TWI678813B - 太陽能電池及太陽能電池的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關一種太陽能電池及太陽能電池的製造方法，其目的為：在矽基板1的表面的指狀電極直接焊接帶狀導線，使電阻成分減少且使電子洩漏減少，並使帶狀導線直接焊接在氮化膜而予以牢固地固定。
太陽能電池係構成為：在與從絕緣膜上所形成的區域取出電子的指狀電極垂直的方向以一定的寬度b遍及具有指狀電極的部分及未具有指狀電極之絕緣膜的部分使用焊料焊接取出線，藉由取出線將來自指狀電極的電子取出至外部，並使取出線固定在基板。
Description
本發明有關一種太陽能電池及太陽能電池的製造方法，係在基板上形成照射光等時會產生高電子濃度的區域，並在該區域上形成光等會穿透的絕緣膜，且在絕緣膜上形成用以形成從該區域取出電子之取出口的指狀電極，進一步將複數個指狀電極電性連接以將電子取出至外部，將以往的匯流排電極設為玻璃或不需以往的匯流排電極，直接以焊料連接在指狀電極並從背面的基板直接以焊料連接。
以往，在太陽能電池的設計中，使太陽能電池內產生的電子高效率地流向所連接的外部電路是很重要的。為了達成上述目的，使從電池連接至外部之部分的電阻成分減少、避免所產生的電子消失、使表面及背面的外部端子牢固地固定特別重要。
例如第12圖所示的先前技術，在矽基板21的表面(上表面)生成氮化膜22，在該氮化膜22上進行指狀電極(銀)23的膏(含鉛玻璃)之網版印刷並予以鍛燒，以形 成如圖示在氮化膜22開孔並將電子由高電子濃度區域取出至外部的指狀電極23。接著，在與指狀電極23垂直的方向進行匯流排電極(銀)24之網版印刷並予以鍛燒而生成。於該匯流排電極(銀)24上以焊料26對帶狀導線(導線)25進行焊接，以使該帶狀導線25牢固地固定在矽基板21。
又，在矽基板21的背面(下表面)形成鋁電極27，將帶狀導線焊接並固定在鋁電極。
又，在整個表面形成鋁電極27之情形下帶狀導線29的焊接強度較弱時，預先在該鋁電極27的一部分開孔(在表面之與匯流排電極24對應之部分開孔)，在此處進行銀膏之網版印刷並予以鍛燒以形成銀的部分271，以焊料28將帶狀導線29固定於銀的部分而獲得需要的固定強度。
但是，由於必須在上述之習知的矽基板21的表面形成匯流排電極(銀)24以匯集來自多數個指狀電極23的電子，或藉由該匯流排電極(銀)24使帶狀導線25牢固地焊接在矽基板21，而必須以銀或含大量的銀之膏製成該匯流排電極(銀)24，而且若該膏含有鉛玻璃，則會有以該匯流排電極24匯集的電子因鍛燒而朝向矽基板21洩漏的問題發生。
又，在矽基板21的背面使鋁電極27形成於整個表面並在該表面上焊接帶狀導線之情形下會有帶狀 導線無法以充分的強度固定在矽基板21的問題。
又，也有為了避免上述問題，如前述第12圖所示，必須先在鋁電極27的一部分開孔，且於該處塗覆銀膏並予以鍛燒，在其上焊接帶狀導線以獲得充分的固定強度之問題。
本發明人等係著眼於使矽基板1之表面的指狀電極的上部露出於絕緣膜上，而發現在該露出之指狀電極的上部直接焊接做為外部端子的帶狀導線以減少電阻成分且減少電子洩漏，並能夠使帶狀導線直接或經由玻璃牢固地焊接在氮化膜的構成及方法。
又，本發明人等係發現在矽基板之背面的鋁電極或鋁電極的一部分開孔，且在該鋁電極或該鋁電極之孔的部分直接焊接以獲得充分之固定強度的構成及方法。
因此，本發明係在基板上形成照射光等時會產生高電子濃度的區域，並在該區域上形成光等會穿透的絕緣膜，在絕緣膜上形成做為從該區域取出電子之取出口的指狀電極，經由指狀電極將電子取出至外部的太陽能電池，其中，在與從絕緣膜上所形成的區域取出電子的指狀電極垂直的方向以一定的寬度b遍及具有指狀電極的部分和未具有指狀電極之絕緣膜的部分使用焊料焊接取出線，藉由取出線將來自指狀電極的電子取出至外部，並使取出線固定在基板。
此時，在朝與指狀電極垂直的方向以一定的寬度b以焊料焊接取出線的情況時，係以使指狀電極之要焊接之部分的寬度c變寬，或預先形成為一定的寬度c的方式進行。
又，在朝與指狀電極垂直的方向以一定的寬度b使用焊料焊接取出線的情況時，係將指狀電極之擴大部分的寬度c與相鄰之擴大部分的寬度c的間隔a設為比烙鐵前端的長度小，以避免烙鐵前端直接接觸於絕緣膜而使絕緣膜劣化。
又，焊接係以超音波焊接的方式進行。
使用超音波焊接之超音波輸出強度係設為可焊接取出線之程度以上，且為比絕緣膜會被破壞而導致性能劣化之程度還小之輸出。
又，在取出線要藉由焊接而被焊接的部分預先進行無超音波預備焊接或依照需要進行超音波預備焊接。
又，在取出線要被焊接的部分進行預備焊接的情況時，係以無超音波方式焊接取出線。
又，要藉由焊接來進行焊接的取出線，係預先進行預備焊接。
又，焊料係包含錫或在錫含有鋅、銅、銀之一種以上。
因此，本發明係在基板上形成照射光等時會產生高電子濃度的區域，並在該區域上形成光等會穿透 的絕緣膜，在絕緣膜上形成做為從該區域取出電子之取出口的指狀電極，經由指狀電極將電子取出至外部，並使電子從基板的背面流入而形成電路的太陽能電池，該太陽能電池係構成為：在基板的背面使鋁電極形成於整個表面或在鋁電極的一部分形成孔，在所形成之鋁電極的整個表面的一部分或形成孔的部分，以焊料焊接取出線，使電子從基板的背面流入並且使取出線固定於基板。
此時，鋁電極的整個表面的一部分或形成孔的部分，係設為對應於表面的取出線的部分。
又，焊接係以超音波焊接的方式進行。
又，在取出線要藉由焊接而被焊接的部分，預先進行無超音波預備焊接，或依照需要進行超音波預備焊接。
又，在取出線要被焊接的部分進行預備焊接的情況時，係以無超音波方式焊接取出線。
又，要藉由焊接來進行焊接的取出線，係預先進行預備焊接。
又，取出線的焊接係在使被焊接的部分的溫度成為焊料熔化的溫度以下且室溫以上而進行預備加熱的狀態下，進行焊接。
又，焊料係包含錫或在錫含有鋅、銅、銀之一種以上。
本發明係如上述，著眼於使矽基板之表面 的指狀電極的上部露出於絕緣膜上，藉由在該露出之指狀電極的上部直接焊接做為外部端子的帶狀導線以減少電阻成分且減少電子洩漏，並能夠使帶狀導線直接或經由玻璃牢固地焊接在氮化膜的構成，成為高效率且取出線而可牢固地固定的太陽能電池。
又，不需要以往的銀匯流排電極，而可減少銀的使用量。
又，不需要以往的銀匯流排電極的形成步驟，而可減少步驟的數量。
又，將取出線(帶狀導線)直接焊接在指狀電極並且降低電阻值，而可提高電子的取出效率。
本發明係如上述，在矽基板1之背面的鋁電極或鋁電極的一部分開孔，在鋁電極或鋁電極之孔的部分直接焊接，藉此使取出線的部分的電阻值降低，且能夠以充分之固定強度固定。
又，與以往在背面的鋁電極開孔以形成銀並在該處焊接取出線的情況相比較，可減少銀的使用量及銀的塗覆、鍛燒步驟，而使取出線牢固地固定。
又，將取出線(帶狀導線)直接焊接在鋁電極或鋁電極之孔下方的矽基板並降低電阻值，而可提高電子的流入效率，成為高效率的太陽能電池。
1‧‧‧基板(矽基板)
2‧‧‧氮化膜(絕緣膜)
3‧‧‧指狀電極
4‧‧‧匯流排電極
5、9‧‧‧帶狀導線(導線、取出線)
6、8、26、28‧‧‧焊料
7‧‧‧鋁電極
21‧‧‧矽基板
22‧‧‧氮化膜
23‧‧‧指狀電極
24‧‧‧匯流排電極
25‧‧‧帶狀導線(導線)
27‧‧‧鋁電極
29‧‧‧帶狀導線
41‧‧‧匯流排區域
271‧‧‧銀的部分
a‧‧‧間隔
b、c‧‧‧寬度
第1圖係本發明之主要部分構成圖。
第2圖係本發明之製造方法說明流程圖(之1)。
第3圖係本發明之製造方法說明流程圖(之2)。
第4圖係本發明之說明圖(表面-1)。
第5圖係本發明之說明圖(表面-2)。
第6圖係本發明之說明圖(背面-1)。
第7圖係本發明之說明圖(之1)。
第8圖係本發明之說明圖(之2)。
第9圖係本發明之說明圖(之3)。
第10圖係本發明之說明圖(之4)。
第11圖係本發明之說明圖(之5)。
第12圖係先前技術之說明圖。
第1圖係顯示本發明之主要部分構成例。
第1圖(a)係顯示所謂ABS技術-0之主要部分構成的一例，第1圖(a-1)係顯示其表面、背面之主要部分構成的詳細例。
第1圖(b)係顯示所謂ABS技術-1之主要部分構成的一例，第1圖(b-1)係顯示其表面、背面之主要部分構成的詳細例。
第1圖(c)係顯示所謂ABS技術-2之主要部分構成的一例，第1圖(c-1)係顯示其表面、背面之主要部分構成的詳細例。
在第1圖中，矽基板1為要形成太陽能電池之矽的基板(單晶、多晶)。
氮化膜(絕緣膜)2係在矽基板1上例如形成高濃度電子區域(由上方照射太陽光等時，會產生高濃度電子區域的區域)(習知)且透明(太陽光等會穿透的透明)的膜，且為在高濃度電子區域上牢固地形成的薄的透明絕緣膜(習知)。
指狀電極3係在氮化膜2上進行包含銀及鉛玻璃的膏之網版印刷，將溶劑加熱乾燥並予以鍛燒，藉由鉛玻璃的燒製現象在下層的氮化膜2形成與高濃度電子區域電性連接的路徑者，從該指狀電極3將高濃度電子區域所產生的電子朝氮化膜(絕緣膜)2的上方取出(習知)。
匯流排電極4係如第1圖(a)所示，僅在與指狀電極3垂直的方向且未具有指狀電極3的部分塗覆一定寬度的玻璃，將溶劑加熱乾燥並予以鍛燒而牢固地固定在氮化膜2者。在此，該匯流排電極4不需要為導電性，只要能夠牢固地固定在氮化膜2且焊接取出線即可(如後所述)。例如在本實驗係使用非導電性的ABS膏(釩、鋇、(錫或鋅或兩者(或該等的氧化物))的玻璃膏)。
帶狀導線(ribbon；導線)5係直接焊接在指狀電極3的取出線，以直接焊接在指狀電極3的該帶狀導線5將高濃度電子區域所產生的電子取出至外部者。
焊料6係將帶狀導線5焊接在指狀電極3及匯流排電極4(第1圖(a))、氮化膜2(第1圖(b)、第1圖(c))的焊料。
鋁電極7係形成於矽基板1之背面的鋁電 極。
焊料8係在第1圖(a)及第1圖(b)中，於形成在矽基板1的整個背面的鋁電極7上，在與以焊料6焊接表面的帶狀導線5之部分對應的背面部分焊接帶狀導線9者。在本發明所使用的焊料8係錫或在錫添加幾%至幾十%的鋅，亦可添加零點幾%至十幾%的銅或銀等。亦可依照需要添加更多比例或其他金屬等(以下亦同)。
又，焊料8係在第1圖(c)中，在於矽基板1背面的一部分形成孔之鋁電極7上的該孔部分及該孔以外的鋁部分，在與以焊料6焊接表面的帶狀導線5之部分對應的背面部分焊接帶狀導線9者。
帶狀導線(導線)9係以焊料8將形成於矽基板1背面的鋁電極7、該鋁電極7之開孔部分焊接在其下方的矽基板1而使電子流入者。
依據第1圖(a-1)、(b-1)、(c-1)詳細說明以下各構成。
關於第1圖(a-1)的ABS技術-0：
‧表面：在表面(第1圖(a)之矽基板1上側的表面)係在圖示的匯流排電極4塗覆ABS膏，將溶劑加熱乾燥並予以鍛燒，使該ABS(以釩酸鹽為主成分的玻璃，且能夠焊接的玻璃)取代以往的匯流排電極(銀)。在此狀態下，矽基板1的高濃度電子區域所產生的電子係經由指狀電極3藉由以焊料6焊接的帶狀導線5直接取出至外部。因此，以往之光電子濃度區域-指狀電極3-銀匯流排電極-帶狀導線5 的路徑中，省略銀匯流排電極的部分而可使電子直接由指狀電極3流到帶狀導線5並取出至外部，以降低電阻並減少損耗，進一步可消除以往之從匯流排電極之電子的洩漏。
‧背面：在背面(第1圖(a)之矽基板1下側的面)係如圖示在形成於矽基板1之整個表面的鋁電極7上，在與表面的匯流排電極(ABS膏)4對應的部分直接焊接帶狀導線9。
藉由以上的構成，能夠在表面將矽基板1的高濃度電子區域所產生的電子經由指狀電極3-帶狀導線5直接取出至外部，而且帶狀導線5能夠在與匯流排電極(可為非導電性，例如ABS膏)4對應的部分以焊料6直接牢固地焊接在矽基板1並予以固定。在背面係省略在以往的鋁電極7上鍛燒銀膏並焊接帶狀導線的時間，藉由本發明可在鋁電極7上直接焊接帶狀導線並牢固地固定。
關於第1圖(b-1)的ABS技術-1：
‧表面：在表面(第1圖(b)之矽基板1上側的表面)係將圖示的帶狀導線5以焊料6直接以一定寬度b焊接在指狀電極3和氮化膜2的部分(參照第4圖等)。在此狀態下，矽基板1的高濃度電子區域所產生的電子係可經由指狀電極3藉由以焊料6焊接的帶狀導線5直接取出至外部，並經由氮化膜2將帶狀導線5牢固地固定在矽基板1。因此，不需要以往的匯流排電極，即能夠以光電子濃度區域-指狀電極3-帶狀導線5的路徑將電子直接取出至外部，並經由 氮化膜2將帶狀導線5牢固地固定在矽基板1。
‧背面：與第1圖(a-1)相同。
藉由以上的構成，能夠在表面將矽基板1的高濃度電子區域所產生的電子經由指狀電極3-帶狀導線5直接取出至外部，並經由氮化膜2將帶狀導線5牢固地固定在矽基板1。在背面與第1圖(a)同樣地，省略在以往的鋁電極7上鍛燒銀膏並焊接帶狀導線的時間，藉由本發明可在鋁電極7上直接焊接帶狀導線並牢固地固定。
關於第1圖(c-1)的ABS技術-2：
‧表面：與第1圖(b-1)相同。
‧背面：在背面(第1圖(c)之矽基板1下側的面)係在圖示之形成於矽基板1的鋁電極7設置孔，在與焊接表面的帶狀導線5之部分對應的該孔的部分及該孔的部分以外的部分焊接帶狀導線9。藉此，能夠使帶狀導線9在孔的部分以焊料8直接焊接於矽基板1且牢固地固定在矽基板1，並降低電阻成分。
藉由以上的構成，能夠在表面將矽基板1的高濃度電子區域所產生的電子經由指狀電極3-帶狀導線5直接取出至外部，並經由氮化膜2將帶狀導線5牢固地固定在矽基板1。藉由本發明可在背面經由鋁電極7的孔以焊料8直接將帶狀導線9焊接於矽基板1並牢固地固定。
接著，按照第2圖及第3圖之順序詳細說明第1圖之構成的製造方法。
第2圖及第3圖係顯示本發明之製造方法說明流程圖。
在第2圖中，S1係準備基板。此步驟係例如右側所記載，準備P型之單晶或多晶的矽基板1做為欲形成前述第1圖之太陽能電池的矽基板1。
S2係形成氮化膜。此步驟係在前述第1圖之矽基板1的表面形成氮化膜(絕緣膜)2。氮化膜2的厚度係例如可為60-90nm左右。
S3係在背面塗覆鋁膏。此步驟係如右側所記載，在第1圖之矽基板1的背面進行鋁膏之網版印刷及塗覆。該塗覆係在第1圖(a-1)、第1圖(b-1)的整個背面進行塗覆。第1圖(c-1)係在與表面的指狀電極3的圖案垂直的方向，在背面具有空間或不具有空間的部分塗覆鋁膏，在背面的矽基板1上以帶狀圖案或不連續帶狀之鋁膏進行塗覆(未塗覆的部分係成為鋁電極7的無孔部分)。
S4係進行去除溶劑。此步驟係將在S3所塗覆的鋁膏進行加熱乾燥(例如在80℃至120℃進行30至60分鐘的加熱乾燥)，去除溶劑。
S5係在表面印刷指狀電極。此步驟係在第1圖的氮化膜2上使用例如右側所記載之含有銀和鉛玻璃料的膏進行網版印刷。
S6係進行去除溶劑。此步驟係將在S5中所塗覆的膏進行加熱乾燥(例如在80℃至120℃進行30至60分鐘的加熱乾燥)，並去除溶劑。
第3圖中，在第1圖(a)的情況係進行S7、S8。S7、S8亦可與S5、S6的指狀電極的印刷、去除溶劑同時進行。
S7係印刷匯流排電極。此步驟係將第1圖的匯流排電極4以ABS膏進行網版印刷。
S8係進行去除溶劑。該等S7、S8係使用ABS膏(釩、鋇(錫或鋅或兩者(或該等的氧化物))如第1圖(a)將匯流排電極進行網版印刷、去除溶劑。
S9係進行鍛燒。此步驟係將已在S3和S4、S5和S6、還有S7和S8中進行印刷、去除溶劑之背面的鋁電極7、指狀電極3進行鍛燒，依照需要進一步將匯流排電極4一併進行鍛燒。又，亦可個別地進行鍛燒。鍛燒係如右側所記載，例如在750至820℃、1秒至60秒的範圍內進行紅外線照射較為理想。
S10係在表面進行超音波焊接。此步驟係如在第1圖所述，將表面的取出線(帶狀導線5)直接地焊接在指狀電極3。又，如上所述，在被焊接的部分預先進行預備焊接(超音波預備焊接或無超音波預備焊接)的情況時，無超音波的焊接亦可。另外，超音波焊接(無超音波的焊接亦同)係在將被焊接的部分(可能的話進行焊接的部分亦同)的溫度預先加熱至焊料會熔解的溫度以下(熔解的溫度以下且室溫以上)的狀態下進行焊接，藉此能夠確實地焊接本發明的焊料(其他部分的超音波焊接(無超音波焊接)亦同)。
S11係在背面進行超音波焊接。此步驟係如在第1圖所述，將取出線(帶狀導線9)直接焊接在鋁電極7，或直接焊接在鋁電極7之孔內部的矽基板1。又，如上所述，在被焊接的部分預先進行預備焊接(超音波預備焊接或無超音波預備焊接)的情況時，無超音波的焊接亦可。
如上所述，在第1圖之矽基板1的表面形成氮化膜(絕緣膜)2之後，在背面塗覆形成鋁電極7的鋁膏並去除溶劑，在表面塗覆形成指狀電極3的銀、鉛玻璃填料並去除溶劑，依照需要塗覆形成匯流排電極4的ABS膏並去除溶劑，並依照需要將該等鋁電極7、指狀電極3、匯流排電極4一併鍛燒，可依照需要形成背面的鋁電極7、表面的指狀電極3、ABS的匯流排電極4。此外，在表面的指狀電極3和露出的氮化膜2兩者直接以焊料6焊接帶狀導線5(第1圖(b)、第1圖(c))，或在指狀電極3和匯流排電極4兩者直接以焊料6焊接帶狀導線5(第1圖(a))，進一步以焊料8直接焊接背面的鋁電極7和帶狀導線5(第1圖(a)、第1圖(b))，或經由鋁電極7的孔將帶狀導線9以焊料8直接焊接在矽基板1，並且在鋁電極7之無孔部分以焊料8直接焊接帶狀導線9(第1圖(c))，藉此能夠使帶狀導線9牢固地固定在矽基板1而且減少由帶狀導線9到矽基板1的電阻。
第4圖係顯示本發明之說明圖(表面-1)。
第4圖(a)係顯示指狀電極3的圖案例，第4圖(b)係顯示第4圖(a)的放大圖。
第4圖中，指狀電極3的圖案例係顯示在要朝與第1圖的指狀電極3垂直的方向以焊料6焊接寬度b的帶狀導線5的區域(與圖示之匯流排區域41相同的區域)之寬度擴大為寬度c之例。藉由將指狀電極3的寬度擴大為該寬度c，即能夠使帶狀導線5與指狀電極3之間的焊接面積(接觸面積)增加以降低接觸電阻。另一方面，若使寬度c過於擴大，電子從擴大部分的洩漏(再結合)會增加而有漏電流增加的傾向，因此必須以實驗決定最適值。
又，如第4圖(b)所示，在將匯流排區域41的寬度b(帶狀導線5的寬度)擴大的狀態下進行焊接的情況時，匯流排區域41與相鄰區域的間隔a必須比超音波烙鐵前端的長度小，以避免烙鐵前端直接接觸於下方的氮化膜2而破壞該氮化膜2。例如烙鐵前端的長度為2mm時，間隔a約1mm左右進行實驗的結果，並不會對氮化膜2產生不良影響。
又，直接進行焊接時，基底的氮化膜2的焊接材料之錫、鋅會緊密地密接，且可獲得通常的焊接材料(錫、鉛)所無法得到的5N以上的密接力。
第5圖係顯示本發明之說明圖(表面-2)。此圖係顯示上述第1圖(b)、(c)的表面之放大詳細圖。
第5圖中，在矽基板1的表面形成氮化膜(絕緣膜)2，於其上在指狀電極3的圖案塗覆銀和鉛玻璃的膏並予以鍛燒，以形成圖示的指狀電極3(在氮化膜2開孔形成內部為銀的指狀電極3)。
本發明中，以焊料6直接將帶狀導線5焊接在氮化膜2上突出的指狀電極3的同時，以焊料6將帶狀導線5焊接在氮化膜2的部分。此時，如上述第4圖所示，先使指狀電極3的寬度變寬(使相當於帶狀導線5之寬度的部分變寬)，藉此能夠增加指狀電極3與焊料6之間的接觸面積，以降低接觸電阻，並且使間隔小於烙鐵前端的長度，使烙鐵前端不會直接接觸於基底的氮化膜2而使該氮化膜2不會受到破壞等不良影響(參照第4圖的說明)。
藉此，可經由指狀電極3將來自高濃度電子區域的電子直接取出至帶狀導線5以及使指狀電極3與帶狀導線5的接觸電阻降低以提高效率，並且能夠使帶狀導線5以焊料6直接焊接在氮化膜2且牢固地固定。
第6圖係顯示本發明之說明圖(背面-1)。
第6圖(a)係顯示以往之背面的構成例。以往係在矽基板的背面形成在一部分形成有孔的鋁電極，在該孔的部分塗覆銀膏並予以鍛燒而形成銀電極，在該銀電極以焊料(鉛焊料)焊接帶狀導線，以超過規定的力量將帶狀導線固定在矽基板。
第6圖(b)係顯示本發明之直接焊接的一例。
第6圖(b-1)係顯示在矽基板1的整個背面形成鋁電極7，以焊料8將帶狀導線9焊接在鋁電極7之例(與第1圖(a)、第1圖(b)相同)。在本發明中，可使用焊料(錫、鋅)8以超音波烙鐵將帶狀導線9直接超音波焊接在鋁電極7。又，在鋁電極7進行預備焊接時，可進行無超 音波焊接。
第6圖(b-2)係顯示在矽基板1的背面形成在一部分開孔的鋁電極7，在該孔的部分及其以外的兩者的部分以焊料8焊接帶狀導線9之例(與第1圖(c)相同)。在本發明中，可使用焊料(錫、鋅)8以超音波烙鐵將帶狀導線9直接超音波焊接在鋁電極7之孔的部分的矽基板1及孔以外的鋁電極7。又，在進行預備焊接時，可進行無超音波焊接。
第7圖係顯示本發明之說明圖(之1)。此圖係顯示超音波焊接條件之一例。
在第7圖中，在上述之第1圖等將帶狀導線5、9以焊料6、8進行施加超音波的超音波焊接時，若超音波的輸出過強，會導致第1圖的氮化膜2受到破壞等不良影響，若超音波的輸出過弱，則會發生無法焊接帶狀導線5、9的情況。為了進行超音波焊接具有最佳的超音波輸出，尤其取決於指狀電極3進行超音波焊接之部分(區域)的尺寸。在本實驗中，3W以上的超音波輸出會使元件惡化(氮化膜2受到破壞等產生不良影響)，0.5W以下會導致焊接不良。在該實驗中，3W以下0.5W以上的範圍為可進行超音波焊接之較理想的範圍。
第8圖係顯示本發明之說明圖(之2)。此圖係顯示上述第1圖(b)之ABS技術-1、第1圖(c)之ABS技術-2、第12圖之先前技術的比較例。
‧ABS技術-1(第1圖(b))：在背面的話係在 鋁電極7直接焊接帶狀導線9。在表面的話係在指狀電極3直接焊接帶狀導線5以及在氮化膜2直接焊接帶狀導線5。因此：1.背面的密接力雖然比ABS技術-2稍差，但充分符合規格；2.可減少以往的銀；3.電性特性良好。
‧ABS技術-2(第1圖(c))：在背面的話係在鋁電極7的孔下方的矽基板1直接焊接帶狀導線9以及在孔以外的部分的鋁電極7直接焊接。在表面的話係與ABS技術-1相同。因此：1.背面的帶狀導線的密接力強；2.可減少以往的銀；3.電性特性良好。
先前技術(第12圖)：在背面的話係在鋁電極7上鍛燒銀並在鋁電極7鉛焊接帶狀導線9，或者在鋁電極7的孔部分鍛燒銀，與矽基板1連接並在該銀鉛焊接帶狀導線9。在表面的話係經由指狀電極3、銀匯流排電極鉛焊接帶狀導線。因此：1.需要表面的銀匯流排電極；2.在背面需要銀電極。
第9圖係顯示本發明之說明圖(之3)。
在第9圖中，ABS技術-0、ABS技術-1、ABS技術-2係分別對應於第1圖的ABS技術-0、ABS技術-1、ABS技術-2。
結晶係多晶、單晶之矽基板1的種類。
電性特性中的V(v)係後述第10圖的開放電壓。
電性特性中的I(mA/cm2)係後述第10圖的短路電流。
電性特性中的FF係後述第10圖的最佳動作點(可獲得最大電力的點)。
電性特性中的EFF係下述的(式1)所表示的轉換效率。
EFF=Jsc×Voc×FF．．．．．．(式1)
Ref係用來進行相對比較的標準值(習知例的標準值)，在此係設定100(電性特性)、1(密接力、銀)、0(製造步驟數)。
由以上第9圖所圖示的實驗結果得知：
‧電性特性中的V(v)(開放電壓)在本發明中皆在100.7至101.7，為稍大的電壓值。
‧短路電流I係在100.0至101.5的範圍，與Ref相比具有充分的性能。
‧最佳動作點FF、ABS技術與Ref相比皆顯示優越性。
‧在ABS技術中，轉換效率EFF與Ref相比較顯示優越性。
‧帶狀導線對於矽基板1的密接力係在表面成為2，為標準值的兩倍，顯示非常牢固地固定，背面亦大致相同，在ABS技術-2中直接焊接在矽基板1的情況為兩倍，顯示牢固地固定。
‧表面的銀的使用量在本發明中係在0.1至0.5的範圍內，可減少一半以下。關於背面，本發明可將 銀的使用量減少100%。
‧製造步驟數係在ABS技術-1、ABS技術-2(第1圖(b)、第1圖(c))可分別減少兩個步驟(不需要在表面形成銀的匯流排電極(步驟數-1)，以及不需要在背面形成銀電極(步驟數-1)共計減少兩個步驟)。
第10圖係顯示本發明之說明圖(之4)。此圖係為使第9圖的太陽能電池的電性特性易於了解而進行說明。橫軸係表示從太陽能電池取出的電壓，縱軸係表示當時的電流。
在第10圖中，將開放電壓稱為Voc(第9圖的V)。
將短路電流稱為Jsc(第9圖的I)，最佳動作點FF係從太陽能電池取出之電壓、電流的特性曲線中乘積最大之圖示位置的值。
轉換效率係以式Jsc×Voc×FF所求得的值。
第11圖係顯示本發明之說明圖(之5)。
第11圖(a)係顯示在第1圖(a)的ABS技術-0的匯流排電極使用ABS玻璃之太陽能電池的表面、背面的照片之一例。
第11圖(a-1)係顯示在表面的橫向形成指狀電極3，於其上形成使用ABS玻璃之匯流排電極的太陽能電池的照片之例。ABS玻璃係僅形成在無指狀電極3的部分，並顯示在該指狀電極3和以ABS玻璃所形成之匯流排電極的部分(為非導電性，可使用本發明的焊料對帶狀導 線進行超音波焊接)焊接帶狀導線之狀態的照片。
第11圖(a-2)係顯示在第11圖(a-1)的整個背面形成鋁電極之狀態的照片的一例。
第11圖(b)係顯示第1圖(c)的ABS技術-2的太陽能電池的表面、背面的照片之一例。
第11圖(b-1)係顯示在表面的橫向將焊接帶狀導線之部分的寬度擴大以做為指狀電極3並形成該指狀電極3(參照第4圖)之狀態的照片之一例。在此明顯看出焊接縱向帶狀導線之部分的指狀電極3的寬度變寬。
第11圖(b-2)係顯示在背面的縱向，在將帶狀導線直接焊接至基底的矽基板1之縱向形成開孔的鋁電極7之一例。
第11圖(b-3)係顯示從第11圖(b-1)及第11圖(b-2)之上方焊接帶狀導線之後的照片之一例。
第11圖(b-3)的左側係顯示在第11圖(b-1)表面的指狀電極的寬度變寬的部分縱向焊接帶狀導線之後的照片之一例。
第11圖(b-3)的右側係顯示在第11圖(b-2)背面的鋁電極的縱向，在未具有鋁的孔(長孔)縱向焊接帶狀導線之後的照片之一例。
Claims (11)
- 一種太陽能電池，係在基板上形成照射光等時會產生高電子濃度的區域，並在該區域上形成光等會穿透的絕緣膜，在該絕緣膜上形成做為從前述區域取出電子之取出口的指狀電極，經由該指狀電極將前述電子取出至外部，其中，朝與從前述絕緣膜上所形成的前述區域取出電子的指狀電極垂直的方向以一定的寬度b遍及具有前述指狀電極的部分及於未具有前述指狀電極之前述絕緣膜的部分塗覆非導電性的玻璃膏並予以鍛燒所形成的非導電性的匯流排電極使用焊料焊接取出線，且藉由取出線將來自前述指狀電極的電子取出至外部並藉由前述非導電性的匯流排電極而使該取出線固定在前述基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，在朝與前述指狀電極垂直的方向以一定的寬度b使用焊料焊接取出線的情況時，係使前述指狀電極之要焊接之部分的寬度c變寬，或是預先形成為前述一定的寬度c。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，前述焊接係超音波焊接。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池，其中，前述焊接係超音波焊接。
- 如申請專利範圍第3項所述之太陽能電池，其中，在前述超音波焊接使用之超音波輸出強度係設為可焊接前述取出線之程度以上，且為比前述絕緣膜會被破壞而導致性能劣化之程度還小之輸出。
- 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池，其中，在前述超音波焊接使用之超音波輸出強度係設為可焊接前述取出線之程度以上，且為比前述絕緣膜會被破壞而導致性能劣化之程度還小之輸出。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之太陽能電池，其中，在前述取出線要藉由前述焊接而被焊接的部分預先進行無超音波預備焊接，或依照需要進行超音波預備焊接。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之太陽能電池，其中，要藉由前述焊接進行焊接的前述取出線係預先進行預備焊接。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之太陽能電池，其中，前述取出線的焊接係在使要被焊接的部分的溫度成為焊料會熔化的溫度以下且室溫以上之預備加熱的狀態下，進行焊接。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之太陽能電池，其中，前述焊料係包含錫或在錫含有鋅、銅、銀之一種以上。
- 一種太陽能電池的製造方法，該太陽能電池係在基板上形成照射光等時會產生高電子濃度的區域，並在該區域上形成光等會穿透的絕緣膜，在該絕緣膜上形成做為從前述區域取出電子之取出口的指狀電極，經由該指狀電極將前述電子取出至外部，該太陽能電池之製造方法係在與從前述絕緣膜上所形成的前述區域取出電子的指狀電極垂直的方向以一定的寬度b遍及具有前述指狀電極的部分及於未具有前述指狀電極之前述絕緣膜的部分塗覆非導電性的玻璃膏並予以鍛燒所形成的非導電性的匯流排電極使用焊料焊接取出線，藉由取出線將來自前述指狀電極的電子取出至外部並藉由前述非導電性的匯流排電極而使該取出線固定在前述基板。
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