KR20130033417A - 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈, 및 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
배선 시트(10)의 제 1 배선(12,13)은 태양 전지 셀(8)의 제 1 전극(6,7)을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성되고, 제 1 배선(12,13)의 폭은 제 1 전극(6,7)의 폭보다 넓은 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀(8), 그것을 포함하는 태양 전지 모듈, 및 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법이다.
Description
본 발명은 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈, 및 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 에너지 자원의 고갈의 문제나 대기중의 CO2의 증가와 같은 지구 환경 문제 등으로부터 깨끗한 에너지의 개발이 요망되고 있고, 특히 태양 전지 셀을 이용한 태양광 발전이 새로운 에너지원으로서 개발, 실용화되어 발전의 길을 걷고 있다.
태양 전지 셀은 종래부터, 예컨대 단결정 또는 다결정의 실리콘 기판의 수광면에 실리콘 기판의 도전형과 반대의 도전형이 되는 불순물을 확산함으로써 pn 접합을 형성하고, 실리콘 기판의 수광면과 수광면의 반대측의 이면에 각각 전극을 형성해서 제조된 양면 전극형 태양 전지 셀이 주류로 되어 있다. 또한, 양면 전극형 태양 전지 셀에 있어서는 실리콘 기판의 이면에 실리콘 기판과 동일한 도전형의 불순물을 고농도로 확산함으로써 이면 전계 효과에 의한 고출력화를 도모하는 것도 일반적으로 되어 있다.
또한, 실리콘 기판의 수광면에 전극을 형성하지 않고 실리콘 기판의 이면에만 n 전극 및 p 전극을 형성한 이면 전극형 태양 전지 셀[예컨대 특허문헌 1(일본 특허 공개 제 2006-332273 호 공보) 참조]에 대해서도 연구 개발이 진행되고 있다. 이러한 이면 전극형 태양 전지 셀에 있어서는 실리콘 기판의 수광면에 입사광을 차단하는 전극의 형성이 불필요하게 되기 때문에 태양 전지 셀의 변환 효율의 향상이 기대되고 있다. 또한, 태양 전지 셀의 전극을 배선 시트의 배선에 접속해서 이루어지는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 기술 개발도 진행되고 있다.
태양 전지 셀의 전극이나 배선 시트의 배선에는 통상 금속 재료가 사용되지만 금속 재료는 전계에 의해 이온화된 금속 재료가 전계 방향을 따라 석출된다는 이온 마이그레이션의 성질을 가지고 있다. 이 이온 마이그레이션의 발생의 용이성은 주위의 온도 및 습도가 동일할 경우에는 금속 재료의 종류와 전계의 전계 강도에 의존하고 있다.
또한, p 전극과 n 전극 사이의 전극간 피치와 변환 효율 사이에는 밀접한 관계가 있는 것도 알고 있어 전극간 피치가 좁을수록 변환 효율이 높아지는 경향이 있다. 한편, 전극간 피치를 좁게 했을 경우에는 전극간에 발생하는 전계의 전계 강도가 커지기 때문에 이온 마이그레이션이 촉진되어 전극간이 단락되고 변환 효율이 저하될 우려가 있다.
상기 사정을 감안하여 본 발명의 목적은 금속 재료의 이온 마이그레이션에 기인하는 특성의 저하를 안정되게 억제할 수 있는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈, 및 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 기판의 한쪽 면에 제 1 전극이 배치되어 있는 태양 전지 셀과, 제 1 전극에 전기적으로 접속되는 제 1 배선이 배치되어 있는 배선 시트를 갖는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀로서, 제 1 배선은 제 1 전극을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성되고, 제 1 배선의 폭은 제 1 전극의 폭보다 넓은 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이다.
본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 제 1 배선의 폭과 제 1 전극의 폭의 차가 40㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 제 1 전극의 표면은 은을 포함하고, 제 1 배선은 구리를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서 기판의 한쪽 면에 제 1 전극과는 극성이 다른 제 2 전극이 배치되고, 배선 시트에 제 2 전극에 전기적으로 접속되는 제 2 배선이 배치되고, 제 2 배선은 제 2 전극을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성되고, 제 2 배선의 폭은 제 2 전극의 폭보다 넓은 것이 바람직하다.
본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 제 2 배선의 폭과 제 2 전극의 폭의 차가 40㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 제 2 전극의 표면은 은을 포함하고, 제 2 배선은 구리를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서 태양 전지 셀은 이면 전극형 태양 전지 셀인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기의 어느 하나에 기재된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 태양 전지 모듈이다.
또한, 본 발명은 기판의 한쪽 면에 전극이 배치되어 있는 태양 전지 셀과, 전극을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성된 배선이 배치된 배선 시트를 구비하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 제조하는 방법으로서, 전극이 적어도 폭방향에 있어서 배선으로부터 돌출되지 않도록 전극과 배선을 전기적으로 접속하는 공정을 포함하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법에 있어서는 배선의 폭은 전극의 폭보다 넓은 것이 바람직하다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면, 금속 재료의 이온 마이그레이션에 기인하는 특성의 저하를 안정되게 억제할 수 있는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈, 및 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 모식적인 단면도이다.
도 2는 시뮬레이션에 이용된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 1주기에 상당하는 부분에 있어서의 태양 전지 셀의 은전극과 배선 시트의 구리 배선의 접속부 근방의 모식적인 확대 단면도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 전계 강도 분포의 변화의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 은전극의 돌출량을 여러가지로 변화시켜 시뮬레이션을 행했을 때의 은전극의 돌출량(㎛)과 전계 강도(V/㎜)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 여러가지 종류의 금속 재료의 이온 마이그레이션 감수성을 나타내는 도면이다.
도 6(a)~도 6(e)는 태양 전지 셀의 제조 방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 7(a)~도 7(d)는 배선 시트의 제조 방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 8(a)~도 8(c)는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 9는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 변형예의 모식적인 단면도이다.
도 10은 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 태양 전지 모듈의 모식적인 단면도이다.
도 11은 실시형태 2의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 모식적인 단면도이다.
도 2는 시뮬레이션에 이용된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 1주기에 상당하는 부분에 있어서의 태양 전지 셀의 은전극과 배선 시트의 구리 배선의 접속부 근방의 모식적인 확대 단면도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 전계 강도 분포의 변화의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 은전극의 돌출량을 여러가지로 변화시켜 시뮬레이션을 행했을 때의 은전극의 돌출량(㎛)과 전계 강도(V/㎜)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 여러가지 종류의 금속 재료의 이온 마이그레이션 감수성을 나타내는 도면이다.
도 6(a)~도 6(e)는 태양 전지 셀의 제조 방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 7(a)~도 7(d)는 배선 시트의 제조 방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 8(a)~도 8(c)는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 9는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 변형예의 모식적인 단면도이다.
도 10은 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 태양 전지 모듈의 모식적인 단면도이다.
도 11은 실시형태 2의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 모식적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명의 도면에 있어서 동일한 참조 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 나타내는 것으로 한다.
<실시형태 1>
도 1에 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 일례인 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 모식적인 단면도를 나타낸다. 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀은 태양 전지 셀(8)과 배선 시트(10)를 구비하고 있고, 배선 시트(10) 상에 태양 전지 셀(8)이 설치된 구조를 가지고 있다.
태양 전지 셀(8)은 기판(1)과, 기판(1)의 이면에 교대로 배열하도록 해서 형성된 n형 불순물 확산 영역(2) 및 p형 불순물 확산 영역(3)과, n형 불순물 확산 영역(2)에 접하도록 해서 형성된 n형용 은전극(6)[두께(T1) 및 폭(D1)]과, p형 불순물 확산 영역(3)에 접하도록 해서 형성된 p형용 은전극(7)[두께(T1) 및 폭(D1)]을 가지고 있다.
기판(1)의 수광면에는 텍스쳐 구조 등의 요철 구조가 형성되어 있고, 그 요철 구조를 덮도록 해서 반사 방지막(5)이 형성되어 있다. 기판(1)의 이면에는 예컨대 패시베이션 막 등이 형성되어 있어도 좋다.
n형 불순물 확산 영역(2) 및 p형 불순물 확산 영역(3)은 각각 도 1의 지면의 표면측 및/또는 이면측으로 신장되는 띠형상으로 형성되어 있고, n형 불순물 확산 영역(2)과 p형 불순물 확산 영역(3)은 기판(1)의 이면에 있어서 교대로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.
n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)도 각각 도 1의 지면의 표면측 및/또는 이면측으로 신장되는 띠형상으로 형성되어 있고, n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)은 각각 n형 불순물 확산 영역(2) 및 p형 불순물 확산 영역(3)을 따라 형성되어 있다.
배선 시트(10)는 절연성 기재(11)와, 절연성 기재(11)의 표면 상에 형성된 n형용 구리 배선(12)[두께(T2) 및 폭(D2)]과, p형용 구리 배선(13)[두께(T2) 및 폭(D2)]을 가지고 있다.
배선 시트(10)의 절연성 기재(11) 상의 n형용 구리 배선(12)은 태양 전지 셀(8) 이면의 n형용 은전극(6)에 대응해서 형성되어 있고, n형용 구리 배선(12)은 n형용 은전극(6)과 서로 1개씩 마주 보는 형상으로 형성되어 있다.
배선 시트(10)의 절연성 기재(11) 상의 p형용 구리 배선(13)은 태양 전지 셀(8) 이면의 p형용 은전극(7)에 대응해서 형성되어 있고, p형용 구리 배선(13)은 p형용 은전극(7)과 서로 1개씩 마주 보는 형상으로 형성되어 있다.
배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13)도 각각 도 1의 지면의 표면측 및/또는 이면측으로 신장되는 띠형상으로 형성되어 있다.
태양 전지 셀(8)의 n형용 은전극(6)과 배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12)은 전기적으로 접속되어 있고, n형용 은전극(6)과 n형용 구리 배선(12)으로 이루어지는 접속부를 형성하고 있다.
또한, 태양 전지 셀(8)의 p형용 은전극(7)과 배선 시트(10)의 p형용 구리 배선(13)도 전기적으로 접속되어 있고, p형용 은전극(7)과 p형용 구리 배선(13)으로 이루어지는 접속부를 형성하고 있다.
태양 전지 셀(8)과 배선 시트(10) 사이에 있어서의 n형용 은전극(6)과 n형용 구리 배선(12)의 접속부 및 p형용 은전극(7)과 p형용 구리 배선(13)의 접속부 이외의 영역에는 절연성 수지(16)가 배치되어 있다.
여기서, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12)의 폭(D2)이 태양 전지 셀(8)의 n형용 은전극(6)의 폭(D1)보다 넓게 되어 있음과 아울러 배선 시트(10)의 p형용 구리 배선(13)의 폭(D2)이 태양 전지 셀(8)의 p형용 은전극(7)의 폭(D1)보다 넓게 되어 있다. 이에 따라, 태양 전지 셀(8)의 각각의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]을 적어도 그 폭방향에 있어서 배선 시트(10)의 각각의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]으로부터 돌출되지 않도록 설치할 수 있기 때문에 후술하는 바와 같이 은전극 표면의 전계 강도를 저감시킬 수 있다.
그리고, 태양 전지 셀(8)의 n형용 은전극(6)은 n형용 은전극(6)의 폭방향(도 1의 지면의 좌우 방향)의 중심에 있고 n형용 은전극(6)의 길이 방향으로 연장되어 있는 중심선이, 배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12)의 폭방향(도 1의 지면의 좌우 방향)의 중심에 있고 n형용 구리 배선(12)의 길이 방향으로 연장되어 있는 중심선과 겹치도록 설치되어 있다.
또한, 태양 전지 셀(8)의 p형용 은전극(7)은 p형용 은전극(7)의 폭방향(도 1의 지면의 좌우 방향)의 중심에 있고 p형용 은전극(7)의 길이 방향으로 연장되어 있는 중심선이, 배선 시트(10)의 p형용 구리 배선(13)의 폭방향(도 1의 지면의 좌우 방향)의 중심에 있고 p형용 구리 배선(13)의 길이 방향으로 연장되어 있는 중심선과 겹치도록 설치되어 있다.
이와 같이 전극의 중심선과 배선의 중심선이 거의 각도를 이루지 않도록, 또한 위치도 거의 일치하도록 전극과 배선을 위치 맞춤함으로써 태양 전지 셀(8)의 각각의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]을 적어도 그 폭방향에 있어서 배선 시트(10)의 각각의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]으로부터 돌출되지 않도록 설치할 수 있다.
또한, 각각의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]의 폭(D2)은 각각의 구리 배선에 설치되어 있는 각각의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]의 폭(D1)보다 40㎛ 이상 넓은 것이 바람직하다. 이에 따라, 태양 전지 셀(8)의 은전극과 배선 시트(10)의 구리 배선의 상기 위치 맞춤시의 정밀도를 고려한 경우에도 은전극이 구리 배선으로부터 돌출되지 않도록 할 수 있는 경향이 있다.
여기서, 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]이 폭방향에 있어서 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]으로부터 돌출되지 않을 경우에는 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]의 측면과 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]의 측면이 정렬되어 있을 경우(폭방향에 있어서의 구리 배선으로부터의 은전극의 돌출량이 제로인 경우)도 포함된다.
즉, 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]이 배치된 기판(1)의 면에 대해서 수직 방향으로 투영된 각각의 은전극의 상이 각각의 은전극에 대향하는 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]의 각각의 표면의 영역 내에 위치하고 있다.
바꿔 말하면, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 배선 시트(10)측으로부터 기판(1)의 면에 대해서 수직 방향으로 보았을 때에 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]이 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]에 숨겨져서 눈으로 확인할 수 없도록 구리 배선 상에 은전극이 배치되어 있다.
또한, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]을 구성하는 금속 재료인 구리는 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]을 구성하는 금속 재료인 은보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 금속 재료이다.
이상의 구성을 갖는 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 태양 전지 셀(8)의 은전극과 배선 시트(10)의 구리 배선의 서로 이웃하는 접속부 사이에 발생하는 전계에 의해 이온 마이그레이션된 금속 이온으로 형성되는 바늘형상 물질의 발생을 안정되게 억제할 수 있다. 그 때문에, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 이온 마이그레이션에 기인해서 발생하는 바늘형상 물질에 의한 접속부간의 단락에 의한 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 특성의 저하를 안정되게 억제할 수 있다. 이것은 이하의 시뮬레이션 결과에 의해 판명된 것이다.
도 2에 시뮬레이션에 이용된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 1주기에 상당하는 부분에 있어서의 태양 전지 셀의 은전극과 배선 시트의 구리 배선의 접속부 근방의 모식적인 확대 단면도를 나타낸다. 즉, 시뮬레이션에 이용된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 도 2에 나타내는 1주기에 상당하는 부분이 도 2의 좌우 방향으로 반복해서 출현하게 된다.
여기서, 기판(1)으로서는 두께 200㎛인 n형 실리콘 기판(비유전률:12)을 이용하는 설정으로 하고, 절연성 기재(11)로서는 두께(T3)가 100㎛인 PET(폴리에스테르)필름(비유전률:3.2)을 이용하는 설정으로 했다. 또한, 기판(1)과 절연성 기재(11) 사이의 영역에 설치된 절연성 수지(16)로서는 NCP(Non Conductive Paste)인 절연성 접착재를 이용하는 설정으로 했다.
n형 불순물 확산 영역(2)의 두께(T4)는 0.5㎛로 설정하고, n형 불순물 확산 영역(2)의 폭(D3)은 300㎛로 설정했다. 또한, p형 불순물 확산 영역(3)의 두께(T5)는 0.8㎛로 설정하고, p형 불순물 확산 영역(3)의 폭(D4)은 600㎛로 설정했다.
n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)의 두께(T1)는 각각 10㎛로 설정하고, n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)의 폭(D1)은 각각 200㎛로 설정했다.
n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13)의 두께(T2)는 각각 35㎛로 설정하고, n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13)의 폭(D2)은 각각 350㎛로 설정했다.
태양 전지 셀과 배선 시트 사이에 설치된 절연성 수지(16)로서는 에폭시 수지(비유전률:4.4)를 이용하는 설정으로 하고, n형 실리콘 기판의 이면의 n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)의 형성 영역 이외의 영역에는 n형 실리콘 기판측으로부터 질화 실리콘 막(비유전률:7)과 산화 실리콘 막(비유전률:3.9)의 적층체로 이루어지는 패시베이션 막(도시 생략)이 형성되어 있는 설정으로 했다.
또한, 전극간 피치(P)[n형용 은전극(6)의 폭방향의 중심과 p형용 은전극(7)의 폭방향의 중심 사이의 최단 거리]는 0.5㎜로 설정했다.
그리고, 상기 설정의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 p형용 은전극(7), p형용 구리 배선(13) 및 p형 불순물 확산 영역(3)에 각각 +0.6V의 전압이 인가되고, 그 이외의 부분[n형용 은전극(6), n형 불순물 확산 영역(2), 및 n형 불순물 확산 영역(2)과 p형 불순물 확산 영역(3) 사이의 기판(1)의 이면 영역]에 0V의 전압이 인가된 것으로 가정한다.
이 때, 배선 시트의 구리 배선[n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13)]에 대한 태양 전지 셀의 은전극[n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)]의 상대적인 위치가 변화함으로써 서로 이웃하는 접속부간의 전계의 전계 강도 분포가 어떻게 변화되는지에 대한 시뮬레이션을 행하였다. 그 결과를 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타낸다. 도 3(a) 및 도 3(b)에 있어서는 전계의 강도를 농담으로 단계적으로 표현하고 있고, 농담이 옅을수록(흴수록) 전계 강도가 큰 것을 나타내고 있다.
도 3(a)는 태양 전지 셀의 은전극의 폭방향의 중심과 배선 시트의 구리 배선의 폭방향의 중심이 일치하고 있는 상태(즉, 배선 시트의 구리 배선이 태양 전지 셀의 은전극보다 폭방향으로 75㎛ 돌출되어 있는 상태[은전극의 돌출량이 -75㎛인 상태)]의 전계 강도 분포를 나타내고 있다.
도 3(b)는 태양 전지 셀의 은전극의 폭방향의 중심이 배선 시트의 구리 배선의 폭방향의 중심에 대해서 도면의 우측으로 160㎛ 어긋나 있는 상태[즉, 도면의 좌측의 n형용 구리 배선(12)으로부터 n형용 은전극(6)이 85㎛만큼 돌출되어 있는 상태(은전극의 돌출량이 +85㎛인 상태)]의 전계 강도 분포를 나타내고 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 은전극의 돌출량을 증가시켰을 경우에는 은전극의 전계 강도의 최대 위치(51)는 은전극의 폭방향의 단부인 점은 변하지 않지만 구리 배선의 전계 강도의 최대 위치(52)는 좌측의 구리 배선의 폭방향의 단부로부터 우측의 구리 배선의 폭방향의 단부로 변한다.
도 4에 배선 시트의 구리 배선의 위치를 고정하고 태양 전지 셀의 은전극끼리의 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 구리 배선에 대한 은전극의 폭방향의 상대적인 위치를 어긋나게 하기 위해 은전극의 돌출량을 여러가지로 변화시켜 상기의 시뮬레이션을 행했을 때의 은전극의 돌출량(㎛)과 전계 강도(V/㎜)의 관계를 나타낸다. 도 4의 가로축은 은전극의 돌출량(㎛)을 나타내고, 도 4의 세로축은 전계 강도(V/㎜)를 나타내고 있다. 또한, 도 4의 세로축의 전계 강도(V/㎜)는 도 4의 가로축의 각각의 은전극의 돌출량(㎛)의 상태에서의 은전극 및 구리 배선에 있어서의 최대 전계 강도를 나타내고 있다. 또한, 도 4에는 전극간 피치(P)를 각각 0.5㎜ 및 0.75㎜로 하고 구리 배선의 폭을 550㎛로 하며 은전극의 폭을 230㎛로 했을 때의 은전극의 돌출량(㎛)과 전계 강도(V/㎜)의 관계도 나타내어져 있다.
도 4에 나타내는 결과로부터 명확해지는 바와 같이, 전극간 피치(P)가 0.5㎜, 0.75㎜ 중 어느 경우에도 은전극의 돌출량(㎛)이 0보다 커졌을 때(양의 값이 되었을 때)의 은전극 및 구리 배선에 있어서의 최대 전계 강도가 급격하게 커진다.
도 5에 여러가지 종류의 금속 재료의 이온 마이그레이션 감수성을 나타낸다. 도 5의 세로축에 여러가지 종류의 금속 재료를 나타내고, 도 5의 가로축(로그축)이 세로축의 각각의 금속 재료의 이온 마이그레이션 감수성을 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 은의 이온 마이그레이션 감수성은 구리의 이온 마이그레이션 감수성의 약 300배로 되어 있다. 또한, 도 5는 (사)부식방식협회 편찬 「부식 센터 뉴스 No.017」(1998년 9월 1일）의 제3쪽의 기재에 의거한 것이다. 또한, 도 5의 가로축은 로그축이다.
전술한 바와 같이, 금속의 이온 마이그레이션의 용이성은 금속 재료마다의 이온 마이그레이션 감수성의 값과 금속 표면에 가해져 있는 전계 강도의 곱에 의해 결정된다. 실시형태 1에 있어서의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 도 5에 나타내는 은의 이온 마이그레이션 감수성과 도 4에 나타내는 은전극의 전계 강도(V/㎜)의 곱은 도 5에 나타내는 구리의 이온 마이그레이션 감수성과 도 4에 나타내는 구리 배선의 전계 강도(V/㎜)의 곱보다 훨씬 커진다. 그 때문에, 실시형태 1에 있어서의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 은전극을 구성하는 금속 재료인 은의 이온이 구리 배선을 구성하는 금속 재료인 구리의 이온보다 이온 마이그레이션되기 쉬운 것으로 생각된다.
이상의 검토로부터 실시형태 1에 있어서의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 은전극의 전계 강도를 낮게 억제하는 것이 금속 재료의 이온 마이그레이션에 기인하는 특성의 저하를 안정되게 억제하는데에 유효하다.
따라서, 실시형태 1에 있어서의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀과 같이, n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7) 각각의 폭방향의 끝이 n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13) 각각의 폭방향의 끝으로부터 돌출되지 않도록 하는[폭방향에 있어서의 은전극의 돌출량(㎛)을 0 이하로 하는] 것에 의해 n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)의 표면에 가해지는 전계 강도의 급격한 증가를 억제할 수 있고, 이온 마이그레이션에 기인하는 특성의 저하를 안정되게 억제할 수 있다.
즉, 태양 전지 셀(8)의 n형용 은전극(6)과 p형용 은전극(7) 사이에 가해지는 전계의 방향에 수직인 면에 교차하도록 은전극 각각에 대응하는 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)] 각각을 위치시킴으로써 n형용 은전극(6)과 p형용 은전극(7) 각각의 표면에 발생하는 전계의 강도를 저하시키는 것이 가능하게 되고, 금속 재료의 이온 마이그레이션에 기인하는 특성의 저하를 안정되게 억제할 수 있다.
도 4에 나타내는 결과에 의하면, 전극간 피치(P)가 0.75㎜인 경우에는 은전극의 돌출량(㎛)을 -100㎛ 이하[은전극으로부터의 구리 배선의 돌출량(㎛)이 100㎛ 이상]인 것으로 하면 은전극의 최대 전계 강도를 실질적인 최저 레벨[도 4에 나타내는 결과에서는 0.1(V/㎜) 이하]로 할 수 있고, 또한 은전극의 돌출량(㎛)에 대한 은전극의 최대 전계 강도의 변동을 억제할 수 있다.
따라서, 전극간 피치(P)가 0.75㎜인 경우에는 n형용 은전극(6)에 접속되어 있는 배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12)이 상기 n형용 은전극(6)보다 n형용 은전극(6)에 마주 대해서 배치되어 있는 p형용 은전극(7)의 방향으로 100㎛ 이상 돌출되어 있음과 아울러 p형용 은전극(7)에 접속되어 있는 배선 시트(10)의 p형용 구리 배선(13)이 p형용 은전극(7)보다 p형용 은전극(7)으로 마주 대해서 배치되어 있는 n형용 은전극(6)의 방향으로 100㎛ 이상 돌출되어 있는 형태로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우에는 은전극의 돌출량(㎛)에 대한 은전극에 가해지는 전계 강도의 증가가 거의 없으므로 은전극의 이온 마이그레이션에 의한 특성의 저하를 더욱 안정되게 제어할 수 있다.
또한, 도 4에 나타내는 결과에 의하면, 전극간 피치(P)가 0.5㎜인 경우에도 은전극의 돌출량(㎛)을 -70㎛ 이하[은전극으로부터의 구리 배선의 돌출량(㎛)이 70㎛ 이상]로 했을 경우에는 전극간 피치(P)가 0.75㎜인 때와 마찬가지로 은전극의 최대 전계 강도를 실질적인 최저 레벨[도 4에 나타내는 결과에서는 0.1(V/㎜) 이하]로 할 수 있고, 또한 은전극의 돌출량(㎛)에 대한 은전극의 최대 전계 강도의 변동을 억제할 수 있는 것으로 생각된다.
따라서, 전극간 피치(P)가 0.5㎜인 경우에는 n형용 은전극(6)에 접속되어 있는 배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12)이 상기 n형용 은전극(6)보다 n형용 은전극(6)에 마주 대해서 배치되어 있는 p형용 은전극(7)의 방향으로 70㎛ 이상 돌출되어 있음과 아울러 p형용 은전극(7)에 접속되어 있는 배선 시트(10)의 p형용 구리 배선(13)이 p형용 은전극(7)보다 p형용 은전극(7)에 마주 대해서 배치되어 있는 n형용 은전극(6)의 방향으로 70㎛ 이상 돌출되어 있는 형태로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우에도 은전극의 돌출량(㎛)에 대한 은전극에 가해지는 전계 강도의 증가가 거의 없으므로 은전극의 이온 마이그레이션에 의한 특성의 저하를 더욱 안정되게 제어할 수 있다.
상기에 있어서는 태양 전지 셀(8)의 전극이 은전극으로 이루어지고 배선 시트(10)의 배선이 구리 배선으로 이루어지는 경우에 대해서 설명했지만 태양 전지 셀(8)의 전극이 은전극에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없고, 배선 시트(10)의 배선이 구리 배선에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 단, 은은 이온 마이그레이션되기 쉬운 금속 재료이므로 태양 전지 셀(8)의 전극이 은을 포함하는 은전극이며, 또한 배선 시트(10)의 배선이 은과 비교해서 이온 마이그레이션 감수성이 한자리 이상 작은 금속을 포함하는 배선일 경우에 본 발명은 특히 유효한 것으로 생각된다.
또한, 상기에 있어서 n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)의 폭(D1)은 예컨대 100㎛ 이상 300㎛ 이하로 할 수 있고, 두께(T1)는 예컨대 5㎛ 이상 15㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, 폭(D1)은 각각 반드시 동일한 값일 필요는 없고, 두께(T1)도 각각 반드시 동일한 값일 필요는 없다.
또한, 상기에 있어서 n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13)의 폭(D2)은 예컨대 300㎛ 이상 600㎛ 이하로 할 수 있고, 두께(T2)는 예컨대 10㎛ 이상 50㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, 폭(D2)은 각각 반드시 동일한 값일 필요는 없고, 두께(T2)도 각각 반드시 동일한 값일 필요는 없다.
이하, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 있어서는 태양 전지 셀(8), 배선 시트(10) 및 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 순서로 각각의 제조 방법의 일례에 대해 설명하지만 태양 전지 셀(8)의 제조 순서와 배선 시트(10)의 제조 순서는 바뀌어져 있어도 좋고, 동시이여도 좋다.
이하, 도 6(a)~도 6(e)의 모식적인 단면도를 참조하여 태양 전지 셀(8)의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 예컨대 잉곳으로부터 슬라이싱하는 것 등에 의해 기판(1)의 표면에 슬라이스 손상(1a)이 형성된 기판(1)을 준비한다.
여기서, 기판(1)으로서는, 예컨대 n형 또는 p형 중 어느 하나의 도전형을 갖는 다결정 실리콘 또는 단결정 실리콘 등으로 이루어지는 실리콘 기판을 이용할 수 있다.
이어서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 기판(1)의 표면의 슬라이스 손상(1a)을 제거한다.
여기서, 슬라이스 손상(1a)의 제거는, 예컨대 기판(1)이 상기의 실리콘 기판으로 이루어질 경우에는 상기의 슬라이스 후의 실리콘 기판의 표면을 불화수소수용액과 질산의 혼산 또는 수산화나트륨 등의 알칼리 수용액 등으로 에칭하는 것 등에 의해 행할 수 있다. 슬라이스 손상(1a)의 제거 후의 기판(1)의 크기 및 형상도 특별히 한정되지 않지만 예컨대 두께가 100㎛ 이상 500㎛ 이하인 기판(1)을 이용할 수 있다.
이어서, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이 기판(1)의 이면에 n형 불순물 확산 영역(2) 및 p형 불순물 확산 영역(3)을 각각 형성한다.
여기서, n형 불순물 확산 영역(2)은, 예컨대 n형 불순물을 포함하는 가스를 이용한 기상 확산 또는 n형 불순물을 포함하는 페이스트를 도포한 후에 열처리하는 도포 확산 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, p형 불순물 확산 영역(3)은, 예컨대 p형 불순물을 포함하는 가스를 이용한 기상 확산 또는 p형 불순물을 포함하는 페이스트를 도포한 후에 열처리하는 도포 확산 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.
n형 불순물을 포함하는 가스로서는 예컨대 POCl3과 같은 인 등의 n형 불순물을 포함하는 가스를 이용할 수 있고, p형 불순물을 포함하는 가스로서는 예컨대 BBr3과 같은 붕소 등의 p형 불순물을 포함하는 가스를 이용할 수 있다.
n형 불순물 확산 영역(2)은 n형 불순물을 포함하고 n형의 도전형을 나타내는 영역이면 특별히 한정되지 않는다. n형 불순물로서는 예컨대 인 등을 이용할 수 있다.
p형 불순물 확산 영역(3)은 p형 불순물을 포함하고 p형의 도전형을 나타내는 영역이면 특별히 한정되지 않는다. p형 불순물로서는 예컨대 붕소 및/또는 알루미늄 등을 이용할 수 있다.
n형 불순물 확산 영역(2) 및 p형 불순물 확산 영역(3)을 각각 형성한 후의 기판(1)의 이면에 패시베이션 막을 형성해도 좋다. 패시베이션 막은, 예컨대 열산화법 또는 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등의 방법에 의해, 예컨대 질화 실리콘 막, 산화 실리콘 막, 또는 질화 실리콘 막과 산화 실리콘 막의 적층체를 형성함으로써 제작할 수 있다. 패시베이션 막의 두께는 예컨대 0.05㎛ 이상 1㎛ 이하로 할 수 있다.
이어서, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(1)의 수광면의 전체면에 텍스쳐 구조 등의 요철 구조를 형성한 후에 그 요철 구조 상에 반사 방지막(5)을 형성한다.
여기서, 텍스쳐 구조는 예컨대 기판(1)의 수광면을 에칭함으로써 형성할 수 있다. 예컨대, 기판(1)이 실리콘 기판일 경우에는, 예컨대 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등의 알칼리 수용액에 이소프로필알콜을 첨가한 액을 예컨대 70℃ 이상 80℃ 이하로 가열한 에칭액을 이용해서 기판(1)의 수광면을 에칭함으로써 형성할 수 있다.
반사 방지막(5)은 예컨대 플라즈마 CVD법 등에 의해 형성할 수 있다. 반사 방지막(5)으로서는 예컨대 질화 실리콘 막 등을 사용할 수 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다.
기판(1)의 이면에 패시베이션 막을 형성했을 경우에는 기판(1)의 이면의 패시베이션 막의 일부를 제거함으로써 n형 불순물 확산 영역(2)의 표면의 적어도 일부 및 p형 불순물 확산 영역(3)의 표면의 적어도 일부를 각각 노출시키는 콘택트 홀을 형성해도 좋다.
콘택트 홀은, 예컨대 포토리소그래피 기술을 이용해서 콘택트 홀의 형성 개소에 대응하는 부분에 개구를 갖는 레지스트 패턴을 패시베이션 막 상에 형성한 후에 레지스트 패턴의 개구로부터 패시베이션 막을 에칭 등에 의해 제거하는 방법, 또는 콘택트 홀의 형성 개소에 대응하는 패시베이션 막의 부분에 에칭 페이스트를 도포한 후에 가열함으로써 패시베이션 막을 에칭해서 제거하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
이어서, 도 6(e)에 나타내는 바와 같이, 기판(1)의 이면의 n형 불순물 확산 영역(2)에 접하는 n형용 은전극(6)을 형성함과 아울러 p형 불순물 확산 영역(3)에 접하는 p형용 은전극(7)을 형성한다.
n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)은 각각, 예컨대 은 페이스트를 n형 불순물 확산 영역(2) 및 p형 불순물 확산 영역(3) 각각에 접하도록 도포한 후에 은 페이스트를 소성함으로써 형성할 수 있다. 이에 따라, n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7) 각각은 적어도 그 표면에 은을 포함하는 전극이 된다.
이하, 도 7(a)~도 7(d)의 모식적인 단면도를 참조하여 배선 시트(10)의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 절연성 기재(11)의 표면 상에 구리로 이루어지는 도전층(41)을 형성한다.
여기서, 절연성 기재(11)로서는, 예컨대 폴리에스테르, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리이미드 등의 수지로 이루어지는 기판을 이용할 수 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 절연성 기재(11)의 두께는 예컨대 10㎛ 이상 200㎛ 이하로 할 수 있다.
이어서, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 절연성 기재(11) 표면의 도전층(41) 상에 레지스트(42)를 형성한다.
여기서, 레지스트(42)는 n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13) 등의 배선 시트(10)의 구리 배선을 남기는 개소 이외의 개소에 개구부를 갖는 형상으로 형성된다. 레지스트(42)로서는, 예컨대 종래부터 공지의 것을 이용할 수 있고, 예컨대 스크린 인쇄, 디스펜서 도포 또는 잉크젯 도포 등의 방법에 의해 소정의 위치에 도포된 수지를 경화한 것 등을 이용할 수 있다.
이어서, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 레지스트(42)로부터 노출되어 있는 개소의 도전층(41)을 화살표(43) 방향으로 제거함으로써 도전층(41)의 패터닝을 행하고, 도전층(41)의 나머지부로부터 n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13) 등의 배선 시트(10)의 구리 배선을 형성한다.
여기서, 도전층(41)의 제거는 예컨대 산이나 알칼리의 용액을 이용한 웨트 에칭 등에 의해 행할 수 있다.
이어서, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, n형용 구리 배선(12)의 표면 및 p형용 구리 배선(13)의 표면으로부터 레지스트(42)를 전부 제거한다. 이에 따라, n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13)이 절연성 기재(11) 상에 형성된 배선 시트(10)가 제작된다. 절연성 기재(11) 상에 형성되는 배선으로서는 n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13) 이외에도, 예컨대 복수의 n형용 구리 배선(12)끼리를 전기적으로 접속하는 배선, 복수의 p형용 구리 배선(13)끼리를 전기적으로 접속하는 배선, 및 복수의 태양 전지 셀(8)을 전기적으로 접속하기 위한 배선 등이 형성되어도 좋다.
이하, 도 8(a)~도 8(c)의 모식적인 단면도를 참조하여 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 상기한 바와 같이 해서 제작한 배선 시트(10)의 절연성 기재(11)의 표면 상에 절연성 수지(16)를 도포한다.
여기서, 절연성 수지(16)로서는, 예컨대 수지 성분으로서, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 에폭시 수지와 아크릴 수지의 혼합 수지 중 어느 하나를 포함하는 전기적으로 절연성의 열경화성 및/또는 광경화성의 수지 조성물 등을 이용할 수 있다. 또한, 절연성 수지(16)는 수지 성분 이외의 성분으로서, 예컨대 경화제 등의 종래부터 공지의 첨가제를 1종류 이상 포함하고 있어도 좋다.
이어서, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 배선 시트(10) 상에 태양 전지 셀(8)을 설치한다.
여기서, 태양 전지 셀(8)은 n형용 은전극(6)의 폭방향의 끝이 n형용 구리 배선(12)의 폭방향의 끝으로부터 돌출되지 않도록 n형용 은전극(6)이 n형용 구리 배선(12) 상에 설치됨과 아울러 p형용 은전극(7)의 폭방향의 끝이 p형용 구리 배선(13)의 폭방향의 끝으로부터 돌출되지 않도록 p형용 은전극(7)이 p형용 구리 배선(13) 상에 설치되도록 해서 배선 시트(10) 상에 설치된다.
이어서, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 절연성 수지(16)를 가열 및/또는 광 조사해서 고화함으로써 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이 제작된다.
또한, 태양 전지 셀(8)의 은전극과 배선 시트(10)의 구리 배선을 접촉시킨 상태에서 태양 전지 셀(8)과 배선 시트(10) 사이에 설치된 절연성 수지(16)를 경화시킴으로써 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 제작할 수 있다.
실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 배선 시트(10) 상에 복수의 태양 전지 셀(8)을 설치함으로써 이들 태양 전지 셀(8)을 전기적으로 직렬로 접속한 구성으로 할 수도 있다.
또한, 예컨대 도 9의 모식적인 단면도에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 n형용 은전극(6) 및 p형용 은전극(7)의 단면 형상을 타원 형상으로 해도 좋다. 또한, 도 9에 있어서는 설명의 편의를 위해서 기판(1), n형용 은전극(6), p형용 은전극(7), 절연성 기재(11), n형용 구리 배선(12) 및 p형용 구리 배선(13) 이외의 부재에 대해서는 도시하지 않고 있다.
그 후, 예컨대 도 10의 모식적인 단면도에 나타내는 바와 같이, 투명 기판(17)과 이면 보호재(19) 사이의 밀봉재(18) 중에 상기와 같이 해서 제작한 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 밀봉한다. 이에 따라, 실시형태 1의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 태양 전지 모듈을 제작할 수 있다.
여기서, 투명 기판(17)로서는 예컨대 유리 기판 등의 태양 전지 모듈에 입사하는 광을 투과시키는 것이 가능한 기판을 이용할 수 있다. 밀봉재(18)로서는 예컨대 에틸렌비닐아세테이트 등의 태양 전지 모듈에 입사하는 광을 투과시키는 것이 가능한 수지 등을 이용할 수 있다. 이면 보호재(19)로서는 예컨대 폴리에스테르필름 등의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 보호가 가능한 부재 등을 이용할 수 있다.
상기에 있어서는 태양 전지 셀로서 기판의 한쪽 표면측(이면측)에만 n형용 은전극 및 p형용 은전극 쌍방이 형성된 구성의 이면 전극형 태양 전지 셀을 이용한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명에 있어서의 태양 전지 셀의 개념에는 상술한 이면 전극형 태양 전지 셀뿐만 아니라 MWT(Metal Wrap Through) 셀(기판에 설치된 관통 구멍에 전극의 일부를 배치한 구성의 태양 전지 셀) 등의 소위 백 콘택트형 태양 전지 셀(태양 전지 셀의 수광면측과 반대측의 이면측으로부터 전류를 인출하는 구조의 태양 전지 셀), 상술한 기판의 이면과는 반대측의 표면 및/또는 기판의 측면에 n형용 은전극 및/또는 p형용 은전극이 형성된 태양 전지 셀도 포함된다.
본 발명에 있어서의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 개념에는 복수의 태양 전지 셀(8)이 배선 시트(10) 상에 설치되어 태양 전지 셀(8) 사이가 전기적으로 접속되어 있는 구성뿐만 아니라 1개의 태양 전지 셀이 배선 시트 상에 설치되어 있는 구성도 포함된다.
<실시형태 2>
도 11에 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 다른 일례인 실시형태 2의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 모식적인 단면도를 나타낸다.
실시형태 2의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀은 태양 전지 셀(8)의 n형용 은전극(6)과 배선 시트(10)의 n형용 구리 배선(12)의 전기적인 접속, 및 태양 전지 셀(8)의 p형용 은전극(7)과 배선 시트(10)의 p형용 구리 배선(13)의 전기적인 접속이 각각 도전성 접착제(66)를 통해서 행해지고 있는 것을 특징의 하나로 하고 있다.
이 경우에는 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]과 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]의 접속부에 있어서의 전기적인 저항을 저감해서 상기 접속부에 있어서의 전압 강하를 저감할 수 있기 때문에 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 출력 전력을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 경우에는 태양 전지 셀(8)의 은전극과 배선 시트(10)의 구리 배선을 도전성 접착제(66)로 고정할 수 있기 때문에 상기의 절연성 수지(16)의 사용량을 저감할 수 있다.
또한, 도전성 접착제(66)는 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 금속 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도전성 접착제(66)가 태양 전지 셀(8)의 은전극의 표면에 접하는 부분에서는 도전성 접착제(66)가 은전극과 동전위가 되기 때문에 은전극의 표면에는 전계가 발생하지 않고 은전극을 구성하는 금속 재료의 이온 마이그레이션을 보다 억제할 수 있는 경향이 있다.
그리고, 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]은 도전성 접착제(66)를 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 금속 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]의 이온 마이그레이션을 도전성 접착제(66)에 의해 억제하면서 실시형태 1과 마찬가지로 도전성 접착제(66)의 이온 마이그레이션을 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]에 의해 억제하는 것이 가능하게 된다.
태양 전지 셀(8)의 은전극[n형용 은전극(6), p형용 은전극(7)]이 배선 시트(10)의 구리 배선[n형용 구리 배선(12), p형용 구리 배선(13)]과 접하고 있을 경우에는 구리 배선과 접하고 있는 은전극의 표면 이외의 표면이 은전극을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 금속 재료로 구성되어 있는 도전성 접착제(66)에 의해 덮여져 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 은전극의 표면을 은전극과 동전위이고 은전극을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 금속 재료로 구성되어 있는 도전성 접착제(66)에 의해 덮을 수 있으므로 은전극의 표면에 전계가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 은전극을 구성하는 금속 재료의 이온 마이그레이션을 더욱 억제할 수 있는 경향이 커진다.
이상에 의해, 실시형태 2의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 이온 마이그레이션에 기인하는 특성의 저하를 보다 안정되게 억제할 수 있다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
<산업상 이용가능성>
본 발명은 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀 및 태양 전지 모듈에 이용할 수 있다.
1 : 기판 1a : 슬라이스 손상
2 : n형 불순물 확산 영역 3 : p형 불순물 확산 영역
5 : 반사 방지막 6 : n형용 은전극
7 : p형용 은전극 8 : 태양 전지 셀
10 : 배선 시트 11 : 절연성 기재
12 : n형용 구리 배선 13 : p형용 구리 배선
16 : 절연성 수지 17 : 투명 기판
18 : 밀봉재 19 : 이면 보호재
41 : 도전층 42 : 레지스트
43 : 화살표 51 : 은전극의 전계 강도의 최대 위치
52 : 구리 배선의 전계 강도의 최대 위치 66 : 도전성 접착제
2 : n형 불순물 확산 영역 3 : p형 불순물 확산 영역
5 : 반사 방지막 6 : n형용 은전극
7 : p형용 은전극 8 : 태양 전지 셀
10 : 배선 시트 11 : 절연성 기재
12 : n형용 구리 배선 13 : p형용 구리 배선
16 : 절연성 수지 17 : 투명 기판
18 : 밀봉재 19 : 이면 보호재
41 : 도전층 42 : 레지스트
43 : 화살표 51 : 은전극의 전계 강도의 최대 위치
52 : 구리 배선의 전계 강도의 최대 위치 66 : 도전성 접착제
Claims (10)
- 기판(1)의 한쪽 면에 제 1 전극(6,7)이 배치되어 있는 태양 전지 셀(8)과,
상기 제 1 전극(6,7)에 전기적으로 접속되는 제 1 배선(12,13)이 배치되어 있는 배선 시트(10)를 갖는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀로서:
상기 제 1 배선(12,13)은 상기 제 1 전극(6,7)을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성되고,
상기 제 1 배선(12,13)의 폭은 상기 제 1 전극(6,7)의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 배선(12,13)의 폭과 상기 제 1 전극(6,7)의 폭의 차가 40㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극(6,7)의 표면은 은을 포함하고, 상기 제 1 배선(12,13)은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판(1)의 상기 한쪽 면에 상기 제 1 전극(6,7)과는 극성이 다른 제 2 전극(6,7)이 배치되고,
상기 배선 시트(10)에는 상기 제 2 전극(6,7)에 전기적으로 접속되는 제 2 배선(12,13)이 배치되어 있고,
상기 제 2 배선(12,13)은 상기 제 2 전극(6,7)을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성되며,
상기 제 2 배선(12,13)의 폭은 상기 제 2 전극(6,7)의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 배선(12,13)의 폭과 상기 제 2 전극(6,7)의 폭의 차가 40㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 전극(6,7)의 표면은 은을 포함하고, 상기 제 2 배선(12,13)은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태양 전지 셀(8)은 이면 전극형 태양 전지 셀인 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 1 항 내지 제 7 항에 어느 한 항에 기재된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
- 기판(1)의 한쪽 면에 전극(6,7)이 배치되어 있는 태양 전지 셀(8)과, 상기 전극(6,7)을 구성하는 금속 재료보다 이온 마이그레이션이 일어나기 어려운 재료로 구성된 배선(12,13)이 배치된 배선 시트(10)를 구비하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 제조하는 방법으로서:
상기 전극(6,7)이 적어도 폭방향에 있어서 상기 배선(12,13)로부터 돌출되지 않도록 상기 전극(6,7)과 상기 배선(12,13)을 전기적으로 접속하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 배선(12,13)의 폭은 상기 전극(6,7)의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법.
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