JP2009170939A - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気特性、信頼性および外観を損ねることなく太陽電池の反りを低減する太陽電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池セル14の裏面の少なくとも一部にアルミニウムペーストを塗布、乾燥、焼成してアルミニウム電極5を形成するアルミニウム電極形成工程と、前記アルミニウム電極形成工程の後に、前記アルミニウム電極5が形成された太陽電池セル14を10℃以下の雰囲気温度で冷却する冷却工程とを少なくとも有する太陽電池の製造方法。
【選択図】図1
【解決手段】太陽電池セル14の裏面の少なくとも一部にアルミニウムペーストを塗布、乾燥、焼成してアルミニウム電極5を形成するアルミニウム電極形成工程と、前記アルミニウム電極形成工程の後に、前記アルミニウム電極5が形成された太陽電池セル14を10℃以下の雰囲気温度で冷却する冷却工程とを少なくとも有する太陽電池の製造方法。
【選択図】図1
Description
本発明は、太陽電池およびその製造方法に関し、特に太陽電池セルの裏面の少なくとも一部にアルミニウム電極が形成された太陽電池およびその製造方法に関する。
太陽電池の裏面電極として太陽電池セルの裏面の大部分にはアルミニウム電極などが形成されている。上記アルミニウム電極の形成は、一般的には太陽電池セルの裏面の少なくとも一部にアルミニウムを含有するアルミニウムペーストを塗布・乾燥した後、焼成することにより行なわれる。アルミニウムペーストを焼成してアルミニウム電極を形成する際に、アルミニウムペーストの焼結収縮によりアルミニウム電極の面を凹とした反りが発生し、その後の太陽電池加工工程において太陽電池の割れや欠けの原因となっていた。
上記太陽電池の反りを低減するため、アルミニウムペーストの塗布量を減らすことが検討されている(たとえば、特許文献1参照)。しかし、かかる方法では、アルミニウムペースト塗布量の低減にともないBSF(Back Surface Field)効果が減少するため充分な電気特性が得られないという欠点があった。また、上記特許文献1においては、BSF効果の減少を抑制するためアルミニウムペースト自体の組成の検討も行なわれているが、BSF効果の減少を回避することは困難であり、添加剤によるコスト高、焼成面外観の悪化などの問題もあった。
そこで、電気特性、信頼性および外観を損ねることなく太陽電池の反りを低減することが切望されている。
上記の状況に鑑み、本発明は、電気特性、信頼性および外観を損ねることなく太陽電池の反りを低減する太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、太陽電池セルの裏面の少なくとも一部にアルミニウムペーストを塗布、乾燥、焼成してアルミニウム電極を形成するアルミニウム電極形成工程と、アルミニウム電極形成工程の後に、アルミニウム電極が形成された太陽電池セルを10℃以下の雰囲気温度で冷却する冷却工程とを少なくとも有する太陽電池の製造方法である。
本発明にかかる太陽電池の製造方法において、上記冷却工程の後に、前記アルミニウム電極が形成された太陽電池セルを20℃以上の雰囲気に置く工程をさらに含むことが好ましい。また、上記冷却工程を乾燥雰囲気中で行なうことができる。また、上記冷却工程において、上記アルミニウム電極が形成された太陽電池セルの冷却時間を5秒間以上とすることが好ましい。また、上記冷却工程を上記アルミニウム電極形成工程の直後に行なうことが好ましい。
また、本発明は、太陽電池セルの厚さが300μm以下、かつアルミニウム電極のアルミニウム焼結層の厚さが30μm以上の太陽電池であって、太陽電池セルの一辺の長さに対する太陽電池セルの反り量の百分率である太陽電池セル反り率が2.5%以下であることを特徴とする太陽電池である。
上記のように、本発明によれば、電気特性、信頼性および外観を損ねることなく太陽電池の反りを低減する太陽電池およびその製造方法を提供することができる。
本発明にかかる太陽電池の一の製造方法は、図1を参照して、太陽電池セル14の裏面の少なくとも一部にアルミニウムペーストを塗布、乾燥、焼成してアルミニウム電極5を形成するアルミニウム電極形成工程と、アルミニウム電極形成工程の後に、アルミニウム電極5が形成された太陽電池セル14を10℃以下の雰囲気温度で冷却する冷却工程とを少なくとも有する。かかる冷却工程を設けることによって、太陽電池の反りを低減することができる。ここで、太陽電池セルの裏面とは、太陽電池セルの受光面と反対側の面をいう。
太陽電池の典型的な製造方法を、図1および図2を参照して説明する。まず、p型シリコン基板1に対してエッチングを行なう。これが基板エッチング工程である。そして、エッチングを行ったp型シリコン基板1に対して、受光面となる片面側にn型拡散層2を形成するn型拡散層形成工程を行ない、その上に表面反射率を低減させるための反射防止膜3を形成する反射防止膜形成工程を行なう。
次に、アルミニウムペーストをp型シリコン基板1の裏面の少なくとも一部通常はほぼ全面(後の工程で、裏面の銀電極を形成させる部分を除く)に塗布し、乾燥させた後、高温で酸化性雰囲気中で焼成してアルミニウム電極5を形成する。このとき、アルミニウムとシリコンの共晶点である577℃以上で焼成を行なうと、アルミニウム焼結層5Aとともに、アルミニウム焼結層5Aとp型シリコン基板1との間にアルミニウム−シリコン合金層5Bおよびp+シリコン層4を形成する。この場合は、アルミニウム焼結層5Aおよびアルミニウム−シリコン合金層5Bによってアルミニウム電極5が構成される。これが裏面アルミペースト塗布・乾燥・焼成工程すなわちアルミニウム電極形成工程である。ここで、アルミニウムペーストの塗布方法は、特に制限はないが、薄く均一に塗布できる観点から、スクリーン印刷法によってアルミニウムペーストを印刷することが好ましい。
次に、反射防止膜3の受光面の一部とp型シリコン基板1の裏面の一部に銀ペーストをパターン状に塗布し、酸化性雰囲気中高温で焼成して銀電極6,7を形成する。これが銀電極形成工程である。より具体的には、裏面と受光面の銀電極を別々に形成する工程と同時に形成する工程がある。前者の工程においては、図示はしないが、裏面に銀ペーストを塗布した後乾燥させる裏面銀ペースト塗布・乾燥工程を行ない、焼成させて銀電極7を形成し(裏面銀電極形成工程)、さらに、受光面に銀ペーストを塗布した後乾燥させる受光面側銀ペースト塗布・乾燥工程を行ない、焼成させて銀電極6を形成する(受光面銀電極形成工程)。後者の工程においては、図2に示すように、裏面および受光面にそれぞれ銀ペーストを塗布、乾燥させた後、この銀ペーストを同時に焼成させる同時焼成工程により受光面および裏面に銀電極を形成する(両面銀電極同時形成工程)。
ここで、銀ペーストの塗布方法は、特に制限はないが、薄く均一に塗布できる観点から、スクリーン印刷法によって銀ペーストを印刷することが好ましい。また、受光面側の反射防止膜3上に塗布・乾燥された銀ペーストは、焼成によって銀ペースト成分が反射防止膜3を透過してn型拡散層2まで到達するため、図1に示すように、受光面の銀電極6はn型拡散層2上に形成されることになる。
その後、アルミニウム電極および銀電極が形成された太陽電池セルを、フラックスへ常温で数10秒間浸漬させた後、温風乾燥させ、約200℃のはんだ浴に浸漬して、銀電極6,7に対してはんだ層8によるコーティングを行なう。このはんだコーティング形成工程により、太陽電池が得られる。
上記のような典型的な太陽電池の製造方法においては、太陽電池セルの裏面の大部分に塗布されたアルミニウムペーストを焼成してアルミニウム電極を形成する際に、アルミニウムペーストの焼結収縮により、太陽電池セルにアルミニウム電極の面を凹とする反りが発生する。本発明にかかる太陽電池の製造方法は、図2において破線の矢印で示すように、上記アルミニウム電極形成工程の後に、太陽電池セルを10℃以下に冷却する冷却工程を設けることにより、上記太陽電池セルの反りを低減することを特徴とする。かかる冷却工程による反り量の低減は以下の理由によるものと考えられる。
図3を参照して、図3(a)に示すように、アルミニウム電極形成工程においてアルミニウムペーストの焼結収縮により、太陽電池セル14にアルミニウム電極5の面を凹とする反りが発生する。ここで、このときの反り量S1は、太陽電池セル14の一辺における接線を含む面から反対側の一辺の右端(右対角)までの距離と定義する。このとき、太陽電池セルは、収縮したアルミニウム電極によって曲げられ、復元力が蓄えられている状態である。次に、図3(b)に示すように、太陽電池セルを冷却すると、アルミニウム電極を構成するアルミニウムの線膨張係数(たとえば、−50℃〜50℃で18.0×10-6℃-1〜23.8×10-6℃-1)は、太陽電池セルを構成するシリコンの線膨張係数(たとえば、−50℃〜50℃で1.0×10-6℃-1〜2.4×10-6℃-1)に比べて大きいことから、アルミニウム電極はさらに収縮するため、このときの反り量S2は上記反り量S1よりも大きくなり、太陽電池セルにはさらに大きな復元力が蓄えられる。次に、図3(c)に示すように、冷却工程の終了により、太陽電池セルの温度が冷却工程前の温度に回復することにより、シリコンに比べて熱膨張係数の大きいアルミニウム電極は太陽電池セルよりも膨張するとともに、太陽電池セルに蓄えられた復元力が開放されるため、アルミニウム電極形成工程後で冷却工程前の太陽電池セルの反り量S1よりも小さい反り量(S3)にまで太陽電池セル14の反りが低減する。ここで、上記冷却温度が低い程太陽電池セルが曲げられ復元力が蓄えられる観点から、冷却温度は低いほど好ましく、0℃以下がより好ましく、−17℃以下がさらに好ましい。
本発明にかかる太陽電池の製造方法において、上記冷却工程の後に、アルミニウム電極が形成された太陽電池セルを20℃以上の雰囲気に置く工程をさらに含むことが好ましい。すなわち、上記冷却工程の終了後は、太陽電池セルは20℃以上の雰囲気に置かれることが好ましい。冷却工程における冷却温度と冷却工程後の雰囲気温度との差が大きいほど、アルミニウム電極の膨張量および太陽電池セルの復元力が大きくなり、太陽電池セルの反り量が小さくなる。上記観点から、冷却工程における冷却温度と冷却工程後の雰囲気温度との差は、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、37℃以上がさらに好ましい。
本発明にかかる太陽電池の製造方法において、上記冷却工程を乾燥雰囲気中で行なうことが好ましい。太陽電池セルなどの結露を防止する必要がある。ここで、乾燥雰囲気とは、冷却工程およびその後の工程において太陽電池に結露が生じない程度の乾燥雰囲気をいい、たとえば冷却工程の冷却温度を−17℃とする場合には、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気中をいう。
本発明にかかる太陽電池の製造方法において、上記冷却工程における冷却時間は、5秒間以上であることが好ましい。5秒間未満であると太陽電池セルの反り量の低減効果が著しく小さくなる。かかる観点から、冷却時間は、25秒間以上がより好ましく、1分間以上がさらに好ましく、5分間以上が最も好ましい。
本発明にかかる太陽電池の製造方法において、上記冷却工程は、アルミニウム電極形成工程の後であれば、特に限定はされず、図2において裏面アルミニウムペースト塗布、乾燥、焼成工程(アルミニウム電極形成工程)の後、同時焼成工程(銀電極形成工程)の後、はんだコーティング形成工程の後のいずれにおいても可能である。しかし、アルミニウム電極形成工程が太陽電池セルに反りを生じさせる最初の工程であること、またかかるアルミニウム電極形成工程に続く工程として、太陽電極基板の反りの小さいことが求められる銀ペーストのスクリーン印刷工程が控えていることから、上記冷却工程はアルミニウム電極形成工程の直後に行なうことが好ましい。また、上記冷却工程は1回に限らず、アルミニウム電極形成工程の後において2回以上行なうことも可能である。
本発明にかかる太陽電池の製造方法の冷却工程における冷却方法には、特に制限はなく冷凍庫、冷蔵庫またはエアークーラなどによる非接触式の冷却方法、ペルチェ方式平板への接触または液体冷媒への浸漬などによる接触式の冷却方式、いずれの方式を用いることが可能である。
本発明は、図1を参照して、太陽電池セル14の厚さが300μm以下、かつアルミニウム電極5のアルミニウム焼結層5Aの厚さが30μm以上の太陽電池であって、太陽電池セルの一辺の長さに対する太陽電池セル14の反り量の百分率である太陽電池セル反り率が2.5%以下である太陽電池である。太陽電池セルが300μm以下の場合に太陽電池セルの剛性が小さくその反りが問題となる。また、太陽電池セルの反り率が2.5%以下であれば、銀ペーストのスクリーン印刷に支障が生じない。さらに、銀ペーストの塗布厚さをより均一にする観点から、太陽電池セルの反り率は、2.0%以下が好ましく、1.5%以下がより好ましく、1.0%以下がさらに好ましい。
(実施例1)
アルカリエッチングされた155mm角型で厚さ200μmのp型シリコン基板1の片側表面にリン(P)を900℃で熱拡散させることにより厚さ約0.4μmのn型拡散層2(面抵抗:50Ω/□)を形成し、その上に反射防止膜3としてプラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。裏面には市販のアルミニウムペースト(村田製作所製ALP−1312)をスクリーン印刷法にて1.9g印刷し、150℃で乾燥した後、空気中700℃で焼成しアルミニウム電極を形成した。この印刷量は電気特性維持のために必要なペースト量である。このときアルミニウム焼結層の厚さは約35μmであった。この太陽電池セルの反り量を測定したのち、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫中−30℃で25秒間冷却した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量を測定した。
アルカリエッチングされた155mm角型で厚さ200μmのp型シリコン基板1の片側表面にリン(P)を900℃で熱拡散させることにより厚さ約0.4μmのn型拡散層2(面抵抗:50Ω/□)を形成し、その上に反射防止膜3としてプラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。裏面には市販のアルミニウムペースト(村田製作所製ALP−1312)をスクリーン印刷法にて1.9g印刷し、150℃で乾燥した後、空気中700℃で焼成しアルミニウム電極を形成した。この印刷量は電気特性維持のために必要なペースト量である。このときアルミニウム焼結層の厚さは約35μmであった。この太陽電池セルの反り量を測定したのち、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫中−30℃で25秒間冷却した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量を測定した。
反り量の測定は図4を参照して、図4(a)のように反りが生じた太陽電池セルの凸部を下にして、図4(b)のように反りが生じた太陽電池セルの一辺の両端部と中央部とを3本の指で押さえながら水平面から右対角までの高さSをレーザ変位計によって測定した。次に、反時計回りに太陽電池セルを回して、隣の一辺の両端部と中央部とを3本の指で押さえながら水平面から右対角までの高さを測定した。これを繰り返して、太陽電池セルの4つの角部における反り量を測定した。反り量は太陽電池セル1枚あたり4つの角部を測定した平均値とした。冷却前の反り量S1および冷却後の反り量S3から下式(1)を用いて反り量減少率(%)を算出した。反り量減少率0%は冷却後の反り量が冷却前の反り量と同じことを示し、反り量減少率100%とは冷却後の反り量が0であることを示す。結果を表1にまとめた。
反り量減少率(%)=100×(S1−S3)/S1 (1)
また、太陽電池セルの一辺の長さに対する太陽電池セルの反り量の百分率である太陽電池セル反り率は、下式(2)によって算出した。
また、太陽電池セルの一辺の長さに対する太陽電池セルの反り量の百分率である太陽電池セル反り率は、下式(2)によって算出した。
太陽電池セル反り率(%)=100×S3/(太陽電池セル一辺の長さ) (2)
(実施例2〜実施例5)
冷却工程において、冷却温度を表1に示す温度とした他は実施例1と同様にして太陽電池セルの反り量を測定し、上式(1)を用いて反り量減少率を算出した。結果を表1にまとめた。
(実施例2〜実施例5)
冷却工程において、冷却温度を表1に示す温度とした他は実施例1と同様にして太陽電池セルの反り量を測定し、上式(1)を用いて反り量減少率を算出した。結果を表1にまとめた。
表1から明らかなように、太陽電池の製造工程においてアルミニウム電極形成工程後に冷却工程を設けることにより太陽電池セルの反り量を減少させることができた。冷却温度が低いほど反り量の減少効果が大きかった。冷却時間が25秒間においても、冷却温度が5℃で反り量減少率は20%となり、冷却温度が0℃で反り量減少率は33%となり、冷却温度が−10℃で反り量減少率は48%となり、冷却温度が−20℃で反り量減少率は68%となった。
また、冷却工程、冷却工程後の25℃での放置を露点が−40℃以下の乾燥空気雰囲気で行なったので、太陽電池には結露が全く発生せず、その後の取扱いが容易であった。
上記反り量の測定後、通常の工程に従って太陽電池を完成し、冷却工程を行なっていない太陽電池との特性比較を行ったが有意差は見られなかった。さらに信頼性確認のために太陽電池の温湿度サイクル試験を行ったが従来品との有意差は見られず信頼性で問題のないことが明らかとなった。
(実施例6)
アルカリエッチングされた155mm角型で厚さ280μmのp型シリコン基板1の片側表面にリン(P)を900℃で熱拡散させることにより厚さ約0.4μmのn型拡散層2(面抵抗:50Ω/□)を形成し、その上に反射防止膜3としてプラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。裏面には市販のアルミニウムペースト(村田製作所製ALP−1312)をスクリーン印刷法にて1.9g印刷し、150℃で乾燥した後、空気中700℃で焼成しアルミニウム電極を形成した。この印刷量は電気特性維持のために必要なペースト量である。このときアルミニウム焼結層の厚さは約35μmであった。この太陽電池セルの反り量(S1)を測定した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫中−17℃で25秒間、1分間、5分間、20分間または80分間冷却した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量(S3)を測定した。冷却前の反り量(S1)および冷却後の反り量(S3)から上式(1)により反り量減少率を算出した。
アルカリエッチングされた155mm角型で厚さ280μmのp型シリコン基板1の片側表面にリン(P)を900℃で熱拡散させることにより厚さ約0.4μmのn型拡散層2(面抵抗:50Ω/□)を形成し、その上に反射防止膜3としてプラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。裏面には市販のアルミニウムペースト(村田製作所製ALP−1312)をスクリーン印刷法にて1.9g印刷し、150℃で乾燥した後、空気中700℃で焼成しアルミニウム電極を形成した。この印刷量は電気特性維持のために必要なペースト量である。このときアルミニウム焼結層の厚さは約35μmであった。この太陽電池セルの反り量(S1)を測定した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫中−17℃で25秒間、1分間、5分間、20分間または80分間冷却した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量(S3)を測定した。冷却前の反り量(S1)および冷却後の反り量(S3)から上式(1)により反り量減少率を算出した。
(比較例1)
実施例6と同様にしてアルミニウム電極を形成した太陽電池セルを作成し、この太陽電池セルの反り量(S4)を測定した。この太陽電池セルを冷却することなくそのまま乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内で20分間または80分間放置した後、反り量(S5)を再び測定した。S4を上式(1)のS1に代入し、S5を上式(1)のS3に代入することにより、室内放置(非冷却)の場合の反り量減少率を算出した。
実施例6と同様にしてアルミニウム電極を形成した太陽電池セルを作成し、この太陽電池セルの反り量(S4)を測定した。この太陽電池セルを冷却することなくそのまま乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内で20分間または80分間放置した後、反り量(S5)を再び測定した。S4を上式(1)のS1に代入し、S5を上式(1)のS3に代入することにより、室内放置(非冷却)の場合の反り量減少率を算出した。
(比較例2)
実施例6と同様にしてアルミニウム電極を形成した太陽電池セルを作成し、この太陽電池セルの反り量(S4)を測定した。この太陽電池セルを120℃のオーブン中で20分間または80分間加熱した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量(S6)を測定した。S4を上式(1)のS1に代入し、S6を上式(1)のS3に代入することにより、加熱の場合の反り量減少率を算出した。
実施例6と同様にしてアルミニウム電極を形成した太陽電池セルを作成し、この太陽電池セルの反り量(S4)を測定した。この太陽電池セルを120℃のオーブン中で20分間または80分間加熱した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量(S6)を測定した。S4を上式(1)のS1に代入し、S6を上式(1)のS3に代入することにより、加熱の場合の反り量減少率を算出した。
上記実施例6、比較例1および比較例2における反り量減少率の変化を、図5にまとめた。ここで、図5の横軸は冷却、室内放置または加熱のそれぞれの時間(分間)を示し、縦軸は反り量の減少率(%)を示す。
図5から明らかなように、室内放置、加熱の場合には太陽電池セルの反り量の減少効果はほとんど認められなかったが、冷却の場合は冷却時間が短くても太陽電池セルの反り量の減少効果が認められた。図5から、冷却時間が5秒間程度でも太陽電池セルの反り量の減少効果が認められ、冷却時間が25秒間以上で太陽電池セルの反り量の十分な減少効果が得られる。
(実施例7)
アルカリエッチングされた155mm角型で厚さ280μmのp型シリコン基板1の片側表面にリン(P)を900℃で熱拡散させることにより厚さ約0.4μmのn型拡散層2(面抵抗:50Ω/□)を形成し、その上に反射防止膜3としてプラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。裏面には市販のアルミニウムペースト(村田製作所製ALP−1312)をスクリーン印刷法にて1.9g印刷し、150℃で乾燥した後、空気中700℃で焼成しアルミニウム電極を形成した。この印刷量は電気特性維持のために必要なペースト量である。このときアルミニウム焼結層の厚さは約35μmであった。この太陽電池セルの反り量(S1)を測定した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫中−17℃で25秒間冷却した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量(S3)を測定した。冷却前の反り量(S1)および冷却後の反り量(S3)から上式(1)により反り量減少率を算出した。結果を表2にまとめた。
アルカリエッチングされた155mm角型で厚さ280μmのp型シリコン基板1の片側表面にリン(P)を900℃で熱拡散させることにより厚さ約0.4μmのn型拡散層2(面抵抗:50Ω/□)を形成し、その上に反射防止膜3としてプラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。裏面には市販のアルミニウムペースト(村田製作所製ALP−1312)をスクリーン印刷法にて1.9g印刷し、150℃で乾燥した後、空気中700℃で焼成しアルミニウム電極を形成した。この印刷量は電気特性維持のために必要なペースト量である。このときアルミニウム焼結層の厚さは約35μmであった。この太陽電池セルの反り量(S1)を測定した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫中−17℃で25秒間冷却した後、乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の25℃の室内に取出し2分間以上放置して、再び反り量(S3)を測定した。冷却前の反り量(S1)および冷却後の反り量(S3)から上式(1)により反り量減少率を算出した。結果を表2にまとめた。
(実施例8)
冷却工程において乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫エアークーラ中7℃〜10℃で冷却した以外は、実施例7と同様にして太陽電池セルの反り量減少率を算出した。結果を表2にまとめた。
冷却工程において乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気の冷凍庫エアークーラ中7℃〜10℃で冷却した以外は、実施例7と同様にして太陽電池セルの反り量減少率を算出した。結果を表2にまとめた。
(実施例9)
155mm角型で厚さ200μmのp型シリコン基板を用いて太陽電池セルを作成し、冷却工程において乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気下で−15℃のペルチェ方式平板を用いて冷却した以外は、実施例7と同様にして太陽電池セルの反り量減少率を算出した。結果を表2にまとめた。
155mm角型で厚さ200μmのp型シリコン基板を用いて太陽電池セルを作成し、冷却工程において乾燥空気(露点が−40℃以下)雰囲気下で−15℃のペルチェ方式平板を用いて冷却した以外は、実施例7と同様にして太陽電池セルの反り量減少率を算出した。結果を表2にまとめた。
表2から明らかなように、冷凍庫またはエアークーラなどによる非接触式の冷却方法、ペルチェ方式平板への接触などによる接触式の冷却方法、いずれの冷却方法を用いても太陽電池セルの反り量を低減できた。
また、表1および表2から明らかなように、太陽電池セルの厚さが300μm以下、かつアルミニウム電極5のアルミニウム焼結層の厚さが30μm以上の太陽電池であって、太陽電池セル反り率が2.5%以下である反りの小さい太陽電池を作成できた。
なお、本実施例においてはアルミニウム電極形成工程の直後にのみ冷却工程を行っているが、冷却工程はアルミニウム電極形成工程の後であれば直後でなくとも有効であり、かつ複数回取り入れても効果があることはいうまでもない。
また、本発明においては、太陽電池の従来の製造工程においてアルミニウム電極形成工程後に、冷却工程を追加することにより太陽電池セルの反り量を低減するものであり、従来の材料、設備を全てそのまま適用できる利点もある。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
上記のように、本発明は、太陽電池セルの反り量の小さい太陽電池およびその製造方法に広く利用することができる。
1 p型シリコン基板、2 n型拡散層、3 反射防止膜、4 p+型シリコン層、5 アルミニウム電極、5A アルミニウム焼結層、5B アルミニウム−シリコン合金層、6,7 銀電極、8 はんだ層、14 太陽電池セル。
Claims (6)
- 太陽電池セルの裏面の少なくとも一部にアルミニウムペーストを塗布、乾燥、焼成してアルミニウム電極を形成するアルミニウム電極形成工程と、前記アルミニウム電極形成工程の後に、前記アルミニウム電極が形成された太陽電池セルを10℃以下の雰囲気温度で冷却する冷却工程とを少なくとも有する太陽電池の製造方法。
- 前記冷却工程の後に、前記アルミニウム電極が形成された太陽電池セルを20℃以上の雰囲気に置く工程をさらに含む請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記冷却工程を乾燥雰囲気中で行なうことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記冷却工程における冷却時間が5秒間以上であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記冷却工程を前記アルミニウム電極形成工程の直後に行なうことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 太陽電池セルの厚さが300μm以下、かつアルミニウム電極のアルミニウム焼結層の厚さが30μm以上の太陽電池であって、
前記太陽電池セルの一辺の長さに対する前記太陽電池セルの反り量の百分率である太陽電池セル反り率が2.5%以下であることを特徴とする太陽電池。
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KR101666308B1 (ko) * | 2015-05-14 | 2016-10-14 | 고려대학교 산학협력단 | 반도체 전극 구조물의 형성 방법 및 이를 이용한 실리콘 태양 전지의 제조 방법 |
-
2009
- 2009-04-30 JP JP2009110970A patent/JP2009170939A/ja not_active Withdrawn
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