太阳电池及太阳电池的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳电池及太阳电池的制造方法，其目的在于不使用银或减少银的使用量，以及减少铅(铅玻璃)的使用量或不使用铅(铅玻璃)。为达成上述目的，本发明专利技术的构成为：一种太阳电池，是在基板上制作有照射光线等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中为了形成前述汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成汇流电极，而使用导电性玻璃作为导电性膏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳电池及太阳电池的制造方法，该太阳电池为：在基板上制作有照射光线等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池。
技术介绍
以往，利用可再生能源之一的太阳电池，是以20世纪的主角的半导体技术作为基础而进行其开发。其为影响人类生存的全球级的重要开发。其开发课题不光只有将太阳光转换成为电能的效率，亦须一边面临减低制造成本及无公害的课题而一边持续进展。就实现这些课题的努力而言，减少电极所使用的银(Ag)和铅(Pb)的使用量乃至不使用银(Ag)和铅(pb)特别重要。一般而言，太阳电池的构造如图10(a)的平面图及图10(b)的剖面图所示，由下列各要素所构成：N型/P型的硅基板43，将太阳光能源转换为电能；氮化硅膜45，防止硅基板43的表面反射且为绝缘体薄膜；指状电极(fingerelectrode)42，取出在硅基板43中产生的电子；总线电极(busbarelectrode)41，收集指状电极42所取出的电子；引出导线47，将收集至总线电极41的电子取出至外部。其中，在总线电极(总线电极)41及指状电极42使用银及铅(铅玻璃)，理想为削除或减少该银的使用量，而进一步减少或削除铅(铅玻璃)的使用量，成为低成本且无公害。
技术实现思路
(专利技术欲解决的课题)上述以往的图10的太阳电池的构成要素中，是在指状电极42等使用银及铅(作为黏结剂的铅玻璃)，而有削除或减少该银的使用量，及减少或削除铅(铅玻璃)的使用量，使太阳电池的制造成本减低且成为无公害的课题。(解决课题的手段)本专利技术人发现，于膏使用后述的NTA玻璃100％而实验性地制成汇流电极等时，能够制作出具有与使用上述传统的银膏来制作汇流电极等时相比为相当或较优异的特性的太阳电池(后述)。本专利技术基于这些发现，为了减少或削除银的使用量，以及减少或削除铅(铅玻璃)的使用量，在形成太阳电池的构成要素的汇流电极(总线电极)等时，以钒酸盐玻璃(以下称为导电性的NTA玻璃，”NTA”为日本注册商标5009023号)制作膏而进行烧制，能够削除或减少银及铅(铅玻璃)的使用量。因此，本专利技术设成：在基板上制作有照射光等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中，为了形成汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的导电性玻璃作为玻璃料进行烧制而形成汇流电极，而使用了导电性玻璃作为导电性膏。此时，将导电性玻璃设为重量比100％至71％、将剩余设为银，以取代重量比100％的导电性玻璃。又，导电性玻璃设为至少含有钒、或钒及钡的钒酸盐玻璃。又，混入导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间，最长设为1分钟以内，且为1秒以上。又，导电性玻璃设为无Pb。又，在已烧制指状电极时，指状电极设为：具有一端位于高电子浓度区域，且在另一端形成与汇流电极的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分。又，设为：在经烧制而形成的汇流电极上设置导线电极。又，设为：在经烧制而形成的汇流电极上以超音波焊接形成导线电极，接合于与导线电极相接的汇流电极、指状电极及其他部分，使导线电极的接着强度提升。(专利技术的效果)本专利技术如上所述，借由使用100％的导电性的NTA玻璃，甚至为71％左右(亦可更减少含量)取代传统的银膏而进行烧制，能够削除或减少在传统的银膏中银的使用量，且能减少或削除铅(铅玻璃)的利用量。由此，而具有下述的特徴。第1，是在形成太阳电池的总线电极(汇流电极)时，使用为导电性的钒酸盐玻璃的100％、甚至71％左右的NTA玻璃(日本注册商标第5009023号，日本专利第5333976号)取代银膏，能够削除或减少Ag的使用量，且能减少或削除铅(铅玻璃)的使用量。第2，借由于总线电极(总线电极)使用NTA玻璃100％至71％左右(亦可更减少含量)，于现阶段得到的初期实验结果，能形成将太阳光能源转换为电子能量的效率为几乎同等或者稍高、并发挥作为总线电极的效果的电极(参照图9)。公认这是因为NTA玻璃为如下者：(1)具有导电性；(2)借由使用NTA玻璃，指状电极是形成与该总线电极(汇流电极)的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分，这些部分以导线的超音波焊接而接合，就结果而言，直接以指状电极连接高电子浓度区域与导线；其他的要素(例如参照下述的“第3”)所造成。第3，不同于以往之处在于，指状电极的形成与总线电极的形成是使用含有不同的玻璃料的膏(paste)。以往，在指状电极的形成，需产生被称为锻烧(firing)的现象。借由这是通过被用作为银的烧结助剂的玻璃料中的成分分子，例如铅玻璃中的铅分子的作用，以突破形成于硅基板的表层的氮化硅膜的绝缘层而形成指状电极的方式，而有效率地收集在硅基板所生成的电子。但是，关于总线电极的形成，锻烧现象并非必需。以往，总线电极亦将含有铅成分的铅玻璃作为烧结助剂而进行烧结，因此构造虽然不同，但会形成总线电极与硅基板间的电性导通而降低转换效率。借由在形成总线电极时使用不会产生锻烧现象的NTA玻璃作为烧结助剂，可以削除转换效率的降低。第4，有使用银粉末材料所导致的太阳电池的成本高(原材料费高)的问题。而且，亦浮现由于过度地需求银材料所致的材料调度问题。公认即使将导电玻璃的NTA玻璃的含有比率大幅地增加至100％至71％，并对应该增加量而减少银量，亦能够制作出不会降低转换效率太阳电池一事，会对产业界产生重大的冲击。第5，不使用在以往的总线电极的形成所一直使用的铅玻璃，亦即，能够无铅化。由此，能够完全避免铅公害的环境问题。附图说明图1为本专利技术的1实施例构造图(步骤的完成图:剖面图)。图2为本专利技术的动作说明流程图。图3为本专利技术的详细步骤说明图(其1)。图4为本专利技术的详细步骤说明图(其2)。图5为本专利技术的详细说明图(总线电极的烧制)。图6为本专利技术的说明图(总线电极)。图7为本专利技术的说明图(总线电极)。图8为本专利技术的说明图(超音波焊接)。图9为本专利技术的测定例(效率)。图10为现有技术的说明图。[符号简单说明]11硅基板12高电子浓度区域(扩散掺杂)13绝缘膜(氮化硅膜)14电子取出口(指状电极)15总线电极16背面电极17导线具体实施方式(实施例)图1显示本专利技术的一实施例构造图(步骤的完成图:剖面图)。于图1中，硅基板11为公知的半导体硅基板。高电子浓度区域(扩散掺杂层)12是借由扩散掺杂等于硅基板11上形成有所期望的p型/n型的层的公知的区域(层)，在图中从上方向入射太阳光时，会在硅基板11产生电子(发电)且积蓄该电子的区域。在此，所积蓄的电子借由电子取出口(指状电极(银))14朝上方向被取出(参照专利技术的效果)。绝缘膜(氮化硅膜)13是使太阳光通过(穿透)且使总线电极15与高电子浓度区域14电性绝缘的公知的膜。电子取出口(指状电极(银))14是经由形成在绝缘膜13的孔穴而将积蓄在高电子浓度区域12中的电子取出的口(指状电极)。指状电极14在本专利技术中如图所示，当以NTA玻璃100％(至71％左右)烧制总线电极15时，指状电极14是形成(烧制成)与总线电极15的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳电池，是在基板上制作有照射光线等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中，为了形成前述汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极，而使用了导电性玻璃作为导电性膏。

【技术特征摘要】
2015.09.14 JP 2015-1807201.一种太阳电池，是在基板上制作有照射光线等时会产生高电子浓度的区域，并且在该区域上形成有透射光线等的绝缘膜，且具有从形成在该绝缘膜的电子取出口取出电子的汇流电极的太阳电池，其中，为了形成前述汇流电极，在导电性膏中以重量比100％的导电性玻璃作为玻璃料且进行烧制而形成总线电极，而使用了导电性玻璃作为导电性膏。2.如权利要求1所述的太阳电池，其中，将导电性玻璃设为重量比100％至70％以上而将剩余设为银以取代重量比100％的前述导电性玻璃。3.如权利要求1或2所述的太阳电池，其中，前述导电性玻璃设为至少含有钒或钒及钡的钒酸盐玻璃。4.如权利要求1至3任一项所述的太阳电池，其中，混入前述导电性玻璃而进行烧制的步骤的时间，最长为1分钟以内且为1秒以上。5.如权利要求1至4任一项所述的太阳电池，其中，前述导电性玻璃无Pb。6.如权利要求1至5任一项所述的太阳电池，其中，在烧制前述指状电极(电子取出口)时，该指状电极具有一端位于前述高电子浓度区域，且另一端是形成与汇流电极的上表面为相同高度的部分、或穿出而于上表面突出的部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：上迫浩一，新井杰也，菅原美爱子，小林贤一，小宫秀利，松井正五，横山周平，
申请(专利权)人：亚特比目株式会社，农工大TLO株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP