(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面となる表面側にＰＮ接合を有する半導体基板と、前記半導体基板の表面側に形成された表面電極と、前記半導体基板の裏面側に形成された裏面電極とを備えた太陽電池において、インターコネクタを接続するための半田たまり部が形成され、前記表面電極は少なくともコレクター電極よりなり、前記半田たまり部は、前記コレクター電極の端部に設けられた表面側切欠部によって形成されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記表面側切欠部は、前記コレクター電極の端部に形成された電極くびれ部の両サイドからなっていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
前記表面側切欠部は、前記半田たまり部の両外周部と前記コレクター電極の両サイドとを２本の線状電極で繋ぐことにより設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項４】
前記半田たまり部が円形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項５】
前記コレクター電極に複数の膨らみ部分が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項６】
前記裏面電極は少なくとも銀電極よりなり、前記銀電極の一部に裏面側切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項７】
前記銀電極は側部が矢羽根形状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の太陽電池。
【請求項８】
インターコネクタが半田によって接続された太陽電池において、前記銀電極とインターコネクタが半田によって接続されており、前記銀電極と前記インターコネクタは少なくとも前記裏面側切欠部において接続されていることを特徴とする請求項６または７記載の太陽電池。
【請求項９】
前記裏面電極は少なくとも銀電極よりなり、前記銀電極が矢羽根形状に形成されており、前記コレクター電極の前記半田たまり部が設けられた端部の方向と前記矢羽根形状の鋭角部の方向が逆方向であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の太陽電池を半田槽へ浸漬する太陽電池の製造方法において、半田槽への浸漬及び半田槽からの引き上げを行う際に、前記コレクター電極の前記半田たまり部が設けられた端部を上にした方向で半田槽への浸漬及び半田槽からの引き上げを行うことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、太陽電池の電極及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、太陽電池では、太陽光が照射されることにより生じる電流を取り出すために、図６に示すように、表面（受光面）側にＰＮ接合２１が形成された半導体基板であるシリコンウエハ等のウエハ１の表面に表面電極２が設けられ、裏面側には、アルミニウム等の金属ペーストを塗布及び焼成して形成されるＰ＋層とアルミ電極とよりなるアルミペースト焼成部７と、裏面の一部に銀ペーストを塗布し焼成することにより形成される銀電極８とからなる裏面電極３が設けられている（例えば、特開平６ー２０９１１５号公報、特開平９ー１７２１９６号公報参照）。
【０００３】
表面電極２は、図７に示すように、ウエハ１の表面側のグリッド電極９が、グリッド電極９から流れ込む電流を収集する２本のコレクター電極１０に対し直角に配置した形状になっていた。
【０００４】
一般に太陽電池はこの後、全面にフラックスを塗布し、半田槽に浸漬され表面電極２と銀電極８の表面に半田が被覆され、その後、図９に示すように、表面においてインターコネクタ１２が半田を介してコレクター電極１０に接着されて使用される。また、太陽電池の裏面においては、図１０のようにインターコネクター１２が銀電極８に接着される。この接着部分のみに矩形状の銀電極８が形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来の表面電極２では、コレクター電極１０の端部に充分な量の半田が付着していないため、インターコネクタ１２を充分な接着強度で接着できなかった。そこで、図８に示すようにコレクター電極１０の端部１１の面積を増加させ、半田の付着量の増加を図ったが、図７の表面電極２に比較し改善されたとはいえ、満足できる付着量は得られなかった。
そのため、図９に示すように、太陽電池の表面にインターコネクター１２を接着したとき、接着強度が弱くインターコネクター１２が剥がれる原因となっていた。
【０００６】
また、太陽電池の裏面においても、図１０に示す矩形の銀電極８では、半田槽への浸漬時にアルミペースト焼成部７と、銀電極８との界面１３（図中斜線で表示）にフラックスが入り込み銀電極８に充分な量の半田が付着せず、銀電極８にインターコネクター１２を接着しても充分な接着強度が得られず、そのためインターコネクター１２が剥がれるという不具合が発生していた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、充分な接着強度でインターコネクタを接着することのできる太陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明が解決するための手段】
前記目的を解決するために本発明の１つの観点によれば、受光面となる表面側にＰＮ接合を有する半導体基板と、前記半導体基板の表面側に形成された表面電極と、前記半導体基板の裏面側に形成された裏面電極とを備えた太陽電池において、インターコネクタを接続するための半田たまり部が形成され、前記表面電極は少なくともコレクター電極よりなり、前記半田たまり部は、前記コレクター電極の端部に設けられた表面側切欠部によって形成されていることを特徴とする太陽電池が提供される。
【０００９】
また、前記表面側切欠部は、前記コレクター電極の端部に形成された電極くびれ部の両サイドからなっていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記表面側切欠部は、前記半田たまり部の両外周部と前記コレクター電極の両サイドとを２本の線状電極で繋ぐことにより設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記半田たまり部が円形であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記コレクター電極に複数の膨らみ部分が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記裏面電極は少なくとも銀電極よりなり、前記銀電極の一部に裏面側切欠部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記銀電極は側部が矢羽根形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、インターコネクタが半田によって接続された太陽電池において、前記銀電極とインターコネクタが半田によって接続されており、前記銀電極と前記インターコネクタは少なくとも前記裏面側切欠部において接続されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記裏面電極は少なくとも銀電極よりなり、前記銀電極が矢羽根形状に形成されており、前記コレクター電極の前記半田たまり部が設けられた端部の方向と前記矢羽根形状の鋭角部の方向が逆方向であることを特徴とする。
【００１７】
前記目的を解決するために本発明の別の観点によれば、本発明の１つの観点による太陽電池を半田槽へ浸漬する太陽電池の製造方法において、半田槽への浸漬及び半田槽からの引き上げを行う際に、前記コレクター電極の前記半田たまり部が設けられた端部を上にした方向で半田槽への浸漬及び半田槽からの引き上げを行うことを特徴とする太陽電池の製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の１つの観点による太陽電池、及び本発明の別の観点による太陽電池の製造方法によれば、充分な接着強度でインターコネクタを接着することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図について説明する。
【００２０】
図１は、本発明にに係る太陽電池の構成を示す図である。断面図は従来例で示した図６を用いて説明する。この太陽電池は、半導体基板として多結晶シリコンウエハを用い、このウエハ１の表面に表面電極２を形成し、ウエハ１の裏面に裏面電極３を形成して構成される。
【００２１】
ウエハ１は、Ｐ型シリコンが固化されてなり、その表面にｎ＋層４が形成されてＰＮ接合２１が形成される。ｎ＋層４の表面には、太陽光の吸収を促進させるための凸凹であるテクスチャー面５が形成され、更に、テクスチャー面５の表面には太陽光の反射を防止するための反射防止膜６が形成される。また、ウエハ１の裏面にはｐ＋層及びアルミニウム電極よりなるアルミペースト焼成部７と銀電極８が形成され裏面電極３となる。以下、この太陽電池の製造工程について説明する。
【００２２】
ウエハ１は、電磁キャスト法やリボン法等によって作製される。電磁キャスト法は、シリコンの融液をるつぼ中で冷却して固化する方法であり、これによって作製されたインゴットを薄くスライスすることによりウエハ１が作製される。一方、リボン法は、シリコンの融液が入ったるつぼ内に立てられたキャピラリダイを通して結晶シリコンが引き上げられ、レーザー等で適当な大きさに切断してウエハ１を作製する方法である。
【００２３】
凸凹であるテクスチャー面５は、ウエハ１に対して三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）等の塩素性ガスを用いてドライエッチンッグを行なう事により形成される。あるいは、水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ）等のアルカリ水溶液を用いてウエットエッチングを行なう事により形成される。この後、熱拡散法を用い、リン等の不純物をドーピングする事によりｎ＋層４を形成し、ＰＮ接合２１が形成される。
【００２４】
次に、シランとアンモニアとの混合ガスを原料としてプラズマＣＶＤ法で、窒化シリコン膜よりなる反射防止膜６を形成する。あるいはチタン酸アルコキシドを原料として常圧ＣＶＤ法で形成される酸化チタン膜等からなる反射防止膜６を形成する。
【００２５】
次に、反射防止膜６上に図１の表面電極２の形状に銀ペーストを塗布し、焼成して表面電極２を形成する。焼成により表面電極２は、反射防止膜６を突き抜けテクスチャ面５に到達する。表面電極２は、端部に半田たまり部１４を設けた形状のコレクター電極１０及びグリツド電極９より構成されている。この後、裏面に、アルミニウム金属ペーストを印刷し、約７００℃で焼成してＰ＋層とアルミ電極とよりなるアルミペースト焼成部７を形成したのち、裏面の一部に図３に示すように、矢羽根形状１７で、一部に銀ペーストの存在しない切欠部１６が設けられた形状に銀ペーストを塗布し焼成して、銀電極８を形成する。図４に示すように、この矢羽根形状１７の鋭角部の方向は、表面のコレクター電極１０の半田たまり部１４がある端部の方向と逆方向になるよう銀ペーストを塗布しておく。
【００２６】
次に、全面にフラックスが塗布された後、図５に示すように融解した半田が満たされている半田槽１８に太陽電池を浸漬し、表面電極２及び裏面の銀電極８に半田を付け引き上げる。この時、コレクター電極１０の半田たまり部１４が設けられた端部を上にした方向１９で浸漬及び引き上げを行なう。このように、半田たまり部１４に半田がたまるため半田の付着量が増す。さらに、半田たまり部１４を上にして浸漬することで、半田たまり部１４の半田槽１８への浸漬時間が短くなり半田の付着量が増す。これは、銀電極８の銀の成分が融解した半田中へ溶け出す量が少なくて済むためと思われる。
【００２７】
また、裏面においても、アルミニウム電極と銀電極８の界面となる部分を矢羽根形状１７とすることにより半田槽浸積時のフラックスのぬけが良くなり、充分な量の半田を銀電極８に付着させることができる。さらに、半田槽から引き上げる際、コレクター電極１０の半田たまり部１４を上にした方向にすると矢羽根形状１７の鋭角部は下方となり、銀電極８の矢羽根形状１７の鋭角部の方向に半田が流れ、切欠部１６によりその流れが止められることにより、切欠部１６上部に半田が充分にたまる。
【００２８】
次に、図９のように、銅箔に半田メッキされたインターコネクター１２をコレクター電極１０に接触させ、加熱及び加圧を行って半田により接着する。この時、コレクター電極１０の半田たまり部１４には接着するのに充分な量の半田が付着しているので、強い接着強度が得られ、インターコネクター１２の剥がれ等の不具合を軽減できる。裏面にインターコネクター１２を接続する場合、銀電極８の切欠部１６において接続する。この切欠部１６上には多くの量の半田が付着しているので強い接着強度が得られる。
【００２９】
また、図１に示すように、コレクター電極１０と半田たまり部１４の間をコレクター電極くびれ部１５によって細い線状に接続することにより電気的接続を保ったままで、半田槽からの引き上げ時半田の流れを止める事ができ、いっそう半田の付着量が増す。すなわち、コレクター電極くびれ部１５は、コレクター電極の両サイドに切欠部を設けたものである。
【００３０】
この形状によると、半田たまり部１４にインターコネクター１２を接続しただけでコネクター電極１０と電気的な接続されたことになるため電気的な断線が起こりにくくなる。また、半田たまり部１４を円状にすることにより表面張力によって半田の付着量がさらに増す。なお、コレクター電極くびれ部１５に代えて、半田たまり部１４の両外周部とコレクター電極１０の両サイドとを２本の細い電極で繋ぐことによって、半田たまり部１４、コレクター電極１０及び２本の細い電極で切欠部を形成しても良い。
【００３１】
また、図２に示すコレクター電極１０の複数の部分に膨らみ部分２０が形成されている構造のコネクター電極１０を用いてもよい。前述の理由で、この複数の膨らみ部分２０は円形だとなお良い。このコネクター電極１０は半田槽１８への浸漬時、円形に形成された多くの点で半田の付着量を増し、従ってインターコネクター１２を接続する際、多くの点で強い接着強度で接着されるためインターコネクター１２が剥がれるという不具合がさらに減少する。
【００３２】
なお、太陽電池において、インターコネクタの接続部に半田たまり部を設けることにより、表裏の何れであってもインターコネクタの接続強度が強くなる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、太陽電池にインターコネクタが十分な強度で接着される。また、太陽電池の表面にインターコネクタを半田により接着する場合、コレクター電極に充分な量の半田が付着しているので、充分な強度でインターコネクタが接着される。
【００３４】
太陽電池の裏面にインターコネクタを半田により接着する場合、フラックスの抜けが良くこと又は半田のたまりが多くなることにより、銀電極への半田の付着量が増し、従って充分な強度でインターコネクタが接着される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す太陽電池表面側の平面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す太陽電池表面側の平面図である。
【図３】本発明の実施例を示す太陽電池裏面側の平面図である。
【図４】本発明の実施例の表裏パターンの位置関係を示す太陽電池裏面側の平面透視図である。
【図５】本発明の太陽電池の製造法の一例を示す説明図である。
【図６】一般的な太陽電池の断面図である。
【図７】従来の実施例を示す太陽電池受光面側の平面図である。
【図８】従来の他の実施例を示す太陽電池受光面側の平面図である。
【図９】一般的な太陽電池にインターコネクターを半田溶接した状態を示す平面図である。
【図１０】従来の太陽電池にインターコネクターを半田溶接した状態を示す太陽電池裏面側の平面図である。
【符号の説明】
１  ウエハ
２  表面電極
３  裏面電極
７  アルミペースト焼成部
８  銀電極
１０  コレクター電極
１２  インターコネクタ
１３  アルミペースト焼成部／銀電極海面
１４  半田たまり部
１５  電極くびれ部
１６  切欠部
１７  矢羽根形状
１９  半田槽への浸漬及び引き上げ方向
２０  膨らみ部分
２１  ＰＮ接合
【図１】
0003556112.tif 000002
【図２】
0003556112.tif 000003
【図３】
0003556112.tif 000004
【図４】
0003556112.tif 000005
【図５】
0003556112.tif 000006
【図６】
0003556112.tif 000007
【図７】
0003556112.tif 000008
【図８】
0003556112.tif 000009
【図９】
0003556112.tif 000010
【図１０】
0003556112.tif 000011