JP6947907B2 - 太陽電池素子 - Google Patents
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Description
<1−1.太陽電池素子の構成の概要>
第1実施形態に係る太陽電池素子10の構成を、図1から図5に基づいて説明する。第1実施形態に係る太陽電池素子10は、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)型の太陽電池素子である。
図3から図5で示されるように、半導体基板1は、例えば、第1面1fsと、第2面1bsと、第3面1ssと、を有する。第1面1fsは、前面10fs側に位置している。第2面1bsは、裏面10bs側に位置している。換言すれば、第2面1bsは、半導体基板1のうちの第1面1fsとは逆側に位置している。さらに換言すれば、第1面1fsと第2面1bsとは相互に逆向きである状態で位置している。第3面1ssは、第1面1fsと第2面1bsとを接続している状態で位置している。換言すれば、第3面1ssは、半導体基板1の外周縁を構成している端面である。図3から図5の例では、第1面1fsは、+Z方向を向いている状態で位置している。第2面1bsは、−Z方向を向いている。半導体基板1は、+Z方向に沿った厚さを有する平板状の形態を有する。このため、第1面1fsおよび第2面1bsは、それぞれXY平面に沿った半導体基板1の板面を構成している状態で位置している。
図1および図3から図5で示されるように、第1パッシベーション膜5は、例えば、半導体基板1の上に位置している。具体的には、第1パッシベーション膜5は、例えば、半導体基板1の第1面1fs上に位置している。第1パッシベーション膜5は、例えば、半導体基板1において、光の照射に応じた光電変換によって生成される少数キャリアの再結合を低減することができる。第1パッシベーション膜5の素材としては、例えば、窒化珪素などが採用され得る。第1パッシベーション膜5は、例えば、1層あるいは互いに異なる素材を含む2層以上によって構成されている状態で位置していてもよい。
図2から図5で示されるように、第2パッシベーション膜9は、例えば、半導体基板1の上に位置している。具体的には、第2パッシベーション膜9は、例えば、半導体基板1の第2面1bs上に位置している。第2パッシベーション膜9は、例えば、半導体基板1において、光の照射に応じた光電変換によって生成される少数キャリアの再結合を低減することができる。第2パッシベーション膜9の素材としては、例えば、酸化アルミニウムなどが採用され得る。第2パッシベーション膜9は、例えば、1層あるいは互いに異なる素材を含む2層以上によって構成されている状態で位置していてもよい。
図1および図3から図5で示されるように、前面電極6は、例えば、太陽電池素子10の前面10fsの側に位置している。この前面電極6は、例えば、金属と、ガラスフリットと、有機ビヒクルと、が混合された金属ペーストなどの塗布および焼成によって形成され得る。
図2から図5で示されるように、裏面電極7は、例えば、太陽電池素子10の裏面10bsの側に位置している。この裏面電極7は、例えば、金属と、ガラスフリットと、有機ビヒクルと、が混合された金属ペーストなどの塗布および焼成によって形成され得る。
次に、太陽電池素子10の製造方法の一例について、図6(a)から図12に基づいて説明する。ここでは、図6(a)および図6(b)で示される第1工程ST1から第4工程ST4をこの記載の順に実施することで、太陽電池素子10を製造することができる。
第1実施形態に係る太陽電池素子10では、例えば、前面電極6は、第1パッシベーション膜5上の前面第1本体部61aおよび前面第2本体部62aと、これらの前面第1本体部61aおよび前面第2本体部62aと半導体基板1とを接続している状態にある前面第1接続部61bおよび前面第2接続部62bと、を有する。ここで、前面第1本体部61aおよび前面第2本体部62aが、金属と第1ガラス成分とを含有し、前面第1接続部61bおよび前面第2接続部62bが、金属と第1ガラス成分と第2ガラス成分とを含有する。また、例えば、裏面電極7は、第2パッシベーション膜9上の裏面第1本体部71aおよび裏面第2本体部72aと、これらの裏面第1本体部71aおよび裏面第2本体部72aと半導体基板1とを接続している状態にある裏面第1接続部71bおよび裏面第2接続部72bと、を有する。ここでも、裏面第1本体部71aおよび裏面第2本体部72aが、金属と第1ガラス成分とを含有し、裏面第1接続部71bおよび裏面第2接続部72bが、金属と第1ガラス成分と第2ガラス成分とを含有する。
本開示は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
上記第1実施形態に係る第3工程ST3において、例えば、図13から図17で示されるように、第1パッシベーション膜5および第2パッシベーション膜9のそれぞれの上に、第1ペースト(第1aペーストPa1、第1bペーストPa3、第1cペーストPa4)を塗布した後に、第2ペースト(第2aペーストPa2、第2bペーストPa5)を塗布してもよい。このような構成が採用されれば、例えば、第1ペーストは金属を含むため、第1パッシベーション膜5および第2パッシベーション膜9の上に塗布された第1aペーストPa1、第1bペーストPa3および第1cペーストPa4の存在領域を、画像処理などによって容易に認識することができる。このため、例えば、第1パッシベーション膜5の上に塗布された第1aペーストPa1の上に第2aペーストPa2を容易に局所的に塗布することができる。また、例えば、第2パッシベーション膜9の上に塗布された第1bペーストPa3および第1cペーストPa4の上に第2bペーストPa5を容易に局所的に塗布することができる。これにより、例えば、第1パッシベーション膜5および第2パッシベーション膜9上において、第2aペーストPa2および第2bペーストPa5を塗布する領域を低減することができる。その結果、例えば、第2aペーストPa2および第2bペーストPa5の加熱および冷却によって形成される第1ガラス部11および第2ガラス部12のサイズを低減することができるため、半導体基板1に光が入射しやすくなる。したがって、例えば、太陽電池素子10における光電変換効率を容易に向上させることができる。
上記第1実施形態および上記第2実施形態のそれぞれにおいて、例えば、図18で示されるように、第1ガラス部11は、第1パッシベーション膜5の上において、第1方向(+Y方向)に沿った第1仮想線VL1に沿って連続的に位置していてもよい。この場合には、第2aペーストPa2を塗布する際に、例えば、第1パッシベーション膜5上に、相互に平行な複数(例えば、10本)の直線状の第1仮想線VL1のそれぞれに沿って、前面第2接続部62bおよび第1ガラス部11のパターンに対応する領域に、第2aペーストPa2を塗布してもよい。
上記第1実施形態から上記第3実施形態のそれぞれにおいて、例えば、第3C工程ST33および第3D工程ST34が行われた後に、第3A工程ST31および第3B工程ST32が行われてもよい。さらに、例えば、第3A工程ST31、第3B工程ST32、第3C工程ST33および第3D工程ST34は、任意の順番で行われてもよい。
1bs 第2面
1fs 第1面
1ss 第3面
2 第1半導体領域
3 第2半導体領域
5 第1パッシベーション膜
6 前面電極
7 裏面電極
9 第2パッシベーション膜
10 太陽電池素子
10bs 裏面
10fs 前面
11 第1ガラス部
12 第2ガラス部
61 前面バスバー電極
61a 本体部(前面第1本体部)
61b 接続部(前面第1接続部)
62 前面フィンガー電極
62a 本体部(前面第2本体部)
62b 接続部(前面第2接続部)
71 裏面バスバー電極
71a 本体部(裏面第1本体部)
71b 接続部(裏面第1接続部)
72 裏面フィンガー電極
72a 本体部(裏面第2本体部)
72b 接続部(裏面第2接続部)
CR1 第1交差部
CR2 第2交差部
Pa1 第1aペースト
Pa2 第2aペースト
Pa3 第1bペースト
Pa4 第1cペースト
Pa5 第2bペースト
Pt1 第1部分
Pt2 第2部分
ST1 第1工程
ST2 第2工程
ST3 第3工程
ST31 第3A工程
ST32 第3B工程
ST33 第3C工程
ST34 第3D工程
ST4 第4工程
VL1 第1仮想線
VL2 第2仮想線
Claims (6)
- 半導体基板と、
該半導体基板上に位置しているパッシベーション膜と、
該パッシベーション膜上に位置している本体部および、該本体部と前記半導体基板とを接続している状態で位置している複数の接続部、を有する電極と、
前記パッシベーション膜上に位置しているガラス部と、を備え、
前記本体部は、金属と、第1ガラス成分と、を含有し、
前記複数の接続部のそれぞれは、前記金属と、前記第1ガラス成分と、前記第1ガラス成分とは材料が異なる第2ガラス成分と、を含有し、
前記電極は、複数のフィンガー電極、を含み、
前記電極を平面透視した場合に、前記複数の接続部は、前記複数のフィンガー電極のそれぞれの一部に位置している複数の第2接続部、を有し、
前記ガラス部は、前記第2ガラス成分を含有し、
前記パッシベーション膜、前記電極および前記ガラス部を平面透視した場合に、前記複数の第2接続部のそれぞれは、前記複数のフィンガー電極のそれぞれにおける前記本体部と前記ガラス部との交差部に位置している、太陽電池素子。 - 請求項1に記載の太陽電池素子であって、
前記本体部における前記第1ガラス成分の第1濃度は、前記複数の接続部のそれぞれにおける、前記第1ガラス成分と前記第2ガラス成分とを合計したガラス成分の第2濃度よりも低い、太陽電池素子。 - 請求項1または請求項2に記載の太陽電池素子であって、
前記電極は、前記フィンガー電極と交差している状態で位置している、第1方向に長細いバスバー電極、を含み、
前記電極を平面透視した場合に、前記複数の接続部は、前記バスバー電極の内部に位置している第1接続部、を有する、太陽電池素子。 - 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記ガラス部は、前記複数のフィンガー電極の長手方向に直交する方向に沿った仮想線に沿って位置し、前記複数のフィンガー電極どうしの間の領域において途切れている不連続な形態を有する、太陽電池素子。 - 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記半導体基板は、第1面と、該第1面とは逆向きの第2面と、を有するとともに、前記第2面の側に位置しているp型の導電型の第1半導体領域と、前記第1面の側に位置しているn型の導電型の第2半導体領域と、を含み、
前記パッシベーション膜は、前記第2半導体領域の上に位置し、窒化珪素を含む、太陽電池素子。 - 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記半導体基板は、第1面と、該第1面とは逆向きの第2面と、を有するとともに、前記第2面の側に位置しているp型の導電型の第1半導体領域と、前記第1面の側に位置しているn型の導電型の第2半導体領域と、を含み、
前記パッシベーション膜は、前記第1半導体領域の上に位置しており、酸化アルミニウムを含む、太陽電池素子。
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