JPH03263877A - 太陽電池の電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ぐ産業上の利用分野〉 本発明は太陽電池に用いられる受光面電極の形成方法に
関するものである。

〈従来の技術〉 太陽電池はＰＮ接合を利用したエネルギー変換器であっ
て、例えば、Ｐ型Ｓｉ基板にＱ、８μｍ〜０．４μｍの
Ｎ型拡散層が形成され、その表荊よシ入射した光エネル
ギーを、光起電力効果によう電気エネルギーに変換する
ものである。この太陽電池の受光面電極は、例えば第２
図に示す様に、太い主電極４と細い副電極５とで構成さ
れてかり、印刷焼成法により形成されている。〔第２図
は太陽電池の受光面電極を示す概略平面図である。）太
陽電池には変換効率の高さが要求され、その１つの方法
として受光面電極の微細化がある。上記構造の受光面電
極を有する太陽電池では、副電極５を微細化し、そのピ
・・チ及び本数を適正化することによって、曲線因子と
短絡電流が向上し、太陽電池の特性を改善することがで
きる。しかしながら、上記印刷焼成法では、電極用ペー
ストによるスクリーン板の目詰１から生じる電極の断線
を防ぐ必要があるために、実用上可能な最小線幅は８０
〜１００μｍであシ、さらに線幅を小さくしたいという
要望に答えられなかった。

これに対し、よジ微細な電極を形成することのできる方
法として、従来側われていた蒸着法や、近年検討の行わ
れているメツキ法がある。しかし蒸着法は電極材料の損
失が多く、高真空を用いる必要があるので、生産性が低
く経済的でない。−方、メツキ法にはこのような問題が
なく、副電極５の微細化さらには半導体層と電極の界面
の接触抵抗を印刷焼成法による電極の場合よりも小さく
でき、太陽電池の変換効率のよう一層の向上が期待でき
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記メツキ法によシ受光匍電極を形成し
た太陽電池は、印刷焼成法によるものよりも、変換効率
が小さくなる。これは、メツキ法による電極層が薄く、
副電極５からの電流が集１シ犬電流が流れる主電極４に
鮫いて、その抵抗値が流れる電流に比べて十分に低くな
く、曲線因子の低下が著しいためである。例えば、上記
電流は１００ｆｌ角ＣＺ太陽電池では３，８Ａ以上にな
り、大面積の太陽電池になるほどこの影響は大きい。

そこで、メツキ主電極の上に更に半田コートによって電
極を形成する等の方法を検討した。半田コートによれば
、１０μｍ程度の厚みを有する電極が形成され、主電極
の抵抗を十分に下げることができるのであるが、太陽電
池が２００μｍ以下の薄い基板である場合には、半田電
極から基板に応力が作用し、基板が反り、後続のモジュ
ール化工程でこれが原因となって基板に割れが発生し、
十分な解決方法にはなっていない。

以上に鑑み、本発明は副電極の微細化並びに副電極と半
導体層界面との接触抵抗及び主電極の抵抗の低減化が可
能な大面積で薄い基板を用いた太陽電池に対する電極形
成方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明では、主電極は受光
面の表面に電極材料を印刷し焼成して形成し、副電極は
上記受光面の表面に電極材料をメツキして形成して、受
光面電極を形成する。

該受光面電極は、主電極に比べて幅の狭い副電極が複数
本、主電極に接続されて構成されている。

主電極の数は太陽電池の大きさ形状に応じて適宜選択さ
れる。

メンキに用いる電極材料としては、例えばＮ１ｐＴｉ、
ｐｄ等がより好オしく用いられる。

〈作　用〉 本発明によれば、メツキ法により副電極を形成すること
で、副電極が微細化されて太陽電池の受光前での電極占
有匍積が低減されて、短絡電流を増加すると共に接触抵
抗を低減し曲線因子を増大するように働く。特に、メ゛
ブキに用いる電極材料をＮｉ、Ｔｉ等にすると、４半導
体層界面でシリサイドが形成され、接触抵抗がよシ低減
され、さらに曲線因子を増大するように働く。

さらに、印刷焼成法により厚い主電極が形成され、大電
流の流れる主電極の電極自体の抵抗が低減されて曲線因
子を増大するように働く。また、印刷焼成法によれば、
半田の場合とは異なり、電極が多孔質となって基板への
応力が小さく、基板の割れを惹き起こすこともない。

〈実施例〉 第１図は本発明の方法により作製した太陽電池の一実施
例を示す構造図である。同図ｆａｔは斜視図、同図ｆｂ
ｌはＡ−Ｂ断面図、同図ｆｃ）はＣ−Ｄ断面模式本太陽
電池は、ｐ型で厚さ２００μｍ、比抵抗１Ω・傭のｔｏ
ｏｍ角のＳｉ基板ｌの表面に、ＰＯＣｉｚを用いたガヌ
拡散によう深さ０，３μｍのＮ型の拡散層２と、ＣＶＤ
法によ！１ｌＴｉＯｚの反射防止膜８が形成されたもの
である。受光面電極の主電極４はＡＰペーストを用いた
印刷電極で副電極５はＮ１メツキ電極で形成されて訃り
、基板中央の１本の主電極の両側に複数の副電極が接続
されている。裏面電極６は、Ａ１．−ｋｌペーストの格
子状の印刷電極である。

本太陽電池の電極形成について以下に説明する。

１ず、第１図（ｂ）に示すように裏面電極６としてＡ、
／−Ａ／’ベースｌ−を基板１の裏崩に、主電極４とし
て反射防止膜８の表面にＡｇペーストを幅０．５ｕで印
刷し、この後６００℃の温度で焼成することによシ、主
電極４（２０μｍ厚）と裏面電極６を同時に形成する。

尚、印刷焼成法は最も簡単に電極が形成できる方法であ
シ、上記工程は極めて生産性に優れている。上記焼成に
よシ、Ａｇペーストは反射防止膜ａを貫通し、拡散層表
面２とオーミック接触となる。次に、第１図ｆｃ）に示
すように、通常のホトエツチング法によシ、副電極を形
成する部分の反射防止膜８を除去し、この部分に無電解
Ｎ１メ・キ法により副電極５を形成する。メツキ液の温
度は８０℃、メツキ時間は１０分とした。形成した副電
極５の線幅は約２０μｍで、厚さは約１００ＯＡで、そ
のピッチは１ｌｌＩ１１、本数は９８本である。メツキ
後、Ｎｉ電極と拡散層２表面とのオーミック性と接着強
度の向上を図るため、窒素雰囲気中で２５０℃、２０分
の条件で熱処理を行う。この熱処理によシ、拡散層２と
副電極５界面にＮｉ　　シリサイドが形成されて、接触
抵抗が小さくなる。尚、Ｔｉ等の金属を用いても同様に
シリサイドが形成される。

下記表１に、従来の印刷焼成によう受光面電極を形成し
た場合（ａ）とメ・キ法のみで本実施と同じ形状の受光
面電極を形成した場合［ｂ）と本実施例ｆｃｌとの緒特
性の比較データを示す。尚、受光面電極以外の構造はす
べて同じである。

印刷焼成ｆａｔでは、副電極の電極幅を本実施例はど小
さくできないので、印刷焼成によシ形成できる最良の形
状を有した受光１１ｆｆｉ！極としたＣピッチ８、７　
ｍ　、副電極線幅１５０−２００μｍ）。電極占有面積
は７多が限界であった。

上記データから、副電極の微細化が可能になったことに
よる電極占有面積の低減から、短絡電流Ｊｓｃが増大し
、副電極の接触抵抗の減少により曲線因子ＦＦが増大し
ていることがわかる。筐たメ・キ法のみの（ｂｌでは短
絡電流Ｊｓｃの増大にもく、膜抵抗が高いためであシ、
本実施例のように主電極を印刷電極とすることによシ主
電極の抵抗が減少し、著しく特性が改善され、副電極を
メツキ電極とした効果が始めて現れることがわかる。

以上のように、本実施例によれば、従来に比べて高い変
換効率を有する太陽電池が製造できる。

尚、本実施例の太陽電池をモジュール化しても基板の割
れは生じなかった。

〈発明の効果〉 本発明によれば、電極占有面積を小さくでき、副電極の
接触抵抗と主電極の抵抗を小さくできて短絡電流が大き
く、曲線因子の大きい、変換効率に優れた太陽電池を作
製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による太陽電池の構造図、第２
図は従来の太陽電池の受光面電極を示す概略平面図であ
る。 １・・・Ｓｉ基板、２・・・拡散層、８・・・反射防止
膜、４・・・主電極、５・・・副電極、６・・・裏面電
極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主電極と副電極とからなる受光面電極の形成工程が
   、受光面の表面に電極材料を印刷し焼成して主電極を形
   成する工程と、上記受光面の表面に電極材料をメッキし
   て副電極を形成する工程とを含んでいることを特徴とす
   る太陽電池の電極形成方法。