JP2007317840A - Photovoltaic device, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光起電力装置およびその製造方法に関し、特に、半田等の導電性接着材から成る外部端子を具備する光起電力装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a photovoltaic device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a photovoltaic device including an external terminal made of a conductive adhesive such as solder and a manufacturing method thereof.
従来より、発電領域として機能する半導体層を有する光半導体装置では、太陽光等の光が照射された半導体層から電力を取り出すために、半田電極等を用いて半導体層と外部リード線等を電気的に接続していた(特許文献1)。 Conventionally, in an optical semiconductor device having a semiconductor layer functioning as a power generation region, in order to extract electric power from a semiconductor layer irradiated with light such as sunlight, the semiconductor layer and an external lead wire are electrically connected using a solder electrode or the like. (Patent document 1).
図6(A)を参照して、従来型の光起電力装置100の構成を説明する。光起電力装置100は、ガラス等の透明な材料から成る基板101と、その基板101上に順次堆積された、透明電極層102、半導体層103、電極層104、絶縁層105とを具備する。更に、絶縁層105を部分的に除去することで開口部が形成され、この開口部には導電ペースト106、半田電極107が溶着されている。 With reference to FIG. 6 (A), the structure of the conventional photovoltaic apparatus 100 is demonstrated. The photovoltaic device 100 includes a substrate 101 made of a transparent material such as glass, and a transparent electrode layer 102, a semiconductor layer 103, an electrode layer 104, and an insulating layer 105, which are sequentially deposited on the substrate 101. Further, the insulating layer 105 is partially removed to form an opening, and a conductive paste 106 and a solder electrode 107 are welded to the opening.
光起電力装置100の下方から太陽光等の光線が入射すると、光線は基板101および透明電極層102を透過して半導体層103に到達する。光線が照射されることにより半導体層103の両主面に電位が発生する。発生した電位は、上記した導電ペースト106および半田電極107を経由して、外部に取り出される。 When a light beam such as sunlight enters from below the photovoltaic device 100, the light beam passes through the substrate 101 and the transparent electrode layer 102 and reaches the semiconductor layer 103. When the light beam is irradiated, a potential is generated on both main surfaces of the semiconductor layer 103. The generated potential is extracted to the outside via the conductive paste 106 and the solder electrode 107 described above.
上記した構造の光起電力装置100の製造方法は次の通りである。先ず、ガラス等の透明な基板101を用意し、この基板101の上面に順次透明電極層102、半導体層103、電極層104を堆積させる。次に、電極層104の上面を、樹脂等の絶縁性材料から成る絶縁層105により被覆する。更に、絶縁層105に例えば数ミリ角程度の大きさの開口部を設け、この開口部に導電ペースト106を付着し、更に、導電ペースト106の上面に半田電極107を溶着して、外部リード(不図示)を接続する。
しかしながら、上記した構造の光起電力装置100では、導電ペースト106の周辺端部にて、電極層104等が分離してしまう問題が発生していた。 However, the photovoltaic device 100 having the above-described structure has a problem that the electrode layer 104 and the like are separated at the peripheral edge of the conductive paste 106.
この現象を図6(B)を参照して説明する。導電ペースト106の濡れ性を用いて半田電極107は形成されるので、半田電極107の外周端部は、導電ペースト106の外周端部と略一致している。このことから、200℃程度以上に加熱溶融して半田電極107を形成すると、熱収縮により大きな応力が導電ペースト106の外周端部に作用する。図では、この応力を白塗りの矢印にて示している。 This phenomenon will be described with reference to FIG. Since the solder electrode 107 is formed using the wettability of the conductive paste 106, the outer peripheral end portion of the solder electrode 107 substantially coincides with the outer peripheral end portion of the conductive paste 106. For this reason, when the solder electrode 107 is formed by heating and melting to about 200 ° C. or more, a large stress acts on the outer peripheral edge of the conductive paste 106 due to thermal shrinkage. In the figure, this stress is indicated by white arrows.
上記した応力が発生すると、導電ペースト106の外周端部に於いて、基板101の上面に形成された各層に亀裂や剥離が発生する。そして、半田電極107が形成された部分が、基板101から剥離して不良が発生してしまう。 When the above-described stress occurs, cracks and peeling occur in each layer formed on the upper surface of the substrate 101 at the outer peripheral edge of the conductive paste 106. And the part in which the solder electrode 107 was formed peeled from the board | substrate 101, and a defect will generate | occur | produce.
更に、上記した半田電極107として鉛フリー半田を用いると、上記した問題が顕在化する。この原因は、鉛共晶半田と比較すると、鉛フリー半田は溶融温度が高く、更に、熱収縮により発生する応力が大きいためである。 Further, when lead-free solder is used as the above-described solder electrode 107, the above-described problem becomes obvious. This is because, compared with lead eutectic solder, lead-free solder has a high melting temperature, and furthermore, the stress generated by heat shrinkage is large.
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、半田電極の接続信頼性を向上させた光起電力装置およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a photovoltaic device with improved solder electrode connection reliability and a method for manufacturing the photovoltaic device. .
本発明の光起電力装置は、半導体層と、前記半導体層を被覆する電極層と、前記電極層に接続する第1電極部と、前記第1電極部に接続され且つ前記第1電極部とは異なる材料から成る第2電極部とを具備し、前記第2電極部の外周端部を、前記第1電極部の外周端部よりも内側に位置させることを特徴とする。 The photovoltaic device of the present invention includes a semiconductor layer, an electrode layer covering the semiconductor layer, a first electrode part connected to the electrode layer, a first electrode part connected to the first electrode part, and the first electrode part Includes a second electrode portion made of a different material, and an outer peripheral end portion of the second electrode portion is positioned inside an outer peripheral end portion of the first electrode portion.
更に、本発明の光起電力装置は、透明な材料から成る基板と、前記基板の表面を被覆する透明な導電性材料から成る第1電極層と、前記第1電極層を被覆する半導体層と、前記半導体層を被覆する第2電極層と、前記第2電極層に接続する第1電極部と、前記第1電極部に接続され且つ前記第1電極部とは異なる材料から成る第2電極部とを具備し、前記第2電極部の外周端部を、前記第1電極部の外周端部よりも内側に位置させることを特徴とする。 Furthermore, the photovoltaic device of the present invention includes a substrate made of a transparent material, a first electrode layer made of a transparent conductive material covering the surface of the substrate, and a semiconductor layer covering the first electrode layer. A second electrode layer covering the semiconductor layer, a first electrode part connected to the second electrode layer, and a second electrode made of a material different from the first electrode part connected to the first electrode part And an outer peripheral end portion of the second electrode portion is positioned inside an outer peripheral end portion of the first electrode portion.
本発明の光起電力装置の製造方法は、半導体層の両主面を電極層により被覆する工程と、前記電極層の主面に第1電極部を形成する工程と、前記電極層の主面および前記第1電極部の周辺部を絶縁層により被覆する工程と、前記絶縁層から露出する前記第1電極部に、前記第1電極部とは材料が異なる第2電極部を被着し、前記第2電極部の外周端部を、前記第1電極部の外周端部よりも内側に位置させる工程とを具備することを特徴とする。 The method for producing a photovoltaic device of the present invention includes a step of covering both main surfaces of a semiconductor layer with an electrode layer, a step of forming a first electrode portion on the main surface of the electrode layer, and a main surface of the electrode layer. And covering the periphery of the first electrode portion with an insulating layer, and depositing a second electrode portion made of a material different from the first electrode portion on the first electrode portion exposed from the insulating layer, And a step of positioning an outer peripheral end portion of the second electrode portion inside an outer peripheral end portion of the first electrode portion.
本発明の光起電力装置およびその製造方法では、半田等から成る第2電極部の外周端部を、導電ペースト等から成る第1電極部の外周端部よりも内側に位置させた。従って、第2電極部を形成する際の熱収縮による応力が、第1電極部の外周端部に集中しない。このことから、半導体層等の各層が第1電極部の外周端部にて剥離することを抑止することができる。 In the photovoltaic device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the outer peripheral end portion of the second electrode portion made of solder or the like is positioned inside the outer peripheral end portion of the first electrode portion made of conductive paste or the like. Therefore, the stress due to thermal contraction when forming the second electrode portion does not concentrate on the outer peripheral end portion of the first electrode portion. From this, it can suppress that each layer, such as a semiconductor layer, peels in the outer peripheral edge part of a 1st electrode part.
更に本発明に依れば、上記した熱収縮の程度が大きくなる鉛フリー半田を用いても、熱収縮に伴う応力の集中が抑制されるので、半導体層等の各層の剥離を回避することができる。 Furthermore, according to the present invention, even when using lead-free solder that increases the degree of thermal shrinkage described above, stress concentration associated with thermal shrinkage is suppressed, so that peeling of each layer such as a semiconductor layer can be avoided. it can.
図1を参照して、本形態の光起電力装置1(太陽電池)の構成を説明する。図1(A)は光起電力装置1を上方から見た平面図であり、図1(B)は図1(A)のB−B’線に於ける断面図であり、図1(C)は図1(A)のC−C’線に於ける断面図である。 With reference to FIG. 1, the structure of the photovoltaic apparatus 1 (solar cell) of this form is demonstrated. 1A is a plan view of the photovoltaic device 1 as viewed from above, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1A. ) Is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
図1(A)を参照して、本発明の光起電力装置1は、半導体層が電極層により挟み込まれた構成と成っており、電極領域33、セル23〜25、電極領域32が形成されている。電極領域33からはプラス(又はマイナス)の電位が外部に取り出される。電極領域32からはマイナス(又はプラス)の電位が外部に取り出される。セル23〜25は実質的に発電を行う発電領域として機能している。ここでは、紙面上にて左側から、電極領域33、セル23、セル24、セル25、電極領域32の順番で直列に接続されている。このように、発電領域を複数のセルに分割して、セル同士を直列に接続することで所定の電圧が得られる。また、上記各セルは、半導体層を挟み込む電極層から成る。
Referring to FIG. 1A, the photovoltaic device 1 of the present invention has a configuration in which a semiconductor layer is sandwiched between electrode layers, and an electrode region 33,
図1(B)を参照して、光起電力装置1は、基板10の上面に順次堆積された第1電極層11、半導体層12、第2電極層13および絶縁層14を具備しており、絶縁層14を部分的に除去して設けた開口部には、第1電極部15と第2電極部16が形成されている。 Referring to FIG. 1B, the photovoltaic device 1 includes a first electrode layer 11, a semiconductor layer 12, a second electrode layer 13, and an insulating layer 14, which are sequentially deposited on the upper surface of a substrate 10. The first electrode portion 15 and the second electrode portion 16 are formed in the opening provided by partially removing the insulating layer 14.
基板10は、太陽光等の光線を透過して且つその上面に形成される各層を機械的に支持可能な材料から成る。例えば、厚みが1.1mm〜1.8mm程度のガラス板(ソーダガラス)は、基板10の材料として好適である。基板10の上面は、不図示のシリコン酸化膜(SiO2)により被覆されている。 The substrate 10 is made of a material that can transmit light such as sunlight and mechanically support each layer formed on the upper surface thereof. For example, a glass plate (soda glass) having a thickness of about 1.1 mm to 1.8 mm is suitable as a material for the substrate 10. The upper surface of the substrate 10 is covered with a silicon oxide film (SiO2) (not shown).
第1電極層11は、半導体層12の電位を取り出す電極層であり、基板10を透過して外部から入射する光を半導体層12に到達させるために、透明な導電材料から成る。具体的には、厚みが750nm〜1150nm(例えば950nm程度)の酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウムスズ(ITO)または酸化錫(SnO2)等の透明電極が、第1電極層11として採用される。この第1電極層11は、所定の電圧を得るために、セル同士の間または、セルと電極領域との間で分断されている。 The first electrode layer 11 is an electrode layer that takes out the potential of the semiconductor layer 12 and is made of a transparent conductive material so that light that passes through the substrate 10 and enters from the outside reaches the semiconductor layer 12. Specifically, a transparent electrode such as zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), or tin oxide (SnO 2) having a thickness of 750 nm to 1150 nm (for example, about 950 nm) is employed as the first electrode layer 11. The first electrode layer 11 is divided between cells or between a cell and an electrode region in order to obtain a predetermined voltage.
半導体層12は、第1電極層11を被覆し、基板10の上面全域に積層されており、その厚みは300nm〜400nm(例えば350nm)である。半導体層12は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウムなどをp/n、p/i/n、n/pまたはn/i/pに積層したものである。ここで、多結晶半導体または単結晶半導体を半導体層12の材料として採用しても良い。 The semiconductor layer 12 covers the first electrode layer 11 and is laminated on the entire upper surface of the substrate 10 and has a thickness of 300 nm to 400 nm (for example, 350 nm). The semiconductor layer 12 is formed by stacking amorphous silicon, amorphous silicon carbide, amorphous silicon germanium, or the like on p / n, p / i / n, n / p, or n / i / p. Here, a polycrystalline semiconductor or a single crystal semiconductor may be adopted as the material of the semiconductor layer 12.
第2電極層13は、上述した第1電極層11と対になって半導体層12から電位を取り出す電極層であり、半導体層12の上面全域に渡り形成されている。第2電極層13の材料としては、厚みが30μm〜40μm(例えば35μm)程度のW/Al/Ti等の金属の積層体が採用される。 The second electrode layer 13 is an electrode layer that is paired with the first electrode layer 11 described above and extracts a potential from the semiconductor layer 12, and is formed over the entire upper surface of the semiconductor layer 12. As the material of the second electrode layer 13, a laminated body of metal such as W / Al / Ti having a thickness of about 30 μm to 40 μm (for example, 35 μm) is employed.
第2電極層13の上面は、エポキシ樹脂等の絶縁性材料から成る絶縁層14により被覆される。絶縁層14の厚みは、10μm〜15μm(例えば12.5μm)程度である。 The upper surface of the second electrode layer 13 is covered with an insulating layer 14 made of an insulating material such as an epoxy resin. The thickness of the insulating layer 14 is about 10 μm to 15 μm (for example, 12.5 μm).
図1(A)及び図1(B)を参照して、第1電極層11の上面には、絶縁ペースト17A等と、導電ペースト18A等が部分的に設けられている。 Referring to FIGS. 1A and 1B, an insulating paste 17A and the like, a conductive paste 18A and the like are partially provided on the upper surface of the first electrode layer 11.
絶縁ペースト17A等は、セル同士の間または、セルと電極領域との間に設けられている。更に、絶縁ペースト17は、図1(A)を参照すると、基板10の周辺部にも設けられる。図1(B)を参照すると、電極領域33を挟むように両端に絶縁ペースト17A、17Bが設けられており、これらの絶縁ペーストの上方に位置する半導体層12および第2電極層13は部分的に除去されている。これらのことにより、電極領域33の内部に位置する半導体層12および第2電極層13は、他の領域の半導体層12および第2電極層13と分離され、電位を引き出すための領域として機能している。更に、絶縁ペースト17Cは、セル23の第2電極層13と、セル24の第2電極層13との間に設けられている。上述した絶縁ペースト17A等は、製造工程に於いてレーザーをストップさせる層として機能しており、この事項は後述する。
The insulating paste 17A and the like are provided between cells or between a cell and an electrode region. Further, referring to FIG. 1A, the insulating paste 17 is also provided on the periphery of the substrate 10. Referring to FIG. 1B, insulating pastes 17A and 17B are provided at both ends so as to sandwich the electrode region 33, and the semiconductor layer 12 and the second electrode layer 13 located above these insulating pastes are partially Has been removed. As a result, the semiconductor layer 12 and the second electrode layer 13 located inside the electrode region 33 are separated from the semiconductor layer 12 and the second electrode layer 13 in other regions, and function as a region for extracting a potential. ing. Furthermore, the insulating paste 17 </ b> C is provided between the second electrode layer 13 of the
導電ペースト18A等は、電極領域またはセル内部に於いて、第2電極層13と第1電極層11とを接続する機能を有する。具体的には、電極領域33を参照すると、第1電極層11の上面に導電ペースト18Aが設けられており、その上面は半導体層12を貫通して第2電極層13と電気的に接続されている。このことにより、電極領域33内部に於いて、下層の第1電極層11の電位を、第2電極層13を経由して外部に取り出すことができる。また、電極領域33内部の第1電極層11は、電極領域33に隣接するセル23の第1電極層11と連続している。
The conductive paste 18A and the like have a function of connecting the second electrode layer 13 and the first electrode layer 11 in the electrode region or inside the cell. Specifically, referring to the electrode region 33, the conductive paste 18 </ b> A is provided on the upper surface of the first electrode layer 11, and the upper surface penetrates the semiconductor layer 12 and is electrically connected to the second electrode layer 13. ing. As a result, the potential of the lower first electrode layer 11 inside the electrode region 33 can be extracted to the outside via the second electrode layer 13. In addition, the first electrode layer 11 inside the electrode region 33 is continuous with the first electrode layer 11 of the
更に、セル23の内部に於いては、導電ペースト18Bが設けられた箇所で、セル23の第2電極層13と、隣接するセル24の第1電極層11が接続される。セル24の第1電極層11は、部分的にセル23の領域まではみ出して延在している。このように接続することで、隣接するセル23とセル24とが直列接続される。この接続構造は、セル24とセル25に関しても同様である。
Further, in the
図1(B)を参照して、電極領域33内の第2電極層13の上面には、第1電極部15および第2電極部16が形成されている。第1電極部15は、Cuが混入されたフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂(導電ペースト)から成り、その厚みは30μm〜40μm(例えば35μm)である。矩形に形成される第1電極部15の幅は例えば、2mm〜4mm程度である。本形態では、第1電極部15の平面的な大きさは、第1電極部15の外周端部を第2電極部16よりも外側に位置させるために、背景技術の導電ペースト106よりも若干大きく形成される。 Referring to FIG. 1B, a first electrode portion 15 and a second electrode portion 16 are formed on the upper surface of the second electrode layer 13 in the electrode region 33. The 1st electrode part 15 consists of thermosetting resins (electrically conductive paste), such as a phenol resin with which Cu was mixed, The thickness is 30 micrometers-40 micrometers (for example, 35 micrometers). The width | variety of the 1st electrode part 15 formed in a rectangle is about 2 mm-4 mm, for example. In this embodiment, the planar size of the first electrode portion 15 is slightly larger than the conductive paste 106 of the background art in order to position the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15 outside the second electrode portion 16. Largely formed.
第1電極部15の外周端部は、絶縁層14により被覆されている。例えば、第1電極部15の外周端部から内側に渡って100μm〜500μm程度の領域が、絶縁層14により被覆されている。その内側に絶縁層14が設けられていない開口部が形成され、この開口部から第1電極部15の上面中央部付近が露出している。 The outer peripheral end of the first electrode portion 15 is covered with an insulating layer 14. For example, a region of about 100 μm to 500 μm is covered with the insulating layer 14 from the outer peripheral end of the first electrode portion 15 to the inside. An opening in which the insulating layer 14 is not provided is formed inside, and the vicinity of the center of the upper surface of the first electrode portion 15 is exposed from this opening.
第2電極部16は、半田または鉛フリー半田等の導電性接着材から成り、第1電極部15の上面に於いて、絶縁層14に被覆されない中央部付近に設けられている。ここで、第2電極部16となる半田の組成としては、Sn/Pb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Bi、Sn/Cu、Sn/Zn、Sn/Zn/Bi等が考えられる。第1電極部15は、半田の濡れ性に優れる導電ペースト(例えばCuペースト)であるので、第1電極部15と第2電極部16との密着強度は非常に大きい。 The second electrode portion 16 is made of a conductive adhesive such as solder or lead-free solder, and is provided on the upper surface of the first electrode portion 15 in the vicinity of the central portion that is not covered with the insulating layer 14. Here, Sn / Pb, Sn / Ag, Sn / Ag / Cu, Sn / Bi, Sn / Cu, Sn / Zn, Sn / Zn / Bi, etc. are considered as a composition of the solder used as the 2nd electrode part 16. FIG. It is done. Since the first electrode portion 15 is a conductive paste (for example, Cu paste) excellent in solder wettability, the adhesion strength between the first electrode portion 15 and the second electrode portion 16 is very high.
図1(C)を参照して、電極領域32内の第2電極層13の上面には、第1電極部26が形成され、この第1電極部26の上面には第2電極部27が溶着されている。ここで、第1電極部26および第2電極部27の構成は、上述した第1電極部15および第2電極部16と同様である。即ち、第1電極部26の周辺部は絶縁層14により被覆され、絶縁層14により被覆されない第1電極部26の上面に、半田から成る第2電極部27が溶着される。 Referring to FIG. 1C, a first electrode portion 26 is formed on the upper surface of the second electrode layer 13 in the electrode region 32, and a second electrode portion 27 is formed on the upper surface of the first electrode portion 26. It is welded. Here, the structure of the 1st electrode part 26 and the 2nd electrode part 27 is the same as that of the 1st electrode part 15 and the 2nd electrode part 16 which were mentioned above. That is, the peripheral part of the first electrode part 26 is covered with the insulating layer 14, and the second electrode part 27 made of solder is welded to the upper surface of the first electrode part 26 not covered with the insulating layer 14.
電極領域32では、隣接するセル25の第2電極層13が連続して延在され、この第2電極層13の上面に、上記した第1電極部26および第2電極部27が形成されている。電極領域32は、電極領域33とは極性が異なる外部電極として機能している。即ち、電極領域33がプラスの電極として機能する場合は電極領域32はマイナスの電極として機能し、電極領域33がマイナスの電極として機能する場合は電極領域32はプラスの電極として機能する。更に、電極領域32では、第1電極層11の上に導電ペースト18Dが設けられているが、第1電極層11はセル25との間で分離されている為に無効部となる。電極領域33と同様に電極32に於いても同じく導電ペースト18Dを設けているのは、外観デザイン上の理由による。 In the electrode region 32, the second electrode layer 13 of the adjacent cell 25 is continuously extended, and the first electrode portion 26 and the second electrode portion 27 described above are formed on the upper surface of the second electrode layer 13. Yes. The electrode region 32 functions as an external electrode having a polarity different from that of the electrode region 33. That is, when the electrode region 33 functions as a positive electrode, the electrode region 32 functions as a negative electrode, and when the electrode region 33 functions as a negative electrode, the electrode region 32 functions as a positive electrode. Further, in the electrode region 32, the conductive paste 18 </ b> D is provided on the first electrode layer 11, but the first electrode layer 11 becomes an ineffective portion because it is separated from the cell 25. The reason why the conductive paste 18D is provided in the electrode 32 as well as in the electrode region 33 is due to the reason of external design.
本形態では、半田等から成る第2電極部16の外周端部を、導電ペーストから成る第2電極部16の外周端部よりも内側に位置させている。具体的には、図1(B)を参照して、第1電極部15の周辺部は絶縁層14により被覆され、第1電極部15の中心部付近のみが絶縁層14から露出している。そして、絶縁層14に被覆されていない第1電極部15の中心部の上面に、半田から成る第2電極部16が形成されている。従って、第1電極部15の周辺部を被覆する絶縁層14により、半田から成る第2電極部16の位置形状が規制される。結果的に、第2電極部16の外周端部は、第1電極部15の外周端部よりも内側に位置している。換言すると、第2電極部16の外周端部は、第1電極部15の外周端部と離間している。 In this embodiment, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 made of solder or the like is positioned inside the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 made of conductive paste. Specifically, referring to FIG. 1B, the peripheral portion of first electrode portion 15 is covered with insulating layer 14, and only the vicinity of the central portion of first electrode portion 15 is exposed from insulating layer 14. . A second electrode portion 16 made of solder is formed on the upper surface of the central portion of the first electrode portion 15 that is not covered with the insulating layer 14. Accordingly, the position shape of the second electrode portion 16 made of solder is regulated by the insulating layer 14 covering the peripheral portion of the first electrode portion 15. As a result, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 is located inside the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15. In other words, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 is separated from the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15.
上記構成により、第2電極部16を溶着する際や使用下に於いて、熱応力が発生しても、その応力は分散されて、第1電極部15の外周端部に集中しない。従って、背景技術にて発生していた、第1電極部15の終端部に於ける半導体層等の剥離等の問題を抑制することができる。 With the above configuration, even when thermal stress is generated when the second electrode portion 16 is welded or used, the stress is dispersed and does not concentrate on the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15. Therefore, problems such as peeling of the semiconductor layer at the terminal portion of the first electrode portion 15, which has occurred in the background art, can be suppressed.
例えば、半田から成る第2電極部16を溶着する際は、300℃前後の加熱工程が必要とされる。従って、第2電極部16を溶着するときには、加熱および冷却に伴い、第1電極部15および第2電極部16には大きな熱応力が作用する。ここで、両者の外周端部が一致していると、この外周端部に応力が集中して半導体層12等の剥離が発生する恐れがある。本形態では、上述したように、第2電極部16の外周端部は第1電極部15の外周端部よりも内側に位置している。従って、第2電極部16を溶着する際の応力は、第1電極部15の外周端部には集中せず、第1電極部15全体に分散される。結果的に、第1電極部15の外周端部の下方に位置する第2電極層13等に作用する応力も低減され、部分的な剥離や亀裂の発生が抑制されている。従って、第1電極部15付近の接続信頼性が向上されている。 For example, when welding the second electrode portion 16 made of solder, a heating process at around 300 ° C. is required. Therefore, when the second electrode portion 16 is welded, a large thermal stress acts on the first electrode portion 15 and the second electrode portion 16 with heating and cooling. Here, if the outer peripheral end portions of the two coincide, stress concentrates on the outer peripheral end portion, and the semiconductor layer 12 and the like may be peeled off. In this embodiment, as described above, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 is located inside the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15. Therefore, the stress at the time of welding the second electrode portion 16 is not concentrated on the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15, but is dispersed throughout the first electrode portion 15. As a result, the stress acting on the second electrode layer 13 and the like located below the outer peripheral end of the first electrode portion 15 is also reduced, and partial peeling and cracking are suppressed. Therefore, the connection reliability in the vicinity of the first electrode portion 15 is improved.
更に、本形態の構成により、使用状況下に於いても第1電極部15の接続信頼性を向上させることもできる。具体的には、光起電力装置1を負荷と電気的に接続するために、半田である第2電極部16には不図示の外部リード線等が接続される。従って、不図示の外部リード線により引張応力が第2電極部16に作用すると、第1電極部15が第2電極層13から剥離する恐れがある。本形態では、第1電極部15の周辺部は絶縁層14により被覆されているので、第1電極部15と第2電極層13との密着強度は向上されている。このことから、不図示の外部リード線により引張応力が作用しても、第1電極部15の光起電力装置1からの離脱が抑制されている。 Furthermore, the connection reliability of the first electrode portion 15 can be improved by the configuration of the present embodiment even under use conditions. Specifically, in order to electrically connect the photovoltaic device 1 to a load, an external lead wire (not shown) or the like is connected to the second electrode portion 16 that is solder. Therefore, when a tensile stress acts on the second electrode portion 16 by an unillustrated external lead wire, the first electrode portion 15 may be peeled off from the second electrode layer 13. In this embodiment, since the peripheral portion of the first electrode portion 15 is covered with the insulating layer 14, the adhesion strength between the first electrode portion 15 and the second electrode layer 13 is improved. For this reason, even if tensile stress is applied by an external lead wire (not shown), the separation of the first electrode portion 15 from the photovoltaic device 1 is suppressed.
更にまた、第1電極部15および第2電極部16が形成される電極領域33は、部分的に他の領域と分離されている状態にある。具体的には、電極領域33の内部の第2電極層13および半導体層12は、他の領域の第2電極層13および半導体層12と分離されている。電極領域33は、下層の第1電極層11を外部と接続するために、このように他の領域と部分的に分離されている。このことから、電極領域33は、下層の第1電極層11が他の領域と連続しているのみであるので、剥離しやすい状況となっている。本形態では、上記した対策を施すことで(即ち第2電極部16の外周端部を第1電極部15よりも内側に位置させることで)電極領域33の第1電極層11の剥離を抑制している。 Furthermore, the electrode region 33 where the first electrode portion 15 and the second electrode portion 16 are formed is in a state of being partially separated from other regions. Specifically, the second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 inside the electrode region 33 are separated from the second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 in other regions. The electrode region 33 is thus partially separated from other regions in order to connect the lower first electrode layer 11 to the outside. From this, the electrode region 33 is in a state where it is easy to peel off because the lower first electrode layer 11 is only continuous with other regions. In this embodiment, by taking the above-described measures (that is, by positioning the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 on the inner side of the first electrode portion 15), the peeling of the first electrode layer 11 in the electrode region 33 is suppressed. is doing.
次に、図2から図5を参照して、上記した構成の光起電力装置の製造方法を説明する。以下では、アモルファスシリコンから成る半導体層を具備する光起電力装置の製造方法を説明するが、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンから成る光起電力装置の製造方法にも本形態の製造方法は適用可能である。 Next, with reference to FIGS. 2 to 5, a method for manufacturing the photovoltaic device having the above-described configuration will be described. Hereinafter, a method for manufacturing a photovoltaic device including a semiconductor layer made of amorphous silicon will be described. However, the manufacturing method of this embodiment can also be applied to a method for manufacturing a photovoltaic device made of single crystal silicon or polycrystalline silicon. It is.
図2を参照して、先ず、基板10の上面に成膜された第1電極層11を各セルに分離する。図2(A)は本工程を示す断面図であり、図2(B)は平面図である。 Referring to FIG. 2, first, first electrode layer 11 formed on the upper surface of substrate 10 is separated into cells. FIG. 2A is a cross-sectional view showing this step, and FIG. 2B is a plan view.
図2(A)を参照して、先ず、厚みが1.1mm〜1.8mm程度のガラスから成る基板10の上面に第1電極層11を成膜する。実際は、基板10の上面は不図示の酸化シリコン膜(SiO2)により被覆され、この酸化シリコン膜の上面にCVD等の周知の成膜技術を用いて、第1電極層11が成膜される。第1電極層11の材料としては、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウムスズ(ITO)または酸化錫(SnO2)等の透明電極が採用され、その厚みは750nm〜1150nm(例えば950nm程度)である。 Referring to FIG. 2A, first, a first electrode layer 11 is formed on the upper surface of a substrate 10 made of glass having a thickness of about 1.1 mm to 1.8 mm. Actually, the upper surface of the substrate 10 is covered with a silicon oxide film (SiO 2) (not shown), and the first electrode layer 11 is formed on the upper surface of the silicon oxide film using a well-known film formation technique such as CVD. As the material of the first electrode layer 11, a transparent electrode such as zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), or tin oxide (SnO2) is employed, and the thickness thereof is 750 nm to 1150 nm (for example, about 950 nm).
第1電極層11を基板10の上面全域に成膜した後は、レーザー19を用いて第1電極層11を部分的に除去して、所定の大きさの各領域に分割する。本工程では、レーザー19として、YAGレーザーが使用される。 After the first electrode layer 11 is formed over the entire upper surface of the substrate 10, the first electrode layer 11 is partially removed using a laser 19 and divided into regions of a predetermined size. In this step, a YAG laser is used as the laser 19.
図2(B)の平面図を参照して、基板10の上面には、上記したレーザーにより第1電極層11が除去される切除ライン30A等が形成されている。図では、切除ライン30A等を一点鎖線で示している。更に、形成予定の電極領域33、セル23、セル24、セル25、電極領域32は各々が点線にて囲まれている。
With reference to the plan view of FIG. 2B, an ablation line 30A and the like for removing the first electrode layer 11 by the laser described above are formed on the upper surface of the substrate 10. In the figure, the cutting line 30A and the like are indicated by a one-dot chain line. Furthermore, the electrode region 33, the
先ず、切除ライン30A、30B、30C、30Dは、基板10の周辺部に於いて第1電極層11を切除するラインである。紙面上にて、基板10の上側周辺部、下側周辺部、左側周辺部、右側周辺部に沿って直線的に、切除ライン30A、30B、30C、30Dが形成されている。この切除ライン30A等により実質的に発電領域として機能する部分が囲まれ、それ以外の部分の第1電極層11は発電領域と絶縁される。従って、発電領域として機能する第1電極層11は外部と絶縁されて、ショート等の不具合が抑制されている。 First, the cutting lines 30 </ b> A, 30 </ b> B, 30 </ b> C, and 30 </ b> D are lines for cutting the first electrode layer 11 in the peripheral portion of the substrate 10. On the paper surface, cutting lines 30A, 30B, 30C, and 30D are formed linearly along the upper peripheral portion, the lower peripheral portion, the left peripheral portion, and the right peripheral portion of the substrate 10. A portion that substantially functions as a power generation region is surrounded by the cutting line 30A or the like, and the first electrode layer 11 in other portions is insulated from the power generation region. Therefore, the 1st electrode layer 11 which functions as a power generation field is insulated from the exterior, and malfunctions, such as a short circuit, are controlled.
切除ライン30E、30F、30Gは、第1電極層11を部分的に直線的に除去して、各セルの第1電極層11を分離するために設けられる切除領域である。切除ライン30Eにより、セル23の第1電極層11と、セル24の第1電極層11が分割される。また、切除ライン30Fによりセル24の第1電極層11と、セル25の第1電極層11が分離される。更に、切除ライン30Gにより、セル25と電極領域32の第1電極層11が分離される。なお、電極領域33とセル23とは、電位を外部に取り出すため導通している必要があるので、両者の間に切除ラインは設けられない。
The ablation lines 30E, 30F, and 30G are ablation areas provided to partially remove the first electrode layer 11 linearly and separate the first electrode layer 11 of each cell. The first electrode layer 11 of the
図3を参照して、次に、基板10の上方に更に半導体層等を堆積させる。図3(A)は本工程に於ける基板10の平面図であり、図3(B)および図3(C)は本工程を示す断面図である。ここで、図3(B)および図3(C)は、図3(A)のB−B’線に於ける断面図である。 Next, referring to FIG. 3, a semiconductor layer or the like is further deposited above the substrate 10. FIG. 3A is a plan view of the substrate 10 in this step, and FIGS. 3B and 3C are cross-sectional views showing this step. Here, FIGS. 3B and 3C are cross-sectional views taken along line B-B ′ of FIG.
図3(A)および図3(B)を参照して、先ず、基板10の所定の領域に、スクリーン印刷技術を用いて、絶縁ペースト17A等および導電ペースト18A等を形成する。図3(A)を参照すると、基板10の外周端部付近および各セル同士の間には、絶縁ペースト17が塗布される。そして、各電極領域および各セルの内部には、導電ペースト18A等が塗布される。ここで、絶縁ペースト17はガラスを主成分とする材料から成り、後の工程にて上方から照射されるレーザーを遮断して、第1電極層11を保護する機能を有する。導電ペースト18A等は、Ag粉とガラスを混合させた材料から成り、導電性を有している。導電ペースト18A等は、後の工程にて、半導体層を貫通して第1電極層と第2電極層とを導通させる部位の一部として機能する。また、上記した絶縁ペーストおよび導電ペーストは、塗布された後に、450℃〜500℃程度に焼成して固化される。 Referring to FIGS. 3A and 3B, first, insulating paste 17A and the like, conductive paste 18A and the like are formed in a predetermined region of substrate 10 using a screen printing technique. Referring to FIG. 3A, an insulating paste 17 is applied in the vicinity of the outer peripheral edge of the substrate 10 and between the cells. Then, a conductive paste 18A or the like is applied to the inside of each electrode region and each cell. Here, the insulating paste 17 is made of a material mainly composed of glass, and has a function of protecting the first electrode layer 11 by blocking a laser irradiated from above in a later step. The conductive paste 18A and the like are made of a material obtained by mixing Ag powder and glass and have conductivity. The conductive paste 18A and the like function as part of a portion that penetrates the semiconductor layer and makes the first electrode layer and the second electrode layer conductive in a later step. Moreover, after apply | coating the above-mentioned insulating paste and electrically conductive paste, it baked at about 450 to 500 degreeC, and is solidified.
導電ペースト18A等に関して詳述すると、電極領域33の略全面は導電ペースト18Aにより被覆される。また、セル23、24では、右側の側面に沿って導電ペースト18B、18Cが塗布される。この導電ペースト18B、18Cが塗布された領域は、セル同士を直列に接続するための領域として機能する。更に、電極領域32の略全面は、導電ペースト18Dにより被覆される。
The conductive paste 18A and the like will be described in detail. The substantially entire surface of the electrode region 33 is covered with the conductive paste 18A. In the
図3(C)を参照して、次に、第1電極層11等が被覆されるように、半導体層12および第2電極層13を順次成膜する。半導体層12は例えば、厚みが300nm〜400nmのアモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等から成る。半導体層12は、この半導体材料をp/n、p/i/n、n/pまたはn/i/pに積層して成膜される。ここで、アモルファスシリコン等に替えて、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンを半導体層12として採用しても良い。 Referring to FIG. 3C, next, the semiconductor layer 12 and the second electrode layer 13 are sequentially formed so as to cover the first electrode layer 11 and the like. The semiconductor layer 12 is made of, for example, amorphous silicon having a thickness of 300 nm to 400 nm, amorphous silicon carbide, amorphous silicon germanium, or the like. The semiconductor layer 12 is formed by stacking this semiconductor material on p / n, p / i / n, n / p or n / i / p. Here, instead of amorphous silicon or the like, single crystal silicon or polycrystalline silicon may be employed as the semiconductor layer 12.
第2電極層13は、半導体層12の上面に形成され、W/Al/Tiを順次堆積して成膜される。第2電極層13の厚みは、10μm〜15μm(例えば12.5μm)程度である。 The second electrode layer 13 is formed on the upper surface of the semiconductor layer 12, and is formed by sequentially depositing W / Al / Ti. The thickness of the second electrode layer 13 is about 10 μm to 15 μm (for example, 12.5 μm).
上述した半導体層12および第2電極層13は、基板10の全面に渡って成膜される。 The semiconductor layer 12 and the second electrode layer 13 described above are formed over the entire surface of the substrate 10.
図4を参照して、レーザーを照射することにより、第2電極層13および半導体層12を部分的に除去して、各セルの半導体層12および第2電極層13を分離する。図4(A)は本工程を示す平面図であり、図4(B)は図4(A)のB−B’線に於ける断面図である。 Referring to FIG. 4, by irradiating with laser, second electrode layer 13 and semiconductor layer 12 are partially removed, and semiconductor layer 12 and second electrode layer 13 of each cell are separated. FIG. 4A is a plan view showing this step, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG.
本工程では、YAGレーザーによるレーザー照射を、基板10の一側辺から対向する側辺まで(紙面上では上側終端部から下側終端部まで)直線的に走査して行っている。このレーザー照射により、第2電極層13および半導体層12が除去されて、切除ライン31A〜31Hが形成される。また、切除ライン31A、31C、31E、31Gは、絶縁ペースト17が設けられた領域に形成され、セル同士の第2電極層13と半導体層12を分離するために設けられている。それに対して、切除ライン31B、31D、31F、31Hは、導電ペースト18A等が設けられた領域に形成され、第2電極層13と第1電極層11とを、半導体層12を貫通して接続するために設けられる。
In this step, laser irradiation with a YAG laser is performed by linearly scanning from one side of the substrate 10 to the opposite side (from the upper end to the lower end on the paper). By this laser irradiation, the second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 are removed, and cut lines 31A to 31H are formed. In addition, the
図4(B)を参照して、本工程を詳述すると、YAGレーザー20を上方から照射して、第2電極層13および半導体層12を厚み方向に除去している。例えば、電極領域33の左側端部には絶縁ペースト17Aが配置されている。絶縁ペースト17Aの上方からレーザー20を照射すると、第2電極層13および半導体層12が除去される。そして、レーザー20による除去は絶縁ペースト17Aでストップする。即ち、絶縁ペースト17Aは、レーザー20の進行を阻むストッパー層として機能している。絶縁ペースト17Aのこのような作用により、本工程で用いるレーザー20は第1電極層11まで到達しない。また、本工程のレーザー照射により、照射された部分の第2電極層13が溶出して、レーザー20により形成された溝に流入することも考えられる。このような現象が発生しても、本形態では、レーザー20により除去が行われる場所に絶縁ペースト17Aを設けているので、溶出した第2電極層13は第1電極層11まで到達しない。 Referring to FIG. 4B, this process will be described in detail. The YAG laser 20 is irradiated from above to remove the second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 in the thickness direction. For example, the insulating paste 17 </ b> A is disposed on the left end portion of the electrode region 33. When the laser 20 is irradiated from above the insulating paste 17A, the second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 are removed. Then, the removal by the laser 20 is stopped by the insulating paste 17A. That is, the insulating paste 17A functions as a stopper layer that prevents the laser 20 from proceeding. Due to the action of the insulating paste 17A, the laser 20 used in this step does not reach the first electrode layer 11. It is also conceivable that the irradiated second electrode layer 13 is eluted by the laser irradiation in this step and flows into the groove formed by the laser 20. Even if such a phenomenon occurs, in this embodiment, since the insulating paste 17A is provided at a place where the removal is performed by the laser 20, the eluted second electrode layer 13 does not reach the first electrode layer 11.
レーザー20が第1電極層11まで到達すると、不必要な箇所で第2電極層13と第1電極層11とが導通してしまいショート等の不具合が発生する恐れがある。本形態では、絶縁ペースト17Aにより、レーザー20が第1電極層11に到達する前に遮断されるので、この不具合が回避される。 When the laser 20 reaches the first electrode layer 11, the second electrode layer 13 and the first electrode layer 11 are brought into conduction at an unnecessary portion, and there is a possibility that a problem such as a short circuit may occur. In this embodiment, the insulating paste 17A is blocked before the laser 20 reaches the first electrode layer 11, so that this problem is avoided.
絶縁ペースト17B、17Cが設けられた箇所に於いても、上方の第2電極層13および半導体層12が、レーザー20により上記と同様に除去される。ここでも、絶縁ペースト17B、17Cは、レーザー20の進行を所定の箇所でストップさせる機能を有している。 Even in the places where the insulating pastes 17B and 17C are provided, the upper second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 are removed by the laser 20 in the same manner as described above. Also here, the insulating pastes 17B and 17C have a function of stopping the progress of the laser 20 at a predetermined location.
一方、導電ペースト18Aが設けられた箇所では、上方からレーザー20が照射されて、第2電極層13および半導体層12が部分的に除去される。この除去と同時に、レーザー20が照射された部分の第2電極層13が溶解し、溶解した導電材料がレーザー20により削孔された部分に流入して、接続部28が形成される。この接続部28により、電極領域33の内部に於いて、第1電極層11と第2電極層13とが半導体層12を貫通して接続される。 On the other hand, at the place where the conductive paste 18A is provided, the laser 20 is irradiated from above, and the second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 are partially removed. Simultaneously with this removal, the portion of the second electrode layer 13 irradiated with the laser 20 is dissolved, and the dissolved conductive material flows into the portion drilled by the laser 20 to form the connection portion 28. By the connection portion 28, the first electrode layer 11 and the second electrode layer 13 are connected through the semiconductor layer 12 inside the electrode region 33.
電極領域33は、上記したレーザー20による除去および溶着を行うことで、太陽電池としては機能せず、電位を外部に取り出す電極的な機能を有する部位となる。即ち、電極領域33では、絶縁ペースト17A、17Bの上方の半導体層12、第2電極層13を除去している(図4(A)に示す切除ライン31A、31Cを設けている。)。このことにより、電極領域33内部の半導体層12および第2電極層13は、他の領域の半導体層12および第2電極層13と絶縁される。特に、切除ライン31Cが設けられた箇所にて、電極領域33の半導体層12および第2電極層13は、セル23の半導体層12および第2電極層13と分離される。
The electrode region 33 is removed and welded by the laser 20 as described above, so that it does not function as a solar cell but has an electrode-like function for extracting the potential to the outside. That is, in the electrode region 33, the semiconductor layer 12 and the second electrode layer 13 above the insulating pastes 17A and 17B are removed (
一方、セル23の第1電極層11は、電極領域33まで連続して延在している。そして、電極領域33では、導電ペースト18Aおよび接続部28を介して第1電極層11は第2電極層13と接続される。従って、電極領域33を経由してセル23は外部と接続可能となる。具体的な経路は、セル23の第1電極層11→電極領域33の第1電極層11→導電ペースト18A→接続部28→電極領域33の第2電極層13となる。
On the other hand, the first electrode layer 11 of the
セル23の右端では、導電ペースト18Bを設け、その上方にレーザー20の照射により接続部29を設けている。このことにより、セル23の第2電極層13と、セル24の第1電極層11が電気的に接続される。この接続構造は、セル24とセル25に関しても同様である。また、セル25と電極領域32に関しては、上記した切除ラインは設けられない。即ち、セル25と電極領域32とでは、第2電極層13と半導体層12が連続している。
A conductive paste 18B is provided at the right end of the
図5を参照して次に、第2電極層13の上面に絶縁層14、第1電極部15、第2電極部16を形成する。図5の各図は、本工程を示す断面図である。 Next, referring to FIG. 5, the insulating layer 14, the first electrode portion 15, and the second electrode portion 16 are formed on the upper surface of the second electrode layer 13. Each drawing in FIG. 5 is a cross-sectional view showing this step.
図5(A)を参照して、電極領域33の第2電極層13の上面に、第1電極部15を形成する。第1電極部15は、Cu等の導電性材料から成る微粒子が混入されたフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂(導電ペースト)から成る。第1電極部15は、スクリーン印刷等により第2電極層13の上面に塗布されたペーストを熱硬化させることで形成される。第1電極部15の平面的な大きさは例えば2mm〜4mm角程度の矩形であり、厚みは、30μm〜40μm程度である。 With reference to FIG. 5A, the first electrode portion 15 is formed on the upper surface of the second electrode layer 13 in the electrode region 33. The first electrode portion 15 is made of a thermosetting resin (conductive paste) such as phenol resin mixed with fine particles made of a conductive material such as Cu. The first electrode portion 15 is formed by thermosetting a paste applied to the upper surface of the second electrode layer 13 by screen printing or the like. The planar size of the first electrode portion 15 is, for example, a rectangle of about 2 mm to 4 mm square, and the thickness is about 30 μm to 40 μm.
図5(B)を参照して、次に、第2電極層13および第1電極部15の周辺部が覆われるように、絶縁層14を設ける。絶縁層14は、樹脂材料等の絶縁性を有する材料から成り、厚みは10μm〜15μm程度である。具体的な絶縁層14の製造方法は、第1電極部15の上面を露出するようにマスクキングされたスクリーン版を用いて、第2電極層13及び第1電極部15の周辺部に絶縁層14を塗布する。結果的に、第1電極部15の周辺部が絶縁層14により覆われる構成が得られる。例えば、第1電極部15は、外周端部から100μm〜500μm程度の領域(W1)が絶縁層14により被覆される。 With reference to FIG. 5 (B), next, the insulating layer 14 is provided so that the periphery of the 2nd electrode layer 13 and the 1st electrode part 15 may be covered. The insulating layer 14 is made of an insulating material such as a resin material and has a thickness of about 10 μm to 15 μm. A specific method for manufacturing the insulating layer 14 is to use a screen plate masked so as to expose the upper surface of the first electrode portion 15, and to form an insulating layer around the second electrode layer 13 and the first electrode portion 15. 14 is applied. As a result, a configuration in which the peripheral portion of the first electrode portion 15 is covered with the insulating layer 14 is obtained. For example, as for the 1st electrode part 15, the area | region (W1) about 100 micrometers-500 micrometers from an outer peripheral edge part is coat | covered with the insulating layer 14. FIG.
図5(C)を参照して、次に、半田から成る第2電極部16を、第1電極部15の上面に溶着する。具体的には、フラックスと半田粉とが混ぜ合わされた半田ペーストや、フラックス入り糸半田を用いて加熱溶融することで第2電極部16が溶着される。第2電極部16によりリード線22が光起電力装置に電気的に接続される。上述したように、第1電極部15の周辺部は絶縁層14により被覆され、絶縁層14に設けた開口部から第1電極部15の中心部付近の上面が露出している。従って、この開口部に形成される第2電極部16の外周端部は、第1電極部15の外周端部よりも内側に位置している。また、このような構造の第1電極部および第2電極部は、図1に示す電極領域32にも形成される。 Next, referring to FIG. 5C, the second electrode portion 16 made of solder is welded to the upper surface of the first electrode portion 15. Specifically, the second electrode portion 16 is welded by heating and melting using a solder paste in which flux and solder powder are mixed, or using flux-cored yarn solder. The lead wire 22 is electrically connected to the photovoltaic device by the second electrode portion 16. As described above, the peripheral portion of the first electrode portion 15 is covered with the insulating layer 14, and the upper surface near the center portion of the first electrode portion 15 is exposed from the opening provided in the insulating layer 14. Therefore, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 formed in this opening is located inside the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15. The first electrode portion and the second electrode portion having such a structure are also formed in the electrode region 32 shown in FIG.
上記のことから、第2電極部16の溶着に伴い熱応力が発生しても、第1電極部15の終端部に於いて、第1電極層11等の剥離や亀裂の発生等の問題が抑制される。具体的には、第1電極層11、半導体層12および第2電極層13は、厚みが数百nmの薄膜であるので、それらの層の機械的強度は非常に弱い。また、電極領域33の周辺部の第2電極層13および半導体層12は上記したレーザー加工により除去されている。これらのことにより、第1電極部15の外周端部に於いては、第1電極層11等の膜厚の薄い材料に剥離等が発生しやすい条件と成っている。 From the above, even if thermal stress is generated as the second electrode portion 16 is welded, there are problems such as peeling of the first electrode layer 11 and cracks at the terminal portion of the first electrode portion 15. It is suppressed. Specifically, since the first electrode layer 11, the semiconductor layer 12, and the second electrode layer 13 are thin films having a thickness of several hundred nm, the mechanical strength of these layers is very weak. The second electrode layer 13 and the semiconductor layer 12 around the electrode region 33 are removed by the laser processing described above. For these reasons, at the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15, the condition is such that peeling or the like is likely to occur in a thin material such as the first electrode layer 11.
本形態では、第2電極部16の外周端部を、第1電極部15の外周端部よりも内側に設けた。即ち、第2電極部16の外周端部と、第1電極部15の外周端部とは重畳していない。このことにより、第2電極部16の溶着作業に伴い熱応力が作用しても、その熱応力は、比較的広い第1電極部15により緩和される。従って、第1電極層11等の各層に作用する熱応力も低減され、第1電極層11等の剥離や亀裂の発生は抑制されている。 In this embodiment, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 is provided inside the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15. That is, the outer peripheral end portion of the second electrode portion 16 and the outer peripheral end portion of the first electrode portion 15 do not overlap. As a result, even if thermal stress is applied during the welding operation of the second electrode portion 16, the thermal stress is relaxed by the relatively wide first electrode portion 15. Therefore, thermal stress acting on each layer such as the first electrode layer 11 is also reduced, and the occurrence of peeling and cracking of the first electrode layer 11 and the like is suppressed.
更に、第2電極部16の材料として、鉛フリー半田を用いると、第2電極部16を溶融する際の温度が高くなり、更に鉛フリー半田自体が脆い材料であるので、上記した熱応力が大きくなる傾向にある。本形態では、上述した方法により第1電極部15の周辺部に応力が集中することを抑制したので、鉛フリー半田を用いた場合でも、半導体層12の剥離等の問題を回避できる。 Furthermore, when lead-free solder is used as the material of the second electrode portion 16, the temperature at which the second electrode portion 16 is melted increases, and the lead-free solder itself is a brittle material. It tends to grow. In this embodiment, since stress is suppressed from concentrating on the periphery of the first electrode portion 15 by the above-described method, problems such as peeling of the semiconductor layer 12 can be avoided even when lead-free solder is used.
以上の工程により、図1に構成を示す光起電力装置1が製造される。 Through the above steps, the photovoltaic device 1 having the configuration shown in FIG. 1 is manufactured.
上記の説明では、光起電力装置を一例に実施形態を説明したが、本形態は他の装置にも適用可能である。例えば、本形態は、液晶ディスプレイ等のフラットディスプレイに適用可能である。 In the above description, the embodiment has been described by taking the photovoltaic device as an example, but the present embodiment can also be applied to other devices. For example, this embodiment can be applied to a flat display such as a liquid crystal display.
1 光起電力装置
10 基板
11 第1電極層
12 半導体層
13 第2電極層
14 絶縁層
15 第1電極部
16 第2電極部
17、17A、17B、17C、17D 絶縁ペースト
18A、18B 導電ペースト
19、20 レーザー
22 リード線
23、24、25 セル
26 第1電極部
27 第2電極部
28、29 接続部
30A、30B、30C、30D、30E、30F、30G 切除ライン
31A、31B、31C、31D、31E、31F、31G、31H 切除ライン
32 電極領域
33 電極領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photovoltaic apparatus 10 Board | substrate 11 1st electrode layer 12 Semiconductor layer 13 2nd electrode layer 14 Insulating layer 15 1st electrode part 16 2nd electrode part 17, 17A, 17B, 17C, 17D Insulating paste 18A, 18B Conductive paste 19 , 20 Laser 22
Claims (8)
前記第2電極部の外周端部を、前記第1電極部の外周端部よりも内側に位置させることを特徴とする光起電力装置。 A semiconductor layer; an electrode layer covering the semiconductor layer; a first electrode portion connected to the electrode layer; and a second electrode portion connected to the first electrode portion and made of a material different from the first electrode portion And
The photovoltaic device according to claim 1, wherein an outer peripheral end portion of the second electrode portion is positioned inside an outer peripheral end portion of the first electrode portion.
前記第2電極部の外周端部を、前記第1電極部の外周端部よりも内側に位置させることを特徴とする光起電力装置。 A substrate made of a transparent material, a first electrode layer made of a transparent conductive material covering the surface of the substrate, a semiconductor layer covering the first electrode layer, and a second electrode layer covering the semiconductor layer And a first electrode part connected to the second electrode layer, and a second electrode part connected to the first electrode part and made of a material different from the first electrode part,
The photovoltaic device according to claim 1, wherein an outer peripheral end portion of the second electrode portion is positioned inside an outer peripheral end portion of the first electrode portion.
少なくとも前記第1電極部の周辺部が前記絶縁層により被覆されることで、前記第2電極部の外周端部が、前記第1電極部の外周端部から離間することを特徴とする請求項1記載の光起電力装置。 The surface of the electrode layer is covered with an insulating layer made of an insulating material,
The outer peripheral end portion of the second electrode portion is separated from the outer peripheral end portion of the first electrode portion by covering at least a peripheral portion of the first electrode portion with the insulating layer. 1. The photovoltaic device according to 1.
少なくとも前記第1電極部の周辺部が前記絶縁層により被覆されることで、前記第2電極部の外周端部が、前記第1電極部の外周端部から離間することを特徴とする請求項2記載の光起電力装置。 The surface of the second electrode layer is covered with an insulating layer made of an insulating material,
The outer peripheral end portion of the second electrode portion is separated from the outer peripheral end portion of the first electrode portion by covering at least a peripheral portion of the first electrode portion with the insulating layer. 2. The photovoltaic device according to 2.
前記電極層の主面に第1電極部を形成する工程と、
前記電極層の主面および前記第1電極部の周辺部を絶縁層により被覆する工程と、
前記絶縁層から露出する前記第1電極部に、前記第1電極部とは材料が異なる第2電極部を被着し、前記第2電極部の外周端部を、前記第1電極部の外周端部よりも内側に位置させる工程とを具備することを特徴とする光起電力装置の製造方法。 Covering both main surfaces of the semiconductor layer with electrode layers;
Forming a first electrode portion on the main surface of the electrode layer;
Covering the main surface of the electrode layer and the periphery of the first electrode portion with an insulating layer;
A second electrode part made of a material different from that of the first electrode part is attached to the first electrode part exposed from the insulating layer, and an outer peripheral end of the second electrode part is attached to an outer periphery of the first electrode part A method of manufacturing a photovoltaic device, comprising: a step of positioning the inner side of the end portion.
8. The method of manufacturing a photovoltaic device according to claim 7, wherein the first electrode portion is a conductive paste, and the second electrode portion is formed by melting solder.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01220477A (en) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Kyocera Corp | Photoelectric conversion device |
JPH07231015A (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JPH0918036A (en) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar battery |
JPH0917823A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell and method of manufacturing this solar cell |
JPH10214983A (en) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Photovoltaic device and manufacturing method thereof |
JP2000223728A (en) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Sharp Corp | Thin film solar battery module |
-
2006
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01220477A (en) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Kyocera Corp | Photoelectric conversion device |
JPH07231015A (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JPH0918036A (en) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar battery |
JPH0917823A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell and method of manufacturing this solar cell |
JPH10214983A (en) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Photovoltaic device and manufacturing method thereof |
JP2000223728A (en) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Sharp Corp | Thin film solar battery module |
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