WO2021171953A1 - 太陽電池および太陽電池製造方法 - Google Patents
太陽電池および太陽電池製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021171953A1 WO2021171953A1 PCT/JP2021/004154 JP2021004154W WO2021171953A1 WO 2021171953 A1 WO2021171953 A1 WO 2021171953A1 JP 2021004154 W JP2021004154 W JP 2021004154W WO 2021171953 A1 WO2021171953 A1 WO 2021171953A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- base electrode
- back surface
- resist
- surface side
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 137
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 124
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011328 necessary treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 125000005385 peroxodisulfate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Definitions
- the second current collector of the first base electrode is used.
- a configuration in which an insulating material is laminated in a region intersecting the body and a region intersecting the first current collector of the second base electrode is also known (see, for example, Patent Document 1).
- the solar cell manufacturing method includes a step of alternately forming a strip-shaped first semiconductor layer and a second semiconductor layer on the back surface of the semiconductor substrate, and laminating a base electrode forming material on the back surface side of the semiconductor substrate.
- the first transparent electrode 31 and the second transparent electrode 32 can be formed of the same material.
- Examples of the material forming the first transparent electrode 31 and the second transparent electrode 32 include ITO (Indium Tin Oxide) and zinc oxide (ZnO).
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
ベース電極と集電体との電気的接続が確実な太陽電池を提供することを提供すること。本発明の一態様に係る太陽電池１は、半導体基板１０と、半導体基板の裏面側に交互に積層される帯状の第１半導体層２１および第２半導体層２２と、前記第１半導体層および第２半導体層の裏面側の幅方向中央部に積層されるベース電極４１，４２と、前記ベース電極の裏面側に積層され、部分的に前記ベース電極を露出する内側開口５３，５４を有する補助絶縁層５１，５２と、前記補助絶縁層の裏面側並びに前記第１半導体層および第２半導体層前記ベース電極が積層されていない領域の裏面側に連続して積層され、前記内側開口と連通する裏側開口６１，６２を有する主絶縁層６０と、前記主絶縁層の裏面側並びに前記内側開口および前記裏側開口から露出する前記ベース電極の裏面側に連続して積層される集電体７１，７２と、を備える。
Description
本発明は、太陽電池および太陽電池製造方法に関する。
半導体基板の裏面に交互に形成され、それぞれ第１方向に延びる複数の帯状の第１半導体層および第２半導体層と、第１半導体層および第２半導体層にそれぞれ積層される複数の帯状の第１ベース電極および第２ベース電極と、複数の第１ベース電極を接続するよう第１方向と交差する第２方向に延びる第１集電体および複数の第２ベース電極を接続するよう第２方向に延びる第２集電体と、を備えるバックコンタクト型の太陽電池が知られている。
このような太陽電池において、第１ベース電極と第２集電体との短絡、および第２ベース電極と第１集電体との短絡を防止するために、第１ベース電極の第２集電体と交差する領域および第２ベース電極の第１集電体と交差する領域に絶縁材料を積層する構成も知られている（例えば特許文献１参照）。
上述のようなバックコンタクト型の太陽電池において、集電効率を向上するために第１半導体層および第２半導体層の配設ピッチを小さくすると、第１ベース電極を被覆する絶縁材料が第２ベース電極に、第２ベース電極を被覆する絶縁材料が第１ベース電極に、それぞれ接触し得る。この場合、絶縁材料を硬化させるまでの間に、第１ベース電極および第２ベース電極の接続面上に絶縁材料から樹脂成分が染み出すおそれがある。このようにして第１ベース電極および第２ベース電極の接続面上に樹脂成分が存在すると、第１ベース電極と第１集電体との電気的接続および第２ベース電極と第２集電体との電気的接続が不確実となる。このような実情に鑑みて、本発明は、ベース電極と集電体との電気的接続が確実な太陽電池を提供することを課題とする。
本発明の一態様に係る太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側に交互に積層される帯状の第１半導体層および第２半導体層と、前記第１半導体層および第２半導体層の裏面側の幅方向中央部に積層されるベース電極と、前記ベース電極の裏面側に積層され、部分的に前記ベース電極を露出する内側開口を有する補助絶縁層と、前記補助絶縁層の裏面側並びに前記第１半導体層および第２半導体層の前記ベース電極が積層されていない領域の裏面側に連続して積層され、前記内側開口と連通する裏側開口を有する主絶縁層と、前記主絶縁層の裏面側並びに前記内側開口および前記裏側開口から露出する前記ベース電極の裏面側に連続して積層される集電体と、を備える。
上述の太陽電池において、前記主絶縁層は、前記補助絶縁層よりも高いアルカリ耐性を有してもよい。
上述の太陽電池は、前記第１半導体層および前記第２半導体層と前記ベース電極との間にそれぞれ介在する透明電極をさらに備えてもよい。
上述の太陽電池において、前記透明電極の幅は、前記ベース電極の幅よりも小さくてもよい。
上述の太陽電池において、前記裏側開口の幅は、前記内側開口の幅よりも小さくてもよい。
上述の太陽電池において、前記主絶縁層の幅は、前記ベース電極の幅よりも大きくてもよい。
本発明の一態様に係る太陽電池製造方法は、半導体基板の裏面に帯状の第１半導体層および第２半導体層を交互に形成する工程と、前記半導体基板の裏面側にベース電極形成材料を積層する工程と、前記ベース電極形成材料の裏面側に、平面視で前記第１半導体層および前記第２半導体層の境界領域を露出させるよう第１レジストを積層する工程と、前記第１レジストをマスクとするエッチングにより、前記ベース電極形成材料の前記第１レジストから露出する領域を除去する工程と、前記第１レジストの裏面側並びに前記第１レジストから露出する前記第１半導体層および前記第２半導体層の裏面側に連続して、平面視で前記第１半導体層および前記第２半導体層の幅方向中央部を部分的に露出させるよう第２レジストを積層する工程と、前記第２レジストをマスクとするエッチングにより、前記第１レジストの前記第２レジストから露出する領域を除去する工程と、前記第１レジストを除去した領域に露出する前記ベース電極形成材料の裏面側および前記第２レジストの裏面側に連続して導電性ペーストを積層する工程と、を備える。
本発明によれば、ベース電極と集電体との電気的接続が確実な太陽電池を提供できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されている。
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池１の裏面図である。図２は、太陽電池１のＡ－Ａ線断面図である。
太陽電池１は、いわゆるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池セルである。太陽電池１は、半導体基板１０と、半導体基板１０の裏面側（光の入射面と反対側）に、それぞれ第１方向に延びる帯状に形成され、第１方向と交差する第２方向に交互に設けられる複数の第１半導体層２１および複数の第２半導体層２２と、第１半導体層２１および第２半導体層２２の裏面側の幅方向（第２方向）中央部にそれぞれ第１方向に延びる帯状に積層される複数の第１透明電極３１および複数の第２透明電極３２と、第１透明電極３１および第２透明電極３２の裏面側に略全面にそれぞれ積層される複数の第１ベース電極４１および複数の第２ベース電極４２と、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２の裏面側にそれぞれ積層され、部分的に第１ベース電極４１および第２ベース電極４２を露出する第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２と、第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２の裏面側並びに第１半導体層２１の第１ベース電極４１が積層されていない領域および第２半導体層２２の第２ベース電極４２が積層されていない領域の裏面側に連続して積層される主絶縁層６０と、主絶縁層６０の裏面側および第１ベース電極４１の露出している領域の裏面側に連続して積層される第１集電体７１、並びに主絶縁層６０の裏面側および第２ベース電極４２の露出している領域の裏面側に連続して積層される第２集電体７２と、を備える。
半導体基板１０は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１０は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。半導体基板１０は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。半導体基板１０の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。
第１半導体層２１および第２半導体層２２は、互いに異なる導電型を有する。例として、第１半導体層２１はｐ型半導体から形成され、第２半導体層２２はｎ型半導体から形成される。第１半導体層２１および第２半導体層２２は、例えば所望の導電型を付与するドーパントを含有するアモルファスシリコン材料で形成することができる。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられ、ｎ型ドーパントとしては、例えば上述したリン（Ｐ）が挙げられる。
第１半導体層２１および第２半導体層２２は、それぞれ第１方向に延びる帯状に形成される。太陽電池１では、複数の第１半導体層２１および複数の第２半導体層２２が第１方向と交差する第２方向に交互に設けられる。第１半導体層２１および第２半導体層２２は、半導体基板１０の略全面を覆うように配設されることが好ましい。第１半導体層２１および第２半導体層２２は、半導体基板１０内に発生したキャリアを誘引して電荷を収集する。
第１透明電極３１は、第１半導体層２１と第１ベース電極４１との間に介在し、第１ベース電極４１と実質的に同一の平面形状を有する。また、第２透明電極３２は、第２半導体層と第２ベース電極４２との間に介在し、第２ベース電極４２と実質的に同一の平面形状を有する。厳密には、第１透明電極３１および第２透明電極３２の幅は、積層されている第１ベース電極４１または第２ベース電極４２の幅よりも小さくてもよい。これにより、主絶縁層６０が第１半導体層２１と第１ベース電極４１との隙間および第２半導体層２２と第２ベース電極４２との隙間に入り込むため、主絶縁層６０が剥離しにくくなる。
第１透明電極３１および第２透明電極３２は、第１半導体層２１および第２半導体層２２から集電し、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２に電荷を供給する薄層である。また、第１透明電極３１および第２透明電極３２は、第１半導体層２１および第２半導体層２２と、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２との材質の違い等によって生じる密着性の低下や界面における電気抵抗の増大を防止する中間層として機能する。
第１透明電極３１および第２透明電極３２は、互いに接触しないよう、第２方向に第１半導体層２１および第２半導体層２２よりも小さい幅で、第１方向に第１半導体層２１および第２半導体層２２の略全長に亘って積層されている。
第１透明電極３１と第２透明電極３２とは、同じ材料から形成することができる。第１透明電極３１および第２透明電極３２を形成する材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を挙げることができる。
第１ベース電極４１は、それぞれの第１透明電極３１に第１方向に延びるよう積層され、第２ベース電極４２は、それぞれの第２透明電極３２に第１方向に延びるよう積層される。第１ベース電極４１および第２ベース電極４２は、第１透明電極３１および第２透明電極３２を介して第１半導体層２１および第２半導体層２２から電荷を取り出す。
第１ベース電極４１および第２ベース電極４２は、例えば銅、ニッケル等の金属から形成することができる。
第１補助絶縁層５１は、部分的に第１ベース電極４１を露出する第１内側開口５３を有する。また、第２補助絶縁層５２は、部分的に第２ベース電極４２を露出する第２内側開口５４を有する。第１補助絶縁層５１の第２方向両側の側縁は、平面視で第１透明電極３１および第１ベース電極４１の側縁と略重なる。同様に、第２補助絶縁層５２の第２方向両側の側縁は、平面視で第２透明電極３２および第２ベース電極４２の側縁と略重なる。
第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２の幅は、積層されている第１ベース電極４１又は第２ベース電極４２の幅よりも大きくてもよい。これにより、主絶縁層６０が第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２の両側部の表側に入り込むため、主絶縁層６０が剥離しにくくなる。また、第１内側開口５３および第２内側開口５４は、図示するように閉じた開口であってもよいが、第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２の側方に開口していてもよい。
第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２は、第１透明電極３１、第２透明電極３２、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２を浸食し、第１半導体層２１および第２半導体層２２を浸食しない薬液によって浸食されない樹脂組成物から形成することができ、印刷によって選択的に積層可能な材料から形成されることが好ましい。
主絶縁層６０は、第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２を被覆し、第１内側開口５３とそれぞれ連通する複数の第１裏側開口６１と、第２内側開口５４とそれぞれ連通する複数の第２裏側開口６２と、を有する。つまり、主絶縁層６０は、第１ベース電極４１の第１内側開口５３から露出する領域および第２ベース電極４２の第２内側開口５４から露出する領域を実質的に被覆しない。主絶縁層６０は、第１集電体７１の第２半導体層２２、第２透明電極３２または第２ベース電極４２との接触、並びに第２集電体７２の第１半導体層２１、第１透明電極３１または第１ベース電極４１との接触を防止する。
第１裏側開口６１および第２裏側開口６２の幅（第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２の幅と同じ方向の大きさ）は、連通している第１内側開口５３又は第２内側開口５４の幅よりも小さくてもよい。これにより、第１集電体７１および第２集電体７２の先端部の幅が、第１裏側開口６１および第２裏側開口６２の幅よりも大きくなるため、第１集電体７１および第２集電体７２が第１内側開口５３および第２内側開口５４から脱離すること、つまり第１集電体７１および第２集電体７２が剥離することを防止できる。
主絶縁層６０は、第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２を浸食し、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２を浸食しない薬液によって浸食されない樹脂組成物から形成することができる。典型的には、主絶縁層６０は、第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２よりも高いアルカリ耐性を有する。また、主絶縁層６０は、印刷によって選択的に積層可能な材料から形成されることが好ましい。
第１集電体７１は、複数の第１ベース電極４１の第１内側開口５３および第１裏側開口６１から露出する領域に接続される。このため、第１集電体７１は、主絶縁層６０の裏面側並びに第１内側開口５３および第１裏側開口６１から露出する第１ベース電極４１の裏面側に連続して積層される。第２集電体７２は、複数の第２ベース電極４２の第２内側開口５４および第２裏側開口６２から露出する領域に接続される。このため、第２集電体７２は、主絶縁層６０の裏面側並びに第２内側開口５４および第２裏側開口６２から露出する第２ベース電極４２の裏面側に連続して積層される。
第１集電体７１および第２集電体７２は、複数の第１ベース電極４１および複数の第２ベース電極４２をそれぞれ接続する。また、第１集電体７１および第２集電体７２は、太陽電池１から電力を取り出すための端子としても使用できる。第１集電体７１および第２集電体７２は、例えば半田、導電性接着剤等によって形成することができる。
図３に、太陽電池１の製造方法の手順を示す。図３の太陽電池製造方法は、本発明に係る太陽電池製造方法の一実施形態である。
本実施形態の太陽電池製造方法は、半導体層形成工程（ステップＳ１）と、透明電極形成材料積層工程（ステップＳ２）と、ベース電極形成材料積層工程（ステップＳ３）と、第１レジスト積層工程（ステップＳ４）と、第１エッチング工程（ステップＳ５）と、第２レジスト積層工程（ステップＳ６）と、第２エッチング工程（ステップＳ７）と、導電性ペースト積層工程（ステップＳ８）と、を備える。
ステップＳ１の半導体層形成工程では、図４Ａに示すように、半導体基板１０の裏面に帯状の第１半導体層２１および第２半導体層２２を交互に形成する。具体的には、第１半導体層２１および第２半導体層２２は、半導体基板１０の裏面にマスクを形成し、例えばＣＶＤ等の成膜技術によって半導体材料を積層することによって順番に形成することができる。
ステップＳ２の透明電極形成材料積層工程では、図４Ｂに示すように、半導体基板１０の裏面側に、第１半導体層２１および第２半導体層２２を覆うよう、第１透明電極３１および第２透明電極３２を形成する透明電極形成材料３０を積層する。透明電極形成材料３０は、例えばＣＶＤ、スパッタリング等の成膜技術によって積層することができる。
ステップＳ３のベース電極形成材料積層工程では、図４Ｃに示すように、半導体基板１０の裏面側に透明電極形成材料３０を覆うよう第１ベース電極４１および第２ベース電極４２を形成するベース電極形成材料４０を積層する。ベース電極形成材料４０は、例えばスパッタリング、メッキ等により積層することができる。
ステップＳ４の第１レジスト積層工程では、図４Ｄに示すように、ベース電極形成材料４０の裏面側に、平面視で第１半導体層２１および第２半導体層２２の境界領域を露出させるよう第１レジスト５０を積層する。より詳しくは、第１レジスト５０は、形成しようとする第１ベース電極４１および第２ベース電極４２と等しい平面形状を有するよう積層される。
第１レジスト５０は、例えばスクリーン印刷等の印刷技術を用いて選択的に積層することができる。第１レジスト積層工程では、第１レジスト５０の材質に応じて加熱硬化（樹脂の重合）等の必要とされる処理が行われ得る。
ステップＳ５の第１エッチング工程では、図４Ｅに示すように、第１レジスト５０をマスクとする第１のエッチングにより、透明電極形成材料３０およびベース電極形成材料４０の第１レジスト５０から露出する領域を除去する。第１エッチング工程で用いるエッチング液としては、例えば透明電極形成材料３０がＩＴＯでベース電極形成材料４０が銅の場合に、塩化第二鉄水溶液と塩酸との混合液、またはペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液と塩酸との混合液などを用いることができる。
第１エッチング工程におけるエッチングの条件によっては、サイドエッチ効果により、第１透明電極３１および第２透明電極３２の幅が第１ベース電極４１および第２ベース電極４２の幅よりも小さくなったり、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２が第１補助絶縁層５１および第２補助絶縁層５２の幅よりも小さくなったりすることがある。設計条件によっては、第１透明電極３１および第２透明電極３２の分離並びに第１ベース電極４１および第２ベース電極４２の分離を確実にするために、このようなサイドエッチ効果を積極的に生じさせてもよい。
ステップＳ６の第２レジスト積層工程では、図４Ｆに示すように、第１レジスト５０の裏面側並びに第１レジスト５０から露出する第１半導体層２１および第２半導体層２２の裏面側に連続して、平面視で第１半導体層２１および第２半導体層２２の幅方向（第２方向）中央部を長手方向（第１方向）に部分的に露出させるよう、第２レジスト（太陽電池１で主絶縁層として使用される）６０を積層する。
第２レジスト６０は、例えばスクリーン印刷等の印刷技術を用いて選択的に積層することができる。第２レジスト積層工程では、第２レジスト６０の材質に応じて加熱硬化等の必要とされる処理が行われ得る。
ステップＳ７の第２エッチング工程では、図４Ｇに示すように、第２レジスト６０をマスクとする第２のエッチングにより、第１レジスト５０の第２レジスト６０から露出する領域を除去する。第２エッチング工程で用いるエッチング液としては、例えば第２レジスト６０を溶解しない程度のｐＨを有するアルカリ性水溶液を用いることができる。
本実施形態においては、第２レジスト６０が、第１半導体層２１および第２半導体層２２の境界領域近傍の第１半導体層２１および第２半導体層２２を被覆しているので、第１レジスト５０を除去するためのエッチング液が第１半導体層２１および第２半導体層２２に接触することを防止できる。これによって、第２エッチング工程において、第１半導体層２１および第２半導体層２２の溶解などによる太陽電池１の性能の低下を防止できる。
第２エッチング工程におけるエッチングの条件によっては、サイドエッチ効果により、第１内側開口５３および第２内側開口５４の幅が第１裏側開口６１および第２裏側開口６２の幅よりも大きくなるこがある。設計条件によっては、第１ベース電極４１と第１集電体７１との接続性および第２ベース電極４２と第２集電体７２との接続性を向上するために、このようなサイドエッチ効果を積極的に生じさせてもよく、第１内側開口５３および第２内側開口５４の幅方向両側に第１レジスト５０が残らないようにしてもよい。
ステップＳ８の導電性ペースト積層工程では、第１レジスト５０を除去した領域に露出する第１ベース電極４１の裏面側および第２レジスト６０の裏面側に連続して導電性ペーストを積層することにより、第１集電体７１を形成するととともに、第１集電体７１とは間隔を空けて、第１レジスト５０を除去した領域に露出する第２ベース電極４２の裏面側および第２レジスト６０の裏面側に連続して導電性ペーストを積層することにより、第２集電体７２を形成する。これによって、図２に示す太陽電池１が得られる。
第１集電体７１および第２集電体７２を形成する導電性ペーストとしては、第１ベース電極４１および第２ベース電極４２との接続性および導電性に優れる第１集電体７１および第２集電体７２を形成することができる点で、半田粒子およびフラックスを含む半田ペーストが特に好適に用いられる。導電性ペーストの積層は、例えばスクリーン印刷等の印刷技術を用いて行うことができる。導電性ペースト積層工程では導電性ペーストを硬化して第１集電体７１および第２集電体７２を形成するために必要な処理、例えば半田ペーストの半田粒子のリフロー等を行ってもよい。
ベース電極に集電体を接続する直前に意図しないベース電極との短絡を防止するためにソルダレジスト（絶縁層）の焼成を行う従来の製造方法では、ソルダレジストの樹脂成分が染み出してベース電極の表面に付着するおそれがあるが、本実施形態の太陽電池製造方法では、第２エッチング工程において、第１ベース電極４１の第１集電体７１が積層される領域および第２内側開口５４および第２裏側開口６２から露出する領域の樹脂成分を除去することができる。このため、導電性ペースト積層工程において形成される第１集電体７１と第１ベース電極４１との電気的接続、および第２集電体７２と第２ベース電極４２との電気的接続が確実であるため、本実施形態の太陽電池製造方法によって製造される太陽電池１は、電気抵抗が小さく、信頼性が高い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、本発明に係る太陽電池は、透明電極を有しないものであってもよい。また、本発明に係る太陽電池は、上述した構成要素以外に、真性半導体層、パッシベーション層、反射防止膜、保護フィルム等のさらなる構成要素を備えてもよい。
１ 太陽電池
１０ 半導体基板
２１ 第１半導体層
２２ 第２半導体層
３０ 透明電極形成材料
３１ 第１透明電極
３２ 第２透明電極
４０ ベース電極形成材料
４１ 第１ベース電極
４２ 第２ベース電極
５０ 第１レジスト
５１ 第１補助絶縁層
５２ 第２補助絶縁層
５３ 第１内側開口
５４ 第２内側開口
６０ 主絶縁層（第２レジスト）
６１ 第１裏側開口
６２ 第２裏側開口
７１ 第１集電体
７２ 第２集電体
１０ 半導体基板
２１ 第１半導体層
２２ 第２半導体層
３０ 透明電極形成材料
３１ 第１透明電極
３２ 第２透明電極
４０ ベース電極形成材料
４１ 第１ベース電極
４２ 第２ベース電極
５０ 第１レジスト
５１ 第１補助絶縁層
５２ 第２補助絶縁層
５３ 第１内側開口
５４ 第２内側開口
６０ 主絶縁層（第２レジスト）
６１ 第１裏側開口
６２ 第２裏側開口
７１ 第１集電体
７２ 第２集電体
Claims (7)
- 半導体基板と、
半導体基板の裏面側に交互に積層される帯状の第１半導体層および第２半導体層と、
前記第１半導体層および第２半導体層の裏面側の幅方向中央部に積層されるベース電極と、
前記ベース電極の裏面側に積層され、部分的に前記ベース電極を露出する内側開口を有する補助絶縁層と、
前記補助絶縁層の裏面側並びに前記第１半導体層および第２半導体層の前記ベース電極が積層されていない領域の裏面側に連続して積層され、前記内側開口と連通する裏側開口を有する主絶縁層と、
前記主絶縁層の裏面側並びに前記内側開口および前記裏側開口から露出する前記ベース電極の裏面側に連続して積層される集電体と、
を備える、太陽電池。 - 前記主絶縁層は、前記補助絶縁層よりも高いアルカリ耐性を有する、請求項１に記載の太陽電池。
- 前記第１半導体層および前記第２半導体層と前記ベース電極との間にそれぞれ介在する透明電極をさらに備える、請求項１または２に記載の太陽電池。
- 前記透明電極の幅は、前記ベース電極の幅よりも小さい、請求項３に記載の太陽電池。
- 前記裏側開口の幅は、前記内側開口の幅よりも小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池。
- 前記主絶縁層の幅は、前記ベース電極の幅よりも大きい、請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池。
- 半導体基板の裏面に帯状の第１半導体層および第２半導体層を交互に形成する工程と、
前記半導体基板の裏面側にベース電極形成材料を積層する工程と、
前記ベース電極形成材料の裏面側に、平面視で前記第１半導体層および前記第２半導体層の境界領域を露出させるよう第１レジストを積層する工程と、
前記第１レジストをマスクとするエッチングにより、前記ベース電極形成材料の前記第１レジストから露出する領域を除去する工程と、
前記第１レジストの裏面側並びに前記第１レジストから露出する前記第１半導体層および前記第２半導体層の裏面側に連続して、平面視で前記第１半導体層および前記第２半導体層の幅方向中央部を部分的に露出させるよう第２レジストを積層する工程と、
前記第２レジストをマスクとするエッチングにより、前記第１レジストの前記第２レジストから露出する領域を除去する工程と、
前記第１レジストを除去した領域に露出する前記ベース電極形成材料の裏面側および前記第２レジストの裏面側に連続して導電性ペーストを積層する工程と、
を備える、太陽電池製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022503216A JPWO2021171953A1 (ja) | 2020-02-26 | 2021-02-04 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020030874 | 2020-02-26 | ||
| JP2020-030874 | 2020-02-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021171953A1 true WO2021171953A1 (ja) | 2021-09-02 |
Family
ID=77490119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/004154 WO2021171953A1 (ja) | 2020-02-26 | 2021-02-04 | 太陽電池および太陽電池製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2021171953A1 (ja) |
| WO (1) | WO2021171953A1 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130125964A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Chan-Bin Mo | Solar cell and manufacturing method thereof |
| JP2014127552A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Sharp Corp | 太陽電池 |
| US20150380571A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-31 | Lg Electronics Inc. | Solar cell module |
| WO2016158977A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社カネカ | 太陽電池および太陽電池モジュール |
| WO2017056378A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池セルの製造方法 |
| JP2017135421A (ja) * | 2015-03-17 | 2017-08-03 | 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 |
| WO2018078669A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
-
2021
- 2021-02-04 WO PCT/JP2021/004154 patent/WO2021171953A1/ja active Application Filing
- 2021-02-04 JP JP2022503216A patent/JPWO2021171953A1/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130125964A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Chan-Bin Mo | Solar cell and manufacturing method thereof |
| JP2014127552A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Sharp Corp | 太陽電池 |
| US20150380571A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-31 | Lg Electronics Inc. | Solar cell module |
| JP2017135421A (ja) * | 2015-03-17 | 2017-08-03 | 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 |
| WO2016158977A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社カネカ | 太陽電池および太陽電池モジュール |
| WO2017056378A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池セルの製造方法 |
| WO2018078669A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2021171953A1 (ja) | 2021-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101661768B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조 방법 | |
| US20100031999A1 (en) | Solar cell module | |
| JP3323573B2 (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| WO2012081613A1 (ja) | 太陽電池および太陽電池の製造方法 | |
| KR20070004671A (ko) | 에미터 랩 쓰루 백 컨택 실리콘 태양전지의 컨택 제작 | |
| JP2010283201A (ja) | 太陽電池セル、配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
| KR20080032866A (ko) | 박형 기판으로 제작할 수 있는 후면 전극형 태양 전지 | |
| KR20120026925A (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR20140095658A (ko) | 태양 전지 | |
| US20100190290A1 (en) | Solar cell patterning and metallization | |
| WO2019111491A1 (ja) | 太陽電池およびその太陽電池を備えた電子機器 | |
| KR101380540B1 (ko) | 태양전지의 금속전극 형성방법 | |
| WO2012057075A1 (ja) | 配線基板付き裏面電極型太陽電池セルおよび配線基板付き裏面電極型太陽電池セルの製造方法 | |
| JP2010080578A (ja) | 光電変換素子およびその製造方法 | |
| JP2017005041A (ja) | 太陽電池および太陽電池の製造方法 | |
| WO2021171953A1 (ja) | 太陽電池および太陽電池製造方法 | |
| TW201340361A (zh) | 太陽能電池及製造太陽能電池的方法 | |
| KR100366350B1 (ko) | 태양 전지 및 그 제조 방법 | |
| TW201442260A (zh) | 太陽能電池及其製造方法 | |
| JP2013058808A (ja) | 太陽電池および太陽電池の製造方法 | |
| JP2002134766A (ja) | 太陽電池の製造方法および太陽電池 | |
| KR100322708B1 (ko) | 자체전압인가형태양전지의제조방법 | |
| JP2021125603A (ja) | 太陽電池ストリングおよび太陽電池ストリング製造方法 | |
| WO2021140897A1 (ja) | 太陽電池製造方法及び太陽電池 | |
| JP2003282903A (ja) | 太陽電池装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21760740 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022503216 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21760740 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |