CN101088167B - 太阳能电池单元 - Google Patents
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Abstract
通过具备光电变换层、在上述光电变换层的一个面一侧设置的第一电极、在上述光电变换层的另一个面一侧设置的第二电极以及在上述光电变换层的另一个面一侧在上述光电变换层的面内方向上其外缘部与上述第二电极交叠、同时将其角部作成圆角部、设置成大致四角形状并用于从上述第二电极取出输出的第三电极，得到有效地防止了与上述第二电极交叠地设置的上述第三电极的剥离的太阳能电池单元。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池单元，特别是涉及防止产生电极剥离的太阳能电池单元。
背景技术
太阳光发电是使用作为无限能量的光能来发电、不释放有害物质的清洁的发电方法。在该太阳光发电中使用了作为将来自太阳的光能变换为电能以产生电力的光电变换元件的太阳能电池单元。
通常，通过利用网板印刷在硅衬底的背面上印刷银膏和铝膏并进行干燥、烧结来形成一般生产的太阳能电池单元的受光面的背面上的电极。在此，在硅衬底的背面的大致整个面上形成的铝起到正电极的作用。但是，在制作太阳能电池模块时，不能直接在用铝形成的铝电极上焊接取出输出用的接线。因此，在硅衬底的背面上形成了银电极并使该银电极与铝电极部分地互相交叠作为取出输出用的电极(例如，参照专利文献1、专利文献2)。
这样，在太阳能电池单元的衬底的背面上以部分地互相交叠的方式形成了用于实现高输出的铝电极和取出输出用的银电极。而且，在该铝电极与银电极交叠的部分中，硅衬底的硅、铝电极的铝、银电极的银这三种金属部分地实现了合金化。
专利文献1：特开2003-273378号公报
专利文献2：特开平10-335267号公报
但是，由于在烧结时急剧的加热和冷却中起因于各构件的热膨胀系数之差而产生的应力，该互相交叠的部分变得非常脆弱。因此，在烧结后，例如在铝电极上交叠了银电极的情况下，在该互相交叠的部分中有时银电极的角部剥离。
此外，为了降低太阳能电池单元的成本，有必要进一步减薄价格比率高的硅衬底。但是，如果仅谋求减薄硅衬底，则在减薄的硅衬底中，与厚的硅衬底的情况相比，起因于硅与铝的热膨胀系数之差的硅衬底的翘曲变大。
这样，在较大地产生了硅衬底的翘曲的情况下，在烧结后的制作工序中存在产生硅衬底的裂纹使生产成品率下降或因硅衬底的裂纹使制造本身变得不可能等的问题。
作为对于这些问题的对策，例如可考虑重新评价铝膏的材料、改善电极材料的热收缩率来抑制硅衬底的翘曲的方法。但是，即使仅变更铝膏的材料，根据材料组合的情况，因铝与银的热收缩率之差，仍然在银电极的一部分中产生剥离。
在这样的情况下，当银电极的剥离程度较大时，也存在因太阳能电池单元的堆叠所引起的该太阳能电池单元的裂纹的产生或太阳能电池单元的特性下降而导致生产成品率下降这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而进行的，其目的在于得到有效地防止了电极剥离的太阳能电池单元。
为了解决上述的课题来达到目的，与本发明有关的太阳能电池单元的特征在于具备：光电变换层；在光电变换层的一个面一侧形成的第一电极；在光电变换层的另一个面一侧形成的第二电极；以及第三电极，在光电变换层的另一个面一侧在光电变换层的面内方向上其外缘部与第二电极交叠，同时将其角部作成圆角部，设置成大致四角形状，用于从第二电极取出输出。
对于与本发明有关的太阳能电池单元来说，通过在具备光电变换层、在光电变换层的一个面一侧形成的第一电极和用于从在光电变换层的另一个面一侧设置的第二电极取出输出的第三电极的太阳能电池单元中这样来设置第三电极，使其外缘部与第二电极交叠、同时将其角部作成圆角部、设置成大致四角形状，由于即使在第三电极的角部中也能可靠地键合该第三电极与第二电极，故起到可实现有效地防止了第三电极的剥离的太阳能电池单元这样的效果。
此外，与本发明有关的太阳能电池单元起到下述的效果：即使在谋求为了降低太阳能电池单元成本的硅衬底的减薄的情况下，也没有象现有技术那样在硅衬底中产生多个衬底裂纹的情况，可充分地予以对应，可增加可使用的材料种类的选择自由度。
而且，由于与本实施形态有关的太阳能电池单元将第三电极的角部作成了圆角部，故可减小第三电极的面积，可削减电极材料的使用量。由此，与本实施形态有关的太阳能电池单元起到可谋求材料费的削减、可实现廉价的太阳能电池单元这样的效果。
附图说明
图1-1是表示与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的示意结构的剖面图。
图1-2是表示与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的表面一侧(受光面一侧)的示意结构的平面图。
图1-3是表示与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的背面一侧(与受光面相反的面一侧)的示意结构的平面图。
图1-4放大地表示在与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元中硅、铝、银这三种金属部分地合金化后的合金部的周边。
图1-5是放大地表示在与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的背面上设置的铝电极和背面银电极部分地交叠后的区域B和区域C的周边部的剖面图。
图2是放大地表示在现有的太阳能电池单元的背面上设置的铝电极和背面银电极部分地交叠的区域B’和区域C’的周边部的剖面图。
图3-1是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-2是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-3是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-4是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-5是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-6是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-7是表示在与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造中在银膏的印刷中使用的网板掩模的一例的平面图。
图3-8是表示在与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造中在银膏的印刷中使用的网板掩模的一例的剖面图。
图3-9是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图3-10是说明与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的制造方法的剖面图。
图4-1是用于说明应用了本发明的实施形态1的具体的太阳能电池单元的背面一侧(与受光面相反的面一侧)的尺寸的平面图。
图4-2是用于说明应用了本发明的实施形态1的具体的太阳能电池单元的背面银电极的形状和尺寸的平面图。
图5-1是表示与本发明的实施形态2有关的太阳能电池单元的背面一侧(与受光面相反的面一侧)的示意结构的平面图。
图5-2放大地表示在与本发明的实施形态2有关的太阳能电池单元中硅、铝、银这三种金属部分地合金化后的合金部的周边。
图5-3是放大地表示在与本发明的实施形态2有关的太阳能电池单元的背面上设置的铝电极和背面银电极部分地交叠的区域D和区域E的周边部的剖面图。
图6-1是用于说明应用了本发明的实施形态2的具体的太阳能电池单元的背面一侧(与受光面相反的面一侧)的尺寸的平面图。
图6-2是用于说明应用了本发明的实施形态2的具体的太阳能电池单元的背面银电极的形状和尺寸的平面图。
符号的说明
10半导体层部
11硅衬底
13n型扩散层
13a n型扩散层
14p+层
15反射防止膜
17铝电极
17a铝膏层
19背面银电极
19a银膏层
21表面银电极
21a银膏层
23合金部
25网格
27乳剂
31背面银电极
33合金部
具体实施方式
以下，根据附图详细地说明与本发明有关的太阳能电池单元的实施形态。再有，本发明不限定于以下的描述，在不脱离本发明的要旨的范围内，可适当地变更本发明。此外，在以下的附图中，为了容易理解起见，有时各附图间的缩放比例和各构件间的缩放比例与实际不同。
实施形态1.
图1-1～图1-3表示与本发明的实施形态1有关的太阳能电池单元的示意结构，图1-1是表示与实施形态1有关的太阳能电池单元的示意结构的剖面图。此外，图1-2是表示与实施形态1有关的太阳能电池单元的表面一侧(受光面一侧)的示意结构的平面图，图1-3是表示与实施形态1有关的太阳能电池单元的背面一侧(与受光面相反的面一侧)的示意结构的平面图。再有，图1-1是图1-3的线A-A的剖面图。
与本实施形态有关的太阳能电池单元，如图1-1～图1-3中所示，具备下述部分而构成：由作为半导体衬底的p型硅衬底即p型层11、该p型层11的表面的导电类型反转后的n型扩散层13和包含高浓度杂质的p+层(BSF层：背面场)14构成的作为光电变换层的半导体层部10；在该半导体层部10的受光面上设置以防止入射光的反射的反射防止膜15；在该半导体层部10的受光面上设置成大致棒状的作为受光面电极部的表面银电极21；以取出电力和入射光的反射为目的在半导体层部10的背面的大致整个面上设置的作为背面电极部的铝电极17；以及用于从该铝电极17取出电力的作为取出电极部的背面银电极19。
在这样构成的与本实施形态有关的太阳能电池单元中，如果太阳光从太阳能电池单元的受光面一侧(反射防止膜15一侧)照射并到达内部的pn结面(p型层11与n型扩散层13的结面)，则在该pn结面上的电子空穴对的空穴与电子分离。分离的电子朝向n型扩散层13移动。另一方面，分离的空穴朝向p+层14移动。由此，在n型扩散层13与p+层14之间产生电位差，使p+层14的电位提高。其结果，与n型扩散层13连接的表面银电极21成为正极，与n型扩散层13连接的铝电极17成为负极，在外部电路(未图示)中流过电流。
接着，说明与本实施形态有关的太阳能电池单元的特征。如图1-3和图1-4中所示，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，在p+层14上铝电极17与背面银电极19部分地交叠。图1-4放大地表示图1-3的平面图中的背面银电极19的周边，放大地表示在太阳能电池单元的背面上设置的铝电极17与背面银电极19部分地交叠的部分。此外，图1-5放大地表示图1-1的剖面图中的背面银电极19的周边，是放大地表示在太阳能电池单元的背面上设置的铝电极17和背面银电极19部分地交叠的区域B和区域C的周边部的剖面图。
在该铝电极17与背面银电极19部分地交叠的区域B和区域C中，硅衬底的p+层14的硅、铝电极17的铝、背面银电极19的银这三种金属部分地合金化，如图1-4和图1-5中所示，形成了合金部23。再有，在图1-1和图1-5中，对于区域B和区域C，各金属(硅、铝、银)的边界是清晰的，但由于该部分部分地被合金化，故实际上当然是不清晰的。
在此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，如图1-3和图1-4中所示，背面银电极19在硅衬底的面内方向上呈大致四角形(长方形)。而且，背面银电极19在大致四角形(长方形)的角部中呈曲线形状。详细地说，将背面银电极19的大致四角形(长方形)的角部作成了圆角部。
由此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，如图1-5中所示，在铝电极17和背面银电极19部分地交叠的区域B和区域C中可靠地形成合金部23，即使在背面银电极19的端部中，也可靠地键合了背面银电极19与铝电极17。
在现有的太阳能电池单元中，背面银电极19的形状在硅衬底面内方向上呈大致四角形(长方形)，将该大致四角形(长方形)的角部作成了大致直角。而且，即使在现有的太阳能电池单元中也与本实施形态的太阳能电池单元同样，如图2中所示，也具有铝电极17和背面银电极19部分地交叠的区域B’和区域C’。
在这样的太阳能电池单元中，该互相交叠的部分因在制造中途的烧结时的急剧的加热工序和冷却工序中产生的、起因于各构件的热膨胀系数之差而产生的应力的缘故变得非常脆弱。因此，在烧结后，在该铝电极17和背面银电极19部分地交叠的区域B’和区域C’中，如图2的区域C’中所示，在背面银电极19的角部中，有时背面银电极19从铝电极17剥离。而且，该应力容易集中于背面银电极19的锐利的角部。即，因该应力的集中，在背面银电极19的锐利的角部中不能正常地形成合金部23，存在从该直角角部产生背面银电极19的剥离的趋势。
因此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，为了消除背面银电极19的锐利的角部而将角部作成了圆角部，以免应力集中于背面银电极19的角部。由此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，可缓和集中于背面银电极19的角部的应力，如图1-5中所示，在铝电极17和背面银电极19部分地交叠的区域B和区域C中可靠地形成合金部23，提高了铝电极17与背面银电极19间的键合力、铝电极17和背面银电极19的衬底键合力。因而，按照与本实施形态有关的太阳能电池单元，起到即使在背面银电极19的角部中也可靠地键合背面银电极19与铝电极17从而可实现有效地防止了背面银电极19的剥离的太阳能电池单元的效果。
在圆角尺寸R比合金部23的尺寸大的情况下，不能部分地形成铝电极17与背面银电极19的合金部，作为背面银电极19是不适当的。因而，如图1-4中所示，有必要以能可靠地形成合金部23的方式来决定决定合金部23的尺寸的铝电极17和背面银电极19在背面银电极19的长边方向上交叠的部分的尺寸L1、L3和铝电极17和背面银电极19在背面银电极19的短边方向上交叠的部分的尺寸L5、L7的值。另外，如后述那样利用网板印刷形成铝电极17和背面银电极19，也应考虑铝膏和银膏的印刷时的位置偏移来决定上述尺寸。
此外，在现有的太阳能电池单元中，在为了降低太阳能电池单元的成本而谋求硅衬底的减薄的情况下，与使用了厚的硅衬底的情况相比，起因于硅与铝的热膨胀系数之差的硅衬底的翘曲变大。而且，在较大地产生了硅衬底的翘曲的情况下，在烧结后的制造工序中存在产生硅衬底的裂纹使生产成品率下降或因硅衬底的裂纹使制造本身变得不可能等的问题。
即使在变更铝电极的材料、改善电极材料的热收缩率来抑制硅衬底的翘曲作为对于这些问题的对策的情况下，根据材料组合的情况，因铝与银的热收缩率之差也在背面银电极的一部分中产生剥离。而且，在背面银电极的剥离程度较大的情况下，与由太阳能电池单元的堆叠引起的该太阳能电池单元的裂纹的产生或太阳能电池单元的特性下降有关，引起生产成品率下降这样的问题。
但是，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，如上所述，提高了在硅衬底的背面上形成的铝电极17与背面银电极19间的键合力、铝电极17和背面银电极19的与硅衬底的键合力，可有效地防止背面银电极19的剥离或铝电极17的剥离。由此，可使铝电极17与背面银电极19间的键合、铝电极17和背面银电极19的与衬底的键合变得可靠。
因而，按照与本实施形态有关的太阳能电池单元，起到下述的效果：即使在为了降低太阳能电池单元的成本而减薄硅衬底的情况下，也没有像现有技术那样在硅衬底中产生多个衬底裂纹的情况，可充分地予以对应，可增加可使用的银膏种类的选择自由度。
再者，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，由于将在现有的太阳能电池单元的背面银电极中理应存在的锐利的角部作成圆角部，故背面银电极19的面积变小，削减了在背面银电极19中使用的银膏的量。因而，按照与本实施形态有关的太阳能电池单元，起到可谋求材料费的削减、可实现廉价的太阳能电池单元这样的效果。在后面叙述银膏的具体的削减效果。
接着，说明如上述那样构成的与本实施形态有关的太阳能电池单元的制造方法。为了制造与本实施形态有关的太阳能电池单元，首先，如图3-1中所示，例如对利用提拉法制造的p型的单晶硅锭或利用铸造法制造的多晶硅锭进行切片，得到p型的硅衬底11’。然后，例如用约几wt％～20wt％的氢氧化钠或碳酸氢氧化钠刻蚀除去约10μm～20μm的厚度，除去切片时产生的硅表面的损伤层及污染等。
再者，根据需要用盐酸和过氧化氢的混合溶液清洗，除去在衬底表面上附着的铁等的重金属类。其后，用在同样的碱性低浓度液中添加了IPA(异丙醇)的溶液进行各向异性刻蚀，例如形成纹理(texture)以使硅(111)面露出。
接着，为了形成pn结而形成n型扩散层13a。在该n型扩散层13a的形成工序中，例如使用氯氧化磷(POCl3)，在800℃～900℃的氮、氧的混合气体气氛中进行扩散处理，如图3-2中所示，热扩散磷，在硅衬底11’的整个面上形成导电类型反转后的n型扩散层13a。再有，该n型扩散层13a的薄层电阻例如约为几十(30～80～Ω/□，n型扩散层13a的深度例如约为0.3μm～0.5μm。
接着，为了保护受光面一侧的n型扩散层13a，用网板印刷法印刷高分子抗蚀剂膏并使其干燥以形成抗蚀剂。然后，例如在20wt％的氢氧化钾溶液中浸渍几分钟，除去在硅衬底11’的背面及侧面上形成的n型扩散层13a。其后，用有机溶剂除去抗蚀剂，如图3-3中所示，得到在表面(受光面)的整个面上形成了n型扩散层13的硅衬底11’。
接着，如图3-4中所示，在n型扩散层13的表面上以一样的厚度形成氧化硅膜、氮化硅膜或氧化钛膜等的反射防止膜15。例如，在氧化硅膜的情况下，用等离子CVD法以SiH4气体和NH3气体为原材料，在大于等于300℃的加热温度下并在减压下形成反射防止膜15。折射率例如约为2.0～2.2，反射防止膜15的最佳的膜厚约为70nm～90nm。
接着，使用网板印刷法，在硅衬底11’的背面(与受光面相反的面)的整个面上如图3-5中所示印刷包含玻璃的铝膏并使其干燥，在硅衬底11’的背面的整个面上形成铝膏层17a。在该铝膏层17a中，与背面银电极19的形成部位对应地设置了开口。用形成网板掩模的线径、乳剂厚度等可调整铝膏的涂敷厚度。
接着，使用网板印刷法，在形成了铝电极17的硅衬底11’的背面(与受光面相反的面)上如图3-6中所示印刷背面银电极19用银膏并使其干燥，形成银膏层19a。此时，如图1-3中所示，使银膏层19a的形状成为将角部作成了圆角部的大致四角形(长方形)。在此，例如，如图3-7和图3-8中所示，可使用对于网格25由乳剂27形成了图案的网板掩模进行银膏的印刷。
再者，使用网板印刷法，在形成了反射防止膜15的硅衬底11’的表面(受光面)上印刷表面银电极21用的银膏并使其干燥，如图3-9中所示，形成银膏层21a。用形成网板掩模的网格的线径、乳剂厚度等也可调整银膏的涂敷厚度。
接着，在用于电极形成的烧结工序中，同时在600℃～900℃下对表面和背面电极用膏层进行几分钟～十几分钟的烧结。在硅衬底11’的表面(受光面)一侧，银膏层被烧结，如图3-10中所示，成为表面银电极21，而在反射防止膜15熔融的期间内，银材料通过银膏中包含的玻璃材料与硅衬底11’的硅接触，反射防止膜15再次固化。由此来确保表面银电极21与硅的导通。一般将这样的工艺称为烧透法(fire-through process)。
另一方面，在硅衬底11’的背面(与受光面相反的面)一侧，铝膏层被烧结，如图3-10中所示，成为铝电极17，银膏层被烧结，如图3-10中所示，成为背面银电极19。在此，铝膏的铝与硅衬底11’的硅反应，在铝电极17的正下方形成p+层14。一般将该层称为BSF(背面场)层，对太阳能电池的能量变换效率的提高有贡献。而且，硅衬底11’中被n型扩散层13和p+层14夹住的区域成为p型层11。
此外，在银膏与硅衬底11’直接相接的部位中，直接与硅衬底11’的硅反应，此外，在与铝膏接触的部位中，硅衬底11’的硅、铝膏(铝电极17)的铝、背面银电极19的银这三种金属部分地形成合金。利用以上的工序，利用太阳能电池单元制造工艺完成单元。再有，在单元制作工序后的模块制作工序中，在该银电极3上配置用于向外部取出输出的铜制的接线。
再有，只通过背面银电极的形状的变更，就可实现上述的太阳能电池单元，不变更已有的设备，只通过背面银电极用的银膏的网板印刷时的掩模形状的变更，就可实现上述的太阳能电池单元。
接着，关于背面银电极的削减面积和银膏的削减量，举出具体的例子来说明。在此，如图4-1和图4-2中所示，以按以下的条件构成了在纵方向上以2列排列了相邻的背面银电极19的太阳能电池单元的情况为例来说明。
·背面银电极19的长边长度L1＝9.8mm
·背面银电极19的短边长度L5＝7.8mm
·背面银电极列间的距离L9＝75mm
·背面银电极列中的两端的背面银电极19间的距离L11＝135mm
·背面银电极列中相邻的背面银电极19间的距离L13＝22.5mm
在表1中表示在上述那样的尺寸的太阳能电池单元中在使背面银电极19的圆角部的曲率半径R以0.5mm的间距从1.0mm至3.0mm变化时的背面银电极19的削减面积和银膏削减率。
〔表1〕
如在表1中所示，随着使背面银电极19的圆角部的曲率半径R从1.0mm至3.0mm变大，背面银电极19的削减面积(mm2)从0.9mm2增加到7.7mm2。而且，银膏削减率(％)、即银膏的削减效果从1.1％增加到10.1％。由此，通过应用本发明，可削减背面银电极19用的银膏量，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中可谋求材料费的削减，可以说能实现廉价的太阳能电池单元。
实施形态2.
在实施形态2中，说明与本发明有关的太阳能电池单元的另一形态。与实施形态2有关的太阳能电池单元的基本的结构与上述的与实施形态1有关的太阳能电池单元是同样的。因而，在以下只说明与实施形态2有关的太阳能电池单元和与实施形态1有关的太阳能电池单元的不同点。在以下的附图中，对于与实施形态1有关的太阳能电池单元同样的构件附以与实施形态1相同的符号。
图5-1～图5-3表示与本发明的实施形态2有关的太阳能电池单元的示意结构，图5-1与图1-3对应，是表示与实施形态2有关的太阳能电池单元的背面一侧(与受光面相反的面一侧)的示意结构的平面图。此外，图5-2与图1-4对应，放大地表示图5-1的平面图中的背面银电极31的周边，放大地表示在太阳能电池单元的背面上设置的铝电极17与背面银电极31部分地交叠的部分。
而且，图5-3与图1-5对应，放大地表示背面银电极31的周边，是放大地表示在太阳能电池单元的背面上设置的铝电极17和背面银电极31部分地交叠的区域D和区域E的周边部的剖面图。由于与实施形态1有关的太阳能电池单元的剖面结构和太阳能电池单元的受光面一侧(表面一侧)的示意结构与实施形态1的情况是同样的，故可参照图1-1和图1-2。
在此，本实施形态中的背面银电极31与实施形态1中的背面银电极19对应，如图5-1和图5-2中所示，在将角部作成了倒角部而不是作成圆角部这一点上与实施形态1的情况不同。
在此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，如图5-1和图5-2中所示，背面银电极31在硅衬底的面内方向上呈大致四角形(长方形)。而且，将背面银电极31的大致四角形(长方形)的角部作成了倒角部。
而且，虽然背面银电极的角部的形状与实施形态1的情况不同，但在铝电极17和背面银电极31部分地交叠的区域D和区域E中，使硅衬底的p+层14的硅、铝电极17的铝、背面银电极31的银这三种金属部分地合金化，如图5-2和图5-3中所示，形成了合金部33。再有，在图5-3中，对于区域D和区域E，各金属(硅、铝、银)的边界是清晰的，但由于该部分部分地被合金化，故实际上当然是不清晰的。
由此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，如图5-3中所示，在铝电极17和背面银电极31部分地交叠的区域D和区域E中可靠地形成合金部33，即使在背面银电极31的端部中，也可靠地键合了背面银电极31与铝电极17。
在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，为了消除背面银电极31的锐利的角部而将角部作成了倒角部，以免应力集中于背面银电极31的角部。由此，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，可缓和集中于背面银电极31的角部的应力，如图5-3中所示，在铝电极17和背面银电极31部分地交叠的区域D和区域E中可靠地形成合金部33，提高了铝电极17与背面银电极31间的键合力、铝电极17和背面银电极31的衬底键合力。因而，按照与本实施形态有关的太阳能电池单元，起到即使在背面银电极19的角部中也可靠地键合背面银电极19与铝电极17从而可实现有效地防止了背面银电极19的剥离的太阳能电池单元的效果。
在倒角尺寸C比合金部33的尺寸大的情况下，不能部分地形成铝电极17与背面银电极31的合金部，作为背面银电极31是不适当的。因而，如图5-2中所示，有必要以能可靠地形成合金部33的方式来决定合金部33的尺寸的铝电极17和背面银电极31在背面银电极31的长边方向上交叠的部分的尺寸L21、L23和铝电极17和背面银电极31在背面银电极31的短边方向上交叠的部分的尺寸L25、L27的值。另外，如后述那样利用网板印刷形成铝电极17和背面银电极31，也应考虑铝膏和银膏的印刷时的位置偏移来决定上述尺寸。
此外，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，也如上所述，可使铝电极17与背面银电极31间的键合、铝电极17和背面银电极31的与衬底的键合变得可靠。因而，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，也起到下述的效果：即使在为了降低太阳能电池单元的成本而减薄硅衬底的情况下，也没有像现有技术那样在硅衬底中产生多个衬底裂纹的情况，可充分地予以对应，可增加可使用的银膏种类的选择自由度。
再者，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中，由于将在现有的太阳能电池单元的背面银电极中理应存在的锐利的角部作成倒角部，故也使背面银电极的面积变小，削减了在背面银电极31中使用的银膏的量。因而，在与本实施形态有关的太阳能电池单元，也起到可谋求材料费的削减、可实现廉价的太阳能电池单元这样的效果。
再有，除了在对银膏层进行网板印刷时如图5-1中所示将角部作成了倒角部的大致四角形(长方形)以外，可用与实施形态1的情况同样的工序制作与本实施形态有关的太阳能电池单元。而且，也只通过背面银电极的形状的变更，就可实现与本实施形态有关的太阳能电池单元，不变更已有的设备，只通过变更在网板印刷背面银电极用的银膏时所使用的掩模形状，就可实现上述的太阳能电池单元。
接着，关于背面银电极的削减面积和银膏的削减量，举出具体的例子来说明。在此，如图6-1和图6-2中所示，以按以下的条件构成了在纵方向上以2列排列了相邻的背面银电极31的太阳能电池单元的情况为例来说明。
·背面银电极31的长边长度L21＝9.8mm
·背面银电极31的短边长度L25＝7.8mm
·背面银电极列间的距离L9＝75mm
·背面银电极列中的两端的背面银电极31间的距离L11＝135mm
·背面银电极列中相邻的背面银电极31间的距离L13＝22.5mm
在表2中表示在上述那样的尺寸的太阳能电池单元中在使背面银电极31的倒角部的倒角尺寸C以0.5mm的间距从1.0mm至3.0mm变化时的背面银电极31的削减面积和银膏削减率。
〔表2〕
如在表2中所示，随着使背面银电极31的倒角部的倒角尺寸C从1.0mm至3.0mm变大，背面银电极31的削减面积(mm2)从2.0mm2增加到18.0mm2。而且，银膏削减率(％)、即银膏的削减效果从2.6％增加到23.5％。由此，通过应用本发明，可削减背面银电极31用的银膏量，在与本实施形态有关的太阳能电池单元中可谋求材料费的削减，可以说能实现廉价的太阳能电池单元。
再有，在实施形态1和实施形态2的任一情况下，为了得到更大的银膏的削减效果，有必要将曲率半径或倒角尺寸取得较大，但如果取得过大，则不能形成铝与银的合金部。在实际选定曲率半径或倒角尺寸时，有必要考虑在印刷铝电极和银电极用的膏时所产生的位置偏移，有必要以能可靠地形成合金部的方式来决定曲率半径和倒角尺寸。
此外，与上述实施形态1和实施形态2有关的太阳能电池单元是本发明的实施形态的一例，本发明不由上述的记述来限定，在不脱离本发明的要旨的范围内，可适当地变更。
产业上的可利用性
如上所述，与本发明有关的太阳能电池单元对于铝电极与取出输出用的银电极部分地互相交叠的结构的太阳能电池单元是有用的。
Claims (8)
1.一种太阳能电池单元，其特征在于具备：
光电变换层；
在上述光电变换层的一个面一侧设置的第一电极；
在上述光电变换层的另一个面一侧设置的第二电极；以及
在上述光电变换层的另一个面一侧设置的第三电极，该第三电极的外缘部在上述光电变换层的面内方向上与上述第二电极交叠，同时该第三电极的角部被作成圆角部并设置成四角形状，用于从上述第二电极取出输出。
2.如权利要求1中所述的太阳能电池单元，其特征在于：
上述第二电极是铝电极，
上述第三电极是银电极。
3.一种太阳能电池单元，其特征在于具备：
光电变换层；
在上述光电变换层的一个面一侧设置的第一电极；
在上述光电变换层的另一个面一侧设置的第二电极；以及
在上述光电变换层的另一个面一侧设置的第三电极，该第三电极的外缘部在上述光电变换层的面内方向上与上述第二电极交叠，同时该第三电极的角部被作成倒角部并设置成四角形状，用于从上述第二电极取出输出。
4.如权利要求3中所述的太阳能电池单元，其特征在于：
上述第二电极是铝电极，
上述第三电极是银电极。
5.一种太阳能电池单元的制造方法，其特征在于具备以下步骤：
在光电变换层的一个面一侧形成第一电极；
在上述光电变换层的另一个面一侧形成第二电极；以及
在上述光电变换层的另一个面一侧形成第三电极，该第三电极的外缘部在上述光电变换层的面内方向上与上述第二电极交叠，同时将该第三电极的角部作成圆角部并设置成四角形状，用于从上述第二电极取出输出。
6.如权利要求5中所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于：
上述第二电极是铝电极，
上述第三电极是银电极。
7.一种太阳能电池单元的制造方法，其特征在于具备以下步骤：
在光电变换层的一个面一侧形成第一电极；
在上述光电变换层的另一个面一侧形成第二电极；以及
在上述光电变换层的另一个面一侧形成第三电极，该第三电极的外缘部在上述光电变换层的面内方向上与上述第二电极交叠，同时将该第三电极的角部作成倒角部并设置成四角形状，用于从上述第二电极取出输出。
8.如权利要求7中所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于：
上述第二电极是铝电极，
上述第三电极是银电极。
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