ES2911897T3

ES2911897T3 - Elemento de celda solar y módulo de celda solar

Info

Publication number: ES2911897T3
Application number: ES18850270T
Authority: ES
Inventors: Norihiro Yonekura; Yoshiyuki Amano; Takao Oshida; Keita Suzuki
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2022-05-23
Anticipated expiration: 2038-08-24
Also published as: WO2019044676A1; JP6807462B2; EP3678192B1; EP3678192A1; US20200176623A1; JPWO2019044676A1; CN111066155A; EP3678192A4; CN111066155B

Abstract

Un elemento de celda solar (1) que comprende: un sustrato semiconductor (10) que tiene una primera superficie (10fs) y una segunda superficie (10bs) situadas frente a la primera superficie (10fs); una capa de pasivación (12) que se sitúa sobre la segunda superficie (10bs) y presenta una pluralidad de orificios (H1); una pluralidad de electrodos pasantes (E23) que se colocan en la pluralidad de orificios (H1) mientras se conectan eléctricamente a la segunda superficie (10bs) del sustrato semiconductor (10); un primer electrodo (E21) que se coloca sobre la capa de pasivación (12) mientras se conecta eléctricamente a dos o más primeros electrodos pasantes (E231) en la pluralidad de electrodos pasantes (E23); y uno o más segundos electrodos (E22) que están posicionados para extenderse linealmente en una primera dirección (Y) sobre la capa de pasivación (12) mientras están eléctricamente conectados a uno o más segundos electrodos pasantes (E232) en la pluralidad de electrodos pasantes (E23), y están conectados eléctricamente al primer electrodo (E21); caracterizado por que cuando el primer electrodo (E21) y el segundo electrodo (E22) se ven en perspectiva en planta, una relación de un área ocupada por uno o más segundos electrodos pasantes (E232) en una segunda región (Ar2) en la que el segundo electrodo (E22) se coloca es menor que la relación de un área ocupada por los dos o más primeros electrodos pasantes (E231) en una primera región (Ar1) en la que se coloca el primer electrodo (E21).

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento de celda solar y módulo de celda solar

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a un elemento de celda solar ya un módulo de celda solar.

Técnica anterior

Los elementos de celda solar incluyen elementos de celda solar de tipo emisor pasivado y celda posterior (PERC) (ver, por ejemplo, descripciones en la traducción al japonés de la publicación de solicitud internacional PCT n.° 2013 526045, Solicitud de patente japonesa abierta al público n.° 2014-53287, la solicitud de patente japonesa abierta al público n.° 2017-45907, y la publicación internacional PCT n.° 2009/157079).

Tal elemento de celda solar tipo PERC, por ejemplo, tiene un electrodo posterior y una superficie posterior de un sustrato semiconductor que están conectados entre sí a través de una gran cantidad de electrodos pasantes formados a través de una capa de pasivación colocada en el lado de la superficie posterior del sustrato semiconductor. Por ejemplo, hay una estructura en la que una gran cantidad de electrodos pasantes están dispuestos de manera uniforme sobre toda la superficie de la capa de pasivación (consulte, por ejemplo, las descripciones en la traducción japonesa de la publicación de solicitud internacional PCT n.° 2013-526045 y la solicitud de patente japonesa abierta al público n.° 2014-53287). Además, por ejemplo, existe una estructura en la que un gran número de electrodos pasantes están dispuestos uniformemente sobre toda la superficie de la capa de pasivación, excluyendo un electrodo de barra colectora en el lado de la superficie posterior (véanse, por ejemplo, las descripciones en la solicitud de patente japonesa abierta al público n.° 2017-45907 y la publicación internacional PCT n.° 2009/157079). El documento US 2013/337604 A1 divulga una celda solar del tipo PERC (emisor pasivado y celda posterior) que comprende en su superficie posterior un electrodo colector posterior y un electrodo de aluminio en contacto eléctrico entre sí.

Sumario

La invención proporciona un elemento de celda solar según la reivindicación 1. Se divulgan un elemento de celda solar y un módulo de celda solar.

Un aspecto de un elemento de celda solar incluye un sustrato semiconductor, una capa de pasivación, una pluralidad de electrodos pasantes, un primer electrodo y uno o más segundos electrodos. El sustrato semiconductor tiene una primera superficie y una segunda superficie colocadas para mirar en una dirección opuesta a la dirección de la primera superficie. La capa de pasivación se coloca sobre la segunda superficie y tiene una pluralidad de orificios. La pluralidad de electrodos pasantes se coloca en la pluralidad de orificios mientras se conectan eléctricamente a la segunda superficie del sustrato semiconductor. El primer electrodo se coloca sobre la capa de pasivación mientras se conecta eléctricamente a dos o más primeros electrodos pasantes en la pluralidad de electrodos pasantes. El uno o más segundos electrodos están posicionados para extenderse linealmente en una primera dirección sobre la capa de pasivación mientras están eléctricamente conectados a uno o más segundos electrodos pasantes en la pluralidad de electrodos pasantes, y están eléctricamente conectados al primer electrodo. Cuando el primer electrodo y el segundo electrodo se ven en perspectiva plana, la relación del área ocupada por uno o más segundos electrodos pasantes en una segunda región en la que se coloca el segundo electrodo es menor que la relación del área ocupada por los dos o más primeros electrodos pasantes en una primera región en la que se coloca el primer electrodo.

Un aspecto de un módulo de celda solar incluye una pluralidad de elementos de celda solar según el aspecto descrito anteriormente, una pluralidad de elementos de cableado, un primer elemento, un segundo elemento, un primer relleno y un segundo relleno. La pluralidad de elementos de celda solar se coloca para estar dispuestos en dos dimensiones. La pluralidad de elementos de cableado está colocada en un estado de conexión eléctrica de elementos de celda solar adyacentes en la pluralidad de elementos de celda solar. El primer elemento se coloca en el lado de la primera superficie de la pluralidad de elementos de celda solar y tiene translucidez. El segundo elemento está posicionado en el lado de la segunda superficie de la pluralidad de elementos de celda solar. El primer relleno se coloca entre la pluralidad de elementos de celda solar y el primer elemento y tiene translucidez. El segundo relleno se coloca entre la pluralidad de elementos de celda solar y el segundo elemento.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en planta que muestra el aspecto del lado del primer elemento de un ejemplo de un módulo de celda solar según una primera realización.

La figura 2(a) es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de una sección cortada del módulo de celda solar tomada a lo largo de la línea II-II en la figura 1. La figura 2(b) es una vista en sección transversal que muestra otro ejemplo de una sección cortada del módulo de celda solar tomada a lo largo de la línea II-II en la figura 1.

La figura 3 es una vista en planta que muestra el aspecto del lado de la superficie del primer elemento de un ejemplo de un elemento de celda solar según la primera realización.

La figura 4 es una vista en planta que muestra el aspecto del lado de la superficie del segundo elemento de un ejemplo del elemento de celda solar según la primera realización.

La figura 5 es un diagrama que muestra un ejemplo de una porción de superficie de corte virtual del elemento de celda solar tomada a lo largo de la línea V-V en las figuras 3 y 4.

La figura 6(a) es una vista en planta ampliada que muestra una apariencia ampliada en el lado de la superficie del segundo elemento del elemento de celda solar en una porción VIa de la figura 4. La figura 6(b) es una vista en planta ampliada que muestra una configuración ampliada de una capa de pasivación en la porción VIa de la figura 4.

La figura 7 es un diagrama que muestra un ejemplo de una porción de superficie de corte virtual del elemento de celda solar tomada a lo largo de la línea VII-VII en la figura 6(a).

La figura 8 es un diagrama que muestra un ejemplo de una porción de superficie de corte virtual de un elemento de celda solar según el Ejemplo de Referencia, correspondiente a la porción de superficie de corte virtual tomada a lo largo de la línea VII-VII en la figura 6(a).

Las figuras 9(a) a 9(f) son diagramas que muestran un ejemplo de una porción de superficie de corte virtual, correspondiente a la porción de superficie de corte virtual que se muestra en la figura 5, en un estado intermedio de fabricación del elemento de celda solar según la primera realización.

La figura 10 es un diagrama que muestra una configuración esquemática de un aparato para medir una carga de rotura de un elemento de celda solar.

La figura 11 es un gráfico que muestra un ejemplo de resultados de medición de la carga de rotura del elemento de celda solar.

La figura 12 es un diagrama que muestra un ejemplo de una porción de superficie de corte virtual de un elemento de celda solar según una segunda realización, correspondiente a la porción de superficie de corte virtual tomada a lo largo de la línea VII-VII en la figura 6(a).

La figura 13 es un diagrama que muestra un ejemplo de una porción de superficie de corte virtual de un elemento de celda solar según una tercera realización, correspondiente a la porción de superficie de corte virtual tomada a lo largo de la línea VII-VII en la figura 6(a).

Descripción de realizaciones

En un elemento de celda solar tipo PERC, por ejemplo, las características de salida se mejoran por el efecto de pasivación proporcionado por una capa de pasivación colocada en el lado de la superficie posterior de un sustrato semiconductor. En esta capa de pasivación, se coloca una gran cantidad de electrodos pasantes mientras se conectan eléctricamente la superficie posterior del sustrato semiconductor y un electrodo posterior entre sí, y los portadores obtenidos por conversión fotoeléctrica se acumulan en el lado de la superficie posterior del sustrato semiconductor. El electrodo posterior incluye, por ejemplo, un electrodo para recoger portadores (también denominado electrodo colector) y un electrodo de barra colectora en un estado conectado eléctricamente al electrodo colector para extraer una salida.

Aquí, por ejemplo, el efecto de pasivación se puede mejorar haciendo que un área que incluya los electrodos pasantes sea más pequeña y haciendo que un área que incluya la capa de pasivación sea más grande. Por otro lado, por ejemplo, la eficiencia de los portadores de recolección obtenidos por la conversión fotoeléctrica en el sustrato semiconductor (también conocida como eficiencia de recolección) puede mejorarse haciendo que la región que incluye los electrodos pasantes sea más grande y haciendo que la región que incluye la capa de pasivación sea más pequeña. Así, por ejemplo, las características de salida del elemento de celda solar de tipo PERC pueden mejorarse ajustando el número y el tamaño de los electrodos pasantes según corresponda mientras se tiene en cuenta el equilibrio entre el efecto de pasivación y la eficiencia de recolección.

Mientras tanto, por ejemplo, cuando los electrodos pasantes se colocan inmediatamente debajo del electrodo de la barra colectora en una vista en perspectiva plana, en tal porción, la capa de pasivación se reduce y es probable que ocurra la recombinación de los portadores minoritarios. En este caso, por ejemplo, la eficiencia de conversión fotoeléctrica en el elemento de celda solar tipo PERC puede verse comprometida. Sin embargo, por ejemplo, cuando los electrodos pasantes conectados al electrodo de la barra colectora no se colocan inmediatamente debajo del electrodo de la barra colectora en una vista en perspectiva plana, la fuerza de unión del electrodo de la barra colectora al sustrato semiconductor es baja, lo que significa que el electrodo de la barra colectora es probable que se desprenda del sustrato semiconductor. En este caso, por ejemplo, la fiabilidad a largo plazo del elemento de celda solar tipo PERC puede verse comprometida.

Considerando todas las cosas, los inventores de la presente solicitud han desarrollado una tecnología que puede mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica y la fiabilidad a largo plazo de una manera bien equilibrada para elementos de celda solar de tipo PERC y módulos de celdas solares.

A continuación, se describirán diversas realizaciones con respecto a esto con referencia a los dibujos. Los mismos signos de referencia se asignan a componentes que tienen estructuras y funciones similares en los dibujos, y la descripción de estos no se repetirá a continuación. Los dibujos se muestran esquemáticamente. Las figuras 1 a 10 y las figuras 12 y 13 muestran cada una un sistema de coordenadas XYZ derecho. En este sistema de coordenadas XYZ, una dirección corta de un primer electrodo de extracción de salida E11 a lo largo de una superficie del primer elemento 1 fs de un elemento de celda solar 1 es una dirección X, una dirección longitudinal del primer electrodo de extracción de salida E11 a lo largo de la superficie del primer elemento 1 fs es una dirección Y, y una dirección ortogonal tanto a la dirección X como a la dirección Y es una dirección Z.

1. Primera realización

1-1. Módulo de celda solar

La configuración de un módulo de celda solar 100 según una primera realización se describirá con referencia a las figuras 1 a 7

Como se muestra en las figuras 1 y 2(a), el módulo de celda solar 100 incluye, por ejemplo, un primer elemento 101, un relleno 102, una unidad de celda solar 103 y un segundo elemento 104. El relleno 102 incluye, por ejemplo, un primer relleno 102u y un segundo relleno 102b. En el ejemplo mostrado en las figuras 1 y 2(a), el módulo de celda solar 100 tiene una configuración en la que el primer elemento 101, el primer relleno 102u, la unidad de celda solar 103, el segundo relleno 102b y el segundo elemento 104 están apilados en este orden en una dirección -Z. Por ejemplo, el módulo de celda solar 100 tiene una superficie frontal (también denominada superficie del primer módulo) Ms1 dispuesta principalmente hacia una fuente de luz como el sol y una superficie posterior (también denominada superficie del segundo módulo) Ms2 colocada mientras mira en una dirección opuesta a la de la superficie del primer módulo Ms1.

La unidad de celda solar 103 incluye, por ejemplo, una pluralidad de elementos de celda solar 1, una pluralidad de primeros elementos de cableado W1 y una pluralidad de segundos elementos de cableado W2. En el ejemplo que se muestra en la figura 1, en la unidad de celda solar 103, por ejemplo, la pluralidad de elementos de celda solar 1 están posicionados para estar dispuestos bidimensionalmente. Específicamente, la unidad de celda solar 103 incluye, por ejemplo, una pluralidad de (seis en este caso) cadenas de celda solar SG1. Cada una de las cadenas de celda solar SG1 incluye, por ejemplo, una pluralidad de (siete en este caso) los elementos de celda solar 1 y una pluralidad de los primeros elementos de cableado W1. Por ejemplo, la pluralidad de primeros elementos de cableado W1 están colocados en un estado de conexión eléctrica entre sí de los elementos de celda solar 1 adyacentes. Por ejemplo, la pluralidad de segundos elementos de cableado W2 están colocados en un estado de conexión eléctrica entre sí de las cadenas de celda solar SG1 adyacentes. Cada uno de los elementos de celda solar 1 tiene una superficie (también denominada superficie del primer elemento) 1 fs colocada en un lado de la superficie frontal y una superficie (también denominada superficie del segundo elemento) 1bs colocada mientras mira en una dirección opuesta a la de la superficie del primer elemento 1fs. En el ejemplo de las figuras 1 a 5, la superficie 1 fs del primer elemento está orientada en la dirección Z, y la superficie 1bs del segundo elemento está orientada en la dirección -Z.

Por ejemplo, el primer elemento 101 se coloca en el lado de la superficie del primer elemento 1 fs de la unidad de celda solar 103 que incluye la pluralidad de elementos de celda solar 1. Por ejemplo, el primer elemento 101 puede funcionar para proteger la unidad de celda solar 103 y para sellar la unidad de celda solar 103. El primer elemento 101 puede estar formado por un material transparente, por ejemplo. El primer elemento 101 puede estar formado de vidrio o puede estar formado de una resina tal como una resina acrílica o de policarbonato o similar, por ejemplo. Así, el primer elemento 101 puede tener translucidez con respecto a la luz de una longitud de onda en un rango específico, por ejemplo. Los ejemplos de la longitud de onda en el rango específico utilizado incluyen una longitud de onda de luz que tiene alta intensidad incluida en la luz con la que se irradia el módulo de celda solar 100 y que puede ser convertida fotoeléctricamente por la unidad de celda solar 103. Aquí, el vidrio puede ser un material que tenga una alta transmisión de luz, por ejemplo. Además, los ejemplos del vidrio usado pueden incluir vidrio plano blanco, vidrio templado o vidrio reflectante de rayos térmicos. Por ejemplo, el vidrio puede tener un espesor de aproximadamente 2 mm a 5 mm. Como la forma del primer elemento 101, por ejemplo, puede emplearse una forma de placa tal como una forma de placa plana. En el ejemplo de las figuras 1 y 2(a), cuando el primer elemento 101 se ve en planta desde el lado de la dirección Z en la dirección -Z, la forma exterior del primer elemento 101 es rectangular. Como superficie en el lado de la dirección Z del primer elemento 101, por ejemplo, se puede emplear una superficie rectangular con cada lado de aproximadamente 900 mm a 1200 mm de largo.

Por ejemplo, el segundo elemento 104 se coloca en el lado de la superficie 1bs del segundo elemento de la unidad de celda solar 103 que incluye la pluralidad de elementos de celda solar 1. Por ejemplo, el segundo elemento 104 puede funcionar para proteger la unidad de celda solar 103 y para sellar la unidad de celda solar 103. El material, la forma y el grosor del segundo elemento 104 pueden ser los mismos que los del primer elemento 101, por ejemplo. Por ejemplo, de manera similar al primer elemento 101, el segundo elemento 104 tiene translucidez con respecto a la luz de una longitud de onda en un rango específico. Aquí, por ejemplo, el segundo elemento 104 puede no tener translucidez con respecto a la luz de una longitud de onda en un rango específico. En este caso, el segundo elemento 104 puede ser un elemento en forma de lámina (también denominado lámina posterior) como una resina, como se muestra en la figura 2(b), por ejemplo. Además, por ejemplo, como el segundo elemento 104, se puede usar una lámina de resina a base de flúor resistente a la intemperie que intercala papel de aluminio que tiene una superficie blanca, una lámina de tereftalato de polietileno (PET) sobre la que se deposita alúmina o sílice o similar. Por ejemplo, el primer relleno 102u se coloca entre la pluralidad de elementos de celda solar 1 y el primer elemento 101. Por ejemplo, el segundo relleno 102b se coloca entre la pluralidad de elementos de celda solar 1 y el segundo elemento 104. En otras palabras, el relleno 102 que incluye el primer relleno 102u y el segundo relleno 102b se coloca mientras se llena entre el primer elemento 101 y el segundo elemento 104 para cubrir la unidad de celda solar 103, por ejemplo. Así, por ejemplo, el primer relleno 102u y el segundo relleno 102b pueden funcionar para sostener la unidad de celda solar 103 y funcionar como un material de sellado para sellar la unidad de celda solar 103. De manera similar al primer elemento 101 y al segundo elemento 104, el primer relleno 102u y el segundo relleno 102b tienen translucidez. Los ejemplos de materiales usados para el primer relleno 102u y el segundo relleno 102b incluyen resina termoendurecible y similares. La resina termoendurecible puede contener un copolímero de etilenvinilacetato (EVA) o polivinilbutiral (PVB) como componente principal, por ejemplo. La resina termoendurecible puede contener un agente de reticulación, por ejemplo. En la presente memoria descriptiva, el componente principal significa un componente contenido en la relación más grande (la más alta) (también denominada relación de contenido) entre los componentes contenidos. Aquí, por ejemplo, el segundo relleno 102b puede no tener translucidez con respecto a la luz de una longitud de onda en un rango específico. Por ejemplo, se puede usar un material de resina coloreada como segundo relleno 102b. Por ejemplo, el EVA que se colorea de blanco mediante la adición de óxido de titanio o similar puede usarse como el segundo relleno 102b.

1-2. Configuración del elemento de celda solar

La configuración del elemento de celda solar 1 según la primera realización se describirá con referencia a las figuras 3 a 7 El elemento de celda solar 1 según la primera realización es un elemento de celda solar de tipo PERC.

Por ejemplo, el elemento de celda solar 1 incluye un sustrato semiconductor 10, una película antirreflectante 11, una capa de pasivación 12, una capa protectora 13, un electrodo frontal E1 y un electrodo posterior E2.

El sustrato semiconductor 10 tiene una primera superficie 10fs y una segunda superficie lObs colocadas mientras miran en una dirección opuesta a la de la primera superficie 10fs. La primera superficie 10fs se coloca en el lado de la superficie del primer elemento 1 fs del elemento de celda solar 1. En el ejemplo de las figuras 3 a 5, la primera superficie 10fs está en un estado orientado en la dirección Z. La segunda superficie lObs se coloca en el lado de la superficie del segundo elemento 1bs del elemento de celda solar 1. En el ejemplo de las figuras 3 a 5, la segunda superficie lObs está en un estado orientado en la dirección -Z. La primera superficie 10fs y la segunda superficie lObs forman, cada una, una superficie de placa del sustrato semiconductor 10 a lo largo del plano XY. El sustrato semiconductor 10 tiene un grosor a lo largo de la dirección Z.

El sustrato semiconductor 10 incluye además una primera región semiconductora 10f y una segunda región semiconductora 10s, por ejemplo. La primera región semiconductora 10f se coloca, por ejemplo, en el lado de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. La primera zona semiconductora 10f es, por ejemplo, una zona formada por un semiconductor de un primer tipo de conductividad. La segunda región semiconductora 10s se coloca, por ejemplo, en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. La segunda región semiconductora 10s es, por ejemplo, una región formada por un semiconductor de un segundo tipo de conductividad opuesto al primer tipo de conductividad. En el ejemplo de la figura 5, la segunda región semiconductora 10s se coloca en una parte de la capa superficial en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. En otras palabras, la segunda región de semiconductores 10s está situada en la primera región de semiconductores lOf. Aquí, por ejemplo, se supone que el sustrato semiconductor 10 es un sustrato de silicio que contiene silicio. En este caso, se emplea como sustrato de silicio un sustrato de silicio policristalino o monocristalino. El sustrato de silicio es, por ejemplo, un sustrato delgado que tiene un espesor de 250 |jm o menos o 150 |jm o menos. Además, el sustrato de silicio tiene, por ejemplo, una superficie de placa sustancialmente rectangular que tiene cada lado de aproximadamente 150 mm a 200 mm de largo en vista en planta. Cuando se emplea el sustrato semiconductor 10 que tiene tal forma, el módulo de celda solar 100 puede fabricarse disponiendo una pluralidad de elementos de celda solar 1 con un pequeño espacio entre los elementos de celda solar 1.

Por ejemplo, cuando el primer tipo de conductividad es de tipo p y el segundo tipo de conductividad es de tipo n, el sustrato de silicio de tipo p se puede producir, por ejemplo, proporcionando impurezas tales como boro o galio que sirven como elementos dopantes en policristalinos o cristales de silicio monocristalino. En este caso, la segunda región semiconductora 10s de tipo n se puede producir con impurezas tales como fósforo que actúa como dopante dispersado en la parte de la capa superficial en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato de silicio de tipo p. Como resultado, se puede formar el sustrato semiconductor 10 en el que se apilan la primera región semiconductora 10f de tipo p y la segunda región semiconductora 10s de tipo n. Así, el sustrato semiconductor 10 tiene una unión pn situada en la interfaz entre la primera región semiconductora 10f y la segunda región semiconductora 10s.

Como se muestra en la figura 5, la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 puede tener, por ejemplo, una estructura con micro huecos y protuberancias (también denominada textura) para reducir la reflectancia de la luz de irradiación. La altura de cada una de las protuberancias en la textura es, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 |jm a 10 |jm. La distancia entre los vértices de las protuberancias adyacentes de la textura es, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 jm a 20 jm. En la textura, por ejemplo, los rebajes pueden ser sustancialmente esféricos. En la textura, por ejemplo, las protuberancias pueden tener forma de pirámide. La "altura de cada una de las protuberancias" descrita anteriormente significa, por ejemplo, en la figura 5, una distancia entre el vértice de cada uno de los protuberancias y una línea de referencia que se define como una línea recta que pasa por los fondos de los rebajes, en una dirección perpendicular a la línea de referencia (la dirección Z en este caso).

El sustrato semiconductor 10 incluye una tercera región semiconductora 10t. La tercera región semiconductora 10t se coloca en la parte de la capa superficial en el segundo lado de superficie lObs del sustrato semiconductor 10. El tipo de conductividad de la tercera región semiconductora 10t solo puede ser el mismo que el de la primera región semiconductora 10f (tipo p en la primera realización). La concentración del dopante contenido en la tercera región semiconductora 10t es mayor que la concentración del dopante contenido en la primera región semiconductora 10f. Con esta configuración, la tercera región semiconductora lOt sirve como una capa de campo de superficie posterior (BSF) que forma un campo eléctrico interno en el segundo lado superficial lObs del sustrato semiconductor 10. Así, en la proximidad de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, puede reducirse la recombinación de portadores minoritarios generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10. Como resultado, es menos probable que se comprometa la eficacia de conversión fotoeléctrica en el elemento de celda solar 1. La tercera región semiconductora 10t se puede formar con un elemento dopante, tal como aluminio, difundido en la parte de la capa superficial en el segundo lado superficial 10b del sustrato semiconductor 10, por ejemplo. Aquí, la concentración del elemento dopante contenido en la primera región semiconductora 10f se puede establecer en aproximadamente 5 * 1015 átomos/cm3 a 1 * 1017 átomos/cm3, y la concentración del elemento dopante contenido en la tercera región semiconductora 10t se puede establecer en aproximadamente 1 * 1018 átomos/cm3 a 5 * 1021 átomos/cm3. La tercera región semiconductora 10t solo necesita estar presente, por ejemplo, en una porción de contacto entre un primer electrodo pasante E231 en el lado de la superficie posterior descrito más adelante y el sustrato semiconductor 10.

La película antirreflectante 11 se coloca, por ejemplo, en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. La película antirreflectante 11 puede, por ejemplo, reducir la reflectancia de la luz con la que se irradia la superficie del primer elemento 1fs del elemento de celda solar 1. Como material de la película antirreflectante 11, se puede adoptar, por ejemplo, óxido de silicio, óxido de aluminio, nitruro de silicio o similares. El índice de refracción y el grosor de la película antirreflectante 11 pueden establecerse según corresponda para que sean valores que satisfagan una condición que logre una baja reflectancia (también denominada condición de baja reflexión) de la luz solar cuyo rango de longitud de onda puede contribuir a la generación de energía eléctrica a través de la absorción en el sustrato semiconductor 10, por ejemplo. Aquí, por ejemplo, el índice de refracción de la película antirreflectante 11 es de aproximadamente 1,8 a 2,5, y el grosor de la película antirreflectante 11 es de aproximadamente 50 nm a 120 nm. La película antirreflectante 11 se puede formar usando plasma CVD (deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD)) o pulverización catódica.

La capa de pasivación 12 se coloca en al menos la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. En la primera realización, la capa de pasivación 12 se coloca en un estado de estar en contacto con la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Por ejemplo, la capa de pasivación 12 puede reducir la recombinación de portadores minoritarios generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10. Como material de la capa de pasivación 12, se adopta, por ejemplo, óxido de aluminio o similar. En este caso, la capa de pasivación 12 puede estar formada, por ejemplo, por deposición de capa atómica (ALD). Aquí, el óxido de aluminio tiene carga fija negativa. Por lo tanto, los portadores minoritarios (electrones en este caso) generados en el lado de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 se separan de la interfaz (segunda superficie lObs) entre la primera región del semiconductor de tipo p lOf y la capa de pasivación 12 por el efecto de campo. Por lo tanto, la recombinación de portadores minoritarios puede reducirse en la vecindad de la segunda superficie lObs en el sustrato semiconductor 10. Como resultado, se puede mejorar la eficacia de conversión fotoeléctrica en el elemento 1 de celda solar de tipo PERC. El espesor de la capa de pasivación 12 es, por ejemplo, de aproximadamente 10 nm a 60 nm. La capa de pasivación 12 también se puede colocar sobre la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10, por ejemplo. La capa de pasivación 12 puede colocarse, por ejemplo, sobre una superficie lateral lOss en un estado de conexión de la primera superficie 10fs y la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 entre sí.

Aquí, la capa de pasivación 12 tiene, por ejemplo, una pluralidad de orificios (también denominados primeros orificios) H1. Cada uno de los primeros orificios H1 se coloca mientras se forma a través de la capa de pasivación 12 en la dirección del espesor de la capa de pasivación 12 (aquí, la dirección Z). Cada uno de los primeros orificios H1 puede ser, por ejemplo, un orificio que tenga la forma de un orificio pasante que tenga una circunferencia a lo largo de la segunda superficie lObs cerrada. Además, cada uno de los primeros orificios H1 puede ser un orificio que tenga forma de hendidura con al menos una parte de la circunferencia a lo largo de la segunda superficie lObs abierta. Aquí, la pluralidad de primeros orificios H1 incluye, por ejemplo, primeros orificios A H11 colocados inmediatamente debajo de un segundo electrodo colector E21 descrito más adelante y primeros orificios B H12 colocados inmediatamente debajo de un segundo electrodo extractor de salida E22 descrito más adelante.

La capa protectora 13 se coloca, por ejemplo, en el lado de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. En la primera realización, la capa protectora 13 está, por ejemplo, colocada sobre la capa de pasivación 12 colocada sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. En otras palabras, la capa protectora 13 se coloca, por ejemplo, entre la capa de pasivación 12 y el electrodo posterior E2. La capa protectora 13 está sobre la capa de pasivación 12 para cubrir la capa de pasivación 12. Así, la capa protectora 13 puede proteger la capa de pasivación 12, por ejemplo. Específicamente, por ejemplo, es menos probable que la humedad y similares alcancen la capa de pasivación 12 desde el exterior del elemento de celda solar 1 debido a la presencia de la capa protectora 13, tanto en situaciones en las que el elemento de celda solar 1 se fabrica como se utiliza el elemento de celda solar 1. Por lo tanto, es menos probable que se deteriore la capa de pasivación 12.

Como material de la capa protectora 13, se adopta, por ejemplo, óxido de silicio, nitruro de silicio, resina aislante o similares. La capa protectora 13 se coloca sobre la capa de pasivación 12, en un estado que tiene un patrón deseado. La capa protectora 13 tiene una pluralidad de orificios (también denominados segundos orificios) H3 en un estado de formación a través de la capa protectora 13 en la dirección del espesor (aquí, la dirección Z). Cada uno de los segundos orificios H3 puede ser, por ejemplo, un orificio que tiene la forma de un orificio pasante que tiene una circunferencia a lo largo de la segunda superficie lObs cerrada. Además, cada uno de los segundos orificios H3 puede ser un orificio que tenga forma de hendidura con al menos una parte de la circunferencia a lo largo de la segunda superficie lObs abierta. Cada uno de los segundos orificios H3 está, por ejemplo, en un estado de conexión continua con el correspondiente primer orificio H1 de la capa de pasivación 12. Aquí, la pluralidad de segundos orificios H3 incluye, por ejemplo, segundos orificios A H31 colocados inmediatamente debajo del segundo electrodo colector E21 descrito más adelante y segundos orificios B H32 colocados inmediatamente debajo del segundo electrodo de extracción de salida E22 descrito más adelante.

La capa protectora 13 se forma, por ejemplo, sobre la capa de pasivación 12 formada sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, por un proceso seco o un proceso húmedo. Por ejemplo, se adopta un método de aplicación, secado y calentamiento de pasta aislante o similar para el proceso húmedo. Por ejemplo, se adopta un método que usa PECVD, pulverización catódica y similares para el proceso seco.

Aquí, por ejemplo, si la capa protectora 13 es una película delgada que contiene nitruro de silicio, la capa protectora 13 se puede formar usando un proceso seco tal como pulverización catódica o deposición química de vapor. Así, por ejemplo, se puede mejorar la fuerza de unión entre la capa de pasivación 12 y la capa protectora 13. En este caso, por ejemplo, los segundos orificios H3 que tienen un patrón deseado pueden formarse emitiendo un rayo láser, usando un aparato láser, en el lado de la segunda superficie 10bs del sustrato semiconductor 10. Por ejemplo, se adopta un láser de itrio/aluminio/granate (Nd:YAG) dopado con neodimio con un interruptor Q para el aparato láser. En este caso, por ejemplo, los segundos orificios H3 que tienen un patrón deseado pueden formarse usando una máscara en el lado de la segunda superficie 10bs del sustrato semiconductor 10. Aquí, cuando se forman los segundos orificios H3 en la capa protectora 13, los primeros orificios H1 se pueden formar en la capa de pasivación 12 al mismo tiempo.

Además, por ejemplo, si la capa protectora 13 es una película delgada que contiene resina de siloxano o similar, la capa protectora 13 puede formarse mediante un proceso húmedo en el que se aplica pasta aislante a la capa de pasivación 12 mediante un método de serigrafía, secado y similares. Aquí, para la pasta aislante, por ejemplo, se adopta pasta aislante que incluye resina de siloxano que es una materia prima de la capa protectora 13, un disolvente orgánico y una pluralidad de rellenos. La resina de siloxano es un compuesto de siloxano que tiene un enlace Si-O-Si (también denominado enlace siloxano). Específicamente, como resina de siloxano, por ejemplo, se adopta una resina de bajo peso molecular que tiene un peso molecular de 15.000 o menos, que se produce por hidrólisis y polimerización por condensación de alcoxisilano, silazano o similares.

La capa protectora 13 se puede formar en la superficie lateral lOss del sustrato semiconductor 10, por ejemplo. En este caso, es menos probable que el elemento de celda solar 1 presente una corriente de fuga debido a la presencia de la capa protectora 13.

El electrodo frontal E1 se coloca en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. El electrodo frontal E1 incluye el primer electrodo extractor de salida E11 y el primer electrodo colector E12.

El primer electrodo de extracción de salida E11 es un electrodo (también denominado electrodo de barra colectora) que puede recolectar portadores, generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10, a través del primer electrodo de recolección E12 y extraer electricidad al exterior del elemento de celda solar 1. En el ejemplo de las figuras 3 y 5, se proporcionan tres primeros electrodos de extracción de salida E11 en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. Cada uno de los primeros electrodos de extracción de salida E11 tiene una dirección longitudinal a lo largo de la primera superficie 10fs. Esta dirección longitudinal es la dirección Y. Cada uno de los primeros electrodos de extracción de salida E11 tiene una dirección corta (también denominada dirección de ancho) que se cruza con la dirección longitudinal. La dirección del ancho es la dirección X. Aquí, el primer electrodo de extracción de salida E11 tiene, por ejemplo, una forma rectangular alargada en vista en planta. La longitud en la dirección corta (también denominada ancho) del primer electrodo de extracción de salida E11 es, por ejemplo, de aproximadamente 0,8 mm a 2 mm. Al menos una parte del primer electrodo extractor de salida E11 está en un estado de intersección y conectado eléctricamente al primer electrodo colector E12.

El primer electrodo colector E12 es un electrodo que puede recolectar portadores generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10. En el ejemplo de la figura 3, una pluralidad de los primeros electrodos colectores E12 se proporcionan en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. Cada uno de los primeros electrodos colectores E12 tiene una dirección longitudinal a lo largo de la primera superficie 10fs. Esta dirección longitudinal es la dirección X. Cada uno de los primeros electrodos colectores E12 tiene una dirección corta (también denominada dirección de ancho) que se cruza con la dirección longitudinal. Aquí, cada uno de los primeros electrodos colectores E12 es, por ejemplo, un electrodo lineal. Cada uno de los primeros electrodos colectores E12 tiene una ancho de aproximadamente 30 |jm a 150 |jm, por ejemplo. Así, el ancho de cada uno de los primeros electrodos colectores E12 es menor que el ancho del primer electrodo extractor de salida E11. Además, la pluralidad de primeros electrodos colectores E12 están posicionados para estar dispuestos con un espacio de aproximadamente 1 mm a 3 mm entre ellos, por ejemplo.

El grosor del primer electrodo de extracción de salida E11 y el primer electrodo colector E12 es, por ejemplo, de aproximadamente 10 jm a 40 jm. El primer electrodo de extracción de salida E11 y el primer electrodo colector E12 se pueden formar, por ejemplo, aplicando pasta de plata en una forma deseada mediante serigrafía o similar y luego quemando la pasta de plata. Por ejemplo, la pasta de plata solo puede ser una pasta conductora que contenga polvo metálico que contenga plata como componente principal, un vehículo orgánico y fritas de vidrio. Además, el electrodo frontal E1 incluye, por ejemplo, un electrodo auxiliar E13. El electrodo auxiliar E13 está posicionado a lo largo de un borde de la circunferencia del sustrato semiconductor 10, y está en un estado de conexión eléctrica de los primeros electrodos colectores E12 entre sí. Por ejemplo, el electrodo auxiliar E13 puede tener la misma forma que el primer electrodo colector E12 en la primera superficie 10fs.

El electrodo posterior E2 se coloca en el lado de la segunda superficie 10bs del sustrato semiconductor 10. El electrodo posterior E2 incluye un primer electrodo (también denominado segundo electrodo colector) E21, uno o más segundos electrodos (también denominados segundos electrodos de extracción de salida) E22 y una pluralidad de electrodos pasantes E23.

Cada uno de la pluralidad de electrodos pasantes E23 se coloca mientras se conecta eléctricamente a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, en un orificio continuo (también denominado orificio conectado) que incluye el primer orificio H1 y el segundo orificio H3 en un estado de estar continuamente conectados entre sí. El orificio conectado puede ser, por ejemplo, un orificio que tenga la forma de un orificio pasante que tenga una circunferencia cerrada a lo largo de la segunda superficie lObs. Además, el orificio conectado puede ser, por ejemplo, un orificio que tenga forma de hendidura con al menos una parte de la circunferencia a lo largo de la segunda superficie lObs abierta. Como se muestra en las figuras 5 a 7, la pluralidad de electrodos pasantes E23 incluye dos o más primeros electrodos pasantes E231 y uno o más segundos electrodos pasantes E232. Los primeros electrodos pasantes E231 se colocan, por ejemplo, mientras se conectan eléctricamente a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, en un orificio continuo (también denominado primer orificio conectado) que incluye el primer orificio A H11 y el segundo orificio A H31 en un estado de estar continuamente conectados entre sí. El segundo electrodo pasante E232 se coloca, por ejemplo, mientras se conecta eléctricamente a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, en un orificio continuo (también denominado segundo orificio conectado) que incluye el primer orificio B H12 y el segundo orificio B H32 en un estado de estar continuamente conectados entre sí.

El segundo electrodo colector E21 se coloca sobre la capa de pasivación 12. El segundo electrodo colector E21 puede, por ejemplo, recoger portadores generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10, en el lado de la segunda superficie 1Obs del sustrato semiconductor 10. Como se muestra en las figuras 5 a 7, el segundo electrodo colector E21 se coloca sobre la capa de pasivación 12 mientras se conecta eléctricamente a los dos o más primeros electrodos pasantes E231. En el ejemplo de las figuras 5 a 7, el segundo electrodo colector E21 se coloca sobre la capa protectora 13, se coloca sobre la capa de pasivación 12 mientras se conecta eléctricamente a los dos o más primeros electrodos pasantes E231. En otras palabras, en el ejemplo de las figuras 5 a 7, el segundo electrodo colector E21 se coloca, por ejemplo, sobre la capa de pasivación 12 de modo que se alcance un estado en el que el segundo electrodo colector E21 y la capa de pasivación 12 intercalan la capa protectora 13.

El grosor del segundo electrodo colector E21 es, por ejemplo, de aproximadamente 15 |jm a 50 |jm. El segundo electrodo colector E21 se puede formar aplicando y quemando pasta conductora, por ejemplo. La aplicación de la pasta conductora se puede realizar, por ejemplo, mediante serigrafía o similares. Por ejemplo, cuando la pasta conductora se aplica sobre la capa protectora 13, la pasta conductora también se puede aplicar en los segundos orificios A H31 o en los segundos orificios A H31 y los primeros orificios A H11. Así, el segundo electrodo colector E21 y los primeros electrodos pasantes E231 pueden formarse simultáneamente quemando la pasta conductora. Aquí, por ejemplo, cuando el segundo electrodo colector E21 contiene aluminio como componente principal, se adopta una pasta conductora que contiene aluminio como componente principal (también denominada pasta de aluminio) para la pasta conductora para formar el segundo electrodo colector E21. Por ejemplo, la pasta de aluminio contiene polvo metálico que contiene aluminio como componente principal, un vehículo orgánico y fritas de vidrio. Esta pasta de aluminio se puede producir, por ejemplo, amasando el polvo metálico que contiene aluminio, las fritas de vidrio y el vehículo orgánico. En este caso, alrededor del 65 % al 80 % en masa de la masa total de la pasta de aluminio es el polvo metálico que contiene aluminio, alrededor del 0,05 % al 10 % en masa de la masa total es el vehículo orgánico y alrededor del 2 % al 15 % en masa son las fritas de vidrio, por ejemplo.

Aquí, el tamaño de partícula del polvo metálico que contiene aluminio es, por ejemplo, de aproximadamente 0,05 jm a 20 jm. El tamaño de partícula del polvo metálico que contiene aluminio puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 jm a 5 jm. El vehículo orgánico se prepara, por ejemplo, añadiendo un componente de resina que sirve como aglutinante a un disolvente orgánico. Como aglutinante, por ejemplo, se usa una resina de celulosa tal como etilcelulosa, una resina acrílica, una resina alquídica o similares. Como disolvente orgánico, se utiliza, por ejemplo, acetato de éter monobutílico de dietilenglicol, terpineol, éter monobutílico de dietilenglicol o similares. Como las fritas de vidrio, por ejemplo, se adopta vidrio de plomo como AhO3-SiO2-PbO.

Por ejemplo, en el caso de que la capa protectora 13 se forme por el proceso húmedo, la pasta de aluminio aplicada directamente sobre la capa de pasivación 12 en los segundos orificios A H31 de la capa protectora 13, provoca disparos en la capa de pasivación 12 cuando se cuece la pasta de aluminio. En este proceso, se pueden formar los primeros orificios A H11 de la capa de pasivación 12. Además, por ejemplo, se puede formar el primer electrodo pasante E231 en un estado de estar conectado al segundo electrodo colector e21 y conectado directamente a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Por ejemplo, en el caso de que la capa protectora 13 se forme mediante el proceso seco, se logra un estado en el que los segundos orificios A H31 y los primeros orificios A H11 se forman mediante irradiación láser o similar. Por lo tanto, la pasta de aluminio se aplica directamente sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 en el primer orificio conectado, incluido el segundo orificio A H31 y el primer orificio A H11 que están en estado de conexión continua entre sí. Por lo tanto, cuando se cuece la pasta de aluminio, el primer electrodo pasante E231 puede formarse incluso sin provocar el disparo en la capa de pasivación 12. Además, cuando se cuece la pasta de aluminio, por ejemplo, la tercera región semiconductora lOt se forma con aluminio, en la pasta de aluminio, dispersado en la parte de la capa superficial de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10.

Aquí, por ejemplo, cuando el grosor de la capa protectora 13 es suficientemente mayor que el grosor de la capa de pasivación 12, no se dispara a través de la pasta de aluminio en la capa de pasivación 12 en una porción de la capa de pasivación 12 cubierta con la capa protectora 13. Por lo tanto, la capa de pasivación 12 con un patrón correspondiente al patrón deseado de la capa protectora 13 se puede proporcionar en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 en el elemento de celda solar 1. Aquí, por ejemplo, cuando la capa protectora 13 se forma de nitruro de silicio por PECVD, el grosor de la capa protectora 13 es, por ejemplo, de aproximadamente 70 nm a 200 nm. Cuando la capa protectora 13 se forma utilizando pasta aislante, el grosor de la capa protectora 13 es, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 jm a 10 jm. El grosor de la capa protectora 13 en este caso se establece según corresponda, por ejemplo, de acuerdo con la composición de la pasta aislante para formar la capa protectora 13, la forma de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, una condición de cocción para formar el segundo electrodo colector E21, y similares.

El segundo electrodo de extracción de salida E22 se coloca sobre la capa de pasivación 12 para extenderse linealmente a lo largo de la dirección Y como la primera dirección. En la primera realización, como se muestra en las figuras 5 a 7, en una vista en planta de la superficie del segundo elemento 1bs, el segundo electrodo colector E21 está posicionado para solapar una porción de la circunferencia exterior del segundo electrodo extractor de salida E22. En otras palabras, el segundo electrodo colector E21 está posicionado en un estado de superposición y estando en contacto con una parte del segundo electrodo extractor de salida E22.

El segundo electrodo de extracción de salida E22 puede recolectar portadores, generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10, a través del segundo electrodo de recolección E21 y extraer electricidad al exterior del elemento de celda solar 1. Como se muestra en las figuras 5 a 7, el segundo electrodo de extracción de salida E22 está en un estado de estar posicionado en la capa de pasivación 12 para extenderse linealmente a lo largo de la primera dirección (dirección Y) mientras está conectado eléctricamente a uno o más segundos electrodos pasantes E232 mientras está eléctricamente conectado al segundo electrodo colector E21. En el ejemplo de las figuras 5 a 7, el segundo electrodo de extracción de salida E22 se coloca sobre la capa protectora 13, se coloca sobre la capa de pasivación 12 mientras se conecta eléctricamente a uno o más segundos electrodos pasantes E232. En otras palabras, en el ejemplo de las figuras 5 a 7, el segundo electrodo de extracción de salida E22 se coloca, por ejemplo, en la capa de pasivación 12 de modo que se alcance un estado en el que el segundo electrodo de extracción de salida E22 y la capa de pasivación 12 intercalan la capa protectora 13.

En el ejemplo de la figura 4, se proporcionan tres segundos electrodos de extracción de salida E22 en el lado de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Cada uno de los segundos electrodos de extracción de salida E22 tiene una dirección longitudinal a lo largo de la segunda superficie lObs. Esta dirección longitudinal es la dirección Y. Cada uno de los segundos electrodos de extracción de salida E22 incluye N (N es un número entero que es igual o mayor que 2) porciones de electrodos en forma de isla (también denominadas porciones de electrodos en forma de isla) dispuestas a lo largo de la dirección Y como la dirección longitudinal. Aquí, N es cinco. Es decir, en el lado lObs de la segunda superficie del sustrato semiconductor 10, hay tres filas de porciones de electrodos en forma de isla dispuestas a lo largo de la dirección longitudinal (aquí, la dirección Y) de los respectivos segundos electrodos de extracción de salida E22. Los segundos electrodos de extracción de salida E22 tienen una dirección transversal que se cruza con la dirección longitudinal. Esta dirección de ancho es la dirección X.

El grosor de los segundos electrodos de extracción de salida E22 es, por ejemplo, de aproximadamente 5 |jm a 20 |jm. El ancho de los segundos electrodos de extracción de salida E22 es, por ejemplo, de aproximadamente 0,8 mm a 3 mm. Los segundos electrodos de extracción de salida E22 se pueden formar aplicando y quemando pasta conductora, por ejemplo. La aplicación de la pasta conductora se puede realizar, por ejemplo, mediante serigrafía o similares. Por ejemplo, cuando la pasta conductora se aplica sobre la capa protectora 13, la pasta conductora también se puede aplicar en los segundos orificios B H32 o en los segundos orificios B H32 y los primeros orificios B H12. Así, el segundo electrodo de extracción de salida E22 y los segundos electrodos pasantes E232 pueden formarse simultáneamente quemando la pasta conductora.

Aquí, por ejemplo, cuando los segundos electrodos de extracción de salida E22 contienen plata como componente principal, se adopta una pasta conductora que contiene plata como componente principal (también conocida como pasta de plata) para la pasta conductora para formar los segundos electrodos de extracción de salida E22. La pasta de plata contiene, por ejemplo, polvo metálico que contiene plata como componente principal, un vehículo orgánico y fritas de vidrio. Esta pasta de plata se puede producir, por ejemplo, amasando el polvo metálico que contiene plata, las fritas de vidrio y el vehículo orgánico. En este caso, alrededor del 70 % al 80 % en masa de la masa total de la pasta de plata es el polvo metálico que contiene plata, alrededor del 5 % al 20 % en masa de la masa total es el vehículo orgánico y alrededor del 2 % al 15 % en masa son las fritas de vidrio, por ejemplo.

Aquí, la pasta de plata que contiene plata como componente principal puede incluir, por ejemplo, plata y cobre como componentes principales. El tamaño de partícula del polvo metálico que contiene plata es, por ejemplo, de aproximadamente 0,05 jm a 20 jm. El tamaño de partícula del polvo metálico que contiene plata puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 jm a 5 jm. El vehículo orgánico se prepara, por ejemplo, añadiendo un componente de resina que sirve como aglutinante a un disolvente orgánico. Como aglutinante, por ejemplo, se usa una resina de celulosa tal como etilcelulosa, una resina acrílica, una resina alquídica o similares. Como disolvente orgánico, se utiliza, por ejemplo, acetato de éter monobutílico de dietilenglicol, terpineol, éter monobutílico de dietilenglicol o similares. Como las fritas de vidrio, por ejemplo, se adopta vidrio de plomo como AhO3-SiO2-PbO. Además, como las fritas de vidrio, por ejemplo, puede adoptar vidrio sin plomo como B2O3-SiO2-Bi2O3 o B2O3-SiO2-ZnO.

Por ejemplo, en el caso de que la capa protectora 13 se forme por el proceso húmedo, la pasta de plata aplicada directamente sobre la capa de pasivación 12 en los segundos orificios B H32 de la capa protectora 13, provoca disparos en la capa de pasivación 12 cuando se cuece la pasta de plata. En este proceso, se pueden formar los primeros orificios B H12 de la capa de pasivación 12. Además, por ejemplo, se puede formar el segundo electrodo pasante E232 en un estado de estar conectado al segundo electrodo de extracción de salida E22 y conectado directamente a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Por ejemplo, en el caso de que la capa protectora 13 se forme mediante el proceso seco, se logra un estado en el que los segundos orificios B H32 y los primeros orificios B H12 se forman mediante irradiación láser o similar. Por lo tanto, la pasta de plata se aplica directamente sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 en el segundo orificio conectado, incluida la segunda porción del orificio B H32 y la primera porción del orificio B H12 que se encuentran en estado de conexión continua entre sí. Por lo tanto, cuando se cuece la pasta de plata, el segundo electrodo pasante E232 puede formarse incluso sin provocar el disparo de la pasta de plata en la capa de pasivación 12. Por lo tanto, el segundo electrodo de extracción de salida E22 se puede formar con la cocción de la pasta de plata en la capa de pasivación 12, o sin la cocción de la pasta de plata en la capa de pasivación 12. Aquí, si se produce el disparo en la capa de pasivación 12 o si el nivel del disparo puede controlarse según corresponda, ajustando según corresponda el componente de las láminas de vidrio incluidas en la pasta de plata utilizada para formar el segundo electrodo de extracción de salida E22.

Aquí, por ejemplo, la cocción de la pasta de plata en la capa de pasivación 12 puede ocurrir cuando las fritas de vidrio contienen óxido de bismuto. En este caso, por ejemplo, se puede facilitar la cocción de la pasta de plata en la capa de pasivación 12 aumentando la cantidad de óxido de bismuto contenido en las fritas de vidrio. Por otro lado, por ejemplo, se puede suprimir la aparición de la cocción de la pasta de plata en la capa de pasivación 12 cuando las fritas de vidrio contienen óxido de zinc. En este caso, por ejemplo, la aparición de la cocción de la pasta de plata en la capa de pasivación 12 puede suprimirse más eficazmente aumentando la cantidad de óxido de zinc contenido en las fritas de vidrio.

Aquí, por ejemplo, cuando el espesor de la capa protectora 13 es suficientemente mayor que el espesor de la capa de pasivación 12, no se dispara a través de la pasta de plata en la capa de pasivación 12 en una porción de la capa de pasivación 12 cubierta con la capa protectora. capa 13. Por lo tanto, la capa de pasivación 12 con un patrón correspondiente al patrón deseado de la capa protectora 13 se puede proporcionar en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 en el elemento de celda solar 1. El grosor de la capa protectora 13 se establece según corresponda, por ejemplo, de acuerdo con la composición de la pasta aislante para formar la capa protectora 13, la forma de las segundas superficies lObs del sustrato semiconductor 10, una condición de cocción para formar el segundo electrodo extractor de salida E22, y similares.

Cuando las cadenas de celda solar SG1 se fabrican conectando eléctricamente una pluralidad de elementos de celda solar 1 en serie, como se muestra en la figura 3 y la figura 4, entre los elementos de celda solar adyacentes 1, el segundo electrodo de extracción de salida E22 y el primer electrodo de extracción de salida E11 están conectados entre sí por el primer elemento de cableado w 1. En este caso, el primer elemento de cableado W1 se une al segundo electrodo de extracción de salida E22 y al primer electrodo de extracción de salida E11 mediante soldadura o similar, por ejemplo.

1-3. Configuración en el lado de la superficie del segundo elemento del elemento de celda solar

Como se muestra en las figuras 5 a 7, por ejemplo, el segundo electrodo de extracción de salida E22 se coloca mientras se conecta a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 a través del segundo electrodo pasante E232. Aquí, por ejemplo, el segundo electrodo pasante E232, conectado al segundo electrodo extractor de salida E22, está en los primeros orificios B H12 y los segundos orificios B H32, de modo que el segundo electrodo extractor de salida E22 está firmemente unido a la segunda superficie lObs lado del sustrato semiconductor 10 debido al efecto ancla. Además, por ejemplo, cuando se forma el segundo electrodo pasante E232, el componente de vidrio incluido en la pasta de plata se funde y entra en la parte de la capa superficial en el lado 10bs de la segunda superficie del sustrato semiconductor 10. Por lo tanto, el segundo electrodo de extracción de salida E22 puede unirse más firmemente al sustrato semiconductor 10 a través del segundo electrodo pasante E232. Con la fuerza de unión del segundo electrodo de extracción de salida E22 al sustrato semiconductor 10 así incrementada, por ejemplo, es menos probable que el segundo electrodo de extracción de salida E22 se desprenda del sustrato semiconductor 10. Como resultado, se puede mejorar la fiabilidad a largo plazo del elemento de celda solar 1.

Como se muestra en las figuras 6(a) y 6(b), por ejemplo, se supone un caso en el que el segundo electrodo extractor de salida E22 y el segundo electrodo colector E21 se ven en perspectiva plana, mirando a través de la superficie del segundo elemento 1bs. En este caso, una región donde se coloca el segundo electrodo colector E21 se denomina primera región Ar1, y una región donde se coloca el segundo electrodo extractor de salida E22 se denomina segunda región Ar2. Por ejemplo, una relación de un área ocupada por dos o más primeros electrodos pasantes E231 (también denominada primera área) en la primera región Ar1 se define como una primera relación de área, y una relación de un área ocupada por uno o más la segunda a través de los electrodos E232 (también denominada segunda área) en la segunda región Ar2 se define como una segunda relación de área. En este caso, por ejemplo, la segunda relación de área es menor que la primera relación de área.

Aquí, cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, la primera área ocupada por los dos o más primeros electrodos pasantes E231 en la primera región Ar1 y la segunda área ocupada por uno o más segundos electrodos pasantes E232 en la segunda la región Ar2 se puede obtener como sigue, por ejemplo. En primer lugar, por ejemplo, en el elemento de celda solar 1, el segundo electrodo colector E21 que contiene principalmente aluminio y el segundo electrodo extractor de salida E22 que contiene principalmente plata se disuelven usando ácido clorhídrico. Luego, por ejemplo, la primera área y la segunda área descritas anteriormente se pueden calcular observando el número, el tamaño y similares de las huellas láser que quedan en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 utilizando un microscopio óptico o un microscopio electrónico de barrido (MEB). Aquí, por ejemplo, la primera área y la segunda área descritas anteriormente pueden calcularse observando el número, el tamaño y similares de los segundos orificios H3 que quedan en la capa protectora 13 usando un microscopio óptico o un SEM.

En el ejemplo de la figura 5 a la figura 6(b), cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, una pluralidad de los primeros electrodos pasantes E231 se colocan para estar dispuestos de modo que tres líneas virtuales conecten virtualmente los puntos centrales de tres primeros electrodos pasantes adyacentes E231 forman un triángulo equilátero en la primera región Ar1. Aquí, una distancia (también denominada primer paso) D1 entre los puntos centrales de dos primeros electrodos pasantes adyacentes E231 se establece en, por ejemplo, aproximadamente 0,5 mm a 0,8 mm. En el ejemplo de la figura 5 a la figura 6(b), cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, una pluralidad de los segundos electrodos pasantes E232 se colocan para estar dispuestos de modo que tres líneas virtuales conecten virtualmente los puntos centrales de tres segundos electrodos pasantes adyacentes E232 forman un triángulo equilátero en la segunda región Ar2. Aquí, una distancia (también denominada segundo paso) D2 entre los puntos centrales de dos segundos electrodos pasantes adyacentes E232 se establece en, por ejemplo, aproximadamente 1 mm a 8 mm. La forma de la pluralidad de los primeros electrodos pasantes E231 y los segundos electrodos pasantes E232 vistos en una vista en perspectiva plana puede ser, por ejemplo, una forma de punto como se muestra. Además, la forma de la pluralidad de los primeros electrodos pasantes E231 y los segundos electrodos pasantes E232 vistos en una vista en perspectiva plana puede ser, por ejemplo, una forma lineal (o forma de tira).

Así, por ejemplo, la cantidad reducida de la capa de pasivación 12 puede disminuir cuando la densidad del segundo electrodo pasante E232 inmediatamente debajo del segundo electrodo de extracción de salida E22 se establece para que sea menor que la densidad del primer electrodo pasante E231 inmediatamente debajo del segundo electrodo colector E21. Por tanto, es menos probable que se produzca la recombinación de portadores minoritarios en la proximidad de los segundos 1Obs de superficie del sustrato semiconductor 10, por ejemplo. Como resultado, se puede mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica del elemento de celda solar 1. Por lo tanto, la eficacia de conversión fotoeléctrica y la fiabilidad a largo plazo del elemento 1 de celda solar de tipo PERC pueden mejorarse de manera bien equilibrada.

Una región en la que la primera región Ar1 y la segunda región Ar2 están en un estado de superposición entre sí cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana se denomina región superpuesta Ar3. La región superpuesta Ar3 es una región en la que el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22 se superponen. Una región en la que la primera región Ar1 y la segunda región Ar2 están en un estado de estar en contacto entre sí se denomina región de conexión Pc0. La región de conexión Pc0 es una región en la que el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22 están en contacto entre sí. Aquí, por ejemplo, como se muestra en las figuras 5 a 7, el segundo electrodo colector E21 puede contener aluminio, el segundo electrodo extractor de salida E22 puede contener plata, y la pluralidad de electrodos pasantes E23 pueden colocarse en un estado en el que evitan la región superpuesta Ar3 y la región de conexión Pc0. En otras palabras, cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, la pluralidad de electrodos pasantes E23 puede colocarse en una región (también denominada región de no conexión) Ar4, en la primera región Ar1 y la segunda región Ar2, diferente tanto de la región superpuesta Ar3 como de la región de conexión Pc0. Además, en otras palabras, cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, la pluralidad de electrodos pasantes E23 no está posicionada ni en la región de superposición Ar3 ni en la región de conexión Pc0, en la primera región Ar1 y la segunda región Ar2.

Aquí, por ejemplo, como se muestra en la figura 8, se supone que el electrodo pasante E23 está posicionado en la región superpuesta Ar3 y la región de conexión Pc0. En este caso, se puede formar una porción Cm0 de aleación ternaria (o ternaria Si-Al-Ag) que incluye silicio, aluminio y plata en una región A3c que incluye el electrodo pasante E23 posicionado en la región superpuesta Ar3 y la región de conexión Pc0. Esta porción Cm0 de aleación ternaria de Si-Al-Ag se forma, por ejemplo, por interdifusión de silicio, aluminio y plata entre el sustrato semiconductor 10, la pasta de aluminio y la pasta de plata, cuando se queman la pasta de aluminio y la pasta de plata. Por ejemplo, como se muestra en la figura 8, se puede formar una porción de aleación binaria (o binaria de Si-Al) que incluye silicio y aluminio en una región A2c, en la región de no conexión Ar4, incluido el primer electrodo pasante E231 posicionado en la primera región Ar1. Esta porción de aleación binaria de Si-Al se forma, por ejemplo, por interdifusión de silicio y aluminio entre el sustrato semiconductor 10 y la pasta de aluminio, cuando se quema la pasta de aluminio. En la figura 8, la región A2c y la región A3c son, cada una, una región rodeada por una línea gruesa de dos puntos.

Por otro lado, en la primera realización, por ejemplo, cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, la pluralidad de electrodos pasantes E23 están posicionados en la región de no conexión Ar4 diferente de la región de superposición Ar3 o la conexión región Pc0. Así, por ejemplo, cuando el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22 se forman en el lado de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 en la región superpuesta Ar3 y la región de conexión Pc0 en una vista en perspectiva plana, la formación de la porción Cm0 de aleación ternaria de Si-Al-Ag se suprime. Así, por ejemplo, es menos probable que el elemento de celda solar 1 tenga grietas y roturas de la porción de aleación Cm0, al doblarse debido a la aplicación de una carga. Como resultado, se puede mejorar, por ejemplo, la eficacia de conversión fotoeléctrica y la fiabilidad a largo plazo del elemento 1 de celda solar de tipo PERC.

Cuando se quema la pasta conductora para formar el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22, se produce gas debido a la descomposición térmica de un aglutinante incluido en cada una de las pastas conductoras para formar el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22. Aquí, cuando el sustrato semiconductor 10 se ve en perspectiva plana, la cantidad de gas producido por unidad de área debido a la descomposición térmica del aglutinante es proporcional a los espesores del segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22. Aquí, por ejemplo, se supone un caso en el que el segundo electrodo extractor de salida E22 tiene un grosor menor que el del segundo electrodo colector E21. En este caso, en la región de superposición Ar3, la pasta conductora para formar el segundo electrodo extractor de salida E22 implica una menor cantidad de gas producido debido a la descomposición térmica del ligante que la pasta conductora para formar el segundo electrodo colector E21.

Por lo tanto, por ejemplo, en la zona de superposición Ar3, es concebible colocar el segundo electrodo de extracción de salida E22, que es más delgado que el segundo electrodo colector E21, en la segunda superficie lObs, y colocar el segundo electrodo colector E21 en el segundo electrodo extractor de salida E22, como se muestra en la figura 7. Tal configuración implica una menor cantidad de gas generado debido a la descomposición térmica del aglutinante durante la cocción de la pasta conductora para formar el segundo electrodo de extracción de salida E22, que es uno del segundo electrodo de recolección E21 y el segundo electrodo de extracción de salida E22 posicionado más cerca del sustrato semiconductor 10. Así, por ejemplo, es menos probable que la fuerza de adhesión entre el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22 se vea comprometida de manera desventajosa debido a que el gas ingresa en la interfaz entre el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22. Como resultado, se puede mejorar, por ejemplo, la eficacia de conversión fotoeléctrica y la fiabilidad a largo plazo del elemento 1 de celda solar de tipo PERC.

1-4. Método para la fabricación de elementos de celda solar

A continuación, se describirá un ejemplo de un método para fabricar el elemento de celda solar 1 con referencia a la figura 9(a) a la figura 9(f) y la figura 5.

En primer lugar, como se muestra en la figura 9(a), se prepara el sustrato semiconductor 10. Aquí, como sustrato semiconductor 10, se emplea un sustrato de silicio monocristalino o de silicio policristalino. El sustrato semiconductor 10 se forma, por ejemplo, mediante el método Czochralski (CZ), fundición u otro método existente. Aquí, cuando se prepara un sustrato de silicio policristalino de tipo p como sustrato semiconductor 10, por ejemplo, se produce un lingote de silicio policristalino mediante fundición. Aquí, la resistividad del lingote se ajusta para que sea de aproximadamente 1 Q-cm a aproximadamente 5 Q-cm añadiendo, por ejemplo, boro como elemento dopante. A continuación, el lingote se corta en, por ejemplo, una forma de paralelepípedo rectangular que tiene una superficie inferior cuadrada con un lado de aproximadamente 160 mm, y se corta más para tener un espesor de aproximadamente 200 |jm, por lo que se produce el sustrato semiconductor 10. Aquí, por ejemplo, se realiza una cantidad muy pequeña de grabado en la superficie del sustrato semiconductor 10 utilizando una solución acuosa como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, ácido fluorhídrico o ácido fluorhídrico nítrico. Por lo tanto, se pueden eliminar una capa dañada mecánicamente sobre una superficie de corte y una capa contaminada del sustrato semiconductor 10.

A continuación, como se muestra en la figura 9(b), se forma una textura en la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. La textura se puede formar, por ejemplo, mediante grabado en húmedo usando una solución acuosa alcalina como hidróxido de sodio o una solución acuosa ácida como ácido nítrico fluorhídrico, o grabado en seco usando grabado con iones reactivos (RIE) o similar.

A continuación, como se muestra en la figura 9(c), la segunda región semiconductora 10s, que es una región semiconductora de tipo n, se forma en la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 que tiene la textura. Específicamente, la segunda región semiconductora 10s de tipo n se forma en la parte de la capa superficial en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 que tiene la textura. La segunda región semiconductora 10s puede formarse, por ejemplo, mediante un método de difusión térmica de revestimiento en el que el pentóxido de difósforo (P2O5) en estado de pasta se aplica a la superficie del sustrato semiconductor 10 y el fósforo se difunde térmicamente, un método de difusión térmica en fase de vapor en el que el oxicloruro de fósforo (POCla) en estado gaseoso se utiliza como fuente de difusión, o similar. La segunda región semiconductora 10s está formada para tener, por ejemplo, una profundidad de aproximadamente 0,1 jm a 2 jm y un valor de resistencia de hoja de aproximadamente 40 Q/^ a 200 Q/a Por ejemplo, en el método de difusión térmica en fase de vapor, el sustrato semiconductor 10 se somete a un tratamiento térmico en una atmósfera que contiene gas como fuente de difusión, como POCl³a una temperatura de alrededor de 600 °C a 800 °C durante alrededor de 5 minutos a 30 minutos, de modo que se forme vidrio de fósforo y silicio (PSG) en la superficie del sustrato semiconductor 10. A continuación, el sustrato semiconductor 10 se trata térmicamente en una atmósfera de un gas inerte, como argón o nitrógeno, a una temperatura alta de aproximadamente 800 °C a 900 °C durante aproximadamente 10 minutos a 40 minutos. Por lo tanto, el fósforo se difunde desde el PSG hacia la parte de la capa superficial del sustrato semiconductor 10, y la segunda región semiconductora 10s se forma en el primer lado de la superficie 10fs del sustrato semiconductor 10.

Aquí, por ejemplo, cuando la segunda región semiconductora también se forma en el lado lObs de la segunda superficie en el proceso de formación de la región 10s del segundo semiconductor, la región del segundo semiconductor formada en el lado lObs de la segunda superficie se elimina mediante grabado. Por ejemplo, la segunda región semiconductora formada en el lado lObs de la segunda superficie se puede eliminar sumergiendo el lado lObs de la segunda superficie del sustrato semiconductor 10 en una solución acuosa de ácido fluorhídrico nítrico. Por lo tanto, la primera región semiconductora 10f con una conductividad de tipo p puede exponerse en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Luego, el PSG, que se ha adherido al lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 en el momento de formar la segunda región semiconductora 10s, se elimina mediante ataque químico. En este proceso, también se puede eliminar la segunda región semiconductora formada en la superficie lateral lOss del sustrato semiconductor 10. Por ejemplo, se puede formar una máscara de difusión por adelantado en el lado lObs de la segunda superficie del sustrato semiconductor 10, y la segunda región semiconductora 10s se puede formar mediante el método de difusión térmica en fase de vapor o similar, y posteriormente, la máscara de difusión puede ser eliminada. En este caso, la etapa de eliminar la segunda región semiconductora del lado lObs de la segunda superficie es innecesaria porque la región del segundo semiconductor no se forma en el lado lObs de la segunda superficie.

Con el procesamiento anterior, se puede preparar el sustrato semiconductor 10 que incluye la primera región semiconductora 10f y la segunda región semiconductora 10s, que es una región semiconductora de tipo n, se coloca en el lado de la primera superficie 10fs y tiene la textura formada en la primera superficie 10fs.

A continuación, como se muestra en la figura 9(d), la capa de pasivación 12 que contiene principalmente, por ejemplo, óxido de aluminio se forma en al menos la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. La capa de pasivación 12 puede estar formada, por ejemplo, por ALD, PECVD o similares. Aquí, por ejemplo, si se usa ALD, la superficie del sustrato semiconductor 10 se puede cubrir con la capa de pasivación 12 de una manera más densa y sin espacios. Por ejemplo, en la etapa de formar la capa de pasivación 12 por ALD, en primer lugar, el sustrato semiconductor 10 en el que se ha formado la segunda región semiconductora 10s se coloca en una cámara de un aparato de formación de película. Luego, en un estado en el que el sustrato semiconductor 10 se calienta en un rango de temperatura de 100 °C a 250 °C, cuatro etapas de suministro de la materia prima de aluminio, eliminación de la materia prima de aluminio por escape, suministro de un agente oxidante, y la eliminación del agente oxidante por escape se repiten múltiples veces. La capa de pasivación 12 que incluye principalmente óxido de aluminio se forma así sobre el sustrato semiconductor 10. Como materia prima de aluminio, se puede utilizar, por ejemplo, trimetilaluminio (TMA), trietilaluminio (TEA) o similares. Por ejemplo, se usa agua, gas ozono o similar como agente oxidante. Si se usa ALD, se puede formar una capa de pasivación no solo en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 sino también en toda la circunferencia del sustrato semiconductor 10, incluida la superficie lateral lOss del sustrato semiconductor 10. Aquí, por ejemplo, después de aplicar un protector resistente al ácido a la capa de pasivación 12 en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, se puede eliminar una capa de pasivación innecesaria mediante grabado con ácido fluorhídrico o similar.

A continuación, como se muestra en la figura 9(d), la película antirreflectante 11 que contiene, por ejemplo, nitruro de silicio o similar se forma en al menos la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. La película antirreflectante 11 se forma, por ejemplo, mediante PECVD o pulverización catódica. Cuando se aplica PECVD, el sustrato semiconductor 10 se calienta por adelantado a una temperatura superior a la temperatura a la que se forma la película antirreflectante 11. Entonces, un gas mixto de silano (SiH⁴) y amoníaco (NH3) se diluye con nitrógeno (N2), se convierte en plasma mediante descomposición por descarga luminiscente a una presión de reacción de aproximadamente 50 Pa a 200 Pa, y se deposita sobre el sustrato semiconductor calentado 10. Como resultado, la película antirreflectante 11 se forma sobre el sustrato semiconductor 10. Aquí, la temperatura de formación de película es de aproximadamente 350 °C a 650 °C. La frecuencia de una fuente de alimentación de alta frecuencia requerida para la descarga luminiscente se establece en aproximadamente 10 kHz a 500 kHz. El caudal del gas se determina según corresponda de acuerdo con el tamaño de la cámara de reacción y similares. El caudal del gas está, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 150 ml/min (sccm) a 6000 ml/min (sccm). Aquí, un valor (B/A) obtenido al dividir un caudal B de gas amoníaco por un caudal A de gas silano está en un rango de 0,5 a 15.

A continuación, como se muestra en la figura 9(e), la capa protectora 13 que contiene nitruro de silicio o similar se forma sobre la capa de pasivación 12 formada sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Si la capa protectora 13 es nitruro de silicio, la capa protectora 13 se puede formar mediante un método que es el mismo que el utilizado para la película antirreflectante 11 utilizando PECVD descrito anteriormente.

A continuación, como se muestra en la figura 9(f), se forman orificios conectados a través de la capa protectora 13 y la capa de pasivación 12. Aquí, por ejemplo, al irradiar la capa protectora 13 y la capa de pasivación 12 con rayos láser desde arriba para alcanzar la superficie del sustrato semiconductor 10, se forman una pluralidad de orificios conectados a través de la capa protectora 13 y la capa de pasivación 12. Por ejemplo, ajustando la salida de los rayos láser y similares, la pluralidad de orificios conectados (alrededor de 400 a 700 orificios conectados por 1 cm²) cada uno con un diámetro de aproximadamente 30 |jm a 150 |jm y con una forma cilíndrica están formados para distribuirse uniformemente, en una vista en planta del segundo lado de la superficie 10bs del sustrato semiconductor 10. Tenga en cuenta que, en una porción donde se forma el segundo electrodo de extracción de salida E22, la pluralidad de orificios conectados (alrededor de 10 a 200 orificios conectados por 1 cm²) se forman para distribuirse uniformemente. Por ejemplo, cuando el sustrato semiconductor 10 se ve desde el lado de la segunda superficie lObs en una vista en perspectiva plana, se forman una pluralidad de orificios conectados para evitar la superposición de la región Ar3, la región de conexión Pc0 y la periferia de estas regiones. Por ejemplo, se adopta un láser de itrio/aluminio/granate (Nd:YAG) dopado con neodimio con un interruptor Q, que emite un haz láser con una longitud de onda de 1064 nm, para el aparato láser utilizado en este proceso. Como rayo láser, por ejemplo, puede usarse un segundo armónico (generación de segundo armónico (SHG), longitud de onda 532 nm) del láser Nd:YAG o similar. Por ejemplo, cuando se usa el segundo armónico del láser Nd:YAG con un interruptor Q, se emplean condiciones que incluyen: una frecuencia de oscilación de alrededor de 10 kHz, una salida de alrededor de 7 W a 10 W y un diámetro de rayo láser de alrededor de 100 |jm.

A continuación, como se muestra en la figura 5, se forman el electrodo frontal E1 y el electrodo posterior E2. Aquí, por ejemplo, se aplica pasta de plata como pasta conductora para formar el electrodo frontal E1 en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 en un patrón deseado. Además, por ejemplo, en el segundo lado de la superficie 1Obs del sustrato semiconductor 10, se aplica pasta de plata como pasta conductora para formar el segundo electrodo de extracción de salida E22 y el segundo electrodo pasante E232 del electrodo posterior E2 en un patrón deseado. La pasta de plata se puede aplicar, por ejemplo, mediante serigrafía o similar. La pasta de plata que se ha aplicado se seca a una temperatura predeterminada. En este momento, el solvente de la pasta de plata se evapora, de modo que la pasta de plata se seca. Además, por ejemplo, en el lado de la segunda superficie 1Obs del sustrato semiconductor 10, se aplica pasta de aluminio como pasta conductora para formar el segundo electrodo colector E21 y el primer electrodo pasante E231 del electrodo posterior E2 en un patrón deseado. La pasta de aluminio se puede aplicar, por ejemplo, mediante serigrafía o similar. La pasta de aluminio aplicada se seca a una temperatura predeterminada. En este momento, el solvente de la pasta de aluminio se evapora, de modo que la pasta de aluminio se seca.

Luego, el sustrato semiconductor 10 sobre el que se aplican la pasta de plata y la pasta de aluminio se somete a un tratamiento térmico. Específicamente, el sustrato semiconductor 10 se mantiene a una temperatura alrededor de la temperatura máxima de aproximadamente 700 °C a 900 °C durante 0,1 a varias decenas de segundos en un horno de cocción. Así, se cuecen la pasta de plata y la pasta de aluminio. Así, el polvo de metal en cada pasta de plata y pasta de aluminio se sinteriza, por lo que se forman el electrodo frontal E1 y el electrodo posterior E2. Específicamente, por ejemplo, la pasta de plata aplicada en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 provoca el disparo a través de la película antirreflectante 11 y similares. Por lo tanto, se logra la conexión a la segunda región semiconductora 10s de tipo n en la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10, por lo que se forma el electrodo frontal E1. Además, en este momento, el segundo electrodo de extracción de salida E22 y el segundo electrodo pasante E232 se forman debido al encendido de la pasta de plata aplicada a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Además, en este momento, el segundo electrodo colector E21 y el primer electrodo pasante E231 se forman debido a la cocción de la pasta de aluminio aplicada a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10. Aquí, cuando se forma el primer electrodo pasante E231, el aluminio en la pasta de aluminio se difunde en la parte de la capa superficial de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, por lo que se forma la tercera región semiconductora 10t como una capa BSF.

A través de las etapas anteriores, se forma el elemento de celda solar 1 como se muestra en la figura 5.

1-5. Método para la fabricación de módulos de celda solar

Por ejemplo, el primer elemento 101, el primer relleno 102u, la unidad de celda solar 103 que incluye la pluralidad de cadenas de celda solar SG1, el segundo relleno 102b y el segundo elemento 104 se apilan en este orden. Luego, por ejemplo, el primer elemento 101, el primer relleno 102u, la unidad de celda solar 103, el segundo relleno 102b y el segundo elemento 104 son integrados por un laminador. Por lo tanto, se puede fabricar el módulo de celda solar 100 como se muestra en la figura 2(a) o la figura 2(b). El módulo de celda solar 100 podría desviarse al recibir una fuerza externa debido, por ejemplo, a la presión de la nieve, el viento o similares. Aun así, en el elemento de celda solar 1 utilizado en el módulo de celda solar 100, es menos probable que el segundo electrodo de extracción de salida E22 se desprenda del sustrato semiconductor 10. Como resultado, se puede mejorar la fiabilidad a largo plazo del módulo de celda solar 100.

Aquí, en una segunda superficie de módulo Ms2 del módulo de celda solar 100, por ejemplo, se adjunta una caja de terminales Bx1 para extraer electricidad obtenida por conversión fotoeléctrica en la unidad de celda solar 103. Además, por ejemplo, se puede unir un elemento de marco a una porción de la circunferencia exterior del módulo de celda solar 100. Por tanto, el módulo de celda solar 100 puede reforzarse.

1-6. Ejemplos específicos

De aquí en adelante, se describirá un método de producción y una carga de rotura de elementos de celda solar de acuerdo con el Ejemplo de referencia 1, el Ejemplo de referencia 2 y el Ejemplo de referencia 3, así como el elemento de celda solar 1 de acuerdo con el Ejemplo.

1-6-1. Producción de elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 1

En primer lugar, como se muestra en la figura 9(a), se preparó un sustrato semiconductor 10. Aquí, se produjeron 20 sustratos de silicio policristalino como sustratos semiconductores 10 mediante fundición. En ese momento, los sustratos de silicio policristalino se doparon con boro para tener una conductividad de tipo p. Los sustratos de silicio policristalino tenían un valor de resistencia específico de aproximadamente 1,0 Q cm, una forma plana cuadrada con un lado de aproximadamente 156 mm y un espesor de aproximadamente 180 jm.

A continuación, se eliminó una porción hasta una profundidad de aproximadamente 5 jm a 10 jm desde la superficie frontal del sustrato semiconductor 10 mediante grabado usando una solución acuosa de hidróxido de sodio. A continuación, como se muestra en la figura 9(b), la textura se formó en el primer lado de la superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 mediante RIE.

A continuación, como se muestra en la figura 9(c), mediante un método de difusión térmica en fase de vapor en el que el oxicloruro de fósforo (POCb) se utilizó como fuente de difusión, la segunda región semiconductora con conductividad de tipo n se formó en la parte de la capa superficial sobre toda la circunferencia de la superficie del sustrato semiconductor 10. Luego, la segunda región semiconductora formada en el lado de la segunda superficie lObs y en el lado de la superficie lateral lOss del sustrato semiconductor 10 se eliminó sumergiendo porciones del sustrato semiconductor 10 en el lado de la segunda superficie lObs y en el lado de la superficie lateral lOss en una solución mixta de ácido fluorhídrico y ácido nítrico. Como resultado, la segunda región semiconductora 10s con conductividad tipo n se formó en la parte de la capa superficial en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. La segunda región semiconductora 10s tenía una resistencia laminar de aproximadamente 100 Q/a

A continuación, como se muestra en la figura 9(d), la capa de pasivación 12 que contiene principalmente óxido de aluminio se formó en la superficie sobre toda la circunferencia del sustrato semiconductor 10 mediante ALD. El espesor de la capa de pasivación 12 formada fue de aproximadamente 10 nm.

Además, como se muestra en la figura 9(d), la película antirreflectante 11 de nitruro de silicio se formó en el lado de la primera superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 mediante PECVD. La película antirreflectante 11 así formada tenía un índice de refracción de aproximadamente 2,1 y un espesor de aproximadamente 70 nm.

A continuación, como se muestra en la figura 9(e), la capa protectora 13 que contiene nitruro de silicio se formó sobre la capa de pasivación 12, formada sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, mediante PECVD. Esta capa protectora 13 tenía un índice de refracción de aproximadamente 2,1 y un espesor de aproximadamente 90 nm.

A continuación, como se muestra en la figura 9(f), se formaron una pluralidad de orificios conectados a través de la capa protectora 13 y la capa de pasivación 12 usando un aparato láser. Aquí, se utilizó un láser Nd:YAG con un interruptor Q como aparato láser. En este aparato láser se utilizó el segundo armónico del láser Nd:YAG. Aquí, la pluralidad de orificios conectados se formó para distribuirse uniformemente sobre toda la superficie en el segundo lado de superficie lObs del sustrato semiconductor 10, con los orificios conectados que tienen un diámetro de aproximadamente 100 |jm y el primer paso D1 que se muestra en la figura 6(b) descrito anteriormente establecido en aproximadamente 0,65 mm.

A continuación, se aplicó pasta de plata para formar el electrodo frontal E1 que incluye el primer electrodo de extracción de salida E11, el primer electrodo colector E12 y el electrodo auxiliar E13 en el primer lado de la superficie 10fs del sustrato semiconductor 10. Como pasta de plata, se usó una pasta que contenía aproximadamente un 85 % en masa de plata como componente principal y que además contenía fritas de vidrio y un vehículo orgánico. Dicha pasta de plata se aplicó en el primer lado de la superficie 10fs del sustrato semiconductor 10 mediante serigrafía para quedar en el patrón que se muestra en la figura 3. Aquí, el espesor de la pasta de plata inmediatamente después de la impresión fue de aproximadamente 18 jm. Luego, la pasta de plata que se había aplicado se secó a una temperatura de aproximadamente 150 °C durante aproximadamente 3 minutos. Así, el solvente de la pasta de plata se evaporó.

A continuación, se aplicó pasta de plata para formar el segundo electrodo de extracción de salida E22 del electrodo posterior E2 en el segundo lado de la superficie 10bs del sustrato semiconductor 10 mediante serigrafía para estar en el patrón del segundo electrodo de extracción de salida E22 que se muestra en la figura 4 . Como pasta de plata, se usó una pasta que contenía aproximadamente un 65 % en masa de plata como componente principal y que además contenía fritas de vidrio y un vehículo orgánico. Aquí, el espesor de la pasta de plata inmediatamente después de la impresión fue de aproximadamente 15 jm. Luego, la pasta de plata que se había aplicado se secó a una temperatura de aproximadamente 150 °C durante aproximadamente 3 minutos. Así, el solvente de la pasta de plata se evaporó.

A continuación, se aplicó pasta de aluminio para formar el segundo electrodo colector E21 del electrodo posterior E2 en el lado de la segunda superficie 10bs del sustrato semiconductor 10. Como pasta de aluminio, se usó una pasta que contenía aproximadamente un 75 % en masa de aluminio como componente principal y que además contenía fritas de vidrio y un vehículo orgánico. Dicha pasta de aluminio se aplicó en el segundo lado de la superficie 10bs del sustrato semiconductor 10 mediante serigrafía para estar en el patrón del segundo electrodo colector E21 que se muestra en la figura 4. Aquí, el espesor de la pasta de aluminio inmediatamente después de la impresión fue de aproximadamente 48 jm. Luego, la pasta de aluminio que se había aplicado se secó a una temperatura de aproximadamente 150 °C durante aproximadamente 3 minutos. Así, se evaporó el disolvente de la pasta de aluminio.

A continuación, el sustrato semiconductor 10 con la pasta de plata aplicada en el lado de la primera superficie 10fs y la pasta de plata y la pasta de aluminio aplicadas en el lado de la segunda superficie 10bs se mantuvo a una temperatura máxima de aproximadamente 700 °C durante aproximadamente 10 segundos. Así, se cocieron la pasta de plata y la pasta de aluminio. Así, se formaron el electrodo frontal E1 y el electrodo posterior E2. Aquí, el electrodo posterior E2 incluía una pluralidad de electrodos pasantes E23. Como resultado, se produjo el elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 1.

1-6-2. Producción de elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 2

El elemento de celda solar de acuerdo con el ejemplo de referencia 2 se produjo a través de etapas de producción como resultado de omitir la etapa de formar la pluralidad de orificios conectados usando el aparato láser como se muestra en la figura 9(f) de las etapas de producción del elemento de celda solar de acuerdo con el ejemplo de referencia 1. Por lo tanto, el elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 2 se obtuvo con todos los orificios conectados y los electrodos pasantes E23 omitidos del elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 1.

1-6-3. Producción de elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 3

En la etapa de formar la pluralidad de orificios conectados usando el aparato láser como se muestra en la figura 9(f), que es una de las etapas para producir el elemento de celda solar según el Ejemplo de referencia 1, se formaron la pluralidad de orificios conectados para evitar la segunda región Ar2 cuando el sustrato semiconductor 10 se ve desde el lado lObs de la segunda superficie en una vista en perspectiva plana. Aquí, la segunda región Ar2 era una región en la que se iba a formar el segundo electrodo de extracción de salida E22. Tal pluralidad de orificios conectados se formó modificando el programa para controlar la exploración del rayo láser por el aparato láser. Por lo tanto, el elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 3 se produjo con todos los orificios conectados y los electrodos pasantes E23 en la segunda región Ar2 inmediatamente debajo del segundo electrodo de extracción de salida E22 omitido del elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 1.

1-6-4. Producción de elemento de celda solar según ejemplo

En la etapa de formar la pluralidad de orificios conectados usando el aparato láser como se muestra en la figura 9(f), que es una de las etapas para producir el elemento de celda solar según el Ejemplo de referencia 1, se formaron la pluralidad de orificios conectados para evitar la región superpuesta Ar3 cuando el sustrato semiconductor 10 se ve desde el segundo lado de la superficie lObs en una vista en perspectiva plana. Como se describió anteriormente, la región superpuesta Ar3 era una región en un estado en el que la segunda región Ar2 en la que se iba a formar el segundo electrodo extractor de salida E22 y la primera región Ar1 en la que se iba a formar el segundo electrodo colector E21 se superponían. Además, en la segunda región Ar2, el segundo orificio conectado para ser el segundo electrodo pasante E232 se formó con el segundo paso D2 que se muestra en la figura 6(b) fijado en aproximadamente 1,3 mm. Tal pluralidad de segundos orificios conectados se formaron modificando el programa para controlar la exploración del rayo láser por el aparato láser. Por lo tanto, el elemento de celda solar según el Ejemplo se produjo con todos los orificios conectados y los electrodos pasantes E23 en la región superpuesta Ar3 omitidos del elemento de celda solar según el Ejemplo de referencia 1.

1-6-5. Método de medición de la carga de rotura

De la manera descrita anteriormente, se produjeron 20 hojas de cada uno de los elementos de celda solar según el ejemplo de referencia 1, el ejemplo de referencia 2, el ejemplo de referencia 3 y el ejemplo. Luego, para cada uno de los elementos de celda solar de acuerdo con el Ejemplo de referencia 1, el Ejemplo de referencia 2, el Ejemplo de referencia 3 y el Ejemplo, se midió la carga de rotura para 20 hojas.

Como se muestra en la figura 10, se usó un aparato que incluye una porción de soporte 80 y una porción de presión 90 como aparato (también denominado aparato de medición de la carga de rotura) 70 para medir la carga de rotura de los elementos de la celda solar.

La porción de soporte 80 tenía una porción de placa base 81 y dos porciones de placa de soporte 82. La porción de placa base 81 era una porción de placa plana que se colocó en un estado de extensión a lo largo de la dirección horizontal. Las dos porciones de placa de soporte 82 se fijaron en la superficie orientada en la dirección superior (aquí, la dirección Z) de la porción de placa base 81. Cada una de las porciones de placa de soporte 82 era una porción de placa plana colocada en un estado de extensión a lo largo de una dirección vertical. Se colocaron dos porciones de placa de soporte 82 en un estado enfrentado entre sí. Cada una de las porciones de placa de soporte 82 tenía una altura de aproximadamente 60 mm, una profundidad de aproximadamente 160 mm, un espesor de aproximadamente 7 mm y una porción de extremo superior que tenía una sección transversal semicircular perpendicular a la dirección de la profundidad. La distancia d1 entre las dos porciones de placa de soporte 82 era de aproximadamente 130 mm. La porción de soporte 80 estaba hecha de aluminio.

La porción de presión 90 tenía dos porciones de placa de presión 91, una porción de placa de conexión 92, una porción de placa de accionamiento 93 y un sensor de presión 94. La porción de placa de conexión 92 era una porción de placa plana colocada en un estado de extensión a lo largo de una dirección horizontal. Las dos porciones de placa de presión 91 se fijaron en la superficie orientada en la dirección inferior (aquí, la dirección -Z) de la porción de placa de conexión 92. Cada una de las porciones de placa de presión 91 era una porción de placa plana colocada en un estado de extensión a lo largo de la dirección vertical. Las dos porciones de placa de presión 91 se colocaron en un estado paralelo a las dos porciones de placa de soporte 82 y enfrentadas entre sí. Cada una de las porciones de placa de presión 91 tenía una altura de unos 30 mm, una profundidad de unos 160 mm, un espesor de unos 5 mm y una porción de extremo inferior que tenía una sección transversal semicircular perpendicular a la dirección de la profundidad. La distancia d2 entre las dos porciones de placa de presión 91 era de unos 80 mm. Aquí, una posición intermedia entre las dos porciones de placa de presión 91 en la dirección X coincidía con una posición intermedia entre las dos porciones de placa de soporte 82 en la dirección X. La porción de placa de accionamiento 93 se fijó en la superficie de la porción de placa de conexión 92 mirando en la dirección superior (aquí, la dirección Z). Las dos porciones de placa de presión 91, la porción de placa de conexión 92 y la porción de placa de accionamiento 93 estaban hechas de aluminio. La porción de placa de accionamiento 93 se podía mover en las direcciones superior e inferior (aquí, la dirección -Z) a una velocidad constante mediante un servomotor. Por lo tanto, las dos porciones de placa de presión 91 también eran móviles en las direcciones superior e inferior. Además, el sensor de presión 94 unido a la porción de placa de accionamiento 93 pudo medir una carga hacia arriba aplicada a las dos porciones de placa de presión 91.

En el aparato de medición de carga de rotura 70 que tiene tal configuración, en primer lugar, el elemento de celda solar a medir se colocó en las porciones extremas superiores de las dos porciones de placa de soporte 82 con el lado de la superficie 1 fs del primer elemento mirando hacia arriba. Aquí, en el elemento de celda solar, una distancia entre una porción final del elemento de celda solar posicionada en el lado de dirección -X y una porción del elemento de celda solar en un estado de ser soportado por la porción de placa de soporte 82 posicionada en el lado de dirección X era igual a la distancia entre una porción final del elemento de celda solar posicionado en el lado de dirección X y una porción del elemento de celda solar en un estado de ser soportado por la porción de placa de soporte 82 colocada en el lado de dirección X. A continuación, las dos porciones de placa de presión 91 se bajaron a una velocidad constante de 20 mm/min bajando la porción de placa de accionamiento 93 en la dirección -Z. Por lo tanto, la superficie superior del elemento de celda solar que mira en la dirección Z fue presionada por las dos porciones de placa de presión 91, por lo que el elemento de celda solar se dobló para adoptar una forma rebajada. En este proceso, la tensión aplicada a las dos porciones de placa de presión 91 aumentó gradualmente, de modo que la deformación por flexión del elemento de celda solar aumentó y disminuyó repentinamente una vez que se produjo la rotura y el agrietamiento en el elemento de celda solar. Aquí, el sensor de presión 94 midió un cambio en la tensión aplicada a las dos porciones de placa de presión 91, y el valor máximo (N) de la tensión aplicada a las dos porciones de placa de presión 91 inmediatamente antes de que la tensión actuara sobre las dos porciones de presión 91 que caen repentinamente se midió como la carga de rotura que rompe el elemento de celda solar.

1-6-6. Resultados de la medición de la carga de rotura

La figura 11 muestra, para cada uno de los elementos de celda solar según el ejemplo de referencia 1, el ejemplo de referencia 2, el ejemplo de referencia 3 y el ejemplo, un valor medio de las cargas de rotura de 20 hojas. Tenga en cuenta que la figura 11 muestra un índice de la carga de rotura suponiendo que el valor medio de la carga de rotura para el elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 1 es 100.

Como se muestra en la figura 11, en comparación con el elemento de celda solar según el Ejemplo de referencia 1, se confirmó un aumento en la carga de rotura de alrededor del 18 % al 20 % para cada uno de los elementos de celda solar según el Ejemplo de referencia 2, Ejemplo de referencia 3 y Ejemplo. Además, no hubo una diferencia significativa en la carga de rotura entre los elementos de la celda solar 1 según el ejemplo de referencia 2, el ejemplo de referencia 3 y el ejemplo. Por lo tanto, se ha encontrado que la ausencia de los orificios conectados y los electrodos pasantes E23 en la región superpuesta Ar3 es eficaz para mejorar la carga de rotura debida a la deformación por flexión en el elemento de celda solar 1.

Aquí, por ejemplo, se estimó que la porción de aleación ternaria de Si-Al-Ag Cm0 probablemente se formaría en y cerca de los orificios conectados de la región superpuesta Ar3 cuando se forma el electrodo posterior E2, en el elemento de celda solar de acuerdo con el Ejemplo de referencia 1 que incluye los orificios conectados y los electrodos pasantes E23 en la región superpuesta Ar3. Por otro lado, por ejemplo, se estimó que era menos probable que se formara la porción de aleación ternaria de Si-Al-Ag Cm0 cuando se forma el electrodo posterior E2, en los elementos de celda solar de acuerdo con el Ejemplo de referencia 2, el Ejemplo de referencia 3, y Ejemplo que no tiene orificios conectados o electrodos pasantes e23 en la región superpuesta Ar3.

Por ejemplo, el elemento de celda solar según el Ejemplo de referencia 2 no tenía orificios conectados ni electrodos pasantes E23 colocados en el estado de formación a través de la capa protectora 13 y la capa de pasivación 12. En tal configuración, el elemento de celda solar no tiene función de conversión fotoeléctrica. Por lo tanto, el elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 2 era realmente inutilizable.

Aquí, considerando el hecho de que la producción en masa de elementos de celda solar implica un ligero cambio de posición de la región superpuesta Ar3, el elemento de celda solar según el ejemplo de referencia 3 sin orificios conectados o mediante electrodos E23 en la segunda región Ar2, incluida la región superpuesta Ar3, fue se espera que mejore la carga de rotura y la productividad del elemento de celda solar. En el elemento de celda solar 1 según el Ejemplo que incluye los orificios conectados y los electrodos pasantes E23 en la porción de la segunda región Ar2 excluyendo la región superpuesta Ar3, se esperaba que al menos el segundo electrodo de extracción de salida E22 estuviera firmemente unido a la segunda superficie lObs lado del sustrato semiconductor 10 debido al efecto de anclaje proporcionado por los segundos electrodos pasantes E232 en los orificios conectados.

1- 7. Resumen de la Primera Realización

En el elemento de celda solar 1 según la primera realización, por ejemplo, el segundo electrodo de extracción de salida E22 se coloca mientras se conecta a la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 a través del segundo electrodo pasante E232. Así, por ejemplo, el segundo electrodo de extracción de salida E22 puede unirse firmemente al segundo lado de la superficie 10bs del sustrato semiconductor 10 mediante el efecto de anclaje proporcionado por el segundo electrodo pasante E232. Además, por ejemplo, cuando se forma el segundo electrodo pasante E232, el componente de vidrio de la pasta de plata se funde y entra en la parte de la capa superficial en el segundo lado de la superficie 10bs del sustrato semiconductor 10, por lo que el segundo electrodo de extracción de salida E22 se une más firmemente al sustrato semiconductor 10 por el segundo electrodo pasante E232. Con la fuerza de unión del segundo electrodo de extracción de salida E22 al sustrato semiconductor 10 así incrementada, por ejemplo, es menos probable que el segundo electrodo de extracción de salida E22 se desprenda del sustrato semiconductor 10. Como resultado, se puede mejorar la fiabilidad a largo plazo del elemento de celda solar 1.

Además, por ejemplo, cuando la superficie del segundo elemento 1bs se ve en una vista en perspectiva plana, la segunda relación de áreas del segundo electrodo pasante E232 en la segunda región Ar2 en la que se coloca el segundo electrodo de extracción de salida E22 es menor que la primera relación de área del primer electrodo pasante E231 en la primera región Ar1 en la que se coloca el segundo electrodo colector E21. Así, por ejemplo, la cantidad reducida de la capa de pasivación 12 puede disminuir cuando la densidad del segundo electrodo pasante E232 inmediatamente debajo del segundo electrodo de extracción de salida E22 se establece para que sea menor que la densidad del primer electrodo pasante E231 inmediatamente debajo del segundo electrodo colector E21. Por tanto, es menos probable que se produzca la recombinación de portadores minoritarios en la proximidad de los segundos 1Obs de superficie del sustrato semiconductor 10, por ejemplo. Como resultado, se puede mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica del elemento de celda solar 1.

Por lo tanto, en la primera realización, la eficiencia de conversión fotoeléctrica y la fiabilidad a largo plazo del elemento de celda solar 1 de tipo PERC pueden mejorarse de manera bien equilibrada. Además, por ejemplo, la eficiencia de conversión fotoeléctrica y la fiabilidad a largo plazo también pueden mejorarse de manera bien equilibrada para el módulo de celda solar 100 en el que se disponen una pluralidad de elementos de celda solar 1.

2. Otras realizaciones

La presente divulgación no se limita a la primera realización descrita anteriormente, y pueden realizarse diversas modificaciones, mejoras y similares sin apartarse de la esencia de la presente divulgación.

2- 1. Segunda realización

En la primera realización, por ejemplo, la capa de pasivación 12 no se limita a una sola capa. Por ejemplo, la capa de pasivación 12 puede tener una estructura en la que se apilan una pluralidad de capas. Por ejemplo, como se muestra en la figura 12, una combinación de una pluralidad de capas incluye una combinación de una capa de óxido de silicio 121 colocada sobre la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 y una capa de óxido de aluminio 122 colocada sobre la capa de óxido de silicio 121. En este caso, el espesor de la capa de óxido de silicio 121 es, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 nm a 5 nm. El espesor de la capa de óxido de aluminio 122 es, por ejemplo, de aproximadamente 5 nm a 30 nm. Aquí, por ejemplo, la capa de pasivación 12 se puede formar formando la capa de óxido de silicio 121 en la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10 y luego formando la capa de óxido de aluminio 122 en la capa de óxido de silicio 121. La capa de óxido de silicio 121 y la capa de óxido de aluminio 122 se pueden formar de forma continua mediante ALD. Con la capa de óxido de silicio 121 así formada en la primera región semiconductora 10f de tipo p, el enlace colgante de la primera región semiconductora lOf se puede terminar, por ejemplo. Así, en la proximidad de la segunda superficie lObs del sustrato semiconductor 10, se puede reducir, por ejemplo, la recombinación de portadores minoritarios generados por conversión fotoeléctrica en respuesta a la irradiación de luz en el sustrato semiconductor 10. Como resultado, la eficiencia de conversión fotoeléctrica del elemento de celda solar 1 puede mejorarse aún más.

2-2. Tercera Realización

En cada una de las realizaciones anteriores, por ejemplo, como se muestra en la figura 13, la capa protectora 13 puede no estar presente. En otras palabras, por ejemplo, el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22 pueden colocarse directamente en la capa de pasivación 12 en el lado de la segunda superficie 1Obs del sustrato semiconductor 10. En el ejemplo de la figura 13, el primer electrodo pasante E231 se coloca en el primer orificio A H11, y el segundo electrodo pasante E232 se coloca en el primer orificio B H12. Una configuración de este tipo puede realizarse, por ejemplo, siempre que la pasta conductora aplicada sobre la capa de pasivación 12 tenga un componente que no provoque el disparo a través de la capa de pasivación 12 durante la cocción de la pasta conductora.

3. Otros

En cada una de las realizaciones anteriores, por ejemplo, el segundo electrodo de extracción de salida E22 puede contener cobre como componente principal sin contener plata como componente principal. En este caso, por ejemplo, se puede emplear pasta de cobre en lugar de la pasta de plata. Para la pasta de cobre, por ejemplo, se adopta una pasta conductora que contiene polvo metálico que contiene cobre como componente principal, un vehículo orgánico y fritas de vidrio.

En cada una de las realizaciones anteriores, por ejemplo, el segundo electrodo colector E21 y el segundo electrodo extractor de salida E22 pueden estar en contacto entre sí para formar la región de conexión Pc0 sin superponerse entre sí.

No hace falta decir que la totalidad o una parte de cada una de las realizaciones y varios ejemplos modificados se pueden combinar según corresponda en un rango no contradictorio.

Explicación de los signos de referencia

1: elemento de celda solar

10: sustrato semiconductor

100: módulo de celda solar

101: primer elemento

102: relleno

102b: segundo relleno

102u: primer relleno

103: unidad de celda solar

104: segundo elemento

lObs: segunda superficie

10f: primera región semiconductora

10fs: primera superficie

10s: segunda región semiconductora

10t: tercera región semiconductora

11: película antirreflectante

12: capa de pasivación

13: capa protectora

1bs: superficie del segundo elemento

1 fs: superficie del primer elemento

Ar1: primera región

Ar2: segunda región

Ar3: región superpuesta

Ar4: región de no conexión

Cm0: porción de aleación

E1: electrodo frontal

E11: primer electrodo extractor de salida

E12: primer electrodo colector

E2: electrodo posterior

E21: segundo electrodo colector

E22: segundo electrodo extractor de salida

E23: electrodo pasante

E231: primer electrodo pasante

E232: segundo electrodo pasante

H1: primer orificio

H11: primer orificio A

H12: primer orificio B

H3: segundo orificio

H31: segundo orificio A

H32: segundo orificio B

Pc0: región de conexión

W1: primer elemento de cableado

W2: segundo elemento de cableado

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un elemento de celda solar (1) que comprende:

un sustrato semiconductor (10) que tiene una primera superficie (10fs) y una segunda superficie (10bs) situadas frente a la primera superficie (10fs);

una capa de pasivación (12) que se sitúa sobre la segunda superficie (10bs) y presenta una pluralidad de orificios (H1);

una pluralidad de electrodos pasantes (E23) que se colocan en la pluralidad de orificios (H1) mientras se conectan eléctricamente a la segunda superficie (10bs) del sustrato semiconductor (10);

un primer electrodo (E21) que se coloca sobre la capa de pasivación (12) mientras se conecta eléctricamente a dos o más primeros electrodos pasantes (E231) en la pluralidad de electrodos pasantes (E23); y

uno o más segundos electrodos (E22) que están posicionados para extenderse linealmente en una primera dirección (Y) sobre la capa de pasivación (12) mientras están eléctricamente conectados a uno o más segundos electrodos pasantes (E232) en la pluralidad de electrodos pasantes (E23), y están conectados eléctricamente al primer electrodo (E21); caracterizado por que

cuando el primer electrodo (E21) y el segundo electrodo (E22) se ven en perspectiva en planta, una relación de un área ocupada por uno o más segundos electrodos pasantes (E232) en una segunda región (Ar2) en la que el segundo electrodo (E22) se coloca es menor que la relación de un área ocupada por los dos o más primeros electrodos pasantes (E231) en una primera región (Ar1) en la que se coloca el primer electrodo (E21).

2. El elemento de celda solar (1) según la reivindicación 1, en el que

el sustrato semiconductor (10) contiene silicio,

el primer electrodo (E21) contiene aluminio,

el segundo electrodo (E22) contiene plata, y cuando el primer electrodo (E21) y el segundo electrodo (E22) se ven en perspectiva en planta, la pluralidad de electrodos pasantes (E23) no están posicionados en una región superpuesta (Ar3) o en una región de conexión (Pc0) en el primer región (Ar1) y la segunda región (Ar2), estando la primera región (Ar1) y la segunda región (Ar2) en un estado de superposición entre sí en la región superpuesta (Ar3) y en un estado de estar conectadas entre sí en la región de conexión (Pc0).

3. El elemento de celda solar (1) según la reivindicación 1 o 2, en el que

el segundo electrodo (E22) tiene un espesor menor que el espesor del primer electrodo (E21), y

en una región superpuesta (Ar3) donde la primera región (Ar1) y la segunda región (Ar2) están en estado de superposición entre sí, el segundo electrodo (E22) se coloca en la segunda superficie (lObs) y el primer electrodo (E21) se coloca en el segundo electrodo (E22).

4. El elemento de celda solar (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una capa protectora (13) colocada entre la capa de pasivación (12) y el primer electrodo (E21) y entre la capa de pasivación (12) y el segundo electrodo (E22).

5. El elemento de celda solar (1) según la reivindicación 4, en el que la capa protectora (13) contiene nitruro de silicio.

6. El elemento de celda solar (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

el sustrato semiconductor (10) incluye una primera región semiconductora de tipo p (10f) ubicada en el segundo lado de la superficie y una segunda región semiconductora de tipo n (10s) ubicada en el primer lado de la superficie, y

la capa de pasivación (12) contiene óxido de aluminio.

7. Un módulo de celda solar (100) que comprende:

una pluralidad de elementos de celda solar (1) cada uno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, estando posicionados los elementos de celda solar (1) para estar dispuestos bidimensionalmente;

una pluralidad de elementos de cableado (W1, W2) posicionados en un estado de conexión eléctrica de elementos de celda solar adyacentes (1) en la pluralidad de elementos de celda solar (1);

un primer elemento (101) que se coloca en el lado de la primera superficie de la pluralidad de elementos de celda solar (1) y tiene translucidez;

un segundo elemento (104) situado en el segundo lado de la superficie de la pluralidad de elementos de celda solar (1);

un primer relleno (102u) que se coloca entre la pluralidad de elementos de celda solar (1) y el primer elemento (101) y tiene translucidez; y

un segundo relleno (102b) que se coloca entre la pluralidad de elementos de celda solar (1) y el segundo elemento (104).