太阳电池及太阳电池的制造方法技术

本发明专利技术有关于一种太阳电池及太阳电池的制造方法，其目的为减小串联电阻分量及增大并联电阻分量来使太阳电池的效率提升。本发明专利技术的构成为在绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且以指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在绝缘膜上之后进行烧制，且通过烧制时在指状电极所含有的银及铅的作用而将指状电极下的膜也就是绝缘膜贯穿而在区域与指状电极之间形成导电性通路，而且在烧制的同时通过绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的绝缘性固定条。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳电池及太阳电池的制造方法
本专利技术有关于一种太阳电池及太阳电池的制造方法，该太阳电池在基板上制作照射光等时会生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有穿透光线等的绝缘膜，且在绝缘膜上形成有将电子从区域取出的取出口的指状电极(fingerelectrode)，而且使多个指状电极电性连接而将电子取出至外部，且该太阳电池具有绝缘性固定条代替传统的汇流排电极(bus-barelectrode)。
技术介绍
传统在太阳电池单元的设计中，以将在太阳电池单元内所生成的电子效率良好地流动至被连接的外部电路为重要。为了达成该任务，设法使从单元连接至外部的部分的电阻分量减小及使所生成的电子不会消失为特别重要。因此，本专利技术人等曾提出使用导电性玻璃的钒酸盐玻璃作为汇流排电极而使连接指状电极与外部取出的条带(引线)之间的电阻值减小，而且使被集中在汇流排电极的电子的消失减少的技术申请(日本特愿2016-015873、日本特愿2015-180720)。
技术实现思路
(专利技术欲解决的课题)但是，只使用上述传统的银或导电性玻璃作为汇流排电极而使连接指状电极与外部取出的条带(引线)连接之间的电阻值减小仍为不充分，有需要进一步改善来达成太阳电池的高效率的课题。另外，也有需要廉价、简单且高效率的太阳电池单元结构及其制造方法的课题。而且，也有将传统含有昂贵的银或钒、钡的导电性玻璃的使用量消除或减低、及将铅(铅玻璃)的使用量减低或消除，而使太阳电池的制造成本进一步减低而且无公害且结构简单的课题。另外，也有无法对太阳电池的基板的背侧及表面的端子进行简单、确实、廉价且牢固地焊接的课题。(用以解决课题的手段)本专利技术人等着眼于指状电极的顶部露出于绝缘膜的上的情形，发现使该露出的指状电极的部分具有开口的绝缘性玻璃具有坚固的密合性而形成，若其上方直接连接至外部端子的带状的条带(ribbon)时，则串联电阻分量会变小，同时电子从外部端子往内部泄漏的并联电阻分量变大的构成等。因此，减少指状电极与外部端子之间的串接电阻分量且增大外部端子与基板的内部之间的并联电阻分量的同时，使用廉价的材料的绝缘性玻璃形成具有开口的固定条，来代替传统的汇流排电极的材料的银、导电性玻璃等昂贵的材料，而且直接将外部端子牢固地固定在其上，而能够制造一种高效率、低泄漏电流、结构简单且廉价的太阳电池。因此本专利技术人等提供一种太阳电池，其在基板上形成有照射光线等时会形成生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成穿透光线等的绝缘膜，且在绝缘膜上形成有将电子从区域取出的取出口也就是指状电极，而且隔着指状电极将电子取出至外部，其中，在绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且将指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在绝缘膜上之后进行烧制，且通过烧制时的指状电极所含有的银及铅的作用而将指状电极下的膜也就是绝缘膜贯穿而在区域与指状电极之间形成导电性通路，而且在烧制的同时通过绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的绝缘性固定条。此时，就将具有余裕的部分作为开口而言，将指状电极及绝缘性固定条在形成时受到误差的影响较小的既定宽度的部分设为开口。另外，就将具有余裕的部分作为开口而言，设为将外部端子超声波焊接在指状电极及绝缘性固定条上时与超声波焊接烙铁的前端的接触部分相等或若干狭窄的开口，以使前端的接触部分不直接接触绝缘膜。而且，烧制是在将指状电极进行锻烧(firing)的温度与形成绝缘性固定条的温度之中，前者与后者为相等或较高，而且采用前者的温度而进行。另外，烧制设为1秒以上且60秒以下。而且，作为在绝缘性固定条或固定条所含有的绝缘玻璃材料，设为磷酸盐玻璃、铋玻璃的任一种以上。另外，要将外部端子焊接在指状电极及绝缘性固定条的焊接材料，含有锡、锡的氧化物、锌、锌的氧化物的至少1种以上。而且，焊接材料按照需要而添加铜、银、铝、铋、铟、锑中的一种以上作为添加物。另外，将外部端子在指状电极及绝缘性固定条的焊接设为超声波焊接。而且，外部端子设为带状的条带。另外，将铝或部分地开孔的铝形成在基板的与设置有前述区域、绝缘膜、指状电极、及绝缘性固定条的表侧为相反的背侧整面，且将背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。而且，设为背侧的外部端子在对应于与表侧的绝缘性固定条大致相同的位置的背侧的铝上的位置或部分地开孔的一部分，将背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。另外，设为不在绝缘膜上形成绝缘性固定条，在相当于指状电极及未形成固定条的部分的指状电极及绝缘膜，直接予以焊接或将附预焊的取出线予以焊接而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接。焊接设为超声波焊接。(专利技术效果)本专利技术如上述，指状电极的上部在氧化膜上露出的构成且使在指状电极的部分具有开口的绝缘性玻璃具有坚固的密合性而形成，而且若从其上方直接连接外部端子的带状的条带时，会成为串联电阻分量变小，且电子从外部端子泄漏至内部的并联电阻分量变大的构成，成为高效率的太阳电池。另外，将锡(其氧化物)及锌(其氧化物)等作为焊接材料，在将氧化膜、绝缘性固定条、条带的三者予以焊接(超声波焊接等)时，因为绝缘性固定条的焊接密合性良好，所以产生使指状电极和氧化膜与条带的接合性稳定地长寿命化的效果。而且，相比于由传统的银材料、导电性玻璃等所构成的汇流排电极的昂贵构成，能够使用廉价的绝缘性玻璃材料而削减大幅度的成本。另外，在传统铅焊料为占主流的太阳电池，通过减轻铅的使用而能够谋求构筑对环境友善的制程。而且，能够使用廉价的材料将连接端子坚固且确实地焊接在太阳电池的基板的背侧。另外，通过不在绝缘膜上形成绝缘性固定条，而是直接予以焊接或将附预焊的取出线焊接在相当于指状电极及未形成固定条的一部分，而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接(超声波焊接)，而能够将汇流排消除。具体实施方式[实施例1]图1至图3显示本专利技术的一实施例构成图。在图1至图3，氮化膜3形成在基板(晶圆)1上的绝缘膜。指状电极5通过将银、铅(铅玻璃)的膏状物印刷在氮化膜3上且烧结，而且通过众所周知的锻烧将该氮化膜3贯穿而在与高浓度电子区域之间导电性路径，并且将电子取出至外部(后述)。固定条6为本专利技术所设置的绝缘性固定条，以指状电极5的部分作为开口而牢固地固定在氮化膜3的同时，使外部端子(带状的条带)的焊接成为良好，而且用以减低从指状电极5取出的电子泄漏至基板(氮化膜3等)的情形(也就是减低并联电阻分量)等(后述)。固定条区域61形成绝缘性固定条6的区域(后述)。图1显示从晶圆的上侧起将指状电极5及绝缘性固定条6部分放大后的示意图的例子。在图1，图示的矩形形状基板(硅基板、晶圆)使用于实验。矩形的尺寸在此使用48mm(数值为1例)。指状电极5如图示，在此为往横向各隔既定间隔设置多数个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳电池，在基板上形成有照射光线等时会生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有穿透光线等的绝缘膜，且在该绝缘膜上形成有将电子从前述区域取出的取出口也就是指状电极，而且隔着该指状电极将前述电子取出至外部，其中，/n在前述绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且将该指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上之后进行烧制，/n通过该烧制时的前述指状电极所含有的银及铅的作用而将该指状电极下的膜也就是前述绝缘膜贯穿而在前述区域与该指状电极之间形成导电性通路，而且在该烧制的同时通过前述绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在前述绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的前述绝缘性固定条。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181029 JP 2018-202799;20190301 JP 2019-037902;201.一种太阳电池，在基板上形成有照射光线等时会生成高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有穿透光线等的绝缘膜，且在该绝缘膜上形成有将电子从前述区域取出的取出口也就是指状电极，而且隔着该指状电极将前述电子取出至外部，其中，
在前述绝缘膜上形成有含有银及铅的指状电极，并且将该指状电极的部分或具有余裕的部分作为开口而将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上之后进行烧制，
通过该烧制时的前述指状电极所含有的银及铅的作用而将该指状电极下的膜也就是前述绝缘膜贯穿而在前述区域与该指状电极之间形成导电性通路，而且在该烧制的同时通过前述绝缘性固定条或固定条所含有的玻璃材料的作用而在前述绝缘膜牢固地形成固定及焊接良好的前述绝缘性固定条。


2.根据权利要求1所述的太阳电池，其中，前述将具有余裕的部分作为开口，以将前述指状电极及绝缘性固定条形成时受到误差的影响较小的既定宽度的部分作为开口。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的太阳电池，其中，前述将具有余裕的部分作为开口，设为将外部端子予以超声波焊接在前述指状电极及前述绝缘性固定条上时与该超声波焊接烙铁的前端的接触部分相等或若干狭窄的开口，以使该前端的接触部分不直接接触前述绝缘膜。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳电池，其中，前述烧制是在将指状电极进行锻烧的温度与形成前述绝缘性固定条的温度之中，前者与后者为相等或较高，而且采用前者的温度而进行。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳电池，其中，前述烧制设为1秒以上且60秒以下。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳电池，其中，作为在前述绝缘性固定条或固定条所含有的绝缘玻璃材料，设为磷酸盐玻璃、铋玻璃的任一种以上。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳电池，其中，要将外部端子焊接在前述指状电极及前述绝缘性固定条的焊接材料，含有锡、锡的氧化物、锌、锌的氧化物的至少1种以上。


8.根据权利要求7所述的太阳电池，其中，前述焊接材料按照需要而添加有铜、银、铝、铋、铟、锑、磷中的一种以上作为添加物。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的太阳电池，其中，外部端子在前述指状电极及前述绝缘性固定条的焊接设为超声波焊接。


10.根据权利要求9所述的太阳电池，其中，前述外部端子设为带状的条带。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的太阳电池，其中，前述固定条设为穿透光线的绝缘膜，且在其上将前述条带或前述线材的外部端子予以焊接或超声波焊接，使穿透该固定条的部分后的光线入射会生成前述高电子浓度的区域而提升转换效率，并且使从焊接或超声波焊接在穿透该光线的绝缘膜上的外部端子往基板的泄漏电流减低。


12.根据权利要求11所述的太阳电池，将前述条带或线材的宽度或粗糙度减细为0.1mm至1mm，使固定条的部分的光线穿透比例增多而提升转换效率。


13.根据权利要求1至12所述的太阳电池，不将绝缘性固定条形成在前述绝缘膜上，而是直接予以焊接或将附预焊的取出线予以焊接在相当于前述指状电极及未形成该固定条的部分的该指状电极及该绝缘膜，而进行汇流排电极的形成、或进行汇流排电极的形成及取出线的焊接。


14.根据权利要求13所述的太阳电池，该焊接设为超声波焊接。


15.根据权利要求1至14所述的太阳电池，将铝或部分地开孔的铝形成在前述基板的与设置有前述区域、绝缘膜、指状电极及绝缘性固定条的表侧为相反的背侧整面，且将背侧的外部端子予以焊接或超声波焊接。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：上迫浩一，新井杰也，菅原美爱子，小林贤一，小宫秀利，松井正五，锦织润，森尚久，
申请(专利权)人：亚特比目有限会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP