太陽能電池的制造方法及太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種太陽能電池的制造方法及太陽能電池，是在基板的表面、形成主柵電極所使用的銀膏中的銀含有率低于形成次柵電極所使用的銀膏中的銀含有率的太陽能電池的制造方法及太陽能電池。
【專利說明】太陽能電池的制造方法及太陽能電池
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池的制造方法及太陽能電池。
【背景技術】
[0002]近年來，特別是出于地球環境保護的觀點，對將太陽能直接轉換為電能的太陽能電池作為新一代能源的期待急劇高漲。作為太陽能電池，雖然具有使用化合物半導體或有機材料的太陽能電池等各種類型，但目前，使用硅晶的太陽能電池已成為主流。
[0003]目前，制造及銷售最多的太陽能電池的結構是在受光面和與受光面相反一側的背面形成了電極的結構。
[0004]圖6表示日本特開2004-14566號公報(專利文獻I)所公開的現有太陽能電池的受光面的俯視示意圖，圖7表示沿圖6的VI1-VII的剖面示意圖。
[0005]如圖7所示，專利文獻I所公開的現有太陽能電池101在作為基材的P型硅基板103的太陽能電池101的受光面121側的表面形成η型雜質擴散層104。而且，形成防止反射膜105，以覆蓋η型雜質擴散層104。
[0006]而且，如圖6及圖7所示，在受光面121上形成基于銀電極的電極部102。電極部102由主柵102a和次柵102b構成。
[0007]此外，如圖7所示，在太陽能電池101的、與受光面121相反一側的面即背面122上形成P+型層即BSF (Back Surface Field:背面電場)層106。進而，在背面122上形成鋁電極107，以覆蓋BSF層106，在鋁電極107上一部分重疊地形成銀電極108。
[0008]太陽能電池101受光面121的電極部102是通過對銀膏進行絲網印刷、使之干燥、并在氧化性氣體下進行燒制而形成的。在此，電極部102在燒制銀膏時，燒穿防止反射膜105，從而穿透防止反射膜105，與η型擴散層104接觸。而且，在銀膏的絲網印刷中，主柵102a及次柵102b的圖案使用同一銀膏、在一個工序中形成。
[0009]專利文獻1:(日本)特開2004-14566號公報
[0010]隨著太陽能發電系統的快速普及，降低太陽能電池的制造成本成為當務之急。作為用來降低太陽能電池的制造成本的方法，減少電極部102的銀使用量是有效的方法之
O
[0011]然而，在減少電極部102的銀使用量的情況下，由于電極部102電阻的升高，可能弓丨起太陽能電池性能的大幅降低。
【發明內容】
[0012]本發明是鑒于上述問題而提出的，本發明的目的在于提供能夠減少電極的銀使用量、卻幾乎不會使太陽能電池的性能降低的太陽能電池的制造方法及太陽能電池。
[0013]本發明為一種太陽能電池的制造方法，為具有在基板的表面形成主柵電極及次柵電極的工序的太陽能電池的制造方法，形成主柵電極所使用的銀膏中的銀含有率低于形成次柵電極所使用的銀膏中的銀含有率。[0014]在此，在本發明的太陽能電池的制造方法中，形成主柵電極所使用的銀膏中的玻璃料含有率優選高于形成次柵電極所使用的銀膏中的玻璃料含有率。
[0015]而且，在本發明的太陽能電池的制造方法中，形成主柵電極所使用的銀膏中的玻璃料含有率相對于銀含有率的比例優選大于形成次柵電極所使用的銀膏中的玻璃料含有率相對于銀含有率的比例。
[0016]此外，在本發明的太陽能電池的制造方法中，形成主柵電極所使用的銀膏中玻璃料的軟化點優選低于形成次柵電極所使用的銀膏中玻璃料的軟化點。
[0017]而且，在本發明的太陽能電池的制造方法中，形成主柵電極所使用的銀膏中銀的BET值優選大于形成次柵電極所使用的銀膏中銀的BET值。
[0018]此外，在本發明的太陽能電池的制造方法中，主柵電極的中心部厚度優選薄于次柵電極的中心部厚度。
[0019]進而，本發明為一種太陽能電池，為在基板的表面具有主柵電極及次柵電極的太陽能電池，并且主柵電極中的銀含有率低于次柵電極中的銀含有率。
[0020]根據本發明，能夠提供可減少電極的銀使用量、卻幾乎不會使太陽能電池的性能降低的太陽能電池的制造方法及太陽能電池。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明太陽能電池的一例的受光面的俯視示意圖；
[0022]圖2是由圖1的圓所包圍的部分的立體示意圖；
[0023]圖3是主柵電極與次柵電極的接合部分的俯視示意圖；
[0024]圖4(a)是串聯兩個太陽能電池后的狀態的正視示意圖，(b)是(a)所表示的狀態的側視不意圖；
[0025]圖5(a)是主柵電極與次柵電極的接合部分的前視示意圖，(b)是沿(a)的Vb-Vb的剖面示意圖，(C)是對由(b)的圓所包圍的部分中銀料的狀況進行圖解的示意性概念圖；
[0026]圖6是專利文獻I所公開的現有太陽能電池的受光面的俯視示意圖；
[0027]圖7是沿圖6的VI1-VII的剖面示意圖。
[0028]附圖標記說明
[0029]I P型單晶Si基板；2 η型雜質擴散層；3防止反射膜；4主柵電極；5次柵電極；6 BSF層；7背面銀電極；8鋁電極；9中繼饋線；11太陽能電池；101太陽能電池；102電極部；102a主柵；102b次柵；103硅基板；104 η型雜質擴散層；105防止反射膜；106 BSF層；107鋁電極；108銀電極；121受光面；122背面。
【具體實施方式】
[0030]下面，針對本發明的實施方式進行說明。另外，在本發明的附圖中，相同的標記表示相同的部分或相當的部分。
[0031]圖1表不本發明太陽能電池的一例的受光面的俯視不意圖，圖2表不由圖1的圓所包圍的部分的立體示意圖。圖1及圖2所示的太陽能電池11例如可以按照以下的方式進行制造。
[0032]首先，通過對P型單晶Si基板I進行蝕刻，在P型單晶Si基板I上形成紋理。然后，在P型單晶Si基板I的受光面(表面)上涂布異丙氧基鈦酸脂中含有磷化合物的PTG(Phosphoric Titanate Glass:磷酸鈦酸鹽玻璃)液后，使之干燥。
[0033]接著，將涂布PTG液并干燥后的P型單晶Si基板I加熱至例如800°C?900°C，由此，向P型單晶Si基板I擴散磷，從而形成η型雜質擴散層2，同時形成由含有磷的T1x形成的防止反射膜3。按照上述方式形成的η型雜質擴散層2的片電阻例如為45 Ω / □左右。
[0034]然后，在P型單晶Si基板I的非受光面(背面)上，對形成背面銀電極7所使用的銀膏及形成鋁電極8所使用的鋁膏進行印刷后，進行干燥。而且，在P型單晶Si基板I的受光面(表面)上，對形成次柵電極5所使用的銀膏進行印刷，之后，對形成主柵電極4所使用的銀膏進行印刷。在對形成次柵電極5所使用的銀膏及形成主柵電極4所使用的銀膏進行印刷后，使之干燥。
[0035]此時，為了使形成主柵電極4所使用的銀膏中的銀含有率低于形成次柵電極5所使用的銀膏中的銀含有率，在形成主柵電極4所使用的銀膏和形成次柵電極5所使用的銀膏中使用不同的銀膏。
[0036]對于銀膏及鋁膏的印刷，例如可以使用絲網印刷法，S卩、使用具有形成所希望的圖案的開口的絲網，對膏體進行擠壓，由此而形成電極圖案。在此，銀膏是銀為導電材料的主要成分的膏體，鋁膏是鋁為導電材料的主要成分的膏體。
[0037]接著，在對所有的電極圖案進行印刷后，在例如800°C左右的溫度下燒制銀膏及鋁膏。此時，在形成主柵電極4所使用的銀膏及形成次柵電極5所使用的銀膏具有燒穿性的情況下，銀膏貫通防止反射膜3，與η型雜質擴散層2電連接。
[0038]而且，通過鋁膏的燒制，在P型單晶Si基板I上形成ρ+層即BSF層6。由此，制造出太陽能電池11。
[0039]圖3表示主柵電極4與次柵電極5的接合部分的俯視示意圖。為了減少形成次柵電極5所使用的銀膏的使用量，在主柵電極4與次柵電極5重疊的部分分割次柵電極5。
[0040]在此，次柵電極5例如可以形成為線寬約80 μ m、平均厚度約15 μ m。而且，主柵電極4例如可以形成為線寬約3mm、中心部平坦部分的厚度約15 μ m。
[0041 ] 圖4 (a)表不串聯兩個太陽能電池11后的狀態的正視不意圖，圖4 (b)表不圖4 (a)所表示的狀態的側視示意圖。在圖4(a)及圖4(b)中，簡單表示了太陽能電池11的結構。
[0042]如圖4(a)及圖4(b)所示，通常串聯多個太陽能電池11進行使用。中繼饋線9是用來串聯太陽能電池11的配線，連接某太陽能電池11表面的主柵電極4與另一個太陽能電池11背面的背面銀電極7。對于中繼饋線9的連接，例如可以使用焊料。中繼饋線9的寬度例如可以為2mm左右。
[0043]下面，對于次柵電極5與主柵電極4的必要特性進行說明。因為次柵電極5是經過從次柵電極5的端部至主柵電極4的數cm左右的距離進行集電、盡量不損耗太陽能電池11所產生的光電流的電極，所以要求為低電阻。據此，因為將導致電阻升高，因而不優選減少形成次柵電極5所使用的銀膏的銀含有量。
[0044]主柵電極4及次柵電極5的材料即燒制銀比純銀的電阻率高一個數量級左右。另一方面，中繼饋線9為被焊料覆蓋的銅線，其電阻率可以與純銅相當。
[0045]因此，主柵電極4主要的作用為將次柵電極5所匯集的電流向中繼饋線9傳導，而不是長距離傳導電流。電流在主柵電極4中流動的距離為主柵電極4的寬度以下，短于電流在次柵電極5中流動的長度，所以，因主柵電極4的電阻造成的損耗較少。
[0046]因此，即使減少形成主柵電極4所使用的銀膏的銀含有量而導致電阻增高，對太陽能電池11性能的影響也較小。本發明的
【發明者】們著眼于該點，嘗試在幾乎不降低太陽能電池11性能的程度下減少形成主柵電極4所使用的銀膏的銀含有量。
[0047]而且，在形成主柵電極4所使用的銀膏與形成次柵電極5所使用的銀膏中使用不同銀膏的情況下，要求:上述電極間的電阻較低、上述電極的接合強度較高、以及上述電極具有長期可靠性。
[0048]進而，主柵電極4有時會受到來自中繼饋線9的外力。因此，為了不被外力剝離主柵電極4，要求主柵電極4與太陽能電池11表面的粘接強度高，而且長期可靠性高。為了滿足上述條件，對銀膏中玻璃料的量等諸條件進行了研究。
[0049]實施例
[0050]下面，詳細地說明本發明的實施例。
[0051]在以下的實施例中，使用完全相同的銀膏形成次柵電極5，對形成主柵電極4所使用的銀膏進行各種改變，調查其特性。將形成次柵電極5所使用的銀膏作為基準銀膏。另外，在以下的實施例中所使用的所有銀膏都具有燒穿性。
[0052]〈第一~第四實施例〉
[0053]在第一~第四實施例中，使用改變了形成主柵電極4所使用的銀膏的銀含有率和玻璃料含有率的銀膏，制作第一~第四實施例的太陽能電池。而且，在第一~第四實施例中，如上所述，使用基準銀膏形成次柵電極5。此外，作為基準，也制作使用基準銀膏形成主柵電極4及次柵電極5這兩者的基準太陽能電池。
[0054] 表1表示第一~第四實施例的太陽能電池及基準太陽能電池的特性。
[0055][表 I]
[0056]
【權利要求】
1.一種太陽能電池的制造方法，為具有在基板的表面形成主柵電極及次柵電極的工序的太陽能電池的制造方法； 其特征在于，形成所述主柵電極所使用的銀膏中的銀含有率低于形成所述次柵電極所使用的銀膏中的銀含有率。
2.如權利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，形成所述主柵電極所使用的所述銀膏中的玻璃料含有率高于形成所述次柵電極所使用的所述銀膏中的玻璃料含有率。
3.如權利要求1或2所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，形成所述主柵電極所使用的所述銀膏中的玻璃料含有率相對于銀含有率的比例大于形成所述次柵電極所使用的所述銀膏中的玻璃料含有率相對于銀含有率的比例。
4.如權利要求1至3中任一項所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，形成所述主柵電極所使用的所述銀膏中的玻璃料的軟化點低于形成所述次柵電極所使用的所述銀膏中的玻璃料的軟化點。
5.如權利要求1至4中任一項所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，形成所述主柵電極所使用的所述銀膏中銀的BET值大于形成所述次柵電極所使用的所述銀膏中銀的BET 值。
6.如權利要求1至5中任一項所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，所述主柵電極的中心部的厚度薄于所述次柵電極的厚度。
7.一種太陽能電池，為在基板的表面具有主柵電極及次柵電極的太陽能電池，其特征在于，所述主柵電極中的銀含有率低于所述次柵電極中的銀含有率。
【文檔編號】H01L31/04GK104040733SQ201280066671
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2012年1月10日
【發明者】田中聰, 大石嘉弘 申請人:夏普株式會社