[發明專利]太陽能電池及其制造方法和太陽能電池模塊

有效

• 申請號: 201480003515.5
• 申請日: 2014-05-17
• 公開（公告）號: CN104854708A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 日野將志;足立大輔
• 申請（專利權）人: 株式會社鐘化
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙曦;金世煜

技術領域

本發明涉及太陽能電池及其制造方法。本發明還涉及太陽能電池模塊。

背景技術

能源問題、地球環境問題越來越深刻，作為代替化石燃料的能源，太陽能電池逐漸備受注目。在太陽能電池中，通過將對由半導體接合等形成的光電轉換部進行光照射而產生的載流子(電子和空穴)導出到外部電路，從而進行發電。為了將光電轉換部中產生的載流子有效地導出到外部電路，在太陽能電池的光電轉換部上設置集電極。

例如，在使用了單晶硅基板、多晶硅基板的晶體硅系太陽能電池中，在受光面設置由細的金屬形成的集電極。另外，就連在晶體硅基板上具有非晶硅層和透明電極層的異質結太陽能電池中，也在透明電極層上設置集電極。

太陽能電池的集電極通常是通過利用絲網印刷法對銀糊料進行圖案印刷而形成的。該方法的工序本身簡單，但存在銀的材料成本高以及由于使用含有樹脂的銀糊料材料而集電極的電阻率增高的問題。為了減小使用銀糊料形成的集電極的電阻，需要較厚地印刷銀糊料。然而，如果印刷厚度變大，則電極的線寬度也變大，因此電極的細線化困難，由集電極帶來的遮光損失增大。

作為用于解決這些課題的方法，已知有利用在材料成本和工藝成本方面優異的鍍覆法形成集電極的方法。例如，專利文獻1中，公開了利用鍍覆法在構成光電轉換部的透明電極上形成由銅等構成的金屬層的太陽能電池。該方法中，首先，在光電轉換部的透明電極層上形成具有與集電極的形狀對應的開口部的抗蝕劑材料層(絕緣層)，通過電鍍在透明電極層上的抗蝕劑開口部形成金屬層。其后，通過除去抗蝕劑而形成規定形狀的集電極。

專利文獻2中，公開了在光電轉換部的透明電極層上通過使用折射率與玻璃大致相等的材料作為具有與集電極的形狀對應的開口部的抗蝕劑材料層(絕緣層)，從而不需要集電極形成后的抗蝕劑除去。專利文獻3中，公開了在導電性糊料等的基底(籽晶層)電極層形成后使用掩模形成鍍覆電極層，從而使鍍覆電極的線寬度在基底電極層的線寬度以下的技術。

專利文獻4中，公開了在透明電極層上設置SiO₂等的絕緣層后，設置貫通絕緣層的槽使透明電極層的表面或者側面露出，以與透明電極層的露出部導通的方式形成金屬集電極的方法。具體而言，提出了利用光鍍覆法等在透明電極層的露出部形成金屬籽晶層，以該金屬籽晶層為起點通過電鍍形成金屬電極的方法。根據這樣的方法，不需要像專利文獻1、2那樣使用抗蝕劑，因此在材料成本和工藝成本方面更有利。另外，通過設置低電阻的金屬籽晶層，能夠降低透明電極層與集電極之間的接觸電阻。

專利文獻5中，記載了通過在凹凸大的導電性籽晶層上將絕緣層制膜，從而在導電性籽晶層上的絕緣層形成不連續的開口部，通過該開口部形成鍍覆電極層的內容。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭60－66426號公報

專利文獻2：日本特開2000－58885號公報

專利文獻3：日本特開2010－98232號公報

專利文獻4：日本特開2011－199045號公報

專利文獻5：國際公開WO2011/045287號小冊子

發明內容

像專利文獻1那樣使用抗蝕劑材料形成細線圖案的集電極時，存在抗蝕劑材料價格高，并且用于籽晶層電極層形成、抗蝕劑除去等電極形成的作業量繁雜，制造成本增大這樣的問題。像專利文獻2那樣如果利用具有與玻璃大致相等的折射率的抗蝕劑材料，則能夠省略抗蝕劑除去工序。但是，由于透明電極層與金屬相比電阻率高，所以如果不設置籽晶電極層，而通過電鍍在透明電極層上形成由金屬電極層構成的圖案集電極，則存在透明電極層的面內的電壓下降，導致集電極(金屬電極層)的膜厚變得不均勻的問題。另外，像專利文獻3那樣使用具有與集電極圖案對應的開口形狀的掩模時，將絕緣層形成時的掩模、在該絕緣層的開口部形成集電極時的絲網版高精度地對位非常困難。

像上述專利文獻4那樣采用以貫通絕緣層和透明電極層的槽內為起點進行鍍覆的方法，能夠在不使用高價的抗蝕劑材料的情況下利用鍍覆法形成細線圖案的集電極。然而，透明電極層的厚度一般為100nm左右，透明電極層的側面與金屬集電極的接觸面積小。因此，存在透明電極與集電極之間的接觸電阻變高，無法充分發揮作為集電極的功能的問題。