KR102556599B1 - 고효율 태양전지의 제조 방법 - Google Patents

고효율 태양전지의 제조 방법 Download PDF

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토요히로 우에구리
다케노리 와타베
히로유키 오츠카
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 반도체 기판의 제1주표면에 제1전극을 형성하는 공정과, 상기 제1전극의 적어도 일부를 덮도록 절연막 전구체를 도포하는 공정과, 상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정과, 적어도 상기 절연막 전구체 상에 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정과, 상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정과, 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정을 가지고, 상기 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정은 상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정 후에 행해지고, 상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 적어도 일부와 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해지는 태양전지의 제조 방법이다. 이에 의해 생산성이 높고, 높은 광전변환 특성을 가지는 태양전지의 제조 방법이 제공된다.

Description

고효율 태양전지의 제조 방법
본 발명은 고효율 태양전지의 제조 방법에 관한 것이다.
결정 실리콘 태양전지의 광전변환효율을 향상시키는 수법으로서, 근년에는 수광면의 전극을 폐하여 전극의 그림자에 의한 광학적 손실을 없앤 소위 이면 전극형 태양전지가 널리 검토되게 되었다.
도 1은 이면 전극형 태양전지의 이면의 일례를 나타낸 모식도이고, 또 도 2는 도 1의 일점쇄선 A에 있어서의 단면을 나타낸 것이다. 도 1에 나타내듯이, 태양전지(100)에 있어서, 반도체 기판(예를 들면 결정 실리콘 기판)(110)의 이면(제1주표면)에 이미터 영역(이미터층)(112)이 형성되어 있다. 또, 이미터 영역(112)을 사이에 두고, 베이스 영역(베이스층)(113)이 스트라이프(stripe) 형상으로 형성되어 있고, 이미터 영역(112) 상에 이미터 전극(122)이 형성되고, 또한 복수의 이미터 전극(122)이 이미터 버스바(emitter bus bar, 이미터용 버스바 전극)(132)로 연결되어 있다. 또, 베이스 영역(113) 상에는 베이스 전극(123)이 형성되고, 복수의 베이스 전극(123)이 베이스 버스바(베이스용 버스바 전극)(133)로 연결되어 있다. 한편으로 베이스 전극(123)과 이미터 영역(112), 및 이미터 전극(122)과 베이스 영역(113)은 절연막(118)으로 전기적으로 절연되어 있다. 또, 도 2에 나타내듯이, 태양전지(100)는 반도체 기판(110)의 제1주표면 및 제2주표면 상에 패시베이션(passivation)막(119)을 구비한다. 또한, 도 1에서는 패시베이션막(119)을 생략하고 있다.
상기의 구조는 이미터 전극(122)과 베이스 전극(123)을 형성한 후, 수지 도포제를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄, 혹은 디스펜스(dispense) 도포에 의해 기판 상의 소정 개소에 도포하고, 열처리나 UV 조사에 의해 완전히 경화시키고 나서, 은, 동, 알루미늄 등의 도전체를 주성분으로 한 수지 경화형 도전성 페이스트를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄, 혹은 디스펜스 도포에 의해 기판 상의 소정 개소에 도포하고, 열처리로 경화함으로써 형성된다는 것이 일반적이었다.
특허문헌 1에서는 절연막에 폴리이미드 조성물을 사용하여, 140℃, 10분의 가열과 250℃, 약 30분간의 가열에 의해 절연막을 경화한 후, 이 위에 은페이스트를 인쇄하고, 400℃ 이상에서 30초의 소성에 의해 전극을 형성하는 방법이 기재되어 있다.
일본국 특허공개 2012－69594호 공보
그렇지만, 특허문헌 1과 같이, 절연막을 충분히 경화시킨 후에 열경화형 전극을 더 적층하여 열처리하면, 열처리가 장시간에 걸치게 되어 생산성이 현저하게 저하한다고 할 뿐만 아니라, 절연막에 과잉인 열량이 가해져 인성이 저하하든가, 혹은 절연막이 수축하여 충분한 절연 성능을 얻을 수 없게 된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 생산성이 높고, 높은 광전변환 특성을 가지는 태양전지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는,
반도체 기판의 제1주표면에 제1전극을 형성하는 공정과,
상기 제1전극의 적어도 일부를 덮도록 절연막 전구체를 도포하는 공정과,
상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정과,
적어도 상기 절연막 전구체 상에 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정과,
상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정과,
상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정을 가지고,
상기 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정은 상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정 후에 행해지고,
상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 적어도 일부와 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
이러한 방법이면, 생산성이 높고, 높은 광전변환 특성을 가지는 태양전지를 제조할 수가 있다.
또, 상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정 전체가, 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정 전체와 동시에 행해지는 것이 바람직하다.
이러한 방법이면, 절연막 전구체의 본경화 시에 절연막 전구체에 참가하는 열량을 보다 적절한 것으로 할 수가 있다.
또, 상기 절연막을, 실리콘 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 불소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지 및 포발 수지로부터 선택되는 1종류 이상의 수지를 함유하는 것으로 하는 것이 바람직하다.
이들 수지는 화학적으로 안정하고 사용 가능 온도가 높고, 패턴 형성이 용이하기 때문에, 본 발명의 방법에서는 절연막은 이들 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
또, 상기 도전성 페이스트를, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 페놀 수지 및 실리콘 수지로부터 선택되는 1종류 이상의 수지를 함유하는 것으로 하는 것이 바람직하다.
이들 수지는 화학적으로 안정하고 사용 가능 온도가 높고, 패턴 형성이 용이하기 때문에, 본 발명의 방법에서는 도전성 페이스트는 이들 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
또, 상기 반도체 기판을 결정 실리콘 기판으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 결정 실리콘 기판을 구비하는 태양전지의 제조에 특히 적합하다.
본 발명의 방법이면, 간단하고 쉬운 공정으로 높은 광전변환효율의 태양전지가 얻어진다. 특히, 도전성 페이스트의 경화와 절연막 전구체의 본경화를 동시에 행함으로써, 이들 재료의 경화에 걸리는 시간의 합계를 짧게 할 수가 있다. 또, 당해 동시 경화를 행하는 경우, 절연막을 충분히 경화시킨 후에 제2전극을 형성하는 종래의 방법과 비교하여, 절연막 전구체에 가해지는 열을 보다 적절한 것으로 할 수가 있어, 얻어지는 절연막의 인성이 유지된다. 이와 같이, 본 발명의 방법은 종래의 방법과 비교하여, 절연막 전구체에 과잉인 열량이 가해지기 어렵기 때문에, 절연막이 수축하여 충분한 절연 성능이 얻어지지 않게 된다고 하는 문제를 방지할 수가 있다.
도 1은 이면 전극형 태양전지의 이면 구조를 나타내는 도이다.
도 2는 이면 전극형 태양전지의 단면 구조를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명에 관한 다른 형태의 이면 전극형 태양전지의 이면 구조를 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명에 관한 다른 형태의 이면 전극형 태양전지의 단면 구조를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명에 관한 다른 형태의 이면 전극형 태양전지의 다른 위치에 있어서의 단면 구조를 나타내는 도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상기와 같이, 생산성이 높고, 높은 광전변환 특성을 가지는 태양전지의 제조 방법이 요구되고 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행하였다. 그 결과,
반도체 기판의 제1주표면에 제1전극을 형성하는 공정과,
상기 제1전극의 적어도 일부를 덮도록 절연막 전구체를 도포하는 공정과,
상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정과,
적어도 상기 절연막 전구체 상에 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정과,
상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정과,
상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정을 가지고,
상기 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정은 상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정 후에 행해지고,
상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 적어도 일부와 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법이, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아내어 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 태양전지의 제조 방법은 도 1, 2에 나타내는 태양전지에 적용할 수 있다. 이하에, 구체적인 본 발명의 태양전지 제조 방법을 N형 기판의 경우를 예로 도 1, 2를 이용하여 설명한다.
먼저, N형 결정 실리콘 기판 등의 N형 반도체 기판을 준비한다. 구체적으로는 고순도 실리콘에 인, 비소, 또는 안티몬과 같은 5가 원소를 도프(dope)하여, 비저항 0.1~5Ω·cm로 한 애즈컷(as cut) 단결정｛100｝N형 실리콘 기판을 준비할 수가 있다.
다음에, 태양전지의 반사율을 저하시키기 위해, 반도체 기판의 수광면에 텍스처(texture)로 불리는 미소한 요철의 형성을 행할 수가 있다.
다음에, 도 1, 2에 나타내듯이, 반도체 기판(110)의 이면(제1주표면)에, 반도체 기판(110)과 역의 도전형의 이미터 영역(112) 및 반도체 기판(110)과 동일한 도전형의 베이스 영역(113)을 형성한다. 이미터 영역(112) 및 베이스 영역(113)의 형성 방법은 특히 한정되지 않고, 종래 공지의 방법을 이용할 수가 있다. 예를 들면, 이미터 영역(112)은 BBr3 등을 이용한 기상 확산에 의해 형성할 수 있다. 또, 베이스 영역(113)은 옥시염화인을 이용한 기상 확산에 의해 형성할 수 있다. 또, 이미터 영역(112) 및 베이스 영역(113)을 형성할 때에는 산화실리콘막, 질화실리콘막 등으로 이루어지는 확산 마스크를 이용함으로써, 소망의 형상의 이미터 영역(112) 및 베이스 영역(113)을 형성할 수가 있다. 예를 들면, 도 1에 나타내듯이, 줄무늬의 베이스 영역(113)을 형성하고, 당해 베이스 영역(113)을 형성하는 개소 이외에 이미터 영역(112)을 형성할 수가 있다.
다음에, 반도체 기판(110)의 수광면 및 이면에 질화실리콘막, 산화실리콘막 등으로 이루어지는 패시베이션막(119)을 형성한다. 질화실리콘막은 CVD법에 의해, 산화실리콘막은 CVD법 또는 열산화법에 의해 형성할 수가 있다.
다음에, 반도체 기판의 제1주표면에 제1전극을 형성한다. 도 1에 나타낸 이면 구조의 태양전지의 경우, 이미터 영역(112)과 베이스 영역(113) 상에, 제1전극으로서 수평 방향으로 뻗은 이미터 전극(122)과 베이스 전극(123)을 형성한다.
제1전극의 형성 방법으로 특히 제한은 없지만, 생산성의 관점에서, 도전성 페이스트의 스크린 인쇄 또는 디스펜서(dispenser) 형성하는 것이 좋다. 이 경우의 이미터 전극(122)과 베이스 전극(123)은 Ag 분말 및 유리프릿(glass frit)을 유기 바인더와 혼합한 Ag 페이스트를, 패시베이션막(119)을 개재하여 이미터 영역(112)과 베이스 영역(113) 상에 도포하여 건조 후, 1~30분간 700~880℃ 정도의 온도에서 소성함으로써 형성된다. 이 열처리에 의해 패시베이션막(119)이 Ag 페이스트에 침식되어 전극과 실리콘이 전기적으로 접촉한다.
또, 도금을 적용해도 좋다. 이 경우는 전극 형성 개소의 기판 표면을 노출시킬 필요가 있기 때문에, 당해 개소의 패시베이션막(119)을 예를 들면 레이저 어블레이션(laser ablation)으로 제거한다.
다음에, 제1전극의 적어도 일부를 덮도록 절연막 전구체를 도포한다. 도 1에 나타낸 이면 구조의 태양전지를 제조하는 경우, 절연막 전구체를, 이미터 영역(112)과 베이스 버스바(133)의 교차 개소, 및 베이스 영역(113)과 이미터 버스바(132)의 교차 개소에 도포한다. 이 경우 직선 형상으로 형성된 제1전극인 이미터 전극(122) 중, 베이스 버스바(133)와 교차하는 영역만이 절연막 전구체에 의해 덮인다. 또, 직선 형상으로 형성된 제1전극인 베이스 전극(123) 중, 이미터 버스바(132)와 교차하는 영역만이 절연막 전구체에 의해 덮인다. 절연막 전구체는 후술하는 가경화 및 본경화를 거쳐 절연막으로 된다.
절연막에는 화학적으로 안정하고 사용 가능 온도가 높은 것이나, 패턴 형성이 용이하다고 하는 특성이 요구되기 때문에, 실리콘 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 불소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 또는 포발 수지를 주성분으로 한 수지를 사용할 수 있다. 이들 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또, 절연막 전구체의 형성 방법에 관하여 특히 제한은 없지만, 생산성의 관점에서, 상기 수지나 상기 수지의 원료를 용제 등으로 페이스트상으로 한 전구체를 이용하여, 이것을 스크린 인쇄 또는 디스펜서 형성하는 것이 좋다. 용제는 절연막에 포함되는 수지에 따라 적당히 선택할 수가 있다. 예를 들면, 폴리이미드 수지를 포함하는 절연막을 형성하는 경우, N－메틸-2－피롤리돈 등을 사용할 수가 있다.
다음에, 절연막 전구체를 가경화시킨다. 구체적으로는 절연막 전구체인 페이스트를 인쇄한 후, 대기 중에서 저온의 열처리를 행하여 절연막 전구체를 가경화시킨다. 여기서 가경화란, 절연막 전구체의 용매를 휘발시켜 건조시킴과 동시에, 이 후의 공정에서 절연막 전구체가 소성 변형을 받지 않을 정도의 경화를 행하는 것이다.
이때의 열처리 조건은 이용하는 절연막 전구체에 따라 최적화되어야 할 것이지만, 대체로 80℃ 내지 200℃ 정도, 바람직하게는 120℃ 내지 200℃ 정도에서 1분 내지 10분 정도의 열처리로 충분한 경우가 많다. 열량이 불충분하면, 즉 이 시점에서 가경화가 달성되지 않으면, 이 후의 공정에서 전극을 적층했을 때에 절연막 전구체가 변형하여 국소적으로 얇아져, 단락이 발생하기 쉬워진다. 역으로, 이 시점에서 보다 많은 열량을 걸어 절연막 전구체를 본경화시켜 버리면, 이 후의 공정에서 전극을 경화시킬 때에 절연막 전구체에 과잉인 열량이 걸려, 절연막 전구체가 수축하여 국소적으로 얇아져, 단락이 발생하기 쉬워진다.
상기와 같이 절연막 전구체를 가경화시킨 후, 적어도 절연막 전구체 상에 도전성 페이스트를 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포한다. 당해 도전성 페이스트는 제2전극을 형성하기 위한 것이다. 즉, 본 발명에 의하면, 제1전극과 제2전극을 절연막에 의해 전기적으로 절연할 수가 있다. 여기서, 제1전극이 이미터 전극(122)인 경우, 제2전극으로서는 베이스 버스바(133)를 들 수 있다. 또, 제1전극이 베이스 전극(123)인 경우, 제2전극으로서는 이미터 버스바(132)를 들 수 있다. 즉, 도 1에 나타내듯이, 다른 도전형용의 제1전극과 제2전극만을 절연막에 의해 전기적으로 절연하고, 동일한 도전형용의 제1전극과 제2전극은 전기적으로 도통할 수가 있다.
제2전극(이미터 버스바(132)와 베이스 버스바(133))은 화학적으로 안정하고 사용 가능 온도가 높은 것이나, 패턴 형성이 용이하다고 하는 특성이 요구되기 때문에, 은, 동 또는 알루미늄의 분말을 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 페놀 수지, 혹은 실리콘 수지와 혼합시켜 페이스트상으로 하여, 이것을 스크린 인쇄 또는 디스펜서 형성하는 것이 좋다. 이들 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이 경우 페이스트를 인쇄한 후에 용매를 휘발시켜 도포막을 건조시키기 때문에, 대기 중에서 저온의 열처리를 행하는 것이 좋다. 이 건조 공정은 도막의 레벨링(leveling)을 방지하는 데 중요하다. 열처리 조건은 이용하는 절연막 전구체에 따라 최적화되어야 할 것이지만, 대체로 80℃ 내지 200℃ 정도에서 1분 내지 3분 정도의 열처리를 행하여, 용매를 휘발시켜 건조시킨다. 이때의 열처리는 핫플레이트(hot plate)로 낱장 처리해도 좋고, 벨트로(belt furnace)나 워킹빔로(walking beam furnace)를 이용해도 좋다.
이어서, 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 한다. 또, 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 한다. 본 발명에서는 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 적어도 일부와 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해진다. 구체적으로는 기판을 200℃ 내지 400℃의 대기 중에서 10초 내지 5분 정도 열처리하여, 절연막 전구체의 본경화와 버스바를 형성하기 위한 도전성 페이스트의 경화를 동시에 행한다. 200℃ 이상이면 충분한 경화와 접착 강도가 얻어지고, 또 400℃ 이하이면 수지에 가해지는 열을 보다 적절한 것으로 할 수가 있어, 얻어지는 절연막의 인성이 유지된다. 이때의 열처리는 벨트로나 워킹빔로 등의 인라인(in-line) 장치가 매우 적합하게 이용된다.
여기서, 제2전극의 경화 온도가 절연막 전구체의 본경화 온도보다 높은 경우, 제2전극의 경화 온도에 도달하기 전에 절연막 전구체의 본경화가 시작된다. 이 경우는 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 일부와 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 일부가 동시에 행해진다. 한편, 제2전극의 경화 온도와 절연막 전구체의 본경화 온도가 같은 경우, 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정 전체와 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정 전체를 동시에 행할 수가 있다. 후자의 경우, 절연막 전구체의 본경화 시에 절연막 전구체에 가해지는 열량을 보다 적절한 것으로 할 수가 있다.
이상, 기판이 N형인 경우를 예로 설명했지만, 기판이 P형인 경우도 본 발명의 방법은 적용할 수 있다. 즉, 이미터층으로서 N형층을, 베이스층으로서 P형층을 설치하면 좋다.
본 발명의 방법은 도 3~5에 나타내는 태양전지에도 적용할 수 있다. 도 3은 본 발명을 이용한 다른 형태의 태양전지로서 이미터랩스루(emitter wrap through)형 태양전지(300)의 이면을 나타내는 도이고, 도 3 중의 일점쇄선 A 및 B에 있어서의 단면을 나타낸 것이 도 4와 도 5이다. 또한, 도 4, 5는 수광면이 하향으로 되어 있다.
이 형태에서는 기판(110)의 이면의 대부분이 베이스 영역(113)과 당해 베이스 영역(113) 상에 형성된 베이스 전극(123)으로 점해지고, 이미터 영역(112)은 절연막(118)에 끼인 영역에 섬 형상으로 형성되어 있다. 한편으로 수광면은 이미터 영역(112)이 점하고 있고, 기판(110)에 뚫린 비어홀(via hole)을 경유하여 이면의 이미터 영역(112)으로 통하고 있다. 또, 이미터 전극(122)도 수광면과 이면에서 비어홀을 경유하여 접속되어 있다. 수광면 상에는 패시베이션막(119)이 형성되어 있다. 또, 기판(110)의 이면의 베이스 전극(123) 상에 베이스 버스바(133)가 직선 형상으로 형성되어 있다. 또, 기판(110)의 이면의 이미터 영역(112) 및 이미터 전극(122) 상에 이미터 버스바(132)가 직선 형상으로 형성되어 있다. 단, 도 5에 나타내듯이, 제2전극인 이미터 버스바(132)와 제1전극인 베이스 전극(123)이 교차하는 영역에 있어서는 베이스 전극(123)은 절연막(118)으로 덮여 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
본 발명의 방법을 이용하여, 도 1, 2에 나타내는 태양전지의 제작을 행하였다.
가로세로 150mm, 두께 200㎛ 및 비저항 1Ω·cm의 인 도프 ＜100＞ n형 애즈컷 실리콘 기판에 있어서, 기판의 이면에 이미터 영역과 베이스 영역을 형성하였다.
이 기판을 900℃의 산소 분위기에서 10분간 열처리하여, 기판의 양면에 산화실리콘막을 형성하였다. 이어서 기판 양면에 또한 플라즈마 CVD에 의해 막두께 90nm의 질화실리콘막을 형성하였다.
그 후 상기 이미터 영역과 베이스형 영역에 스크린 인쇄에 의해 Ag 페이스트를 도포하고, 800℃, 3초간의 열처리를 행하여 Ag 페이스트를 경화시켜, 이미터 전극과 베이스 전극을 형성하였다.
다음에, 스크린 인쇄에 의해 폴리이미드 페이스트(히타치화성제 HP－1000)를 소정의 개소에 도포하고, 120℃의 핫플레이트 상에서 3분간 열처리하여 가경화시켰다.
이어서, 스크린 인쇄에 의해, 기판의 이면에 열경화형 Ag 페이스트(다이켄화학공업제 CA－8590B)를 도포하고, 170℃의 핫플레이트 상에서 1분간 건조시키고 나서 300℃에서 5분간 열처리하였다. 또한, 열경화형 Ag 페이스트를 도포할 때, 이미터 버스바용의 열경화형 Ag 페이스트를 베이스 전극과 전기적으로 절연하도록 도포하고, 베이스 버스바용의 열경화형 Ag 페이스트를 이미터 전극과 전기적으로 절연하도록 도포하였다(도 1 참조). 상기의 열처리에 의해, 폴리이미드 페이스트와 열경화형 Ag 페이스트를 동시 경화시켰다. 즉, 열경화형 Ag 페이스트를 경화시켜 이미터 버스바 및 베이스 버스바로 하는 공정의 적어도 일부와, 폴리이미드 페이스트를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해졌다. 이와 같이 하여 태양전지 셀을 얻었다.
제작한 태양전지의 출력 특성을 제논 램프 광원식의 의사 태양광을 사용하여 측정하였다.
(실시예 2)
실시예 1과 마찬가지의 기판을 사용하여, 마찬가지의 태양전지 제조 공정에 의해 이미터 전극과 베이스 전극의 형성까지를 행하였다.
다음에, 스크린 인쇄에 의해 에폭시 페이스트(신에츠화학공업제 SFX513M1LC)를 소정의 개소에 도포하고, 170℃의 핫플레이트 상에서 1분간 열처리하여 가경화시켰다.
이후의 공정을 실시예 1과 마찬가지로 행하여 태양전지 셀을 얻었다.
제작한 태양전지의 출력 특성을 제논 램프 광원식의 의사 태양광을 사용하여 측정하였다.
(비교예 1)
실시예 1과 마찬가지의 기판을 사용하여, 마찬가지의 태양전지 제조 공정에 의해 이미터 전극과 베이스 전극의 형성까지를 행하였다.
다음에, 스크린 인쇄에 의해 폴리이미드 페이스트(히타치화성제 HP－1000)를 소정의 개소에 도포하고, 100℃의 핫플레이트 상에서 3분간 열처리하여 건조시켰다. 이때 폴리이미드 페이스트는 가경화되어 있지 않았다.
이후의 공정을 실시예 1과 마찬가지로 행하여 태양전지 셀을 얻었다.
제작한 태양전지의 출력 특성을 제논 램프 광원식의 의사 태양광을 사용하여 측정하였다.
(비교예 2)
실시예 1과 마찬가지의 기판을 사용하여, 마찬가지의 태양전지 제조 공정에 의해 이미터 전극과 베이스 전극의 형성까지를 행하였다.
다음에, 스크린 인쇄에 의해 폴리이미드 페이스트(히타치화성제 HP－1000)를 소정의 개소에 도포하고, 100℃의 핫플레이트 상에서 3분간 열처리하여 건조시키고 나서, 200℃ 핫플레이트 상에서 1시간 열처리하여 경화시켰다. 즉, 이미터 버스바와 베이스 버스바 형성용의 열경화형 Ag 페이스트를 도포하기 전에 폴리이미드 페이스트를 본경화시켰다.
이후의 공정을 실시예 1과 마찬가지로 행하여 태양전지 셀을 얻었다.
제작한 태양전지의 출력 특성을 제논 램프 광원식의 의사 태양광을 사용하여 측정하였다.
표 1에 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 태양전지 특성을 나타낸다.
Figure 112019045580163-pct00001
표 1에 나타내듯이, 실시예 1 및 2는 비교예 1(도전성 페이스트를 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정이, 절연막 전구체를 가경화시키는 공정 후에 행해지지 않은 예) 및 비교예 2(도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 적어도 일부와 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해지지 않은 예)보다 높은 태양전지 특성을 나타내어, 본 발명에 의해 간단하고 쉬운 공정으로 고효율의 태양전지를 실현할 수 있다는 것이 보여졌다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이고, 본 발명의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 마찬가지의 작용 효과를 가져오는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (7)

  1. 반도체 기판의 제1주표면에 제1전극을 형성하는 공정과,
    상기 제1전극의 적어도 일부를 덮도록 절연막 전구체를 도포하는 공정과,
    상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정과,
    적어도 상기 절연막 전구체 상에 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정과,
    상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정과,
    상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정을 가지고,
    상기 도전성 페이스트를 상기 제1전극과 전기적으로 절연하도록 도포하는 공정은 상기 절연막 전구체를 가경화시키는 공정 후에 행해지고,
    상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정의 적어도 일부와 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정의 적어도 일부가 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 페이스트를 경화시켜 제2전극으로 하는 공정 전체가, 상기 절연막 전구체를 본경화시켜 절연막으로 하는 공정 전체와 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연막을, 실리콘 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 불소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지 및 포발 수지로부터 선택되는 1종류 이상의 수지를 함유하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절연막을, 실리콘 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 불소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지 및 포발 수지로부터 선택되는 1종류 이상의 수지를 함유하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 페이스트를, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 페놀 수지 및 실리콘 수지로부터 선택되는 1종류 이상의 수지를 함유하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 기판을 결정 실리콘 기판으로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반도체 기판을 결정 실리콘 기판으로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
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