專利名稱：：太陽電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具備在光電變換上設(shè)置的多個細(xì)線電極的太陽電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
：由于太陽電池能夠?qū)⑶鍧嵡胰≈槐M的太陽光能量直接變換為電能，所以期待作為新的能源。通常，太陽電池具備通過受光而生成光生載流子的光電變換部、和從光電變換部收集光生載流子的多個細(xì)線電極。各細(xì)線電極通過絲網(wǎng)印刷法或膠版印刷法等印刷法，將導(dǎo)電性膏印刷到光電變換部上而形成。在此，提出了利用絲網(wǎng)印刷法反復(fù)多次地印刷導(dǎo)電性膏，從而形成各細(xì)線電極的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。采用該方法，能夠使各細(xì)線電極的表面平坦，所以即使使用在低溫環(huán)境下使用的高電阻的導(dǎo)電性膏，也能夠抑制各細(xì)線電極的電阻增大。專利文獻(xiàn)l:日本特開平11一103084號公報但是，由于印刷在光電變換部上的導(dǎo)電性膏具有流動性，所以存在導(dǎo)電性膏在光電變換部上滲透擴(kuò)散的問題。這樣，一旦導(dǎo)電性膏在光電變換部上滲透擴(kuò)散，細(xì)線電極的線寬就會變大，所以導(dǎo)致光電變換部的受光面積減少。特別是在以提高光電變換部的光吸收效率為目的而在光電變換部的表面上形成有多個凸部的情況下，容易產(chǎn)生這樣的問題。具體而言，導(dǎo)電性膏沿著各凸部之間的空間(谷部)滲透擴(kuò)散。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個方面提供一種太陽電池的制造方法，該太陽電池具備光電變換部和多個細(xì)線電極，該多個細(xì)線電極分別包含在上述光電變換部上依次形成的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，通過以第一印刷速度在上述光電變換部上印刷第一導(dǎo)電性材料，形成上述第一導(dǎo)電層，通過以第二印刷速度在上述第一導(dǎo)電層上印刷第二導(dǎo)電性材料，形成上述第二導(dǎo)電層，其中，印刷上述第一導(dǎo)電性材料的第一印刷速度比印刷上述第二導(dǎo)電性材料的第二印刷速度快。根據(jù)上述太陽電池的制造方法，由于第一印刷速度比第二印刷速度快，所以能夠減少第一導(dǎo)電性材料的量。因此，能夠抑制第一導(dǎo)電性材料在光電變換部上滲透擴(kuò)散。此外，由于第二印刷速度比第一印刷速度慢，所以使第二導(dǎo)電性材料的量增多，并且由于第一導(dǎo)電性材料產(chǎn)生的表面張力，可以保持較小的第二導(dǎo)電層的線寬。結(jié)果，由于能夠增大各細(xì)線電極的高度，所以能夠減小各細(xì)線電極的電阻。此外，優(yōu)選在形成上述第一導(dǎo)電層之后，對上述第一導(dǎo)電層進(jìn)行加熱處理。如上所述，可以提供一種能夠抑制電性膏在光電變換部上滲透擴(kuò)散的太陽電池的制造方法。圖1是實(shí)施方式的太陽電池10的受光面?zhèn)鹊钠矫鎴D。圖2是圖1的A—A線的截面圖。圖3是用于說明實(shí)施方式的多個細(xì)線電極30的形成方法的圖(其1)。圖4是用于說明實(shí)施方式的多個細(xì)線電極30的形成方法的圖(其2)。圖5是用于說明實(shí)施方式的多個細(xì)線電極30的形成方法的圖(其3)。圖6是表示第一印刷速度VI與第一導(dǎo)電層31的線寬的關(guān)系、以及第二印刷速度V2與第二導(dǎo)電層32的線寬的關(guān)系的曲線圖。具體實(shí)施例方式下面，利用實(shí)施方式。在下面附圖的記載中，相同或類似的部分標(biāo)注相同或類似的符號。其中，應(yīng)該注意附圖僅為示意圖，各尺寸的比率等與現(xiàn)實(shí)不同。因此，具體的尺寸等應(yīng)該參考下面的說明來判斷。此外，當(dāng)然也包括在附圖之間的各尺寸的關(guān)系和比率不同的部分。在此，介詞on、over、above例如由層的表面定義，與空間中的表面的方向沒有關(guān)系。介詞above在說明書和權(quán)利要求中也用于某層與其他層接觸的情況，此外，介詞on也用于某層不與其他層接觸的情況，例如其間存在層的情況。(太陽電池的結(jié)構(gòu))下面，參照實(shí)施方式的太陽電池的結(jié)構(gòu)。圖1是實(shí)施方式的太陽電池10的受光面?zhèn)鹊钠矫鎴D。圖2是圖1的A—A線的截面圖。如圖1和圖2所示，太陽電池10具備光電變換部20、多個細(xì)線電極30和連接用電極40。光電變換部20具有太陽光射入的受光面(圖2的上面)、和設(shè)置在受光面的相對側(cè)的背面(圖2的下面)。受光面和背面是太陽電池10的主面。光電變換部20具有使用半導(dǎo)體晶片形成的半導(dǎo)體pn結(jié)或半導(dǎo)體pin結(jié)，通過受光而生成光生載流子。所謂的光生載流子就是太陽光被光電變換部20吸收而產(chǎn)生的空穴和電子。光電變換部20包含由單晶硅、多晶硅等結(jié)晶系半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片。在實(shí)施方式中，光電變換部20具有所謂的HIT結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，通過在單晶硅晶片和非晶硅層之間實(shí)質(zhì)地夾入本征非晶硅層，降低其界面上的缺陷，改善異性結(jié)合界面的特性。具體而言，如圖2所示，光電變換部20具備:在n型單晶硅晶片21的一個主面上依次形成的i型非晶硅層22、p型非晶硅層23和ITO層24，以及在n型單晶硅晶片21的另一個主面上依次形成的i型非晶硅層25、n型非晶硅層26和ITO層27。其中，如圖2所示，在n型單晶硅晶片21的一個主面和另一個主面上，形成有多個凸部(網(wǎng)紋)。多個細(xì)線電極30是收集來自光電變換部20的光生載流子的電極。如圖1所示，多個細(xì)線電極30形成在光電變換部20的受光面的大致整個區(qū)域上。多個細(xì)線電極30可以由以樹脂材料為粘接劑、以銀顆粒等導(dǎo)電性顆粒為填充物的樹脂型導(dǎo)電性膏，或者燒結(jié)型導(dǎo)電性膏(所謂的陶瓷膏)等導(dǎo)電性材料形成。其中，各細(xì)線電極30的尺寸、形狀和數(shù)量可以考慮光電變換部20的尺寸和物性等，設(shè)定為適當(dāng)?shù)臄?shù)量。例如，在光電變換部20的尺寸是大約100mm的四邊形的情況下，可以形成大約50個寬度為0.030.15mm、高度為0.010.05mm的細(xì)線電極30。在此，在實(shí)施方式中，如圖2所示，各細(xì)線電極30包括在光電變換部20上依次形成的第一導(dǎo)電層31和第二導(dǎo)電層32。第一導(dǎo)電層31和第二導(dǎo)電層32分別采用印刷法由上述導(dǎo)電性材料形成。實(shí)施方式的太陽電池具有在光電變換部20上以第一截面積形成的第一導(dǎo)電層31，和在第一導(dǎo)電層上以比第一截面積大的第二截面積形成的第二導(dǎo)電層32。并且，實(shí)施方式的太陽電池的第二導(dǎo)電層32的高度比第一導(dǎo)電層31的高度高。此外，在光電變換部的表面上形成網(wǎng)紋，在其表面上形成第一導(dǎo)電層。連接用電極40是用于連接相互電串聯(lián)或并聯(lián)連接多個太陽電池10的配線材料(未圖示)的電極。連接用電極40與多個細(xì)線電極30交叉地形成，并且與各細(xì)線電極30電連接。連接用電極40可以使用與各細(xì)線電極30相同的材料形成。并且，連接用電極40的尺寸、形狀和數(shù)量可以考慮光電變換部20的尺寸和物性等，設(shè)定為適當(dāng)?shù)臄?shù)量。例如，在光電變換部20的尺寸是大約100mm的四邊形的情況下，可以形成2個寬度為0.32.0mm、高度為0.010.05mm的連接用電極40。如圖2所示，雖然在實(shí)施方式中各細(xì)線電極30和連接用電極40也形成在光電變換部20的背面上，但是不限于此。例如，細(xì)線電極30可以以覆蓋光電變換部20的背面的大致整個表面的方式形成。本發(fā)明不限定在光電變換部20的背面上形成的細(xì)線電極30和連接用電極40的形狀。(太陽電池的制造方法)7下面，參照實(shí)施方式的太陽電池10的制造方法。首先，通過對n型單晶硅晶片21實(shí)施蝕刻處理，在n型單晶硅晶片21的表面上形成微細(xì)的凹凸(網(wǎng)紋)。接著，在n型單晶硅晶片的一個主面上，采用CVD(化學(xué)汽相沉積)法，依次形成i型非晶硅層22、p型非晶硅層23。同樣，在n型單晶硅晶片21的另一個主面上，依次形成i型非晶硅層25、n型非晶硅層26。接下來，采用測射法等，在p型非晶硅層23上形成ITO層24，并在n型非晶硅層26上形成ITO層27。接下來，采用絲網(wǎng)印刷法，在光電變換部20上印刷第一導(dǎo)電性材料31S，由此形成第一導(dǎo)電層31。具體而言，如圖3所示，利用刮磨刀(squeegee)52向光電變換部20上擠出配置在絲網(wǎng)版51上的第一導(dǎo)電性材料31S。在絲網(wǎng)版51中，去除涂布網(wǎng)眼狀的絲網(wǎng)(紗)的乳劑，以與各細(xì)線電極30的圖案對應(yīng)。第一導(dǎo)電性材料31S通過絲網(wǎng)版51中去除了乳劑的區(qū)域，被擠出到光電變換部20上。接著，采用絲網(wǎng)印刷法，在第一導(dǎo)電層31上印刷第二導(dǎo)電性材料32S，由此形成第二導(dǎo)電層32。具體而言，如圖4所示，利用刮磨刀52向光電變換部20上擠出配置在絲網(wǎng)版51上的第二導(dǎo)電性材料32S。第二導(dǎo)電性材料32S通過絲網(wǎng)版51中去除了乳劑的區(qū)域，被擠出到第一導(dǎo)電層31上。由于第一導(dǎo)電性材料31S未干燥，所以對印刷在第一導(dǎo)電層31上的第二導(dǎo)電性材料32S作用表面張力。圖5是表示在光電變換部20上形成的多個細(xì)線電極30的圖。在此，如圖3所示，印刷第一導(dǎo)電性材料31S的第一印刷速度V1是刮磨刀52的移動速度。此外，如圖4所示，印刷第二導(dǎo)電性材料32S的第二印刷速度V2是刮磨刀52的移動速度。在實(shí)施方式中，第一印刷速度V1比第二印刷速度V2快。雖然第一印刷速度VI和第二印刷速度V2例如可以設(shè)定為30200mm/sec，但是不限于此。優(yōu)選第一印刷速度VI和第二印刷速度V2根據(jù)第一導(dǎo)電性材料31S和第二導(dǎo)電性材料32S的粘度和各細(xì)線電極30的線寬適當(dāng)設(shè)定。此外，連接用電極40可以在形成多個細(xì)線電極30的同時形成。8在這種情況下，優(yōu)有按照與連接用電極40對應(yīng)的圖案去除乳劑。接下來，通過在百數(shù)十度進(jìn)行加熱，使第一導(dǎo)電性材料31S和第二導(dǎo)電性材料32S硬化。(作用、效果)在實(shí)施方式的太陽電池10的制造方法中，印刷第一導(dǎo)電性材料31S的第一印刷速度VI比印刷第二導(dǎo)電性材料32S的第二印刷速度V2快。在此，在圖6中表示第一印刷速度VI與第一導(dǎo)電層31的線寬的關(guān)系以及第二印刷速度V2與第二導(dǎo)電層32的線寬的關(guān)系。其中，圖6所示的值根據(jù)以50mm/sec形成的第一導(dǎo)電層31的線寬的值標(biāo)準(zhǔn)化。如圖6所示，存在各印刷速度越快，各導(dǎo)電層的線寬越小的趨勢。這是因?yàn)楦饔∷⑺俣仍娇?，?dǎo)電性材料從絲網(wǎng)版擠出的量越少。此外，存在第二導(dǎo)電層32的線寬比第一導(dǎo)電層31的線寬小的趨勢。這是因?yàn)榈谝粚?dǎo)電性材料31S由于形成在光電變換部20表面上的網(wǎng)紋而容易滲透擴(kuò)散，而第二導(dǎo)電性材料32S受到第一導(dǎo)電性材料31S產(chǎn)生的表面張力的作用難以滲透擴(kuò)散。根據(jù)實(shí)施方式，由于第一印刷速度V1比第二印刷速度V2快，所以第一導(dǎo)電性材料31S被擠出的量少。因此，能夠抑制第一導(dǎo)電性材料31S在光電變換部20上滲透擴(kuò)散。結(jié)果，由于能夠減小第一導(dǎo)電層31的線寬，所以能夠?qū)崿F(xiàn)光電變換部20的受光面積的增大。此外，由于第二印刷速度V2比第一印刷速度V1慢，所以第二導(dǎo)電性材料32S被擠出的量多，并且由于第一導(dǎo)電性材料31S產(chǎn)生的表面張力，能夠保持較小的第二導(dǎo)電層32的線寬。結(jié)果，由于能夠使各細(xì)線電極30的高度增大，所以能夠減小各細(xì)線電極30的電阻。(其他的實(shí)施方式)雖然本發(fā)明通過上述實(shí)施方式記載，但是不應(yīng)該理解為構(gòu)成公開一部分的論述和附圖用于限定本發(fā)明。根據(jù)公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚各種替代實(shí)施方式、實(shí)施例和應(yīng)用技術(shù)。例如，在上述實(shí)施方式中說明了各細(xì)線電極30具有兩層結(jié)構(gòu)的情況，但是各細(xì)線電極30也可以具有兩層以上的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，優(yōu)選第三層以上的層的印刷速度比上述第一印刷速度VL大。此外，在上述實(shí)施方式中說明了采用絲網(wǎng)印刷法形成多個細(xì)線電極30，但是不限于此。例如，可以采用膠版印刷法形成多個細(xì)線電極30。具體而言，通過將在橡皮布(blanket)上以規(guī)定圖案配置的第一導(dǎo)電性材料31S復(fù)制到光電變換部20上，由此形成第一導(dǎo)電層31。同樣，通過將在橡皮布上以規(guī)定圖案配置的第二導(dǎo)電性材料32S復(fù)制到第一導(dǎo)電層31上，由此形成第二導(dǎo)電層32。在這種情況下，第一印刷速度VI是將第一導(dǎo)電性材料31S復(fù)制到光電變換部20上的復(fù)制速度(橡皮布的轉(zhuǎn)動速度或光電變換部20的移動速度)。第二印刷速度V2是將第二導(dǎo)電性材料32S復(fù)制到第一導(dǎo)電層31上的復(fù)制速度(橡皮布的轉(zhuǎn)動速度或光電變換部20的移動速度)。此外，雖然在上述實(shí)施方式中未特別提及，但是也可以通過對第一導(dǎo)電層31實(shí)施加熱處理，使第一導(dǎo)電層31的溶劑蒸發(fā)之后，在第一導(dǎo)電層31上形成第二導(dǎo)電層32。由此，由于第二導(dǎo)電層32中的溶劑被吸收在第一導(dǎo)電層31中，所以能夠進(jìn)一步減小第二導(dǎo)電層32的線寬。其中，對第一導(dǎo)電層31實(shí)施加熱處理的條件可以為第一導(dǎo)電層31中的溶劑中的至少一部分蒸發(fā)、并且第一導(dǎo)電層31不硬化的條件。此外，在上述實(shí)施方式中第一導(dǎo)電性材料31S和第二導(dǎo)電性材料32S為同種材料，但是也可以是不同的材料。此外，在上述實(shí)施方式中說明了將本發(fā)明適用于HIT型太陽電池的情況，但是也可以適用于薄膜型太陽電池等其他太陽電池。這樣，本發(fā)明當(dāng)然包含沒有在此記載的各種實(shí)施方式等。因此，發(fā)明技術(shù)的范圍僅由基于上述說明的適當(dāng)?shù)臋?quán)利要求的范圍的發(fā)明特定主題確定。下面，具體地說明本發(fā)明的太陽電池的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于下面的實(shí)施例，在不改變其要點(diǎn)的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)變化實(shí)施。(太陽電池的制作)如下所述，制作比較例和實(shí)施例的太陽電池。首先，通過對104mm的四邊形的n型單晶硅晶片實(shí)施各向異性蝕刻處理，從而在n型單晶硅晶片的表面形成多個凸部(網(wǎng)紋)。接著，采用等離子CVD法，在n型單晶硅晶片的一個主面上依次層疊大約lOnrn厚的i型非晶硅層和大約10nm厚的p型非晶硅層，之后，在另一個主面上依次層疊大約10nm厚的i型非晶硅層和大約10nm厚的n型非晶硅層。接著，采用濺射法，在p型非晶硅層上和n型非晶硅層上形成ITO膜。接著，采用絲網(wǎng)印刷法，在光電變換部上重疊印刷樹脂型導(dǎo)電性膏，形成細(xì)線電極和連接用電極。如表1所示設(shè)定樹脂型導(dǎo)電性膏的第一印刷速度V1和第二印刷速度V2，制作比較例14和實(shí)施例13的太陽電池各100個。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>如表1所示，在比較例14中，可以使第一印刷速度VI與第二印刷速度V2相等或比第二印刷速度V2慢。另一方面，在實(shí)施例13中，使第一印刷速度V1比第二印刷速度V2快。(太陽電池特性的比較)對于比較例14和實(shí)施例13的太陽電池，測定太陽電池的特性。在表2中表示測定結(jié)果。其中，在表2中，表示利用比較例1的測定值標(biāo)準(zhǔn)化的值。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>如表2所示，實(shí)施例13的太陽電池的特性比比較例14的太陽電池的特性好。這是因?yàn)樵趯?shí)施例13的太陽電池中，通過加快第一印刷速度VI，能夠減小各細(xì)線電極的線寬，并且通過減慢第二印刷速度V2，能夠增大細(xì)線電極的高度。并且，在實(shí)施例13的太陽電池中，與比較例13的太陽電池相比，可以使受光面積擴(kuò)大約3%。另一方面，在比較例l、2、3中，由于減慢第一印刷速度V1，所以細(xì)線電極的線寬比實(shí)施例13大。結(jié)果，光電變換部的受光面積減少，Isc降低。此外，在比較例2、3、4中，由于加快第二印刷速度V2，所以細(xì)線電極的高度比實(shí)施例13小。結(jié)果，細(xì)線電極的電阻增大，F(xiàn).F.降低。由此可以確定，通過使第一印刷速度V1比第二印刷速度V2快，能夠減小細(xì)線電極的線寬，并且增大細(xì)線電極的高度。如以上說明，根據(jù)實(shí)施方式的太陽電池及其方法，可以提供能夠抑制導(dǎo)電性膏在光電變換部上滲透擴(kuò)散的太陽電池。除了實(shí)施方式中記載的以外，本發(fā)明還包括不脫離要點(diǎn)的其他實(shí)施方式。實(shí)施方式用于說明本發(fā)明，而不限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的記載所示，而不是由說明書的記載所示。因此，本發(fā)明包括包含在權(quán)利要求的同等范圍內(nèi)的意思和范圍的所有形式。1權(quán)利要求1.一種太陽電池的制造方法，該太陽電池具備光電變換部和多個細(xì)線電極，該多個細(xì)線電極分別包括在所述光電變換部上依次形成的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，該方法的特征在于通過以第一印刷速度在所述光電變換部上印刷第一導(dǎo)電性材料，形成所述第一導(dǎo)電層，通過以第二印刷速度在所述第一導(dǎo)電層上印刷第二導(dǎo)電性材料，形成所述第二導(dǎo)電層，其中，印刷所述第一導(dǎo)電性材料的第一印刷速度比印刷所述第二導(dǎo)電性材料的第二印刷速度快。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一印刷速度是用于向所述光電變換部上擠出配置在絲網(wǎng)版上的所述第一導(dǎo)電性材料的刮磨刀的移動速度，所述第二印刷速度是用于向所述第一導(dǎo)電層上擠出配置在所述絲網(wǎng)版上的所述第二導(dǎo)電性材料的所述刮磨刀的移動速度。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一印刷速度是將配置在橡皮布上的所述第一導(dǎo)電性材料復(fù)制到所述光電變換部上的復(fù)制速度，所述第二印刷速度是將配置在所述橡皮布上的所述第二導(dǎo)電性材料復(fù)制到所述第一導(dǎo)電層上的復(fù)制速度。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電性材料和所述第二導(dǎo)電性材料是相同的材料。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在形成所述第一導(dǎo)電層之后，對所述第一導(dǎo)電層進(jìn)行加熱處理。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一印刷速度基于所述第一導(dǎo)電性材料的粘度設(shè)定。7.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述第一印刷速度基于所述細(xì)線電極的線寬設(shè)定。8.—種太陽電池，其特征在于包括光電變換部和在所述光電變換部上形成的多個細(xì)線電極，所述細(xì)線電極包括在所述光電變換部上以第一截面積形成的第一導(dǎo)電層；和在所述第一導(dǎo)電層上以大于所述第一截面積的第二截面積形成的第二導(dǎo)電層。9.如權(quán)利要求8所述的太陽電池，其特征在于所述第二導(dǎo)電層的高度比所述第一導(dǎo)電層的高度高。10.如權(quán)利要求8所述的太陽電池，其特征在于在所述光電變換部的表面形成網(wǎng)紋，在其表面形成所述第一導(dǎo)電層。全文摘要本發(fā)明提供一種能夠抑制導(dǎo)電性膏在光電變換部上滲透擴(kuò)散的太陽電池的制造方法。在該太陽電池的制造方法中，印刷第一導(dǎo)電性材料的第一印刷速度比印刷在上述第一導(dǎo)電性材料上設(shè)置的第二導(dǎo)電性材料的第二印刷速度快。文檔編號H01L31/18GK101651167SQ20091017335公開日2010年2月17日申請日期2009年7月24日優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日發(fā)明者吉嶺幸弘,西脇毅申請人:三洋電機(jī)株式會社