TWI603483B - 太陽電池及太陽電池的製造方法 - Google Patents

太陽電池及太陽電池的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI603483B
TWI603483B TW105107749A TW105107749A TWI603483B TW I603483 B TWI603483 B TW I603483B TW 105107749 A TW105107749 A TW 105107749A TW 105107749 A TW105107749 A TW 105107749A TW I603483 B TWI603483 B TW I603483B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
bus bar
bar electrode
solar cell
glass
solder
Prior art date
Application number
TW105107749A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201709538A (zh
Inventor
上迫浩一
小林賢一
小宮秀利
松井正五
松下満樹
新井傑也
菅原美愛子
Original Assignee
亞特比目股份有限公司
農工大Tlo股份有限公司
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 亞特比目股份有限公司, 農工大Tlo股份有限公司 filed Critical 亞特比目股份有限公司
Publication of TW201709538A publication Critical patent/TW201709538A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI603483B publication Critical patent/TWI603483B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • 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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

太陽電池及太陽電池的製造方法
本發明係有關於製作在基板上照射光線等時生成高電子濃度的區域之同時,在區域上形成透射光線等之絕緣膜,且具有從形成在絕緣膜的電子取出口取出電子之匯流排電極(bus electrode)之太陽電池及太陽電池的製造方法。
先前,利用可再生能源之一之太陽電池,係以20世紀的主角之半導體技術作為基礎而進行其開發。其為影響人類生存之全球性水準的重要開發。該開發課題不僅是將太陽光轉換成為電能之效率,亦一邊面對減低製造成本及無公害的課題一邊進展。實現該等之著手進行,降低或消除在電極所使用的銀(Ag)和鉛(pb)之使用量係特別重要的。
通常,太陽電池的構造,係如第7圖(a)的平面圖及(b)的剖面圖所示,係由以下的各要素所構成:N型/P型的矽基板43,其係將太陽光能源轉換成為電能;氮化矽膜45,其係防止矽基板43的表面之反射及為絕緣體薄膜; 指狀電極(finger electrode)42,其係取出在矽基板43中所產生的電子;匯流排電極(bus bar electrode)41,其係以指狀電極42收集所取出的電子;及引出引線電極(lead electrode)47,其係將將收集至匯流排電極41之電子取出至外部。
其中,較佳係在匯流排電極41及指狀電極42使用銀及鉛(鉛玻璃),減低該銀的使用量及減低或消除鉛(鉛玻璃)的使用量,且使其形成為低成本且無公害。
上述以往之第7圖的太陽電池之構成要素中,有在指狀電極42等使用銀及鉛(作為黏結劑之鉛玻璃),減低該銀的使用量及減低或消除鉛(鉛玻璃)的使用量,使太陽電池的製造成本之降低且成為無公害之課題。
本發明係為了降低銀的使用量及減低或消除鉛(鉛玻璃)的使用量,在用以形成太陽電池的構成要素之匯流排電極等,在銀膏中混入釩酸鹽玻璃(以下,稱為導電性NTA玻璃,NTA為日本註冊商標5009023號)作為燒結助劑而燒製,並可減低或消除銀及鉛(鉛玻璃)的使用量。
因此,本發明係一種太陽電池,前述太陽電池係製作有在基板上照射光線等時生成高電子濃度的區域,並在該區域上形成有透射光線等之絕緣膜,且具有從形成在該絕緣膜的電子取出口取出電子之匯流排電極,其 中,為了形成匯流排電極,在導電性膏以重量比20%至70%混入導電性玻璃作為玻璃料且進行燒製而形成匯流排電極,以降低導電性膏的使用量。
此時,導電性玻璃係設為至少含有釩或釩及鋇之釩酸玻璃。
又,混入導電性玻璃而進行燒製之步驟的時間,最長亦為1分鐘以內且數秒以上。
而且,導電性玻璃係設為無Pb。
又,在燒製所形成之匯流排電極上設置有引線電極。
本發明係如上述,藉由在銀膏中混入導電性NTA玻璃作為燒製助劑而進行燒製,能夠降低以往銀膏中之銀的使用量及降低或消除鉛(鉛玻璃)的利用量。藉此,而具有下述的特徵。
第1係為了形成太陽電池的匯流排電極(銀電極),使用導電性的釩酸鹽玻璃之NTA玻璃(日本註冊商標第5009023號、日本特許第5333976號)作為銀膏的燒結助劑,能夠減低Ag的使用量且減低或消除鉛(鉛玻璃)的使用量。
第2係將燒結助劑之NTA玻璃佔有銀膏中的重量比率設為20%~70%範圍而使用。藉實驗能夠確認出不會降低使太陽光能源轉換成為電子能源之效率,而發揮作為匯流排電極的效果之電極形成。考察此係NTA玻璃由形 成如下所達成者:(1)具有導電性;(2)藉由混入於銀膏而將銀從玻璃分離且收集,能夠改善導電性;(3)抑制以往玻璃的針狀結晶之成長而能夠以Ag來改善導電性;(4)於使用在匯流排電極形成的燒結助劑,使用不產生燒結(firing)現象的NTA玻璃而能夠消除轉換效率的減低(參照下述第3、第4)等。
第3係無接觸銀粒子等之NTA玻璃形成高電阻的結晶之燒結製程條件中進行燒結。形成高電阻結晶(例如上述針狀結晶)時,從指狀電極通過匯流排電極時,電子之移動無法適當地進行而降低能源的轉換效率,但認為藉由在短時間(例如即便較長亦為1分鐘以內)完成燒結步驟作為減少高電阻結晶的發生之一種手法,而能夠解決。
第4係與以往不同,在於使用含有使指狀電極之形成與匯流排電極之形成相異的玻璃料之銀膏。以往,在指狀電極之形成中,係必須產生被稱為燒結之現象。此係藉由使用作為銀之燒結助劑之玻璃料中的成分分子、例如鉛玻璃中的鉛分子的作用,以使在矽基板表層所形成的氮化矽膜之絕緣層突破而形成指狀電極之方式,而有效率地收集在矽基板所生成的電子。但,對於形成匯流排電極,係不須為燒結現象。以往係使匯流排電極亦含有鉛成分之鉛玻璃作為燒結助劑而進行燒結,所以構造不同的匯流排電極與矽基板形成電性導通路而降低轉換效率。藉由在形成匯流排電極所使用的燒結助劑,使用不產生燒結現象之NTA玻璃而能夠消除轉換效率之減低。
第5係有使用銀粉末材料所致之太陽電池的成本高(原材料費高)之問題。又,由於銀材料過剩的需要亦浮現材料調度的問題。認為即便使用導電玻璃之NTA玻璃的含有比率大幅地增加至20%至70%而減少其對應的銀量之銀膏,亦不會減低轉換效率而能夠製造太陽電池,對產業界產生重大的影響。
第6係藉由不使用在(5)以往的匯流排電極形成所使用之鉛玻璃,亦即能夠成為無鉛。藉此,能夠完全沒有鉛公害的環境問題。
11‧‧‧矽基板
12‧‧‧高電子濃度區域(擴散摻雜)
13‧‧‧絕緣膜(氮化矽膜)
14‧‧‧電子取出口(指狀電極)
15‧‧‧匯流排電極
16‧‧‧背面電極
17‧‧‧導線
41‧‧‧匯流排電極
42‧‧‧指狀電極
43‧‧‧矽基板
44‧‧‧N/P擴散層
45‧‧‧氮化矽膜
46‧‧‧背面電極
47‧‧‧引出引線電極
171‧‧‧銅
172‧‧‧焊料
S1~S10‧‧‧步驟
S21~S24‧‧‧步驟
第1圖係表示本發明的一實施例結構圖(步驟的完成圖:剖面圖)。
第2圖係本發明的動作說明流程圖。
第3圖係本發明的詳細步驟說明圖(其1)。
第4圖係本發明的詳細步驟說明圖(其2)。
第5圖係本發明的詳細說明圖(匯流排電極的詳細)。
第6圖係本發明的說明圖(匯流排電極)。
第7圖係先前技術的說明圖。
第8圖係本發明的其它實施例流程圖。
第9圖係本發明的匯流排電極上的焊料/導線之概略結構圖。
第10圖係本發明的NTA玻璃的匯流排電極與焊料的密著(黏接)性之實驗結果例。
第11圖係本發明的Sn-Ag焊料之焊接照片(A)。
第12圖係本發明的Sn-Ag焊料之焊接照片(B)。
第13圖係本發明的Sn-Zn焊料之焊接照片(C)。
第14圖係本發明的Sn-Pb焊料(有助焊劑)之焊接照片(D)。
第15圖係本發明的Sn-Pb焊料(有助焊劑)之焊接照片(E)。
第16圖係本發明的Sn-Pb焊料(無助焊劑)之焊接照片(F)。
(用以實施發明之形態) [實施例1]
第1圖係顯示本發明的一實施例結構圖(步驟的完成圖:剖面圖)。
在第1圖中,矽基板11係眾所周知的半導體矽基板。
高電子濃度區域(擴散摻雜層)12係將所需要的p型/n型之層藉由擴散摻雜等形成在矽基板11上而成之眾所周知的區域(層),在該圖,係從上方向入射太陽光時,在矽基板11產生電子(發電)且積蓄該電子之區域。在此,所積蓄的電子係藉由電子取出口(指狀電極(銀))14朝上方向被取出(參照發明效果)。
絕緣膜(氮化矽膜)13係使太陽光通過且使匯流排電極15與高電子濃度區域14電性絕緣之眾所周知的膜(參照發明效果)。
電子取出口(指狀電極(銀))14,係透過形成在絕緣膜13的孔穴而將積蓄在高電子濃度區域12中的電子取出之口(指狀電極)(參照發明效果)。
匯流排電極(電極1(銀))15係電性連接複數個電子取出口(指狀條電極)14之電極,且是削減Ag的使用量之對象的電極(參照發明效果)。
背面電極(電極2(鋁))16係形成在矽基板11之下面之眾所周知的電極。
導線(焊料形成)17係電性連接複數個匯流排電極15之將電子(電流1)取出至外部之導線。
基於以上之第1圖的構造,從上往下方向照射太陽光時,太陽光係通過無導線17和電子取出口14的部分及絕緣膜13,入射至矽基板11而產生電子。隨後,積蓄在高電子濃度區域12之電子,係經由電子取出口(指狀電極)14、匯流排電極15、導線17而被取出至外部。此時,如在第2圖至第6圖之後述,於銀膏中混入NTA玻璃(導電性玻璃)作為玻璃料且進行燒製而形成匯流排電極15,能夠減低Ag的使用量。以下,依次詳細地說明。
第2圖係顯示本發明的動作說明流程圖,第3圖及4圖係顯示各步驟的詳細構造。
在第2圖中,S1係準備矽基板。
S2係進行清洗。該等S1、S2係如第3圖(a)所示,將在S1所準備的矽基板11之面(形成高電子濃度區域12之面)良好地清洗。
S3係進行擴散摻雜。此係如在第3圖(b)所示,在3圖(a)所清洗後的矽基板11上進行眾所周知的擴散摻雜,形成高電子濃度區域12。
S4係形成抗反射膜(氮化矽膜)。此係如第3圖(c)所示,在形成有第3圖(b)的高電子濃度區域12後,藉由眾所周知的方法形成例如氮化矽膜作為抗反射膜(使太陽光通過,而且盡可能減少表面反射之膜)。
S5係網版印刷指狀電極。這是如第3圖(d)所顯示,在形成第3圖(c)的氮化矽膜13後,進行網版印刷形成指狀電極14的圖案。印刷材料係例如使用在銀混入鉛玻璃作為玻璃料(frit)者。
S6係將指狀電極進行燒製且使其通過火焰。這是在第3圖(d)將進行網版印刷後之指狀電極14的圖案(混入銀及鉛玻璃的玻璃料而成者)進行燒製,如第3圖(e)所顯示,使氮化矽膜13通過火焰而形成於其中形成有銀(導電性)之指狀電極14。
S7係進行網版印刷匯流排電極(電極1)。此係如第3圖(f)所示,在形成有第3圖(e)的指狀電極14後,進行網版印刷所形成之匯流排電極15的圖案。印刷材料係例如使用在銀混入NTA氣體(20%至70%)作為玻璃料者。
S8係進行燒製匯流排電極。這是將在第3圖(f)進行網版印刷後之匯流排電極15的圖案(混入有銀及NTA玻璃(20%至70%)的玻璃料者)進行燒製(燒製時間係即便較長亦為1分鐘以內,燒製2~3秒以上),如第4圖(g) 所顯示,在最上層形成匯流排電極15。
S9係形成背面電極(電極2)。此係如第4圖(h),在矽基板11的下側(背面)形成例如鋁電極。
S10係進行焊料形成導線。此係如第4圖(i)所顯示,以焊料形成導線且電性連接,該導線係電性連接第4圖(g)的匯流排電極。
依照以上的步驟,能夠在矽基板製作太陽電池。
第5圖係顯示本發明的詳細說明圖(匯流排電極的燒製)。
第5圖(a)係示意性地顯示以銀100、NTA0%(重量比)燒製匯流排電極之例子,第5圖(b)係示意性地顯示以銀50%、NTA50%(重量比)燒製匯流排電極之例子。燒製時間係即便較長亦為1分鐘以內且設為2~3秒以上。
如第5圖(a)及第5圖(b)之圖示,以成為大致相同結構之方式所形成的太陽電池之試作實驗,係能夠得到如下述的實驗結果。
試作實驗結果,就印刷匯流排電極的圖案之材料而言,在第5圖(a)與第5圖(b),製成太陽電池時的轉換效率 為平均約17%而能夠得到大致相同結果,能夠以實驗確認出可使用NTA玻璃(導電性玻璃、20%至70%)替換Ag(參照發明效果)。而且,NTA玻璃係由釩、鋇、鐵所構成,特別是鐵係在內部堅強地鍵結且殘留在該內部,即便與其它材料混合亦具有其結合性非常小的性質(參照日本特許第5333976號等)。
第6圖係顯示本發明的說明圖(匯流排電極)。
第6圖(a)係顯示全體平面圖,第6圖(b)係顯示放大圖。
在第6圖中,匯流排電極15係如在第6圖(a)的全體平面圖所示,為長條狀電極,以光學顯微鏡將其放大時,能夠觀察到如在第6圖(b)所示的構造。
在第6圖(b),匯流排電極15係在使用以往之Ag及鉛玻璃的玻璃料進行燒製時,Ag為均勻地分散著,但使用本發明的Ag及NTA玻璃的玻璃料進行燒製(即便較長亦為1分鐘以內、2~3秒以上的燒製)時,係如該第6圖(b)所顯示,清楚明白在該匯流排電極15的兩側NTA玻璃(特別是鋇)形成為粒狀,且Ag聚集形成在該匯流排電極15之中央部分。因此,如在發明效果之欄已說明,在Ag混入NTA玻璃並進行短時間燒製(即便較長亦為1分鐘、亦為2~3秒以上的燒製)時,Ag聚集在中央部分而使導電性提升(相較於以往Ag均勻地分散之情況,導電性會提升),且NTA玻璃本身亦具有導電性等綜合性作用,即便減少Ag的比例而增加NTA玻璃,製造作為太陽電池時 的轉換效率係如前述,為約17%,在實驗中係能夠得到大致相同之結果。
而且,燒製溫度係500℃至900℃,但必須依照實驗來決定製造作為太陽電池時最適之溫度。太低或太高皆無法得到如第6圖(b)的構造,必須藉實驗來決定。
第8圖係顯示本發明之其它實施例流程圖。此係顯示將導線(引線電極)17進行超音波焊接在匯流排電極15時的順序。
在第8圖中,S21係形成指狀電極。此係形成從第1圖至第6圖已敘述的指狀電極14。
S22係形成匯流排電極。此係形成從第1圖至第6圖已敘述的匯流排電極15。
S23係將焊料材料黏接。此係將焊料進行預熔接在S22所形成的匯流排電極15表面,來使導線17的超音波焊接容易化。而且,將焊料進行預熔接係未必需要,係為了使藉由焊料之密著性確實而進行之作業。
S24係將導線黏接。此係將導線(有預焊料、或無預焊料)17進行超音波焊接在S22、S23所形成的匯流排電極15(有預焊料、或無預焊料)。超音波焊接係在將匯流排電極15從室溫預加熱至焊料的熔融溫度以下之狀態下,對超音波烙鐵的烙鐵頭邊供給超音波邊並將焊料供給該烙鐵頭(已形成預焊料時係有時供給/或不供給焊料),以焊料將匯流排電極15與導線17進行黏接(熔接),且使密著性成為非常良好(後述)。未供給超音波時,無法以焊料 將匯流排電極15與導線17黏接且無法密著(後述)。
如以上,藉由將導線17超音波焊接在匯流排電極15,可使導線17密著性良好地黏接在匯流排電極15。此時,藉由將匯流排電極15等進行預加熱,可非常良好且確實地進行超音波焊接作業。
第9圖係顯示本發明的匯流排電極上的焊料/導線之概略結構圖。
第9圖(a)係顯示全體剖面圖,第9圖(b)係顯示導線17的剖面圖。在此,因為矽基板11、匯流排電極15、導線17係與第1圖相同之號碼者相同,所以省略說明。
在第9圖(a)中,焊料172係示意性地顯示將匯流排電極(預加熱)15與導線17進行超音波焊接後之狀態者。焊料172係全面地密著在匯流排電極15上且熔接在導線17。
在第9圖(b)中,焊料172係顯示在導線(引線電極)17的周圍已預先形成預焊料之狀態。
銅171係銅帶,示意性地顯示預先將焊料172熔接在其周圍,而容易與匯流排電極15進行超音波焊接之情況。
如以上,使用將焊料172在銅帶171周圍形成預焊料而成之導線17,且在將匯流排電極15進行預加熱(將包含矽基板11、匯流排電極15等之太陽電池全體進行預加熱)的狀態下,藉由超音波焊接,能夠如圖示地將導線17密著性良好地焊接在匯流排電極15。
第10圖係顯示與本發明的NTA玻璃的匯流排電極之焊料的密著(黏接)性之實驗結果的例子。此處,
‧焊料的種類係實驗鉛焊料/無助焊劑、鉛焊料/有助焊劑、添加有錫/銀、添加有錫/鋅之4種類。
‧主要的成分係顯示依照焊料的種類之主要的成分。
‧使用超音波烙鐵時,與NTA玻璃的密著性係顯示OK與NG之區別。
‧不使用超音波烙鐵時,與NTA玻璃的密著性係顯示OK與NG之區別。
對於以上的項目,將所實驗之結果顯示在第10圖。從該第10圖的結果,
能夠確認出使用超音波焊接烙鐵時,對於除了鉛焊料/有助焊劑以外的全部焊料種類均能夠得到OK的結果,對於第1圖至第6圖所記載之NTA玻璃的匯流排電極15,藉由實驗能夠確認出將導線17進行焊接而良好地密著。另一方面,不使用超音波焊接烙鐵時,係對於全部的焊料種類,獲得NG的結果。
其次,使用第11圖至第16圖,如下述地依次詳細地說明NTA50的焊接狀況(個別燒製)的實驗例。
第11圖係顯示本發明的Sn-Ag焊料之焊接照片(A)。
第11圖(a)係顯示焊接條件,第11圖(b)係顯示焊接前的照片,第11圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。
在第11圖(a)中,焊接條件為下述的圖示。
‧使用焊料:Sn-Ag焊料
‧超音波:有
‧烙鐵頭溫度:350℃
‧烙鐵振盪輸出功率:10W
‧預加熱:200℃
第11圖(b)係顯示焊接前的照片。
第11圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。從焊接後的照片能夠清楚明白,第11圖(b)之焊接前的照片上,清楚明白焊料係寬度廣闊地熔接且密著在縱向之寬 度廣闊的匯流排電極15上。
第11圖(d)係在相同條件下,無超音波時,因無法焊接在匯流排電極15,所以記載為無照相數據。
如以上,Sn-Ag焊料係能夠良好地超音波焊接(賦予預加熱)。而且,能夠將導線17密著性良好地超音波焊接在其上。
第12圖係顯示本發明的Sn-Ag焊料之焊接照相(B)。
第12圖(a)係顯示焊接條件,第12圖(b)係顯示焊接前的照片,第12圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。
在第12圖(a)中,焊接條件為下述的圖示。
‧使用焊料:Sn-Ag焊料
‧超音波:有
‧烙鐵頭溫度:400℃
‧烙鐵振盪輸出功率:10W
‧預熱:200℃
第12圖(b)係顯示焊接前的照片。
第12圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。能夠從焊接後的照相清楚明白地,第12圖(b)之焊接前的照片上,清楚明白焊料係寬度廣闊地熔接且密著在縱向之寬度廣闊的匯流排電極15上。
第12圖(d)係在相同條件下,無超音波時, 因無法焊接在匯流排電極15,所以記載為無照相數據。
如以上,以Sn-Ag焊料係能夠良好地超音波焊接(賦予預加熱)。而且,能夠將導線17密著性良好地超音波焊接在其上。
第13圖係顯示本發明的Sn-Zn焊料之焊接照片(C)。
第13圖(a)係顯示焊接條件,第13圖(b)係顯示焊接前的照片,第13圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。
在第13圖(a)中,焊接條件為下述的圖示。
‧使用焊料:Sn-Zn焊料
‧超音波:有
‧烙鐵頭溫度:350℃
‧烙鐵振盪輸出功率:10W
‧預加熱:200℃
第13圖(b)係顯示焊接前的照片。
第13圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。能夠從焊接後的照片清楚明白地,第13圖(b)之焊接前的照片上,清楚明白焊料係寬度廣闊地熔接且密著在縱向之寬度廣闊的匯流排電極15上。
第13圖(d)係在相同條件下,無超音波時,因無法焊接在匯流排電極15,所以記載為無照相數據。
如以上,以Sn-Zn焊料係能夠良好地超音波 焊接(賦予預加熱)。而且,能夠將導線17密著性良好地超音波焊接在其上。
第14圖係顯示本發明的Sn-Pb焊料(有助焊劑)之焊接照片(D)。
第14圖(a)係顯示焊接條件,第14圖(b)係顯示焊接前的照片,第14圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。
在第14圖(a)中,焊接條件為下述的圖示。
‧使用焊料:Sn-Pb焊料(有助焊劑)
‧超音波:無
‧烙鐵頭溫度:350℃
‧預加熱:200℃
第14圖(b)係顯示焊接前的照片。
第14圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。能夠從焊接後的照相清楚明白地,第14圖(b)之焊接前的照片上,清楚明白助焊劑係寬度廣闊地成為泡狀而無法焊接在縱向的寬度廣闊的匯流排電極15上。
如以上,Sn-Pb焊料係無超音波、有助焊劑時,係被助焊劑的泡沫覆蓋而無法形成鍍敷焊料。而且,導線17亦無法焊接在其上。
第15圖係顯示本發明的Sn-Pb焊料(有助焊劑)之焊接照片(E)。
第15圖(a)係顯示焊接條件,第15圖(b)係顯 示焊接前的照片,第15圖(c)係顯示焊接後的照片。
在第15圖(a),焊接條件為下述的圖示。
‧使用焊料:Sn-Pb焊料(有助焊劑)
‧超音波:無
‧烙鐵頭溫度:400℃
‧預加熱:200℃
第15圖(b)係顯示焊接前的照片。
第15圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片。能夠從焊接後的照相清楚明白地,第15圖(b)之焊接前的照片上,清楚明白助焊劑係寬度廣闊地成為泡狀而無法焊接在縱向的寬度廣闊的匯流排電極15上。
如以上,Sn-Pb焊料係無超音波、有助焊劑時,係被助焊劑的泡沫覆蓋而無法形成鍍焊料。而且,導線17亦無法焊接在其上。
第16圖係顯示本發明的Sn-Pb焊料(無助焊劑無)之焊接照片(F)。
第16圖(a)係顯示焊接條件,第16圖(b)係顯示焊接前的照片,第16圖(c)係顯示焊接後的照片。
在第16圖(a)中,焊接條件為下述的圖示。
‧使用焊料:Sn-Pb焊料(無助焊劑無)
‧超音波:有
‧烙鐵頭溫度:350℃
‧烙鐵振盪輸出功率:10W
‧預加熱:200℃
第16圖(b)係顯示焊接前的照片。
第16圖(c)係顯示焊接後(有超音波)的照片,能夠從焊接後的照相清楚明白地,第16圖(b)之焊接前的照片上,清楚明白助焊劑係寬度廣闊地成為泡狀而無法焊接在縱向的寬度廣闊的匯流排電極15上。
第16圖(d)係在相同條件下,無超音波時係因無法焊接在匯流排電極15,所以記載為無照相數據。
如以上,Sn-Pb焊料(無助焊劑無)係能夠良好地超音波焊接(賦予預加熱)。而且,能夠將導線17密著性良好地超音波焊接在其上。
11‧‧‧矽基板
12‧‧‧高電子濃度區域(擴散摻雜)
13‧‧‧絕緣膜(氮化矽膜)
14‧‧‧電子取出口(指狀電極)
15‧‧‧匯流排電極
16‧‧‧背面電極
17‧‧‧導線

Claims (12)

  1. 一種太陽電池,係製作有在基板上照射光線等時生成高電子濃度的區域,並在該區域上形成有透射光線等之絕緣膜,且前述太陽電池係具有從形成在該絕緣膜的電子取出口取出電子之匯流排電極,其中,為了形成前述匯流排電極,在導電性膏以重量比20%至70%混入導電性玻璃作為玻璃料且進行燒製而形成匯流排電極,降低導電性膏的使用量,前述導電性玻璃係至少含有釩或釩及鋇之釩酸玻璃,且具有該釩酸玻璃之電子導電性及耐光性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池,其中混入前述導電性玻璃而進行燒製之步驟的時間,最長亦為1分鐘以內且數秒以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之太陽電池,其中前述導電性玻璃為無Pb。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之太陽電池,其中在前述燒製所形成之匯流排電極上設置有引線電極。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之太陽電池,其中前述引線電極為導電性之導線,將該導線以超音波焊接在前述匯流排電極,且透過焊料使該導線與該匯流排電極良好地密著。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽電池,其中在將前述匯流排電極從室溫預熱至焊料的熔融溫度以下的溫度之狀態下,將該匯流排電極與前述導線進行超音波焊 接。
  7. 一種太陽電池的製造方法,係製作在基板上照射光線等時生成高電子濃度的區域,並在該區域上形成透射光線等之絕緣膜,且前述太陽電池係具有從形成在該絕緣膜的電子取出口取出電子之匯流排電極,其中,前述太陽電池係具有下述步驟:為了形成前述匯流排電極,在導電性膏以重量比20%至70%混入導電性玻璃作為玻璃料且進行燒製而形成匯流排電極,降低導電性膏的使用量,前述導電性玻璃係至少含有釩或釩及鋇之釩酸玻璃,且具有該釩酸玻璃之電子導電性及耐光性。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池的製造方法,其中混入前述導電性玻璃而燒製之步驟的時間,最長亦為1分鐘以內且數秒以上。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之太陽電池的製造方法,其中前述導電性玻璃為無Pb。
  10. 如申請專利範圍第7或8項所述之太陽電池的製造方法,其中在前述燒製所形成之匯流排電極上設置引線電極。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之太陽電池的製造方法,其中前述引線電極為導電性導線,將該導線進行超音波焊接在前述匯流排電極,且透過焊料使該導線與該匯流排電極良好地密著。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之太陽電池的製造方法, 其中在將前述匯流排電極從室溫預熱至焊料的熔融溫度以下的溫度之狀態下,將該匯流排電極與前述導線進行超音波焊接。
TW105107749A 2015-03-30 2016-03-14 太陽電池及太陽電池的製造方法 TWI603483B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015068798 2015-03-30
JP2016015873A JP6804199B2 (ja) 2015-03-30 2016-01-29 太陽電池および太陽電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201709538A TW201709538A (zh) 2017-03-01
TWI603483B true TWI603483B (zh) 2017-10-21

Family

ID=57146363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105107749A TWI603483B (zh) 2015-03-30 2016-03-14 太陽電池及太陽電池的製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6804199B2 (zh)
KR (4) KR20160117304A (zh)
CN (1) CN107026211A (zh)
TW (1) TWI603483B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6659074B2 (ja) * 2015-10-13 2020-03-04 農工大ティー・エル・オー株式会社 Ntaペースト
WO2017204422A1 (ko) * 2016-05-25 2017-11-30 알무스인터내셔널 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
JP2018110178A (ja) * 2016-12-30 2018-07-12 アートビーム有限会社 太陽電池および太陽電池の製造方法
JP7058390B2 (ja) * 2020-07-21 2022-04-22 農工大ティー・エル・オー株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251324A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 導電性ペースト
CN102365246A (zh) * 2009-03-27 2012-02-29 日立粉末冶金株式会社 玻璃组合物及使用其的导电性糊组合物、电极配线元件和电子部件
WO2012173203A1 (ja) * 2011-06-14 2012-12-20 京セラ株式会社 太陽電池およびその製造方法
TW201407637A (zh) * 2012-04-17 2014-02-16 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc 用於導電膏組成物之無機反應系統

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044470A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Hitachi Ltd 太陽電池および太陽電池の製造方法並びに集光型太陽電池モジュール
JP3854985B2 (ja) * 2001-07-18 2006-12-06 財団法人北九州産業学術推進機構 バナジン酸塩ガラス及びバナジン酸塩ガラスの製造方法
JP4738149B2 (ja) * 2005-02-22 2011-08-03 京セラ株式会社 太陽電池モジュール
US8093491B2 (en) * 2005-06-03 2012-01-10 Ferro Corporation Lead free solar cell contacts
US20100122728A1 (en) * 2008-11-17 2010-05-20 Fulton Kevin R Photovoltaic device using low iron high transmission glass with antimony and reduced alkali content and corresponding method
JP5497504B2 (ja) * 2010-03-23 2014-05-21 株式会社日立製作所 電子部品
JP5789544B2 (ja) * 2011-03-02 2015-10-07 韓國電子通信研究院Electronics and Telecommunications Research Institute 伝導性組成物並びにこれを含むシリコン太陽電池及びその製造方法
US20120260981A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode, photovoltaic cell element, and photovoltaic cell
JP2013103840A (ja) * 2011-11-10 2013-05-30 Hitachi Ltd 導電性ガラスペースト及びそれを利用した電気電子部品
CN104137274B (zh) * 2012-02-28 2016-09-21 京瓷株式会社 太阳能电池的电极用导电性膏剂、太阳能电池及太阳能电池的制造方法
JP2014192481A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池用金属箔積層体、太陽電池モジュール、および太陽電池用金属箔積層体の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251324A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 導電性ペースト
CN102365246A (zh) * 2009-03-27 2012-02-29 日立粉末冶金株式会社 玻璃组合物及使用其的导电性糊组合物、电极配线元件和电子部件
WO2012173203A1 (ja) * 2011-06-14 2012-12-20 京セラ株式会社 太陽電池およびその製造方法
TW201407637A (zh) * 2012-04-17 2014-02-16 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc 用於導電膏組成物之無機反應系統

Also Published As

Publication number Publication date
JP6804199B2 (ja) 2020-12-23
TW201709538A (zh) 2017-03-01
KR20190143435A (ko) 2019-12-30
KR20200138136A (ko) 2020-12-09
KR20160117304A (ko) 2016-10-10
KR20180072000A (ko) 2018-06-28
JP2016192539A (ja) 2016-11-10
CN107026211A (zh) 2017-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106206768B (zh) 太阳能电池单元、电池片阵列、电池组件及其制备方法
TWI603483B (zh) 太陽電池及太陽電池的製造方法
WO2017177726A1 (zh) 一种太阳能电池模组及其制备方法和组件、系统
TWI630049B (zh) 超音波焊接方法及超音波焊接裝置
TWI637528B (zh) 太陽電池及太陽電池之製造方法
TW201304163A (zh) 太陽能電池單元、太陽能電池模組以及太陽能電池模組的製造方法
CN104269454A (zh) 无主栅、高效率背接触太阳能电池背板、组件及制备工艺
CN103531646A (zh) 方便焊带焊接的太阳能电池电极
JP7058390B2 (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法
JP2014220425A (ja) 導電性ペースト、及び太陽電池セルの製造方法
TWI603486B (zh) 太陽電池及太陽電池之製造方法
TWI668878B (zh) 太陽能電池及太陽能電池的製造方法
JP2020141141A (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法
JP6325925B2 (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
TWI720664B (zh) 太陽電池及太陽電池的製造方法
TW201713604A (zh) Nta膏
JP2014041940A (ja) 太陽電池モジュール
TWI473282B (zh) 具有活性焊料塗層的導線及其使用方法
CN110379868A (zh) 太阳电池及太阳电池的制造方法
JP2013183093A (ja) 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
JP2003142711A (ja) 集積型太陽電池の製造方法
WO2016065936A1 (en) Method for manufacturing solar cell module
WO2016065953A1 (en) Solar cell module and manufacturing method thereof
WO2016065942A1 (en) Solar cell array, solar cell module and manufacturing methodthereof
JP2014220426A (ja) 太陽電池セル用電極、太陽電池セル、及び太陽電池セルの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees