太阳电池及太阳电池的制造方法技术

编号:201610371213 阅读:128 评论( 1 )

本发明专利技术涉及一种太阳电池及太阳电池的制造方法,其目的在于减少银的使用量及减少或消除铅(铅玻璃)的使用量。本发明专利技术的构成,是制造在基板上照射光线等时生成高电子浓度的区域的同时,在该区域上形成透射光线等的绝缘膜,而且具有从在该绝缘膜所形成的电子取出口将电子取出的总线电极的太阳电池;为了形成总线电极,在导电性膏以重量比20%至70%混入导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极,来减少导电性膏的使用量。

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1 技术实现步骤摘要

太阳电池及太阳电池的制造方法
本专利技术涉及一种太阳电池及太阳电池的制造方法,其制作在基板上照射光线等时生成高电子浓度的区域的同时,在区域上形成透射光线等的绝缘膜,且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的总线电极(buselectrode)。
技术介绍
以往,利用可再生能源之一的太阳电池,是以20世纪的主角的半导体技术作为基础而进行其开发。其为影响人类生存的全球性水准的重要开发。该开发课题不仅是将太阳光转换成为电能的效率,也一边面对减少制造成本及无公害的课题一边进展。实现这些目的,降低或消除在电极所使用的银(Ag)和铅(pb)的使用量特别重要。通常,太阳电池的构造,如图7(a)的平面图及7(b)的剖面图所示,由以下各要素构成:N型/P型的硅基板43,将太阳光能源转换成为电能;氮化硅45,防止硅基板43的表面反射且为绝缘体薄膜;指状电极(fingerelectrode)42,取出在硅基板43中所产生的电子;总线电极(busbarelectrode)41,以指状电极42收集所取出的电子;及引出引线电极(leadelectrode)47,将收集至总线电极41的电子取出至外部。其中,优选是在总线电极41及指状电极42使用银及铅(铅玻璃),减少银的使用量及减少或消除铅(铅玻璃)的使用量,且使其形成为低成本且无公害。
技术实现思路
(专利技术欲解决的课题)上面所述以往的图7的太阳电池的构成要素中,在指状电极42等中使用银及铅(作为粘结剂的铅玻璃),减少银的使用量及减少或消除铅(铅玻璃)的使用量,使太阳电池的制造成本的降低且成为无公害的课题。(用以解决课题的手段)本专利技术为了降低银的使用量及减少或消除铅(铅玻璃)的使用量,在用以形成太阳电池的构成要素的总线电极等,在银膏中混入钒酸盐玻璃(以下,称为导电性NTA玻璃,NTA为日本注册商标5009023号)作为烧结助剂而烧制,并可减少或消除银及铅(铅玻璃)的使用量。因此,本专利技术为一种太阳电池,所述太阳电池制作有在基板上照射光线等时生成高电子浓度的区域,并在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜,且具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的总线电极,其中,为了形成总线电极,在导电性膏以重量比20%至70%混入导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极,以降低导电性膏的使用量。此时,导电性玻璃设为至少含有钒或钒及钡的钒酸玻璃。又,混入导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间,最长也在1分钟以内且数秒以上。而且,导电性玻璃设为无Pb。又,在烧制所形成的总线电极上设置有引线电极。(专利技术效果)本专利技术如上所述,通过在银膏中混入导电性NTA玻璃作为烧制助剂而进行烧制,能够降低以往银膏中银的使用量及降低或消除铅(铅玻璃)的利用量。藉此,而具有下述的特征。第一是为了形成太阳电池的总线电极(银电极),使用导电性的钒酸盐玻璃的NTA玻璃(日本注册商标第5009023号、日本特许第5333976号)作为银膏的烧结助剂,能够减少Ag的使用量且减少或消除铅(铅玻璃)的使用量。第二是将烧结助剂的NTA玻璃占有银膏中的重量比率设为20%~70%范围而使用。通过实验能够确认出不会降低太阳光能源转换成为电子能源的效率,而发挥作为总线电极的效果的电极形成。经考察,这一目标可通过将NTA玻璃形成为下述者而实现:(1)具有导电性;(2)通过混入于银膏而将银从玻璃分离且收集,能够改善导电性;(3)抑制以往玻璃的针状晶体的成长而能够以Ag来改善导电性;(4)于使用在总线电极形成的烧结助剂,使用不产生烧结(firing)现象的NTA玻璃而能够消除转换效率的降低(参照下述第三、第四)等。第三是无接触银粒子等的NTA玻璃形成高电阻晶体的烧结制程条件中进行烧结。形成高电阻晶体(例如所述针状晶体)时,从指状电极通过总线电极时,电子的移动无法适当地进行而降低能源的转换效率,但认为通过在短时间(例如即便较长也在1分钟以内)完成烧结步骤作为减少高电阻晶体的发生的一种手法,而能够解决。第四与以往不同,在于使用含有使指状电极的形成与总线电极的形成相异的玻璃料的银膏。以往,在指状电极的形成中,必须产生被称为烧结的现象。通过使用作为银的烧结助剂的玻璃料中的成分分子、例如铅玻璃中的铅分子的作用,以使形成在硅基板表层的氮化硅膜的绝缘层突破而形成指状电极的方式,而有效率地收集生成在硅基板的电子。但,对于形成总线电极,不须为烧结现象。以往是将总线电极也含有铅成分的铅玻璃作为烧结助剂而进行烧结,所以构造不同的总线电极与硅基板形成电性导通路而降低转换效率。通过在形成总线电极所使用的烧结助剂,使用不产生烧结现象的NTA玻璃而能够消除转换效率的降低。第五为有使用银粉末材料所致的太阳电池成本高(原材料费高)的问题。又,由于银材料过剩的需要也浮现材料调度的问题。认为即便使用导电玻璃的NTA玻璃的含有比率大幅地増加至20%至70%而减少其对应银量的银膏,也不会降低转换效率而能够制造太阳电池,对产业界产生重大的影响。第六为(5)不使用以往的总线电极形成所使用的铅玻璃,即能够成为无铅。藉此,能够完全没有铅公害的环境问题。附图说明图1表示本专利技术的一实施例结构图(步骤的完成图:剖面图)。图2为本专利技术的动作说明流程图。图3为本专利技术的详细步骤说明图(其1)。图4为本专利技术的详细步骤说明图(其2)。图5为本专利技术的详细说明图(总线电极的详细)。图6为本专利技术的说明图(总线电极)。图7为现有技术的说明图。图8为本专利技术的其它实施例流程图。图9为本专利技术的总线电极上的焊料/导线的概略结构图。图10为本专利技术的NTA玻璃的总线电极与焊料的粘合(粘接)性的实验结果例。图11为本专利技术的Sn-Ag焊料的焊接照片(A)。图12为本专利技术的Sn-Ag焊料的焊接照片(B)。图13为本专利技术的Sn-Zn焊料的焊接照片(C)。图14为本专利技术的Sn-Pb焊料(有助焊剂)的焊接照片(D)。图15为本专利技术的Sn-Pb焊料(有助焊剂)的焊接照片(E)。图16为本专利技术的Sn-Pb焊料(无助焊剂)的焊接照片(F)。符号说明11硅基板12高电子浓度区域(扩散掺杂)13绝缘膜(氮化硅膜)14电子取出口(指状电极)15总线电极16背面电极17导线41总线电极42指状电极43硅基板44N/P扩散层45氮化硅膜46背面电极47引出引线电极171铜172焊料S1~S10步骤S21~S24步骤。具体实施方式[实施例1]图1显示本专利技术的一实施例结构图(步骤的完成图:剖面图)。在图1中,硅基板11是众所周知的半导体硅基板。高电子浓度区域(扩散掺杂层)12是将所需要的p型/n型的层通过扩散掺杂等形成在硅基板11上而成的众所周知的区域(层),该图中,从上方向入射太阳光时,在硅基板11产生电子(发电)且积蓄该电子的区域。在此,所积蓄的电子通过电子取出口(指状电极(银))14朝上方向被取出(参照专利技术效果)。绝缘膜(氮化硅膜)13为使太阳光通过且使总线电极15与高电子浓度区域14电性绝缘的众所周知的膜(参照专利技术效果)。电子取出口(指状电极(银))14,是透过形成在绝缘膜13的孔穴而将积蓄在高电子浓度区域12中的电子取出的口(指状电极)(参照专利技术效果)。总线电极(电极1(银))15是电性连接多个电子取出口(指状条电极)14的电极,且是削减Ag的使用量的对象的电极本文档来自技高网...【详细说明在详细技术资料中】

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2 技术保护点

一种太阳电池,制作有在基板上照射光线等时生成高电子浓度的区域,并在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜,且所述太阳电池具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的总线电极,其中,为了形成所述总线电极,在导电性膏以重量比20%至70%混入导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极,降低导电性膏的使用量。

3 技术保护范围摘要

2016.01.29 JP 2016-0158731.一种太阳电池,制作有在基板上照射光线等时生成高电子浓度的区域,并在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜,且所述太阳电池具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的总线电极,其中,为了形成所述总线电极,在导电性膏以重量比20%至70%混入导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极,降低导电性膏的使用量。2.如权利要求1所述的太阳电池,其中所述导电性玻璃设为至少含有钒或钒及钡的钒酸玻璃。3.如权利要求1或2所述的太阳电池,其中混入所述导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间,最长也在1分钟以内且数秒以上。4.如权利要求1至3任一项所述的太阳电池,其中所述导电性玻璃无Pb。5.如权利要求1至4任一项所述的太阳电池,其中在所述烧制所形成的总线电极上设置有引线电极。6.如权利要求1至5任一项所述的太阳电池,其中所述引线电极为导电性的导线,将该导线超声波焊接在所述总线电极,且透过焊料使该导线与该总线电极良好地粘合。7.如权利要求6所述的太阳电池,其中在将所述总线电极从室温预热至焊料的熔融温度以下的温度的状态下,将该总线电极与所述导线进行超声波焊接。8.一种太阳...

4 专利技术属性

发明(设计)人:上迫浩一小林贤一小宫秀利松井正五松下满树新井杰也菅原美爱子
申请(专利权)人:亚特比目株式会社农工大TLO株式会社
专利类型:发明
专利号:201610371213
国别省市:日本,JP

5 专利技术项目评估

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6 相关技术资料

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2017年10月16日 20:27
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