JPH11330512A - Electrode of solar cell - Google Patents

Electrode of solar cell

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JPH11330512A
JPH11330512A JP11108709A JP10870999A JPH11330512A JP H11330512 A JPH11330512 A JP H11330512A JP 11108709 A JP11108709 A JP 11108709A JP 10870999 A JP10870999 A JP 10870999A JP H11330512 A JPH11330512 A JP H11330512A
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silver electrode
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the reduction in reliability in a solar cell, by decreasing a solder sticking region of a back face silver electrode, and reducing a solder amount on a main electrode of a front face silver electrode. SOLUTION: A back electrode of a solar cell comprises a back face silver electrode 28 of a circular pattern and an aluminum electrode 29 having an open pattern in response to the circular pattern. Here, the open pattern has a region B where the back face silver electrode 28 is mutually superimposd on the aluminum electrode 29, and a space A where they are not superimposed on each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池の電極
構造に関し、裏電極形状および表電極形状を改良した太
陽電池の電極に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode structure of a solar cell, and more particularly to an electrode of a solar cell having an improved back electrode shape and front electrode shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10に、従来の太陽電池の製造方法に
よって形成される太陽電池における各製造工程での断面
を示す。以下、図10に従って、従来の太陽電池の製造
方法について説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows cross sections of a solar cell formed by a conventional method for manufacturing a solar cell in each manufacturing process. Hereinafter, a conventional method for manufacturing a solar cell will be described with reference to FIG.

【0003】図10(a)において、結晶軸が(10
0)のP型基板1をイソプロピルアルコールを添加した
80℃〜90℃,数%濃度の水酸化ナトリウム溶液に浸
漬して20分〜30分処理する。こうして、P型基板1
の表面に微細なピラミッド状の凹凸(以下、テクスチャ
と言う)を形成する。図10(b)において、拡散源
(P25等)を含むドーパント液2をスピンフローによ
ってP型基板1の表面に塗布する。図10(c)におい
て、上記ドーパント液2が塗布されたP型基板1を拡散
炉で熱処理(900℃,15分)することによって、P
型基板1の受光面側にn+層3が形成されてPN接合が
生じる。その際に、P型基板1における側面や上記受光
面の裏面(以下、単に裏面と言う)にも薄い不要なn+
層4が形成される。
In FIG. 10A, the crystal axis is (10
The P-type substrate 1 of 0) is immersed in a sodium hydroxide solution having a concentration of several percent at 80 ° C. to 90 ° C. to which isopropyl alcohol is added, and is treated for 20 minutes to 30 minutes. Thus, the P-type substrate 1
To form fine pyramid-shaped irregularities (hereinafter referred to as texture) on the surface. In FIG. 10B, a dopant liquid 2 containing a diffusion source (such as P 2 O 5 ) is applied to the surface of the P-type substrate 1 by spin flow. In FIG. 10C, the P-type substrate 1 on which the dopant liquid 2 is applied is heat-treated (900 ° C., 15 minutes) in a diffusion furnace.
The n + layer 3 is formed on the light receiving surface side of the mold substrate 1 to generate a PN junction. At that time, the unnecessary n + which is thin on the side surface of the P-type substrate 1 and the back surface of the light receiving surface (hereinafter simply referred to as the back surface) is also used.
Layer 4 is formed.

【0004】ここで、上記P型基板1の全面に亙ってP
N接合が形成されていると、形成された太陽電池の負極
(N側)と正極(P側)とが短絡されて電気特性は低下
してしまう。そこで、上記不要なn+層4を除去してP
N接合を分離する必要がある。図10(d)において、
上記P型基板1の受光面側に印刷法によってレジスト5
を形成後、フッ酸と硝酸の混酸(HF:HNO3=1:
3)でエッチングして不要なn+層4を除去する。図1
0(e)において、トリクロルエチレンで処理してレジ
スト5を剥離する。
[0004] Here, P
When the N junction is formed, the negative electrode (N side) and the positive electrode (P side) of the formed solar cell are short-circuited, and the electric characteristics are deteriorated. Therefore, the unnecessary n + layer 4 is removed to remove P
It is necessary to separate the N junction. In FIG. 10D,
A resist 5 is formed on the light receiving surface side of the P-type substrate 1 by a printing method.
After the formation of a mixed acid, a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid (HF: HNO 3 = 1:
The unnecessary n + layer 4 is removed by etching in 3). FIG.
At 0 (e), the resist 5 is removed by treating with trichloroethylene.

【0005】図10(f)において、上記P型基板1に
おける受光面側のn+層3上に反射防止膜6を形成す
る。図10(g)において、上記P型基板1の裏面に裏
面銀電極7及びアルミ電極8を印刷した後乾燥し、70
0℃〜800℃で高温熱処理して裏電極を形成する。図
10(h)において、上記P型基板1の受光面側の反射
防止膜6上に表面銀電極10を印刷した後乾燥し、60
0℃〜700℃で高温熱処理して表電極を形成する。図
10(i)において、上記表面銀電極10および裏面銀
電極7の表面に半田11を被覆して、太陽電池が形成さ
れる。
In FIG. 10F, an antireflection film 6 is formed on the n + layer 3 on the light receiving surface side of the P-type substrate 1. In FIG. 10 (g), after printing the back surface silver electrode 7 and the aluminum electrode 8 on the back surface of the P-type substrate 1, drying is performed.
A high-temperature heat treatment is performed at 0 ° C. to 800 ° C. to form a back electrode. In FIG. 10H, a surface silver electrode 10 is printed on the antireflection film 6 on the light receiving surface side of the P-type substrate 1 and then dried,
A high-temperature heat treatment is performed at 0 ° C. to 700 ° C. to form a front electrode. In FIG. 10 (i), the surface of the front surface silver electrode 10 and the back surface silver electrode 7 are coated with solder 11 to form a solar cell.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の太陽電池の製造方法においては、図10(c)に示
すように、P型基板1の受光面にn+層3を形成する際
に側面や裏面にもPN接合が形成されて不要なn+層4
が形成される。したがって、この不要なn+層4を除去
してPN接合を分離するために、レジスト印刷工程,エ
ッチング工程およびレジスト剥離工程の余分な工程が必
要となり、製造コストが高くなるという問題がある。
However, in the above-described conventional method for manufacturing a solar cell, as shown in FIG. 10 (c), when the n + layer 3 is formed on the light receiving surface of the P-type substrate 1, N + layer 4 with PN junction also formed on
Is formed. Therefore, in order to remove the unnecessary n + layer 4 and separate the PN junction, extra steps of a resist printing step, an etching step, and a resist peeling step are required, and there is a problem that the manufacturing cost is increased.

【0007】また、図10(g)において裏電極を形成
するに際しては、先ず図11(b)に示すようなパター
ンに裏面銀電極7を印刷し、次に図12(b)に示すよ
うなパターンにアルミ電極8を印刷して乾燥する。そし
て、高温熱処理する際にP型基板1であるシリコン中に
アルミ電極8のAlが拡散して合金化して、p+層9が
形成される。このように裏面にp+層9が形成される
(BSF構造と言う)ことによって太陽電池の性能がア
ップする。
In forming a back electrode in FIG. 10 (g), first, a back silver electrode 7 is printed in a pattern as shown in FIG. 11 (b), and then as shown in FIG. 12 (b). An aluminum electrode 8 is printed on the pattern and dried. Then, at the time of high-temperature heat treatment, Al of the aluminum electrode 8 diffuses into silicon which is the P-type substrate 1 and alloys to form the p + layer 9. By forming the p + layer 9 on the back surface (referred to as BSF structure), the performance of the solar cell is improved.

【0008】ところが、その後Alが裏面銀電極7中に
も拡散してしまい、処理温度と処理時間によっては、図
13に示すように裏面銀電極7の周囲(アルミ電極8に
接触している箇所)に半田が付かない領域7aが形成さ
れる。図13(a)は断面図であり、図13(b)は底
面図であり、図13(c)は図13(b)における
(イ)部拡大図である。こうした場合には、形成された
太陽電池をインターコネクタを介して接続する際の作業
性を著しく悪くし、信頼性を低下させてしまうという問
題がある。
However, after that, Al diffuses into the backside silver electrode 7 as well, and depending on the processing temperature and the processing time, as shown in FIG. ) Is formed with a region 7a to which no solder is attached. 13A is a cross-sectional view, FIG. 13B is a bottom view, and FIG. 13C is an enlarged view of a portion (A) in FIG. In such a case, there is a problem that workability when connecting the formed solar cells via the interconnector is remarkably deteriorated and reliability is reduced.

【0009】また、従来における表面銀電極10のパタ
ーンは、図14に示すように格子状になっており、その
主電極部10aは補助電極10bと補助電極10cとの
交点に配置されている。したがって、図10(i)にお
いて表面銀電極10の表面に半田11を被覆するに際し
て、細い補助電極10cの方向を半田ディップ方向とし
て太陽電池セル15を半田槽に浸漬すると図15(a)
に示すように半田11が補助電極10c上に沿って流れ
てしまい、後にインターコネクタ16が接続される主電
極部10aにはあまり半田11が付着しない。その結
果、図15(b)に示すように、上記表面銀電極10側
の半田11とインターコネクタ16側の半田17とが部
分的にしか接着せず、表面銀電極10とインターコネク
タ16との 接続がうまく行かずに信頼性が低下すると
いう問題がある。
Further, the pattern of the surface silver electrode 10 in the related art has a lattice shape as shown in FIG. 14, and the main electrode portion 10a is arranged at the intersection of the auxiliary electrode 10b and the auxiliary electrode 10c. Therefore, when the surface of the front surface silver electrode 10 is coated with the solder 11 in FIG. 10 (i), the solar cell 15 is immersed in a solder bath with the direction of the thin auxiliary electrode 10c being the solder dip direction.
As shown in (1), the solder 11 flows along the auxiliary electrode 10c, and the solder 11 does not adhere much to the main electrode portion 10a to which the interconnector 16 is connected later. As a result, as shown in FIG. 15B, the solder 11 on the surface silver electrode 10 and the solder 17 on the interconnector 16 only partially adhere to each other, and the There is a problem that connection is not successful and reliability is reduced.

【0010】そこで、この発明の目的は、裏面銀電極に
おける半田付着領域が減少せず、表面銀電極における主
電極上の半田量が低下しない太陽電池の電極を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide an electrode for a solar cell in which the solder attachment area on the back silver electrode does not decrease and the amount of solder on the main electrode on the front silver electrode does not decrease.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の太陽電池
の電極は、所定パターンの第1電極と該所定パターンに
対応する開口パターンを有する第2電極とからなる太陽
電池の裏電極であって、上記開口パターンにおいて、第
1電極と第2電極が互いに重なり合う領域と互いに重な
り合わない領域とを有することを特徴とする。
An electrode of a solar cell according to claim 1 is a back electrode of a solar cell comprising a first electrode having a predetermined pattern and a second electrode having an opening pattern corresponding to the predetermined pattern. The opening pattern has a region where the first electrode and the second electrode overlap each other and a region where the first electrode and the second electrode do not overlap each other.

【0012】請求項2記載の太陽電池の電極は、請求項
1記載の太陽電池の電極において、第1電極は、銀電極
であり、第2電極は、アルミ電極であることを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the solar cell electrode of the first aspect, the first electrode is a silver electrode and the second electrode is an aluminum electrode.

【0013】請求項3記載の太陽電池の電極は、格子パ
ターンを形成する太陽電池の表電極であって、インター
コネクタが接続される主電極は、上記格子パターンの一
方の縞を成すパターン上でかつ上記格子パターンの交点
から離間した位置に形成され、上記格子パターンの一方
の縞の幅より広い幅であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the electrode of the solar cell is a front electrode of the solar cell forming a grid pattern, and the main electrode to which the interconnector is connected is formed on a pattern forming one stripe of the grid pattern. In addition, the width is formed at a position apart from the intersection of the lattice patterns, and is wider than the width of one stripe of the lattice pattern.

【0014】請求項4記載の太陽電池の電極は、請求項
3記載の太陽電池の電極において、上記表電極は、銀電
極であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a solar cell electrode according to the third aspect, wherein the front electrode is a silver electrode.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図1は本実施の形態の太陽電
池の製造方法における各製造工程での断面を示す図であ
る。以下、図1に従って、本実施の形態における太陽電
池の製造方法について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a view showing a cross section in each manufacturing process in the method of manufacturing a solar cell according to the present embodiment. Hereinafter, the method of manufacturing the solar cell according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0016】本実施の形態においては、太陽電池の光/
電変換効率を高めるために結晶軸が(100)のP型基
板21を用いる。先ず、P型基板21を酸溶液あるいは
アルカリ溶液で処理して、表面のダメージ層を除去す
る。そして、P型基板21を80℃〜90℃の水酸化ナ
トリウム溶液(数%の濃度)に浸漬して20分〜30分
処理し、P型基板21の表面に図1(a)における
(ハ)部拡大図で示すような微細なピラミッド状のテク
スチャを形成する。
In the present embodiment, the light /
A P-type substrate 21 having a crystal axis of (100) is used to increase the electric conversion efficiency. First, the P-type substrate 21 is treated with an acid solution or an alkali solution to remove a damaged layer on the surface. Then, the P-type substrate 21 is immersed in a sodium hydroxide solution (concentration of several%) at 80 ° C. to 90 ° C. and treated for 20 to 30 minutes, and the surface of the P-type substrate 21 is treated as shown in FIG. A fine pyramid-shaped texture is formed as shown in the enlarged view of FIG.

【0017】次に、従来と同様にスピンコータによって
P型基板21の表面(受光面)にドーパント液22を塗
布する。その際に、裏面における周辺部にはチタン酸を
含むマスク液23を同時に塗布する。このマスク液23
の組成の一例としては、エチルアルコール2000c
c,チタン酸イソプロピル300cc,酢酸300c
c,ケイ酸エチル200ccの混合液である。
Next, a dopant solution 22 is applied to the surface (light-receiving surface) of the P-type substrate 21 by a spin coater as in the prior art. At this time, a mask solution 23 containing titanic acid is simultaneously applied to the peripheral portion on the back surface. This mask liquid 23
As an example of the composition of ethyl alcohol 2000c
c, 300cc of isopropyl titanate, 300c of acetic acid
c, a mixed solution of 200 cc of ethyl silicate.

【0018】上記ドーパント液22及びマスク液23の
塗布は、図2に示すようにして実施される。すなわち、
スピンコータのスピンチャック35に固定されて回転速
度5000rpmで回転されるP型基板21の表面中心
部にノズル36を介してP25等を含むドーパント液2
2を滴下する。そうすると、ドーパント液22が遠心力
によってP型基板21の中心部から外方向に向かって全
体に均一に広がる。それと同時に、P型基板21の裏面
周辺部にノズル37を介してマスク液23を吹き付け
る。そうすると、マスク液23は遠心力によってP型基
板21の外方向に向かって広がる。こうして、図1
(b)に示すように、P型基板21の表面にはドーパン
ト液22が均一に塗布される。一方、裏面には周辺部に
のみマスク液23が塗布されて、マスク液塗布膜23が
形成されている領域と形成されていない領域とが生ず
る。
The application of the dopant liquid 22 and the mask liquid 23 is performed as shown in FIG. That is,
A dopant liquid 2 containing P 2 O 5 or the like is provided via a nozzle 36 at the center of the surface of a P-type substrate 21 fixed to a spin chuck 35 of a spin coater and rotated at a rotation speed of 5000 rpm.
2 is added dropwise. Then, the dopant liquid 22 uniformly spreads outward from the central portion of the P-type substrate 21 by the centrifugal force. At the same time, the mask liquid 23 is sprayed on the periphery of the back surface of the P-type substrate 21 via the nozzle 37. Then, the mask liquid 23 spreads outward of the P-type substrate 21 by centrifugal force. Thus, FIG.
As shown in (b), the surface of the P-type substrate 21 is uniformly coated with the dopant liquid 22. On the other hand, the mask liquid 23 is applied only to the peripheral portion on the back surface, and there are regions where the mask liquid coating film 23 is formed and regions where the mask liquid coating film 23 is not formed.

【0019】そうした後、上記ドーパント液22および
マスク液23が塗布されたP型基板21を拡散炉で熱処
理(900℃,15分)することによって、図1(c)
に示すように、P型基板21の表面にn+層24を形成
する。その際に、P型基板1の裏面におけるマスク液塗
布膜23が形成されていない領域にも薄い不要なn+
25が形成される。一方、P型基板1の裏面におけるマ
スク液塗布膜23が形成されている領域にはTiO2
SiO2とが混在した膜が形成され、その膜の下にはn+
層は形成されない。このように、P型基板21における
裏面中心部には薄いn+層25が形成されるが、このn+
層25はマスク液塗布膜23下に形成された上記TiO
2とSiO2とが混在した膜によって表面のn+層24と
は分離されているために、太陽電池の性能には影響を及
ぼさない。
After that, the P-type substrate 21 coated with the dopant liquid 22 and the mask liquid 23 is subjected to a heat treatment (900 ° C., 15 minutes) in a diffusion furnace to obtain a structure shown in FIG.
As shown in FIG. 7, an n + layer 24 is formed on the surface of a P-type substrate 21. At this time, a thin unnecessary n + layer 25 is also formed in a region on the back surface of the P-type substrate 1 where the mask liquid coating film 23 is not formed. On the other hand, a film in which TiO 2 and SiO 2 are mixed is formed in a region of the back surface of the P-type substrate 1 where the mask liquid coating film 23 is formed, and n + is formed under the film.
No layer is formed. Thus, although a thin n + layer 25 on the back center of the P-type substrate 21 is formed, the n +
The layer 25 is formed of the TiO 2 formed under the mask liquid coating film 23.
Since the surface is separated from the n + layer 24 by the film in which 2 and SiO 2 are mixed, the performance of the solar cell is not affected.

【0020】次に、上記P型基板21を49%のフッ酸
中に約5分間浸漬して、図1(d)に示すように、裏面
のマスク液塗布膜23とn型不純物が拡散する際に表面
に形成されたPSG(リンシリケートグラス)層26と
を剥離する。そうした後に、スプレー法等によって、P
型基板21におけるn+層24上に図1(e)に示すよ
うにTiO2によって反射防止膜27を形成する。
Next, the P-type substrate 21 is immersed in 49% hydrofluoric acid for about 5 minutes to diffuse the mask liquid coating film 23 on the back surface and the n-type impurities as shown in FIG. At this time, the PSG (phosphorus silicate glass) layer 26 formed on the surface is peeled off. After that, P
As shown in FIG. 1E, an anti-reflection film 27 is formed of TiO 2 on the n + layer 24 of the mold substrate 21.

【0021】次に、上記P型基板21の裏面に、図3に
示すようなパターンに銀ペーストによって裏面銀電極2
8を印刷して乾燥する。さらに、図4に示すようなパタ
ーンにアルミペーストによってアルミ電極29を印刷し
て乾燥する。そして、700℃〜800℃で高温熱処理
して図1(f)に示すごとく裏電極を形成する。その際
における高温熱処理によってP型基板21(シリコン)
中にアルミ電極29のAlが拡散して合金化し、p+
30が形成される。このように、上記裏電極を裏面銀電
極28とアルミ電極29とで構成することによって、銀
ペーストの使用量を押えて低コスト化を図るのである。
Next, on the back surface of the P-type substrate 21, a silver electrode 2 is formed in a pattern as shown in FIG.
Print 8 and dry. Further, the aluminum electrode 29 is printed with an aluminum paste in a pattern as shown in FIG. 4 and dried. Then, high-temperature heat treatment is performed at 700 ° C. to 800 ° C. to form a back electrode as shown in FIG. P-type substrate 21 (silicon) by high-temperature heat treatment at that time
Al of the aluminum electrode 29 diffuses and alloys therein, and the p + layer 30 is formed. As described above, by forming the back electrode with the back surface silver electrode 28 and the aluminum electrode 29, the amount of silver paste used can be suppressed and cost can be reduced.

【0022】一方、上記P型基板21の表面における反
射防止膜27上には、図7(a)に示すようなパターン
に銀ペーストによって表面銀電極31を印刷した後乾燥
し、600℃〜700℃で高温熱処理して図1(g)に
示すごとく表電極を形成する。
On the other hand, on the anti-reflection film 27 on the surface of the P-type substrate 21, a surface silver electrode 31 is printed with a silver paste in a pattern as shown in FIG. A high-temperature heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. to form a front electrode as shown in FIG.

【0023】次に、図1(g)の構造を有する太陽電池
セルを、約190℃の半田槽に図7(a)に示す方向に
浸漬し、図1(h)に示すごとく表面銀電極31および
裏面銀電極28の表面に半田32を被覆して、太陽電池
が形成される。こうして形成された太陽電池における表
面銀電極31にインターコネクタ33を半田付けした
後、夫々のインターコネクタ33を直/並列に接続し
て、図1(i)に示すような断面を有する太陽電池モジ
ュールが完成する。
Next, the solar cell having the structure shown in FIG. 1 (g) is immersed in a solder bath at about 190 ° C. in the direction shown in FIG. 7 (a), and as shown in FIG. The solar cell is formed by coating the surface of the silver electrode 31 and the back surface silver electrode 28 with the solder 32. After soldering the interconnectors 33 to the surface silver electrodes 31 in the solar cell thus formed, each interconnector 33 is connected in series / parallel to form a solar cell module having a cross section as shown in FIG. Is completed.

【0024】上述のように、本実施の形態における太陽
電池の製造方法においては、PN接合形成熱処理を実施
して受光面側にn+層24を形成する前に、裏面におけ
るn+層を形成させない領域にはPN接合の形成を阻止
するマスク液23を塗布するようにしている。したがっ
て、PN接合形成熱処理時に、P型基板21の裏面にお
けるマスク液塗布層23が形成された領域ではn+層が
形成されずPN接合は形成されない。こうすることによ
って、太陽電池の製造工程から不必要なn+層を除去す
る工程を省略することができ、製造コストの大幅な低減
が可能となる。
[0024] As described above, in the manufacturing method of the solar cell in this embodiment, prior to forming the n + layer 24 on the light-receiving surface side to implement the PN junction forming heat treatment, forming an n + layer on the back surface The mask liquid 23 for preventing the formation of the PN junction is applied to the region not to be formed. Therefore, at the time of the PN junction formation heat treatment, the n + layer is not formed and the PN junction is not formed in the region where the mask liquid coating layer 23 is formed on the back surface of the P-type substrate 21. By doing so, the step of removing the unnecessary n + layer from the manufacturing process of the solar cell can be omitted, and the manufacturing cost can be significantly reduced.

【0025】尚、上記マスク液23として、一般的に用
いられるケイ酸エチル,酢酸,エチルアルコールの混液
の場合にはマスク効果が余りよくない。その理由は、単
に上記マスク液を塗布して熱処理した場合には、形成さ
れた膜は緻密な膜となってマスク効果は得られる。とこ
ろが、本実施の形態のように、P型基板21にn+層形
成用のドーパント液22とマスク液23とを塗布して同
時に熱処理する工程の場合には、あまりマスク効果は期
待できないのである。そうかと言って、P型基板21に
一旦マスク液23を塗布して熱処理した後に、改めてド
ーパント液22を塗布してn+層24を形成するので
は、製造工程が長くなって適当ではない。
When the mask liquid 23 is a commonly used liquid mixture of ethyl silicate, acetic acid and ethyl alcohol, the mask effect is not so good. The reason is that when the mask liquid is simply applied and heat-treated, the formed film becomes a dense film and a mask effect can be obtained. However, in the case of the step of applying the dopant solution 22 and the mask solution 23 for forming the n + layer to the P-type substrate 21 and performing the heat treatment at the same time as in the present embodiment, the mask effect is not so expected. . On the other hand, if the mask solution 23 is once applied to the P-type substrate 21 and heat-treated, and then the dopant solution 22 is applied again to form the n + layer 24, the manufacturing process becomes longer, which is not appropriate.

【0026】一方、上記マスク液23として、チタン酸
イソプロピル,酢酸,イソプロピルアルコールの混液の
場合には、本実施の形態の場合と同様のマスク効果が得
られる。ところが、形成される膜は、フッ酸等の薬剤を
使用しても剥離しにくく(太陽電池用のP型基板21の
場合にはその表面にピラミッド型のテクスチャが形成さ
れているので余計剥離しにくい)、残った膜が裏面銀電
極28やアルミ電極29形成時に以下のようなトラブル
の原因となるのである。
On the other hand, when the mask liquid 23 is a mixture of isopropyl titanate, acetic acid and isopropyl alcohol, the same mask effect as in the present embodiment can be obtained. However, the formed film is hardly peeled off even by using a chemical such as hydrofluoric acid. (In the case of the P-type substrate 21 for a solar cell, since the pyramid-shaped texture is formed on the surface thereof, the film is further peeled off. The remaining film causes the following trouble when the back surface silver electrode 28 and the aluminum electrode 29 are formed.

【0027】すなわち、銀ペーストを印刷焼成する際
に、Si(P型基板21)とAgとの界面に上記膜が介
在するによって、裏面銀電極28とP型基板21との接
着強度が低下する場合がある。また、アルミペーストを
印刷焼成する際に、Si(P型基板21)とAlとの界
面に上記膜が介在するによって、アルミ電極29上にA
l粒が発生し、その後の工程においてP型基板21が割
れる原因となる。
That is, when the silver paste is printed and baked, the above-mentioned film is interposed at the interface between Si (P-type substrate 21) and Ag, so that the adhesive strength between the back surface silver electrode 28 and the P-type substrate 21 decreases. There are cases. Further, when the aluminum paste is printed and baked, the film is interposed at the interface between Si (P-type substrate 21) and Al, so that A
One grain is generated, which causes the P-type substrate 21 to crack in a subsequent process.

【0028】これに対して、本実施の形態におけるマス
ク液23はチタン酸イソプロピルを含むためにマスク効
果が良好である。さらに、ケイ酸エチルを含むために、
形成された膜を熱処理後フッ酸で処理すれば簡単に剥離
できる。したがって、残った上記膜がその後の工程で問
題となることはないのである。
On the other hand, since the mask liquid 23 in the present embodiment contains isopropyl titanate, it has a good masking effect. Further, to include ethyl silicate,
If the formed film is treated with hydrofluoric acid after the heat treatment, it can be easily peeled off. Therefore, the remaining film does not pose a problem in the subsequent steps.

【0029】尚、この発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、この発明の範囲内で上記実施の形態
に種々の修正や変更を加え得ることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications and changes can be made to the above embodiment within the scope of the present invention.

【0030】例えば、上記実施の形態では、P型基板2
1を用いたn+/p/p+型(バック・サーフェイス・フ
ィールド(BSF)型)太陽電池を例に上げて説明して
いるが、n+/p型太陽電池や、n型基板を用いたn型
太陽電池(但し、ドーパントや電極材料を変更する必要
がある)にも適用できる。
For example, in the above embodiment, the P-type substrate 2
In the description, an n + / p / p + type (back surface field (BSF) type) solar cell using No. 1 is taken as an example, but an n + / p type solar cell or an n type substrate is used. It can also be applied to the conventional n-type solar cell (however, the dopant and the electrode material need to be changed).

【0031】また、上記基板の受光面側にn+層24を
形成する方法として、POCl3を使用した気相拡散法
や反射防止膜材料を含むドーパント液を使用した塗布拡
散法も適用可能である。
As a method for forming the n + layer 24 on the light-receiving surface side of the substrate, a gas phase diffusion method using POCl 3 or a coating diffusion method using a dopant solution containing an antireflection film material can be applied. is there.

【0032】また、上記マスク液23を塗布するに際し
て、上記実施の形態のようにドーパント液22とマスク
液23とを同時に塗布してもよいが、夫々の液を個別に
塗布してもよい。尚、マスク液の組成は上述の組成に限
定されるものではなく、チタンとケイ素とを含む液であ
ればよい。したがって、主溶液,チタンおよびケイ素を
含む溶液,副溶液の組み合わせとしては、以下のような
組み合わせがある。但し、副溶液は必ずしも必要ではな
い。
When the mask liquid 23 is applied, the dopant liquid 22 and the mask liquid 23 may be applied simultaneously as in the above embodiment, or each liquid may be applied individually. The composition of the mask liquid is not limited to the above-described composition, and may be any liquid containing titanium and silicon. Therefore, combinations of the main solution, the solution containing titanium and silicon, and the sub-solution include the following combinations. However, the auxiliary solution is not always necessary.

【0033】上記主溶液としては、イソプロピルアルコ
ール,エチルアルコール,メチルアルコール,ブチルア
ルコール等のアルコール類やメチルエチルケトン等のケ
トン類がある。また、チタンを含む溶液としては、テト
ライソプロピルチタネート,テトラ・nブチルチタネー
ト,塩化チタン等の溶液、その他、酸,アルカリ,アル
コール,エステル等にチタン粉末やホウ化チタン,炭化
チタン,二酸化チタン等の固形のチタンを溶解させた溶
液がある。また、ケイ素を含む溶液としては、ケイ酸エ
チル,ケイ酸メチル,ケイ酸イソプロピル,シリコンの
ハロゲン化物等の溶液がある。また、副溶液としては、
ギ酸,酢酸,シュウ酸,安息香酸等のカルボン酸があ
る。
Examples of the main solution include alcohols such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol, methyl alcohol and butyl alcohol, and ketones such as methyl ethyl ketone. Examples of the titanium-containing solution include solutions such as tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, and titanium chloride, and titanium powders such as titanium boride, titanium carbide, titanium dioxide, and the like for acids, alkalis, alcohols, and esters. There is a solution in which solid titanium is dissolved. Examples of the solution containing silicon include a solution of ethyl silicate, methyl silicate, isopropyl silicate, a silicon halide, and the like. In addition, as the secondary solution,
There are carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid and benzoic acid.

【0034】図5は上記裏電極が形成された状態におけ
るP型基板21を示す。但し、図5(a)は断面図であ
り、図5(b)は底面図であり、図5(c)は図5
(a)における(ニ)部拡大図であり、図5(d)は図
5(b)における(ホ)部拡大図である。
FIG. 5 shows the P-type substrate 21 in a state where the back electrode is formed. 5A is a cross-sectional view, FIG. 5B is a bottom view, and FIG.
FIG. 5A is an enlarged view of a part (D) in FIG. 5A, and FIG. 5D is an enlarged view of a part (E) in FIG. 5B.

【0035】上述したように、上記P型基板21におけ
る裏面に形成される裏面銀電極28は図3(b)に示す
ような円形のパターンを有している。また、アルミ電極
29は図4(b)に示すような円形の穴が開いたパター
ンを有している。そして、裏面銀電極28のパターンと
アルミ電極29のパターンとを位置併せを行って重ねた
場合には、図5(d)に示すように裏面銀電極28の円
パターンとアルミ電極29の穴のパターンとは一方向に
ずれている。したがって、図5(c)および図5(d)
から分かるように、裏面銀電極28とアルミ電極29と
は(A)では空隙を有し、(B)では重なり合うことに
なる。
As described above, the back surface silver electrode 28 formed on the back surface of the P-type substrate 21 has a circular pattern as shown in FIG. Further, the aluminum electrode 29 has a pattern in which a circular hole is opened as shown in FIG. Then, when the pattern of the back silver electrode 28 and the pattern of the aluminum electrode 29 are aligned and overlapped, the circular pattern of the back silver electrode 28 and the hole of the aluminum electrode 29 are formed as shown in FIG. It is shifted in one direction from the pattern. Therefore, FIG. 5 (c) and FIG. 5 (d)
As can be seen from FIG. 7, the back surface silver electrode 28 and the aluminum electrode 29 have a gap in (A), and overlap in (B).

【0036】そこで、上記銀ペーストおよびアルミペー
ストを順次印刷した後に高温熱処理した際に、Alが裏
面銀電極28中に拡散して形成される半田が付かない領
域28aは大略上記両電極が重なり合う領域(B)に形
成されて空隙(A)の箇所には形成されない。したがっ
て、裏面銀電極28におけるインターコネクタとの半田
付け面積を従来より大きく確保して、作業性を向上さ
せ、高信頼性を得ることができるのである。
Therefore, when the silver paste and the aluminum paste are sequentially printed and then subjected to a high-temperature heat treatment, Al is diffused into the back surface silver electrode 28 and the solder-free area 28a is formed in a region where the two electrodes overlap. It is formed in (B) and is not formed in the space (A). Therefore, the soldering area of the back surface silver electrode 28 with the interconnector can be secured larger than before, so that workability can be improved and high reliability can be obtained.

【0037】尚、このような効果を得ることができる裏
面銀電極パターンおよびアルミ電極パターンは図5に示
すパターンに限定されるものではなく、要は裏面銀電極
と28とアルミ電極29との重なり領域が電気的接続を
十分得ることができる範囲でなるべく少ないパターンで
あればよい。図6に裏面銀電極とアルミ電極との他のパ
ターンを示す。
It should be noted that the backside silver electrode pattern and the aluminum electrode pattern which can provide such an effect are not limited to the patterns shown in FIG. 5, but the point is that the backside silver electrode, 28 and aluminum electrode 29 overlap each other. Any pattern may be used as long as the pattern is as small as possible within a range where electrical connection can be sufficiently obtained. FIG. 6 shows another pattern of the back surface silver electrode and the aluminum electrode.

【0038】図6においては、総てのアルミ電極41に
おける穴のパターンは円形である。そして、図6(a)
における裏面銀電極42は矩形をなし、マトリックス状
に配列された矩形の孔を有する。そして、Alが裏面銀
電極42中に拡散して形成される半田が付かない領域は
上記両電極41,42が重なり合う点線で示す領域42
aとなる。この場合、裏面銀電極42におけるアルミ電
極41と重なり合っていない領域へのAlの拡散は多く
の孔によって食い止められるので、裏面銀電極42にお
ける半田付着領域を大きく確保できる。
In FIG. 6, the hole patterns in all the aluminum electrodes 41 are circular. Then, FIG.
Has a rectangular shape, and has rectangular holes arranged in a matrix. A region where solder is not formed, which is formed by diffusing Al into the back surface silver electrode 42, is a region 42 indicated by a dotted line where the two electrodes 41 and 42 overlap.
a. In this case, the diffusion of Al into the region of the back surface silver electrode 42 that does not overlap with the aluminum electrode 41 is prevented by many holes, so that a large solder adhesion region of the back surface silver electrode 42 can be secured.

【0039】また、図6(b)における裏面銀電極43
は、アルミ電極41の穴径よりも小径の円形を有する本
体とこの本体から8方に放射状に突出する突出部とを有
する。そして、上記半田が付かない領域は両電極41,
43が重なり合う上記突出部における点線で示す領域4
3aとなる。この場合、裏面銀電極43の上記本体はア
ルミ電極41とは重なり合わないので、この本体にお
けるAlの拡散領域が少なく裏面銀電極43における半
田付着領域を大きく確保できる。
Further, the back surface silver electrode 43 in FIG.
Has a main body having a circular shape smaller in diameter than the hole diameter of the aluminum electrode 41 and a protruding portion radially protruding from the main body in eight directions. The region where the solder does not adhere is the two electrodes 41,
A region 4 indicated by a dotted line in the protruding portion where the 43 overlaps.
3a. In this case, the main body of the back surface silver electrode 43 does not overlap with the aluminum electrode 41, so that the diffusion region of Al in the main body is small, and a large solder adhesion region in the back surface silver electrode 43 can be secured.

【0040】また、図6(c)における裏面銀電極44
は、一辺の長さがアルミ電極41の穴径よりも短く、対
角線の長さが上記穴径よりも長い正方形を有する。そし
て、上記半田が付かない領域は両電極41,43が重な
り合う裏面銀電極44の四隅における点線で示す領域4
4aとなる。この場合、裏面銀電極44は、上記四隅以
外ではアルミ電極41と重なり合わないので、裏面銀電
極44におけるアルミ電極41と重なり合っていない領
域へのAlの拡散領域が少なく裏面銀電極44における
半田付着領域を大きく確保できる。
Further, the back surface silver electrode 44 in FIG.
Has a square shape whose one side is shorter than the hole diameter of the aluminum electrode 41 and whose diagonal length is longer than the hole diameter. The area to which the solder is not applied is the area 4 indicated by dotted lines at the four corners of the backside silver electrode 44 where both electrodes 41 and 43 overlap.
4a. In this case, since the back surface silver electrode 44 does not overlap the aluminum electrode 41 except at the above four corners, the diffusion region of Al to the region of the back surface silver electrode 44 that does not overlap the aluminum electrode 41 is small, and the solder adhesion on the back surface silver electrode 44 is small. A large area can be secured.

【0041】図7は上記表面銀電極31のパターンを示
す。本実施の形態における表面銀電極31のパターンは
格子状になっており、その主電極31aは円形を成して
補助電極31bと補助電極31cとの交点間における補
助電極31b上に配置されている。したがって、表面銀
電極31の表面に半田32を被覆するに際して、細い補
助電極31cの方向を半田ディップ方向として太陽電池
セル45を半田槽に浸漬しても、図8(a)に示すよう
に半田32が補助電極31c上に沿って流れずに主電極
31a上に水滴状に多く溜まる。その結果、図8(b)
に示すように、上記表面銀電極31側の半田32とイン
ターコネクタ33側の半田46とが完全に融合して、表
面銀電極31とインターコネクタ33とが完全に接続さ
れて高信頼性が得られるのである。
FIG. 7 shows a pattern of the surface silver electrode 31. The pattern of surface silver electrode 31 in the present embodiment has a lattice shape, and main electrode 31a has a circular shape and is arranged on auxiliary electrode 31b between intersections of auxiliary electrode 31b and auxiliary electrode 31c. . Therefore, when the surface of the surface silver electrode 31 is coated with the solder 32, even if the solar cell 45 is immersed in a solder bath with the direction of the thin auxiliary electrode 31c being the solder dip direction, as shown in FIG. 32 does not flow along the auxiliary electrode 31c but accumulates on the main electrode 31a in the form of water droplets. As a result, FIG.
As shown in the figure, the solder 32 on the surface silver electrode 31 side and the solder 46 on the interconnector 33 side are completely fused, and the surface silver electrode 31 and the interconnector 33 are completely connected to obtain high reliability. It is done.

【0042】本実施の形態の太陽電池の製造方法によっ
て形成される表面銀電極31の主電極31aは補助電極
31bと補助電極31cの交点間に形成されていればよ
く、そ の形状は特に限定されるものではない。したが
って、図7に示すような円形の他に、例えば図9(a)
に示すような矩形や、図9(b)に示すような楕円形
や、図9(c)に示すようなサイズの異なる2種類の楕
円形49,50等が考えられる。
The main electrode 31a of the surface silver electrode 31 formed by the method of manufacturing a solar cell according to the present embodiment may be formed between the intersections of the auxiliary electrode 31b and the auxiliary electrode 31c, and the shape is not particularly limited. It is not something to be done. Accordingly, in addition to the circular shape shown in FIG. 7, for example, FIG.
9B, an elliptical shape as shown in FIG. 9B, and two types of elliptical shapes 49 and 50 having different sizes as shown in FIG. 9C.

【0043】尚、上記実施の形態においては、上記P型
基板21の受光面にn+層24を形成するに際してn+
を形成させない領域にマスク液23を塗布する第1の方
法と、上記裏電極を形成する際に裏面銀電極28とアル
ミ電極29の重なり領域を少なくする第2の方法と、表
面銀電極31の主電極31aを補助電極31bと補助電
極31cとの交点間に配置する第3の方法とを総て実施
している。しかしながら、この発明はこれに限定される
ものではなく、上記3つの方法を適宜に組み合わせて実
施しても何ら差し支えない。
In the above-described embodiment, the first method of applying the mask liquid 23 to a region where the n + layer is not formed when forming the n + layer 24 on the light receiving surface of the P-type substrate 21; A second method for reducing the overlapping area between the back silver electrode 28 and the aluminum electrode 29 when forming the back electrode, and disposing the main electrode 31a of the front silver electrode 31 between the intersections of the auxiliary electrodes 31b and 31c. The third method and all are implemented. However, the present invention is not limited to this, and the above three methods may be appropriately combined and implemented.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1または請求項2に係る発明によ
れば、太陽電池の裏電極の第1電極と第2電極とが互い
に接触しない箇所と接触した箇所とを有しているので、
第1電極を銀電極、第2電極をアルミ電極とした場合
に、熱処理に際して上記銀電極中にアルミ電極のAlが
拡散する範囲が狭く、上記裏面銀電極における半田付着
領域の減少を抑え、半田付け面積を大きく確保できるた
め、太陽電池の信頼性を、大幅に高めることができる。
According to the first or second aspect of the present invention, the back electrode of the solar cell has a portion where the first electrode and the second electrode do not contact each other and a portion where the first electrode and the second electrode contact each other.
When the first electrode is a silver electrode and the second electrode is an aluminum electrode, the range in which aluminum of the aluminum electrode diffuses into the silver electrode during the heat treatment is narrow, and a reduction in the solder attachment area on the back silver electrode is suppressed. Since a large mounting area can be ensured, the reliability of the solar cell can be significantly increased.

【0045】請求項3または請求項4に係る発明によれ
ば、太陽電池の表電極は、太陽電池セルを半田槽に格子
パターンの他方の縞方向に浸漬して半田を付着させるに
際して、主電極上の半田量の低下を防止でき、インター
コネクタとの接続に際して作業性および信頼性を高める
ことができる。
According to the third or fourth aspect of the present invention, when the front electrode of the solar cell is immersed in a solder bath in the other stripe direction of the lattice pattern in the solder tank to attach the solder, the main electrode is used. A decrease in the amount of solder above can be prevented, and workability and reliability at the time of connection with the interconnector can be improved.

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

【図1】この発明の太陽電池の製造方法によって形成さ
れる太陽電池における各製造工程での断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solar cell formed by a method of manufacturing a solar cell according to the present invention in each manufacturing process.

【図2】ドーパント液およびマスク液の塗布方法の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method of applying a dopant liquid and a mask liquid.

【図3】裏面銀電極のパターンの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a pattern of a back surface silver electrode.

【図4】アルミ電極のパターンの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a pattern of an aluminum electrode.

【図5】裏面銀電極とアルミ電極との位置関係および裏
面銀電極へのAlの拡散結果の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a positional relationship between a back silver electrode and an aluminum electrode and a result of diffusion of Al into the back silver electrode.

【図6】図3〜図5とは異なる裏面銀電極とアルミ電極
とのパターンを示す図である。
FIG. 6 is a view showing a pattern of a back surface silver electrode and an aluminum electrode different from those of FIGS. 3 to 5;

【図7】表面銀電極のパターンの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a pattern of a surface silver electrode.

【図8】図7に示す表面銀電極に対する半田の付着状態
およびインターコネクタとの接続状態の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view of a state where solder is attached to the surface silver electrode shown in FIG. 7 and a state where it is connected to an interconnector.

【図9】図7とは異なる表面銀電極のパターンを示す図
である。
FIG. 9 is a view showing a pattern of a surface silver electrode different from that of FIG. 7;

【図10】従来の太陽電池の製造方法によって形成され
る太陽電池における各製造工程での断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a solar cell formed by a conventional method for manufacturing a solar cell in each manufacturing step.

【図11】図10における裏面銀電極のパターンの説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a pattern of a back surface silver electrode in FIG. 10;

【図12】図10におけるアルミ電極のパターンの説明
図である。
12 is an explanatory diagram of a pattern of an aluminum electrode in FIG.

【図13】図11および図12に示す裏面銀電極とアル
ミ電極との位置関係および裏面銀電極へのAlの拡散結
果の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the positional relationship between the back silver electrode and the aluminum electrode shown in FIGS. 11 and 12 and the result of diffusion of Al into the back silver electrode.

【図14】図10における表面銀電極のパターンの説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a pattern of a surface silver electrode in FIG. 10;

【図15】図14に示す表面銀電極に対する半田の付着
状態およびインターコネクタとの接続状態の説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory view of a state where solder is attached to the surface silver electrode shown in FIG. 14 and a state where it is connected to an interconnector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 P型基板 22 ドーパント液 23 マスク液塗布膜 24,25 n+層 28,42,43,44 裏面銀電極 29,41 アルミ電極 30 p+層 31 表面銀電極 31a,47,48,49,50 主電極 31b,31c 補助電極 32,46 半田 33 インターコネクタ 35 スピンチャック 36,37 ノズルReference Signs List 21 P-type substrate 22 Dopant liquid 23 Mask liquid coating film 24, 25 n + layer 28, 42, 43, 44 Backside silver electrode 29, 41 Aluminum electrode 30 p + layer 31 Front surface silver electrode 31a, 47, 48, 49, 50 Main electrode 31b, 31c Auxiliary electrode 32, 46 Solder 33 Interconnector 35 Spin chuck 36, 37 Nozzle

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定パターンの第1電極と該所定パター
ンに対応する開口パターンを有する第2電極とからなる
太陽電池の裏電極であって、 上記開口パターンにおいて、第1電極と第2電極が互い
に重なり合う領域と互いに重なり合わない領域とを有す
ることを特徴とする太陽電池の電極。
1. A back electrode of a solar cell comprising a first electrode having a predetermined pattern and a second electrode having an opening pattern corresponding to the predetermined pattern, wherein the first electrode and the second electrode are arranged in the opening pattern. An electrode for a solar cell, comprising a region that overlaps with a region that does not overlap with each other.
【請求項2】 第1電極は、銀電極であり、第2電極
は、アルミ電極であることを特徴とする請求項1記載の
太陽電池の電極。
2. The electrode according to claim 1, wherein the first electrode is a silver electrode, and the second electrode is an aluminum electrode.
【請求項3】 格子パターンを形成する太陽電池の表電
極であって、 インターコネクタが接続される主電極は、上記格子パタ
ーンの一方の縞を成すパターン上でかつ上記格子パター
ンの交点から離間した位置に形成され、上記格子パター
ンの一方の縞の幅より広い幅であることを特徴とする太
陽電池の電極。
3. A front electrode of a solar cell forming a grid pattern, wherein a main electrode to which an interconnector is connected is separated from an intersection of the grid pattern on a pattern forming one stripe of the grid pattern. An electrode of a solar cell, wherein the electrode is formed at a position and has a width wider than the width of one stripe of the lattice pattern.
【請求項4】 上記表電極は、銀電極であることを特徴
とする請求項3記載の太陽電池の電極。
4. The electrode according to claim 3, wherein the front electrode is a silver electrode.
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