太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术的太阳能电池具备具有光透射性的第一电极、由硅形成的光电转换层、具有光透射性的缓冲层和由具有光反射性的合金形成的第二电极，所述第二电极由含有锡（Ｓｎ）和金（Ａｕ）中的至少一种且以银（Ａｇ）作为主要成分的银合金形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有合金电极的。本申请基于2008年6月17日在日本申请的日本特愿2008-157713号主张优先权， 将其内容合并于此。
技术介绍
一直以来，太阳能电池作为光电转换装置而被广泛使用。作为该种太阳能电池有 半导体层(光电转换层)使用单晶硅或者多晶硅的结晶系硅太阳能电池，或者使用非晶硅 和/或微晶硅的薄膜系硅太阳能电池。以往的薄膜系硅太阳能电池，例如具有下述结构在玻璃基板上，形成作为第一电 极(表面透明电极)的具有透明性的电极(透明电极)；在该第一电极上依次形成硅(非 晶硅和/或微晶硅)的半导体层(光电转换层)和，具有光透射性的缓冲层；在该缓冲层上 形成作为第二电极(背面金属电极)的具有反射性的纯金属的电极(反射电极)；进一步， 在该第二电极上，形成保护层(例如参照专利文献1)。上述硅光电转换层具有用ρ型和η型的硅膜夹着通过入射光激发而主要产生电子 和空穴的i型硅膜而成的p-i-n结合结构或者n-i-p结合结构。另外，近年已知非晶硅的 光电转换层和微晶硅的光电转换层层压而成的串联结构以提高转换率。入射到玻璃基板的太阳光首先通过表面透明电极而入射到光电转换层。此时，若 太阳光中含有的称作光子的能量粒子与i型硅接触，则通过光生伏打效果而产生电子和空 穴。电子向η型硅移动，空穴向ρ型硅移动。通过将这些电子和空穴分别从表面透明电极 和背面金属电极取出，可以将光能转换为电能。另一方面，透过光电转换层的光，在背面金 属电极的表面被反射后再次射向光电转换层。其结果，在光电转换层再次产生电子和空穴 将光能转换为电能。作为上述背面金属电极，通过溅射法形成具有低电阻且高的光反射率的银(Ag) 电极。另外，作为缓冲层，例如形成ΑΖ0(添加有Al的ZnO)膜或者GZO(添加有Ga的ZnO) 膜。而且，该缓冲层发挥作为光电转换层和背面金属电极之间的屏蔽层的功能。另一方面，有将Ag中添加Sn和Au而成的合金通过溅射法形成在基板上的技术 (例如参照专利文献2 4)。该以Ag为主要成分、添加有Sn和Au的合金，具有高反射率 且与基板的粘合性优异。专利文献1 日本特开2007-266095号公报专利文献2 日本特开2004-197117号公报专利文献3 日本特开2005-264329号公报专利文献4 日本特开2006-098856号公报在上述以往的太阳能电池中，利用背面金属电极材料使用了 Ag的Ag电极。在该 Ag电极中，由于在与氧化物的缓冲层的界面形成银氧化物而光反射率降低，有可能不能充 分地反射透过光电转换层的光。在Ag电极被反射而返回到光电转换层的光量如果降低，则存在导致太阳能电池的光电转换效率降低的问题。另外，Ag电极有可能由于与位于其上的 缓冲层的膨胀系数的差异等，而在与缓冲层的界面形成空穴。如果与缓冲层的粘合性不充 分而接触电阻增大，则存在导致太阳能电池的光电转换效率降低的问题。也就是说，在以往 的太阳能电池中，存在由于第二电极的Ag电极，使太阳能电池的填充因子或者可靠性降低 的问题。
技术实现思路
有鉴于上述事实，本专利技术的目的在于，提供可以实现光电转换效率和可靠性的提 高的。 本专利技术为了解决上述课题达成上述目的，采用了以下技术方案。即，(1)本专利技术的太阳能电池，具备具有光透射性的第一电极；由硅形成的光电转换 层；具有光透射性的缓冲层；和由具有光反射性的合金形成的第二电极，所述第二电极由 含有锡(Sn)和金(Au)中的至少一种且以银(Ag)作为主要成分的银合金形成。(2)上述⑴所记载的太阳能电池中，所述银合金由含有以原子％单位(at% )计 为0. 1彡Sn彡2. 5的Sn的以Ag作为主要成分的原材料形成。(3)上述⑴所记载的太阳能电池中，所述银合金由含有以原子％单位(at% )计 为0. 1彡Au彡4. 0的Au的以Ag作为主要成分的原材料形成。(4)上述(1)所记载的太阳能电池中，所述银合金由含有以原子％单位(at% )计 为0. 1彡Sn彡2. 5的Sn和0. 1彡Au彡4. 0的Au的以Ag作为主要成分的原材料形成。(5)本专利技术的太阳能电池的制造方法，是制造上述(1)所记载的太阳能电池的方 法，该方法具有如下工序使用含有Sn和Au中的至少一种和Ag的靴，通过溅射法形成所述第二电极。(6)在上述(5)所记载的太阳能电池的制造方法中，所述靶由含有以原子％单位 (at% )计为0. 1彡Sn彡2. 5的Sn的以Ag作为主要成分的原材料形成。(7)在上述(5)所记载的太阳能电池的制造方法中，所述靶由含有以原子％单位 (at% )计为0. 1彡Au彡4. 0的Au的以Ag作为主要成分的原材料形成。(8)在上述(5)所记载的太阳能电池的制造方法中，所述靶由含有以原子％单位 (at% )计为0. 1彡Sn彡2. 5的Sn和0. 1彡Au彡4. 0的Au的以Ag作为主要成分的原材 料形成。在本专利技术的太阳能电池中，第二电极的原材料是以Ag作为主要成分并向其中添 加Sn和Au中的至少一种而成的合金。由此，使金属电极本身的反射率提高的同时，可以使 与缓冲层的粘合性提高。因此，由于可以抑制界面的接触电阻的增加而使光电转换效率提 高，所以可以实现太阳能电池的光电转换效率和可靠性的提高(通过添加Sn来提高粘合 性，通过添加Au来提高反射性和耐腐蚀性)。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式所涉及的太阳能电池的结构的部分截面图。图2是表示在构成本专利技术的一实施方式所涉及的太阳能电池的第二电极的ASA膜 的、相对于入射光波长的反射特性的曲线图，横轴表示反射波长，纵轴表示反射率。图3A是说明为了评价构成本专利技术的一实施方式所涉及的太阳能电池的第二电极 的ASA膜的粘合性而进行的剥离试验的图，在玻璃基板20上，通过溅射法形成了 ASA膜21 的样品A的截面图。图3B是说明为了评价构成以往的太阳能电池的第二电极的ASA膜的粘合性而进 行的剥离试验的图，在玻璃基板200(与玻璃基板20相同)上，通过溅射法形成了与上述 ASA膜同样厚度的Ag膜201的样品B的截面图。图3C是表示上述样品A的剥离试验结果的俯视图。图3D是表示上述样品B的剥离试验结果的俯视图。符号说明 10太阳能电池11 基板Ila基板的背面lib基板的表面12光电转换体13第一电极(表面电极)14半导体层(光电转换层)15缓冲层16第二电极(背面合金电极)17保护层具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的一实施方式进行详细说明，但是本专利技术并不仅限定于 此，在不脱离本专利技术的思想的范围内，是可以进行种种变更的。图1是表示本实施方式所涉及的太阳能电池的结构的部分截面图。如该图1所示， 本实施方式的太阳能电池10具备具有光透射性的基板11，具有光透射性的第一电极(表面 透明电极)13，由硅形成的半导体层(光电转换层)14，具有光透射性的缓冲层15，第二电极 (背面合金电极)16，和保护层17。在该太阳能电池10中，依次层压形成在基板11的一个 面(背面)的第一电极13，光电转换层14，缓冲层15和第二电极16构成了光电转换体12。(基板11)基板11例如由玻璃或者透明树脂等太阳光的透过性优异且具有耐久性的绝缘材 料形成。在该太阳能电池10中，从将基板11夹在之间，光电转换体12的相反侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其特征在于，具备：具有光透射性的第一电极；由硅形成的光电转换层；具有光透射性的缓冲层；和由具有光反射性的合金形成的第二电极，所述第二电极由含有锡Ｓｎ和金Ａｕ中的至少一种且以银Ａｇ作为主要成分的银合金形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野雄介，高桥明久，浮岛祯之，小松孝，石桥晓，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]