JP4493514B2 - Photovoltaic module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、光起電力装置、光起電力モジュールおよびその製造方法に関し、特に、光起電力モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention is a photovoltaic device, a photovoltaic module and a manufacturing method thereof, an optical electromotive force module and a manufacturing method thereof.
従来、光電変換層を含む複数の半導体層を備えた光起電力装置において、半導体層に水分などが浸入するのを抑制する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a photovoltaic device including a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer, a technique for suppressing moisture and the like from entering a semiconductor layer is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、光電変換層を含む複数の半導体層からなるセルの上面上の所定領域に集電極が形成された構成において、セルの上面上に、集電極を覆うように防湿層を形成することによって、セルを構成する半導体層に水分などが浸入するのを抑制する技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1では、複数の光起電力装置の集電極にタブ電極などを接続してユニット化する場合に、以下のような不都合が生じる。すなわち、上記特許文献1では、防湿層を形成する際に、後のユニット化工程において集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上に防湿層が形成されないようにマスクを形成しなければならないという不都合が生じる。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化するのが困難であるという問題点がある。
However, in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力モジュールおよびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, in the case of unitized connected by tab electrodes photovoltaic device of multiple, which can simplify the manufacturing process It is to provide a photovoltaic module and a manufacturing method thereof .
この発明の光起電力モジュールは、タブ電極によって接続された複数の光起電力装置を備えた光起電力モジュールであって、光起電力装置は、光入射面上の所定領域に形成されたフィンガー電極部およびバスバー電極部を有する集電極と、光入射面上に集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されているシリコン酸化膜と、を含み、シリコン酸化膜は、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有すると共に、タブ電極は、シリコン酸化膜のうちの集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第1部分上に配置されており、シリコン酸化膜の第1部分では、フラックスにより微粒子がエッチングされることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出され、集電極のバスバー電極部とタブ電極とは、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている。The photovoltaic module of the present invention is a photovoltaic module including a plurality of photovoltaic devices connected by tab electrodes, and the photovoltaic device is a finger formed in a predetermined region on the light incident surface. A collector electrode having an electrode portion and a bus bar electrode portion, and a silicon oxide film formed on the light incident surface so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode. The tab electrode is disposed on the first portion located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode of the silicon oxide film, while containing fine particles made of a material whose etching rate by the flux is higher than that of silicon oxide. In the first portion of the silicon oxide film, fine particles are etched by the flux, so that a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed. , The bus bar electrode portion and the tab electrode of the collector electrode, particles of the silicon oxide film is connected by fusion layer through the etched portion.
本発明光起電力モジュールでは、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うようにシリコン酸化膜を形成することによって、裏面保護材および充填材を透過した水分が表面保護材に達することに起因して表面保護材を構成するガラス基板中に含まれるナトリウムが溶出した場合に、その溶出したナトリウムが充填材を介して光起電力装置に達したとしても、シリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に溶出したナトリウムが侵入するのを抑制することができる。 In the photovoltaic module of the present invention , as described above , the silicon oxide film is formed on at least the light incident surface of the plurality of semiconductor layers including the photoelectric conversion layer so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode. When the sodium contained in the glass substrate constituting the surface protective material is eluted due to the formation of water through the back surface protective material and the filler and reaching the surface protective material, Even when the photovoltaic device is reached via the filler, the silicon oxide film can suppress the elution of sodium eluted into the semiconductor layer located below the silicon oxide film.
また、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の上面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力モジュールの製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In addition , by containing fine particles made of a material whose etching rate by flux is larger than that of silicon oxide in the silicon oxide film, by applying a soldering flux on the silicon oxide film located on the collector electrode, Since the fine particles contained in the silicon oxide film can be selectively etched, a part of the upper surface of the collector electrode can be exposed. As a result, when the collector electrode and the tab electrode are connected, the fusion layer is embedded in the etched portion of the silicon oxide film so that the collector electrode and the tab electrode are connected by the embedded fusion layer. Can be electrically connected. Therefore, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, when the silicon oxide film is formed, the tab electrode of the collector electrode is connected to connect the collector electrode and the tab electrode. It is not necessary to form a mask so that a silicon oxide film is not formed on the region to be formed. As a result, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, the manufacturing process of the photovoltaic module can be simplified. In addition, since the fusion layer is embedded in the portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched, the collector electrode and the tab electrode can be connected by the embedded fusion layer, so that the tab is formed on the silicon oxide film. Even if the electrode is disposed, sufficient adhesion strength can be obtained between the collector electrode and the tab electrode.
好ましくは、上記微粒子は、ZnOからなる微粒子である。このように構成すれば、微粒子の材料であるZnOは、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料であるので、容易に、フラックスによりシリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができる。また、微粒子の材料であるZnOは、UV光(紫外線)を吸収する材料であるので、ZnOからなる微粒子をシリコン酸化膜に含有させることにより、シリコン酸化膜を透過するUV光の量を減少させることができる。この場合、集電極がUV光の照射により劣化する材料を含んでいる場合には、集電極が劣化するのを抑制することができる。 Good Mashiku, said microparticles are microparticles made of ZnO. With this configuration, ZnO, which is a fine particle material, is a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide, so that the fine particles contained in the silicon oxide film can be easily selectively etched by the flux. Can do. In addition, since ZnO, which is a material of fine particles, is a material that absorbs UV light (ultraviolet rays), the amount of UV light transmitted through the silicon oxide film is reduced by containing fine particles of ZnO in the silicon oxide film. be able to. In this case , when the collector electrode contains a material that deteriorates due to the irradiation of UV light, it is possible to suppress the deterioration of the collector electrode.
また、この発明の光起電力モジュールの製造方法は、光電変換層を含む複数の半導体層を形成する工程と、半導体層の少なくとも光入射面上に、フィンガー電極部およびバスバー電極部を有する集電極を形成する工程と、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する工程と、コーティング溶液を熱処理により硬化させることによって、光入射面上に、微粒子を含有するシリコン酸化膜を形成する工程と、を含み、シリコン酸化膜を形成する工程の後に、シリコン酸化膜の前記集電極のバスバー電極部に対応する第1部分上にフラックスを塗布することにより微粒子をエッチングすることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部を露出させる工程と、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して、集電極のバスバー電極部とタブ電極とを融着層により接続する工程とを備えている。 The method for manufacturing a photovoltaic module of the present invention includes a step of forming a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer, and a collector electrode having a finger electrode portion and a bus bar electrode portion on at least a light incident surface of the semiconductor layer. And a polysilazane containing fine particles made of a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode on the light incident surface. And a step of forming a silicon oxide film containing fine particles on the light incident surface by curing the coating solution by heat treatment, and a step of forming a silicon oxide film. Later, a flux is applied on the first portion of the silicon oxide film corresponding to the bus bar electrode portion of the collector electrode. Etching the fine particles to expose a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode, and the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode through the portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched. Connecting with a fusion layer .
この光起電力モジュールの製造方法では、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜を形成することによって、そのシリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に水分などが侵入するのを抑制することが可能な光起電力装置を形成することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の表面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力モジュールの製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In this photovoltaic module manufacturing method, as described above, a silicon oxide film is formed by curing a coating solution containing polysilazane as a main component on at least a light incident surface of a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer. Thus, a photovoltaic device capable of suppressing moisture and the like from entering a semiconductor layer located below the silicon oxide film can be formed by the silicon oxide film. In this case, the silicon oxide film by etching speed by the flux contains fine particles made larger material than silicon oxide, by applying a flux for soldering on the silicon oxide film located collector superb Since the fine particles contained in the silicon oxide film can be selectively etched, a part of the surface of the collector electrode can be exposed. As a result, when the collector electrode and the tab electrode are connected, the fusion layer is embedded in the etched portion of the silicon oxide film so that the collector electrode and the tab electrode are connected by the embedded fusion layer. Can be electrically connected. Therefore, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, when the silicon oxide film is formed, the tab electrode of the collector electrode is connected to connect the collector electrode and the tab electrode. It is not necessary to form a mask so that a silicon oxide film is not formed on the region to be formed. As a result, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, the manufacturing process of the photovoltaic module can be simplified. In addition, since the fusion layer is embedded in the portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched, the collector electrode and the tab electrode can be connected by the embedded fusion layer, so that the tab is formed on the silicon oxide film. Even if the electrode is disposed, sufficient adhesion strength can be obtained between the collector electrode and the tab electrode .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態で用いる光起電力装置の構造を示した斜視図である。図2は、図1に示した光起電力装置を用いた本実施形態の光起電力モジュールの構造を示した断面図である。図3は、図1に示した光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。まず、図1〜図3を参照して、実施形態による光起電力モジュールの構造について説明する。 Figure 1 is a perspective view showing a structure of a photovoltaic device used in the implementation form of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the photovoltaic module of this embodiment using the photovoltaic device shown in FIG. Figure 3 is an enlarged view of the tab electrodes showed the connected state to the bus bar electrode of the surface-side collecting electrodes of the optical electromotive force device shown in FIG. First, with reference to FIGS. 1 to 3, description will be given of a structure of an optical electromotive force module that by the implementation form.
光起電力装置1では、図1に示すように、約1Ω・cmの抵抗率と約300μmの厚みとを有するとともに、(100)面を有するn型単結晶シリコン基板2の上面上に、約10nm〜約20nmの厚みを有する実質的に真性のi型非晶質シリコン層3が形成されている。なお、n型単結晶シリコン基板2は、本発明の「光電変換層」および「半導体層」の一例である。i型非晶質シリコン層3は、本発明の「半導体層」の一例である。i型非晶質シリコン層3上には、約10nm〜約20nmの厚みを有するp型非晶質シリコン層4が形成されている。なお、p型非晶質シリコン層4は、本発明の「半導体層」の一例である。
In the optical
p型非晶質シリコン層4上には、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO(Indium Tin Oxide)膜からなる透光性導電膜5が形成されている。透光性導電膜5の上面上の所定領域には、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなる表面側集電極6が形成されている。なお、表面側集電極6は、本発明の「集電極」の一例である。この表面側集電極6は、電流を収集するための複数のフィンガー電極部6aと、フィンガー電極部6aにおいて収集された電流を集合させるためのバスバー電極部6bとを有する。バスバー電極部6bは、所定の方向に延びるように形成されている。複数のフィンガー電極部6aは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、バスバー電極部6bの延びる方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bは、約10μm〜約30μmの厚みと、約100μm〜約500μmの幅とを有する。
On the p-type
ここで、本実施形態では、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7が形成されている。このシリコン酸化膜7に含有された微粒子の材料であるZnOは、フラックス(たとえば、pH=約1.2)によるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料である。また、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、約0.005μm以上約0.1μm以下であり、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、約81%以下である。また、シリコン酸化膜7の厚みは、約0.01μm以上約6μm以下である。
Here, in the present embodiment, silicon containing fine particles of ZnO on the upper surface of the translucent
また、n型単結晶シリコン基板2の下面上には、約10nm〜約20nmの厚みを有する実質的に真性のi型非晶質シリコン層8および約10nm〜約20nmの厚みを有するn型非晶質シリコン層9が順次形成されている。なお、i型非晶質シリコン層8およびn型非晶質シリコン層9は、本発明の「半導体層」の一例である。また、n型非晶質シリコン層9の下面上には、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO膜からなる透光性導電膜10が形成されている。
Further, on the lower surface of the n-type single
また、透光性導電膜10の下面上の所定領域には、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなる裏面側集電極11が形成されている。この裏面側集電極11は、上記した表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bと同様の形状に形成されたフィンガー電極部11aおよびバスバー電極部11bを有する。すなわち、バスバー電極部11bは、所定の方向に延びるように形成されている。また、複数のフィンガー電極部11aは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、バスバー電極部11bの延びる方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、裏面側集電極11のフィンガー電極部11aおよびバスバー電極部11bは、約10μm〜約30μmの厚みと、約100μm〜約500μmの幅とを有する。
Further, in a predetermined region on the lower surface of the translucent
また、図2および図3に示すように、光起電力装置1を用いた本実施形態の光起電力モジュール21は、複数の光起電力装置1を含んでいる。この複数の光起電力装置1の各々は、約150μmの厚みを有し、約30μmの厚みの半田で被覆された銅箔からなるタブ電極22を介して、隣接する他の光起電力装置1と接続されている。タブ電極22の端部側は、所定の光起電力装置1の表面側集電極6のバスバー電極部6b(図3参照)上に、シリコン酸化膜7を介して配置されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、図3に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域は、フラックスによりZnOからなる微粒子がエッチングされている。このため、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域では、表面側集電極6のバスバー電極部6bの表面の一部が露出されている。また、表面側集電極6のバスバー電極部6b上に位置するシリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子の含有量が、表面側集電極6のバスバー電極部6b以外の領域上に位置するシリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子の含有量よりも少なくなっている。そして、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分には、半田層23が埋め込まれているとともに、その埋め込まれた半田層23により、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とが接続されている。なお、半田層23は、本発明の「融着層」の一例である。
Here, as shown in FIG. 3, in the region corresponding to the bus
なお、裏面側においても、裏面側集電極11のバスバー電極部11b(図1参照)とタブ電極22とが、半田層(図示せず)により接続されている。
Note that also on the back surface side, the bus
また、図2に示すように、タブ電極22により接続された複数の光起電力装置1は、EVA(Ethylene Vinyl Acetate:エチレンビニールアセテート)からなる充填材24により覆われている。また、充填材24の上面上には、ガラス基板からなる表面保護材25が設けられている。また、充填材24の下面上には、PVF(Poly Vinyl Fluoride:ポリフッ化ビニール)からなる裏面保護材26が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the plurality of
本実施形態では、上記のように、透光性導電膜5の上面上に、シリコン酸化膜7を形成することによって、裏面保護材26および充填材24を透過した水分が表面保護材25に達することに起因して表面保護材25を構成するガラス基板中に含まれるナトリウムが溶出した場合に、その溶出したナトリウムが充填材24を介して光起電力装置1に達したとしても、シリコン酸化膜7により、シリコン酸化膜7よりも下側に位置する半導体各層に溶出したナトリウムが侵入するのを抑制することができる。この場合、本実施形態では、シリコン酸化膜7に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きいZnOからなる微粒子を含有することによって、表面側集電極6のバスバー電極部6b上に位置するシリコン酸化膜7上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子を選択的にエッチングすることができるので、表面側集電極6のバスバー電極部6bの上面の一部を露出させることができる。これにより、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続する際に、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23が埋め込まれることにより、その埋め込まれた半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置1をタブ電極22により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜7を形成する際に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続するために、表面側集電極6のバスバー電極部6bのタブ電極22が接続される領域上にシリコン酸化膜7が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置1をタブ電極22により接続してユニット化する場合において、光起電力モジュール21の製造工程を簡略化することができる。
In the present embodiment, as described above, by forming the
また、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23を埋め込むとともに、その埋め込まれた半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続することによって、シリコン酸化膜7上にタブ電極22を配置したとしても、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間において十分な密着強度を得ることができる。
また、本実施形態では、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子を含有することによって、微粒子の材料であるZnOは、UV光(紫外線)を吸収する材料であるので、シリコン酸化膜7を透過するUV光の量を減少させることができる。これにより、UV光の照射により劣化する材料(エポキシ樹脂)を含む表面側集電極6を用いたとしても、表面側集電極6が劣化するのを抑制することができる。
Further, the embedded
Further, in the present embodiment, by containing fine particles of ZnO in the
また、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径を、約0.1μm以下に設定することによって、ZnOからなる微粒子の平均粒径が約0.1μmよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜7に入射したUV光以外の光がZnOからなる微粒子により散乱反射され、外部に放出されるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、シリコン酸化膜7を透過してn型単結晶シリコン基板(光電変換層)2に入射するUV光以外の光の量が減少するのを抑制することができるので、光起電力装置1の出力特性が低下するのを抑制することができる。
Further, the average particle size of the fine particles of ZnO contained in divorced
また、シリコン酸化膜7の厚みを、約6μm以下に設定することによって、シリコン酸化膜7の厚みが約6μmよりも大きいことに起因して、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。具体的には、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜7を形成する場合に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が硬化する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)の内部応力により表面側集電極6に外力が加わるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化する。この場合、シリコン酸化膜7の厚みが約6μmよりも大きければ、表面側集電極6に加わる外力も大きくなるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態も大きく変化する。したがって、シリコン酸化膜7の厚みを約6μm以下に設定することによって、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化するのを抑制することができるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。
Further, the thickness of divorced
また、シリコン酸化膜7の厚みを、約0.01μm以上に設定することによって、シリコン酸化膜7の厚みが約0.01μmよりも小さいことに起因して、シリコン酸化膜7を介して、シリコン酸化膜7よりも下側に位置する半導体各層に水分などが侵入しやすくなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
Further, the thickness of divorced
図4は、本発明の実施形態による光起電力モジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図1〜図4を参照して、本実施形態による光起電力モジュール21の製造プロセスについて説明する。
Figure 4 is a sectional view for illustrating a manufacturing process of a photovoltaic Chikaramo joules by the implementation of the invention. Next, with reference to FIGS. 1-4, the manufacturing process of the
図1に示した光起電力装置1を作製する際には、まず、約1Ω・cmの抵抗率と約300μmの厚みとを有するとともに、(100)面を有するn型単結晶シリコン基板2を洗浄することにより不純物を除去する。そして、RFプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、n型単結晶シリコン基板2上に、約10nm〜約20nmの厚みを有するi型非晶質シリコン層3および約10nm〜約20nmの厚みを有するp型非晶質シリコン層4を順次形成する。このi型非晶質シリコン層3およびp型非晶質シリコン層4の形成条件は、周波数:約13.56MHz、形成温度:約100℃〜約300℃、反応圧力:約5Pa〜約100Pa、RFパワー:約1mW/cm2〜約500mW/cm2である。なお、p型非晶質シリコン層4を形成する際のp型ドーパントとしては、3族元素であるB、Al、GaおよびInが挙げられる。そして、p型非晶質シリコン層4の形成時に、SiH4(シラン)ガスなどの原料ガスに、上記したp型ドーパントの少なくとも1つを含む化合物ガスを混合することによって、p型非晶質シリコン層4を形成することが可能である。
When producing the
次に、RFプラズマCVD法を用いて、n型単結晶シリコン基板2の下面上に、約10nm〜約20nmの厚みを有するi型非晶質シリコン層8および約10nm〜約20nmの厚みを有するn型非晶質シリコン層9を順次形成する。なお、n型非晶質シリコン層9を形成する際のn型ドーパントとしては、5族元素であるP、N、AsおよびSbが挙げられる。そして、n型非晶質シリコン層9の形成時に、SiH4(シラン)ガスなどの原料ガスに、上記したn型ドーパントの少なくとも1つを含む化合物ガスを混合することによって、n型非晶質シリコン層9を形成することが可能である。なお、i型非晶質シリコン層8およびn型非晶質シリコン層9の形成条件は、上記したi型非晶質シリコン層3およびp型非晶質シリコン層4の形成条件と同じである。
Next, an RF plasma CVD method is used to form an i-type
次に、スパッタリング法を用いて、p型非晶質シリコン層4上に、ITO膜からなる透光性導電膜5を形成する。この透光性導電膜5の形成時には、約5質量%のSnO2粉末を含むIn2O3粉末の焼結体からなるターゲットを、スパッタリング装置(図示せず)のチャンバ(図示せず)内のカソード(図示せず)に設置する。この場合、SnO2粉末の量を変化させることにより、ITO膜中のSnの量を変化させることが可能である。ここで、Inに対するSnの量は、約1質量%〜約10質量%が好ましく、約2質量%〜約7質量%であればより好ましい。また、ターゲットの焼結密度は、約90%以上であることが好ましい。なお、透光性導電膜5の形成には、約300Gauss〜約3000Gaussの強磁場をマグネットにより印加可能なスパッタリング装置を使用する。
Next, a light-transmitting
次に、n型単結晶シリコン基板2をカソードに対して平行になるように、かつ、対向するように配置する。そして、チャンバを真空排気した後、加熱ヒータ(図示せず)を用いて、基板温度が約200℃になるまで加熱する。この後、基板温度を約200℃に保持した状態で、ArガスとO2ガスとの混合ガスをチャンバ内に供給して圧力を約0.4Pa〜約1.3Paに保持するとともに、カソードに約0.5kW〜約2kWのDC電力を投入することにより放電を開始する。この際、n型単結晶シリコン基板2をカソードに対して静止させた状態に保持するとともに、成膜速度を約10nm/min〜約80nm/minに設定する。これにより、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO膜からなる透光性導電膜5が形成される。
Next, the n-type single
次に、上記した透光性導電膜5の形成プロセスと同様の形成プロセスを用いて、n型非晶質シリコン層9の下面上に、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO膜からなる透光性導電膜10を形成する。
Next, a transparent process comprising an ITO film having a thickness of about 80 nm to about 120 nm is formed on the lower surface of the n-type
次に、スクリーン印刷法を用いて、透光性導電膜5の上面上の所定領域に、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるペーストを塗布する。この後、約200℃の温度条件下で約80分間の熱処理を行うことによって、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるペーストを硬化させる。これにより、透光性導電膜5の上面上の所定領域に、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるとともに、複数のフィンガー電極部6aと、バスバー電極部6bとを有する表面側集電極6が形成される。この際、バスバー電極部6bが、所定の方向に延びるように形成する。また、複数のフィンガー電極部6aが、互いに所定の間隔を隔てて配置されるように、かつ、バスバー電極部6bの延びる方向と直交する方向に延びるように形成する。また、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bが、約10μm〜約30μmの厚みと、約100μm〜約500μmの幅とを有するように形成する。
Next, a paste made of an epoxy resin in which a fine powder of silver (Ag) is kneaded is applied to a predetermined region on the upper surface of the translucent
次に、上記した表面側集電極6の形成プロセスと同様の形成プロセスを用いて、透光性導電膜10の下面上の所定領域に、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるとともに、複数のフィンガー電極部11aと、バスバー電極部11bとを有する裏面側集電極11を形成する。この際、裏面側集電極11のフィンガー電極部11aおよびバスバー電極部11bが、上記した表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bと同様の形状を有するように形成する。
Next, an epoxy resin in which a fine powder of silver (Ag) is kneaded into a predetermined region on the lower surface of the translucent
次に、本実施形態では、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を準備する。なお、コーティング溶液の溶媒としては、ジブチルエーテルを用いる。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和の割合を、約2質量%〜約10質量%に設定する。また、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、約95質量%以下に設定する。また、ZnOからなる微粒子の平均粒径を、約0.005μm以上約0.1μm以下に設定する。 Next, in this embodiment, a coating solution containing polysilazane containing fine particles of ZnO as a main component is prepared. Dibutyl ether is used as a solvent for the coating solution. Moreover, the ratio of the sum total of the mass of the polysilazane and the fine particles made of ZnO with respect to the mass of the solvent is set to about 2 mass% to about 10 mass%. In addition, the ratio of the mass of the fine particles made of ZnO to the total mass of the fine particles of polysilazane and ZnO is set to about 95% by mass or less. Further, the average particle diameter of the fine particles made of ZnO is set to about 0.005 μm or more and about 0.1 μm or less.
なお、コーティング溶液としては、約0.05μm以下の粒径を有するパラジウム(Pd)が添加された溶液を用いる。このようにコーティング溶液中にパラジウム(Pd)を添加することによって、コーティング溶液の硬化温度を低下させることが可能となる。 As the coating solution, a solution to which palladium (Pd) having a particle size of about 0.05 μm or less is added is used. Thus, by adding palladium (Pd) to the coating solution, the curing temperature of the coating solution can be lowered.
次に、スプレー法を用いて、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うように、上記したZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する。この後、大気雰囲気中において、約200℃の温度条件下で約1時間の熱処理を行うことによって、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させる。これにより、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7が形成される。
Next, the above-described fine particles of ZnO are contained on the upper surface of the translucent
この際、本実施形態では、シリコン酸化膜7が、約0.01μm以上約6μm以下の厚みを有するように形成する。このように、シリコン酸化膜7が約6μm以下になるように形成することによって、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が硬化する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が変形して表面側集電極6に加わる外力が大きくなるのを抑制することができるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化するのを抑制することができる。これにより、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化することに起因して、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
At this time, in this embodiment, the
なお、上記のようにシリコン酸化膜7を形成した場合、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、約81%以下となる。このようにして、図1に示した光起電力装置1が形成される。
When the
また、光起電力装置1を用いた本実施形態による光起電力モジュール21を作製する際には、まず、図1に示した光起電力装置1を複数準備する。そして、シリコン酸化膜7上の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域に、フラックス(図示せず)を塗布する。なお、フラックスの成分は、グルタミン酸塩酸塩:約5%〜約10%、尿素:約4%〜約10%、水:約80%以上である。また、フラックスのpHは、pH=約1.2である。
When the
この際、本実施形態では、図4に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子がフラックスにより選択的にエッチングされる。これにより、本実施形態では、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、表面側集電極6のバスバー電極部6bの上面の一部を露出させることができる。これにより、後の半田付け工程において、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23を埋め込むことにより、その埋め込まれた半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを電気的に接続することができる。したがって、本実施形態では、シリコン酸化膜7を形成する際に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続するために、表面側集電極6のバスバー電極部6bのタブ電極22が接続される領域上にシリコン酸化膜7が形成されないようにマスクを形成する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。
At this time , in the present embodiment, as shown in FIG. 4, in the region corresponding to the bus
この後、図2および図3に示したように、複数の光起電力装置1の各々を、約150μmの厚みを有する銅箔からなるタブ電極22を介して、隣接する他の光起電力装置1と接続する。具体的には、約30μmの厚みを有する半田層23が表面および裏面にコーティングされたタブ電極22の一方端側を、所定の光起電力装置1の表面側集電極6のバスバー電極部6b上に、シリコン酸化膜7を介して配置する。また、タブ電極22の他方端側は、所定の光起電力装置1に隣接する別の光起電力装置1の裏面側集電極11のバスバー電極部11b(図1参照)上に配置する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, each of the plurality of
この後、図3に示したように、熱処理を行うことにより、タブ電極22の下面にコーティングされた半田層23を溶融することによって、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23が埋め込まれる。これにより、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とが半田層23により接続される。したがって、本実施形態では、シリコン酸化膜7上にタブ電極22を配置したとしても、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間において十分な密着強度を得ることができる。また、裏面側においても、上記した熱処理により、タブ電極22の上面にコーティングされた半田層(図示せず)が溶融されることによって、裏面側集電極11のバスバー電極部11b(図1参照)とタブ電極22とが接続される。
Thereafter , as shown in FIG. 3, by performing a heat treatment, the
最後に、図2に示したように、ガラス基板からなる表面保護材25の上に、後に充填材24となるEVAシート、タブ電極22により接続した複数の光起電力装置1、後に充填材24となるEVAシートおよびPVFからなる裏面保護材26を順次積層する。この後、加熱しながら真空ラミネート処理を行うことによって、本実施形態による光起電力モジュール21が形成される。
Finally, as shown in FIG. 2, a plurality of
次に、上記した本実施形態の効果のうち、表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度に関する効果を確認するために行った実験について説明する。この確認実験では、以下の実施例1〜5および比較例1による光起電力装置1を作製した後、その作製した各光起電力装置1について、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度を測定した。
Next, among the effects of the present embodiment described above, an experiment conducted to confirm the effect related to the adhesion strength between the bus bar electrode portion of the front-side collector electrode and the tab electrode will be described. In this confirmation experiment, after producing the
(実施例1〜5および比較例1共通)
[密着強度の測定に用いるサンプルの作製]
まず、上記した実施形態のプロセスを用いて、図1に示した光起電力装置1の表面側集電極6までを実際に形成した。なお、i型非晶質シリコン層3、p型非晶質シリコン層4、i型非晶質シリコン層8およびn型非晶質シリコン層9の各々の厚みは、10nmに設定した。また、透光性導電膜5および10の各々の厚みは、100nmに設定した。また、表面側集電極6および裏面側集電極11の各々の厚みは、30μmに設定した。
(Common to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1)
[Preparation of samples used to measure adhesion strength]
First, using the process of implementation embodiment described above, actually formed up to the surface-
この後、スプレー法を用いて、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bを覆うように、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布した。この際、実施例1〜5では、コーティング溶液として、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を用いた。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和の割合を、10質量%に設定した。また、ZnOからなる微粒子の平均粒径を、0.02μmに設定した。
Thereafter, a coating solution containing polysilazane as a main component is applied on the upper surface of the light-transmitting
そして、実施例1では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、25質量%に設定した。 In Example 1, the ratio of the mass of the fine particles composed of ZnO to the total mass of the fine particles composed of polysilazane and ZnO was set to 25% by mass.
また、実施例2では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、50質量%に設定した。 In Example 2, the ratio of the mass of the fine particles composed of ZnO to the total mass of the fine particles composed of polysilazane and ZnO was set to 50% by mass.
また、実施例3では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、75質量%に設定した。 In Example 3, the ratio of the mass of the fine particles made of ZnO to the total mass of the fine particles of polysilazane and ZnO was set to 75% by mass.
また、実施例4では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、85質量%に設定した。 In Example 4, the ratio of the mass of the fine particles composed of ZnO to the total mass of the fine particles composed of polysilazane and ZnO was set to 85% by mass.
また、実施例5では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、95質量%に設定した。 In Example 5, the ratio of the mass of the fine particles made of ZnO to the total mass of the fine particles of polysilazane and ZnO was set to 95% by mass.
また、比較例1では、コーティング溶液として、実施例1〜5と異なり、ZnOからなる微粒子が含有されていないポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を用いた。 Moreover, in Comparative Example 1, unlike Examples 1-5, the coating solution which has as a main component the polysilazane which does not contain the microparticles | fine-particles which consist of ZnO was used as a coating solution.
この後、大気雰囲気中において、200℃の温度条件下で1時間の熱処理を行うことによって、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させた。これにより、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うシリコン酸化膜7を形成した。また、シリコン酸化膜7は、0.1μmの厚みを有するように形成した。
Then, the coating solution which has a polysilazane as a main component was hardened by performing the heat processing for 1 hour in 200 degreeC temperature conditions in air | atmosphere. Thereby, the
なお、上記のようにシリコン酸化膜7を形成した場合、実施例1では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、7%であった。
When the
また、実施例2では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、18%であった。
In Example 2, the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
また、実施例3では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、40%であった。
In Example 3, the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
また、実施例4では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、56%であった。
In Example 4, the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
また、実施例5では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、81%であった。
In Example 5, the volume ratio of the fine particles of ZnO in the
このようにして、実施例1〜5および比較例1による光起電力装置1を作製した。
Thus, the
次に、上記のようにして作製した実施例1〜5および比較例1の各々の表面側集電極6にタブ電極22を接続した。
Next, the
具体的には、まず、図5〜図10に示すように、実施例1〜5および比較例1の各々の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域に位置するシリコン酸化膜7上に、フラックス(pH=1.2)(図示せず)を塗布した。
Specifically, first, as shown in FIGS. 5 to 10, the
この際、実施例1〜5では、それぞれ、図5〜図9に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子がフラックスにより選択的にエッチングされた。これにより、実施例1〜5では、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、表面側集電極6のバスバー電極部6bの上面の一部が露出された。
At this time, in Examples 1 to 5, as shown in FIGS. 5 to 9, in the region corresponding to the bus
ここで、図5〜図9に示すように、実施例1〜5において、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高い方が、表面側集電極6のバスバー電極部6bの露出部分が大きくなった。すなわち、実施例1(図5参照)のシリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域では、表面側集電極6のバスバー電極部6bの露出部分が最も小さくなった。また、実施例5(図9参照)のシリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域では、表面側集電極6のバスバー電極部6bの露出部分が最も大きくなった。なお、比較例1では、図10に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、表面側集電極6のバスバー電極部6bの表面が露出しなかった。
Here, as shown in FIGS. 5 to 9, in Examples 1 to 5, the higher the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
この後、図11〜図15に示すように、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分を介して、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを半田層23a〜23eにより接続した。このようにして、後述する密着強度の測定に用いる実施例1〜5の各々に対応するサンプルを5枚ずつ作製した。
Thereafter, as shown in FIGS. 11 to 15, the bus
また、比較例1では、図16に示すように、表面側集電極6のバスバー電極部6bが露出しなかったため、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを半田層23fにより接続することができなかった。
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 16, the bus
[密着強度の測定]
上記した実施例1〜5の各々に対応するサンプルを用いて、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度の測定を行った。この密着強度の測定では、図17に示すような測定装置31を用いて行った。具体的には、まず、サンプルを測定装置31に固定した。さらに、タブ電極22の一方の端部をサンプルの上面に対して垂直な方向に折り曲げるとともに、そのタブ電極22の折り曲げられた一方の端部を測定装置31のクリップ32により挟持した。この後、測定装置31のハンドル33を回すことにより、タブ電極22をサンプルの上面に対して垂直な方向に引張り上げた。そして、タブ電極22が表面側集電極6のバスバー電極部6bから剥離する際の引き剥がし強度を計測器34により測定した。このようにして、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度を測定した。また、密着強度の測定では、実施例1〜5に対応する各5枚のサンプルについて密着強度を測定した後、その測定した各5枚の密着強度の平均値を算出した。そして、シリコン酸化膜により覆われていない表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度を基準(「1」)として規格化を行った。この結果を以下の表1に示す。
[Measurement of adhesion strength]
Using the samples corresponding to each of Examples 1 to 5 described above, the adhesion strength between the bus
上記表1を参照して、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、規格化密着強度が大きくなることが判明した。具体的には、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1では、規格化密着強度が0.04であった。また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が18%である実施例2では、規格化密着強度が0.12であった。また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が40%である実施例3では、規格化密着強度が0.43であった。また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が56%である実施例4では、規格化密着強度が0.75であった。また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が81%である実施例5では、規格化密着強度が0.98であった。なお、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有されていない比較例1において、シリコン酸化膜7とタブ電極22との間の規格化密着強度は、0であった。
Referring to Table 1 above, it was found that the normalized adhesion strength increases as the volume ratio of the fine particles of ZnO in the
この結果から、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有されていれば、フラックスによりZnOからなる微粒子を選択的にエッチングすることができるので、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分を介して、半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続することができることが確認できた。
From this result, if the
また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って規格化密着強度が大きくなったのは、シリコン酸化膜7においてフラックスによりエッチングされる部分(ZnOからなる微粒子が位置する部分)が大きくなることにより、半田層23と表面側集電極6のバスバー電極部6bとの接合面積が大きくなったためであると考えられる。これにより、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の量を多くすることによって、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度を大きくすることができると考えられる。
The normalized adhesion strength increased as the volume ratio of ZnO particles in the
図18および図19は、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜の厚みと規格化分光感度との関係を示したグラフである。次に、図18および図19を参照して、上記した本実施形態の効果のうち、UV光(紫外線)の透過率に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 18 and 19 are graphs showing the relationship between the thickness of a silicon oxide film containing fine particles of ZnO and the normalized spectral sensitivity. Next, with reference to FIGS. 18 and 19, of the effects of the present embodiment described above, it will be described an experiment conducted for confirming the effect on the transmittance of UV light (ultraviolet light).
この確認実験では、上記した実施例1、2および5の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7の厚みを0.1μm以上2μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、UV光(360nmの波長の光)および420nmの波長の光に対する分光感度を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置のUV光および420nmの波長の光に対する分光感度を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、7%、18%および81%である。また、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。
In this confirmation experiment, a plurality of samples in which the thickness of the
まず、図18に示すように、実施例1、2および5のいずれの場合においても、UV光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、ZnOからなる微粒子が7%〜81%の体積割合で含有されたシリコン酸化膜7を用いることによって、シリコン酸化膜7におけるUV光の吸収が増大することが判明した。これは、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子によりUV光が吸収されたためであると考えられる。この結果から、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子を含有することによって、シリコン酸化膜7を透過するUV光の量を減少させることができることが確認できた。
First, as shown in FIG. 18, it was found that the normalized spectral sensitivity to UV light is reduced in any of Examples 1, 2, and 5. That is, it was found that the absorption of UV light in the
その一方、図19に示すように、実施例1、2および5のいずれの場合においても、420nmの波長の光に対しては、規格化分光感度がほとんど低下しないことが判明した。すなわち、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7を用いたとしても、420nmの波長の光がほとんど吸収されないことが判明した。
On the other hand, as shown in FIG. 19, in any of Examples 1, 2, and 5, it was found that the normalized spectral sensitivity hardly deteriorated with respect to light having a wavelength of 420 nm. That is, it was found that even when the
また、図18に示すように、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、UV光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、シリコン酸化膜7におけるUV光の吸収が増大することが判明した。具体的には、シリコン酸化膜7の厚みが同じ場合では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が81%である実施例5の規格化分光感度が最も低くなるとともに、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1の規格化分光感度が最も高くなった。これは、実施例5では、実施例1に比べて、ZnOからなる微粒子によるUV光の吸収が増大したためであると考えられる。
Further, as shown in FIG. 18, it has been found that the normalized spectral sensitivity to UV light decreases as the volume ratio of the fine particles of ZnO in the
また、図18に示すように、実施例1、2および5のいずれの場合においても、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みが大きくなるに従って、UV光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みが大きくなるに従って、シリコン酸化膜7におけるUV光の吸収が増大することが判明した。これは、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みが大きくなることにより、シリコン酸化膜7に含有されるZnOからなる微粒子の量が多くなったためであると考えられる。ただし、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が81%である実施例5において、シリコン酸化膜7を1μmから2μmに変化させた場合には、規格化分光感度がほとんど変化しなかった。
As shown in FIG. 18, in any of Examples 1, 2, and 5, the normalized spectral sensitivity to UV light increases as the thickness of the
図20および図21は、シリコン酸化膜に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径と規格化分光感度との関係を示したグラフである。次に、図20および図21を参照して、上記した本実施形態の効果のうち、UV光以外の光の透過率に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 20 and 21 are graphs showing the relationship between the average particle diameter of the fine particles made of ZnO contained in the silicon oxide film and the normalized spectral sensitivity. Next, with reference to FIGS. 20 and 21, of the effects of the present embodiment described above, it will be described an experiment conducted for confirming the effect on the transmittance of light other than UV light.
この確認実験では、上記した実施例2の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径を0.005μm以上0.5μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、UV光(360nmの波長の光)および420nmの波長の光に対する分光感度を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置のUV光および420nmの波長の光に対する分光感度を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例2のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、18%である。また、実施例2のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7の厚みは、0.5μmである。
In this confirmation experiment, in the configuration of the
まず、図20に示すように、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径が0.005μm以上0.5μm以下の範囲内であれば、UV光に対する規格化分光感度が0.2以下になり、ZnOからなる微粒子によるUV光の吸収が良好に行われることが判明した。
First, as shown in FIG. 20, when the average particle diameter of the fine particles made of ZnO contained in the
また、図21に示すように、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径が0.005μm以上0.1μm以下の範囲内であれば、420nmの波長の光に対する規格化分光感度が0.98以上になり、ZnOからなる微粒子による420nmの波長の光の吸収が抑制されることが判明した。その一方、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径が0.1μmよりも大きくなれば、420nmの波長の光に対する規格化分光感度が0.98よりも低くなることが判明した。これは、ZnOからなる微粒子の平均粒径が0.1μmよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜7に入射した420nmの波長の光がZnOからなる微粒子により散乱反射し、外部に放出されたためであると考えられる。
Further, as shown in FIG. 21, when the average particle diameter of the fine particles made of ZnO contained in the
この結果から、シリコン酸化膜7を透過するUV光を減少させ、かつ、シリコン酸化膜7を透過する420nmの波長の光を増大させるためには、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径を0.1μm以下に設定するのが好ましいと言える。なお、現在、平均粒径が0.005μmよりも小さいZnOからなる微粒子は存在しない。したがって、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径としては、0.005μm以上0.1μm以下に設定すればよい。
From this result, in order to reduce the UV light transmitted through the
図22は、シリコン酸化膜の厚みと規格化曲線因子(F.F.)との関係を示したグラフである。次に、図22を参照して、上記した本実施形態の効果のうち、表面側集電極と透光性導電膜との接触抵抗に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 FIG. 22 is a graph showing the relationship between the thickness of the silicon oxide film and the normalized curve factor (FF). Next, with reference to FIG. 22, an experiment conducted for confirming the effect relating to the contact resistance between the surface-side collector electrode and the translucent conductive film among the effects of the present embodiment described above will be described.
この確認実験では、上記した実施例1、2、5および比較例1の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7の厚みを0.01μm以上7μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、電流−電圧特性の曲線因子(F.F.)を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置の曲線因子(F.F.)を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、7%、18%および81%である。また、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。また、比較例1のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7には、ZnOからなる微粒子が含有されていない。
In this confirmation experiment, in the configurations of the
図22に示すように、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有されていない比較例1と、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有された実施例1、2および5とを比較すると、シリコン酸化膜7の厚みが同じであれば、実施例1、2および5の規格化曲線因子(F.F.)は、比較例1の規格化曲線因子(F.F.)よりも高くなることが判明した。これは、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜7を形成する際に、コーティング溶液が硬化する際に変形しないZnOからなる微粒子が含有された実施例1、2および5のシリコン酸化膜7の方が、ZnOからなる微粒子が含有されていない比較例1のシリコン酸化膜7よりも変形量が小さくなったためであると考えられる。すなわち、実施例1、2および5では、シリコン酸化膜7を形成する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が変形して表面側集電極6に外力が加わることに起因して、表面側集電極6と透光性導電膜5との間の接触状態が変化するのが抑制されたと考えられる。
As shown in FIG. 22, when Comparative Example 1 in which the
また、図22に示すように、実施例1、2および5において、シリコン酸化膜7の厚みが同じであれば、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が低い方が、規格化曲線因子(F.F.)が低くなることが判明した。すなわち、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1の規格化曲線因子(F.F.)が、最も低くなった。これは、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が低い分、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜7を形成する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)の変形量が大きくなったためであると考えられる。また、実施例1において、シリコン酸化膜7の厚みが6μmよりも大きくなれば、規格化曲線因子(F.F.)が0.98よりも低くなることが判明した。
As shown in FIG. 22, in Examples 1, 2, and 5, if the thickness of the
この結果から、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みの上限としては、6μm以下が好ましいと考えられる。
From this result, it is considered that the upper limit of the thickness of the
図23は、シリコン酸化膜の厚みと規格化出力との関係を示したグラフである。次に、図23を参照して、シリコン酸化膜の上面上にナトリウムを含む水溶液を塗布して光起電力装置1の出力を測定した実験結果について説明する。
FIG. 23 is a graph showing the relationship between the thickness of the silicon oxide film and the normalized output. Next, with reference to FIG. 23, an experimental result in which an aqueous solution containing sodium is applied on the upper surface of the silicon oxide film and the output of the
この実験では、まず、上記した実施例1および2の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7の厚みを0.005μm以上0.16μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製するとともに、0.05%のNaHCO3が混合された水溶液(0.5g)をシリコン酸化膜7の表面に塗布した。その後、上記した水溶液が塗布された状態の実施例1および2の各々のサンプルについて、耐湿試験(湿度:85%、温度:85℃、試験時間;5時間)の前と後との出力を測定した。そして、各サンプルの耐湿試験前の出力を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例1および2の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、7%および18%である。また、実施例1および2の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。
In this experiment, first, a plurality of samples in which the thickness of the
図23に示すように、実施例1および2のいずれの場合においても、シリコン酸化膜7の厚みが0.01μm以上であれば、規格化出力の低下率が0.01(1%)以下になることが判明した。これは、シリコン酸化膜7の厚みを0.01μm以上に設定することによって、シリコン酸化膜7の下側に配置された半導体各層に、ナトリウム成分を含む水分が侵入するのが抑制されたためであると考えられる。また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1と、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が18%である実施例2とを比較すると、シリコン酸化膜7の厚みが同じであれば、規格化出力の低下率は、ほとんど変化しないことが判明した。
As shown in FIG. 23, in both cases of Examples 1 and 2, if the thickness of the
この結果から、ナトリウム成分を含む水分がシリコン酸化膜7の下側に配置された半導体各層に侵入するのを抑制するためには、シリコン酸化膜7の厚みを0.01μm以上に設定するのが好ましいと考えられる。また、この場合、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合を変化させたとしても、光起電力装置1の出力特性には影響しないと考えられる。
From this result, in order to prevent moisture containing sodium components from entering the semiconductor layers disposed below the
次に、光入射側にZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜が形成された光起電力装置(実施例2)と、光入射側にシリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置(比較例2)との耐湿信頼性の違いを調べるために行った実験について説明する。 Next, a photovoltaic device in which a silicon oxide film containing fine particles of ZnO is formed on the light incident side (Example 2), and a photovoltaic device in which no silicon oxide film is formed on the light incident side ( An experiment conducted to examine the difference in moisture resistance reliability from Comparative Example 2) will be described.
この実験では、まず、上記した実施例2の光起電力装置1をタブ電極22により3つ直列に接続するとともに、その直列に接続された3つの光起電力装置1を3列横に配置することによって、光起電力モジュールを作製した。また、比較例2として、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置(図示せず)をタブ電極により3つ直列に接続するとともに、その直列に接続された3つの光起電力装置を3列横に配置することによって、光起電力モジュールを作製した。その後、上記実施例2および比較例2の各々の光起電力モジュールについて、耐湿試験(湿度:85%、温度:85℃、試験時間:3000時間)の前と後との出力(3列の平均出力)を行った。そして、各光起電力モジュールの耐湿試験前の出力を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例2の光起電力装置1において、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、18%である。また、実施例2の光起電力装置1において、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。この結果を、以下の表2に示す。
In this experiment, first, three
上記表2を参照して、光入射側にZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7が形成された光起電力装置1を用いた光起電力モジュール(実施例2)の方が、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置を用いた光起電力モジュール(比較例2)に比べて、耐湿試験後の出力の低下率が小さくなることが判明した。具体的には、光入射側にZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7が形成された光起電力装置1を用いた光起電力モジュール(実施例2)の規格化出力は、98.5%であった。その一方、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置を用いた光起電力モジュール(比較例2)の規格化出力は、96.1%であった。
Referring to Table 2 above, the photovoltaic module (Example 2) using the
この結果から、光起電力装置1の光入射側にZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7を形成することによって、光起電力装置1の耐湿性を改善することができることが確認できた。
From this result, it was confirmed that the moisture resistance of the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 Na us, the embodiments disclosed herein are, it should be considered and not restrictive in all respects as illustrative. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料として、ZnOを用いたが、本発明はこれに限らず、ZnO以外の材料を用いてもよい。ZnO以外のフラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料としては、たとえば、ITOなどがある。 For example, in the above you facilities embodiment, as larger material than the etching rate of silicon oxide by the flux, was used ZnO, the present invention is not limited thereto and may be a material other than ZnO. Examples of the material whose etching rate by flux other than ZnO is higher than that of silicon oxide include ITO.
また、上記実施形態では、光起電力装置を構成する半導体各層の表面が平坦な場合について説明したが、本発明はこれに限らず、光起電力装置を構成する半導体各層の少なくとも1つの表面が凹凸形状を有している場合においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 The upper in you facilities embodiment, the surface of the semiconductor layers constituting the photovoltaic device has been described a case flat, the present invention is not limited to this, the semiconductor layers constituting the photovoltaic device at least one Even in the case where the surface has an uneven shape, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
また、上記実施形態では、光起電力モジュールの裏面側に、耐湿性を向上させるためのアルミニウムシートなどを設けなかったが、本発明はこれに限らず、光起電力モジュールの裏面側における耐湿性を向上させるために、光起電力モジュールの裏面側にアルミニウムシートなどを設けてもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, the back surface side of the photovoltaic module, but not provided, such as aluminum sheet for improving the moisture resistance, the present invention is not limited to this, on the back surface side of the photovoltaic module In order to improve moisture resistance, an aluminum sheet or the like may be provided on the back side of the photovoltaic module.
また、上記実施形態では、n型単結晶シリコン基板上にi型非晶質シリコン層およびp型非晶質シリコン層が形成される構造の光起電力装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、他の構造を有する光起電力装置に広く適用可能である。 Further, in the above you facilities form has been explained as an example a photovoltaic device having a structure i type amorphous silicon layer and p-type amorphous silicon layers on n-type single crystal silicon substrate is formed, the The invention is not limited to this, and can be widely applied to photovoltaic devices having other structures.
また、上記実施形態では、半導体材料として、シリコン(Si)を用いたが、本発明はこれに限らず、SiGe、SiGeC、SiC、SiN、SiGeN、SiSn、SiSnN、SiSnO、SiO、Ge、GeC、GeNのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または、水素およびフッ素の少なくともいずれか一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, as the semiconductor material, silicon is used (Si), the present invention is not limited to this, SiGe, SiGeC, SiC, SiN , SiGeN, SiSn, SiSnN, SiSnO, SiO, Ge, Any semiconductor of GeC and GeN may be used. In this case, these semiconductors may be crystalline or amorphous or microcrystalline containing at least one of hydrogen and fluorine.
また、上記実施形態では、透光性導電膜を構成する材料として、Snをドープした酸化インジウム(ITO)を用いたが、本発明はこれに限らず、ITO膜以外の材料からなる透光性導電膜を用いてもよい。たとえば、Zn、As、Ca、Cu、F、Ge、Mg、S、SiおよびTeの少なくとも1つを化合物粉末として適量、酸化インジウム粉末(In2O3)に混ぜて焼結することにより作製したターゲットを用いて形成した透光性導電膜を用いてもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, as the material constituting the translucent conductive film, was used doped indium oxide (ITO) and Sn, the present invention is not limited to this, Toru made of a material other than ITO film A photoconductive film may be used. For example, a target prepared by mixing and sintering an appropriate amount of at least one of Zn, As, Ca, Cu, F, Ge, Mg, S, Si, and Te as a compound powder in indium oxide powder (In2O3) is used. A translucent conductive film formed in this manner may be used.
また、上記実施形態では、RFプラズマCVD法を用いて非晶質シリコン層を形成したが、本発明はこれに限らず、蒸着法、スパッタリング法、マイクロ波プラズマCVD法、ECR法、熱CVD法、LPCVD(減圧CVD)法など他の方法を用いて、非晶質シリコン層を形成してもよい。 Further, in the above you facilities embodiment has formed the amorphous silicon layer by RF plasma CVD method, the present invention is not limited to this, vapor deposition, sputtering, microwave plasma CVD, ECR method, a thermal The amorphous silicon layer may be formed using other methods such as a CVD method and an LPCVD (low pressure CVD) method.
また、上記実施形態では、透明導電膜を構成するITO膜のスパッタリング時に、Arガスを用いたが、本発明はこれに限らず、He、Ne、Kr、Xeの他の不活性ガスまたはこれらの混合気体を用いることも可能である。 Further, in the above you facilities embodiment, during the sputtering of the ITO film constituting the transparent conductive film, was used Ar gas, the present invention is not limited to this, He, Ne, Kr, other inert gases or Xe It is also possible to use these mixed gases.
また、上記実施形態では、スパッタリング時の放電動作を、DC電力を用いて行ったが、本発明はこれに限らず、パルス変調DC放電や、RF放電、VHF放電、マイクロ波放電などを用いてもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, the discharge operation at the time of sputtering was carried out using the DC power, the present invention is not limited to this, and pulse modulation DC discharge, RF discharge, VHF discharge, and microwave discharge It may be used.
また、上記実施形態では、光起電力装置の表面側にのみシリコン酸化膜を設けたが、本発明はこれに限らず、光起電力装置の表面および裏面の両側にシリコン酸化膜を設けてもよい。なお、上記実施形態のように、表面側にガラス基板からなる表面保護材を設けた場合には、表面保護材を構成するガラス基板から溶出したナトリウムが光起電力装置の表面側に達しやすくなるので、少なくとも光起電力装置の表面側にシリコン酸化膜を設ける必要がある。したがって、上記実施形態では、光起電力装置の裏面側にシリコン酸化膜を設けなかったとしても、ナトリウムが光起電力装置を構成する半導体各層に侵入することはほとんどない。 Further, in the above you facilities embodiment is provided with the silicon oxide film only on the surface side of the photovoltaic device, the present invention is not limited to this, a silicon oxide film is provided on both front and back surfaces of the photovoltaic device May be. Incidentally, as above you facilities embodiment, the case in which the surface protective material made of a glass substrate on the surface side, sodium eluted from the glass substrate constituting the front surface protective member reaches the surface side of the photovoltaic device Therefore, it is necessary to provide a silicon oxide film at least on the surface side of the photovoltaic device. Accordingly, the upper in the you facilities embodiment, even if not provided silicon oxide film on the back surface side of the photovoltaic device, hardly sodium from entering the semiconductor layers constituting the photovoltaic device.
2 n型単結晶シリコン基板(光電変換層、半導体層)
3 i型非晶質シリコン層(半導体層)
4 p型非晶質シリコン層(半導体層)
6 表面側集電極(集電極)
6a フィンガー電極部
6b バスバー電極部
7、47 シリコン酸化膜
8 i型非晶質シリコン層(半導体層)
9 n型非晶質シリコン層(半導体層)
22、52 タブ電極
23 半田層(融着層)
24 充填材
25 表面保護材
26 裏面保護材
2 n-type single crystal silicon substrate (photoelectric conversion layer, semiconductor layer)
3 i-type amorphous silicon layer (semiconductor layer)
4 p-type amorphous silicon layer (semiconductor layer)
6 Surface side collector (collector)
6a
9 n-type amorphous silicon layer (semiconductor layer)
22, 52
24
Claims (5)
前記光起電力装置は、前記光入射面上の所定領域に形成されたフィンガー電極部およびバスバー電極部を有する集電極と、前記光入射面上に前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されているシリコン酸化膜と、を含み、The photovoltaic device includes a collector electrode having a finger electrode portion and a bus bar electrode portion formed in a predetermined region on the light incident surface, and a finger electrode portion and a bus bar electrode portion of the collector electrode on the light incident surface. A silicon oxide film formed so as to cover both,
前記シリコン酸化膜は、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有すると共に、The silicon oxide film contains fine particles made of a material whose etching rate by flux is larger than that of silicon oxide,
前記タブ電極は、前記シリコン酸化膜のうちの前記集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第1部分上に配置されており、The tab electrode is disposed on a first portion of the silicon oxide film located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode,
前記シリコン酸化膜の第1部分では、前記フラックスにより前記微粒子がエッチングされることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出され、In the first portion of the silicon oxide film, the fine particles are etched by the flux, so that a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed,
前記集電極のバスバー電極部と前記タブ電極とは、前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている、光起電力モジュール。The photovoltaic module, wherein the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected by a fusion layer through a portion of the silicon oxide film where the fine particles are etched.
前記半導体層の少なくとも光入射面上に、フィンガー電極部およびバスバー電極部を有する集電極を形成する工程と、Forming a collector electrode having a finger electrode portion and a bus bar electrode portion on at least a light incident surface of the semiconductor layer;
前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する工程と、A coating solution mainly composed of polysilazane containing fine particles made of a material whose etching rate by flux is larger than that of silicon oxide so as to cover both the finger electrode portion and bus bar electrode portion of the collector electrode on the light incident surface. A step of applying
前記コーティング溶液を熱処理により硬化させることによって、前記光入射面上に、前記微粒子を含有するシリコン酸化膜を形成する工程と、を含み、Forming a silicon oxide film containing the fine particles on the light incident surface by curing the coating solution by a heat treatment, and
前記シリコン酸化膜を形成する工程の後に、After the step of forming the silicon oxide film,
前記シリコン酸化膜の前記集電極のバスバー電極部に対応する第1部分上に、前記フラックスを塗布することにより前記微粒子をエッチングすることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部を露出させる工程と、A portion of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed by etching the fine particles by applying the flux on the first portion of the silicon oxide film corresponding to the bus bar electrode portion of the collector electrode. A process of
前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して、前記集電極のバスバー電極部とタブ電極とを融着層により接続する工程とを備える、光起電力モジュールの製造方法。A method of manufacturing a photovoltaic module, comprising: connecting a bus bar electrode portion of the collector electrode and a tab electrode with a fusion layer through a portion of the silicon oxide film where the fine particles are etched.
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