[發明專利]太陽能電池單元的制造方法以及太陽能電池單元

無效

• 申請號: 200980119948.6
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN102047440A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 渡井美和;齊藤一也;小松孝;崎尾進;若井雅文;黑巖俊二
• 申請（專利權）人: 株式會社愛發科
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 齊葵;王誠華

技術領域

本發明涉及太陽能電池單元的制造方法以及太陽能電池單元。

本申請基于2008年7月4日申請的特愿2008-176285號以及2008年10月8日申請的特愿2008-261796號主張優先權，在此援用其內容。

背景技術

近年來，從能源的有效利用的觀點出發，太陽能電池正越來越被廣泛普遍利用。

特別是利用硅單晶的太陽能電池的每單位面積的能量轉換效率優異。

但是，另一方面利用硅單晶的太陽能電池由于使用將硅單晶錠切成片的硅片，因此在錠的制造上耗費大量的能源，制造成本很高。

特別是實現設置在室外等的大面積的太陽能電池的情況下，利用硅單晶制造太陽能電池時，在現狀下相當花費成本。

因此，利用可更廉價制造的非晶(非晶質)硅薄膜的非晶硅型太陽能電池作為低成本的太陽能電池正在普及。

非晶硅型太陽能電池具有例如在玻璃基板上成膜有所謂TCO(transparent?conductive?oxide)等透明電極作為表面電極，在表面電極上層積有非晶硅構成的半導體膜(光電轉換層)、和作為背面電極的Ag薄膜的光電轉換體。

半導體膜通過接收光時產生電子和空穴的非晶硅膜(i型)由p型和n型硅膜相夾的被稱為pin接合的層結構而構成。

而且，利用太陽光由半導體層產生的電子和空穴由于p型、n型半導體的電位差而活躍地移動，該現象連續反復從而在兩面的電極產生電位差。

但是，在上述的非晶硅型太陽能電池中存在僅僅在基板上以廣面積均勻形成光電轉換體時電位差小的問題。

因此，目前已知形成以規定尺寸電分離光電轉換體的劃分元件(太陽能電池單元)，相互鄰接的劃分元件被電連接的結構。

具體而言，目前已知一種所謂的集成結構，即對在基板上以廣面積均勻形成的光電轉換體通過激光等形成槽以形成多個條狀的劃分元件，將這些劃分元件相互電串聯連接。

作為上述太陽能電池的制作方法例如已知如專利文獻1所示的技術。

在該專利文獻1中，作為最初的工序在玻璃基板之上成膜透明電極，對該透明電極通過激光刻劃形成第一槽。

接著，在透明電極上設置具備光電轉換功能的半導體膜，然后通過使用激光的刻劃去除半導體膜的一部分而設置電連接用槽，由此將作為光電轉換膜的半導體膜分割為條狀。

進而，在半導體膜上形成背面電極后，通過使用激光的刻劃在背面電極和半導體膜兩者上形成共用槽。

此時，形成在半導體膜上的背面電極的成膜材料也被埋設在電連接用槽內。

如此，通過在成膜各層的每個工序進行刻劃，將各層劃分的同時，背面電極與表面電極連接，劃分元件相互電連接。

專利文獻1：特開2007-273858號公報

但是，近年來作為成膜對象的玻璃基板具有大型化的傾向，有時會使用一邊為1m以上的基板。這種情況下，如上述的現有技術所示，在成膜各層的每個工序進行刻劃時，存在難以確保刻劃的精度的問題。也就是，使用大型的玻璃基板時，存在由于玻璃基板的自重等造成玻璃基板產生翹曲等，引起無法形成獲得所希望的對準的槽，槽彎曲形成的問題。由此，有可能無法將相互鄰接的劃分元件之間確實地分離，或相互連接的槽接觸。其結果是存在無法確保相互鄰接的劃分元件之間的絕緣性，相互鄰接的劃分元件之間短路，劃分元件的發電效率降低的問題。

對此，考慮了通過擴大槽之間的距離，防止相互鄰接的槽接觸，確保相互鄰接的劃分元件之間的絕緣性的對策。但是，這種情況下存在劃分元件的有效面積減少的問題。其結果是存在各劃分元件的發電效率降低的問題。

另外，由于在成膜各層的每個工序進行刻劃，必然導致在制造過程時間中占據的激光處理時間增大，有時還會需要用于去除每次進行刻劃工序時在被刻劃的部分的周邊產生的顆粒的清洗工序，存在制造效率降低的問題。

另一方面，目前已知非晶硅型太陽能電池在理論上比結晶型太陽能電池的光電轉換效率差。

作為解決該問題的方法，光電轉換效率高的光電轉換層的開發和防止在制造工序中發生光電轉換層的劣化的技術得到重視。

這種制造工序中的光電轉換層的劣化被認為主要由以下所述的現象引起。

如上所述，通過使用激光形成槽，但是目前已知一般而言TCO構成的上述透明電極通常吸收紅外區域的波長的激光光線如波長1064nm的YAG(Yttrium?Aluminium?Garnet)紅外激光而被加熱，另外，非晶硅構成的上述半導體膜通常吸收可見光區域的波長的激光光線如作為所述紅外激光的二倍高次諧波的532nm的綠色激光而被加熱。