる。
本発明の特徴によれば、光電変換部の一主面上において、導電性材料の一主面側の表面は開口部よりも大きくなる。この様に導電性材料を配することで、第一又は第二の極性を有する電極を配する際に、接触抵抗を低減することができる。
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、支持体が一主面側に略平坦な表面を有し、導電性材料の一主面側の表面に支持体の表面形状に対応して略平坦な形状を形成する。
本発明の特徴によれば、略平坦な表面を有する支持体を用いて貫通孔を塞ぎ、導電性材料を充填するため、導電性材料の支持体側の表面は略平坦な面が形成される。
また、本発明に係る太陽電池によれば、一主面に凹凸構造を有すると共に、一主面から他主面に貫通する複数の貫通孔を有する光電変換部と、複数の貫通孔に充填された導電性材料と、一主面上及び他主面上に導電性材料と電気的に接続して配された、第一の極性用の電極と、一主面上に、第一の極性用の電極と電気的に絶縁されて配された、第二の極性用の電極と、を備え、導電性材料の一主面側の表面は、一主面の凹凸構造よりも平坦な平坦面を有し、第一主面上に配された第一の極性用の電極は、平坦面上に配されている。
導電性材料の一主面側の表面は光電変換部の凹凸構造よりも平坦な平坦面を有している。よって、導電性材料と第一主面上に配された第一の極性用の電極との間の接続の信頼性を高めることができる。
また、本発明に係る太陽電池によれば、導電性材料は、貫通孔の内壁面から前記光電変換部の一主面に跨って形成されている。
また、本発明に係る太陽電池によれば、導電性材料は、一主面における貫通孔の開口部近傍において、凹凸構造の凹部に充填されている。
本発明によれば、スルーホール電極を用いた太陽電池において、出力及び信頼性を向上することができる太陽電池及びその製造方法を提供することが可能となる。
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（太陽電池）
本発明に係る太陽電池１について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１は本発明に係る太陽電池１の第１主面側の平面図である。また、図２は本実施形態に係る太陽電池１の第２主面側の平面図である。図３は図１に示すＡ−Ａ切断面図である。
図１及び図２において、太陽電池１は光電変換部２、第１主面側集電電極６ａ、第２主面側集電電極７ａ、スルーホール電極５、第１主面用接続電極６ｂ及び第２主面用接続電極７ｂを有する。光電変換部２は、光が入射する第１主面αと、第１主面の反対側に設けられた第２主面βを有する。光電変換部２は第１主面α側から光が入射することにより、光生成キャリアを生成する。光発生キャリアとは、太陽光が光電変換部２により吸収されることにより生成される正孔と電子をいう。
光電変換部２は、半導体ウエハからなる一導電型の半導体領域２ａと、この半導体ウエハに熱拡散法或いは製膜法を用いて形成された逆導電型の半導体領域２ｂを有している。また、半導体ウエハの第１主面側及び第２主面側には太陽光を有効に利用するために多数の凹凸を有するテクスチャ構造が形成されている。尚、テクスチャ構造形成後に熱拡散型或いは製膜法により形成された逆導電型の半導体領域２ｂは、一導電型の半導体ウエハの主面に略平行な主面を有する。従って、テクスチャ構造は光電変換部２の第１主面α及び第２主面βにも形成されている。半導体ウエハとしては、単結晶シリコンウエハ、多結晶シリコンウエハ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の半導体ウエハを用いることができる。
第１主面側集電電極６ａは、光電変換部２により生成された光生成キャリアを集電する電極である。第１主面側集電電極６ａは、図１の平面図に示すように、光電変換部２の第１主面αにおける全域に渡って複数本形成されている。
また、第１主面側集電電極６ａの夫々は、スルーホール電極５に電気的に接続されている。１つのスルーホール電極５に電気的に接続される第１主面側集電電極６ａの本数は特に限定されるものではない。図１においては、１つのスルーホール電極５に対して左右３本ずつの第１主面側集電電極６ａが電気的に接続されている。尚、１つのスルーホール電極５に対し、２以上の第１主面側集電電極６ａを電気的に接続するようにすることで、スルーホール電極５の数を減らすことができる。従って、スルーホール電極５に占められる無効領域の面積を減らすことができ、受光面積を増大させることができるので好ましい。また、第１主面集電電極６ａの本数及び形状は、光電変換部２などの大きさを考慮して適切に設定される。
図３の切断面図に示すように、光電変換部２には第１主面αから第２主面βに貫通する貫通孔８が形成されている。貫通孔８の壁面には絶縁膜３が形成されている。この絶縁膜３は、貫通孔８の壁面から光電変換部８の第２主面β上の貫通孔８近傍の領域上に跨って連続的に形成されている。
また、貫通孔８の内部には導電性材料５ａが充填されており、この導電性材料５ａがスルーホール電極５となる。同図に示すように、スルーホール電極５と半導体領域２ａとの間には絶縁膜３が介在している。従って、スルーホール電極５は、絶縁膜３によって半導体領域２ａと電気的に絶縁されている。この時、スルーホール電極５の第２主面β側の表面は光電変換部の凹凸構造よりも平坦な平坦面５１を有している。
さらに、スルーホール電極５の光電変換部２の第１主面α側の面を覆うように第１主面側集電電極６ａが形成されている。また、スルーホール電極５の光電変換部２の第２主面β側の面を覆うように第１主面用接続電極６ｂが形成されている。
このような構成とすることによって、第１主面側集電電極６ａによって収集された光生成キャリアは、スルーホール電極５の平坦面５１を介して、光電変換部の第２主面βに配された第１主面用接続電極６ｂに導かれる。また、スルーホール電極５と第１主面用接続電極６ｂとが接する界面を平坦面５１としたので、第１主面用接続電極６ｂとスルーホール電極５とを全面に渡って隙間なく電気的に接続でき、接触抵抗を小さくすることができる。
尚、スルーホール電極５の面積や数は、スルーホール電極５に接続される第１主面側集電電極６ａの本数や、使用する導電性材料５ａの比抵抗により適切に設定される。
図２に示すように、第２主面側集電電極７ａは光電変換部２の第２主面βのうち第１主面用接続電極６ｂが形成されている領域を除いた略全域に形成されている。また、第２主面側集電電極７ａは第２主面用接続電極７ｂと電気的に接続されている。
ただし、本発明は、光電変換部６の第２主面上に形成される第２主面側集電電極７ａ及び第２主面用接続電極７ｂの形状等を限定するものではない。
（太陽電池の製造方法）
以下に、本発明の一実施形態に係る太陽電池の製造方法について、図４及び図５に示す工程別の断面図を参照して説明する。
まず、図４（ａ）の工程では、ｎ型の単結晶シリコン基板２ａに数％のＮａＯＨ等のアルカリ性溶液を用いて異方性エッチングを施すことにより、単結晶シリコン基板２ａの一主面及び他主面にテクスチャ構造を形成する。この時、凹凸のサイズは高さ０．０１〜１００μｍ、幅０．０１〜１００μｍ程度である。
次に、図４（ｂ）の工程では、単結晶シリコン基板２ａの一主面上にプラズマＣＶＤ法を用いて厚み約１０ｎｍのｉ型の非晶質シリコン膜、厚み約１５ｎｍのｐ型の非晶質シリコン膜及び厚み約７００ｎｍのＩＴＯ膜を順次積層することによって第１積層膜２ｂを形成する。さらに、他主面上にプラズマＣＶＤ法を用いて厚み約１０ｎｍのｉ型の非晶質シリコン膜、厚み約２０ｎｍのｎ型の非晶質シリコン膜及び厚み約７００ｎｍのＩＴＯ膜を順次積層することによって第２積層膜２ｃを形成する。第１積層膜２ｂと単結晶シリコン基板２ａによってｐｎ接合が形成される。また、第２積層膜２ｃと単結晶シリコン基板２ａによってＢＳＦ（Back Surface Field）接合が形成される。この工程により、光電変換部２が形成される。この際、単結晶シリコン基板２ａの一主面及び他主面に形成された夫々の非晶質シリコンは単結晶シリコン基板２ａに略平行に形成されている。従って、第１積層膜２ｂ及び第２積層膜２ｃの表面にも、単結晶シリコン基板２ａの表面形状に対応するテクスチャ構造が形成されている。ここで、単結晶シリコン基板２ａの一主面側に形成された第１積層膜２ｂの表面を光電変換部２の第１主面α、単結晶シリコン基板２ａの他主面側に形成された第２積層膜２ｃの表面を光電変換部２の第２主面βとする。本実施形態にあっては、第１主面αが本発明の「他主面」に該当し、また、第２主面βが本発明の「一主面」に該当する。
次に、図４（ｃ）の工程では、光電変換部２の所定の位置に、第１主面αから第２主面βに貫通する貫通孔８を複数個所形成する。この貫通孔８は、レーザー加工法、サンドブラスト法、エッチング法等種々の方法により形成することができる。
次に、図４（ｄ）の工程では、第２主面βにおける貫通孔８近傍の領域から貫通孔８の壁面にまたがるように、ＣＶＤ法を用いて絶縁膜３を連続して形成する。絶縁膜３の材料として、例えば金属酸化物又は窒化物や、非晶質シリコン、又は、エポキシ樹脂、イミド・アミド系樹脂及びポリシラザン等の有機系材料等を用いることができる。また、絶縁膜３の厚みは０．１〜１０μｍ程度であり、貫通孔８の開口部付近の絶縁膜３は光電変換部２の第２主面βに対して略平行に形成される。従って、貫通孔８の開口部近傍の絶縁膜３は光電変換部２の形状に対応するテクスチャ構造が形成される。
次に、図５（ａ）の工程では、第２主面β上に貫通孔８を覆うように支持体４を配する。この時、該支持体４と第２主面βに形成されたテクスチャ構造の凸部又は絶縁膜の凸部が接し、支持体４と第２主面βとの間に隙間が出来るように配する。このような支持体４は、例えばシリコン樹脂製、フッ素樹脂製等のものを用いることができる。ここで、支持体４の光電変換部２側の表面は、その表面粗さが光電変換部２に形成された凹凸形状の荒さよりも小さい略平坦面を有する。
次に、図５（ｂ）の工程では、光電変換部２の第１主面α上に図示しないマスクを配し、貫通孔８に導電性材料５ａを充填する。導電性材料５ａとしては、例えば熱硬化性の導電性ペーストや、熱焼成型の導電性ペーストを用いることができる。
この時、支持体４は光電変換部２の第２主面βの凹凸構造により光電変換部２の第２主面βとの間に隙間を有するように配されているので、導電性材料５ａは支持体４と第２主面β側の貫通孔８の開口部近傍に配された絶縁膜３の凹部との間にはみ出し、この隙間を埋める。尚、この際、導電性材料５ａが光電変換部２の第２主面β上に配されている絶縁膜３から第２主面β上にはみ出さないように充填する。従って、導電性材料５ａは、光電変換部２の第２主面β上において、貫通孔８の開口部よりも広い領域に配置されており、且つ、絶縁膜３より狭い領域に配されている。
次に、図５（ｃ）の工程では、熱ヒーター１０により導電性材料５ａを加熱硬化或いは焼成し、スルーホール電極５とする。次いで、支持体４から光電変換部２を剥離する。この時、導電性材料５ａは硬化するまで支持体４によって保持されるため、貫通孔８内の導電性材料５ａが抜け落ちることがない。そして、支持体４の表面が略平坦であるため、光電変換部２の第２主面側におけるスルーホール電極５の表面は略平坦な平坦面５１となる。
次に、図５（ｄ）の工程では、印刷方法等を用いて、第１主面α上及び第２主面β上の夫々に電極の形成を行う。即ち、光電変換部２の第１主面α上に第１主面側集電電極６ａを形成し、第２主面β上には第２主面側集電電極７ａを形成する。また、光電変換部２の第２主面β上には、第１主面側集電電極６ａとスルーホール電極５を介して電気的に接続される第１主面用接続電極６ｂ形成し、第２主面側集電電極７ａと電気的に接続された第２主面用接続電極７ｂを形成する。第１主面側集電電極６ａ、第１主面用接続電極６ｂ、第２主面側集電電極７ａ及び第２主面用接続電極７ｂは、例えば、熱硬化型或いは熱焼成型の導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法、オフセット印刷法等の印刷方法等により形成することができる。第１主面用接続電極６ｂ形成する際、スルーホール電極５の光電変換部の第２主面β側の表面が平坦なので、第１主面用接続電極６ｂとスルーホール電極５とを全面に渡って隙間なく電気的に接続でき、接触抵抗を小さくすることができる。
（作用・効果）
本実施形態による太陽電池の製造方法によれば、支持体４を用い貫通孔８に導電性材料５ａで充填することで、充填時又は充填後に貫通孔８から導電性材料５ａの一部又は全部が抜けることを防ぐ。また、硬化後に支持体４を剥離するため、支持体４に導電性材料が付着し貫通孔８の支持体４側で導電性材料５ａの充填不良が発生する確率を低減することが可能となる。
また、導電性材料５ａは支持体４と第２主面側の貫通孔８の開口部近傍に配された絶縁膜３の凹部の間を覆うように配される。そのため、光電変換部２の第２主面β上における導電性材料５ａの表面は貫通孔８の開口部よりも大きくなる。この様に導電性材料５ａを配することで、スルーホール電極５と第１主面側接続電極６ｂとの接触面積を大きくすることができ、電気的な抵抗を低くすることができる。
また、略平坦な表面を有する支持体４を用いて貫通孔８を塞ぎ、導電性材料５ａを充填するため、導電性材料５ａの表面も略平坦な面になる。よって、スルーホール電極５上に形成される第１主面用接続電極６ｂを略平坦に形成することが可能となり、第１主面用接続電極６ｂのパターン形成時においてスルーホール電極５との接触不良の発生率は低減される。
即ち、従来は貫通孔８に導電性材料５ａを充填する際に支持体４を用いなかった。このため、導電性材料５ａは、例えば、第１主面α側から導電性材料５ａの充填を行うと、その自重により導電性材料５ａが第２主面β側に垂れて、凸形状となっていた。この場合、凸形状高さはテクスチャ構造の凹凸構造より大きかった。このため、第１主面用接続電極６ｂを印刷により形成する際、マスクとスルーホール電極５の第２主面β側の表面との間の距離が近い箇所と遠い箇所とが発生する。このような状態で導電性ペーストの印刷を行うことで、導電性ペーストの抜けが発生し、スルーホール電極５と第１主面用接続電極６ｂとの接続面積が小さくなり、スルーホール電極５と第１主面用接続電極６ｂとの接触抵抗が増大していた。これに対して、本発明によれば、第１主面用接続電極６ｂは、スルーホール電極５の平坦面５１上に形成される。よって、第１主面用接続電極６ｂとスルーホール電極５との接触面積は損なわれることがないため、第１主面用接続電極６ｂとスルーホール電極５との接触抵抗を小さくすることができる。
（その他の実施形態）
本実施形態では、単結晶シリコン基板２ａの両面に凹凸構造を形成したが、第１主面又は第２主面のどちらかのみにテクスチャ構造を備えてもよい。この際、支持体４はテクスチャ構造を有する側に配する。
本実施形態では、支持体４を第２主面β側に配して貫通孔８に導電性材料５ａの充填を行ったが、支持体４を第１主面α側に配して貫通孔８に導電性材料５ａの充填を行っても良い。このような太陽電池１の製造方法においても、支持体４を用い貫通孔８に導電性材料５ａを充填することで、充填時又は充填後に貫通孔８から導電性材料５ａの一部又は全部が抜けることを防ぐ。また、硬化後に支持体４を剥離するため、支持体４に導電性材料５ａが付着し貫通孔８の支持体４側で導電性材料５ａの充填不良が発生する確率を低減することが可能となる。
また、本実施形態では、単結晶シリコン基板２ａの第２主面にｉ型の非晶質シリコン及びｎ型の非晶質シリコンを形成したが、熱拡散によってＢＳＦ接合を形成したものであっても良い。また、本発明は光電変換部２の構成を限定するものではなく、例えば、単結晶シリコン基板の変わりに、多結晶シリコン基板を用いても同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、光電変換部２を形成後に貫通孔８の形成を行ったが、貫通孔形成後に光電変換部２の形成を行っても同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、光電変換部２に形成された絶縁膜３の凸部で支持体４を支えたが、光電変換部上の凸部によって支持体４を支え、そして、貫通孔８近傍の領域と支持体４との間に隙間を生じるものであれば同様の効果が得られる。
また、貫通孔８に導電性材料５ａを充填する工程において、導電性材料５ａを充填する側の貫通孔８近傍において、光電変換部２に導電性材料５ａが跨る様に充填されていてもよい。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
本発明の太陽電池の製造方法に係る太陽電池の第１主面側の平面図である。 本発明の太陽電池の製造方法に係る太陽電池の第２主面側の平面図である。 本発明の太陽電池の製造方法に係る太陽電池に配された夫々の電極を説明するための要部拡大断面図である。 本発明の太陽電池の製造方法に係る工程を説明するための工程断面図である。 本発明の太陽電池の製造方法に係る工程を説明するための工程断面図である。 スルーホール電極を用いた従来の太陽電池の構成を説明するための断面図である。
符号の説明
１ 太陽電池
２ 光電変換部
２ａ 単結晶シリコン基板
２ｂ 第１積層膜
２ｃ 第２積層膜
３ 絶縁膜
４ 支持体
５ スルーホール電極
５ａ 導電性材料
６ａ 第１主面側集電電極
６ｂ 第１主面用接続電極
７ａ 第２主面側集電電極
７ｂ 第２主面側接続電極
８ 貫通孔
１０ 熱ヒーター

Claims (6)

  1. 一主面に凹凸構造を有し、前記一主面から他主面に貫通する複数の貫通孔を有する光電変換部を形成する工程と、
    前記一主面上に、前記凹凸構造における凸部と直接又は間接に接するように、前記複数の貫通孔を覆う支持体を配する工程と、
    前記他主面側から前記貫通孔内及び前記貫通孔周縁部の凹部に導電性材料を充填する工程と、
    前記一主面上及び前記他主面における貫通孔の開口部を覆う位置に第一の極性用の電極を形成する工程と、
    前記一主面上又は他主面上の一方に、前記第二の極性用の電極を形成する工程とを有する太陽電池の製造方法。
  2. 前記一主面と前記支持体の間に形成される隙間から、前記導電性材料を前記一主面上にはみ出させることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
  3. 前記支持体が前記一主面側に略平坦な表面を有し、前記導電性材料の前記一主面側の表面に前記支持体の表面形状に対応して略平坦な形状を形成する請求項１又は２記載の太陽電池の製造方法。
  4. 一主面に凹凸構造を有すると共に、前記一主面から他主面に貫通する複数の貫通孔を有する光電変換部と、
    前記複数の貫通孔に充填された導電性材料と、
    前記一主面上及び前記他主面上に前記導電性材料と電気的に接続して配された、第一の極性用の電極と、
    前記一主面上に、前記第一の極性用の電極と電気的に絶縁されて配された、第二の極性用の電極と、を備え、
    前記導電性材料の前記一主面側の表面は、前記一主面の凹凸構造よりも平坦な平坦面を有し、
    前記第一主面上に配された前記第一の極性用の電極は、前記平坦面上に配されていることを特徴とする太陽電池。
  5. 前記導電性材料は、前記貫通孔の内壁面から前記光電変換部の前記一主面に跨って形成されていることを特徴とする請求項４記載の太陽電池。
  6. 前記導電性材料は、前記一主面における前記貫通孔の開口部近傍において、前記凹凸構造の凹部に充填されていることを特徴とする請求項４又は５記載の太陽電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8916410B2 (en) 2011-05-27 2014-12-23 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
US9153713B2 (en) 2011-04-02 2015-10-06 Csi Cells Co., Ltd Solar cell modules and methods of manufacturing the same
KR101563412B1 (ko) 2011-04-04 2015-10-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 태양전지 및 그 제조 방법, 태양전지 모듈
KR101823709B1 (ko) * 2010-05-11 2018-02-01 쉬티흐틴크 에네르지온데르조크 센트룸 네델란드 태양전지 및 그 태양전지의 제조방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120211049A1 (en) * 2009-10-26 2012-08-23 Kyocera Corporation Solar cell element and solar cell module
US8115097B2 (en) 2009-11-19 2012-02-14 International Business Machines Corporation Grid-line-free contact for a photovoltaic cell
NL2004310C2 (en) * 2010-02-26 2011-08-30 Stichting Energie Method of fabrication of a back-contacted photovoltaic cell, and back-contacted photovoltaic cell made by such a method.
JPWO2011132707A1 (ja) * 2010-04-20 2013-07-18 京セラ株式会社 太陽電池素子およびそれを用いた太陽電池モジュール
CN102800744A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触晶体硅太阳能电池片制造方法
DE102011051307A1 (de) * 2011-06-24 2012-12-27 Rena Gmbh Verfahren zur Herstellung durchkontaktierter Solarzellen
TWI563673B (en) * 2011-10-14 2016-12-21 Au Optronics Corp Photovoltaic package
JP6506837B2 (ja) * 2015-03-31 2019-04-24 株式会社カネカ 光電変換装置および光電変換モジュール
US11908958B2 (en) * 2016-12-30 2024-02-20 Maxeon Solar Pte. Ltd. Metallization structures for solar cells
CN113035998A (zh) * 2021-02-08 2021-06-25 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种mwt电池正负电极点丝网印刷方式

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04223378A (ja) * 1990-12-25 1992-08-13 Sharp Corp 太陽電池
JP2002500825A (ja) * 1997-05-30 2002-01-08 アンテルユニヴェルシテール・ミクロ−エレクトロニカ・サントリュム・ヴェー・ゼッド・ドゥブルヴェ 太陽電池及びその製造方法
JP2005136081A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Sharp Corp 太陽電池の製造方法
JP2006216841A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp 光電変換素子
JP2007525008A (ja) * 2003-06-26 2007-08-30 アドベント ソーラー，インク． 内蔵導電性バイアを有するバックコンタクト型太陽電池及びその製造方法
JP2007311425A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 太陽電池の製造方法および太陽電池

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3903427A (en) * 1973-12-28 1975-09-02 Hughes Aircraft Co Solar cell connections
JP3719632B2 (ja) * 1998-12-17 2005-11-24 三菱電機株式会社 シリコン太陽電池の製造方法
US7595220B2 (en) * 2007-06-29 2009-09-29 Visera Technologies Company Limited Image sensor package and fabrication method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04223378A (ja) * 1990-12-25 1992-08-13 Sharp Corp 太陽電池
JP2002500825A (ja) * 1997-05-30 2002-01-08 アンテルユニヴェルシテール・ミクロ−エレクトロニカ・サントリュム・ヴェー・ゼッド・ドゥブルヴェ 太陽電池及びその製造方法
JP2007525008A (ja) * 2003-06-26 2007-08-30 アドベント ソーラー，インク． 内蔵導電性バイアを有するバックコンタクト型太陽電池及びその製造方法
JP2005136081A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Sharp Corp 太陽電池の製造方法
JP2006216841A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp 光電変換素子
JP2007311425A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 太陽電池の製造方法および太陽電池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101823709B1 (ko) * 2010-05-11 2018-02-01 쉬티흐틴크 에네르지온데르조크 센트룸 네델란드 태양전지 및 그 태양전지의 제조방법
US9153713B2 (en) 2011-04-02 2015-10-06 Csi Cells Co., Ltd Solar cell modules and methods of manufacturing the same
KR101563412B1 (ko) 2011-04-04 2015-10-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 태양전지 및 그 제조 방법, 태양전지 모듈
US9490375B2 (en) 2011-04-04 2016-11-08 Mitsubishi Electric Corporation Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US8916410B2 (en) 2011-05-27 2014-12-23 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
US9209342B2 (en) 2011-05-27 2015-12-08 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
US9281435B2 (en) 2011-05-27 2016-03-08 Csi Cells Co., Ltd Light to current converter devices and methods of manufacturing the same

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