[发明专利]太阳能电池、太阳能电池的制造系统及太阳能电池的制造方法

说明书

本发明的目的在于廉价地提供高转换效率的太阳能电池。本发明的太阳能电池具备保护半导体基板(101)的钝化膜、在半导体基板的主面与半导体基板连接的第一副栅线电极(201)、与第一副栅线电极(201)交叉的第一主栅线电极(202)、和设置于第一副栅线电极(201)与第一主栅线电极(202)的交叉位置的中间层(203)，第一副栅线电极(201)和第一主栅线电极(202)经由中间层(203)相互电导通。

技术领域

本发明涉及太阳能电池、太阳能电池的制造系统及太阳能电池的制造方法。

背景技术

近年来，作为高效率太阳能电池单元，提出所谓的PR(Passivated Rear)结构型太阳能电池单元。PR结构型太阳能电池单元的特征在于：将基板的背面用钝化效果高且不易产生光学损失的保护膜覆盖，再将基板与背面电极的接触部位局域化，降低载流子的表面再结合。该背面电极由用于将太阳能电池单元中产生的光生成电流取出至外部的主栅线电极和与这些主栅线电极连接且与基板接触的集电用副栅线电极构成。予以说明，在以下的说明中，将成为太阳能电池的受光面侧的基板的面设为受光面，并且将成为与受光面相反侧的基板的面设为背面。

作为该背面电极的副栅线电极和主栅线电极，一般的作法是在印刷包含玻璃料等的导电性银糊剂后，进行干燥并烧成，贯穿地形成钝化膜。但是，导电性银糊剂以银为主成分，因此价格高，使用其会导致太阳能电池单元的制造成本上升。另外，在使用导电性银糊剂的情况下，存在使电极与基板的接触部的表面再结合速度变高的问题。另外，还存在使未形成扩散层或者扩散层的表面浓度薄的基板与电极之间的接触电阻非常高的问题。因此，理想的是廉价且接触电阻低、能够降低表面再结合速度的电极。

为了解决上述问题，作为副栅线电极的形成方法，理想的是使用以下方法：印刷导电性铝糊剂后，进行干燥并烧成，贯穿钝化膜。导电性铝糊剂与导电性银糊剂相比，每克单价非常便宜，可以抑制制造成本。另外，在导电性铝糊剂的烧成时，在基板与导电性铝糊剂的接触部形成p+层，因此若与导电性银糊剂使用时相比，则具有可以抑制电极与基板的接触部的表面再结合速度上升、或者可以降低未形成扩散层或扩散层的表面浓度薄的基板与电极的接触电阻这样的优点。

进而，为了解决上述问题，作为主栅线电极的形成方法，理想的是采用以下方法：印刷低温加热固化型银糊剂后，进行干燥并加热，仅与副栅线电极连接。使用低温加热固化型银糊剂而形成的电极不贯穿钝化膜，因此不使基板的表面再结合速度上升便可将从与副栅线电极的连接部收集到的光生成电流有效地取出至外部。

基于上述的要求，在PR结构型太阳能电池单元中，理想的是：副栅线电极是将导电性铝糊剂烧成而形成的，主栅线电极是将低温加热固化银糊剂加热而形成的。但是，将导电性铝糊剂烧成而形成的副栅线电极在电极表面形成高电阻的氧化铝皮膜，因此存在导致与使用低温加热固化银糊剂的主栅线电极之间的接触电阻变高的问题。

作为这样的问题的对策，有通过对氧化铝皮膜进行超声波清洗或光化学蚀刻加工而除去氧化铝皮膜的方法(例如专利文献1)。但是，在该情况下，产生增加烦杂的蚀刻工序而导致成本增大、在清洗时发生基板上的重金属污染而使寿命降低、或者成品率降低这样的新问题。

另外，还有以下方法：通过将副栅线电极的氧化铝皮膜的表面进行净化、活化，并局部地进行用粘接促进剂覆盖的处理，从而能够与主栅线电极粘(例如专利文献2)。但是，即使在该情况下，也会发生由表面的净化作业所致的成本增大、成品率降低这样的问题。

此外，还有利用基于铝珠的喷砂来除去氧化铝皮膜的方法(例如专利文献3)，但是存在使基板表面损伤而使表面再结合速度上升、或者使成品率降低这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012-526399号公报

专利文献2：日本特表2008-506796号公报