TWI663742B - 太陽能電池及太陽能電池的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於太陽能電池及太陽能電池的製造方法，其目的在於直接將作為外部端子之帶狀的條帶連接於指狀電極的上部以減小電阻成分，並使太陽能電池的效率提高。本發明係在絕緣膜之上形成含有銀及鉛之指狀電極，並將指狀電極的部分或保有餘裕的部分設為開口而在絕緣膜之上形成固定條之後進行鍛燒，利用鍛燒時之指狀電極中含有的銀及鉛的作用貫通屬於該指狀電極之下膜的絕緣膜而在區域與指狀電極之間形成導電性通路，且在鍛燒時同時利用固定條中含有的玻璃材料的作用形成牢固地固著於絕緣膜且焊接性良好之固定條。
Description
本發明係關於在基板上製作出照射光等時會產生高電子濃度之區域，並且在區域之上形成可供光等穿透之絕緣膜，然後在絕緣膜之上形成指狀電極，以形成用來從該區域取出電子之取出口，並且具有將複數個指狀電極電性連接以將電子取出到外部之固定條來取代以往的匯流條(bus bar)電極之太陽能電池及太陽能電池的製造方法。
就太陽能電池單元(cell)的設計而言，如何使太陽能電池單元內產生的電子有效率地流到所連接之外部電路是非常重要者。為了達成此目的而使從單元連到外部之部分的電阻成分減小、以及使所產生的電子不會消失尤為重要。
因此，有一種本發明之發明人曾提出過申請之技術，其係將屬於導電性玻璃之釩酸鹽玻璃用於匯流條電極而使指狀電極與外部取出用的條帶(ribbon)(引線)之間的連接的電阻值減小，且使匯集至匯流條電極之電子 的消失減少之技術(日本特願2016-015873、日本特願2015-180720)。
然而，將上述之習知之導電性玻璃使用於匯流條電極而使指狀電極與外部取出用的條帶(引線)之間的連接的電阻值減小，且使匯集至匯流條電極之電子的消失減少之方案並不充分，還有必須減少對於導電性玻璃的鍛燒工序的良否之依賴性，以及必須能夠活用一般的材料來進一步改善而達成高效率之課題。
此外，也有必須要有低成本且高效率的太陽能電池單元的構造及其製造方法之課題。
另外，還有消除或減低習知之高價的銀的使用量，以及消除或減低鉛(鉛玻璃)的使用量，且使太陽能電池的製造成本更加降低且無公害之課題。
另外，也有無法充分地進行簡單且確實且低成本且穩固地焊接太陽能電池的基板的背側的端子之課題。
本發明之發明人係注意到指狀電極的上部露出在絕緣膜之上的情形，而發現若直接將作為外部端子之帶狀的條帶連接到該露出的指狀電極的上部的話就會成為不僅電阻成分減小而且電子的洩漏減少之構成等。
因此，採用以下述之構造：使指狀電極與 外部端子之間的電阻成分減小，而且使用便宜的材料來替代以往之作為匯流條電極的材料之銀、導電性玻璃等之高價材料來形成固定條而牢固地固定外部端子，而設為低電阻且電子之洩漏少之構造，而可製造高效率且低成本之太陽能電池。
而且，可牢固地且以便宜的材料確實地將連接端子焊接到太陽能電池的基板背側。
因此，本發明之發明人係針對在基板上形成當有光等照射時會產生高電子濃度之區域而且在區域之上形成可供光等穿透之絕緣膜，並在絕緣膜之上形成作為將電子從區域取出的取出口之指狀電極，而經由該指狀電極將電子取出到外部之太陽能電池，在該太陽能電池中，在絕緣膜之上形成含有銀及鉛之指狀電極，並將指狀電極的部分或保有餘裕的部分設為開口而在絕緣膜之上形成固定條之後進行鍛燒，利用鍛燒時之前述指狀電極中含有的銀及鉛的作用貫通屬於指狀電極之下膜的絕緣膜而在區域與該指狀電極之間形成導電性通路，且在鍛燒時同時利用固定條中含有的玻璃材料的作用形成牢固地固著於絕緣膜且焊接性良好之固定條。
其中，玻璃材料係採用含有釩及鋇、以及錫、鋅或其氧化物之中任一者以上之釩酸鹽玻璃。
另外，燒穿(fire-through)指狀電極之溫度及形成固定條之溫度中的前者與後者相等或前者比後者高，且以前者之溫度進行鍛燒。
又，鍛燒係進行1秒以上60秒以下。
又，將保有餘裕的部分設為開口者，係將因指狀電極及固定條的形成時之誤差所造成的影響會變小之預定寬度的部分設為開口。
又，將保有餘裕的部分設為開口者，係設為在以超音波焊接方式將外部端子焊接至指狀電極及固定條之上時與超音波烙鐵的前端的接觸部分相等或略窄之開口，而使前端的接觸部分不會直接接觸到絕緣膜。
又，將外部端子焊接至指狀電極及固定條之焊料，係含有錫、錫的氧化物、鋅、鋅的氧化物之至少一者以上。
又，焊料係視需要添加有銅、銀之中的一者以上作為添加物。
又，將外部端子焊接至指狀電極及固定條之焊接，係為超音波焊接。
又，外部端子係為帶狀的條帶(ribbon)。
又，在基板之與設有區域、絕緣膜、指狀電極、及固定條之表側相反之背側的整面形成鋁膜，並且將背側的外部端子焊接或超音波焊接在鋁膜上。
又，關於背側之外部端子，係在與表側的固定條大致相同的位置所對應之背側的鋁膜之上的位置或任意的位置形成固定條並進行鍛燒，然後將背側的外部端子焊接或超音波焊接在該固定條上。
本發明係如上所述，在指狀電極的上部露出在氧化膜之上之構成中使指狀電極的上部與作為外部端子之帶狀的條帶直接電性連接，因此成為電阻成分少之構成，且成為高效率之太陽能電池。
另外，以錫(或其氧化物)及鋅(或其氧化物)等作為焊料而焊接(或超音波焊接等)氧化膜、固定條、條帶這三者之情況時，該固定條的焊接密著性良好，所以會產生使指狀電極與條帶的接合性穩定地長壽命化之效果。
又，相對於以往之由銀材料及導電性玻璃等所構成之匯流條電極的構成(相當於本發明之固定條)，採用便宜的材料即可大幅地削減成本。
又，可減少以往之以鉛焊料為主流之太陽能電池中的鉛使用量，而可規劃設計對於環境友善之製程(process)。
又，可用便宜的材料確實地將連接端子牢固地焊接於太陽能電池的基板的背側。
1‧‧‧基板(矽基板)
3‧‧‧氮化膜(絕緣膜)
4‧‧‧鋁膜
5‧‧‧指狀電極
6‧‧‧固定條
7‧‧‧條帶(預先附著有焊料)
61‧‧‧固定條區域
第1圖係本發明的一實施例構成圖(整體的外觀圖)。
第2圖係本發明的一實施例構成圖(從晶圓的上側觀看之指狀電極5及固定條6的局部放大示意圖例)。
第3圖係本發明的一實施例構成圖(從晶圓的側面觀看之指狀電極5及固定條6的局部放大示意斷面圖例)。
第4圖係本發明的工序流程(其一)。
第5圖係本發明的工序流程(其二)。
第6圖係本發明的工序流程(其三)。
第7圖係本發明的工序流程(其四)。
第8圖係本發明的具體例及習知例。
第1至3圖顯示本發明的一實施例構成圖。
在第1至3圖中，氮化膜3係形成在基板(晶圓)1上之絕緣膜。
指狀電極5係藉由在氮化膜3之上印刷銀、鉛(鉛玻璃)的糊(paste)然後加以燒結，而利用公知的燒穿來突破該氮化膜3而在其與高濃度電子區域之間形成導電性路徑，以將電子取出到外部者(詳後述)。
固定條6係本發明中設置者，將指狀電極5的部分設為開口，且牢固地固定於氮化膜3，並且用來使外部端子(帶狀的條帶)之焊接良好地進行，以及使從指狀電極5取出的電子的洩漏減低等者(詳後述)。
固定條區域61係形成固定條6之區域(詳後述)。
第1圖顯示本發明的一實施例構成圖(整體的外觀圖)。
在第1圖中，圖示的矩形的基板(矽基板、晶圓)係實驗中使用者。此處使用的基板係矩形的尺寸為48mm者(數值只是一個例子)。
指狀電極5係如圖示，在此例中係於橫方向相隔著預定間隔而設有多數個，且進行燒結並利用燒穿而在其與高濃度電子區域之間形成導電性路徑者。
固定條區域61係如圖示之虛線所示，朝垂直方向以預定的寬度在指狀電極5形成後述的固定條6之區域。
第2圖顯示從晶圓的上側觀看之指狀電極5及固定條6的局部放大示意圖例。
在第2圖中，固定條6係形成於第1圖之固定條區域61者，此處係如圖示，將指狀電極5的部分設為開口而設有複數個帶狀部分者。此處，係如例如圖示，設有複數個寬度為2.0mm、長度為1.2mm且與指狀電極5之間的開口為0.5mm左右之帶狀部分者。此固定條6之形成，係以網版印刷進行，然後進行燒結使之牢固地固著於氮化膜3而且使之焊接性良好(詳後述)。
第3圖顯示從晶圓的側面觀看之指狀電極5及固定條6的局部放大示意剖面圖例。
在第3圖中，指狀電極5係以網版印刷印出然後進行燒結，利用燒穿而如圖示突破下層的氮化膜3而在其與下面的高濃度電子區域之間形成導電性路徑，並且如圖示朝上方形成通常約40nm之突出部以作為上部(頭部)(詳後述)。
固定條6係本發明中採用者，係以網版印刷方式印刷含有釩酸鹽玻璃之糊，且與指狀電極5之燒結 時同時進行加熱使之熔融而使之牢固地固著於氮化膜3，並且使其表面形成為容易進行焊接的狀態者(詳後述)。此固定條6最好具有高電氣絕緣性，這是為了使在條帶流動之電子不會洩漏到基板等之故。最好調整成(調整網版印刷時之含有釩酸鹽玻璃之糊的濃度等)使固定條6如圖示形成為比指狀電極5的上部(頭部)的高度(此處為約40nm)更低之高度(此處為約20nm)。藉此可在焊接(最好為超音波焊接)圖示的條帶7之際將之完全地焊接成覆蓋指狀電極5的上部(頭部)之部分而減小接觸電阻且增強機械性強度(即使條帶7受到拉扯也不會脫離)。
實驗係在
‧固定條6的寬度：2mm
‧超音波烙鐵的前端的長度：2mm
‧超音波烙鐵的前端的寬度：2mm之情況時，將指狀電極5與固定條6之間隔(長度方向的間隔)設為： ‧上限係不會比烙鐵前端的動作方向的長度(上述的例子為2mm)長，使烙鐵前端不會接觸到下方的氮化膜3等而損傷(以實驗決定此上限)。
‧下限係不會使第3圖所示之焊料傾斜部分太陡，而且在網版印刷對合精度以內，使焊料不會斷掉(以實驗決定此下限)。
另外，將指狀電極5與固定條6的寬度設為： ‧上限為條帶的寬度(固定條6的寬度)。
‧下限為上限的0.8倍左右。
另外，超音波焊接的功率係設為2W之程度。功率太大會損傷N+射極(emitter)(高濃度電子區域)，太小則無法得到焊接密著性(焊接密著性的規定為0.2N以上，在本發明中係設為0.5N以上)，所以要以實驗來決定最合適的W值(由於因超音波烙鐵(前端的長度、寬度等)而不同，因此以實驗來決定)。
此處，將條帶(外部端子)與固定條6及指狀電極5予以焊接之要件，是必須使其與指狀電極5(銀)、固定條6(釩酸鹽玻璃)的密著性良好。
‧就符合上述要件之焊料而言，係採用錫與鋅的合金、錫與銅的合金、錫與銀的合金等。
‧將條帶(已附著有焊料)以超音波焊接方式焊接至固定條6及指狀電極5時之超音波輸出係如上述可為2W之程度。以超音波焊接無需使溫度高到必要以上的溫度。而且，可不用使焊接區域以外的無用部分的溫度升高，可防止因周圍的無用的溫度上升所造成之性能劣化。
條帶(外部端子)係為以銅作為中心的材料之線材，並以焊料覆蓋其外側(已附著有焊料)。
‧基板(晶圓)的背側之焊接，係在該基板的背側的整面鍍覆鋁膜，所以係直接將條帶焊接在其上、或與上述一樣形成固定條6之後才進行條帶之超音波焊接。
以錫、鋅等作為焊料的主體之情況時，若 預期會有低溫脆性，則為了避免此情形而視需要添加添加物(銅、銀等)(添加之後成為合金)。
又，固定條6之形成，在實驗中為：‧使用以釩酸鹽玻璃為主體之糊，進行網版印刷然後加以燒結而形成。
‧材料例：釩、鋇、(錫或鋅或兩者(或該等的氧化物))之玻璃糊。
‧概略說明：使全部材料熔融然後急速冷卻而產生釩酸鹽玻璃，再將之研磨成粉末然後作成釩酸鹽玻璃糊。利用此糊進行網版印刷而形成固定條6然後加以燒結，形成最後的固定條6。
此固定條6的形成要件為：(1)與使用的焊料的密著性良好
(2)電氣絕緣性良好
(3)與氮化膜3的密著性良好，以實驗來決定滿足以上要件之材料、網版印刷的厚度、及燒結溫度等。
接著，按照第4至7圖之工序流程來依序詳細說明第1至3圖之構成的工序。
第4至7圖係顯示本發明的工序流程。
第4圖中，S1係準備矽基板(四價)。此步驟係準備要作為太陽能電池的基板(四價)之晶圓。
S2係製作出P型(三價)的基板1。此步驟係使硼等擴散至S1之矽基板(四價)中而成為P型(三價)。
S3係使磷(五價)擴散而在表面製作N+型。如此，可製作出高濃度電子區域(N+型)。
第5圖中，S4係在基板1的表側的N+區域(高電子濃度區域)之上形成氮化膜3。氮化膜3通常為60nm之程度的厚度。藉此，利用氮化膜3來保護N+區域(高電子濃度區域)。
另外，在S4中在基板1的背側以蒸鍍、濺鍍等方式形成鋁膜4。鋁膜4係為作為太陽能電池的背側的電極之部分。
S5係進行指狀電極之印刷。此步驟係使用由銀、鉛玻璃所構成之糊進行網版印刷，以印出前述的第1至3圖中的指狀電極5的形狀。
S6係進行溶劑蒸散。此步驟係在100至120℃之下進行一小時左右的加熱，將網版印刷的糊中含有的溶劑完全去除掉。
第6圖之S7係進行固定條6之印刷。此步驟係使用含有釩酸鹽玻璃之糊進行網版印刷，以印出前述的第1至3圖中的固定條6的形狀。
S8係進行固定條的溶劑蒸散。此步驟係在100至120℃之下進行一小時左右的加熱，將網版印刷的糊中含有的溶劑完全去除掉。
S9係進行鍛燒。此步驟係以會產生指狀電極5的燒穿(fire-through)之條件進行鍛燒。詳言之，在S5及S6使用由銀、鉛玻璃所構成之糊(銀-鉛玻璃糊)以網版 印刷方式在氮化膜3之上印出指狀電極5，且在S7及S8中同樣以不重複的方式，使用含有釩酸鹽玻璃之糊(釩酸鹽玻璃糊)以網版印刷方式在氮化膜3之上印出固定條6，然後在此狀態下同時進行兩者之鍛燒(加熱)。關於此鍛燒之條件，如前述，比較前者(因銀-鉛玻璃糊所造成之燒穿)的鍛燒溫度與後者(釩酸鹽玻璃糊之熔解、固著)的溫度(屬於一種硬焊溫度)，以前者比後者高或兩者相等為其要件，此處係採用前者的鍛燒溫度(燒穿之鍛燒溫度)而進行鍛燒。具體而言，係在例如750℃至850℃的範圍內，進行1至60秒的範圍內的時間之鍛燒(加熱係利用遠紅外線燈進行，最佳的條件係以實驗來決定)。
藉此，就會產生可同時達成(1)指狀電極5會燒穿氮化膜3、以及(2)固定條6會牢固地固著於氮化膜3且表面容易進行焊接之顯著的效果。
第7圖之S10係進行焊料預先附著。此步驟係如前述的第3圖所示，從在S9中鍛燒的指狀電極5及固定條6之上利用超音波烙鐵進行焊料之預先附著。
S11係進行條帶的焊接。此步驟係在S10之焊料預先附著之後進行條帶的焊接(詳細內容參照前述的第3圖之說明)。此外，亦可使用預先附著有焊料之條帶而直接進行超音波焊接而焊接在指狀電極5及固定條6上。
S12係進行背側之條帶焊接。此步驟係利用超音波焊接將條帶焊接於在第5圖之S4中形成在基板1的背側之鋁膜4上。此背側之條帶焊接係可進行超音波焊 接將預先附著有焊料之條帶直接焊接在第5圖之S4的鋁膜4上，或與固定條6同樣地，以網版印刷印出具有開口之背側的固定條並進行鍛燒使之牢固地固著之後，進行超音波焊接將條帶與該固定條及鋁膜4之兩者焊接起來，以使強度增強。
第8圖係顯示本發明的具體例及習知例。
第8圖(a)係顯示本發明的分斷(split)型的固定條之例的相片。此相片係顯示固定條6從指狀電極5分離，且固定條6在長度方向分割成多段之例(稱為分斷型)。
第8圖(b)係顯示本發明的接觸條(touch bar)型的固定條之例的相片。此相片係顯示固定條6與指狀電極5接觸，且固定條6在長度方向分割成多段之例(稱為接觸條型)。
以上兩者之中，第8圖(b)之接觸條型係在固定條6的網版印刷時的精確度(對位等)、與指狀電極5的網版印刷時的精確度(對位等)不高之情況時不能採用，為了不受兩者的精確度誤差之影響，最好選擇第8圖(a)之分斷型。
而且，採用第8圖(a)之分斷型之情況時，如前所述，在進行超音波焊接之際使分離的寬度比烙鐵前端的尺寸(長度方向)略小，可防止烙鐵前端與下方的氮化膜3接觸而破壞氮化膜3等之情形發生，所以可進行良好的焊接。
第8圖(c)顯示習知之在匯流條電極之下具有指狀電極之例。在此習知例的情況時，係使用含有銀、鉛玻璃之糊以網版印刷方式將帶狀的匯流條電極印成與指狀電極正交並進行鍛燒而形成該匯流條電極，所以會有以下缺點：指狀電極無法突出於匯流條電極之上，而無法如本發明直接將條帶焊接在該指狀電極上，結果係經由指狀電極-匯流條電極-條帶之路徑將電子取出到外部，所以無法減小路徑的電阻，結果會使太陽能電池的效率降低。
Claims (19)
- 一種太陽能電池，係在基板上形成當有光等照射時會產生高電子濃度之區域而且在該區域之上形成可供光等穿透之絕緣膜，並在該絕緣膜之上形成作為將電子從前述區域取出的取出口之指狀電極，而經由該指狀電極將前述電子取出到外部，其中，在前述絕緣膜之上形成含有銀及鉛之指狀電極，並且在前述絕緣膜之上形成固定條之後進行鍛燒，其中，該固定條係具有由該指狀電極的部分或保有餘裕的部分所構成之開口且該開口為在焊接外部端子時與烙鐵之前端的接觸部分相等或略窄之開口，利用該鍛燒時之前述指狀電極中含有的銀及鉛的作用貫通屬於該指狀電極之下膜的前述絕緣膜而在前述區域與該指狀電極之間形成導電性通路，且在該鍛燒時同時利用前述固定條中含有的玻璃材料的作用形成牢固地固著於前述絕緣膜且焊接性良好之前述固定條，並且防止因前述烙鐵之前端的接觸部分所造成之前述絕緣膜的損傷。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，前述玻璃材料係採用含有釩及鋇、以及錫、鋅或其氧化物中的任一者以上之釩酸鹽玻璃。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，燒穿前述指狀電極之溫度及形成前述固定條之溫度之中的前者與後者係相等或前者比後者高，且以前者之溫度進行前述鍛燒。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池，其中，燒穿前述指狀電極之溫度及形成前述固定條之溫度之中的前者與後者係相等或前者比後者高，且以前者之溫度進行前述鍛燒。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，前述鍛燒係進行1秒以上60秒以下。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池，其中，前述鍛燒係進行1秒以上60秒以下。
- 如申請專利範圍第3項所述之太陽能電池，其中，前述鍛燒係進行1秒以上60秒以下。
- 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池，其中，前述鍛燒係進行1秒以上60秒以下。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之太陽能電池，其中，將外部端子焊接至前述指狀電極及前述固定條之焊料，係含有錫、錫的氧化物、鋅、鋅的氧化物之至少一者以上。
- 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中，前述焊料係視需要添加有銅、銀中的一者以上作為添加物。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之太陽能電池，其中，將外部端子焊接至前述指狀電極及前述固定條之焊接，係為超音波焊接。
- 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中，將外部端子焊接至前述指狀電極及前述固定條之焊接，係為超音波焊接。
- 如申請專利範圍第10項所述之太陽能電池，其中，將外部端子焊接至前述指狀電極及前述固定條之焊接，係為超音波焊接。
- 如申請專利範圍第11項所述之太陽能電池，其中，前述外部端子係帶狀的條帶。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之太陽能電池，其中，在前述基板之與設有前述區域、絕緣膜、指狀電極、及固定條之表側相反之背側的整面形成鋁膜，並且將背側的外部端子焊接或超音波焊接在該鋁膜上。
- 如申請專利範圍第15項所述之太陽能電池，其中，關於前述背側之外部端子，係在與前述表側的固定條大致相同的位置所對應之該背側的前述鋁膜之上的位置或任意的位置形成前述固定條並進行鍛燒，然後將該背側的外部端子焊接或超音波焊接在該固定條上。
- 一種太陽能電池的製造方法，前述太陽能電池係在基板上形成當有光等照射時會產生高電子濃度之區域而且在該區域之上形成可供光等穿透之絕緣膜，並在該絕緣膜之上形成作為將電子從前述區域取出的取出口之指狀電極而經由該指狀電極將前述電子取出到外部者，前述製造方法具有：在前述絕緣膜之上形成含有銀及鉛之指狀電極，並且在前述絕緣膜之上形成固定條之後進行鍛燒之步驟，其中，該固定條係具有由該指狀電極的部分或保有餘裕的部分所構成之開口且該開口為在焊接外部端子時與烙鐵之前端的接觸部分相等或略窄之開口；以及利用該鍛燒時之前述指狀電極中含有的銀及鉛的作用貫通屬於該指狀電極之下膜的前述絕緣膜而在前述區域與該指狀電極之間形成導電性通路，且在該鍛燒時同時利用前述固定條中含有的玻璃材料的作用形成牢固地固著於前述絕緣膜且焊接性良好的前述固定條，並且防止因前述烙鐵之前端的接觸部分所造成之前述絕緣膜的損傷之步驟。
- 如申請專利範圍第17項所述之太陽能電池的製造方法，其中，在前述基板之與設有前述區域、絕緣膜、指狀電極、及固定條之表側相反之背側的整面形成鋁膜，然後將外部端子焊接或超音波焊接在該鋁膜上。
- 如申請專利範圍第18項所述之太陽能電池的製造方法，其中，關於前述背側之外部端子，係在與前述表側的固定條大致相同的位置所對應之該背側的前述鋁膜之上的位置或任意的位置形成前述固定條並進行鍛燒，然後將該背側的外部端子焊接或超音波焊接在該固定條上。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP5944081B1 (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-05 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池セル、太陽電池モジュール、太陽電池セルの製造方法、太陽電池モジュールの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2016192539A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 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 |
| WO2016171810A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Supported catalyst systems and processes for use thereof |
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