太阳能电池和太阳能电池模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种太阳能电池以及含有所述太阳能电池的太阳能电池模块，所述太阳能电池，其具备布线连接部，所述布线连接部依次层叠有具有pn结的半导体基板、导电层以及布线构件，所述导电层具有包含金属部和玻璃部的电极部、以及树脂部，所述布线连接部中，所述导电层含有：所述电极部与所述布线构件接触的部分、和所述树脂部与所述布线构件接触的部分。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种太阳能电池以及含有所述太阳能电池的太阳能电池模块，所述太阳能电池，其具备布线连接部，所述布线连接部依次层叠有具有pn结的半导体基板、导电层以及布线构件，所述导电层具有包含金属部和玻璃部的电极部、以及树脂部，所述布线连接部中，所述导电层含有：所述电极部与所述布线构件接触的部分、和所述树脂部与所述布线构件接触的部分。【专利说明】太阳能电池和太阳能电池模块
本技术涉及太阳能电池和太阳能电池模块。
技术介绍
通常在具备硅基板的太阳能电池元件的受光面和背面形成有电极。为了将利用光 的入射在太阳能电池元件内转化了的电能高效率地取出到外部，上述电极的电阻率足够低 以及与硅基板形成良好的欧姆接触是必要的。 在用于太阳能电池元件的电极中，有受光面集电用电极、受光面输出取出电极、背 面集电用电极和背面输出取出电极，通常如下所述形成。首先，对P型硅基板的受光面侧实 施纹理（凹凸）形成，接下来，在使磷等在高温下热扩散而形成的n+型扩散层上，通过丝网 印刷等赋予电极用组合物（有时也称为电极用糊剂组合物），将其在大气中800°C?900°C 下热处理（烧成），从而形成电极。形成这些电极的电极用组合物包含导电性金属粉末、玻 璃粒子和各种添加剂等。 在上述电极中的背面集电用电极以外，作为导电性金属粉末，一般使用包含银粒 子的电极用组合物。银粒子的使用具有如下优点：银粒子的电阻率低至1.6Χ1(Γ 6Ω · cm， 上述热处理（烧成）条件下银粒子自还原而烧结，以及能够与硅基板形成良好的欧姆接触 (电连接）等。 如上述所示，包含银粒子的电极用组合物显现作为太阳能电池元件的电极优异的 特性。但是，由于银为贵金属，原料金属自身的价格高，而且由于资源的问题，希望提出替代 银的材料。 作为有望替代银的材料，可列举适用于半导体布线材料的铜。铜在资源上丰富，原 料金属成本也为银的约100分之1，价格低。但是，铜是在大气中200°C以上的高温下容易 被氧化的材料，在上述工序中形成电极是困难的。 为了解决铜所具有的上述课题，报道了对于铜使用各种方法赋予抗氧化性，即使 施以高温热处理（烧成）也难以氧化的铜粒子（例如，参照日本特开2005-314755号公报和 日本特开2004-217952号公报）。此外，作为抑制热处理（烧成）时的铜的氧化的方法，也 报道了使用了含有含铜粒子和玻璃粒子的电极用糊剂组合物（电极用组合物）的方法（例 如，参照日本特开2011-171272号公报）。 在此，对一般的太阳能电池和太阳能电池模块的结构进行说明。一般的太阳能电 池元件为例如125_X125mm或156_X156mm的大小，单独的发电量小。因此，实际上将多 个太阳能电池元件组合，作为太阳能电池和太阳能电池模块使用。上述太阳能电池和太阳 能电池模块，在多数情况下，具有如下结构：将多个太阳能电池元件经由电连接于其受光面 和背面的输出取出电极上的布线构件而串联和/或并联地连接。此外，太阳能电池模块，由 于在屋外环境下使用，因此为了确保对于气温变化、风雨、积雪等的耐性，将经由布线构件 连接的多个太阳能电池元件用密封件密封而形成。通常将包含强化玻璃、乙烯醋酸乙烯酯 (EVA)板、背板等的密封件层叠夹持于具有布线构件的太阳能电池，然后，利用真空层压机 进行密封。此外，这里，所谓太阳能电池元件，意味着具备具有pn结的半导体基板和在半导 体基板上形成的电极的元件。所谓太阳能电池，意味着在太阳能电池元件上设置布线构件， 根据需要将多个太阳能电池元件经由布线构件连接的状态的产物。所谓太阳能电池模块， 意味着将具备布线构件的太阳能电池，以使太阳能电池中的布线构件的一部分露出的方式 用密封件密封的产物。 将上述太阳能电池元件的电极与布线构件连接时，为了将在太阳能电池元件内转 换了的电能高效率地取出到外部，必须使电极与布线构件的接触电阻变小。另外，制作上述 太阳能电池模块时，在搬运用布线构件将多个太阳能电池元件连接的状态的太阳能电池的 工序中，为了防止太阳能电池元件从布线构件脱落，必须牢固地保持太阳能电池元件的电 极与布线构件的密合力。 -般地，对于太阳能电池元件的电极与布线构件的连接，使用焊料（例如，参照日 本特开2004-204256号公报和日本特开2005-050780号公报）。焊料的导电性、固着强度等 连接可靠性优异，价格低，具有通用性，因此已广泛地使用。近年来，作为用于太阳能电池元 件的电极与布线构件的连接的焊料，从环境方面考虑，无铅焊料也逐渐普及。 另一方面，也提出了不使用焊料的连接方法。例如日本特开2000-286436号公报、 日本特开2001-357897号公报以及日本专利第3448924号公报中公开了使用导电性糊剂的 连接方法。
技术实现思路
但是，使用无铅焊料的情形下，由于焊料的熔融温度通常为230°C?260°C左右， 因此与连接相伴的高温或焊料的体积收缩对太阳能电池元件的半导体结构产生影响，有时 引起太阳能电池元件的性能劣化。 此外，如日本特开2000-286436号公报、日本特开2001-357897号公报以及日本专 利第3448924号公报中记载那样，使用导电性糊剂进行太阳能电池元件的电极与布线构件 的连接的方法，有时在高温高湿条件下发电性能经时地大幅度劣化，未必获得充分的连接 可靠性。 另一方面，日本特开2011-171272号公报中记载的用焊料或导电性糊剂进行含有 铜的电极与布线构件的连接的情形下，存在太阳能电池元件的含有铜的电极与布线构件的 密合力不足的倾向。 本技术鉴于上述课题而完成，目的在于提供电极与布线构件之间的连接密合 性优异且可靠性优异的太阳能电池和太阳能电池模块。 本技术如下所述。 〈1〉. 一种太阳能电池，其具备布线连接部，所述布线连接部是依次层叠具有pn结 的半导体基板、导电层以及布线构件而成的，所述导电层至少由电极部和树脂部形成，所述 电极部至少由金属部和玻璃部形成， 所述布线连接部中，所述导电层含有：所述电极部与所述布线构件接触的部分、和 所述树脂部与所述布线构件接触的部分。 〈2〉.根据〈1>所述的太阳能电池，其中，所述导电层至少由多个金属部以及在所 述多个金属部之间存在的所述树脂部形成。 〈3〉.根据〈1>或〈2>所述的太阳能电池，其中，对与所述布线连接部的层叠方向平 行的截面进行观察时，存在满足以下的式（I)的观察截面： La ^ Lb XL 1 · · · · (I) 式⑴中，La表示下述Lai?La4的合计的长度（μ m)，Lb表示沿与上述层叠方 向垂直的方向的该观察截面的长度（μ m); Lai :上述导电层中的上述玻璃部与上述树脂部相接的边界线的长度（μπι)的合 计， La2 :上述导电层中的上述金属部与上述树脂部相接的边界线的长度（μπι)的合 计， La3 :上述导电层中的上述玻璃部与上述布线构件相接的边界线的长度（μ m)的 合计， La4 :上述导电层中的上述金属部与上述布线构件相接的边界线的长度（μ m)的 合计。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其具备布线连接部，所述布线连接部是依次层叠具有pn结的半导体基板、导电层以及布线构件而成的，所述导电层至少由电极部和树脂部形成，所述电极部至少由金属部和玻璃部形成，所述布线连接部中，所述导电层包括：所述电极部与所述布线构件接触的部分、和所述树脂部与所述布线构件接触的部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：足立修一郎，吉田诚人，野尻刚，仓田靖，栗原祥晃，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：新型
国别省市：日本;JP