JP2007294830A - Manufacturing method of solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽電池モジュールの製造方法に係り、特に複数の太陽電池セルを接続タブ又は接続リード等と呼ばれる接続部材により電気的に接続してなる太陽電池モジュールを製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module, and more particularly to a method for manufacturing a solar cell module in which a plurality of solar cells are electrically connected by connection members called connection tabs or connection leads.
近年、地球温暖化などの地球環境保全問題から、クリーンエネルギーへの期待が高まっており、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池は、クリーンなエネルギー源として注目されている。これら太陽電池を用いた電力用の太陽電池装置は、複数の太陽電池セルを有し、これら隣接する太陽電池セルに銅箔からなる接続タブを半田付けして相互に直列又は並列に電気的に接続して所望の出力を得るように構成されている。 In recent years, expectations for clean energy have increased due to global environmental conservation problems such as global warming, and solar cells that directly convert sunlight into electrical energy have attracted attention as clean energy sources. The solar cell device for electric power using these solar cells has a plurality of solar cells and solders connection tabs made of copper foil to these adjacent solar cells to electrically connect them in series or in parallel with each other. It is configured to connect and obtain a desired output.
この接続タブは、複数の太陽電池セルを直列又は並列に接続するリード線として用いられると共に、出力端子としても使用される(特許文献1参照)。 The connection tab is used as a lead wire for connecting a plurality of solar cells in series or in parallel, and is also used as an output terminal (see Patent Document 1).
上記した接続タブを太陽電池セルに接続する一般的なインターコネクト工程につき説明する。まず、表面にタブ接続のためのバスバー電極が設けられた複数の太陽電池セルを用意する(第1工程)。そして、複数の太陽電池セルにフラックス塗布した後(第2工程)、太陽電池セルの上面及びそれに隣接するセルの下面間に渡って表面に半田を介して接続タブを配設する(第3工程)。次に、配設した接続タブが浮き上がらないように接続タブを上からセルに押圧しながら加熱し、半田付けを行う(第4工程)。 A general interconnect process for connecting the connection tab described above to the solar battery cell will be described. First, a plurality of solar cells provided with bus bar electrodes for tab connection on the surface are prepared (first step). Then, after flux coating is applied to a plurality of solar cells (second step), a connection tab is disposed on the surface across the upper surface of the solar cell and the lower surface of the cell adjacent thereto (third step). ). Next, heating is performed while pressing the connection tab against the cell from above so that the arranged connection tab does not float (fourth step).
現在主流となっているインターコネクト工程は、接続タブを接続する際の加熱方法によってランプ方式と温風方式とに大別される。 The interconnect process that is currently mainstream is roughly divided into a lamp method and a hot air method according to the heating method when connecting the connection tabs.
ランプ方式はハロゲンランプ等のランプ光源を集光させ、接続タブ上に照射することで半田を溶着させる方式である。1500W〜2500W程度の出力で数秒程度照射することで、鉛フリー半田を使用したインターコネクタの溶着が出来る。この方式は、比較的短時間で温度を上昇できるが、細かい熱の制御が難しく、セルの割れやセルの反りが大きくなる傾向がある。一方、温風方式は、接続タブ近傍に温風を当てる方式で、250℃〜480℃範囲で、半田の溶融温度以上の温風を当てる。鉛フリー半田の場合、溶融温度以上の温風を数秒程度当てることで、インターコネクタの溶着が行える。この温風方式は、高精度の熱の制御が可能であり、セルの割れ、反り等を抑制し、歩留まりの向上を図ることができる。 The lamp method is a method of condensing solder by condensing a lamp light source such as a halogen lamp and irradiating it on a connection tab. By irradiating with an output of about 1500 W to 2500 W for about several seconds, an interconnector using lead-free solder can be welded. Although this method can raise the temperature in a relatively short time, it is difficult to control fine heat, and there is a tendency for cell cracking and cell warpage to increase. On the other hand, the hot air method is a method in which hot air is applied in the vicinity of the connection tab, and hot air that is higher than the melting temperature of the solder is applied in the range of 250 ° C. to 480 ° C. In the case of lead-free solder, the interconnector can be welded by applying warm air above the melting temperature for several seconds. This hot air system can control heat with high accuracy, suppress cell cracking, warpage, and the like, and can improve yield.
また、インターコネクト工程を用いて、接続タブを接続する太陽電池モジュールにおいて、インターコネクト工程の際に用いたフラックスや有機物の残留成分を洗浄せず取り除く方法として、タブが接続されたセルを加熱してフラックスを蒸発させる方法が提案されている(特許文献2参照)。 In addition, in solar cell modules that connect connection tabs using an interconnect process, the flux used during the interconnect process and the residual components of organic matter can be removed without cleaning the cells to which the tabs are connected. A method for evaporating water has been proposed (see Patent Document 2).
ところで、太陽電池セルの内部には、表面集電極と半導体層、表面反射防止層と電極層、半導体内の界面接合部など各接合部分があり、その界面特性を改善することによってセル出力が向上することが知られている。一般的には、水素パッシベーションや熱アニールが行われることが多い。 By the way, inside the solar cell, there are surface junction electrode and semiconductor layer, surface antireflection layer and electrode layer, each junction part such as interfacial junction part in semiconductor, cell output is improved by improving its interface characteristics It is known to do. In general, hydrogen passivation and thermal annealing are often performed.
一方、太陽電池セルとして、単結晶シリコンや多結晶シリコン等の結晶系半導体を用いた太陽電池の研究および実用化が盛んに行なわれている。中でも、非晶質シリコンと結晶系シリコンとを組合せることにより構成されたヘテロ半導体接合を有する太陽電池セルは、その接合を200℃以下のプラズマCVD法などの低温プロセスで形成することができ、かつ、高い変換効率が得られることから、注目を集めている。このような太陽電池セルにおいて、光電変換効率を向上させるためには、高い短絡電流(Isc)および開放電圧(Voc)を維持しつつ曲線因子(F.F.)を向上させる必要がある。 On the other hand, as solar cells, research and practical application of solar cells using crystalline semiconductors such as single crystal silicon and polycrystalline silicon have been actively conducted. Among them, a solar battery cell having a hetero semiconductor junction configured by combining amorphous silicon and crystalline silicon can be formed by a low temperature process such as a plasma CVD method at 200 ° C. or less, In addition, it has attracted attention because of its high conversion efficiency. In such a solar cell, in order to improve the photoelectric conversion efficiency, it is necessary to improve the fill factor (FF) while maintaining a high short circuit current (Isc) and an open circuit voltage (Voc).
そこで、n型単結晶シリコン基板と水素を含有したp型非晶質シリコン層との間に、水素を含有した実質的に真性な非晶質シリコン層(i型非晶質シリコン層)が挿入された構造を有する太陽電池セルが開発されている。 Therefore, a substantially intrinsic amorphous silicon layer containing hydrogen (i-type amorphous silicon layer) is inserted between the n-type single crystal silicon substrate and the p-type amorphous silicon layer containing hydrogen. Solar cells having the above structure have been developed.
CVD法で形成した非晶質シリコン層を有する上記太陽電池セルは、200℃以上の高温で長時間加熱すると出力特性が低下してしまう。 When the above solar battery cell having an amorphous silicon layer formed by the CVD method is heated at a high temperature of 200 ° C. or higher for a long time, the output characteristics are deteriorated.
高温加熱による特性低下の原因としては、(1)荷電子制御された水素を含有した非晶質系半導体薄膜への電極材料の拡散、(2)水素を含有した実質的に真性な非晶質系半導体薄膜層へのドーパントの拡散、(3)水素の拡散、等が考えられる。このうち(3)が最も低温でその影響が現れる。
上記したように、特性改善のためには、熱アニールが有効であることが知られている。しかしながら、CVD法で形成した非晶質シリコン層を有する上記太陽電池セルなどにおいては、高温で長時間加熱すると出力特性が低下する虞がある。このため、非晶質シリコン層形成後の電極形成やラミネート工程はなるべくCVD工程の温度を超えないように管理されている。しかし、このような太陽電池セルにおいてもより以上の特性改善が望まれている。 As described above, it is known that thermal annealing is effective for improving characteristics. However, in the above-described solar battery cell having an amorphous silicon layer formed by the CVD method, there is a possibility that the output characteristics may deteriorate when heated at a high temperature for a long time. For this reason, the electrode formation and lamination process after the formation of the amorphous silicon layer is managed so as not to exceed the temperature of the CVD process as much as possible. However, further improvement in characteristics is desired also in such a solar battery cell.
また、上記した特許文献2に記載のものでは、残留フラックスを蒸発させることを目的としているため、半田の溶着後にフラックスの蒸発温度以上の加熱を行うものである。このため、太陽電池セルの特性改善についての熱処理については、十分検討はなされていない。 Moreover, since the thing of the above-mentioned patent document 2 aims at evaporating a residual flux, it heats more than the evaporation temperature of a flux after welding of a solder. For this reason, sufficient examination is not made | formed about the heat processing about the characteristic improvement of a photovoltaic cell.
そこで、この発明者等は、集電極を形成後の太陽電池セルにおいて、鋭意検討した結果、加熱温度、時間等を最適に制御することにより、特性が改善することを見出した。 Therefore, the present inventors have intensively studied the solar cell after forming the collector electrode, and as a result, have found that the characteristics are improved by optimally controlling the heating temperature, time, and the like.
この発明は係る知見に基づきなされたものにして、複数の太陽電池セルを接続タブ又は接続リードと呼ばれる接続部材により電気的に接続してなる太陽電池モジュールの特性を改善させることを目的とする。 The present invention has been made on the basis of such knowledge, and an object thereof is to improve the characteristics of a solar cell module in which a plurality of solar cells are electrically connected by a connection member called a connection tab or a connection lead.
この発明は、複数の太陽電池セルを接続部材により電気的に接続して太陽電池モジュールを製造する方法であって、太陽電池セルに高温加熱処理を施した後、前記太陽電池セルに前記接続部材を半田付けすることを特徴とする。 The present invention is a method of manufacturing a solar cell module by electrically connecting a plurality of solar cells with a connection member, and after the solar cell is subjected to high-temperature heat treatment, the connection member is connected to the solar cell. It is characterized by soldering.
ここで、高温加熱処理とは、太陽電池セルの出力向上を可能とする温度での処理をいう。そして、この高温加熱処理は、好ましくは、太陽電池セル全体に施される。 Here, the high-temperature heat treatment refers to treatment at a temperature at which the output of the solar battery cell can be improved. And this high temperature heat processing is preferably performed to the whole photovoltaic cell.
また、前記太陽電池セルに集電極を形成した後、より好ましくは、高温加熱処理を略均一になるように、太陽電池セル全体に施すように構成することができる。 Moreover, after forming a collector electrode in the said photovoltaic cell, More preferably, it can comprise so that high temperature heat processing may be performed to the whole photovoltaic cell so that it may become substantially uniform.
この発明は、前記半田付けを温風加熱により半田を溶融して行うように構成すると良い。 In the present invention, the soldering is preferably performed by melting the solder by heating with hot air.
また、この発明は、非晶質シリコンと結晶系シリコンとを組合せることにより構成されたヘテロ半導体接合を有する太陽電池セルを用いることができる。 Moreover, this invention can use the photovoltaic cell which has the hetero semiconductor junction comprised by combining an amorphous silicon and a crystalline silicon.
前記高温加熱処理は、少なくとも光照射装置による光照射であることを特徴とする。そして、好ましくは、太陽電池セルの上面全域に照射される。より好ましくは、太陽電池セルの上面全域に略均一に照射させる。光照射装置としては、ランプ装置が好ましい。 The high-temperature heat treatment is at least light irradiation by a light irradiation device. And preferably, it irradiates to the whole upper surface of a photovoltaic cell. More preferably, the entire upper surface of the solar battery cell is irradiated substantially uniformly. As the light irradiation device, a lamp device is preferable.
前記高温加熱処理は、ヒータによる加熱と光照射装置による光照射を同時に行うように構成すればよい。そして、この場合、ヒータの温度を290℃以上350℃未満に保持し、光照射装置による光照射を2秒以上20秒以下行えばよい。 What is necessary is just to comprise the said high temperature heat processing so that the heating by a heater and the light irradiation by a light irradiation apparatus may be performed simultaneously. In this case, the temperature of the heater is kept at 290 ° C. or higher and lower than 350 ° C., and light irradiation by the light irradiation device may be performed for 2 seconds or longer and 20 seconds or shorter.
前記高温加熱処理は、ヒータの温度を200℃以上350℃以下に保持し、太陽電池セルの出力を向上するように光照射装置光照射を行うように構成することができる。 The high-temperature heat treatment can be configured to perform light irradiation of the light irradiation device so that the temperature of the heater is maintained at 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower and the output of the solar battery cell is improved.
前記高温加熱処理は、ヒータによる加熱とハロゲンランプ装置による光照射を行うとよく、前記ハロゲンランプ装置の総出力は1000W以下にするとよい。 The high temperature heat treatment may be performed by heating with a heater and light irradiation with a halogen lamp device, and the total output of the halogen lamp device may be 1000 W or less.
また、ヒータの温度を200℃以上300℃未満に保持し、前記ハロゲンランプ装置による光照射を2秒以上20秒以下行えばよい。 Further, the heater temperature may be maintained at 200 ° C. or higher and lower than 300 ° C., and light irradiation by the halogen lamp device may be performed for 2 seconds or longer and 20 seconds or shorter.
また、前記高温加熱処理は、ヒータによる加熱と赤外線ランプ装置による光照射で行うことができる。そして、ヒータの温度を190℃以上290℃未満に保持し、赤外線ランプ装置による光照射を3秒以下行うようにすればよい。そして、前記赤外線ランプ装置は、前記太陽電池セルの温度をヒータの設定温度以上に上昇させる照射強度を有するものを用いることができる。 The high-temperature heat treatment can be performed by heating with a heater and light irradiation with an infrared lamp device. And what is necessary is just to hold | maintain the temperature of a heater to 190 degreeC or more and less than 290 degreeC, and to perform light irradiation by an infrared lamp apparatus for 3 seconds or less. And the said infrared lamp apparatus can use what has the irradiation intensity | strength which raises the temperature of the said photovoltaic cell more than the preset temperature of a heater.
さらに、前記太陽電池セルは、ITO膜からなる透明電極を備えたものを用いることができる。 Furthermore, the said photovoltaic cell can use what was provided with the transparent electrode which consists of an ITO film | membrane.
この発明は、上記した構成にすることで、太陽電池セルの界面特性を改善したと考えられ、太陽電池セルの出力の向上を図ることができるとともに、精度良く温度管理ができたインターコネクタ接続が行える。この結果、モジュール後の太陽電池セル特性が高く歩留まりの良い太陽電池モジュールの製造方法を提供できる。 The present invention is considered to have improved the interfacial characteristics of the solar cells by adopting the above-described configuration, and it is possible to improve the output of the solar cells, and to achieve an interconnector connection capable of accurately controlling the temperature. Yes. As a result, it is possible to provide a method for manufacturing a solar cell module with high solar cell characteristics after the module and good yield.
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in order to avoid duplication of description.
まず、この発明が適用される太陽電池セルの一例を図1に従い説明する。この太陽電池セル10は、図1に示すように、結晶系半導体基板として、100μm〜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1(以下、n型単結晶シリコン基板1という)を備えている。n型単結晶シリコン基板1の表面には、数μmから数十μmの高さを有する光閉じ込めのためのピラミッド状凹凸が形成されている。このn型単結晶シリコン基板1上には、CVD法により水素を含有する実質的に真性な非晶質半導体薄膜層として、膜厚数nmから数10nm程度の実質的に真性のi型非晶質シリコン(a−Si:H)層2が形成されている。また、i型非晶質シリコン層2上には、水素を含有する荷電子制御された非晶質半導体薄膜層として、膜厚数nmから数10nm程度のp型非晶質シリコン層3が形成されている。
First, an example of a solar battery cell to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the
そして、p型非晶質シリコン層3上には、酸化物透明導電膜として、ITO膜(インジウム錫酸化膜)4がスパッタ法により形成されている。 On the p-type amorphous silicon layer 3, an ITO film (indium tin oxide film) 4 is formed by sputtering as an oxide transparent conductive film.
このITO膜4の上面の所定領域には銀(Ag)ペーストを焼成して形成した櫛形状の集電極5が設けられている。集電極5は、例えば、Agペーストを用い、スクリーン印刷法により、フィンガー部とバスバー部とを形成し、焼成(熱硬化)して形成される。フィンガー部は、複数のものが互いに平行に形成され、バスバー部はフィンガー部に流れる電流を集合させる。バスバー部に接続タブが半田により取り付けられ、他の太陽電池セルと電気的に接続される。
A comb-shaped
また、n型単結晶シリコン基板1の下面上には、実質的に真性のi型非晶質シリコン層6が形成されている。i型非晶質シリコン層6上には、n型非晶質シリコン層7が形成されている。このようにn型単結晶シリコン基板1の下面上に、i型非晶質シリコン層6およびn型非晶質シリコン層7が順番に形成されることにより、いわゆるBSF(Back Surface Field)構造が形成されている。更に、n型非晶質シリコン層7上には、酸化物透明導電膜として、ITO膜8がスパッタ法により形成されている。このITO膜8の上面の所定領域には銀ペーストを焼成(熱硬化)して形成した櫛形状の集電極9が設けられている。
A substantially intrinsic i-type amorphous silicon layer 6 is formed on the lower surface of the n-type single
図2は、この発明の一実施形態を示す太陽電池モジュールの製造工程図を示している。 FIG. 2: has shown the manufacturing-process figure of the solar cell module which shows one Embodiment of this invention.
まず、図1に示す構造の太陽電池セル10は、パレット(図示せず)に載置する(第1工程)。そして、太陽電池セル10の集電極5のバスバー部分にフラックス塗布装置20により液状のフラックスを塗布する(第2工程)。
First, the
続いて、太陽電池セル10の全体を所定温度で所定時間加熱させ、界面特性を改善させる(第3工程)。この実施形態では、下面側からホットプレート21bによる太陽電池セル10全体へのヒータ加熱、上面側から太陽電池セル全域へのハロゲンランプ装置21を用いたランプの光照射により、短時間で高温まで加熱する。短時間、この高温加熱処理により、太陽電池セル10には、ダメージを防止して特性を向上させることができる。なお、この加熱工程における温度並びに加熱時間については後述する。また、加熱方法はホットプレートにランプ加熱を併用した加熱以外に、ホットプレートのみを用いた加熱、ランプの光照射のみを用いた加熱などの方法を用いることができる。上記のように、高温加熱処理とは、太陽電池セルの出力向上を可能とする温度での処理をいう。
Subsequently, the entire
次に、隣接する太陽電池セル10に渡って平行に2列の接続タブ14を設置する(第4工程)。接続タブ14は、表裏面に半田、この実施形態においては鉛フリー半田を塗布した銅箔にて構成されている。
Next, two rows of
その後、配設した接続タブ14が浮かないように、接続タブ14の幅に略等しい太さで耐熱性を有し半田が付かない2列の押し付け装置の押圧ピン24(図3参照)で接続タブ14を太陽電池セル10に押し付ける。そして、温風ヒータ22の温風吹き出し口22a、22bより、接続タブ14近傍に、この実施形態では、半田の溶融温度以上の250℃〜480℃範囲での温風を当て、インターコネクタの溶着が行なわれる。鉛フリー半田の場合、溶融温度(この実施形態では217℃)以上の温風を数秒程度当てることで、インターコネクタの溶着が行なわれる(第5工程)。尚、押圧具は、図示はしないが半田付け時接続タブ14を押圧し、半田付け終了後はセル12上から離れる方向に移動するように構成されている。
Thereafter, in order to prevent the arranged
この接続タブ設置工程と溶着工程につき図3を参照して説明する。無端ベルトからなる搬送ベルト30により、太陽電池セル10が搬送される。搬送ベルト30は、所定時間停止した後、所定時間移動するという間欠動作により、太陽電池セル10を図中左方向から右方向に搬送する。搬送ベルト30の所定の半田付けの位置の上下には、それぞれ接続タブ14をセル側へ押し込む押し付け装置が設けられている。この押し付け装置は、図示しない駆動手段によって上下動する二列の複数の押圧ピン24、24から構成されている。この押圧ピン24は、耐熱性を有し半田が付かないもので構成され、2条の接続タブの垂直上方及び下方にそれぞれ対応して配置されている。
This connection tab installation process and welding process will be described with reference to FIG. The
この押し付け装置と同じ接続タブ14、14の垂直上方及び下方のそれぞれ対応する位置には、温風式加熱手段として温風ヒータ22が設けられている。各温風ヒータ22は、例えば通電されて発熱する電気ヒータと送付機とで構成されており、電気ヒータにて加熱された空気(温風)を送風機にて温風吹き出し口22a、22bを介して接続タブ14,14部分に集中的に吹き付けるものである。
そして、セル10の上下面に二条の接続タブ14、14を当接させ、配置させた状態で、この停止期間中、押し付け装置の各ピン24、24が降下(又は上昇)し、接続タブ14をセル10の上面及び下面に押し付けて浮かないように押さえつける。また、接続タブ14を押圧せずにセル10に半田付けできれば、必ずしも押し付け装置は使用しなくても差し支えない。
Then, with the two
このように、セル10に接続タブ14を押し付けた状態で温風ヒータ22の電気ヒータと送風機に通電し、高温の温風を接続タブ14、14に集中して吹き付け接続タブ14、14に塗布された半田を溶融温度以上で加熱する。
In this way, the electric heater and the blower of the
ここで、温風ヒータ22からの温風は接続タブ14、14に集中的に吹き付けられるので、それ以外の部分のセル10が過剰に加熱され、温度が異常に高くなってセルにダメージが生じることがない。
Here, since the warm air from the
このように、押し付け装置で接続タブ10をセル10に押し付けながら温風ヒータ22から温風を所定時間吹き付けた後、温風ヒータは停止される。
In this way, after the hot air is blown from the
この間に、上面の接続タブ14、14の後部には次のセル10が載置される。その後、ピン24はセルから離間する方向に移動する。次に、搬送ベルト30が所定距離移動され、この新たに設置されたセル10が半田付け位置に移動されて、再び接続タブ14、14がその上面に載置される。このようにして、図4に示すように、接続タブ14により、複数のセル10が直列に接続されストリングが製造される。
During this time, the
そして、図5に示すように、複数の太陽電池セル10…を接続タブ14で接続した後、白板強化ガラスなどからなる表面保護材40と裏面保護材41との間に、充填材42で封止され太陽電池モジュールが得られる。この太陽電池モジュールは、裏面保護材41として、PVF(ポリビニルフルオライド)/Al(アルミニウム)/PVF(ポリビニルフルオライド)の3層構造のものを用い、表面保護材40と白板強化ガラスを、封止樹脂42としてEVA(エチレンビニールアセテート)を配置し、真空熱圧着方式のラミネータによって、例えば、温度150℃で一体化を行い、150℃のオーブンで30分以上加熱し、EVAを架橋する。その後、保護枠43として、アルミニウム枠をブチル等の接着剤を用いて取り付けて太陽電池モジュールが完成する。
Then, as shown in FIG. 5, after a plurality of
次に、上記した接続タブ接続前に行う加熱処理につき説明する。この加熱処理は、高温度の加熱処理を短時間行うことにより、太陽電池セル自体にダメージを与えずにアニール効果により層境界面の特性を良好にし、太陽電池特性の改善を図るものである。 Next, the heat treatment performed before connecting tabs will be described. In this heat treatment, the heat treatment at a high temperature is performed for a short time, so that the characteristics of the layer interface are improved by the annealing effect without damaging the solar cell itself, and the solar cell characteristics are improved.
接続タブの接続前に行う加熱処理の効果を確認するために、複数のサンプルを用意し、ヒータ加熱を10秒間施した際の加熱温度と太陽電池セル特性の変化を測定した。この測定においては、加熱手段として非光照射の加熱手段であるヒータを用いた。この実施例ではヒータとしてホットプレート21bを用いた。
In order to confirm the effect of the heat treatment performed before connecting the connection tabs, a plurality of samples were prepared, and changes in the heating temperature and the solar cell characteristics when the heater was heated for 10 seconds were measured. In this measurement, a heater which is a non-light irradiation heating means was used as the heating means. In this embodiment, a
図6は、この実施例に用いたホットプレートを示す模式的斜視図である。このホットプレート21bは、Branstead Intenational 製の型番HPA1914Bを用いた。このホットプレート21bのプレート220はアルミニウム製で157mm×157mmの大きさである。このホットプレート21bの各仕様は、100V、7.5A、750Wである。ホットプレート21bの本体部221の前面には、ホットプレートの温度を設定するためのコントロールダイヤル222が設けられている。このコントロールダイヤル222により所定の温度に設定して加熱処理を行う。例えば、200℃の温度に設定する場合には、200℃の目盛りコントロールダイヤル222を用いて設定する。プレート220の表面温度が200℃になるように内部ヒータが制御される。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a hot plate used in this embodiment. As the
上記した図6に示すホットプレート21bを用いて太陽電池セル特性の変化を測定した。測定はホットプレート21bで太陽電池セルを加熱したものの太陽電池特性を加熱処理を施していないものの特性で規格化した。更に、ヒータ加熱とランプ照射を行った太陽電池特性も測定し、同様に規格化した。
Using the
図7は、ヒータ加熱とランプ照射を行う装置を示す模式的斜視図である。ヒータ加熱は、図6に示したホットプレート21bを用いた。そして、このホットプレート21bの上方にハロゲンランプを備えたハロゲンランプ装置21をセットし、プレート220の全面にランプからの光が一様に照射されるように構成した。ハロゲンランプ装置21のランプからホットプレート21bのプレート220面までの距離は約20cmに維持した。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing an apparatus for performing heater heating and lamp irradiation. For the heater heating, the
この実施例で用いたハロゲンランプ装置21は、日動工業株式会社の型番HST-1000Dのハロゲンライトを用いた。このハロゲンランプ装置21は、500Wのハロゲン球211,211をリフレクタ210の内部に2つ設けた、100V、1000Wの仕様のものである。
As the
この測定に用いた太陽電池セル10を具体的に説明する。太陽電池セル10の構造は図1に示したものであり、以下、測定に用いた太陽電池セル10の具体的な膜厚並びに製造条件等につき説明する。
The
太陽電池セル10は、結晶系半導体基板として、約1Ω・cm、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1を用いる。n型単結晶シリコン基板1の表面には、等方性エッチングにより、数μmから数十μmの高さを有する光閉じ込めのためのピラミッド状凹凸が形成されている。
The
このn型単結晶シリコン基板1上に、RFプラズマCVD(13.56MHz)により、形成温度200℃、反応圧力20Pa、RFパワーは150Wにて、i型非晶質シリコン(a−Si:H)層2、p型非晶質シリコン層3を5nm程度ずつ堆積して接合を作成した。p型ドーパントとしては、III属元素であるB(ボロン)を含む化合物ガスを使用した。
On this n-type single
また、n型単結晶シリコン基板1の下面上には、i型非晶質シリコン層6、n型非晶質シリコン層7を同様に5nm程度ずつ堆積した。n型ドーパントとしては、V属であるP(リン)を含む化合物ガスを使用した。
On the lower surface of the n-type single
各非晶質シリコン層の形成条件を表1に示す。 Table 1 shows the conditions for forming each amorphous silicon layer.
このようにn型単結晶シリコン基板1の表裏面にそれぞれ形成された非晶質シリコン層3、6上に、膜厚100nmのITO膜(インジウム錫酸化膜)4、8をスパッタ法により形成する。このサンプルでは、ITO膜4、8として、錫(Sn)をドープした酸化インジウムを用いた。まず、SnO2粉末を5wt%として、In2O3粉末との焼結体をターゲットとしてカソード電極に設置する。そして、DCスパッタ装置を用いて、素子を配置してから、チャンバーを真空排気した。加熱ヒータにより、基板温度を室温から200℃になるまで加熱した。そして、アルゴン(Ar)と酸素(O2)混合ガスを流して、圧力を0.4Pa〜1.3Paに保ち、カソードにDC電力を0.5kW〜2kW投入し、上述のように、膜厚100nmのITO膜4、8をそれぞれ成膜した。
Thus, ITO films (indium tin oxide films) 4 and 8 having a film thickness of 100 nm are formed on the amorphous silicon layers 3 and 6 respectively formed on the front and back surfaces of the n-type single
このITO膜4、8の上面の所定領域に、エポキシ樹脂などに銀(Ag)微粉末を練り込んだ銀ペーストをスクリーン印刷法により、高さ10μm〜30μm、幅100μm〜500μmに形成した後、200℃、80分で焼成(硬化)して、フィンガー部とバスバー部とを形成した。 After a silver paste in which silver (Ag) fine powder is kneaded into an epoxy resin or the like is formed in a predetermined region on the upper surface of the ITO films 4 and 8 by screen printing, the height is 10 μm to 30 μm and the width is 100 μm to 500 μm. Firing (curing) was performed at 200 ° C. for 80 minutes to form finger portions and bus bar portions.
表2及び図8は、各条件につきそれぞれ5個のサンプルを用意し、図6及び図7に示す装置を用いて、ヒータ加熱を10秒間施した際の加熱温度と太陽電池セル特性とヒータ加熱とランプ照射による同時加熱を10秒間行った太陽電池特性をそれぞれ測定し、高温加熱処理を行わなかった太陽電池セルの特性でそれぞれ規格化したものである。ヒータ加熱温度は、190℃から350℃まで行った。尚、使用したハロゲンランプは従来の半田溶着に用いるものより低出力の1000Wのものである。ランプ照射は、10秒間である。 Table 2 and FIG. 8 prepare five samples for each condition, and use the apparatus shown in FIG. 6 and FIG. 7 to heat the heater when it is heated for 10 seconds, solar cell characteristics, and heater heating. And solar cell characteristics subjected to simultaneous heating by lamp irradiation for 10 seconds, respectively, and normalized by the characteristics of solar cells not subjected to high-temperature heat treatment. The heater heating temperature was 190 ° C. to 350 ° C. The halogen lamp used is 1000 W, which has a lower output than that used for conventional solder welding. Lamp irradiation is for 10 seconds.
ここで、1000Wのハロゲンランプ装置21を用いたのは次の理由による。後述するように、1000Wのハロゲンランプ装置21を用いると、例えば、290℃のホットプレート装置21bの温度で加熱中にランプ照射を行っても温度上昇がほとんどない。このことから、数十秒程度であれば温度管理がし易いという利点があるからである。1000Wのランプ強度よりランプ強度が強いと、照射によって太陽電池セルの温度が上昇してしまい、太陽電池セルの特性低下が起こりやすくなるので、条件管理が難しい。一方、ハロゲンランプ装置21の1灯のハロゲンランプを消し500Wにすると、太陽電池セル全面に対して均一に照射しにくいため、十分な効果が得られない。このことから、この実施例においては、1000Wのハロゲンランプ装置21を用いた。
Here, the reason why the 1000 W
なお、太陽電池セル全面に対して均一に照射できるものであれば、1000Wより小さなランプ強度のハロゲンランプ装置21を用いることも可能である。
Note that a
ランプ照射時の太陽電池セルの温度は次の方法で確認した。はじめにホットプレート21bの温度290℃に設定し、温度が安定した後で太陽電池セルを載せる。その際に、以下の2つの方法にで温度測定を行う。
The temperature of the solar battery cell at the time of lamp irradiation was confirmed by the following method. First, the temperature of the
(1)太陽電池セル表面に熱電対を貼る。(2)太陽電池セル表面に日油技研工業株式社製のサーモクレヨンを塗布し、溶け方で温度判定を行う。 (1) A thermocouple is stuck on the surface of the solar battery cell. (2) A thermo crayon made by NOF Corporation is applied to the surface of the solar battery cell, and the temperature is determined by melting.
上記の2つの方法で測定した結果、どちらの方法でもランプ照射に関係なく290℃以上300℃未満であった。 As a result of measurement by the above two methods, the temperature was 290 ° C. or higher and lower than 300 ° C. regardless of lamp irradiation in either method.
表2及び図8に示すように、各条件につきそれぞれ5個のサンプルを測定し、その最高値、最低値並びに平均値を示す。ヒータ温度は、それぞれの測定温度が上限値になるように、ヒータ温度を制御している。この結果、測定温度より各サンプルは若干低い温度での加熱になっているが、その温度範囲は誤差の範囲である。 As shown in Table 2 and FIG. 8, five samples are measured for each condition, and the maximum value, the minimum value, and the average value are shown. The heater temperature is controlled so that each measured temperature becomes an upper limit value. As a result, each sample is heated at a temperature slightly lower than the measured temperature, but the temperature range is an error range.
この表2及び図8からホットプレートによる10秒間の加熱処理においては、200℃以上で明らかに特性向上の効果が認められる。しかし、必要以上に温度が高いと特性が低下する傾向が見受けられる。ホットプレートのみで10秒間の加熱処理においては、350℃以下の温度で加熱処理を施すことがよい。 From Table 2 and FIG. 8, in the heat treatment for 10 seconds by the hot plate, the effect of improving the characteristics is clearly observed at 200 ° C. or higher. However, when the temperature is higher than necessary, the characteristics tend to deteriorate. In the heat treatment for 10 seconds using only the hot plate, the heat treatment is preferably performed at a temperature of 350 ° C. or lower.
更に、ヒータ加熱とランプ照射を同時に行うと、ランプ照射を行わない場合よりも全ての温度範囲で効果が優れていることが分かる。このことから、ヒータ加熱に更にランプ照射を併用する方がよいことが分かる。 Furthermore, it can be seen that when the heater heating and the lamp irradiation are performed simultaneously, the effect is superior in the entire temperature range as compared with the case where the lamp irradiation is not performed. From this, it can be seen that it is better to use lamp irradiation together with heater heating.
続いて、ヒータ加熱とランプ照射を併用した場合の効果を確認するために、ホットプレートの温度を290℃、300℃、340℃にそれぞれ設定し、ハロゲンランプの光を照射した時の照射時間と特性の変化の関係を測定した。表3及び図9に示すように、各条件につきそれぞれ5個のサンプルを測定し、その最高値、最低値並びに平均値を示す。ヒータ温度は、それぞれの測定温度が上限値になるように、ヒータ温度を制御している。この結果、測定温度より各サンプルは若干低い温度での加熱になっているが、その温度範囲は誤差の範囲である。 Subsequently, in order to confirm the effect when heater heating and lamp irradiation are used in combination, the temperature of the hot plate is set to 290 ° C., 300 ° C., and 340 ° C., respectively, and the irradiation time when the halogen lamp light is irradiated The relationship of change in characteristics was measured. As shown in Table 3 and FIG. 9, five samples are measured for each condition, and the highest value, the lowest value, and the average value are shown. The heater temperature is controlled so that each measured temperature becomes an upper limit value. As a result, each sample is heated at a temperature slightly lower than the measured temperature, but the temperature range is an error range.
この表3及び図9に示すものは、ホットプレートとハロゲンランプの光照射で同時に太陽電池セルを加熱したものの太陽電池特性を高温加熱処理を施していないものの特性で規格化したものである。尚、使用したハロゲンランプは従来の半田溶着に用いるものより低出力の図7に示した1000Wのものである。 In Table 3 and FIG. 9, the solar cell characteristics of the solar cell heated at the same time by the light irradiation of the hot plate and the halogen lamp are normalized by the characteristics of those not subjected to the high-temperature heat treatment. The halogen lamp used is the one of 1000 W shown in FIG. 7, which has a lower output than that used for conventional solder welding.
表3及び図9に示すように、ランプの光を照射すると特性が向上していることが分かる。ヒータ温度が290℃の場合は、照射時間が15秒を超えると特性の変化が飽和していることが分かる。逆に、300℃を超えると、照射する時間がある程度長くなると特性が低下している。 As shown in Table 3 and FIG. 9, it can be seen that the characteristics are improved when the light from the lamp is irradiated. When the heater temperature is 290 ° C., it can be seen that the change in characteristics is saturated when the irradiation time exceeds 15 seconds. On the other hand, when the temperature exceeds 300 ° C., the characteristics deteriorate when the irradiation time becomes longer to some extent.
表3及び図9から分かるように、ヒータ温度が290℃の場合は、ランプ照射とヒータの同時適用の場合には、15秒を超えたあたりで効果のピークがあり、それ以上照射してもあまり効果に変化が現れない。このことから、ヒータ温度が290℃の場合は、5秒以上照射すれば良く、スループットなどを考えれば照射時間は20秒以下でよい。 As can be seen from Table 3 and FIG. 9, when the heater temperature is 290 ° C., there is a peak of effect around 15 seconds in the case of simultaneous lamp irradiation and heater application. Not much change in effect. From this, when the heater temperature is 290 ° C., the irradiation may be performed for 5 seconds or longer, and the irradiation time may be 20 seconds or shorter in consideration of the throughput.
また、300℃以上の場合には15秒未満、特に300℃〜340℃の場合には10秒以下に効果のピークがあり、それ以上の照射時間では熱ダメージにより特性が低下するが、ランプの光照射の効果により、ヒータ加熱だけの場合より高い出力になる。 In addition, when the temperature is 300 ° C. or higher, the peak of the effect is present in less than 15 seconds, and particularly when the temperature is 300 ° C. to 340 ° C., 10 seconds or less. Due to the effect of light irradiation, the output is higher than in the case of only heater heating.
ヒータ温度が300℃の場合には、ランプの光照射の時間は2秒以上25秒以下が好ましい。 When the heater temperature is 300 ° C., the light irradiation time of the lamp is preferably 2 seconds or more and 25 seconds or less.
また、ヒータ温度が340℃の場合には、2秒以上20秒未満、好ましくは5秒以上10秒以下である。よって、300℃以上350℃未満のヒータ温度の場合、2秒以上20秒未満、好ましくは5秒以上15秒未満、より好ましくは,5秒以上10秒以下である。 When the heater temperature is 340 ° C., it is 2 seconds or more and less than 20 seconds, preferably 5 seconds or more and 10 seconds or less. Therefore, in the case of a heater temperature of 300 ° C. or more and less than 350 ° C., it is 2 seconds or more and less than 20 seconds, preferably 5 seconds or more and less than 15 seconds, and more preferably 5 seconds or more and 10 seconds or less.
図8と図9を比較すると、同じ10秒間でもホットプレート(ヒータ)だけの加熱に比べて、ホットプレート(ヒータ)にランプ照射したものの方が効果が優れている。これはヒータ加熱に加えランプ照射したことによる光照射効果による特性改善効果だと考えられる。ホットプレート(ヒータ)の加熱を省略し、ランプ照射のみで、200℃以上の高温加熱した場合においても、ホットプレート(ヒータ)のみの加熱の場合より特性改善が改善すると考えられる。 Comparing FIG. 8 and FIG. 9, the effect of the lamp irradiation to the hot plate (heater) is superior to the heating of only the hot plate (heater) even in the same 10 seconds. This is considered to be a characteristic improvement effect due to the light irradiation effect due to the lamp irradiation in addition to the heater heating. Even when heating of the hot plate (heater) is omitted and only high temperature heating of 200 ° C. or more is performed only by lamp irradiation, it is considered that the characteristic improvement is improved as compared with the case of heating only of the hot plate (heater).
図10ないし図12は、各条件につきそれぞれ5個のサンプルを用意し、図7に示す装置を用いて、ヒータ加熱を10秒間施した際の加熱温度と太陽電池セルの各パラメータ特性とヒータ加熱とランプ照射による同時加熱を10秒間行った太陽電池セルの各パラメータ特性をそれぞれ測定し、高温加熱処理を行わなかった太陽電池セルの各パラメータ特性でそれぞれ規格化したものである。ヒータ加熱温度は、190℃から340℃まで行った。尚、使用したハロゲンランプは従来の半田溶着に用いるものより低出力の1000Wのものである。ランプ照射は、10秒間である。図10は、開放電圧特性、図11は、短絡電流、図12は、曲率因子(F.F.)を示している。 FIGS. 10 to 12 show that five samples are prepared for each condition, and using the apparatus shown in FIG. 7, the heating temperature when the heater is heated for 10 seconds, the parameter characteristics of the solar cells, and the heater heating. And each parameter characteristic of the solar battery cell subjected to simultaneous heating by lamp irradiation for 10 seconds, respectively, and normalized by each parameter characteristic of the solar battery cell not subjected to the high-temperature heat treatment. The heater heating temperature was 190 ° C. to 340 ° C. The halogen lamp used is 1000 W, which has a lower output than that used for conventional solder welding. Lamp irradiation is for 10 seconds. 10 shows an open-circuit voltage characteristic, FIG. 11 shows a short-circuit current, and FIG. 12 shows a curvature factor (F.F.).
図10及び図12に示すように、ランプ照射の有無が、開放電圧と曲率因子に対して顕著に表れていることが分かる。 As shown in FIGS. 10 and 12, it can be seen that the presence or absence of lamp irradiation is remarkably exhibited with respect to the open-circuit voltage and the curvature factor.
図11からは、ヒータ加熱、ヒータ加熱とランプ照射したもの双方ともヒータ温度が上昇するにつれて短絡電流の特性が若干低下している。これは、非晶質シリコンと結晶系シリコンを組み合わせたヘテロ接合型太陽電池セルでは、非晶質層への熱ダメージを抑えるために、表面の電極(例えば、ITO膜)を低温(150℃未満)でスパッタ等により形成している。ITO膜は、150℃から200℃で形成することにより、結晶化することが知られている。しかし、150℃未満の低温では、アモルファス化しており、150℃以上の加熱によって結晶化が進む。ITO膜が結晶化することに伴い、ITO膜の屈折率が変化することにより、初期特性に比べ短絡電流の特性が若干低下する傾向が見られる。 From FIG. 11, the characteristics of the short circuit current slightly decrease as the heater temperature rises for both the heater heating and the heater heating and lamp irradiation. This is because in a heterojunction solar cell combining amorphous silicon and crystalline silicon, the surface electrode (for example, ITO film) is kept at a low temperature (below 150 ° C.) in order to suppress thermal damage to the amorphous layer. ) By sputtering or the like. It is known that the ITO film is crystallized by being formed at 150 ° C. to 200 ° C. However, it becomes amorphous at a low temperature of less than 150 ° C., and crystallization proceeds by heating at 150 ° C. or higher. As the ITO film crystallizes, the refractive index of the ITO film changes, so that the short-circuit current characteristics tend to be slightly lower than the initial characteristics.
この実施例のように、比較的短時間であっても300℃の温度では、結晶化が進み、ITO膜の屈折率の変化が見られる。温度が350℃を超えるとこの傾向が強まり、短絡電流の低下が大きくなるため、短時間で処理を終える必要がある。10秒未満の短時間処理だとばらつきが大きくなり、制御が難しい。このことからヒータ温度は300℃以下が好ましい。 As in this example, crystallization progresses at a temperature of 300 ° C. even in a relatively short time, and a change in the refractive index of the ITO film is observed. When the temperature exceeds 350 ° C., this tendency becomes stronger and the short circuit current is greatly reduced. Therefore, it is necessary to finish the processing in a short time. If it is a short time processing of less than 10 seconds, the variation becomes large and control is difficult. Therefore, the heater temperature is preferably 300 ° C. or lower.
一方、ITO膜以外の透明電極では、結晶化温度が比較的大きいものもある。しかし、350℃以上になると、10秒未満の短時間で非晶質膜中をドーパント等が移動し、開放電圧の低下が起きて有効な出力の向上が望めない。このため、ITO膜以外の透明電極を用いたとしても350℃以下のヒータ温度が望ましい。 On the other hand, some transparent electrodes other than the ITO film have a relatively high crystallization temperature. However, when the temperature is higher than 350 ° C., the dopant and the like move in the amorphous film in a short time of less than 10 seconds, and the open circuit voltage is lowered, so that it is not possible to improve the effective output. For this reason, even if a transparent electrode other than the ITO film is used, a heater temperature of 350 ° C. or lower is desirable.
また、光照射は、可視光または赤外光もしくは可視光および可視光より長波長の光(赤外光)が好ましく、これらの波長域の光を含むのが好ましい。照射するランプとしては、ハロゲンランプに代えてキセノンランプや赤外線ランプ等を用いても良い。 In addition, the light irradiation is preferably visible light, infrared light, or light having a longer wavelength than visible light and visible light (infrared light), and preferably includes light in these wavelength ranges. As a lamp to be irradiated, a xenon lamp or an infrared lamp may be used instead of the halogen lamp.
次に、照射するランプとして、高出力の赤外線ランプを用いて、短時間照射を行った。赤外線ランプとしては、2.5KWのものを用いた。効果のばらつきは大きかったが、ハロゲンランプと同様の特性向上は確認できた。図13は、各条件につきそれぞれ5個のサンプルを用意し、ランプ照射中も含めヒータ加熱を15秒間施した際の加熱温度と太陽電池セル特性と高温加熱処理を行わなかった太陽電池特性でそれぞれ規格化したものである。赤外線ランプの照射は、照射強度が大きいので、125V、3秒間と短時間照射を行った。図13より、ヒータ温度が290℃までの間は特性が向上していることが確認できた。但し、ヒータ温度が340℃にあると特性が急激に特性が低下している。また、ランプの印加電圧を150V、175Vと上げると太陽電池セル温度が上昇しすぎるため、特性は低下した。光照射により、太陽電池セルの温度がヒータの設定温度より短時間に上昇した効果と考えられる。なお、これらの太陽電池セルの温度は、ヒータ温度より上昇していることは確認しているが、短時間であり、正確な温度は測定できなかった。 Next, irradiation was performed for a short time using a high-power infrared lamp as an irradiation lamp. As the infrared lamp, a 2.5 kW lamp was used. Although the variation of the effect was large, the improvement in characteristics similar to that of the halogen lamp was confirmed. FIG. 13 shows five samples for each condition, and the heating temperature, solar cell characteristics, and solar battery characteristics when high-temperature heat treatment was not performed when heater heating was performed for 15 seconds, including during lamp irradiation. It is a standardized one. Irradiation with an infrared lamp was performed for a short time of 125 V for 3 seconds because of the high irradiation intensity. From FIG. 13, it was confirmed that the characteristics were improved when the heater temperature was up to 290 ° C. However, when the heater temperature is 340 ° C., the characteristics are rapidly deteriorated. Further, when the applied voltage of the lamp was increased to 150V and 175V, the solar cell temperature increased too much, and the characteristics were deteriorated. It is considered that the effect of the light irradiation was that the temperature of the solar battery cell rose in a shorter time than the set temperature of the heater. In addition, although it confirmed that the temperature of these photovoltaic cells rose from heater temperature, it was a short time and the exact temperature was not measurable.
また、本効果はランプ出力やヒータ温度によってその最適値が変化すると考えられる。例えば、ランプ照射とヒータの同時適用の場合は、図9に示すように、ヒータ加熱が低温の290℃であれば、ランプ照射はより長い方が最適値になり、ヒータ加熱が同じ300℃であってもランプの出力が1000Wより高出力の例えば2000Wのものを用いればランプ照射は短く数秒で十分である。更に、ランプ強度(出力)が強ければ、ヒータ加熱が無くても同様の効果が得られると考えられる。従って、実用的なタクトタイム(0より大きく60秒以下)で考えると、効果がある範囲はヒータ加熱無しからヒータ温度が400℃未満、ランプ出力が500W〜3000Wで照射時間は60秒以内になると考えられる。同様に、ヒータ加熱だけの場合は、加熱温度と加熱時間で効果があるため、最適な加熱温度は200℃〜350℃、加熱時間は60秒以内になると思われる。 In addition, the optimum value of this effect is considered to change depending on the lamp output and the heater temperature. For example, in the case where the lamp irradiation and the heater are applied simultaneously, as shown in FIG. 9, if the heater heating is a low temperature of 290 ° C., the longer lamp irradiation is the optimum value, and the heater heating is the same at 300 ° C. Even if the lamp output is higher than 1000 W, for example, 2000 W, lamp irradiation is short and a few seconds is sufficient. Further, if the lamp intensity (output) is high, it is considered that the same effect can be obtained even without the heater heating. Therefore, when considering a practical tact time (greater than 0 and less than 60 seconds), the effective range is that there is no heater heating, the heater temperature is less than 400 ° C., the lamp output is 500 W to 3000 W, and the irradiation time is within 60 seconds. Conceivable. Similarly, in the case of only heater heating, since the heating temperature and the heating time are effective, it is considered that the optimum heating temperature is 200 ° C. to 350 ° C. and the heating time is within 60 seconds.
また、上記した実施例においては、ランプ照射を太陽電池セルの光入射側から行っているが、図1の太陽電池セルのように、表裏面に同じ集電極の構成の両面発電タイプの太陽電池セルの場合には、光入射側の反対側の面からランプ照射を行っても同様の効果が得られていることを確認している。なお、両面発電タイプの太陽電池セルであれば、表裏面の集電極構成が異なるものでも同じ効果が得られる Further, in the above-described embodiment, the lamp irradiation is performed from the light incident side of the solar battery cell. However, as in the solar battery cell of FIG. 1, a double-sided power generation type solar battery having the same collector electrode configuration on the front and back surfaces. In the case of the cell, it has been confirmed that the same effect is obtained even if the lamp is irradiated from the surface opposite to the light incident side. In the case of a double-sided power generation type solar cell, the same effect can be obtained even if the collector electrode configurations on the front and back surfaces are different.
更に、、ランプ照射の時間とヒータ加熱の時間を同じにする必要はなく、ヒータで加熱した状態で、ヒータ加熱時間より少ない時間、ランプ照射を行いランプ照射による太陽電池セルの出力の向上を更に図るように構成しても良い。 Furthermore, it is not necessary to make the lamp irradiation time and the heater heating time the same, and in the state heated by the heater, the lamp irradiation is performed for a time shorter than the heater heating time to further improve the output of the solar battery cell by the lamp irradiation. You may comprise as shown.
上記したこの実施形態においては、ホットプレートによるヒータ加熱とランプの光照射とを組み合わせているが、短時間の高温加熱ができるものであればホットプレートなどのヒータ加熱だけ、或いはランプ加熱だけでも良い。更に、段積みにしたセルを高温(300℃程度)の炉内に数秒間入れる方法なども考えられる。ただし、加熱温度、加熱時間に最適値があり、熱ダメージが少なくなるランプの光照射が望ましい。加熱時間が短時間であるため、装置タクトに加熱条件が影響されにくく、セル特性が向上する最適条件で加熱処理を行いやすい。また、ランプの光照射でセル特性の向上と接続タブの溶着工程を同時に行う場合は、セル全体の温度を上げて且つ半田を溶融させる必要があり、必要以上の熱量がセルに加わるため最適な特性改善が得られなかった。また、反り、割れなども発生し、歩留まりも悪くなる。 In this embodiment described above, the heater heating by the hot plate and the light irradiation of the lamp are combined. However, as long as high temperature heating can be performed for a short time, only the heater heating of the hot plate or the like may be used. . Furthermore, a method of placing the stacked cells in a high temperature (about 300 ° C.) furnace for several seconds may be considered. However, it is desirable to irradiate the lamp with light that has optimum values for the heating temperature and the heating time and reduces thermal damage. Since the heating time is short, the heating conditions are not easily affected by the device tact, and the heat treatment is easily performed under the optimum conditions that improve the cell characteristics. In addition, when the cell characteristics are improved and the connection tab welding process is simultaneously performed by light irradiation of the lamp, it is necessary to raise the temperature of the entire cell and melt the solder. The characteristic improvement was not obtained. In addition, warpage, cracking, etc. occur, resulting in poor yield.
また、上記した実施形態においては、フラックスを塗布した後に高温加熱を施しているが、フラックスによっては、高温加熱した後にフラックスを塗布した方が好ましい場合もある。 In the above-described embodiment, high temperature heating is performed after the flux is applied. However, depending on the flux, it may be preferable to apply the flux after high temperature heating.
尚、上記した実施形態においては、太陽電池セルとして非晶質シリコンと結晶系シリコンとを組合せることにより構成されたヘテロ半導体接合を有する太陽電池セルを用いた場合について説明したが他の構成の太陽電池セルにもこの発明は適用できる。例えば、pn接合を有する多結晶シリコンからなる多結晶シリコン太陽電池セルにおいては、反射防止膜として窒化シリコン(SiN)を使っている場合は、その界面に水素パッシベーションを行うことで界面特性が改善されることが知られている。反射防止膜は高い温度の熱プロセス(pn接合の形成)で形成されるので、この発明の加熱工程を行うことで、反射防止膜内の水素が多結晶の粒界などを改善し、太陽電池特性を向上させることが期待できる。 In the above-described embodiment, a case where a solar battery cell having a hetero semiconductor junction configured by combining amorphous silicon and crystalline silicon is used as the solar battery cell is described. The present invention can also be applied to solar cells. For example, in a polycrystalline silicon solar cell made of polycrystalline silicon having a pn junction, when silicon nitride (SiN) is used as an antireflection film, the interface characteristics are improved by performing hydrogen passivation on the interface. It is known that Since the antireflection film is formed by a high-temperature thermal process (formation of a pn junction), by performing the heating process of the present invention, the hydrogen in the antireflection film improves the polycrystalline grain boundaries and the like, and the solar cell It can be expected to improve the characteristics.
また、太陽電池セルとして、非晶質シリコン、微結晶シリコンなどの薄膜系の太陽電池を用いた場合には、多くの界面を有するため、この発明の高温加熱処理工程を行うことで、界面特性を改善し、太陽電池特性を向上させることが期待できる。 In addition, when a thin-film solar cell such as amorphous silicon or microcrystalline silicon is used as a solar battery cell, it has many interfaces. Can be expected to improve the solar cell characteristics.
今回開示された実施の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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。 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 embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、住宅用太陽電池装置など太陽光発電装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a solar power generation device such as a residential solar cell device.
10 太陽電池セル
5 集電極
14 接続タブ
21 ランプ
22 温風ヒータ
DESCRIPTION OF
Claims (17)
17. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell includes a transparent electrode made of an ITO film.
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008205045A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacturing method of solar cell module |
JP2011003848A (en) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Kaneka Corp | Crystal silicon-based solar cell |
JP2011171773A (en) * | 2005-06-16 | 2011-09-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Method for manufacturing photovoltaic module |
JP2011192733A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | Method of manufacturing photovoltaic device |
JP2013125884A (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric conversion device manufacturing method and photoelectric conversion device |
JPWO2012020682A1 (en) * | 2010-08-09 | 2013-10-28 | 株式会社カネカ | Crystalline silicon solar cell |
JP2014523125A (en) * | 2011-06-27 | 2014-09-08 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ | Method for processing a heterojunction solar cell |
WO2014148443A1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 長州産業株式会社 | Photovoltaic element and manufacturing method therefor |
JP2014203924A (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 三菱電機株式会社 | Process of manufacturing solar cell and solar cell |
JP2015115458A (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 三菱電機株式会社 | Solar battery and method for manufacturing the same |
JP2015153831A (en) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 株式会社カネカ | Solar cell and manufacturing method therefor, and solar cell module |
US9419168B2 (en) | 2012-03-08 | 2016-08-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method of manufacturing a solar cell by texturing a principal surface using an alkaline solution |
JP2017112377A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | Method of manufacturing solar cell |
JP2018110228A (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-12 | 國立台湾師範大学 | Method for manufacturing heterojunction type solar battery |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000022188A (en) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Npc:Kk | Soldering system for tab lead |
-
2006
- 2006-06-15 JP JP2006166083A patent/JP2007294830A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000022188A (en) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Npc:Kk | Soldering system for tab lead |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011171773A (en) * | 2005-06-16 | 2011-09-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Method for manufacturing photovoltaic module |
JP2008205045A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacturing method of solar cell module |
JP2011003848A (en) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Kaneka Corp | Crystal silicon-based solar cell |
JP2011192733A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | Method of manufacturing photovoltaic device |
JPWO2012020682A1 (en) * | 2010-08-09 | 2013-10-28 | 株式会社カネカ | Crystalline silicon solar cell |
JP2014523125A (en) * | 2011-06-27 | 2014-09-08 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ | Method for processing a heterojunction solar cell |
EP2724385B1 (en) * | 2011-06-27 | 2019-08-21 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Method of treating a heterojunction photovoltaic cell |
JP2013125884A (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric conversion device manufacturing method and photoelectric conversion device |
US9419168B2 (en) | 2012-03-08 | 2016-08-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method of manufacturing a solar cell by texturing a principal surface using an alkaline solution |
JP5945066B2 (en) * | 2013-03-19 | 2016-07-05 | 長州産業株式会社 | Photovoltaic element manufacturing method |
CN105144399A (en) * | 2013-03-19 | 2015-12-09 | 长州产业株式会社 | Photovoltaic element and manufacturing method therefor |
JPWO2014148443A1 (en) * | 2013-03-19 | 2017-02-16 | 長州産業株式会社 | Photovoltaic element manufacturing method |
WO2014148443A1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 長州産業株式会社 | Photovoltaic element and manufacturing method therefor |
JP2014203924A (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 三菱電機株式会社 | Process of manufacturing solar cell and solar cell |
JP2015115458A (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 三菱電機株式会社 | Solar battery and method for manufacturing the same |
JP2015153831A (en) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 株式会社カネカ | Solar cell and manufacturing method therefor, and solar cell module |
JP2017112377A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | Method of manufacturing solar cell |
JP2018110228A (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-12 | 國立台湾師範大学 | Method for manufacturing heterojunction type solar battery |
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