JP2018010973A - 太陽電池および太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・窒化膜3は固相中の下層ファイアリング41によるものであり、
・NTAガラスからなるバスバー電極5は液相中の上層ファイアリング42であり、
両者の電気導電性通路の長さの比は、60nm:20μm=1:333となり、約330倍、高速に液相中の上層ファイアリング42が実験で確認できた。すなわち、固相中の下層ファイアリング41に比して液相中の上層ファイアリング42の電気導電性通路の長さは数十倍ないし千倍程度の高速に形成することが可能であることが実験により判明した。
(1)フィンガー電極4中の鉛(鉛ガラス)、銀の作用により下層の膜である窒化膜3が固相中で下層ファイアリング41により電子を高濃度電子領域からフィンガー電極4に取り出す経路を形成し、かつ
(2)フィンガー電極4中の鉛(鉛ガラス)、銀の作用により上層の膜であるバスバー電極5が液相中で上層ファイアリング42により電子をフィンガー電極4からバスバー電極5の上に突出した部分(リード線6が半田付けされる)への経路2(フィンガー電極4、リード線6の経路2)あるいはバスバー電極5の上部の近傍の部分への経路1(フィンガー電極4、バスバー電極5、リード線6の経路1)を形成する、
ことが実験により確かめられた。
・焼成条件:781℃×8秒
・基板:多結晶シリコン基板
図5の(a)は、太陽電池のバスバー電極5まで作製(図3のS1からS8)したときの部分的な平面図を示す。横の帯状のものがバスバー電極5であり、縦方向の線状のものがフィンガー電極4である。ここでは、点線で示すように、帯状の横方向のバスバー電極5の中央を横方向に切断した。そして、図6にこの切断面の写真を示す。
・NTA50−781−8(Sample2)
・NTA50−781−8(Sample3)
・NTA50−781−8(Sample4)
・NTA50−781−8(Sample5)
・NTA50−781−8(Sample6)
・Ref820−4(Sample1)
・Ref820−4(Sample2)
・Ref820−4(Sample3)
ここで、「NTA50」はバスバー電極の材料として、NTAガラスを50%wt、残りを銀としたもの、次の「781」は781℃で焼成、次の「8」は焼成時間が8秒である旨を表す(遠赤外線加熱)。また、「Ref820」は820℃、次の「4」は4秒である旨を表す(遠赤外線加熱)。
2:アルミ電極
3:窒化膜(絶縁膜)
4:フィンガー電極
41:下層ファイアリング
42:上層ファイアリング
5:バスバー電極
6:リード線
11:N型濃度の高い領域
12:P型(ホール)
Claims (17)
- 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、該絶縁膜の上に前記領域から電子を取り出す取出口を形成するフィンガー電極を形成、および該複数のフィンガー電極を電気的に接続して前記電子を外部に取り出すバスバー電極を形成した太陽電池において、
前記絶縁膜の上に銀および鉛を含むフィンガー電極を形成し、更にその上に前記バスバー電極を形成した後に焼成し、
該焼成時の前記フィンガー電極に含まれる銀および鉛の作用により該フィンガー電極の下の膜である前記絶縁膜を貫通して前記領域と該フィンガー電極との間に電気導電性通路を形成(下層ファイアリングという)し、かつ更に、該焼成時に前記フィンガー電極に含まれる銀および鉛の作用により該フィンガー電極の上の層である前記バスバー電極を貫通して該バスバー電極の上に露出した電気導電性通路を形成(上層ファイアリングという)したことを特徴とする太陽電池。
とする太陽電池。 - 前記下層ファイアリングを固相中のファイアリングとし、前記上層ファイアリングを液相中のファイアリングとし、後者の電気導電性通路の長さを前者の電気伝導性通路の長さに比して大幅に長くしたことを特徴とする請求項1記載の太陽電池。
- 前記バスバー電極を貫通して該バスバー電極の上に露出した電気導電性通路の形成に加えて、該バスバー電極の上に導電層が形成されている場合には該導電層に電気導電性通路を形成した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。
- 前記露出した電気導電性通路あるいは前記導電層に帯状のリード線を半田付けした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。
- 前記導電性のバスバー電極として、導電性ガラスを重量比100%から0%以上とし残りを銀とし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。
- 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5に記載の太陽電池。
- 前記導電性ガラスを焼成する工程の時間は、長くても1分以内、1秒以上であることを特徴とする請求項5から請求項6のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記導電性ガラスを焼成する工程の温度は、温度が低すぎると前記下層ファイアリングが行われず、温度が高すぎると焼成して冷却した後に前記バスバー電極中の前記導電性ガラスで前記電気導電性通路が覆われて前記上層ファイアリングが劣化するので、これらの間の範囲内の温度としたことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれかに記載の太陽電池。
- 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5から請求項8のいずれかに記載の太陽電池。
- 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、該絶縁膜の上に前記領域から電子を取り出す取出口を形成するフィンガー電極を形成、および該複数のフィンガー電極を電気的に接続して前記電子を外部に取り出すバスバー電極を形成した太陽電池の製造方法において、
前記絶縁膜の上に銀および鉛を含むフィンガー電極を形成し、更にその上に前記バスバー電極を形成した後に焼成するステップを有し、
該焼成時の前記フィンガー電極に含まれる銀および鉛の作用により該フィンガー電極の下の膜である前記絶縁膜を貫通して前記領域と該フィンガー電極との間に電気導電性通路を形成(下層ファイアリングという)し、かつ更に、該焼成時に前記フィンガー電極に含まれる銀および鉛の作用により該フィンガー電極の上の層である前記バスバー電極を貫通して該バスバー電極の上に露出した電気導電性通路を形成(上層ファイアリングという)したことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記下層ファイアリングを固相中のファイアリングとし、前記上層ファイアリングを液相中のファイアリングとし、後者の電気導電性通路の長さを前者の電気伝導性通路の長さに比して大幅に長くしたことを特徴とする請求項10記載の太陽電池の製造方法。
- 前記バスバー電極を貫通して該バスバー電極の上に露出した電気導電性通路の形成に加えて、該バスバー電極の上に導電層が形成されている場合には該導電層に電気導電性通路を形成したことを特徴とする請求項10あるいは請求項11記載の太陽電池の製造方法。
- 前記露出した電気導電性通路あるいは前記導電層に帯状のリード線を半田付けしたことを特徴とする請求項10から請求項12のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 上記導電性のバスバー電極として、導電性ガラスを重量比100%から0%以上とし残りを銀としたことを特徴とする請求項10から請求項13のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 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14に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記導電性ガラスを焼成する工程の時間は、長くても1分以内、1秒以上であることを特徴とする請求項10から請求項15のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記導電性ガラスを焼成する工程の温度は、温度が低すぎると前記下層ファイアリングが行われず、温度が高すぎると焼成して冷却した後に前記バスバー電極中の前記導電性ガラスで前記電気導電性通路が覆われて前記上層ファイアリングが劣化するので、これらの間の範囲内の温度としたことを特徴とする請求項10から請求項16のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
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