[發明專利]太陽能電池及其制造方法、太陽能電池模塊

有效

• 申請號: 201380080519.9
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN105684158B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 田村宣裕;幸畑隼人;浜篤郎
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 金光華

技術領域

本發明涉及太陽能電池及其制造方法、太陽能電池模塊。

背景技術

一般，在使用半導體晶體基板的塊型太陽能電池的電極的形成中，使用成本優點大的絲網印刷法。在絲網印刷法中，使用例如由銀粒子、樹脂、玻璃料(glass frit)以及溶劑等構成的電極膏。在絲網印刷法中，電極膏被供給到形成了預定的圖案的印刷掩模上，利用印刷掩模上的印刷刮板的移動，通過印刷掩模將電極膏轉印從而印刷到被印刷物(半導體基板)。然后，對被印刷到半導體基板的電極膏在與該電極膏的材料對應的預定的溫度下進行燒制，從而得到具有期望的圖案的電極。

在太陽能電池的電極形成中，為了在受光面中大量導入陽光，要求減小電極面積在半導體基板的受光面側的面積中所占的比值。進而，為了形成低電阻率的電極，需要增大電極的剖面積。因此，在太陽能電池的電極形成中，要求形成電極寬度細且電極高度高的寬高比高的電極。

為了使用絲網印刷法來得到寬高比高的電極，有多次印刷電極膏來形成多層電極的方法。在該方法中，首先在基板上印刷成為第一層的電極膏并在預定的溫度下燒制或者干燥。之后，在第一層的電極膏上重疊成為第二層的電極膏而進行印刷，再次在預定的溫度下進行燒制或者干燥。以后，反復重疊印刷直至得到期望的電極高度為止，形成多層電極。

另一方面，在使用重疊印刷來形成電極部分的太陽能電池構造中有選擇性發射極構造。在該構造中，為了提高太陽能電池的光電轉換效率，在比半導體基板的受光面側的電極更寬的區域中形成高濃度的摻雜層(低電阻擴散層、以下有時稱為平臺)來降低薄層電阻，從而提高導電性。另外，在半導體基板的受光面側的平臺以外的區域形成低濃度的摻雜層(高電阻擴散層)來抑制電子的再結合。在選擇性發射極構造的情況下，在低電阻擴散層上面重疊印刷受光面側電極形成用的電極膏而形成受光面側電極。

在一般地進行電極膏的重疊印刷的情況下，使用某特定形狀的對準標志。例如，在2次重疊印刷電極膏的情況下，預先在圖像印刷裝置中作為參照圖像登記第二層的對準標志的形狀數據和位置數據。然后，在將第一層的印刷物(電極膏)印刷到半導體基板的表面的同時，將與上述對準標志相同的形狀的對準標志印刷到半導體基板的表面。

接下來，在印刷第二層的電極膏時，首先對印刷載置臺進行微調整以使預先存儲在圖像印刷裝置中的第二層的對準標志的位置數據、和與第一層的電極膏一起印刷的同一形狀的對準標志的位置數據一致，之后印刷第二層的電極膏。此時，重疊在第一層的電極膏上的第二層的電極膏的印刷位置從由對準標志的位置決定的定位基準點起相匹配。將該動作反復進行任意的次數而形成電極部分。然后，以重疊電極膏的任意的次數反復進行該動作，從而形成電極。

在進行這樣的重疊印刷來形成電極的情況下，如果接下來印刷的電極膏部分(上層電極膏部分)從低電阻擴散層(平臺)或者之前所印刷的電極膏部分(下層電極膏部分)露出(印刷偏移)，則太陽能電池單元的光電轉換效率降低。即，如果受光面側電極從低電阻擴散層(平臺)露出而覆蓋高電阻擴散層，則受光面側電極和基板的接觸電阻增加而引起太陽能電池單元的特性降低，太陽能電池單元的光電轉換效率降低。另外，在上層電極膏部分從下層電極膏部分露出的情況下，受光面積減少，太陽能電池單元的光電轉換效率降低。因此，在下層電極膏部分和上層電極膏部分中需要高的重疊印刷精度。因此，抑制妨礙該高的重疊印刷精度的誤差是重要的。

另一方面，完全去除重疊印刷精度的誤差在現實上不可能。因此，針對現實上產生的誤差，設置似然度(余量)來進行處理以使重疊自身不破壞也同樣地重要。

在產生重疊印刷精度的誤差的要素中，存在設計誤差、制造誤差等各種要素。但是，重疊印刷精度的誤差存在如下傾向：與距某特定點的位置關系這樣的要素具有相關、例如與距在印刷時使用的印刷的基準點的距離等具有相關。作為這樣的要素，可以舉出例如與反復使用相伴的印刷掩模的延伸(伸展)和旋轉誤差。這些都根據與在印刷位置對準時作為基準的基準點的距離而增減。

前者是由于在反復使用印刷掩模的期間，絲網的彈性變形的極其一部分無法返回而不可逆化而產生的，基本上每單位長度的變形率與距基準點的距離具有相關關系。另外，后者是重疊的電極膏的圖案整體從旋轉方向的角度觀察時可能具有的誤差，其與產生的角度誤差以及基準點至各點的距離成比例。一般地，這些都在距基準點的距離近的地點誤差變小，在距基準點的距離遠的地點誤差變大。由于具有這樣的性質，所以具有根據場所而使誤差飛躍性地增大的危險性，與其他種類的誤差因子相比，適當的處理變得重要。