JP2005175399A - 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル - Google Patents
太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005175399A JP2005175399A JP2003417046A JP2003417046A JP2005175399A JP 2005175399 A JP2005175399 A JP 2005175399A JP 2003417046 A JP2003417046 A JP 2003417046A JP 2003417046 A JP2003417046 A JP 2003417046A JP 2005175399 A JP2005175399 A JP 2005175399A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon substrate
- electrode
- comb
- current
- finger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
【課題】 外観を低下させることなく、電極とシリコン基板との間の電気抵抗を低減可能とする太陽電池セルの製造方法、及び高効率で変換可能な太陽電池セルを提供する。
【解決手段】 シリコン基板10に、ペースト状の電極材料を印刷する第1工程と、電極材料が印刷されたシリコン基板を焼成して電極を形成する第2工程と、電極に電流を流す第3工程とを有する太陽電池セルの製造方法である。また、シリコン基板10と、このシリコン基板10に固定された第1櫛型電極20、第2櫛型電極30と、を備えた太陽電池セルCであって、シリコン基板10と第1櫛型電極20、第2櫛型電極30との間の電気抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下である。
【選択図】 図1
【解決手段】 シリコン基板10に、ペースト状の電極材料を印刷する第1工程と、電極材料が印刷されたシリコン基板を焼成して電極を形成する第2工程と、電極に電流を流す第3工程とを有する太陽電池セルの製造方法である。また、シリコン基板10と、このシリコン基板10に固定された第1櫛型電極20、第2櫛型電極30と、を備えた太陽電池セルCであって、シリコン基板10と第1櫛型電極20、第2櫛型電極30との間の電気抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セルに関する。
太陽電池セルは、太陽からの光エネルギーを電気エネルギーに変換して、電力を発生する光電変換素子である。光エネルギーは無限であり、また太陽電池セルは、発電するときに有害物質を排出しないクリーンな電源であるため、近年、住宅の屋根やビルの屋上に多く設置されつつある。
一般に、太陽電池セルとしては、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板に、櫛型の電極を取り付けた太陽電池セル(以下、これをシリコン結晶系太陽電池セルという)が、広く使用されている。シリコン結晶系太陽電池セルが広く使用される理由は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する変換効率が、アモルファスシリコン系太陽電池セル等に比べて高いからである。具体的には、シリコン結晶系太陽電池セルの変換効率(セル変換効率)は13〜18%である。太陽電池セルの変換効率が高いと、同じ電力を発電する場合に、太陽電池セルが占有する面積が減り、設置しやすいという利点がある。
このような太陽電池セルは、トランジスタやダイオードなどの半導体部品の製造技術を応用して製造されている。しかし、なかには太陽電池セルに特有の製造技術もあり、その特有の製造技術の1つが、電極を形成する技術である。
太陽電池セルの電極は、太陽電池セル内で発生した電流を効率的に外部に取り出すために、櫛型(骨状とも言われる)のパターンを呈しており、この太陽電池セルの電極を形成するには、一般に、銀(Ag)やアルミニウム(Al)等を含むペースト状の電極材料を、ベースとなるシリコン基板に印刷した後、焼成する方法が、広く使用されている。
ところが、太陽電池セルの電極を、印刷・焼成して形成する方法は、大量生産に適しており材料の無駄も少ないという利点がある反面、次のような問題を有している。すなわち、電極とシリコン基板との間の電気抵抗(接触抵抗、コンタクト抵抗とも言われる)が高く、太陽電池セルで発生した電位差に基づいて、電流を外部に効率取り出すことが難しい点である。これは、印刷されるペースト状の電極材料が、ガラスフリット等の不純物を含むため、焼成によりシリコン基板と電極との間に絶縁物である酸化物が形成しやすいためである。
そこで、従来は、ペースト状の電極材料を印刷・焼成して、電極を形成した後に、電極が形成されたシリコン基板をハンダ槽に含浸させて、電極をハンダでコーティングしていた。すなわち、シリコン基板をハンダ槽に含浸すると、ハンダが多孔質体である電極の内部に侵入し、電極とシリコン基板との間の酸化物(抵抗部)を破壊したり、電極とシリコン基板との隙間を充填することで、電極とシリコン基板との間の電気抵抗を低減させていた。
太陽電池セルモジュール、光エネルギー、太陽電池セルとその応用、オーム社、2002年5月、p.7−13
太陽電池セルモジュール、光エネルギー、太陽電池セルとその応用、オーム社、2002年5月、p.7−13
しかしながら、電極が形成されたシリコン基板をハンダ槽に含浸させると、シリコン基板が加熱・冷却されるため、シリコン基板が破損してしまう場合があった。また、ハンダは光沢を有すると共にムラを生じやすいため、太陽電池セルの外観を著しく低下させるという問題もあった。
そこで、本発明は、外観を低下させることなく、電極とシリコン基板との間の電気抵抗を低減可能とする太陽電池セルの製造方法、及び光エネルギーを電気エネルギーに高効率で変換可能とする太陽電池セルを提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段として本発明は、シリコン基板に、ペースト状の電極材料を印刷する第1工程と、当該電極材料が印刷されたシリコン基板を焼成して電極を形成する第2工程と、当該電極に電流を流す第3工程と、を有することを特徴とする太陽電池セルの製造方法である。また、この製造方法により製造された太陽電池セルであって、シリコン基板と、当該シリコン基板に固定された電極と、を備えた太陽電池セルであって、前記シリコン基板と前記電極との間の電気抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であることを特徴とする太陽電池セルである。
このような太陽電池セルの製造方法によれば、外観を低下させずに、電極に電流を流すことで電極とシリコン基板との間の抵抗部を破壊して、電気抵抗を低減することができる。また、このような太陽電池セルによれば、太陽光エネルギーを電気エネルギーに、高効率で変換することができる。
本発明によれば、外観を低下させることなく、電極とシリコン基板との間の電気抵抗を低減可能とする太陽電池セルの製造方法、及び高効率で光エネルギーを電気エネルギーに変換可能とする太陽電池セルを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図1から図8を適宜参照して、詳細に説明する。
参照する図面において、図1は、本実施形態に係る太陽電池セルを部分的に拡大して示す斜視図である。図2は、図1に示す太陽電池セルの上面図である。図3は、本実施形態に係る太陽電池セルの製造方法において、印刷・焼成して形成された電極を有するシリコン基板を示す斜視図である。図4は、図3に示すシリコン基板の上面図である。図5は、図3に示すX−X断面において、太陽電池セルの製造方法を段階的に示す断面図である。図6は、図5(b)に示す電流を流す段階を模式的に示す斜視図である。図7は、図5(b)に示す段階において、電極に流す電流の電流密度と電流通電後の電気抵抗との関係を示すグラフである。図8は、図5(b)に示す段階において、電極の幅と電流通電後の電気抵抗との関係を示すグラフである。
参照する図面において、図1は、本実施形態に係る太陽電池セルを部分的に拡大して示す斜視図である。図2は、図1に示す太陽電池セルの上面図である。図3は、本実施形態に係る太陽電池セルの製造方法において、印刷・焼成して形成された電極を有するシリコン基板を示す斜視図である。図4は、図3に示すシリコン基板の上面図である。図5は、図3に示すX−X断面において、太陽電池セルの製造方法を段階的に示す断面図である。図6は、図5(b)に示す電流を流す段階を模式的に示す斜視図である。図7は、図5(b)に示す段階において、電極に流す電流の電流密度と電流通電後の電気抵抗との関係を示すグラフである。図8は、図5(b)に示す段階において、電極の幅と電流通電後の電気抵抗との関係を示すグラフである。
<太陽電池セルの構成>
図1及び図2に示すように、太陽電池セルCは、後記する製造方法により製造されたものであって、受光面10aを有する板状のシリコン基板10と、受光面10aと反対側の裏面に固定された櫛型の第1櫛型電極20と、櫛型の第2櫛型電極30とを備えて構成されている。すなわち、太陽電池セルCは、シリコン基板10の片面のみに、第1櫛型電極20及び第2櫛型電極30が配置されており、受光面10a側の外観を向上させたものである。
図1及び図2に示すように、太陽電池セルCは、後記する製造方法により製造されたものであって、受光面10aを有する板状のシリコン基板10と、受光面10aと反対側の裏面に固定された櫛型の第1櫛型電極20と、櫛型の第2櫛型電極30とを備えて構成されている。すなわち、太陽電池セルCは、シリコン基板10の片面のみに、第1櫛型電極20及び第2櫛型電極30が配置されており、受光面10a側の外観を向上させたものである。
[シリコン基板]
シリコン基板10は、シリコン単結晶またはシリコン多結晶から形成されており、その裏面側に部分的にn型高濃度不純物部11(以下、n型高濃度部とする)及びp型高濃度不純物部12(以下、p型高濃度部とする)を有している。また、シリコン基板10は、本実施形態では、一導電型としてp型としているが、これに限定されずn型であってもよい。ここで、シリコン基板10から、n型高濃度部11及びp型高濃度部12を除いたものをシリコン基板本体13とする。
シリコン基板10は、シリコン単結晶またはシリコン多結晶から形成されており、その裏面側に部分的にn型高濃度不純物部11(以下、n型高濃度部とする)及びp型高濃度不純物部12(以下、p型高濃度部とする)を有している。また、シリコン基板10は、本実施形態では、一導電型としてp型としているが、これに限定されずn型であってもよい。ここで、シリコン基板10から、n型高濃度部11及びp型高濃度部12を除いたものをシリコン基板本体13とする。
n型高濃度部11及びp型高濃度部12は、それぞれ平面視で櫛型を呈しており(図3、図4参照)、n型高濃度部11のn型櫛歯部分11aと、p型高濃度部12のp型櫛歯部分12aとが、所定間隔を隔て、且つ、噛み合うように配置している。すなわち、n型櫛歯部分11aとp型櫛歯部分12aは、その幅方向に交互に配列している。また、n型高濃度部11のn型柄部分11bとp型高濃度部12のp型柄部分12bは、所定間隔で平行に配列している。
n型高濃度部11は、5価であるリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)等の不純物原子(ドナー)が、例えば約5×1020個/cm3の濃度で、ベースとなるシリコン基板10に、所定深さで混入(ドーピング)されることで形成される。そして、n型高濃度部11は、内部に自由電子を有している。また、このように不純物原子を混入したn型高濃度部11に第1櫛型電極20に固定させることにより、第1櫛型電極20との接触抵抗を低減することができる。次に説明するp型高濃度部12についても、同様である。
p型高濃度部12は、3価であるホウ素(B)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)等の不純物原子(アクセプタ)が、ベースとなるシリコン基板10に、所定深さで混入されることで形成されており、p型高濃度部12は、内部にホール(正孔)を有している。
したがって、太陽電池セルCは、その内部にn型高濃度部11とp型であるシリコン基板本体13とが接合する面において、櫛型のpn接合面JSを有していることになる(図5(c)参照)。
[第1櫛型電極]
第1櫛型電極20は、平面視で櫛型を呈し(図2参照)、前記した櫛型のn型高濃度部11の幅方向の中央位置に沿うようにして、シリコン基板10の裏面側に固定されている。第1櫛型電極20は、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、これらの合金等の導電性材料から形成されている。
第1櫛型電極20は、平面視で櫛型を呈し(図2参照)、前記した櫛型のn型高濃度部11の幅方向の中央位置に沿うようにして、シリコン基板10の裏面側に固定されている。第1櫛型電極20は、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、これらの合金等の導電性材料から形成されている。
第1櫛型電極20は、櫛歯部分に相当する複数の第1フィンガー部21と、各第1フィンガー部21を接続させる第1バスバー部22とから構成されている。
(第1フィンガー部)
各第1フィンガー部21は、n型高濃度部11のn型櫛歯部分11aに沿うようにして固定されている。各第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aとの界面、すなわち接合面における電気抵抗(コンタクト抵抗)は、接合面の面積に対して、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲、図7参照)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲、図7参照)。このような電気抵抗の範囲内であれば、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aとの間において、好適に通電可能となっており、太陽光に基づいて発生した電流を、各フィンガー部21で集電可能となっている。
各第1フィンガー部21は、n型高濃度部11のn型櫛歯部分11aに沿うようにして固定されている。各第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aとの界面、すなわち接合面における電気抵抗(コンタクト抵抗)は、接合面の面積に対して、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲、図7参照)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲、図7参照)。このような電気抵抗の範囲内であれば、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aとの間において、好適に通電可能となっており、太陽光に基づいて発生した電流を、各フィンガー部21で集電可能となっている。
(第1バスバー部)
第1バスバー部22は、複数の第1バスバー台22aと第1導線22bとから構成されている。
複数の第1バスバー台22aは、n型高濃度部11のn型柄部分11bに沿って、所定間隔で固着している。各第1バスバー台22aとn型柄部分11bとの界面(接合面)における電気抵抗は、前記した第1フィンガー部21と同様に、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲)。
第1バスバー部22は、複数の第1バスバー台22aと第1導線22bとから構成されている。
複数の第1バスバー台22aは、n型高濃度部11のn型柄部分11bに沿って、所定間隔で固着している。各第1バスバー台22aとn型柄部分11bとの界面(接合面)における電気抵抗は、前記した第1フィンガー部21と同様に、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲)。
第1導線22bは、銅等の導電性を有する材料から形成されており、ハンダ等で各第1バスバー台22a及び前記各第1フィンガー部21の一端部を接続している。なお、第1導線22bは、複数の太陽電池セルCを使用して、太陽電池モジュール(図示しない)を構成するときに、他の太陽電池セルと接続させる端子としても使用される。
したがって、第1導線22bは、各第1バスバー台22aを介してn型柄部分11b(n型高濃度部11)に導通するだけでなく、各第1フィンガー部21を介してn型櫛歯部分11a(n型高濃度部11)にも導通しており、各フィンガー部21で集電された電流を、さらに集めて出力可能となっている。
したがって、第1導線22bは、各第1バスバー台22aを介してn型柄部分11b(n型高濃度部11)に導通するだけでなく、各第1フィンガー部21を介してn型櫛歯部分11a(n型高濃度部11)にも導通しており、各フィンガー部21で集電された電流を、さらに集めて出力可能となっている。
[第2櫛型電極]
第2櫛型電極30は、第1櫛型電極20と同様に櫛型を呈し、銀、アルミニウム等の導電性材料から形成されいる。そして、第2櫛型電極30は、前記した櫛型のp型高濃度部12に沿うようにして、シリコン基板10の裏面側に固着されている。
そして、第2櫛型電極30は、複数の第2フィンガー部31と、各第2フィンガー部31を接続させる第2バスバー部32とから構成されている。各第2フィンガー部31は、前記した櫛型のp型高濃度部12のp型櫛歯部分12aに固定されており、その界面における電気抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲)。
第2櫛型電極30は、第1櫛型電極20と同様に櫛型を呈し、銀、アルミニウム等の導電性材料から形成されいる。そして、第2櫛型電極30は、前記した櫛型のp型高濃度部12に沿うようにして、シリコン基板10の裏面側に固着されている。
そして、第2櫛型電極30は、複数の第2フィンガー部31と、各第2フィンガー部31を接続させる第2バスバー部32とから構成されている。各第2フィンガー部31は、前記した櫛型のp型高濃度部12のp型櫛歯部分12aに固定されており、その界面における電気抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲)。
第2バスバー部32は、第1バスバー部22と同様に、複数の第2バスバー台32aと第2導線32bとから構成されている。
複数の第2バスバー台32aは、前記した櫛型のp型高濃度部12のp型柄部分12bに沿って、所定間隔で固着されて、その界面における抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲)。
また、第2導線32bは、導電性材料から形成されており、各第2バスバー台32a及び各第2フィンガー部31の一端部を接続するように固定されている。
したがって、第2導線32bは、各第2バスバー台32a、各第2フィンガー部31を介して、p型高濃度部12に導通している。
複数の第2バスバー台32aは、前記した櫛型のp型高濃度部12のp型柄部分12bに沿って、所定間隔で固着されて、その界面における抵抗は、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内であり(好適範囲)、さらに0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内であることが好ましい(最適範囲)。
また、第2導線32bは、導電性材料から形成されており、各第2バスバー台32a及び各第2フィンガー部31の一端部を接続するように固定されている。
したがって、第2導線32bは、各第2バスバー台32a、各第2フィンガー部31を介して、p型高濃度部12に導通している。
<太陽電池セルの動作>
続いて、太陽電池セルCの動作について、図1を参照して簡単に説明する。なお、ここでは、負荷(図示しない)を有する外部回路(図示しない)の端子を、第1櫛型電極20、第2櫛型電極30にそれぞれ接続した場合において説明する。
続いて、太陽電池セルCの動作について、図1を参照して簡単に説明する。なお、ここでは、負荷(図示しない)を有する外部回路(図示しない)の端子を、第1櫛型電極20、第2櫛型電極30にそれぞれ接続した場合において説明する。
太陽光が、太陽電池セルCの受光面10aに照射されて、内部のpn接合面JSに到達すると、このpn接合面JSにおいて合体していたホールと電子が分離する。分離した電子はn型高濃度部11に向かって移動し、一方、分離したホールはp型高濃度部12に向かって移動する。そうすると、n型高濃度部11とp型高濃度部12との間に、p型高濃度部12の電位が高くなるようにして電位差が発生する。
したがって、p型高濃度部12に接続した第2櫛型電極30がプラス極、n型高濃度部11に接続した第1櫛型電極20がマイナス極となって、外部回路(図示しない)に電流が流れる。
したがって、p型高濃度部12に接続した第2櫛型電極30がプラス極、n型高濃度部11に接続した第1櫛型電極20がマイナス極となって、外部回路(図示しない)に電流が流れる。
この電流の流れにおいて、前記したように、第1櫛型電極20の第1フィンガー部21及び第1バスバー台22aとn型高濃度部11との接合面における電気抵抗、第2櫛型電極30の第2フィンガー部31及び第2バスバー台32aとp型高濃度部12との接合面における電気抵抗は、それぞれ、0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下であるので、従来に比べて大きな抵抗を受けずに、発生した電位差に基づいて電流が流れる。すなわち、太陽電池セルCによれば、従来に比べて高効率(約2倍程度)で、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。
<太陽電池セルの製造方法>
続いて、本実施形態に係る太陽電池セルCの製造方法について、図3から図8を参照して説明する。
続いて、本実施形態に係る太陽電池セルCの製造方法について、図3から図8を参照して説明する。
太陽電池セルCの製造方法は、ベースとなるp型のシリコン基板の裏面側に、n型高濃度部11及びp型高濃度部12を形成する高濃度不純物部形成工程と、電極材料を印刷する印刷工程(第1工程)と、電極材料が印刷されたシリコン基板を焼成し電極を形成する焼成工程(第2工程)と、形成された電極に通電させる通電工程(第3工程)と、バスバー部を形成するバスバー部形成工程とを有している。
以下、各工程について詳細に説明する。
以下、各工程について詳細に説明する。
[高濃度不純物部形成工程]
まず、シリコン単結晶またはシリコン多結晶からなり、p型に調製したベースとなるシリコン基板10の裏面側の所定領域に、例えば熱拡散法によって、リン(P)等をドーピングしてn型高濃度部11を、ホウ素(B)等を混入させてp型高濃度部12を、それぞれ形成する(図3、図4参照)。
まず、シリコン単結晶またはシリコン多結晶からなり、p型に調製したベースとなるシリコン基板10の裏面側の所定領域に、例えば熱拡散法によって、リン(P)等をドーピングしてn型高濃度部11を、ホウ素(B)等を混入させてp型高濃度部12を、それぞれ形成する(図3、図4参照)。
[印刷工程]
そして、例えば、スクリーン印刷法によって、銀(Ag)等を含むペースト状の電極材料を、n型高濃度部11に第1フィンガー部21及び第1バスバー台22aを、p型高濃度部12に第2フィンガー部31及び第2バスバー台32aを、それぞれ印刷する(図3、図4参照)。
ここで、第1バスバー台22aの幅(d1)及び第2バスバー台32aの幅(d2)は、それぞれ0.2mm以下となるように印刷する(図4参照)。なお、第1フィンガー部21及び第2フィンガー部31の幅も0.2mm以下となるように印刷する。
そして、例えば、スクリーン印刷法によって、銀(Ag)等を含むペースト状の電極材料を、n型高濃度部11に第1フィンガー部21及び第1バスバー台22aを、p型高濃度部12に第2フィンガー部31及び第2バスバー台32aを、それぞれ印刷する(図3、図4参照)。
ここで、第1バスバー台22aの幅(d1)及び第2バスバー台32aの幅(d2)は、それぞれ0.2mm以下となるように印刷する(図4参照)。なお、第1フィンガー部21及び第2フィンガー部31の幅も0.2mm以下となるように印刷する。
[焼成工程]
そして、電極材料が印刷されたシリコン基板10を、所定温度、所定時間にて焼成する。焼成すると、各第1フィンガー部21及び各第1バスバー台22aとn型高濃度部11との界面と、各第2フィンガー部31及び各第2バスバー台32aとp型高濃度部12との界面に、従来と同様に、酸化ケイ素(SiO2)や酸化銀(AgO)等の絶縁体からなる抵抗部Rが発生する(図5(a)参照)。
そして、電極材料が印刷されたシリコン基板10を、所定温度、所定時間にて焼成する。焼成すると、各第1フィンガー部21及び各第1バスバー台22aとn型高濃度部11との界面と、各第2フィンガー部31及び各第2バスバー台32aとp型高濃度部12との界面に、従来と同様に、酸化ケイ素(SiO2)や酸化銀(AgO)等の絶縁体からなる抵抗部Rが発生する(図5(a)参照)。
[通電工程]
そこで、本実施形態に係る太陽電池セルCの製造方法では、次に説明する通電工程により、この抵抗部Rを破壊する。
そこで、本実施形態に係る太陽電池セルCの製造方法では、次に説明する通電工程により、この抵抗部Rを破壊する。
(第1フィンガー部と第2フィンガー部への通電)
まず、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aの間の絶縁部Rと、第2フィンガー部31とp型櫛歯部分12aの間の抵抗部Rとを、破壊する場合について説明する。ここで、第1フィンガー部21と第2フィンガー部31は、前記したように、その幅方向において交互に配列している。このように配列した第1フィンガー部21と第2フィンガー部31から、隣り合う1対の第1フィンガー部21と第2フィンガー部31を選択する。
まず、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aの間の絶縁部Rと、第2フィンガー部31とp型櫛歯部分12aの間の抵抗部Rとを、破壊する場合について説明する。ここで、第1フィンガー部21と第2フィンガー部31は、前記したように、その幅方向において交互に配列している。このように配列した第1フィンガー部21と第2フィンガー部31から、隣り合う1対の第1フィンガー部21と第2フィンガー部31を選択する。
次いで、この選択した1対の第1フィンガー部21と第2フィンガー部31に、図5(b)及び図6に示すように、交流電流またはパルス電流を発生可能な電流発生装置41から、電流を通電させる。
この通電において、図5(b)及び図6に示すように、電流発生装置41に接続した端子43を、第1フィンガー部21の長手方向の略中央位置に当接する。同様に、電流発生装置41に接続した端子42を、第2フィンガー部31の長手方向の略中央位置に当接する。このように端子42、端子43を当接した状態で、電流発生装置41から交流電流またはパルス電流を通電させる
そうすると、図6に示すように、第1フィンガー部21と第2フィンガー部31との間において、第1フィンガー部21及び第フィンガー部31の長手方向において、電流が片寄ることなく、均等に分散するようにして流れる(矢印A1参照)。このように電流が流れると抵抗部Rを形成する酸化ケイ素(SiO2)、酸化銀(AgO)等の原子及び電子の配置が変動することになり、その結果として抵抗部Rが破壊される。したがって、抵抗部Rは抵抗性(絶縁性)を失い、図5(c)に示すように、抵抗部Rは消失することになり、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aの間の電気抵抗、第2フィンガー部31とp型櫛歯部分12aの間の電気抵抗は、それぞれ0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下とすることができる。
そうすると、図6に示すように、第1フィンガー部21と第2フィンガー部31との間において、第1フィンガー部21及び第フィンガー部31の長手方向において、電流が片寄ることなく、均等に分散するようにして流れる(矢印A1参照)。このように電流が流れると抵抗部Rを形成する酸化ケイ素(SiO2)、酸化銀(AgO)等の原子及び電子の配置が変動することになり、その結果として抵抗部Rが破壊される。したがって、抵抗部Rは抵抗性(絶縁性)を失い、図5(c)に示すように、抵抗部Rは消失することになり、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aの間の電気抵抗、第2フィンガー部31とp型櫛歯部分12aの間の電気抵抗は、それぞれ0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下とすることができる。
さらに、この通電において、通電させる電流の周波数は、50〜100Hzの範囲内であることが好ましい。50Hzより小さいとシリコン基板10が発熱してしまい、一方、100Hz以上であると十分に抵抗部Rを破壊できないからである。
また、この通電において、通電させる電流の電流密度は、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aとが接合する接合面において、0.1A/mm2以上とすることによって、電気抵抗を0.005Ωcm2以上0.050Ωcm2以下の範囲内(好適範囲)とすることができる。電流密度が、0.1A/mm2より小さいと、図7に示すように、通電後の電気抵抗が好適に低減しないからである。第2フィンガー部31についても同様である。
さらに、電流密度を0.24A/mm2以上とすることによって、電気抵抗を0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内(最適範囲)とすることができる。
さらに、電流密度を0.24A/mm2以上とすることによって、電気抵抗を0.005Ωcm2以上0.015Ωcm2以下の範囲内(最適範囲)とすることができる。
また、おおよそ長くても10秒程度通電させることで、抵抗部Rを破壊することができる。このように抵抗部Rは、極めて短時間の通電で破壊できるので、通電する電流はパルス状とすることが好ましい。
このような操作を適宜繰り返すことで、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11aとの間の抵抗部R、第2フィンガー部31とp型櫛歯部分12aとの間の抵抗部Rを、全て破壊する。
(第1バスバー台への通電)
次に、第1バスバー台22aとn型柄部分11b(高濃度不純物部11)との界面付近の抵抗部を破壊する。この破壊においては、一列となって配列する複数の第1バスバー台22aから、隣り合う第1バスバー台22aを2つ選択し、この選択した2つの第1バスバー台22aについて、端子42、端子43をそれぞれ当接させて、電流発生装置41から電流を通電させることで(図6に示す矢印A2参照)、抵抗部を破壊することができる。
また、第1バスバー台22aの幅(d1)は、0.2mm以下であるので、電流が片寄って通電することもなく、抵抗部は好適に破壊される。すなわち、第1バスバー台22aの幅が0.2mmより大きいと、抵抗部が形成されていない部分に電流が集中して流れやすくなり、抵抗部が破壊されにくくなり、通電後の電気抵抗が低下しないからである(図8参照)。
次いで、第2バスバー台32aにおいても、同様に電流を流して抵抗部を破壊する。
次に、第1バスバー台22aとn型柄部分11b(高濃度不純物部11)との界面付近の抵抗部を破壊する。この破壊においては、一列となって配列する複数の第1バスバー台22aから、隣り合う第1バスバー台22aを2つ選択し、この選択した2つの第1バスバー台22aについて、端子42、端子43をそれぞれ当接させて、電流発生装置41から電流を通電させることで(図6に示す矢印A2参照)、抵抗部を破壊することができる。
また、第1バスバー台22aの幅(d1)は、0.2mm以下であるので、電流が片寄って通電することもなく、抵抗部は好適に破壊される。すなわち、第1バスバー台22aの幅が0.2mmより大きいと、抵抗部が形成されていない部分に電流が集中して流れやすくなり、抵抗部が破壊されにくくなり、通電後の電気抵抗が低下しないからである(図8参照)。
次いで、第2バスバー台32aにおいても、同様に電流を流して抵抗部を破壊する。
[バスバー部形成工程]
そして、複数の第1バスバー台22aと、複数の第1フィンガー部21を接続するように、第1導線22bをハンダ等で固定する。また、第2バスバー台22aと、複数の第2フィンガー部21を接続するように、第2導線32bを固定する。このようにして、太陽電池セルCを製造することができる。
そして、複数の第1バスバー台22aと、複数の第1フィンガー部21を接続するように、第1導線22bをハンダ等で固定する。また、第2バスバー台22aと、複数の第2フィンガー部21を接続するように、第2導線32bを固定する。このようにして、太陽電池セルCを製造することができる。
したがって、本実施形態に係る太陽電池セルCの製造方法によれば、シリコン基板10を加熱、冷却する必要がないので、シリコン基板10が損傷することはない。また、ハンダを使用しないため、太陽電池セルCの外観が低下することもない。
以上、本発明の好適な実施形態について一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記した実施形態では、太陽電池セルCは、シリコン基板10の片面側に第1櫛型電極20及び第2櫛型電極30とが固定されたとしたが、本発明はこれに限定されず、第1櫛型電極20と第2櫛型電極30とは、シリコン基板10の両面にそれぞれ固定されたものであってもよい。
前記した実施形態では、抵抗部Rを破壊するときに、隣り合う1対の第1フィンガー部21と第2フィンガー部31を選択したが、複数の第1フィンガー部21、第2フィンガー部31を選択して、直列に接続して電流を流すことにより、抵抗部Rを破壊してもよい。
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。
第1フィンガー部21及び第2フィンガー部31の幅を0.2mm、長さを50mmとし、電流発生装置41から、10Aの電流を0.1秒間流した。すなわち、電流密度は、1.0A/mm2とした。そうすると、第1フィンガー部21とn型櫛歯部分11a(n型高濃度部11)との間の電気抵抗は0.2Ωcm2から0.01Ωcm2に、第2フィンガー部31とp型櫛歯部分12a(p型高濃度部12)との間の電気抵抗は0.25Ωcm2から0.011Ωcm2に低減させることができた。
C 太陽電池セル
10 シリコン基板
11 n型高濃度部
12 p型高濃度部
20 第1櫛型電極
21 第1フィンガー部
22 第1バスバー部
22a 第1バスバー台
22b 第1導線
30 第2櫛型電極
31 第2フィンガー部
32 第2バスバー部
32a 第2バスバー台
32b 第2導線
41 電流発生装置
42 端子
43 端子
JS pn接合面
R 抵抗部
10 シリコン基板
11 n型高濃度部
12 p型高濃度部
20 第1櫛型電極
21 第1フィンガー部
22 第1バスバー部
22a 第1バスバー台
22b 第1導線
30 第2櫛型電極
31 第2フィンガー部
32 第2バスバー部
32a 第2バスバー台
32b 第2導線
41 電流発生装置
42 端子
43 端子
JS pn接合面
R 抵抗部
Claims (6)
- シリコン基板に、ペースト状の電極材料を印刷する第1工程と、
当該電極材料が印刷されたシリコン基板を焼成して電極を形成する第2工程と、
当該電極に電流を流す第3工程と、
を有することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。 - 前記電流の電流密度は、前記電極と前記シリコン基板との間の接触面積において、0.1A/mm2以上であること特徴とする請求項1に記載の太陽電池セルの製造方法。
- 前記電流は、パルス電流であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽電池セルの製造方法。
- 前記第1工程において、印刷する電極材料の幅を、0.2mm以下とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法。
- シリコン基板と、当該シリコン基板に固定された電極と、を備えた太陽電池セルであって、
前記シリコン基板と前記電極との間の電気抵抗は、0.050Ωcm2以下であり、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法で製造されたことを特徴とする太陽電池セル。 - 前記シリコン基板と前記電極との間の電気抵抗は、0.005Ωcm2以上であることを特徴とする請求項5に記載の太陽電池セル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003417046A JP2005175399A (ja) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003417046A JP2005175399A (ja) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005175399A true JP2005175399A (ja) | 2005-06-30 |
Family
ID=34736073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003417046A Pending JP2005175399A (ja) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005175399A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006303230A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Sharp Corp | 太陽電池 |
JP2008071937A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜太陽電池 |
WO2009025147A1 (ja) * | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | 裏面接合型太陽電池、配線基板付き裏面接合型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール |
WO2009144996A1 (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | シャープ株式会社 | 太陽電池、太陽電池の製造方法および太陽電池モジュール |
WO2011020124A2 (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | Gigasi Solar, Inc. | Backside only contact thin-film solar cells and devices, systems and methods of fabricating same, and products produced by processes thereof |
JP2011507245A (ja) * | 2007-12-11 | 2011-03-03 | インスティトュート フィュル ゾラールエネルギーフォルシュング ゲーエムベーハー | 細長い、交差指型のエミッタ領域およびベース領域をうら側に有する裏面電極型太陽電池ならびにその製造方法 |
WO2012043670A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池および太陽電池モジュール |
US8361890B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-01-29 | Gigasi Solar, Inc. | Systems, methods and materials including crystallization of substrates via sub-melt laser anneal, as well as products produced by such processes |
KR20130112878A (ko) * | 2010-08-30 | 2013-10-14 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 불연속적인 컨덕터를 가진 광전지 셀 |
WO2014196307A1 (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | 信越化学工業株式会社 | バックコンタクト型太陽電池セル |
JP2016181694A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 茂迪股▲分▼有限公司 | バックコンタクト型太陽電池セット及びその製造方法 |
WO2019013167A1 (ja) * | 2017-07-11 | 2019-01-17 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、それを備える太陽電池ストリングおよびそれらのいずれかを備える太陽電池モジュール |
JP2019091787A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、およびそれを備える太陽電池ストリング |
-
2003
- 2003-12-15 JP JP2003417046A patent/JP2005175399A/ja active Pending
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006303230A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Sharp Corp | 太陽電池 |
JP4656996B2 (ja) * | 2005-04-21 | 2011-03-23 | シャープ株式会社 | 太陽電池 |
JP2008071937A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜太陽電池 |
JP5093821B2 (ja) * | 2007-08-23 | 2012-12-12 | シャープ株式会社 | 配線基板付き裏面接合型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール |
WO2009025147A1 (ja) * | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | 裏面接合型太陽電池、配線基板付き裏面接合型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール |
JP2011507245A (ja) * | 2007-12-11 | 2011-03-03 | インスティトュート フィュル ゾラールエネルギーフォルシュング ゲーエムベーハー | 細長い、交差指型のエミッタ領域およびベース領域をうら側に有する裏面電極型太陽電池ならびにその製造方法 |
WO2009144996A1 (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | シャープ株式会社 | 太陽電池、太陽電池の製造方法および太陽電池モジュール |
JP2009290105A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Sharp Corp | 太陽電池、太陽電池の製造方法および太陽電池モジュール |
EP2284907A1 (en) * | 2008-05-30 | 2011-02-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery, method for manufacturing solar battery, and solar battery module |
EP2284907A4 (en) * | 2008-05-30 | 2012-11-28 | Sharp Kk | SOLAR BATTERY, METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR BATTERY, AND SOLAR BATTERY MODULE |
US8361890B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-01-29 | Gigasi Solar, Inc. | Systems, methods and materials including crystallization of substrates via sub-melt laser anneal, as well as products produced by such processes |
US8859403B2 (en) | 2009-07-28 | 2014-10-14 | Gigasi Solar, Inc. | Systems, methods and materials including crystallization of substrates via sub-melt laser anneal, as well as products produced by such processes |
WO2011020124A2 (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | Gigasi Solar, Inc. | Backside only contact thin-film solar cells and devices, systems and methods of fabricating same, and products produced by processes thereof |
WO2011020124A3 (en) * | 2009-08-14 | 2011-09-29 | Gigasi Solar, Inc. | Backside only contact thin-film solar cells and devices, systems and methods of fabricating same, and products produced by processes thereof |
US8629436B2 (en) | 2009-08-14 | 2014-01-14 | Gigasi Solar, Inc. | Backside only contact thin-film solar cells and devices, systems and methods of fabricating same, and products produced by processes thereof |
KR20130112878A (ko) * | 2010-08-30 | 2013-10-14 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 불연속적인 컨덕터를 가진 광전지 셀 |
US10453975B2 (en) | 2010-08-30 | 2019-10-22 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Photovoltaic cell having discontinuous conductors |
KR102032151B1 (ko) * | 2010-08-30 | 2019-10-15 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 불연속적인 컨덕터를 가진 광전지 셀 |
WO2012043670A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池および太陽電池モジュール |
US10153385B2 (en) | 2013-06-07 | 2018-12-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Back contact type solar battery cell |
JPWO2014196307A1 (ja) * | 2013-06-07 | 2017-02-23 | 信越化学工業株式会社 | バックコンタクト型太陽電池セル |
TWI603490B (zh) * | 2013-06-07 | 2017-10-21 | 信越化學工業股份有限公司 | Back contact solar cells |
CN105324849A (zh) * | 2013-06-07 | 2016-02-10 | 信越化学工业株式会社 | 背接触型太阳能电池 |
WO2014196307A1 (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | 信越化学工業株式会社 | バックコンタクト型太陽電池セル |
JP2016181694A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 茂迪股▲分▼有限公司 | バックコンタクト型太陽電池セット及びその製造方法 |
WO2019013167A1 (ja) * | 2017-07-11 | 2019-01-17 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、それを備える太陽電池ストリングおよびそれらのいずれかを備える太陽電池モジュール |
JPWO2019013167A1 (ja) * | 2017-07-11 | 2020-02-27 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、それを備える太陽電池ストリングおよびそれらのいずれかを備える太陽電池モジュール |
CN110870080A (zh) * | 2017-07-11 | 2020-03-06 | 夏普株式会社 | 光电转换装置、具备其的太阳能电池串以及具备它们任意一者的太阳能电池组件 |
CN110870080B (zh) * | 2017-07-11 | 2022-10-28 | 夏普株式会社 | 光电转换装置、具备其的太阳能电池串以及具备它们任意一者的太阳能电池组件 |
JP2019091787A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、およびそれを備える太陽電池ストリング |
JP7009172B2 (ja) | 2017-11-14 | 2022-01-25 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、およびそれを備える太陽電池ストリング |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7498508B2 (en) | High voltage solar cell and solar cell module | |
JP5535297B2 (ja) | 太陽電池素子及び太陽電池モジュール | |
JP2005175399A (ja) | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル | |
WO2014080894A1 (ja) | 光発電装置 | |
JP3740618B2 (ja) | 太陽電池の短絡部除去方法及び該短絡部除去装置 | |
KR20110122176A (ko) | 태양전지 모듈 | |
TW201431104A (zh) | 太陽能電池 | |
JP2012019094A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP2005183660A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP4953562B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
JPH0744286B2 (ja) | 非晶質光発電素子モジュールの製造方法 | |
US20120211050A1 (en) | Solar battery module | |
KR101407165B1 (ko) | 태양전지의 lbsf 후면 전극 형성방법 | |
US20140318614A1 (en) | Back-contact solar cell and method for producing such a back-contact solar cell | |
JP5485434B1 (ja) | 太陽電池セル | |
KR101157768B1 (ko) | 후면전극형 태양전지 모듈 | |
KR20210013950A (ko) | 슁글드 태양광 패널용 태양전지 셀의 제조방법 및 이를 이용한 태양광 패널 | |
KR101791480B1 (ko) | 태양전지 및 태양전지의 제조방법 | |
JP2000164903A (ja) | 太陽電池 | |
KR101070661B1 (ko) | 실리콘 태양전지 | |
JP5105427B2 (ja) | 焼成電極の形成方法とそれを利用する光電変換素子の製造方法。 | |
JP5944081B1 (ja) | 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 | |
WO2018207312A1 (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法 | |
KR102410785B1 (ko) | 슁글드 고출력 모듈 및 그 제조방법 | |
JPH11112008A (ja) | 太陽電池モジュール |