JP6932659B2 - 太陽電池および太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
・表面:表面(図1の(a)のシリコン基板1の上側の表面)では、図示のバスバー電極4はABSペーストを塗布、溶剤加熱乾燥、焼結し、当該ABS(バナジン酸塩を主成分としたガラスであって、ハンダ付け可能なガラス)を従来のバスバー電極(銀)に代えたものである。この状態では、シリコン基板1の高濃度電子領域に発生した電子は、フィンガー電極3を介して直接にハンダ6でハンダ付けされたリボン5によって外部に取り出される。このため、従来の光電子濃度領域ーフィンガー電極3−銀のバスバー電極ーリボン5という経路のうち、銀のバスバー電極の部分を省略して直接にフィンガー電極3からリボン5に電子を流して外部に取り出すことができ、抵抗を小さくして損失を低減、更に、従来のバスバー電極からの電子の漏洩を無くすことが可能となる。
・表面:表面(図1の(b)のシリコン基板1の上側の表面)では、図示のリボン5をハンダ6で直接にフィンガー電極3および窒化膜2の部分に一定幅bでハンダ付けしたものである(図4など参照)。この状態では、シリコン基板1の高濃度電子領域に発生した電子は、フィンガー電極3を介して直接にハンダ6でハンダ付けされたリボン5によって外部に取り出されると共に、リボン5を窒化膜2を介してシリコン基板1に強固に固定することが可能となる。このため、従来のバスバー電極がなく、光電子濃度領域ーフィンガー電極3−リボン5という経路で電子を外部に直接に取り出すと共に、リボン5を窒化膜2を介してシリコン基板1に強固に固定することが可能となる。
・表面:図1の(b−1)と同様である。
Refは、相対的に比較するための標準値(従来例の標準値)、ここでは100(電気的特性)、1(密着力、銀)、0(製造工程数)とした。
・電気的特性中のV(V)(開放電圧)は本発明はいずれも100.7から101.7にあり若干大きい電圧値であった。
最適動作点FFは太陽電池から取り出した電圧・電流の特性曲線中のその積が最大となる図示の位置の値である。
(1)アルミ電極23を形成する部分(アルミ電極23が直接にシリコン基板30に接触する部分)の穴
(2)リボン(リード線)をハンダ付けする部分(リボンを直接にシリコン基板30にハンダ付けするための部分)の穴部22
が形成され、上記(1)の穴と(2)の穴部22とについてシリコン基板30が露出した状態に形成される。
(A)後述する図14(a)に示すように、図示の横方向(表面のフィンガー電極に直角方向)に設けた矩形状の穴部22をふさぐ形状の横長のプリハンダしたリボンを本発明のハンダ付けによりシリコン基板30に直接にハンダ付けを行う。
・ハンダ(1)は、アルミ電極23の上にリボンをハンダ付けした状態を示す。この状態では、シリコン基板30の上に窒化膜21、更にアルミ電極23を形成し、この最上層のアルミ電極23の上にハンダ(1)をハンダ付けしている。従来は、図17に示すように、アルミ電極33の上に銀34を形成してこの上にリボンをハンダ付けしていた。
図18は、本発明の詳細構成図を示す。
種別(a):POLY-SI(A):多結晶シリコン基板(A)
種別(b):MONO-SI(A):単結晶シリコン基板(A)
種別(c):POLY-SI(B):多結晶シリコン基板(B)
また、条件(1)、(2)、(3)は図23に表す下記をそれぞれ表す。
基板への リボンの基板への リボンの材料
プリハンダ付け ハンダ付け (表面の材料)
条件(1) 超音波有 超音波有 ABSハンダ
ABSハンダ (Sn+Zn)
(Sn+Zn)
条件(2) 超音波有 超音波無 ABSハンダ
ABSハンダ (Sn+Zn)
(Sn+Zn)
条件(3) 超音波有 超音波無 従来ハンダ
ABSハンダ (Sn+Pb)
(Sn+Zn)
図21において、種別(a)は、多結晶シリコン基板(A)40上に、条件(1)、(2)、(3)でリボンをそれぞれ図20のようにしてハンダ付けし、180度逆方向に引張試験したときの引張強度測定例を示す。条件(3)の「従来ハンダ(Sn+Pb)」では引張強度は小さく、条件(1)、(2)の「ABSハンダ(Sn+Zn)」では引張強度は高い。特に条件(1)の「ABSハンダ」、かつリボンの基板へのハンダ付けの際に「超音波有」の場合には約2倍引張強度が高い。尚、従来の許容される引張強度は、図21の左側の目盛で2.0であるので、条件(1)、(2)も約2倍程度の引張強度が得られている。これは、基板へのプリハンダ付けが「超音波有」によるものである。超音波無しプリハンダ付けしたのでは、2以下となってしまい、使いもににならない。、
同様に、種別(b)は、単結晶シリコン基板(A)40上に、条件(1)、(2)、(3)でリボンをそれぞれ図20のようにしてハンダ付けし、180度逆方向に引張試験したときの引張強度測定例を示す。条件(3)、(2)の「従来ハンダ(Sn+Pb)」、「ABSハンダ(Sn+Zn)」では引張強度は小さい。条件(1)の「ABSハンダ」、かつリボンの基板へのハンダ付けの際に「超音波有」の場合には約2倍引張強度が高い。
2:窒化膜(絶縁膜)
3:フィンガー電極
4:バスバー電極
41:バスバー領域
5、9:リボン(リード線、取出線)
6、8:ハンダ
7:アルミ電極
21:窒化膜
22:穴部
23:アルミ電極
24:アルミ・シリコン合金層
25、26,27:ハンダ
30:アルミ基板
40:シリコン基板
41:プリハンダ付け
Claims (7)
- シリコン基板上に高電子濃度を生成した領域を形成すると共に該領域の上に光を透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜の上に前記領域から電子を取り出す取出口であるフィンガー電極を形成して該フィンガー電極を介して前記電子を外部に取り出すと共に、前記シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させる太陽電池において、
前記シリコン基板の裏面に、一部に穴を形成したアルミ電極を形成し、該形成したアルミ電極の穴を形成した部分に露出した前記シリコン基板の部分に、あるいは前記穴を形成した部分であって前記シリコン基板に形成されて露出した絶縁層の部分に、ハンダで取出線を直接に超音波ハンダ付けすることにより固定し、前記取出線は、当該シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させるものであることを特徴とする太陽電池。 - 前記アルミ電極の穴を形成した部分は、前記取出線に対応する部分としたことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
- 前記超音波ハンダ付けは、ハンダ付けされる部分の温度をハンダが溶融する温度以下で室温以上に予備加熱した状態で、ハンダ付けすることを特徴とする請求項1から請求項2のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記ハンダは、錫あるいは錫に亜鉛、銅の1つ以上を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記絶縁層は、該シリコン基板の裏面に形成したアルミ電極による電荷の再結合を低減したことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記フィンガー電極の方向に並行に該アルミ電極を短冊状に分離するように前記絶縁層を形成したことを特徴とする請求項5に記載の太陽電池。
- シリコン基板上に高電子濃度を生成した領域を形成すると共に該領域の上に光を透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜の上に前記領域から電子を取り出す取出口であるフィンガー電極を形成して該フィンガー電極を介して前記電子を外部に取り出すと共に、前記シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させる太陽電池の製造方法において、
前記シリコン基板の裏面に、一部に穴を形成したアルミ電極を形成し、該形成したアルミ電極の穴を形成した部分に露出した前記シリコン基板の部分に、あるいは前記穴を形成した部分であって前記シリコン基板に形成されて露出した絶縁層の部分に、ハンダで取出線を直接に超音波ハンダ付けすることにより固定し、前記取出線は、当該シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させる
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
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