KR20180072000A - Solar cell and process of manufacture of solar cell - Google Patents

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고이치 가미사코
겐이치 고바야시
히데토시 고미야
쇼고 마쓰이
미쓰기 마쓰시타
가쓰야 아라이
미에코 스가와라
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노우코우다이 티엘오 가부시키가이샤
아토비무 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the solar cell. The present invention is to reduce use of silver and reduce or eliminate use of lead (lead glass). In a solar cell having an area formed on a substrate to generate high electron concentration when light or the like is radiated and an insulation film formed on the area to transmit the light or the like, and having a bus bar electrode taking out electrons from an electron diffuser formed on the insulation film, use of conductive paste is reduced as the bus bar electrode is formed by mixing and plasticizing 20 to 70 wt% of conductive glass as glass frit with the conductive paste to form the bus bar electrode.

Description

태양전지 및 태양전지의 제조방법{SOLAR CELL AND PROCESS OF MANUFACTURE OF SOLAR CELL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell,

본 발명은, 기판(基板) 위에 빛(光) 등을 조사(照射)하였을 때에 고전자농도(高電子濃度)를 생성하는 영역을 형성함과 아울러 영역의 위에 빛 등을 투과하는 절연막(絶緣膜)을 형성하고, 절연막에 형성된 전자취출구(電子取出口)로부터 전자를 꺼내는 버스바 전극(bus bar 電極)을 구비하는 태양전지(太陽電池) 및 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.An object of the present invention is to provide a semiconductor device which forms a region for generating a high electron density (high electron density) upon irradiation of light or the like on a substrate (substrate), an insulating film And a bus bar electrode for taking out electrons from an electron outlet (electron outlet) formed in the insulating film. The present invention also relates to a method of manufacturing a solar cell.

종래에 있어서 재생 가능한 에너지를 이용하는 것 중의 하나인 태양전지는, 20세기의 주역인 반도체 기술을 기초로 하여 그 개발이 이루어지고 있다. 인류의 생존을 좌우하는 지구 차원의 중요한 개발이다. 그 개발의 과제는, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 효율뿐만 아니라 제조비용의 절감 및 무공해라는 과제에도 대처하면서 진행되고 있다. 이들을 실현하는 대책은, 특히 전극(電極)에 사용되고 있는 은(Ag)이나 납(Pb)의 사용량을 감소시키거나 또는 없게 하는 것이 중요하다고 되어 있다.BACKGROUND ART [0002] Solar cells, which are conventionally used for renewable energy, are being developed on the basis of semiconductor technology, which is the mainstay of the 20th century. It is an important development at the district level that determines the survival of mankind. The task of development is proceeding not only in efficiency of converting sunlight into electric energy but also in coping with the problem of reduction of manufacturing cost and pollution. It is said that it is important to reduce or eliminate the amount of silver (Ag) or lead (Pb) used in the electrode (electrode).

일반적으로 태양전지의 구조는, 도7의 (a)의 평면도 및 (b)의 단면도에 나타내는 바와 같이 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 N형/P형의 실리콘 기판(silicon 基板)(43), 실리콘 기판(43)의 표면 반사를 방지하는 절연체 박막(絶緣體 薄膜)인 질화 실리콘(窒化 silicon)(45), 실리콘 기판(43) 중에 발생한 전자(電子)를 꺼내는 핑거 전극(finger 電極)(42), 핑거 전극(42)에서 꺼낸 전자를 모으는 버스바 전극(41), 버스바 전극(41)에 모인 전자를 외부로 꺼내는 인출리드 전극(引出lead 電極)(47)의 각 요소로 하여 구성되어 있다.Generally, the structure of a solar cell includes an N-type / P-type silicon substrate (silicon substrate) 43 for converting solar energy into electric energy as shown in a plan view of FIG. 7A and a cross- A silicon nitride 45 which is an insulator thin film for preventing the reflection of the surface of the silicon substrate 43 and a finger electrode which picks up electrons generated in the silicon substrate 43 A bus bar electrode 41 for collecting electrons taken out from the finger electrode 42 and a lead lead electrode 47 for taking out electrons collected in the bus bar electrode 41 to the outside, .

이 중에서 버스바 전극(41) 및 핑거 전극(42)에 은 및 납(납 글라스(lead glass))이 사용되고 있는데, 이것의 은의 사용량을 감소시키고 또한 납(납 글라스)의 사용량을 감소시키거나 혹은 없게 하여 저비용 또한 무공해로 하는 것이 기대되고 있었다.Among them, silver and lead (lead glass) are used for the bus bar electrode 41 and the finger electrode 42. It is possible to reduce the amount of silver used and reduce the amount of lead (lead glass) So that it was expected to be low cost and pollution-free.

상기한 종래의 도7의 태양전지의 구성요소 중에서 핑거 전극(42) 등에 은 및 납(바인더(binder)로서의 납 글라스)이 사용되고 있고, 이것의 은의 사용량을 감소시키고 또한 납(납 글라스)의 사용량을 감소시키거나 또는 없게 하여, 태양전지의 제조비용의 절감 또한 무공해로 한다고 하는 과제가 있었다.Among the constituent elements of the conventional solar cell shown in Fig. 7, the finger electrodes 42 and the like and lead (lead glass as a binder) are used. The amount of silver used is reduced and the amount of lead (lead glass) Is reduced or eliminated, thereby reducing the manufacturing cost of the solar cell.

본 발명은, 은의 사용량을 감소시키고 또한 납(납 글라스)의 사용량을 감소시키거나 또는 없게 하기 위하여 태양전지의 구성요소인 버스바 전극 등을 형성하는 데에, 은페이스트 중에 바나딘산염 글라스(이하, 도전성의 NTA 글라스라고 한다("NTA"는 일본국 등록상표 5009023호))를 소결조제로서 혼입하여 소성함으로써, 은 및 납(납 글라스)의 사용량을 감소시키거나 또는 없게 하는 것을 가능하게 하였다.The present invention relates to a method for forming a bus bar electrode or the like which is a component of a solar cell to reduce the amount of silver used and to reduce or eliminate the amount of lead (lead glass) , And conductive NTA glass ("NTA " is Japanese Registered Trade No. 5009023)) as a sintering auxiliary agent and fired, thereby making it possible to reduce or eliminate the use amount of silver and lead (lead glass).

그 때문에 본 발명은, 기판 위에 빛 등을 조사하였을 때에 고전자농도를 생성하는 영역을 형성함과 아울러 영역의 위에 빛 등을 투과하는 절연막을 형성하고, 절연막에 형성된 전자취출구로부터 전자를 꺼내는 버스바 전극(버스 전극)을 구비하는 태양전지에 있어서, 버스바 전극을 형성하기 위하여 도전성 페이스트에 글라스 프릿으로서 도전성 글라스를 중량비로 20%에서 70% 혼입하여 소성함으로써 버스바 전극을 형성하여, 도전성 페이스트의 사용량을 감소시키도록 하고 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device, which forms a region for generating a high electron density when irradiated with light or the like on a substrate, forms an insulating film which transmits light or the like on the region, In a solar cell having an electrode (bus electrode), a bus bar electrode is formed by mixing 20 to 70% by weight of conductive glass as a glass frit into a conductive paste in order to form a bus bar electrode, Thereby reducing the amount of use.

이 때에 도전성 글라스는, 적어도 바나듐 혹은 바나듐과 바륨을 포함하는 바나딘산염 글라스로 하도록 되어 있다.At this time, the conductive glass is made of a vanadate glass containing at least vanadium or vanadium and barium.

또한 도전성 글라스를 혼입하여 소성하는 공정의 시간은, 길어도 1분 이내, 몇 초 이상으로 하도록 되어 있다.Further, the time for the step of mixing and baking the conductive glass is set to be not more than one minute and several seconds or more.

또한 도전성 글라스는 무연으로 하도록 되어 있다.Further, the conductive glass is made to be lead-free.

또한 소성하여 형성된 버스바 전극의 위에 리드 전극을 형성하도록 되어 있다.A lead electrode is formed on the bus bar electrode formed by firing.

본 발명은, 상기한 바와 같이 도전성의 NTA 글라스를 은페이스트 중에 소성조제로서 혼입하여 소성함으로써, 종래의 은페이스트 중의 은의 사용량을 감소시키고 또한 납(납 글라스)의 이용량을 감소시키거나 또는 없게 할 수 있었다. 이들은 다음과 같은 특징이 있다.In the present invention, as described above, the conductive NTA glass is mixed as a plasticizing additive in the silver paste and fired, thereby reducing the amount of silver in the conventional silver paste and reducing or eliminating the amount of lead (lead glass) I could. They have the following characteristics.

첫 번째, 태양전지의 버스바 전극(은전극)을 형성하는데에 도전성의 바나딘산염 글라스인 NTA 글라스(일본국 등록상표 제5009023호, 일본국 특허 제5333976호)를 은페이스트의 소결조제로서 사용하여, Ag의 사용량을 감소시키고 또한 납(납 글라스)의 사용량을 감소 내지 없게 할 수 있었다.First, NTA glass (Japanese Patent No. 5009023, Japanese Patent No. 5333976), which is a conductive vanadate glass, is used as a sintering aid for silver paste in forming a bus bar electrode (silver electrode) of a solar cell Thus, the amount of Ag used can be reduced and the amount of lead (lead glass) used can be reduced or eliminated.

두 번째, 소결조제인 NTA 글라스의 은페이스트 중의 중량비율을 20%∼70%의 범위에서 사용하는 것에 있다. 태양광 에너지를 전자 에너지로 변환하는 효율을 떨어뜨리지 않고 버스바 전극으로서의 효과를 발휘하는 전극 형성이 실험에 의하여 확인되었다. 이것은 NTA 글라스가 (1)도전성을 구비하는 것, (2)은페이스트에 혼입함으로써 은을 글라스로부터 분리하여 모음으로써 도전성이 개선된 것, (3)종래 글라스의 침상결정(針狀結晶)의 성장을 억제하여 Ag에 의한 도전성이 개선된 것, (4)버스바 전극 형성에 사용하는 소결조제를, 파이어링 현상(firing 現象)을 발생시키지 않는 NTA 글라스를 사용하여 변환효율의 감소를 없게 하는 것(하기의 세 번째, 네 번째를 참조) 등을 할 수 있는 것 등에 의한다고 고찰된다.Second, the weight ratio of the NTA glass as a sintering aid in the silver paste is in the range of 20% to 70%. Experiments have confirmed the formation of electrodes exhibiting the effect of bus bar electrodes without deteriorating the efficiency of converting solar energy into electronic energy. This is because the NTA glass has (1) conductivity, (2) the silver is separated from the glass by mixing in the silver paste, and the conductivity is improved as a vowel, (3) the growth of acicular crystals (4) NTA glass which does not cause a firing phenomenon is used as a sintering auxiliary used for forming a bus bar electrode so as not to reduce the conversion efficiency (See the third and fourth points below), and so on.

세 번째, 은입자(銀粒子) 등에 접촉되어 있는 NTA 글라스가 고저항의 결정을 형성하지 않는 소결 프로세스 조건 중에서 소결되는 것에 있다. 고저항 결정(예를 들면 상기 침상결정)이 형성되면, 핑거 전극으로부터 버스바 전극을 통과할 때에 전자의 이동이 적절하게 이루어지지 않아 에너지의 변환효율을 떨어뜨리게 되지만, 고저항 결정의 발생을 적게 하는 하나의 방법으로서 단시간(예를 들면 길어도 1분간 이내)에 소결공정을 완료함으로써 해결할 수 있었다고 생각된다.Thirdly, the NTA glass in contact with silver particles or the like is sintered in a sintering process condition that does not form crystals with high resistance. When the high resistance crystal (for example, the needle crystal) is formed, the electrons do not move properly when passing from the finger electrode to the bus bar electrode, and the conversion efficiency of energy is lowered. However, It can be solved by completing the sintering process for a short time (for example, within 1 minute or less).

네 번째, 종래와 달리, 핑거 전극의 형성과 버스바 전극의 형성을 서로 다른 글라스 프릿을 함유한 은페이스트를 사용하는 것에 있다. 종래의 핑거 전극의 형성에 있어서는 파이어링이라고 불리는 현상을 발생시킬 필요가 있었다. 이것은, 은의 소결조제로서 사용하고 있는 글라스 프릿 중의 성분분자 예를 들면 납 글라스 중의 납 분자의 활동에 의하여 실리콘 기판의 표층에 형성된 질화 실리콘막의 절연층을 돌파하여 핑거 전극을 형성하도록 하여 실리콘 기판에 생성된 전자를 효율적으로 모으고 있었다. 그러나 버스바 전극의 형성에 대해서는 파이어링 현상은 필요하지 않다. 종래에는 버스바 전극도 납성분을 포함한 납 글라스를 소결조제로 하여 소결시키고 있었기 때문에, 구조는 다르지만 버스바 전극과 실리콘 기판과의 전기적인 도통로(導通路)가 형성되어 변환효율을 감소시키는 것으로 되어 있었다. 버스바 전극 형성에 사용하는 소결조제로서 파이어링 현상이 발생하지 않는 NTA 글라스를 사용함으로써 변환효율의 감소를 없게 할 수 있었다.Fourth, unlike the prior art, the use of a silver paste containing glass frit, which is different from the formation of the finger electrode and the formation of the bus bar electrode. It is necessary to cause a phenomenon called firing in the formation of the conventional finger electrode. This is accomplished by forming the finger electrode by breaking the insulating layer of the silicon nitride film formed on the surface layer of the silicon substrate by the action of the lead molecule in the lead glass, for example, the constituent molecule in the glass frit used as the silver sintering aid And the electrons were collected efficiently. However, the firing phenomenon is not required for forming the bus bar electrode. Conventionally, since bus bar electrodes are also sintered using lead glass containing lead components as a sintering auxiliary agent, an electrical conduction path is formed between the bus bar electrode and the silicon substrate to have a different structure, thereby reducing the conversion efficiency . As the sintering aid used for forming the bus bar electrode, use of the NTA glass which does not cause the firing phenomenon makes it possible to prevent the reduction of the conversion efficiency.

다섯 번째, 은 분말 재료의 사용에 의한 태양전지의 고비용(원재료 비용이 높다)의 문제가 있다. 또한 은 재료의 지나친 수요에 따라 재료조달의 문제도 부상하고 있다. 도전 글라스인 NTA 글라스의 함유비율을 20% 내지 70%로 대폭적으로 증가시키고 그 분량만큼의 은의 양을 적게 한 은페이스트를 사용하더라도 변환효율을 감소시키지 않고 태양전지를 제작할 수 있다는 것은 산업계에 큰 영향을 미친다고 생각한다.Fifth, there is a problem of the high cost of the solar cell due to the use of the silver powder material (the cost of the raw material is high). In addition, the problem of material procurement is rising due to excessive demand of silver materials. The fact that a solar cell can be fabricated without decreasing the conversion efficiency even when using a silver paste in which the content ratio of NTA glass as a conductive glass is significantly increased to 20% to 70% I think it is crazy.

여섯 번째, (5)종래의 버스바 전극의 형성에 사용하고 있었던 납 글라스의 사용을 없게 하는 것 즉 무연(無鉛 : lead free)으로 할 수 있었다. 이에 따라 납 공해의 환경문제를 전무(全無)로 할 수 있다.Sixth, (5) It was possible to eliminate the use of lead glass used for forming the conventional bus bar electrode, that is, lead free. As a result, the environmental problem of lead pollution can be completely eliminated.

도1은, 본 발명의 1실시예의 구조도(공정의 완성도 : 단면도)이다.
도2는, 본 발명의 동작설명의 플로우차트이다.
도3은, 본 발명의 상세공정의 설명도(설명도의 1)이다.
도4는, 본 발명의 상세공정의 설명도(설명도의 2)이다.
도5는, 본 발명의 상세 설명도(버스바 전극의 상세)이다.
도6은, 본 발명의 설명도(버스바 전극)이다.
도7은, 종래기술의 설명도이다.
도8은, 본 발명의 다른 실시예 플로우차트이다.
도9는, 본 발명의 버스바 전극 위의 땜납·리드선의 개략 구조도이다.
도10은, 본 발명에 있어서 NTA 글라스의 버스바 전극과의 땜납의 밀착(접착)성의 실험결과 예이다.
도11은, 본 발명의 Sn-Ag 땜납의 납땜사진(A)이다.
도12는, 본 발명의 Sn-Ag 땜납의 납땜사진(B)이다.
도13은, 본 발명의 Sn-Zn 땜납의 납땜사진(C)이다.
도14는, 본 발명의 Sn-Pb 땜납(플럭스 유)의 납땜사진(D)이다.
도15는, 본 발명의 Sn-Pb 땜납(플럭스 유)의 납땜사진(E)이다.
도16은, 본 발명의 Sn-Pb 땜납(플럭스 무)의 납땜사진(F)이다.Fig. 1 is a structural diagram (process completeness: sectional view) of an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a flowchart of the operation explanation of the present invention.
3 is an explanatory diagram (1 of the explanatory diagram) of the detailed process of the present invention.
Fig. 4 is an explanatory diagram (explanatory diagram 2) of the detailed process of the present invention.
5 is a detailed explanatory diagram (details of a bus bar electrode) of the present invention.
6 is an explanatory diagram (bus bar electrode) of the present invention.
Fig. 7 is an explanatory diagram of the prior art.
8 is a flowchart of another embodiment of the present invention.
9 is a schematic structural view of a solder / lead wire on a bus bar electrode of the present invention.
10 is an example of experimental results of adhesion (adhesion) of a solder to a bus bar electrode of an NTA glass in the present invention.
11 is a photograph (A) of the solder of the Sn-Ag solder of the present invention.
12 is a solder photograph (B) of the Sn-Ag solder of the present invention.
13 is a photograph (C) of the solder of the Sn-Zn solder of the present invention.
14 is a photograph (D) of soldering of Sn-Pb solder (flux oil) of the present invention.
15 is a photograph (E) of soldering of the Sn-Pb solder (flux oil) of the present invention.
16 is a solder photograph (F) of a Sn-Pb solder (fluxless solder) of the present invention.

(실시예1)(Example 1)

도1은, 본 발명의 1실시예의 구조도(공정의 완성도 : 단면도)를 나타낸다.Fig. 1 shows a structural diagram (process completeness: sectional view) of an embodiment of the present invention.

도1에 있어서 실리콘 기판(silicon 基板)(11)은, 공지의 반도체의 실리콘 기판이다.1, a silicon substrate (silicon substrate) 11 is a known silicon substrate.

고전자농도영역(高電子濃度領域)(확산도핑층(擴散doping層))(12)은, 실리콘 기판(11)의 위에 원하는 p형/n형의 층을 확산도핑 등에 의하여 형성한 공지의 영역(층)으로서, 도면에서는 상측방향으로부터 태양광(太陽光)이 입사되면 실리콘 기판(11)에서 전자(電子)를 발생(발전(發電))시키고, 그 전자를 축적하는 영역이다. 여기에서는, 축적된 전자는 전자취출구(電子取出口)(핑거 전극(finger 電極)(은(銀)))(14)에 의하여 상측방향으로 꺼내지는 것이다(발명의 효과를 참조).The high electron concentration region (high electron concentration region) (diffusion doping layer (diffused doping layer)) 12 is formed by forming a desired p-type / n-type layer on a silicon substrate 11 in a known region (Layer) of the silicon substrate 11. In the figure, it is an area for generating (generating) electrons (electrons) in the silicon substrate 11 when solar light is incident from the upper side and accumulating the electrons. Here, the accumulated electrons are taken out in an upward direction by an electron outlet (electron outlet) (a finger electrode (silver)) (refer to the effect of the invention).

절연막(絶緣膜)(질화 실리콘막(窒化 silicon膜))(13)은, 태양광을 통과(투과)시키고 또한 버스바 전극(bus bar 電極)(15)과 고전자농도영역(12)을 전기적으로 절연시키는 공지의 막이다(발명의 효과를 참조).An insulating film (a silicon nitride film) 13 is a film which passes (transmits) solar light and which electrically connects the bus bar electrode 15 and the high electron density region 12 (See the effect of the invention).

전자취출구(핑거 전극(은))(14)는, 고전자농도영역(12) 중에 축적된 전자를 절연막(13)에 형성된 구멍을 통하여 꺼내는 입구(핑거 전극)이다(발명의 효과를 참조).The electron outlet (finger electrode (silver)) 14 is an inlet (finger electrode) for taking out electrons accumulated in the high electron density region 12 through a hole formed in the insulating film 13 (see effects of the invention).

버스바 전극(전극1(은))(15)은, 복수의 전자취출구(핑거 전극)(14)를 전기적으로 접속시키는 전극으로서, Ag의 사용량을 삭감시키는 대상인 전극이다(발명의 효과를 참조).The bus bar electrode (electrode 1 (silver)) 15 is an electrode for electrically connecting a plurality of electron emission orifices (finger electrodes) 14, and is an electrode to be used for reducing the amount of Ag (see effects of the invention) .

이면전극(裏面電極)(전극2(알루미늄(aluminum)))(16)은, 실리콘 기판(11)의 하면에 형성된 공지의 전극이다.The back electrode (the electrode 2 (aluminum)) 16 is a known electrode formed on the lower surface of the silicon substrate 11.

리드선(lead線)(땜납(solder) 형성)(17)은, 복수의 버스바 전극(15)을 전기적으로 연결하여 전자(전류I)를 외부로 꺼내는 리드선이다.A lead wire (solder formation) 17 is a lead wire for electrically connecting a plurality of bus bar electrodes 15 to take out electrons (current I) to the outside.

이상의 도1의 구조하에서, 상측으로부터 하측방향으로 태양광을 조사(照射)하면, 태양광은 리드선(17) 및 전자취출구(14)가 없는 부분과 절연막(13)을 통과하여, 실리콘 기판(11)에 입사되어 전자를 발생시킨다. 그 후에 고전자농도영역(12)에 축적된 전자는, 전자취출구(핑거 전극)(14), 버스바 전극(15), 리드선(17)을 통하여 외부로 꺼내어진다. 이 때에 도2부터 도6에서 후술하는 바와 같이 버스바 전극(15)을, 은페이스트(銀paste)에 글라스 프릿(glass frit)으로서 NTA 글라스(도전성 글라스(導電性 glass))를 혼입하여 소성(燒成)하여 형성함으로써, Ag의 사용량을 감소시킬 수 있다. 이하 순차적으로 상세하게 설명한다.1, the sunlight passes through the portion where the lead wire 17 and the electron outlet 14 are not present and the insulating film 13, and the silicon substrate 11 To generate electrons. Electrons accumulated in the high electron density region 12 are then taken out through the electron outlet (finger electrode) 14, the bus bar electrode 15 and the lead 17. At this time, the bus bar electrode 15 is mixed with an NTA glass (conductive glass) as a glass frit as a silver paste as described later in Figs. 2 to 6, And the amount of Ag used can be reduced. Hereinafter, it will be described in detail.

도2는 본 발명의 동작설명의 플로우차트를 나타내고, 도3 및 도4는 각 공정의 상세구조를 나타낸다.Fig. 2 shows a flowchart of the operation explanation of the present invention, and Fig. 3 and Fig. 4 show the detailed structure of each step.

도2에 있어서, S1에서는 실리콘 기판을 준비한다.In Fig. 2, a silicon substrate is prepared in S1.

S2에서는 클리닝(cleaning)을 한다. 이들 S1, S2에서는, 도3의 (a)에 나타내는 바와 같이 S1에서 준비한 실리콘 기판(11)의 면(고전자농도영역(12)을 형성하는 면)을 깨끗하게 클리닝을 한다.In S2, cleaning is performed. In these S1 and S2, the surface of the silicon substrate 11 prepared in S1 (the surface on which the high electron density region 12 is formed) is cleaned as shown in Fig. 3A.

S3에서는 확산도핑을 한다. 이것은, 도3의 (b)에 나타내는 바와 같이 도3의 (a)에서 클리닝한 실리콘 기판(11) 위에 공지의 확산도핑을 하여 고전자농도영역(12)을 형성한다.In S3, diffusion doping is performed. This is accomplished by known diffusion doping on the silicon substrate 11 cleaned in Fig. 3 (a) as shown in Fig. 3 (b) to form a high electron density region 12. [

S4에서는 반사방지막(反射防止膜)(질화 실리콘막)을 형성한다. 이것은, 도3의 (c)에 나타내는 바와 같이 도3의 (b)의 고전자농도영역(12)을 형성한 후에, 반사방지막(태양광을 통과시키고 또한 표면반사를 가급적 저감시킨 막)으로서 예를 들면 질화 실리콘막을 공지의 방법에 의하여 형성한다.In S4, an antireflection film (antireflection film) (a silicon nitride film) is formed. This is because, as shown in Fig. 3 (c), after the formation of the high electron density region 12 in Fig. 3 (b), an antireflection film (a film through which sunlight passes and surface reflection is reduced as much as possible) A silicon nitride film is formed by a known method.

S5에서는 핑거 전극을 스크린 인쇄(screen 印刷)한다. 이것은, 도3의 (d)에 나타내는 바와 같이 도3의 (c)의 질화 실리콘막(13)을 형성한 후에, 형성되는 핑거 전극(14)의 패턴(pattern)을 스크린 인쇄한다. 인쇄재료는 예를 들면 은에 프릿으로서 납 글라스(lead glass)를 혼입한 것을 사용한다.In S5, the finger electrodes are screen printed. 3 (d), the pattern of the finger electrode 14 to be formed is screen-printed after the silicon nitride film 13 of FIG. 3 (c) is formed. As the printing material, for example, lead glass is used as silver frit.

S6에서는, 핑거 전극을 소성(燒成)시켜서 파이어 스루(fire through)시킨다. 이것은, 도3의 (d)에서 스크린 인쇄된 핑거 전극(14)의 패턴(은과 납 글라스의 프릿을 혼입한 것)을 소성하고, 도3의 (e)에 나타내는 바와 같이 질화 실리콘막(13)에 파어어 스루시켜서 그 중에 은(도전성)을 형성한 핑거 전극(14)을 형성한다.In S6, the finger electrodes are fired and fire through. This is done by firing the pattern of the finger electrode 14 (silver mixed with the frit of the lead glass) screen-printed in FIG. 3 (d) and forming the silicon nitride film 13 To form a finger electrode 14 in which silver (conductive) is formed.

S7에서는 버스바 전극(전극1)을 스크린 인쇄한다. 이것은, 도4의 (f)에 나타내는 바와 같이 도3의 (e)의 핑거 전극(14)을 형성한 후에, 형성되는 버스바 전극(15)의 패턴을 스크린 인쇄한다. 인쇄재료는 예를 들면 은에 프릿으로서 NTA 가스(20%에서 70%)를 혼입한 것을 사용한다.In S7, the bus bar electrode (electrode 1) is screen-printed. This is achieved by screen printing the pattern of the bus bar electrode 15 to be formed after the finger electrodes 14 of Fig. 3 (e) are formed as shown in Fig. 4 (f). As the printing material, NTA gas (20% to 70%) is mixed as silver frit, for example.

S8에서는 버스바 전극을 소성시킨다. 이것은, 도3의 (f)에서 스크린 인쇄된 버스바 전극(15)의 패턴(은과 NTA 글라스(20%에서 70%)의 프릿을 혼입한 것)을 소성(소성시간은 길어도 1분 이내, 2∼3초 이상으로 소성)시켜서, 도4의 (g)에 나타내는 바와 같이 버스바 전극(15)을 최상층에 형성한다.In S8, the bus bar electrode is fired. This is achieved by firing the pattern of the bus bar electrode 15 (silver and NTA glass (20% to 70%) frit mixed in) screen-printed in Fig. 3 (f) 2 to 3 seconds or more), thereby forming the bus bar electrode 15 on the uppermost layer as shown in Fig. 4 (g).

S9에서는 이면전극(전극2)을 형성한다. 이것은, 도4의 (h)에 나타내는 바와 같이 실리콘 기판(11)의 하측(이면)에 예를 들면 알루미늄 전극을 형성한다.In S9, the back electrode (electrode 2) is formed. This is because, for example, an aluminum electrode is formed on the lower side (back surface) of the silicon substrate 11 as shown in FIG. 4 (h).

S10에서는 리드선을 땜납에 의하여 형성한다. 이것은, 도4의 (i)에 나타내는 바와 같이 도4의 (g)의 버스바 전극을 전기적으로 접속하는 리드선을 땜납에 의하여 형성하여 전기적으로 접속한다.In S10, lead wires are formed by soldering. 4 (i), lead wires for electrically connecting the bus bar electrodes of Fig. 4 (g) are formed by solder and electrically connected.

이상의 공정에 의하여 실리콘 기판에 태양전지(太陽電池)를 형성할 수 있다.Solar cells (solar cells) can be formed on the silicon substrate by the above process.

도5는, 본 발명의 상세 설명도(버스바 전극의 소성)를 나타낸다.Fig. 5 shows a detailed explanatory diagram (firing of a bus bar electrode) of the present invention.

도5의 (a)는 버스바 전극을 은 100%, NTA 0%(중량비)로 소성한 예를 도식적으로 나타내고, 도5의 (b)는 버스바 전극을 은 50%, NTA 50%(중량비)로 소성한 예를 도식적으로 나타낸다. 소성시간은, 길어도 1분 이내이고, 2∼3초 이상으로 하였다.5 (a) schematically shows an example of firing the bus bar electrode at 100% of silver and NTA at 0% (weight ratio), and FIG. 5 (b) ). ≪ / RTI > The firing time was 1 minute or less and 2 to 3 seconds or longer.

도5의 (a)와 도5의 (b)에서 도면에 나타내는 바와 같이 거의 동일한 구조가 되도록 형성된 태양전지의 시작실험(試作實驗)에서는 하기와 같은 실험결과가 얻어졌다.As shown in Fig. 5 (a) and Fig. 5 (b), the following experimental results were obtained in the start experiments of solar cells formed to have substantially the same structure.

태양전지의 변환효율 Conversion Efficiency of Solar Cell

도5의 (a)의 Ag 100%, NTA 0% 평균 약 17%5A, Ag 100%, NTA 0% About 17%

도5의 (b)의 Ag 50%, NTA 50% 평균 약 17%5% of Ag, 50% of NTA, About 17%

시작실험의 결과는, 버스바 전극의 패턴을 인쇄하는 재료로서 도5의 (a)와, 도5의 (b)에서는 태양전지를 형성하였을 때의 변환효율이 평균 약 17%로 거의 동일한 결과가 얻어져서, Ag를 NTA 글라스(도전성 글라스, 20%에서 70%)로 치환할 수 있는 것을 실험에 의하여 확인할 수 있었다(발명의 효과를 참조). 또한 NTA 글라스는 바나듐(vanadium), 바륨(barium), 철(鐵)로 구성되고, 특히 철은 내부적으로 강하게 결합되어 당해 내부에 머물러 있어, 다른 재료와 혼합되더라도 그 결합성은 극히 작다고 하는 성질을 갖는 것이다(일본국 특허 제5333976호 등을 참조).5A and 5B show that the conversion efficiencies when the solar cells are formed are about 17% on average, which is almost the same result as the materials for printing the pattern of the bus bar electrodes It was confirmed by experiments that the Ag can be replaced with NTA glass (conductive glass, 20% to 70%) (see effects of the invention). In addition, NTA glass is composed of vanadium, barium and iron. Especially, since the iron is strongly bonded internally and remains in the inside thereof, even if it is mixed with other materials, its bonding property is extremely small (See Japanese Patent No. 5333976, etc.).

도6은 본 발명의 설명도(버스바 전극)를 나타낸다.Fig. 6 shows an explanatory diagram (bus bar electrode) of the present invention.

도6의 (a)는 전체 평면도를 나타내고, 도6의 (b)는 확대도를 나타낸다.Fig. 6 (a) shows an overall plan view, and Fig. 6 (b) shows an enlarged view.

도6에 있어서 버스바 전극(15)은, 도6의 (a)의 전체 평면도에 나타내는 바와 같이 긴 바(bar) 모양의 전극으로서, 이것을 광학현미경에 의하여 확대하면 도6의 (b)에 나타내는 바와 같은 구조가 관찰되었다.In Fig. 6, the bus bar electrode 15 is a long bar-shaped electrode as shown in the entire plan view of Fig. 6 (a). When the bus bar electrode 15 is enlarged by an optical microscope, A structure like the bar was observed.

도6의 (b)에 있어서 버스바 전극(15)은, 종래의 Ag와 납 글라스의 프릿(frit)에 의하여 소성되었을 경우에는 Ag가 균일하게 분산되어 있었지만, 본 발명의 Ag와 NTA 글라스의 프릿에 의하여 소성(길어도 1분 이내, 2∼3초 이상의 소성)되었을 경우에는 당해 도6의 (b)에 나타내는 바와 같이 당해 버스바 전극(15)의 양측에 NTA 글라스(특히 바륨)가 입자모양으로 형성되고 또한 당해 버스바 전극(15)의 중앙부분에 Ag가 모여서 형성되는 것이 판명되었다. 그 때문에, 발명의 효과에서 설명한 바와 같이 Ag에 NTA 글라스를 혼입하여 단시간 소성(길어도 1분, 2∼3초 이상의 소성)하면 Ag가 중앙부분에 모여서 도전성이 향상되고(종래에는 Ag는 균일하게 분산되어 있었을 경우와 비교하여 도전성이 향상되고), 또한 NTA 글라스 자체도 도전성을 갖는 것 등의 종합적인 작용에 의하여 Ag의 비율을 감소시켜서 NTA 글라스를 늘리더라도, 태양전지로서 제조하였을 경우의 변환효율은 상기한 바와 같이 약 17%로서 실험에서는 거의 같은 결과가 얻어졌다.6 (b), when the bus bar electrode 15 is fired by the conventional Ag and lead glass frit, the Ag is uniformly dispersed. However, when Ag and the frit of the NTA glass (Particularly, barium) is formed on both sides of the bus bar electrode 15 in the form of particles as shown in FIG. 6 (b) And it was also found that Ag was formed in a central portion of the bus bar electrode 15 in such a state. Therefore, as described in the effect of the invention, when the NTA glass is mixed with Ag and baked for a short time (baking for 1 minute or 2 to 3 seconds or longer), Ag is gathered at the central portion to improve conductivity (conventionally Ag is uniformly dispersed The conductivity is improved as compared with the case where the NTA glass is used), and the NTA glass itself is also conductive, the conversion efficiency when manufactured as a solar cell can be improved even when the ratio of Ag is decreased to increase the NTA glass As described above, about 17%, almost the same result was obtained in the experiment.

한편 소성온도는 500℃에서 900℃이지만, 태양전지로서 형성하였을 경우에 최적의 온도를 실험에 의하여 결정하는 것이 필요하다. 지나치게 낮아도 지나치게 높아도 도6의 (b)와 같은 구조가 얻어지지 않아, 실험에 의하여 결정하는 것이 필요하다.On the other hand, the firing temperature is 500 ° C to 900 ° C, but it is necessary to determine the optimum temperature when forming the solar cell by experiment. The structure as shown in FIG. 6 (b) can not be obtained even if it is excessively low or too high, and it is necessary to determine it by experiment.

도8은, 본 발명의 다른 실시예의 플로우차트를 나타낸다. 이것은, 버스바 전극(15)에 리드선(리드 전극)(17)을 초음파 납땜할 때의 순서를 나타낸 것이다.8 shows a flowchart of another embodiment of the present invention. This shows the procedure for ultrasonic soldering the lead wire (lead electrode) 17 to the bus bar electrode 15.

도8에 있어서 S21에서는 핑거 전극을 형성한다. 이것은 도1부터 도6에서 이미 설명한 핑거 전극(14)을 형성한다.In Fig. 8, a finger electrode is formed at S21. This forms the finger electrode 14 already described in Figs.

S22에서는 버스바 전극을 형성한다. 이것은 도1부터 도6에서 이미 설명한 버스바 전극(15)을 형성한다.In S22, a bus bar electrode is formed. This forms the bus bar electrode 15 already described in Figs.

S23에서는 땜납 재료를 접착한다. 이것은, S22에서 형성된 버스바 전극(15)의 표면에 땜납을 예비용착(pre-deposition)시켜서, 리드선(17)의 초음파 납땜을 하기 쉽게 한다. 한편 반드시 땜납을 예비용착시킬 필요는 없지만, 땜납에 의한 밀착성을 확실하게 하기 위하여 실시하는 작업이다.In S23, the solder material is bonded. This pre-deposits solder on the surface of the bus bar electrode 15 formed in S22, thereby facilitating ultrasonic soldering of the lead wire 17. On the other hand, it is not always necessary to preliminarily weld the solder, but this is an operation to ensure adhesion by solder.

S24에서는 리드선을 접착한다. 이것은, S22, S23에서 형성된 버스바 전극(15)(예비땜납(pre-solder) 유 또는 예비땜납 무)에 리드선(예비땜납 유 또는 예비땜납 무)(17)을 초음파 납땜을 한다. 초음파 납땜은, 실온으로부터 땜납의 용융온도 이하로 버스바 전극(15)을 예비가열한 상태에서, 초음파 땜납 인두의 인두 팁(iron tip)에 초음파를 공급하면서 땜납을 당해 인두 팁에 공급하고(예비땜납하였을 경우에는 땜납을 공급하거나 공급하지 않는 경우가 있다), 버스바 전극(15)과 리드선(17)을 땜납에 의하여 접착(용착)시켜서 밀착성을 매우 양호하게 한다(후술한다). 초음파를 공급하지 않을 때에는, 버스바 전극(15)과 리드선(17)을 땜납에 의하여 접착시킬 수 없어, 밀착시킬 수 없었다(후술한다).In S24, lead wires are bonded. This is performed by ultrasonic soldering a lead wire (pre-solder oil or pre-solder ball) 17 to the bus bar electrode 15 (pre-solder oil or preliminary solder ball) formed in S22 and S23. Ultrasonic soldering is performed by supplying ultrasonic waves to the iron tip of the ultrasonic soldering iron while supplying the ultrasonic wave to the soldering tip in the state where the bus bar electrode 15 is preliminarily heated from the room temperature to the melting temperature of the soldering iron or lower The bus bar electrode 15 and the lead wire 17 are adhered (welded) by solder to make the adhesion very good (to be described later). When ultrasonic waves are not supplied, the bus bar electrode 15 and the lead wire 17 can not be adhered to each other by solder, so that they can not be brought into close contact with each other (described later).

이상과 같이 버스바 전극(15)에 리드선(17)을 초음파 납땜함으로써, 버스바 전극(15)에 리드선(17)을 밀착성이 양호하게 접착시킬 수 있었다. 이 때에 버스바 전극(15) 등을 예비가열함으로써, 매우 양호하고 또한 확실하게 초음파 납땜 작업이 가능하게 되었다.As described above, by sticking the lead wire 17 to the bus bar electrode 15 by ultrasonic soldering, the lead wire 17 can be adhered well to the bus bar electrode 15. At this time, the bus bar electrode 15 and the like are preliminarily heated, so that the ultrasonic soldering work can be carried out very reliably and reliably.

도9는, 본 발명의 버스바 전극 위의 땜납·리드선의 개략 구조도를 나타낸다.Fig. 9 shows a schematic structure of a solder / lead wire on a bus bar electrode of the present invention.

도9의 (a)는 전체 단면도를 나타내고, 도9의 (b)는 리드선(17)의 단면도를 나타낸다. 여기에서 실리콘 기판(11), 버스바 전극(15), 리드선(17)은, 도1의 같은 번호의 것과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.Fig. 9 (a) shows the entire cross-sectional view, and Fig. 9 (b) shows a cross-sectional view of the lead wire 17. Fig. Here, the silicon substrate 11, the bus bar electrode 15, and the lead wire 17 are the same as those of the same number in Fig. 1, and a description thereof will be omitted.

도9의 (a)에 있어서의 땜납(172)은, 버스바 전극(예비가열한다)(15)과 리드선(17)을 초음파 납땜한 후의 상태를 도식적으로 나타낸 것이다. 땜납(172)은, 버스바 전극(15) 위의 전체 면에 밀착되어 리드선(17)에 용착되어 있다.The solder 172 in Fig. 9 (a) schematically shows the state after ultrasonic soldering of the bus bar electrode (preliminary heating) 15 and the lead wire 17. The solder 172 is in close contact with the entire surface of the bus bar electrode 15 and is welded to the lead wire 17.

도9의 (b)에 있어서의 땜납(172)은, 리드선(리드 전극)(17)의 둘레에 미리 예비땜납한 상태를 나타낸다.The solder 172 shown in Fig. 9 (b) is preliminarily soldered around the lead wire (lead electrode) 17.

구리(171)는, 구리의 리본(ribbon)으로서, 이 둘레에 미리 땜납(172)을 용착시켜서, 버스바 전극(15)과 초음파 납땜하기 쉽게 한 모양을 도식적으로 나타낸다.The copper 171 is a ribbon of copper and schematically shows a shape in which the solder 172 is preliminarily welded around the copper electrode 171 to facilitate ultrasonic soldering with the bus bar electrode 15. [

이상과 같이 땜납(172)을 구리(171)의 리본의 둘레에 예비땜납한 리드선(17)을 사용하고 또한 버스바 전극(15)을 예비가열(실리콘 기판(11), 버스바 전극(15) 등을 포함하는 태양전지의 전체를 예비가열)한 상태에서 초음파 납땜함으로써, 도면에 나타내는 바와 같이 버스바 전극(15)에 리드선(17)을 밀착성이 양호하게 납땜할 수 있다.As described above, the solder 172 is preliminarily soldered around the ribbon of copper 171 and the bus bar electrode 15 is preliminarily heated (silicon substrate 11, bus bar electrode 15, The lead wires 17 can be soldered to the bus bar electrodes 15 with good adhesiveness as shown in the figure.

도10은, 본 발명에 있어서 NTA 글라스의 버스바 전극과의 땜납의 밀착(접착)성의 실험결과 예를 나타낸다. 여기에서,Fig. 10 shows an experimental result of adhesion (adhesion) of solder to a bus bar electrode of an NTA glass in the present invention. From here,

·땜납의 종류는, 납 땜납·플럭스 무, 납 땜납·플럭스 유, 주석·은 함유, 주석·아연 함유의 4종류를 실험하였다.· There are four types of solder: lead solder, flux solder, lead solder, flux oil, tin and silver, and tin and zinc.

·주성분은 땜납의 종류에 따른 주된 성분을 나타낸다.· The main component indicates the main component depending on the type of solder.

·초음파 인두를 사용하였을 경우의 NTA 글라스와의 밀착성은, OK와 NG의 구별을 나타낸다.· Adhesion to NTA glass when ultrasonic soldering iron is used indicates the distinction between OK and NG.

·초음파 인두를 사용하지 않은 경우의 NTA 글라스와의 밀착성은, OK와 NG의 구별을 나타낸다.· Adhesion to NTA glass when no ultrasonic soldering iron is used indicates the distinction between OK and NG.

이상의 항목에 대하여 실험한 결과를 도10에 나타낸다. 이 도10의 결과에서,The results of the above experiments are shown in Fig. 10,

·초음파 땜납 인두를 사용하였을 경우에는, 납 땜납·플럭스 유를 제외하고 다른 모든 땜납의 종류에 대하여 OK의 결과가 얻어져서, 도1부터 도6에 기재된 NTA 글라스의 버스바 전극(15)에 대하여 리드선(17)을 납땜하여 양호하게 밀착시킬 수 있는 것을 실험에 의하여 확인할 수 있었다. 한편 초음파 땜납 인두를 사용하지 않는 경우에는, 모든 땜납의 종류에 대하여 NG의 결과가 얻어졌다.In the case of using the ultrasonic soldering iron, an OK result is obtained with respect to all the other types of solder except for the solder flux and the flux oil. Thus, the bus bar electrode 15 of the NTA glass shown in Figs. 1 to 6 It was confirmed by experiments that the lead wire 17 could be soldered and adhered well. On the other hand, in the case where the ultrasonic soldering iron was not used, the results of NG were obtained for all types of solders.

다음에 도11부터 도16을 사용하여 NTA 50%의 납땜상황(개별소성(個別燒成))의 실험예를 하기와 같이 순차적으로 상세하게 설명한다.Next, with reference to FIG. 11 to FIG. 16, an experimental example of NTA 50% solder condition (individual firing) will be described in detail as follows.

사용 땜납 예비가열 초음파 유무 땜납 인두 팁 온도 Use solder Preheating Presence of ultrasound    Solder iron tip temperature

도11(A) : SnAg 200℃ 초음파 유 땜납 인두 팁 온도 350℃11 (A): SnAg 200 ℃ Ultrasonic oil    Soldering iron tip temperature 350 ° C

도12(B) : SnAg 200℃ 초음파 유 땜납 인두 팁 온도 400℃12 (B): SnAg 200 ℃ Ultrasonic oil    Soldering iron tip temperature 400 ° C

도13(C) : SnZn 200℃ 초음파 유 땜납 인두 팁 온도 350℃13 (C): SnZn 200 ℃ Ultrasonic oil    Soldering iron tip temperature 350 ° C

도14(D) : SnPb 200℃ 초음파 무 땜납 인두 팁 온도 350℃14 (D): SnPb 200 ℃ Ultrasonic wave    Soldering iron tip temperature 350 ° C

(플럭스 유) (Flux oil)

도15(E) : SnPb 200℃ 초음파 무 땜납 인두 팁 온도 400℃15 (E): SnPb 200 ℃ Ultrasonic wave    Soldering iron tip temperature 400 ° C

(플럭스 유) (Flux oil)

도16(F) : SnPb 200℃ 초음파 유 땜납 인두 팁 온도 350℃16 (F): SnPb 200 ℃ Ultrasonic oil    Soldering iron tip temperature 350 ° C

(플럭스 무) (Fluxless)

도11은, 본 발명의 Sn-Ag 땜납의 납땜사진(A)을 나타낸다.Fig. 11 shows a solder photograph (A) of the Sn-Ag solder of the present invention.

도11의 (a)는 납땜조건을 나타내고, 도11의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타내고, 도11의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다.Fig. 11 (a) shows the soldering conditions, Fig. 11 (b) shows a photograph before soldering, and Fig. 11 (c) shows a photograph after soldering (ultrasonic oil).

도11의 (a)에 있어서 납땜조건은 하기와 같다.The soldering conditions in Fig. 11 (a) are as follows.

·사용 땜납 : Sn-Ag 땜납· Use solder: Sn-Ag solder

·초음파 : 유· Ultrasound: Yu

·인두 팁 온도 : 350℃· Soldering tip temperature: 350 ℃

·인두 발진출력 : 10W· Phosphorus output: 10W

·예비가열 : 200℃· Preheating: 200 ° C.

도11의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타낸다.11 (b) shows a photograph before soldering.

도11의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다. 납땜 후의 사진으로부터 판명되는 바와 같이, 도11의 (b)의 납땜 전의 사진에 있어서 세로방향의 폭넓은 버스바 전극(15) 위에 땜납이 폭넓게 용착되고 또한 밀착되어 있는 것이 판명된다.Fig. 11 (c) shows a photograph after soldering (ultrasonic oil). As is apparent from the photographs after soldering, it is found that solder is widely deposited and closely attached on the bus bar electrodes 15 having a wide width in the vertical direction in the photograph of FIG. 11 (b) before soldering.

도11의 (d)는, 동일한 조건에서 초음파 무인 경우에는, 버스바 전극(15)에 납땜을 할 수 없기 때문에 사진 데이터 없음이라고 기재한 것이다.11 (d) shows that there is no picture data because solder can not be applied to the bus bar electrode 15 when the ultrasonic wave is not emitted under the same conditions.

이상과 같이 Sn-Ag 땜납에서는 초음파 납땜(예비가열 있음)을 양호하게 할 수 있었다. 그리고 이 위에 리드선(17)을 밀착성이 양호하게 초음파 납땜할 수 있었다.As described above, in the Sn-Ag solder, the ultrasonic soldering (with preliminary heating) can be improved. Then, the lead wire 17 can be ultrasonically soldered with good adhesion thereon.

도12는, 본 발명의 Sn-Ag 땜납의 납땜사진(B)을 나타낸다.Fig. 12 shows a solder photograph (B) of the Sn-Ag solder of the present invention.

도12의 (a)는 납땜조건을 나타내고, 도12의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타내고, 도12의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다.Fig. 12 (a) shows the soldering conditions, Fig. 12 (b) shows a photograph before soldering, and Fig. 12 (c) shows a photograph after soldering (ultrasonic oil).

도12의 (a)에 있어서 납땜조건은 하기와 같다.The soldering conditions in Fig. 12 (a) are as follows.

·사용 땜납 : Sn-Ag 땜납· Use solder: Sn-Ag solder

·초음파 : 유· Ultrasound: Yu

·인두 팁 온도 : 400℃· Soldering tip temperature: 400 ℃

·인두 발진출력 : 10W· Phosphorus output: 10W

·예비가열 : 200℃· Preheating: 200 ° C.

도12의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타낸다.12 (b) shows a photograph before soldering.

도12의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다. 납땜 후의 사진으로부터 판명되는 바와 같이, 도12의 (b)의 납땜 전의 사진에 있어서 세로방향의 폭넓은 버스바 전극(15) 위에 땜납이 폭넓게 용착되고 또한 밀착되어 있는 것이 판명된다.Fig. 12 (c) shows a photograph after soldering (ultrasonic oil). As is apparent from the photographs after soldering, it is found that the solder is widely deposited and tightly adhered onto the bus bar electrodes 15 having a wide width in the longitudinal direction in the photograph before soldering as shown in FIG. 12 (b).

도12의 (d)는, 동일한 조건에서 초음파 무인 경우에는, 버스바 전극(15)에 납땜을 할 수 없기 때문에 사진 데이터 없음이라고 기재한 것이다.Fig. 12D shows that there is no picture data because the bus bar electrode 15 can not be soldered when the ultrasonic wave is not applied under the same condition.

이상과 같이 Sn-Ag 땜납에서는 초음파 납땜(예비가열 있음)을 양호하게 할 수 있었다. 그리고 이 위에 리드선(17)을 밀착성이 양호하게 초음파 납땜할 수 있었다.As described above, in the Sn-Ag solder, the ultrasonic soldering (with preliminary heating) can be improved. Then, the lead wire 17 can be ultrasonically soldered with good adhesion thereon.

도13은, 본 발명의 Sn-Zn 땜납의 납땜사진(C)을 나타낸다.13 shows a solder (C) of the Sn-Zn solder of the present invention.

도13의 (a)는 납땜조건을 나타내고, 도13의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타내고, 도13의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다.Fig. 13 (a) shows the soldering conditions, Fig. 13 (b) shows a photograph before soldering, and Fig. 13 (c) shows a photograph after soldering (ultrasonic oil).

도13의 (a)에 있어서 납땜조건은 하기와 같다.The soldering conditions in Fig. 13 (a) are as follows.

·사용 땜납 : Sn-Zn 땜납Use solder: Sn-Zn solder

·초음파 : 유· Ultrasound: Yu

·인두 팁 온도 : 350℃· Soldering tip temperature: 350 ℃

·인두 발진출력 : 10W· Phosphorus output: 10W

·예비가열 : 200℃· Preheating: 200 ° C.

도13의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타낸다.13 (b) shows a photograph before soldering.

도13의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다. 납땜 후의 사진으로부터 판명되는 바와 같이, 도13의 (b)의 납땜 전의 사진에 있어서 세로방향의 폭넓은 버스바 전극(15) 위에 땜납이 폭넓게 용착되고 또한 밀착되어 있는 것이 판명된다.13 (c) shows a photograph after the soldering (ultrasonic oil). As is apparent from the photographs after soldering, it is found that the solder is welded widely and tightly on the wide bus bar electrode 15 in the vertical direction in the photograph before soldering in FIG. 13 (b).

도13의 (d)는, 동일한 조건에서 초음파 무인 경우에는, 버스바 전극(15)에 납땜을 할 수 없기 때문에, 사진 데이터 없음이라고 기재한 것이다.Fig. 13 (d) shows that, in the case where the ultrasonic wave is not emitted under the same conditions, no solder can be applied to the bus bar electrode 15, so that there is no picture data.

이상과 같이 Sn-Zn 땜납에서는 초음파 납땜(예비가열 있음)을 양호하게 할 수 있었다. 그리고 이 위에 리드선(17)을 밀착성이 양호하게 초음파 납땜할 수 있었다.As described above, in the case of the Sn-Zn solder, the ultrasonic soldering (with preliminary heating) can be improved. Then, the lead wire 17 can be ultrasonically soldered with good adhesion thereon.

도14는, 본 발명의 Sn-Pb 땜납(플럭스 유)의 납땜사진(D)을 나타낸다.14 shows a solder photograph (D) of a Sn-Pb solder (flux oil) of the present invention.

도14의 (a)는 납땜조건을 나타내고, 도14의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타내고, 도14의 (c)는 납땜 후의 사진을 나타낸다.Fig. 14 (a) shows soldering conditions, Fig. 14 (b) shows a photograph before soldering, and Fig. 14 (c) shows a photograph after soldering.

*도14의 (a)에 있어서 납땜조건은 하기와 같다.14 (a), the soldering conditions are as follows.

·사용 땜납 : Sn-Pb 땜납(플럭스 유)· Use solder: Sn-Pb solder (flux oil)

·초음파 : 무· Ultrasound: No

·인두 팁 온도 : 350℃· Soldering tip temperature: 350 ℃

·예비가열 : 200℃· Preheating: 200 ° C.

도14의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타낸다.14 (b) shows a photograph before soldering.

도14의 (c)는 납땜 후의 사진을 나타낸다. 납땜 후의 사진으로부터 판명되는 바와 같이, 도14의 (b)의 납땜 전의 사진에 있어서 세로방향의 폭넓은 버스바 전극(15) 위에 폭넓게 플럭스가 거품 모양으로 되어 납땜할 수 없는 것이 판명된다.14 (c) shows a photograph after soldering. As can be seen from the photographs after soldering, in the photograph of FIG. 14 (b) before soldering, it is found that the solder can not be soldered on the wide bus bar electrodes 15 in a wide width because the flux has a bubble shape.

이상과 같이 Sn-Pb 땜납에서는 초음파 무, 플럭스 유에서는, 플럭스의 거품으로 덮여서 땜납 도금 불가이었다. 그리고 이 위에 리드선(17)도 납땜 불가이었다.In the Sn-Pb solder as described above, the ultrasonic wave was not coated, and the flux was covered with the flux foam, so that the solder plating was impossible. And the lead wire 17 on this was also not solderable.

도15는, 본 발명의 Sn-Pb 땜납(플럭스 유)의 납땜사진(E)을 나타낸다.Fig. 15 shows a solder photograph (E) of a Sn-Pb solder (flux oil) of the present invention.

도15의 (a)는 납땜조건을 나타내고, 도15의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타내고, 도15의 (c)는 납땜 후의 사진을 나타낸다.Fig. 15 (a) shows the soldering conditions, Fig. 15 (b) shows a photograph before soldering, and Fig. 15 (c) shows a photograph after soldering.

도15의 (a)에 있어서 납땜조건은 하기와 같다.The soldering conditions in Fig. 15 (a) are as follows.

·사용 땜납 : Sn-Pb 땜납(플럭스 유)· Use solder: Sn-Pb solder (flux oil)

·초음파 : 무· Ultrasound: No

·인두 팁 온도 : 400℃· Soldering tip temperature: 400 ℃

·예비가열 : 200℃· Preheating: 200 ° C.

도15의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타낸다.15 (b) shows a photograph before soldering.

도15의 (c)는 납땜 후의 사진을 나타낸다. 납땜 후의 사진으로부터 판명되는 바와 같이, 도15의 (b)의 납땜 전의 사진에 있어서 세로방향의 폭넓은 버스바 전극(15) 위에 폭넓게 플럭스가 거품 모양으로 되어 납땜할 수 없는 것이 판명된다.15 (c) shows a photograph after soldering. As can be seen from the photographs after soldering, in the photograph of FIG. 15 (b) before soldering, it has been found that the flux is broadly foamed on the wide bus bar electrode 15 in the longitudinal direction and soldering is not possible.

이상과 같이 Sn-Pb 땜납에서는 초음파 무, 플럭스 유에서는, 플럭스의 거품으로 덮여서 땜납 도금 불가이었다. 그리고 이 위에 리드선(17)도 납땜 불가이었다.In the Sn-Pb solder as described above, the ultrasonic wave was not coated, and the flux was covered with the flux foam, so that the solder plating was impossible. And the lead wire 17 on this was also not solderable.

도16은, 본 발명의 Sn-Pb 땜납(플럭스 무)의 납땜사진(F)을 나타낸다.Fig. 16 shows a solder photograph (F) of the Sn-Pb solder (fluxless) of the present invention.

도16의 (a)는 납땜조건을 나타내고, 도16의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타내고, 도16의 (c)는 납땜 후의 사진을 나타낸다.16 (a) shows the soldering conditions, FIG. 16 (b) shows a photograph before soldering, and FIG. 16 (c) shows a photograph after soldering.

도16의 (a)에 있어서 납땜조건은 하기와 같다.16 (a), the soldering conditions are as follows.

·사용 땜납 : Sn-Pb 땜납(플럭스 무)· Use solder: Sn-Pb solder (no flux)

·초음파 : 유· Ultrasound: Yu

·인두 팁 온도 : 350℃· Soldering tip temperature: 350 ℃

·인두 발진출력 : 10W· Phosphorus output: 10W

·예비가열 : 200℃· Preheating: 200 ° C.

도16의 (b)는 납땜 전의 사진을 나타낸다.16 (b) shows a photograph before soldering.

도16의 (c)는 납땜 후(초음파 유)의 사진을 나타낸다. 납땜 후의 사진으로부터 판명되는 바와 같이, 도16의 (b)의 납땜 전의 사진에 있어서 세로방향의 폭넓은 버스바 전극(15) 위에 땜납이 폭넓게 용착되고 또한 밀착되어 있는 것이 판명된다.Fig. 16 (c) shows a photograph after the soldering (ultrasonic oil). As is apparent from the photographs after soldering, it is found that the solder is widely deposited and closely attached to the bus bar electrodes 15 having a wide width in the longitudinal direction in the photograph of FIG. 16 (b) before soldering.

도16의 (d)는, 동일한 조건에서 초음파 무인 경우에는, 버스바 전극(15)에 납땜을 할 수 없기 때문에, 사진 데이터 없음이라고 기재한 것이다.Fig. 16 (d) shows that there is no photo data because solder can not be applied to the bus bar electrode 15 when the ultrasonic wave is not emitted under the same conditions.

이상과 같이 Sn-Pb 땜납(플럭스 무)에서는 초음파 납땜(예비가열 있음)을 양호하게 할 수 있었다. 그리고 이 위에 리드선(17)을 밀착성이 양호하게 초음파 납땜할 수 있었다.As described above, in the Sn-Pb solder (fluxless soldering), the ultrasonic soldering (with preliminary heating) can be improved. Then, the lead wire 17 can be ultrasonically soldered with good adhesion thereon.

11 : 실리콘 기판
12 : 고전자농도영역(확산도핑)
13 : 절연막(질화 실리콘막)
14 : 전자취출구(핑거 전극)
15 : 버스바 전극
16 : 이면전극
17 : 리드선
171 : 구리
172 : 땜납11: silicon substrate
12: High electron density region (diffusion doping)
13: insulating film (silicon nitride film)
14: Electron outlet (finger electrode)
15: bus bar electrode
16: back electrode
17: Lead wire
171: Copper
172: solder

Claims (12)

기판(基板) 위에 빛 등을 조사(照射)하였을 때에 고전자농도(高電子濃度)를 생성하는 영역을 형성함과 아울러 상기 영역의 위에 빛 등을 투과하는 절연막(絶緣膜)을 형성하고, 상기 절연막에 형성된 전자취출구(電子取出口)로부터 전자를 꺼내는 버스바 전극(bus bar 電極)을 구비하는 태양전지(太陽電池)에 있어서,
상기 버스바 전극을 형성하기 위하여 도전성 페이스트(導電性 paste)에 글라스 프릿(glass frit)으로서, 적어도 바나듐(vanadium) 혹은 바나듐과 바륨(barium)을 포함하는 바나딘산염 글라스(vanadate glass)로서, 상기 바나딘산염 글라스의 전자도전성 또한 내광성을 갖는 도전성 글라스를 중량비로 20%에서 70% 혼입하여 소성(燒成)하고, 상기 소성 시에 도전성 글라스의 도전성을 개선하여 버스바 전극을 형성하여, 도전성 페이스트로서 상기 도전성 글라스를 20%에서 70% 사용한 것을 특징으로 하는 태양전지.
Forming a region for generating a high electron density (high electron density) upon irradiation of light or the like on a substrate (substrate), forming an insulating film (transparent film) for transmitting light or the like on the region, A solar cell (solar cell) comprising a bus bar electrode (electrode bar) for taking out electrons from an electron outlet (electron outlet) formed in an insulating film,
A vanadate glass containing at least vanadium or vanadium and barium as a glass frit in a conductive paste to form the bus bar electrode, Electron Conductivity of Vanadate Glass In addition, the conductive glass having light resistance is mixed with 20 to 70% by weight to improve the conductivity of the conductive glass at the time of firing, thereby forming a bus bar electrode, Wherein 20% to 70% of said conductive glass is used.
제1항에 있어서,
상기 도전성 글라스를 혼입하여 소성하는 공정의 시간은, 길어도 1분 이내, 몇 초 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the time of the step of mixing and baking the conductive glass is not more than 1 minute and not less than several seconds.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도전성 글라스는 무연(無鉛 ; Pb free)인 것을 특징으로 하는 태양전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the conductive glass is lead-free (Pb-free).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 소성하여 형성된 버스바 전극의 위에 리드 전극(lead 電極)을 형성한 것을 특징으로 하는 태양전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a lead electrode is formed on the bus bar electrode formed by the firing.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 소성하여 형성된 버스바 전극의 위에 형성된 리드 전극은, 도전성의 리드선(lead線)으로서, 상기 리드선을 상기 버스바 전극에 초음파 납땜하고, 상기 리드선과 상기 버스바 전극을 땜납을 통하여 양호하게 밀착시키는 것을 특징으로 하는 태양전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
The lead electrode formed on the bus bar electrode formed by firing is an electrically conductive lead wire. The lead wire is ultrasonically soldered to the bus bar electrode, and the lead wire and the bus bar electrode are well adhered to each other through solder Lt; / RTI >
제5항에 있어서,
상기 버스바 전극을 실온으로부터 땜납의 용융온도 이하의 온도로 예비가열한 상태에서, 상기 버스바 전극과 상기 리드선을 초음파 납땜하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
6. The method of claim 5,
Wherein said bus bar electrode and said lead wire are ultrasonically soldered while said bus bar electrode is preheated from a room temperature to a temperature equal to or lower than the melting temperature of the solder.
기판 위에 빛 등을 조사하였을 때에 고전자농도를 생성하는 영역을 형성함과 아울러 상기 영역의 위에 빛 등을 투과하는 절연막을 형성하고, 상기 절연막에 형성된 전자취출구로부터 전자를 꺼내는 버스바 전극을 구비하는 태양전지의 제조방법에 있어서,
상기 버스바 전극을 형성하기 위하여 도전성 페이스트에 글라스 프릿으로서, 적어도 바나듐 혹은 바나듐과 바륨을 포함하는 바나딘산염 글라스로서, 상기 바나딘산염 글라스의 전자도전성 또한 내광성을 갖는 도전성 글라스를 중량비로 20%에서 70% 혼입하여 소성하고, 상기 소성 시에 도전성 글라스의 도전성을 개선하여 버스바 전극을 형성하여, 도전성 페이스트로서 상기 도전성 글라스를 20%에서 70% 사용하는 스텝을
구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
And a bus bar electrode for forming an area for generating a high electron density when irradiated with light or the like on the substrate and forming an insulating film for transmitting light or the like on the area and for taking out electrons from the electron emitting / A method of manufacturing a solar cell,
A vanadate glass containing at least vanadium or vanadium and barium as a glass frit in an electroconductive paste to form the bus bar electrode and a conductive glass having a light-blocking property of the vanadate glass at a weight ratio of 20% 70% of the conductive paste is fired, the bus bar electrode is formed by improving the conductivity of the conductive glass during the firing, and the step of using the conductive glass as the conductive paste by 20% to 70%
Wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected to each other.
제7항에 있어서,
상기 도전성 글라스를 혼입하여 소성하는 공정의 시간은, 길어도 1분 이내, 몇 초 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the time of the step of mixing and baking the conductive glass is at most 1 minute or more and several seconds or more.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 도전성 글라스는 무연인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the conductive glass is lead-free.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 소성하여 형성된 버스바 전극의 위에 리드 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
And a lead electrode is formed on the bus bar electrode formed by the firing.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 소성하여 형성된 버스바 전극의 위에 형성된 리드 전극은, 도전성의 리드선으로서, 상기 리드선을 상기 버스바 전극에 초음파 납땜하고, 상기 리드선과 상기 버스바 전극을 땜납을 통하여 양호하게 밀착시키는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the lead electrode formed on the bus bar electrode formed by firing is an electrically conductive lead wire, the lead wire is ultrasonically soldered to the bus bar electrode, and the lead wire and the bus bar electrode are adhered well via solder A method of manufacturing a solar cell.
제11항에 있어서,
상기 버스바 전극을 실온으로부터 땜납의 용융온도 이하의 온도로 예비가열한 상태에서, 상기 버스바 전극과 상기 리드선을 초음파 납땜하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.12. The method of claim 11,
Wherein said bus bar electrode and said lead wire are ultrasonically soldered while said bus bar electrode is preheated from a room temperature to a temperature below the melting temperature of the solder.
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