JPH08306946A - 太陽電池の電極製造方法 - Google Patents

太陽電池の電極製造方法

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JPH08306946A
JPH08306946A JP7111768A JP11176895A JPH08306946A JP H08306946 A JPH08306946 A JP H08306946A JP 7111768 A JP7111768 A JP 7111768A JP 11176895 A JP11176895 A JP 11176895A JP H08306946 A JPH08306946 A JP H08306946A
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solar cell
cell
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glass
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聡 田中
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セル割れのない、また電極剥離のない太陽電
池の電極形成方法を提供する。 【構成】 太陽電池セル6のテクスチャ面2をアルミワ
イヤ9にEVA樹脂10で封止された空間領域12の気
体を排気して、加圧、加熱することによりN型拡散層3
とアルミワイヤ9とのオーミック接触を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池の電極製造方
法に関し、特に太陽電池モジュールの製造に好適な電極
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、太陽電池の電極形成は、導電性ペ
ーストの印刷によっておこなわれている。しかし、この
方法は、スクリーンマスクを用いた印刷、600℃程度
の焼成および表面保護や直列配線のための半田コートの
工程が必要であるため、工程が複雑であるとともに、充
分なコスト低減を実現することができなかった。そこ
で、特開昭59−115524に記載のように、半導体
表面に直接金属細線を加熱下圧接することにより、電気
的および機械的な接続を取る方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、金属細線にかける圧力は、200から3
00Kg/cm2と非常に大きく、セル割れが多発して
いた。特に、サイズが100mm角で、裏面にBSF層
形成用のアルミペースト電極をもつ太陽電池セルにおい
ては、ペースト電極の厚みのばらつきが100から20
0ミクロン程度あるため、全数セル割れを起こしてい
た。さらに、金属細線の半導体に対する接着強度が充分
でなく電極剥離が頻発しており、従来の技術は現実には
殆ど実施されてはいなかった。
【0004】本発明の目的は、極めて簡単で安価な工程
で、電極の形成を、太陽電池セルに対し歩留まり良く形
成できる太陽電池の電極製造方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の太陽電
池の電極製造方法は、透明基板に金属線を当接して固定
する工程と、太陽電池セルの拡散層のテクスチャ面を上
記金属線に当接する工程と、上記透明基板及び上記太陽
電池セルの周囲に封止樹脂を固着して、封止領域を形成
する工程と、加熱すると共に、上記封止領域を排気して
上記太陽電池セルを上記透明基板に対し加圧し、上記拡
散層と上記金属線とのオーミック接触を得る工程と、を
有することを特徴とする。
【0006】また、上記太陽電池の電極製造方法におい
て、請求項2に記載の太陽電池の電極製造方法は、上記
太陽電池セルは、上記凹凸表面の形状を反映した薄膜絶
縁層を上記拡散層上に有することを特徴とする。
【0007】さらに、上記太陽電池の電極製造方法にお
いて、請求項3に記載の太陽電池の電極製造方法は、上
記透明基板は、該透明基板上に樹脂シート、ガラスクロ
ス層の順に有することを特徴とする。
【0008】
【作用】請求項1に記載の発明は、太陽電池セルの裏面
から直接加圧されるのでなく、大気圧程度の比較的低圧
力で加圧、加熱され、太陽電池セルの拡散層表面にテク
スチャ処理が施されているので、低圧力でも、良好なコ
ンタクトが得られ、電極剥離が生じない。なお、透明基
板を用いているので、本工程をへた太陽電池セルは、そ
のままで太陽電池モジュールとして使用可能である。
【0009】請求項2に記載の発明は、テクスチャ面の
先端部の絶縁膜は極めて薄くなっており、先端部に対し
て微小な接触点、いわゆるマイクロコンタクトが数多く
取れることにより、請求項1と同様な作用を奏する。
【0010】請求項3に記載の発明は、樹脂シートを透
明基板と太陽電池セルの間に介在させて加熱・加圧を行
うことにより、一旦、溶融後固化した樹脂シートが太陽
電池セルと金属線を完全に固定し、当該金属線とセルと
の界面へは直接外力がかからなくなるので、電極剥離が
生じない。この際、樹脂シートの表面にガラスクロス層
をもたせた場合には、加熱・加圧中溶融した樹脂をガラ
スクロス層が吸収するため、樹脂がセルと金属線群界面
に入り込み絶縁シートとなることを防止する役割をも
つ。なお、この場合も、そのまま太陽電池モジュールと
して使用可能である。
【0011】
【実施例】
(実施例1)図1に、本実施例における一工程の平面図
を、図2に、図1のA12での断面図をそれぞれ示す。
以下、図1、図2に基づいて本実施例の製造工程を説明
する。
【0012】まず、テクスチャ処理により大きさ約10
μmの多数の微小ピラミッド形状からなるテクスチャ面
2をP型シリコン基板1上に形成し、接合深さ約0.3
μm、表面濃度1018cm-2以上のN型拡散層3を形成
し、裏面電極4としてアルミペーストを印刷、焼成して
BSF層5を形成した100mm角の太陽電池セル6を
準備する。
【0013】次に、板厚3.2mmの白板強化ガラス7
の片面の両端に両面テープ8をはりつけ、それを利用し
て電線状の直径100μmの電極となるアルミワイヤ9
を4mmピッチで固定する(図1,2共にアルミワイヤ
本数は正確でなく、模式的に示されている)。この時、
アルミワイヤ9は、白板強化ガラス7の片端から30m
m出しておく。
【0014】そして、この太陽電池セル6を、上記のア
ルミワイヤ9の固定された白板強化ガラス7上へテクス
チャ面2を下にして、太陽電池セル6の四辺にセル固定
用のEVA樹脂(エチレンービニルアセテート樹脂)1
0をかぶせて、140℃に温度調節され、軟らかいゴム
シートで仕切られた2つの真空室を有する2重真空方式
のラミネータの一方の真空室のヒータ11上に置く。次
に、ラミネータの扉をしめ、封止された空間領域12を
含めラミネータの2つの真空室内部の空気を10分間真
空引きを行った(図示せず)後、他方の真空を解除する
ことにより太陽電池セル6全体に大気圧Pを1分間かけ
る。本実施例では、加圧を大気圧で行ったが、太陽電池
セル6の割れの発生がなく、良好なオーミックコンタク
トをとるためには、加圧は、1〜5kg/cm2の範囲
が望ましく、また、ヒータによる加熱は、110〜15
0℃、加圧時間は、0.5〜3分が望ましい。なお、封
止された空間領域12は、封止が完全でないので、真空
引きを行うのに支障はない。
【0015】以上の工程により、N型拡散層3とアルミ
ワイヤ9との間に良好なオーミックコンタクトが得ら
れ、アルミワイヤ9の剥離、太陽電池セル6の割れ共に
生じなかった。白板強化ガラス7からはみ出しているア
ルミワイヤ9を束ねてリード線として、この太陽電池モ
ジュールの電流電圧特性を測定したところ、短絡電流は
3473mA、開放電圧は601mV、曲線因子は0.
72、変換効率は15.0%であった。
【0016】(実施例2)図3に、本実施例の一工程の
断面図を示す。本実施例では、実施例1との違いはN型
拡散層3を形成した後、約70nmのTiO2反射防止
膜13を常圧CVD装置により堆積する点のみである。
なお、この場合、TiO2反射防止膜13は薄いので、
多数の微小ピラミッド形状からなるテクスチャ面2の形
状は反映されたままである。本実施例においても、良好
なオーミックコンタクトが得られ、アルミワイヤ9の剥
離、太陽電池セル6の割れ共に生じなかった。良好なオ
ーミックコンタクトが得られるのは、TiO2反射防止
膜は、微小なピラミッドの先端部等では薄いので、マイ
クロコンタクトが多数取れるからと推測される。
【0017】以上の工程により作製された太陽電池モジ
ュールの電流電圧特性を測定したところ、短絡電流は3
610mA、開放電圧は603mV、曲線因子は0.7
1、変換効率は15.5%であった。
【0018】(実施例3)図4に、本実施例の一工程の
断面図を、図5に、図4の加圧後の断面図をそれぞれ示
す。
【0019】まず、実施例2で用いた太陽電池セル6を
準備する。なお、実施例1で用いた太陽電池セル6を用
いても良い。
【0020】次に、直径約10μmのガラス繊維を用い
た不織布である約120μm厚のガラスクロス層14を
片面にもつ厚み600μmのEVAシート15を、板厚
3.2mmの白板強化ガラス7の上に載せる。ガラスク
ロス層14の両端に両面テープ8をはりつけ、それを利
用して直径100μmのアルミワイヤ9を4mmピッチ
で固定する。この時、アルミワイヤ9は、白板強化ガラ
ス7の片端から30mm出しておく。
【0021】そして、上記実施例と同様に、この太陽電
池セル6のテクスチャ面2を下にしてアルミワイヤ9の
上にのせ、太陽電池セル6及び白板強化ガラス7の周囲
にEVA樹脂をかぶせ、加熱する共に、真空引きをおこ
ない、加圧する。
【0022】以上の工程により、テクスチャ面2とガラ
スクロス層14とが接すると共に、N型拡散層3とアル
ミワイヤ9との間に良好なオーミックコンタクトが得ら
れアルミワイヤ9の剥離、太陽電池セル6の割れ共に生
じなかった。なお、ガラスクロス層14の厚みは、コス
ト、作業性(重量)、性能の面からみて、120μmが
最適である。なぜなら、ガラスクロス層14の厚みが6
0μm、90μmの場合での、同上の実験の結果、曲線
因子は0.5以下と不十分であった。白板強化ガラス7
からはみ出しているアルミワイヤ9を束ねてリード線と
して、この太陽電池モジュールの電流電圧特性を測定し
たところ、短絡電流は3625mA、開放電圧は604
mV、曲線因子は0.72、変換効率は15.8%であ
った。
【0023】以上の実施例においては、接着する電極と
接着される太陽電池セル側で種々の組み合わせが可能で
ある。電極側では、形状的には、ワイヤを織ったクロス
ワイヤ、エキスパンドメタルあるいはこれらを表面にも
った樹脂シート等があり、材質的には、Ag,Ni,A
u,CuおよびCuのNiメッキ等各種メッキ品等があ
る。また接着される太陽電池セルにおいてもシリコンを
例に取れば、シリコン基板表面が露出した太陽電池セ
ル、またはリンチタネートガラス、リンシリケートガラ
ス、チタネートガラス、シリケートガラス等の絶縁性薄
膜、ITO,SnO2等の透明導電膜がシリコン基板表
面に形成された太陽電池セルなどがある。シリコン基板
表面の微小凹凸形状としては、ピラミッド形状のみなら
ず、グルーブ面でもよい。なお、微小凹凸形状は、化学
的処理または機械的処理により作製される。
【0024】
【発明の効果】これまで、金属ペーストの印刷、焼成、
半田コートおよび手作業によるリード線のコテ付けとい
った、複雑で低コスト化の妨げとなっていた電極とリー
ド線の形成を、極めて簡単に同時に形成できるようにな
り、大面積でセル厚みのバラツキをもった太陽電池セル
に対しても、電極剥がれがなく、太陽電池セル割れの発
生がなく、電極の金属線に対して良好なコンタクトが得
ることができる。従って太陽電池セル、モジュール製造
工程が簡略化され、太陽電池モジュールの低コスト化が
図れる。
【0025】また、透明基板上の樹脂シート上にガラス
クロス層を設けているので、太陽電池セルと金属線との
固定がより強固になる。
【0026】さらに、本発明において、加圧を行うにあ
たっては、現在太陽電池モジュール製造工程で使用され
ているラミネータがそのまま使用可能であるため、新た
な設備、装置を何ら必要としないので、設備投資も最小
限に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る一工程を示す平面図で
ある。
【図2】本発明の実施例1に係る一工程を示す断面図で
ある。
【図3】本発明の実施例2に係る一工程を示す断面図で
ある。
【図4】本発明の実施例3に係る一工程を示す断面図で
ある。
【図5】本発明の実施例3に係る一工程を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 テクスチャ面 3 N型拡散層 4 裏面電極 5 BSF層 6 太陽電池セル 7 白板強化ガラス 8 両面テープ 9 アルミワイヤ 10 EVA樹脂 11 ヒータ 12 空間領域 13 TiO2反射防止膜 14 ガラスクロス層 15 EVAシート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板に金属線を当接して固定する工
    程と、 太陽電池セルの拡散層のテクスチャ面を上記金属線に当
    接する工程と、 上記透明基板及び上記太陽電池セルの周囲に封止樹脂を
    固着して、封止領域を形成する工程と、 加熱すると共に、上記封止領域を排気して上記太陽電池
    セルを上記透明基板に対し加圧し、上記拡散層と上記金
    属線とのオーミック接触を得る工程と、 を有することを特徴とする太陽電池の電極製造方法。
  2. 【請求項2】 上記太陽電池セルは、上記テクスチャ面
    の形状を反映した薄膜絶縁層を上記拡散層上に有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の電極製造方
    法。
  3. 【請求項3】 上記透明基板は、該透明基板上に樹脂シ
    ート、ガラスクロス層の順に有することを特徴とする請
    求項1または請求項2に記載の太陽電池の電極製造方
    法。
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