JP4948458B2 - 太陽電池の製造方法及び太陽電池 - Google Patents
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Description
本発明は、光電変換部上に設けられる複数本の細線電極を備える太陽電池の製造方法及び太陽電池に関する。
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換できるため、新しいエネルギー源として期待されている。
一般的に、太陽電池は、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、光電変換部から光生成キャリアを収集する複数本の細線電極とを備える。細線電極は、印刷法や塗布法などを用いて、導電性ペーストを光電変換部上に配置することにより形成できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１１６７８６号公報
ここで、光電変換部の受光面積を拡大するには、細線電極の線幅を微細に形成することが望ましい。また、細線電極の電気抵抗を低減するには、細線電極を高く形成することが望ましい。
しかしながら、印刷法や塗布法などを用いて細線電極の線幅を微細に形成するには、低粘度の導電性ペーストを使用することが求められる。このような低粘度の導電性ペーストは光電変換部上で滲み広がりやすいため、細線電極を高く形成することが困難であった。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、微細かつ低抵抗な細線電極を備える太陽電池の製造方法及び太陽電池を提供することを目的とする。
本発明の一の特徴に係る太陽電池の製造方法は、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部上に形成される複数本の細線電極とを備える太陽電池の製造方法であって、前記光電変換部上に、多数の孔隙を有する多孔質層を形成する工程Ａと、前記多孔質層上に導電性材料を配置することにより前記複数本の細線電極を形成する工程Ｂとを備え、前記工程Ｂにおいて、前記導電性材料は、前記多孔質層に浸透することにより前記光電変換部に達することを要旨とする。
このような太陽電池の製造方法によれば、多孔質層上に配置される導電性材料は、多孔質層が有する多数の孔隙内を通り、光電変換部に向かって多孔質層に浸透する。そのため、導電性材料は多孔質層上において広がり難くなる。よって、低粘度の導電性材料を用いた場合であっても細線電極を微細に形成することができる。また、導電性材料は多孔質層に浸透することにより、細線電極を高く形成することができる。従って、低粘度の導電性材料を用いて、微細かつ低抵抗な細線電極を形成することができる。
本発明の一の特徴において、前記工程Ａでは、透光性を有する酸化金属材料を用いて前記多孔質層を形成してもよい。
本発明の一の特徴において、前記工程Ａでは、前記光電変換部の受光面上に前記多孔質層を形成してもよい。
本発明の一の特徴に係る太陽電池は、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部上に設けられ、多数の孔隙を有する多孔質層と、前記光電変換部上に設けられる複数本の細線電極とを備え、前記複数本の細線電極それぞれは、前記多数の孔隙内を通って、前記多孔質層上に露出することを要旨とする。
本発明の一の特徴において、前記多孔質層は、透光性を有する酸化金属材料によって構成されていてもよい。
本発明の一の特徴において、前記多孔質層は、前記光電変換部の受光面上に設けられてもよい。
本発明の一の特徴に係る太陽電池は、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部上に設けられる複数本の細線電極とを備え、前記複数本の細線電極それぞれは、多数の孔隙を有する多孔質層に相当する多数の孔隙を有することを要旨とする。
本発明によれば、微細かつ低抵抗な細線電極を備える太陽電池の製造方法及び太陽電池を提供することができる。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［第１実施形態］
〈太陽電池の構成〉
以下において、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の概略構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、太陽電池１０の受光面側の平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ切断面における拡大断面図である。
〈太陽電池の構成〉
以下において、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の概略構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、太陽電池１０の受光面側の平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ切断面における拡大断面図である。
太陽電池１０は、図１及び図２に示すように、光電変換部１１と、多孔質層１２と、細線電極１３と、接続用電極１４とを備える。
光電変換部１１は、太陽光が入射する受光面（図２の上面）と、受光面の反対側に設けられた裏面（不図示）とを有する。受光面と裏面とは、太陽電池１０の主面である。
光電変換部１１は、光電変換部１１の受光面あるいは裏面において受光することにより光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、太陽光が光電変換部１１に吸収されることにより生成される、一対の正孔及び電子をいう。光電変換部１１は、内部にｐ型領域とｎ型領域とを有する（不図示）。光電変換部１１におけるｐ型領域とｎ型領域との界面部分では、半導体接合が形成される。光電変換部１１は、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の半導体材料などにより構成される半導体基板を用いて形成することができる。尚、光電変換部１１は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟むことによりヘテロ結合界面の特性を改善した構造、即ち、いわゆるＨＩＴ構造を有していてもよい。
多孔質層１２は、光電変換部１１の受光面上に設けられる。多孔質層１２は、複数の孔隙１２ａを有する。多孔質層１２は、例えば、粒子状の金属酸化物により構成される。金属酸化物の粒子の間には、複数の孔隙１２ａが形成される。このような金属酸化物としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、又は酸化チタン（ＴｉＯ２）などの透明導電材料を用いることができるが、これに限るものではない。これらの透明導電材料には、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ニオブ（Ｎｂ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、タングステン（Ｗ）などのドーパントがドープされていてもよい。多孔質層１２の厚さは、約１０μｍ〜１００μｍとすることができる。また、複数の孔隙１２ａの径は、約１μｍ〜１００μｍとすることができる。また、本第１実施形態においては、多孔質層１２上に配置される導電性ペーストが光電変換部１１の受光面に達するよう、多孔質層１２の厚さは、細線電極１３の幅よりも小さく形成することが好ましい。例えば、細線電極１３の幅を３０μｍとする場合には、多孔質層１２の厚さを２０μｍとすることができる。尚、細線電極１３の幅とは、第２方向における細線電極１３の幅のうち最大値を示す。
細線電極１３は、光電変換部１１から光生成キャリアを収集する収集電極である。細線電極１３は、図１及び図２に示すように、光電変換部１１の受光面上において、光電変換部１１の一辺に略平行な第１方向に沿って形成される。複数本の細線電極１３は、第１方向に略直交する第２方向に沿って並列に配置される。
細線電極１３は、図２に示すように、光電変換部１１の受光面上に設けられ、多孔質層１２に含まれる複数の孔隙１２ａのうち、細線電極１３が形成される領域に位置する孔隙１２ａを通って多孔質層１２上に露出してもよい。
細線電極１３は、導電性ペーストを多孔質層１２上に配置することにより形成することができる。導電性ペーストとしては、例えば、樹脂材料をバインダーとし、銀粒子等の導電性粒子をフィラーとした樹脂型導電性ペーストや、銀粉等の導電性粒子、ガラスフリット、有機質ビヒクル、有機溶媒等を含む焼結型導電性ペースト（いわゆるセラミックペースト）を用いることができる。これらの導電性ペーストを多孔質層１２上に配置する方法としては、インクジェット法などの印刷法や、ディスペンス法などを用いることができる。インクジェット法などの印刷法を用いて導電性ペーストを多孔質層１２上に配置する場合、導電性ペーストに含まれる導電性粒子の粒径は、約１０ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。また、ディスペンス法を用いて導電性ペーストを多孔質層１２上に配置する場合、導電性ペーストに含まれる導電性粒子の粒径は、約１０ｎｍ〜５μｍとすることができる。導電性粒子の粒径は、多孔質層１２に含まれる複数の孔隙１２ａの径の１０分の１以下であることが好ましい。細線電極１３の本数は、光電変換部１１の大きさなどを考慮して、適当な寸法及び本数に設定することができる。
接続用電極１４は、複数の太陽電池１０を電気的に直列又は並列に接続する配線材（不図示）に接続される電極である。接続用電極１４は、図１に示すように、光電変換部１１の受光面上において、第２方向に沿って形成される。従って、接続用電極１４は、複数の細線電極１３と交差し、複数の細線電極１３と電気的に接続される。
接続用電極１４は、細線電極１３と同様に、光電変換部１１の受光面上に設けられ、多孔質層１２に含まれる複数の孔隙１２ａのうち、接続用電極１４が形成される領域に位置する孔隙１２ａを通って多孔質層１２上に露出する（不図示）。接続用電極１４は、細線電極１３と同様に、印刷法やディスペンス法などにより形成することができる。接続用電極１４の本数は、光電変換部１１の大きさなどを考慮して、適当な寸法及び本数に設定することができる。
尚、光電変換部１１の裏面上には、光電変換部１１の受光面上に形成された細線電極１３及び接続用電極１４と同様の形状を有する細線電極１３及び接続用電極１４を形成することができるが、これに限るものではない。例えば、細線電極１３は、光電変換部１１の裏面略全面を覆うように形成されていてもよい。本発明は、光電変換部１１の裏面上に形成される細線電極１３あるいは接続用電極１４の形状を限定するものではない。
〈太陽電池の製造方法〉
次に、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の製造方法について説明する。
次に、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の製造方法について説明する。
まず、１００ｍｍ角のｎ型単結晶シリコン基板をエッチング加工することにより、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面に微細な凹凸を形成する。次に、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面側に、ＣＶＤ（化学気相成長）法を用いて、ｉ型非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコン層を順次積層する。同様に、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層を順次積層する。以上により、光電変換部１１が作製される。尚、光電変換部１１の受光面には、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面に形成された凹凸に応じた凹凸が形成される。
次に、光電変換部１１の受光面上に、複数の孔隙１２ａを有する多孔質層１２を形成する。具体的には、透明導電材料により構成される粒子を光電変換部１１の受光面上に配置することにより、孔隙１２ａを含む多孔質層１２を形成する。
次に、多孔質層１２上に、印刷法あるいはディスペンス法を用いて、導電性ペーストを所定のパターンで配置する。ここで、所定のパターンとは、図１に示したように、第１方向に沿って延びる細線電極１３と、第２方向に沿って延びる接続用電極１４とに対応する形状をいう。尚、導電性ペーストは、細線電極１３及び接続用電極１４を構成する材料である。
多孔質層１２上に配置された導電性ペーストは、毛細管現象により孔隙１２ａを通って多孔質層１２に浸透し、光電変換部１１の受光面に達する。次に、導電性ペーストを乾燥させることにより、導電性ペースト内に残留している溶剤を揮発させる。次に、導電性ペーストを加熱し、固着する。これにより、光電変換部１１の受光面上に設けられ、多孔質層１２に含まれる複数の孔隙１２ａ内を通って多孔質層１２上に露出する細線電極１３及び接続用電極１４が形成される。以上により、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０が作製される。
〈作用・効果〉
本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の製造方法では、光電変換部１１の受光面上に多孔質層１２を形成した後に、細線電極１３を構成する導電性ペーストを多孔質層１２上に配置する。導電性ペーストは、多孔質層１２に含まれる複数の孔隙１２ａ内を通って、光電変換部１１の受光面に達する。
本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の製造方法では、光電変換部１１の受光面上に多孔質層１２を形成した後に、細線電極１３を構成する導電性ペーストを多孔質層１２上に配置する。導電性ペーストは、多孔質層１２に含まれる複数の孔隙１２ａ内を通って、光電変換部１１の受光面に達する。
このような太陽電池１０の製造方法によれば、多孔質層１２上に配置された導電性ペーストは、多孔質層１２に浸透することにより光電変換部１１の受光面に向かって広がるため、多孔質層１２上においては広がり難くなる。そのため、細線電極１３を微細に形成することができる。また、導電性ペーストが多孔質層１２に浸透するため、細線電極１３を高く形成することができる。従って、細線電極１３の線幅が細く形成された場合であっても細線電極１３の断面積を大きく保つことができるため、細線電極１３の電気抵抗を低く維持することができる。以上により、本発明によれば、微細かつ低抵抗な細線電極１３を形成することができる。
また、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の製造方法によれば、光電変換部１１の受光面において導電性ペーストが広がることを抑制することができるため、光電変換部１１の受光面に、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面に形成された凹凸に応じた凹凸が形成される場合であっても、細線電極１３を微細に形成することができる。
また、多孔質層１２として透明導電材料を用いることにより、光電変換部１１において生成される光生成キャリアを光電変換部１１と細線電極１３との間で中継する透明導電膜を別途設ける必要がなくなるため、太陽電池１０の製造工程を簡略化することができる。
〈第１実施形態の変形例１〉
以下において、本発明の第１実施形態の変形例１に係る太陽電池１０について説明する。上記した本発明の第１実施形態では、多孔質層１２として、粒子により構成される金属酸化物を用いたが、本発明はこれには限定されない。例えば、多孔質層１２として、気泡を孔隙１２ａとして含む有機物材料を用いてもよい。このような有機物材料としては、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、エポキシ、スチレン−ジビニルベンゼン、ポリスチレン、ポリカーボネードなどの樹脂材料を用いることができる。これらの樹脂材料を攪拌することによって、樹脂材料中に気泡を含ませることができる。また、樹脂材料中に発泡剤を含ませた後に、発泡剤を含む樹脂材料を発泡温度まで加熱することによって、樹脂材料中に気泡を含ませてもよい。
以下において、本発明の第１実施形態の変形例１に係る太陽電池１０について説明する。上記した本発明の第１実施形態では、多孔質層１２として、粒子により構成される金属酸化物を用いたが、本発明はこれには限定されない。例えば、多孔質層１２として、気泡を孔隙１２ａとして含む有機物材料を用いてもよい。このような有機物材料としては、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、エポキシ、スチレン−ジビニルベンゼン、ポリスチレン、ポリカーボネードなどの樹脂材料を用いることができる。これらの樹脂材料を攪拌することによって、樹脂材料中に気泡を含ませることができる。また、樹脂材料中に発泡剤を含ませた後に、発泡剤を含む樹脂材料を発泡温度まで加熱することによって、樹脂材料中に気泡を含ませてもよい。
多孔質層１２として有機物材料を用いる場合には、導電性ペーストを加熱して固着する際に多孔質層１２に対して加圧し、有機物材料に含まれる孔隙１２ａを除去することにより、図３に示すように有機物層１５を形成する。
一般的に、多孔質層１２と光電変換部１１との界面には、水分が溜まりやすいことが知られている。そこで、本発明の第１実施形態の変形例１に係る太陽電池１０では、有機物材料に含まれる孔隙１２ａを除去することにより、有機物材料中に水分が進入することを抑制することができるため、多孔質層１２と光電変換部１１との界面に水分が溜まることを抑制することができる。従って、光電変換部１１の受光面が劣化することを抑制することができる。
〈第１実施形態の変形例２〉
以下において、本発明の第１実施形態の変形例２に係る太陽電池１０について説明する。上記した本発明の第１実施形態では、多孔質層１２が、多孔質層１２を構成する金属酸化物粒子間に形成される孔隙１２ａを含むが、本発明はこれには限定されない。例えば、図４に示すように、多孔質層１２は、光電変換部１１の受光面に略垂直な方向にレーザ法などによって形成された複数の貫通孔を孔隙１２ａとして含んでいてもよい。
以下において、本発明の第１実施形態の変形例２に係る太陽電池１０について説明する。上記した本発明の第１実施形態では、多孔質層１２が、多孔質層１２を構成する金属酸化物粒子間に形成される孔隙１２ａを含むが、本発明はこれには限定されない。例えば、図４に示すように、多孔質層１２は、光電変換部１１の受光面に略垂直な方向にレーザ法などによって形成された複数の貫通孔を孔隙１２ａとして含んでいてもよい。
多孔質層１２に含まれる孔隙１２ａが、光電変換部１１の受光面に略垂直な方向に形成されていることにより、例えば孔隙１２ａが金属酸化物粒子間に形成される隙間である場合や、無作為に配置される気泡などである場合などと比較して、導電性ペーストが多孔質層１２内において光電変換部１１の受光面に平行な方向に沿って広がり難くなる。従って、細線電極１３をより微細に形成することができる。また、多孔質層１２の厚みを大きくした場合であっても、細線電極１３の線幅を細く保つことができる。そのため、多孔質層１２の厚みを大きくすることにより、細線電極１３を微細に形成するとともに、細線電極１３の高さをより高く形成することができる。
［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０について説明する。尚、以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との差異について主として説明する。
以下において、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０について説明する。尚、以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との差異について主として説明する。
〈太陽電池の構成〉
以下において、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の概略構成について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、太陽電池１０の受光面側の平面図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。
以下において、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の概略構成について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、太陽電池１０の受光面側の平面図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。
太陽電池２０は、図５及び図６に示すように、光電変換部２１と、細線電極２３と、接続用電極２４とを備える。光電変換部２１の構成については、上述した第１実施形態に係る光電変換部１１の構成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。
細線電極２３は、光電変換部２１から光生成キャリアを収集する収集電極である。細線電極２３は、図５及び図６に示すように、光電変換部２１の受光面上において、第１方向に沿って形成される。複数本の細線電極２３は、第１方向に略直交する第２方向に沿って並列に配置される。
細線電極２３は、図６に示すように、光電変換部２１の受光面上に設けられ、複数の孔隙２３ａを有する。細線電極２３の孔隙２３ａは、複数の孔隙２２ａを有する多孔質層２２（後述）に相当する。
細線電極２３は、導電性ペースト２５（図７参照）を、後述する多孔質層２２（図７参照）上に配置することにより形成することができる。導電性ペースト２５としては、例えば、樹脂材料をバインダーとし、銀粒子等の導電性粒子をフィラーとした樹脂型導電性ペーストや、銀粉等の導電性粒子、ガラスフリット、有機質ビヒクル、有機溶媒等を含む焼結型導電性ペースト（いわゆるセラミックペースト）を用いることができる。これらの導電性ペースト２５を多孔質層２２上に配置する方法としては、インクジェット法などの印刷法や、ディスペンス法などを用いることができる。インクジェット法などの印刷法を用いて導電性ペースト２５を多孔質層２２上に配置する場合、導電性ペースト２５に含まれる導電性粒子の粒径は、１０ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。また、ディスペンス法を用いて導電性ペースト２５を多孔質層２２上に配置する場合、導電性ペースト２５に含まれる導電性粒子の粒径は、１０ｎｍ〜５μｍとすることができる。導電性粒子の粒径は、多孔質層２２に含まれる複数の孔隙２２ａの径の１０分の１以下であることが好ましい。細線電極２３の本数は、光電変換部２１の大きさなどを考慮して、適当な寸法及び本数に設定することができる。
接続用電極２４は、複数の太陽電池１０を電気的に直列又は並列に接続する配線材（不図示）に接続される電極である。接続用電極２４は、図５に示すように、光電変換部１１の受光面上において、第２方向に沿って形成される。従って、接続用電極２４は、複数の細線電極２３と交差し、複数の細線電極２３と電気的に接続される。
接続用電極２４は、細線電極２３と同様に、光電変換部２１の受光面上に設けられ、複数の孔隙（不図示）を有する。接続用電極２４の孔隙は、複数の孔隙２２ａを有する多孔質層２２（後述）に相当する。接続用電極２４は、細線電極２３と同様に、印刷法やディスペンス法などにより形成することができる。接続用電極２４の本数は、光電変換部２１の大きさなどを考慮して、適当な寸法及び本数に設定することができる。
〈太陽電池の製造方法〉
次に、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の製造方法について、図７を参照しながら説明する。まず、上述した第１実施形態と同様に、光電変換部２１を作製する。
次に、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の製造方法について、図７を参照しながら説明する。まず、上述した第１実施形態と同様に、光電変換部２１を作製する。
次に、光電変換部２１の受光面上に、複数の孔隙２２ａを有する多孔質層２２を形成する。具体的には、図７（ａ）に示すように、気泡を孔隙２２ａとして含む有機物材料を、多孔質層２２として光電変換部２１の受光面上に配置する。有機物材料としては、ポリエチレン、エポキシ、スチレン−ジビニルベンゼン、ポリスチレン、ポリカーボネードなどの、加熱により分解する樹脂材料を用いることができる。これらの樹脂材料を攪拌することによって、樹脂材料中に気泡を含ませることができる。また、樹脂材料中に発泡剤を含ませた後に、発泡剤を含む樹脂材料を発泡温度まで加熱することによって、樹脂材料中に気泡を含ませてもよい。
次に、多孔質層２２上に、印刷法あるいはディスペンス法を用いて、導電性ペースト２５を所定のパターンで配置する。ここで、所定のパターンとは、図５に示したように、第１方向に沿って延びる細線電極２３と、第２方向に沿って延びる接続用電極２４とに対応する形状をいう。尚、導電性ペースト２５は、細線電極２３及び接続用電極２４を構成する材料である。
多孔質層２２上に配置された導電性ペースト２５は、図７（ｂ）に示すように、毛細管現象により孔隙２２ａを通って多孔質層２２に浸透し、光電変換部２１の受光面に達する。次に、導電性ペースト２５を乾燥させることにより、導電性ペースト２５内に残留している溶剤を揮発させる。次に、多孔質層２２及び導電性ペースト２５を加熱することにより、多孔質層２２を構成する有機物材料を熱酸化するとともに導電性ペースト２５を固着する。これにより、多孔質層２２が除去される。これと同時に、図６に示すように、多孔質層２２に相当する複数の孔隙２３ａを有する細線電極２３と、多孔質層２２に相当する複数の孔隙を有する接続用電極２４とが光電変換部２１の受光面上に形成される。以上により、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０が作製される。
〈作用・効果〉
本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の製造方法では、光電変換部２１の受光面上に多孔質層２２を形成した後に、細線電極２３を構成する導電性ペースト２５を多孔質層２２上に配置する。導電性ペースト２５は、多孔質層２２に含まれる複数の孔隙２２ａ内を通って、光電変換部２１の受光面に達する。従って、微細かつ低抵抗な細線電極２３を形成することができる。
本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の製造方法では、光電変換部２１の受光面上に多孔質層２２を形成した後に、細線電極２３を構成する導電性ペースト２５を多孔質層２２上に配置する。導電性ペースト２５は、多孔質層２２に含まれる複数の孔隙２２ａ内を通って、光電変換部２１の受光面に達する。従って、微細かつ低抵抗な細線電極２３を形成することができる。
また、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０の製造方法では、導電性ペースト２５が多孔質層２２に含まれる複数の孔隙２２ａ内を通って光電変換部２１の受光面に達した後に、多孔質層２２を除去する。
上述したように、多孔質層２２と光電変換部２１との界面には、一般的に水分が溜まりやすいことが知られている。そこで、本発明の第２実施形態に係る太陽電池２０では、導電性ペースト２５が多孔質層２２に含まれる複数の孔隙２２ａ内を通って光電変換部２１の受光面に達した後に、多孔質層２２を除去する。従って、多孔質層２２と光電変換部２１との界面に水分が溜まることにより光電変換部２１の受光面が劣化することを抑制することができる。
〈第２実施形態の変形例〉
以下において、本発明の第２実施形態の変形例について説明する。上記した本発明の第２実施形態では、多孔質層２２に浸透した導電性ペースト２５を固着することにより多孔質層２２に相当する複数の孔隙２３ａを有する細線電極２３を形成したが、本発明はこれには限定されない。例えば、導電性ペースト２５の固着により形成された細線電極２３の孔隙２３ａ内に導電性材料を浸透させることにより、細線電極２３の孔隙２３ａ内に導電性材料を充填してもよい。
以下において、本発明の第２実施形態の変形例について説明する。上記した本発明の第２実施形態では、多孔質層２２に浸透した導電性ペースト２５を固着することにより多孔質層２２に相当する複数の孔隙２３ａを有する細線電極２３を形成したが、本発明はこれには限定されない。例えば、導電性ペースト２５の固着により形成された細線電極２３の孔隙２３ａ内に導電性材料を浸透させることにより、細線電極２３の孔隙２３ａ内に導電性材料を充填してもよい。
細線電極２３の孔隙２３ａ内に導電性材料を充填させることにより、細線電極２３の電気抵抗をさらに低減することができる。
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、光電変換部の受光面には、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面に形成された凹凸に応じた凹凸が形成される場合について説明したが、これに限るものではなく、光電変換部の受光面には凹凸が形成されていなくてもよい。
また、上述した第２実施形態では、気泡を孔隙として含む有機物材料を多孔質層として用いる場合について説明したが、これに限るものではなく、気泡に加え、中空の有機物粒子を含む有機物材料を多孔質層として用いてもよい。中空の有機物粒子を含む有機物材料を用いる場合、有機物材料の熱酸化に要する時間を短縮することができるため、より簡便に多孔質層を除去することができる。
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、結晶系の太陽電池に本発明を適用した場合について説明したが、薄膜系の太陽電池に本発明を適用してもよい。具体的には、基板と、第１の透明導電膜と、光電変換部と、細線電極とが順に積層された薄膜系の太陽電池の製造方法において、光電変換部上に複数の孔隙を有する第２の透明導電膜を形成し、当該第２の透明導電膜上に細線電極を構成する導電性材料を配置することにより、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様に、微細かつ低抵抗な細線電極を光電変換部上に形成することができる。尚、このような薄膜系の太陽電池における光電変換部は、細線電極側から基板側に向かって入射する光により光生成キャリアを生成する。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
１０…太陽電池、１１…光電変換部、１２…多孔質層、１２ａ…孔隙、１３…細線電極、１４…接続用電極、１５…有機物層、２０…太陽電池、２１…光電変換部、２２…多孔質層、２２ａ…孔隙、２３…細線電極、２３ａ…孔隙、２４…接続用電極、２５…導電性ペースト．
Claims (6)
- 受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部上に形成される複数本の細線電極とを備える太陽電池の製造方法であって、
前記光電変換部上に、多数の孔隙を有する多孔質層を形成する工程Ａと、
前記多孔質層上に導電性材料を配置することにより前記複数本の細線電極を形成する工程Ｂとを備え、
前記工程Ｂにおいて、
前記導電性材料は、前記多孔質層に浸透することにより前記光電変換部に達する
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記工程Ａでは、透光性を有する酸化金属材料を用いて前記多孔質層を形成することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記工程Ａでは、前記光電変換部の受光面上に前記多孔質層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
- 受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、
前記光電変換部上に設けられ、多数の孔隙を有する多孔質層と、
前記光電変換部上に設けられる複数本の細線電極とを備え、
前記複数本の細線電極それぞれは、前記多数の孔隙のうち、前記複数本の細線電極が形成される領域に位置する孔隙を通って、前記多孔質層上に露出する
ことを特徴とする太陽電池。 - 前記多孔質層は、透光性を有する酸化金属材料によって構成されることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
- 前記多孔質層は、前記光電変換部の受光面上に設けられることを特徴とする請求項４又は５に記載の太陽電池。
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