制作太阳能电池的方法及由此制作的太阳能电池技术

提供一种制作太阳能电池的方法及由此制作的太阳能电池，获得高的光电转换效率。制作具有栅格电极（４６）和用于从栅格电极（４６）向外输出电力的主电极（４７）的太阳能电池的方法包括步骤：通过烧结金属浆料材料，形成小宽度栅格电极（４６）于具有ｐｎ结的衬底的受光面上；和形成棒状主电极（４７）电连接到栅格电极（４６）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有pn结的太阳能电池，且更加特别地，涉及达到高的光电转换效率的太阳能电池。
技术介绍
近来，直接转化太阳能为电能的太阳能电池日益被期待用于下一代能源，尤其从全球环境问题的角度看。在多种类型的太阳能电池中，诸如采用化合物半导体或有机材料的太阳能电池，采用硅晶体的太阳能电池目前被主要使用。为提高太阳能电池的光电转换效率，通常提出一种电极结构，其中用于受光面电极的面积被缩小且串联电阻被抑制(suppressed)。例如，日本专利特开第62-156881号公开一种太阳能电池，在图5中示出。该太阳能电池由以下方式制造。包括主电极51和栅格电极52的受光面电极图形通过丝网印刷形成于位于硅衬底53上的防反射膜54上后，在约700℃下进行热处理。相应地，用于形成栅格电极的银浆渗透防反射膜54，且栅格电极与主电极连接。这样的太阳能电池获得与硅衬底53的优异电学接触。另一方面，在常规太阳能电池中，受光面电极图形与受光面积之比高达约10％。相应地，对发电起作用的受光面积减少，且主电极51和栅格电极52处的表面复合速率大，导致太阳能电池较差的电学特性，尤其是低的开路电压。尽管有可能通过将电极面积与受光面积之比减小约5％以增加对发电起作用的受光面积，以及减少表面复合速率以增加开路电压，但是串联电阻不利地增加。于是，太阳能电池的曲线因子(fill factor)变小，且所获得的电力减少。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是解决上述技术问题，且提供一种达到高的光电转换效率的太阳能电池。为达到这个目标，按照本专利技术，制作具有栅格电极和用于向外输出来自栅格电极的电力的主电极的太阳能电池的方法包括步骤通过烧结金属浆料材料，形成小宽度的栅格电极于具有pn结的衬底的受光面上；和形成棒状主电极以电连接栅格电极。优选地，栅格电极由丝印方法、喷墨方法或分散方法形成，丝印方法中，包括小宽度开口的板状体或通过电沉积或粘接形成的、具有包括小宽度开口的厚膜的纱被用作丝网。在丝印方法中，期望地，丝网中沿其纵向方向相邻的开口之间的距离小于棒状主电极的宽度，且纵向方向相邻的栅格电极通过棒状主电极的形成而相互连接。在形成栅格电极的步骤，优选地，用于定位(registration)栅格电极和主电极的定位标记形成于衬底上，且定位标记设置于形成主电极的位置处。此外，合适地，栅格电极和主电极依照在形成栅格电极的步骤中形成于衬底上的定位标记和提供于用于形成主电极的丝网上的定位标记而定位，且在形成栅格电极的步骤中形成于衬底上的定位标记被CCD照相机识别(recognized)。这里，定位标记优选地具有圆或椭圆形状。在丝印方法中，期望地，印刷刮板在丝网开口的纵向方向被驱动。此外，在形成主电极步骤中，纱可用作丝网。在丝印方法中使用的刮板具有尖端部用于刮掉浆料和本体部以支撑尖端部。适应地，尖端部由柔软的、薄板状体组成，本体部由刚性的、厚板状体组成。另一方面，当具有小宽度开口的板状体用作丝网时，丝网优选地具有至少一个连结部在开口中，且连结部在衬底侧有凹槽。在形成栅格电极步骤中，优选地，由达到与n+层优异欧姆接触的金属材料组成的涂料被使用，且在形成主电极步骤中，由达到优异焊接浸润性和与衬底接触性质的金属材料组成的浆料被使用。这里，形成栅格电极步骤中所用浆料的粘度可能不同于形成主电极步骤中所用浆料的粘度。按照本专利技术的太阳能电池按照下列方法被制作，所用方法包括下列步骤通过烧结金属浆料材料，形成小宽度栅格电极于具有pn结的衬底的受光面上；和形成与栅格电极电连接的棒状主电极。按照本专利技术，具有小宽度的栅格电极可形成大的厚度。因此，具有对发电起作用的大受光面积和栅格电极中的小串联电阻的太阳能电池可被制作，从而，获得提高的光电转换效率。附图说明图1A到1I显示按照本专利技术的制造方法中的步骤；图2是平面图，显示形成本专利技术中栅格电极的浆料层的图形；图3是平面图，显示形成本专利技术中主电极的浆料层的图形；图4是平面图，显示按照本专利技术的太阳能电池中的电极图形；图5是平面图，显示常规太阳能电池中的电极图形；图6A是平面图，显示用于形成本专利技术中栅格电极的丝网；图6B是关于丝网中开口的放大平面图；图6C是沿着图6B中VIC-VIC线的截面图；图6D是沿着图6B中VID-VID线的截面图；图6E是平面图，显示具有均匀宽度、无断线的栅格电极；图7A是用于形成本专利技术中栅格电极的刮板的正视图；图7B是沿着图7A中VIIB-VIIB线的截面图；图7C和7D是栅格电极的截面图；图8是平面图，显示用于形成本专利技术中主电极的丝网。具体实施例方式按照本专利技术、制作太阳能电池的方法包括步骤通过烧结金属浆料材料，在具有pn结的衬底的受光面上形成小宽度栅格电极；和形成与栅格电极电连接的棒状主电极。通过在各自合适的条件下分别形成栅格电极和主电极，具有小宽度的栅格电极和棒状主电极的高性能太阳能电池可被制作。在形成栅格电极的步骤，优选地，包括小宽度开口的板状体、或具有由电沉积或粘接形成的包括小宽度开口的厚膜的纱布被用作丝网。这样的丝网是合适的，因为太阳能电池中的微细栅格电极图形可以形成，也即，小宽度的栅格电极可形成至较大厚度。相应地，由于电极阴影的光损失被显著减少，且同时，电极面积被制作得更小。因而，电极处的表面复合速率与常规太阳能电池相比被降低，由此获得较大的开路电压。此外，由于具有较小宽度的栅格电极可形成至较大厚度，栅格电极中的串联电阻可被降低且曲线因子被有效提高。太阳能电池中的光电转换效率从而被大幅度地改善。尽管依赖于用于印刷的浆料的物理性质，为了形成小宽度的栅格图形，通常，形成栅格电极步骤中所用的丝网具有小宽度的开口，优选地开口不大于0.15毫米，且更优选地不大于0.12毫米。此外，为避免栅格电极断线，开口具有优选不小于0.07毫米的宽度，且更优选地不小于0.10毫米。例如，通过激光和类似方法形成的、具有小宽度开口的不锈钢薄板可用作这样的丝网。在形成棒状主电极的步骤中，当尺寸精度不是太苛刻时，一般纱的丝网可被采用作为丝网。然而，当进行高精度印刷时，优选使用通过电沉积或粘接形成的、具有包含小宽度开口的厚膜的纱作为丝网。当具有采用激光等方法在不锈钢薄板上形成的小宽度开口的丝网被使用时，如果开口具有非常大的长度，开口可能在印刷中扩大，这导致栅格较大的宽度。相应地，在这样的情况下，丝网的开口中优选地具有至少一个连结部，且连结部具有凹槽在衬底一侧。因为连结部有凹槽在衬底一侧，浆料被导入凹槽中。因此，印刷的栅格电极没有分开，由此获得小宽度的连续形状。为了使连结部起到抑制开口变宽的作用和留下空间用于印刷期间容纳浆料于凹槽中，连结部的凹槽优选具有与丝网厚度的一半近乎可比的深度。图6B显示一例，其中图6A所示用于形成栅格电极的丝网中形成的开口66中具有一连结部66a，且连结部66a具有凹槽于衬底一侧。图6B是这样的开口的放大平面示意图。图6C是沿着图6B中VIC-VIC线的截面图。在图6C中，开口具有一连结部66a，位于衬底相反侧的开口中(在图6C的左边)。图6D是沿着图6B中VID-VID线的截面图。在图6D中，凹槽66c被提供于衬底一侧(图6D的下部)。因为丝网在开口中有连结部66a，印刷过程中开口展宽和栅格电极的较大宽度可以避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
制作具有栅格电极（４６）和用于从所述栅格电极（４６）向外输出电力的主电极（４７）的太阳能电池的方法，包括步骤：通过烧结金属浆料材料，在具有ｐｎ结的衬底的受光面上形成小宽度栅格电极（４６）；和形成与所述栅格电极（４６）电连接的 棒状主电极（４７）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浅井正人，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]