JP3190982U - 改良した背面構造を有する太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】はんだ付けをした後のリボンの張力特性を向上させることができる改良した背面構造を有する太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池は、正面及び背面を具備する半導体基板１０と、半導体基板の背面を覆う背面パッシベーション層１１と、背面パッシベーション層中に形成され、かつ第一面積を有する少なくとも１つの第一開口と、背面パッシベーション層中に形成されている複数の第二開口と、背面パッシベーション層の所定区域に形成され、かつ第一開口に入ることにより半導体基板の背面とが直接接触し、かつ該所定区域が第二面積を有する少なくとも１つのブスバーと、複数の第二開口に入っている背面電極とを含む。【選択図】図３
Description
本考案は、太陽電池（太陽エネルギー電池）技術に関し、特にはんだ付けをした後のリボン（ribbon）の張力特性を向上させることができるＰＥＲＣ太陽電池に関する。
近年、高効率の太陽電池に対する需要が徐々に広くなり、エネルギー変換効率を改良させる様々な太陽電池が次々に開発されている。例えば、「ＰＥＲＣ」という太陽電池背面パッシベーション技術（ＰＥＲＣは、Passivated Emitter and Rear Cellの略称である）である。上述した技術は、アルミニウムのスクリーン印刷技術により背面電界（back surface field、ＢＳＦ）を形成する従来の技術と異なり、誘電材料からなるパッシベーション層を改変させることにより、好適な背面パッシベーション効果を得ることである。
ＰＥＲＣ太陽電池を製造する方法は、通常次のようなステップを含む。まずは、ウェファーの表面洗浄及び表面粗化処理を行った後、拡散工程を行って、ウェファーの表面にリンガラス層と不純物エミッター層（emitter）を形成する。次は、エッチング工程を行って、周辺を絶縁化させるとともに、リンガラス層を除去する。次は、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）により、エミッター層上に誘電材料を積層して、反射防止層を形成する。次は、プラズマ化学気相成長により、電池の背面に背面パッシベーション層を形成する。次は、レーザー工程又はエッチング工程により、一部分の背面パッシベーション層を除去して、開口区域を形成した後、スクリーン印刷技術により、電極パターンを形成する。例えば、電池の背面に、ブスバー（bus bar）と背面電極を形成する。最後は、高温焼結処理を行う。
従来のＰＥＲＣ太陽電池において、背面のブスバーとシリコン基板との間に背面パッシベーション層が形成されているので、背面のブスバーとシリコン基板との間の焼結結合状態に影響を与え、かつはんだ付けをした後のリボン（ribbon）の張力特性が悪くなる。したがって、上述した従来の問題を解決するため、太陽電池を提供しなければならない。
本考案の目的は、はんだ付けをした後のリボンの張力特性がよくない従来の技術の問題を解決することができる、改良した背面構造を有する太陽電池を提供することにある。
上述した目的を解決するため、本考案において、次のような太陽電池を提供する。該太陽電池は、半導体基板と、背面パッシベーション層と、少なくとも１つの第一開口と、複数の第二開口と、少なくとも１つのブスバーと、背面電極とを含む。半導体基板は、正面及び背面を具備する。背面パッシベーション層は、半導体基板の背面を覆う。少なくとも１つの第一開口は、背面パッシベーション層中に形成され、かつその面積が第一面積である。複数の第二開口は、背面パッシベーション層中に形成されている。少なくとも１つのブスバーは、背面パッシベーション層の所定区域に形成される。該ブスバーが第一開口に入ることにより、半導体基板の背面と直接接触する。該所定区域の面積が第二面積である。背面電極は、複数の第二開口に入っている。
本考案の目的、特徴及び考案効果を詳しく説明するため、以下の好適な実施例とそれに添付されている図面を参照しながら、詳しく説明する。下述する好適な実施例とその図面は、本考案を説明するためのものであり、本考案を限定するものではない。
図１〜図５を参照すると、本考案の太陽電池を製造する流れ図が示されている。図１に示すとおり、まず半導体基板１０を提供する。該基板は、例えば、Ｐ型シリコン入り基板又はシリコンウェファーで、厚さが略１８０〜２００ｎｍであるが、このような構造に限定されるものではない。
図に示していないが、この技術分野の当業者に周知であるとおり、半導体基板１０の正面（受光面）に不純物ソース層と反射防止層をさらに設けることができる。該不純物ソース層は、例えば、Ｎ型不純物ソース層であり、該反射防止層は、例えば、窒化ケイ素又は酸化ケイ素などからなる反射防止層である。
本考案において、主として、太陽電池の背面を改良したので、製造の流れ図において、半導体基板１０の背面のみを示す。
次は、図２に示すとおり、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）により、半導体基板１０の背面に誘電材料を積層する。例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン又はアモルファスシリコンなどを積層して、背面パッシベーション層１１を形成する。
次に、図３に示すとおり、レーザー工程又はエッチング工程により、一部分の背面パッシベーション層１１を除去して、開口区域１２ａ及び開口区域１２ｂを形成する。
図３において、点線で、後述する金属導電プラズマにより印刷されるブスバー（bus bar）の位置を示す。ブスバーの面積は、Ｂで示し、開口区域１２ａの面積は、Ａで示す。面積Ｂが面積Ａより大きいか、或いは等しく、かつ面積Ｂと面積Ａが完全に重畳する。本考案の実施例において、面積Ａと面積Ｂの比（Ａ／Ｂ）は、０．１乃至１．０の間にある。
開口区域１２ａは、図３に示す細長い矩形のみに形成せず、図６に示すとおり、他の形状に形成することができる。また、開口区域１２ｂも、図３に示す細長い矩形に形成せず、図６に示すとおり、他のいずれかの形状に形成することができる。
ブスバーの形状は、互いに繋がっていない複数の図案であってもよい。例えば、図８の点線が示す形状に形成することができる。この場合、ブスバーの形状に応じて、開口区域１２ａも複数の開口に形成することができる。
次は、図４に示すとおり、スクリーン印刷技術により、半導体基板１０の背面にブスバー１３を形成する。通常、銀プラズマのスクリーン印刷技術により、ブスバー１３を形成する。この場合、ブスバー１３が開口区域１２ａを完全に覆い、かつ開口区域１２ａにより、ブスバー１３と直接半導体基板１０の背面とが直接接触する。
次は、図５に示すとおり、背面パッシベーション層１１と開口区域１２ｂとに導電接着剤を同時注入することにより、背面電極１４ａと背面電極１４ｂを形成する。
本考案において、開口区域１２ａが形成されているので、ブスバー１３と半導体基板１０の背面との間の接触面積を増加させることができる。これにより、背面のブスバーとシリコン基板との間の焼結結合状態を向上させ、かつはんだ付けをした後のリボン（ribbon）の張力特性を向上させることができる。
上述した内容は、本考案の最適な実施例に過ぎないものである。本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても当然にこの考案に含まれる。
１０ 半導体基板
１１ 背面パッシベーション層
１２ａ 開口区域
１２ｂ 開口区域
１３ ブスバー
１４ａ 背面電極
１４ｂ 背面電極
１１ 背面パッシベーション層
１２ａ 開口区域
１２ｂ 開口区域
１３ ブスバー
１４ａ 背面電極
１４ｂ 背面電極
Claims (6)
- 正面及び背面を具備する半導体基板と、
前記半導体基板の背面を覆う背面パッシベーション層と、
前記背面パッシベーション層中に形成され、かつ第一面積を有する少なくとも１つの第一開口と、
前記背面パッシベーション層中に形成されている複数の第二開口と、
前記背面パッシベーション層の所定区域に形成されるブスバーであって、該ブスバーが前記第一開口に入ることにより、前記半導体基板の背面と直接接触し、かつ該所定区域が第二面積を有する、少なくとも１つのブスバーと、
前記複数の第二開口に入っている背面電極とを含むことを特徴とする改良した背面構造を有する太陽電池。 - 前記背面パッシベーション層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン又はアモルファスシリコンを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の改良した背面構造を有する太陽電池。
- 前記第一面積が第二面積より小さいか或いは等しいことを特徴とする請求項１に記載の改良した背面構造を有する太陽電池。
- 前記第一面積と第二面積の比が０．１乃至１．０の間にあることを特徴とする請求項３に記載の改良した背面構造を有する太陽電池。
- 前記第一開口と前記ブスバーとが完全に重畳することを特徴とする請求項１に記載の改良した背面構造を有する太陽電池。
- 前記半導体基板の正面に不純物ソース層と反射防止層をさらに設けることを特徴とする請求項１に記載の改良した背面構造を有する太陽電池。
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2014
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