[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制造方法，特别涉及其多层电极的结构。

技术背景

当今，全电气化住宅、电动汽车等需要较多电力的产品被推入市场，电力的需求逐渐增加。另一方面，由于对二氧化碳的排放、放射性污染的忧虑，增建火电发电厂、原子能发电厂变得较为困难。因此，人们期待着清洁能源的普及，其中，由于太阳能发电具有资源（太阳光）的无限性、且无公害，因而备受瞩目。

在太阳能发电中，使用Si晶的太阳能电池最为普及，但是由于每获得一瓦所需的成本较高，因此对更低廉的薄膜太阳能电池的研究十分盛行。特别是为了推进低成本化，而探讨使用不锈钢基板或树脂基板等的卷对卷制程（Roll-to-Roll Process）。作为这样的薄膜太阳能电池，例如专利文献1中所记载的层叠有由非晶相构成的硅层而形成的薄膜太阳能电池的例子。使用图6说明其内容。

在表面经过绝缘处理的不锈钢(Steel Use Stainless)基板101（下面，称作SUS基板101）上，作为多层下电极102层叠有Ag层103及ZnO透明导电层104，接着作为发电层105形成有n型（或p型）Si半导体层106、i型半导体层107、以及p型（n型）Si半导体层108。另外，为了集电并高效地提取电力，从而在p型（n型）Si半导体层108上形成ITO层109，并形成Ag电极110。

如该例子这样，在处于光入射面下侧的多层下电极102中，一般使用如ZnO透明导电层104这样的透明导电材料、以及如Ag层103这样的金属材料的层叠结构。由此，可以期待如下的效果：发电层与电极之间的电传导性良好；由于如Ag电极103这样的金属材料会向发电层105进行扩散从而抑制金属不纯物的影响；由于发电材料与透明导电材料的折射率之差会在发电材料/透明导电材料的界面上引起反射，从而提高了光封闭效果。

但是，在使用多层电极的现有的薄膜太阳能电池中，若在高温高湿度的环境下长期使用，则存在金属材料与透明导电材料的界面上产生剥离，使得太阳能电池的性能降低的问题。

对于该问题，利用专利文献2的图7中示出的结构能够避免因长期使用而产生剥离。也就是说，通过在多层下电极111中，在Ag层113与透明导电层114之间设置除Ag以外还含有其它金属的Ag合金层112，从而提高Ag层113与透明导电层114之间的密接性。

另外，在专利文献3中记载有：在薄膜太阳能电池中将绝缘体与金属的混合层安装于基板与半导体层之间。

在专利文献4中记载有：在薄膜太阳能电池中，在含有硅的基底层上夹着中间薄层从而形成银薄膜，该中间薄层包含银、氧以及具有透明导电性且构成金属氧化物的金属元素。

在专利文献5中记载有：在薄膜太阳能电池中，在基体与半导体层之间夹有中间层、金属层以及金属氧化物层，来进行接合。

在专利文献6中记载有：在薄膜太阳能电池中，在基体与半导体层之间层叠有热膨胀系数不同的多个层，来进行接合。

在专利文献7中记载有以下处理：即，在成膜于基板上的薄膜上，通过短时间地将薄膜表面加热到300℃以上，从而将与形成有薄膜的面相反的基板面的温度的上升抑制在150℃以下。

在专利文献8中记载有：在薄膜太阳能电池中，在基体与半导体层之间夹有Ag层、外涂层以及透明导电膜，来进行接合。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本专利第3093504号公报

专利文献2：日本专利特开2002－151720号公报

专利文献3：日本专利特开平6－204533号公报

专利文献4：日本专利特开平9－87860号公报

专利文献5：日本专利特开2004－55745号公报

专利文献6：日本专利特开2011－82295号公报

专利文献7：美国专利ＵＳ2010／0071810

专利文献8：美国专利ＵＳ2012／0060916

发明内容

但是，由于在专利文献2的方法中，在现有的结构中加入了合金层，因此加入了新材料，从而会导致违背最初目的即降低成本。而利用专利文献3～8的技术则难以避免因长期使用而产生的剥离。

本发明解决了上述问题，目的在于，提供一种薄膜太阳能电池及制造方法，在使用多层电极的薄膜太阳能电池中，避免成本增加的同时，避免因长期使用而产生的剥离。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的太阳能电池的层叠结构的示意图。