太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块的制作方法
【专利摘要】具备：第1导电型的半导体基板，形成有贯通孔；第2导电型的杂质扩散层，设置于所述半导体基板的一面侧；受光面电极，在所述半导体基板的一面侧与所述杂质扩散层电连接地设置；引出电极，经由所述贯通孔被引出到所述半导体基板的另一面侧而与所述受光面电极电连接地设置；以及背面电极，在所述半导体基板的另一面侧与所述半导体基板电连接，并且与所述引出电极电分离，其中，所述引出电极是在所述贯通孔的内部填充由单体金属形成的金属构件而构成的，经由导电性材料而与所述受光面电极电连接。
【专利说明】太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块，特别是涉及一种经由通孔(贯通孔)将受光面电极引出至背面侧来配置的构造的太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块。
【背景技术】
[0002]以往，晶体系硅(Si)太阳能电池的构造一般是使用如下构件的构造:在形成有pn结的光电变换部上成膜的反射防止膜；形成于光电变换部的受光面侧的梳型的表面电极；以及形成于光电变换部的整个背面的背面电极。照射光在受光面侧被表面电极遮挡，因此，由表面电极覆盖的区域无助于发电。即，产生所谓的屏蔽损耗(shadow loss)。这种屏蔽损耗的比例将近10%。
[0003]通过减小电极面积能够减小屏蔽损耗。但是，由于电极的截面积减小而电极的电阻增加，因此表面电极的电阻损耗增加。电阻损耗的增加导致填充因子(FF)的降低，因此，仅通过简单地减小电极面积，无法提高变换效率。如果减小电极面积，则需要采取与此相应地使电极变厚、使电极材质本身的电阻率降低等的降低电阻损耗的对策。
[0004]作为解决这样矛 盾的要求的一个方法，研究了经由通孔(贯通孔)将表面电极(或扩散层)配置于背面的构造的太阳能电池，被称为MWT (Metal Wrap Through:金属穿孔卷绕)电池(在扩散层的情况下为EWT (Emitter Wrap Through:发射极穿孔卷绕)电池)(例如参照专利文献1、专利文献2)。
[0005]在上述以往构造的太阳能电池中，存在如果减小表面电极的电极面积则电阻损耗增加这样的问题，但是在这种 构造的太阳能电池中，能够采用通过将汇流电极(在EWT电池中是所有表面电极)配置于电极面积的限制宽松的背面来减小屏蔽损耗、并且增加电极面积来降低串联电阻这样的方法。在这种利用通孔的太阳能电池中，在受光面侧收集的电流通过通孔。因此，通孔的数量和通孔内的电阻对太阳能电池的特性带来影响。
[0006]例如考虑在受光面 的面积为面积S的太阳能电池中形成有一个通孔的情况和形成有四个通孔的情况。当将光电流密度设为J、将通孔的电阻设为R时，在形成有一个通孔的情况下的通孔的电阻损耗Plossl用下述数式(I)表示。另一方面，形成有四个通孔的情况下的通孔的电阻损耗Ploss4用下述数式(2)表示。而且，从数式(I)和数式(2)可知，通孔的数量越多，则越能够减小电阻损耗。
[0007][数I]
【权利要求】
1.一种太阳能电池，其特征在于，具备:第I导电型的半导体基板，形成有贯通孔；第2导电型的杂质扩散层，设置于所述半导体基板的一面侧；受光面电极，在所述半导体基板的一面侧与所述杂质扩散层电连接地设置；引出电极，经由所述贯通孔被引出到所述半导体基板的另一面侧而与所述受光面电极电连接地设置；以及背面电极，在所述半导体基板的另一面侧与所述半导体基板电连接，并且与所述引出电极电分离，其中，所述引出电极是在所述贯通孔的内部填充由单体金属形成的金属构件而构成的，经由导电性材料而与所述受光面电极电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属构件是在平坦部的一面上设置至少一个突起部而构成的，所述突起部被填充在所述贯通孔中，所述平坦部的一面侧与所述半导体基板的另一面侧抵接地配置。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属构件在所述平坦部的一面上隔着规定的间隔形成有多个所述突起部，具有用于缓和作用于所述突起部间的应力的应力缓和构造。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池，其特征在于，`所述金属构件中，至少所述平坦部的与所述半导体基板的另一面侧的抵接面被绝缘膜覆盖。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属构件的除了所述突起部的上表面以及所述平坦部的另一面的一部分以外的整个面被绝缘膜覆盖。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面电极形成在所述半导体基板的另一面侧的整个面上。
7.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面电极形成在除了所述贯通孔的周边部以外的所述半导体基板的另一面侧的整个面，在所述周缘部具备将所述引出电极与背面电极电分离的分离槽。
8.根据权利要求2-7中的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属构件中，所述突起部的上表面被粗面化。
9.根据权利要求2-7中的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属构件由一对凸型构件和凹型构件构成，通过所述凸型构件和所述凹型构件夹住所述半导体基板来固定所述金属构件和所述半导体基板。
10.根据权利要求2-7中的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述平坦部的一面侧通过粘接剂固定于所述半导体基板的另一面侧。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述单体金属是以铜为主体的铜系金属。
12.—种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括:贯通孔形成工序，在第I导电型的半导体基板形成贯通孔； 杂质扩散层形成工序，在所述半导体基板的一面侧形成第2导电型的杂质扩散层；受光面电极形成工序，在所述半导体基板的一面侧形成与所述杂质扩散层电连接的受光面电极； 引出电极形成工序，形成经由所述贯通孔被引出到所述半导体基板的另一面侧的引出电极； 连接工序，经由导电性材料将所述受光面电极与所述引出电极进行电连接；以及背面电极形成工序，在所述半导体基板的另一面侧形成与所述半导体基板电连接的背面电极， 其中，在所述引出电极形成工序中，将由单体金属形成的金属构件填充到所述贯通孔中。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述金属构件是在平坦部的一面上设置至少一个突起部而构成的， 所述突起部被填充在所述贯通孔中，所述平坦部的一面侧与所述半导体基板的另一面侧抵接地配置。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述金属构件在所述平坦部的一面上隔着规定的间隔形成有多个所述突起部，具有用于缓和作用于所述突起部间的应力的应力缓和构造。
15.根据权利要求13或14所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述金属构件中，至少所述平坦部的与所述半导体基板的另一面侧的抵接面被绝缘膜覆盖。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述金属构件的除了所述突起部的上表面以及所述平坦部的另一面的一部分以外的整个面被绝缘膜覆盖。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 将所述背面电极形成在所述半导体基板的另一面侧的整个面。
18.根据权利要求15所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 将所述背面电极形成在除了所述贯通孔的周边部以外的所述半导体基板的另一面侧的整个面， 在所述周缘部形成将所述引出电极与背面电极电分离的分离槽。
19.根据权利要求13-18中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述金属构件中，所述突起部的上表面被粗面化。
20.根据权利要求13-18中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述金属构件由一对凸型构件和凹型构件构成，通过所述凸型构件和所述凹型构件夹住所述半导体基板来固定所述金属构件和所述半导体基板。
21.根据权利要求13-18中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 通过粘接剂将所述平坦部的一面侧固定于所述半导体基板的另一面侧。
22.根据权利要求12-21中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述单体金属是以铜为主体的铜系金属。
23.—种太阳能电池模块，其特征在于，该太阳能电池模块是将具有权利要求1-11中的任一项所述的构造的至少两个以上太阳能电池单元串 联电连接或并联电连接而成的。
【文档编号】H01L31/18GK103460402SQ201180069639
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年4月4日 优先权日:2011年4月4日
【发明者】西本阳一郎 申请人:三菱电机株式会社