JP4242323B2 - 太陽電池素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明にかかる太陽電池素子の好適な一実施形態は、図1を参照して、太陽電池素子基板1の受光面側に第1の導電型層2が形成され、第1の導電型層2上には第1の導電型用電極3および反射防止膜6が形成されている。また、太陽電池素子基板1の裏面側に第2の導電型用電極4が形成されている。ここで、裏面とは、受光面(表面)とは反対側の面をいう。さらに、太陽電池素子基板の少なくとも1つの側面10の少なくとも一部に、第1の導電型層2および第2の導電型用電極4に接触するようにバイパス電極5が形成されている。
本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の好適な一実施形態は、図2を参照して、図2(a)に示す薄型化エッチング工程において、太陽電池素子基板1であるシリコン基板を所望の厚さまでエッチングした。
バイパス電極の形成方法には、特に制限はないが、均一な厚さの電極が得られる点から、蒸着法が好ましく用いられる。ここで、バイパス電極としては、バイパス電極が第1の導電型層に対してショットキー接合することが好ましい点から、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、銀、金などが用いられる。具体的には、たとえば、太陽電池素子基板の4つの側面において3つの側面をマスキングして、残りの1つの側面10上に、蒸着法により、バイパス電極として銀電極を形成した。ここで、パイパス電極は、第1の導電型層および第2の導電型用電極と接触するように形成した。
本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の好適な別の実施形態を、図2における図2(a)〜(e)および図3を参照して説明する。本実施形態は、太陽電池素子基板に第1の導電型層および第2の導電型用電極を形成した後、太陽電池素子基板を積み重ねて、太陽電池素子基板の側面に第1の導電型層および第2の導電型用電極に接触するバイパス電極を形成する点に特徴がある。太陽電池素子基板を積み重ねて蒸着を行なうことにより、より効率的にバイパス電極を形成することができる。
本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の好適なまた別の実施形態を、図2における図2(a)〜(c)および図4を参照して説明する。本実施形態は、2回のダイシング工程を有している点、また1回目のダイシング工程において、太陽電池素子基板の受光面の面積を裏面の面積より大きくなるように切り出す点、p型用電極形成工程とバイパス電極形成工程を同時に行なう点に特徴を有する。
図1を参照して、図2(a)に示すように、太陽電池素子基板1であるシリコン基板を厚さ200μmまでエッチングした。次いで、図2(b)に示すように、太陽電池基板1の裏面をマスキングしてリンを拡散することにより、太陽電池素子基板1であるシリコン基板の受光面側に第1の導電型層2として厚さ1μmのn+拡散層を形成した。次いで、図2(c)に示すように、上記第1の導電型層2上に第1の導電型用電極3であるn型用電極として厚さ5μmの銀電極を蒸着法により形成した。次いで、図2(d)に示すように、上記太陽電池素子基板を70mm×70mmの大きさに切り出した。次いで、図2(e)に示すように、太陽電池素子基板1であるシリコン基板の裏面側に第2の導電型用電極4であるp型用電極として厚さ5μmの銀電極を蒸着法により形成した。次いで、図2(f)に示すように、太陽電池素子基板の側面に第1の導電型層2および第2の導電型用電極4に接触するバイパス電極5として厚さ10nmの銀電極を蒸着法により形成した。次いで、図2(g)に示すように、第1の導電型層2であるn+拡散層および第1の導電型用電極3であるn型用電極としての銀電極の上に反射防止膜6として厚さ1μmのTiO2膜を蒸着法により形成して、太陽電池素子を得た。この太陽電池素子を直列に10個、並列に10個あわせて100個配列した太陽電池を構成した。この太陽電池において1個の太陽電池素子の受光面をマスキングして影の部分を形成したとき太陽電池に、AM(Air Mass;通過空気量)0、135.3mW/cmの太陽光照射下における電池特性(開放電圧、短絡電流、最大出力およびバイパス電流)を測定した。開放電圧は590mV、短絡電流は40.3mA/cm2、最大出力は18.5mW/cm2、バイパス電流は62.2mA/cm2であった。結果を表1に示した。
バイパス電極を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、太陽電子素子を作製し太陽電池を構成した。この太陽電池について、実施例1と同様にして電池特性を測定した。開放電圧は590mV、短絡電流は40.3mA/cm2、最大出力は18.5mW/cm2、バイパス電流は1.6mA/cm2であった。結果を表1に示した。
Claims (12)
- 太陽電池素子基板の受光面側に形成された第1の導電型層と、前記太陽電池素子基板の裏面側に形成された第2の導電型用電極と、前記第1の導電型層および前記第2の導電型用電極に接触するように形成されたバイパス電極を有する太陽電池素子。
- 前記バイパス電極の厚さが10nm以上である請求項1に記載の太陽電池素子。
- 前記バイパス電極の材料は、前記バイパス電極が前記第1の導電型層に対してショットキー接合となる材料である請求項1または請求項2に記載の太陽電池素子。
- 前記太陽電池素子の構造がコンベンショナル構造またはBSR構造である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の太陽電池素子。
- 前記太陽電池素子が宇宙用機器に用いられる請求項1〜請求項4のいずれかに記載の太陽電池素子。
- 太陽電池素子基板の受光面側に第1の導電型層を形成する工程と、前記太陽電池素子基板の裏面側に第2の導電型用電極を形成する工程と、前記第1の導電型層および前記第2の導電型用電極に接触するバイパス電極を前記太陽電池素子基板の少なくとも1つの側面の少なくとも一部に形成するバイパス電極形成工程とを含む太陽電池素子の製造方法。
- 前記第2の導電型用電極を形成する工程と、前記バイパス電極形成工程を同時に行なう請求項6に記載の太陽電池の製造方法。
- 太陽電池素子基板の受光面側に第1の導電型層を形成する工程と、前記太陽電池素子基板の裏面側に第2の導電型用電極を形成する工程と、前記太陽電池素子基板を積み重ねる工程と、前記第1の導電型層および前記第2の導電型用電極に接触するバイパス電極を前記太陽電池素子基板の少なくとも1つの側面の少なくとも一部に形成するバイパス電極形成工程とを含む太陽電池素子の製造方法。
- 前記パイパス電極の形成を蒸着法により行なう請求項6〜8のいずれかに記載の太陽電池素子の製造方法。
- 前記太陽電池素子基板の側面が、受光面に対して直角以外の角度を有するように形成する請求項6〜請求項9のいずれかに記載の太陽電池素子の製造方法。
- 前記太陽電池素子基板の側面に形成されるバイパス電極の形成辺の長さによりバイパス電流量を制御することを特徴とする請求項6〜請求項10のいずれかに記載の太陽電池素子の製造方法。
- 前記バイパス電極形成工程において、前記太陽電池素子基板の少なくとも1つの側面の少なくとも一部をマスキングすることにより、バイパス電極形成領域またはバイパス電流量を制御することを特徴とする請求項6〜請求項11のいずれかに記載の太陽電池素子の製造方法。
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