WO2013105446A1 - 太陽電池の製造方法および太陽電池 - Google Patents

太陽電池の製造方法および太陽電池 Download PDF

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Definitions

  • the BET values shown in Table 3 are values called specific surface areas and are surface areas per unit mass of the object.
  • the BET value is used as an index of the particle size of silver powder.
  • the BET value is up to 0.25m 2 / g and a "small", the ones of up to 0.25 ⁇ 0.50m 2 / g as a "medium”, 0.50m 2 / G or more is classified into three “large” and Table 3 shows the classification of silver powder BET values.
  • the silver content in the silver paste used for forming the main grid electrode 4 is made smaller than the silver content of the silver paste used for forming the subgrid electrode 5, so that the silver in the silver paste The usage amount of can be reduced.
  • the cost can be reduced without substantially reducing the performance of the solar cell.
  • the solar cells of Examples 13 to 15 and Reference Example 1 use a screen in which the silver paste used for forming the main grid electrode 4 of the solar cell of Example 1 is changed into four types.
  • the main grid electrode 4 was formed by screen printing.
  • the thickness of the main grid electrode 4 was measured at three points per flat portion at the center of the main grid electrode 4, and the average value was taken as the average thickness.
  • Table 4 shows the specifications and evaluation results of the screens used for producing the solar cells of Examples 13 to 15 and Reference Example 1.

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Abstract

　基板の表面のメイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率を、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率よりも低くした太陽電池の製造方法および太陽電池である。

Description

太陽電池の製造方法および太陽電池
　本発明は、太陽電池の製造方法および太陽電池に関する。
　太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。
　現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、受光面と、受光面の反対側である裏面とに電極が形成された構造のものである。
　図６に、特開２００４－１４５６６号公報（特許文献１）に開示された従来の太陽電池の受光面の模式的な平面図を示し、図７に、図６のＶＩＩ－ＶＩＩに沿った模式的な断面図を示す。
　図７に示すように、特許文献１に開示された従来の太陽電池１０１は、基材としてのｐ型のシリコン基板１０３の太陽電池１０１の受光面１２１側の表面にｎ型不純物拡散層１０４が形成されている。また、ｎ型不純物拡散層１０４を覆うように、反射防止膜１０５が形成されている。
　また、図６および図７に示すように、受光面１２１上には、銀電極による電極部１０２が形成されている。電極部１０２は、メイングリッド１０２ａと、サブグリッド１０２ｂとから構成されている。
　また、図７に示すように、太陽電池１０１の受光面１２１と反対側の面である裏面１２２には、ｐ+型層であるＢＳＦ（Back　Surface　Field）層１０６が形成されている。さらに、裏面１２２上には、ＢＳＦ層１０６を覆うようにアルミニウム電極１０７が形成されており、アルミニウム電極１０７に一部重なるように銀電極１０８が形成されている。
　太陽電池１０１の受光面１２１の電極部１０２は、銀ペーストをスクリーン印刷し、乾燥させ、酸化性雰囲気下で焼成することによって形成される。ここで、電極部１０２は、銀ペーストの焼成時に、反射防止膜１０５をファイヤースルーして、反射防止膜１０５を突き抜けて、ｎ型拡散層１０４と接触する。また、銀ペーストのスクリーン印刷において、メイングリッド１０２ａおよびサブグリッド１０２ｂのパターンは、同じ銀ペーストを用いて１回の工程で形成される。
特開２００４－１４５６６号公報
　太陽光発電システムが急速に普及するにつれて、太陽電池の製造コストの低減は必要不可欠となっている。太陽電池の製造コストの低減のための手段として、電極部１０２の銀の使用量を低減することは有効な手段の一つである。
　しかしながら、電極部１０２の銀の使用量を低減した場合には、電極部１０２の抵抗の上昇によって、太陽電池の大幅な性能低下を引き起こす可能性がある。
　上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、電極の銀使用量を低減することができる太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することにある。
　本発明は、基板の表面にメイングリッド電極およびサブグリッド電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率が、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率よりも低い太陽電池の製造方法である。
　ここで、本発明の太陽電池の製造方法において、メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの含有率は、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの含有率よりも高いことが好ましい。
　また、本発明の太陽電池の製造方法において、メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比が、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比よりも大きいことが好ましい。
　また、本発明の太陽電池の製造方法において、メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの軟化点が、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの軟化点よりも低いことが好ましい。
　また、本発明の太陽電池の製造方法において、メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀のＢＥＴ値が、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀のＢＥＴ値よりも大きいことが好ましい。
　また、本発明の太陽電池の製造方法において、メイングリッド電極の中心部の厚さは、サブグリッド電極の中心部の厚さよりも薄いことが好ましい。
　さらに、本発明は、基板の表面にメイングリッド電極およびサブグリッド電極を有する太陽電池であって、メイングリッド電極中の銀の含有率がサブグリッド電極中の銀の含有率よりも低い太陽電池である。
　本発明によれば、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、電極の銀使用量を低減することができる太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することができる。
本発明の太陽電池の一例の受光面の模式的な平面図である。 図１の円で囲まれた部分の模式的な斜視図である。 メイングリッド電極とサブグリッド電極との接合部分の模式的な平面図である。 （ａ）は太陽電池を２個直列に接続した状態の模式的な正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示される状態の模式的な側面図である。 （ａ）はメイングリッド電極とサブグリッド電極との接合部分の模式的な正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶｂ－Ｖｂに沿った模式的な断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の円で囲まれた部分における銀粉の状況を図解する模式的な概念図である。 特許文献１に開示された従来の太陽電池の受光面の模式的な平面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩに沿った模式的な断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
　図１に、本発明の太陽電池の一例の受光面の模式的な平面図を示し、図２に、図１の円で囲まれた部分の模式的な斜視図を示す。図１および図２に示される太陽電池１１は、たとえば以下のようにして製造することができる。
　まず、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１をエッチングすることによって、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１にテクスチャを形成する。次に、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１の受光面（表面）にイソプロポキシチタネートにリン化合物を含ませたＰＴＧ（Phosphoric　Titanate　Glass）液を塗布した後に、乾燥させる。
　次に、ＰＴＧ液を塗布して乾燥させた後のｐ型単結晶Ｓｉ基板１を、たとえば８００℃～９００℃に加熱することによって、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１にリンを拡散してｎ型不純物拡散層２を形成すると同時に、リンを含有したＴｉＯxからなる反射防止膜３を形成する。このようにして形成されたｎ型不純物拡散層２のシート抵抗は、たとえば４５Ω／□程度となる。
　次に、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１の非受光面（裏面）に、裏面銀電極７の形成に用いられる銀ペーストおよびアルミニウム電極８の形成に用いられるアルミニウムペーストを印刷した後に乾燥する。また、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１の受光面（表面）に、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストを印刷し、その後、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストを印刷する。サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストおよびメイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストは、印刷後に乾燥させられる。
　このとき、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率が、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率よりも低くなるように、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストと、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストとでは異なる銀ペーストが用いられる。
　銀ペーストおよびアルミニウムペーストの印刷には、たとえば、所望のパターンに開口したスクリーンを用いて、ペーストをスキージングすることによって、電極パターン形成するスクリーン印刷法を用いることができる。ここで、銀ペーストは、銀が導電材料の主成分となるペーストであり、アルミニウムペーストは、アルミニウムが導電材料の主成分となるペーストである。
　次に、すべての電極パターンが印刷された後には、銀ペーストおよびアルミニウムペーストをたとえば８００℃程度の温度で焼成する。このとき、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストおよびサブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストがファイヤースルー性を有する場合には、銀ペーストが反射防止膜３を貫通して、ｎ型不純物拡散層２と電気的に接続する。
　また、アルミニウムペーストの焼成によって、ｐ型単結晶Ｓｉ基板１にｐ+層であるＢＳＦ層６が形成される。これにより、太陽電池１１が製造される。
　図３に、メイングリッド電極４とサブグリッド電極５との接合部分の模式的な平面図を示す。サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストの使用量を低減するため、メイングリッド電極４とサブグリッド電極５とが重なる部分においては、サブグリッド電極５が分断されている。
　ここで、サブグリッド電極５は、たとえば、線幅が約８０μｍとなり、平均厚が約１５μｍとなるように形成することができる。また、メイングリッド電極４は、たとえば、線幅が約３ｍｍであり、中心部の平坦部分の厚さが約１５μｍとなるよう形成することができる。
　図４（ａ）に、太陽電池１１を２個直列に接続した状態の模式的な正面図を示し、図４（ｂ）に、図４（ａ）に示される状態の模式的な側面図を示す。図４（ａ）および図４（ｂ）においては、太陽電池１１の構造は簡略化されて示されている。
　図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、太陽電池１１は、複数を直列に接続して使用されることが一般的である。インターコネクタ９は、太陽電池１１を直列に接続するための配線材であり、ある太陽電池１１の表面のメイングリッド電極４と、別の太陽電池１１の裏面の裏面銀電極７とを接続する。インターコネクタ９の接続には、たとえばハンダを用いることができる。インターコネクタ９の幅は、たとえば２ｍｍ程度とすることができる。
　サブグリッド電極５とメイングリッド電極４に必要とされる特性に関して述べる。サブグリッド電極５は、太陽電池１１で発生した光電流を出来るだけ損失なく、サブグリッド電極５の端からメイン電極４まで数ｃｍ程度の距離を経て集電するものであるため、低抵抗であることが求められる。このことから、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストの銀の含有量を減らすことは、抵抗が上昇するために望ましくない。
　メイングリッド電極４およびサブグリッド電極５の材料である焼成銀は、純銀の抵抗率よりも１桁ほど高い。一方、インターコネクタ９は、ハンダ被覆された銅線であり、その抵抗率を純銅並みとすることができる。
　したがって、メイングリッド電極４は、電流を長距離伝導させるものではなく、サブグリッド電極５で集電した電流をインターコネクタ９に伝導することが主な役割である。電流がメイングリッド電極４を流れる距離は、メイングリッド電極４の幅以下であり、電流がサブグリッド電極５を流れる長さに比べれば短いため、メイングリッド電極４の抵抗による損失は少ない。
　そのため、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストの銀の含有量を減らして抵抗が高くなったとしても、太陽電池１１の性能への影響は小さい。本発明者らは、この点に着目し、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストの銀含有量を、太陽電池１１の性能をほとんど低下させない程度まで低減することを試みた。
　また、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストと、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストとで異なる銀ペーストを用いる場合には、これらの電極間の抵抗が低いこと、これらの電極の接合強度が高いこと、およびこれらの電極が長期信頼性を有することが求められる。
　さらに、メイングリッド電極４は、インターコネクタ９から外力を受けることがある。したがって、メイングリッド電極４は、外力によって剥がれないように、太陽電池１１の表面に対して接着強度が高く、長期信頼性が高いことが求められる。こういった条件を満たすため、銀ペーストのガラスフリットの量等の諸条件を検討した。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
　以下の実施例においては、サブグリッド電極５の形成にはすべて同じ銀ペーストを用い、メイングリッド電極４の形成に用いる銀ペーストを種々変更して、その特性を調べた。サブグリッド電極５の形成に用いた銀ペーストを基準の銀ペーストとする。なお、以下の実施例において使用されたすべての銀ペーストは、ファイヤースルー性を有するものである。
　＜実施例１～４＞
　実施例１～４においては、メイングリッド電極４の形成に用いた銀ペーストの銀含有率とガラスフリット含有率とを変えた銀ペーストを用いて、実施例１～４の太陽電池を作製した。また、実施例１～４においては、サブグリッド電極５の形成には、上述のように、基準の銀ペーストを使用した。また、基準として、メイングリッド電極４およびサブグリッド電極５の両方の形成に基準の銀ペーストを用いた基準の太陽電池も作製した。
　表１に、実施例１～４の太陽電池および基準の太陽電池の特性を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　まず、表１の各項目に関して説明する。
　表１に示す銀含有率およびガラスフリットの含有率は、それぞれ、銀ペースト中の銀の含有率および銀ペースト中のガラスフリットの含有率である。表１に示す銀含有率およびガラスフリットの含有率は、ｗｔ％（質量百分率）で記載されている。
　表１に示すガラスフリット／銀含有率比は、銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比であり、銀含有率に対するガラスフリット含有率の比をパーセントで示したものである。
　表１に示す銀含有率比は、基準の銀ペーストの銀含有率に対する各銀ペーストの銀含有率の比率である。表１に示す銀含有率比が１００％を下回っている場合には、銀の使用量を削減できていることを意味する。
　表１に示す最大出力比は、メイングリッド電極４およびびサブグリッド電極５の両方を基準の銀ペーストを使用して形成した基準の太陽電池の最大出力（Ｐｍ）に対する実施例１～４の太陽電池の最大出力（Ｐｍ）の比率である。表１に示す最大出力比が１００％付近である場合には、基準となる太陽電池と遜色ない性能であることがわかる。
　表１に示す接着強度は、メイングリッド電極４の接着強度を示したものである。実施例１～４の太陽電池および基準の太陽電池のメイングリッド電極４に、幅２．０ｍｍ厚さ０．５ｍｍのハンダ被覆されたインターコネクタ９をハンダ付けし、４５°の方向に引っ張り、その剥離強度が２Ｎ以上であったものを合格としている。表１では、接着強度が合格の場合を「Ａ」、不合格の場合を「Ｂ」と記載している。
　表１に示す信頼性は、実施例１～４の太陽電池および基準の太陽電池を温度８５℃、湿度８５％の環境下に５００時間放置した時の最大出力の保持率が９８％以上であったものを合格としている。信頼性についても、表１では合格の場合を「Ａ」、不合格の場合を「Ｂ」と記載している。
　まず、基準の銀ペーストの表１に示す結果を見ると、接着強度および信頼性ともに合格であった。したがって、少なくともメイングリッド電極４およびサブグリッド電極５の両方を基準の銀ペーストを用いて形成した基準となる太陽電池は、実用に耐えうることがわかる。
　次に、実施例１～４の太陽電池の結果を見ると、実施例１～４の太陽電池は、いずれも銀ペーストの銀含有率比が１００％を下回っており、銀の使用量を低減できていることがわかる。また、実施例１～４の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストのガラスフリットの含有率は、いずれも、基準の銀ペースト（１．５ｗｔ％）より大きく、１．６ｗｔ％以上である。さらに、実施例１～４の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストのガラスフリット／銀含有率比は、いずれも、基準の銀ペースト（１．８％）よりも大きく、２％以上である。
　一方、実施例１～４の太陽電池の最大出力比は９９．７％～１００．４％であり、ほとんど性能に差は無い。また、実施例１～４の太陽電池のいずれも、接着強度および信頼性ともに合格であった。
　以上より、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中の銀含有率を、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペースト中の銀含有率よりも小さくすることによって、実施例１～４の太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、電極の銀使用量を低減することができた。
　また、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの含有率をサブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの含有率よりも大きくすることによって、銀ペースト中の銀の使用量を低減した場合でも、基準の銀ペーストを使用した場合と同程度の太陽電池の性能が得られることができた。したがって、この場合には、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、低コスト化が可能となった。
　また、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比をサブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比を大きくすることによって、銀ペースト中の銀の使用量を低減した場合でも、基準の銀ペーストを使用した場合と同程度の太陽電池の性能が得られることができた。したがって、この場合には、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、低コスト化が可能となった。
　＜実施例５～８＞
　実施例５～８においては、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストの銀含有率とガラスフリット軟化点とを種々変更して、実施例５～８の太陽電池を作製し、その特性を調べた。また、実施例５～８の太陽電池のサブグリッド電極５に用いられる銀ペーストとしては、上述のように、基準の銀ペーストを用いた。また、基準として、上述のように、メイングリッド電極４およびサブグリッド電極５の両方の形成に基準の銀ペーストを用いた基準の太陽電池も作製した。
　表２に、実施例５～８の太陽電池および基準の太陽電池の特性を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の項目のうち、表１と異なる項目のみ説明する。
　表２に示すガラスフリット軟化点は、実施例５～８の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた各銀ペーストのガラスフリットの軟化点の温度を示している。
　また、表２に示すサブグリッドとの軟化点差は、実施例５～８の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた各銀ペーストのガラスフリットの軟化点と、サブグリッド電極５の形成に用いられた基準の銀ペーストのガラスフリットの軟化点５９０℃との温度差を示している。
　表２に示すように、実施例５～８の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストの銀含有率比は、いずれも１００％を下回っており、銀の使用量を低減できていることができた。
　また、実施例５～８の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストのガラスフリット軟化点は、いずれも、基準の銀ペーストのガラスフリット軟化点（５９０℃）よりも低く、いずれも５６０℃以下であった。
　一方、実施例５～８の太陽電池の最大出力比は、９９．７％～１００．４％であり、基準の太陽電池の最大出力とほとんど性能に差は無かった。また、実施例５～８の太陽電池の接着強度および信頼性は、いずれも、合格であった。
　以上の結果により、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中の銀含有率を、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストの銀含有率よりも小さくすることによって、銀ペースト中の銀の使用量を低減することができた。
　また、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの軟化点を、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペースト中のガラスフリットの軟化点よりも低くすることによって、銀ペースト中の銀の使用量を低減した場合でも、基準の銀ペーストを用いてメイングリッド電極４を形成した場合と同程度の太陽電池の性能を得ることができた。すなわち、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、低コスト化が可能となった。
　＜実施例９～１２＞
　実施例９～１２においては、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペーストの銀含有率と銀ペーストに用いられている銀粉のＢＥＴ（Brunaure　Emmett　Teller　Value）値とを種々変更して、実施例９～１２の太陽電池を作製し、その特性を調べた。また、実施例９～１２の太陽電池のサブグリッド電極５に用いられる銀ペーストとしては、上述のように、基準の銀ペーストを用いた。また、基準として、上述のように、メイングリッド電極４およびサブグリッド電極５の両方の形成に基準の銀ペーストを用いた基準の太陽電池も作製した。
　表３に、実施例９～１２の太陽電池および基準の太陽電池の特性を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３の項目のうち、表１および表２と異なる項目のみ説明する。
　表３に示すＢＥＴ値は、比表面積とも呼ばれる値であり、物体の単位質量あたりの表面積である。ＢＥＴ値を銀粉の粒径の指標として用いている。表３に示すＢＥＴ値が大きいほど、銀ペースト中の銀粉の粒径が小さいことを示している。銀ペースト中の銀粉の形状によらず、ＢＥＴ値が０．２５ｍ2／ｇまでを「小」とし、０．２５～０．５０ｍ2／ｇまでのものを「中」とし、０．５０ｍ2／ｇ以上を「大」と３つに分類して、表３に、銀粉ＢＥＴ値の分類として示した。
　表３に示すように、実施例９～１２の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストの銀含有率比はいずれも１００％を下回っており、銀の使用量を低減できている。また、いずれも銀粉のＢＥＴ値の分類は「大」であり、基準の銀ペーストのＢＥＴ値の分類「中」よりもＢＥＴ値が大きい。すなわち、実施例９～１２の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストの銀粉の粒径は、いずれも基準の銀ペーストに用いられた銀粉の粒径よりも小さい。
　一方、実施例９～１２の太陽電池の最大出力比は、９９．７％～１００．４％であり、基準の太陽電池の最大出力とほとんど性能に差は無かった。また、実施例９～１２の太陽電池の接着強度および信頼性は、いずれも、合格であった。
　以上の結果により、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中の銀含有率を、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペーストの銀含有率よりも小さくすることによって、銀ペースト中の銀の使用量を低減することができた。
　また、メイングリッド電極４の形成に用いられる銀ペースト中の銀のＢＥＴ値を、サブグリッド電極５の形成に用いられる銀ペースト中の銀のＢＥＴ値よりも大きくすることによって、銀ペースト中の銀の使用量を低減した場合でも、基準の銀ペーストを用いてメイングリッド電極４を形成した場合と同程度の太陽電池の性能を得ることができた。すなわち、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、低コスト化が可能となった。
　図５（ａ）～図５（ｃ）に、実施例９～１２におけるメイングリッド電極４とサブグリッド電極５との接合部分の状況を模式的に示す。図５（ａ）に、メイングリッド電極４とサブグリッド電極５の接合部分の模式的な正面図を示し、図５（ｂ）に、図５（ａ）のＶｂ－Ｖｂに沿った模式的な断面図を示し、図５（ｃ）に図５（ｂ）の円で囲まれた部分における銀粉の状況を説明する模式的な概念図を示す。なお、図５（ｃ）において、白抜きの円がメイングリッド電極４を形成する銀粉を示し、斜線が入っている円がサブグリッド電極５を形成する銀粉を示している。
　図５（ｃ）に示すように、メイングリッド電極４を形成する銀粉の粒径の方が、サブグリッド電極５を形成する銀粉の粒径よりも小さいため、メイングリッド電極４を形成する銀粉がサブグリッド電極５を形成する銀粉の隙間に入り込み、メイングリッド電極４とサブグリッド電極５とを低抵抗で接続するとともに、これらの電極の密着度が高くなったものと考えられる。
　＜実施例１３～１５および参考例１＞
　実施例１３～１５および参考例１においては、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、メイングリッド電極４の厚さを薄くすることを試みた。メイングリッド電極４を薄くした場合には、銀ペーストの銀使用量をさらに低減することができるためである。
　実施例１３～１５および参考例１の太陽電池のサブグリッド電極５を形成するのに用いた銀ペーストとしては基準の銀ペーストを使用し、サブグリッド電極５の線幅が約８０μｍとなるようにスクリーン印刷し、サブグリッド電極５の平均厚が約１５μｍとなるよう形成した。
　また、実施例１３～１５および参考例１の太陽電池は、実施例１の太陽電池のメイングリッド電極４の形成に用いられた銀ペーストを、厚さを４種類に変化させたスクリーンを用いてスクリーン印刷することによって、メイングリッド電極４を形成して作製された。メイングリッド電極４の厚さは、メイングリッド電極４の中心部の平坦部分を１本当たり３点測定し、その平均値を平均厚とした。
　表４に、実施例１３～１５および参考例１の太陽電池を作製するのに用いたスクリーンの仕様と評価結果とを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、メイングリッド電極４の平均厚は、実施例１３が最も厚く、参考例１が最も薄い。また、実施例１３～１５および参考例１の太陽電池の最大出力比は、９９．６％～１００．２％であり、ほとんど性能に差は無かった。接着強度と信頼性は、実施例１３～１５では合格であったのに対し、参考例１は不合格であった。
　接着強度と信頼性とが合格であった実施例１３～１５の太陽電池のメイングリッド電極４の平均厚は、いずれも、サブグリッド電極５の平均厚１５μｍよりも薄かった。このように、メイングリッド電極４を形成するのに用いられる銀ペースト中の銀含有率を減らすことに加えて、メイングリッド電極４の中心部の平均厚をサブグリッド電極５の平均厚よりも薄くすることによって、太陽電池の性能をほとんど低下させることなく、銀ペースト中の銀使用量を低減して、低コスト化を図ることが可能となった。
　一方、参考例１の結果より、メイングリッド電極４の中心部の平均厚を薄くしすぎると、接着強度と信頼性とが低下することがわかった。上記の結果によれば、実施例１５の太陽電池のメイングリッド電極４の中心部の平均厚５．９μｍと、参考例１の太陽電池のメイングリッド電極４の中心部の平均厚４．８μｍとの間には臨界が存在することから、メイングリッド電極４の中心部の平均厚が５．４μｍ以上であることが望ましく、５．９μｍ以上であることがより望ましい。
　実施例１３～１５および参考例１においては、スクリーン仕様を変えることによって、メイングリッド電極４の厚さを変更したが、銀ペーストの粘性を変化させることによってメイングリッド電極４の厚さを変更することも可能である。
　以上説明したように、本発明によれば、現行と同等程度の電気特性、接着強度および信頼性を有する太陽電池を、低コストで製造することが可能となる。
　以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の実施の形態および各実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　本発明は、メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペーストと、サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペーストとを異なる銀ペーストとして用いた太陽電池の製造方法、太陽電池、および該太陽電池を用いた太陽電池モジュール全般に広く適用することが可能である。
　１　ｐ型単結晶Ｓｉ基板、２　ｎ型不純物拡散層、３　反射防止膜、４　メイングリッド電極、５　サブグリッド電極、６　ＢＳＦ層、７　裏面銀電極、８　アルミニウム電極、９　インターコネクタ、１１　太陽電池、１０１　太陽電池、１０２　電極部、１０２ａ　メイングリッド、１０２ｂ　サブグリッド、１０３　シリコン基板、１０４　ｎ型不純物拡散層、１０５　反射防止膜、１０６　ＢＳＦ層、１０７　アルミニウム電極、１０８　銀電極、１２１　受光面、１２２　裏面。

Claims (7)

  1. 　基板の表面にメイングリッド電極およびサブグリッド電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、
    　前記メイングリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率が、前記サブグリッド電極の形成に用いられる銀ペースト中の銀の含有率よりも低い、太陽電池の製造方法。
  2. 　前記メイングリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中のガラスフリットの含有率が、前記サブグリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中のガラスフリットの含有率よりも高い、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 　前記メイングリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比が、前記サブグリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中の銀の含有率に対するガラスフリットの含有率の比よりも大きい、請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 　前記メイングリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中のガラスフリットの軟化点が、前記サブグリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中のガラスフリットの軟化点よりも低い、請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 　前記メイングリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中の銀のＢＥＴ値が、前記サブグリッド電極の形成に用いられる前記銀ペースト中の銀のＢＥＴ値よりも大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 　前記メイングリッド電極の中心部の厚さが、前記サブグリッド電極の厚さよりも薄い、請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 　基板の表面にメイングリッド電極およびサブグリッド電極を有する太陽電池であって、前記メイングリッド電極中の銀の含有率が、前記サブグリッド電極中の銀の含有率よりも低い、太陽電池。
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