[发明专利]太阳能电池和太阳能电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池和太阳能电池模块。

背景技术

通常在具备硅基板的太阳能电池元件的受光面和背面形成有电极。为了将利用光的入射在太阳能电池元件内转化了的电能高效率地取出到外部，上述电极的电阻率足够低以及与硅基板形成良好的欧姆接触是必要的。

在用于太阳能电池元件的电极中，有受光面集电用电极、受光面输出取出电极、背面集电用电极和背面输出取出电极，通常如下所述形成。首先，对p型硅基板的受光面侧实施纹理(凹凸)形成，接下来，在使磷等在高温下热扩散而形成的n⁺型扩散层上，通过丝网印刷等赋予电极用组合物(有时也称为电极用糊剂组合物)，将其在大气中800℃～900℃下热处理(烧成)，从而形成电极。形成这些电极的电极用组合物包含导电性金属粉末、玻璃粒子和各种添加剂等。

在上述电极中的背面集电用电极以外，作为导电性金属粉末，一般使用包含银粒子的电极用组合物。银粒子的使用具有如下优点：银粒子的电阻率低至1.6×10^-6Ω·cm，上述热处理(烧成)条件下银粒子自还原而烧结，以及能够与硅基板形成良好的欧姆接触(电连接)等。

如上述所示，包含银粒子的电极用组合物显现作为太阳能电池元件的电极优异的特性。但是，由于银为贵金属，原料金属自身的价格高，而且由于资源的问题，希望提出替代银的材料。

作为有望替代银的材料，可列举适用于半导体布线材料的铜。铜在资源上丰富，原料金属成本也为银的约100分之1，价格低。但是，铜是在大气中200℃以上的高温下容易被氧化的材料，在上述工序中形成电极是困难的。

为了解决铜所具有的上述课题，报道了对于铜使用各种方法赋予抗氧化性，即使施以高温热处理(烧成)也难以氧化的铜粒子(例如，参照日本特开2005-314755号公报和日本特开2004-217952号公报)。此外，作为抑制热处理(烧成)时的铜的氧化的方法，也报道了使用了含有含铜粒子和玻璃粒子的电极用糊剂组合物(电极用组合物)的方法(例如，参照日本特开2011-171272号公报)。

在此，对一般的太阳能电池和太阳能电池模块的结构进行说明。一般的太阳能电池元件为例如125mm×125mm或156mm×156mm的大小，单独的发电量小。因此，实际上将多个太阳能电池元件组合，作为太阳能电池和太阳能电池模块使用。上述太阳能电池和太阳能电池模块，在多数情况下，具有如下结构：将多个太阳能电池元件经由电连接于其受光面和背面的输出取出电极上的布线构件而串联和/或并联地连接。此外，太阳能电池模块，由于在屋外环境下使用，因此为了确保对于气温变化、风雨、积雪等的耐性，将经由布线构件连接的多个太阳能电池元件用密封件密封而形成。通常将包含强化玻璃、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)板、背板等的密封件层叠夹持于具有布线构件的太阳能电池，然后，利用真空层压机进行密封。此外，这里，所谓太阳能电池元件，意味着具备具有pn结的半导体基板和在半导体基板上形成的电极的元件。所谓太阳能电池，意味着在太阳能电池元件上设置布线构件，根据需要将多个太阳能电池元件经由布线构件连接的状态的产物。所谓太阳能电池模块，意味着将具备布线构件的太阳能电池，以使太阳能电池中的布线构件的一部分露出的方式用密封件密封的产物。

将上述太阳能电池元件的电极与布线构件连接时，为了将在太阳能电池元件内转换了的电能高效率地取出到外部，必须使电极与布线构件的接触电阻变小。另外，制作上述太阳能电池模块时，在搬运用布线构件将多个太阳能电池元件连接的状态的太阳能电池的工序中，为了防止太阳能电池元件从布线构件脱落，必须牢固地保持太阳能电池元件的电极与布线构件的密合力。

一般地，对于太阳能电池元件的电极与布线构件的连接，使用焊料(例如，参照日本特开2004-204256号公报和日本特开2005-050780号公报)。焊料的导电性、固着强度等连接可靠性优异，价格低，具有通用性，因此已广泛地使用。近年来，作为用于太阳能电池元件的电极与布线构件的连接的焊料，从环境方面考虑，无铅焊料也逐渐普及。

另一方面，也提出了不使用焊料的连接方法。例如日本特开2000-286436号公报、日本特开2001-357897号公报以及日本专利第3448924号公报中公开了使用导电性糊剂的连接方法。

发明内容

但是，使用无铅焊料的情形下，由于焊料的熔融温度通常为230℃～260℃左右，因此与连接相伴的高温或焊料的体积收缩对太阳能电池元件的半导体结构产生影响，有时引起太阳能电池元件的性能劣化。