JP4427843B2 - Electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池等の電子部品およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
太陽電池は、乾電池等に代わる電源として種々の電子機器に利用されている。特に、電子卓上計算機、時計、携帯型電子機器(カメラ、携帯電話、民生用レーダー探知機)、リモコン等といった低消費電力の電子機器では、太陽電池の起電力で十分駆動することができ、電池の交換を不要とし、半永久的に動作させることができるとともに、環境面に対してもクリーンであるため、注目されている。太陽電池の光電変換層には、一般に、アモルファスシリコン(a−Si)層や微結晶Si(μc−Si)層などのSi層が用いられる。
【0003】
太陽電池は、剛性または可撓性の基板の表面に、下部電極、光電変換層および透明電極を積層して構成される。前記基板としては、加工性、作業性等の点から、可撓性を有し、巻き取り、展開が可能な有機フレキシブル基板がよく用いられている。光電変換層としては通常、プラズマCVD法により形成したSi層を利用する。
【0004】
太陽電池では、発電した電力を取り出すために、プラス側の取り出し電極とマイナス側の取り出し電極とを設ける必要がある。小型ないし携帯用の電気・電子機器、例えばリモコンや、電卓、電話、時計などでは、太陽電池実装の都合上、基板の裏面側から電力の取り出しを行う必要がある。
【0005】
一対の取り出し電極の両方を基板裏面側に設ける場合、基板表面側に存在する透明電極および下部電極から、それぞれ基板を通して裏面側に導電路を引き出し、これを取り出し電極に接続する必要がある。透明電極と電気的に接続する一方の取り出し電極を形成する際には、例えば、透明電極、光電変換層、下部電極および絶縁性基板を貫くスルーホールをレーザー加工により設け、このスルーホール付近において、基板の表面側および裏面側にそれぞれ導電ペーストを塗布して電極を形成する。表面側の電極と裏面側の電極とはスルーホール内において接続し、裏面側の電極が取り出し電極となる。なお、この場合、貫通孔形成領域の下部電極は、発電領域の下部電極に対し電気的に絶縁しておく。また、下部電極と電気的に接続する他方の取り出し電極についても、同様に絶縁性基板にスルーホールを設けて導電路を形成することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、絶縁性基板の一方の面側に、内部回路の少なくとも一部を構成する内部電極を有し、他方の面側に、外部と電気的に接続するための外部電極を有する電子部品、例えば、発電した電力を絶縁性基板の裏面側から取り出す構造の太陽電池などにおいて、部品特性および信頼性を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(6)の本発明により達成される。
(1) 絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、他方の面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板に設けられたスルーホール内において前記内部電極と前記外部電極とが接している電子部品であって、
前記内部電極が相対的に小径の導電粒子を含有し、前記外部電極が相対的に大径の導電粒子を含有する電子部品。
(2) 前記スルーホール内に、前記大径の導電粒子と前記小径の導電粒子とが混じり合った領域が存在する上記(1)の電子部品。
(3) 前記大径の導電粒子が前記スルーホールの内壁面付近に主として存在し、前記小径の導電粒子が、前記スルーホールの中心軸付近および前記大径の導電粒子同士の間に存在する上記(1)の電子部品。
(4) 前記絶縁性基板の表面に、下部電極、光電変換層および透明電極をこの順で有する太陽電池であり、
前記内部電極が、前記下部電極または前記透明電極と電気的に接続し、前記外部電極が取り出し電極として機能する上記(1)〜(3)のいずれかの電子部品。
(5) 上記(1)〜(4)のいずれかの電子部品を製造する方法であって、
前記小径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する内部電極形成工程と、前記大径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する外部電極形成工程とを有する電子部品の製造方法。
(6) 前記外部電極形成工程の後に前記内部電極形成工程を有する上記(5)の電子部品の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】
太陽電池
本発明の電子部品の一例である太陽電池の構成例を、両端部を主体とした断面図として図3に示す。
【0009】
図3に示す太陽電池は、下部電極4、光電変換層5および透明電極6をこの順で積層した積層体を、絶縁性基板2の表面側(図中の上側)に有する。絶縁性基板2は、樹脂などの絶縁性材料から構成される。前記積層体の一端側(図中左側)には、光電変換層5と透明電極6との間に層間絶縁層9Aが存在し、透明電極6上にセパレータ絶縁層10Aが存在する。前記一端側のセパレータ絶縁層10Aは、透明電極6、層間絶縁層9A、光電変換層5および下部電極4を貫くセパレータ部101Aを有する。前記積層体の一端は、セパレータ部101Aにより発電領域と絶縁されている。
【0010】
絶縁性基板2の前記一端側において、下部電極4、光電変換層5および透明電極6からなる積層体が存在しない領域には、スルーホール40Aが設けられ、このスルーホール40Aを挟んで、絶縁性基板2の表面側には内部電極51Aが、裏面側(図中の下側)には外部電極52Aがそれぞれ設けられている。スルーホール40A内において、内部電極51Aと外部電極52Aとは接している。内部電極51Aは、発電領域端部の透明電極6と接続している。この構成において外部電極52Aは、プラス側の取り出し電極として機能する。
【0011】
一方、この太陽電池の他端側では、光電変換層5と透明電極6との間に層間絶縁層9Bが存在し、透明電極6上にセパレータ絶縁層10Bが存在する。前記他端側のセパレータ絶縁層10Bは、透明電極6、層間絶縁層9Bおよび光電変換層5を貫くセパレータ部101Bを有する。前記積層体の他端は、下部電極4を除き、セパレータ部101Bにより発電領域と絶縁されている。そして、このセパレータ部101Bより端部側の透明電極6上に、内部電極51Bが存在する。この内部電極51Bと下部電極4とは、光電変換層5および透明電極6を貫く接続導体12Bにより電気的に接続されている。
【0012】
そして、絶縁性基板2の前記他端側において、下部電極4、光電変換層5および透明電極6からなる積層体が存在しない領域には、第2のスルーホール(以下、単にスルーホールという)40Bが設けられている。このスルーホール40Bを挟んで、絶縁性基板2の表面側には前記内部電極51Bが、裏面側には外部電極52Bがそれぞれ設けられている。スルーホール40B内において、内部電極51Aと外部電極51Bとは接している。この構成において外部電極52Bは、マイナス側の取り出し電極として機能する。
【0013】
図示する構成では内部電極51Aに接続する外部電極52Aが一方の取り出し電極として機能し、内部電極51Bに接続する外部電極52Bが他方の取り出し電極として機能することになる。したがってこの構成では、絶縁性基板2の裏面側から電力を取り出すことができる。
【0014】
なお、図示例の太陽電池では、絶縁性基板表面側から光が入射する。光電変換層5は、光入射側からp型半導体層、光起電力層(i層)、n型半導体層の順に並べたpin接合とすることが発電効率の点で好ましいので、図3では外部電極52Aをプラス側の取り出し電極、外部電極52Bをマイナス側の取り出し電極として表示してある。ただし、本発明では、光電変換層における積層順は限定されない。
【0015】
また、取り出し電極付近の構造は、絶縁性基板2の裏面側から電力を取り出せる構造であれば図示例に限定されず、他の構造であってもよい。例えば、光電変換層5および透明電極6を形成する際にパターニングを行うことにより、図中右端側において下部電極4を前記積層体から露出させ、この露出した下部電極4を前記内部電極51Bと直接ないし導電パッドなどを介して間接的に接続する構成としてもよい。また、下部電極4、光電変換層5および透明電極6からなる積層体を絶縁性基板2の両端部まで形成しておき、前記積層体と絶縁性基板2とを貫通するスルーホールを設ける構造としてもよい。
【0016】
次に、取り出し電極に関連する構成について、詳細に説明する。なお、以下では図3中のスルーホール40A側についてだけ説明するが、スルーホール40B側についても同様である。
【0017】
スルーホール40Aは、例えば絶縁性基板の機械的加工により形成することができる。スルーホールの直径は、必要に応じて適宜決定すればよいが、通常、30〜100μm程度とする。
【0018】
内部電極51Aおよび外部電極52Aは、導電粒子を含有する導電ペーストを用い、スクリーン印刷法等の塗布法により塗膜を形成し、この塗膜を乾燥硬化することにより形成される。
【0019】
図1(B)および図2(B)に、内部電極および外部電極を形成した後におけるスルーホール40A付近の拡大断面図を示す。内部電極は、外部電極が含有する導電粒子52aに比べ相対的に小径の導電粒子51aを含有する。したがって、両電極を塗布により形成すると、スルーホール40A内には、小径の導電粒子51aと大径の導電粒子52aとが共に存在することになる。
【0020】
内部電極51Aの形成に小径の導電粒子を用いるのは、内部電極51Aのシート抵抗を低くするためであり、外部電極52Aの形成に大径の導電粒子を用いるのは、外部電極52Aのシート抵抗を高くするためである。内部電極51Aは、太陽電池の内部回路の一部を構成するので、太陽電池全体の効率を高くするために電気抵抗を低くする。一方、外部電極52Aは、太陽電池外部と電気的に接続されるので、外部からの静電気が太陽電池の回路内部、すなわち絶縁性基板2の表面側に侵入することを防ぐために、電気抵抗を高くする。内部電極および外部電極にそれぞれ含有される導電粒子の粒径をこのような関係とすることによって、特性が良好で信頼性の高い太陽電池が実現する。
【0021】
本発明者らは、従来の太陽電池を製造する際に、まず、絶縁性基体2の表面側に下部電極4、光電変換層5、透明電極6などの各層を形成し、続いて、内部電極51Aを形成し、次いで、外部電極52Aを形成していた。すなわち、内部電極51Aの乾燥硬化後に、外部電極52Aを塗布していた。しかし、この製造手順を、内部電極51Aと外部電極52Aとに粒径の異なる導電粒子を用いる場合に適用すると、スルーホール部が高抵抗化したり、導通不良となったりする不具合が生じ得ることがわかった。
【0022】
本発明者らは、このような高抵抗化や導通不良が生じた太陽電池を解析した結果、以下に説明するように、これらの不具合が内部電極形成工程を外部電極形成工程の前に設けたことに起因することを見いだした。内部電極の乾燥硬化後におけるスルーホール40A付近の断面図を、図2(A)に模式的に示す。図2(A)において、内部電極に含有される小径の導電粒子51aは、スルーホール40A内に侵入し、その内壁面付近に主として存在する。この状態となった後に、大径の導電粒子52aを含有する導電ペーストを図中の下側から印刷して外部電極を形成すると、図2(B)に示す状態となる。すなわち、小径の導電粒子51aが、スルーホール40Aの内壁面付近で乾燥硬化しているため、下側から侵入した大径の導電粒子52aは、スルーホール40Aの中心軸付近に主として存在することになる。その結果、大径の導電粒子52aと小径の導電粒子51aとの間で面接触を確保することが難しくなって点接触状態となりやすく、高抵抗化や導通不良を招きやすい。
【0023】
このような考察に基づき、本発明の好ましい態様では、まず、外部電極を形成した後、内部電極を形成する。外部電極の乾燥硬化後におけるスルーホール40A付近の断面図を、図1(A)に模式的に示す。図1(A)において、外部電極に含有される大径の導電粒子52aは、スルーホール40A内に侵入し、その内壁面付近に主として存在する。この状態となった後に、小径の導電粒子51aを含有する導電ペーストを図中の上側から印刷して内部電極を形成すると、図1(B)に示す状態となる。すなわち、上側から侵入した小径の導電粒子51aは、スルーホール40Aの中心軸付近に充填されると共に、大径の導電粒子52a同士の間に存在する空隙にも充填される。その結果、大径の導電粒子52aと小径の導電粒子51aとの間で十分な面接触を確保することができるので、高抵抗化や導通不良の発生を抑えることができる。なお、大径の導電粒子および小径の導電粒子が図1(B)に示す分布状態にならないこともある。ただし、外部電極の乾燥硬化後に内部電極を塗布して乾燥硬化すれば、スルーホール内において両導電粒子が混じり合った領域、すなわち、大径の導電粒子同士の間に小径の導電粒子が存在する領域を形成できるため、高抵抗化や導通不良を抑制する効果は同様に実現する。
【0024】
内部電極および外部電極をそれぞれ形成するための導電ペーストは、導電粒子、バインダ、溶剤、各種添加剤等を含有するものであり、シート抵抗等の要求特性に応じ、市販の導電ペーストから選択することができる。導電粒子の構成材料は特に限定されず、例えばAg、Cu等の金属材料やカーボンを用いればよい。特に、比較的高抵抗であることが要求される外部電極には、カーボンなどの高抵抗材料を利用することが好ましい。
【0025】
外部電極を内部電極より先に形成する方法の効果は、小径の導電粒子51aの粒径が大径の導電粒子52aの粒径に比べ相対的に小さければ実現する。ただし、上記方法は、小径の導電粒子51aが、粒径0.1〜4μmの範囲にある粒子を75体積%以上含有し、かつ、大径の導電粒子52aが、粒径5〜15μmの範囲にある粒子を80体積%以上含有する場合に、特に有効である。導電粒子の形状は特に限定されず、球状、不定形状等のいずれであってもよい。なお、上記粒径は、走査型電子顕微鏡により観察したときに、個別の粒子として確認できるものの長径であり、二次粒子化している場合は、二次粒子の長径である。これらの粒径は、乾燥硬化後に測定した値である。
【0026】
次に、取り出し電極以外の各部についての好ましい構成を、図4に基づいて説明する。図4は、太陽電池構成例の中央部を主体とした断面図である。
【0027】
同図に示す太陽電池は、図3と同様に、絶縁性基板2の表面側に、下部電極4、光電変換層5および透明電極6をこの順で有する。
【0028】
図示する太陽電池は、それぞれ受光面を有する複数の太陽電池セルが直列接続された構成である。各セルの透明電極6上には、収集・配線電極11が設けられている。図示する収集・配線電極11は、収集電極と配線電極との接続部分である。収集電極は、各セルにおいて発電された電力を、比抵抗の比較的高い透明電極6表面から収集するための電極である。配線電極は、各セルの収集電極と、隣接するセルの下部電極とを接続するための電極である。図示例では、収集・配線電極11から接続導体12が、透明電極6および光電変換層5を貫いて延び、隣接するセルの下部電極4に接続しており、これにより、隣接するセル同士が直列接続されている。透明電極6と光電変換層5との間の一部には層間絶縁層9が存在し、この層間絶縁層9上には、透明電極6を挟んでセパレータ絶縁層10が存在する。図示例では、セパレータ絶縁層10のセパレータ部101が、透明電極6、光電変換層5および下部電極4を貫いて延び、隣接するセルの下部電極同士を絶縁している。セパレータ部101は、図中の奥行き方向にも延びる壁状体である。
【0029】
なお、直列接続の両末端には、図3に示すように、プラス側およびマイナス側の取り出し電極がそれぞれ設けられる。
【0030】
また、図示していないが、太陽電池の機械的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるために、図示する太陽電池の少なくとも透明電極6形成側表面に、封止部材を設けることが好ましい。また、このような封止部材は、絶縁性基板2の裏面側にも設けることが好ましい。
【0031】
以下、各部の構成について詳細に説明する。
【0032】
絶縁性基板
絶縁性基板2を構成する絶縁性材料は特に限定されないが、通常、有機材料またはガラスを用いることが好ましい。前記有機材料としては、例えばポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリアリレートが挙げられる。
【0033】
絶縁性基板の厚さは、要求される強度、曲げ剛性、構成材料などに応じて適宜決定すればよいが、通常、25〜100μmとすることが好ましい。
【0034】
下部電極
下部電極4は、金属から構成することが好ましい。下部電極構成材料は特に限定されず、例えば、Alやステンレスを用いればよいが、好ましくはAlを用いる。Alは比抵抗が低いため、エネルギーロス、発熱による劣化が小さい。ところで、太陽電池では、光電変換層を通って下部電極で反射された光が再び光電変換層に入射し、この反射光も電気エネルギーに変換される。そのため、下部電極は反射率が高い方が好ましいが、光反射率の高いAlはこの点でも優れている。さらに、Alは熱伝導度が高く、また、耐腐食性も良好であり、しかも、安価である。
【0035】
下部電極の厚さは特に限定されないが、好ましくは0.01〜10μmである。下部電極は、スパッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【0036】
拡散防止層
下部電極4と光電変換層5との間には、下部電極構成成分が光電変換層に拡散することを防ぎ、また、両者の界面を低抵抗にするために、ステンレス、Ti、Cr等の金属からなる拡散防止層を設けることが好ましい。拡散防止層の厚さは、好ましくは3〜5nmである。拡散防止層は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成すればよい。
【0037】
光電変換層
光電変換層5は、pn接合またはpin接合、好ましくはpin接合を有する単結晶シリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンから構成することが好ましい。pn接合やpin接合は、光電変換層形成の際に所定の不純物を添加することにより形成できる。
【0038】
以下、それぞれアモルファスシリコンまたは微結晶シリコンから構成されるn型半導体層、光起電力層(i層)およびp型半導体層を積層した光電変換層について説明する。
【0039】
p型半導体層形成のための不純物はBが好ましく、その含有量は1017〜1020atoms/cm3であることが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎても、エネルギー変換効率が低くなる。
【0040】
n型半導体層形成のための不純物はPが好ましく、その含有量は1017〜1020atoms/cm3であることが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎても、エネルギー変換効率が低くなる。
【0041】
各層の厚さは特に限定されないが、p型半導体層では好ましくは5〜40nmであり、i層では好ましくは100nm〜20μmであり、n型半導体層では好ましくは5〜40nmである。
【0042】
このような光電変換層は、通常、プラズマCVD法により形成することが好ましい。プラズマCVD法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであってもよいが、好ましくは交流プラズマを用いる。交流プラズマは、周波数数ヘルツから数ギガヘルツのものまで使用可能である。
【0043】
p型半導体層は、原料にSiH4、H2、B26等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比B26/SiH4を決定し、絶縁性基板温度を室温〜450℃、好ましくは200〜300℃、動作圧力を0.01〜10Torr、投入電力を10〜2000W(周波数106〜109Hz)として形成すればよい。
【0044】
i層は、原料にSiH4、H2等を用い、流量をそれぞれ1〜2000sccm、絶縁性基板温度を室温〜450℃、好ましくは260〜380℃、動作圧力を0.01〜10Torr、投入電力を10〜2000Wとして形成すればよい。
【0045】
n型半導体層は、原料にSiH4、H2、PH3等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比PH3/SiH4を決定し、絶縁性基板温度を室温〜450℃、好ましくは250〜350℃、動作圧力を0.01〜10Torr、投入電力を10〜2000Wとして形成すればよい。
【0046】
透明電極
透明電極6の構成材料は特に限定されないが、透明性、導電性などが良好であることから、酸化スズ、ITO(酸化インジウム錫)、ZnOが好ましい。透明電極の厚さは特に限定されないが、通常、10〜100nmとすることが好ましい。上記材料から構成される透明電極は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成する。
【0047】
層間絶縁層、セパレータ絶縁層
図示例における層間絶縁層9およびセパレータ絶縁層10を構成する材料は、絶縁性をもち、かつ、図示する構造を形成可能なものであれば特に限定されないが、通常、絶縁性樹脂を用いることが好ましい。絶縁性樹脂としては、例えばウレタン系樹脂、フェノキシ樹脂などが好ましい。なお、層間絶縁層9とセパレータ絶縁層10とは、同じ材料から構成してもよく、異種材料から構成してもよい。
【0048】
層間絶縁層9の厚さは、5〜40μmであることが好ましく、セパレータ絶縁層10の平坦部の厚さは、5〜10μmであることが好ましい。
【0049】
層間絶縁層およびセパレータ絶縁層は、通常、スクリーン印刷等の塗布法により形成すればよい。図示例における層間絶縁層9およびセパレータ絶縁層10は、通常、以下の手順で形成する。まず、光電変換層5を形成した後、層間絶縁層9をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成する。次いで、層間絶縁層9上に透明電極6を形成した後、例えばレーザー加工により透明電極6、層間絶縁層9、光電変換層5および下部電極4を貫く溝を形成する。この溝により下部電極4から透明電極6までの積層体が分断されて、セル単位に分離される。次いで、透明電極6上にセパレータ絶縁層10をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成する。このとき、前記溝内に絶縁材料が侵入し、セパレータ部101が形成される。
【0050】
層間絶縁層9は、セパレータ部101形成の際に、透明電極6と下部電極4とが短絡することを防ぐために設けられるが、そのほか、太陽電池の耐圧を向上させる働きももつ。例えば光電変換層5に微小な欠陥や不均質さが存在すると、その位置において下部電極4と透明電極6との間で短絡が発生することがあるが、層間絶縁層9を設けることにより容量の比較的高いコンデンサが形成されるので、このような絶縁破壊の発生を防ぐことができる。
【0051】
なお、図3に示す層間絶縁層9A、9Bおよびセパレータ絶縁層10A、10Bは、図4に示す層間絶縁層9およびセパレータ絶縁層10とそれぞれ同様にして同程度の厚さに形成すればよい。
【0052】
収集・配線電極、接続導体、内部電極、外部電極
収集・配線電極11の構成材料は特に限定されないが、通常、Agを用いることが好ましい。収集・配線電極の厚さは、5〜10μmであることが好ましい。
【0053】
収集・配線電極は、通常、スクリーン印刷等の塗布法により形成すればよい。図示例において、収集・配線電極11は、通常、以下の手順で形成する。まず、セパレータ絶縁層10を形成した後、収集・配線電極11をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成する。次いで、層間絶縁層9が存在しない領域において、例えばレーザー加工により収集・配線電極11を穿孔し、透明電極6および光電変換層5を貫き下部電極4に達する孔を形成する。この穿孔の際に、収集・配線電極11の構成材料が溶融して前記孔中に侵入し、接続導体12が形成される。
【0054】
なお、図3に示す接続導体12Bは、図4に示す接続導体12と同様に形成することができる。また、図3に示す内部電極51A、51Bおよび外部電極52A、52Bは、収集・配線電極11と同様に、スクリーン印刷などにより所定のパターンに形成することができる。内部電極および外部電極の厚さは、5〜10μmであることが好ましい。
【0055】
封止部材
機械的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるための封止部材としては、樹脂膜が好ましい。樹脂膜は、塗布または貼付により形成すればよい。封止部材は、少なくとも透明電極6側表面に設けることが好ましく、より好ましくは絶縁性基板2の裏面側にも設ける。
【0056】
以下、貼付により樹脂膜を形成する方法の一例について説明する。この例では、透光性および耐熱性を有する樹脂製の基材の少なくとも一方の面に、熱硬化性樹脂を含有する緩衝接着層を設けた封止部材を用いる。
【0057】
樹脂製基材は、ガラス転移点Tgが65℃以上であるか、耐熱温度(または連続使用温度)が80℃以上であるか、これらの両者を満足し、かつ透光性を有する樹脂フィルムが好ましい。このような樹脂フィルムは、太陽光等の光源に直接晒されて昇温しても、性能劣化を生じない。
【0058】
ガラス転移点Tg65℃以上および/または耐熱温度80℃以上で透光性を有する樹脂製の基材としては、
ポリエチレンテレフタレートフィルム(Tg69℃)、ポリエチレンナフタレート耐熱フィルム(Tg113℃);
三フッ化塩化エチレン樹脂〔PCTFE:ネオフロンCTFE(ダイキン工業社製)〕(耐熱温度150℃)、ポリビニリデンフルオライド〔PVDF:デンカDXフィルム(電気化学工業社製)〕(耐熱温度150℃:Tg50℃)、ポリビニルフルオライド〔PVF:テドラーPVFフィルム(デュポン社製)〕(耐熱温度100℃)等のフッ化物ホモポリマーや、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体〔PFA:ネオフロン:PFAフィルム(ダイキン工業社製)〕(耐熱温度260℃)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体〔FEP:トヨフロンフィルムFEPタイプ(東レ社製)〕(耐熱温度200℃)、四フッ化エチレン−エチレン共重合体〔ETFE:テフゼルETFEフィルム(デュポン社製)(耐熱温度150℃)、AFLEXフィルム(旭硝子社製:Tg83℃)〕等のフッ化物コポリマーからなるフッ素系フィルム;
芳香族ジカルボン酸−ビスフェノール共重合芳香族ポリエステル〔PAR:キャスティング(鐘淵化学社製エルメック)〕(耐熱温度290℃:Tg215℃)等のポリアクリレートフィルム;
ポリサルホン〔PSF:スミライトFS−1200(住友ベークライト社製)〕(Tg190℃)、ポリエーテルサルホン〔PES:スミライトFS−1300(住友ベークライト)〕(Tg223℃)等の含イオウポリマーフィルム;
ポリカーボネートフィルム〔PC:パンライト(帝人化成社製)〕(Tg150℃);
ファンクショナルノルボルネン系樹脂〔ARTON(JSR社製)〕(耐熱温度164℃:Tg171℃);
ポリメチルメタクリレート(PMMA)(Tg93℃);
オレフィン−マレイミド共重合体〔TI−160(東ソー社製)〕(Tg150℃以上)、パラアラミド〔アラミカR:旭化成社製〕(耐熱温度200℃)、フッ化ポリイミド(耐熱温度200℃以上)、ポリスチレン(Tg90℃)、ポリ塩化ビニル(Tg70〜80℃)、セルローストリアセテート(Tg107℃)
等が挙げられる。
【0059】
これらのうちポリエチレンナフタレート耐熱フィルム(Tg113℃)は、ポリエチレンテレフタレートフィルムと比較して、耐熱性(Tg)、長期使用時の耐熱性、ヤング率(スティフネス)、破断強度、熱収縮率、オリゴマーが少ないこと、ガスバリアー性、耐加水分解性、水蒸気透過率、熱膨張係数、光による物性劣化等の面で優れた性能を有し、また、他のポリマーと比較して、破断強度、耐熱性、寸法安定性、透湿度性、コスト等の総合バランスの点において優れているので、好ましい。
【0060】
樹脂基材のガラス転移点Tgは、好ましくは65℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上、特に好ましくは110℃以上である。Tgの上限は特に規制されないが、通常、130℃程度である。また、耐熱温度ないし連続使用温度は、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは110℃以上である。耐熱温度ないし連続使用温度は高いほど好ましく、その上限は特に規制されないが、通常、250℃程度である。
【0061】
樹脂基材の厚さは、太陽電池の構造、樹脂基材に要求される強度や曲げ剛性等に応じて適宜決定すればよいが、通常、5〜100μmとすればよい。
【0062】
なお、樹脂基材の透光性は、可視光領域の光の70%以上、特に80%以上を透過する程度であることが好ましい。
【0063】
緩衝接着層は、熱圧着前において、熱硬化性樹脂成分と有機過酸化物とを含有することが好ましい。
【0064】
熱硬化性樹脂成分としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体〔EVA(酢酸ビニル含有率が15〜50%程度)〕が好ましい。
【0065】
有機過酸化物としては、例えば2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)へキサン−3;ジ−t−ブチルパーオキサイド;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン;ジクミルパーオキサイド;α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン;n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート;2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;t−ブチルパーオキシベンズエート;ベンゾイルパーオキサイドを用いれることができる。これらは、1種だけを用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよく、組み合わせて用いる場合の配合比は任意である。熱硬化性樹脂成分100重量部に対する有機過酸化物の使用量は、好ましくは10重量部以下、より好ましくは0.5〜6重量部である。
【0066】
緩衝接着層の厚さは、太陽電池の構造や使用環境などに応じて適宜決定すればよいが、好ましくは3〜500μm、より好ましくは3〜50μm、さらに好ましくは10〜40μmである。緩衝接着層が薄すぎると緩衝効果が不十分となる。一方、緩衝接着層が厚すぎると、光透過率が低くなり、また、打ち抜き時などにバリが発生しやすくなる。ただし、緩衝接着層は樹脂基材に比べてはるかに光透過性が優れているため、屋外などの高照度下で使用する際には、10mm程度まで厚くしても問題ないこともある。
【0067】
緩衝接着層を樹脂基材に設ける手段としては、塗布あるいは押し出しコート等の公知の手段を利用できる。
【0068】
なお、緩衝接着層に、エンボス加工を施してもよい。封止部材を太陽電池にラミネートする際に、気泡の抜け道が形成されるようにエンボス加工を施せば、気泡の混入が少なくなる。
【0069】
次に、樹脂膜を塗布により形成する方法の一例を説明する。
【0070】
塗布法により形成した樹脂膜は、貼付により形成した上記樹脂膜に比べ、平坦性、耐候性等の面で若干劣るものの、機器内部に組み込んで使用したり、主に屋内用途で使用する場合には問題ない。塗布法では、上記貼付法で必要であったラミネート工程や、その後の平坦化工程を省略できるため、製造コストを低減できる。
【0071】
この場合に用いる樹脂は、透明性に優れ、経時変化および光劣化による変色が少ないものが好ましく、特に、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えばフッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂を用いることができる。
【0072】
樹脂塗膜は、スクリーン印刷法、スピンコート法などにより形成すればよい。
【0073】
他の電子部品
本発明は太陽電池に適用した場合に特に効果が高いが、そのほかの電子部品であっても、上述したような内部電極と外部電極とを有するもの、すなわち、絶縁体に設けたスルーホールの一方の側に、内部回路の一部を構成する内部電極を塗布法により形成し、かつ、前記スルーホールの他方の側に、部品外部と電気的に接続するための外部電極を塗布法により形成するタイプであれば適用可能であり、その場合でも太陽電池に適用した場合と同様な効果が得られる。このような電子部品としては、例えばチップコンデンサやチップインダクタ等の積層電子部品などが挙げられる。
【0074】
【実施例】
図3および図4に示す構造をもつ太陽電池を、以下の手順で作製した。
【0075】
絶縁性基板2として、縦360mm、横460mm、厚さ75μmのポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム(帝人製、商品名ネオテックス、融点273℃、ガラス転移点113℃)を用いた。
【0076】
まず、絶縁性基板2の補強のために、絶縁性基板2表面の全面に、電子ビーム蒸着により酸化ケイ素層を0.8μm の厚さに形成した。
【0077】
次に、酸化ケイ素層上に、Alからなる厚さ0.3μmの下部電極4をスパッタ法により形成し、さらに、その上に、ステンレスからなる厚さ5nmの拡散防止層を形成した。
【0078】
次いで、拡散防止層上に、以下の手順で光電変換層5を形成した。まず、n型の微結晶シリコン層を20nmの厚さにプラズマCVD法で形成した。その際、原料ガスおよびその流量は、
PH3+H2混合ガス(PH3/H2=0.2%):30sccm、
SiH4:4sccm、
2:750sccm
とし、そのほかの条件は、
絶縁性基板温度:300℃、
動作圧力:1Torr、
投入電力:100W(13.56MHz)
とした。続いて、i型のアモルファスシリコン層を600nmの厚さにプラズマCVD法で形成した。その際、原料ガスおよびその流量は、
SiH4:50sccm、
2:500sccm
とし、そのほかの条件は、
絶縁性基板温度:260℃、
動作圧力:1Torr、
投入電力:100W(13.56MHz)
とした。続いて、p型の微結晶シリコン層を20nmの厚さにプラズマCVD法で形成した。その際、原料ガスおよびその流量は、
26+H2混合ガス(B26/H2=0.2%):30sccm、
SiH4:5sccm、
2:950sccm
とし、そのほかの条件は、
絶縁性基板温度:280℃、
動作圧力:1Torr、
投入電力:200W(13.56MHz)
とした。
【0079】
次に、光電変換層5上に、スクリーン印刷法によりウレタン系絶縁樹脂組成物を所定のパターンに印刷し、次いで、160℃のオーブン中に10分間放置して硬化し、厚さ20μmの層間絶縁層9、9A、9Bとした。
【0080】
次いで、ITO(酸化インジウム錫)をターゲットとして、Ar雰囲気中でスパッタ法により厚さ60nmの透明電極6を形成した。
【0081】
次いで、レーザースクライブにより溝を形成し、その上からウレタン絶縁樹脂組成物をスクリーン印刷することにより、セパレータ部101、101Aおよび101Bをそれぞれ有する厚さ10μmのセパレータ絶縁層10、10Aおよび10Bを形成した。
【0082】
次いで、直径100μmのスルーホール40A、40Bを、機械的加工により形成した。
【0083】
次いで、Agペーストをスクリーン印刷して乾燥硬化することにより、収集・配線電極11(厚さ6μm )および接続導体12、12Bを形成した。
【0084】
次いで、Cuペーストをスクリーン印刷して乾燥硬化することにより、外部電極52A、52B(厚さ6μm)を形成した。外部電極形成に用いたCuペーストを乾燥硬化後に走査型電子顕微鏡により観察したところ、粒径が5〜15μmの範囲にあるCu粒子がCu粒子全体の90体積%以上を占めていた。なお、このCuペーストは、乾燥硬化後のシート抵抗が60mΩ/□である。
【0085】
次いで、Agペーストをスクリーン印刷して乾燥硬化することにより、内部電極51A、51B(厚さ6μm)を形成し、太陽電池サンプルを得た。内部電極形成に用いたAgペーストを走査型電子顕微鏡により観察したところ、粒径が0.1〜4μmの範囲にあるAg粒子がAg粒子全体の90体積%以上を占めていた。なお、このAgペーストは、乾燥硬化後のシート抵抗が0.1mΩ/□以下である。
【0086】
比較のために、内部電極形成後に外部電極を形成した太陽電池サンプルも作製した。
【0087】
これらのサンプルについて、スルーホール付近の断面の光学顕微鏡写真を撮影した。内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルの写真を図6に、外部電極形成後に内部電極を形成したサンプルの写真を図5に、それぞれ示す。図5および図6では、中央部の左右方向に基体が存在しており、基体のほぼ中央に、上下方向に貫くスルーホールが存在している。内部電極は基体の上側から塗布されており、外部電極は、基体の下側から塗布されている。図中において、粗大で明度の高い粒子が外部電極を構成する大径粒子であり、微細でやや明度の低い粒子が内部電極を構成する小径粒子である。内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルでは、図6に示すように、小径の導電粒子がスルーホールの内壁面付近に、大径の導電粒子がスルーホールの中心軸付近に、互いにほぼ独立して存在している。これに対し、外部電極形成後に内部電極を形成したサンプルでは、図5に示すように、大径の導電粒子がスルーホールの内壁面付近に、小径の導電粒子がスルーホールの中心軸付近および大径の導電粒子同士の間に存在している。
【0088】
これらのサンプルについて、内部電極と外部電極との間の導通を調べた。その結果、外部電極形成後に内部電極を形成したサンプルでは、測定した21個すべてについて導通不良が認められなかったのに対し、内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルでは、21個中3個に導通不良が認められた。
【0089】
【発明の効果】
本発明では、スルーホールを有する絶縁性基板の一方の面に、内部回路の少なくとも一部を構成する内部電極を設け、他方の面に、外部と電気的に接続するための外部電極を設け、かつ、スルーホール内において内部電極と外部電極とを接続する。そして、内部電極に粒径の小さな導電粒子を用い、外部電極に粒径の大きな導電粒子を用いる。その結果、内部回路の電気抵抗を小さくでき、かつ、外部からの静電気の侵入を抑えることができるので、特性および信頼性を共に向上させることができる。また、大径の導電粒子を含有する外部電極を、粒径の小さな導電粒子を含有する内部電極に先だって形成すれば、スルーホール内における外部電極と内部電極との接触状態が良好となるので、特性および信頼性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)および(B)は、絶縁性基板に設けたスルーホール付近の断面図である。
【図2】(A)および(B)は、絶縁性基板に設けたスルーホール付近の断面図である。
【図3】太陽電池の両端部付近を示す断面図である。
【図4】太陽電池の中央部付近を示す断面図である。
【図5】粒子構造を示す図面代用写真であって太陽電池のスルーホール付近の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【図6】粒子構造を示す図面代用写真であって太陽電池のスルーホール付近の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【符号の説明】
2 絶縁性基板
4 下部電極
5 光電変換層
6 透明電極
9、9A、9B 層間絶縁層
10、10A、10B セパレータ絶縁層
101、101A、101B セパレータ部
11 収集・配線電極
12、12B 接続導体
40A、40B スルーホール
51A、51B 内部電極
52A、52B 外部電極
51a 小径の導電粒子
52a 大径の導電粒子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component such as a solar cell and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Solar cells are used in various electronic devices as a power source that replaces dry cells and the like. In particular, low power consumption electronic devices such as electronic desk calculators, watches, portable electronic devices (cameras, mobile phones, consumer radar detectors), remote controls, etc., can be driven sufficiently by the electromotive force of solar cells. It is attracting attention because it can be operated semi-permanently and is environmentally clean. In general, a Si layer such as an amorphous silicon (a-Si) layer or a microcrystalline Si (μc-Si) layer is used for a photoelectric conversion layer of a solar cell.
[0003]
A solar cell is configured by laminating a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode on the surface of a rigid or flexible substrate. As the substrate, an organic flexible substrate that is flexible and can be wound and unfolded from the viewpoint of workability, workability, and the like is often used. As the photoelectric conversion layer, an Si layer formed by plasma CVD is usually used.
[0004]
In a solar cell, it is necessary to provide a plus-side extraction electrode and a minus-side extraction electrode in order to extract generated power. In a small or portable electric / electronic device such as a remote controller, a calculator, a telephone, a watch, etc., it is necessary to take out electric power from the back side of the substrate for the convenience of mounting solar cells.
[0005]
When both of the pair of extraction electrodes are provided on the back side of the substrate, it is necessary to draw a conductive path from the transparent electrode and the lower electrode existing on the front side of the substrate through the substrate to the back side and connect them to the extraction electrode. When forming one extraction electrode that is electrically connected to the transparent electrode, for example, a through hole that penetrates the transparent electrode, the photoelectric conversion layer, the lower electrode, and the insulating substrate is provided by laser processing, and in the vicinity of the through hole, Electrodes are formed by applying a conductive paste to the front side and the back side of the substrate, respectively. The electrode on the front surface side and the electrode on the back surface side are connected in the through hole, and the electrode on the back surface side becomes the take-out electrode. In this case, the lower electrode in the through hole forming region is electrically insulated from the lower electrode in the power generation region. Similarly, for the other extraction electrode that is electrically connected to the lower electrode, a conductive path can be formed by providing a through hole in the insulating substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an electronic component having an internal electrode constituting at least part of an internal circuit on one surface side of an insulating substrate and an external electrode for electrically connecting to the outside on the other surface side. For example, an object of the present invention is to improve component characteristics and reliability in a solar cell having a structure in which generated electric power is extracted from the back side of an insulating substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (6) below.
(1) An internal substrate has an internal electrode on one surface side and an external electrode on the other surface side, and the internal electrode and the external electrode are in contact with each other in a through-hole provided in the insulating substrate. Electronic components,
An electronic component in which the internal electrode contains conductive particles having a relatively small diameter and the external electrode contains conductive particles having a relatively large diameter.
(2) The electronic component according to (1), wherein a region in which the large-diameter conductive particles and the small-diameter conductive particles are mixed exists in the through hole.
(3) The above-mentioned large-diameter conductive particles mainly exist near the inner wall surface of the through-hole, and the small-diameter conductive particles exist near the central axis of the through-hole and between the large-diameter conductive particles. Electronic component of (1).
(4) A solar cell having a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode in this order on the surface of the insulating substrate,
The electronic component according to any one of (1) to (3), wherein the internal electrode is electrically connected to the lower electrode or the transparent electrode, and the external electrode functions as an extraction electrode.
(5) A method for manufacturing the electronic component according to any one of (1) to (4) above,
After printing the conductive paste containing the small-sized conductive particles, the internal electrode forming step for drying and curing, and after forming the conductive paste containing the large-sized conductive particles, the external electrode forming step for drying and curing. Manufacturing method of electronic components.
(6) The method for manufacturing an electronic component according to (5), wherein the internal electrode forming step is provided after the external electrode forming step.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Solar cell
A configuration example of a solar cell, which is an example of the electronic component of the present invention, is shown in FIG.
[0009]
The solar cell shown in FIG. 3 has a laminated body in which the lower electrode 4, the photoelectric conversion layer 5, and the transparent electrode 6 are laminated in this order on the surface side of the insulating substrate 2 (upper side in the drawing). The insulating substrate 2 is made of an insulating material such as resin. On one end side (left side in the figure) of the laminate, an interlayer insulating layer 9A exists between the photoelectric conversion layer 5 and the transparent electrode 6, and a separator insulating layer 10A exists on the transparent electrode 6. The one-side separator insulating layer 10 </ b> A has a separator portion 101 </ b> A that penetrates the transparent electrode 6, the interlayer insulating layer 9 </ b> A, the photoelectric conversion layer 5, and the lower electrode 4. One end of the laminate is insulated from the power generation region by the separator portion 101A.
[0010]
On the one end side of the insulating substrate 2, a through hole 40 </ b> A is provided in a region where the laminated body composed of the lower electrode 4, the photoelectric conversion layer 5, and the transparent electrode 6 does not exist. An internal electrode 51A is provided on the front side of the substrate 2, and an external electrode 52A is provided on the back side (lower side in the figure). In the through hole 40A, the internal electrode 51A and the external electrode 52A are in contact with each other. The internal electrode 51A is connected to the transparent electrode 6 at the end of the power generation region. In this configuration, the external electrode 52A functions as a positive extraction electrode.
[0011]
On the other hand, on the other end side of the solar cell, an interlayer insulating layer 9B exists between the photoelectric conversion layer 5 and the transparent electrode 6, and a separator insulating layer 10B exists on the transparent electrode 6. The other end-side separator insulating layer 10 </ b> B has a separator portion 101 </ b> B that penetrates the transparent electrode 6, the interlayer insulating layer 9 </ b> B, and the photoelectric conversion layer 5. The other end of the laminate is insulated from the power generation region by the separator portion 101B except for the lower electrode 4. The internal electrode 51B is present on the transparent electrode 6 on the end side of the separator portion 101B. The internal electrode 51B and the lower electrode 4 are electrically connected by a connection conductor 12B that penetrates the photoelectric conversion layer 5 and the transparent electrode 6.
[0012]
Then, on the other end side of the insulating substrate 2, a second through hole (hereinafter simply referred to as a through hole) 40 </ b> B is provided in a region where the laminated body including the lower electrode 4, the photoelectric conversion layer 5, and the transparent electrode 6 does not exist. Is provided. The internal electrode 51B is provided on the front surface side of the insulating substrate 2 and the external electrode 52B is provided on the back surface side of the through hole 40B. In the through hole 40B, the internal electrode 51A and the external electrode 51B are in contact with each other. In this configuration, the external electrode 52B functions as a negative extraction electrode.
[0013]
In the illustrated configuration, the external electrode 52A connected to the internal electrode 51A functions as one extraction electrode, and the external electrode 52B connected to the internal electrode 51B functions as the other extraction electrode. Therefore, in this configuration, electric power can be taken out from the back side of the insulating substrate 2.
[0014]
In the illustrated solar cell, light enters from the surface of the insulating substrate. The photoelectric conversion layer 5 is preferably a pin junction in which a p-type semiconductor layer, a photovoltaic layer (i layer), and an n-type semiconductor layer are arranged in this order from the light incident side in terms of power generation efficiency. The electrode 52A is indicated as a positive extraction electrode, and the external electrode 52B is indicated as a negative extraction electrode. However, in the present invention, the stacking order in the photoelectric conversion layer is not limited.
[0015]
Further, the structure in the vicinity of the extraction electrode is not limited to the illustrated example as long as it can extract electric power from the back surface side of the insulating substrate 2, and may be another structure. For example, by patterning when forming the photoelectric conversion layer 5 and the transparent electrode 6, the lower electrode 4 is exposed from the laminate on the right end side in the figure, and the exposed lower electrode 4 is directly connected to the internal electrode 51B. Or it is good also as a structure connected indirectly through a conductive pad etc. In addition, a laminated body composed of the lower electrode 4, the photoelectric conversion layer 5, and the transparent electrode 6 is formed up to both ends of the insulating substrate 2, and a through hole is provided through the laminated body and the insulating substrate 2. Also good.
[0016]
Next, the configuration related to the extraction electrode will be described in detail. In the following, only the through hole 40A side in FIG. 3 will be described, but the same applies to the through hole 40B side.
[0017]
The through hole 40A can be formed, for example, by mechanical processing of an insulating substrate. The diameter of the through hole may be appropriately determined as necessary, but is usually about 30 to 100 μm.
[0018]
The internal electrode 51A and the external electrode 52A are formed by using a conductive paste containing conductive particles, forming a coating film by a coating method such as a screen printing method, and drying and curing the coating film.
[0019]
FIG. 1B and FIG. 2B are enlarged cross-sectional views in the vicinity of the through hole 40A after the internal electrode and the external electrode are formed. The internal electrode contains conductive particles 51a having a relatively small diameter as compared with the conductive particles 52a contained in the external electrode. Therefore, when both electrodes are formed by coating, both small-diameter conductive particles 51a and large-diameter conductive particles 52a exist in the through hole 40A.
[0020]
The reason why the conductive particles having a small diameter are used for forming the internal electrode 51A is to reduce the sheet resistance of the internal electrode 51A, and the reason why the conductive particles having a large diameter are used for forming the external electrode 52A is that of the sheet resistance of the external electrode 52A. This is to increase the height. Since the internal electrode 51A constitutes a part of the internal circuit of the solar cell, the electric resistance is lowered in order to increase the efficiency of the entire solar cell. On the other hand, since the external electrode 52A is electrically connected to the outside of the solar cell, the electric resistance is increased in order to prevent external static electricity from entering the inside of the circuit of the solar cell, that is, the surface side of the insulating substrate 2. To do. By setting the particle diameters of the conductive particles contained in the internal electrode and the external electrode in such a relationship, a solar cell with good characteristics and high reliability is realized.
[0021]
When manufacturing the conventional solar cell, the present inventors first form each layer such as the lower electrode 4, the photoelectric conversion layer 5, and the transparent electrode 6 on the surface side of the insulating substrate 2, and then the internal electrode. 51A was formed, and then the external electrode 52A was formed. That is, the external electrode 52A is applied after the internal electrode 51A is dried and cured. However, when this manufacturing procedure is applied to the case where conductive particles having different particle diameters are used for the internal electrode 51A and the external electrode 52A, there may be a problem that the through-hole portion has a high resistance or poor conduction. all right.
[0022]
As a result of analyzing the solar cell in which such high resistance and poor conduction have occurred, the present inventors have established the internal electrode forming step before the external electrode forming step as described below. I found out that it was due to that. A cross-sectional view of the vicinity of the through-hole 40A after the internal electrode is dried and cured is schematically shown in FIG. In FIG. 2A, the small-diameter conductive particles 51a contained in the internal electrode penetrate into the through hole 40A and mainly exist in the vicinity of the inner wall surface. After this state is reached, when a conductive paste containing large-diameter conductive particles 52a is printed from the lower side in the drawing to form external electrodes, the state shown in FIG. 2B is obtained. That is, since the small-diameter conductive particles 51a are dried and hardened near the inner wall surface of the through-hole 40A, the large-diameter conductive particles 52a entering from the lower side mainly exist near the central axis of the through-hole 40A. Become. As a result, it is difficult to ensure surface contact between the large-diameter conductive particles 52a and the small-diameter conductive particles 51a, so that a point contact state is likely to occur, and high resistance and poor conduction are likely to occur.
[0023]
Based on such considerations, in a preferred embodiment of the present invention, the external electrode is first formed and then the internal electrode is formed. A cross-sectional view of the vicinity of the through-hole 40A after the external electrode is dried and cured is schematically shown in FIG. In FIG. 1A, the large-diameter conductive particles 52a contained in the external electrode enter the through hole 40A and mainly exist near the inner wall surface. After this state is reached, when a conductive paste containing small-diameter conductive particles 51a is printed from the upper side in the drawing to form internal electrodes, the state shown in FIG. 1B is obtained. That is, the small-diameter conductive particles 51a that have entered from the upper side are filled in the vicinity of the central axis of the through-hole 40A and are also filled in the gaps that exist between the large-diameter conductive particles 52a. As a result, sufficient surface contact can be ensured between the large-diameter conductive particles 52a and the small-diameter conductive particles 51a, so that the occurrence of high resistance and poor conduction can be suppressed. Note that the large diameter conductive particles and the small diameter conductive particles may not be in the distribution state shown in FIG. However, if the internal electrode is applied and dried and cured after the external electrode is dried and cured, a region where both conductive particles are mixed in the through hole, that is, small conductive particles exist between the large conductive particles. Since the region can be formed, the effect of suppressing the increase in resistance and conduction failure is similarly realized.
[0024]
The conductive paste for forming each of the internal electrode and the external electrode contains conductive particles, a binder, a solvent, various additives, etc., and is selected from commercially available conductive pastes according to required characteristics such as sheet resistance. Can do. The constituent material of the conductive particles is not particularly limited. For example, a metal material such as Ag or Cu or carbon may be used. In particular, it is preferable to use a high-resistance material such as carbon for the external electrode that is required to have a relatively high resistance.
[0025]
The effect of the method of forming the external electrode before the internal electrode is realized if the particle diameter of the small-diameter conductive particles 51a is relatively smaller than the particle diameter of the large-diameter conductive particles 52a. However, in the above method, the small conductive particles 51a contain 75% by volume or more of particles having a particle size in the range of 0.1 to 4 μm, and the large conductive particles 52a have a particle size of 5 to 15 μm. This is particularly effective when the particles are contained in 80% by volume or more. The shape of the conductive particles is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape or an indefinite shape. In addition, the said particle size is a long diameter of what can be confirmed as individual particle | grains when it observes with a scanning electron microscope, and when it is secondary particle | grains, it is a long diameter of a secondary particle. These particle sizes are values measured after drying and curing.
[0026]
Next, a preferable configuration of each part other than the extraction electrode will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view mainly showing the central part of the solar cell configuration example.
[0027]
The solar cell shown in the figure has a lower electrode 4, a photoelectric conversion layer 5, and a transparent electrode 6 in this order on the surface side of the insulating substrate 2 as in FIG.
[0028]
The illustrated solar cell has a configuration in which a plurality of solar cells each having a light receiving surface are connected in series. A collecting / wiring electrode 11 is provided on the transparent electrode 6 of each cell. The collecting / wiring electrode 11 shown in the figure is a connecting portion between the collecting electrode and the wiring electrode. The collecting electrode is an electrode for collecting the electric power generated in each cell from the surface of the transparent electrode 6 having a relatively high specific resistance. The wiring electrode is an electrode for connecting the collection electrode of each cell and the lower electrode of the adjacent cell. In the illustrated example, the connection conductor 12 extends from the collection / wiring electrode 11 through the transparent electrode 6 and the photoelectric conversion layer 5 and is connected to the lower electrode 4 of the adjacent cell, whereby the adjacent cells are connected in series. It is connected. An interlayer insulating layer 9 exists in a part between the transparent electrode 6 and the photoelectric conversion layer 5, and a separator insulating layer 10 exists on the interlayer insulating layer 9 with the transparent electrode 6 interposed therebetween. In the illustrated example, the separator portion 101 of the separator insulating layer 10 extends through the transparent electrode 6, the photoelectric conversion layer 5, and the lower electrode 4 and insulates the lower electrodes of adjacent cells. Separator portion 101 is a wall-like body that also extends in the depth direction in the figure.
[0029]
Note that, as shown in FIG. 3, positive and negative extraction electrodes are provided at both ends of the series connection, respectively.
[0030]
Although not shown, it is preferable to provide a sealing member on at least the transparent electrode 6 formation side surface of the illustrated solar cell in order to suppress mechanical damage, oxidation, corrosion, and the like of the solar cell. Such a sealing member is also preferably provided on the back side of the insulating substrate 2.
[0031]
Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
[0032]
Insulating substrate
Although the insulating material which comprises the insulating substrate 2 is not specifically limited, Usually, it is preferable to use an organic material or glass. Examples of the organic material include polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyimide, polyamide, polyimide amide, and polyarylate.
[0033]
The thickness of the insulating substrate may be appropriately determined according to the required strength, bending rigidity, constituent material, etc., but is usually preferably 25 to 100 μm.
[0034]
Bottom electrode
The lower electrode 4 is preferably made of metal. The lower electrode constituent material is not particularly limited. For example, Al or stainless steel may be used, but Al is preferably used. Since Al has a low specific resistance, deterioration due to energy loss and heat generation is small. By the way, in the solar cell, the light reflected by the lower electrode through the photoelectric conversion layer again enters the photoelectric conversion layer, and this reflected light is also converted into electric energy. Therefore, it is preferable that the lower electrode has a high reflectance, but Al having a high light reflectance is also excellent in this respect. Furthermore, Al has high thermal conductivity, good corrosion resistance, and is inexpensive.
[0035]
Although the thickness of a lower electrode is not specifically limited, Preferably it is 0.01-10 micrometers. The lower electrode is preferably formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method.
[0036]
Diffusion prevention layer
Between the lower electrode 4 and the photoelectric conversion layer 5, a metal such as stainless steel, Ti, or Cr is used to prevent the lower electrode components from diffusing into the photoelectric conversion layer and to reduce the interface between the two. It is preferable to provide a diffusion prevention layer comprising The thickness of the diffusion preventing layer is preferably 3 to 5 nm. The diffusion preventing layer may be usually formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method.
[0037]
Photoelectric conversion layer
The photoelectric conversion layer 5 is preferably composed of single crystal silicon, microcrystalline silicon, or amorphous silicon having a pn junction or a pin junction, preferably a pin junction. The pn junction and the pin junction can be formed by adding a predetermined impurity when forming the photoelectric conversion layer.
[0038]
Hereinafter, a photoelectric conversion layer in which an n-type semiconductor layer, a photovoltaic layer (i layer), and a p-type semiconductor layer each formed of amorphous silicon or microcrystalline silicon will be described.
[0039]
The impurity for forming the p-type semiconductor layer is preferably B, and its content is 1017-1020atoms / cmThreeIt is preferable that If the impurity content is too small or too large, the energy conversion efficiency is lowered.
[0040]
The impurity for forming the n-type semiconductor layer is preferably P, and its content is 1017-1020atoms / cmThreeIt is preferable that If the impurity content is too small or too large, the energy conversion efficiency is lowered.
[0041]
The thickness of each layer is not particularly limited, but is preferably 5 to 40 nm for the p-type semiconductor layer, preferably 100 nm to 20 μm for the i layer, and preferably 5 to 40 nm for the n-type semiconductor layer.
[0042]
Such a photoelectric conversion layer is usually preferably formed by a plasma CVD method. The plasma in the plasma CVD method may be either direct current or alternating current, but preferably alternating current plasma is used. AC plasma can be used at frequencies from several hertz to several gigahertz.
[0043]
The p-type semiconductor layer is made of SiH as a raw material.Four, H2, B2H6Etc., and the flow ratio B according to the target impurity content2H6/ SiHFourThe insulating substrate temperature is room temperature to 450 ° C., preferably 200 to 300 ° C., the operating pressure is 0.01 to 10 Torr, the input power is 10 to 2000 W (frequency 10).6-109Hz).
[0044]
i layer is SiHFour, H2Etc., each having a flow rate of 1 to 2000 sccm, an insulating substrate temperature of room temperature to 450 ° C., preferably 260 to 380 ° C., an operating pressure of 0.01 to 10 Torr, and an input power of 10 to 2000 W.
[0045]
The n-type semiconductor layer is made of SiH as a raw material.Four, H2, PHThreeEtc., and the flow ratio PH according to the target impurity contentThree/ SiHFourAnd the insulating substrate temperature is room temperature to 450 ° C., preferably 250 to 350 ° C., the operating pressure is 0.01 to 10 Torr, and the input power is 10 to 2000 W.
[0046]
Transparent electrode
The constituent material of the transparent electrode 6 is not particularly limited, but tin oxide, ITO (indium tin oxide), and ZnO are preferable because of their good transparency and conductivity. Although the thickness of a transparent electrode is not specifically limited, Usually, it is preferable to set it as 10-100 nm. The transparent electrode composed of the above materials is usually formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method.
[0047]
Interlayer insulation layer, separator insulation layer
The material constituting the interlayer insulating layer 9 and the separator insulating layer 10 in the illustrated example is not particularly limited as long as it has insulating properties and can form the illustrated structure, but an insulating resin is usually used. preferable. As the insulating resin, for example, urethane resin, phenoxy resin, and the like are preferable. The interlayer insulating layer 9 and the separator insulating layer 10 may be made of the same material or different materials.
[0048]
The thickness of the interlayer insulating layer 9 is preferably 5 to 40 μm, and the thickness of the flat portion of the separator insulating layer 10 is preferably 5 to 10 μm.
[0049]
The interlayer insulating layer and the separator insulating layer may be usually formed by a coating method such as screen printing. The interlayer insulating layer 9 and the separator insulating layer 10 in the illustrated example are usually formed by the following procedure. First, after the photoelectric conversion layer 5 is formed, the interlayer insulating layer 9 is formed in a predetermined pattern by screen printing or the like. Subsequently, after forming the transparent electrode 6 on the interlayer insulation layer 9, the groove | channel which penetrates the transparent electrode 6, the interlayer insulation layer 9, the photoelectric converting layer 5, and the lower electrode 4 is formed by laser processing, for example. The laminated body from the lower electrode 4 to the transparent electrode 6 is divided by this groove and separated into cell units. Next, a separator insulating layer 10 is formed in a predetermined pattern on the transparent electrode 6 by screen printing or the like. At this time, the insulating material penetrates into the groove, and the separator portion 101 is formed.
[0050]
The interlayer insulating layer 9 is provided in order to prevent the transparent electrode 6 and the lower electrode 4 from being short-circuited when the separator portion 101 is formed, but also has a function of improving the breakdown voltage of the solar cell. For example, if a minute defect or inhomogeneity exists in the photoelectric conversion layer 5, a short circuit may occur between the lower electrode 4 and the transparent electrode 6 at that position. Since a relatively high capacitor is formed, it is possible to prevent such breakdown.
[0051]
Note that the interlayer insulating layers 9A and 9B and the separator insulating layers 10A and 10B shown in FIG. 3 may be formed in the same thickness as the interlayer insulating layer 9 and the separator insulating layer 10 shown in FIG.
[0052]
Collection / wiring electrode, connecting conductor, internal electrode, external electrode
The constituent material of the collection / wiring electrode 11 is not particularly limited, but it is usually preferable to use Ag. The thickness of the collecting / wiring electrode is preferably 5 to 10 μm.
[0053]
The collecting / wiring electrode may be usually formed by a coating method such as screen printing. In the illustrated example, the collecting / wiring electrode 11 is usually formed by the following procedure. First, after the separator insulating layer 10 is formed, the collecting / wiring electrodes 11 are formed in a predetermined pattern by screen printing or the like. Next, in a region where the interlayer insulating layer 9 does not exist, the collection / wiring electrode 11 is drilled by, for example, laser processing, and a hole reaching the lower electrode 4 through the transparent electrode 6 and the photoelectric conversion layer 5 is formed. During the drilling, the constituent material of the collecting / wiring electrode 11 is melted and penetrates into the hole to form the connection conductor 12.
[0054]
Note that the connection conductor 12B shown in FIG. 3 can be formed in the same manner as the connection conductor 12 shown in FIG. Further, the internal electrodes 51A and 51B and the external electrodes 52A and 52B shown in FIG. 3 can be formed in a predetermined pattern by screen printing or the like, like the collecting / wiring electrode 11. The thickness of the internal electrode and the external electrode is preferably 5 to 10 μm.
[0055]
Sealing member
A resin film is preferable as the sealing member for suppressing mechanical damage, oxidation, corrosion, and the like. The resin film may be formed by coating or pasting. The sealing member is preferably provided at least on the surface on the transparent electrode 6 side, and more preferably provided on the back surface side of the insulating substrate 2.
[0056]
Hereinafter, an example of a method for forming a resin film by sticking will be described. In this example, a sealing member in which a buffer adhesive layer containing a thermosetting resin is provided on at least one surface of a resin base material having translucency and heat resistance is used.
[0057]
The resin base material has a glass transition point Tg of 65 ° C. or higher, a heat resistant temperature (or continuous use temperature) of 80 ° C. or higher, or a resin film that satisfies both of these and has translucency. preferable. Even if such a resin film is directly exposed to a light source such as sunlight to raise the temperature, the performance does not deteriorate.
[0058]
As a resin-made substrate having a glass transition point Tg of 65 ° C. or higher and / or a heat-resistant temperature of 80 ° C. or higher,
Polyethylene terephthalate film (Tg 69 ° C.), polyethylene naphthalate heat-resistant film (Tg 113 ° C.);
Ethylene trifluorochloride resin [PCTFE: Neofluon CTFE (Daikin Industries, Ltd.)] (heat-resistant temperature 150 ° C.), polyvinylidene fluoride [PVDF: Denka DX film (Denki Kagaku Kogyo)] (heat-resistant temperature 150 ° C .: Tg50 ℃), polyvinyl fluoride [PVF: Tedlar PVF film (manufactured by DuPont)] (heat-resistant temperature 100 ° C), and tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer [PFA: NEOFLON: PFA film (Daikin Kogyo Co., Ltd.)] (heat resistant temperature 260 ° C), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer [FEP: Toyoflon Film FEP type (manufactured by Toray Industries, Inc.)] (heat resistant temperature 200 ° C), tetrafluoride Ethylene-ethylene copolymer [ETFE: Tefzel ETFE film (DuPont) ) (Heat-resistant temperature 0.99 ° C.), aFleX film (manufactured by Asahi Glass Company, Limited: Tg83 ℃)] fluorine-based film comprising a fluoride copolymers and the like;
Polyacrylate film such as aromatic dicarboxylic acid-bisphenol copolymer aromatic polyester [PAR: casting (Elmec manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd.)] (heat-resistant temperature 290 ° C .: Tg 215 ° C.);
Sulfur-containing polymer films such as polysulfone [PSF: Sumilite FS-1200 (manufactured by Sumitomo Bakelite)] (Tg 190 ° C.), polyether sulfone [PES: Sumilite FS-1300 (Sumitomo Bakelite)] (Tg 223 ° C.);
Polycarbonate film [PC: Panlite (manufactured by Teijin Chemicals Ltd.)] (Tg 150 ° C.);
Functional norbornene resin [ARTON (manufactured by JSR)] (heat-resistant temperature 164 ° C .: Tg 171 ° C.);
Polymethyl methacrylate (PMMA) (Tg 93 ° C.);
Olefin-maleimide copolymer [TI-160 (manufactured by Tosoh Corporation)] (Tg 150 ° C. or higher), para-aramid [Aramika R: manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.] (heat resistant temperature 200 ° C.), fluorinated polyimide (heat resistant temperature 200 ° C. or higher), polystyrene (Tg90 ° C), polyvinyl chloride (Tg70-80 ° C), cellulose triacetate (Tg107 ° C)
Etc.
[0059]
Among these, the polyethylene naphthalate heat-resistant film (Tg 113 ° C.) has a heat resistance (Tg), a heat resistance during long-term use, a Young's modulus (stiffness), a breaking strength, a heat shrinkage rate, and an oligomer as compared with a polyethylene terephthalate film. Excellent performance in terms of low properties, gas barrier properties, hydrolysis resistance, water vapor transmission rate, thermal expansion coefficient, physical properties deterioration due to light, etc. In addition, breaking strength and heat resistance compared to other polymers It is preferable because it is excellent in terms of overall balance such as dimensional stability, moisture permeability, and cost.
[0060]
The glass transition point Tg of the resin base material is preferably 65 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, further preferably 80 ° C. or higher, and particularly preferably 110 ° C. or higher. The upper limit of Tg is not particularly limited, but is usually about 130 ° C. The heat-resistant temperature or continuous use temperature is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and further preferably 110 ° C. or higher. The higher the heat-resistant temperature or the continuous use temperature, the better. The upper limit is not particularly limited, but is usually about 250 ° C.
[0061]
The thickness of the resin base material may be appropriately determined according to the structure of the solar cell, the strength required for the resin base material, the bending rigidity, and the like, but is usually 5 to 100 μm.
[0062]
In addition, it is preferable that the translucency of a resin base material is a grade which permeate | transmits 70% or more of the light of visible region, especially 80% or more.
[0063]
The buffer adhesive layer preferably contains a thermosetting resin component and an organic peroxide before thermocompression bonding.
[0064]
As the thermosetting resin component, an ethylene-vinyl acetate copolymer [EVA (vinyl acetate content is about 15 to 50%)] is preferable.
[0065]
Examples of the organic peroxide include 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide; 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane-3; di-t -Butyl peroxide; 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane; dicumyl peroxide; α, α'-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene; n-butyl- 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate; 2,2-bis (t-butylperoxy) butane; 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane; t-Butylperoxybenzate; benzoyl peroxide can be used. These may be used alone or in combination of two or more, and the blending ratio when used in combination is arbitrary. The amount of the organic peroxide used with respect to 100 parts by weight of the thermosetting resin component is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 0.5 to 6 parts by weight.
[0066]
The thickness of the buffer adhesive layer may be appropriately determined according to the structure of the solar cell and the use environment, but is preferably 3 to 500 μm, more preferably 3 to 50 μm, and still more preferably 10 to 40 μm. If the buffer adhesive layer is too thin, the buffer effect is insufficient. On the other hand, if the buffer adhesive layer is too thick, the light transmittance is lowered, and burrs are likely to occur during punching. However, since the buffer adhesive layer is far more light transmissive than the resin base material, it may be no problem to increase the thickness to about 10 mm when used under high illuminance such as outdoors.
[0067]
As means for providing the buffer adhesive layer on the resin substrate, known means such as coating or extrusion coating can be used.
[0068]
The buffer adhesive layer may be embossed. When the sealing member is laminated on the solar cell, if the embossing is performed so that a bubble escape path is formed, the mixture of bubbles is reduced.
[0069]
Next, an example of a method for forming a resin film by coating will be described.
[0070]
The resin film formed by the application method is slightly inferior in terms of flatness, weather resistance, etc. compared to the resin film formed by pasting, but it is used when it is incorporated in equipment or used mainly indoors. Is no problem. In the coating method, since the laminating step and the subsequent flattening step that are necessary in the above-described sticking method can be omitted, the manufacturing cost can be reduced.
[0071]
The resin used in this case is preferably one having excellent transparency and little discoloration due to aging and light deterioration, and a thermosetting resin is particularly preferable. As the thermosetting resin, for example, a fluorine resin, polyurethane, polyester, epoxy resin, or phenoxy resin can be used.
[0072]
The resin coating film may be formed by a screen printing method, a spin coating method, or the like.
[0073]
Other electronic components
The present invention is particularly effective when applied to a solar cell, but even other electronic components have internal electrodes and external electrodes as described above, that is, one of through holes provided in an insulator. An internal electrode constituting a part of the internal circuit is formed on the side of the through hole by a coating method, and an external electrode for electrically connecting to the outside of the component is formed on the other side of the through hole by the coating method. Any type can be applied, and even in that case, the same effect as that obtained when applied to a solar cell can be obtained. Examples of such electronic components include multilayer electronic components such as chip capacitors and chip inductors.
[0074]
【Example】
A solar cell having the structure shown in FIGS. 3 and 4 was produced by the following procedure.
[0075]
As the insulating substrate 2, a polyethylene naphthalate (PEN) film (manufactured by Teijin, trade name Neotex, melting point 273 ° C., glass transition point 113 ° C.) having a length of 360 mm, a width of 460 mm and a thickness of 75 μm was used.
[0076]
First, in order to reinforce the insulating substrate 2, a silicon oxide layer having a thickness of 0.8 μm was formed on the entire surface of the insulating substrate 2 by electron beam evaporation.
[0077]
Next, a lower electrode 4 made of Al having a thickness of 0.3 μm was formed on the silicon oxide layer by sputtering, and further a diffusion prevention layer made of stainless steel having a thickness of 5 nm was formed thereon.
[0078]
Next, the photoelectric conversion layer 5 was formed on the diffusion prevention layer by the following procedure. First, an n-type microcrystalline silicon layer was formed to a thickness of 20 nm by plasma CVD. At that time, the source gas and its flow rate are
PHThree+ H2Mixed gas (PHThree/ H2= 0.2%): 30 sccm,
SiHFour: 4 sccm,
H2: 750sccm
And other conditions are:
Insulating substrate temperature: 300 ° C
Operating pressure: 1 Torr,
Input power: 100W (13.56MHz)
It was. Subsequently, an i-type amorphous silicon layer was formed to a thickness of 600 nm by plasma CVD. At that time, the source gas and its flow rate are
SiHFour: 50 sccm,
H2: 500sccm
And other conditions are:
Insulating substrate temperature: 260 ° C.
Operating pressure: 1 Torr,
Input power: 100W (13.56MHz)
It was. Subsequently, a p-type microcrystalline silicon layer was formed to a thickness of 20 nm by plasma CVD. At that time, the source gas and its flow rate are
B2H6+ H2Mixed gas (B2H6/ H2= 0.2%): 30 sccm,
SiHFour: 5 sccm,
H2: 950sccm
And other conditions are:
Insulating substrate temperature: 280 ° C
Operating pressure: 1 Torr,
Input power: 200W (13.56MHz)
It was.
[0079]
Next, a urethane insulating resin composition is printed on the photoelectric conversion layer 5 by a screen printing method in a predetermined pattern, and then left standing in an oven at 160 ° C. for 10 minutes to be cured, and an interlayer insulation having a thickness of 20 μm. Layers 9, 9A and 9B were used.
[0080]
Next, a transparent electrode 6 having a thickness of 60 nm was formed by sputtering in an Ar atmosphere using ITO (indium tin oxide) as a target.
[0081]
Next, grooves were formed by laser scribing, and a urethane insulating resin composition was screen-printed thereon to form separator insulating layers 10, 10A, and 10B having a thickness of 10 μm and having separator portions 101, 101A, and 101B, respectively. .
[0082]
Next, through holes 40A and 40B having a diameter of 100 μm were formed by mechanical processing.
[0083]
Next, the Ag paste was screen-printed and dried and cured to form the collecting / wiring electrode 11 (thickness 6 μm) and the connecting conductors 12 and 12B.
[0084]
Next, external electrodes 52A and 52B (thickness 6 μm) were formed by screen-printing Cu paste and drying and curing. When the Cu paste used for external electrode formation was observed with a scanning electron microscope after drying and curing, Cu particles having a particle size in the range of 5 to 15 μm accounted for 90% by volume or more of the entire Cu particles. In addition, this Cu paste has a sheet resistance after drying and curing of 60 mΩ / □.
[0085]
Next, the Ag paste was screen-printed and dried and cured to form the internal electrodes 51A and 51B (thickness 6 μm), thereby obtaining a solar cell sample. When the Ag paste used for forming the internal electrode was observed with a scanning electron microscope, the Ag particles having a particle size in the range of 0.1 to 4 μm accounted for 90% by volume or more of the total Ag particles. In addition, this Ag paste has a sheet resistance after drying and curing of 0.1 mΩ / □ or less.
[0086]
For comparison, a solar cell sample in which an external electrode was formed after the internal electrode was formed was also produced.
[0087]
About these samples, the optical microscope photograph of the cross section near a through hole was image | photographed. A photograph of a sample in which an external electrode is formed after the formation of the internal electrode is shown in FIG. 6, and a photograph of a sample in which the internal electrode is formed after the formation of the external electrode is shown in FIG. 5 and 6, the base body exists in the left-right direction of the central portion, and a through hole penetrating in the vertical direction exists substantially at the center of the base body. The internal electrode is applied from the upper side of the substrate, and the external electrode is applied from the lower side of the substrate. In the figure, coarse particles having high brightness are large-diameter particles constituting the external electrode, and fine particles having slightly low brightness are small-diameter particles constituting the internal electrode. In the sample in which the external electrode is formed after the internal electrode is formed, as shown in FIG. 6, the small diameter conductive particles are almost independent from each other near the inner wall surface of the through hole, and the large diameter conductive particles are near the central axis of the through hole. Exist. On the other hand, in the sample in which the internal electrode is formed after the external electrode is formed, as shown in FIG. 5, large-diameter conductive particles are near the inner wall surface of the through hole, and small-diameter conductive particles are near the central axis of the through hole and large. It exists between the conductive particles having a diameter.
[0088]
About these samples, conduction | electrical_connection between an internal electrode and an external electrode was investigated. As a result, in the sample in which the internal electrode was formed after the formation of the external electrode, no continuity failure was observed in all 21 measured cases, whereas in the sample in which the external electrode was formed after the formation of the internal electrode, 3 out of 21 samples A continuity failure was observed.
[0089]
【The invention's effect】
In the present invention, on one surface of the insulating substrate having a through hole, an internal electrode constituting at least a part of the internal circuit is provided, and on the other surface, an external electrode for electrically connecting to the outside is provided, In addition, the internal electrode and the external electrode are connected in the through hole. Then, conductive particles having a small particle size are used for the internal electrode, and conductive particles having a large particle size are used for the external electrode. As a result, the electrical resistance of the internal circuit can be reduced and the entry of static electricity from the outside can be suppressed, so that both characteristics and reliability can be improved. Also, if the external electrode containing large-diameter conductive particles is formed prior to the internal electrode containing small-diameter conductive particles, the contact state between the external electrode and the internal electrode in the through hole becomes good, Properties and reliability are further improved.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views in the vicinity of a through hole provided in an insulating substrate.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views in the vicinity of a through hole provided in an insulating substrate.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vicinity of both ends of a solar cell.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the vicinity of the center of the solar cell.
FIG. 5 is a drawing-substituting photograph showing the particle structure and an optical micrograph showing a cross section near the through hole of the solar cell.
FIG. 6 is a drawing-substituting photograph showing the particle structure and an optical micrograph showing a cross section near the through hole of the solar cell.
[Explanation of symbols]
2 Insulating substrate
4 Lower electrode
5 Photoelectric conversion layer
6 Transparent electrodes
9, 9A, 9B Interlayer insulation layer
10, 10A, 10B Separator insulation layer
101, 101A, 101B Separator part
11 Collection and wiring electrodes
12, 12B Connecting conductor
40A, 40B Through hole
51A, 51B Internal electrode
52A, 52B External electrode
51a Small diameter conductive particles
52a Large diameter conductive particles

Claims (6)

絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、他方の面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板に設けられたスルーホール内において前記内部電極と前記外部電極とが接している電子部品であって、
前記内部電極が相対的に小径の導電粒子を含有し、前記外部電極が相対的に大径の導電粒子を含有する電子部品。
An electron having an internal electrode on one surface side of the insulating substrate and an external electrode on the other surface side, and the internal electrode and the external electrode are in contact with each other in a through hole provided in the insulating substrate Parts,
An electronic component in which the internal electrode contains conductive particles having a relatively small diameter and the external electrode contains conductive particles having a relatively large diameter.
前記スルーホール内に、前記大径の導電粒子と前記小径の導電粒子とが混じり合った領域が存在する請求項1の電子部品。The electronic component according to claim 1, wherein a region in which the large-diameter conductive particles and the small-diameter conductive particles are mixed exists in the through hole. 前記大径の導電粒子が前記スルーホールの内壁面付近に主として存在し、前記小径の導電粒子が、前記スルーホールの中心軸付近および前記大径の導電粒子同士の間に存在する請求項1の電子部品。The large-diameter conductive particles mainly exist near the inner wall surface of the through hole, and the small-diameter conductive particles exist near the central axis of the through-hole and between the large-diameter conductive particles. Electronic components. 前記絶縁性基板の表面に、下部電極、光電変換層および透明電極をこの順で有する太陽電池であり、
前記内部電極が、前記下部電極または前記透明電極と電気的に接続し、前記外部電極が取り出し電極として機能する請求項1〜3のいずれかの電子部品。
A solar cell having a lower electrode, a photoelectric conversion layer and a transparent electrode in this order on the surface of the insulating substrate,
The electronic component according to claim 1, wherein the internal electrode is electrically connected to the lower electrode or the transparent electrode, and the external electrode functions as an extraction electrode.
請求項1〜4のいずれかの電子部品を製造する方法であって、
前記小径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する内部電極形成工程と、前記大径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する外部電極形成工程とを有する電子部品の製造方法。
A method for manufacturing the electronic component according to claim 1,
After printing the conductive paste containing the small-sized conductive particles, the internal electrode forming step for drying and curing, and after forming the conductive paste containing the large-sized conductive particles, the external electrode forming step for drying and curing. Manufacturing method of electronic components.
前記外部電極形成工程の後に前記内部電極形成工程を有する請求項5の電子部品の製造方法。The method for manufacturing an electronic component according to claim 5, further comprising the internal electrode forming step after the external electrode forming step.
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JP5982434B2 (en) * 2014-07-30 2016-08-31 富士フイルム株式会社 Method for producing antiglare film
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