JPH06151908A - Method of sealing defect of solar battery - Google Patents

Method of sealing defect of solar battery

Info

Publication number
JPH06151908A
JPH06151908A JP4296118A JP29611892A JPH06151908A JP H06151908 A JPH06151908 A JP H06151908A JP 4296118 A JP4296118 A JP 4296118A JP 29611892 A JP29611892 A JP 29611892A JP H06151908 A JPH06151908 A JP H06151908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
electrodeposition
voltage
electrode
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4296118A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Murakami
勉 村上
Takashi Midorikawa
敬史 緑川
Hirobumi Ichinose
博文 一ノ瀬
Takahiro Mori
隆弘 森
Soichiro Kawakami
総一郎 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP4296118A priority Critical patent/JPH06151908A/en
Publication of JPH06151908A publication Critical patent/JPH06151908A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PURPOSE:To improve the solar battery property such as the conversion efficiency of an photo-electric transfer element by sweeping voltage so that the increase speed of a current may be at a specified value or less thereby depositing resin. CONSTITUTION:Deposited resin 110 is used for insulating the defective sections 109 by short circuit, shunt, etc., being caused by the pin hole of a semiconductor layer, the grain boundary of a polycrystalline semiconductor, the spike-shaped defect of a substrate, a lower electrode 102, etc., and other causes, and further it has a function of improving moisture resistance at the same time. The deposited resin needs to be stacked directly on the defective section, so it is stacked on a semiconductor layer 105, but as the process of deposition, the deposition may be performed after formation of an upper electrode 106. Though the deposition is performed, using constant voltage method or constant current method, the increase speed of a current in the deposition process is 10mA/cm<2>/ sec or less. Hereby, the solar battery property such as the conversion efficiency, etc., of a photo-electric transfer element can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、信頼性の高い太陽電池
の欠陥封止方法に係わる。より詳しくは、太陽電池の製
造工程で発生する、ショートやシャントを修復し、初期
特性が高く信頼性の高い太陽電池を製造する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a highly reliable defect sealing method for solar cells. More specifically, the present invention relates to a method for repairing a short circuit or a shunt that occurs in a solar cell manufacturing process and manufacturing a solar cell having high initial characteristics and high reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽光を電気エネルギーに変換する光電
変換素子である太陽電池は、電卓、腕時計など民生機器
用の電源として広く応用されており、また、石油、石炭
などのいわゆる化石燃料の代替用電力として実用化可能
な技術として注目されている。
2. Description of the Related Art Solar cells, which are photoelectric conversion elements that convert sunlight into electric energy, are widely applied as a power source for consumer appliances such as calculators and wristwatches, and also substitute fossil fuels such as petroleum and coal. It is drawing attention as a technology that can be put to practical use as power for use.

【0003】太陽電池は半導体のpn接合部に発生する
拡散電位を利用した技術であり、シリコンなどの半導体
が太陽光を吸収して電子と正孔の光キャリヤーが生成
し、該光キャリヤーをpn接合部の拡散電位により生じ
た内部電界でドリフトさせ、外部に取り出すものであ
る。
A solar cell is a technique utilizing the diffusion potential generated at a pn junction of a semiconductor. A semiconductor such as silicon absorbs sunlight to generate photo carriers of electrons and holes, and the photo carriers are pn. It is taken out to the outside by drifting by the internal electric field generated by the diffusion potential of the junction.

【0004】太陽電池の製造は、ほぼ、半導体素子の製
造と同様なプロセスが用いられる。具体的には、CZ法
などの結晶成長法によりp型、あるいはn型に価電子制
御したシリコンの単結晶を作製し、該単結晶をスライス
して約300μmの厚みのシリコンウエハーを作る。さ
らに前記ウエハーの導電型と反対の導電型となるように
価電子制御剤を拡散などの適当な手段により、異種の導
電型の層を形成することでpn接合を作るものである。
In manufacturing a solar cell, almost the same process as in manufacturing a semiconductor element is used. Specifically, a p-type or n-type valence electron controlled silicon single crystal is produced by a crystal growth method such as the CZ method, and the single crystal is sliced to produce a silicon wafer having a thickness of about 300 μm. Further, a pn junction is formed by forming layers of different conductivity types by an appropriate means such as diffusing a valence electron control agent so as to have a conductivity type opposite to that of the wafer.

【0005】しかし、このように太陽電池の製造方法は
半導体素子製造と同様なプロセスを用いるため、生産コ
ストは高く既存の発電方法に比べて割高になってしまう
という問題がある。このような事情から太陽電池の電力
用としての実用化を進めるに当たって、低コスト化が重
要な技術的課題であり、様々な検討がなされている。材
料的にも、より低コストの材料、より変換効率の高い材
料などの材料の探求が行なわれており、アモルファスシ
リコン、アモルフアスシリコンゲルマニウム、アモルフ
ァスシリコンカーバイドなどのテトラヘドラル系のアモ
ルファス半導体や、CdS,Cu2SなどのII−VI
族やGaAs,GaAlAsなどのIII−V族の化合
物半導体等が好ましい材料として挙げられる。とりわ
け、アモルファス半導体を用いた薄膜太陽電池は、単結
晶太陽電池に比較して大面積の膜が作製できることや、
膜厚が薄くて済むこと、任意の基板材料に堆積できるこ
となどの長所があり有望視されている。
However, since the solar cell manufacturing method uses the same process as the semiconductor element manufacturing, the production cost is high and the cost is higher than that of the existing power generation method. Under such circumstances, cost reduction is an important technical issue in the practical application of solar cells for electric power, and various studies have been made. In terms of materials, materials such as lower cost materials and materials with higher conversion efficiency are being sought, and tetrahedral amorphous semiconductors such as amorphous silicon, amorphous silicon germanium, and amorphous silicon carbide, CdS, II-VI such as Cu 2 S
Group III-V compound semiconductors such as GaAs and GaAlAs are preferred materials. In particular, thin-film solar cells that use amorphous semiconductors are capable of producing larger-area films than single-crystal solar cells,
It is expected to be promising because it has advantages such as thin film thickness and deposition on any substrate material.

【0006】アモルファスシリコン太陽電池の構造は例
えば、基板と反対側から光入射する場合は、基板上に下
部電極を設け、その上に薄膜のp層、i層、n層からな
る半導体接合を積層し、さらに、上部電極を設ける構造
となっている。さらに、集電の為グリッド電極やバスバ
ーが設けられる。また、アモルファスシリコンは結晶シ
リコンや多結晶シリコンに比較して膜質が劣るため変換
効率が低い事が問題であるが、この問題を解決するため
に半導体接合を2以上の直列に積層するいわゆるタンデ
ムセルも検討されている。
In the structure of an amorphous silicon solar cell, for example, when light is incident from the side opposite to the substrate, a lower electrode is provided on the substrate, and a semiconductor junction consisting of a thin p-layer, i-layer and n-layer is laminated thereon. In addition, an upper electrode is provided. Further, a grid electrode and a bus bar are provided for collecting electricity. Amorphous silicon is inferior in film quality to crystalline silicon or polycrystalline silicon and therefore has a problem of low conversion efficiency. To solve this problem, a so-called tandem cell in which two or more semiconductor junctions are stacked in series is used. Are also being considered.

【0007】ところで、前述した太陽電池を例えば一般
家庭の電力供給用として用いる場合には約3KWの出力
が必要となる。変換効率10%の太陽電池を用いた場合
では30m2と、大面積の太陽電池が必要となる。しか
しながら、太陽電池の製造工程上、大面積にわたって欠
陥のない太陽電池を作製することは困難であり、例えば
多結晶では粒界部分に低抵抗な部分が生じてしまった
り、アモルファスシリコンのような薄膜太陽電池におい
ては、半導体層の成膜時にダストの影響などによりピン
ホールや欠陥が生じ、シャントやショートの原因とな
り、これらのシャントやショートは変換効率を著しく低
下させることが知られている。
By the way, when the above-mentioned solar cell is used for supplying electric power to a general household, for example, an output of about 3 KW is required. If a solar cell with a conversion efficiency of 10% is used, a large area solar cell of 30 m 2 is required. However, it is difficult to produce a defect-free solar cell over a large area due to the manufacturing process of the solar cell. For example, in a polycrystal, a low resistance part is generated in the grain boundary part, or a thin film such as amorphous silicon. It is known that in a solar cell, pinholes and defects are generated due to the influence of dust during film formation of a semiconductor layer, which causes shunts and shorts, and these shunts and shorts significantly reduce conversion efficiency.

【0008】ピンホールや欠陥ができる原因とその影響
についてさらに詳しく述べると、例えばステンレス基板
上に堆積したアモルファスシリコン太陽電池の場合で
は、基板表面は完全に平滑な面とは言えず傷やへこみ、
あるいはスパイク状の突起が存在することや、基板上に
光を乱反射する目的で凹凸のあるバックリフレクターを
設けたりするため、p、n層のように数100Åの厚み
の薄膜の半導体層がこのような表面を完全にカバー出来
無いことや、あるいは別の原因として成膜時のごみなど
によりピンホールが生じることなどが挙げられる。太陽
電池の下部電極と上部電極との間の半導体がピンホール
により失われて、下部電極と上部電極とが直接接触した
り、基板のスパイク状欠陥が上部電極と接触したり、あ
るいは半導体層が完全に失われないまでも低抵抗なシャ
ントまたはショートとなると、光によって発生した電流
が上部電極を平行に流れてシャントまたはショート部の
低抵抗部分に流れ込むこととなり発生した電流を損失し
てしまう。このような電流損失があると太陽電池の開放
電圧が下がることになる。とりわけ、光強度が低い場合
は、光によって発生する電流とシャントによるリーク電
流との大きさがあまり変わらないため、開放電圧の低下
は顕著になる。アモルファスシリコン太陽電池において
は一般的に半導体自体のシート抵抗は高いため半導体全
面にわたり透明な上部電極を必要とし、通常、Sn
2、ITOのような導電性の反射防止膜を設ける。こ
のため微少な欠陥に於いても上部電極を通して欠陥に流
れ込む電流はかなり大きなものとなる。さらに、欠陥部
分がグリッド電極やバスバーの下にあるときは欠陥によ
り損失する電流はより一層大きなものとなってしまう。
The cause of pinholes and defects and their effects will be described in more detail. For example, in the case of an amorphous silicon solar cell deposited on a stainless steel substrate, the substrate surface is not a completely smooth surface, and scratches or dents,
Alternatively, because of the presence of spike-shaped protrusions and the provision of a back reflector with unevenness for the purpose of irregularly reflecting light on the substrate, a thin semiconductor layer with a thickness of several hundred Å such as p and n layers is It is not possible to completely cover such a surface, or another cause is that pinholes are generated due to dust during film formation. The semiconductor between the lower electrode and the upper electrode of the solar cell is lost due to the pinhole, and the lower electrode and the upper electrode come into direct contact with each other, the spike-like defect of the substrate comes into contact with the upper electrode, or the semiconductor layer is removed. If the shunt or short circuit has a low resistance, if not completely lost, the current generated by light flows in parallel through the upper electrode and flows into the low resistance part of the shunt or short circuit, and the generated current is lost. If there is such a current loss, the open circuit voltage of the solar cell will drop. In particular, when the light intensity is low, the magnitude of the current generated by light and the leak current due to the shunt do not change so much, so that the drop in open circuit voltage becomes remarkable. Amorphous silicon solar cells generally require a transparent upper electrode over the entire surface of the semiconductor because the semiconductor itself has a high sheet resistance.
A conductive antireflection film such as O 2 or ITO is provided. Therefore, even with a minute defect, the current flowing into the defect through the upper electrode becomes considerably large. Furthermore, when the defective portion is located under the grid electrode or the bus bar, the current lost due to the defective portion becomes larger.

【0009】一方、ピンホール状の欠陥による欠陥部分
では、半導体層で発生した電荷が該欠陥部分にリークす
るばかりではなく、水分との相互作用によりイオン性の
物質が生成するので、太陽電池の使用時に、使用時間の
経過と共に次第に欠陥部分の電気抵抗が低下し、変換効
率などの特性が劣化する現象が見られる。
On the other hand, at the defective portion due to the pinhole-like defect, not only the electric charge generated in the semiconductor layer leaks to the defective portion, but also an ionic substance is generated due to the interaction with moisture. At the time of use, there is a phenomenon that the electric resistance of the defective portion gradually decreases with the lapse of use time, and characteristics such as conversion efficiency deteriorate.

【0010】以上のようにショートが生じている場合に
はその場所の上部電極を除去するかまたは絶縁化するこ
とにより電流損失を小さくすることができる。シャント
またはショート部の上部電極を選択的に除去する方法と
して、例えば、米国特許4,729,970号公報に開
示されるいわゆるパッシベーション法がある。この方法
は、AlCl3,ZnCl2,SnCl4,SnCl2,T
iCl4等のルイス酸の溶液中に太陽電池と対向電極と
を浸漬し、電圧を印加して上部電極である透明導電性酸
化物電極の化学量論比を変えることによって高抵抗にす
る方法である。しかしながら、以上のように上部電極を
高抵抗化した場合でもグリッドを設けたときにシャント
部にグリッド電極が形成されると再びショートが生じて
しまうという問題がある。この対策としては、欠陥部分
のみを選択的に絶縁性材料、又は実質的にシャントまた
はショートを防ぐために充分な高抵抗を有する材料で覆
うことにより、透明電極やグリッド電極あるいはバスバ
ーとの接触抵抗を高める方法が挙げられ、変換効率減少
を防ぐ有効な手段として注目されている。太陽電池の欠
陥部分のみを選択的に絶縁する具体的方法としては、例
えば米国特許第4,197,141号公報に開示される
ように、多結晶太陽電池を電解質溶液中に浸漬し、電界
を印加して、多結晶の結晶粒界や格子不整合に基づく欠
陥部を酸化したり、あるいは、欠陥部に絶縁物を堆積し
たりあるいは欠陥部をエッチングする方法がある。しか
しながら、該発明によれば絶縁物を選択的に堆積すると
いう概念はあるが、アルミニウム、クロム、銅などの金
属の酸化物を堆積するという内容であり、有機高分子材
料の堆積については述べられていない。また、開示され
た実施例は、ガリウム砒素太陽電池の欠陥部を陽極酸化
するという例であり、シリコン太陽電池などについて同
様の技術が利用できるかどうかは開示されていない。
When a short circuit occurs as described above, the current loss can be reduced by removing or insulating the upper electrode at that location. As a method of selectively removing the upper electrode of the shunt or the short portion, there is a so-called passivation method disclosed in US Pat. No. 4,729,970, for example. This method uses AlCl 3 , ZnCl 2 , SnCl 4 , SnCl 2 , T
A solar cell and a counter electrode are dipped in a solution of a Lewis acid such as iCl 4, and a voltage is applied to change the stoichiometric ratio of the transparent conductive oxide electrode as the upper electrode, thereby increasing the resistance. is there. However, even if the upper electrode has a high resistance as described above, there is a problem that short circuit occurs again when the grid electrode is formed in the shunt portion when the grid is provided. As a measure against this, by selectively covering only the defective portion with an insulating material or a material having a high resistance sufficient to substantially prevent a shunt or a short circuit, the contact resistance with the transparent electrode, the grid electrode, or the bus bar is reduced. There is a method of increasing the conversion efficiency, and it is attracting attention as an effective means for preventing a decrease in conversion efficiency. As a specific method for selectively insulating only a defective portion of a solar cell, as disclosed in, for example, US Pat. No. 4,197,141, a polycrystalline solar cell is immersed in an electrolyte solution and an electric field is applied. There is a method of applying a voltage to oxidize a defective portion due to a polycrystal grain boundary or a lattice mismatch, or to deposit an insulator on the defective portion, or to etch the defective portion. However, according to the invention, although there is a concept of selectively depositing an insulator, it is the content of depositing an oxide of a metal such as aluminum, chromium, or copper, and the deposition of an organic polymer material is described. Not not. Further, the disclosed embodiment is an example of anodizing a defective portion of a gallium arsenide solar cell, and it is not disclosed whether a similar technique can be used for a silicon solar cell or the like.

【0011】これに対し、米国特許第4,451,97
0号公報に開示されるように、太陽電池の欠陥部を検出
器によって検知し、その後、検出された欠陥部に絶縁材
料をアプリケータで塗布する方法がある。しかしなが
ら、この方法は、欠陥部の検出器とアプリケータとはと
もにかなり大きな装置となってしまい、実際の欠陥の大
きさよりも大きい範囲でしか検出できず、また絶縁化も
不要な部分まで行われ、かつ、高く盛り上がってしまう
ためグリッド電極が印刷できないという問題が生じる。
更に、基板もしくはアプリケーターを掃引する必要があ
るため、処理速度が遅いという問題がある。
In contrast, US Pat. No. 4,451,97
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 0, there is a method of detecting a defective portion of a solar cell with a detector and then applying an insulating material to the detected defective portion with an applicator. However, in this method, both the defect detector and the applicator are considerably large devices, and the detection is possible only in a range larger than the actual size of the defect. In addition, there is a problem in that the grid electrode cannot be printed because it rises high.
Further, since it is necessary to sweep the substrate or the applicator, there is a problem that the processing speed is slow.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】かかる状況に鑑み、本
発明は、量産性が良く、安定した管理が可能な太陽電池
の欠陥封止方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a defect sealing method for a solar cell which has good mass productivity and can be stably managed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池の欠陥
封止方法は、太陽電池の欠陥部分に選択的に電着樹脂を
堆積し、欠陥部分を絶縁化する太陽電池の欠陥封止方法
であって、前記電着樹脂を電流の増加速度が10mA/
cm2/秒以下となるように電圧を掃引して電着堆積す
ることを特徴とする。
A method for sealing defects in a solar cell according to the present invention is a method for sealing defects in a solar cell in which an electrodeposition resin is selectively deposited on a defective portion of the solar cell to insulate the defective portion. And the rate of increase in current is 10 mA /
It is characterized in that the voltage is swept so as to be not more than cm 2 / sec and electrodeposition deposition is performed.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、太陽電池に存在する欠陥により形成
される低抵抗部分を選択的に絶縁する方法に於いて、再
現性良く且つ生産工程での管理が容易な欠陥封止方法に
ついて本発明者らの実験により得た知見をさらに詳細に
検討を加えて完成したものであり、その骨子は、太陽電
池を電着塗料中に浸漬し、電圧を印加する際に電着樹脂
が欠陥部分のみに均一に堆積するように、流れる電流の
増加速度を制御することである。電流の制御方法として
は、例えば電圧を低電圧から高電圧に掃引する事で可能
となり、電流の増加速度は10mA/cm2/秒以下と
する。電流の増加速度を10mA/cm2/秒以下で電
着することにより、欠陥部への電着が完全に行われ、か
つ欠陥部への電着の選択性が大きく向上する。その結
果、低抵抗部分の電気抵抗が十分に高くなり、半導体層
で発生した電荷が欠陥部分にリークすることを防止し、
光電変換素子の変換効率などの太陽電池特性を大幅に向
上させることができる。
The present invention relates to a method of selectively insulating a low resistance portion formed by a defect existing in a solar cell, which has good reproducibility and is easy to manage in a production process. The findings of the experiments conducted by the authors were completed by further detailed examination.The essence is that the electrodeposition resin is only defective when the voltage is applied by immersing the solar cell in the electrodeposition paint. The rate of increase of the flowing current is controlled so that the uniform deposition can be achieved. The current can be controlled by, for example, sweeping the voltage from a low voltage to a high voltage, and the current increasing rate is 10 mA / cm 2 / sec or less. By electrodeposition at a current increasing rate of 10 mA / cm 2 / sec or less, the electrodeposition on the defective portion is completed and the selectivity of electrodeposition on the defective portion is greatly improved. As a result, the electric resistance of the low resistance portion is sufficiently high, and the charge generated in the semiconductor layer is prevented from leaking to the defective portion,
The solar cell characteristics such as the conversion efficiency of the photoelectric conversion element can be significantly improved.

【0015】また、本発明の方法で作製した太陽電池
は、欠陥部分を電着塗料で絶縁するため、欠陥部分への
水分の浸透や吸着が強く抑制され、実使用に際して起こ
る使用時間の経過と共に太陽電池特性が劣化する現象も
大幅に改善される。更に、上部電極の上にグリッド電極
を設ける構成の太陽電池の場合には、欠陥部分が電気絶
縁性樹脂で覆われているので、欠陥部分とグリッド電極
とが直接電気的に接続されることによるシャントも防止
することができる。
Further, in the solar cell manufactured by the method of the present invention, since the defective portion is insulated with the electrodeposition coating, the permeation and adsorption of water to the defective portion are strongly suppressed, and the use time that occurs during actual use may increase with time. The phenomenon of deterioration of solar cell characteristics is also greatly improved. Furthermore, in the case of a solar cell having a configuration in which a grid electrode is provided on the upper electrode, the defective portion is covered with an electrically insulating resin, so that the defective portion and the grid electrode are directly electrically connected. Shunts can also be prevented.

【0016】以下に、本発明の太陽電池の欠陥封止方法
について説明する。
The defect sealing method for the solar cell of the present invention will be described below.

【0017】本発明の太陽電池の欠陥封止方法を用いた
太陽電池の構成例を図1〜図5に模式的に示す。
1 to 5 schematically show an example of the structure of a solar cell using the defect sealing method for a solar cell of the present invention.

【0018】図1は基板と反対側から光入射するアモル
ファスシリコン太陽電池、図2は図1の太陽電池をトリ
プル構造とした太陽電池、図3はガラス基板上に堆積し
たアモルファスシリコン等の薄膜の太陽電池でガラス基
板側から光入射される。図4は結晶系太陽電池、図5は
薄膜多結晶の太陽電池、図6は図1、図2及び図5の構
成の太陽電池を光入射側から見た図である。図に於いて
100は太陽電池本体、101は基板、102は下部電
極、103はn層、104はi層、105はp層、10
6は上部電極、107はグリッド電極、108はバスバ
ー、109は欠陥部分、110は電着樹脂を示す。
FIG. 1 is an amorphous silicon solar cell in which light is incident from the side opposite to the substrate, FIG. 2 is a solar cell having a triple structure of the solar cell of FIG. 1, and FIG. 3 is a thin film of amorphous silicon or the like deposited on a glass substrate. Light is incident on the glass substrate from the solar cell. 4 is a crystalline solar cell, FIG. 5 is a thin-film polycrystalline solar cell, and FIG. 6 is a view of the solar cell having the configuration of FIGS. 1, 2 and 5 as seen from the light incident side. In the figure, 100 is a solar cell body, 101 is a substrate, 102 is a lower electrode, 103 is an n layer, 104 is an i layer, 105 is a p layer, 10
6 is an upper electrode, 107 is a grid electrode, 108 is a bus bar, 109 is a defective portion, and 110 is an electrodeposition resin.

【0019】基板101はアモルファスシリコンのよう
な薄膜の太陽電池の場合の半導体層103,104,1
05を機械的に支持する部材であり、また場合によって
は電極として用いられる。
The substrate 101 is a semiconductor layer 103, 104, 1 in the case of a thin film solar cell such as amorphous silicon.
05 is a member that mechanically supports and is also used as an electrode in some cases.

【0020】下部電極102は、半導体層103,10
4,105で発生した電力を取り出すための一方の電極
であり、半導体層103に対してはオーミックコンタク
トとなるような仕事関数を持つことが要求される。具体
的な材料としては、金属単体又は合金、及び透明導電性
酸化物(TCO)等が用いられる。下部電極102の表
面は平滑であることが好ましいが、光の乱反射を起こさ
せる場合にはテクスチャー化しても良い。また、基板1
01が導電性であるときは下部電極102は特に設ける
必要はない。下部電極102の作製方法はメッキ、蒸
着、スパッタ等の公知の方法が好適に用いられる。
The lower electrode 102 is composed of the semiconductor layers 103 and 10
It is one electrode for taking out the electric power generated at 4, 105, and is required to have a work function that makes an ohmic contact with the semiconductor layer 103. As a specific material, a simple metal or an alloy, a transparent conductive oxide (TCO), or the like is used. Although the surface of the lower electrode 102 is preferably smooth, it may be textured if it causes irregular reflection of light. Also, the substrate 1
When 01 is conductive, the lower electrode 102 need not be provided. As a method for manufacturing the lower electrode 102, a known method such as plating, vapor deposition, and sputtering is preferably used.

【0021】本発明に用いられる太陽電池の半導体層と
しては、pin接合非晶質シリコン、pn接合多結晶シ
リコン、CuInSe2/CdSなどの化合物半導体が
挙げられる。半導体層103,104,105及び下部
電極102、上部電極106、グリッド電極107、バ
スバー108等の形成方法は大略公知の方法により作製
される。
Examples of the semiconductor layer of the solar cell used in the present invention include compound semiconductors such as pin-junction amorphous silicon, pn-junction polycrystalline silicon, and CuInSe 2 / CdS. The semiconductor layers 103, 104, 105 and the lower electrode 102, the upper electrode 106, the grid electrode 107, the bus bar 108 and the like are formed by a generally known method.

【0022】アモルファスシリコン半導体層の成膜方法
としては、蒸着法、スパッタ法、RFプラズマCVD
法、マイクロ波プラズマCVD法、ECR法、熱CVD
法、LPCVD法等公知の方法を所望に応じて用いる。
工業的に採用されている方法としては、原料ガスをプラ
ズマで分解し、基板状に堆積させるRFプラズマCVD
法が好んで用いられる。さらに、RFプラズマCVDに
比べ、原料ガスの分解効率が高く、堆積速度が速いマイ
クロ波プラズマCVD法も用いることができる。多結晶
シリコンの場合は、溶融シリコンのシート化により、C
uInSe2/CdSの場合、電子ビーム蒸着、スパッ
タリング、電解液の電気分解による析出などの方法で形
成される。
The amorphous silicon semiconductor layer may be formed by vapor deposition, sputtering, RF plasma CVD.
Method, microwave plasma CVD method, ECR method, thermal CVD
A known method such as a method or an LPCVD method is used as desired.
As an industrially adopted method, RF plasma CVD in which a source gas is decomposed by plasma and deposited on a substrate
The method is preferred. Further, a microwave plasma CVD method which has a higher decomposition efficiency of the source gas and a higher deposition rate than the RF plasma CVD can also be used. In the case of polycrystalline silicon, C is formed by forming a sheet of molten silicon.
In the case of uInSe 2 / CdS, it is formed by a method such as electron beam evaporation, sputtering, or deposition by electrolytic decomposition of an electrolytic solution.

【0023】以上の成膜装置としては、バッチ式の装置
や連続成膜装置などが所望に応じて使用できる。
As the film forming apparatus described above, a batch type apparatus or a continuous film forming apparatus can be used as desired.

【0024】上部電極106は、半導体層103,10
4,105で発生した起電力を取り出すための電極であ
り、下部電極102と対をなすものである。上部電極1
06はアモルファスシリコンのようにシート抵抗が高い
半導体の場合に必要であり、結晶系の太陽電池ではシー
ト抵抗が低いため特に必要としない。また、上部電極1
06は、光入射側に位置するため、透明であることが必
要で、透明電極とも呼ばれる。上部電極の作製方法とし
ては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッ
タリング法、スプレー法等を用いることができ所望に応
じて適宜選択される。
The upper electrode 106 is composed of the semiconductor layers 103 and 10
The electrodes are for taking out the electromotive force generated at 4, 105 and form a pair with the lower electrode 102. Upper electrode 1
06 is required in the case of a semiconductor having a high sheet resistance such as amorphous silicon, and is not particularly necessary in a crystalline solar cell since the sheet resistance is low. Also, the upper electrode 1
Since 06 is located on the light incident side, it needs to be transparent and is also called a transparent electrode. As a method for manufacturing the upper electrode, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam heating vapor deposition method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and is appropriately selected as desired.

【0025】グリッド電極107は半導体層103,1
04,105で発生した起電力を取り出すための電極で
あり集電電極と呼ばれる。グリッド電極107は半導体
層105あるいは上部電極106のシート抵抗の大きさ
から好適な配置が決定されるがほぼ串状に形成され、光
の入射をできるだけ妨げないように設計される。
The grid electrode 107 is composed of the semiconductor layers 103, 1
This is an electrode for taking out the electromotive force generated at 04 and 105 and is called a collecting electrode. The grid electrode 107 is formed in a substantially skewed shape, although a suitable arrangement is determined depending on the size of the sheet resistance of the semiconductor layer 105 or the upper electrode 106, and is designed so as not to obstruct the incidence of light as much as possible.

【0026】グリッド電極は比抵抗が低く太陽電池の直
列抵抗とならないことが要求され、好ましい比抵抗とし
ては10-2Ωcm〜10-5Ωcmである。グリッド電極
の材料としては、Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、
Ni、Cu、Sn等の金属材料、及びAg、Pt、C
u、C等の金属またはこれらの合金の粉末にポリマーの
バインダー、バインダーの溶剤を適度な比率で混合し、
ペースト状としたいわゆる導電性ペーストが用いられ
る。
The grid electrode is required to have a low specific resistance so as not to be a series resistance of the solar cell, and a preferable specific resistance is 10 -2 Ωcm to 10 -5 Ωcm. As the material of the grid electrode, Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag,
Metal materials such as Ni, Cu, Sn, and Ag, Pt, C
Powder of metal such as u or C or alloy thereof is mixed with polymer binder and binder solvent at an appropriate ratio,
A so-called conductive paste in paste form is used.

【0027】グリッド電極107の形成方法としては、
マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、C
VDの蒸着方法、あるいは全面に金属層を蒸着した後に
エッチングしてパターニングする方法、光CVDにより
直接グリッド電極パターンを形成する方法、グリッド電
極パターンのネガパターンのマスクを形成した後にメッ
キにより形成する方法、導電性ペーストをスクリーン印
刷して形成する方法などがある。前記スクリーン印刷法
はポリエステルやステンレスで出来たメッシュに所望の
パターニングを施したスクリーンを用いて導電性ペ−ス
トを印刷インキとして用いるものであり電極幅として
は、最小で50μm位とする事ができる。印刷機は市販
のスクリーン印刷機が好適に用いられる。スクリーン印
刷した導電性ペーストはバインダーを架橋させるためと
溶剤を揮発させるために乾燥炉で加熱する。
As a method of forming the grid electrode 107,
Sputtering using mask pattern, resistance heating, C
VD deposition method, or method of depositing a metal layer on the entire surface and then patterning by etching, method of directly forming a grid electrode pattern by photo CVD, method of forming a negative pattern mask of the grid electrode pattern and then forming by plating There is a method of forming a conductive paste by screen printing. In the screen printing method, a conductive paste is used as a printing ink by using a screen in which a mesh made of polyester or stainless steel is subjected to desired patterning, and the electrode width can be set to about 50 μm at the minimum. . A commercially available screen printing machine is preferably used as the printing machine. The screen-printed conductive paste is heated in a drying oven to crosslink the binder and volatilize the solvent.

【0028】バスバー108は、グリッド電極107を
流れる電流を更に一端に集めるための電極である。電極
材料としてはAg、Pt、Cu、等の金属やCまたはこ
れらの合金からなるものを用いることができ、形態とし
てはワイヤー状、箔状のものを張り付けたりグリッド電
極107と同様に導電性ペーストを用いても良い。箔状
のものとしては例えば銅箔や、或いは銅箔にスズメッキ
したもので、場合によっては接着剤付きのものが用いら
れる。バスバー108の形成方法としては、金属ワイヤ
ーを導電性接着剤で固定したり、銅箔を張り付けたりあ
るいは、グリッド電極107と同様に形成しても良い。
The bus bar 108 is an electrode for further collecting the current flowing through the grid electrode 107 at one end. As the electrode material, a metal such as Ag, Pt, Cu or the like, or a material made of C or an alloy thereof can be used, and as a form, a wire-shaped or foil-shaped material is stuck or a conductive paste similar to the grid electrode 107. May be used. As the foil-shaped material, for example, a copper foil, or a copper foil plated with tin, and an adhesive-attached material may be used in some cases. As a method of forming the bus bar 108, a metal wire may be fixed with a conductive adhesive, a copper foil may be attached, or the bus bar 108 may be formed similarly to the grid electrode 107.

【0029】電着樹脂110は半導体層のピンホール、
多結晶半導体の粒界、基板101及び下部電極102な
どのスパイク状欠陥その他の原因によって発生したショ
ートあるいはシャント等による欠陥部分109を絶縁す
るために用いられ、さらには、耐湿性を向上させる機能
を合わせ持っている。太陽電池のシャント抵抗は理想的
には無限大であるが、1KΩcm2以上が好ましく、1
KΩcm2以上のシャント抵抗であれば太陽電池の変換
効率には影響がない。
The electrodeposition resin 110 is a pinhole in the semiconductor layer,
It is used to insulate a defective portion 109 due to a short-circuit or a shunt or the like caused by grain boundaries of the polycrystalline semiconductor, spike-like defects such as the substrate 101 and the lower electrode 102, and other causes. I have a match. The shunt resistance of the solar cell is ideally infinite, but 1 KΩcm 2 or more is preferable, and 1
If the shunt resistance is KΩcm 2 or more, the conversion efficiency of the solar cell is not affected.

【0030】電着樹脂は欠陥部分に直接堆積しているこ
とが必要であり、半導体層105の上に堆積させるが、
電着の工程としては半導体層105の形成直後に電着を
行う必要はなく、上部電極106を形成後に電着を行っ
ても良い。
It is necessary that the electrodeposition resin is directly deposited on the defective portion and is deposited on the semiconductor layer 105.
In the electrodeposition process, it is not necessary to perform electrodeposition immediately after forming the semiconductor layer 105, and electrodeposition may be performed after forming the upper electrode 106.

【0031】堆積した電着膜については、太陽電池の製
造方法によっては、電着後に溶剤を用いたり熱処理を行
うような工程がある場合はこれらの処理によって影響さ
れないことが要求される。また、太陽電池の欠陥部分
は、それ自体発電に寄与しない部分であるが、選択的に
電着膜の堆積が行われた場合に於いても、欠陥部分の実
質的な面積に比較して広い面積に堆積すると考えられる
ため、正常な部分の光入射を妨げないように電着塗料は
光透過性の材料であることが望ましい。また、太陽電池
として屋外で使用する場合を考え、耐候性が良く、熱、
湿度及び光に対する安定性が要求される。また、太陽電
池の使用時に於いて、場合によっては、太陽電池が曲げ
られたり衝撃が与えられるため、機械的な強度及び剥離
強度を合わせ持つ必要がある。また、電着した塗膜の膜
厚としては、電気的絶縁性と、耐湿性が保たれ、かつ、
光透過性を損なわれないことが好ましいことから樹脂の
種類により適宜選択されるが代表的には0.5μmから
50μm位が適当である。
The deposited electrodeposited film is required to be unaffected by these treatments if there is a step of using a solvent or heat treatment after electrodeposition, depending on the method of manufacturing the solar cell. Further, the defective portion of the solar cell itself is a portion that does not contribute to power generation, but even when the electrodeposition film is selectively deposited, it is larger than the substantial area of the defective portion. Since it is considered that the electrodeposition paint is deposited on the area, it is desirable that the electrodeposition paint is a light transmissive material so as not to prevent light from entering the normal part. Considering the case of using it outdoors as a solar cell, it has good weather resistance, heat,
Stability to humidity and light is required. In addition, when the solar cell is used, the solar cell may be bent or impacted depending on the case, so it is necessary to have both mechanical strength and peel strength. The thickness of the electrodeposited coating film is such that electrical insulation and moisture resistance are maintained, and
Since it is preferable that the light transmittance is not impaired, it is appropriately selected depending on the type of resin, but typically 0.5 μm to 50 μm is suitable.

【0032】次に、欠陥部の電着方法について述べる。Next, the electrodeposition method of the defective portion will be described.

【0033】欠陥部分に選択的に電着樹脂を堆積する工
程は、例えば図7に示した電着装置を用い、欠陥部分を
有する太陽電池204、205と対向電極203とを電
着塗料中に浸漬し、太陽電池と対向電極203との間に
電圧を印加して欠陥部分に電着樹脂を堆積することによ
り行われる。太陽電池に電圧を印加する場合には導電性
基板204あるいは下部電極に印加すれば良い。
In the step of selectively depositing the electrodeposition resin on the defective portion, for example, the electrodeposition apparatus shown in FIG. 7 is used, and the solar cells 204 and 205 having the defective portion and the counter electrode 203 are placed in the electrodeposition coating material. It is performed by immersing and applying a voltage between the solar cell and the counter electrode 203 to deposit an electrodeposition resin on the defective portion. When a voltage is applied to the solar cell, it may be applied to the conductive substrate 204 or the lower electrode.

【0034】対向電極の材質としては、電着塗料中で腐
食されないことが要求され、耐食性のある白金、炭素、
ニッケル、ステンレスなどが好適に用いられる。また、
対向電極の面積は、太陽電池の面積に対して一定の比率
とする事が電着を均一にするために必要であり、いわゆ
る極比としては、太陽電池面積と対向電極面積との比は
1/2から2/1の範囲であることが好ましい。また、
太陽電池と対向電極との極間距離は電着の均一性を保つ
ために重要な因子であるが、電着塗料の電導度や印加す
る電圧などの諸条件により好適な範囲があり一般的には
10mmから100mmが望ましい。電着膜が太陽電池
の欠陥部分のみに選択的に堆積するために、基板などの
導電性部分を電着塗料中にさらすことは好ましくなくこ
のため、太陽電池の光入射側の裏面となる導電性基板2
04表面を、プラスチックフィルムやゴム磁石などの絶
縁性被覆材で覆うことが望ましい。また、太陽電池に光
照射されると欠陥部分以外の正常部分では光起電力によ
り低抵抗化するため欠陥部分の抵抗値と正常部分の抵抗
値の相対比が小さくなり選択性が低くなってしまう。従
って、必要に応じて暗中で電着する事で所望の選択性が
達成できるようになる。
As the material of the counter electrode, it is required that it is not corroded in the electrodeposition coating, and platinum, carbon, which has corrosion resistance,
Nickel, stainless steel, etc. are preferably used. Also,
The area of the counter electrode is required to be a constant ratio with respect to the area of the solar cell in order to make the electrodeposition uniform. As a so-called polar ratio, the ratio of the solar cell area to the counter electrode area is 1 It is preferably in the range of / 2 to 2/1. Also,
The inter-electrode distance between the solar cell and the counter electrode is an important factor for maintaining the uniformity of electrodeposition, but there are generally suitable ranges depending on various conditions such as the electrical conductivity of the electrodeposition paint and the applied voltage. Is preferably 10 mm to 100 mm. Since the electrodeposited film is selectively deposited only on the defective portion of the solar cell, it is not preferable to expose the conductive portion such as the substrate in the electrodeposition coating. Substrate 2
04 It is desirable to cover the surface with an insulating coating material such as a plastic film or a rubber magnet. Further, when the solar cell is irradiated with light, the normal portion other than the defective portion has a low resistance due to the photovoltaic power, so that the relative ratio of the resistance value of the defective portion and the resistance value of the normal portion becomes small and the selectivity becomes low. . Therefore, if desired, the desired selectivity can be achieved by electrodeposition in the dark.

【0035】電着は、一般に定電圧法または定電流法が
用いられるが、本発明においては電着工程中の電流増加
速度を10mA/cm2/秒以下とする。太陽電池に印
加する電圧は、ネルンストの式で定義される電極電位か
ら計算される水素発生電位以上の電圧、具体的には、水
の理論分解電圧に過電圧を加えた値である2ボルト以上
の電圧が必要となる。さらに、電着塗料の電導度や太陽
電池に印加する電圧の極性が逆バイアスである場合と順
バイアスである場合とでは好ましい印加電圧の範囲は異
なるためそれぞれの太陽電池の構成、面積及び、電着塗
料の電導度などの物性、印加電圧の極性など種々の点か
ら好適な電圧範囲が決定されるが、およそ2Vから20
0Vの範囲である。また、印加した電圧の一部は太陽電
池にも印加されることになるため、前記太陽電池に対し
て逆バイアスとなるような極性の場合には、前記太陽電
池がブレークダウンしない範囲の電圧でなければならな
い。一方、前記太陽電池に対して順バイアスとなるよう
な極性の場合には太陽電池の順方向電流が流れるため選
択性が劣ることになり、この点を考慮して選択性を損な
わない電圧としなければならない。
For the electrodeposition, a constant voltage method or a constant current method is generally used. In the present invention, the rate of current increase during the electrodeposition step is 10 mA / cm 2 / sec or less. The voltage applied to the solar cell is a voltage equal to or higher than the hydrogen generation potential calculated from the electrode potential defined by the Nernst equation, specifically, a voltage equal to or higher than the theoretical decomposition voltage of water plus an overvoltage of 2 volts or more. A voltage is needed. Furthermore, since the preferred applied voltage range is different when the conductivity of the electrodeposition paint and the polarity of the voltage applied to the solar cell are reverse bias and forward bias, the configuration, area, and electric power of each solar cell are different. The suitable voltage range is determined from various points such as the physical properties such as the conductivity of the coating material and the polarity of the applied voltage.
It is in the range of 0V. Further, since a part of the applied voltage is also applied to the solar cell, in the case of a polarity such that the solar cell is reverse biased, a voltage within a range in which the solar cell does not break down is applied. There must be. On the other hand, when the polarity is such that it becomes a forward bias with respect to the solar cell, the forward current of the solar cell flows, resulting in poor selectivity, and in consideration of this point, the voltage must not impair the selectivity. I have to.

【0036】電着の電流密度は、太陽電池のシャントの
程度にもよるが綴密な電着膜を形成するために、0.1
から10A/dm2が好ましい範囲である。
The current density of electrodeposition depends on the degree of shunting of the solar cell, but is 0.1 in order to form a dense electrodeposition film.
To 10 A / dm 2 is a preferable range.

【0037】ところで、定電圧法の場合、電着の初期は
欠陥部分が低抵抗であるため電着の速度が速く大きな電
流が流れるが、その後は堆積した電着膜が高抵抗である
為電流は著しく減少する。このような電流の大きな変動
は生産においては条件の安定性にかけ、採用しがたいも
のである。一方、この問題を解決するため定電流法を用
いた場合には、電流は常に一定であるため、電着膜の堆
積速度は一定でありこの点では電着膜は緻密なものが形
成される。しかしながら電圧は徐々に上昇するため、例
えば太陽電池に逆バイアスが印加されるような極性の場
合は電圧をブレークダウンの電圧以下になるように制御
する必要がある。この点も生産上は問題となる。本発明
の太陽電池の欠陥封止方法においては、電着中に流れる
電流や電圧の急激な上昇や下降がないため、上述のよう
な問題が生じない。具体的には、電圧を徐々に上げて行
き一定の電圧で保持する方法が用いられる。
By the way, in the case of the constant voltage method, at the initial stage of electrodeposition, the defect portion has a low resistance, so that the speed of electrodeposition is high and a large current flows, but thereafter, the deposited electrodeposition film has a high resistance, so that the current Is significantly reduced. Such a large fluctuation of the current is difficult to adopt because it affects the stability of the conditions in production. On the other hand, when the constant current method is used to solve this problem, the current is always constant, so the deposition rate of the electrodeposition film is constant, and in this respect, a dense electrodeposition film is formed. . However, since the voltage rises gradually, it is necessary to control the voltage to be equal to or lower than the breakdown voltage when the polarity is such that a reverse bias is applied to the solar cell. This is also a problem in production. The defect sealing method for a solar cell according to the present invention does not cause the above-mentioned problems because the current and voltage flowing during electrodeposition do not rise or fall sharply. Specifically, a method of gradually increasing the voltage and holding it at a constant voltage is used.

【0038】電着の終点の決定方法としては、時間によ
る方法、クーロン量による方法等が可能である。電着膜
は高抵抗であるため、一定の膜厚になるとその部分には
成膜がなされないため、太陽電池の構成によっては欠陥
部分の堆積がなされたときに電着が自動的に終了し、電
流が流れなくなることも可能である。しかしながら、前
記太陽電池に対して順方向バイアスを印加するような場
合は電着初期には選択性があっても時間の経過とともに
正常部分にも堆積が起こるため、前述したように、時間
やクーロン量による電着終点の管理が必要となる。
As a method for determining the end point of electrodeposition, a method based on time, a method based on Coulomb amount, etc. can be used. Since the electrodeposition film has a high resistance, when the film thickness reaches a certain value, no film is formed on that part.Therefore, depending on the configuration of the solar cell, electrodeposition will automatically end when a defective part is deposited. It is also possible that the current stops flowing. However, in the case where a forward bias is applied to the solar cell, even if there is selectivity at the initial stage of electrodeposition, deposition also occurs in a normal portion with the passage of time. It is necessary to manage the electrodeposition end point by the amount.

【0039】電着塗料202は、電着樹脂を所定の濃
度、溶媒に分散し、所定の電導度に調整したものが用い
られる。
The electrodeposition coating material 202 is prepared by dispersing an electrodeposition resin in a solvent at a predetermined concentration and adjusting it to a predetermined electric conductivity.

【0040】電着樹脂は、絶縁性、耐湿性を有するもの
であり、骨格樹脂は、アクリル樹脂、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、メラミ
ン樹脂、ブタジエン樹脂等の中から所望に応じて適宜選
択される。また、これらの樹脂を溶かし電気泳動を行わ
せるために溶液中で電離が起こるような官能基を導入す
ることが必要であり、該官能基としてはカルボキシル
基、アミノ基などがある。電着塗料は官能基の極性によ
りカチオン系とアニオン系とに分類できる。それぞれ、
太陽電池に印加する極性が異なるので、太陽電池の所望
の極性に応じて適宜選べば良い。さらに加熱により電着
樹脂を硬化させるためにはメラミン架橋、炭素−炭素二
重結合、ウレタン結合などを利用するためこれらの架橋
反応が起こるような官能基を骨格樹脂または側鎖に適宜
導入する。電着樹脂は、太陽電池の欠陥部分以外には成
膜されないことが必要であり、このためには電着後に不
要な塗料が洗浄され易いことが要求され、このためには
最低造膜温度(MFT)は50℃以上が望ましい。
The electrodeposition resin has insulation and moisture resistance, and the skeleton resin is acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, urethane resin, fluorine resin, melamine resin, butadiene resin, or the like, if desired. Is appropriately selected. Further, it is necessary to introduce a functional group capable of causing ionization in a solution in order to dissolve these resins and perform electrophoresis, and the functional group includes a carboxyl group, an amino group and the like. The electrodeposition paint can be classified into a cationic type and an anionic type depending on the polarity of the functional group. Each,
Since the polarities applied to the solar cells are different, they may be appropriately selected according to the desired polarities of the solar cells. Further, in order to cure the electrodeposition resin by heating, since a melamine crosslink, a carbon-carbon double bond, a urethane bond, etc. are used, a functional group capable of causing these crosslinking reactions is appropriately introduced into the skeleton resin or the side chain. The electrodeposition resin needs to be formed only on the defective portion of the solar cell, and for this purpose, unnecessary paint should be easily washed after electrodeposition. The MFT) is preferably 50 ° C or higher.

【0041】これらの電着樹脂は均一な成膜を行うため
に溶液中では沈澱せずに安定に懸濁する事が重要であ
る。このためには、樹脂は適当な大きさのコロイド粒子
となっていることが望ましい。コロイド粒子の粒径は、
10nmから100nm位の範囲であることが望まし
く、また、粒径は単分散であることが望ましい。前記コ
ロイド粒子を構成する骨格樹脂の好適な分子量としては
重量平均分子量が1000〜20000程度である。耐
光性、耐熱佳、耐湿性、欠陥部分の選択性などの向上の
ために電着樹脂に無機顔料、セラミックス、ガラスフリ
ット、微粒子ポリマーなどのフィラーを分散することも
可能であり所望に応じ適宜選択して用いる。太陽電池の
欠陥部分を選択的に、かつ、有効に絶縁するためには単
位電気量あたりの電着膜重量が大きい方が好ましい。こ
のためには電着塗料のクーロン効率は10mg/C以上
であることが好ましい。電着塗料の溶剤としては、透明
導電性酸化物、半導体層及び下部電極などの太陽電池構
成材料を容易には溶解しない濃度の酸またはアルカリを
含む溶液、又はそれらの金属塩を含む溶液を用いる。な
お、該金属塩としては、該塩を構成する金属が、その標
準電極電位が負で、水素過電圧の値が標準電極電位の絶
対値よりも小さい塩が用いられる。電着塗料は脱イオン
水により希釈して用いられるが、成膜性の良好な範囲と
しては、固形分が1%から25%位の範囲が良い。ま
た、電着液の電導度は樹脂が安定に懸濁し、電気泳動が
起こり易く、しかも所望の欠陥部分に堆積が起こり易い
ように、100μS/cmから2000μS/cmの範
囲であることが望ましい。
In order to form a uniform film, it is important that these electrodeposition resins do not precipitate in the solution and are stably suspended. For this purpose, it is desirable that the resin be colloidal particles having an appropriate size. The particle size of colloidal particles is
The range of 10 nm to 100 nm is desirable, and the particle size is preferably monodisperse. The weight average molecular weight of the skeleton resin constituting the colloidal particles is preferably about 1,000 to 20,000. It is also possible to disperse a filler such as an inorganic pigment, ceramics, glass frit or fine particle polymer in the electrodeposition resin in order to improve light resistance, heat resistance, moisture resistance, selectivity of defective portion, etc. To use. In order to selectively and effectively insulate the defective portion of the solar cell, it is preferable that the weight of the electrodeposition film per unit amount of electricity is large. For this purpose, the Coulomb efficiency of the electrodeposition coating is preferably 10 mg / C or more. As the solvent of the electrodeposition paint, a solution containing a transparent conductive oxide, a concentration of an acid or alkali that does not easily dissolve the solar cell constituent materials such as the semiconductor layer and the lower electrode, or a solution containing a metal salt thereof is used. . As the metal salt, a salt having a negative standard electrode potential and a hydrogen overvoltage smaller than the absolute value of the standard electrode potential is used as the metal constituting the salt. The electrodeposition coating composition is diluted with deionized water for use, and the range of good film-forming property is preferably in the range of 1% to 25% in solid content. Further, the conductivity of the electrodeposition liquid is preferably in the range of 100 μS / cm to 2000 μS / cm so that the resin is stably suspended, electrophoresis is likely to occur, and deposition is likely to occur at a desired defect portion.

【0042】本発明の太陽電池の欠陥封止方法の望まし
い態様は欠陥部に電着を行う方法のみならず、パッシベ
ーションにより低抵抗部分の上部電極を除去してから電
着する方法、潜在的欠陥を顕在化するためのフォーミン
グ工程を経た後、前記顕在化した欠陥部分の上部電極を
除去して電着する方法も含まれる。
The desirable mode of the defect sealing method of the solar cell of the present invention is not only the method of electrodepositing the defective portion, but also the method of removing the upper electrode of the low resistance portion by passivation and electrodepositing the latent defect. Also, a method of removing the upper electrode of the exposed defect portion and performing electrodeposition after a forming process for exposing the surface is included.

【0043】さらに、電着は上部電極形成後に行われて
も良く、また上部電極形成前に行われても良く、太陽電
池の構成により適宜選択される。後者の方法の場合、前
者の方法に比ベて、バッシペーションが不要であるため
作製工程数が少なくて済む。一方、真空プロセスで半導
体成膜をした後ウェットプロセスの電着を行いさらに真
空プロセスで上部電極を形成するために水分を充分乾燥
させる必要がある。
Further, the electrodeposition may be carried out after the formation of the upper electrode or before the formation of the upper electrode, which is appropriately selected depending on the structure of the solar cell. In the case of the latter method, the number of manufacturing steps can be reduced as compared with the former method, because the passivation is unnecessary. On the other hand, after forming a semiconductor film by a vacuum process, it is necessary to perform electrodeposition of a wet process and further to sufficiently dry water for forming an upper electrode by a vacuum process.

【0044】以上の説明に於いては太陽電池はカットシ
ート状であり、電着のプロセスは枚葉処理であったが、
必要に応じてロールツーロールで行うことも可能であ
る。ロールツーロール処理に適する装置を図8に示す。
図8に於いて310は基板、301は基板送り出しロー
ラー、302は基板巻き取りローラー、303は電解
槽、304は洗浄槽、305は乾燥炉、306は電源、
307はマスクフィルム送り出しロ−ラー、308はマ
スクフィルム巻き取りローラー、309はマスクフィル
ム、311は対向電極、312は導電性ローラーを示
す。
In the above description, the solar cell is in the form of a cut sheet, and the electrodeposition process is single-wafer processing.
Roll-to-roll can be used if necessary. An apparatus suitable for roll-to-roll processing is shown in FIG.
In FIG. 8, reference numeral 310 is a substrate, 301 is a substrate delivery roller, 302 is a substrate winding roller, 303 is an electrolytic bath, 304 is a cleaning bath, 305 is a drying oven, 306 is a power supply,
Reference numeral 307 is a mask film feeding roller, 308 is a mask film winding roller, 309 is a mask film, 311 is a counter electrode, and 312 is a conductive roller.

【0045】この図に於ける好ましい実施態様例として
は、太陽電池はステンレス基板状に堆積されたnip型
アモルファスシリコンであり、光入射側にITOの上部
電極が形成されている。太陽電池基板310は送り出し
ロール301から送り出され電解槽303に浸漬され、
洗浄槽304、乾燥炉305を通過した後巻き取りロー
ル302に巻き取られる。電解槽303に浸漬する前に
マスクフィルム送り出しローラー307から太陽電池裏
面マスク用のフィルム309が送り出されて太陽電池基
板310の裏面と張り合わせられる。電着が完了した後
は再び剥離され洗浄乾燥後、巻き取りローラー308に
巻き取られる。太陽電池基板310と接する導電性ロー
ラー312と電解槽303内に浸漬された対向電極31
1の間に電源306の電圧が印加される。
As a preferred embodiment in this figure, the solar cell is nip type amorphous silicon deposited on a stainless steel substrate, and an ITO upper electrode is formed on the light incident side. The solar cell substrate 310 is delivered from the delivery roll 301 and immersed in the electrolytic bath 303,
After passing through the cleaning tank 304 and the drying furnace 305, it is taken up by the take-up roll 302. Before being immersed in the electrolytic bath 303, a film 309 for a solar cell backside mask is sent out from the mask film sending-out roller 307 and bonded to the backside of the solar cell substrate 310. After the electrodeposition is completed, it is peeled off again, washed, dried, and then wound around the winding roller 308. The conductive roller 312 in contact with the solar cell substrate 310 and the counter electrode 31 immersed in the electrolytic cell 303.
During 1, the voltage of the power supply 306 is applied.

【0046】以上のように作製された太陽電池は、屋外
使用の際、耐候性をより一層良くし機械的強度を保つた
めに公知の方法でエンカプシュレーションをしてモジュ
ール化される。具体的にはエンカプシュレーション用材
料としては、接着層については、太陽電池との接着性、
耐候性、緩衝効果の点でEVA(エチレンビニールアセ
テート)が好適に用いられる。また、さらに耐湿性や耐
傷性を向上させるために、表面保護層としては弗素系の
樹脂が積層される。弗素系の樹脂としては、例えば4フ
ッ化エチレンの重合体TFE(デュポン製テフロンな
ど)、4フッ化エチレンとエチレンの共重合体ETFE
(デュポン製テフゼルなど)、ポリフッ化ビニル(デュ
ポン製テドラーなど)、ポリクロロフルオロエチレンC
TFE(ダイキン工業製ネオフロン)等が挙げられる。
またこれらの樹脂に紫外線吸収剤を加えることで耐候性
を向上させても良い。エンカプシュレーションの方法と
しては、例えば真空ラミネーターのような市販の装置を
用いて、太陽電池基板と前記樹脂フィルムとを真空中で
加熱圧着する方法が望ましい。
The solar cell produced as described above is modularized by encapsulation by a known method in order to further improve weather resistance and maintain mechanical strength when used outdoors. Specifically, as an encapsulation material, for the adhesive layer, adhesiveness with a solar cell,
EVA (ethylene vinyl acetate) is preferably used in terms of weather resistance and buffering effect. Further, in order to further improve the moisture resistance and the scratch resistance, a fluorine resin is laminated as the surface protective layer. Examples of the fluorine-based resin include tetrafluoroethylene polymer TFE (Teflon manufactured by DuPont, etc.), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer ETFE.
(DuPont Tefzel, etc.), polyvinyl fluoride (DuPont Tedlar, etc.), polychlorofluoroethylene C
TFE (Neotron manufactured by Daikin Industries) and the like can be mentioned.
The weather resistance may be improved by adding an ultraviolet absorber to these resins. As a method of encapsulation, it is desirable to use a commercially available device such as a vacuum laminator to heat and pressure bond the solar cell substrate and the resin film in vacuum.

【0047】[0047]

【実施例】以下、実施例をあげて、本発明の太陽電池の
欠陥封止方法を更に詳しく説明するが、本発明はこれら
の実施例により限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the method of sealing defects in a solar cell of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0048】(実施例1)図1に示す層構成の太陽電池
100を以下のようにして作製した。まず、十分に脱
脂、洗浄を行ったSUS430BA製基板(30cm×
30cm、厚み0.2mm)101を不図示のDCスパ
ッタ装置に入れCrを2000Å堆積し、下部電極10
2を形成した。基板101を取り出し、不図示のRFプ
ラズマCVD成膜装置に入れn層103、i層104、
p層105の順で堆積を行った。その後、不図示の抵抗
加熱の蒸着装置に入れて、酸素を導入しながら1×10
-4Torrの内圧に保ち、InとSnの合金を抵抗加熱
により蒸着し、反射防止効果を有する透明なITOの上
部電極106を700Å堆積した。
Example 1 A solar cell 100 having the layer structure shown in FIG. 1 was produced as follows. First, a substrate made of SUS430BA that has been thoroughly degreased and washed (30 cm x
(30 cm, thickness 0.2 mm) 101 is put in a DC sputtering device (not shown) to deposit 2000 liters of Cr, and the lower electrode 10
Formed 2. The substrate 101 is taken out and put in an RF plasma CVD film forming apparatus (not shown), and the n layer 103, i layer 104,
Deposition was performed in order of the p layer 105. Then, it is placed in a resistance heating vapor deposition device (not shown) and 1 × 10 5 is introduced while introducing oxygen.
While maintaining an internal pressure of -4 Torr, an alloy of In and Sn was vapor-deposited by resistance heating, and a transparent ITO upper electrode 106 having an antireflection effect was deposited 700 Å.

【0049】次に、基板101の裏面側をプラスチック
製の絶縁性フィルムで覆い電着時に基板101の裏面に
電着が施されないようにして図7の電解槽201に浸漬
した。対向電極203として、極比が1:1となるよう
に30cm×30cmの大きさで、前記基板101に対
して裏側をプラスチック製の絶縁性フィルムを用いてシ
ールしたSUS304ステンレス板を用いた。電着塗料
202は固形分10%のアクリル系アニオン電着塗料を
用いた。基板204にプラスの電圧を0Vから10Vま
で15秒間で掃引し10Vに達した後60秒まで保持し
て電着を行った。この時の電圧・時間曲線及び電流一時
間曲線を図9に示した。図に示されるように電流値の増
加速度は10mA/cm2/秒以下であり、電流値が電
着時間内で急激に変化しないことがわかる。
Next, the back surface side of the substrate 101 was covered with an insulating film made of plastic so that the back surface of the substrate 101 was not electrodeposited during electrodeposition, and the substrate was immersed in the electrolytic bath 201 of FIG. As the counter electrode 203, a SUS304 stainless steel plate having a size of 30 cm × 30 cm so that the polar ratio was 1: 1 and the back side of which was sealed with a plastic insulating film with respect to the substrate 101 was used. As the electrodeposition paint 202, an acrylic anion electrodeposition paint having a solid content of 10% was used. A positive voltage was swept on the substrate 204 from 0 V to 10 V in 15 seconds, and after reaching 10 V, it was held for 60 seconds for electrodeposition. The voltage-time curve and the current one-hour curve at this time are shown in FIG. As shown in the figure, the rate of increase of the current value is 10 mA / cm 2 / sec or less, and it can be seen that the current value does not change rapidly within the electrodeposition time.

【0050】次に、基板204を電解槽201から引き
上げ、純水で十分に洗浄を行い、未反応の電着塗料を洗
い流し、50℃のオーブンに投入し、30分放置して水
分を乾燥させた。その後、オーブンの温度を10℃/分
の速度で昇温し、180℃に達してから30分保持し電
着樹脂の硬化を行った。この試料をNo.1−1とし
た。
Next, the substrate 204 is pulled up from the electrolytic bath 201, thoroughly washed with pure water, the unreacted electrodeposition paint is washed off, placed in an oven at 50 ° C. and left for 30 minutes to dry the water. It was Then, the temperature of the oven was raised at a rate of 10 ° C./minute, and after reaching 180 ° C., the temperature was kept for 30 minutes to cure the electrodeposition resin. This sample was It was set to 1-1.

【0051】その後、試料No.1−1をオーブンから
取り出し、冷却後一部を切り出して走査型電子顕微鏡で
観察したところ上部電極106の表面には、約5μm〜
50μmの径の半球状の堆積物110が点在して観察さ
れた。この部分の赤外吸収を、顕微機能付きFTIRを
用いて分析したところ、カルボニル基の吸収があり電着
塗料が堆積していることが確認された。さらに、この試
料のOBIC像を観察したところ、電着塗料の堆積部分
のみが発電せず、従って、堆積膜はシャント部分にのみ
堆積していることが確認された。さらに、電着樹脂の堆
積した面積はシャント部分の面積の10倍以下であり不
要な部分への電着膜の堆積はほとんど無かった。
After that, the sample No. When 1-1 was taken out of the oven and cooled, a part of it was cut out and observed with a scanning electron microscope.
Hemispherical deposits 110 having a diameter of 50 μm were scattered and observed. When the infrared absorption of this portion was analyzed by using FTIR with a microscopic function, it was confirmed that there was carbonyl group absorption and the electrodeposition coating material was deposited. Further, when the OBIC image of this sample was observed, it was confirmed that only the deposited portion of the electrodeposition coating did not generate power, and therefore the deposited film was deposited only on the shunt portion. Furthermore, the area where the electrodeposition resin was deposited was 10 times or less the area of the shunt portion, and there was almost no deposition of the electrodeposition film on the unnecessary portion.

【0052】次に試料No.1−1にマスクフイルムを
張り付けた後、塩化第2鉄と塩酸のエッチャントでIT
Oをエッチングし、1cm2の大きさのサブセルを等間
隔で100個形成した。その後不図示のEB蒸着器に投
入し、前記サブセル上に1cm2の大きさのクロム電極
を形成した。上述のようにして形成したサブセルに逆バ
イアスを印加して太陽電池の逆バイアス耐圧を測定した
結果を図10に示した。図に於いて縦軸は任意目盛りと
した。前記逆バイアス耐圧が低い場合はシャントし易い
部分が残っていることを示していると考えられる。図1
0では逆バイアス耐圧が−10V程度であり、電着の工
程によって低抵抗部分が絶縁化され良好な耐圧特性とな
っていることを示している。
Next, sample No. After sticking the mask film on 1-1, IT with ferric chloride and hydrochloric acid etchant
O was etched to form 100 subcells each having a size of 1 cm 2 at equal intervals. Then, it was put into an EB vaporizer (not shown) to form a chromium electrode having a size of 1 cm 2 on the subcell. FIG. 10 shows the result of measuring the reverse bias withstand voltage of the solar cell by applying a reverse bias to the subcell formed as described above. In the figure, the vertical axis is an arbitrary scale. It is considered that the case where the reverse bias withstand voltage is low indicates that the shunt-prone portion remains. Figure 1
In the case of 0, the reverse bias withstand voltage is about −10 V, which shows that the low resistance portion is insulated by the electrodeposition process and has a good withstand voltage characteristic.

【0053】次に、比較のため、電着を定電圧で行った
以外は上述した方法とほぼ同様にして太陽電池の欠陥封
止を行った。
Next, for comparison, the defect sealing of the solar cell was performed in substantially the same manner as described above except that the electrodeposition was performed at a constant voltage.

【0054】上述した方法と同様にして基板101上に
上部電極106までを形成し、次に、電圧を10Vに保
持し、60秒間の電着を行った。この時の電圧―時間曲
線及び電流−時間曲線を図11に示した。図に示される
ように電流は電着初期に急激に流れ、その後急激に減少
した。初期の電流の増加速度は10mA/cm2/秒以
上であった。その後、上述と同様にしてサブセルに分離
してクロム電極を形成した。
The upper electrode 106 was formed on the substrate 101 in the same manner as described above, and then the voltage was maintained at 10 V and electrodeposition was performed for 60 seconds. The voltage-time curve and the current-time curve at this time are shown in FIG. As shown in the figure, the current drastically flows at the initial stage of electrodeposition and then sharply decreases. The initial rate of increase in current was 10 mA / cm 2 / sec or more. Then, in the same manner as described above, the chrome electrode was formed by separating into subcells.

【0055】さらに逆バイアスを印加して逆バイアス耐
圧を測定した。結果を図12に示す。図10と図12と
の比較から明らかなように、電着時の電流値の増加速度
10mA/cm2/秒以下とすることにより、太陽電池
の逆バイアス耐圧が高くなり、低抵抗部分が有効に絶縁
されていることが分かった。
Further, a reverse bias was applied and the reverse bias breakdown voltage was measured. Results are shown in FIG. As is clear from the comparison between FIG. 10 and FIG. 12, the reverse bias withstand voltage of the solar cell is increased and the low resistance portion is effective when the rate of increase of the current value during electrodeposition is 10 mA / cm 2 / sec or less. It turned out to be insulated.

【0056】次に、図9に示した電圧掃引法で図1の太
陽電池を10枚作製し、その後、基板101を不図示の
スクリーン印刷機に設置し、幅100μm長さ8cmの
グリッド電極108を間隔1cmで印刷した。このとき
導電性ペーストは、Agフイラー70部、ポリエステル
バインダー30部(体積比)、溶剤として酢酸エチルを
20部含む組成のものを用いた。印刷後、基板101を
オーブンに入れて150℃で30分間保持し、導電性ペ
ーストをキュアした。さらに、幅5mmの接着剤付き銅
箔のバスバー109を接着し、図6に示す30cm角の
シングルセルを作製した。
Next, ten solar cells shown in FIG. 1 were prepared by the voltage sweep method shown in FIG. 9, and then the substrate 101 was placed on a screen printing machine (not shown) to form a grid electrode 108 having a width of 100 μm and a length of 8 cm. Were printed at intervals of 1 cm. At this time, the conductive paste used had a composition containing 70 parts of Ag filler, 30 parts of polyester binder (volume ratio), and 20 parts of ethyl acetate as a solvent. After printing, the substrate 101 was put in an oven and kept at 150 ° C. for 30 minutes to cure the conductive paste. Further, a bus bar 109 of copper foil with an adhesive having a width of 5 mm was adhered to produce a 30 cm square single cell shown in FIG.

【0057】次に、これら試料のエンカプシュレーショ
ンを以下のように行った。基板101の上下にEVAを
積層しさらにその上下にフッ素樹脂フィルムETFE
(エチレンテトラフルオロエチレン)(デュポン製テフ
ゼル)を積層した後、真空ラミネーターに投入して15
0℃で60分間保持し、真空ラミネーションを行った。
これらの試料をNo.1−2〜No.1−11とした。
Next, encapsulation of these samples was performed as follows. EVA is laminated on the upper and lower sides of the substrate 101, and the fluororesin film ETFE is formed on the upper and lower sides of the EVA.
After stacking (ethylene tetrafluoroethylene) (Tefzel made by DuPont), put it in a vacuum laminator and
Hold at 0 ° C. for 60 minutes to carry out vacuum lamination.
These samples are 1-2 to No. It was set to 1-11.

【0058】次に、比較のため、電着を行わない太陽電
池を以下のようにして作製した。
Next, for comparison, a solar cell without electrodeposition was prepared as follows.

【0059】まず、基板101上に上部電極106まで
を形成した。次に、上述と同様にしてグリッド電極10
7を印刷した。さらに接着剤付きの銅箔をバスバー10
8として積層し、図6に示す30cm角のシングルセル
を10枚作製した。
First, the upper electrode 106 was formed on the substrate 101. Next, in the same manner as described above, the grid electrode 10
7 was printed. Furthermore, copper foil with adhesive is used for the bus bar 10
8 were laminated, and 10 single cells of 30 cm square shown in FIG. 6 were produced.

【0060】次にこの試料のエンカプシュレーションを
上述と同様に行った。得られた試料をR.1−1から
R.1−10とした。
Next, encapsulation of this sample was performed in the same manner as described above. The obtained sample was analyzed by R. 1-1 to R.I. It was set to 1-10.

【0061】以上の試料No.1−2からNo.1−1
1及び比較試料R.1−1からR.1−10の初期特性
を以下のようにして測定した。
The above sample No. 1-2 to No. 1-1
1 and comparative sample R.I. 1-1 to R.I. The initial characteristics of 1-10 were measured as follows.

【0062】まず、試料の暗状態での電圧電流特性を測
定し、原点付近の傾きからシャント抵抗を求めた。次
に、AM1.5グローバルの太陽光スペクトルで100
mW/cm2の光量の疑似太陽光源(以下シミュレータ
と呼ぶ)を用いて太陽電池特性を測定し、変換効率を求
めた。この結果を図13及び図14に示した。試料N
o.1−11からNo.1−20は比較試料R.1−1
からR.1−10に比べて平均値が高くばらつきも小さ
いことがわかる。
First, the voltage-current characteristics of the sample in the dark state were measured, and the shunt resistance was obtained from the slope near the origin. Then 100 in the AM1.5 global solar spectrum
The solar cell characteristics were measured using a pseudo solar light source (hereinafter referred to as a simulator) having a light amount of mW / cm 2 , and the conversion efficiency was obtained. The results are shown in FIGS. 13 and 14. Sample N
o. 1-11 to No. 1-20 is a comparative sample R.I. 1-1
To R. It can be seen that the average value is high and the variation is small as compared with 1-10.

【0063】これらの試料の信頼性試験を、日本工業規
格C8917の結晶系太陽電池モジュールの環境試験方
法及び耐久試験方法に定められた温湿度サイクル試験A
−2に基づいて行った。
The reliability test of these samples was carried out by the temperature and humidity cycle test A specified in the environmental test method and the durability test method of the crystalline solar cell module of Japanese Industrial Standard C8917.
-2.

【0064】まず、試料を温湿度が制御できる恒温恒湿
器に投入し、−40℃から+85℃(相対湿度85%)
に変化させるサイクル試験を10回繰り返し行った。次
に、試験終了後の試料を初期と同様にシミュレータを用
い太陽電池特性を測定した。結果を図13及び図14に
示した。図に示されるように、本実施例の試料は初期変
換効率、シャント抵抗ともに比較試料より良好な特性で
あった。
First, the sample is placed in a thermo-hygrostat whose temperature and humidity can be controlled, and from -40 ° C to + 85 ° C (85% relative humidity).
The cycle test of changing to 10 was repeated 10 times. Next, the solar cell characteristics of the sample after the test were measured using a simulator as in the initial stage. The results are shown in FIGS. 13 and 14. As shown in the figure, the sample of this example had better initial conversion efficiency and shunt resistance than the comparative sample.

【0065】本実施例の結果から本発明の太陽電池の欠
陥封止方法を用いて作製した太陽電池は歩留まりが良く
良好な特性で有り、信頼性も良いことがわかる。
From the results of this example, it is understood that the solar cell manufactured by using the defect sealing method for a solar cell of the present invention has good yield, good characteristics, and high reliability.

【0066】(実施例2)太陽電池の構成を図2のトル
プル型太陽電池とした以外はほぼ実施例1と同様の方法
で以下のようにして太陽電池を作製した。
(Example 2) A solar cell was prepared as follows by a method substantially similar to that of Example 1 except that the solar cell shown in FIG. 2 was used as the solar cell.

【0067】まず、基板101上にテクスチャー構造の
AlSi層とシャント防止用の高抵抗透明導電性部材と
してのZnO層とからなる下部電極102を形成し、そ
の後、不図示のマイクロ波プラズマCVD成膜装置に入
れn層103、i層104、p層105の順で堆積を行
いボトム層を形成した。この時i層104はa−SiG
eとした。次にn層113、i層114、p層115の
順で堆積を行いミドル層を形成した。i層114はボト
ム層と同様にa−SiGeとした。次にn層123、i
層124、p層125の順で堆積を行いトップ層を形成
した。i層124はa−Siとした。次に実施例1と同
様に、反射防止効果を有する透明な上部電極106を7
00Å堆積した。上部電極106としてIn23(I
O)を用いた。
First, a lower electrode 102 consisting of an AlSi layer having a texture structure and a ZnO layer as a high resistance transparent conductive member for shunt prevention is formed on a substrate 101, and then a microwave plasma CVD film formation (not shown) is formed. The bottom layer was formed by depositing the n layer 103, the i layer 104, and the p layer 105 in this order in the apparatus. At this time, the i layer 104 is a-SiG
e. Next, the n layer 113, the i layer 114, and the p layer 115 were deposited in this order to form a middle layer. The i layer 114 was made of a-SiGe similarly to the bottom layer. Next, the n-layer 123, i
A layer 124 and a p layer 125 were deposited in this order to form a top layer. The i layer 124 was a-Si. Next, as in Example 1, the transparent upper electrode 106 having an antireflection effect
00Å deposited. As the upper electrode 106, In 2 O 3 (I
O) was used.

【0068】次に、図7の電解槽201でフッ素系アニ
オン電着塗料202を用いて電着処理を施した。電着時
の電圧一時間の波形と電流・時間の曲線を図15に示
す。図に示すように本実施例では電圧を30秒間で10
Vまで上げその後0Vまで30秒間で下げた。その後電
着液を洗浄し、硬化を行った。グリッド電極107を印
刷し、さらにバスバー108を積層し、図6に示す30
cm角のトリプルセルを作製した。同様にして10枚の
試料を作製した。
Next, an electrodeposition process was performed using the fluorine-based anion electrodeposition coating material 202 in the electrolytic cell 201 of FIG. Fig. 15 shows the waveform of the voltage and the curve of current and time during electrodeposition. As shown in the figure, in this embodiment, the voltage is set to 10 for 30 seconds.
It was raised to V and then lowered to 0 V in 30 seconds. Then, the electrodeposition liquid was washed and cured. The grid electrode 107 is printed, and the bus bar 108 is further laminated thereon, as shown in FIG.
A cm square triple cell was prepared. Similarly, ten samples were prepared.

【0069】さらに、この試料のエンカプシュレーショ
ンを実施例1と同様に行った。得られた試料をNo.2
−1からNo.2−10とした。
Further, the encapsulation of this sample was performed in the same manner as in Example 1. The obtained sample was Two
-1 to No. It was set to 2-10.

【0070】比較のため電着を行わない以外は上述した
方法と同様にして作製し、得られた試料を比較試料R.
2−1からR.2−10とした。
For comparison, a sample prepared by the same method as described above except that no electrodeposition was carried out was used.
2-1 to R.I. It was set to 2-10.

【0071】試料No.2−1からNo.2−10の初
期特性を比較試料R.2−1からR.2−10と比較し
て図16及び図17に示した。
Sample No. 2-1 to No. The initial characteristics of Comparative Sample R. 2-1 to R.I. 16 and 17 in comparison with 2-10.

【0072】次にこの試料の信頼性試験を実施例1と同
様に行い結果を図16及び図17に示した。
Next, a reliability test of this sample was conducted in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIGS.

【0073】図から明らかなように、本発明の欠陥封止
方法を用いることで初期特性が良好で信頼性の高い太陽
電池が製造できることが示された。
As is clear from the figure, it was shown that by using the defect sealing method of the present invention, a solar cell having good initial characteristics and high reliability can be manufactured.

【0074】(実施例3)電着塗料をカチオン電着塗料
とした以外はほぼ実施例1と同様の方法で図1の太陽電
池を以下のようにして作製した。まず、不図示の成膜装
置を用いて上部電極106までを形成した。
(Example 3) A solar cell of Fig. 1 was prepared as follows, in substantially the same manner as in Example 1 except that the electrodeposition coating was a cationic electrodeposition coating. First, the upper electrode 106 was formed using a film forming apparatus (not shown).

【0075】次に、図7の電解槽201でエポキシ系カ
チオン電着塗料202を用いて電着処理を施した。電着
時の電圧−時間の波形と電流−時間の曲線を図18に示
した。図に示すように電圧の掃引方法は台形型とした。
電着終了後洗浄し、硬化を行った。グリッド電極107
を印刷し、さらにバスバー108を積層し、図6に示す
30cm角のトリプルセルを作製した。同様にして10
枚の試料を作製した。
Next, an electrodeposition treatment was performed in the electrolytic bath 201 of FIG. 7 using the epoxy-based cationic electrodeposition coating material 202. FIG. 18 shows the voltage-time waveform and the current-time curve during electrodeposition. As shown in the figure, the trapezoidal voltage sweep method was used.
After the electrodeposition was completed, it was washed and cured. Grid electrode 107
Was printed, and the bus bar 108 was further laminated to produce a 30 cm square triple cell shown in FIG. Similarly 10
A sample was prepared.

【0076】さらに、この試料のエンカプシュレーショ
ンを実施例1と同様に行った。得られた試料をNo.3
−1からNo.3−10とした。
Further, the encapsulation of this sample was carried out in the same manner as in Example 1. The obtained sample was Three
-1 to No. It was set to 3-10.

【0077】比較のため電着を行なわない試料を実施例
1と同様に作製して得られた試料を比較試料R.3−1
からR.3−10とした。
For comparison, a sample which was not subjected to electrodeposition was prepared in the same manner as in Example 1, and the obtained sample was used as Comparative Sample R. 3-1
To R. It was set to 3-10.

【0078】試料No.3−1からNo.3−10の初
期特性を比較試料R.3−1からR.3−10と比較し
て図19及び図20に示した。
Sample No. 3-1 to No. The initial characteristics of the comparative sample R. 3-1 to R.I. 19 and 20 as compared with 3-10.

【0079】次にこの試料の信頼性試験を実施例1と同
様にして結果を図19及び図20に示した。図に示すよ
うに本発明の欠陥封止方法で初期特性が良好で信頼性の
高い太陽電池が製造できることが示された。
Next, the reliability test of this sample was conducted in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIGS. 19 and 20. As shown in the figure, it was shown that the defect sealing method of the present invention can manufacture a solar cell having good initial characteristics and high reliability.

【0080】(実施例4)次に電着をp層105の形成
後に行う以外は実施例1とほぼ同様にして図1の構成の
太陽電池100を以下のようにして作製した。
Example 4 Next, a solar cell 100 having the structure shown in FIG. 1 was produced in substantially the same manner as in Example 1 except that the electrodeposition was performed after the formation of the p layer 105.

【0081】実施例1と同様にSUS430BA製基板
101上に下部電極102を形成し、不図示のRFプラ
ズマCVD成膜装置でn層103、i層104、p層1
05の順で堆積を行った。
As in Example 1, the lower electrode 102 was formed on the substrate 101 made of SUS430BA, and the n layer 103, the i layer 104, and the p layer 1 were formed by an RF plasma CVD film forming apparatus (not shown).
Deposition was performed in the order of 05.

【0082】次に、実施例1と同様に前記記基板101
の裏面側をプラスチック製の絶縁性フィルムで覆い、図
7の電解槽201に浸漬した。スチレン系アニオン電着
塗料202を用いて電着処理を施した。この時の電圧−
時間の波形と電流−時間の曲線を図21に示した。本発
明では電圧は三角波とした。その後、実施例1と同様
に、反射防止効果を兼ねた機能を有する透明な上部電極
106、グリッド電極107とバスバー108を積層
し、図6に示す30cm角のシングルセルを作製した。
同様にして10枚の試料を作製した。
Next, as in the first embodiment, the substrate 101 described above is used.
The back side of was covered with an insulating film made of plastic and immersed in the electrolytic cell 201 of FIG. Electrodeposition treatment was performed using the styrene-based anion electrodeposition coating material 202. Voltage at this time −
The time waveform and the current-time curve are shown in FIG. In the present invention, the voltage is a triangular wave. Then, as in Example 1, a transparent upper electrode 106 having a function also serving as an antireflection effect, a grid electrode 107, and a bus bar 108 were laminated to produce a 30 cm square single cell shown in FIG.
Similarly, ten samples were prepared.

【0083】さらに、この試料のエンカプシュレーショ
ンを実施例1と同様に行った。得られた試料をNo.4
−1からNo.4−10とした。
Further, the encapsulation of this sample was performed in the same manner as in Example 1. The obtained sample was Four
-1 to No. It was set to 4-10.

【0084】比較のため電着を行なわない試料を上述と
同様に作製して得られた試料を比較試料R.4−1から
R.4−10とした。
For comparison, a sample obtained by preparing a sample without electrodeposition in the same manner as described above was used as a comparative sample R.I. 4-1 to R.I. It was set to 4-10.

【0085】得られた試料の初期特性とシャント抵抗を
図22、図23に示した。
The initial characteristics and shunt resistance of the obtained sample are shown in FIGS. 22 and 23.

【0086】次にこの試料の耐久特性を実施例1と同様
に評価し結果を図22、図23に示した。
Next, the durability characteristics of this sample were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIGS. 22 and 23.

【0087】本実施例の結果から本発明の太陽電池の欠
陥封止方法を用いて作製した本発明の太陽電池は歩留ま
りが良く良好な特性で有り、耐久性も良いことがわか
る。
From the results of this example, it is understood that the solar cell of the present invention manufactured by using the defect sealing method for a solar cell of the present invention has good yield, good characteristics, and good durability.

【0088】[0088]

【発明の効果】太陽電池を電着塗料中に浸潰し、電流の
増加速度が10mA/cm2/秒以下となるように電圧
を掃引して印加することにより、欠陥部分に選択的に電
着樹脂を堆積し、欠陥部分の絶縁化を行うことが可能と
なる。
The solar cell is immersed in the electrodeposition coating material, and the voltage is swept and applied so that the increasing rate of the current is 10 mA / cm 2 / sec or less. It becomes possible to deposit the resin and insulate the defective portion.

【0089】即ち、本発明の太陽電池の欠陥封止方法に
より、管理の容易な欠陥封止が可能となり、歩留まりが
良く信頼性が高い太陽電池を提供することが可能とな
る。
That is, the defect sealing method for a solar cell according to the present invention enables defect sealing that is easy to manage, and it is possible to provide a solar cell with a high yield and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の太陽電池の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a solar cell of the present invention.

【図2】本発明の太陽電池の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the solar cell of the present invention.

【図3】本発明の太陽電池の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a solar cell of the present invention.

【図4】本発明の太陽電池の構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the solar cell of the present invention.

【図5】本発明の太陽電池の構成を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the solar cell of the present invention.

【図6】本発明の太陽電池の構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a solar cell of the present invention.

【図7】枚葉式電着装置を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing a single-wafer electrodeposition apparatus.

【図8】ロールツーロール式電着装置を示す模式図であ
る。
FIG. 8 is a schematic view showing a roll-to-roll type electrodeposition apparatus.

【図9】電着時の電圧−時間、電流−時間曲線を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing voltage-time and current-time curves during electrodeposition.

【図10】本発明の欠陥封止法で作製した太陽電池のブ
レークダウン電圧の分布を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a distribution of breakdown voltage of a solar cell manufactured by the defect sealing method of the present invention.

【図11】従来例の電着時の電圧−時間、電流−時間曲
線を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing voltage-time and current-time curves during electrodeposition in a conventional example.

【図12】従来例の欠陥封止法により作製した太陽電池
のブレークダウン電圧の分布を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a breakdown voltage distribution of a solar cell manufactured by a defect sealing method of a conventional example.

【図13】初期及び信頼性試験後の変換効率を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing conversion efficiency in the initial stage and after the reliability test.

【図14】初期及び信頼性試験後のシャント抵抗を示す
図である
FIG. 14 is a diagram showing shunt resistance in the initial stage and after a reliability test.

【図15】電着時の電圧−時間、電流−時間曲線を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing voltage-time and current-time curves during electrodeposition.

【図16】初期及び信頼性試験後の変換効率を示す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing conversion efficiency in the initial stage and after the reliability test.

【図17】初期及び信頼性試験後のシャント抵抗を示す
図である
FIG. 17 is a diagram showing the shunt resistance in the initial stage and after the reliability test.

【図18】電着時の電圧−時間、電流−時間曲線を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram showing voltage-time and current-time curves during electrodeposition.

【図19】初期及び信頼性試験後の変換効率を示す図で
ある。
FIG. 19 is a diagram showing conversion efficiency in the initial stage and after the reliability test.

【図20】初期及び信頼性試験後のシャント抵抗を示す
図である
FIG. 20 is a diagram showing shunt resistance in the initial stage and after a reliability test.

【図21】電着時の電圧−時間、電流−時間曲線を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram showing voltage-time and current-time curves during electrodeposition.

【図22】初期及び信頼性試験後の変換効率を示す図で
ある。
FIG. 22 is a diagram showing conversion efficiency in the initial stage and after the reliability test.

【図23】初期及び信頼性試験後のシャント抵抗を示す
図である
FIG. 23 is a diagram showing the shunt resistance in the initial stage and after the reliability test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 太陽電池本体 101 基板 102 下部電極 103、113、123 n層 104、114、124 i層 105、115、125 p層 106 上部電極 107 グリッド電極 108 バスバー 109 欠陥部分 110 電着膜 201 電解槽 202 電解液 203 対向電極 204 基板 205 半導体層 206 電源 207 導線 301 基板送り出しローラー 302 基板巻き取りローラー 303 電解槽 304 洗浄槽 305 乾燥炉 306 電源 307 マスクフィルム送り出しローラー 308 マスクフィルム巻き取りローラー 309 マスクフイルム 310 基板 311 対向電極 312 導電性ローラー。 100 solar cell main body 101 substrate 102 lower electrode 103, 113, 123 n layer 104, 114, 124 i layer 105, 115, 125 p layer 106 upper electrode 107 grid electrode 108 bus bar 109 defective portion 110 electrodeposition film 201 electrolytic cell 202 electrolysis Liquid 203 Counter electrode 204 Substrate 205 Semiconductor layer 206 Power supply 207 Conductive wire 301 Substrate delivery roller 302 Substrate take-up roller 303 Electrolytic bath 304 Cleaning bath 305 Drying oven 306 Power supply 307 Mask film delivery roller 308 Mask film take-up roller 309 Mask film 310 Substrate 311 Counter electrode 312 Conductive roller.

フロントページの続き (72)発明者 森 隆弘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 川上 総一郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Takahiro Mori 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Soichiro Kawakami 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽電池の欠陥部分に選択的に電着樹脂
を堆積し、欠陥部分を絶縁化する太陽電池の欠陥封止方
法であって、前記電着樹脂を電流の増加速度が10mA
/cm2/秒以下となるように電圧を掃引して電着堆積
することを特徴とする太陽電池の欠陥封止方法。
1. A defect sealing method for a solar cell, wherein an electrodeposition resin is selectively deposited on a defect portion of the solar cell to insulate the defect portion, wherein the electrodeposition resin has a current increasing rate of 10 mA.
A method for sealing defects in a solar cell, characterized in that the voltage is swept so as to be not more than 1 / cm 2 / sec and electrodeposition deposition is performed.
JP4296118A 1992-11-05 1992-11-05 Method of sealing defect of solar battery Pending JPH06151908A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4296118A JPH06151908A (en) 1992-11-05 1992-11-05 Method of sealing defect of solar battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4296118A JPH06151908A (en) 1992-11-05 1992-11-05 Method of sealing defect of solar battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06151908A true JPH06151908A (en) 1994-05-31

Family

ID=17829372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4296118A Pending JPH06151908A (en) 1992-11-05 1992-11-05 Method of sealing defect of solar battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06151908A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018050047A (en) * 2013-05-24 2018-03-29 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Shunt treatment in inverted and wafer bonded solar cells
JP2018198307A (en) * 2017-03-31 2018-12-13 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Method for handling misalignment of solar cell apparatus and apparatus formed thereby

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018050047A (en) * 2013-05-24 2018-03-29 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Shunt treatment in inverted and wafer bonded solar cells
JP2018198307A (en) * 2017-03-31 2018-12-13 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Method for handling misalignment of solar cell apparatus and apparatus formed thereby
US11742442B2 (en) 2017-03-31 2023-08-29 The Boeing Company Method of processing inconsistencies in solar cell devices and devices formed thereby

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2686022B2 (en) Method for manufacturing photovoltaic element
US5859397A (en) Process for the production of a photovoltaic element
US7141863B1 (en) Method of making diode structures
JP2992464B2 (en) Covering wire for current collecting electrode, photovoltaic element using the covering wire for current collecting electrode, and method of manufacturing the same
EP0684652A2 (en) Photovoltaic element, electrode structure thereof, and process for producing the same
JP2009033208A (en) Method for manufacturing stacked photovoltaic device
JPS5994473A (en) Method and system for detecting and removing shortcircuitingcurrent passage of photocell device
JPH1056190A (en) Photovoltaic element and its manufacture
US20070256729A1 (en) Light-Assisted Electrochemical Shunt Passivation for Photovoltaic Devices
JPH07106617A (en) Transparent electrode, formation thereof and solar cell employing same
JPH09186212A (en) Inspecting equipment of characteristics of photovoltaic element and manufacture of the element
US6491808B2 (en) Electrolytic etching method, method for producing photovoltaic element, and method for treating defect of photovoltaic element
JP3078936B2 (en) Solar cell
JPH06318724A (en) Electrode and photovoltaic element
JPH06318723A (en) Photovoltaic element and its manufacture
JP2002094096A (en) Manufacturing method of collector electrode for photovoltaic element
JPH06151908A (en) Method of sealing defect of solar battery
JPH06204520A (en) Sealing method for defective part of solar cell
JP2004241618A (en) Manufacturing method of photovoltaic element
JPH06196732A (en) Solar battery
JP2004311970A (en) Stacked photovoltaic element
JPH06204519A (en) Solar cell
JPH06140648A (en) Solar cell and manufacture thereof
JP3823166B2 (en) Electrolytic etching method, photovoltaic device manufacturing method, and photovoltaic device defect processing method
JP3078935B2 (en) Solar cell manufacturing method