JP2006222192A - Photovoltaic device, and photovoltaic module and its manufacturing method - Google Patents
Photovoltaic device, and photovoltaic module and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006222192A JP2006222192A JP2005032689A JP2005032689A JP2006222192A JP 2006222192 A JP2006222192 A JP 2006222192A JP 2005032689 A JP2005032689 A JP 2005032689A JP 2005032689 A JP2005032689 A JP 2005032689A JP 2006222192 A JP2006222192 A JP 2006222192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon oxide
- oxide film
- electrode
- fine particles
- bus bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光起電力装置、光起電力モジュールおよびその製造方法に関し、特に、光電変換層を含む複数の半導体層を備えた光起電力装置、光起電力モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a photovoltaic device, a photovoltaic module, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a photovoltaic device, a photovoltaic module, and a manufacturing method thereof including a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer.
従来、光電変換層を含む複数の半導体層を備えた光起電力装置において、半導体層に水分などが浸入するのを抑制する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a photovoltaic device including a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer, a technique for suppressing moisture and the like from entering a semiconductor layer is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、光電変換層を含む複数の半導体層からなるセルの上面上の所定領域に集電極が形成された構成において、セルの上面上に、集電極を覆うように防湿層を形成することによって、セルを構成する半導体層に水分などが浸入するのを抑制する技術が開示されている。
In
しかしながら、上記特許文献1では、複数の光起電力装置の集電極にタブ電極などを接続してユニット化する場合に、以下のような不都合が生じる。すなわち、上記特許文献1では、防湿層を形成する際に、後のユニット化工程において集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上に防湿層が形成されないようにマスクを形成しなければならないという不都合が生じる。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化するのが困難であるという問題点がある。
However, in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a manufacturing process when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit. It is to provide a photovoltaic device that can be simplified.
この発明のもう1つの目的は、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力モジュールを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a photovoltaic module capable of simplifying the manufacturing process when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit.
この発明のさらにもう1つの目的は、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力装置の製造方法を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a photovoltaic device capable of simplifying the manufacturing process when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit. It is.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による光起電力装置は、光電変換層を含む複数の半導体層と、半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを備えている。 In order to achieve the above object, a photovoltaic device according to a first aspect of the present invention is formed on a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer and at least a light incident surface of the semiconductor layer, and has an etching rate by flux. And a silicon oxide film containing fine particles made of a material larger than silicon oxide.
この第1の局面による光起電力装置では、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、シリコン酸化膜を形成することによって、そのシリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に水分などが侵入するのを抑制することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うようにシリコン酸化膜を形成した場合に、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の上面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In the photovoltaic device according to the first aspect, as described above, the silicon oxide film is formed on at least the light incident surface of the plurality of semiconductor layers including the photoelectric conversion layer, and the silicon oxide film is used to form silicon. It is possible to prevent moisture and the like from entering a semiconductor layer located below the oxide film. In this case, the silicon oxide film contains fine particles made of a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide, thereby forming, for example, a collecting electrode for collecting and collecting current on the light incident surface, and When a silicon oxide film is formed so as to cover the collector electrode, fine particles contained in the silicon oxide film are selected by applying a flux for soldering onto the silicon oxide film located on the collector electrode Therefore, a part of the upper surface of the collector electrode can be exposed. As a result, when the collector electrode and the tab electrode are connected, the fusion layer is embedded in the etched portion of the silicon oxide film so that the collector electrode and the tab electrode are connected by the embedded fusion layer. Can be electrically connected. Therefore, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, when the silicon oxide film is formed, the tab electrode of the collector electrode is connected to connect the collector electrode and the tab electrode. It is not necessary to form a mask so that a silicon oxide film is not formed on the region to be formed. As a result, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, the manufacturing process of the photovoltaic device can be simplified. In addition, since the fusion layer is embedded in the portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched, the collector electrode and the tab electrode can be connected by the embedded fusion layer, so that the tab is formed on the silicon oxide film. Even if the electrode is disposed, sufficient adhesion strength can be obtained between the collector electrode and the tab electrode.
上記第1の局面による光起電力装置において、好ましくは、微粒子は、ZnOからなる微粒子である。このように構成すれば、微粒子の材料であるZnOは、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料であるので、容易に、フラックスによりシリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができる。また、微粒子の材料であるZnOは、UV光(紫外線)を吸収する材料であるので、ZnOからなる微粒子をシリコン酸化膜に含有させることにより、シリコン酸化膜を透過するUV光の量を減少させることができる。この場合、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うように光入射面上にシリコン酸化膜を形成した場合において、集電極がUV光の照射により劣化する材料を含んでいれば、集電極が劣化するのを抑制することができる。 In the photovoltaic device according to the first aspect, preferably, the fine particles are fine particles made of ZnO. With this configuration, ZnO, which is a fine particle material, is a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide, so that the fine particles contained in the silicon oxide film can be easily selectively etched by the flux. Can do. In addition, since ZnO, which is a material of fine particles, is a material that absorbs UV light (ultraviolet rays), the amount of UV light transmitted through the silicon oxide film is reduced by containing fine particles of ZnO in the silicon oxide film. be able to. In this case, when a collector electrode for collecting and collecting current is formed on the light incident surface, and a silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover the collector electrode, the collector electrode is UV light. The deterioration of the collector electrode can be suppressed if it contains a material that deteriorates due to irradiation.
上記第1の局面による光起電力装置において、好ましくは、微粒子の平均粒径は、0.1μm以下である。このように構成すれば、微粒子の平均粒径が0.1μmよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜に入射したUV光以外の光が微粒子により散乱反射され、外部に放出されるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、シリコン酸化膜を透過して光電変換層に入射するUV光以外の光の量が減少するのを抑制することができるので、光起電力装置の出力特性が低下するのを抑制することができる。 In the photovoltaic device according to the first aspect, preferably, the average particle size of the fine particles is 0.1 μm or less. With such a configuration, light other than UV light incident on the silicon oxide film is scattered and reflected by the fine particles due to the average particle diameter of the fine particles being larger than 0.1 μm, and is emitted to the outside. Can be suppressed. Thereby, since it can suppress that the quantity of light other than UV light which permeate | transmits a silicon oxide film and injects into a photoelectric converting layer can be suppressed, it can suppress that the output characteristic of a photovoltaic device falls. Can do.
上記第1の局面による光起電力装置において、好ましくは、シリコン酸化膜の厚みは、0.01μm以上6μm以下である。このように構成すれば、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うように光入射面上にシリコン酸化膜を形成した場合に、シリコン酸化膜の厚みが6μmよりも大きいことに起因して、集電極とその下地層との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。具体的には、ペルヒドロポリシラザン(以下、ポリシラザンという)が含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜を形成する場合に、コーティング溶液(シリコン酸化膜)が硬化する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜)の内部応力により集電極に外力が加わるので、集電極とその下地層との間の接触状態が変化する。この場合、シリコン酸化膜の厚みが6μmよりも大きければ、集電極に加わる外力も大きくなるので、集電極とその下地層との間の接触状態も大きく変化する。したがって、シリコン酸化膜の厚みを6μm以下に設定することによって、集電極とその下地層との間の接触状態が変化するのを抑制することができるので、集電極とその下地層との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。また、シリコン酸化膜の厚みを0.01μm以上に設定することによって、シリコン酸化膜の厚みが0.01μmよりも小さいことに起因して、シリコン酸化膜を介して半導体層(光電変換層)に水分などが侵入しやすくなるという不都合が発生するのを抑制することができる。 In the photovoltaic device according to the first aspect, preferably, the thickness of the silicon oxide film is 0.01 μm or more and 6 μm or less. With this configuration, for example, when a collecting electrode for collecting and collecting current is formed on the light incident surface, and a silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover the collecting electrode. Further, it is possible to suppress the occurrence of the disadvantage that the contact resistance between the collector electrode and the underlying layer is increased due to the thickness of the silicon oxide film being larger than 6 μm. Specifically, when a silicon oxide film is formed by curing a coating solution containing perhydropolysilazane (hereinafter referred to as polysilazane), the coating solution (silicon oxide film) is cured when the coating solution (silicon oxide film) is cured. Since an external force is applied to the collector electrode due to the internal stress of the silicon oxide film), the contact state between the collector electrode and the underlying layer changes. In this case, if the thickness of the silicon oxide film is larger than 6 μm, the external force applied to the collector electrode also increases, so that the contact state between the collector electrode and its underlying layer also changes greatly. Therefore, by setting the thickness of the silicon oxide film to 6 μm or less, it is possible to suppress a change in the contact state between the collector electrode and the base layer, and thus the contact resistance between the collector electrode and the base layer. Can be suppressed. Further, by setting the thickness of the silicon oxide film to 0.01 μm or more, the thickness of the silicon oxide film is smaller than 0.01 μm, so that the semiconductor layer (photoelectric conversion layer) is interposed through the silicon oxide film. It is possible to suppress the occurrence of inconvenience that moisture or the like easily enters.
上記第1の局面による光起電力装置において、好ましくは、光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極をさらに備え、シリコン酸化膜は、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜に含有された微粒子がZnOからなる微粒子であれば、微粒子によりUV光が吸収されるので、シリコン酸化膜を透過するUV光の量を減少させることができる。これにより、集電極がUV光の照射により劣化する材料を含んでいる場合に、容易に、集電極が劣化するのを抑制することができる。 In the photovoltaic device according to the first aspect, preferably, a finger electrode part for collecting current, which is formed in a predetermined region on the light incident surface, and a current collected in the finger electrode part are assembled. A collector electrode having a bus bar electrode portion is further provided, and the silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode. With this configuration, if the fine particles contained in the silicon oxide film are fine particles made of ZnO, the UV light is absorbed by the fine particles, so that the amount of UV light that passes through the silicon oxide film can be reduced. . Thereby, when the collector electrode contains the material which deteriorates by irradiation of UV light, it can suppress that a collector electrode deteriorates easily.
上記光入射面上の所定領域に形成された集電極をさらに備えた構成において、好ましくは、シリコン酸化膜のうちの集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第1部分上に配置されたタブ電極をさらに備え、シリコン酸化膜の第1部分では、フラックスにより微粒子がエッチングされることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、集電極のバスバー電極部とタブ電極とは、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが融着層により接続されるので、容易に、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In the configuration further including the collector electrode formed in the predetermined region on the light incident surface, preferably, the collector electrode is disposed on the first portion located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode of the silicon oxide film. A tab electrode is further provided, and in the first portion of the silicon oxide film, a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed by etching fine particles by flux, and the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab are exposed. The electrode is connected to the electrode by a fusion layer through a portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched. According to this configuration, even if the tab electrode is arranged on the silicon oxide film, the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected by the fusion layer, so that the collector electrode and the tab electrode can be easily connected. Sufficient adhesion strength can be obtained.
上記タブ電極をさらに備えた構成において、好ましくは、集電極のバスバー電極部の上面上に位置するシリコン酸化膜の第1部分における微粒子の含有量は、フラックスにより微粒子がエッチングされることにより、シリコン酸化膜の第1部分以外の第2部分における微粒子の含有量よりも少なくなっている。このように構成すれば、容易に、集電極のバスバー電極部とタブ電極とを、シリコン酸化膜の第1部分(微粒子がエッチングされた部分)を介して融着層により接続することができる。 In the configuration further including the tab electrode, preferably, the content of the fine particles in the first portion of the silicon oxide film located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is such that the fine particles are etched by the flux, It is less than the content of fine particles in the second part other than the first part of the oxide film. If comprised in this way, the bus-bar electrode part and tab electrode of a collector electrode can be easily connected by the fusion | melting layer via the 1st part (part in which microparticles | fine-particles were etched) of a silicon oxide film.
上記第1の局面による光起電力装置において、好ましくは、光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極と、集電極のバスバー電極部上に配置されたタブ電極とをさらに備え、シリコン酸化膜は、光入射面上に、集電極のバスバー電極部およびタブ電極を覆うように形成されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜を介さずに、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが接続されるので、集電極のバスバー電極部とタブ電極との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。また、シリコン酸化膜を介さずに、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが接続され、かつ、シリコン酸化膜により集電極のバスバー電極部とタブ電極とが覆われているので、集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度をより大きくすることができる。 In the photovoltaic device according to the first aspect, preferably, a finger electrode part for collecting current, which is formed in a predetermined region on the light incident surface, and a current collected in the finger electrode part are assembled. A collector electrode having a bus bar electrode portion; and a tab electrode disposed on the bus bar electrode portion of the collector electrode. The silicon oxide film covers the bus bar electrode portion and tab electrode of the collector electrode on the light incident surface. It is formed as follows. With this configuration, since the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected without using the silicon oxide film, the contact resistance between the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode is suppressed from increasing. can do. Further, the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected without the silicon oxide film interposed therebetween, and the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are covered with the silicon oxide film, so that the collector electrode The adhesion strength between the bus bar electrode portion and the tab electrode can be further increased.
この発明の第2の局面による光起電力モジュールは、光電変換層を含む複数の半導体層と、半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを含む複数の光起電力装置と、複数の光起電力装置を接続するタブ電極と、光起電力装置の光入射面側に充填材を介して設けられ、ガラス基板からなる表面保護材と、光起電力装置の光入射面とは反対側に充填材を介して設けられ、樹脂フィルムからなる裏面保護材とを備えている。 A photovoltaic module according to a second aspect of the present invention is formed of a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer, and a material that is formed on at least a light incident surface of the semiconductor layer and has a higher etching rate by flux than silicon oxide. A plurality of photovoltaic devices including a silicon oxide film containing fine particles, a tab electrode connecting the plurality of photovoltaic devices, a light incident surface side of the photovoltaic device via a filler, and glass A surface protective material made of a substrate and a back surface protective material made of a resin film are provided on the side opposite to the light incident surface of the photovoltaic device via a filler.
この第2の局面による光起電力モジュールでは、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、シリコン酸化膜を形成することによって、裏面保護材および充填材を透過した水分が表面保護材に達することに起因して表面保護材を構成するガラス基板中に含まれるナトリウムが溶出した場合に、その溶出したナトリウムが充填材を介して光起電力装置に達したとしても、シリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に溶出したナトリウムが侵入するのを抑制することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うようにシリコン酸化膜を形成した場合に、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の上面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In the photovoltaic module according to the second aspect, as described above, the back surface protective material and the filler are formed by forming a silicon oxide film on at least the light incident surface of the plurality of semiconductor layers including the photoelectric conversion layer. When sodium contained in the glass substrate constituting the surface protective material is eluted due to the permeated water reaching the surface protective material, the eluted sodium reaches the photovoltaic device through the filler. However, the silicon oxide film can suppress the intrusion of sodium eluted into the semiconductor layer located below the silicon oxide film. In this case, the silicon oxide film contains fine particles made of a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide, thereby forming, for example, a collecting electrode for collecting and collecting current on the light incident surface, and When a silicon oxide film is formed so as to cover the collector electrode, fine particles contained in the silicon oxide film are selected by applying a flux for soldering onto the silicon oxide film located on the collector electrode Therefore, a part of the upper surface of the collector electrode can be exposed. As a result, when the collector electrode and the tab electrode are connected, the fusion layer is embedded in the etched portion of the silicon oxide film so that the collector electrode and the tab electrode are connected by the embedded fusion layer. Can be electrically connected. Therefore, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, when the silicon oxide film is formed, the tab electrode of the collector electrode is connected to connect the collector electrode and the tab electrode. It is not necessary to form a mask so that a silicon oxide film is not formed on the region to be formed. As a result, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, the manufacturing process of the photovoltaic device can be simplified. In addition, since the fusion layer is embedded in the portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched, the collector electrode and the tab electrode can be connected by the embedded fusion layer, so that the tab is formed on the silicon oxide film. Even if the electrode is disposed, sufficient adhesion strength can be obtained between the collector electrode and the tab electrode.
上記第2の局面による光起電力モジュールにおいて、好ましくは、微粒子は、ZnOからなる微粒子である。このように構成すれば、微粒子の材料であるZnOは、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料であるので、容易に、フラックスによりシリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができる。また、微粒子の材料であるZnOは、UV光(紫外線)を吸収する材料であるので、ZnOからなる微粒子をシリコン酸化膜に含有させることにより、シリコン酸化膜を透過するUV光の量を減少させることができる。この場合、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うように光入射面上にシリコン酸化膜を形成した場合において、集電極がUV光の照射により劣化する材料を含んでいる場合には、集電極が劣化するのを抑制することができる。 In the photovoltaic module according to the second aspect, preferably, the fine particles are fine particles made of ZnO. With this configuration, ZnO, which is a fine particle material, is a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide, so that the fine particles contained in the silicon oxide film can be easily selectively etched by the flux. Can do. In addition, since ZnO, which is a material of fine particles, is a material that absorbs UV light (ultraviolet rays), the amount of UV light transmitted through the silicon oxide film is reduced by containing fine particles of ZnO in the silicon oxide film. be able to. In this case, when a collector electrode for collecting and collecting current is formed on the light incident surface, and a silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover the collector electrode, the collector electrode is UV light. In the case where a material that deteriorates due to the irradiation is included, deterioration of the collector electrode can be suppressed.
上記第2の局面による光起電力モジュールにおいて、好ましくは、光起電力装置は、光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極をさらに含み、シリコン酸化膜は、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜に含有された微粒子がZnOからなる微粒子であれば、微粒子によりUV光が吸収されるので、シリコン酸化膜を透過するUV光の量を減少させることができる。これにより、集電極がUV光の照射により劣化する材料を含んでいる場合に、容易に、集電極が劣化するのを抑制することができる。 In the photovoltaic module according to the second aspect, preferably, the photovoltaic device is formed in a predetermined region on the light incident surface, and is collected in the finger electrode unit for collecting current and the finger electrode unit. A collector electrode having a bus bar electrode part for collecting current is further included, and the silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover both the finger electrode part and the bus bar electrode part of the collector electrode. With this configuration, if the fine particles contained in the silicon oxide film are fine particles made of ZnO, the UV light is absorbed by the fine particles, so that the amount of UV light that passes through the silicon oxide film can be reduced. . Thereby, when the collector electrode contains the material which deteriorates by irradiation of UV light, it can suppress that a collector electrode deteriorates easily.
上記光入射面上の所定領域に形成された集電極をさらに備えた構成において、好ましくは、タブ電極は、シリコン酸化膜のうちの集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第1部分上に配置されており、シリコン酸化膜の第1部分では、フラックスにより微粒子がエッチングされることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、集電極のバスバー電極部とタブ電極とは、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが融着層により接続されるので、容易に、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In the configuration further including the collector electrode formed in the predetermined region on the light incident surface, the tab electrode is preferably on the first portion located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode of the silicon oxide film. In the first portion of the silicon oxide film, fine particles are etched by the flux to expose a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode, and the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab The electrode is connected to the electrode by a fusion layer through a portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched. According to this configuration, even if the tab electrode is arranged on the silicon oxide film, the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected by the fusion layer, so that the collector electrode and the tab electrode can be easily connected. Sufficient adhesion strength can be obtained.
この発明の第3の局面による光起電力装置の製造方法は、光電変換層を含む複数の半導体層を形成する工程と、半導体層の少なくとも光入射面上に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する工程と、コーティング溶液を熱処理により硬化させることによって、光入射面上に、微粒子を含有するシリコン酸化膜を形成する工程とを備えている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a photovoltaic device, comprising: forming a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer; and at least a light incident surface of the semiconductor layer having an etching rate by flux from silicon oxide. A step of applying a coating solution mainly composed of polysilazane containing fine particles made of a larger material, and a step of forming a silicon oxide film containing fine particles on the light incident surface by curing the coating solution by heat treatment And.
この第3の局面による光起電力装置の製造方法では、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜を形成することによって、そのシリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に水分などが侵入するのを抑制することが可能な光起電力装置を形成することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うようにシリコン酸化膜を形成した場合に、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の表面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In the method for manufacturing a photovoltaic device according to the third aspect, as described above, the coating solution containing polysilazane as a main component is cured on at least the light incident surface of the plurality of semiconductor layers including the photoelectric conversion layer. By forming a silicon oxide film, a photovoltaic device capable of suppressing moisture and the like from entering a semiconductor layer located below the silicon oxide film can be formed by the silicon oxide film. it can. In this case, the silicon oxide film contains fine particles made of a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide, thereby forming, for example, a collecting electrode for collecting and collecting current on the light incident surface, and When a silicon oxide film is formed so as to cover the collector electrode, fine particles contained in the silicon oxide film are selected by applying a flux for soldering onto the silicon oxide film located on the collector electrode Therefore, a part of the surface of the collector electrode can be exposed. As a result, when the collector electrode and the tab electrode are connected, the fusion layer is embedded in the etched portion of the silicon oxide film so that the collector electrode and the tab electrode are connected by the embedded fusion layer. Can be electrically connected. Therefore, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, when the silicon oxide film is formed, the tab electrode of the collector electrode is connected to connect the collector electrode and the tab electrode. It is not necessary to form a mask so that a silicon oxide film is not formed on the region to be formed. As a result, when a plurality of photovoltaic devices are connected by tab electrodes to form a unit, the manufacturing process of the photovoltaic device can be simplified. In addition, since the fusion layer is embedded in the portion where the fine particles of the silicon oxide film are etched, the collector electrode and the tab electrode can be connected by the embedded fusion layer, so that the tab is formed on the silicon oxide film. Even if the electrode is disposed, sufficient adhesion strength can be obtained between the collector electrode and the tab electrode.
この場合、好ましくは、コーティング溶液を塗布する工程に先立って、光入射面上の所定領域に、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極を形成する工程をさらに備え、コーティング溶液を塗布する工程は、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように塗布する工程を含み、シリコン酸化膜を形成する工程の後に、シリコン酸化膜の集電極のバスバー電極部に対応する第1部分上に、フラックスを塗布することにより微粒子をエッチングすることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部を露出させる工程と、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して、集電極のバスバー電極部とタブ電極とを融着層により接続する工程とをさらに備える。このように構成すれば、シリコン酸化膜に含有された微粒子がZnOからなる微粒子であれば、微粒子によりUV光が吸収されるので、シリコン酸化膜を透過するUV光の量を減少させることができる。これにより、集電極がUV光の照射により劣化する材料を含んでいる場合に、集電極が劣化するのを抑制することができる。また、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが融着層により接続されるので、容易に、集電極のバスバー電極部とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。 In this case, preferably, prior to the step of applying the coating solution, a finger electrode part for collecting current and a bus bar for collecting the current collected at the finger electrode part in a predetermined region on the light incident surface. A step of forming a collector electrode having an electrode portion, and the step of applying the coating solution includes a step of applying the coating solution so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode on the light incident surface. After the step of forming the silicon oxide film, the fine particles are etched by applying flux on the first portion corresponding to the bus bar electrode part of the collector electrode of the silicon oxide film, thereby forming the bus bar electrode part of the collector electrode. The bus bar electrode portion of the collector electrode through the step of exposing a part of the upper surface and the portion where the silicon oxide film fine particles are etched Further comprising a step of connecting by fusion layer and a tab electrode. With this configuration, if the fine particles contained in the silicon oxide film are fine particles made of ZnO, the UV light is absorbed by the fine particles, so that the amount of UV light that passes through the silicon oxide film can be reduced. . Thereby, when a collector electrode contains the material which deteriorates by irradiation of UV light, it can suppress that a collector electrode deteriorates. Even if the tab electrode is disposed on the silicon oxide film, the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected by the fusion layer, so that the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode can be easily connected. Sufficient adhesion strength can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による光起電力装置の構造を示した斜視図である。図2は、図1に示した第1実施形態による光起電力装置を用いた光起電力モジュールの構造を示した断面図である。図3は、図1に示した第1実施形態による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。まず、図1〜図3を参照して、第1実施形態による光起電力装置およびそれを用いた光起電力モジュールの構造について説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a photovoltaic device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a photovoltaic module using the photovoltaic device according to the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which the tab electrode is connected to the bus bar electrode portion of the front-side collector electrode of the photovoltaic device according to the first embodiment shown in FIG. First, with reference to FIGS. 1-3, the structure of the photovoltaic apparatus by 1st Embodiment and a photovoltaic module using the same is demonstrated.
第1実施形態による光起電力装置1では、図1に示すように、約1Ω・cmの抵抗率と約300μmの厚みとを有するとともに、(100)面を有するn型単結晶シリコン基板2の上面上に、約10nm〜約20nmの厚みを有する実質的に真性のi型非晶質シリコン層3が形成されている。なお、n型単結晶シリコン基板2は、本発明の「光電変換層」および「半導体層」の一例である。i型非晶質シリコン層3は、本発明の「半導体層」の一例である。i型非晶質シリコン層3上には、約10nm〜約20nmの厚みを有するp型非晶質シリコン層4が形成されている。なお、p型非晶質シリコン層4は、本発明の「半導体層」の一例である。
In the
p型非晶質シリコン層4上には、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO(Indium Tin Oxide)膜からなる透光性導電膜5が形成されている。透光性導電膜5の上面上の所定領域には、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなる表面側集電極6が形成されている。なお、表面側集電極6は、本発明の「集電極」の一例である。この表面側集電極6は、電流を収集するための複数のフィンガー電極部6aと、フィンガー電極部6aにおいて収集された電流を集合させるためのバスバー電極部6bとを有する。バスバー電極部6bは、所定の方向に延びるように形成されている。複数のフィンガー電極部6aは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、バスバー電極部6bの延びる方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bは、約10μm〜約30μmの厚みと、約100μm〜約500μmの幅とを有する。
On the p-type
ここで、第1実施形態では、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7が形成されている。このシリコン酸化膜7に含有された微粒子の材料であるZnOは、フラックス(たとえば、pH=約1.2)によるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料である。また、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、約0.005μm以上約0.1μm以下であり、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、約81%以下である。また、シリコン酸化膜7の厚みは、約0.01μm以上約6μm以下である。
Here, in 1st Embodiment, the microparticles | fine-particles which consist of ZnO were contained on the upper surface of the translucent
また、n型単結晶シリコン基板2の下面上には、約10nm〜約20nmの厚みを有する実質的に真性のi型非晶質シリコン層8および約10nm〜約20nmの厚みを有するn型非晶質シリコン層9が順次形成されている。なお、i型非晶質シリコン層8およびn型非晶質シリコン層9は、本発明の「半導体層」の一例である。また、n型非晶質シリコン層9の下面上には、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO膜からなる透光性導電膜10が形成されている。
Further, on the lower surface of the n-type single
また、透光性導電膜10の下面上の所定領域には、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなる裏面側集電極11が形成されている。この裏面側集電極11は、上記した表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bと同様の形状に形成されたフィンガー電極部11aおよびバスバー電極部11bを有する。すなわち、バスバー電極部11bは、所定の方向に延びるように形成されている。また、複数のフィンガー電極部11aは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、バスバー電極部11bの延びる方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、裏面側集電極11のフィンガー電極部11aおよびバスバー電極部11bは、約10μm〜約30μmの厚みと、約100μm〜約500μmの幅とを有する。
Further, in a predetermined region on the lower surface of the translucent
また、図2および図3に示すように、第1実施形態による光起電力装置1を用いた光起電力モジュール21は、複数の光起電力装置1を含んでいる。この複数の光起電力装置1の各々は、約150μmの厚みを有し、約30μmの厚みの半田で被覆された銅箔からなるタブ電極22を介して、隣接する他の光起電力装置1と接続されている。タブ電極22の端部側は、所定の光起電力装置1の表面側集電極6のバスバー電極部6b(図3参照)上に、シリコン酸化膜7を介して配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、第1実施形態では、図3に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域は、フラックスによりZnOからなる微粒子がエッチングされている。このため、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域では、表面側集電極6のバスバー電極部6bの表面の一部が露出されている。また、表面側集電極6のバスバー電極部6b上に位置するシリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子の含有量が、表面側集電極6のバスバー電極部6b以外の領域上に位置するシリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子の含有量よりも少なくなっている。そして、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分には、半田層23が埋め込まれているとともに、その埋め込まれた半田層23により、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とが接続されている。なお、半田層23は、本発明の「融着層」の一例である。
Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, in the region corresponding to the bus
なお、裏面側においても、裏面側集電極11のバスバー電極部11b(図1参照)とタブ電極22とが、半田層(図示せず)により接続されている。
Note that also on the back surface side, the bus
また、図2に示すように、タブ電極22により接続された複数の光起電力装置1は、EVA(Ethylene Vinyl Acetate:エチレンビニールアセテート)からなる充填材24により覆われている。また、充填材24の上面上には、ガラス基板からなる表面保護材25が設けられている。また、充填材24の下面上には、PVF(Poly Vinyl Fluoride:ポリフッ化ビニール)からなる裏面保護材26が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the plurality of
第1実施形態では、上記のように、透光性導電膜5の上面上に、シリコン酸化膜7を形成することによって、裏面保護材26および充填材24を透過した水分が表面保護材25に達することに起因して表面保護材25を構成するガラス基板中に含まれるナトリウムが溶出した場合に、その溶出したナトリウムが充填材24を介して光起電力装置1に達したとしても、シリコン酸化膜7により、シリコン酸化膜7よりも下側に位置する半導体各層に溶出したナトリウムが侵入するのを抑制することができる。この場合、第1実施形態では、シリコン酸化膜7に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きいZnOからなる微粒子を含有することによって、表面側集電極6のバスバー電極部6b上に位置するシリコン酸化膜7上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子を選択的にエッチングすることができるので、表面側集電極6のバスバー電極部6bの上面の一部を露出させることができる。これにより、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続する際に、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23が埋め込まれることにより、その埋め込まれた半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置1をタブ電極22により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜7を形成する際に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続するために、表面側集電極6のバスバー電極部6bのタブ電極22が接続される領域上にシリコン酸化膜7が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置1をタブ電極22により接続してユニット化する場合において、光起電力装置1の製造工程を簡略化することができる。
In the first embodiment, as described above, by forming the
また、第1実施形態では、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23を埋め込むとともに、その埋め込まれた半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続することによって、シリコン酸化膜7上にタブ電極22を配置したとしても、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間において十分な密着強度を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子を含有することによって、微粒子の材料であるZnOは、UV光(紫外線)を吸収する材料であるので、シリコン酸化膜7を透過するUV光の量を減少させることができる。これにより、UV光の照射により劣化する材料(エポキシ樹脂)を含む表面側集電極6を用いたとしても、表面側集電極6が劣化するのを抑制することができる。
In the first embodiment, since the
また、第1実施形態では、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径を、約0.1μm以下に設定することによって、ZnOからなる微粒子の平均粒径が約0.1μmよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜7に入射したUV光以外の光がZnOからなる微粒子により散乱反射され、外部に放出されるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、シリコン酸化膜7を透過してn型単結晶シリコン基板(光電変換層)2に入射するUV光以外の光の量が減少するのを抑制することができるので、光起電力装置1の出力特性が低下するのを抑制することができる。
In the first embodiment, the average particle diameter of the ZnO fine particles contained in the
また、第1実施形態では、シリコン酸化膜7の厚みを、約6μm以下に設定することによって、シリコン酸化膜7の厚みが約6μmよりも大きいことに起因して、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。具体的には、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜7を形成する場合に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が硬化する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)の内部応力により表面側集電極6に外力が加わるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化する。この場合、シリコン酸化膜7の厚みが約6μmよりも大きければ、表面側集電極6に加わる外力も大きくなるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態も大きく変化する。したがって、シリコン酸化膜7の厚みを約6μm以下に設定することによって、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化するのを抑制することができるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。
In the first embodiment, by setting the thickness of the
また、第1実施形態では、シリコン酸化膜7の厚みを、約0.01μm以上に設定することによって、シリコン酸化膜7の厚みが約0.01μmよりも小さいことに起因して、シリコン酸化膜7を介して、シリコン酸化膜7よりも下側に位置する半導体各層に水分などが侵入しやすくなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
Further, in the first embodiment, the thickness of the
図4は、本発明の第1実施形態による光起電力装置を用いた光起電力モジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図1〜図4を参照して、第1実施形態による光起電力装置1およびそれを用いた光起電力モジュール21の製造プロセスについて説明する。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the photovoltaic module using the photovoltaic device according to the first embodiment of the present invention. Next, with reference to FIGS. 1-4, the manufacturing process of the
図1に示した光起電力装置1を作製する際には、まず、約1Ω・cmの抵抗率と約300μmの厚みとを有するとともに、(100)面を有するn型単結晶シリコン基板2を洗浄することにより不純物を除去する。そして、RFプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、n型単結晶シリコン基板2上に、約10nm〜約20nmの厚みを有するi型非晶質シリコン層3および約10nm〜約20nmの厚みを有するp型非晶質シリコン層4を順次形成する。このi型非晶質シリコン層3およびp型非晶質シリコン層4の形成条件は、周波数:約13.56MHz、形成温度:約100℃〜約300℃、反応圧力:約5Pa〜約100Pa、RFパワー:約1mW/cm2〜約500mW/cm2である。なお、p型非晶質シリコン層4を形成する際のp型ドーパントとしては、3族元素であるB、Al、GaおよびInが挙げられる。そして、p型非晶質シリコン層4の形成時に、SiH4(シラン)ガスなどの原料ガスに、上記したp型ドーパントの少なくとも1つを含む化合物ガスを混合することによって、p型非晶質シリコン層4を形成することが可能である。
When producing the
次に、RFプラズマCVD法を用いて、n型単結晶シリコン基板2の下面上に、約10nm〜約20nmの厚みを有するi型非晶質シリコン層8および約10nm〜約20nmの厚みを有するn型非晶質シリコン層9を順次形成する。なお、n型非晶質シリコン層9を形成する際のn型ドーパントとしては、5族元素であるP、N、AsおよびSbが挙げられる。そして、n型非晶質シリコン層9の形成時に、SiH4(シラン)ガスなどの原料ガスに、上記したn型ドーパントの少なくとも1つを含む化合物ガスを混合することによって、n型非晶質シリコン層9を形成することが可能である。なお、i型非晶質シリコン層8およびn型非晶質シリコン層9の形成条件は、上記したi型非晶質シリコン層3およびp型非晶質シリコン層4の形成条件と同じである。
Next, an RF plasma CVD method is used to form an i-type
次に、スパッタリング法を用いて、p型非晶質シリコン層4上に、ITO膜からなる透光性導電膜5を形成する。この透光性導電膜5の形成時には、約5質量%のSnO2粉末を含むIn2O3粉末の焼結体からなるターゲットを、スパッタリング装置(図示せず)のチャンバ(図示せず)内のカソード(図示せず)に設置する。この場合、SnO2粉末の量を変化させることにより、ITO膜中のSnの量を変化させることが可能である。ここで、Inに対するSnの量は、約1質量%〜約10質量%が好ましく、約2質量%〜約7質量%であればより好ましい。また、ターゲットの焼結密度は、約90%以上であることが好ましい。なお、透光性導電膜5の形成には、約300Gauss〜約3000Gaussの強磁場をマグネットにより印加可能なスパッタリング装置を使用する。
Next, a light-transmitting
次に、n型単結晶シリコン基板2をカソードに対して平行になるように、かつ、対向するように配置する。そして、チャンバを真空排気した後、加熱ヒータ(図示せず)を用いて、基板温度が約200℃になるまで加熱する。この後、基板温度を約200℃に保持した状態で、ArガスとO2ガスとの混合ガスをチャンバ内に供給して圧力を約0.4Pa〜約1.3Paに保持するとともに、カソードに約0.5kW〜約2kWのDC電力を投入することにより放電を開始する。この際、n型単結晶シリコン基板2をカソードに対して静止させた状態に保持するとともに、成膜速度を約10nm/min〜約80nm/minに設定する。これにより、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO膜からなる透光性導電膜5が形成される。
Next, the n-type single
次に、上記した透光性導電膜5の形成プロセスと同様の形成プロセスを用いて、n型非晶質シリコン層9の下面上に、約80nm〜約120nmの厚みを有するITO膜からなる透光性導電膜10を形成する。
Next, a transparent process comprising an ITO film having a thickness of about 80 nm to about 120 nm is formed on the lower surface of the n-type
次に、スクリーン印刷法を用いて、透光性導電膜5の上面上の所定領域に、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるペーストを塗布する。この後、約200℃の温度条件下で約80分間の熱処理を行うことによって、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるペーストを硬化させる。これにより、透光性導電膜5の上面上の所定領域に、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるとともに、複数のフィンガー電極部6aと、バスバー電極部6bとを有する表面側集電極6が形成される。この際、バスバー電極部6bが、所定の方向に延びるように形成する。また、複数のフィンガー電極部6aが、互いに所定の間隔を隔てて配置されるように、かつ、バスバー電極部6bの延びる方向と直交する方向に延びるように形成する。また、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bが、約10μm〜約30μmの厚みと、約100μm〜約500μmの幅とを有するように形成する。
Next, a paste made of an epoxy resin in which a fine powder of silver (Ag) is kneaded is applied to a predetermined region on the upper surface of the translucent
次に、上記した表面側集電極6の形成プロセスと同様の形成プロセスを用いて、透光性導電膜10の下面上の所定領域に、銀(Ag)の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるとともに、複数のフィンガー電極部11aと、バスバー電極部11bとを有する裏面側集電極11を形成する。この際、裏面側集電極11のフィンガー電極部11aおよびバスバー電極部11bが、上記した表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bと同様の形状を有するように形成する。
Next, an epoxy resin in which a fine powder of silver (Ag) is kneaded into a predetermined region on the lower surface of the translucent
次に、第1実施形態では、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を準備する。なお、コーティング溶液の溶媒としては、ジブチルエーテルを用いる。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和の割合を、約2質量%〜約10質量%に設定する。また、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、約95質量%以下に設定する。また、ZnOからなる微粒子の平均粒径を、約0.005μm以上約0.1μm以下に設定する。 Next, in the first embodiment, a coating solution containing polysilazane containing fine particles of ZnO as a main component is prepared. Dibutyl ether is used as a solvent for the coating solution. Moreover, the ratio of the sum total of the mass of the polysilazane and the fine particles made of ZnO with respect to the mass of the solvent is set to about 2 mass% to about 10 mass%. In addition, the ratio of the mass of the fine particles made of ZnO to the total mass of the fine particles of polysilazane and ZnO is set to about 95% by mass or less. Further, the average particle diameter of the fine particles made of ZnO is set to about 0.005 μm or more and about 0.1 μm or less.
なお、コーティング溶液としては、約0.05μm以下の粒径を有するパラジウム(Pd)が添加された溶液を用いる。このようにコーティング溶液中にパラジウム(Pd)を添加することによって、コーティング溶液の硬化温度を低下させることが可能となる。 As the coating solution, a solution to which palladium (Pd) having a particle size of about 0.05 μm or less is added is used. Thus, by adding palladium (Pd) to the coating solution, the curing temperature of the coating solution can be lowered.
次に、スプレー法を用いて、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うように、上記したZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する。この後、大気雰囲気中において、約200℃の温度条件下で約1時間の熱処理を行うことによって、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させる。これにより、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7が形成される。
Next, the above-described fine particles of ZnO are contained on the upper surface of the translucent
この際、第1実施形態では、シリコン酸化膜7が、約0.01μm以上約6μm以下の厚みを有するように形成する。このように、シリコン酸化膜7が約6μm以下になるように形成することによって、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が硬化する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が変形して表面側集電極6に加わる外力が大きくなるのを抑制することができるので、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化するのを抑制することができる。これにより、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との間の接触状態が変化することに起因して、表面側集電極6とその下地層である透光性導電膜5との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
At this time, in the first embodiment, the
なお、上記のようにシリコン酸化膜7を形成した場合、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、約81%以下となる。このようにして、図1に示した第1実施形態による光起電力装置1が形成される。
When the
また、第1実施形態による光起電力装置1を用いた光起電力モジュール21を作製する際には、まず、図1に示した光起電力装置1を複数準備する。そして、シリコン酸化膜7上の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域に、フラックス(図示せず)を塗布する。なお、フラックスの成分は、グルタミン酸塩酸塩:約5%〜約10%、尿素:約4%〜約10%、水:約80%以上である。また、フラックスのpHは、pH=約1.2である。
Moreover, when producing the
この際、第1実施形態では、図4に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子がフラックスにより選択的にエッチングされる。これにより、第1実施形態では、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、表面側集電極6のバスバー電極部6bの上面の一部を露出させることができる。これにより、後の半田付け工程において、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23を埋め込むことにより、その埋め込まれた半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを電気的に接続することができる。したがって、第1実施形態では、シリコン酸化膜7を形成する際に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続するために、表面側集電極6のバスバー電極部6bのタブ電極22が接続される領域上にシリコン酸化膜7が形成されないようにマスクを形成する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。
At this time, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, in the region corresponding to the bus
この後、図2および図3に示したように、複数の光起電力装置1の各々を、約150μmの厚みを有する銅箔からなるタブ電極22を介して、隣接する他の光起電力装置1と接続する。具体的には、約30μmの厚みを有する半田層23が表面および裏面にコーティングされたタブ電極22の一方端側を、所定の光起電力装置1の表面側集電極6のバスバー電極部6b上に、シリコン酸化膜7を介して配置する。また、タブ電極22の他方端側は、所定の光起電力装置1に隣接する別の光起電力装置1の裏面側集電極11のバスバー電極部11b(図1参照)上に配置する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, each of the plurality of
この後、第1実施形態では、図3に示したように、熱処理を行うことにより、タブ電極22の下面にコーティングされた半田層23を溶融することによって、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層23が埋め込まれる。これにより、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とが半田層23により接続される。したがって、第1実施形態では、シリコン酸化膜7上にタブ電極22を配置したとしても、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間において十分な密着強度を得ることができる。また、裏面側においても、上記した熱処理により、タブ電極22の上面にコーティングされた半田層(図示せず)が溶融されることによって、裏面側集電極11のバスバー電極部11b(図1参照)とタブ電極22とが接続される。
Thereafter, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the heat treatment is performed to melt the
最後に、図2に示したように、ガラス基板からなる表面保護材25の上に、後に充填材24となるEVAシート、タブ電極22により接続した複数の光起電力装置1、後に充填材24となるEVAシートおよびPVFからなる裏面保護材26を順次積層する。この後、加熱しながら真空ラミネート処理を行うことによって、第1実施形態による光起電力装置1を用いた光起電力モジュール21が形成される。
Finally, as shown in FIG. 2, a plurality of
次に、上記した第1実施形態の効果のうち、表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度に関する効果を確認するために行った実験について説明する。この確認実験では、以下の実施例1〜5および比較例1による光起電力装置1を作製した後、その作製した各光起電力装置1について、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度を測定した。
Next, among the effects of the first embodiment described above, an experiment conducted for confirming the effect relating to the adhesion strength between the bus bar electrode portion of the front-side collector electrode and the tab electrode will be described. In this confirmation experiment, after producing the
(実施例1〜5および比較例1共通)
[密着強度の測定に用いるサンプルの作製]
まず、上記した第1実施形態のプロセスを用いて、図1に示した光起電力装置1の表面側集電極6までを実際に形成した。なお、i型非晶質シリコン層3、p型非晶質シリコン層4、i型非晶質シリコン層8およびn型非晶質シリコン層9の各々の厚みは、10nmに設定した。また、透光性導電膜5および10の各々の厚みは、100nmに設定した。また、表面側集電極6および裏面側集電極11の各々の厚みは、30μmに設定した。
(Common to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1)
[Preparation of samples used to measure adhesion strength]
First, using the process of the first embodiment described above, the surface
この後、スプレー法を用いて、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bを覆うように、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布した。この際、実施例1〜5では、コーティング溶液として、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を用いた。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和の割合を、10質量%に設定した。また、ZnOからなる微粒子の平均粒径を、0.02μmに設定した。
Thereafter, a coating solution containing polysilazane as a main component is applied on the upper surface of the light-transmitting
そして、実施例1では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、25質量%に設定した。 In Example 1, the ratio of the mass of the fine particles composed of ZnO to the total mass of the fine particles composed of polysilazane and ZnO was set to 25% by mass.
また、実施例2では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、50質量%に設定した。 In Example 2, the ratio of the mass of the fine particles composed of ZnO to the total mass of the fine particles composed of polysilazane and ZnO was set to 50% by mass.
また、実施例3では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、75質量%に設定した。 In Example 3, the ratio of the mass of the fine particles made of ZnO to the total mass of the fine particles of polysilazane and ZnO was set to 75% by mass.
また、実施例4では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、85質量%に設定した。 In Example 4, the ratio of the mass of the fine particles composed of ZnO to the total mass of the fine particles composed of polysilazane and ZnO was set to 85% by mass.
また、実施例5では、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合を、95質量%に設定した。 In Example 5, the ratio of the mass of the fine particles made of ZnO to the total mass of the fine particles of polysilazane and ZnO was set to 95% by mass.
また、比較例1では、コーティング溶液として、実施例1〜5と異なり、ZnOからなる微粒子が含有されていないポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を用いた。 Moreover, in Comparative Example 1, unlike Examples 1-5, the coating solution which has as a main component the polysilazane which does not contain the microparticles | fine-particles which consist of ZnO was used as a coating solution.
この後、大気雰囲気中において、200℃の温度条件下で1時間の熱処理を行うことによって、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させた。これにより、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部6aおよびバスバー電極部6bの両方を覆うシリコン酸化膜7を形成した。また、シリコン酸化膜7は、0.1μmの厚みを有するように形成した。
Then, the coating solution which has a polysilazane as a main component was hardened by performing the heat processing for 1 hour in 200 degreeC temperature conditions in air | atmosphere. Thereby, the
なお、上記のようにシリコン酸化膜7を形成した場合、実施例1では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、7%であった。
When the
また、実施例2では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、18%であった。
In Example 2, the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
また、実施例3では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、40%であった。
In Example 3, the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
また、実施例4では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、56%であった。
In Example 4, the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
また、実施例5では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、81%であった。
In Example 5, the volume ratio of the fine particles of ZnO in the
このようにして、実施例1〜5および比較例1による光起電力装置1を作製した。
Thus, the
次に、上記のようにして作製した実施例1〜5および比較例1の各々の表面側集電極6にタブ電極22を接続した。
Next, the
具体的には、まず、図5〜図10に示すように、実施例1〜5および比較例1の各々の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域に位置するシリコン酸化膜7上に、フラックス(pH=1.2)(図示せず)を塗布した。
Specifically, first, as shown in FIGS. 5 to 10, the
この際、実施例1〜5では、それぞれ、図5〜図9に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子がフラックスにより選択的にエッチングされた。これにより、実施例1〜5では、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、表面側集電極6のバスバー電極部6bの上面の一部が露出された。
At this time, in Examples 1 to 5, as shown in FIGS. 5 to 9, in the region corresponding to the bus
ここで、図5〜図9に示すように、実施例1〜5において、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高い方が、表面側集電極6のバスバー電極部6bの露出部分が大きくなった。すなわち、実施例1(図5参照)のシリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域では、表面側集電極6のバスバー電極部6bの露出部分が最も小さくなった。また、実施例5(図9参照)のシリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域では、表面側集電極6のバスバー電極部6bの露出部分が最も大きくなった。なお、比較例1では、図10に示すように、シリコン酸化膜7の表面側集電極6のバスバー電極部6bに対応する領域において、表面側集電極6のバスバー電極部6bの表面が露出しなかった。
Here, as shown in FIGS. 5 to 9, in Examples 1 to 5, the higher the volume ratio of the fine particles made of ZnO in the
この後、図11〜図15に示すように、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分を介して、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを半田層23a〜23eにより接続した。このようにして、後述する密着強度の測定に用いる実施例1〜5の各々に対応するサンプルを5枚ずつ作製した。
Thereafter, as shown in FIGS. 11 to 15, the bus
また、比較例1では、図16に示すように、表面側集電極6のバスバー電極部6bが露出しなかったため、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを半田層23fにより接続することができなかった。
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 16, the bus
[密着強度の測定]
上記した実施例1〜5の各々に対応するサンプルを用いて、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度の測定を行った。この密着強度の測定では、図17に示すような測定装置31を用いて行った。具体的には、まず、サンプルを測定装置31に固定した。さらに、タブ電極22の一方の端部をサンプルの上面に対して垂直な方向に折り曲げるとともに、そのタブ電極22の折り曲げられた一方の端部を測定装置31のクリップ32により挟持した。この後、測定装置31のハンドル33を回すことにより、タブ電極22をサンプルの上面に対して垂直な方向に引張り上げた。そして、タブ電極22が表面側集電極6のバスバー電極部6bから剥離する際の引き剥がし強度を計測器34により測定した。このようにして、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度を測定した。また、密着強度の測定では、実施例1〜5に対応する各5枚のサンプルについて密着強度を測定した後、その測定した各5枚の密着強度の平均値を算出した。そして、シリコン酸化膜により覆われていない表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度を基準(「1」)として規格化を行った。この結果を以下の表1に示す。
[Measurement of adhesion strength]
The adhesion strength between the bus
この結果から、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有されていれば、フラックスによりZnOからなる微粒子を選択的にエッチングすることができるので、シリコン酸化膜7のZnOからなる微粒子がエッチングされた部分を介して、半田層23により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22とを接続することができることが確認できた。
From this result, if the
また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って規格化密着強度が大きくなったのは、シリコン酸化膜7においてフラックスによりエッチングされる部分(ZnOからなる微粒子が位置する部分)が大きくなることにより、半田層23と表面側集電極6のバスバー電極部6bとの接合面積が大きくなったためであると考えられる。これにより、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の量を多くすることによって、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極22との間の密着強度を大きくすることができると考えられる。
The normalized adhesion strength increased as the volume ratio of ZnO particles in the
図18および図19は、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜の厚みと規格化分光感度との関係を示したグラフである。次に、図18および図19を参照して、上記した第1実施形態の効果のうち、UV光(紫外線)の透過率に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 18 and 19 are graphs showing the relationship between the thickness of a silicon oxide film containing fine particles of ZnO and the normalized spectral sensitivity. Next, with reference to FIG. 18 and FIG. 19, an experiment conducted for confirming the effect on the transmittance of UV light (ultraviolet light) among the effects of the first embodiment described above will be described.
この確認実験では、上記した実施例1、2および5の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7の厚みを0.1μm以上2μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、UV光(360nmの波長の光)および420nmの波長の光に対する分光感度を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置のUV光および420nmの波長の光に対する分光感度を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、7%、18%および81%である。また、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。
In this confirmation experiment, a plurality of samples in which the thickness of the
まず、図18に示すように、実施例1、2および5のいずれの場合においても、UV光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、ZnOからなる微粒子が7%〜81%の体積割合で含有されたシリコン酸化膜7を用いることによって、シリコン酸化膜7におけるUV光の吸収が増大することが判明した。これは、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子によりUV光が吸収されたためであると考えられる。この結果から、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子を含有することによって、シリコン酸化膜7を透過するUV光の量を減少させることができることが確認できた。
First, as shown in FIG. 18, it was found that the normalized spectral sensitivity to UV light is reduced in any of Examples 1, 2, and 5. That is, it was found that the absorption of UV light in the
その一方、図19に示すように、実施例1、2および5のいずれの場合においても、420nmの波長の光に対しては、規格化分光感度がほとんど低下しないことが判明した。すなわち、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7を用いたとしても、420nmの波長の光がほとんど吸収されないことが判明した。
On the other hand, as shown in FIG. 19, in any of Examples 1, 2, and 5, it was found that the normalized spectral sensitivity hardly deteriorated with respect to light having a wavelength of 420 nm. That is, it was found that even when the
また、図18に示すように、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、UV光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、シリコン酸化膜7におけるUV光の吸収が増大することが判明した。具体的には、シリコン酸化膜7の厚みが同じ場合では、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が81%である実施例5の規格化分光感度が最も低くなるとともに、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1の規格化分光感度が最も高くなった。これは、実施例5では、実施例1に比べて、ZnOからなる微粒子によるUV光の吸収が増大したためであると考えられる。
Further, as shown in FIG. 18, it has been found that the normalized spectral sensitivity to UV light decreases as the volume ratio of the fine particles of ZnO in the
また、図18に示すように、実施例1、2および5のいずれの場合においても、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みが大きくなるに従って、UV光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みが大きくなるに従って、シリコン酸化膜7におけるUV光の吸収が増大することが判明した。これは、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みが大きくなることにより、シリコン酸化膜7に含有されるZnOからなる微粒子の量が多くなったためであると考えられる。ただし、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が81%である実施例5において、シリコン酸化膜7を1μmから2μmに変化させた場合には、規格化分光感度がほとんど変化しなかった。
As shown in FIG. 18, in any of Examples 1, 2, and 5, the normalized spectral sensitivity to UV light increases as the thickness of the
図20および図21は、シリコン酸化膜に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径と規格化分光感度との関係を示したグラフである。次に、図20および図21を参照して、上記した第1実施形態の効果のうち、UV光以外の光の透過率に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 20 and 21 are graphs showing the relationship between the average particle diameter of the fine particles made of ZnO contained in the silicon oxide film and the normalized spectral sensitivity. Next, with reference to FIG. 20 and FIG. 21, an experiment conducted for confirming an effect related to the transmittance of light other than UV light among the effects of the first embodiment described above will be described.
この確認実験では、上記した実施例2の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径を0.005μm以上0.5μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、UV光(360nmの波長の光)および420nmの波長の光に対する分光感度を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置のUV光および420nmの波長の光に対する分光感度を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例2のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、18%である。また、実施例2のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7の厚みは、0.5μmである。
In this confirmation experiment, in the configuration of the
まず、図20に示すように、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径が0.005μm以上0.5μm以下の範囲内であれば、UV光に対する規格化分光感度が0.2以下になり、ZnOからなる微粒子によるUV光の吸収が良好に行われることが判明した。
First, as shown in FIG. 20, when the average particle diameter of the fine particles made of ZnO contained in the
また、図21に示すように、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径が0.005μm以上0.1μm以下の範囲内であれば、420nmの波長の光に対する規格化分光感度が0.98以上になり、ZnOからなる微粒子による420nmの波長の光の吸収が抑制されることが判明した。その一方、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径が0.1μmよりも大きくなれば、420nmの波長の光に対する規格化分光感度が0.98よりも低くなることが判明した。これは、ZnOからなる微粒子の平均粒径が0.1μmよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜7に入射した420nmの波長の光がZnOからなる微粒子により散乱反射し、外部に放出されたためであると考えられる。
Further, as shown in FIG. 21, when the average particle diameter of the fine particles made of ZnO contained in the
この結果から、シリコン酸化膜7を透過するUV光を減少させ、かつ、シリコン酸化膜7を透過する420nmの波長の光を増大させるためには、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径を0.1μm以下に設定するのが好ましいと言える。なお、現在、平均粒径が0.005μmよりも小さいZnOからなる微粒子は存在しない。したがって、シリコン酸化膜7に含有するZnOからなる微粒子の平均粒径としては、0.005μm以上0.1μm以下に設定すればよい。
From this result, in order to reduce the UV light transmitted through the
図22は、シリコン酸化膜の厚みと規格化曲線因子(F.F.)との関係を示したグラフである。次に、図22を参照して、上記した第1実施形態の効果のうち、表面側集電極と透光性導電膜との接触抵抗に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 FIG. 22 is a graph showing the relationship between the thickness of the silicon oxide film and the normalized curve factor (FF). Next, with reference to FIG. 22, an experiment conducted to confirm the effect relating to the contact resistance between the surface-side collector electrode and the translucent conductive film among the effects of the first embodiment described above will be described.
この確認実験では、上記した実施例1、2、5および比較例1の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7の厚みを0.01μm以上7μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、電流−電圧特性の曲線因子(F.F.)を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置の曲線因子(F.F.)を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、7%、18%および81%である。また、実施例1、2および5の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。また、比較例1のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7には、ZnOからなる微粒子が含有されていない。
In this confirmation experiment, in the configurations of the
図22に示すように、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有されていない比較例1と、シリコン酸化膜7にZnOからなる微粒子が含有された実施例1、2および5とを比較すると、シリコン酸化膜7の厚みが同じであれば、実施例1、2および5の規格化曲線因子(F.F.)は、比較例1の規格化曲線因子(F.F.)よりも高くなることが判明した。これは、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜7を形成する際に、コーティング溶液が硬化する際に変形しないZnOからなる微粒子が含有された実施例1、2および5のシリコン酸化膜7の方が、ZnOからなる微粒子が含有されていない比較例1のシリコン酸化膜7よりも変形量が小さくなったためであると考えられる。すなわち、実施例1、2および5では、シリコン酸化膜7を形成する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)が変形して表面側集電極6に外力が加わることに起因して、表面側集電極6と透光性導電膜5との間の接触状態が変化するのが抑制されたと考えられる。
As shown in FIG. 22, when Comparative Example 1 in which the
また、図22に示すように、実施例1、2および5において、シリコン酸化膜7の厚みが同じであれば、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が低い方が、規格化曲線因子(F.F.)が低くなることが判明した。すなわち、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1の規格化曲線因子(F.F.)が、最も低くなった。これは、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が低い分、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜7を形成する際に、コーティング溶液(シリコン酸化膜7)の変形量が大きくなったためであると考えられる。また、実施例1において、シリコン酸化膜7の厚みが6μmよりも大きくなれば、規格化曲線因子(F.F.)が0.98よりも低くなることが判明した。
As shown in FIG. 22, in Examples 1, 2, and 5, if the thickness of the
この結果から、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7の厚みの上限としては、6μm以下が好ましいと考えられる。
From this result, it is considered that the upper limit of the thickness of the
図23は、シリコン酸化膜の厚みと規格化出力との関係を示したグラフである。次に、図23を参照して、シリコン酸化膜の上面上にナトリウムを含む水溶液を塗布して光起電力装置1の出力を測定した実験結果について説明する。
FIG. 23 is a graph showing the relationship between the thickness of the silicon oxide film and the normalized output. Next, with reference to FIG. 23, an experimental result in which an aqueous solution containing sodium is applied on the upper surface of the silicon oxide film and the output of the
この実験では、まず、上記した実施例1および2の光起電力装置1の構成において、シリコン酸化膜7の厚みを0.005μm以上0.16μm以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製するとともに、0.05%のNaHCO3が混合された水溶液(0.5g)をシリコン酸化膜7の表面に塗布した。その後、上記した水溶液が塗布された状態の実施例1および2の各々のサンプルについて、耐湿試験(湿度:85%、温度:85℃、試験時間;5時間)の前と後との出力を測定した。そして、各サンプルの耐湿試験前の出力を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例1および2の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、7%および18%である。また、実施例1および2の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。
In this experiment, first, a plurality of samples in which the thickness of the
図23に示すように、実施例1および2のいずれの場合においても、シリコン酸化膜7の厚みが0.01μm以上であれば、規格化出力の低下率が0.01(1%)以下になることが判明した。これは、シリコン酸化膜7の厚みを0.01μm以上に設定することによって、シリコン酸化膜7の下側に配置された半導体各層に、ナトリウム成分を含む水分が侵入するのが抑制されたためであると考えられる。また、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が7%である実施例1と、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合が18%である実施例2とを比較すると、シリコン酸化膜7の厚みが同じであれば、規格化出力の低下率は、ほとんど変化しないことが判明した。
As shown in FIG. 23, in both cases of Examples 1 and 2, if the thickness of the
この結果から、ナトリウム成分を含む水分がシリコン酸化膜7の下側に配置された半導体各層に侵入するのを抑制するためには、シリコン酸化膜7の厚みを0.01μm以上に設定するのが好ましいと考えられる。また、この場合、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合を変化させたとしても、光起電力装置1の出力特性には影響しないと考えられる。
From this result, in order to prevent moisture containing sodium components from entering the semiconductor layers disposed below the
次に、光入射側にZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜が形成された光起電力装置(実施例2)と、光入射側にシリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置(比較例2)との耐湿信頼性の違いを調べるために行った実験について説明する。 Next, a photovoltaic device in which a silicon oxide film containing fine particles of ZnO is formed on the light incident side (Example 2), and a photovoltaic device in which no silicon oxide film is formed on the light incident side ( An experiment conducted to examine the difference in moisture resistance reliability from Comparative Example 2) will be described.
この実験では、まず、上記した実施例2の光起電力装置1をタブ電極22により3つ直列に接続するとともに、その直列に接続された3つの光起電力装置1を3列横に配置することによって、光起電力モジュールを作製した。また、比較例2として、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置(図示せず)をタブ電極により3つ直列に接続するとともに、その直列に接続された3つの光起電力装置を3列横に配置することによって、光起電力モジュールを作製した。その後、上記実施例2および比較例2の各々の光起電力モジュールについて、耐湿試験(湿度:85%、温度:85℃、試験時間:3000時間)の前と後との出力(3列の平均出力)を行った。そして、各光起電力モジュールの耐湿試験前の出力を基準(「1」)として規格化を行った。なお、実施例2の光起電力装置1において、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、18%である。また、実施例2の光起電力装置1において、シリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、0.02μmである。この結果を、以下の表2に示す。
In this experiment, first, three
この結果から、光起電力装置1の光入射側にZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜7を形成することによって、光起電力装置1の耐湿性を改善することができることが確認できた。
From this result, it was confirmed that the moisture resistance of the
(第2実施形態)
図24は、本発明の第2実施形態による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。図24を参照して、この第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、表面側集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部に加えて、タブ電極もシリコン酸化膜により覆われている光起電力装置およびそれを用いた光起電力モジュールについて説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 24 is an enlarged view showing a state in which the tab electrode is connected to the bus bar electrode portion of the front-side collector electrode of the photovoltaic device according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 24, in the second embodiment, unlike the first embodiment, in addition to the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the surface side collecting electrode, the tab electrode is also covered with the silicon oxide film. A photovoltaic device and a photovoltaic module using the same will be described.
すなわち、この第2実施形態による光起電力装置41を用いた光起電力モジュール51は、図24に示すように、後述するシリコン酸化膜47を介さずに、表面側集電極6のバスバー電極部6b上に、タブ電極52の端部側が配置されている。そして、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とが、半田層53により接続されている。
That is, in the
また、第2実施形態では、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部(図示せず)およびバスバー電極部6bと、タブ電極52とを覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜47が形成されている。このシリコン酸化膜7に含有されたZnOからなる微粒子の平均粒径は、約0.005μm以上約0.1μm以下であり、シリコン酸化膜7におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、約81%以下である。また、シリコン酸化膜7の厚みは、約0.01μm以上約6μm以下である。
In the second embodiment, ZnO is formed so as to cover the finger electrode portion (not shown) and the bus
なお、第2実施形態の光起電力装置41およびそれを用いた光起電力モジュール51のその他の構成は、図1および図2に示した第1実施形態の光起電力装置1およびそれを用いた光起電力モジュール21の構成と同様である。
The other configurations of the
第2実施形態では、上記のように、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とを覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜47を形成することによって、シリコン酸化膜47を形成する前に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とを接続することができる。これにより、シリコン酸化膜47を形成する際に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とを接続するために、表面側集電極6のバスバー電極部6bのタブ電極52が接続される領域上にシリコン酸化膜47が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置41をタブ電極52により接続してユニット化する場合において、光起電力装置41の製造工程を簡略化することができる。
In the second embodiment, as described above, fine particles made of ZnO are contained on the upper surface of the translucent
また、第2実施形態では、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のバスバー電極部6bと、タブ電極52とを覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜47を形成することによって、シリコン酸化膜47を介さずに、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とが接続されるので、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52との接触抵抗を上記第1実施形態よりも低くすることができる。また、シリコン酸化膜47を介さずに、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とが接続され、かつ、シリコン酸化膜47により表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とが覆われているので、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52との間の密着強度を上記第1実施形態よりも大きくすることができる。
Further, in the second embodiment, silicon oxide containing fine particles of ZnO on the upper surface of the translucent
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
次に、図24を参照して、第2実施形態による光起電力装置41およびそれを用いた光起電力モジュール51の製造プロセスについて説明する。
Next, a manufacturing process of the
図24に示した光起電力装置41を作製する際には、上記した第1実施形態と同様のプロセスを用いて、表面側集電極6までを形成する。
When the
この後、第2実施形態では、複数の光起電力装置41の各々を、約150μmの厚みを有する銅箔からなるタブ電極52を介して、隣接する他の光起電力装置41と接続する。具体的には、半田層53が表面および裏面にコーティングされたタブ電極52の一方端側を、所定の光起電力装置41の表面側集電極6のバスバー電極部6b上に配置する。また、タブ電極52の他方端側は、所定の光起電力装置41に隣接する別の光起電力装置41の裏面側集電極のバスバー電極部(図示せず)上に配置する。この後、熱処理を行うことにより、タブ電極52の下面にコーティングされた半田層53を溶融することによって、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とを、半田層53により接続する。また、裏面側においても、上記した熱処理により、タブ電極52の上面にコーティングされた半田層(図示せず)が溶融されることによって、裏面側集電極のバスバー電極部(図示せず)とタブ電極52とが半田層(図示せず)により接続される。
Thereafter, in the second embodiment, each of the plurality of
次に、第2実施形態では、スピンコート法を用いて、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部(図示せず)およびバスバー電極部6bと、タブ電極52とを覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する。なお、第2実施形態のコーティング溶液の成分は、上記第1実施形態のコーティング溶液の成分と同様である。すなわち、第2実施形態のコーティング溶液の溶媒としては、ジブチルエーテルが用いられている。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和の割合は、約2質量%〜約10質量%に設定されている。また、ポリシラザンとZnOからなる微粒子との質量の総和に対するZnOからなる微粒子の質量の割合は、約95質量%以下に設定されている。また、ZnOからなる微粒子の平均粒径は、約0.005μm以上約0.1μm以下に設定されている。また、コーティング溶液には、約0.05μm以下の粒径を有するパラジウム(Pd)が添加されている。
Next, in the second embodiment, the finger electrode portion (not shown) and the bus
この後、上記第1実施形態と同様のプロセスを用いて、ZnOからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させる。これにより、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のフィンガー電極部(図示せず)およびバスバー電極部6bと、タブ電極52とを覆うように、ZnOからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜47が形成される。この際、第2実施形態では、シリコン酸化膜47が、約0.01μm以上約6μm以下の厚みを有するように形成する。また、上記のようにシリコン酸化膜47を形成した場合、シリコン酸化膜47におけるZnOからなる微粒子の体積の割合は、約81%以下となる。このようにして、第2実施形態による光起電力装置41が形成される。
Thereafter, using the same process as in the first embodiment, the coating solution containing polysilazane containing fine particles of ZnO as a main component is cured. Thereby, fine particles made of ZnO are contained on the upper surface of the translucent
なお、光起電力装置41を用いた光起電力モジュール51の作製プロセスは、上記第1実施形態の光起電力装置1を用いた光起電力モジュール21の作製プロセスと同様である。
In addition, the manufacturing process of the
次に、上記した第2実施形態の効果のうち、表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度に関する効果を確認するために行った実験について説明する。 Next, among the effects of the second embodiment described above, an experiment performed to confirm the effect related to the adhesion strength between the bus bar electrode portion of the front-side collector electrode and the tab electrode will be described.
この確認実験では、まず、上記第2実施形態の構成において、シリコン酸化膜47の厚みを2段階(1μmおよび6μm)に変化させて2種類のサンプルを5枚ずつ作製した。そして、図17に示した測定装置31を用いて、シリコン酸化膜47の厚みが異なる2種類のサンプルについて、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52との間の密着強度を測定した。また、密着強度の測定では、シリコン酸化膜47の厚みが異なる2種類のサンプルについて各5枚ずつ密着強度を測定した後、その測定した各5枚の密着強度の平均値を算出した。そして、シリコン酸化膜により覆われていない表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度を基準(「1」)として規格化を行った。この結果を以下の表3に示す。
In this confirmation experiment, first, in the configuration of the second embodiment, the thickness of the
この結果から、透光性導電膜5の上面上に、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52とを覆うようにシリコン酸化膜47を形成することによって、表面側集電極6のバスバー電極部6bとタブ電極52との間の密着強度を大きくすることができることが確認できた。
From this result, a
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent are included.
たとえば、上記第1および第2実施形態では、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料として、ZnOを用いたが、本発明はこれに限らず、ZnO以外の材料を用いてもよい。ZnO以外のフラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料としては、たとえば、ITOなどがある。 For example, in the first and second embodiments, ZnO is used as a material whose etching rate by flux is higher than that of silicon oxide. However, the present invention is not limited to this, and a material other than ZnO may be used. Examples of the material whose etching rate by flux other than ZnO is higher than that of silicon oxide include ITO.
また、上記第1および第2実施形態では、光起電力装置を構成する半導体各層の表面が平坦な場合について説明したが、本発明はこれに限らず、光起電力装置を構成する半導体各層の少なくとも1つの表面が凹凸形状を有している場合においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 Moreover, although the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the case where the surface of each semiconductor layer which comprises a photovoltaic device was flat, this invention is not limited to this, Each semiconductor layer which comprises a photovoltaic device is demonstrated. Even when at least one surface has a concavo-convex shape, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
また、上記第1および第2実施形態では、光起電力モジュールの裏面側に、耐湿性を向上させるためのアルミニウムシートなどを設けなかったが、本発明はこれに限らず、光起電力モジュールの裏面側における耐湿性を向上させるために、光起電力モジュールの裏面側にアルミニウムシートなどを設けてもよい。 Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the aluminum sheet etc. for improving moisture resistance were not provided in the back surface side of the photovoltaic module, this invention is not limited to this, The photovoltaic module of In order to improve the moisture resistance on the back side, an aluminum sheet or the like may be provided on the back side of the photovoltaic module.
また、上記第1および第2実施形態では、n型単結晶シリコン基板上にi型非晶質シリコン層およびp型非晶質シリコン層が形成される構造の光起電力装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、他の構造を有する光起電力装置に広く適用可能である。 In the first and second embodiments described above, the photovoltaic device having the structure in which the i-type amorphous silicon layer and the p-type amorphous silicon layer are formed on the n-type single crystal silicon substrate has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to photovoltaic devices having other structures.
また、上記第1および第2実施形態では、半導体材料として、シリコン(Si)を用いたが、本発明はこれに限らず、SiGe、SiGeC、SiC、SiN、SiGeN、SiSn、SiSnN、SiSnO、SiO、Ge、GeC、GeNのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または、水素およびフッ素の少なくともいずれか一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。 In the first and second embodiments, silicon (Si) is used as a semiconductor material. However, the present invention is not limited to this, and SiGe, SiGeC, SiC, SiN, SiGeN, SiSn, SiSnN, SiSnO, SiO , Ge, GeC, or GeN may be used. In this case, these semiconductors may be crystalline or amorphous or microcrystalline containing at least one of hydrogen and fluorine.
また、上記第1および第2実施形態では、透光性導電膜を構成する材料として、Snをドープした酸化インジウム(ITO)を用いたが、本発明はこれに限らず、ITO膜以外の材料からなる透光性導電膜を用いてもよい。たとえば、Zn、As、Ca、Cu、F、Ge、Mg、S、SiおよびTeの少なくとも1つを化合物粉末として適量、酸化インジウム粉末(In2O3)に混ぜて焼結することにより作製したターゲットを用いて形成した透光性導電膜を用いてもよい。 In the first and second embodiments, Sn-doped indium oxide (ITO) is used as the material constituting the translucent conductive film. However, the present invention is not limited to this, and materials other than the ITO film are used. A translucent conductive film made of may be used. For example, it was prepared by mixing an appropriate amount of at least one of Zn, As, Ca, Cu, F, Ge, Mg, S, Si and Te as a compound powder with indium oxide powder (In 2 O 3 ) and sintering. A light-transmitting conductive film formed using a target may be used.
また、上記第1および第2実施形態では、RFプラズマCVD法を用いて非晶質シリコン層を形成したが、本発明はこれに限らず、蒸着法、スパッタリング法、マイクロ波プラズマCVD法、ECR法、熱CVD法、LPCVD(減圧CVD)法など他の方法を用いて、非晶質シリコン層を形成してもよい。 In the first and second embodiments, the amorphous silicon layer is formed by using the RF plasma CVD method. However, the present invention is not limited to this, and a vapor deposition method, a sputtering method, a microwave plasma CVD method, an ECR, The amorphous silicon layer may be formed by other methods such as a method, a thermal CVD method, and an LPCVD (low pressure CVD) method.
また、上記第1および第2実施形態では、透明導電膜を構成するITO膜のスパッタリング時に、Arガスを用いたが、本発明はこれに限らず、He、Ne、Kr、Xeの他の不活性ガスまたはこれらの混合気体を用いることも可能である。 In the first and second embodiments, Ar gas is used when sputtering the ITO film constituting the transparent conductive film. However, the present invention is not limited to this, and other impurities such as He, Ne, Kr, and Xe are used. It is also possible to use an active gas or a mixed gas thereof.
また、上記第1および第2実施形態では、スパッタリング時の放電動作を、DC電力を用いて行ったが、本発明はこれに限らず、パルス変調DC放電や、RF放電、VHF放電、マイクロ波放電などを用いてもよい。 In the first and second embodiments, the discharge operation during sputtering is performed using DC power. However, the present invention is not limited to this, and pulse-modulated DC discharge, RF discharge, VHF discharge, microwaves are not limited thereto. A discharge or the like may be used.
また、上記第1および第2実施形態では、光起電力装置の表面側にのみシリコン酸化膜を設けたが、本発明はこれに限らず、光起電力装置の表面および裏面の両側にシリコン酸化膜を設けてもよい。なお、上記第1および第2実施形態のように、表面側にガラス基板からなる表面保護材を設けた場合には、表面保護材を構成するガラス基板から溶出したナトリウムが光起電力装置の表面側に達しやすくなるので、少なくとも光起電力装置の表面側にシリコン酸化膜を設ける必要がある。したがって、上記第1および第2実施形態では、光起電力装置の裏面側にシリコン酸化膜を設けなかったとしても、ナトリウムが光起電力装置を構成する半導体各層に侵入することはほとんどない。 In the first and second embodiments, the silicon oxide film is provided only on the surface side of the photovoltaic device. However, the present invention is not limited to this, and silicon oxide is formed on both sides of the surface and the back surface of the photovoltaic device. A film may be provided. In addition, when the surface protection material which consists of a glass substrate is provided in the surface side like the said 1st and 2nd embodiment, the sodium eluted from the glass substrate which comprises a surface protection material is the surface of a photovoltaic apparatus. Therefore, it is necessary to provide a silicon oxide film on at least the surface side of the photovoltaic device. Therefore, in the first and second embodiments, even if the silicon oxide film is not provided on the back surface side of the photovoltaic device, sodium hardly penetrates into each semiconductor layer constituting the photovoltaic device.
2 n型単結晶シリコン基板(光電変換層、半導体層)
3 i型非晶質シリコン層(半導体層)
4 p型非晶質シリコン層(半導体層)
6 表面側集電極(集電極)
6a フィンガー電極部
6b バスバー電極部
7、47 シリコン酸化膜
8 i型非晶質シリコン層(半導体層)
9 n型非晶質シリコン層(半導体層)
22、52 タブ電極
23 半田層(融着層)
24 充填材
25 表面保護材
26 裏面保護材
2 n-type single crystal silicon substrate (photoelectric conversion layer, semiconductor layer)
3 i-type amorphous silicon layer (semiconductor layer)
4 p-type amorphous silicon layer (semiconductor layer)
6 Surface side collector (collector)
6a
9 n-type amorphous silicon layer (semiconductor layer)
22, 52
24
Claims (14)
前記半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを備えた、光起電力装置。 A plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer;
A photovoltaic device comprising: a silicon oxide film containing fine particles made of a material that is formed on at least a light incident surface of the semiconductor layer and has a higher etching rate by flux than that of silicon oxide.
前記シリコン酸化膜は、前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光起電力装置。 A collector electrode formed in a predetermined region on the light incident surface, and further comprising a finger electrode part for collecting current and a bus bar electrode part for collecting the current collected in the finger electrode part;
5. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode. Power equipment.
前記シリコン酸化膜の第1部分では、前記フラックスにより前記微粒子がエッチングされることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、
前記集電極のバスバー電極部と前記タブ電極とは、前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている、請求項5に記載の光起電力装置。 A tab electrode disposed on the first portion of the silicon oxide film located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode;
In the first portion of the silicon oxide film, a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed by etching the fine particles by the flux,
The photovoltaic device according to claim 5, wherein the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected by a fusion layer through a portion of the silicon oxide film where the fine particles are etched.
前記集電極のバスバー電極部上に配置されたタブ電極とをさらに備え、
前記シリコン酸化膜は、前記光入射面上に、前記集電極のバスバー電極部および前記タブ電極を覆うように形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光起電力装置。 A collector electrode formed in a predetermined region on the light incident surface and having a finger electrode portion for collecting current and a bus bar electrode portion for collecting the current collected in the finger electrode portion;
A tab electrode disposed on the bus bar electrode portion of the collector electrode;
5. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode. 6. .
前記複数の光起電力装置を接続するタブ電極と、
前記光起電力装置の光入射面側に充填材を介して設けられ、ガラス基板からなる表面保護材と、
前記光起電力装置の前記光入射面とは反対側に前記充填材を介して設けられ、樹脂フィルムからなる裏面保護材とを備えた、光起電力モジュール。 A plurality of light including a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer and a silicon oxide film containing fine particles made of a material having an etching rate by flux larger than that of silicon oxide formed on at least a light incident surface of the semiconductor layer. An electromotive force device;
A tab electrode connecting the plurality of photovoltaic devices;
A surface protective material provided on the light incident surface side of the photovoltaic device via a filler and made of a glass substrate;
A photovoltaic module comprising: a back surface protective material made of a resin film, provided on the opposite side of the photovoltaic device from the light incident surface through the filler.
前記シリコン酸化膜は、前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている、請求項9または10に記載の光起電力モジュール。 The photovoltaic device is formed in a predetermined region on the light incident surface, and includes a finger electrode part for collecting current and a bus bar electrode part for collecting the current collected in the finger electrode part. And further including a collector electrode having
The photovoltaic module according to claim 9 or 10, wherein the silicon oxide film is formed on the light incident surface so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode.
前記シリコン酸化膜の第1部分では、前記フラックスにより前記微粒子がエッチングされることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、
前記集電極のバスバー電極部と前記タブ電極とは、前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている、請求項11に記載の光起電力モジュール。 The tab electrode is disposed on a first portion of the silicon oxide film located on the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode,
In the first portion of the silicon oxide film, a part of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed by etching the fine particles by the flux,
The photovoltaic module according to claim 11, wherein the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode are connected by a fusion layer through a portion of the silicon oxide film where the fine particles are etched.
前記半導体層の少なくとも光入射面上に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する工程と、
前記コーティング溶液を熱処理により硬化させることによって、前記光入射面上に、前記微粒子を含有するシリコン酸化膜を形成する工程とを備えた、光起電力装置の製造方法。 Forming a plurality of semiconductor layers including a photoelectric conversion layer;
Applying a coating solution mainly composed of polysilazane containing fine particles made of a material whose etching rate by flux is larger than that of silicon oxide on at least a light incident surface of the semiconductor layer;
And a step of forming a silicon oxide film containing the fine particles on the light incident surface by curing the coating solution by heat treatment.
前記コーティング溶液を塗布する工程は、前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように塗布する工程を含み、
前記シリコン酸化膜を形成する工程の後に、
前記シリコン酸化膜の前記集電極のバスバー電極部に対応する第1部分上に、前記フラックスを塗布することにより前記微粒子をエッチングすることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部を露出させる工程と、
前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して、前記集電極のバスバー電極部とタブ電極とを融着層により接続する工程とをさらに備える、請求項13に記載の光起電力装置の製造方法。 Prior to the step of applying the coating solution, a finger electrode part for collecting current and a bus bar electrode part for collecting the current collected in the finger electrode part in a predetermined region on the light incident surface And further comprising forming a collector electrode having
The step of applying the coating solution includes a step of applying on the light incident surface so as to cover both the finger electrode portion and the bus bar electrode portion of the collector electrode,
After the step of forming the silicon oxide film,
A portion of the upper surface of the bus bar electrode portion of the collector electrode is exposed by etching the fine particles by applying the flux on the first portion of the silicon oxide film corresponding to the bus bar electrode portion of the collector electrode. A process of
The photovoltaic device according to claim 13, further comprising a step of connecting the bus bar electrode portion of the collector electrode and the tab electrode with a fusion layer through a portion of the silicon oxide film where the fine particles are etched. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005032689A JP4493514B2 (en) | 2005-02-09 | 2005-02-09 | Photovoltaic module and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005032689A JP4493514B2 (en) | 2005-02-09 | 2005-02-09 | Photovoltaic module and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006222192A true JP2006222192A (en) | 2006-08-24 |
JP4493514B2 JP4493514B2 (en) | 2010-06-30 |
Family
ID=36984306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005032689A Expired - Fee Related JP4493514B2 (en) | 2005-02-09 | 2005-02-09 | Photovoltaic module and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4493514B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008205137A (en) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell and solar cell module |
JP2010118705A (en) * | 2010-02-26 | 2010-05-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar battery module |
JP2012521080A (en) * | 2009-03-19 | 2012-09-10 | アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ | Solar cell with an encapsulation layer based on polysilazane |
KR101569518B1 (en) | 2014-11-07 | 2015-11-17 | 희성전자 주식회사 | Structure of solar cell and manufacturing method thereof |
JP2016512394A (en) * | 2013-03-13 | 2016-04-25 | ジーティーエイティー・コーポレーション | Self-supporting metal articles for semiconductors |
JPWO2014050769A1 (en) * | 2012-09-25 | 2016-08-22 | 株式会社カネカ | Solar cell module having antiglare film and method for producing the same, antiglare film for solar cell and method for producing the same, and coating solution for forming antiglare film |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN218447931U (en) * | 2022-10-19 | 2023-02-03 | 天合光能股份有限公司 | Solar cell, solar cell module and solar cell preparation equipment |
-
2005
- 2005-02-09 JP JP2005032689A patent/JP4493514B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008205137A (en) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell and solar cell module |
JP2012521080A (en) * | 2009-03-19 | 2012-09-10 | アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ | Solar cell with an encapsulation layer based on polysilazane |
JP2010118705A (en) * | 2010-02-26 | 2010-05-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar battery module |
JPWO2014050769A1 (en) * | 2012-09-25 | 2016-08-22 | 株式会社カネカ | Solar cell module having antiglare film and method for producing the same, antiglare film for solar cell and method for producing the same, and coating solution for forming antiglare film |
US9929286B2 (en) | 2012-09-25 | 2018-03-27 | Kaneka Corporation | Solar cell module with anti-glare film and method for manufacturing same, anti-glare film for solar cell modules and method for manufacturing same, and coating solution for forming anti-glare film |
JP2016512394A (en) * | 2013-03-13 | 2016-04-25 | ジーティーエイティー・コーポレーション | Self-supporting metal articles for semiconductors |
KR101569518B1 (en) | 2014-11-07 | 2015-11-17 | 희성전자 주식회사 | Structure of solar cell and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4493514B2 (en) | 2010-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4162447B2 (en) | Photovoltaic element and photovoltaic device | |
JP5425349B1 (en) | SOLAR CELL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SOLAR CELL MODULE | |
JP6189971B2 (en) | Solar cell and solar cell module | |
US7772486B2 (en) | Photovoltaic device | |
JP2004288898A (en) | Manufacturing method of solar cell module | |
WO2012043811A1 (en) | Conductive paste for use in photovoltaic cell and method of producing photovoltaic cell element using the same | |
JP6648986B2 (en) | Solar cell element and solar cell module | |
EP3474333B1 (en) | Solar cell and production method therefor, and solar cell module | |
EP3151286A1 (en) | Solar cell element, method for manufacturing same and solar cell module | |
US20110318869A1 (en) | Photovoltaic Element, Photovoltaic Module Comprising Photovoltaic Element, And Method of Fabricating Photovoltaic Element | |
JP4229858B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2004281586A (en) | Photovoltaic power apparatus and element having transparent conductive film | |
JP4222992B2 (en) | Photovoltaic device | |
US7923627B2 (en) | Photovoltaic element, photovoltaic module comprising photovoltaic element, and method of fabricating photovoltaic element | |
JP4493514B2 (en) | Photovoltaic module and manufacturing method thereof | |
JP2013030665A (en) | Photoelectric conversion device module, manufacturing method of the same, and photoelectric conversion device | |
JP2010123737A (en) | Photoelectric conversion device | |
JP4390607B2 (en) | Photovoltaic device | |
US20050205126A1 (en) | Photovoltaic conversion device, its manufacturing method and solar energy system | |
WO2014050193A1 (en) | Photoelectric conversion module | |
JP2011146678A (en) | Method of manufacturing solar cell device | |
JP4219264B2 (en) | Photovoltaic device | |
WO2014054605A1 (en) | Photoelectric conversion device, method for manufacturing photoelectric conversion device, and photoelectric conversion module | |
JP2015106585A (en) | Method for manufacturing solar cell element and solar cell module | |
JP4911878B2 (en) | Semiconductor / electrode contact structure and semiconductor element, solar cell element, and solar cell module using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060822 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100309 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100406 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |