TWI814799B - 太陽能電池、太陽能電池模組及太陽能電池的製造方法 - Google Patents

太陽能電池、太陽能電池模組及太陽能電池的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明主旨在於提供一種太陽能電池、太陽能電池模組及太陽能電池的製造方法。太陽能電池包括光電轉換基板101、包覆層121以及電極122,光電轉換基板101具有形成有凹凸的第一面,包覆層121形成在第一面上且具有使第一面露出的開口部,電極122形成在開口部處。包覆層121的表面的凹凸的高低差大於第一面的凹凸的高低差。

Description

太陽能電池、太陽能電池模組及太陽能電池的製造方法
本揭示係關於一種太陽能電池、太陽能電池模組及太陽能電池的製造方法。
在太陽能電池的光電轉換基板表面設有集電極,該集電極用於收集在基板生成的電荷。集電極的常用形成方法為印刷法及鍍覆法。透過印刷法得到的集電極存在電阻較高的問題。而鍍覆法能夠使配線電阻較低,因此,採用鍍覆法來形成集電極的做法備受矚目。
於透過鍍覆法形成集電極之情形,在光電轉換基板的表面設置包覆層,該包覆層發揮光罩之作用。該包覆層還發揮保護膜之作用,保護光電轉換基板的表面。包覆層能夠採用氧化膜或樹脂膜等絕緣膜。其中,樹脂膜容易形成,因此作為包覆層備受矚目(例如參照專利文獻1)。
〔專利文獻〕
[專利文獻1]國際公開WO2012/029847號公報
然而,先前的包覆層為分散電場之集中而使表面平滑。另一方面,在光電轉換基板的表面設有紋理構造,該紋理構造用於減少表面反射或用於提高光封閉效應。若使包覆層的表面光滑,則光電轉換基板的紋理構造無法有效地發揮作用,上述光 學特性會下降。
本申請發明人發現,包覆層的表面狀態不僅會影響光學特性,還會影響形成集電極的鍍覆製程的生產率。
本揭示之目的在於:實現一種具有良好的光學特性且生產率較高的太陽能電池。
本揭示之太陽能電池的一樣態發明係包括:光電轉換基板,係具有形成有凹凸的第一面;包覆層,係形成在第一面上且具有使第一面露出的開口部;以及電極,係形成在開口部處,包覆層具有凹凸。該凹凸的高低差大於前述第一面之凹凸的高低差。
根據本揭示之太陽能電池,可提高光學特性,並提高生產率。
101‧‧‧光電轉換基板
111‧‧‧矽基板
112‧‧‧i型非晶矽層
113‧‧‧p型非晶矽層
114‧‧‧透明導電層
115‧‧‧i型非晶矽層
116‧‧‧n型非晶矽層
117‧‧‧透明導電層
121‧‧‧包覆層
121A‧‧‧固化前包覆層
121a‧‧‧開口部
122‧‧‧電極
122A‧‧‧匯流排電極
122B‧‧‧指狀電極
131‧‧‧背面電極
141‧‧‧凸部
142‧‧‧凹部
211‧‧‧網版
222‧‧‧鍍鎳層
223‧‧‧鍍銅層
圖1係顯示一實施方式之太陽能電池之剖視圖。
圖2係放大顯示包覆層之剖視圖。
圖3係放大顯示包覆層之俯視圖。
圖4A係顯示包覆層的製造方法的一製程之剖視圖。
圖4B係顯示包覆層的製造方法的一製程之剖視圖。
圖4C係顯示包覆層的製造方法的一製程之剖視圖。
圖5係顯示一實施方式之太陽能電池之俯視圖。
圖6A係顯示電極的製造方法的一製程之剖視圖。
圖6B係顯示電極的製造方法的一製程之剖視圖。
圖6C係顯示電極的製造方法的一製程之剖視圖。
如圖1至圖3所示,本實施方式之太陽能電池包括光電轉換基板101、包覆層121以及電極122,光電轉換基板101具有形成有凹凸的第一面,包覆層121形成在第一面上且具有使第一面露出的開口部,電極122形成在開口部處。
-光電轉換基板-
在本揭示中,具有第一面的光電轉換基板的第一面的凹凸係第一面表面的凹凸,有時記為「第一面凹凸」。
本實施方式中,光電轉換基板101係異質接面(Heterojunction)型构造。在圖1所示的例子中,在n型單晶矽基板111的第一面(光入射面)上,依次形成有i型非晶矽層112、p型非晶矽層113以及透明導電層114。在矽基板111的與第一面相反側的第二面(背面)上,依次形成有i型非晶矽層115、n型非晶矽層116以及透明導電層117。透明導電層117係由背面電極131覆蓋。
本實施方式中,矽基板111具有紋理構造,該紋理構造係在第一面及第二面具有凹凸。形成在矽基板111上的各矽層及透明導電層具有反映矽基板111的紋理構造之凹凸。
-包覆層-
在本揭示中,形成在第一面上且具有使第一面露出的開口部的包覆層係形成在第一面凹凸上的層,開口部亦係使第一面與第一面凹凸一起露出的開口部。
如圖2及圖3所示,本實施方式中,包覆層121在表面形成有凹凸。有時將此等包覆層的凹凸亦即包覆層表面的凹凸記為「包覆層凹凸」。本實施方式中,包覆層121的凹凸亦即「包覆層凹凸」的高低差h1大於透明導電層114的凹凸的高低差h2。此係本實施方式之太陽能電池的一個特徵性構成。又,透明導電 層114的凹凸的高低差h2實質上與第一面凹凸的高低差相等。如圖2所示,凹凸的高低差意指凸部的最高點與凹部的最低點的高低差。凹凸的高低差可透過實施例中顯示的方法測量。
本申請發明人發現,透過在包覆層121的表面形成高低差較大的包覆層凹凸,會提高包覆層121表面的疏水性。藉此,在形成電極122的鍍覆製程中,能夠大幅度地減少鍍液及清洗液之殘留量,從而能夠大幅度縮短製程所需時間。並且,因為包覆層121的表面設有高低差較大的包覆層凹凸,所以亦可減少表面反射或提高光封閉效應。
具體而言,從提高疏水性的觀點及提高光學特性的觀點來看,能夠使包覆層凹凸的高低差h1的下限較佳在4μm以上,更佳在5μm以上,能夠使包覆層凹凸的高低差h1的上限較佳在20μm以下,更佳在10μm以下(又,高低差亦可以在4μm以上20μm以下之範圍內的任意兩個值之間),並且,包覆層凹凸的凸部較佳為呈島狀佈置有複數個。
另一方面,包括第一面凹凸的光電轉換基板101的表面的紋理構造通常係利用取決於面取向的蝕刻速率的各向異性來形成。因此,光電轉換基板101的表面的凹凸的高低差通常為0.5μm~3μm左右。
包覆層121能夠採用透明絕緣層,但從減少鍍液殘留量的觀點來看,包覆層121較佳為透明樹脂層。其中,從維持包覆層凹凸的觀點來看,包覆層121較佳為由固化性樹脂組成物的固化物形成的樹脂層。具有固化性之樹脂組成物意指透過賦予該樹脂組成物熱能及/或光能等而固化的樹脂組成物。具有固化性之樹脂組成物較佳為例如熱固性樹脂組成物、光固化性樹脂組成物以及活性能量射線固化性樹脂組成物等,如後所述,更佳為 具有光固化性之樹脂組成物。
此等固化性樹脂組成物例如係透過自由基聚合及離子聚合等加成聚合固化或透過縮合聚合固化。從很容易地即能夠形成包覆層凹凸的觀點來看,固化性樹脂組成物較佳為透過幾乎不引起體積變化的加成聚合而固化。從可容易地形成包覆層凹凸且進一步提高生產率的觀點來看,固化性樹脂組成物較佳為透過固化迅速的自由基聚合而固化。樹脂組成物中含有的用於引發自由基聚合的聚合引發劑較佳為常用的聚合引發劑,亦即透過賦予樹脂組成物熱能及/或光能等來引發聚合的聚合引發劑。其中,為了形成可迅速固化的光固化性樹脂組成物,特別係為了形成紫外線固化性樹脂組成物,聚合引發劑較佳為主要透過賦予光能來引發聚合的光聚合引發劑。
構成包覆層121亦即樹脂層的樹脂組成物較佳為對波長600nm之光的折射率為1.5~2。樹脂組成物的透明性較佳為:僅用該純樹脂組成物形成厚20μm的薄膜時,波長範圍360nm~800nm之光的透光率在90%以上。
構成此等樹脂層的樹脂組成物的具體例例如有環氧類樹脂、氨基甲酸乙酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚丙烯類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、聚酯類樹脂或苯乙烯類彈性體樹脂等。此外,還有縮合聚合類的聚醯亞胺類樹脂(透明聚醯亞胺類樹脂)、聚芳香酯類樹脂、聚碳酸酯類樹脂等。
其中,從透明性及耐候性的觀點來看,樹脂層較佳為由以具有固化性之丙烯酸類樹脂為主要成分的樹脂組成物固化形成。以具有固化性之丙烯酸類樹脂為主要成分的樹脂組成物中,能夠使具有固化性之丙烯酸類樹脂佔樹脂組成物總量(100質量%)的比例較佳為大於50質量%,更佳為70質量%以上, 特別佳為80質量%以上,極佳為95~99.7質量%。從容易形成凹凸且進一步提高生產率的觀點來看,樹脂組成物中可以含有選自於由醯胺類、羧酸類、脲類、氧化聚乙烯類以及矽酸鹽類組成的群組中的一種以上觸變劑。添加觸變劑時保證能夠得到所需之觸變指數(TI)即可,觸變劑可為樹脂組成物中除去具有固化性之丙烯酸類樹脂之後的剩餘部分,觸變劑佔樹脂組成物總量的比例較佳在0.3質量%以上,並且,較佳在30質量%以下,更佳在5質量%以下。
從以較高的生產率有效地形成包覆層凹凸的觀點來看,樹脂組成物的觸變指數(TI)較佳在1.5以上,更佳在3以上,並且,較佳在6以下,更佳在5以下。
包覆層121可透過以下所示之包覆層形成製程形成。包覆層形成製程係包括例如:印刷步驟,係透過印刷固化性樹脂組成物來形成固化前包覆層;以及固化步驟,係使固化前包覆層的固化性樹脂組成物固化來形成包覆層。
在印刷步驟中,能夠透過印刷在光電轉換基板的第一面上,具體係在例如透明導電層114上形成固化前包覆層121A。印刷例如係網版印刷、凹版印刷以及平版印刷,其中較佳為網版印刷。
下面舉出印刷步驟之一例。如圖4A所示,準備具有紋理構造(第一面凹凸及第二面凹凸)的光電轉換基板101,並將網版211佈置在透明導層114上。在網版211上,形成電極122的位置處的篩網(mesh)被乳劑等遮蔽。
如圖4B所示,用刮刀或輥從網版211上將樹脂組成物擠出來,將形成包覆層121的樹脂成物塗佈在透明導電層114上來轉印圖案。
如圖4C所示,進行固化步驟,使固化前包覆層121A固化。根據所使用的樹脂組成物的種類賦予固化前包覆層121A適當的能量來引發聚合,由此使固化前包覆層121A固化即可。如前述般,較佳為利用熱能及/或光能使樹脂組成物固化,更佳為利用光能。藉此,可得到具有包覆層凹凸的包覆層121,該包覆層凹凸係利用網版211的篩網構造而形成。本實施方式中,較佳為利用固化前包覆層121A的表面的凹凸來形成包覆層凹凸,更佳為固化前包覆層121A表面之凹凸與包覆層凹凸相同。
於透過網版印刷形成包覆層121之情形,從形成凹凸的觀點來看,有效的做法係:使印刷所用樹脂組成物的前述觸變指數(TI)較佳在1.5以上,更佳在3以上,並且,較佳在6以下,更佳在5以下。樹脂組成物的TI能夠根據觸變劑的種類及量等控制。樹脂組成物的TI可透過實施例中顯示的方法測量,在後述的實施例中,為實現期望的T1,在較佳之範圍內添加觸變劑來製造各實施例等的樣本。
於透過網版印刷形成包覆層121之情形,從印刷性的觀點來看,能夠使印刷所用樹脂組成物的黏度的下限較佳在100Pa.s以上,更佳在150Pa.s以上,能夠使用於印刷的樹脂組成物的黏度的上限較佳在1500Pa.s以下,更佳在1200Pa.s以下(又,黏度亦可以在100Pa.s以上1500Pa.s以下之範圍內的任意兩個值之間)。樹脂組成物的黏度可透過實施例中顯示的方法測量。又,於透過網版印刷形成包覆層121之情形,從形成凹凸的觀點來看,較佳為用於印刷的樹脂組成物的TI及黏度都在前述規定範圍內。
為保證形成的凹凸不發生變形,較佳為在塗佈樹脂組成物之後,盡快使樹脂組成物固化。此時,能夠使樹脂組成物完全 固化,亦能夠先使樹脂組成物臨時固化,固化到可維持凹凸的程度,再使樹脂組成物正式固化。固化方法對應樹脂組成物適當地選擇即可,從迅速性的觀點來看,較佳為透過紫外線等使樹脂組成物光固化。
於採用TI及黏度中至少TI在規定範圍內之樹脂組成物並透過網版印刷形成包覆層121之情形,凸部會形成在篩網的開口部處,線部分會形成在凹部。並且,在線的交叉部處凹部較深。因此,如圖3所示,有時會在表面上形成複數個分別呈島狀的凸部141。不過,亦存在不會形成此等島狀凸部之情形。透過增加網版211的篩網目數(Mesh count),各島狀凸部141就會變小。各凸部141的大小會影響包覆層121表面的疏水性及光學特性。從提高包覆層121表面的疏水性的觀點來看,能夠使網版211的篩網目數(構成每英寸篩網之線數)的下限較佳在100以上,更佳在300以上,極佳在400以上,能夠使網版211的篩網目數的上限較佳在750以下,更佳在650以下(又,篩網目數亦可以在100以上750以下之範圍內的任意兩個值之間)。
於採用網版印刷之情形,因為藉由網版塗佈具有固化性之樹脂組成物,所以可根據網版211的厚度調節凹部142的深度。凹部142的深度會影響包覆層121表面的疏水性及光學特性。網版211的厚度(以下亦稱「紗厚」)因構成篩網的線之粗細及有無壓延加工(平面化)而定,能夠使線徑的下限較佳在10μm以上,更佳在13μm以上,能夠使線徑的上限較佳在30μm以下,更佳在20μm以下(又,線徑亦可以在10μm以上30μm以下之範圍內的任意兩個值之間)。能夠使紗厚的下限較佳在10μm以上,更佳在15μm以上,能夠使紗厚的上限較佳在50μm以下,更佳在30μm以下(又,紗厚亦可以在10μm以上50μm 以下之範圍內的任意兩個值之間)。
於印刷步驟中採用網版印刷之情形,在印刷步驟中,形成固化前包覆層121A,此時網版的篩網構造轉印於該固化前包覆層121A之表面上。繼印刷步驟之後實施固化步驟,在固化步驟中使固化前包覆層121A固化,藉此形成具有包覆層凹凸的包覆層121的表面,該包覆層凹凸係由網版的篩網構造轉印而獲得者。因此,本實施方式中較佳為維持由網版形成的表面的凹凸。
從疏水性及光學特性的觀點來看,能夠使最終形成的包覆層121表面上的包覆層凹凸的高低差h1的下限較佳在4μm以上,更佳在5μm以上,能夠使最終形成的包覆層121表面的包覆層凹凸的高低差h1的上限較佳在20μm以下,更佳在10μm以下(又,高低差亦可以在4μm以上20μm以下之範圍內的任意兩個值之間)。
-電極-
電極122可形成在包覆層121的開口部處。電極122係集電極,如圖5所示,電極122包括匯流排(busbar)電極122A與指狀(finger)電極122B。電極122例如可透過以下方式形成。首先,如圖6A所示,形成具有開口部121a的包覆層121,開口部121a使透明導電層114露出。其次,將形成有包覆層121的光電轉換基板101浸漬於鍍槽中,並透過電鍍在透明導電層114上形成鍍鎳層222。然後,如圖6C所示,形成鍍銅層223,以填埋開口部121a。
在形成電極122的鍍覆製程中,包覆層121發揮光罩之作用,用於將電極122圖案化。並且,包覆層121還發揮保護膜之作用,用於保護光電轉換基板101的表面。
形成電極122時,將已形成有包覆層121的光電轉換基板101 浸漬於鍍液中。透過使包覆層121為表面具有凹凸的樹脂層,能夠保證在從鍍液中將包覆層121撈上來以後,鍍液幾乎不會殘留於包覆層121的表面。並且,在鍍覆後的清洗製程中,可保證在將包覆層121浸漬在清洗水中然後撈上來時,清洗水幾乎不會殘留於包覆層121的表面。因此,可大幅度減少鍍液或清洗水的汲出量,有望使製程長期穩定,可大幅度降低補充液體所需要的成本。在清洗製程後的乾燥製程中,因為清洗水幾乎不會殘留於包覆層121的表面,所以可將乾燥時間縮短至1/10左右。
從提高鍍覆製程的生產率的觀點來看,較佳為包覆層121的表面的疏水性較高。具體而言,能夠用水測量時表面之接觸角下限較佳在90°以上,更佳在95°以上。接觸角較大為佳,從材質及凹凸構造所帶來的特性的觀點來看,能夠使接觸角上限較佳在110°以下,更佳在105°以下(又,接觸角亦可以在90°以上110°以下之範圍內的任意兩個值之間)。
鍍鎳層222及鍍銅層223的厚度沒有特別限定,例如能夠使鍍鎳層的厚度為0.5μm左右,鍍銅層223的厚度為15μm左右。並且,電極122不限於此等雙層構造,亦可為其他構造。例如,能夠在鍍銅層223上進一步形成鍍鎳層或進一步形成貴金屬鍍層。此外,還能夠由銅、鎳、錫、鋁、鉻、銀、金、鋅、鉛或鈀之單層或積層體形成電極122,或者能夠由此等金屬的混合物等之單層或積層體形成電極122。
本實施方式中,光電轉換基板101為兩面設有紋理構造的異質接面型构造。但光電轉換基板101的背面側亦可以不設置紋理構造。此外,本實施方式中係顯示背面電極131覆蓋光電轉換基板101整個背面的構成,但亦可將背面電極圖案化。而且,也能夠在背面側形成構造與入射面側一樣的包覆層及集電極。
形成於光電轉換基板101上的透明導電層114、117沒有特別限定,能夠用氧化鋅、氧化銦或氧化錫等導電性氧化物形成,或者能夠採用此等氧化物之複合氧化物形成。其中,較佳為氧化銦錫(ITO)。
本實施方式中,舉出矽基板111為n型之例,但矽基板111亦可為p型。還舉出在光入射面側形成p型導電性矽層,並在背面側形成n型導電性矽層之例,但亦能夠在光入射面側形成n型矽層,並在背面側形成p型矽層。此外,導電性矽層不限於非晶矽,亦能夠採用一部分係結晶質的微晶矽、非晶矽合金或微晶矽合金。本實施方式中,舉出在矽基板與導電性矽層之間設置i型矽層之構成,但亦可採用不設置i型矽層之構成。
光電轉換基板101不限於異質接面型构造,只要光電轉換基板101的至少一面具有紋理構造且光電轉換基板101上設有集電極即可。
-太陽能電池模組-
本實施方式之太陽能電池可利用封裝材料封裝而模組化。按情形選擇適當的方法將太陽能電池模組化。例如,可將複數個太陽能電池的粗線電極彼此串聯或並聯,並利用封裝材料及玻璃板封裝而實現模組化。
本實施方式之太陽能電池模組包括本實施方式之太陽能電池。本實施方式之太陽能電池模組較佳為從光入射側起依次包括覆蓋玻璃層、透明封裝樹脂層、前述太陽能電池、背面封裝樹脂層以及背面保護材料。本實施方式之太陽能電池模組不僅具有由樹脂組成物的固化物形成的包覆層所帶來的效果,還具有覆蓋玻璃層所帶來的紫外線遮蔽效果,因此在太陽能電池需要具有長期可靠性方面表現優異,例如太陽能電池之必要保 證期多為20年,本實施方式之太陽能電池模組可連續在室外使用20年以上。透過由耐光性及透明性優異且具有固化性之丙烯酸類樹脂組成物的固化物等形成包覆層,可進一步提高長期可靠性等。
透明封裝樹脂層、背面封裝樹脂層的構成材料較佳為EVA(乙烯/乙酸乙烯酯共聚樹脂)。透過使聚乙烯與乙酸乙烯酯共聚,聚乙烯的結晶性會下降,便可提高透明性及柔軟性,因此能夠使形成在包覆層上的凹凸更有效地發揮作用。背面保護材料沒有特別限定,可採用保證實現所需之耐候性、耐熱性、耐濕性及電絕緣性等的材料。例如能夠採用將鋁箔夾在塑料薄膜之間而形成的疊層膜或覆蓋玻璃層等。
【實施例】
以下用實施例進一步詳細說明本揭示之發明。以下實施例僅為例示,並無限定本揭示之發明的意圖。
<高低差的測量>
高低差係採用Hitachi High-Technologies Corporation製掃描式電子顯微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)TM3030plus測量。首先透過各種方法切割基板後,觀察基板斷面,確認紋理構造及包覆層表面各自的最高點及最低點。基板中央部附近有複數處,每處視野範圍為150μm,於此條件下觀察斷面,並求出觀察範圍內的最高點與最低點之差。又,測量在兩處進行,取它們的平均值作為凹凸的高低差。
<樹脂組成物的特性測量>
樹脂組成物的黏度係採用Toki Sangyo Co.,Ltd製錐板式黏度計RE-115U測量。觸變指數(TI)表示低剪切速率下的黏度與高剪切速率下的黏度之比,在此表示黏度計的轉速X[rpm]時 的黏度ηa與10倍轉速10X[rpm]時的黏度ηb之比。亦即,由下述式1求出觸變指數。又,樹脂組成物的黏度取高剪切速率下的測量值。
TI=ηa/ηb (式1)
<接觸角的測量>
包覆層表面與水之接觸角係採用Kyowa Interface Science Co.,Ltd製便攜型接觸角計PCA-1測量。
<乾燥時間的測量>
乾燥時間的測量方式如下。在鍍覆製程結束後,將光電轉換基板浸漬在清洗水中並從清洗水中撈出來,使光電轉換基板以此狀態靜止不動,透過目視確認殘留水滴從基板表面消失所需的時間。
(實施例1)
準備圖1所示構成之異質接面型构造的光電轉換基板。形成在第一面上的透明導電層的表面的高低差係1~2μm左右。
將網版佈置在透明導電層上,該網版的篩網目數為640,線徑為15μm,紗厚為21μm,並塗佈丙烯酸類樹脂A。塗佈丙烯酸類樹脂A之後,迅速照射光,使丙烯酸類樹脂A臨時固化。然後,使丙烯酸類樹脂A正式固化而形成包覆層。丙烯酸類樹脂A的黏度為243Pa.s,TI=4.8。
包覆層表面的凹凸(包覆層凹凸)的高低差h1為5μm。接觸角為95°,乾燥時間為15秒。
(實施例2)
使用丙烯酸類樹脂B替代丙烯酸類樹脂A,丙烯酸類樹脂B的黏度為255Pa.s,TI=3.0,其他方面與實施例1相同。
包覆層凹凸的高低差h1為5μm。接觸角為95°,乾燥時間為 15秒。
(比較例1)
使用丙烯酸類樹脂C替代丙烯酸類樹脂A,丙烯酸類樹脂C的黏度為96Pa.s,TI=1.2,其他方面與實施例1相同。
包覆層凹凸的高低差h1基本為0μm(未能觀察到凹凸)。接觸角為85°,乾燥時間為150秒。
表1中一併示出實施例及比較例的條件及結果。
Figure 108110450-A0202-12-0014-1
又,表1的TI欄中括號內之內容表示「黏度計的轉速X[rpm]/10倍轉速10X[rpm]」。黏度欄中括號內之內容表示測量時的轉速[rpm]。
114‧‧‧透明導電層
121‧‧‧包覆層
h1‧‧‧包覆層的凹凸的高低差
h2‧‧‧透明導電層的凹凸的高低差

Claims (13)

  1. 一種太陽能電池,係包括:光電轉換基板,係具有形成有凹凸的第一面,包覆層,係形成在前述第一面上,且具有使前述第一面露出的開口部,以及電極,係形成在前述開口部處;前述包覆層在與前述電極不重疊的部分具有凹凸,且該凹凸的高低差大於前述第一面的凹凸的高低差。
  2. 如請求項1之太陽能電池,其中前述包覆層的凹凸的高低差係在4μm以上20μm以下。
  3. 如請求項1或2之太陽能電池,其中前述包覆層係由具有固化性之樹脂組成物的固化物形成。
  4. 如請求項3之太陽能電池,其中前述包覆層係由具有光固化性之樹脂組成物的固化物形成。
  5. 如請求項3之太陽能電池,其中前述樹脂組成物係以具有固化性之丙烯酸類樹脂為主要成分。
  6. 如請求項5之太陽能電池,其中前述樹脂組成物係含有前述具有固化性之丙烯酸類樹脂及一種以上觸變劑,該丙烯酸類樹脂於前述樹脂組成物總量中之含量為95質量%~99.7質量%,一種以上該觸變劑選自於由醯胺類、氧化聚乙烯類以及矽酸鹽類組成的群組,且於前述樹脂組成物總量中之含量為0.3質量%~5質量%。
  7. 如請求項1或2之太陽能電池,其中用水測量時,前述包覆層表面之接觸角係在90°以上110°以下。
  8. 如請求項1或2之太陽能電池,其中構成前述包覆層的凹凸之凸部係佈置有複數個,每個凸部呈島狀。
  9. 一種太陽能電池模組,包括請求項1至8中任一項之太陽能電池,係從光入射側起依次包括:覆蓋玻璃層、透明封裝樹脂層、前述太陽能電池、背面封裝樹脂層以及背面保護材料。
  10. 一種太陽能電池的製造方法,前述太陽能電池係包括:光電轉換基板,係具有設有凹凸的第一面,包覆層,係形成在前述第一面上,且具有使前述第一面露出的開口部,以及電極,係形成在前述開口部處;前述包覆層具有凹凸,該凹凸的高低差大於前述第一面的凹凸的高低差;該太陽能電池的製造方法係包括包覆層形成製程及電極形成製程,前述包覆層形成製程係包括:印刷步驟,係透過將固化性樹脂組成物印刷在前述第一面上而形成固化前包覆層,以及固化步驟,係透過賦予前述固化前包覆層熱能及/或光能而使前述固化前包覆層固化以形成前述包覆層;前述電極形成製程係在前述包覆層形成製程之後形成前述電極;且前述固化前包覆層的表面的凹凸與前述包覆層的凹凸相同。
  11. 如請求項10之太陽能電池的製造方法,其中前述印刷係藉由網版塗佈前述固化性樹脂組成物的網版印刷,且前述網版的篩網目數係在300以上750以下。
  12. 如請求項10或11之太陽能電池的製造方法,其中前述樹脂組成物的觸變指數係在1.5以上6以下。
  13. 如請求項10或11之太陽能電池的製造方法,其中在前述固化步驟中,賦予前述固化前包覆層的能量係光能。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1501514A (zh) * 2002-11-13 2004-06-02 佳能株式会社 光电元件
TW201005967A (en) * 2008-05-13 2010-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor solar cells having front surface electrodes and methods of forming same
JP2011037967A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Nippon Kayaku Co Ltd 太陽電池モジュール向け反射防止用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物
US20110308608A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Shim Seunghwan Solar cell and method for manufacturing the same
JP2013030659A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力モジュール
EP2645421B1 (en) * 2012-03-28 2016-04-20 LG Electronics Inc. Solar cell
JP6006279B2 (ja) * 2012-02-23 2016-10-12 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュール
JP6120680B2 (ja) * 2013-05-29 2017-04-26 株式会社カネカ 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3442418B2 (ja) * 1993-01-12 2003-09-02 三洋電機株式会社 光起電力素子
WO2012029847A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 三洋電機株式会社 太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法
JP6114630B2 (ja) * 2013-05-27 2017-04-12 株式会社カネカ 結晶シリコン系太陽電池の製造方法
CN106972078A (zh) * 2016-12-16 2017-07-21 广东技术师范学院 一种高效晶体硅太阳能电池的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1501514A (zh) * 2002-11-13 2004-06-02 佳能株式会社 光电元件
TW201005967A (en) * 2008-05-13 2010-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor solar cells having front surface electrodes and methods of forming same
JP2011037967A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Nippon Kayaku Co Ltd 太陽電池モジュール向け反射防止用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物
US20110308608A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Shim Seunghwan Solar cell and method for manufacturing the same
JP2013030659A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力モジュール
JP6006279B2 (ja) * 2012-02-23 2016-10-12 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュール
EP2645421B1 (en) * 2012-03-28 2016-04-20 LG Electronics Inc. Solar cell
JP6120680B2 (ja) * 2013-05-29 2017-04-26 株式会社カネカ 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール

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