JP2016192539A - 太陽電池および太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池および太陽電池の製造方法 Download PDF

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Abstract

【目的】本発明は、太陽電池および太陽電池の製造方法に関し、銀の使用量を低減および鉛（鉛ガラス）の使用量を低減ないし無くすことを目的とする。
【構成】基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を作成すると共に該領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜に形成した電子取出口から電子を取り出すバス電極を有する太陽電池において、バス電極を形成するために、導電性ペーストにガラスフリットとして導電性ガラスを重量比２０％から７０％を混入して焼成してバス電極を形成し、導電性ペーストの使用量を低減するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を作成すると共に領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、絶縁膜に形成した電子取出口から電子を取り出すバス電極を有する太陽電池および太陽電池の製造方法に関するものである。
従来、再生可能エネルギー利用の一つである太陽電池は、２０世紀の主役である半導体技術をベースにその開発が行われている。人類の生存を左右する地球レベルの重要な開発である。その開発の課題は太陽光を電気エネルギーに変換する効率ばかりではなく製造コストの低減および無公害という課題にも向き合いながら進められている。これらを実現する取り組みは、特に、電極に使用されている銀（Ａｇ）や鉛（Ｐｂ）の使用量を低減ないし無くすことが重要とされている。
一般に、太陽電池の構造は、図７の（ａ）の平面図および（ｂ）の断面図に示すように、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するＮ型/Ｐ型のシリコン基板４３、シリコン基板４３の表面の反射を防止および絶縁体薄膜である窒化シリコン４５、シリコン基板４３中に発生した電子を取り出すフィンガー電極４２、フィンガー電極４２で取り出した電子を集めるバスバー電極４１、バスバー電極４１に集めた電子を外部に取り出す引出リード電極４７の各要素より構成されている。
このうち、バスバー電極４１およびフィンガー電極４２に銀および鉛（鉛ガラス）が使用されており、これの銀の使用量を低減および鉛（鉛ガラス）の使用量を低減あるいは無くし、低コストかつ無公害にすることが望まれていた。
上述した従来の図７の太陽電池の構成要素のうち、フィンガー電極４２などに銀および鉛（バインダーとしての鉛ガラス）が使用されており、これの銀の使用量を低減および鉛（鉛ガラス）の使用量を低減ないし無くし、太陽電池の製造コストの低減かつ無公害にするという課題があった。
本発明は、銀の使用量を低減および鉛（鉛ガラス）の使用量を低減ないし無くすために、太陽電池の構成要素であるバスバー電極などを形成するのに、銀ペースト中にバナジン酸塩ガラス（以下、導電性のＮＴＡガラスという、”ＮＴＡ”は登録商標５００９０２３号））を焼結助剤として混入して焼成し、銀および鉛（鉛ガラス）の使用量を低減ないし無くすことを可能とした。
そのため、本発明は、基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を作成すると共に領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、絶縁膜に形成した電子取出口から電子を取り出すバス電極（バスバー電極）を有する太陽電池において、バス電極を形成するために、導電性ペーストにガラスフリットとして導電性ガラスを重量比２０％から７０％を混入して焼成してバス電極を形成し、導電性ペーストの使用量を低減するようにしている。
この際、導電性ガラスは、少なくともバナジウムあるいはバナジウムとバリウムを含むバナシン酸ガラスとするようにしている。
また、導電性ガラスを混入して焼成する工程の時間は、長くても１分以内、数秒以上とするようにしている。
また、導電性ガラスは、Ｐｂフリーとするようにしている。
また、焼成して形成したバスバー電極の上にリード電極を設けるようにしている。
本発明は、上述したように、導電性のＮＴＡガラスを銀ペースト中に焼成助剤として混入して焼成することにより、従来の銀ペースト中の銀の使用量を低減および鉛（鉛ガラス）の利用量を低減ないし無くすことができた。これらにより、下記の特徴がある。
第１に、太陽電池のバスバー電極（銀電極）を形成するのに導電性のバナジン酸塩ガラスであるＮＴＡガラス（登録商標第5009023号、特許第５３３３９７６号）を銀ペーストの焼結助剤として用い、Ａｇの使用量を低減し、更に、鉛（鉛ガラス）の使用量を低減ないし無くすことができた。
第２に、焼結助剤であるＮＴＡガラスの銀ペースト中の重量比率を２０％〜７０％の範囲で用いることにある。太陽光エネルギーを電子エネルギーに変換する効率を落とすことなくバスバー電極としての効果を発揮する電極形成が実験で確かめられた。これはＮＴＡガラスが（１）導電性を有すること、（２）銀ペーストに混入したことで銀をガラスから分離して集めたことにより導電性が改善されたこと、（３）従来ガラスの針状結晶の成長を抑制してＡｇによる導電性が改善されたこと、（４）バスバー電極形成に用いる焼結助剤をファイヤリング現象の生じないＮＴＡガラスを用いて変換効率の低減を無くすこと（下記第３、第４参照）などができたなどによると考察される。
第３に、銀粒子等に接触しているＮＴＡガラスが高抵抗の結晶を形成することがないような焼結プロセス条件の中で焼結することにある。高抵抗結晶（例えば上記針状結晶）が形成されるとフィンガー電極からバスバー電極を通過する際、電子の移動が適切に行われずエネルギーの変換効率を落とすことになるが、高抵抗の結晶の発生を少なくする一つの手法として短時間（例えば長くても１分間以内）で焼結工程を完了することにより、解決できたと思慮する。
第４に、従来と異なり、フィンガー電極の形成とバスバー電極の形成とを異なるガラスフリットを含有した銀ペーストを用いることにある。従来、フィンガー電極の形成においてはファイアリングと呼ばれる現象を生ずる必要があった。これは、銀の焼結助剤として用いているガラスフリットの中の成分分子、例えば鉛ガラス中の鉛分子の働きによってシリコン基板の表層に形成された窒化シリコン膜の絶縁層を突き破ってフィンガー電極を形成するようにしてシリコン基板に生成された電子を効率よく集めていた。しかし、バスバー電極の形成については、ファイヤリング現象は必要でない。従来はバスバー電極も鉛成分を含んだ鉛ガラスを焼結助剤にして焼結していたので構造は異なるもののバスバー電極とシリコン基板との電気的な導通路が形成されて変換効率を低減する事となっていた。バスバー電極形成に用いる焼結助剤をファイヤリング現象の生じないＮＴＡガラスを用いることによって変換効率の低減を無くすことができた。
第５に、銀粉末材料の使用による太陽電池のコスト高（原材料費高）の問題がある。また、銀材料の過剰な需要によって材料調達の問題も浮上している。導電ガラスであるＮＴＡガラスの含有比率２０％ないし７０％に大幅に増加してその分の銀量を少なくした銀ペーストを用いても変換効率を低減することなく太陽電池を作製出来ることができたことは産業界に大きなインパクトを与えると思慮する。
第６に、（５）従来のバスバー電極の形成に使用していた鉛ガラスの使用を無くすこと、即ち鉛フリーにすることができた。これによって鉛公害の環境問題を皆無にすることが可能となる。
図１は、本発明の１実施例構造図（工程の完成図：断面図）を示す。
図１において、シリコン基板１１は、公知の半導体のシリコン基板である。
高電子濃度領域（拡散ドーピング層）１２は、シリコン基板１１の上に所望のｐ型／ｎ型の層を拡散ドーピングなどで形成した公知の領域（層）であって、図では上方向から太陽光が入射するとシリコン基板１１で電子を発生（発電）し、その電子を蓄積する領域である。ここでは、蓄積した電子は電子取出口（フィンガー電極（銀））１４によって上方向に取り出されるものである（発明の効果参照）。
絶縁膜（窒化シリコン膜）１３は、太陽光を通過（透過）させ、かつバスバー電極１５と高電子濃度領域１４とを電気的に絶縁する公知の膜である（発明の効果参照）。
電子取出口（フィンガー電極（銀））１４は、高電子濃度領域１２中に蓄積した電子を絶縁膜１３に形成した穴を介して取り出す口（フィンガー電極）である（発明の効果参照）。
バスバー電極（電極１（銀））１５は、複数の電子取出口（フィンガーバー電極）１４を電気的に接続する電極であって、Ａｇの使用量を削減する対象の電極である（発明の効果参照）。
裏面電極（電極２（アルミ））１６は、シリコン基板１１の下面に形成した公知の電極である。
リード線（ハンダ形成）１７は、複数のバス電極１５を電気的に連結した電子（電流Ｉ）を外部に取り出すリード線である。
以上の図１の構造のもとで、上から下方向に太陽光を照射すると、太陽光はリード線１７および電子取出口１４の無い部分と絶縁膜１３を通過し、シリコン基板１１に入射して電子を発生する。その後、高電子濃度領域１２に蓄積した電子は、電子取出口（フィンガー電極）１４、バスバー電極１５、リード線１７を介して外部に取り出される。この際、図２から図６で後述するように、バスバー電極１５を、銀ペーストにガラスフリットとしてＮＴＡガラス（導電性ガラス）を混入して焼成して形成し、Ａｇの使用量を低減することが可能となる。以下順次詳細に説明する。
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示し、図３および図４は各工程の詳細構造を示す。
図２において、Ｓ１は、シリコン基板を準備する。
Ｓ２は、クリーニングする。これらＳ１、Ｓ２は、図３の（ａ）に示すように、Ｓ１で準備したシリコン基板１１の面（高電子濃度領域１２を形成する面）を綺麗にクリーニングする。
Ｓ３は、拡散ドーピングする。これは、図３の（ｂ）に示すように、図３の（ａ）でクリーニングしたシリコン基板１１の上に公知の拡散ドーピングを行い、高電子濃度領域１２を形成する。
Ｓ４は、反射防止膜（窒化シリコン膜）を形成する。これは、図３の（ｃ）に示すように、図３の（ｂ）の高電子濃度領域１２を形成した上に、反射防止膜（太陽光を通過させ、かつ表面反射を可及的に低減した膜）として例えば窒化シリコン膜を公知の手法で形成する。
Ｓ５は、フィンガー電極をスクリーン印刷する。これは、図３の（ｄ）に示すように、図３の（ｃ）の窒化シリコン膜１３を形成した上に、形成するフィンガー電極１４のパターンをスクリーン印刷する。印刷材料は、例えば銀にフリットとして鉛ガラスを混入したものを用いる。
Ｓ６は、フィンガー電極を焼成し、ファイヤースルーさせる。これは、図３の（ｄ）でスクリーン印刷したフィンガー電極１４のパターン（銀と鉛ガラスのフリットを混入したもの）を焼成し、図３の（ｅ）に示すように、窒化シリコン膜１３にファイヤースルーさせてその中に銀（導電性）を形成したフィンガー電極１４を形成する。
Ｓ７は、バスバー電極（電極１）をスクリーン印刷する。これは、図４の（ｆ）に示すように、図３の（ｅ）のフィンガー電極１４を形成した上に、形成するバスバー電極１５のパターンをスクリーン印刷する。印刷材料は、例えば銀にフリットとしてＮＴＡガス（２０％から７０％）を混入したものを用いる。
Ｓ８は、バスバー電極を焼成する。これは、図３の（ｆ）でスクリーン印刷したバスバー電極１５のパターン（銀とＮＴＡガラス（２０％から７０％）のフリットを混入したもの）を焼成（焼成時間は長くても１分以内、２〜３秒以上で焼成）し、図４の（ｇ）に示すように、バスバー電極１５を最上層に形成する。
Ｓ９は、裏面電極（電極２）を形成する。これは、図４の（ｈ）に示すように、シリコン基板１１の下側（裏面）に例えばアルミ電極を形成する。
Ｓ１０は、リード線をハンダ形成する。これは、図４の（ｉ）に示すように、図４の（ｇ）のバスバー電極を電気的に接続するリード線をハンダで形成して電気的に接続する。
以上の工程により、シリコン基板に太陽電池を作成することが可能となる。
図５は、本発明の詳細説明図（バスバー電極の焼成）を示す。
図５の（ａ）はバスバー電極を銀１００％、ＮＴＡ０％（重量比）で焼成した例を模式的に示し、図５の（ｂ）はバスバー電極を銀５０％、ＮＴＡ５０％（重量比）で焼成した例を模式的に示す。焼成時間は、長くても１分以内で、２〜３秒以上とした。
図５の（ａ）と図５の（ｂ）とで図示のようにほぼ同構造となるように形成した太陽電池の試作実験では下記のような実験結果が得られた。
太陽電池の変換効率
図５の（ａ）のＡｇ １００％，ＮＴＡ ０％ 平均約１７％
図５の（ｂ）のＡｇ ５０％，ＮＴＡ ５０％ 平均約１７％
試作実験結果は、バスバー電極のパターンを印刷する材料として、図５の（ａ）と、図５の（ｂ）とでは太陽電池を作成したときの変換効率が平均約１７％でほぼ同じ結果が得られ、ＡｇをＮＴＡガラス（導電性ガラス、２０％から７０％））で置き換えることができることが実験で確かめられた（発明の効果参照）。尚、ＮＴＡガラスは、バナジウム、バリウム、鉄から構成され、特に鉄は内部的に強く結合して当該内部に留まっており、他の材料と混合してもその結合性は極めて小さい性質を有するものである（特許第５３３３９７６号等参照）。
図６は、本発明の説明図（バスバー電極）を示す。
図６の（ａ）は全体平面図を示し、図６の（ｂ）は拡大図を示す。
図６において、バスバー電極１５は、図６の（ａ）の全体平面図に示すように、長いバー状の電極であって、これを光学顕微鏡で拡大すると図６の（ｂ）に示すような構造が観察された。
図６の（ｂ）において、バスバー電極１５は、従来のＡｇと鉛ガラスのフリットで焼成した場合にはＡｇが均一に分散していたが、本発明のＡｇとＮＴＡガラスのフリットで焼成（長くても１分以内、２〜３秒以上の焼成）した場合には当該図６の（ｂ）に示すように、当該バスバー電極１５の両側にＮＴＡガラス（特にバリウム）が粒子状に形成され、かつ当該バスバー電極１５の中央部分にＡｇが集まって形成されることが判明した。そのため、発明の効果の欄で説明したように、ＡｇにＮＴＡガラスを混入して短時間焼成（長くても１分、２〜３秒以上の焼成）するとＡｇが中央部分に集まって導電性が向上し（従来はＡｇは均一に分散していた場合に比較して導電性が向上し）、かつＮＴＡガラス自身も導電性を有することなどの総合的な作用によりＡｇの割合を減らしてＮＴＡガラスを増やしても、太陽電池として製造した場合の変換効率は既述したように約１７％と実験ではほぼ同じ結果が得られた。
尚、焼成温度は、５００℃から９００℃であるが、太陽電池として作成した場合に最適な温度を実験により決定することが必要である。低すぎても高すぎても図６の（ｂ）のような構造が得られず、実験で決定することが必要である。
図８は、本発明の他の実施例フローチャートを示す。これは、バスバー電極１５にリード線（リード電極）１７を超音波ハンダ付けするときの手順を示したものである。
図８において、Ｓ２１は、フィンガー電極を形成する。これは、図１から図６で既述したフィンガー電極１４を形成する。
Ｓ２２は、バスバー電極を形成する。これは、図１から図６で既述したバスバー電極１５を形成する。
Ｓ２３は、ハンダ材料を接着する。これは、Ｓ２２で形成したバスバー電極１５の表面にハンダをプリ溶着し、リード線１７の超音波ハンダ付けをしやすくする。尚、必ずしもハンダをプリ溶着する必要はないが、ハンダによる密着性を確実にするために行う作業である。
Ｓ２４は、リード線を接着する。これは、Ｓ２２、Ｓ２３で形成したバスバー電極１５（プリハンダ有、またはプリハンダ無）に、リード線（プリハンダ有、またはプリハンダ無）１７を超音波ハンダ付けを行う。超音波ハンダ付けは、室温からハンダの溶融温度以下にバスバー電極１５を予備加熱した状態で、超音波ハンダゴテのコテ先に超音波を供給しつつハンダを当該コテ先に供給し（プリハンダした場合はハンダを供給する／しない場合がある）、バスバー電極１５とリード線１７とをハンダで接着（溶着）し、密着性を極めて良好にする（後述する）。超音波を供給しないときは、バスバー電極１５とリード線１７とをハンダで接着不可で、密着できなかった（後述する）。
以上のように、バスバー電極１５にリード線１７を超音波ハンダ付けすることにより、バスバー電極１５にリード線１７を密着性良好に接着することが可能となった。この際、バスバー電極１５などを予備加熱することにより、極めて良好かつ確実に超音波ハンダ付け作業が可能となった。
図９は、本発明のバスバー電極上のハンダ・リード線の概略構造図を示す。
図９の（ａ）は全体断面図を示し、図９の（ｂ）はリード線１７の断面図を示す。ここで、シリコン基板１１、バスバー電極１５、リード線１７は、図１の同じ番号のものと同一であるので、説明を省略する。
図９の（ａ）において、ハンダ１７２は、バスバー電極（予備加熱する）１５とリード線１７とを超音波ハンダ付けした後の状態を模式的に示したものである。ハンダ１７２は、バスバー電極１５の上に全面に密着してリード線１７に溶着している。
図９の（ｂ）において、ハンダ１７２は、リード線（リード電極）１７の周りに予めプリハンダした状態を示す。
銅１７１は、銅のリボンであって、この周りに予めハンダ１７２を溶着し、バスバー電極１５と超音波ハンダ付けしやすくした様子を模式的に示す。
以上のように、ハンダ１７２を銅リボン１７１の周りにプリハンダしたリード線１７を用い、かつバスバー電極１５を予備加熱（シリコン基板１１、バスバー電極１５等を含む太陽電池の全体を予備加熱）した状態で、超音波ハンダ付けすることにより、図示のように、バスバー電極１５にリード線１７を密着性良好にハンダ付けすることが可能となる。
図１０は、本発明のＮＴＡガラスのバスバー電極とのハンダの密着（接着）性の実験結果例を示す。ここで、
・ハンダの種類は、鉛ハンダ・フラックス無、鉛ハンダ・フラックス有、錫・銀入り、錫・亜鉛入りの４種類を実験した。
・主な成分は、ハンダの種類に応じた主な成分を示す。
・超音波コテを使用した場合のＮＴＡガラスと密着性は、ＯＫとＮＧの区別を示す。
・超音波コテを使用しない場合のＮＴＡガラスと密着性は、ＯＫとＮＧの区別を示す。
以上の項目について、実験した結果を、図１０に示す。この図１０の結果より、
・超音波ハンダコテを使用した場合には、鉛ハンダ・フラックス有を除いて他の全てのハンダの種類についてＯＫの結果が得られ、図１から図６記載のＮＴＡガラスのバスバー電極１５に対して、リード線１７をハンダ付けして良好に密着できることが実験で確かめられた。一方、超音波ハンダコテを使用しない場合には、全てのハンダの種類についてＮＧの結果が得られた。
次に、図１１から図１６を用いてＮＴＡ５０％のハンダ付け状況（個別焼成）の実験例を下記のように順次詳細に説明する。
使用ハンダ 予備加熱 超音波有無 ハンダコテ温度
図１１（Ａ）：ＳｎＡｇ ２００℃ 超音波有 ハンダコテ温度３５０℃
図１２（Ｂ）：ＳｎＡｇ ２００℃ 超音波有 ハンダコテ温度４００℃
図１３（Ｃ）：ＳｎＺｎ ２００℃ 超音波有 ハンダコテ温度３５０℃
図１４（Ｄ）：ＳｎＰｂ ２００℃ 超音波無 ハンダコテ温度３５０℃
（フラックス有）
図１５（Ｅ）：ＳｎＰｂ ２００℃ 超音波無 ハンダコテ温度４００℃
（フラックス有）
図１６（Ｆ）：ＳｎＰｂ ２００℃ 超音波有 ハンダコテ温度３５０℃
（フラックス無）
図１１は、本発明のＳｎ−Ａｇハンダのハンダ付け写真（Ａ）を示す。
図１１の（ａ）はハンダ付け条件を示し、図１１の（ｂ）はハンダ付け前の写真を示し、図１１の（ｃ）はハンダ付け後(超音波有）の写真を示す。
図１１の（ａ）において、ハンダ付け条件は図示の下記である。
・使用半田：Ｓｎ−Ａｇハンダ
・超音波 ：有
・コテ先温度：３５０℃
・コテ発振出力：１０Ｗ
・予備加熱：２００℃
図１１の（ｂ）は、ハンダ付け前の写真を示す。
図１１の（ｃ）は、ハンダ付け後（超音波有）の写真を示す。ハンダ付け後の写真から判明するように、図１１の（ｂ）のハンダ付け前の写真上の縦方向の幅広いバスバー電極１５の上にハンダが幅広く溶着かつ密着していることが判明する。
図１１の（ｄ）は、同条件で超音波無の場合には、バスバー電極１５にハンダ付けができない為、写真データ無と記載したものである。
以上のように、Ｓｎ−Ａｇハンダでは超音波ハンダ付け（予備加熱付）は良好にできた。そして、この上にリード線１７を密着性良好に超音波ハンダ付けできた。
図１２は、本発明のＳｎ−Ａｇハンダのハンダ付け写真（Ｂ）を示す。
図１２の（ａ）はハンダ付け条件を示し、図１２の（ｂ）はハンダ付け前の写真を示し、図１２の（ｃ）はハンダ付け後（超音波有）の写真を示す。
図１２の（ａ）において、ハンダ付け条件は図示の下記である。
・使用半田：Ｓｎ−Ａｇハンダ
・超音波 ：有
・コテ先温度：４００℃
・コテ発振出力：１０Ｗ
・予備加熱：２００℃
図１２の（ｂ）は、ハンダ付け前の写真を示す。
図１２の（ｃ）は、ハンダ付け後（超音波有）の写真を示す。ハンダ付け後の写真から判明するように、図１２の（ｂ）のハンダ付け前の写真上の縦方向の幅広いバスバー電極１５の上にハンダが幅広く溶着かつ密着していることが判明する。
図１２の（ｄ）は、同条件で超音波無の場合には、バスバー電極１５にハンダ付けができない為、写真データ無と記載したものである。
以上のように、Ｓｎ−Ａｇハンダでは超音波ハンダ付け（予備加熱付）は良好にできた。そして、この上にリード線１７を密着性良好に超音波ハンダ付けできた。
図１３は、本発明のＳｎ−Ｚｎハンダのハンダ付け写真（Ｃ）を示す。
図１３の（ａ）はハンダ付け条件を示し、図１３の（ｂ）はハンダ付け前の写真を示し、図１３の（ｃ）はハンダ付け後（超音波有）の写真を示す。
図１３の（ａ）において、ハンダ付け条件は図示の下記である。
・使用半田：Ｓｎ−Ｚｎハンダ
・超音波 ：有
・コテ先温度：３５０℃
・コテ発振出力：１０Ｗ
・予備加熱：２００℃
図１３の（ｂ）は、ハンダ付け前の写真を示す。
図１３の（ｃ）は、ハンダ付け後（超音波有）の写真を示す。ハンダ付け後の写真から判明するように、図１３の（ｂ）のハンダ付け前の写真上の縦方向の幅広いバスバー電極１５の上にハンダが幅広く溶着かつ密着していることが判明する。
図１３の（ｄ）は、同条件で超音波無の場合には、バスバー電極１５にハンダ付けができない為、写真データ無と記載したものである。
以上のように、Ｓｎ−Ｚｎハンダでは超音波ハンダ付け（予備加熱付）は良好にできた。そして、この上にリード線１７を密着性良好に超音波ハンダ付けできた。
図１４は、本発明のＳｎ−Ｐｂハンダ（フラックス有）のハンダ付け写真（Ｄ）を示す。
図１４の（ａ）はハンダ付け条件を示し、図１４の（ｂ）はハンダ付け前の写真を示し、図１４の（ｃ）はハンダ付け後の写真を示す。
図１４の（ａ）において、ハンダ付け条件は図示の下記である。
・使用半田：Ｓｎ−Ｐｂハンダ（フラックス有）
・超音波 ：無
・コテ先温度：３５０℃
・予備加熱：２００℃
図１４の（ｂ）は、ハンダ付け前の写真を示す。
図１４の（ｃ）は、ハンダ付け後の写真を示す。ハンダ付け後の写真から判明するように、図１４の（ｂ）のハンダ付け前の写真上の縦方向の幅広いバスバー電極１５の上に幅広くフラックスが泡状になってハンダ付けできないことが判明する。
以上のように、Ｓｎ−Ｐｂハンダでは超音波無、フラックス有では、フラックスの泡で覆われハンダメッキ不可であった。そして、この上にリード線１７もハンダ付け不可であった。
図１５は、本発明のＳｎ−Ｐｂハンダ（フラックス有）のハンダ付け写真（Ｅ）を示す。
図１５の（ａ）はハンダ付け条件を示し、図１５の（ｂ）はハンダ付け前の写真を示し、図１５の（ｃ）はハンダ付け後の写真を示す。
図１５の（ａ）において、ハンダ付け条件は図示の下記である。
・使用半田：Ｓｎ−Ｐｂハンダ（フラックス有）
・超音波 ：無
・コテ先温度：４００℃
・予備加熱：２００℃
図１５の（ｂ）は、ハンダ付け前の写真を示す。
図１５の（ｃ）は、ハンダ付け後の写真を示す。ハンダ付け後の写真から判明するように、図１５の（ｂ）のハンダ付け前の写真上の縦方向の幅広いバスバー電極１５の上に幅広くフラックスが泡状になってハンダ付けできないことが判明する。
以上のように、Ｓｎ−Ｐｂハンダでは超音波無、フラックス有では、フラックスの泡で覆われハンダメッキ不可であった。そして、この上にリード線１７もハンダ付け不可であった。
図１６は、本発明のＳｎ−Ｐｂハンダ（フラックス無）のハンダ付け写真（Ｆ）を示す。
図１６の（ａ）はハンダ付け条件を示し、図１６の（ｂ）はハンダ付け前の写真を示し、図１６の（ｃ）はハンダ付け後の写真を示す。
図１６の（ａ）において、ハンダ付け条件は図示の下記である。
・使用半田：Ｓｎ−Ｐｂハンダ（フラックス無）
・超音波 ：有
・コテ先温度：３５０℃
・コテ発振出力：１０Ｗ
・予備加熱：２００℃
図１６の（ｂ）は、ハンダ付け前の写真を示す。
図１６の（ｃ）は、ハンダ付け後（超音波有）の写真を示す。ハンダ付け後の写真から判明するように、図１６の（ｂ）のハンダ付け前の写真上の縦方向の幅広いバスバー電極１５の上にハンダが幅広く溶着かつ密着していることが判明する。
図１６の（ｄ）は、同条件で超音波無の場合には、バスバー電極１５にハンダ付けができない為、写真データ無と記載したものである。
以上のように、Ｓｎ−Ｐｂハンダ（フラックス無）では超音波ハンダ付け（予備加熱付）は良好にできた。そして、この上にリード線１７を密着性良好に超音波ハンダ付けできた。
本発明の１実施例構造図（工程の完成図：断面図）である。 本発明の動作説明フローチャートである。 本発明の詳細工程説明図（その１）である。 本発明の詳細工程説明図（その２）である。 本発明の詳細説明図（バスバー電極の詳細）である。 本発明の説明図（バスバー電極）である。 従来技術の説明図である。 本発明の他の実施例フローチャートである。 本発明のバスバー電極上のハンダ・リード線の概略構造図である。 本発明のＮＴＡガラスのバスバー電極とのハンダの密着（接着）性の実験結果例である。 本発明のＳｎ−Ａｇハンダのハンダ付け写真（Ａ）である。 本発明のＳｎ−Ａｇハンダのハンダ付け写真（Ｂ）である。 本発明のＳｎ−Ｚｎハンダのハンダ付け写真（Ｃ）である。 本発明のＳｎ−Ｐｂハンダ（フラックス有）のハンダ付け写真（Ｄ）である。 本発明のＳｎ−Ｐｂハンダ（フラックス有）のハンダ付け写真（Ｅ）である。 本発明のＳｎ−Ｐｂハンダ（フラックス無）のハンダ付け写真（Ｆ）である。
１１：シリコン基板
１２：高電子濃度領域（拡散ドーピング）
１３：絶縁膜（窒化シリコン膜）
１４：電子取出口（フィンガー電極）
１５：バスバー電極
１６：裏面電極
１７：リード線
１７１：銅
１７２：ハンダ

Claims (14)

  1. 基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を作成すると共に該領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜に形成した電子取出口から電子を取り出すバス電極を有する太陽電池において、
    前記バス電極を形成するために、導電性ペーストにガラスフリットとして導電性ガラスを重量比２０％から７０％を混入して焼成してバス電極を形成し、導電性ペーストの使用量を低減したことを特徴とする太陽電池。
  2. 前記導電性ガラスは、少なくともバナジウムあるいはバナジウムとバリウムを含むバナシン酸ガラスとしたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
  3. 前記導電性ガラスを混入して焼成する工程の時間は、長くても１分以内、数秒以上であることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の太陽電池。
  4. 前記導電性ガラスは、Ｐｂフリーであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池。
  5. 前記焼成して形成したバス電極の上にリード電極を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池。
  6. 前記リード電極は、導電性のリード線であって、該リード線を前記バス電極に超音波ハンダ付けし、該リード線と該バス電極とをハンダを介して良好に密着させたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の太陽電池。
  7. 前記バス電極を室温からハンダの溶融温度以下の温度に予備加熱した状態で、該バス電極と前記リード線とを超音波ハンダ付けしたことを特徴とする請求項６記載の太陽電池。
  8. 基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を作成すると共に該領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜に形成した電子取出口から電子を取り出すバス電極を有する太陽電池の製造方法において、
    前記バス電極を形成するために、導電性ペーストにガラスフリットとして導電性ガラスを重量比２０％から７０％を混入して焼成してバス電極を形成し、導電性ペーストの使用量を低減するステップ
    を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
  9. 前記導電性ガラスは、少なくもとバナジウムあるいはバナジウムとバリウム含むバナジン酸塩ガラスとしたことを特徴とする請求項８記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記導電性ガラスを混入して焼成する工程の時間は、長くても１分以内、数秒以上であることを特徴とする請求項８から請求項９のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
  11. 前記導電性ガラスは、Ｐｂフリーであることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
  12. 前記焼成して形成したバス電極の上にリード電極を設けたことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
  13. 前記リード電極は、導電性のリード線であって、該リード線を前記バス電極に超音波ハンダ付けし、該リード線と該バス電極とをハンダを介して良好に密着させたことを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
  14. 前記バス電極を室温からハンダの溶融温度以下の温度に予備加熱した状態で、該バス電極と前記リード線とを超音波ハンダ付けしたことを特徴とする請求項１３記載の太陽電池。
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