JP7607031B2 - SOLAR CELL AND SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池および太陽電池製造方法に関する。The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing a solar cell.
半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に電極が形成された両面電極型の太陽電池と、裏面側のみに電極が形成された裏面電極型の太陽電池とがある。両面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面電極型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献1には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。Solar cells using semiconductor substrates include double-sided electrode solar cells in which electrodes are formed on both the light-receiving surface and the back surface, and back-surface electrode solar cells in which electrodes are formed only on the back surface. In double-sided electrode solar cells, electrodes are formed on the light-receiving surface, which blocks sunlight. On the other hand, back-surface electrode solar cells do not have electrodes formed on the light-receiving surface, so they have a higher sunlight reception rate than double-sided electrode solar cells.
特許文献1に記載の太陽電池は、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導電型半導体層および第2導電型半導体層と、第1導電型半導体層に積層される第1透明電極および第1電極層と、第2導電型半導体層に積層される第2透明電極および第2電極層と、を備える。第1透明電極および第2透明電極、並びに第1電極層および第2電極層は、それぞれ単一の材料層をエッチングにより分離して形成される。The solar cell described in
第1透明電極および第2透明電極の間並びに第1電極層および第2電極層の間のエッチングによる分離には、レジストパターンを形成する工程とエッチング後にレジストパターンを除去する工程とが必要となるため、太陽電池の製造工程が煩雑となる。このため、本発明は、製造が簡単な太陽電池および太陽電池製造方法を提供することを課題とする。The separation by etching between the first transparent electrode and the second transparent electrode and between the first electrode layer and the second electrode layer requires a step of forming a resist pattern and a step of removing the resist pattern after etching, which complicates the manufacturing process of the solar cell. Therefore, an object of the present invention is to provide a solar cell that is easy to manufacture and a method for manufacturing the solar cell.
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、それぞれ第1方向に延びる帯状に形成され、前記第1方向と交差する第2方向に交互に積層される第1半導体層および第2半導体層と、前記第1半導体層の中央部の裏面側および第2半導体層の前記第2方向の中央部の裏面側にそれぞれ前記第1方向に延びる帯状に積層される透明電極と、前記透明電極の前記第2方向の中央部の裏面側にそれぞれ前記第1方向に延びるよう積層されるベース電極と、前記透明電極の前記第2方向の両側の前記第1方向に延びる帯状の側端領域の裏面側および前記ベース電極の前記第1方向に間欠的な方形状の絶縁領域の裏面側に跨って積層される主絶縁部、並びに前記ベース電極の前記絶縁領域と相補的な接続領域の前記第2方向の中央部の裏面側に前記第1方向に延びるよう積層される補助絶縁部を有する絶縁部材と、前記ベース電極の前記接続領域の裏面側に前記補助絶縁部を覆うよう積層されるキャップ電極と、を備える。A solar cell according to one embodiment of the present invention comprises a semiconductor substrate, a first semiconductor layer and a second semiconductor layer formed in a band shape extending in a first direction on a back side of the semiconductor substrate and stacked alternately in a second direction intersecting the first direction, transparent electrodes stacked in a band shape extending in the first direction on the back side of a central portion of the first semiconductor layer and on the back side of a central portion in the second direction of the second semiconductor layer, respectively, a base electrode stacked so as to extend in the first direction on the back side of the central portion in the second direction of the transparent electrode, respectively, an insulating member having a main insulating portion stacked across the back sides of the band-shaped side end regions extending in the first direction on both sides in the second direction of the transparent electrode and the back side of rectangular insulating regions intermittent in the first direction of the base electrode, and an auxiliary insulating portion stacked so as to extend in the first direction on the back side of the central portion in the second direction of a connection region complementary to the insulating region of the base electrode, and a cap electrode stacked so as to cover the auxiliary insulating portion on the back side of the connection region of the base electrode.
本発明の別の態様に係る太陽電池製造方法は、半導体基板の裏面に、それぞれ第1方向に延びる帯状の第1半導体層および第2半導体層を前記第1方向と交差する第2方向に交互に積層する工程と、前記半導体基板の裏面側に、前記第1半導体層および前記第2半導体層を覆うよう透明電極層を積層する工程と、第1導電性ペーストの印刷により、前記透明電極層の裏面側に平面視で前記第1半導体層および前記第2半導体層の前記第2方向の中央部に重なるようそれぞれ前記第1方向に延びるベース電極を形成する工程と、絶縁性ペーストの印刷により、前記透明電極層の前記ベース電極の両側かつ前記第1半導体層と前記第2半導体層との境界と重複しない前記第1方向に延びる帯状の側端領域の裏面側および前記ベース電極の前記第1方向に間欠的な方形状の絶縁領域の裏面側に跨って積層される主絶縁部、並びに前記ベース電極の前記絶縁領域と相補的な接続領域の前記第2方向の中央部の裏面側に前記第1方向に延びるよう積層される補助絶縁部を有する絶縁部材を形成する工程と、第2導電性ペーストの積層により、前記ベース電極の接続領域の裏面側に前記補助絶縁部を覆うキャップ電極を形成する工程と、前記主絶縁部および前記キャップ電極をマスクとするエッチングにより、前記透明電極層を部分的に除去する工程と、を備える。A solar cell manufacturing method according to another aspect of the present invention includes the steps of alternately stacking strip-shaped first semiconductor layers and second semiconductor layers, each extending in a first direction, on a back surface of a semiconductor substrate in a second direction intersecting the first direction; stacking a transparent electrode layer on the back surface side of the semiconductor substrate so as to cover the first semiconductor layers and the second semiconductor layers; forming base electrodes extending in the first direction on the back surface side of the transparent electrode layer by printing a first conductive paste so as to overlap central portions of the first semiconductor layers and the second semiconductor layers in the second direction in a plan view; and printing an insulating paste to form base electrodes on both sides of the base electrode of the transparent electrode layer and between the first semiconductor layers and the The method includes a step of forming an insulating member having a main insulating portion laminated across the back side of a band-shaped side end region extending in the first direction that does not overlap with the boundary with a second semiconductor layer and the back side of an intermittent rectangular insulating region in the first direction of the base electrode, and an auxiliary insulating portion laminated so as to extend in the first direction on the back side of a central portion in the second direction of a connection region complementary to the insulating region of the base electrode; a step of forming a cap electrode covering the auxiliary insulating portion on the back side of the connection region of the base electrode by laminating a second conductive paste; and a step of partially removing the transparent electrode layer by etching using the main insulating portion and the cap electrode as a mask.
本発明によれば、製造が簡単な太陽電池および太陽電池製造方法を提供できる。According to the present invention, it is possible to provide a solar cell that is easy to manufacture and a method for manufacturing the solar cell.
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、図面では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。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that hatching and component symbols may be omitted in the drawings, and in such cases, other drawings shall be referred to. Also, the dimensions of various components in the drawings have been adjusted for ease of viewing.
図1は、本発明の一実施形態に係る太陽電池1の構成を示す模式裏面図である。図2は、図1の太陽電池1のA-A線断面図である。Fig. 1 is a schematic rear view showing the configuration of a
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11と、半導体基板11の裏面側(光の入射面と反対側)に配設される第1半導体層21および第2半導体層22と、第1半導体層21および第2半導体層22の裏面側にそれぞれ配設される第1透明電極31および第2透明電極32と、第1透明電極31および第2透明電極32の裏面側にそれぞれ配設される第1ベース電極41および第2ベース電極42と、第1透明電極31と第1ベース電極41とに跨って配設される第1絶縁部材51および第2絶縁部材52と第2透明電極32と第2ベース電極とに跨って配設される第2絶縁部材52と、第1ベース電極41および第2ベース電極42にそれぞれ配設される第1キャップ電極61および第2キャップ電極62と、第1キャップ電極61の間および第2キャップ電極62の間をそれぞれ接続する第1配線材71および第2配線材72と、を備える。The
半導体基板11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11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11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11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。The
第1半導体層21および第2半導体層22は、半導体基板11の裏面に、それぞれ第2方向に延びる帯状に形成される。第1半導体層21および第2半導体層22は、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11の略全面を覆うように配設されることが好ましい。The
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。The
第1透明電極31は、それぞれの第1半導体層21の第2方向の中央部の裏面側に第1方向に延びる帯状に積層され、第2透明電極32は、それぞれの第2半導体層22の第2方向の中央部の裏面側に第1方向に延びる帯状に積層される。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に接続する薄層である。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。The first
第1透明電極31および第2透明電極32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。また、第1透明電極31および第2透明電極32は、後述する第1ベース電極41および第2ベース電極42よりも広い面積に積層されることで、第1ベース電極41および第2ベース電極42による集電能力を向上することができる。The first
第1ベース電極41は、それぞれの第1透明電極31の第2方向の中央部の裏面側に第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の第2方向の中央部の裏面側に第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から電力を収集する。The
第1ベース電極41および第2ベース電極42は、導電性粒子とそのバインダとを含む材料から形成することができる。導電性粒子の材質としては、例えば銀、銅等の金属が挙げられる。バインダとしては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。つまり、第1ベース電極41および第2ベース電極42は、導電性ペーストを硬化することによって形成することができる。このため、第1ベース電極41および第2ベース電極42は、導電性ペーストの溶剤が揮発して形成される空孔を有し得る。The
第1ベース電極41および第2ベース電極42の第2方向の幅は、裏面側に向かって単調減少することが好ましい。具体的には、第1ベース電極41および第2ベース電極42は、裏面側を上にしてそれぞれ導電性ペーストを方形断面となるよう積層して形成する場合、導電性ペーストが流動して、上側の角がなくなり、両端の下側部分が外側に広がるように形状が崩れることで形成され得る。このため、第1ベース電極41および第2ベース電極42の第2方向の断面形状は、例えば第1透明電極31および第2透明電極32の裏面をベースラインとするガウス分布曲線のような形状となり得る。The width of the
第1絶縁部材51は、図3にそれぞれハッチングにより示すように、第1透明電極31の第2方向の両側の第1方向に延びる帯状の側端領域A1の裏面側および第1ベース電極41の第1方向に間欠的な方形状の絶縁領域A2の裏面側に跨って積層される複数の第1主絶縁部53と、第1ベース電極41の絶縁領域A2と相補的な接続領域A3の第2方向の中央部の裏面側に第1方向に延びるよう積層される第1補助絶縁部54と、を有する。同様に、第2絶縁部材52は、第2透明電極32の第2方向の両側の第1方向に延びる帯状の側端領域A1の裏面側および第2ベース電極42の第1方向に間欠的な方形状の絶縁領域A2の裏面側に跨って積層される複数の第2主絶縁部55と、第2ベース電極42の絶縁領域A2と相補的な接続領域A3の第2方向の中央部の裏面側に第1方向に延びるよう積層される第2補助絶縁部56と、を有する。As shown by hatching in Figure 3, the first
第1絶縁部材51および第2絶縁部材52は、絶縁性を有する材料、例えばエポキシ樹脂等を主成分とする樹脂組成物から形成することができる。The first insulating
第1主絶縁部53は、第1配線材71と第2ベース電極42との短絡を防止し、第2主絶縁部55は、第2配線材72と第1ベース電極41との短絡を防止する。つまり、絶縁領域A2は、第1ベース電極41および第2ベース電極42の裏面側を絶縁する領域であり、接続領域A3は、第1ベース電極41および第2ベース電極42の裏面側に第1キャップ電極61および第2キャップ電極62を接続する領域である。このため、第2方向から見て、第1ベース電極41の絶縁領域A2と第2ベース電極42の接続領域A3とが重なり、第2ベース電極42の絶縁領域A2と第1ベース電極41の接続領域A3とが重なる。換言すると、第1ベース電極41の絶縁領域A2および接続領域A3と、第2ベース電極42の絶縁領域A2および接続領域A3とは、第1方向の位置が互い違いになるよう設定される。The first main insulating
また、第1主絶縁部53および第2主絶縁部55は、後で詳しく説明するように、太陽電池1の製造時に、第1キャップ電極61および第2キャップ電極62とそれぞれ一体となって、第1透明電極31と第2透明電極32との外縁を画定するエッチングマスクとして機能する。このため、第1主絶縁部53および第2主絶縁部55は、側端領域A1と絶縁領域A2との間にも連続して積層される。As will be described in detail later, the first main insulating
第1補助絶縁部54および第2補助絶縁部56は、第1ベース電極41および第2ベース電極42の第2方向の中央部に選択的に積層され、第1ベース電極41および第2ベース電極42の第2方向両側部を露出させる。この第1補助絶縁部54および第2補助絶縁部56は、第1キャップ電極61および第2キャップ電極62が第1主絶縁部53および第2主絶縁部55よりも裏面側に突出して、第1配線材71および第2配線材72との接続を確実にする。また、後で詳しく説明するように、第1主絶縁部53および第2主絶縁部55を絶縁性ペーストIPの印刷により形成する際に、同時に第1補助絶縁部54および第2補助絶縁部56を形成することで、第1主絶縁部53および第2主絶縁部55を正確に形成することが可能となる。The first auxiliary insulating
第1キャップ電極61および第2キャップ電極62は、第1ベース電極41および第2ベース電極42の絶縁領域と相補的な接続領域の裏面側にそれぞれ積層される。第1絶縁部材51と第1キャップ電極61とを合わせた平面形状は第1透明電極31の平面形状と実質的に等しく、第2絶縁部材52と第2キャップ電極62とを合わせた平面形状は第2透明電極32の平面形状と実質的に等しい。第1キャップ電極61および第2キャップ電極62は、第1絶縁部材51および第2絶縁部材52との間に隙間が形成されることを防止するために、第1絶縁部材51および第2絶縁部材52の縁部に重複するよう形成されることが好ましい。The
第1キャップ電極61および第2キャップ電極62は、第1ベース電極41および第2ベース電極42と同様に、導電性粒子とそのバインダとを含む材料から形成することができるが、エッチング耐性を得るために、第1ベース電極41および第2ベース電極42よりも空隙率が小さいことが好ましい。The
第1配線材71および第2配線材72は、第2方向に並ぶ複数の第1キャップ電極61および第2キャップ電極62をそれぞれ接続する。The
第1配線材71および第2配線材72は、例えば銅線等の導体によって形成することができる。第1配線材71および第2配線材72と第1キャップ電極61および第2キャップ電極62とは、例えば半田、導電性接着材等によって接続することができる。第1配線材71および第2配線材72として、外面を第1キャップ電極61および第2キャップ電極62と接続するための半田で被覆した金属線を用いてもよい。The
続いて、太陽電池1を製造する方法について説明する。太陽電池1は、図4に示す太陽電池製造方法によって製造することができる。図4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。Next, a method for manufacturing the
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S01)と、透明電極層積層工程(ステップS02)と、ベース電極形成工程(ステップS03)と、絶縁部材形成工程(ステップS04)と、キャップ電極形成工程(ステップS05)と、エッチング工程(ステップS06)と、焼成工程(ステップS7)と、配線材接続工程(ステップS08)と、を備える。The solar cell manufacturing method of this embodiment includes a semiconductor layer forming process (step S01), a transparent electrode layer lamination process (step S02), a base electrode forming process (step S03), an insulating member forming process (step S04), a cap electrode forming process (step S05), an etching process (step S06), a firing process (step S7), and a wiring material connecting process (step S08).
ステップS01の半導体層形成工程では、図5に示すように、半導体基板11の裏面に、第1半導体層21および第2半導体層22を第2方向に交互に並ぶよう形成する。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11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。5, in the semiconductor layer formation process of step S01, a
ステップS02の透明電極層積層工程では、図6に示すように、第1半導体層21および第2半導体層22を形成した半導体基板11の裏面側の略全体に、例えばCVDやPVD等の成膜技術によって第1透明電極31および第2透明電極32を形成する材料を積層することにより、透明電極層30を形成する。In the transparent electrode layer lamination process of step S02, as shown in FIG. 6, a
ステップS03のベース電極形成工程では、図7に示すように、第1導電性ペーストの印刷により第1ベース電極41および第2ベース電極42を形成する。つまり、ベース電極形成工程では、透明電極層30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の第2方向の中央部に重なるよう第1導電性ペーストをそれぞれ積層することにより、第1方向に延びる第1ベース電極41および第2ベース電極42を形成する。In the base electrode formation step of step S03, a
第1導電性ペーストは、導電性粒子、バインダおよび溶剤を含むもの、例えば市販の銀ペースト等を用いることができる。第1導電性ペーストは、スクリーン印刷によって選択的に積層することができる。また、ベース電極形成工程では、第1導電性ペーストに含まれる溶剤を揮発させ、形成した第1ベース電極41および第2ベース電極42が容易に変形しないようにするための乾燥を行うことが好ましい。The first conductive paste may be a paste containing conductive particles, a binder, and a solvent, such as a commercially available silver paste. The first conductive paste may be selectively laminated by screen printing. In the base electrode forming step, it is preferable to perform drying to volatilize the solvent contained in the first conductive paste and to prevent the
ステップS04の絶縁部材形成工程では、図8、9、10に順番に示すように、絶縁性ペーストIPの印刷により、第1絶縁部材51および第2絶縁部材52を形成する。つまり、絶縁部材形成工程では、透明電極層30の第1ベース電極41および第2ベース電極42の両側かつ第1半導体層21と第2半導体層22との境界と重複しない側端領域A1の裏面側および第1ベース電極41および第2ベース電極42の絶縁領域A2の裏面側に跨って絶縁性ペーストIPを積層することによって第1主絶縁部53および第2主絶縁部55を形成すると同時に、第1ベース電極41および第2ベース電極42の接続領域A3の第2方向中央部の裏面側に絶縁性ペーストIPを積層することによって第1補助絶縁部54および第2補助絶縁部56を形成する。8, 9, and 10, in that order, in the insulating member forming step, a first insulating
絶縁性ペーストIPとしては、例えば熱硬化性エポキシ樹脂組成物等の印刷および硬化によりエッチング耐性を有する膜を形成できる材料を用いることができる。また、絶縁部材形成工程においても、絶縁性ペーストIPに含まれる溶剤を揮発させ、形成した第1絶縁部材51および第2絶縁部材52が容易に変形しないようにするための乾燥を行うことが好ましい。As the insulating paste IP, a material capable of forming a film having etching resistance by printing and curing, such as a thermosetting epoxy resin composition, can be used. Also, in the insulating member forming step, it is preferable to volatilize the solvent contained in the insulating paste IP and dry the formed first insulating
絶縁性ペーストIPの印刷は、図8に示すような印刷版100を用いて行うことができる。絶縁性ペーストIPの印刷に用いられる印刷版100は、メッシュ基材110とメッシュ基材110によって支持され、絶縁性ペーストIPの印刷領域が開口する乳材120とを有することが好ましい。このように、メッシュ基材110と乳材120とを有する印刷版100を用いることによって、第1方向の略全長に亘って絶縁性ペーストIPを正確に印刷することができる。The printing of the insulating paste IP can be performed using a
印刷版100の乳材120は、図11に示すように、接続領域A3の第2方向の両側部分に対応する電極マスク部121と、第1半導体層21と第2半導体層22との境界領域に対応する境界マスク部122と、有する。電極マスク部121、つまり乳材120の第1主絶縁部53に対応する印刷領域と第1補助絶縁部54に対応する印刷領域との間に位置する部分と第2主絶縁部55に対応する印刷領域と第2補助絶縁部56に対応する印刷領域との間に位置する部分は、図9に示すように、第1ベース電極41または第2ベース電極42に当接して先端部が第1ベース電極41または第2ベース電極42の第2方向外側に逃げるよう弾性変形することで、第1ベース電極41または第2ベース電極42の側面に密着するよう形成される。11, the
このような、印刷版100を用い、図9に示すように、電極マスク部121によって第1ベース電極41および第2ベース電極42の第2方向の両側部をマスクした状態で、スキージ200によって絶縁性ペーストIPを乳材120の開口に押し込むことによって、第1ベース電極41および第2ベース電極42の第2方向の中央部の裏面側に選択的に絶縁性ペーストIPを積層することができる。この結果、図10に示すように第1絶縁部材51および第2絶縁部材52を形成することができる。9, by using such a
ステップS05のキャップ電極形成工程では、図12に示すように、第1ベース電極41および第2ベース電極42の絶縁領域と相補的な接続領域の裏面側に第2導電性ペーストを積層することにより、第1キャップ電極61および第2キャップ電極62を形成する。第2導電性ペーストとしては、第1導電性ペーストと同様のものを用いることができるが、形成される第1キャップ電極61および第2キャップ電極62の空隙率を第1ベース電極41および第2ベース電極42よりも小さくでき、かつ第1導電性ペーストよりも流動性が小さく断面形状が崩れにくいものを使用することが好ましい。12, in the cap electrode formation process of step S05, a
第1キャップ電極61および第2キャップ電極62は、第2方向に交互に配置されるよう形成される。第2導電性ペーストも、スクリーン印刷によって選択的に積層することができる。また、キャップ電極形成工程でも、第2導電性ペーストに含まれる溶剤を揮発させ、形成した第1キャップ電極61および第2キャップ電極62が容易に変形しないようにするための乾燥を行うことが好ましい。The
ステップS06のエッチング工程では、図13に示すように、第1絶縁部材51、第2絶縁部材52、第1キャップ電極61および第2キャップ電極62をマスクとするエッチングにより、透明電極層30を部分的に、具体的には透明電極層30の第1半導体層21と第2半導体層22とに跨る領域を選択的に除去することによって、平面視で第1半導体層21に内包される第1透明電極31と平面視で第2半導体層22に内包される第2透明電極32とを画定する。ITOから形成される透明電極層30をエッチングすることができるエッチング液としては、例えば塩酸などを用いることができる。13, in the etching process of step S06, the
ステップS07の焼成工程では、加熱により、第1ベース電極41、第2ベース電極42、第1絶縁部材51、第2絶縁部材52、第1キャップ電極61および第2キャップ電極62を硬化させる。In the firing process of step S07, the
ステップS08の配線材接続工程では、第1配線材71および第2配線材72によって第2方向に並ぶ第1キャップ電極61の間および第2方向に並ぶ第2キャップ電極62の間をそれぞれ接続する。これによって、図1および2に示す太陽電池1を得ることができる。In the wiring member connecting step S08, the
以上の太陽電池製造方法では、透明電極層積層工程で全面に透明電極層30を形成し、エッチング工程で第1絶縁部材51、第2絶縁部材52、第1キャップ電極61および第2キャップ電極62をマスクとするエッチングを行うことにより第1透明電極31および第2透明電極32を形成するので、第1透明電極31第2透明電極32を形成するための専用のマスクを形成する必要がない。したがって、本実施形態の太陽電池製造方法は、太陽電池1を比較簡単に製造することができる。つまり、上述の実施形態に係る太陽電池1は、比較的簡単かつ安価に製造することができる。In the solar cell manufacturing method described above, the
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、上述した構成要素以外に、各構成要素間を絶縁する真性半導体層、光の反射を抑制する反射防止膜、電極等を保護する樹脂フィルムなどのさらなる構成要素を備えてもよい。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible. For example, the solar cell according to the present invention may further include, in addition to the above-described components, an intrinsic semiconductor layer that insulates the components from each other, an anti-reflection film that suppresses light reflection, a resin film that protects the electrodes, etc.
本発明に係る太陽電池製造方法において、エッチング工程の前に焼成を行ってもよい。また、本発明に係る太陽電池製造方法は、独立した焼成工程を設けず、ベース電極形成工程、絶縁部材形成工程およびキャップ電極形成工程のいずれかまたはそれぞれの工程において乾燥だけでなく焼成まで行ってもよい。In the solar cell manufacturing method according to the present invention, firing may be performed before the etching step. Also, the solar cell manufacturing method according to the present invention may not include an independent firing step, and may perform not only drying but also firing in any one or each of the base electrode forming step, the insulating member forming step, and the cap electrode forming step.
1 太陽電池
11 半導体基板
21 第1半導体層
22 第2半導体層
30 透明電極層
31 第1透明電極
32 第2透明電極
41 第1ベース電極
42 第2ベース電極
51 第1絶縁部材
52 第2絶縁部材
53 第1主絶縁部
54 第1補助絶縁部
55 第2主絶縁部
56 第2補助絶縁部
61 第1キャップ電極
62 第2キャップ電極
71 第1配線材
72 第2配線材
100 印刷版
110 メッシュ基材
120 乳材
121 電極マスク部
122 境界マスク部
200 スキージ
IP 絶縁性ペースト REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記半導体基板の裏面側に、それぞれ第1方向に延びる帯状に形成され、前記第1方向と交差する第2方向に交互に積層される第1半導体層および第2半導体層と、
前記第1半導体層の中央部の裏面側および前記第2半導体層の前記第2方向の中央部の裏面側にそれぞれ前記第1方向に延びる帯状に積層される透明電極と、
前記透明電極の前記第2方向の中央部の裏面側にそれぞれ前記第1方向に延びるよう積層されるベース電極と、
前記透明電極の前記第2方向の両側の前記第1方向に延びる帯状の側端領域の裏面側および前記ベース電極の前記第1方向に間欠的な方形状の絶縁領域の裏面側に跨って積層される主絶縁部、並びに前記ベース電極の前記絶縁領域と相補的な接続領域の前記第2方向の中央部の裏面側に前記第1方向に延びるよう積層される補助絶縁部を有する絶縁部材と、
前記ベース電極の前記接続領域の裏面側に前記補助絶縁部を覆うよう積層されるキャップ電極と、
を備える、太陽電池。 A semiconductor substrate;
a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, each of which is formed in a strip shape extending in a first direction on a rear surface side of the semiconductor substrate and is alternately stacked in a second direction intersecting the first direction;
transparent electrodes laminated in strip shapes extending in the first direction on a back surface side of a central portion of the first semiconductor layer and on a back surface side of a central portion in the second direction of the second semiconductor layer;
a base electrode laminated on a rear surface side of a central portion of each of the transparent electrodes in the second direction so as to extend in the first direction;
an insulating member including a main insulating portion laminated across a rear surface side of a band-shaped side end region extending in the first direction on both sides in the second direction of the transparent electrode and a rear surface side of an intermittent rectangular insulating region in the first direction of the base electrode, and an auxiliary insulating portion laminated so as to extend in the first direction on a rear surface side of a central portion in the second direction of a connection region complementary to the insulating region of the base electrode;
a cap electrode laminated on a rear surface side of the connection region of the base electrode so as to cover the auxiliary insulating portion;
A solar cell comprising:
前記半導体基板の裏面側に、前記第1半導体層および前記第2半導体層を覆うよう透明電極層を積層する工程と、
第1導電性ペーストの印刷により、前記透明電極層の裏面側に平面視で前記第1半導体層および前記第2半導体層の前記第2方向の中央部に重なるようそれぞれ前記第1方向に延びるベース電極を形成する工程と、
絶縁性ペーストの印刷により、前記透明電極層の前記ベース電極の両側かつ前記第1半導体層と前記第2半導体層との境界と重複しない前記第1方向に延びる帯状の側端領域の裏面側および前記ベース電極の前記第1方向に間欠的な方形状の絶縁領域の裏面側に跨って積層される主絶縁部、並びに前記ベース電極の前記絶縁領域と相補的な接続領域の前記第2方向の中央部の裏面側に前記第1方向に延びるよう積層される補助絶縁部を有する絶縁部材を形成する工程と、
第2導電性ペーストの積層により、前記ベース電極の前記接続領域の裏面側に前記補助絶縁部を覆うキャップ電極を形成する工程と、
前記主絶縁部および前記キャップ電極をマスクとするエッチングにより、前記透明電極層を部分的に除去する工程と、
を備える、太陽電池製造方法。 A step of alternately stacking strip-shaped first semiconductor layers and strip-shaped second semiconductor layers each extending in a first direction on a rear surface of a semiconductor substrate in a second direction intersecting the first direction;
laminating a transparent electrode layer on a rear surface side of the semiconductor substrate so as to cover the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
forming base electrodes extending in the first direction so as to overlap central portions of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer in the second direction in a plan view on a rear surface side of the transparent electrode layer by printing a first conductive paste;
a step of forming an insulating member having a main insulating portion laminated across a back surface side of a band-shaped side end region of the transparent electrode layer extending in the first direction on both sides of the base electrode and not overlapping with a boundary between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and a back surface side of an intermittent rectangular insulating region of the base electrode in the first direction, by printing an insulating paste, and an auxiliary insulating portion laminated so as to extend in the first direction on a back surface side of a central portion in the second direction of a connection region complementary to the insulating region of the base electrode;
forming a cap electrode covering the auxiliary insulating portion on a rear side of the connection region of the base electrode by laminating a second conductive paste;
a step of partially removing the transparent electrode layer by etching using the main insulating portion and the cap electrode as a mask;
A solar cell manufacturing method comprising:
前記乳材の前記主絶縁部に対応する印刷領域と前記補助絶縁部に対応する印刷領域との間に位置する部分が、前記ベース電極に当接して弾性変形し、前記ベース電極の側面に密着するよう形成されている、請求項4に記載の太陽電池製造方法。 The printing of the insulating paste is performed using a printing plate having a mesh substrate and an emulsion supported by the mesh substrate and having openings corresponding to printing areas of the insulating paste;
A solar cell manufacturing method as described in claim 4, wherein a portion of the emulsion material located between a printing area corresponding to the main insulating portion and a printing area corresponding to the auxiliary insulating portion is formed so as to abut against the base electrode, elastically deform, and adhere closely to a side of the base electrode.
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