CN102804401A - 太阳能电池单元、带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
在本发明涉及的太阳能电池单元(8)、带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块中，第1导电型用电极(6)的表面被用于抑制构成第1导电型用电极(6)的金属的析出的迁移抑制层(20)覆盖，覆盖第1导电型用电极(6)的迁移抑制层(20)的表面以及第2导电型用电极(7)的表面中至少一方被绝缘性部件(16)覆盖。而且，在带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块中，第1导电型用布线(12)的表面被用于抑制构成第1导电型用布线(12)的金属的析出的迁移抑制层(20)覆盖，覆盖第1导电型用布线(12)的迁移抑制层(20)的表面以及第2导电型用布线(13)的表面的至少一方被绝缘性部件(16)覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池单元、带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块。
背景技术
近年来，特别是从保护地球环境的观点出发，将太阳能转换为电能的太阳能电池单元作为新一代能源的期待急剧增高。太阳能电池单元的种类有使用化合物半导体的太阳能电池单元、使用有机材料的太阳能电池单元等各种太阳能电池单元，但目前以使用了硅晶体的太阳能电池单元为主流。
目前，制造以及销售最多的太阳能电池单元是在太阳光入射一侧的面(受光面)上形成有n电极，并在与受光面相反一侧的面(背面)上形成有p电极的构成的太阳能电池单元。
另外，例如在专利文献1(日本特开2005-310830号公报)中公开了一种不在太阳能电池单元的受光面形成电极，而仅在太阳能电池单元的背面形成n电极以及p电极的背面电极型太阳能电池单元。
专利文献1：日本特开2005-310830号公报
在上述的专利文献1所公开的构成的背面电极型太阳能电池单元单体中，能够利用的电能是有限的。因此，正在研究将多个上述构成的背面电极型太阳能电池单元电连接来制成太阳能电池模块的方法。
这里，作为通过将多个背面电极型太阳能电池单元电连接来制成太阳能电池模块的方法，考虑了通过将在布线板上设置有背面电极型太阳能电池单元的带有布线板的太阳能电池单元密封于密封材料，来制成太阳能电池模块的方法。
以下，参照图12(a)以及图12(b)的示意性剖视图，对通过将上述的带有布线板的太阳能电池单元密封于密封材料来制成太阳能电池模块的方法的一个例子进行说明。
首先，如图12(a)所示，通过利用绝缘性粘合剂116将背面电极型太阳能电池单元80和布线板100粘合，来制成带有布线板的太阳能电池单元。
这里，在带有布线板的太阳能电池单元中，背面电极型太阳能电池单元80的与半导体基板1的背面的第1导电型杂质扩散区域2相接的第1导电型用电极6，被设置于在布线板100的绝缘性基体材料11上形成的第1导电型用布线12上，并且，背面电极型太阳能电池单元80的与半导体基板1的背面的第2导电型杂质扩散区域3相接的第2导电型用电极7，被设置于在布线板100的绝缘性基体材料11上形成的第2导电型用布线13上。
其中，在背面电极型太阳能电池单元80的半导体基板1的受光面形成有纹理(texture)构造，在该纹理构造上形成有防反射膜5。另外，在背面电极型太阳能电池单元80的半导体基板1的背面形成有钝化膜4。
接下来，如图12(b)所示，将如上述那样制成的带有布线板的太阳能电池单元夹在具备乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate)等密封材料18的玻璃基板等透明基板17、与具备密封材料18的聚酯膜等底膜(back film)19之间，通过将构成带有布线板的太阳能电池单元的背面电极型太阳能电池单元80密封于密封材料18，来制成太阳能电池模块。
根据上述方法，由于仅将背面电极型太阳能电池单元80设置于布线板100上，便能够使多个背面电极型太阳能电池单元80电连接，所以能够高效地制造太阳能电池模块。
在利用上述方法制造的太阳能电池模块中，当使用太阳能电池模块时，在不同的导电型用的电极间以及布线间产生电位差，因该电位差引起的电场而发生迁移(离子迁移)现象。
在上述的太阳能电池模块中，由于相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的距离、以及相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的距离较近，所以，构成电极或者布线的金属在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间、以及相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间析出后移动，导致绝缘电阻降低，使得太阳能电池模块的特性降低，因此迫切期望对其进行改善。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供能够抑制太阳能电池模块的特性降低的太阳能电池单元、带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块。
本发明涉及一种太阳能电池单元，其具有：半导体基板、形成于半导体基板的一个表面侧的第1导电型杂质扩散区域及第2导电型杂质扩散区域、设置在第1导电型杂质扩散区域上的第1导电型用电极、以及设置在第2导电型杂质扩散区域上的第2导电型用电极，第1导电型用电极的表面被用于抑制构成第1导电型用电极的金属的析出的迁移抑制层覆盖，覆盖第1导电型用电极的迁移抑制层的表面以及第2导电型用电极的表面中至少一方被绝缘性部件覆盖。
这里，在本发明的太阳能电池单元中，优选迁移抑制层和绝缘性部件分别以横穿将相邻的第1导电型用电极和第2导电型用电极连接的直线的方式配置。
另外，本发明涉及一种带有布线板的太阳能电池单元，其包含太阳能电池单元以及布线板，太阳能电池单元具有：半导体基板、形成于半导体基板的一个表面侧的第1导电型杂质扩散区域及第2导电型杂质扩散区域、设置在第1导电型杂质扩散区域上的第1导电型用电极、以及设置在第2导电型杂质扩散区域上的第2导电型用电极，布线板具有绝缘性基体材料、以及设置于绝缘性基体材料的第1导电型用布线和第2导电型用布线，太阳能电池单元的第1导电型用电极以与布线板的第1导电型用布线电连接的方式设置，太阳能电池单元的第2导电型用电极以与布线板的第2导电型用布线电连接的方式设置，第1导电型用电极的表面被用于抑制构成第1导电型用电极的金属的析出的迁移抑制层覆盖，相邻的第1导电型用电极和第2导电型用电极之间的太阳能电池单元的表面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线和第2导电型用布线之间的绝缘性基体材料的表面的至少一部分通过绝缘性部件接合。
这里，在本发明的带有布线板的太阳能电池单元中，优选迁移抑制层和绝缘性部件分别以横穿将相邻的第1导电型用电极和第2导电型用电极连接的直线的方式配置。
另外，本发明涉及一种带有布线板的太阳能电池单元，其包含太阳能电池单元以及布线板，太阳能电池单元具有：半导体基板、形成于半导体基板的一个表面侧的第1导电型杂质扩散区域及第2导电型杂质扩散区域、设置在第1导电型杂质扩散区域上的第1导电型用电极、以及设置在第2导电型杂质扩散区域上的第2导电型用电极，布线板具有绝缘性基体材料、以及设置于绝缘性基体材料的第1导电型用布线和第2导电型用布线，太阳能电池单元的第1导电型用电极以与布线板的第1导电型用布线电连接的方式设置，太阳能电池单元的第2导电型用电极以与布线板的第2导电型用布线电连接的方式设置，第1导电型用布线的表面被用于抑制构成第1导电型用布线的金属的析出的迁移抑制层覆盖，相邻的第1导电型用电极和第2导电型用电极之间的太阳能电池单元的表面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线和第2导电型用布线之间的绝缘性基体材料的表面的至少一部分通过绝缘性部件接合。
这里，在本发明的带有布线板的太阳能电池单元中，优选迁移抑制层和绝缘性部件分别以横穿将相邻的第1导电型用布线和第2导电型用布线连接的直线的方式配置。
并且，本发明还涉及太阳能电池模块，其构成为上述任意一项所述的带有布线板的太阳能电池单元的太阳能电池单元被密封材料密封。
根据本发明，能够提供可以抑制太阳能电池模块的特性降低的太阳能电池单元、带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块。
附图说明
图1是本发明的太阳能电池模块的一个例子的示意剖视图。
图2(a)～(h)是对本发明的太阳能电池模块所采用的背面电极型太阳能电池单元的制造方法的一个例子进行图解的示意剖视图。
图3(a)以及(b)是本发明的太阳能电池模块所采用的背面电极型太阳能电池单元的背面的一个例子的示意俯视图。
图4(a)～(d)是对本发明的太阳能电池模块所采用的布线板的制造方法的一个例子进行图解的示意剖视图。
图5是本发明的太阳能电池模块所采用的布线板的一个例子的示意俯视图。
图6(a)以及(b)是对本发明的带有布线板的太阳能电池单元的制造方法的一个例子进行图解的示意剖视图。
图7是本发明的太阳能电池模块的另一个例子的示意剖视图。
图8(a)～(d)是对本发明的太阳能电池模块所采用的布线板的制造方法的另一个例子进行图解的示意剖视图。
图9是本发明的太阳能电池模块所采用的布线板的另一个例子的示意俯视图。
图10(a)以及(b)是对本发明的带有布线板的太阳能电池单元的制造方法的另一个例子进行图解的示意剖视图。
图11是本发明的太阳能电池模块的另一个例子的示意剖视图。
图12(a)以及(b)是对通过将带有布线板的太阳能电池单元密封于密封材料，来制成太阳能电池模块的方法的一个例子进行图解的示意剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。其中，在本发明的附图中，相同的参照附图标记表示相同部分或者相当部分。
<实施方式1>
图1表示本发明的太阳能电池模块的一个例子的示意剖视图。图1所示的构成的太阳能电池模块成为在布线板10上设置有背面电极型太阳能电池单元8的带有布线板的太阳能电池单元，被密封于玻璃基板等透明基板17与聚酯膜等底膜19之间的乙烯醋酸乙烯酯等密封材料18的构成。
这里，背面电极型太阳能电池单元8包含：半导体基板1、形成于半导体基板1的背面的第1导电型杂质扩散区域2以及第2导电型杂质扩散区域3、以与第1导电型杂质扩散区域2相接的方式形成的第1导电型用电极6、以及以与第2导电型杂质扩散区域3相接的方式形成的第2导电型用电极7。
另外，在背面电极型太阳能电池单元8的半导体基板1的受光面上形成有纹理构造等凹凸构造，以覆盖该凹凸构造的方式形成有防反射膜5。另外，在背面电极型太阳能电池单元8的半导体基板1的背面形成有钝化膜4。
另外，以覆盖背面电极型太阳能电池单元8的背面的第1导电型用电极6的表面(侧壁6a以及下表面6b)的方式形成有迁移(migration)抑制层20，以覆盖第2导电型用电极7的表面(侧壁7a以及下表面7b)的方式形成有迁移抑制层20。
其中，在该例中，第1导电型杂质扩散区域2以及第2导电型杂质扩散区域3分别形成为向图1的纸面的表面侧以及/或者背面侧延伸的带状，第1导电型杂质扩散区域2和第2导电型杂质扩散区域3在半导体基板1的背面隔开规定的间隔地被交替配置。
另外，在该例中，第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7也分别形成为向图1的纸面的表面侧以及/或者背面侧延伸的带状，第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7分别形成为通过设置于钝化膜4的开口部，沿半导体基板1的背面的第1导电型杂质扩散区域2以及第2导电型杂质扩散区域3，分别与第1导电型杂质扩散区域2以及第2导电型杂质扩散区域3相接。
另一方面，布线板10包含绝缘性基体材料11、以及在绝缘性基体材料11的表面上形成为规定形状的第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13。
另外，布线板10的绝缘性基体材料11上的第1导电型用布线12形成为与背面电极型太阳能电池单元8的背面的第1导电型用电极6逐个彼此相对的形状。
另外，布线板10的绝缘性基体材料11上的第2导电型用布线13形成为与背面电极型太阳能电池单元8的背面的第2导电型用电极7逐个彼此相对的形状。
其中，在该例中，第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13也分别形成为向图1的纸面的表面侧以及/或者背面侧延伸的带状。
而且，通过用绝缘性部件16粘合上述的背面电极型太阳能电池单元8和上述的布线板10，形成了带有布线板的太阳能电池单元。
这里，在带有布线板的太阳能电池单元中，背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6被设置成经由迁移抑制层20与布线板10的第1导电型用布线12电连接，并且，背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7被设置成经由迁移抑制层20与布线板10的第2导电型用布线13电连接。
而且，相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分通过绝缘性部件16接合。
以下，对图1所示的构成的太阳能电池模块的制造方法的一个例子进行说明。此外，虽然在以下的说明中，首先对背面电极型太阳能电池单元8的形成方法进行说明，然后对布线板10的形成方法进行说明，接着，对将背面电极型太阳能电池单元8和布线板10粘合来形成带有布线板的太阳能电池单元的方法进行说明，最后对形成太阳能电池模块的方法进行说明，但在本发明中，对于背面电极型太阳能电池单元8和布线板10的形成顺序并不特别限定。
首先，如图2(a)的示意剖视图所示，通过从例如铸块进行切片等，准备在半导体基板1的表面上形成有切片损伤(slice damage)1a的半导体基板1。这里，作为半导体基板1，例如能够使用由具有n型或者p型中任意一种导电型的多晶硅或者单晶硅等构成的硅基板。
接下来，如图2(b)的示意剖视图所示，去除半导体基板1的表面的切片损伤1a。这里，例如在半导体基板1由上述的硅基板构成的情况下，能够通过利用氢氟酸水溶液和硝酸的混酸或者氢氧化钠等碱性溶液等对上述的切片后的硅基板的表面进行蚀刻等，来进行切片损伤1a的去除。
这里，对去除切片损伤1a后的半导体基板1的大小以及形状也不特别限定，可以将半导体基板1的厚度设为例如为50μm以上400μm以下，特别优选设为160μm左右。
接下来，如图2(c)的示意剖视图所示，在半导体基板1的背面分别形成第1导电型杂质扩散区域2以及第2导电型杂质扩散区域3。这里，第1导电型杂质扩散区域2例如能够通过使用了含有第1导电型杂质的气体的气相扩散等方法形成，第2导电型杂质扩散区域3例如能够通过使用了含有第2导电型杂质的气体的气相扩散等方法形成。
这里，第1导电型杂质扩散区域2只要是含有第1导电型杂质、且表示n型或者p型的导电型的区域即可，不进行特别限定。其中，作为第1导电型杂质，在第1导电型为n型时，能够使用例如磷等n型杂质，在第1导电型为p型时，能够使用例如硼或者铝等p型杂质。
另外，第2导电型杂质扩散区域3只要是含有第2导电型杂质、且表示与第1导电型杂质扩散区域2相反的导电型的区域即可，不进行特别限定。其中，作为第2导电型杂质，在第2导电型为n型时，能够使用例如磷等n型杂质，在第2导电型为p型时，能够使用例如硼或者铝等p型杂质。
其中，第1导电型可以为n型或者p型中任意一个导电型，第2导电型只要是与第1导电型相反的导电型即可。即，在第1导电型为n型时，第2导电型为p型，而在第1导电型为p型时，第2导电型为n型。
另外，作为含有第1导电型杂质的气体，在第1导电型为n型时，能够使用例如POCl3这样的含有磷等n型杂质的气体，在第1导电型为p型时，能够使用例如BBr3这样的含有硼等p型杂质的气体。
另外，作为含有第2导电型杂质的气体，在第2导电型为n型时，能够使用例如POCl3这样的含有磷等n型杂质的气体，在第2导电型为p型时，例如能够使用例如BBr3这样的含有硼等p型杂质的气体。
接下来，如图2(d)的示意剖视图所示，在半导体基板1的背面形成钝化膜4。这里，钝化膜4例如能够通过热氧化法或者等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法等方法形成。
这里，作为钝化膜4，例如能够使用氧化硅膜、氮化硅膜、或者氧化硅膜和氮化硅膜的层叠体等，但并不限定于这些，只要是作为绝缘性物质而稳定的膜即可。
另外，钝化膜4的厚度能够设为例如0.05μm以上1μm以下，特别优选设为0.2μm左右。
接下来，如图2(e)的示意剖视图所示，在半导体基板1的受光面的整个面形成了纹理构造等凹凸构造后，在该凹凸结构上形成防反射膜5。
这里，纹理构造例如能够通过对半导体基板1的受光面进行蚀刻来形成。例如，在半导体基板1为硅基板时，例如能够通过使用蚀刻液对半导体基板1的受光面进行蚀刻来形成，该蚀刻液是将对例如氢氧化钠或者氢氧化钾等碱性溶液添加了异丙醇后的溶液加热至例如70℃以上80℃以下所得到的液体。
另外，防反射膜5例如能够通过等离子体CVD法等形成。其中，作为防反射膜5，例如能够使用氮化硅膜等，但不限定于此。
接下来，如图2(f)的示意剖视图所示，通过去除半导体基板1的背面的钝化膜4的一部分来形成接触孔4a以及接触孔4b。这里，接触孔4a以使第1导电型杂质扩散区域2的表面的至少一部分露出的方式形成，接触孔4b以使第2导电型杂质扩散区域3的表面的至少一部分露出的方式形成。
其中，接触孔4a以及接触孔4b例如能够分别通过使用光刻技术将在与接触孔4a以及接触孔4b的形成位置对应的部分具有开口的抗蚀图案形成于钝化膜4上之后，基于蚀刻等从抗蚀图案的开口去除钝化膜4的方法来形成，或者通过在与接触孔4a以及接触孔4b的形成位置对应的钝化膜4的部分涂敷了蚀刻膏后进行加热，来对钝化膜4进行刻蚀、将其去除的方法来形成。
接下来，如图2(g)的示意剖视图所示，在形成了通过接触孔4a与第1导电型杂质扩散区域2相接的第1导电型用电极6、和通过接触孔4b与第2导电型杂质扩散区域3相接第2导电型用电极7后，以覆盖背面电极型太阳能电池单元8的背面的第1导电型用电极6的表面(侧壁6a以及下表面6b)的方式形成迁移抑制层20，并且，以覆盖第2导电型用电极7的表面(侧壁7a以及下表面7b)的方式形成迁移抑制层20。
然后，如图2(h)的示意剖视图所示，通过以进一步覆盖将第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7各自的表面覆盖的迁移抑制层20的方式配置绝缘性部件16，来制成背面电极型太阳能电池单元8。
其中，在将背面电极型太阳能电池单元8与后述的布线板10连接的情况下，可以不形成图2(h)所示的绝缘性部件16，或者，可以仅在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的钝化膜4的表面形成绝缘性部件16。在这些情况下，能够在背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6与布线板10的第1导电型用布线12电连接、以及背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7与布线板10的第2导电型用布线13电连接时，防止绝缘性部件16进入到电极与布线之间而阻碍电连接。
这里，作为第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7，例如能够使用由银等金属构成的电极，但并不特别限定于银。
另外，作为迁移抑制层20，能够使用可以抑制构成第1导电型用电极6的金属以及/或者构成第2导电型用电极7的金属的析出的层，例如，能够使用由包含从锡、钯、金、铂、铬、铁、镍以及铅所组成的组中选择出的至少1种金属的氧化物、化合物或者合金构成的层。其中，迁移抑制层20可以是单层，也可以由多个层构成。
迁移抑制层20例如能够通过将以往公知的焊膏等基于丝网印刷、定量涂覆或者喷墨涂覆等方法进行涂覆后加以烧成来形成。
另外，第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7各自的高度例如能够设为5μm以上50μm以下，特别优选设为15μm左右。
图3(a)表示如上述那样制成的背面电极型太阳能电池单元8的背面的一个例子的示意俯视图。这里，在背面电极型太阳能电池单元8的背面，第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7分别形成为带状，带状的第1导电型用电极6和带状的第2导电型用电极7逐个隔开间隔地交替排列。而且，第1导电型用电极6的侧壁及下表面、以及第2导电型用电极7的侧壁及下表面分别被迁移抑制层20覆盖。并且，以覆盖背面电极型太阳能电池单元8的背面整体的方式配置有绝缘性部件16。
例如，在图3(a)中，当不将来自背面电极型太阳能电池单元8的电力从第1导电型用电极6的下表面6b整体或者第2导电型用电极7的下表面7b整体取出、而从第1导电型用电极6的左端和第2导电型用电极7的右端将电力取出时，可以在背面电极型太阳能电池单元8的背面整体配置绝缘性部件16后，将位于取出电力的位置的绝缘性部件16去除，从而实现与电极的电连接。
图3(b)表示背面电极型太阳能电池单元8的背面的另一个例子的示意俯视图。如图3(b)所示，可以在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的钝化膜4的表面形成绝缘性部件16。该情况下，由于在第1导电型用电极6的下表面6b以及第2导电型用电极7的下表面7b均未配置绝缘性部件16，所以，不会阻碍经由第1导电型用电极6的下表面6b以及第2导电型用电极7的下表面7b的电连接，能够从第1导电型用电极6的下表面6b的几乎整体或者第2导电型用电极7的下表面7b的几乎整体取出来自背面电极型太阳能电池单元8的电力。
在图3(a)以及图3(b)的任意一个情况下，均优选绝缘性部件16与相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分密接，更优选在将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7连接的直线上配置有绝缘性部件16。迁移是指金属沿着在将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7连接的直线上产生的电场析出并移动的现象。因此，通过在将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7连接的直线上配置绝缘性部件16，能够阻止从这些电极析出的金属的移动。
此外，在能够将绝缘性部件16设为例如液体状等流动性较高的状态的情况下，也可以如图3(a)所示，从第1导电型用电极6的下表面6b的几乎整体以及第2导电型用电极7的下表面7b的几乎整体取出由背面电极型太阳能电池单元8发出的电力。即，若能够兼顾使绝缘性部件16与相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分密接、以及从第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7取出电力，则不限制绝缘性部件16的配置位置。
另外，布线板10例如能够以下述的方式制成。首先，如图4(a)的示意剖视图所示，在绝缘性基体材料11的表面上形成导电层41。这里，作为绝缘性基体材料11，例如能够使用由聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或者聚酰亚胺等树脂构成的基板，但不限定于此。
另外，绝缘性基体材料11的厚度能够设为例如10μm以上200μm以下，特别优选设为25μm左右。
另外，作为导电层41，例如能够使用由铜等金属构成的层，但不限定于此。
接下来，如图4(b)的示意剖视图所示，在绝缘性基体材料11的表面的导电层41上形成抗蚀图案42。这里，抗蚀图案42形成为在第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的形成位置以外的位置具有开口的形状。作为构成抗蚀图案42的抗蚀剂，例如能够使用现有公知的抗蚀剂，并通过丝网印刷、定量涂覆或者喷墨涂覆等方法进行涂覆。
接下来，如图4(c)的示意剖视图所示，通过将从抗蚀图案42露出的位置的导电层41沿箭头43的方向去除，来进行导电层41的图案化，由导电层41的剩余部分形成第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13。
这里，导电层41的去除例如能够通过使用了酸或碱溶液的湿式蚀刻等进行，但不限定于此。另外，能够将第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的宽度设为例如300μm以上1mm以下，特别优选设为500μm左右，但不限定于此。
接下来，如图4(d)的示意剖视图所示，通过将抗蚀图案42从第1导电型用布线12的表面以及第2导电型用布线13的表面全部去除，从而制成布线板10。
图5表示如上述那样制成的布线板10的表面的一个例子的示意俯视图。这里，在布线板10的绝缘性基板11的表面上，第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13分别形成为带状。另外，在布线板10的绝缘性基体材料11的表面上形成有带状的连接用布线14，第1导电型用布线12和第2导电型用布线13通过连接用布线14电连接。其中，连接用布线14例如与第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13相同，能够由导电层41的剩余部分形成。
然后，如图6(a)的示意剖视图所示，在如上述那样制成的布线板10的表面上涂敷了绝缘性部件16后，在布线板10的第1导电型用布线12上设置背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6，并且，在布线板10的第2导电型用布线13上设置背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7。这里，绝缘性部件16例如能够通过丝网印刷、定量涂覆或者喷墨涂覆等方法进行涂覆。
另外，优选绝缘性部件16是能够将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分密接粘合的绝缘性粘合材料。
然后，如图6(b)的示意剖视图所示，通过利用例如加热或者紫外线照射等方法使作为绝缘性部件16的绝缘性粘合材料固化，形成在背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6经由迁移抑制层20与布线板10的第1导电型用布线12电连接，并且背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7经由迁移抑制层20与布线板10的第2导电型用布线13电连接的状态下，背面电极型太阳能电池单元8和布线板10通过绝缘性部件16被粘合的构成的带有布线板的太阳能电池单元。
此时，相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分通过绝缘性部件16而接合。
这里，作为绝缘性部件16，例如能够使用至少具有在相邻的电极间或者相邻的布线间没有电流流过程度的电气绝缘性，并且能够使背面电极型太阳能电池单元8和布线板10的贴合的绝缘性材料。
更详细而言，可以将能够与从相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间露出的钝化膜4等绝缘性物质、以及从相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间露出的绝缘性基体材料11分别密接粘合的绝缘性粘合材料作为绝缘性部件16使用。优选绝缘性部件16具有电阻充分高、能够与金属离子结合的成分的含有量少、水分几乎不浸入这样的特性。具体而言，优选采用用于将电子部件、芯片密封于布线基板的底层填充(underfiller)树脂(ThreeBond公司制的ThreeBond2202)等。
然后，如图1所示，通过将如上述那样制成的带有布线板的太阳能电池单元密封于玻璃基板等透明基板17和聚酯膜等底膜19之间的乙烯醋酸乙烯酯等密封材料18中，来制成本发明的太阳能电池模块的一个例子。
此外，在通过加热使作为绝缘性部件16的绝缘性粘合材料固化的情况下，可以在将背面电极型太阳能电池单元8密封于密封材料18中的同时使其固化。
如上所述，在图1所示的构成的太阳能电池模块中，以覆盖背面电极型太阳能电池单元8的背面的第1导电型用电极6的表面(侧壁6a以及下表面6b)的方式形成了迁移抑制层20，并且，以覆盖第2导电型用电极7的表面(侧壁7a以及下表面7b)的方式形成了迁移抑制层20。而且，相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分通过绝缘性部件16接合。
因此，在图1所示的构成的太阳能电池模块中，第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7各自的表面被迁移抑制层20覆盖。因此，能够抑制在使用太阳能电池模块时，构成第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7的银等金属因由电场引起的迁移现象而析出，该电场起因于在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间产生的电位差。
其中，在构成迁移抑制层20的材料中含有金属的情况下，有时因覆盖第1导电型用电极6的迁移抑制层20的表面与覆盖第2导电型用电极7的迁移抑制层20的表面之间的电场，引起构成迁移抑制层20的金属析出。但是，由于迁移的易发生程度按照金属材料有很大不同，所以通过将与构成第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7的银等金属相比不易发生迁移的金属材料(电极为银时，将锡、钯、金、铂、铬、铁、镍、铅等)用于迁移抑制层20，能够抑制迁移的进行。
另外，在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用金属7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分之间配置有绝缘性部件16。因此，即便金属因迁移而析出，也能够通过绝缘性部件16来阻止该迁移，并且，通过绝缘性部件16还能够防止相邻第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的绝缘性能降低。由此，与以往相比，能够有效地抑制因迁移引起的太阳能电池模块的特性的降低。
优选绝缘性部件16以横穿将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7连接的直线的方式配置。由于迁移是金属沿电场析出并移动的现象，所以通过以横穿将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7连接的直线的方式配置绝缘性部件16，能够用绝缘性部件16阻止因迁移而析出的金属的移动。
此外，在上述说明中，对在第1导电型用电极6的侧壁6a以及下表面6b、和第2导电型用电极7的侧壁7a以及下表面7b分别形成迁移抑制层20的构成进行了说明，但在如图1或者图6所示，第1导电型用电极6的下表面6b以及第2导电型用电极7的下表面7b被布线等导电性部件覆盖的情况下，也可以仅在第1导电型用电极6的侧壁6a以及仅在第2导电型用电极7的侧壁7a上形成迁移抑制层20。
另外，为了使背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6和布线板10的第1导电型用布线12电连接，并且使背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7和布线板10的第2导电型用布线13电连接，优选迁移抑制层20具有导电性，但若是第1导电型用电极6的下表面6b和第1导电型用布线12直接接触、第2导电型用电极7的下表面7b和第2导电型用布线13直接接触等结构，则不必一定具有导电性。
另外，第1导电型用电极6的表面以及第2导电型用电极7的表面中至少一方被迁移抑制层20覆盖即可，但从更有效地抑制因迁移引起的金属的析出这一观点出发，优选第1导电型用电极6的表面以及第2导电型用电极7的表面双方均被迁移抑制层20覆盖。其中，在仅第1导电型用电极6的表面被迁移抑制层20覆盖的情况下，以横穿将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7连接的直线的方式配置绝缘性部件16。
另外，本发明中的背面电极型太阳能电池单元的概念不仅包含仅在上述的半导体基板的一个表面侧(背面侧)形成有第1导电型用电极以及第2导电型用电极双方的构成的太阳能电池单元，还包含MWT(Metal Wrap Through)单元(在设置于半导体基板的贯通孔中配置有电极的一部分的构成的太阳能电池单元)等所谓的背面接触型太阳能电池单元(从与太阳能电池单元的受光面侧相反一侧的背面侧取出电流的结构的太阳能电池单元)的全部。
另外，本发明中的带有布线板的太阳能电池单元的概念不仅包含将多个太阳能电池单元设置在布线板上的构成，还包含将一个太阳能电池单元设置在布线板上的构成。
<实施方式2>
图7表示本发明的太阳能电池模块的另一个例子的示意剖视图。图7所示的构成的太阳能电池模块的特征在于，以覆盖布线板10的第1导电型用布线12的表面(侧壁12a以及上表面12b)的方式设置有迁移抑制层20，并且以覆盖布线板10的第2导电型用布线13的表面(侧壁13a以及上表面13b)的方式设置有迁移抑制层20。
以下，对图7所示的构成的太阳能电池模块的制造方法的一个例子进行说明。对于图7所示的构成的太阳能电池模块所采用的背面电极型太阳能电池单元8，除了不在背面电极型太阳能电池单元8的背面的第1导电型用电极6的表面以及第2导电型用电极7的表面分别形成迁移抑制层20以外，能够与实施方式1同样地制作。
另外，图7所示的构成的太阳能电池模块所采用的布线板10例如能够如图8(a)～图8(d)的示意俯视图所示那样制成。
首先，在如图8(a)所示那样，在绝缘性基体材料11的表面上形成导电层41后，如图8(b)所示那样，在绝缘性基体材料11的表面的导电层41上形成抗蚀图案42。
接下来，如图8(c)所示，通过沿箭头43的方向去除从抗蚀图案42露出的位置的导电层41，来进行导电层41的图案化，由导电层41的剩余部分形成第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13。
然后，如图8(d)所示，通过在从第1导电型用布线12的表面以及第2导电型用布线13的表面去除了所有抗蚀图案42后，以覆盖布线板10的第1导电型用布线12的表面(侧壁12a以及上表面12b)的方式形成迁移抑制层20，并且以覆盖布线板10的第2导电型用布线13的表面(侧壁13a以及上表面13b)的方式形成迁移抑制层20，来制成布线板10。
图9表示如上述那样制成的布线板10的表面的一个例子的示意俯视图。这里，在布线板10的绝缘性基板11的表面上分别形成为带状的第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的表面分别被迁移抑制层20覆盖。
另外，本实施方式中的带有布线板的太阳能电池单元例如能够以下述的方式制成。
首先，如图10(a)的示意剖视图所示，在如上述那样制成的布线板10的表面上涂敷作为绝缘性部件16的绝缘性粘合材料后，在布线板10的第1导电型用布线12上设置如上述那样制成的背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6，并且在布线板10的第2导电型用布线13上设置背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7。
由此，如图10(b)的示意剖视图所示，形成在背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6经由迁移抑制层20与布线板10的第1导电型用布线12电连接，并且背面电极型太阳能电池单元8的第2导电型用电极7经由迁移抑制层20与布线板10的第2导电型用布线13电连接的状态下，背面电极型太阳能电池单元8和布线板10通过绝缘性部件16而粘合的构成的带有布线板的太阳能电池单元。
然后，如图7所示，通过将如上述那样制成的带有布线板的太阳能电池单元密封于玻璃基板等透明基板17与聚酯膜等底膜19之间的乙烯醋酸乙烯酯等密封材料18中，从而制成本发明的太阳能电池模块的一个例子。
此时，相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分通过绝缘性部件16接合。
如上所述，在图7所示的构成的太阳能电池模块中，以覆盖布线板10的第1导电型用布线12的表面(侧壁12a以及上表面12b)的方式形成有迁移抑制层20，并且以覆盖布线板10的第2导电型用布线13的表面(侧壁13a以及上表面13b)的方式形成有迁移抑制层20。而且，相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分通过绝缘性部件16接合。
因此，在图7所示的构成的太阳能电池模块中，第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13各自的表面被迁移抑制层20覆盖。因此，能够抑制在使用太阳能电池模块时，构成第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的铜等金属因由电场引起的迁移现象而析出，该电场起因于在相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间产生的电位差。
其中，在构成迁移抑制层20的材料中含有金属的情况下，有时因覆盖第1导电型用布线12的迁移抑制层20的表面与覆盖第2导电型用布线13的迁移抑制层20的表面之间的电场，会引起构成迁移抑制层20的金属析出。但是，由于迁移的易发生度按照金属材料有很大不同，所以通过将与构成第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的铜等金属相比不易发生迁移的金属材料(布线为铜时，将锡、钯、金、铂、铬、铁、镍、铅等)用于迁移抑制层20，能够抑制迁移的进行。
另外，在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用金属7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分之间配置有绝缘性部件16。因此，即便金属因迁移而析出，也能够通过绝缘性部件16阻止该迁移，并且，还能够通过绝缘性部件16防止相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性能降低。由此，与以往相比，能够有效地抑制因迁移引起的太阳能电池模块的特性的降低。
优选绝缘性部件16以横穿将相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13连接的直线的方式配置。由于迁移是金属沿电场析出并移动的现象，所以通过以横穿将相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13连接的直线的方式配置绝缘性部件16，能够利用绝缘性部件16阻止因迁移而析出的金属的移动。
此外，在上述说明中，对在第1导电型用布线12的侧壁12a以及上表面12b、和第2导电型用布线13的侧壁13a以及上表面13b上分别形成迁移抑制层20的构成进行了说明，但也可以仅在第1导电型用布线12的侧壁12a以及仅第2导电型用布线13的侧壁13a上形成迁移抑制层20。
另外，第1导电型用布线12的表面以及第2导电型用布线13的表面中至少一方被迁移抑制层20覆盖即可，但从更加有效地抑制因迁移引起的金属的析出这一观点出发，优选第1导电型用布线12的表面以及第2导电型用布线13的表面双方均被迁移抑制层20覆盖。其中，在仅第1导电型用布线12的表面被迁移抑制层20覆盖的情况下，以横穿将相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13连接的直线的方式配置绝缘性部件16。
另外，本实施方式中的上述以外的说明与实施方式1相同，因此，在此省略说明。
<实施方式3>
图11表示本发明的太阳能电池模块的另一个例子的示意剖视图。图11所示的构成的太阳能电池模块的特征在于，以分别覆盖背面电极型太阳能电池单元8的第1导电型用电极6的表面(侧壁6a以及下表面6b)以及第2导电型用电极7的表面(侧壁7a以及下表面7b)的方式形成迁移抑制层20，并且以覆盖布线板10的第1导电型用布线12的表面(侧壁12a以及上表面12b)以及第2导电型用布线13的表面(侧壁13a以及上表面13b)的方式设置迁移抑制层20。
因此，在图11所示的构成的太阳能电池模块中，第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7各自的表面被迁移抑制层20覆盖，并且，第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13各自的表面被迁移抑制层20覆盖。因此，在使用太阳能电池模块时，能够抑制构成第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7的银等金属、和构成第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的铜等金属因由电场引起的迁移现象而析出，该电场起因于在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极之间产生的电位差以及/或者在相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间产生的电位差。由此，与以往相比，能够更加有效地抑制因构成第1导电型用电极6以及第2导电型用电极7的金属、和构成第1导电型用布线12以及第2导电型用布线13的金属的析出以及移动而引起的太阳能电池模块的特性的降低。
另外，在相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用金属7之间的背面电极型太阳能电池单元8的背面的至少一部分、与相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性基体材料11的表面的至少一部分之间配置有绝缘性部件16。因此，即便金属因迁移而析出，也能够通过绝缘性部件16阻止该移动，并且还能够通过绝缘性部件16防止相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用电极7之间以及/或者相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13之间的绝缘性能降低。由此，与以往相比，能够有效地抑制因迁移引起的太阳能电池模块的特性的降低。
优选绝缘性部件16以横穿将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用金属7连接的直线的方式配置，并且以横穿将相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13连接的直线的方式配置。由于迁移是金属沿电场析出并移动的现象，所以通过以横穿将相邻的第1导电型用电极6和第2导电型用金属7连接的直线的方式、并且以横穿将相邻的第1导电型用布线12和第2导电型用布线13连接的直线的方式配置绝缘性部件16，能够利用绝缘性部件16有效地阻止因迁移而析出的金属的移动。
此外，本实施方式中的上述以外的说明与实施方式1以及实施方式2相同，因此在此省略说明。
本次公开的实施方式在所有方面都是例示，不应认为对发明进行了限制。本发明的范围并非上述的说明而由权利要求的范围所表示，包含与权利要求的范围相同的意图以及在范围内的全部变更。
产业上的可利用性
本发明能够用于太阳能电池单元、带有布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块。
符号说明：1-半导体基板；1a-切片损伤；2-第1导电型杂质扩散区域；3-第2导电型杂质扩散区域；4-钝化膜，4a、4b-接触孔；5-防反射膜；6-第1导电型用电极；6a-侧壁；6b-下表面；7-第2导电型用电极；7a-侧壁；7b-下表面；8、80-背面电极型太阳能电池单元；10、100-布线板；11-绝缘性基体材料；12-第1导电型用布线；12a-侧壁；12b-上表面；13-第2导电型用布线；13a-侧壁；13b-上表面；14-连接用布线；16-绝缘性部件；17-透明基板；18-密封材料；19-底膜；20-迁移抑制层；41-导电层；42-抗蚀图案；43-箭头；116-绝缘性粘合剂。
Claims (7)
1.一种太阳能电池单元(8)，其特征在于，
该太阳能电池单元(8)具有：
半导体基板(1)；
形成于上述半导体基板(1)的一个表面侧的第1导电型杂质扩散区域(2)以及第2导电型杂质扩散区域(3)；
设置在上述第1导电型杂质扩散区域(2)上的第1导电型用电极(6)；以及
设置在上述第2导电型杂质扩散区域(3)上的第2导电型用电极(7)；
上述第1导电型用电极(6)的表面被用于抑制构成上述第1导电型用电极(6)的金属的析出的迁移抑制层(20)覆盖，
覆盖上述第1导电型用电极(6)的上述迁移抑制层(20)的表面以及上述第2导电型用电极(7)的表面中至少一方被绝缘性部件(16)覆盖。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元(8)，其特征在于，
上述迁移抑制层(20)和上述绝缘性部件(16)分别以横穿将相邻的上述第1导电型用电极(6)和上述第2导电型用电极(7)连接的直线的方式配置。
3.一种带有布线板的太阳能电池单元，其特征在于，
该带有布线板的太阳能电池单元包含：
太阳能电池单元(8)以及布线板(10)，
上述太阳能电池单元(8)具有：半导体基板(1)、形成于上述半导体基板(1)的一个表面侧的第1导电型杂质扩散区域(2)及第2导电型杂质扩散区域(3)、设置在上述第1导电型杂质扩散区域(2)上的第1导电型用电极(6)、以及设置在上述第2导电型杂质扩散区域(3)上的第2导电型用电极(7)，
上述布线板(10)具有绝缘性基体材料(11)、以及设置于上述绝缘性基体材料(11)的第1导电型用布线(12)和第2导电型用布线(13)，
上述太阳能电池单元(8)的上述第1导电型用电极(6)以与上述布线板(10)的上述第1导电型用布线(12)电连接的方式设置，
上述太阳能电池单元(8)的上述第2导电型用电极(7)以与上述布线板(10)的上述第2导电型用布线(13)电连接的方式设置，
上述第1导电型用电极(6)的表面被用于抑制构成上述第1导电型用电极(6)的金属的析出的迁移抑制层(20)覆盖，
相邻的上述第1导电型用电极(6)和上述第2导电型用电极(7)之间的上述太阳能电池单元(8)的表面的至少一部分、与相邻的上述第1导电型用布线(12)和上述第2导电型用布线(13)之间的上述绝缘性基体材料(11)的表面的至少一部分通过绝缘性部件(16)接合。
4.根据权利要求3所述的带有布线板的太阳能电池单元，其特征在于，
上述迁移抑制层(20)和上述绝缘性部件(16)分别以横穿将相邻的上述第1导电型用电极(6)和上述第2导电型用电极(7)连接的直线的方式配置。
5.一种带有布线板的太阳能电池单元，其特征在于，
该带有布线板的太阳能电池单元包含：
太阳能电池单元(8)以及布线板(10)，
上述太阳能电池单元(8)具有：半导体基板(1)、形成于上述半导体基板(1)的一个表面侧的第1导电型杂质扩散区域(2)及第2导电型杂质扩散区域(3)、设置在上述第1导电型杂质扩散区域(2)上的第1导电型用电极(6)、以及设置在上述第2导电型杂质扩散区域(3)上的第2导电型用电极(7)，
上述布线板(10)具有绝缘性基体材料(11)、以及设置于上述绝缘性基体材料(11)的第1导电型用布线(12)和第2导电型用布线(13)，
上述太阳能电池单元(8)的上述第1导电型用电极(6)以与上述布线板(10)的上述第1导电型用布线(12)电连接的方式设置，
上述太阳能电池单元(8)的上述第2导电型用电极(7)以与上述布线板(10)的上述第2导电型用布线(13)电连接的方式设置，
上述第1导电型用布线(12)的表面被用于抑制构成上述第1导电型用布线(12)的金属的析出的迁移抑制层(20)覆盖，
相邻的上述第1导电型用电极(6)和上述第2导电型用电极(7)之间的上述太阳能电池单元(8)的表面的至少一部分、与相邻的上述第1导电型用布线(12)和上述第2导电型用布线(13)之间的上述绝缘性基体材料(11)的表面的至少一部分通过绝缘性部件(16)接合。
6.根据权利要求5所述的带有布线板的太阳能电池单元，其特征在于，
上述迁移抑制层(20)和上述绝缘性部件(16)分别以横穿将相邻的上述第1导电型用布线(12)和上述第2导电型用布线(13)连接的直线的方式配置。
7.一种太阳能电池模块，其特征在于，
构成为权利要求3至6中任意一项所述的带有布线板的太阳能电池单元的上述太阳能电池单元(8)被密封材料密封。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121128 |