JP2014232775A - 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光電変換部50の一主面上の集電極7は、第1の方向に延びるn本(n≧2)のフィンガー電極と、前記第1の方向に略垂直な第2の方向に延びるバスバー電極から構成され、各々、光電変換部側から順に第一導電層71と第二導電層72とを含み、導電層の間に絶縁層9を含み、絶縁層は、前記第一導電層を被覆するように形成され、前記第一導電層上の絶縁層は、開口部を有し、前記開口部を通じて前記第一導電層と前記第二導電層が導通されることが好ましい。前記フィンガー電極を形成する第一導電層は、端部の幅をW1、前記バスバー電極との交差部の幅をW2としたとき、W1<W2を満たすことが好ましい。前記フィンガー電極は、端部の膜厚をd1、前記バスバー電極との交差部の膜厚をd2としたとき、0.85×d1≦d2≦1.15×d1を満たすことが好ましい。
【選択図】図1
Description
前記第一導電層は、低融点材料を含み、前記低融点材料の熱流動開始温度T1が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。
第一導電層71は、めっき法により第二導電層が形成される際の導電性下地層として機能する層である。そのため、第一導電層は電解めっきの下地層として機能し得る程度の導電性を有していればよい。なお、本明細書においては、体積抵抗率が10−2Ω・cm以下であれば導電性であると定義する。また、体積抵抗率が、102Ω・cm以上であれば、絶縁性であると定義する。
第一導電層71上には、絶縁層9が形成される。ここで、第一導電層71が所定のパターン(例えば櫛形)に形成された場合、光電変換部50の表面上には、第一導電層が形成されている第一導電層形成領域と、第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域とが存在する。
上記のように、開口部9hを有する絶縁層9が形成された後、第一導電層形成領域の絶縁層9上に第二導電層72がめっき法により形成される。この際、第二導電層として析出させる金属は、めっき法で形成できる材料であれば特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、金、亜鉛、鉛、パラジウム等、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
実施例1のヘテロ接合太陽電池を、以下のようにして製造した。
第一導電層のフィンガー電極の端部の幅を、バスバー電極との交差部や、上記中間点よりも狭くなるように第一導電層形成を行った点を除いて、実施例1と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。具体的には、第一導電層のフィンガー電極の各部位での幅の関係が、W1=0.8×W0、W2=1.2×W0となるように第一導電層形成を行った。実施例1と同様に第一導電層形成後のフィンガーの幅(W1,W2,W0)を測定し、算出した値の平均値は、W2/W0=1.20、W1/W0=0.80であった。また、実施例1と同様に第二導電層形成後のフィンガーの膜厚(d1,d2,d0)を測定し、算出した値の平均値は、d2/d0=0.96、d1/d0=1.01であった。
フィンガー電極合計80本のうち、バスバー電極の端部から最も近いフィンガー電極計10本(バスバー電極両端について5本ずつ)の第一導電層の幅が、他のフィンガー電極の第一導電層の幅に対し0.8倍になるように第一導電層形成を行った点を除いて、実施例2と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。実施例1,2と同様に第一導電層形成後のフィンガーの幅(W1,W2,W0)を測定し、算出した値の平均値は、W2/W0=1.20、W1/W0=0.80であった。また、実施例1と同様に第二導電層形成後のフィンガーの膜厚(d1,d2,d0)を測定し、算出した値の平均値は、d2/d0=1.01、d1/d0=1.03であった。
第一導電層のフィンガー電極の各部位での幅の関係がW0=W1=W2となるように第一導電層が形成された点を除いて、実施例1と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。実施例1と同様に第一導電層形成後のフィンガーの幅(W1,W2,W0)を測定し、算出した値の平均値は、W2/W0=1.00、W1/W0=1.00であった。また、実施例1と同様に第二導電層形成後のフィンガーの膜厚(d1,d2,d0)を測定し、算出した値の平均値は、d2/d0=0.84、d1/d0=1.17であった。
第一導電層形成領域に対応するマスクを用い、第一導電層形成領域以外の部分に絶縁層として酸化シリコン層を形成した後、酸化シリコン層が形成されていない箇所(絶縁層非形成箇所)に第一導電層を形成し、前記第一導電層上に直接めっき法にて第二導電層を形成した点を除いて実施例1と同様にヘテロ接合太陽電池が作製された。実施例1と同様に第一導電層形成後のフィンガーの幅(W1,W2,W0)を測定し、算出した値の平均値は、W2/W0=1.00、W1/W0=1.00であった。また、実施例1と同様に第二導電層形成後のフィンガーの膜厚(d1,d2,d0)を測定し、算出した値の平均値は、d2/d0=0.83、d1/d0=1.19であった。
2.真性シリコン系薄膜
3.導電型シリコン系薄膜
6.透明電極層
7.集電極
71.第一導電層
711.低融点材料
72.第二導電層
7a.フィンガー電極
7b.バスバー電極
71a.第一導電層フィンガー電極部
71b.第一導電層バスバー電極部
8.裏面金属電極
9.絶縁層
9h.開口部
50.光電変換部
100.太陽電池
101.ヘテロ接合太陽電池
10.めっき装置
11.めっき槽
12.基板
13.陽極
14.基板ホルダ
15.電源
16.めっき液
17.給電点
18.フィンガー周囲連結電極
Claims (15)
- 光電変換部と、前記光電変換部の一主面上の集電極とを有する太陽電池であって、
前記集電極は、第1の方向に延びるn本(n≧2)のフィンガー電極と、前記第1の方向に略垂直な第2の方向に延びるバスバー電極から構成されており、
前記フィンガー電極および前記バスバー電極は、各々、前記光電変換部側から順に第一導電層と第二導電層とを含み、かつ、前記第一導電層と前記第二導電層の間に絶縁層を含み、
前記絶縁層は、前記第一導電層を被覆するように形成され、かつ、前記第一導電層上の絶縁層は、開口部を有し、前記開口部を通じて前記第一導電層と前記第二導電層が導通されており、
前記フィンガー電極を形成する第一導電層は、端部の幅をW1、前記バスバー電極との交差部の幅をW2としたとき、W1<W2を満たし、
前記フィンガー電極は、端部の膜厚をd1、前記バスバー電極との交差部の膜厚をd2としたとき、0.85×d1≦d2≦1.15×d1を満たす、太陽電池。 - 前記フィンガー電極を形成する第一導電層は、前記端部と、前記バスバー電極との交差部と、の中間点の幅をW0としたとき、0.75×W0≦W1≦W0を満たす、請求項1に記載の太陽電池。
- 前記フィンガー電極を形成する第一導電層は、前記端部と、前記バスバー電極との交差部と、の中間点の幅をW0としたとき、W0<W2≦1.25×W0を満たす、請求項1または2に記載の太陽電池。
- 前記絶縁層は、前記第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域上にも形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池。
- 前記第二導電層がめっき層である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池。
- 前記集電極を構成する複数のフィンガー電極のうち、前記バスバー電極の端部から最も近いフィンガー電極をフィンガー電極A、また最も遠いフィンガー電極をフィンガー電極Bとしたとき、
前記バスバー電極との交差部から前記フィンガー電極端部へ向かう距離がxの地点において、前記フィンガー電極Aおよびフィンガー電極Bを形成する第一導電層の幅を各々WAxおよびWBxとしたとき、WAx<WBxを満たし、
前記フィンガー電極Aおよびフィンガー電極Bの膜厚を各々dAxおよびdBxとしたとき、0.85×dAx≦dBx≦1.15×dAxを満たす、請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池。 - 前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜、および透明電極層をこの順に有し、前記透明電極層上に前記集電極を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池。
- 前記第一導電層は、低融点材料を含み、前記低融点材料の熱流動開始温度T1が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の太陽電池。
- 前記第一導電層は、低融点材料を含み、前記低融点材料の熱流動開始温度T1が250℃以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の太陽電池。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池を備える太陽電池モジュール。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記光電変換部上に第一導電層が形成される第一導電層形成工程;
前記第一導電層上に絶縁層が形成される絶縁層形成工程;および
めっき法により前記第一導電層と導通する第二導電層が形成されるめっき工程、をこの順に有し、
前記絶縁層は、前記第一導電層上に開口部を有し、
前記めっき工程において、前記第二導電層は、前記絶縁層の開口部を通じて前記第一導電層に導通される太陽電池の製造方法。 - 前記第一導電層は熱流動開始温度T1が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含み、
前記絶縁層形成工程後に、前記低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温のアニール温度Taで加熱処理が行われることにより前記開口部が形成される、請求項11に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記第一導電層は熱流動開始温度T1が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含み、前記絶縁層形成工程において、前記低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温の基板温度Tbで前記絶縁層が形成されることにより、絶縁層の形成と同時に前記開口が形成される、請求項11に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部の第一導電層非形成領域上にも絶縁層が形成される、請求項11〜13のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、前記透明電極層上に前記集電極が形成される、請求項11〜14のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
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