(57)【要約】      （修正有）【課題】複合電極の電池チップでの付着力を効果的に増加させると同時に、複合電極と太陽電池チップの接触抵抗を改善し、太陽電池チップの発電効率を向上させる複合電極及びその製造方法を提供する。【解決手段】表面に透明導電層が形成された太陽電池チップの透明導電層の表面に、金属接触層を蒸着することＳ１００と、金属接触層上に電極を形成することＳ２００と、を含み、それにより金属接触層及び電極を含む複合電極を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池チップに金属接触層を蒸着するステップと、
前記金属接触層に電極を形成するステップと、を含み、
それにより前記金属接触層及び前記電極を含む複合電極を製造することを特徴とする太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項２】
前記電池チップに金属接触層を蒸着するステップは、
前記電池チップの透明導電層に前記金属接触層を蒸着することを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項３】
前記電池チップの透明導電層に前記金属接触層を蒸着するステップは、
結晶シリコン層の正面及び背面にそれぞれ真性層を蒸着することと、
前記結晶シリコン層の正面及び背面の前記真性層にそれぞれドープ層を蒸着することと、
前記結晶シリコン層の正面及び背面の前記ドープ層にそれぞれ透明導電層を蒸着することと、
前記結晶シリコン層の正面及び／又は背面の前記透明導電層に金属接触層を蒸着することと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項４】
前記太陽電池はシリコン系ヘテロ接合太陽電池であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項５】
前記金属接触層に電極を形成してから前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去することを更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項６】
前記金属接触層に電極を形成するステップは、前記金属接触層にスクリーン印刷プロセスで前記電極を形成することを含み、及び／又は
前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去するステップは、化学的腐食によって前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去することを含むことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項７】
更に、
前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去する前に、前記電極を乾燥させること、又は
前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去する前に、前記電極に対して１５０℃〜２５０℃の乾燥温度で乾燥処理を行うこと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項８】
前記金属接触層の厚さ値が２ｎｍ〜９ｎｍであり、及び／又は
前記金属接触層は銀、ニッケル及び銅から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項９】
前記電極は金属銀及び樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項１０】
前記電池チップに金属接触層を蒸着するステップは、
物理気相成長プロセス又は電気メッキ法で前記金属接触層を蒸着することを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項１１】
更に、
前記電池チップに金属接触層を蒸着してから前記金属接触層を修復することを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項１２】
アニーリングによって前記金属接触層を修復することを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項１３】
２００℃以下のアニーリングによって前記金属接触層を修復することを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の複合電極の製造方法。
【請求項１４】
太陽電池の複合電極であって、
前記複合電極は金属接触層及び電極を含み、前記金属接触層は前記太陽電池の電池チップに設置され、前記電極は前記金属接触層に設置されることを特徴とする太陽電池の複合電極。
【請求項１５】
前記金属接触層の厚さは２ｎｍ〜９ｎｍであり、又は、前記金属接触層は銀、ニッケル及び銅から選ばれるいずれか一種であり、又は、前記電極は金属銀及び樹脂を含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の複合電極。
【請求項１６】
電池チップ及び複合電極を含み、前記複合電極は請求項１〜１３のいずれか一項に記載の太陽電池の複合電極の製造方法で製造され、又は請求項１４〜１５のいずれか一項に記載の複合電極から選ばれるものであることを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年１１月１５日に、中国に出願された特許出願２０１７１１１３２７８４．３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【０００２】
本願は、太陽電池技術分野に関するがそれに限らない。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池はより高い発電性能を有する。太陽電池はその電極により電流を出力するが、よく見られる電極導出方法は直接に電池チップに銀ペーストをスクリーン印刷する。前のプロセスと両立させるために、現在、用いられた銀ペーストはいずれも低温銀ペーストである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下、本明細書における詳しく説明する主題を概述する。本概述は特許請求の保護範囲を制限するためのものではない。
【０００５】
本願の発明者は、常に低温銀ペーストの接触抵抗がより大きいと同時に、付着力とも両立させることが困難であることを発見した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、複合電極の電池チップでの付着力を増加させ、複合電極と電池チップの接触抵抗を改善することに用いられる太陽電池の複合電極の製造方法を提供する。
【０００７】
本願に係る太陽電池の複合電極の製造方法は、電池チップに金属接触層を蒸着するステップと、前記金属接触層に電極を形成するステップと、を含み、それにより前記金属接触層及び前記電極を含む前記複合電極を製造する。
【０００８】
いくつかの実施形態において、前記電池チップに金属接触層を蒸着するステップは、前記電池チップの透明導電層に前記金属接触層を蒸着することを含んでもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態において、前記電池チップの透明導電層に前記金属接触層を蒸着するステップは、結晶シリコン層の正面及び背面にそれぞれ真性層を蒸着することと、前記結晶シリコン層の正面及び背面の前記真性層にそれぞれドープ層を蒸着することと、前記結晶シリコン層の正面及び背面の前記ドープ層にそれぞれ透明導電層を蒸着することと、前記結晶シリコン層の正面及び／又は背面の前記透明導電層に金属接触層を蒸着することと、を含んでもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態において、前記太陽電池はシリコン系ヘテロ接合太陽電池であってもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態において、前記方法は、更に、前記金属接触層に電極を形成してから前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去することを含んでもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層に電極を形成するステップは、前記金属接触層にスクリーン印刷プロセスで前記電極を形成することを含んでもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態において、前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去するステップは、化学的腐食によって前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去することを含んでもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、前記方法は、更に、前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去する前に、前記電極を乾燥させることを含んでもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態において、前記方法は、更に、前記電極で覆われていない部分の前記金属接触層を除去する前に、前記電極に対して乾燥処理を行うことを含んでもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態において、前記乾燥温度は１５０℃〜２５０℃であってもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層の厚さは２ｎｍ〜９ｎｍであってもよい。  
【００１８】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層は銀、ニッケル及び銅から選ばれるいずれか一種であってもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態において、前記電極は金属銀及び樹脂を含んでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態において、前記電池チップに金属接触層を蒸着するステップは、物理気相成長プロセスで前記金属接触層を蒸着することを含んでもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態において、前記電池チップに金属接触層を蒸着するステップは、電気メッキ法で前記金属接触層を蒸着することを含んでもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態において、前記方法は、更に、前記電池チップに金属接触層を蒸着してから前記金属接触層を修復することを含んでもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層を修復するステップは、アニーリングによって前記金属接触層を修復することを含んでもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層を修復するステップは、２００℃以下のアニーリングによって前記金属接触層を修復することを含んでもよい。
【００２５】
本願は更に太陽電池の複合電極を提供し、前記複合電極は金属接触層及び電極を含み、前記金属接触層が前記太陽電池の電池チップに設置されてもよく、前記電極が前記金属接触層に設置されてもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層の厚さは２ｎｍ〜９ｎｍであってもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態において、前記金属接触層は銀、ニッケル及び銅から選ばれるいずれか一種であってもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態において、前記電極は金属銀及び樹脂を含んでもよい。
【００２９】
本願は更に太陽電池を提供し、前記太陽電池は電池チップ及び複合電極を含み、前記複合電極は上記技術案における太陽電池の複合電極の製造方法で製造されてもよい。
【００３０】
本願は更に太陽電池を提供し、前記太陽電池は電池チップ及び複合電極を含み、前記複合電極は上記技術案から選ばれる複合電極であってもよい。
【００３１】
本願に係る太陽電池の複合電極の製造方法は、電池チップと電極との間に金属接触層を蒸着することで、電極及び金属接触層を含む複合電極を形成し、複合電極の電池チップでの付着力を効果的に増加させると同時に、複合電極と電池チップの接触抵抗を改善し、電池チップの発電効率を向上させる。
【発明の効果】
【００３２】
以下の明細書で本願の他の特徴及び利点を詳述して、その一部が明細書でより明確になり、又は本願を実施して理解できる。本願の目的及び他の利点は明細書、特許請求に特に説明された構造によって実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
以下、図面を参照しながら本願の実施例を詳しく説明する。
【００３４】
【図１】図１は本願の一実施例に係る太陽電池の複合電極の製造方法のフローチャートである。
【図２】図２は本願の他の実施例に係る太陽電池の複合電極の製造方法のフローチャートである。
【図３】図３は本願の実施例に係る太陽電池の構造模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１電池チップ
２金属接触層
３電極
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本願の目的、技術案及び利点をより明らかにするために、以下、本願の実施例を詳しく説明する。なお、矛盾がない限り、本願の実施例及び実施例の特徴を互いに組み合わせることができる。
【００３７】
以下、本願の実施例を詳しく説明し、前記実施例の例を図面に示すが、始終同じ又は類似する符号は同じ又は類似する素子或いは同じ又は類似する機能を持つ素子を示す。以下、図面を参照しながら説明した実施例は例示的なものであって、本願を解釈するためのものに過ぎず、本願を制限するためのものではない。
【００３８】
図１に示すように、本願の実施例に係る太陽電池の複合電極の製造方法は、
電池チップに金属接触層を蒸着するＳ１００と、
金属接触層に電極を形成するＳ２００と、を含み、
それにより金属接触層及び電極を含む複合電極を得る。
ステップＳ１００は、電池チップの透明導電層に金属接触層を蒸着することを含んでもよい。
ステップＳ２００は、金属接触層にスクリーン印刷プロセスで電極を形成することを含んでもよい。
【００３９】
スクリーン印刷中の銀ペーストを透明導電層に直接印刷できるが、透明導電層が一般的に金属酸化物であり、銀ペーストが純銀でなく、銀粉（銀ペーストの９０質量％以上を占める）、樹脂及び溶媒を含有するため、スクリーン印刷済みの銀ペーストは以後の乾燥過程において、銀ペーストの中の溶媒が揮発した後、銀ペーストの透明導電層での付着力が小さくなり、且つそれらも純粋なオーミック接触でなく、そのため、接触抵抗がより大きくなってしまう。電池チップの透明導電層に一層の金属接触層を蒸着することで、銀ペーストをスクリーン印刷プロセスで金属接触層に印刷し、それにより金属接触層と透明導電層とがより高い結合力を有すると同時に、銀ペーストがスクリーン印刷過程で金属接触層と一体に固化できるように確保でき、従って、銀ペーストと透明導電層との結合力を増加させ、更に電極の成形信頼性を確保できる。電極は更に銅ペーストで製造されてもよい。
【００４０】
なお、透明導電層は酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）層、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｄｏｐｅｄ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄ、ＡＺＯ）層等であってもよく、透明導電層は金属酸化物層であってもよく、金属接触層は純金属層であってもよいゆえ、金属接触層を透明導電層に蒸着すると、その界面に生じた接触抵抗を無視してもよく、従って太陽電池の発電性能を向上させる。
【００４１】
スクリーン印刷プロセスで電極を印刷する太陽電池に対して、いずれも該金属接触層を蒸着することで太陽電池の発電性能を向上させることができる。
【００４２】
例示的な実施例において、電池チップの透明導電層に金属接触層を蒸着することは、
結晶シリコン層の正面及び背面にそれぞれ真性層を蒸着するＳ１０１と、
結晶シリコン層の正面及び背面の真性層にそれぞれドープ層を蒸着するＳ１０２と、
結晶シリコン層の正面及び背面のドープ層にそれぞれ透明導電層を蒸着するＳ１０３と、
結晶シリコン層の正面及び／又は背面の透明導電層に金属接触層を蒸着するＳ１０４と、を含んでもよい。
【００４３】
金属接触層の導電性能を向上させるために、金属接触層が銀、ニッケル及び銅から選ばれるいずれか一種であってもよいことが理解できる。
【００４４】
電極は金属銀及び樹脂を含んでもよく、樹脂はバインダーとしてより高い付着力を有する。なお、金属接触層は一定の空隙率を有し、スクリーン印刷過程において、銀ペースト溶液中の樹脂の一部は金属接触層に滲み込み、金属接触層及び電極を一体に固化し、それにより電極と金属接触層との接続信頼性を確保できる。
【００４５】
なお、電池チップの透明導電層に金属接触層を蒸着することに含まれた上記ステップは例示的な実施例に過ぎず、Ｓ１０４ステップでは、透明導電層の正面及び背面にいずれも金属接触層を蒸着させてもよいし、透明導電層の正面及び背面のいずれか片面に金属接触層を蒸着してもよいことを理解すべきである。
【００４６】
蒸着された真性層は真性アモルファスシリコン層であってもよく、ドープ層はＮ型アモルファスシリコン層及びＰ型アモルファスシリコン層であってもよい。
【００４７】
図２に示すように、ステップＳ２００の後に、上記方法は、更に、
電極で覆われていない部分の金属接触層を除去するＳ２１０を含んでもよい。
【００４８】
ステップＳ２１０は化学的腐食によって電極で覆われていない部分の金属接触層を除去することを含んでもよい。
【００４９】
電極が一般的に透明導電層のより小さな領域の一部のみを占めるが、金属接触層に対して、透明導電層の表面全体に蒸着する必要があるため、金属接触層の一部のみにスクリーン印刷された電極があり、このようにして、非蒸着領域における金属接触層に対して、銀ペーストに接触する必要がないため、実質的な有益な効果を有することがなく、逆に電池チップの透光性に影響を与え、電池チップの発電効率を低下させてしまうことが理解できる。このため、例示的な実施例において、銀ペーストをスクリーン印刷した後、化学的腐食方法によって電極で覆われていない部分の金属接触層を除去することができ、電極で覆われていない部分の金属接触層は非蒸着領域における金属接触層である。
【００５０】
電極で覆われていない部分の金属接触層の除去は化学的腐食法による処理に限らず、電極で覆われていない部分の金属接触層を除去できる方法であれば、このステップに使用されてもよいことを理解すべきである。
【００５１】
金属接触層の厚さが２ｎｍ〜９ｎｍであってもよく、例示的な実施例において、金属接触層の厚さが５ｎｍであってもよいが、電極の厚さが一般的にマイクロメートルレベルであるため、金属接触層と電極の厚さ寸法の差が非常に大きく、化学的腐食方法で非蒸着領域における金属接触層を除去した後、蒸着領域の電極は極めて薄い一層が腐食され、厚さ寸法がマイクロメートルレベルである電極にとって、除去されたこの層は無視してもよい。
【００５２】
ステップＳ２１０の前に、上記方法は、更に、
電極を乾燥させるＳ２０を含んでもよい。
【００５３】
ステップＳ２０は電極を乾燥させることを含んでもよい。例示的な実施例において、スクリーン印刷プロセスで形成された電極を乾燥させることを含んでもよい。
【００５４】
銀ペースト溶液に樹脂及び溶媒が混合されるため、スクリーン印刷の後にスクリーン印刷された銀ペーストを乾燥させる時、銀ペースト溶液中の溶媒を蒸発させ、更に銀ペースト溶液中の樹脂を凝固し固化させ、銀ペーストを金属接触層と一体に固化させる。乾燥温度は１５０℃〜２５０℃であってもよく、例えば、乾燥温度は２００℃であってもよく、この温度で溶媒の蒸発を加速でき、更に銀ペースト中の樹脂の凝固速度を加速すると同時に、高温で結晶シリコンの膜層を破壊することがない。
【００５５】
金属接触層は物理気相成長（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）プロセスで製造されてもよく、物理気相成長方法は真空蒸着、スパッタ蒸着、アークプラズマ蒸着及びイオン蒸着等を含む。例示的な実施例において、金属接触層をＰＶＤプロセスのうちのマグネトロンスパッタ法で蒸着してもよく、そのスパッタ電力は２．５Ｗ／ｃｍ２であり、スパッタ圧力は０．２Ｐａであり、スパッタガスは高純度のアルゴンガスであり、従ってより低い温度条件下で金属接触層の高速蒸着を実現することができる。
【００５６】
金属接触層のスパッタリング過程において界面プラズマに軽い損傷を与える恐れがあり、該損傷を修復するために、ステップＳ１００の後に、上記方法は、更に、
金属接触層を修復するＳ１１０を含んでもよい。
【００５７】
ステップＳ１１０は、低温アニーリングによって金属接触層を修復することを含んでもよい。
【００５８】
アニーリング時に高すぎる温度が太陽電池材料に損傷を与えることを避けるために、例示的な実施例において、アニーリング温度は２００℃以下であり、１５０℃であってもよい。例示的な実施例において、低温熱注入又は低温光注入アニーリングによって金属接触層を修復してもよい。
【００５９】
ＰＶＤプロセスで金属接触層を製造する以外、更に電気メッキ法で金属接触層を製造してもよく、具体的な製造方法を実際の生産加工状況に応じて選択してもよく、本実施例はそれを制限しない。
【００６０】
本願の実施例に係る太陽電池の複合電極の製造方法は、電池チップと電極との間に一層の金属接触層を蒸着することで、金属接触層及び電極を含む複合電極を形成し、複合電極の電池チップでの付着力を効果的に増加させると同時に、複合電極と電池チップの接触抵抗を改善し、電池チップの発電効率を向上させる。
【００６１】
本願の実施例に係る太陽電池の複合電極は、金属接触層及び電極を含み、金属接触層は太陽電池の電池チップに設置され、電極は金属接触層に設置される。
【００６２】
本願の実施例に係る太陽電池は、構造が図３に示すように、電池チップ１及び複合電極を含み、複合電極は金属接触層２及び電極３を含み、金属接触層２は太陽電池の電池チップに設置され、電極３は金属接触層２に設置される。
【００６３】
例示的な実施例において、電池チップは順に積層設置される透明導電層、Ｐ型ドープ層、真性層、結晶シリコン層、真性層、Ｎ型ドープ層及び透明導電層を含み、透明導電層にそれぞれ金属接触層を設置し、金属接触層にそれぞれ電極を設置する。
【００６４】
例示的な実施例において、金属接触層の厚さは２ｎｍ〜９ｎｍであり、金属接触層は銀、ニッケル及び銅から選ばれるいずれか一種であり、電極は金属銀及び樹脂を含む。
【００６５】
例示的な実施例において、真性層は真性アモルファスシリコン層であってもよく、Ｎ型ドープ層はＮ型アモルファスシリコン層であってもよく、Ｐ型ドープ層はＰ型アモルファスシリコン層であってもよく、結晶シリコン層の第一面の真性層上のドープ層はＮ型アモルファスシリコン層であってもよく、結晶シリコン層の第二面の真性層上のドープ層はＰ型アモルファスシリコン層であり、又は、結晶シリコン層の第一面の真性層上のドープ層はＰ型アモルファスシリコン層であってもよく、結晶シリコン層の第二面の真性層上のドープ層はＮ型アモルファスシリコン層であり、透明導電層は透明導電性酸化物層であってもよい。
【００６６】
更に透明導電層の正面及び背面のいずれか片面に金属接触層を蒸着してもよいことを理解すべきである。
【００６７】
本願の実施例に係る太陽電池の複合電極及び太陽電池は、金属接触層が電極に密着されて、金属接触層によって電池チップに接続され、複合電極の電池チップでの付着力を効果的に増加させると同時に、複合電極と電池チップの接触抵抗を改善し、電池チップの発電効率を向上させる。
【００６８】
本開示内容は本願の実施例の原則の例であり、本願を形式的又は実質的に制限し、又は本願を具体的な技術案に制限するためのものではない。無論、以上の本願の実施例、技術的解決手段に、例えば請求項に定義された原理、趣旨及び範囲を逸脱せずに、当業者は本願の実施例の技術的解決手段の要素、方法及びシステム等に対して変化、変更、修正、変形を行うことができる。これらの変化、変更、修正、変形を行った技術的解決手段はいずれも本願の等価実施例内に含まれ、これらの等価実施例はいずれも本願の特許請求に定義された範囲内に含まれる。様々な形式で本願の実施例を具体化することができるが、ここで詳しく説明されたのは本願のいくつかの技術的解決手段である。なお、本願の実施例はここに記載の種々の技術的解決手段の一部又はすべての任意の可能な組み合わせを含み、本願の特許請求に定義された範囲内にも含まれる。本願又はいずれか援用された特許、援用された特許出願又は他の援用された資料の任意の箇所に言及されたすべての特許、特許出願及び他の援用された資料をこのように援用することでその全体を援用する。
【００６９】
以上に開示された内容は網羅的なものではなく、説明的なものであると規定する。当業者にとって、本明細書には多くの変化及び選択的な解決手段が示唆される。これらの選択的な解決手段及び変化はすべて本特許請求の範囲内に含まれることを目的とし、専門用語「包括」の意味は「含むがそれらに限らない」である。  
【００７０】
ここで本願の選択的な技術的解決手段の説明を完了した。当業者であれば、ここに記載の技術的解決手段の他の等価置換を理解でき、これらの等価置換も添付の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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