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CN110870081A - 太阳能电池以及太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池以及太阳能电池模块 Download PDF

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CN110870081A
CN110870081A CN201880044360.8A CN201880044360A CN110870081A CN 110870081 A CN110870081 A CN 110870081A CN 201880044360 A CN201880044360 A CN 201880044360A CN 110870081 A CN110870081 A CN 110870081A
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CN
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layer
solar cell
electrode layer
finger
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Application number
CN201880044360.8A
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兼松正典
玉井仁
足立大辅
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Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
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Abstract

本发明涉及太阳能电池以及太阳能电池模块。提供一种在背面电极型的太阳能电池中，抑制由电极的短路或者半导体基板的弯曲引起的成品率的降低的太阳能电池。太阳能电池(1)是具备半导体基板、依次层叠在半导体基板的背面侧的一部分的第一导电型半导体层以及第一电极层、以及依次层叠在半导体基板的背面侧的另一部分的第二导电型半导体层以及第二电极层的背面电极型的太阳能电池，第一电极层以及第二电极层分别具有基底导电层、以及覆盖基底导电层的镀层，基底导电层包含基底母线部(210b、310b)和多个基底指状部(210f、310f)，对于多个基底指状部(210f、310f)的各个而言，其长度方向的一方端部(211f、311f)以及另一方端部(213f、313f)比中间部(212f、312f)细。

Description

太阳能电池以及太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及背面电极型(背面接触型)的太阳能电池、以及具备该太阳能电池的太阳能电池模块。
背景技术
作为使用了半导体基板的太阳能电池，有在受光面侧以及背面侧的两面形成了电极的两面电极型的太阳能电池、以及仅在背面侧形成了电极的背面电极型的太阳能电池。在两面电极型的太阳能电池中，由于在受光面侧形成电极，所以太阳光被该电极遮挡。另一方面，在背面电极型的太阳能电池中，由于没有在受光面侧形成电极，所以太阳光的受光率比两面电极型的太阳能电池高。专利文献1公开了背面电极型的太阳能电池。
专利文献1所记载的太阳能电池在背面侧具备梳状的导电型半导体层和梳状的电极层。电极层由通过印刷法对含有银等金属粉末的导电膏进行印刷而形成图案的基底导电层、以及在该基底导电层上通过电解镀敷法形成了铜等金属的镀层构成。由此，减少含有价格相对高的银的导电膏。
专利文献1：日本特开2014-045124号公报
在背面电极型的太阳能电池中，若使用电解镀敷法，则由于半导体基板的周边部的电极层比中央部的电极层形成得粗这一现象，而有时导致在以梳齿状交替地排列的极性不同的电极之间发生短路。因此，导致成品率降低。
另外，在背面电极型的太阳能电池中，由于仅在背面形成电极层，而有时导致半导体基板发生弯曲。若半导体基板过度弯曲，则有时产生半导体基板的破裂或者电极层的剥离等。因此，导致成品率降低。
发明内容
本发明目的在于提供一种在背面电极型的太阳能电池中，抑制由电极的短路或者半导体基板的弯曲引起的成品率的降低的太阳能电池以及太阳能电池模块。
本发明所涉及的太阳能电池是背面电极型的太阳能电池，具备：半导体基板、依次层叠在半导体基板的背面侧的一部分的第一导电型半导体层以及第一电极层、以及依次层叠在半导体基板的背面侧的另一部分的第二导电型半导体层以及第二电极层的，第一电极层以及第二电极层分别具有基底导电层、以及覆盖基底导电层的镀层，基底导电层包含：基底母线部、以及与基底母线部交叉并沿着基底母线部的长度方向排列的多个基底指状部，对于多个基底指状部的各个基底指状部而言，基底指状部的长度方向的一方端部以及另一方端部比一方端部与另一方端部之间的中间部细。
本发明所涉及的太阳能电池模块具备上述太阳能电池。
根据本发明，能够提供一种在背面电极型的太阳能电池中，抑制由电极的短路或者半导体基板的弯曲引起的成品率的降低的太阳能电池以及太阳能电池模块。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的太阳能电池模块的一个例子的侧视图。
图2是本实施方式所涉及的太阳能电池的从背面侧观察的图。
图3是图2的太阳能电池的III-III线剖视图。
图4是表示图2所示的区域A的基底导电层的图。
图5是图4的基底导电层的V-V线剖视图。
图6是用于说明电解镀敷法的图。
图7是用于说明电解镀敷法的电场施加方法的图。
图8是表示变形例所涉及的太阳能电池的基底导电层的图。
图9是图8的基底导电层的IX-IX线剖视图。
图10是变形例所涉及的太阳能电池的第一电极层的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的一个例子进行说明。此外，在各附图中对相同或者相当的部分标注相同的符号。另外，为了方便起见，有时省略了阴影线、部件符号等，在上述情况下，参照其它的附图。
(太阳能电池模块)
图1是表示本实施方式所涉及的太阳能电池模块的一个例子的侧视图。如图1所示，太阳能电池模块100具备以二维形状排列的多个太阳能电池单元1。
太阳能电池单元1通过布线部件2被串联和/或并联地连接。具体而言，布线部件2与太阳能电池单元1的电极中的母线部或者焊盘部(后述)连接。布线部件2例如是接头等公知的内部连接器。
太阳能电池单元1以及布线部件2被受光面保护部件3与背面保护部件4夹着。在受光面保护部件3与背面保护部件4之间填充有液体状或者固体状的密封材料5，由此，太阳能电池单元1以及布线部件2被密封。受光面保护部件3例如是玻璃基板，背面保护部件4是玻璃基板或者金属板。密封材料5例如是透明树脂。
以下，详细说明太阳能电池单元(以下，称为太阳能电池。)1。
(太阳能电池)
图2是本实施方式的太阳能电池的从背面侧观察的图，图3是图2的太阳能电池的III-III线剖视图。图2以及图3所示的太阳能电池1是背面电极型的太阳能电池。太阳能电池1具备半导体基板11、依次层叠在半导体基板11的受光面侧的接合层13以及防反射层15。另外，太阳能电池1具备依次层叠在半导体基板11的背面侧的一部分的接合层23、第一导电型半导体层25、透明电极层27以及第一电极层200。另外，太阳能电池1具备依次层叠在半导体基板11的背面侧的另一部分的接合层33、第二导电型半导体层35、透明电极层37以及第二电极层300。
＜半导体基板＞
作为半导体基板11使用导电型单晶硅基板，例如n型单晶硅基板或者p型单晶硅基板。由此，实现高的光电转换效率。
优选半导体基板11是n型单晶硅基板。由此，结晶硅基板内的载流子寿命变长。这是因为在p型单晶硅基板中，存在因光照射而产生p型掺杂剂即B(硼)的影响而引起作为再结合中心的LID(Light Induced Degradation：光致衰退)的情况，但在n型单晶硅基板中LID得到进一步的抑制。
优选半导体基板11的厚度是50μm以上且250μm以下，更优选是60μm以上且200μm以下，更进一步优选是70μm以上且180μm以下。由此，减少材料成本。从光限制的观点考虑，优选半导体基板11在光的入射面侧具有被称为纹理构造的凹凸构造。
此外，作为半导体基板11也可使用导电型多晶硅基板，例如n型多晶硅基板或者p型多晶硅基板。在该情况下，能够更廉价地制造太阳能电池。
＜防反射层＞
防反射层15经由接合层13形成于半导体基板11的受光面侧。利用本征硅系层形成接合层13。
作为防反射层15优选使用折射率在1.5以上且2.3以下左右的透光性膜。作为防反射层15的材料优选使用SiO、SiN或者SiON等。防反射层15的形成方法虽没有特别限定，但优选使用能够进行精密的膜厚控制的CVD法。根据CVD法的制膜，能够利用材料气体或者制膜条件的控制来进行膜质量控制。
在本实施方式中，由于没有在受光面侧形成电极(背面电极型)，所以太阳光的受光率高，光电转换效率得以提高。
＜第一导电型半导体层以及第二导电型半导体层＞
第一导电型半导体层25隔着接合层23形成在半导体基板11的背面侧的一部分，第二导电型半导体层35隔着接合层33形成在半导体基板11的背面侧的另一部分。第一导电型半导体层25以及第二导电型半导体层35在半导体基板11的背面侧形成为梳状，以第一导电型半导体层25的梳齿部以及第二导电型半导体层35的梳齿部交替排列的方式形成。
第一导电型半导体层25由第一导电型硅系层、例如p型硅系层形成。第二导电型半导体层35由与第一导电型不同的第二导电型的硅系层、例如n型硅系层形成。此外，也可以是第一导电型半导体层25为n型硅系层，且第二导电型半导体层35为p型硅系层。
p型硅系层以及n型硅系层由非晶硅层、或者包含非晶硅与结晶硅的微结晶硅层形成。作为p型硅系层的掺杂剂杂质优选使用B(硼)，作为n型硅系层的掺杂剂杂质优选使用P(磷)。
第一导电型半导体层25以及第二导电型半导体层35的形成方法虽没有特别限定，但优选使用CVD法。作为材料气体例如优选使用SiH4气体，作为掺杂剂添加气体例如优选使用被氢稀释的B2H6或者PH3。另外，为了提高光的透过性，例如也可添加微量的氧或者碳这样的杂质。在该情况下，例如在CVD制膜时导入CO2或者CH4这样的气体。
在背面电极型的太阳能电池中，由于由受光面侧受光且由背面侧回收生成的载流子，所以第一导电型半导体层25与第二导电型半导体层35形成于同一面内。作为将第一导电型半导体层25与第二导电型半导体层35形成于同一面内的方法，能够采用利用了掩模的CVD法或者蚀刻法。
＜接合层＞
接合层23、33由本征硅系层形成。接合层23、33作为钝化层发挥功能，抑制载流子的再结合。
＜透明电极层＞
透明电极层27形成于第一导电型半导体层25上，透明电极层37形成于第二导电型半导体层35上。透明电极层27、37利用由透明导电性材料构成的透明导电层形成。
作为透明导电性材料能够使用透明导电性金属氧化物，例如氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化钛以及它们的复合氧化物等。在它们之中，优选使用以氧化铟为主要成分的铟系复合氧化物。从高的导电率与透明性的观点考虑，更优选铟氧化物。而且，为了确保可靠性或者更高的导电率，优选将掺杂剂添加于铟氧化物。作为掺杂剂例如可例举Sn、W、Zn、Ti、Ce、Zr、Mo、Al、Ga、Ge、As、Si、或者S等。
作为这样的透明电极层27、37的形成方法，能够使用溅射法等物理气相沉积法、或者利用了有机金属化合物与氧或者水的反应的化学气相沉积法等。
＜第一电极层以及第二电极层＞
第一电极层200形成于透明电极层27上，第二电极层300形成于透明电极层27上。
＜＜平面构造＞＞
如图2所示，第一电极层200是所谓的梳状的电极，具有相当于梳齿且沿第一方向X延伸的多个指状部200f、以及相当于梳齿的支承部且沿与第一方向X交叉的第二方向Y延伸的母线部200b。另外，第一电极层200具有焊盘部200d。同样，第二电极层300也是所谓的梳状的电极，具有相当于梳齿且沿第一方向X延伸的多个指状部300f、以及相当于梳齿的支承部且沿第二方向Y延伸的母线部300b。另外，第二电极层300具有焊盘部300d。
在第一电极层200中，母线部200b沿着半导体基板11的一方的边部延伸，指状部200f从母线部200b向与母线部200b交叉的方向延伸。同样，在第二电极层300中，母线部300b沿着与半导体基板11的一方的边部对置的另一方的边部延伸，指状部300f从母线部300b向与母线部300b交叉的方向延伸。指状部200f与指状部300f在母线部200b、300b的长度方向被交替地排列。
焊盘部200d沿着母线部200b的长度方向以大致相等的间隔排列有多个。焊盘部200d在第一方向X上位于指状部200f中的最接近母线部200b的近位端201f与母线部200b之间。焊盘部200d的宽度(第二方向Y的宽度)比指状部200f的近位端201f的宽度(线宽度：第二方向Y的宽度)宽。焊盘部200d、与异极侧的指状部300f中的最远离母线部300b的远位端303f配置为在第一方向X相邻。
同样，焊盘部300d沿着母线部300b的长度方向以大致相等间隔排列有多个。焊盘部300d在第一方向X上位于指状部300f中的最接近母线部300b的近位端301f与母线部300b之间。焊盘部300d的宽度(第二方向Y的宽度)比指状部300f的近位端301f的宽度(线宽度：第二方向Y的宽度)宽。焊盘部300d、与异极侧的指状部200f中的最远离母线部200b的远位端203f配置为在第一方向X相邻。
焊盘部200d、300d在图1所示那样的模块化时，优选与接头线等布线部件2连接。另外，焊盘部200d、300d也可以在由电解镀敷法形成镀层时作为供电点加以利用。
由于接头线的连接或者电解镀敷法的供电需要大小足够的电极，所以优选焊盘部200d、300d的宽度(第二方向Y的宽度)比指状部200f、300f的宽度(线宽度：第二方向Y的宽度)以及母线部200b、300b的宽度(线宽度：第一方向X的宽度)宽。优选焊盘部200d、300d的形状是各边的长度为1mm以上且10mm以下优选是2mm以上且6mm以下的长方形或者正方形。
如图2所示，更优选焊盘部200d、300d的形状是梯形或者三角形。这里，例如因形成焊盘部200d，而使得异极侧的第二导电型半导体层35的面积减少。关于该点，通过将焊盘部200d的形状设为梯形或者三角形，由此与长方形或者正方形(虚线B)相比，减少第二导电型半导体层35的面积减少。由此，抑制由形成焊盘部导致的光电转换效率的降低。
＜＜层构造＞＞
如图3所示，第一电极层200是多层构造，具有基底导电层210、覆盖基底导电层210的镀层220、以及层叠在基底导电层210与镀层220之间的绝缘层250。同样，第二电极层300是多层构造，具有基底导电层310、覆盖基底导电层310的镀层320、以及层叠在基底导电层310与镀层320之间的绝缘层250。
＜＜＜基底导电层＞＞＞
图4是表示图2所示的区域A处的基底导电层的图，图5是图4的基底导电层的V-V线剖视图。在图4以及图5中，示意性示出了基底导电层210、310，为了方便起见，尺寸被调整为容易观察的尺寸。在图4以及图5中，将第一电极层200的母线部200b中的基底导电层210设为基底母线部210b，将第一电极层200的指状部200f中的基底导电层210设为基底指状部210f。另外，将第二电极层300的母线部300b中的基底导电层310设为基底母线部310b，将第二电极层300的指状部300f中的基底导电层310设为基底指状部310f。另外，将第一电极层200的焊盘部200d中的基底导电层210设为基底焊盘部210d，将第二电极层300的焊盘部300d中的基底导电层310设为基底焊盘部310d。
如图4所示，基底指状部210f具有在其长度方向(第一方向X)被三等分而成的一方端部211f、中央部(中间部)212f以及另一方端部213f。基底指状部210f形成为宽度(第二方向Y的宽度)随着从中央部212f朝向一方端部211f以及另一方端部213f逐渐地变窄。另外，如图5所示，基底指状部210f形成为厚度随着从中央部212f朝向一方端部211f以及另一方端部213f逐渐地变薄。
由此，基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的宽度比中央部212f的宽度窄。另外，基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的厚度比中央部212f的厚度薄。即，基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f比中央部212f细。
换言之，基底指状部210f的一方端部211f的体积以及另一方端部213f的体积比中央部212f的体积小。
同样，如图4所示，基底指状部310f具有在其长度方向(第一方向X)被三等分而成的一方端部311f、中央部(中间部)312f以及另一方端部313f。基底指状部310f形成为宽度(第二方向Y的宽度)随着从中央部312f朝向一方端部311f以及另一方端部313f逐渐地变窄。另外，如图5所示，基底指状部310f形成为厚度随着从中央部312f朝向一方端部311f以及另一方端部313f逐渐地变薄。
由此，基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的宽度比中央部312f的宽度窄。另外，基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的厚度比中央部312f的厚度薄。即，基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f比中央部312f细。
换言之，基底指状部310f的一方端部311f的体积以及另一方端部313f的体积比中央部312f的体积小。
优选基底指状部210f的中央部212f的宽度、以及基底指状部310f的中央部312f的宽度是100μm以上且500μm以下。优选基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的宽度、以及基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的宽度是20μm以上且300μm以下。
另外，优选基底指状部210f的中央部212f的厚度、以及基底指状部310f的中央部312f的厚度是10μm以上且50μm以下。优选基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的厚度、以及基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的厚度是3μm以上且30μm以下。
另外，优选基底指状部210f与基底指状部310f的中心间隔是100μm以上且1000μm以下。
参照图2以及图4，另外说明上述焊盘部200d、300d，基底焊盘部210d沿着基底母线部210b的长度方向以大致相等的间隔排列有多个。基底焊盘部210d在第一方向X上位于基底指状部210f中的最接近基底母线部210b的近位端201f与基底母线部210b之间。基底焊盘部210d的宽度(第二方向Y的宽度)比基底指状部210f的近位端201f的宽度(线宽度：第二方向Y的宽度)宽。基底焊盘部210d、与异极侧的基底指状部310f中的最远离基底母线部310b的远位端303f配置为在第一方向X相邻。
同样，基底焊盘部310d沿着基底母线部310b的长度方向以大致相等的间隔排列有多个。基底焊盘部310d在第一方向X上位于基底指状部310f中的最接近基底母线部310b的近位端301f与基底母线部310b之间。基底焊盘部310d的宽度(第二方向Y的宽度)比基底指状部310f的近位端301f的宽度(线宽度：第二方向Y的宽度)宽。基底焊盘部310d、与异极侧的基底指状部210f中的最远离基底母线部210b的远位端203f配置为在第一方向X相邻。
第一电极层200的基底导电层210以及第二电极层300的基底导电层310由包含粒径在0.5μm以上且20μm以下的银粉、和粒径在200nm以下的银粒子的导电膏而形成。
这样，通过应用除了包含粒径在0.5μm以上且20μm以下的银粉之外还包含比银粉的粒径小的粒径在200nm以下的银粒子的导电膏，从而提高填料的填充性，由此使基底导电层210、310的电阻低。由此，即使使基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f、以及基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的宽度变细、厚度变薄，也能够抑制上述一方端部211f、311f以及另一方端部213f、313f的电阻上升。
优选银粉(PO)与银粒子(PA)的比率PO/PA是2/8≤PO/PA≤8/2。在该比率PO/PA内，特别是填料的填充性提高，基底导电层210、310的电阻变低。
此外，在形成基底导电层210、310的导电膏时，也可代替银粉，而包含用贵金属对表层进行了镀敷的粒径在0.5μm以上且10μm以下的铜粉。或在形成基底导电层210、310的导电膏时，除了银粉以及银粒子之外，也可以包含用贵金属对表层进行了镀敷的粒径在0.5μm以上且10μm以下的铜粉。优选覆盖表层的镀层包含银、铂、金以及钯中的至少一种。通过包含用贵金属对表层进行了镀敷的铜粉，从而实现导电膏的低电阻化，并且降低材料成本。
＜＜＜镀层＞＞＞
参照图3，镀层220形成为覆盖基底导电层210，镀层320形成为覆盖基底导电层310。镀层220、320通过电解镀敷法、特别是使用了铜的电解镀敷法形成。具体而言，如图6所示，对第一电极层200的基底导电层210以及第二电极层300的基底导电层310施加电场，而在基底导电层210、310上选择性地形成镀层220、320。
此时，如图7所示，使用基底导电层210的基底焊盘部210d以及基底导电层310的基底焊盘部310d，对基底导电层210以及基底导电层310施加电场。
这样，若通过在形成基底导电层210、310的银膏层叠镀层220、320而形成第一电极层200以及第二电极层300，则减少含有价格相对高的银的银膏的使用量。
＜＜＜绝缘层＞＞＞
绝缘层250形成为覆盖太阳能电池1的除了第一电极层200的镀层220以及第二电极层300的镀层320之外的背面侧整体。另外，绝缘层250形成于第一电极层200的基底导电层210与镀层220之间、以及第二电极层300的基底导电层310与镀层320之间。
在本实施方式中，在绝缘层250的一部分形成至少一个以上的开孔251，向该开孔251填充镀层220或者镀层320的材料。由此，基底导电层210与镀层220被物理连接以及电连接，基底导电层310与镀层320被物理连接以及电连接。
此外，可以通过使绝缘层250的一部分的膜厚以几nm左右变得非常薄(即局部形成薄的膜厚的区域)，来使得基底导电层210与镀层220电连接，以及基底导电层310与镀层320电连接。
在绝缘层250形成开孔251的方法没有特别限制，能够采用激光照射、机械开孔、化学蚀刻等方法。另外，作为开孔形成方法也可以是使基底导电层210、310的表面凹凸构造比光电转换部(半导体基板11、第一导电型半导体层25以及第二导电型半导体层35)的表面凹凸构造大，来在绝缘层制膜时形成开孔的方法。
作为一实施方式的开孔形成方法，可举出加热(退火)基底导电层210、310中的导电性材料而使热流动来在形成于其上的绝缘层250形成开孔251的方法。
作为绝缘层250的材料使用对电示出绝缘性的材料。另外，优选绝缘层250的材料是相对于镀敷液具有化学稳定性的材料。由此，在对镀层220、320的形成采用了镀敷法的情况下，在镀敷工序中绝缘层250难以溶解，难以产生针对光电转换部表面的损伤。另外，在基底导电层210、310非形成区域也形成绝缘层250的情况下，优选绝缘层250与光电转换部的附着强度大。通过增大透明电极层27、37与绝缘层250的附着强度，由此在镀敷工序中，绝缘层250变得难以剥离，防止金属向透明电极层27、37上的析出。另外，防止基底导电层210、310与半导体基板11的剥离。
优选绝缘层250使用光吸收少的材料。绝缘层250由于形成于太阳能电池1的背面侧，所以没有被直接照射光，但在图1所示的太阳能电池模块100中被照射来自背板等背面保护部件4的反射光。若绝缘层250的光吸收小，则能够使光电转换部获取更多的光。
绝缘层250的材料只要是与基底导电层210、310以及镀层220、320的紧贴性高的材料则没有特别限制，既可以是无机绝缘性材料，也可以是有机绝缘性材料。作为无机绝缘性材料例如可举出氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁、或者氧化锌等材料。作为有机绝缘性材料例如可举出聚酯、乙烯醋酸乙烯酯共聚合体、丙烯酸、环氧树脂、或者聚氨基甲酸乙酯等材料。
绝缘层250也可以使用公知的方法来形成。例如，在氧化硅或者氮化硅等无机绝缘性材料的情况下，优选等离子体CVD法、或者溅射法等干式法。另外，在有机绝缘性材料的情况下，优选旋涂法、或者丝网印刷法等湿式法。根据上述方法，形成针孔等缺陷少、且致密构造的膜。
其中，从形成更致密构造的膜的观点考虑，优选通过等离子体CVD法形成绝缘层250。利用该方法，不仅在形成200nm左右的厚的绝缘层250的情况下，即使在形成30nm以上且100nm以下左右的薄的膜厚的绝缘层250的情况下，也形成致密性高的构造的膜。
例如，在光电转换部的表面具有纹理构造(凹凸构造)的情况下，从在纹理的凹部或者凸部也高精度地形成膜的观点考虑，优选利用等离子体CVD法形成绝缘层250。通过使用致密性高的绝缘层，由此减少镀敷处理时对透明电极层27、37的损伤，此外，防止金属向透明电极层27、37上的析出。这样致密性高的绝缘膜由于相对于光电转换部内部的层也能够作为水或者氧等的阻挡层发挥功能，所以太阳能电池的长期可靠性得以提高。
这里，在电解镀敷法中，如图6中箭头所示，由于电场容易集中在半导体基板的端部，所以存在半导体基板的周边部的镀层形成得比半导体基板的中央部的镀层厚的现象。因此，在将基底指状部的宽度以及厚度设为恒定的情况下，在半导体基板的周边部，存在以梳齿状交替地排列的第一电极层与第二电极层发生短路的情况。
关于该点，在本实施方式的太阳能电池1中，第一电极层200的基底导电层210的基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的宽度比中央部212f的宽度窄。另外，第二电极层300的基底导电层310的基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的宽度比中央部312f的宽度窄。由此，即使第一电极层200的指状部200f以及第二电极层300的指状部300f的镀层220、320的两端部形成得粗，由基底导电层210以及镀层220构成的第一电极层200的指状部200f的两端部、以及由基底导电层310以及镀层320构成的第二电极层300的指状部300f的两端部难以形成得粗。因此，抑制以梳齿状交替地排列的第一电极层200与第二电极层300的短路，抑制成品率的降低。
此外，本实施方式的电极构造还具有防止由异物等的附着引起的短路的效果。
另外，在背面电极型的太阳能电池中，若仅在背面形成电极，则由于通过含有银等金属粉末的导电膏而形成的基底导电层的线膨胀系数、与ITO等透明电极层的线膨胀系数之差，存在烧制电极时半导体基板产生弯曲的情况。若半导体基板过度弯曲，则存在产生半导体基板的破裂或者电极的剥离等的情况。因此，成品率降低。
关于该点，在本实施方式的太阳能电池1中，第一电极层200的基底导电层210的基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的厚度比中央部212f的厚度薄。另外，第二电极层300的基底导电层310的基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的厚度比中央部312f的厚度薄。由此，抑制半导体基板11的弯曲，抑制成品率的降低。
此外，还能够通过基底导电层的厚度的减少、细线化带来成本减少的效果。
此外，在本实施方式中，虽使基底导电层210、310的宽度以及厚度双方变细，但即便使基底导电层210、310的宽度以及厚度中的任一方变小，也起到抑制成品率降低的效果。
另外，在本实施方式的太阳能电池1中，第一电极层200的基底导电层210以及第二电极层300的基底导电层310由除了包含粒径在0.5μm以上且20μm以下的银粉之外还包含比银粉的粒径小的粒径在200nm以下的银粒子的导电膏而形成。由此，通过填料的填充性的提高而实现基底导电层210、310的低电阻化。另外，还减少与基底的层(例如由导电性氧化物构成的透明电极层27、37)接触的接触电阻。由此，即便使基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f、以及基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的宽度小、厚度薄，也抑制上述一方端部211f、311f以及另一方端部213f、313f的电阻上升。
(太阳能电池的变形例1)
图8是表示本实施方式的变形例所涉及的太阳能电池的基底导电层的图，图9是图8的基底导电层的IX-IX线剖视图。在图8以及图9中，示意性地示出了基底导电层210、310，为了方便起见，尺寸被调整为容易观察的尺寸。
如图8所示，在本实施方式的太阳能电池1中，第一电极层200的基底导电层210的基底指状部210f具有在其长度方向(第一方向X)被七等分而成的一方端部211f以及另一方端部213f、以及一方端部211f与另一方端部213f之间的多个中间部212f。基底指状部210f的中间部212f包含在与其长度方向交叉的方向(第二方向Y)分离的两个部分。由此，基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的宽度(第二方向Y的宽度)比中间部212f的宽度(第二方向Y的宽度)窄。
另外，如图9所示，基底指状部210f形成为厚度随着从中央朝向一方端部211f以及另一方端部213f逐渐地变薄。由此，基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的厚度比中间部212f的厚度薄。
即、基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f比中间部212f细。
换言之，基底指状部210f的一方端部211f的体积以及另一方端部213f的体积比中央部212f的体积小。
同样，第二电极层300的基底导电层210的基底指状部310f具有在其长度方向(第一方向X)被七等分而成的一方端部311f以及另一方端部313f、以及一方端部311f与另一方端部313f之间的多个中间部312f。基底指状部310f的中间部312f包含在与其长度方向交叉的方向(第二方向Y)分离的两个部分。由此，基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的宽度(第二方向Y的宽度)比中间部312f的宽度(第二方向Y的宽度)窄。
另外，基底指状部310f形成为厚度随着从中央朝向一方端部311f以及另一方端部313f逐渐地变薄。由此，基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的厚度比中间部312f的厚度薄。
即、基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f比中间部212f细。
换言之，基底指状部310f的一方端部311f的体积以及另一方端部313f的体积比中央部312f的体积小。
图10为图8的基底导电层的X-X线剖视图，示出了与基底导电层的基底指状部的中间部对应的第一电极层的剖面。如图10所示，通过在基底导电层210的基底指状部210f的中间部212f的两个部分之间的空间层叠镀层220，由此能够形成一个第一电极层200。同样，通过在基底导电层310的基底指状部310f的中间部312f的两个部分之间的空间层叠镀层320，由此能够形成一个第二电极层300。
由此，在形成第一电极层200以及第二电极层300时，形成基底导电层210、310的银膏亦即包含价格相对高的银的银膏的使用量减少。
另外，由于能够增大第一电极层200以及第二电极层300的基底指状部210f、310f的中间部212f、312f的宽度，所以第一电极层200以及第二电极层300与下层的紧贴性得以提高(由改善接触电阻带来的性能提高，由紧贴性提高带来的成品率提高)。
(太阳能电池的变形例2)
在本实施方式中，在与基底指状部210f、310f的长度方向交叉的方向(第二方向Y)排列的多个基底指状部210f、310f中的、该方向(第二方向Y)上的半导体基板11的一方的边部以及另一方的边部的基底指状部210f、310f的宽度，也可以形成为比上述一方的边部与另一方的边部之间的中间部的基底指状部210f、310f的宽度窄。另外，半导体基板11的上述一方的边部以及另一方的边部的基底指状部210f、310f的厚度，也可以形成为比上述中间部的基底指状部210f、310f的厚度薄。即、半导体基板11的上述一方的边部以及另一方的边部的基底指状部210f、310f，也可以形成为比上述中间部的基底指状部210f、310f细。
由此，即便在与基底指状部210f、310f的长度方向交叉的方向(第二方向Y)上的半导体基板11的边部的基底指状部210f、310f中镀层220、320形成得粗，该半导体基板11的由上述边部的基底导电层210以及镀层220构成的第一电极层200、以及由基底导电层310以及镀层320构成的第二电极层300难以形成得粗。因此，抑制以梳齿状交替地排列的第一电极层200与第二电极层300的短路，抑制成品率的降低。
另外，由于与基底指状部210f的长度方向交叉的方向(第二方向Y)上的半导体基板11的边部的基底指状部210f、310f的厚度薄，所以抑制半导体基板11的弯曲，抑制成品率的降低。
(太阳能电池的变形例3)
在本实施方式中，如图3所示，虽例示了具备具有开孔251的绝缘层250，并且使用电解镀敷法，在开孔251、即基底导电层210、310选择性地形成镀层220、320的第一电极层200以及第二电极层300。然而，太阳能电池1也可以不具备绝缘层250。例如也可以使用公知的抗蚀技术(掩模技术)，保护光电转换部并且在基底导电层210、310选择性地形成镀层220、320，由此形成第一电极层200以及第二电极层300。
在该情况下，例如通过使第一电极层200的基底导电层210的基底指状部210f的一方端部211f以及另一方端部213f的厚度薄，使第二电极层300的基底导电层310的基底指状部310f的一方端部311f以及另一方端部313f的厚度薄，由此抑制半导体基板11的弯曲，抑制成品率的降低。
以上，虽说明了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述本实施方式，能够进行各种变形。例如，在本实施方式中，虽如图1以及图2所示例示了异质结型的太阳能电池，但本发明的特征的电极构造并不局限于异质结型的太阳能电池，也可以适用于同质结型的太阳能电池等各种太阳能电池。
另外，在本实施方式中，虽例示了在导电型半导体层与电极层之间具备透明电极层(例如ITO)的太阳能电池，但太阳能电池也可以是不具备透明电极层的形态。
附图标记的说明
1…太阳能电池
2…布线部件
3…受光面保护部件
4…背面保护部件
5…密封材料
11…半导体基板
13、23、33…接合层
15…防反射层
25…第一导电型半导体层
27、37…透明电极层
35…第二导电型半导体层
100…太阳能电池模块
200…第一电极层
200b、300b…母线部
200d、300d…焊盘部
200f、300f…指状部
210、310…基底导电层
220、320…镀层
210b、310b…基底母线部
210d、310d…基底焊盘部
210f、310f…基底指状部
211f、311f…一方端部
212f、312f…中间部、中央部
213f、313f…另一方端部
250…绝缘层
251…开孔
300…第二电极层

Claims (16)

1.一种太阳能电池，其是背面电极型的太阳能电池，具备：半导体基板、依次层叠在上述半导体基板的背面侧的一部分的第一导电型半导体层以及第一电极层、以及依次层叠在上述半导体基板的背面侧的另一部分的第二导电型半导体层以及第二电极层，
其特征在于，
上述第一电极层以及上述第二电极层分别具有基底导电层、以及覆盖上述基底导电层的镀层，
上述基底导电层包含基底母线部、以及与上述基底母线部交叉并沿着上述基底母线部的长度方向排列的多个基底指状部，
对于上述多个基底指状部的各个基底指状部而言，基底指状部的长度方向的一方端部以及另一方端部比上述一方端部与上述另一方端部之间的中间部细。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
上述多个基底指状部的各个基底指状部包含：在基底指状部的长度方向上至少进行三等分而成的上述一方端部、上述另一方端部以及至少一个上述中间部，
上述一方端部的体积以及上述另一方端部的体积比上述中间部中的至少一个中间部的体积小。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中，
对于上述多个基底指状部的各个而言，宽度以及厚度中的至少一方随着从上述中间部朝向上述一方端部以及上述另一方端部逐渐地减少。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中，
对于上述多个基底指状部的各个基底指状部而言，上述中间部包含在与基底指状部的长度方向交叉的方向上分离的至少两个部分。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池，其中，
对于上述多个基底指状部的各个基底指状部而言，上述一方端部侧的一方端是最接近上述基底母线部的近位端，上述另一方端部侧的另一方端是最远离上述基底母线部的远位端，
上述基底导电层包含：位于上述基底指状部的上述近位端与上述基底母线部之间，并具有比上述近位端的宽度宽的宽度的至少一个基底焊盘部。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，
上述第一电极层的上述基底焊盘部、与上述第二电极层的上述基底指状部的上述远位端配置为相邻，
上述第二电极层的上述基底焊盘部、与上述第一电极层的上述基底指状部的上述远位端配置为相邻。
7.根据权利要求5或者6所述的太阳能电池，其中，
上述基底导电层包含在上述基底母线部的长度方向排列的多个上述基底焊盘部。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，
多个上述基底焊盘部被等间隔地排列。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的太阳能电池，其中，
上述基底导电层包含：粒径在0.5μm以上且20μm以下的金属粉、以及粒径在200nm以下的金属粒子。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，
上述金属粉PO与上述金属粒子PA的比率PO/PA是2/8≤PO/PA≤8/2。
11.根据权利要求9或者10所述的太阳能电池，其中，
上述金属粉以及上述金属粒子的材料是银。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，
上述基底导电层还包含利用贵金属对表层进行了镀敷的粒径在0.5μm以上且10μm以下的铜粉。
13.根据权利要求9或者10所述的太阳能电池，其中，
上述金属粒子的材料是银，
上述金属粉是利用贵金属对表层进行了镀敷的粒径在0.5μm以上且10μm以下的铜粉。
14.根据权利要求12或者13所述的太阳能电池，其中，
上述贵金属包含银、铂、金以及钯中的至少一个。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的太阳能电池，其中，
在上述基底导电层与上述镀层之间夹装绝缘层，
上述绝缘层包含使上述基底导电层与上述镀层物理连接以及电连接的开孔。
16.一种太阳能电池模块，其特征在于，具备：
权利要求1～15中任一项所述的太阳能电池。
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