JPH06204520A - Sealing method for defective part of solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池の欠陥部分封止
法に係わる。より詳しくは、太陽電池の製造工程で発生
するショートやシャントなどの欠陥部分のリーク電流を
光照射により増加させることにより、電着による欠陥部
分の封止を選択的に行う太陽電池の欠陥部分封止法に関
する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for sealing a defective portion of a solar cell. More specifically, by increasing the leakage current of defective parts such as shorts and shunts that occur in the manufacturing process of solar cells by light irradiation, the defective part sealing of the solar cell is performed, which selectively seals the defective parts by electrodeposition. Regarding the law.
【０００２】[0002]
【従来の技術】太陽光を電気エネルギーに変換する光電
変換素子である太陽電池は、電卓、腕時計など民生機器
用の電源として広く応用されており、また、石油、石炭
などのいわゆる化石燃料の代替用電力として実用化可能
な技術として注目されている。太陽電池は半導体のｐｎ
接合部に発生する拡散電位を利用した技術である。すな
わち、シリコンなどの半導体が太陽光を吸収し、電子及
び正孔の光キャリヤーが生成し、該光キャリヤーをｐｎ
接合部の拡散電位により生じた内部電界でドリフトさ
せ、外部に取り出すものである。2. Description of the Related Art Solar cells, which are photoelectric conversion elements that convert sunlight into electric energy, are widely applied as a power source for consumer appliances such as calculators and wristwatches, and also substitute fossil fuels such as petroleum and coal. It is drawing attention as a technology that can be put to practical use as power for use. A solar cell is a semiconductor pn
This is a technology that uses the diffusion potential generated at the junction. That is, a semiconductor such as silicon absorbs sunlight and photo carriers of electrons and holes are generated, and the photo carriers are pn
It is taken out to the outside by drifting by the internal electric field generated by the diffusion potential of the junction.
【０００３】太陽電池は、ほぼ、半導体素子製造プロセ
スと同様にして製造される。具体的には、ＣＺ法などの
結晶成長法によりｐ型、あるいはｎ型に価電子制御した
シリコンの単結晶を作製し、該単結晶をスライスして約
３００μｍの厚みのシリコンウエハーを作る。さらにウ
エハー表面が、ウエハーの導電型と反対導電型となるよ
うに、価電子制御剤を拡散などの適当な手段により異種
の導電型の層を形成することでｐｎ接合を作るものであ
る。A solar cell is manufactured almost in the same manner as the semiconductor device manufacturing process. Specifically, a p-type or n-type valence electron controlled silicon single crystal is produced by a crystal growth method such as the CZ method, and the single crystal is sliced to produce a silicon wafer having a thickness of about 300 μm. Further, a pn junction is formed by forming layers of different conductivity types by an appropriate means such as diffusion of a valence electron control agent so that the surface of the wafer has a conductivity type opposite to that of the wafer.
【０００４】ところで、上述のように太陽電池の製造方
法は半導体製造プロセスを用いるため、生産コストは高
く既存の発電方法に比べて割高になってしまうという問
題がある。このような事情から太陽電池の電力用として
の実用化を進めるにあたって、低コスト化が重要な技術
的課題であり、様々な検討がなされており、コストの安
い材料、変換効果の高い材料などの材料の探求が行われ
てきた。このような太陽電池の材料としては、アモルフ
ァスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、ア
モルファスＳｉＣなどのテトラヘドラル系のアモルファ
ス半導体や、ＣｄＳ、Ｃｕ2 ＳなどのＩＩ−ＶＩ族やＧ
ａＡｌＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体等が挙げ
られる。とりわけ、アモルファス半導体を用いた薄膜太
陽電池は、単結晶太陽電池に比較して大面積の膜が作製
できることや、膜厚が薄くて済むこと、任意の基板材料
に堆積できることなどの長所があり有望視されている。By the way, as described above, since the method of manufacturing a solar cell uses a semiconductor manufacturing process, there is a problem that the production cost is high and the cost is higher than that of the existing power generation method. Under these circumstances, cost reduction is an important technical issue in advancing the practical use of solar cells for electric power, and various studies have been made, such as materials with low cost, materials with high conversion effect, etc. The search for materials has been carried out. Materials for such solar cells include amorphous silicon, amorphous silicon germanium, tetrahedral amorphous semiconductors such as amorphous SiC, II-VI group such as CdS and Cu 2 S, and G.
Examples include III-V group compound semiconductors such as aAlAs. In particular, thin-film solar cells that use amorphous semiconductors are promising because they have the advantages of being able to form a large-area film compared to single-crystal solar cells, requiring a small film thickness, and being able to deposit on any substrate material. Is being watched.
【０００５】アモルファスシリコン太陽電池の構造は一
般的には、基板上に下部電極を設け、その上に薄膜のｎ
層、ｉ層、ｐ層からなる半導体接合を積層し、さらに、
上部電極を設ける構造となっている。さらに、集電の為
グリッド電極やバスバーが設けられけている。また、ア
モルファスシリコンは結晶シリコンや多結晶シリコンに
比較して膜質が劣るため変換効率が低いという問題があ
るが、この問題を解決するために半導体接合を２以上の
直列に積層するいわゆるタンデムセルも検討されてい
る。The structure of an amorphous silicon solar cell is generally such that a lower electrode is provided on a substrate and a thin film of n is formed thereon.
A semiconductor junction including a layer, an i layer, and a p layer are stacked, and further,
The structure is such that an upper electrode is provided. Furthermore, grid electrodes and bus bars are provided for collecting current. Further, amorphous silicon has a problem that the conversion efficiency is low because the film quality is inferior to that of crystalline silicon or polycrystalline silicon. To solve this problem, a so-called tandem cell in which two or more semiconductor junctions are stacked in series is also used. Is being considered.
【０００６】ところで、前述した太陽電池を例えば一般
家庭の電力供給用として用いる場合には約３ＫＷの出力
が必要となり、変換効率１０％の太陽電池を用いた場合
では３０ｍ2 の面積となり、大面積の太陽電池が必要と
される。しかしながら、太陽電池の製造工程上、大面積
にわたって欠陥のない太陽電池を作製することは困難で
あり、例えば多結晶では粒界部分に低抵抗な部分が生じ
てしまったり、アモルファスシリコンのような薄膜太陽
電池においては、半導体層の成膜時にダストの影響など
によりピンホールや欠陥が生じ、シャントやショートの
原因となり、これらのシャントやショートは変換効率を
著しく低下させることが知られている。By the way, when the above-mentioned solar cell is used for supplying electric power to a general household, for example, an output of about 3 KW is required, and when a solar cell with a conversion efficiency of 10% is used, the area is 30 m 2 , which is a large area. Solar cells are needed. However, it is difficult to produce a defect-free solar cell over a large area due to the manufacturing process of the solar cell. For example, in a polycrystal, a low resistance part is generated in the grain boundary part, or a thin film such as amorphous silicon. It is known that in a solar cell, pinholes and defects are generated due to the influence of dust during film formation of a semiconductor layer, which causes shunts and shorts, and these shunts and shorts significantly reduce conversion efficiency.
【０００７】ピンホールや欠陥ができる原因とその影響
についてさらに詳しく述べると、例えばステンレス基板
上に堆積したアモルファスシリコン太陽電池の場合で
は、基板表面は完全に平滑な面とは言えず傷やへこみ、
あるいはスパイク状の突起が存在することや、基板上に
光を乱反射する目的で凹凸のあるバックリフレクターを
設けたりするため、ｐ、ｎ層のように数１０ｎｍの厚み
の薄膜の半導体層がこのような表面を完全にカバーでき
ないことや、あるいは別の原因として成膜時のごみなど
によりピンホールが生じることなどが挙げられる。The cause of pinholes and defects and their effects will be described in more detail. For example, in the case of an amorphous silicon solar cell deposited on a stainless substrate, the substrate surface cannot be said to be a completely smooth surface, and scratches or dents,
Alternatively, since there are spike-like protrusions or a back reflector having irregularities is provided on the substrate for the purpose of irregularly reflecting light, a thin semiconductor layer having a thickness of several tens nm such as p and n layers is It is not possible to completely cover such a surface, or another cause is that pinholes are generated due to dust during film formation.
【０００８】太陽電池の下部電極と上部電極との間の半
導体が、ピンホールにより失われていて下部電極と上部
電極とが直接接触したり、基板のスパイク状欠陥が上部
電極と接触したり、半導体層が完全に失われないまでも
低抵抗なシャントまたはショートとなっている場合に
は、光によって発生した電流が上部電極を平行に流れて
前記シャントまたはショート部の低抵抗部分に流れ込む
こととなり電流を損失することになる。このような電流
損失があると太陽電池の開放電圧は低下する。アモルフ
ァスシリコン太陽電池においては一般的に半導体自体の
シート抵抗は高いため半導体全体にわたる透明な上部電
極を必要とし、通常はＳｎＯ2 、ＩＴＯのような導電性
の反射防止膜を設ける。このため微少な欠陥に於いて欠
陥に流れ込む電流はかなり大きなものとなる。さらに、
欠陥の位置がグリッド電極やバスバーから離れている場
合には、欠陥部分に流れ込むときの抵抗が大きいため電
流損失は比較的少ないが逆に、欠陥部分がグリッド電極
やバスバーの下にあるときは欠陥により損失する電流は
より大きなものとなる。The semiconductor between the lower electrode and the upper electrode of the solar cell is lost due to the pinhole so that the lower electrode and the upper electrode are in direct contact with each other, or the spike-like defect of the substrate is in contact with the upper electrode, If the semiconductor layer has a low resistance shunt or short even if it is not completely lost, the current generated by light will flow through the upper electrode in parallel and flow into the low resistance part of the shunt or short. This will result in a loss of current. If there is such a current loss, the open circuit voltage of the solar cell decreases. In an amorphous silicon solar cell, since the sheet resistance of the semiconductor itself is generally high, a transparent upper electrode over the entire semiconductor is required, and a conductive antireflection film such as SnO 2 or ITO is usually provided. For this reason, the current flowing into the defect becomes very large in the case of a minute defect. further,
When the position of the defect is far from the grid electrode or bus bar, the resistance when flowing into the defective part is large, so the current loss is relatively small, but conversely, when the defective part is below the grid electrode or bus bar, the defect is Therefore, the current that is lost becomes larger.
【０００９】一方、ピンホール状の欠陥による欠陥部分
では、半導体層で発生した電荷が欠陥部分にリークする
ばかりではなく、水分との相互作用によりイオン性の物
質が生成するので、太陽電池の使用時に、使用時間の経
過と共に次第に欠陥部分の電気抵抗が低下し、変換効率
などの特性が劣化する現象が見られる。以上のようなシ
ョートが生じている場合にはその場所の上部電極を除去
するかまたは絶縁化することにより電流損失を小さくす
ることができる。シャントまたはショート部の上部電極
を選択的に除去する方法は、米国特許４，７２９，９７
０号公報に開示されている。該発明によれば太陽電池を
電解液中に浸漬し、太陽電池にバイアスをかけることに
よりショート部分をエッチングして除去できる。また、
欠陥部分のみを選択的に絶縁する方法としては、米国特
許第４，４５１，９７０号公報に開示されるように、太
陽電池の欠陥部を検出器によって検知し、その後、検出
された欠陥部に絶縁材料をアプリケーターで塗布する方
法がある。さらに、米国特許第４，１９７，１４１号公
報に開示されるように、多結晶Ｓｉ基板を電解質溶液中
に浸漬し、電解を印加して、多結晶の結晶粒界や、格子
不整合に基づく欠陥部を酸化したり、あるいは欠陥部に
絶縁物を堆積したり、あるいは欠陥部をエッチングする
方法がある。On the other hand, in the defective portion due to the pinhole-like defect, not only the charge generated in the semiconductor layer leaks to the defective portion, but also an ionic substance is generated due to the interaction with moisture, so that the solar cell is used. At times, there is a phenomenon in which the electric resistance of the defective portion gradually decreases with the lapse of use time, and characteristics such as conversion efficiency deteriorate. When the above-mentioned short circuit occurs, the current loss can be reduced by removing or insulating the upper electrode at that location. A method for selectively removing the upper electrode of the shunt or short circuit is disclosed in US Pat. No. 4,729,97.
No. 0 publication. According to the invention, the solar cell can be removed by etching by immersing the solar cell in an electrolytic solution and applying a bias to the solar cell. Also,
As a method of selectively insulating only a defective portion, as disclosed in US Pat. No. 4,451,970, a defective portion of a solar cell is detected by a detector, and then the detected defective portion is detected. There is a method of applying an insulating material with an applicator. Further, as disclosed in U.S. Pat. No. 4,197,141, a polycrystalline Si substrate is immersed in an electrolyte solution and electrolysis is applied to the polycrystalline Si grain boundaries or lattice mismatch. There is a method of oxidizing the defective portion, depositing an insulator on the defective portion, or etching the defective portion.
【００１０】前者の開示された発明（米国特許４，４５
１，９７０号）においては、欠陥部の検出とアプリケー
タとはともにかなり大きな装置となってしまい、実際の
欠陥の大きさよりも大きい範囲でしか検出できず、また
絶縁化も不要な部分まで行われ、かつ、高く盛り上がっ
てしまうためグリッドが印刷できないという問題があ
る。また、後者の開示された発明（米国特許４，１９
７，１４１号）には、絶縁物を選択的に堆積するという
概念はあるが、アルミニウム、クロム、銅などの金属の
酸化物を堆積するという内容であり、有機高分子材料の
堆積については述べられていない。また、開示された実
施例は、ガリウム砒素太陽電池の欠陥部を陽極酸化する
という例であり、シリコン太陽電池などについて同様の
技術が利用できるかどうかは開示されていない。The former disclosed invention (US Pat. No. 4,45,45)
No. 1,970), both the defect detection and the applicator are considerably large devices, and the detection is possible only in a range larger than the actual size of the defect. Moreover, there is a problem that the grid cannot be printed because it rises up high. The latter disclosed invention (US Pat. No. 4,19,19)
No. 7,141), there is a concept of selectively depositing an insulator, but the content of depositing an oxide of a metal such as aluminum, chromium, or copper is described. Has not been done. Further, the disclosed embodiment is an example of anodizing a defective portion of a gallium arsenide solar cell, and it is not disclosed whether a similar technique can be used for a silicon solar cell or the like.
【００１１】以上のように、従来の方法では、上部電極
を除去した場合は、グリッドを設けたときにシャント部
との接触により再びショートが生じてしまう。また、欠
陥部分を絶縁化する場合も絶縁材料を完全には選択的に
欠陥部分のみに被膜できないことや欠陥部分の堆積皮膜
が不十分であるために、初期のシャント発生率を充分に
低下させることができず、また十分な信頼性が得られて
いないという問題があった。As described above, in the conventional method, when the upper electrode is removed, a short circuit occurs again due to contact with the shunt portion when the grid is provided. Also, when insulating the defective part, the insulating material cannot be selectively selectively coated only on the defective part or the deposited film on the defective part is insufficient, so that the initial shunt occurrence rate is sufficiently reduced. There was a problem that it was not possible and sufficient reliability was not obtained.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は太陽電
池の欠陥部分の封止に関する上述した問題を解決して、
太陽電池の特性、信頼性を向上させる欠陥部分封止法を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems relating to the sealing of defective portions of solar cells,
It is an object of the present invention to provide a defect part sealing method that improves the characteristics and reliability of a solar cell.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池の欠陥
部分封止法は、少なくとも一対の半導体接合と上部電極
とからなる太陽電池の製造方法であって、少なくとも一
対の半導体接合を形成した後または上部電極を形成した
後、電着法により樹脂をショートやシャントなどの欠陥
部分に堆積させる際、光照射によって前記欠陥部分に流
れるリーク電流を増加させることを特徴とする。A method for sealing a defective portion of a solar cell according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell comprising at least a pair of semiconductor junctions and an upper electrode, wherein at least a pair of semiconductor junctions are formed. When the resin is deposited on a defective portion such as a short circuit or a shunt by the electrodeposition method after or after forming the upper electrode, the leakage current flowing through the defective portion is increased by light irradiation.
【００１４】前記電着法に用いる樹脂はカチオン型電着
樹脂であり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂の内
少なくとも一つを含んでいることを特徴とする。また光
照射によって発生する短絡電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ
2 から１０ｍＡ／ｃｍ2 であることが好ましい。さら
に、太陽電池の順方向電流のリーク電流に対する比が２
以下となるような順バイアスを印加して電着を行うこと
が望ましい。The resin used in the electrodeposition method is a cationic electrodeposition resin and is characterized by containing at least one of acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, styrene resin, fluororesin and polyester resin. . The short-circuit current density generated by light irradiation is 0.1 mA / cm.
It is preferably from 2 to 10 mA / cm 2 . Furthermore, the ratio of the forward current of the solar cell to the leakage current is 2
It is desirable to carry out electrodeposition by applying the following forward bias.
【００１５】[0015]
【作用及び実施態様例】本発明は、太陽電池に存在する
欠陥により形成される低抵抗部分を選択的に絶縁する太
陽電池の欠陥部分封止法について本発明者らの実験によ
り得た知見をさらに詳細に検討を加えて完成したもので
ある。その骨子は、太陽電池を半導体層または上部電極
を積層後、カチオン系電着樹脂の懸濁中に浸漬し、前記
太陽電池を陰極として適当な電圧を印加することにより
太陽電池の低抵抗部分のみに前記カチオン系電着樹脂で
被覆するものである。The present invention provides the findings obtained by the experiments of the inventors of the present invention regarding a method for sealing a defective portion of a solar cell which selectively insulates a low resistance portion formed by a defect existing in the solar cell. It was completed after further detailed examination. The essence is that the solar cell is laminated with a semiconductor layer or an upper electrode, and then immersed in a suspension of a cationic electrodeposition resin, and by applying an appropriate voltage with the solar cell as a cathode, only the low resistance portion of the solar cell is applied. Is coated with the above-mentioned cationic electrodeposition resin.
【００１６】電着法の際に太陽電池の受光面側から光を
照射することにより、欠陥部分に流れリーク電流が増加
するために欠陥部分のみが確実に低抵抗化するために被
覆はより選択的に行われるものである。更に、電着樹脂
の被覆膜形成後には低抵抗部分の電気抵抗は十分に高く
なり、半導体層で発生した電荷が該欠陥部分にリークす
ることを防止し、その結果、光電変換素子の変換効率な
どの太陽電池特性が向上するものである。By irradiating light from the light-receiving surface side of the solar cell during the electrodeposition method, the leak current flows to the defective portion and the leak current increases, so that the resistance of only the defective portion is surely lowered, and therefore the coating is more selected. It is done in a regular manner. Furthermore, after the coating film of the electrodeposition resin is formed, the electric resistance of the low resistance portion becomes sufficiently high, and the charge generated in the semiconductor layer is prevented from leaking to the defective portion, and as a result, the conversion of the photoelectric conversion element is prevented. The solar cell characteristics such as efficiency are improved.
【００１７】また、欠陥部分を前記電着樹脂で絶縁した
ことにより欠陥部分への水分の浸透や吸着が強く抑制さ
れるので、実使用に際して起こる使用時間の経過と共に
太陽電池特性が劣化する現象も大幅に改善される。更
に、上部電極の上にグリッド電極を設ける構成の太陽電
池の場合には、欠陥部分が電気絶縁性樹脂で覆われてい
るので、該欠陥部分とグリッド電極とが直接電気的に接
続されることによる重度のシャントトラブルもなくな
る。Further, since the defective portion is insulated by the electrodeposition resin, the permeation and adsorption of water to the defective portion is strongly suppressed, so that the solar cell characteristics may deteriorate with the passage of time during actual use. Greatly improved. Furthermore, in the case of a solar cell having a configuration in which a grid electrode is provided on the upper electrode, the defective portion is covered with an electrically insulating resin, so that the defective portion and the grid electrode are directly electrically connected. Severe shunt troubles caused by are eliminated.
【００１８】以上のように、欠陥部分に電着樹脂を堆積
させ、欠陥部分を絶縁化することにより太陽電池特性を
低下させるシャント及びショートを著しく改善する太陽
電池の欠陥部分封止法であり、また、半導体層または上
部電極積層後に電着を行うため工程上容易な欠陥部分封
止法である。本発明の欠陥部分封止法を行う好適な装置
例を図１に示す。図に於いて１００は太陽電池、１０１
は電着槽、１０２は電着液、１０３は対向電極、１０４
は基板、１０５は下部電極、１０６はｎ層、１０７はｉ
層、１０８はｐ層、１０９は上部電極、１１０欠陥部
分、１１１は被覆した電着樹脂、１１２は電源、１１３
は導線、１１４は太陽電池裏面のマスクシート、１１５
は対向電極裏面のマスクシート、１１６は光照射装置を
示す。尚、図１（Ｂ）は対向電極１０３、太陽電池１０
０、光照射装置１１６の配置を示すために図１（Ａ）を
上部から見た図である。As described above, a method of sealing a defective portion of a solar cell, in which an electrodeposition resin is deposited on the defective portion to insulate the defective portion to remarkably improve a shunt and a short circuit which deteriorate the characteristics of the solar cell, Further, this is a defect part sealing method that is easy in the process because electrodeposition is performed after the semiconductor layer or the upper electrode is laminated. An example of a suitable apparatus for performing the defective portion sealing method of the present invention is shown in FIG. In the figure, 100 is a solar cell, 101
Is an electrodeposition tank, 102 is an electrodeposition liquid, 103 is a counter electrode, 104
Is a substrate, 105 is a lower electrode, 106 is an n layer, and 107 is an i layer.
Layer, 108 is p layer, 109 is upper electrode, 110 defective portion, 111 is coated electrodeposition resin, 112 is power supply, 113
Is a conducting wire, 114 is a mask sheet on the back surface of the solar cell, 115
Is a mask sheet on the back surface of the counter electrode, and 116 is a light irradiation device. 1B shows the counter electrode 103 and the solar cell 10.
0 is a view of FIG. 1 (A) seen from above to show the arrangement of the light irradiation device 116.
【００１９】本発明の太陽電池の半導体層１０６、１０
７、１０８及び下部電極１０５上部電極１０９等の形成
方法は大略公知の方法により作製される。アモルファス
シリコン半導体層の成膜法としては、蒸着法、スパッタ
法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等公知の方法
を所望に応じて用いる。工業的に採用されている方法と
しては、原料ガスをプラズマで分解し、基板上に堆積さ
せるＲＦプラズマＣＶＤ法が好んで用いられる。さら
に、ＲＦプラズマＣＶＤ法に於いては、原料ガスの分解
効率が約１０％と低いことや、堆積速度が０．１ｎｍ／
ｓｅｃから１ｎｍ／ｓｅｃ程度と遅いことが問題である
が、この点を改良した成膜法としてマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法が注目されている。多結晶シリコンの場合は、
溶融シリコンのシート化により、ＣｕＩｎＳｅ2 ／Ｃｄ
Ｓの場合、電子ビーム蒸着、スパッタリング、電解液の
電気分解による析出などの方法で形成される。The semiconductor layers 106 and 10 of the solar cell of the present invention
7, 108 and the lower electrode 105 and the upper electrode 109 are formed by a generally known method. The film formation method of the amorphous silicon semiconductor layer includes vapor deposition method, sputtering method, RF plasma CVD method, and microwave plasma CVD.
A known method such as a method, an ECR method, a thermal CVD method, or an LPCVD method is used as desired. As an industrially adopted method, an RF plasma CVD method of decomposing a source gas with plasma and depositing it on a substrate is preferably used. Further, in the RF plasma CVD method, the decomposition efficiency of the source gas is as low as about 10%, and the deposition rate is 0.1 nm /
The problem is that it is slow from sec to about 1 nm / sec, but a microwave plasma CVD method is drawing attention as a film forming method that improves this point. In the case of polycrystalline silicon,
CuInSe 2 / Cd is formed by forming molten silicon into a sheet.
In the case of S, it is formed by a method such as electron beam evaporation, sputtering, or deposition by electrolytic decomposition of an electrolytic solution.
【００２０】以上の成膜を行うための反応装置として
は、バッチ式の装置や連続成膜装置などが所望に応じて
使用できる。また下部電極はメッキ、蒸着、スパッタ等
の方法を用いる。上部電極の作製方法としては、抵抗加
熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法、
スプレー法等を用いることができ所望に応じて適宜選択
される。As a reaction apparatus for performing the above film formation, a batch type apparatus or a continuous film formation apparatus can be used as desired. For the lower electrode, a method such as plating, vapor deposition or sputtering is used. As a method for manufacturing the upper electrode, a resistance heating evaporation method, an electron beam heating evaporation method, a sputtering method,
A spray method or the like can be used and is appropriately selected as desired.
【００２１】電着樹脂１１１は、ピンホール、粒界、基
板１０４及び下部電極１０５のスパイク状欠陥その他の
原因によって発生したショートあるいはシャント部分を
絶縁するために用いられ、さらには、耐湿性を向上させ
る機能を合わせ持っている。太陽電池のシャント抵抗は
理想的には無限大であるが一般的には１ＫΩｃｍ2 程度
であり、この程度のシャント抵抗であれば太陽電池の変
換効率には影響がない。しかしながら、欠陥によるシャ
ントやショートが存在し１ＫΩｃｍ2 以下になると変換
効率は著しく低下する。The electrodeposition resin 111 is used to insulate a short-circuit or shunt portion caused by pinholes, grain boundaries, spike-like defects of the substrate 104 and the lower electrode 105, or other causes, and further, the moisture resistance is improved. It also has the function to make it. Although the shunt resistance of the solar cell is ideally infinite, it is generally about 1 KΩcm 2 , and the shunt resistance of this level does not affect the conversion efficiency of the solar cell. However, if there is a shunt or a short circuit due to a defect and it is 1 KΩcm 2 or less, the conversion efficiency is remarkably reduced.
【００２２】電着樹脂は欠陥部分に直接堆積しているこ
とが必要であるが、電着の工程としては半導体層１０８
形成後、または上部電極１０９を形成後に電着する。こ
こで用いる電着樹脂の骨格樹脂としては、一般に知られ
ている樹脂を用いることができるが、絶縁性、耐熱性、
耐湿性を有する電着樹脂の骨格樹脂としては、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、フ
ッ素樹脂、ポリエステル樹脂の中から所望に応じて適宜
選択される。あるいは、耐侯性、耐湿性、可とう性、密
着性、その他反応性やコストの改良のために上記樹脂を
２種類以上併用することも可能である。また、これらの
樹脂を水溶化して電気泳動を行わせるために、水溶液中
でで電離が起こるような官能基を導入することが必要で
あり、該官能基としてはカルボキシル基、アミノ基など
がある。カチオン系電着塗料ではアミノ基を導入してお
り、樹脂は陰極側に電気泳動して析出する。さらに電着
樹脂を硬化させるために、硬化剤を加えるがメチロール
化メラミンによるメラミン架橋、側鎖にスチレンやブタ
ジエン導入することにより炭素ー炭素二重結合（＞Ｃ＝
Ｃ＜）を利用した酸化重合や、その他にもブロック化イ
ソシアネート基（ＲＯＣＯＮＨ−）のウレタン結合を利
用したものなどが用いいられる。It is necessary that the electrodeposition resin is directly deposited on the defective portion, and the semiconductor layer 108 is used as the electrodeposition step.
After formation or after formation of the upper electrode 109, electrodeposition is performed. As the skeleton resin of the electrodeposition resin used here, a generally known resin can be used, but the insulating property, heat resistance,
The skeleton resin of the electrodeposition resin having moisture resistance is appropriately selected from acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, styrene resin, fluororesin and polyester resin as desired. Alternatively, two or more kinds of the above resins may be used in combination for improving weather resistance, moisture resistance, flexibility, adhesion, reactivity and cost. Further, in order to solubilize these resins for electrophoresis and perform electrophoresis, it is necessary to introduce a functional group that causes ionization in an aqueous solution, and the functional group includes a carboxyl group, an amino group and the like. . An amino group is introduced in the cationic electrodeposition coating, and the resin is electrophoresed and deposited on the cathode side. Further, in order to cure the electrodeposition resin, a curing agent is added, but a melamine cross-link by methylolated melamine and a carbon-carbon double bond (> C =
Oxidative polymerization using C <), or the one using a urethane bond of a blocked isocyanate group (ROCONH-) is also used.
【００２３】また、電着樹脂は、太陽電池の欠陥部分お
よび欠陥部分近傍以外の表面には成膜されないことが望
ましい。このためには、電着後に不要な塗料を乾燥する
前に十分に水洗などにより除去する必要がある。不必要
な塗料が洗浄され易い条件としては、最低造膜温度（Ｍ
ＦＴ）が室温以上のＭＦＴでなければならず、望ましく
は５０℃以上であることが必要である。Further, it is desirable that the electrodeposition resin is not formed on the surface of the solar cell other than the defective portion and the vicinity of the defective portion. For this purpose, it is necessary to sufficiently remove unnecessary paint by washing with water or the like before it is dried after electrodeposition. The minimum film forming temperature (M
FT) must be MFT at room temperature or higher, preferably 50 ° C. or higher.
【００２４】さらに、上述した絶縁性、耐湿性を有する
電着樹脂の骨格樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等中から所望に
応じて適宜選択されるが、太陽電池の使用環境などを考
えるとある程度の耐熱性を有してしることが望ましい。
即ち、ガラス転移温度で表せば、１００℃以上が好まし
い。１００℃未満では上記樹脂を用いても屋外の真夏日
に樹脂が軟化するあるいは樹脂の樹脂の電気絶縁性が低
下するという問題が生じる懸念がある。柔らかい樹脂を
ガラス転移温度１００℃以上にする方法として、上記骨
格樹脂にハードセグメント（フェニル基、側鎖がアルキ
ル基の場合短く）等を導入するか、骨格樹脂の分子の対
称性を高めるか、前記架橋剤を増量して用いる等が挙げ
られる。Further, the skeleton resin of the above-mentioned electrodeposition resin having insulation and moisture resistance is appropriately selected from acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, polyester resin and the like as desired, but the Considering the usage environment, it is desirable to have some heat resistance.
That is, the glass transition temperature is preferably 100 ° C. or higher. If the temperature is lower than 100 ° C., even if the above-mentioned resin is used, there is a concern that the resin may soften on the midsummer day outdoors or the electric insulation of the resin may deteriorate. As a method of making the soft resin have a glass transition temperature of 100 ° C. or higher, a hard segment (short when the phenyl group or side chain is an alkyl group) or the like is introduced into the skeleton resin, or the symmetry of the molecule of the skeleton resin is increased. Examples include using the crosslinking agent in an increased amount.
【００２５】これらの電着樹脂は均一な成膜を行うため
に溶液中では沈澱せずに安定に懸濁することが重要であ
り、このためには、樹脂は適当な大きさのコロイド粒子
となっていることが望ましい。前記コロイド粒子の粒径
は、１０ｎｍから１００ｎｍ位の範囲であることが望ま
しく、また、前記粒径は単分散であることが望ましい。
前記コロイド粒子を構成する骨格樹脂の好適な分子量と
しては重量平均分子量が１０００〜２００００程度であ
る。耐光性、耐熱性、耐湿性、欠陥部分の選択性などの
向上のために電着樹脂に無機顔料、セラミックス、ガラ
スフリット、微粒子ポリマーなどのフィラーを分散する
ことも可能であり所望に応じ適宜選択して用いる。In order to form a uniform film, it is important for these electrodeposition resins to be stably suspended without precipitation in the solution. For this purpose, the resin should be colloidal particles of appropriate size. It is desirable that The particle size of the colloidal particles is preferably in the range of 10 nm to 100 nm, and the particle size is preferably monodisperse.
The weight average molecular weight of the skeleton resin constituting the colloidal particles is preferably about 1,000 to 20,000. It is also possible to disperse a filler such as an inorganic pigment, a ceramics, a glass frit, or a fine particle polymer in the electrodeposition resin in order to improve light resistance, heat resistance, moisture resistance, selectivity of defective portions, etc. To use.
【００２６】太陽電池の欠陥部分を選択的に、かつ、有
効に絶縁するためには単位電気量あたりの電着膜重量が
大きい方が好ましく、このためには電着塗料のクーロン
効率は１０ｍｇ／Ｃ以上であることが好ましい。電着塗
料の溶剤としては、透明導電性酸化物、半導体層及び下
部電極などの太陽電池構成材料を容易には溶解しない濃
度の酸またはアルカリを含む溶液、又はそれらの金属塩
を含む溶液を用いる。なお、該金属塩としては、塩を構
成する金属が、その標準電極電位が負で、水素過電圧の
値が標準電極電位の絶対値よりも小さい塩が用いられ
る。電着塗料は脱イオン水により希釈して用いられる
が、成膜性の良好な範囲としては、固形分が１％から２
５％位の範囲が良い。また、液の電導度は樹脂が安定に
懸濁し、電気泳動が起こり易く、しかも所望の欠陥部分
に堆積が起こり易いように、１００μＳ／ｃｍから２０
００μＳ／ｃｍの範囲であることが望ましい。In order to selectively and effectively insulate the defective portion of the solar cell, it is preferable that the weight of the electrodeposition film per unit amount of electricity is large. For this purpose, the Coulomb efficiency of the electrodeposition coating is 10 mg / It is preferably C or more. As the solvent of the electrodeposition paint, a solution containing a transparent conductive oxide, a concentration of an acid or alkali that does not easily dissolve the solar cell constituent materials such as the semiconductor layer and the lower electrode, or a solution containing a metal salt thereof is used. . As the metal salt, a salt having a standard electrode potential of a negative metal and a hydrogen overvoltage smaller than the absolute value of the standard electrode potential is used. The electrodeposition coating is diluted with deionized water and used, but the range of good film forming property is 1% to 2% of solid content.
A range of around 5% is good. Further, the conductivity of the liquid is 100 μS / cm to 20 μm so that the resin is stably suspended, electrophoresis is likely to occur, and deposition is likely to occur at a desired defect portion.
It is preferably in the range of 00 μS / cm.
【００２７】堆積した電着膜については、太陽電池の製
造方法によっては、電着後に溶剤を用いたり熱処理を行
うような工程がある。この場合にはこれらの処理によっ
て影響されないことが要求される。また、電着樹脂は太
陽電池の欠陥部分以外の表面には成膜されないことが望
ましいが、欠陥の大きさと同一の電着樹脂を積層させる
には電着工程を厳しく管理することが必要となり、これ
は電着工程で太陽電池の量産性の低下が起こる要因とな
りうる。積層された電着樹脂の面積は、欠陥部分以上あ
れば良く１０倍以下が好ましい。積層された電着樹脂の
面積が、欠陥部分の１０倍よりも大きい場合には上部電
極とグリッド電極とのコンタクトが少なくなり、シリー
ズ抵抗が上がり、グリッド電極での集電効率が低下して
しまう問題が生じる。また、欠陥部分近傍に積層した電
着樹脂は光を透過することが好ましい。即ち、電着樹脂
は透明であることが望ましい。The deposited electrodeposited film may have a step of using a solvent or heat treatment after electrodeposition, depending on the method of manufacturing the solar cell. In this case, it is required that these processes are not affected. Further, it is desirable that the electrodeposition resin is not formed on the surface other than the defective portion of the solar cell, but it is necessary to strictly control the electrodeposition process in order to stack the electrodeposition resin having the same size as the defect, This can be a factor that decreases the mass productivity of solar cells in the electrodeposition process. The area of the laminated electrodeposition resin may be at least the defective portion, and is preferably 10 times or less. When the area of the laminated electrodeposition resin is larger than 10 times that of the defective portion, the number of contacts between the upper electrode and the grid electrode decreases, the series resistance increases, and the current collecting efficiency at the grid electrode decreases. The problem arises. Further, it is preferable that the electrodeposition resin laminated near the defective portion transmits light. That is, it is desirable that the electrodeposition resin be transparent.
【００２８】また、太陽電池として屋外で使用する場合
を考え、耐候性が良く、熱、湿度及び光に対する安定性
が要求される。また、太陽電池の使用時に於いて、場合
によっては、太陽電池が曲げられたり衝撃が与えられる
ため、機械的な強度及び剥離強度を合わせ持つ必要があ
る。また、電着した塗膜の膜厚としては電気的絶縁性
と、耐湿性が保たれ、かつ、光透過性を損なわれないこ
とが好ましいことから樹脂の種類により適宜選択される
が代表的には０．５〜５０μｍ位が適当である。Considering the case where the solar cell is used outdoors, it is required to have good weather resistance and stability against heat, humidity and light. In addition, when the solar cell is used, the solar cell may be bent or impacted depending on the case, so it is necessary to have both mechanical strength and peel strength. The thickness of the electrodeposited coating film is selected appropriately depending on the type of resin because it is preferable that electrical insulation and moisture resistance are maintained, and that light transmission is not impaired. Is suitably about 0.5 to 50 μm.
【００２９】欠陥部分に選択的に電着樹脂を堆積する工
程は、欠陥部分を有する太陽電池と対向電極との間に電
圧を印加して欠陥部分に電着皮膜を堆積することにより
行われる。前記太陽電池から端子を取り出す場合には導
電性基板あるいは下部電極から取り出せば良い。前記対
向電極の材質としては、電着塗料中で腐食されないこと
が要求され、耐食性のある白金、炭素、ニッケル、ステ
ンレスなどが好適に用いられる。また、対向電極の面積
は、太陽電池の面積に対して一定の比率とすることが電
着を均一にするために必要であり、いわゆる極比として
は、太陽電池面積と対向電極面積との比は１／２から２
／１の範囲であることが好ましい。また、太陽電池と対
向電極との極間距離は電着の均一性を保ために重要な因
子であるが、電着塗料の電導度や印加する電圧などの諸
条件により好適な範囲があり一般的には１０ｍｍから１
００ｍｍが望ましい。The step of selectively depositing the electrodeposition resin on the defective portion is performed by applying a voltage between the solar cell having the defective portion and the counter electrode to deposit the electrodeposition coating on the defective portion. When the terminal is taken out from the solar cell, it may be taken out from the conductive substrate or the lower electrode. As the material of the counter electrode, it is required that it is not corroded in the electrodeposition coating, and corrosion-resistant platinum, carbon, nickel, stainless steel or the like is preferably used. Further, the area of the counter electrode is required to be a constant ratio with respect to the area of the solar cell in order to make the electrodeposition uniform, and the so-called polar ratio is the ratio of the solar cell area to the counter electrode area. Is 1/2 to 2
It is preferably in the range of / 1. Further, the distance between the solar cell and the counter electrode is an important factor for maintaining the uniformity of electrodeposition, but there is a suitable range depending on various conditions such as the electrical conductivity of the electrodeposition paint and the applied voltage. From 10mm to 1
00 mm is desirable.
【００３０】電着膜が太陽電池の欠陥部分のみに選択的
に堆積するために、基板などの導電性部分を電着塗料中
にさらすことは好ましくない。従って、太陽電池の光入
射側の裏面となる導電性基板表面を、プラスチックフィ
ルムやゴム磁石などの絶縁性被覆材で覆うことが望まし
い。電着を定電圧法で行う場合、太陽電池に印加する電
圧は、印加電圧としては、ネルンストの式で定義される
電極電位から計算される水素発生電位以上の電圧、具体
的には、水の理論分解電圧に過電圧を加えた値である２
ボルト以上の電圧が必要である。さらに、それぞれの太
陽電池の構成、面積及び、電着塗料の電導度などの物
性、印加電圧の極性など種々の点から好適な電圧範囲が
決定されるが、およそ２Ｖから２００Ｖの範囲である。
また、印加した電圧の一部は太陽電池にも印加されるこ
とになるため、太陽電池に対して順バイアスとなるよう
な極性の場合（ｐ層上に上部電極が設けられている場
合）には、太陽電池の順方向電流が流れるため選択性が
劣ることになり、この点を考慮して選択性を損なわない
電圧としなければならない。具体的には、太陽電池の順
方向電流のシャント電流に対する比が２以下が好まし
い。２より大きいと選択性が失われ、欠陥部分以外にも
大面積にわたりカチオン系電着樹脂が堆積し、グリッド
電極の集電効率が低下してしまうという問題が生じる。
更に太陽電池に光照射することにより電流が発生する
が、欠陥部分を通過する電流密度は正常部分よりもはる
かに大きくなる。すなわち、欠陥部分を流れる電流密度
と正常部分を流れる電流密度の相対比が大きくなり選択
性を向上することができる。Since the electrodeposition film is selectively deposited only on the defective portion of the solar cell, it is not preferable to expose the conductive portion such as the substrate to the electrodeposition coating material. Therefore, it is desirable to cover the surface of the conductive substrate, which is the back surface of the solar cell on the light incident side, with an insulating coating material such as a plastic film or a rubber magnet. When the electrodeposition is performed by the constant voltage method, the voltage applied to the solar cell is, as the applied voltage, a voltage higher than the hydrogen generation potential calculated from the electrode potential defined by the Nernst equation, specifically, water. 2 which is the value obtained by adding overvoltage to the theoretical decomposition voltage
Voltage more than volt is required. Further, a suitable voltage range is determined from various points such as the configuration and area of each solar cell, physical properties such as electric conductivity of the electrodeposition coating, polarity of applied voltage, and the like, but it is in the range of approximately 2V to 200V.
In addition, since a part of the applied voltage is also applied to the solar cell, when the polarity is such that the solar cell is forward biased (when the upper electrode is provided on the p layer). Since the forward current of the solar cell flows, the selectivity is inferior, and in consideration of this point, the voltage must be a voltage that does not impair the selectivity. Specifically, the ratio of the forward current of the solar cell to the shunt current is preferably 2 or less. If it is larger than 2, the selectivity is lost, the cationic electrodeposition resin is deposited over a large area other than the defective portion, and the current collection efficiency of the grid electrode is lowered.
Further, current is generated by irradiating the solar cell with light, but the current density passing through the defective portion becomes much larger than that in the normal portion. That is, the relative ratio between the current density flowing in the defective portion and the current density flowing in the normal portion is increased, and the selectivity can be improved.
【００３１】照射する光の照度及び太陽電池の構成によ
って太陽電池に発生する電流は異なるが、例えば、アモ
ルファスシリコンのシングルセルでは一般に使用されて
いる蛍光灯の照度下では発生する短絡電流の電流密度は
０．０１ｍＡ／ｃｍ2 から０．０５ｍＡ／ｃｍ2 であ
り、屋外太陽光の照度下では５ｍＡ／ｃｍ2 から２５ｍ
Ａ／ｃｍ2 の短絡電流密度である。Although the current generated in the solar cell varies depending on the illuminance of the radiated light and the configuration of the solar cell, for example, the current density of the short-circuit current generated under the illuminance of a fluorescent lamp generally used in a single cell of amorphous silicon. 25m is a 0.05mA / cm 2 from 0.01mA / cm 2, under illumination of outdoor sunlight from 5mA / cm 2
It is a short circuit current density of A / cm 2 .
【００３２】このため、ショートやシャントなどの欠陥
部分にリーク電流を流し増加させる為には０．０１ｍＡ
／ｃｍ2 から２５ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度の短絡電流が
発生するような照度の光を照射させることが望ましい。
特に、０．１ｍＡ／ｃｍ2 から１０ｍＡ／ｃｍ2 である
ことが好ましい。本発明の電着法に於いて、電着の終点
の決定の仕方としては、時間による方法、クーロン量に
よる方法が可能である。電着塗膜は高抵抗であるため、
一定の膜厚になるとその部分には成膜がなされないた
め、太陽電池の構成によっては欠陥部分の堆積がなされ
たときに電着が自動的に終了し、電流が流れなくなるこ
とも可能である。しかしながら、太陽電池に対して順方
向バイアスを印加するような場合は電着初期には選択性
があっても時間の経過と共に正常部分にも堆積が起こる
ため、前述したように、時間やクーロン量による電着終
点の管理が必要となる。Therefore, in order to increase the leak current by flowing it into a defective portion such as a short circuit or a shunt, 0.01 mA is required.
/ Cm 2 to 25 mA / cm 2 It is desirable to irradiate light with an illuminance that generates a short-circuit current with a current density of 25 mA / cm 2 .
Particularly, it is preferably 0.1 mA / cm 2 to 10 mA / cm 2 . In the electrodeposition method of the present invention, the method of determining the end point of electrodeposition may be a method based on time or a method based on the amount of Coulomb. Since the electrodeposition coating film has high resistance,
When the film thickness becomes constant, the film is not formed on that part. Therefore, depending on the structure of the solar cell, when the defective part is deposited, electrodeposition may automatically end and the current may stop flowing. . However, when a forward bias is applied to the solar cell, even though there is selectivity at the initial stage of electrodeposition, deposition also occurs on the normal part over time. It is necessary to manage the end point of electrodeposition by.
【００３３】以上の説明に於いては太陽電池はシート状
であり、電着プロセスは枚葉処理であったが、必要に応
じてロールツーロールで行うことも可能である。ロール
ツーロール処理に適する装置を図３に示す。図に於い
て、３０２は基板送り出しローラー、３０３は基板巻き
取りローラーで、ロール状に成った基板３０１はこの間
を移動する。３０４は電着槽、３０５は洗浄層、３０６
は乾燥炉であり、電着、洗浄、乾燥及び硬化の３つ工程
を順次ここで行う。また、基板３０１は導電性ローラー
３１２を介して電源３０７と接続され、裏面はマスクフ
ィルム送り出しローラー３０８とマスク巻き取りローラ
ー３０９によって送り出される絶縁性のマスクフィルム
３１０で覆われている。尚、３１１は対向電極、３１３
は光照射装置ある。In the above description, the solar cell is in the form of a sheet and the electrodeposition process is a single-wafer treatment, but it can be performed by roll-to-roll if necessary. An apparatus suitable for roll-to-roll processing is shown in FIG. In the figure, 302 is a substrate feeding roller, 303 is a substrate winding roller, and the substrate 301 in a roll shape moves between them. 304 is an electrodeposition tank, 305 is a cleaning layer, 306
Is a drying furnace, and three steps of electrodeposition, cleaning, drying and curing are sequentially performed here. The substrate 301 is connected to the power source 307 via the conductive roller 312, and the back surface is covered with the mask film feeding roller 308 and the insulating mask film 310 fed by the mask winding roller 309. 311 is a counter electrode, 313
Is a light irradiation device.
【００３４】図３に於ける好ましい実施態様例として
は、太陽電池はステンレス基板上に堆積されたｎｉｐ型
アモルファスシリコンであり、光入射側にＩＴＯの上部
電極が形成されている。太陽電池は送り出しローラー３
０２から送り出され、電着槽３０４に浸漬され、洗浄層
３０５、乾燥炉３０６を通過した後巻き取りローラー３
０３に巻き取られる。電着槽に浸漬する前にマスクフィ
ルムローラー３０８から太陽電池裏面マスク用のフィル
ム３１０が送り出されて前記太陽電池裏面と張り合わせ
られる。電着が完了した後は再び剥離され洗浄、乾燥後
巻き取られる。太陽電池の基板と接する導電性ローラー
３１２と電着槽内に浸漬された対向電極３１１の間に電
圧が印加される。In a preferred embodiment shown in FIG. 3, the solar cell is nip type amorphous silicon deposited on a stainless steel substrate, and an ITO upper electrode is formed on the light incident side. The solar cell is the delivery roller 3
02, is immersed in the electrodeposition tank 304, passes through the cleaning layer 305 and the drying furnace 306, and is then taken up by the take-up roller 3
It is wound up in 03. Before being immersed in the electrodeposition tank, the film 310 for the solar cell backside mask is sent out from the mask film roller 308 and bonded to the backside of the solar cell. After the electrodeposition is completed, it is peeled off again, washed, dried and wound up. A voltage is applied between the conductive roller 312 that contacts the substrate of the solar cell and the counter electrode 311 immersed in the electrodeposition tank.
【００３５】本発明の太陽電池の製造方法において、半
導体層上に上部電極を積層後欠陥部分に電着を行うこと
により、真空プロセスでの半導体成膜及び上部電極の形
成を全て終了した後でウェットプロセスの電着を行うた
め、工程上容易であり、両者のプロセスが完全に切り放
されているため太陽電池本来の性能を損なわない点で信
頼性があり、量産性の向上にもつながる。In the method for manufacturing a solar cell of the present invention, after the upper electrode is laminated on the semiconductor layer and electrodeposition is performed on the defective portion, semiconductor film formation and upper electrode formation by a vacuum process are all completed. Since wet process electrodeposition is performed, the process is easy, and since both processes are completely cut off, there is reliability in that the original performance of the solar cell is not impaired, and mass productivity is improved.
【００３６】本発明の太陽電池の欠陥部分封止法が用い
られる太陽電池の構成図を図４（Ａ）〜図６に模式的に
示す。図４（Ａ）は基板と反対側から光入射するアモル
ファスシリコン太陽電池、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のア
モルファスシリコン太陽電池をトリプル型とした太陽電
池、図５（Ａ）薄膜多結晶の太陽電池である。図５
（Ｂ）は結晶系太陽電池である。図に於いて４００は太
陽電池本体，４０１は基板，４０２は下部電極，４０３
はｎ層，４０４はｉ層，４０５はｐ層，４０６は上部電
極，４１１は反射防止層，４０７はグリッド電極，４０
８はバスバーを表す。A schematic view of a solar cell in which the method for sealing a defective portion of a solar cell according to the present invention is used is schematically shown in FIGS. 4A is an amorphous silicon solar cell in which light is incident from the side opposite to the substrate, FIG. 4B is a solar cell in which the amorphous silicon solar cell of FIG. 4A is a triple type, and FIG. It is a crystalline solar cell. Figure 5
(B) is a crystalline solar cell. In the figure, 400 is a solar cell main body, 401 is a substrate, 402 is a lower electrode, 403
Is an n layer, 404 is an i layer, 405 is a p layer, 406 is an upper electrode, 411 is an antireflection layer, 407 is a grid electrode, 40
Reference numeral 8 represents a bus bar.
【００３７】上部電極上に形成するグリッド電極４０７
は、串状に形成するが、その形成方法には、マスクパタ
ーンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、ＣＶＤの蒸着
方法、あるいは全面に金属層を蒸着した後にエッチング
してパターニングする方法、光ＣＶＤにより直接グリッ
ド電極パターンを形成する方法、グリッド電極パターン
のネガパターンのマスクを形成した後にメッキにより形
成する方法、導電性ペーストを印刷して形成する方法な
どがある。前記スクリーン印刷法はポリエステルやステ
ンレスでできたメッシュに所望のパターニングを施した
スクリーンを用いて導電性ペーストを印刷インキとして
用いるものであり電極幅としては、最小で５０μｍ位と
することができる。印刷機は市販のスクリーン印刷機が
好適に用いられる。スクリーン印刷した導電性ペースト
はバインダーを架橋させるためと溶剤を揮発させるため
に乾燥炉で加熱する。Grid electrode 407 formed on the upper electrode
Are formed in a skewer shape, and the forming method includes sputtering using a mask pattern, resistance heating, a vapor deposition method of CVD, or a method of depositing a metal layer on the entire surface and then etching and patterning it, or directly by photo CVD. There are a method of forming a grid electrode pattern, a method of forming a negative pattern mask of the grid electrode pattern by plating and a method of printing a conductive paste, and the like. In the screen printing method, a conductive paste is used as a printing ink by using a screen in which a mesh made of polyester or stainless steel is subjected to desired patterning, and the electrode width can be about 50 μm at the minimum. A commercially available screen printing machine is preferably used as the printing machine. The screen-printed conductive paste is heated in a drying oven to crosslink the binder and volatilize the solvent.
【００３８】エンカプシュレーションの方法としては、
例えば真空ラミネーターのような市販の装置を用いて、
太陽電池基板と前記樹脂フィルムとを真空中で加熱圧着
する方法が望ましい。As a method of encapsulation,
For example, using a commercially available device such as a vacuum laminator,
A method of heating and pressing the solar cell substrate and the resin film in a vacuum is desirable.
【００３９】[0039]
【実施例】以下、実施例により、本発明の太陽電池の欠
陥封止法を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実
施例により限定されるものではない。 （実施例１）図４（Ａ）に示す層構成の太陽電池４００
を以下のようにして作製した。まず、十分に脱脂、洗浄
を行ったＳＵＳ４３０ＢＡ製基板（１０ｃｍ×１０ｃ
ｍ、厚み０．２ｍｍ）４０１を不図示しＤＣスパッタ装
置に入れＣｒを２００ｎｍ堆積し、下部電極４０２を形
成した。基板４０１を取り出し、不図示のＲＦプラズマ
ＣＶＤ成膜装置に入れｎ層４０３，ｉ層４０４，ｐ層４
０５の順で堆積を行った。その後、不図示の抵抗加熱の
蒸着装置に入れて、ＩｎとＳｎの合金を抵抗加熱により
蒸着し、反射防止効果を兼ねた機能を有する透明な上部
電極４０６を７０ｎｍ堆積した。EXAMPLES The defect sealing method for a solar cell according to the present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. (Example 1) A solar cell 400 having a layer structure shown in FIG.
Was prepared as follows. First, a substrate (10 cm × 10 c) made of SUS430BA that has been thoroughly degreased and washed.
m, thickness 0.2 mm) 401 (not shown) was put in a DC sputtering apparatus to deposit Cr to a thickness of 200 nm to form a lower electrode 402. The substrate 401 is taken out and placed in an RF plasma CVD film forming apparatus (not shown) to form an n layer 403, an i layer 404, and a p layer 4.
Deposition was performed in the order of 05. Then, it was placed in a resistance heating evaporation device (not shown), and an alloy of In and Sn was evaporated by resistance heating to deposit a transparent upper electrode 406 having a function also as an antireflection effect to a thickness of 70 nm.
【００４０】次に、前記太陽電池４００の裏面側をプラ
スチック製の絶縁性フィルムで覆い電着時に基板４０１
裏面に電着が施されないようにして図１の電解槽に浸漬
した。図１において１０１は電着層，１０２は電着液，
１０３は対向電極，１０４は基板，１０５は下部電極，
１０６はｎ層，１０７はｉ層，１０８はｐ層，１０９は
上部電極，１１０はショートやシャントなどの欠陥部
分、１１２は電源、１１３は導線、１１４は太陽電池裏
面のマスクシート、１１５は対向電極裏面のマスクシー
トを示す。Next, the back surface side of the solar cell 400 is covered with an insulating film made of plastic to cover the substrate 401 during electrodeposition.
It was immersed in the electrolytic cell of FIG. 1 so that the back surface was not electrodeposited. In FIG. 1, 101 is an electrodeposition layer, 102 is an electrodeposition liquid,
103 is a counter electrode, 104 is a substrate, 105 is a lower electrode,
106 is an n layer, 107 is an i layer, 108 is a p layer, 109 is an upper electrode, 110 is a defective portion such as a short circuit or shunt, 112 is a power source, 113 is a conductive wire, 114 is a mask sheet on the back surface of the solar cell, and 115 is opposite. The mask sheet of the electrode back surface is shown.
【００４１】対向電極１０３として、１０ｃｍ×５ｃｍ
の大きさで図１（Ｂ）に示したように２枚配置し、前記
１０４に対して裏面をプラスチック製の絶縁フィルムを
用いてシールしたＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた。
電着液１０２は固形分１０％のアクリル系カチオン電着
塗料を用い、電導度を東亜電波工業株式会社製ＣＭ−２
０Ｓを用いて測定したところ１５００μＳ／ｃｍであ
り、同社製ガラス電極ｐＨメーターＨＦ−３０Ｓを用い
てｐＨ測定したところ５．１２であった。浴温２８．２
℃のもとで、極間距離は対向電極１０３の中心部から５
０ｍｍとした。光照射装置（ＡＭ１．５グローバルの太
陽光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ2 ）１１６により前
記上部電極１０９側から光を照射しながら、基板１０４
にマイナス１０Ｖの電圧を印加して３０秒間保持し、電
着を行った。ここで１１１は欠陥部分に堆積した電着樹
脂を示す。As the counter electrode 103, 10 cm × 5 cm
1B, two SUS304 stainless steel plates were used as shown in FIG. 1B, and the back surface of the SUS304 stainless steel plate was sealed with an insulating film made of plastic.
As the electrodeposition liquid 102, an acrylic cation electrodeposition paint having a solid content of 10% is used, and the electric conductivity is CM-2 manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.
It was 1500 μS / cm when measured using 0S, and was 5.12. When pH was measured using a glass electrode pH meter HF-30S manufactured by the same company. Bath temperature 28.2
Under ℃, the distance between the electrodes is 5 from the center of the counter electrode 103.
It was set to 0 mm. The substrate 104 is irradiated with light from the side of the upper electrode 109 by a light irradiation device (100 mW / cm 2 in AM1.5 global sunlight spectrum) 116.
Then, a voltage of -10 V was applied and held for 30 seconds for electrodeposition. Here, 111 indicates the electrodeposition resin deposited on the defective portion.
【００４２】光照射装置にはフィルターを設置し、光の
光量を０．０１，０．１，０．５，１．０，５．０，１
０，２０，５０，７０，１００ｍＷ／ｃｍ2 とした。こ
の時の短絡電流密度はそれぞれ、０．０１，０．０２，
０．１，０．２，１．０，２．０，４．０，１０，１
４，２０ｍＡ／ｃｍ2 であった。電着後、太陽電池１０
０を電着槽から速やかに引き上げ、純水で十分に洗浄を
行い、未反応の電着塗料を洗い流し、５０℃のオーブン
に投入し、１０分放置して水分を乾燥させた。その後、
オーブンの温度を１０℃／分の速度で昇温し、１８０℃
に達してから２０分保持し電着樹脂の硬化を行った。A filter is installed in the light irradiating device, and the light amount of light is 0.01, 0.1, 0.5, 1.0, 5.0, 1
It was set to 0, 20, 50, 70 and 100 mW / cm 2 . The short circuit current densities at this time are 0.01, 0.02 and
0.1, 0.2, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 1
It was 4,20 mA / cm 2 . After electrodeposition, solar cell 10
0 was quickly pulled out from the electrodeposition tank, thoroughly washed with pure water, the unreacted electrodeposition paint was washed off, placed in an oven at 50 ° C., and left to stand for 10 minutes to dry the water. afterwards,
Increase the oven temperature at a rate of 10 ° C / min to 180 ° C
The temperature was maintained for 20 minutes to cure the electrodeposition resin.
【００４３】その後、太陽電池１００の一部を切り出し
て走査型電子顕微鏡で観察したところ上部電極１０９の
表面には、約５μｍ〜５０μｍの径の半球状の堆積物が
点在して観察された。この部分の赤外吸収を、顕微機能
付きＦＴＩＲを用いて分析したところいずれの試料にも
アクリルエステルのカルボニル基の吸収があり電着塗料
が堆積していることが確認された。After that, when a part of the solar cell 100 was cut out and observed with a scanning electron microscope, hemispherical deposits having a diameter of about 5 μm to 50 μm were scattered on the surface of the upper electrode 109. . The infrared absorption of this portion was analyzed by using FTIR with a microscopic function, and it was confirmed that the carbonyl group of the acrylic ester was absorbed in all the samples and the electrodeposition paint was deposited.
【００４４】さらにこの試料の光励起電流顕微鏡により
ＯＢＩＣ像を観察したところ、発電しない部分には前記
電着塗料の堆積が観察でき、従って、前記堆積膜はシャ
ント部分に選択的に堆積していることが確認された。ま
た、共焦点型のレーザー光顕微鏡により堆積した電着樹
脂の高さを測定したところ、０．６μｍから５．８μｍ
であった。さらに、平均でシャント部分の約５倍の面積
にわたって堆積していることも確認された。Further, when an OBIC image of this sample was observed by a photoexcited current microscope, deposition of the electrodeposition coating was observed in a portion where power was not generated, and therefore, the deposited film was selectively deposited in the shunt portion. Was confirmed. The height of the electrodeposited resin measured by a confocal laser light microscope was measured to be 0.6 μm to 5.8 μm.
Met. Furthermore, it was also confirmed that they were deposited over an area of about 5 times the shunt portion on average.
【００４５】次に、太陽電池４００を不図示のスクリー
ン印刷機（東京精機製ＨＫ−４０６０）に設置し、幅３
００μｍ長さ３ｃｍのグリッド電極４０７を間隔０．５
ｃｍで印刷した。このとき導電性ペーストは、Ａｇフィ
ラー７０部、ポリエステルバインダー３０部（体積
比）、溶剤として酢酸エチルを２０部含む組成のものを
用いた。印刷後、太陽電池４００をオーブンに入れて１
５０℃で５０分間保持し、導電性ペーストをキュアし
た。Next, the solar cell 400 was installed in a screen printer (HK-4060 manufactured by Tokyo Seiki) (not shown), and the width was 3
The grid electrodes 407 having a length of 00 μm and a length of 3 cm are separated by 0.5.
Printed in cm. At this time, the conductive paste used had a composition containing 70 parts of Ag filler, 30 parts of polyester binder (volume ratio), and 20 parts of ethyl acetate as a solvent. After printing, put the solar cell 400 in the oven and
The conductive paste was cured by holding at 50 ° C. for 50 minutes.
【００４６】さらに、幅５ｍｍの接着剤付き銅箔のバス
バー４０８を図６に示すように接着し１０ｃｍ角のシン
グルセルを１０枚作製した。続いて、これら試料のエン
カプシュレーションを以下のように行った。太陽電池４
００の上下にＥＶＡを積層しさらにその上下にフッ素樹
脂フィルムＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレ
ン）（デュポン製テフゼル）を積層した後、真空ラミネ
ーターに投入して昇温し１５０℃で４５分間保持して、
真空ラミネーションを行った。照射光の光量に対応させ
て１０種類のサンプルを、それぞれ１０枚ずつ作製し
た。Further, a bus bar 408 of copper foil with an adhesive having a width of 5 mm was adhered as shown in FIG. 6 to prepare 10 single cells of 10 cm square. Subsequently, encapsulation of these samples was performed as follows. Solar cell 4
00 is laminated on the upper and lower sides of EVA, and further, a fluororesin film ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) (Tefzel manufactured by DuPont) is laminated on the upper and lower sides thereof, and then it is put into a vacuum laminator and heated to hold at 150 ° C. for 45 minutes,
Vacuum lamination was performed. Ten types of samples were prepared, each corresponding to the amount of irradiation light, and 10 sheets were prepared.
【００４７】得られた試料の初期特性を以下のように測
定した。まず、試料の暗状態での電圧電流特性を測定
し、原点付近の傾きからシャント抵抗を求めたところ２
０ＫΩｃｍ2 ±３ＫΩｃｍ2 と良好な特性であり、ばら
つきが少なかった。次に、ＡＭ１．５グローバルの太陽
光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ2 の光量の疑似太陽光
源（以下シュミレータと呼ぶ）を用いて太陽電池特性を
測定し、変換効率を求めたところ、７．８±０．５％と
良好な特性であり、ばらつきも少なかった。The initial characteristics of the obtained sample were measured as follows. First, the voltage-current characteristics of the sample in the dark state were measured, and the shunt resistance was calculated from the slope near the origin.
The characteristics were as good as 0 KΩcm 2 ± 3 KΩcm 2, and there were few variations. Next, the solar cell characteristics were measured using a pseudo solar light source (hereinafter referred to as a simulator) having a light amount of 100 mW / cm 2 in the AM1.5 global sunlight spectrum, and the conversion efficiency was calculated to be 7.8 ± 0. The characteristic was as good as 0.5% and the variation was small.
【００４８】さらに、これらの試料の信頼性試験を、日
本工業規格Ｃ８９１７の結晶系太陽電池モジュールの環
境試験方法及び耐久試験方法に定められた耐湿性試験Ｂ
−２に基づいて行った。まず、試料を温湿度が制御でき
る恒温恒湿器に投入し、温度８５℃、相対湿度９０％の
条件で１０００時間試験を行った。試験終了後の試料を
初期特性と同様にシュミレータを用い太陽電池特性を測
定した。Further, the reliability test of these samples was conducted by the moisture resistance test B defined in the environmental test method and the durability test method of the crystalline solar cell module of Japanese Industrial Standard C8917.
-2. First, the sample was placed in a thermo-hygrostat whose temperature and humidity can be controlled, and a test was conducted for 1000 hours under the conditions of a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 90%. The solar cell characteristics of the sample after the test were measured using a simulator in the same manner as the initial characteristics.
【００４９】光の照射による短絡電流の電流密度と初期
に対する耐湿性試験後の変換効率の低下の関係を図７に
示した。ここで、変換効率の低下は初期効率に対する比
で表し、短絡光電流密度は対数表示した。図７が示すよ
うに、電着時の照射光の短絡電流密度は０．０１ｍＡ／
ｃｍ2 以上であることが好ましく、０．１ｍＡ／ｃｍ 2
から１０ｍＡ／ｃｍ2 であることが適当であることが分
かった。Current density and initial of short-circuit current due to light irradiation
Fig. 7 shows the relationship between the decrease in conversion efficiency after the humidity resistance test and
Indicated. Here, the decrease in conversion efficiency is the ratio to the initial efficiency.
The short-circuit photocurrent density is expressed in logarithm. Figure 7 shows
As such, the short-circuit current density of irradiation light during electrodeposition is 0.01 mA /
cm2It is preferably more than 0.1 mA / cm 2
To 10 mA / cm2To be appropriate
won.
【００５０】本実施例の結果から本発明の欠陥部分封止
法を施した太陽電池は歩留まりが良く良好な特性であ
り、信頼性も高いことがわかる。 （比較例１）次に、比較のため実施例１と同様の構成で
光照射を行わない図２に示した装置図で太陽電池を以下
のようにして作製した。From the results of this example, it is understood that the solar cell which has been subjected to the defective portion sealing method of the present invention has good yield, good characteristics, and high reliability. (Comparative Example 1) Next, for comparison, a solar cell having the same structure as that of Example 1 and having the apparatus shown in FIG.
【００５１】実施例１と同様に基板４０１上に上部電極
４０６までを形成した後、暗中で実施例１と同様に電着
を行った。次に、実施例１と同様にしてグリッド電極４
０７を印刷した。さらに接着剤付きの銅箔をバスバー４
０８として積層し、１０ｃｍ角のシングルセルを作製し
た。次にこの試料のエンカプシュレーションを実施例１
と同様に行った。After forming up to the upper electrode 406 on the substrate 401 in the same manner as in Example 1, electrodeposition was performed in the dark as in Example 1. Next, in the same manner as in Example 1, the grid electrode 4
07 was printed. Furthermore, copper foil with adhesive is applied to the bus bar 4
No. 08 was laminated to produce a 10 cm square single cell. Next, the encapsulation of this sample was performed in Example 1.
I went the same way.
【００５２】光励起電流顕微鏡によりＯＢＩＣ像を観察
したところ、点在する発電しない部分の内約１０％の部
分には前記電着塗料の堆積がなされていなかった。ま
た、共焦点型のレーザー光顕微鏡により堆積した電着樹
脂の高さを測定したところ、平均で０．５２μｍであっ
た。得られた試料の初期特性を実施例１と同様の手順で
測定したところ、変換効率はばらつきが大きく５．８〜
７．２％であった。また、シャント抵抗は平均して９Ｋ
Ωｃｍ2 となり、実施例１に比較してシャント抵抗が低
かった。これは銀のグリッド電極４０７と電着樹脂が堆
積されていない欠陥部分とが接触してショートしたこと
が原因と考えられる。このため変換効率も実施例１に比
べ低くなったと考えられる。Observation of an OBIC image by a photoexcitation current microscope revealed that the electrodeposition coating was not deposited on about 10% of the scattered portions that did not generate electricity. Moreover, the height of the electrodeposited resin measured by a confocal laser light microscope was 0.52 μm on average. When the initial characteristics of the obtained sample were measured by the same procedure as in Example 1, the conversion efficiency showed a large variation and was 5.8 to.
It was 7.2%. The shunt resistance is 9K on average.
Ωcm 2 , and the shunt resistance was lower than that in Example 1. It is considered that this is because the silver grid electrode 407 and the defective portion where the electrodeposition resin is not deposited are in contact with each other and short-circuited. Therefore, it is considered that the conversion efficiency is lower than that in the first embodiment.
【００５３】次にこの試料の信頼性試験を実施例１と同
様に評価した。耐湿性試験終了後の試料の太陽電池特性
を測定したところ変換効率が初期値に対し３５％の低下
であり有意な劣化が起きていた。また、シャント抵抗を
測定したところ平均して約４０％まで低下していて信頼
性試験後においてシャントが発生していることがわかっ
た。Next, the reliability test of this sample was evaluated in the same manner as in Example 1. When the solar cell characteristics of the sample after the end of the moisture resistance test were measured, the conversion efficiency was 35% lower than the initial value, and significant deterioration occurred. In addition, the shunt resistance was measured, and it was found that the average shunt resistance had dropped to about 40%, indicating that shunt had occurred after the reliability test.
【００５４】この試料のシャント部分を以下のようにし
て確認した。まず、試料に１．５ボルトの逆バイアスを
印加し、正常な部分は逆バイアスなので電流が流れず発
熱しないが、シャント部分には電流が流れ発熱する。こ
の状態で試料表面の赤外線のカメラで観察したところ発
熱部分が観察されグリッド電極４０７の下でシャントし
ていることがわかった。The shunt portion of this sample was confirmed as follows. First, a reverse bias of 1.5 V is applied to the sample, and the normal portion is reverse biased, so no current flows and no heat is generated, but a current flows to the shunt portion and heat is generated. When an infrared camera on the surface of the sample was observed in this state, a heat generating portion was observed and it was found that the sample was shunted under the grid electrode 407.
【００５５】（実施例２）太陽電池の構成を図４（Ｂ）
のトリプル型太陽電池とした以外はほぼ実施例１と同様
の方法で以下のようにして太陽電池を作製した。まず、
基板４０１上にテクスチャー構造のＡｌＳｉの光反射層
と、シャント防止用の高抵抗透明導電性部材ＺｎＯの光
反射増加層が積層された下部電極４０２を形成した。そ
の後、不示図のマイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置に入
れｎ層４０３，ｉ層４０４、ｐ層４０５の順で積層を行
いボトム層を形成した。このとき，ｉ層４０４はａ−Ｓ
ｉＧｅとした。次に、ｎ層４１３，ｉ層４１４，ｐ層４
１５の順で積層を行いミドル層を形成した。ｉ層４１４
はボトム層と同様にａ−ＳｉＧｅとした。次に、ｎ層４
２３，ｉ層４２４，ｐ層４２５の順で積層を行いトップ
層を形成した。ｉ層４２４はａ−Ｓｉとした。その後、
実施例１と同様に、反射防止効果を兼ねた機能を有する
透明な上部電極４０６を７０ｎｍ積層した。上部電極４
０６としてＩｎ 2 Ｏ3 （ＩＯ）を用いた。Example 2 FIG. 4B shows the structure of the solar cell.
The same as Example 1 except that the triple solar cell
A solar cell was manufactured by the method as described below. First,
Light reflection layer of textured AlSi on substrate 401
And the light of high resistance transparent conductive member ZnO for shunt prevention.
A lower electrode 402 having a reflection increasing layer laminated thereon was formed. So
After that, enter the microwave plasma CVD film forming device (not shown).
The n layer 403, the i layer 404, and the p layer 405 are stacked in this order.
A bottom layer was formed. At this time, the i layer 404 is aS
iGe. Next, n layer 413, i layer 414, p layer 4
The layers were laminated in the order of 15 to form a middle layer. i layer 414
Was a-SiGe as in the bottom layer. Next, n layer 4
23, i layer 424, p layer 425 are stacked in this order
Layers were formed. The i layer 424 was a-Si. afterwards,
Similar to the first embodiment, it has a function that also has an antireflection effect.
A transparent upper electrode 406 was laminated in a thickness of 70 nm. Upper electrode 4
In as 06 2O3(IO) was used.
【００５６】次に、アクリル系カチオン電着塗料１０２
を用いて、光照射装置１１６により前記上部電極１０９
側から１００００ルクスの光を照射しながら（このとき
短絡光電流密度は４．２ｍＡ／ｃｍ2 であった。）、極
間距離を５０ｍｍ，印加電圧マイナス１０Ｖ、電着時間
３０秒の条件で電着処理を施した。その後洗浄し、熱硬
化を行った。その後、グリッド電極４０７を印刷し、さ
らにバスバー４０８を積層し図６に示す１０ｃｍ角のト
リプルセルを作製した。同様にして１０枚の試料を作製
した。さらに、この試料のエンカプシュレーションを実
施例１と同様に行った。Next, the acrylic cationic electrodeposition paint 102
By using the light irradiation device 116.
While irradiating 10000 lux of light from the side (the short-circuit photocurrent density was 4.2 mA / cm 2 at this time), the distance between the electrodes was 50 mm, the applied voltage was -10 V, and the electrodeposition time was 30 seconds. A dressing process was applied. Then, it wash | cleaned and heat-hardened. After that, the grid electrode 407 was printed, and the bus bar 408 was further laminated to produce a 10 cm square triple cell shown in FIG. Similarly, ten samples were prepared. Further, encapsulation of this sample was performed in the same manner as in Example 1.
【００５７】光励起電流顕微鏡によりＯＢＩＣ像を観察
したところ、発電しない部分には前記電着塗料に堆積が
観察でき、従って、前記堆積膜はシャント部分に選択的
に堆積していることが確認された。また、共焦点型のレ
ーザー光顕微鏡により堆積した電着樹脂の高さを測定し
たところ、平均で３．５８μｍであった。さらに、平均
でシャント部分の約５倍の面積にわたって堆積している
ことも確認された。When the OBIC image was observed by a photoexcitation current microscope, it was confirmed that deposition was observed on the electrodeposition coating in the portion where power was not generated, and thus the deposited film was selectively deposited on the shunt portion. . Further, the height of the electrodeposited resin measured by a confocal laser light microscope was 3.58 μm on average. Furthermore, it was also confirmed that they were deposited over an area of about 5 times the shunt portion on average.
【００５８】得られた試料の初期特性は８．２％±０．
７％、シャント抵抗は１８ＫΩｃｍ 2 〜２７ＫΩｃｍ2
と良好な特性で、ばらつきも少なかった。次にこの試料
の信頼性試験を実施例１と同様に行った。耐湿度試験１
０００時間終了後の太陽電池特性の低下は７．５％であ
った。本実施例から、本発明の太陽電池の欠陥部分封止
法を施した太陽電池は歩留まりが良く、良好な特性であ
り耐久性も高いことがわかる。The initial characteristics of the obtained sample were 8.2% ± 0.
7%, shunt resistance is 18 KΩcm 2~ 27KΩcm2
With good characteristics, there was little variation. Next this sample
The reliability test was performed in the same manner as in Example 1. Humidity resistance test 1
The decrease in solar cell characteristics after 000 hours was 7.5%.
It was. From this example, the defective portion sealing of the solar cell of the present invention
The solar cells subjected to the method have good yield and good characteristics.
It can be seen that the durability is high.
【００５９】（実施例３）太陽電池の構成を図５（Ａ）
の構成の薄膜多結晶の太陽電池した以外はほぼ実施例１
と同様の方法で以下のようにして太陽電池を作製した。
まず、実施例１と同様にＳＵＳ４３０ＢＡ製基板（１０
ｃｍ×１０ｃｍ、厚み０．２ｍｍ）４０１上に下部電極
４０２を形成し、その後、不図示のＲＦプラズマＣＶＤ
成膜装置に入れｎ層４０３，ｐ層４０５の順で堆積を行
った。ｎ層は薄膜の多結晶となっている。その後、実施
例１と同様に、反射防止効果を兼ねた機能を有する透明
な上部電極４０６を７０ｎｍ堆積した。(Example 3) The structure of the solar cell is shown in FIG.
Example 1 except that a thin-film polycrystalline solar cell having the above structure was used.
A solar cell was produced in the same manner as in the following.
First, as in Example 1, the SUS430BA substrate (10
(cm × 10 cm, thickness 0.2 mm), a lower electrode 402 is formed on the surface 401, and then RF plasma CVD (not shown) is performed.
The n-layer 403 and the p-layer 405 were deposited in this order in the film forming apparatus. The n layer is a thin film polycrystal. Then, as in Example 1, a transparent upper electrode 406 having a function of also serving as an antireflection effect was deposited to a thickness of 70 nm.
【００６０】次にアクリル系カチオン電着塗料１０２を
用いて、光照射装置１１６により前記上部電極１０９側
から２００００ルクスの光を照射しながら（このときの
短絡光電流密度は７．１ｍＡ／ｃｍ2 であった）、極間
距離を５０ｍｍ、印加電圧マイナス１０Ｖ、電着時間３
０秒の条件で電着処理を施した。その後、洗浄し、熱硬
化を行った。その後、グリッド電極１０７を印刷し、さ
らにバスバー１０８を積層し図６に示す１０ｃｍ角のセ
ルを作製した。同様にして１０枚の試料を作製した。さ
らに、この試料のエンカプシュレーションを実施例１と
同様に行った。Next, using the acrylic cationic electrodeposition coating material 102, while irradiating light of 20000 lux from the side of the upper electrode 109 by the light irradiation device 116 (short-circuit photocurrent density at this time is 7.1 mA / cm 2). The distance between the electrodes is 50 mm, the applied voltage is -10 V, and the electrodeposition time is 3
The electrodeposition treatment was performed under the condition of 0 seconds. Then, it wash | cleaned and heat-hardened. Then, the grid electrode 107 was printed, and the bus bar 108 was further laminated to manufacture a 10 cm square cell shown in FIG. Similarly, ten samples were prepared. Further, encapsulation of this sample was performed in the same manner as in Example 1.
【００６１】光励起電流顕微鏡によりＯＢＩＣ像を観察
したところ、発電しない部分には前記電着塗料の堆積が
観察でき、従って、前記堆積膜はシャント部分に選択的
に堆積していることが確認された。また、共焦点型のレ
ーダー光顕微鏡により堆積した電着樹脂の高さを測定し
たところ、平均で３．９８μｍであった。さらに、平均
でシャント部分の約５倍の面積にわたって堆積している
ことも確認された。When the OBIC image was observed with a photoexcitation current microscope, it was confirmed that the deposition of the electrodeposition coating was observed in the portion where power was not generated, and thus the deposited film was selectively deposited in the shunt portion. . Further, the height of the electrodeposited resin deposited by a confocal radar light microscope was measured and found to be 3.98 μm on average. Furthermore, it was also confirmed that they were deposited over an area of about 5 times the shunt portion on average.
【００６２】得られた試料の初期特性は、．６％±０．
６％、シャント抵抗は６０ＫΩｃｍ 2 〜９８ＫΩｃｍ2
と良好な特性を示す、ばらつきも少なかった。次にこの
試料の信頼成試験を実施例１と同様に行った。耐湿度試
験１０００時間終了後の太陽電池特性の低下は４．５％
であった。本実施例から、本発明の太陽電池の欠陥部分
封止法を施した太陽電池は歩留まりが良く、良好な特性
であり耐久性も良いことがわかる。The initial characteristics of the obtained sample are. 6% ± 0.
6%, shunt resistance is 60 KΩcm 2~ 98KΩcm2
And showed good characteristics, and there were few variations. Then this
The reliability test of the sample was performed in the same manner as in Example 1. Humidity resistance test
4.5% decrease in solar cell characteristics after 1000 hours
Met. From this example, the defective portion of the solar cell of the present invention
Solar cells that have undergone the encapsulation method have good yield and good characteristics.
It can be seen that the durability is also good.
【００６３】（実施例４）電着時の印加電圧をマイナス
１０Ｖからマイナス２５Ｖに、通電時間３０秒から１０
秒に変更した他は実施例１と同様に試料を１０枚作製し
た。ＯＢＩＣ像を観察すると発電しない部分には前記電
着塗料の堆積が観察でき、従って、前記堆積膜はシャン
ト部分に選択的に堆積していることが確認された。ま
た、共焦点型のレーザー光顕微鏡により堆積した電着樹
脂の高さを測定したところ、平均で４．２４μｍであっ
た。さらに、平均でシャント部分の約１５倍の面積にわ
たって堆積していることも確認された。(Embodiment 4) The applied voltage at the time of electrodeposition is changed from -10V to -25V and the energization time is changed from 30 seconds to 10V.
Ten samples were prepared in the same manner as in Example 1 except that the number of seconds was changed. When the OBIC image was observed, it was confirmed that the electrodeposition coating material was deposited in a portion where power was not generated, and thus it was confirmed that the deposited film was selectively deposited in the shunt portion. Moreover, the height of the electrodeposited resin deposited by a confocal laser light microscope was measured and found to be 4.24 μm on average. Furthermore, it was also confirmed that the deposits were made over an area approximately 15 times as large as the shunt portion.
【００６４】得られた試料の初期特性は７．０±０．８
％、シャント抵抗は３０ＫΩｃｍ2±４ＫΩｃｍ2 であ
った。次にこの試料の信頼性試験を実施例１と同様に行
った。耐湿度試験１０００時間終了後の試料の太陽電池
特性の低下は４．７％であった。本実施例の結果から本
発明の欠陥部分封止法を施した太陽電池は歩留まりが良
く、良好な特性であり、耐久性も良いことがわかる。The initial characteristics of the obtained sample are 7.0 ± 0.8.
%, The shunt resistance was 30 KΩcm 2 ± 4 KΩcm 2 . Next, the reliability test of this sample was performed in the same manner as in Example 1. The decrease in the solar cell characteristics of the sample after the end of the humidity resistance test of 1000 hours was 4.7%. From the results of this example, it can be seen that the solar cell subjected to the defective portion sealing method of the present invention has a good yield, good characteristics, and good durability.
【００６５】また、電着時の太陽電池の順方向電流のシ
ャント電流に対する比は２．０であった。なお実施例１
では０．８であった。The ratio of the forward current of the solar cell at the time of electrodeposition to the shunt current was 2.0. Example 1
Then it was 0.8.
【００６６】[0066]
【発明の効果】請求項１の発明により、欠陥部分の封止
の選択性を向上させることが可能となり、太陽電池特性
及び信頼性の高い太陽電池を提供することができる。ま
た、請求項２の発明により、耐候性が高まり、信頼性が
より向上する。さらに請求項３及び４の発明により、太
陽電池の特性、信頼性を一層向上させることが可能とな
る。According to the first aspect of the present invention, it is possible to improve the selectivity of sealing a defective portion, and it is possible to provide a solar cell having high solar cell characteristics and high reliability. Further, according to the invention of claim 2, weather resistance is enhanced and reliability is further improved. Further, according to the inventions of claims 3 and 4, it becomes possible to further improve the characteristics and reliability of the solar cell.
【図１】本発明の太陽電池の欠陥部分封止法と装置を示
す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a defective portion sealing method and device for a solar cell according to the present invention.
【図２】従来の電着法による欠陥部分封止法と装置を示
す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a defect part sealing method and a device by a conventional electrodeposition method.
【図３】本発明の太陽電池をロールツーロールで行う電
着法の装置を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an apparatus for an electrodeposition method in which the solar cell of the present invention is rolled to roll.
【図４】本発明の欠陥部分封止法が用いられる太陽電池
の構成を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a solar cell in which the defective portion sealing method of the present invention is used.
【図５】本発明の欠陥部分封止法が用いられる太陽電池
の構成を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of a solar cell in which the defective portion sealing method of the present invention is used.
【図６】本発明の欠陥部分封止法が用いられる太陽電池
の構成を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a solar cell in which the defective portion sealing method of the present invention is used.
【図７】短絡光電流密度と信頼性試験後の変換効率の変
化の関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a short circuit photocurrent density and a change in conversion efficiency after a reliability test.
１００，２００，４００ 太陽電池本体、 １０１，２０１，３０４ 電着槽、 １０２，２０２，３１４ 電着液、 １０３，２０３，３１１ 対向電極、 １０４，２０４，３０１，４０１ 基板、 １０５，２０５，４０２ 下部電極、 １０６，２０６，４０３ ｎ層、 １０７，２０７，４０４ ｉ層、 １０８，２０８，４０５ ｐ層、 １０９，２０９，４０６ 上部電極、 １１０，２１０，４０９ 欠陥部分、 １１１，２１１，４１０ 電着樹脂、 １１２，２１２，３０７ 電源、 １１３、２１３ 導線、 １１４，２１４ 太陽電池裏面のマスクシート、 １１５，２１５ 対向電極裏面のマスクシート、 １１６，３１３ 光照射装置、 ３０２ 基板送り出しローラー、 ３０３ 基板巻き取りローラー、 ３０５ 洗浄槽、 ３０６ 乾燥炉、 ３０８ マスクフィルム送り出しローラー、 ３０９ マスクフィルム送り出しローラー、 ３１０ 太陽電池裏面マスク用フィルム。 ３１２ 導電性ローラー ４０７ グリッド電極 ４０８ バスバー ４１１ 反射防止膜。 100, 200, 400 Solar cell main body, 101, 201, 304 Electrodeposition tank, 102, 202, 314 Electrodeposition solution, 103, 203, 311 Counter electrode, 104, 204, 301, 401 Substrate, 105, 205, 402 Lower part Electrode, 106, 206, 403 n layer, 107, 207, 404 i layer, 108, 208, 405 p layer, 109, 209, 406 upper electrode, 110, 210, 409 defective portion, 111, 211, 410 electrodeposited resin , 112, 212, 307 power supply, 113, 213 conducting wire, 114, 214 solar cell backside mask sheet, 115, 215 counter electrode backside mask sheet, 116, 313 light irradiation device, 302 substrate delivery roller, 303 substrate winding roller , 305 cleaning tank, 306 drying furnace, 308 mask film Delivery roller, 309 Mask film delivery roller, 310 Film for solar cell backside mask. 312 Conductive roller 407 Grid electrode 408 Bus bar 411 Antireflection film.
Claims (4)
とからなる太陽電池の製造方法であって、少なくとも一
対の半導体接合を形成した後または上部電極を形成した
後、電着法により樹脂をショートやシャントなどの欠陥
部分に堆積させる際、光照射によって前記欠陥部分に流
れるリーク電流を増加させることを特徴とする太陽電池
の欠陥部分封止法。1. A method for manufacturing a solar cell comprising at least a pair of semiconductor junctions and an upper electrode, wherein after forming at least a pair of semiconductor junctions or after forming the upper electrode, the resin is short-circuited by an electrodeposition method. A method for sealing a defective portion of a solar cell, which comprises increasing a leak current flowing through the defective portion by light irradiation when the defective portion such as a shunt is deposited.
り、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、スチ
レン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂の内の少なく
とも一つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載
の太陽電池の欠陥部分封止法。2. The resin is a cationic electrodeposition resin and contains at least one of acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, styrene resin, fluororesin and polyester resin. Item 2. A method for sealing a defective portion of a solar cell according to Item 1.
度は、０．１ｍＡ／ｃｍ2〜１０ｍＡ／ｃｍ2 であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池の欠
陥部分封止法。Short-circuit photoelectric current density wherein generated by the light irradiation, the defect portion sealing a solar cell according to claim 1 or 2 characterized in that it is a 0.1mA / cm 2 ~10mA / cm 2 Law.
際に太陽電池の順方向電流がリーク電流の２倍を超えな
いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の太陽電池の欠陥部分封止法。4. The electrodeposition method according to claim 1, wherein the forward current of the solar cell does not exceed twice the leakage current when a forward bias voltage is applied. Method for sealing defective parts of solar cells.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06204520A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Sealing method for defective part of solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06204520A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Sealing method for defective part of solar cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204520A true JPH06204520A (en) | 1994-07-22 |
Family
ID=18390404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06204520A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Sealing method for defective part of solar cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204520A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015177177A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | シャープ株式会社 | Compound semiconductor solar cell and manufacturing method of the same |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP43A patent/JPH06204520A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015177177A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | シャープ株式会社 | Compound semiconductor solar cell and manufacturing method of the same |
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