薄膜太阳能电池用背面电极的形成方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜太阳能电池用背面电极的形成方法。该形成方法不会浪费昂贵的金属、资源，而能够在任意大小、形状的基板上高效且低成本地形成均匀的背面电极层。将含有金属粒子的导电性墨保持于在表面形成有规定图案的墨保持部的柔性印刷版（１１），将保持于该墨保持部的导电性墨转印于在透明电极层（２）的背面侧层叠形成有光电转换层（３）的绝缘透光性基板（１）之后，对上述转印的导电性墨进行加热，从而，无论是任意大小、形状的基板，都能够在其背面侧表面高速且高效地形成规定图案的背面电极层（４）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在薄膜太阳能电池的背面形成背面电极的方法，该薄膜太阳能电 池是在透光性基板上层叠由半导体接合构成的光电转换层而成的。
技术介绍
近年来，研究开发出一种这样的薄膜半导体太阳能电池(以下称为薄膜太阳能电 池)，即，能够使用非晶形(非晶质)硅、CdS、CUInSe2等化合物半导体来替代采用单晶或多 晶硅的以往类型的太阳能电池、从而以低成本制造出的薄膜太阳能电池。该薄膜太阳能电 池例如采用这样的构造，即，在玻璃等绝缘透光性基板的背面形成有Sn02、ITO, ZnO等透明 导电膜(透明电极层)，在透明导电膜的背面侧表面层叠形成有依次层叠有非晶质半导体 的P层、i层、η层的薄膜半导体膜(光电转换层)，在薄膜半导体膜的背面侧表面层叠形成 有采用Ag (银)、Al (铝)、Cu (铜)等反射率较高的金属而成的导电膜(背面电极层)(例 如参照专利文献1、2等)。该背面电极(背面电极层)采用反射率较高的金属是为了补偿比晶硅太阳能电池 低的转换效率(光电转换效率)，通过将从透光性基板侧入射的太阳光反射，能够利用“光 的封闭效果，，提高太阳能电池的发电效率。专利文献1 日本特开平8-37317号公报专利文献2 日本特开2005-175449号公报在制造上述构造的薄膜太阳能电池的情况下，在绝缘透光性基板上形成透明电极 层、在透明电极层上形成光电转换层以及在光电转换层上形成背面电极层，均可采用溅 射法(sputtering)、蒸镀法、CVD法等，其中，为了形成背面电极层，大多采用将金属锭作为 靶材而在真空室内成膜的溅射法。但是，对于采用上述溅射法形成背面电极层，除必要部分之外的部分也会被成膜， 因此，昂贵的金属锭的一部分也被浪费了。另外，由于溅射法是分批式处理，因此周期(无 效时间)较长，存在受到使用的溅射装置的室尺寸的限制而难以使处理的基板的尺寸大型 化这样的问题。并且，溅射装置的真空装置、附带设备等较多，因此，设置装置需要广阔的空间，用 于冲撞靶材的惰性气体、电力等为了连续地进行处理而必须持续供给的资源也较多，运行 成本也较高。另外，这些问题是在蒸镀法、CVD法等以往的背面电极层的形成方法中共同存 在的问题。
技术实现思路
本专利技术即是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种不会浪费昂贵的金 属、资源而能够在任意大小、形状的基板上高效且低成本地形成均勻的背面电极层的薄膜 太阳能电池用背面电极的形成方法。为了达到上述目的，本专利技术的主旨在于提供一种薄膜太阳能电池用背面电极的形成(制造)方法，该方法是在薄膜太阳能电池中形成背面电极的方法，该薄膜太阳能电池包 括依次形成在绝缘透光性基板的背面的透明电极层、光电转换层及背面电极层，包括以下 工序将含有金属粒子的导电性墨保持于柔性印刷版的工序，该柔性印刷版的表面形成有 规定图案的墨保持部；使在透明电极层上层叠形成有光电转换层的绝缘透光性基板密合于 该柔性印刷版、将保持于上述墨保持部的导电性墨转印于光电转换层上的工序；在该转印 之后对上述被转印的导电性墨进行加热而在上述光电转换层上形成规定图案的背面电极 层的工序。即，本专利技术人反复考虑是否能够替代需要上述大规模的装置的方法而利用简单的 方法解决上述课题，构想能否利用印刷实现该目的。然后，针对印刷反复进行研究，结果发 现，采用含有反射率优良的金属粒子的导电性墨，利用柔性版印刷方法在基板的表面上形 成规定电极图案的薄膜状的导电膜(导电性被膜)，从而能够构成(制造)适合薄膜太阳能 电池的特性的背面电极，以完成本专利技术。本专利技术的将含有金属粒子的导电性墨保 持于在其表面形成有规定图案的墨保持部的柔性印刷版，将保持于该墨保持部的导电性墨 转印于在透明电极层上层叠形成有光电转换层的绝缘透光性基板之后，对上述被转印的导 电性墨进行加热，从而，无论是任意大小、形状的基板，都能在其表面高速且高效地形成规 定图案的背面电极。而且，本专利技术的不需要溅射这样的大规模 的真空装置等，不会在除所需区域之外的区域转印不必要的导电性墨，因此，不会浪费昂贵 的金属、工业资源，能够以低成本形成适合薄膜太阳能电池的背面电极。并且，在本专利技术的形成方法中，特别是上述金属粒子是平均粒径0. 5 300nm的银 粒子时具有这样的优点，即，在利用上述柔性版印刷法形成导电膜(背面电极层)的情况 下，能够形成薄膜且表面粗糙较少的、银粒子不会自其表面突出的平坦均勻的背面电极。另外，在上述导电性墨所含有的银粒子的平均粒径小于0. 5nm、或者银粒子的平均 粒径大于300nm的情况下，有时可能无法形成均勻平滑的背面电极。另外，上述银粒子的平均粒径是假定各粒子的形状比较规则的球状银粒子，但银 粒子也可以是片状、鳞片状等不定形的状态。在这些片状、鳞片状等不定形的银粒子的情况 下，根据其测定的方向，也存在混合有平均粒径大大脱离上述范围的微米级尺寸的粒子的 情况。但是，即使是这样的较大的粒子，例如该粒子为扁平形状时，只要其厚度(扁平状的 厚度方向)在上述0. 5 300nm的范围内，在本专利技术的薄膜太阳能电池用背面电极的形成 方法中也不会有特别大的问题。而且，在本专利技术的形成方法中，特别是在上述导电性墨的粘度被调整为0.5 IOOOmPa · s的情况下，能够高效地制造薄膜且表面粗糙较少的、平坦均勻的背面电极。而 且，由于该导电性墨的粘度适合上述柔性版印刷法，因此，该导电性墨的使用量及该墨所含 有的昂贵的银(银粒子)的使用量减少，能够降低该薄膜太阳能电池用背面电极的成本。另 外，在上述导电性墨的粘度小于0. 5mPa · s、或者大于IOOOmPa · s的情况下，有时可能无法 涂敷出均勻的背面电极。附图说明图1是从背面侧看本专利技术实施方式的薄膜太阳能电池的俯视图。图2是本专利技术实施方式的薄膜太阳能电池的侧视图。图3是用于制造本专利技术实施方式的薄膜太阳能电池用背面电极的柔性版印刷机 (flexographic press)的概略结构图。具体实施例方式接着，根据附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是从背面侧看本专利技术实施方式的薄膜太阳能电池的俯视图，图2是从横向看 该薄膜太阳能电池的侧视图。另外，这些图夸大厚度来绘制。本实施方式的薄膜太阳能电池由绝缘透光性基板1、利用溅射法形成在绝缘透光 性基板1的背面侧的透明电极层2、利用同样的溅射法进一步形成在透明电极层2的背面侧 的光电转换层3、及以覆盖该光电转换层3的方式形成的背面电极层4构成。另外，在实际 使用该薄膜太阳能电池的情况下，可将太阳能电池的各单元电连接，利用由树脂等构成的 密封剂进行保护并做成板、做成组件，从而以太阳能电池板组的方式来使用。绝缘透光性基板1例如作为代表性的例子，能够列举出厚度0. 5 IOmm左右的平 板玻璃。另外，也可以在该绝缘透光性基板1的背面(被膜形成面侧)预先实施用于提高 利用后处理形成的被膜的密合性的等离子处理、UV处理、研磨处理等表面处理。透明电极层2例如由Sn02、ITO, ZnO等构成，其利用溅射法等形成为膜厚500 1500nm左右的透明的导电性被膜。光电转换层3采用单晶硅、多晶硅、单晶锗、微晶硅等结晶系、或者非晶形(非结 晶)硅等非晶形系、GaAs, InP, CdS、CdTe, CuInSe2等化合物半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池用背面电极的形成方法，该方法是在薄膜太阳能电池中形成背面电极的方法，该薄膜太阳能电池包括依次形成在绝缘透光性基板的背面的透明电极层、光电转换层及背面电极层，其中，包括以下工序：将含有金属粒子的导电性墨保持于柔性印刷版的工序，该柔性印刷版的表面形成有规定图案的墨保持部；使在透明电极层上层叠形成有光电转换层的绝缘透光性基板密合于该柔性印刷版、将保持于上述墨保持部的导电性墨转印于光电转换层上的工序；在该转印之后对上述被转印的导电性墨进行加热而在上述光电转换层上形成规定图案的背面电极层的工序。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛幸裕，
申请(专利权)人：株式会社小村技术，
类型：发明
国别省市：JP[日本]