[發明專利]太陽能電池及其制造方法

無效

• 申請號: 201310019770.6
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103296095A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 宍田佳謙;齋藤光央
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/077;H01L31/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池及其制造方法，特別涉及其多層電極的結構。

技術背景

當今，全電氣化住宅、電動汽車等需要較多電力的產品被推入市場，電力的需求逐漸增加。另一方面，由于對二氧化碳的排放、放射性污染的憂慮，增建火電發電廠、原子能發電廠變得較為困難。因此，人們期待著清潔能源的普及，其中，由于太陽能發電具有資源（太陽光）的無限性、且無公害，因而備受矚目。

在太陽能發電中，使用Si晶的太陽能電池最為普及，但是由于每獲得一瓦所需的成本較高，因此對更低廉的薄膜太陽能電池的研究十分盛行。特別是為了推進低成本化，而探討使用不銹鋼基板或樹脂基板等的卷對卷制程（Roll-to-Roll?Process）。作為這樣的薄膜太陽能電池，例如專利文獻1中所記載的層疊有由非晶相構成的硅層而形成的薄膜太陽能電池的例子。使用圖6說明其內容。

在表面經過絕緣處理的不銹鋼(Steel?Use?Stainless)基板101（下面，稱作SUS基板101）上，作為多層下電極102層疊有Ag層103及ZnO透明導電層104，接著作為發電層105形成有n型（或p型）Si半導體層106、i型半導體層107、以及p型（n型）Si半導體層108。另外，為了集電并高效地提取電力，從而在p型（n型）Si半導體層108上形成ITO層109，并形成Ag電極110。

如該例子這樣，在處于光入射面下側的多層下電極102中，一般使用如ZnO透明導電層104這樣的透明導電材料、以及如Ag層103這樣的金屬材料的層疊結構。由此，可以期待如下的效果：發電層與電極之間的電傳導性良好；由于如Ag電極103這樣的金屬材料會向發電層105進行擴散從而抑制金屬不純物的影響；由于發電材料與透明導電材料的折射率之差會在發電材料/透明導電材料的界面上引起反射，從而提高了光封閉效果。

但是，在使用多層電極的現有的薄膜太陽能電池中，若在高溫高濕度的環境下長期使用，則存在金屬材料與透明導電材料的界面上產生剝離，使得太陽能電池的性能降低的問題。

對于該問題，利用專利文獻2的圖7中示出的結構能夠避免因長期使用而產生剝離。也就是說，通過在多層下電極111中，在Ag層113與透明導電層114之間設置除Ag以外還含有其它金屬的Ag合金層112，從而提高Ag層113與透明導電層114之間的密接性。

另外，在專利文獻3中記載有：在薄膜太陽能電池中將絕緣體與金屬的混合層安裝于基板與半導體層之間。

在專利文獻4中記載有：在薄膜太陽能電池中，在含有硅的基底層上夾著中間薄層從而形成銀薄膜，該中間薄層包含銀、氧以及具有透明導電性且構成金屬氧化物的金屬元素。

在專利文獻5中記載有：在薄膜太陽能電池中，在基體與半導體層之間夾有中間層、金屬層以及金屬氧化物層，來進行接合。

在專利文獻6中記載有：在薄膜太陽能電池中，在基體與半導體層之間層疊有熱膨脹系數不同的多個層，來進行接合。

在專利文獻7中記載有以下處理：即，在成膜于基板上的薄膜上，通過短時間地將薄膜表面加熱到300℃以上，從而將與形成有薄膜的面相反的基板面的溫度的上升抑制在150℃以下。

在專利文獻8中記載有：在薄膜太陽能電池中，在基體與半導體層之間夾有Ag層、外涂層以及透明導電膜，來進行接合。

現有技術

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3093504號公報

專利文獻2：日本專利特開2002－151720號公報

專利文獻3：日本專利特開平6－204533號公報

專利文獻4：日本專利特開平9－87860號公報

專利文獻5：日本專利特開2004－55745號公報

專利文獻6：日本專利特開2011－82295號公報

專利文獻7：美國專利ＵＳ2010／0071810

專利文獻8：美國專利ＵＳ2012／0060916

發明內容

但是，由于在專利文獻2的方法中，在現有的結構中加入了合金層，因此加入了新材料，從而會導致違背最初目的即降低成本。而利用專利文獻3～8的技術則難以避免因長期使用而產生的剝離。

本發明解決了上述問題，目的在于，提供一種薄膜太陽能電池及制造方法，在使用多層電極的薄膜太陽能電池中，避免成本增加的同時，避免因長期使用而產生的剝離。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式1中的太陽能電池的層疊結構的示意圖。