TW202139475A - 太陽電池、太陽電池的製造方法及其測定裝置 - Google Patents
太陽電池、太陽電池的製造方法及其測定裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202139475A TW202139475A TW110107731A TW110107731A TW202139475A TW 202139475 A TW202139475 A TW 202139475A TW 110107731 A TW110107731 A TW 110107731A TW 110107731 A TW110107731 A TW 110107731A TW 202139475 A TW202139475 A TW 202139475A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- solar cell
- solder
- electrode
- finger
- insulating film
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 106
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 35
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 33
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 28
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
- H02S50/15—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells using optical means, e.g. using electroluminescence
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本發明係關於太陽電池、太陽電池的製造方法及其測定裝置,其目的係拿掉匯流排電極及形成於背面之鋁電極上的銀燒製膜,以焊料焊接,並降低接觸電位差、接觸電阻等,提高發電效率並減少步驟。
本發明之太陽電池係具備:指狀電極,係於絕緣膜上印刷含有銀及鉛之銀膏並燒製,貫通絕緣膜並與區域成為導通狀態;及焊料,係在與指狀電極交叉之方向於指狀電極及絕緣膜兩者上進行預定寬度的焊接,將電子由複數指狀電極取出至外部,並牢牢固著於絕緣膜。
Description
本發明係關於太陽電池、太陽電池的製造方法及其測定裝置。
以往,在太陽電池的設計中,重要的是使太陽電池內生成的電子有效率流通至連接的外部電路。為了達成該目的,特別重要的是減少電池與外部連接部分的電阻成分、減少接觸電位差、以及使所生成電子不會消失。
此外,也被要求要減少製造太陽電池時的步驟數、減少銀的使用。
如圖1(a)及圖3(a)所式,以往的太陽電池係於矽基板1表面(上側)製作圖中未表示之電子高濃度區域,於其上形成薄的氮化膜2。於氮化膜2上以銀及鉛(鉛玻璃)的膏網版印刷指狀電極3之圖案,並在與該指狀電極3交叉之方向以銀膏網版印刷匯流排電極之圖案。
另一方面,於矽基板1背面(下側),於一面塗布鋁膏並形成鋁電極之圖案,於其上印刷銀膏,而形成作為電極之銀燒製膜71之圖案。
接著,將印刷於表面之指狀電極3之圖案的銀及鉛(鉛玻璃)的膏、匯流排電極41之圖案的銀膏、背面之鋁電極6之圖案的鋁膏、形成於鋁電極6上之作為電極之銀燒結膜71之圖案的銀膏一起燒製。
但是,上述圖1(a)及圖3(a)所示以往之太陽電池係採用下述構造:於對矽基板1照射光而產生電子的高濃度區域,以指狀電極3取出電子,將匯流排電極與複數指狀電極3連接,並匯集以該指狀電極3取出之電子,並藉由與該匯流排電極連接之焊帶或焊線而取出至外部,因此,該匯流排電極及取出至外部之焊帶或焊線成為重複構造,因為有該匯流排電極,故有產生接觸電位差或接觸電阻等而降低效率之問題。
此外,由於匯流排電極為銀膏所形成,故銀使用量增加,有無法降低銀使用量、無法減少形成匯流排電極的步驟之問題。
此外,在背面之鋁電極上形成電極之銀燒製膜71,故不但無法降低銀使用量,且有產生多餘的接觸電位差、接觸電阻等而使效率降低,且無法減少形成銀燒製膜71的步驟之問題。
本發明人等關注到於與指狀電極交叉之方向以銀膏形成之匯流排電極係與焊接於該匯流排電極之焊帶或焊線重複,並發現到以焊料
牢固焊接指狀電極及氮化膜,可減少匯流排電極,降低接觸電位差、接觸電阻等,提高發電效率並減少步驟,同時發現可拿掉形成於背面之鋁電極上之銀燒製膜,以焊料焊接而可降低接觸電位差、接觸電阻等,且提高發電效率並減少步驟。
因此,本發明的太陽電池係於基板上形成有照射光時生成高電子濃度之區域,並於區域上形成有讓光穿透的絕緣膜,於絕緣膜上形成有屬於由區域取出電子之取出口之指狀電極,並通過指狀電極將電子取出至外部,該太陽電池係具備下述構成:指狀電極,係於絕緣膜上印刷含有銀及鉛(鉛玻璃)之銀膏並燒製,貫通絕緣膜並形成與區域成為導通狀態;及焊料,係在與指狀電極交叉之方向於指狀電極及絕緣膜兩者上進行預定寬度的焊接,將電子由複數指狀電極取出至外部,並牢牢固著於絕緣膜。
此時,印刷鋁膏以作為與形成指狀電極之基板為相反之側之電極,並與指狀電極之燒製同時燒製。
此外,焊料為焊料或塗層於導體表面之焊料,焊料係熔融並焊接於指狀電極及絕緣膜兩者並牢牢固著。
此外,焊接為超音波焊接。
此外,焊料為無鉛焊料。
此外,提供一種太陽電池之測定裝置,係與形成於太陽電池表面之一個或複數個指狀電極非破壞性電性連接,並測定太陽電池之特性者,該太陽電池之測定裝置係具備:棒狀探針,係非破壞性抵接於一個指狀電極或複數指狀電極;連接端子,係通過棒狀探針的一個或複數個,測定或輸入輸出與棒狀探針接觸之指狀電極的部分的電壓、電流。
此外,經由連接端子,進行棒狀探針的與一個或複數個指狀電極連接而測定電壓、電流之一者以上,或施加電壓、電流之一者以上,或於複數棒狀探針進行測定及施加,而進行指狀電極之特性測定。
此外,特性測定係以檢測從具有指狀電極之太陽電池發出的光、X射線,並觀察內部缺陷的方式為之。
此外,太陽電池係具備:指狀電極,係於絕緣膜上印刷含有銀及鉛(鉛玻璃)之銀膏並燒製,貫通絕緣膜而與高濃度電子區域成為導通狀態;及焊料,係在與指狀電極交叉之方向於指狀電極及絕緣膜兩者上進行預定寬度焊接,將電子由複數指狀電極取出至外部,並牢牢固著於絕緣膜。
如上述,本發明係將指狀電極及氮化膜以焊料牢固焊接(例如超音波焊接),可減少以往之匯流排電極,降低接觸電位差、接觸電阻等,發電效率約提高0.2%左右,減少形成匯流排電極的步驟,降低製造成本。
此外,拿掉形成於背面之鋁電極上之銀燒製膜,並以焊料焊接(例如超音波焊接),可降低接觸電位差、接觸電阻等,提高發電效率,且減少步驟並降低製造成本。
此外,即使指狀電極微細化,亦可將一個或複數個之該指狀電極一起藉由棒狀探針非破壞性接觸並測定特性。
1:矽基板
2:氮化膜
3,22:指狀電極
5,8:焊料
6:鋁電極
11,12:焊帶/焊線
21:棒狀探針
23:保持具
24:連接端子
25,25’:連接線
26:產生電流/電壓測定器
27:模擬太陽光
28:電壓施加裝置
29:螢光X射線/EL等
30:相機
圖1係以往的技法與本發明的技法的比較說明圖。
圖2係藉由本發明之構造提高轉換效率/密著性的說明圖。
圖3係本發明及以往的步驟的流程圖。
圖4係本發明之新構造的外觀照片例(表面側)。
圖5係相對於以往步驟之本發明步驟之特徵的說明圖。
圖6係本發明之新測定輔助具例。
圖7係本發明之I-V測定的說明圖。
圖8係本發明之特性觀察的說明圖。
(實施例1)
圖1(b)表示本發明之構造例。
圖1(b)中,矽基板1為形成太陽電池之矽晶圓基板。
氮化膜2係形成於矽基板(晶圓)1上之絕緣膜。此外,矽基板1表層形成有圖中未表示之公知的電子高濃度區域。
指狀電極3係藉由在氮化膜2上印刷銀、鉛(鉛玻璃)的膏並燒製,藉由公知的點火突破該氮化膜2,並在與高濃度電子區域之間形成電氣導電性路徑,將電子取出至外部。
焊料5為本發明之焊料,為將絲狀焊料熔融者或將塗層於焊帶或焊線之焊料熔融者,其係在與指狀電極3交叉之方向(幾乎直交方向)以預定寬度(例如0.1至0.2到0.5至1mm左右的寬度,寬度可更寬)焊接。焊接係藉由超音波焊接而牢固焊接於指狀電極3並電性連接,且牢牢固著
於氮化膜2者。在此,焊接係將絲狀焊料或塗層於焊帶或焊線之焊料熔融,施加超音波並牢固焊接於指狀電極3、氮化膜2者,為絲狀焊料時,係在後步驟焊接焊帶或焊線。另一方面,為塗層於焊帶或焊線之焊料時,可在單一步驟中將該焊帶或焊線以焊料焊接於氮化膜2、指狀電極3,故不需要在後步驟焊接焊帶或焊線。
鋁電極6為形成於矽基板1背面側之鋁電極,係塗布鋁膏並燒製而形成者。
焊料8係焊接於鋁電極6上,為與表面側之焊料5相同,有將絲狀焊料熔融或將塗層於焊帶或焊線熔融,形成於鋁電極6上並作為該鋁電極6之外部端子者。焊接係藉由超音波焊接而牢固焊接於鋁電極6並電性連接、機械性固定。在此,焊接為將絲狀焊料或塗層於焊帶或焊線之焊料熔融,施加超音波並牢固焊接於鋁電極6,為絲狀焊料時,係在後步驟焊接焊帶或焊線。另一方面,為塗層於焊帶或焊線之焊料時,可在單一步驟中將該焊帶或焊線以焊料焊接於鋁電極6,故不需要在後步驟焊接焊帶或焊線。
接著說明本發明之圖1(b)之構造的形成及焊接。
(1)在形成於矽基板1表面側之氮化膜2上,使用含有銀及鉛(鉛玻璃)之銀膏,網版印刷指狀電極3之圖案,並於矽基板1背面側使用鋁膏印刷(或塗布)鋁電極6之圖案。接著將表面側之指狀電極3之銀及鉛的膏之圖案、及背面側之鋁電極6的鋁膏之圖案兩者一起燒製(參照圖3(b))。
(2)對於矽基板1表面側,如後述圖4照片所示,於與(1)所形成指狀電極3交叉之方向(幾乎直交之方向)以焊料5進行預定寬度超音波焊接,進行指狀電極3及氮化膜2之牢固焊接。藉此,焊料5為絲狀焊料時,在接下來的步驟焊接焊帶或焊線,並作為外部端子。另一方面,焊料5為塗層於焊帶或焊線之焊料時,焊料5係牢固地超音波焊接於指狀電極3及氮化膜2,故直接以焊帶或焊線作為外部端子,後步驟中不需要焊接焊帶或焊線之步驟。
對於(3)矽基板1背面側,配合(1)所形成表面側之指狀電極3方向,對形成於鋁電極6上之外部端子之圖案,以焊料8進行預定寬度超音波焊接,而牢固焊接於鋁電極6。藉此,焊料8為絲狀焊料時,在接下來的步驟焊接焊帶或焊線,並作為外部端子。另一方面,焊料8為塗層於焊帶或焊線之焊料時,焊料8係牢固地超音波焊接於鋁電極6,故直接以焊帶或焊線作為背面側之外部端子,後步驟中不需要焊接焊帶或焊線之步驟。
接著使用圖2說明圖1(b)之本發明之構造。
圖2為表示藉由本發明之構造提高轉換效率/密著性的說明圖。
圖2(a)表示本發明之構造例,與圖1(b)相同。
圖2(b)表示放大圖2(a)表面側虛線部分之構造的詳細構造例。
圖2(c)表示放大圖2(a)背面側虛線部分之構造的詳細構造例。
於圖2(b)中,指狀電極3如上述,為在矽基板1上形成薄氮化膜(SiN)2,並於該氮化膜2上使用銀及鉛(鉛玻璃)的膏,印刷圖案並燒製而形成者。如圖示所示,於氮化膜2開孔,以銀形成到達矽基板1之圖中未表示之高電子濃度區域之導電性通路,將對該高電子濃度區域照射光時產生之電子取出至外部。
如上述,焊料5係相對於形成於氮化膜2上之指狀電極3之露出部分及氮化膜2部分,於與指狀電極3幾乎直交之方向以預定寬度超音波焊接之焊料(參照圖4)。焊料5為絲狀焊料時,在接下來的步驟焊接焊帶或焊線11。另一方面,焊料5為塗層於焊帶或焊線之焊料時,在焊接於指狀電極3及氮化膜2時,已焊接焊帶或焊線,故後步驟不需要焊接焊帶或焊線。
於圖2(c)中,如上述,鋁電極6為於矽基板1背面印刷(塗布)並燒製鋁膏而形成者。
如上述,焊料8相當於從於鋁電極6上以預定寬度焊接形成之從該鋁電極6將電流取出至外部之外部端子之焊料,且係於配合表面側之指狀電極3方向的方向焊接之焊料。藉此,焊料8為絲狀焊料時,在接下來的步驟焊接焊帶或焊線並形成外部端子。另一方面,焊料8為塗層於焊帶或焊線之焊料時,焊料8牢固超音波焊接於鋁電極6,故直接以焊帶或焊線作為背面側之外部端子,後步驟中不需要焊接焊帶或焊線之步驟。
接著使用圖3(b)之本發明的步驟流程圖詳細說明本發明之太陽電池之製造方法。
於圖3(b)中,S1為準備P型基板。準備P型基板(晶圓)作為圖1(b)、圖2之矽基板1。
S2為擴散N型。係於S1所準備P型基板(晶圓)上擴散N型之材料,於P型基板表層部分形成高電子濃度區域,使之在照射光時會釋出電子。接著,雖未記載,但於矽基板1上形成薄的氮化膜作為讓光穿透之保護膜。
S3為印刷表面之指狀電極之銀膏。係在S2之形成於矽基板1上之保護膜的氮化膜上,使用銀膏(含有銀及鉛(鉛玻璃)之銀膏)網版印刷表面側(表面)之指狀電極之圖案。
S5為印刷背面之鋁膏。此係為了形成圖1(b)背面之鋁電極6而於矽基板1背面印刷(塗布)鋁膏。
S7係進行表面之指狀電極之銀膏及背面之鋁膏的燒結。將S3中以銀膏印刷之表面之指狀電極之圖案及背面之以鋁膏印刷之鋁電極之圖案兩者一起燒結(燒製)。
藉由上述一起燒製,在矽基板1表面形成銀之指狀電極3,並在背面形成鋁之鋁電極6。
在此可減少圖3(a)之以往步驟中的S14之表面之匯流排電極之銀膏的印刷、及S16之背面之銀膏(圖1(a)之外部端子之銀燒製膜71)的印刷,本發明可減少2個步驟及銀使用量。
S8係進行電氣測定(棒狀探針)。係如後述圖6至圖8所說明,使用棒狀探針21與一個或複數個指狀電極3非破壞性連接,測定太陽電池之特性(後述)。
S9係進行表背面之焊接、形成焊帶電極。此係進行上述圖1(b)、圖2之矽基板1表面之焊料5、及背面之焊料8之超音波焊接。
S10係進行EL觀察等(棒狀探針)。如圖8、圖9所示,使用棒狀探針21以非破壞性於一個或複數個指狀電極3施加電壓、電流,並觀察太陽電池之特性,例如EL(電場發光等),而判斷內部狀態(有無缺陷部分等)。
如上述,本發明中,僅於表面印刷指狀電極3之圖案並於背面印刷鋁電極之二個圖案而燒結形成而己,可減少以往表面之匯流排電極之圖案、背面之外部端子之銀燒結膜71之圖案的印刷及燒製,可降低製造成本,並減少2個步驟所使用之銀。
圖4為表示本發明之新構造的外觀照片例(表面側)。該圖4係表示無以往之匯流排電極且於指狀電極3直接焊接焊料5的照片。
圖4中,指狀電極3為上述圖1(b)、圖2之指狀電極3。
焊料5係表示上述圖1(b)、圖2之焊料5,係牢固超音波焊接於指狀電極3及氮化膜2兩者。圖中,為了容易理解,係不使用塗層於焊帶或焊線之焊料,而是使用絲狀焊料,故以下步驟需要焊接焊帶或焊線。再者,若使用塗層於焊帶或焊線之焊料5,則後步驟不需要焊帶或焊線之焊接。
再者,焊料5(或塗層焊料之焊帶或焊線)係藉由超音波焊接牢固地焊接於指狀電極3及氮化膜2。其寬度為0.1至0.2到0.6至1mm左右之寬度(可比1mm更寬),超音波焊接裝置之焊頭若接觸指狀電極3、氮化膜2,則會造成損傷,故需要設定為在非常接近之狀態下且不接觸(例
如10至數十μm)而進行超音波焊接。超音波焊接對象為不會損傷之對象(例如不具半導體特性之素材(矽基板外周之框部分等))時,即使接觸、使之損傷也可無問題地進行超音波焊接。此外,超音波焊接之輸出通常可為2至3W左右,最多可為10W左右以下,若過強則會破壞超音波對象之膜,或產生構造缺陷,故較不佳。
圖5係表示本發明步驟相對於以往步驟之特徵的說明圖。如下述,圖5係比較轉換效率、密著性、減少步驟數、減少銀材料、其他(備註)。
圖5中,以往之構造(圖1(a)、圖3(a))係如圖示。
‧轉換效率:為指狀電極(Ag)、匯流排電極(Ag)、及焊料的3層構造,故轉換效率比本發明之構造(圖1(b))差約0.2%。
‧密著性:由匯流排電極(Ag)對於氮化膜之密著力及焊帶對於焊料之密著力的總密著力所決定。例如為0.7N/5mm寬度。
‧步驟數減少及銀材料的減少:無。
‧備註:使用一個至複數個探針(前端較尖的探針)進行特性測定。
接著,本發明之構造(圖1(b)、圖3(b)等)係如圖示。
‧轉換效率:為指狀電極(Ag)及焊料的2層構造。因此可減少異種金屬間所產生總接觸電位。相較於以往約提高0.2%之效率。
‧密著性:由焊料對於氮化膜之密著力及焊帶對於焊料之密著力的總密著力所決定。例如為3.0N/5mm寬度,密著力相對於以往大幅增加。
‧步驟數減少及銀材料的減少:
‧表面:不需要匯流排電極之步驟數,也不需要匯流排電極之銀。
‧背面:不需要銀步驟。
‧其結果,於表面及背面總共可減少2步驟,並可減少其所使用的銀。
‧備註:特性測定係以圖6之棒狀探針於複數處一起進行。其結果如後述圖6至圖8,可容易地測定複數指狀電極3之電壓、電流,進一步可施加電壓、電流並觀察(EL觀察等)、試驗(有無異常等試驗)太陽電池之特性。
接著使用圖6至圖8說明本發明之新測定輔助具(jig,亦稱為治具)(裝置)。
圖6表示本發明之新測定輔助具。
圖6(a)為表示匯流排電極之輔助具例的照片。
圖6(a)中,棒狀探針21為本發明之棒狀之探針,係於與一個或複數個指狀電極22幾乎之直角方向進行非破壞性電性接觸。圖示狀態中係與10條指狀電極22電性接觸。
指狀電極22為與上述圖4之指狀電極3對應者,於其上之正交方向,將本發明之圖4之焊料5以預定寬度(相當於以往之匯流排電極)超音波焊接。
保持具23係在電性絕緣狀態保持棒狀探針21。
連接端子24係與棒狀探針21電性連接,並用以與外部連接。
圖6(b)為圖6(a)的說明。
圖6(b)中,於本發明之太陽電池中:
(1)最新的構造中,匯流排電極(以往)的寬度(與以往之匯流排電極對應之圖4之焊料5之寬度)降低至100μm左右。對應之指狀電極22的寬度成為為30μm左右。
(2)因此,以往之測定探針變得(前端較細的探針)無法對應。
(3)匯流排電極及指狀電極22之寬度皆小,因此使得太陽光取入窗口盡可能地加寬。
因此,本發明人等提出圖6(a)所示棒狀探針21,可在無以往之匯流排電極(本發明之圖4之焊料5)之狀態,使用該棒狀探針21與1支或複數支指狀電極22非破壞性電性接觸、測定特性(IV特性、效率等)、施加電壓、電流觀察EL(電場發光)並確定缺陷處等。
圖7為本發明之I-V測定的說明圖。
圖7中,棒狀探針21係於一個或複數個指狀電極22之正交方向電性連接。
連接線25為電性連接棒狀探針21及產生電流/電壓測定器26之連接線。
連接線25’為連接太陽電池背面電極及產生電流/電壓測定器26之連接線。
產生電流/電壓測定器26係公知之測定太陽電池之電流-電壓特性(I-V特性)者。可由所測定I-V特性計算最大效率之I(電流)、V(電壓)、最大效率值,測定太陽電池之特性。
接著說明使用本發明之棒狀探針21測定太陽電池之特性(例如I-V特性)時之動作。
(1)準備如圖7所示之製造至指狀電極22為止之太陽電池基板。
(2)將本發明之棒狀探針21如圖7所示,左側例如如圖示般配置2支並與全部指狀電極22接觸。同樣地,右側例如如圖示般配置2支並與全部指狀電極22接觸。將該等以連接線25一起連接於產生電流/電壓測定器26。
(3)以連接線25’連接太陽電池背面之電極及產生電流/電壓測定器26。
通過以上方式可在不形成圖4之焊料5(或以往之匯流排電極),在製作焊料5前,從指狀電極22透過本發明之棒狀探針21、連接線25、25’而與產生電流/電壓測定器26連接。
(4)接著藉由產生電流/電壓測定器26實際測定於太陽電池照射模擬太陽光27時之I-V特性。接著如上述,可計算太陽電池之最大效率及此時之I、V。
圖8為本發明之特性觀察的說明圖。在此,棒狀探針21、指狀電極22、連接線25、25’係與圖7相同,故省略說明。
圖8中,電壓施加裝置28係透過連接線25、棒狀探針21與指狀電極22連接,且透過連接線25’與背面電極連接,並於兩者之間施加電壓。
螢光X射線/EL等29為於指狀電極22與背面電極之間施加電壓(直流或交流)時所發出之螢光X射線、EL等的總稱。
相機30係拍攝在指狀電極22與背面電極之間施加電壓時所發出之螢光X射線/EL等29。
接著說明使用本發明之棒狀探針21觀察太陽電池之螢光X射線/EL等29時的順序。
(1)準備如圖8所示之製造至指狀電極22為止之太陽電池基板。
(2)將本發明之棒狀探針21如圖8所示,左側例如如圖示般配置2支並與全部指狀電極22接觸。同樣地,右側例如如圖示般配置2支並與全部指狀電極22接觸。將該等以連接線25一起連接於電壓施加裝置28。
(3)以連接線25’連接太陽電池背面之電極及電壓施加裝置28。
(4)接著藉由電壓施加裝置28於指狀電極22與背面電極之間施加電壓(直流或交流),以相機30拍攝並觀察此時所發出之螢光X射線、EL等,而可檢測正常或缺陷部分等。
1:矽基板
2:氮化膜
3:指狀電極
5,8:焊料
6:鋁電極
11,12:焊帶/焊線
Claims (14)
- 一種太陽電池,係於基板上形成有照射光時生成高電子濃度之區域,並於該區域上形成有讓光穿透的絕緣膜,於該絕緣膜上形成有屬於由前述區域取出電子之取出口之指狀電極,並通過該指狀電極將前述電子取出至外部,該太陽電池係具備:指狀電極,係於前述絕緣膜上印刷含有銀及鉛之銀膏並燒製,貫通該絕緣膜而與前述區域成為導通狀態;及焊料,係在與前述指狀電極交叉之方向,於指狀電極及前述絕緣膜兩者上進行預定寬度焊接,將電子由前述複數指狀電極取出至外部,並牢牢固著於前述絕緣膜。
- 如請求項1所述之太陽電池,其係印刷鋁膏作為與形成前述指狀電極之基板為相反之側的電極,並與前述指狀電極之燒製同時燒製。
- 如請求項1或2所述之太陽電池,其中前述焊料為焊料或塗層於導體表面之焊料,該焊料係熔融且焊接於前述指狀電極及前述絕緣膜兩者並牢牢固著。
- 如請求項1至3中任一項所述之太陽電池,其中前述焊接為超音波焊接。
- 如請求項1至4中任一項所述之太陽電池,其中前述焊料為無鉛焊料。
- 一種太陽電池之製造方法,前述太陽電池係於基板上形成有照射光時生成高電子濃度之區域,並於該區域上形成有讓光穿透的絕緣 膜,於該絕緣膜上形成有屬於由前述區域取出電子之取出口之指狀電極,並通過該指狀電極將前述電子取出至外部,前述太陽電池之製造方法包括下述步驟:製作指狀電極之步驟,前述指狀電極係於前述絕緣膜上印刷含有銀及鉛之銀膏並燒製,貫通該絕緣膜而與前述區域之導通狀態;製作焊料之步驟,前述焊料係在與前述指狀電極交叉之方向於指狀電極及前述絕緣膜兩者上進行預定寬度焊接,將電子由前述複數指狀電極取出至外部,並牢牢固著於前述絕緣膜。
- 如請求項6所述之太陽電池之製造方法,其中係印刷鋁膏作為與形成前述指狀電極之基板為相反之側的電極,並與前述指狀電極之燒製同時燒製。
- 如請求項6或7所述之太陽電池之製造方法,其中前述焊料為焊料或塗層於導體表面之焊料,該焊料係熔融且焊接於前述指狀電極及前述絕緣膜兩者並牢牢固著。
- 如請求項6至8中任一項所述之太陽電池,其中前述焊接為超音波焊接。
- 如請求項6至9中任一項所述之太陽電池之製造方法,其中前述焊料為無鉛焊料。
- 一種太陽電池之測定裝置,係與形成於太陽電池表面之一個或複數個指狀電極非破壞性電性連接,並測定該太陽電池之特性,前述太陽電池之測定裝置具備棒狀探針及連接端子,並非破壞性地測定前述太陽電池之指狀電極的電氣特性,前述棒狀探針係非破壞性抵接於前述一個或複數個指狀電極,前述連接端子係通過該棒狀探針的一個或複數個,測定或輸入輸出與該棒狀探針接觸之該指狀電極的部分的電壓、電流。
- 如請求項11所述之太陽電池之測定裝置,係經由前述連接端子,進行前述棒狀探針之與前述一個或複數個指狀電極連接而測定電壓、電流之一者以上,或施加電壓、電流之一者以上,或於前述複數棒狀探針進行前述測定及前述施加,而進行指狀電極之特性測定。
- 如請求項12所述之太陽電池之測定裝置,其中前述特性測定係檢測從具有前述指狀電極之太陽電池發出的光、X射線,並觀察內部缺陷。
- 如請求項11至13中任一項所述之太陽電池之測定裝置,其中前述太陽電池係具備:指狀電極,係於絕緣膜上印刷含有銀及鉛之銀膏並燒製,貫通該絕緣膜而與高濃度電子區域成為導通狀態;及焊料,係在與前述指狀電極交叉之方向於指狀電極及前述絕緣膜兩者上進行預定寬度焊接,將電子由前述複數指狀電極取出至外部,並牢牢固著於前述絕緣膜。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-044131 | 2020-03-13 | ||
| JP2020044131 | 2020-03-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202139475A true TW202139475A (zh) | 2021-10-16 |
Family
ID=77671433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110107731A TW202139475A (zh) | 2020-03-13 | 2021-03-04 | 太陽電池、太陽電池的製造方法及其測定裝置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW202139475A (zh) |
| WO (1) | WO2021182061A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447155A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性太阳能电池及半导体器件的栅电极的制作方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4650842B2 (ja) * | 2007-12-18 | 2011-03-16 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| JP2011134764A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Mie Univ | 太陽電池の検査装置、太陽電池の検査方法およびプログラム |
| WO2012173203A1 (ja) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | 京セラ株式会社 | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2014215132A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 共進電機株式会社 | バー型プローブ及び太陽電池セル用測定装置 |
| US10361655B2 (en) * | 2016-09-07 | 2019-07-23 | Institute of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council, Executive Yuan, R.O.C. | Electrical inspection method for solar cells |
-
2021
- 2021-02-18 WO PCT/JP2021/006141 patent/WO2021182061A1/ja not_active Ceased
- 2021-03-04 TW TW110107731A patent/TW202139475A/zh unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447155A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性太阳能电池及半导体器件的栅电极的制作方法 |
| CN114447155B (zh) * | 2022-01-27 | 2024-04-12 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性太阳能电池及半导体器件的栅电极的制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021182061A1 (ja) | 2021-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI574020B (zh) | Method for measuring the output of a solar cell and a method for measuring the output of a solar cell | |
| US4806496A (en) | Method for manufacturing photoelectric conversion devices | |
| JP4781948B2 (ja) | 太陽電池電極用検査装置及び太陽電池電極の検査方法 | |
| TWI602313B (zh) | Solar cell manufacturing method and solar cell | |
| TW202139475A (zh) | 太陽電池、太陽電池的製造方法及其測定裝置 | |
| JP2021010299A (ja) | 太陽電池および太陽電池の製造方法 | |
| JPH06101592B2 (ja) | 半導体発光素子の発光出力測定装置 | |
| KR102299228B1 (ko) | 태양전지 및 태양전지의 제조방법 | |
| US20180309009A1 (en) | Ageing-resistant aluminium connectors for solar cells | |
| TWI688201B (zh) | 具有功能性縱向塗層的太陽能電池連接件 | |
| JPH0377672B2 (zh) | ||
| JPS6196774A (ja) | 薄膜光電変換素子製造装置 | |
| CN110268531A (zh) | 太阳能电池及太阳能电池的制造方法 | |
| TWI678813B (zh) | 太陽能電池及太陽能電池的製造方法 | |
| WO2018159306A1 (ja) | 太陽電池および太陽電池の製造方法 | |
| TWI720664B (zh) | 太陽電池及太陽電池的製造方法 | |
| JP3066179B2 (ja) | シールド型電気化学測定用電極 | |
| TWI314213B (zh) | ||
| Li et al. | A Study on Evaluation of the Copper Ion Electrochemical Migration Inner the Multilayer Flexible Circuit Board | |
| KR20190059254A (ko) | 박막 결함 검사용 데이터베이스의 구축 방법, 그 데이터베이스를 이용한 박막의 결함 검사 방법, 및 그 데이터베이스를 포함하는 박막의 결함 검사 장치 | |
| TWI596823B (zh) | 二次電池用中間構造體及二次電池的製造方法 | |
| JP4458697B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| US20240136235A1 (en) | Method for manufacturing substrate and method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS6150381A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| CN112352321A (zh) | 太阳能电池及太阳能电池的制造方法 |