太阳能电池以及太阳能电池的制造方法_3

文档序号:9565951阅读:来源:国知局
[0047] 式似中的a为内部应力。At为固化树脂层的溫度变化量似-tl)。CTE为包 含于固化树脂层中的树脂的线膨胀系数。Y为固化树脂层的杨氏模量(弹性率)。T为固化 树脂层的厚度。 W48] 例如,第二固化树脂层9的溫度从25°C变化到80°C(At为55°C),包含于第二固 化树脂层9中的树脂的线膨胀系数为55ppm/°C,在80°C(t2)条件下的第二固化树脂层9 的杨氏模量为2. 5GPa,第二固化树脂层9的厚度为IOiim,此时第二固化树脂层9的内部应 力大约为76化。因此,如果第一固化树脂40的内部应力大于76化,则太阳能电池200容易 具有凹形状,因而即使太阳能电池200的溫度上升也容易维持凹形状。总之,如果W第一固 化树脂层40的内部应力变得大于第二固化树脂层9的内部应力的形式,将比包含于第二固 化树脂层9中的固化树脂的线膨胀系数来得大的固化树脂用于第一固化树脂层40的话即 可。可W对应于各个固化树脂的杨氏模量来调整各个固化树脂的厚度,从而平衡杨氏模量 W及厚度。但是,本实施方式并不限定于上述具体例子。
[0049] 第一固化树脂层40可W厚于第二固化树脂层9。在此情况下,正如根据上述式(2) 就可明了那样第一固化树脂层40的内部应力容易变得大于第二固化树脂层9的内部应力。
[0050] 第一固化树脂层40的厚度Tl(例如平均厚度)例如可W是5~50ym,第二固化 树脂层9的厚度T2(例如平均厚度)例如可W是3~30ym。在TlW及T2为上述范围的 情况下,第一固化树脂层40的内部应力变得容易大于第二固化树脂层9的内部应力。根据 同样理由,基板10的厚度(例如平均厚度)例如可W是25~150ym。
[0051] 光电转换层100具有下部电极20、光电转换部30、绝缘树脂层6、透明电极层7W 及配线层8。
[0052] 下部电极20被设置于基板10上。下部电极20是由导电材料所构成。下部电极 20可W由反射光的金属来进行构成。例如,下部电极20可化含有选自侣、铁、银W及不诱钢 当中至少一种金属。下部电极20也可W是由多个金属层进行构成的层叠体。下部电极20 例如是由瓣射法来进行形成的。
[0053] 光电转换部30被设置于下部电极20上。在非晶娃类的太阳能电池中,例如n型 非晶娃薄膜30n、i型非晶娃薄膜30iW及P型非晶娃薄膜3化就按此顺序重叠于下部电极 20上。构成光电转换部30的各个薄膜例如是由等离子CVD或者瓣射法来进行形成的。光 电转换部30也可W是除了上述之外的其他类型的光电转换部。
[0054] 透明电极层7被形成光电转换部30上。透明电极层7例如可W由ITO(氧化铜-锡 化合物)来进行构成。透明电极层7例如可W由瓣射法来进行形成。
[0055] 在下部电极20、光电转换部30W及透明电极层7上形成有贯通它们的开口hiW 及h2。开口hiW及h2例如是由激光加工法来进行形成的。开口hi是为了形成单电池 (unitcell)而在水平方向上分离下部电极20、光电转换部30W及透明电极层7的层叠结 构,并且让运些构件互相绝缘。
[0056] 绝缘树脂层6被埋入到开口hi。绝缘树脂层6例如是由使用了绝缘油墨的丝网 印刷法来进行形成的。在由丝网印刷法来使绝缘油墨附着于所希望的位置之后,通过用 烘箱加热绝缘油墨并使之干燥从而形成绝缘树脂层6。绝缘油墨例如可W是日本专利第 3594711号所记载的那样的苯氧基树脂或者环氧树脂、多官能团异氯酸醋化合物、有机溶 剂的混合物。或者,绝缘油墨例如可W是日本专利申请公开平11-140147号所记载的那样 的选自饱和聚醋树脂、环氧树脂、丙締酸树脂W及聚酷胺树脂中的至少一种、=聚氯胺树 月旨、有机溶剂的混合物。有机溶剂如果是能够溶解上述树脂的有机溶剂的话即可,例如可 W是环己酬、异佛乐酬(iso地orone)、丫-下内醋、N-甲基化咯烧酬、乙二醇单下酸乙酸醋 化ut}dcellosolveacetate)、或者下基卡必醇醋酸醋化ut}dcarbitolacetate)。既可 W单独使用上述有机溶剂也可W进行混合使用。
[0057] 开口h2接近于开口hi。配线层8随着充填开口h2而延伸到跨过充填开口hi的 绝缘树脂层6的顶部进行邻接的单电池U的透明电极层7之上的一部分。由此,各个单电 池U被电串联连接。
[005引配线层8是由导电材料所构成。例如,在由丝网印刷法将由树脂和分散于树脂中 的导电性粒子构成的导电油墨附着于所希望位置之后,通过用烘箱来加热导电油墨并使之 干燥从而形成配线层8。导电性粒子例如可W由碳黑、石墨或者银来进行构成。
[0059] (太阳能电池的制造方法)
[0060] 如图3a所示,在本实施方式所设及的太阳能电池200的制造方法中,首先是将光 电转换层100形成于基板10上。对于光电转换层100的形成来说因为要使用等离子CVD或 者瓣射法,所W在光电转换层100与基板10之间会产生溫度差并且会产生压缩基板10的 应力。其结果在由图3a所表示的光电转换层100W及基板10构成层叠体上,光电转换层 100的表面会翅曲成凸状。
[0061] 如图3b所示,在形成第一固化树脂层40之前将第二固化树脂层9形成于光电转 换层100上。例如先调制包含未固化的树脂和聚合引发剂W及溶剂的涂料。未固化的树脂 可W是热固化型树脂或者光固化型树脂。聚合引发剂可W是热聚合引发剂或者光聚合引发 剂。由丝网印刷等方法将该涂料涂布于光电转换层100的表面从而形成涂膜。在使用热固 化型树脂的情况下,通过加热涂膜从而使热固化反应持续进行并形成第二固化树脂层9。第 二固化树脂层9的表面由于涂膜的固化?收缩而会翅曲成凸状。但是,通过调整涂膜的厚 度就会使第二固化树脂层9的表面平坦并且能够使其翅曲成凹状。总之,通过调整涂膜的 厚度从而就能够调整第二固化树脂层9表面的翅曲方向W及程度。但是,即使使第二固化 树脂层9的表面翅曲成凹状,如果没有第一固化树脂层40的话则第二固化树脂层9也会伴 随于溫度上升而发生膨胀并且第二固化树脂层9的表面翅曲成凸状。假设在形成第二固化 树脂层9之前就形成第一固化树脂层40,在此情况下容易形成翅曲的半成品并且难W运送 翅曲的半成品。
[0062] 如图3c所示,在第二固化树脂层9形成之后按W下所述顺序形成第一固化树脂层 40。首先,调制包含线膨胀系数比用于形成第二固化树脂层9的树脂来得大的紫外线固化 型树脂(未固化的树脂)的涂料。将该涂料涂布于位于光电转换层100相反侧的基板10 的表面从而形成前驱体层40c(涂膜)。在使热沉16接触于第二固化树脂层9的表面(表 面S2)的状态下,将紫外线L照射于前驱体层40c的外表面(4化)。其结果是前驱体层40c 中的紫外线固化型树脂的固化(光聚合反应)持续进行,从而形成第一固化树脂层40,并完 成太阳能电池200。
[0063] 在假设不使热沉16接触于第二固化树脂层9的表面就使前驱体层40c中的紫外 线固化型树脂固化的情况下,由于由紫外线光源产生的热和光聚合反应的反应热,而在前 驱体层40c整体中紫外线固化型树脂的固化反应急剧进行。其结果为将上述固化度Cz增大 到大于固化度Cl是困难的,并且将(Cz-Ci)控制在2~15%也会变得困难。总之,在不使用 热沉16的情况下,在前驱体40c整体中紫外线固化型树脂的固化?收缩容易均匀地进行, 并且太阳能电池200容易成为凸形状。另外,在本实施方式中由碰到第二固化树脂层9的 表面(表面S2)的热沉16而实行放热。通过放热从而在紫外线被照射的前驱体40c的外 表面(40b)与前驱体层40c的深部(与基板10相接触的前驱体层40c的内表面(40a))之 间产生溫度差。由于该溫度差而在前驱体层40c的外表面与前驱体层40c的深部之间会产 生光聚合反应的反应速度差。总之,在前驱体层40c深部的紫外线固化型树脂的固化会慢 一些。由于该反应速度差(反应速度的控制)而在与基板10相对的第一固化树脂层40的 第一表面40a与处于第一表面40a相反侧的第一固化树脂层40的第二表面4化之间会产 生固化度的差(或者应力的差)。总之,固化度Cz变得大于固化度Cl。其结果为第一固化 树脂层40的第二表面40b(太阳能电池200的表面SI)翅曲成凸状,第二固化树脂层9的 表面(太阳能电池200的表面S2)翅曲成凹状。由前驱体层40c的厚度、热沉16的热导率W及比热、紫外线L的照射量、紫外线L照射时的前驱体层40c表面溫度就能够控制固化度 的差(Cz-Ci)W及第一固化树脂层40的第二表面40b的翅曲程度。 W64] 照射于前驱体层40c的外表面(4化)的紫外线L的累计光量例如可W是300~ 1200mJ/cm2。累计光量越小则固化度的差(Cz-Ci)越容易变大。累计光量越大则固化度的 差(Cz-Ci)越容易变小。 阳〇化]热沉16可W由热导率和比热大的材料来进行构成。例如,热沉可W由选自锋、侣、 硬侣(化ralumin)、金、银、鹤、铜W及儀当中至少一种金属来进行构成。在运些金属中,侣比 较便宜并且加工也容易。热沉16的热导率例如可W是150~420W/mK。
[0066] 如图3cW及图4所示,碰到第二固化树脂层9的表面(表面蝴上的热沉16的 表面16a可W具有R形状。总之,热沉16的表面16a可W是曲面。在此情况下,热沉16的 表面16a因为容易紧密附着于第二固化树脂层9的表面,所W难W产生两者之间的间隙并 且两者的位置难W偏离。其结果为热容易从第二固化树脂层9的表面传导到热沉16的表 面16曰,并且由热沉16进行的散热变得容易。热沉16的表面16a也可W是平坦的。
[0067] 在由紫外线固化型树脂来形成第一固化树脂层40的情况下,与使用热固化型树 脂的情况相比
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