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太陽電池素子および太陽電池モジュール

阅读:1035发布:2021-02-08

专利汇可以提供太陽電池素子および太陽電池モジュール专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且【課題】半導体 基板 と電極とのオーミックコンタクト性を良好に保ちながら、表面に入射した光の反射をより低減することができて、特性の優れた太陽電池素子および太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】複数の線状の第1テクスチャ構造領域と、該第1テクスチャ構造領域の周囲に該第1テクスチャ構造領域よりも粗面化された第2テクスチャ構造領域とを一主面に設けた半導体基板と、該半導体基板の前記第1テクスチャ一構造領域の少なくとも一部の上に配置されたフィンガー電極とを備えている太陽電池素子とする。【選択図】図3,下面是太陽電池素子および太陽電池モジュール专利的具体信息内容。

  • 複数の線状の第1テクスチャ構造領域と、該第1テクスチャ構造領域の周囲に該第1テクスチャ構造領域よりも粗面化された第2テクスチャ構造領域とを一主面に設けた半導体基板と、
    該半導体基板の前記第1テクスチャ一構造領域の少なくとも一部の上に配置されたフィンガー電極とを備えている太陽電池素子。
  • 前記フィンガー電極は、その一部が複数の前記第1テクスチャ構造領域の一部に接する状態で配置されている請求項1に記載の太陽電池素子。
  • 前記半導体基板の前記一主面に前記第1テクスチャ構造領域に交差する状態で設けられ、前記第2テクスチャ構造領域よりも微細な凹凸構造を有した線状の第3テクスチャ構造領域と、
    該第3テクスチャ構造領域の上に配置されたバスバー電極とをさらに備えている請求項1または2に記載の太陽電池素子。
  • 請求項1乃至3のいずれかに記載の太陽電池素子を複数有しており、これら複数の太陽電池素子同士を電気的に接続している太陽電池モジュール。
  • 说明书全文

    本発明は太陽電池素子およびそれを用いた太陽電池モジュールに関する。

    現在、単結晶または多結晶のシリコンからなる半導体基板を用いた結晶系の太陽電池素子がよく用いられている。

    結晶系の太陽電池素子では、半導体基板の表面側と裏面側とに電極を設けている。 また、半導体基板の表面に、例えば反応性イオンエッチング装置などを用いたドライエッチング法によって微細な凹凸構造を形成する。 これにより、半導体基板の表面に入射した光の反射を低減して、光の吸収効率を向上させることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

    特開2002−76404号公報

    しかしながら、反応性イオンエッチング装置などを用いて半導体基板の表面に凹凸構造を形成した場合、形成された凹凸構造が微細すぎて、太陽電池素子に入射した光の反射を十分に低減することができなかった。

    一方、酸化カリウムまたは水酸化ナトリウム等の水溶液を用いて半導体基板の表面をエッチングすることができるが、反応性イオンエッチング装置などを用いる場合に比べて、半導体基板と電極とのオーミックコンタクト性が悪化する。 このため、完成した太陽電池素子の曲線因子(FF)が低下して、光電変換効率が低下するという課題があった。

    本発明の主たる目的は、半導体基板と電極とのオーミックコンタクト性を良好に保ちながら、表面に入射した光の反射をより低減することができて、特性の優れた太陽電池素子および太陽電池モジュールを提供することにある。

    本発明の一形態に係る太陽電池素子は、複数の線状の第1テクスチャ構造領域と、該第1テクスチャ構造領域の周囲に該第1テクスチャ構造領域よりも粗面化された第2テクスチャ構造領域とを一主面に設けた半導体基板と、該半導体基板の前記第1テクスチャ一構造領域の少なくとも一部の上に配置されたフィンガー電極とを備えている。

    また、本発明の一形態に係る太陽電池モジュールは、上記太陽電池素子を複数有しており、これら複数の太陽電池素子同士を電気的に接続している。

    上記構成の太陽電池素子および太陽電池モジュールによれば、半導体基板表面における光の反射を低減しながら、半導体基板の表面と電極とのオーミックコンタクト性を良好にすることが可能になり、その結果、光電変換効率等の特性の向上を実現できる。

    図1(a)は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を表面側から見た平面模式図であり、図1(b)は太陽電池素子を裏面側から見た平面模式図である。

    図2は図1(a)のT−T線における断面の構造を示す断面模式図である。

    図3(a)は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を構成する半導体基板の表面において、第1テクスチャ構造領域と第2テクスチャ構造領域との配置状態の一例を示す平面模式図であり、図3(b)は図3(a)のS−S線における断面の構造を示す断面模式図である。

    図4は、本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を構成する半導体基板の表面において、一導電型領域と逆導電型層との状態を示す断面模式図である。

    図5は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を構成する半導体基板の表面の第1テクスチャ構造領域、第2テクスチャ構造領域および第3テクスチャ構造領域の配置状態の一例を示す平面模式図である。

    図6(a)〜(h)は、それぞれ本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面模式図である。

    図7は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を表面側からみた平面模式図である。

    図8(a)は本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの第1面側を示す平面模式図であり、図8(b)は第2面側の一実施形態を示す平面模式図である。

    図9(a)は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子に接続部材を接続した状態を示す平面模式図であり、図9(b)は、2つの太陽電池素子同士の接続状態を示す断面模式図である。

    図10は本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面模式図である。

    本発明に係る太陽電池素子および太陽電池モジュールの実施形態について、図面を参照しながら説明する。 なお、図面は模式的に示したものであるので、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更できる。

    <<第1実施形態>>
    <太陽電池素子>
    図1、図2に示すように、太陽電池素子1は、半導体基板2を備えている。 太陽電池素子1は、主として光を受ける第1主面である表面1aと、表面1aと対向する第2主面である裏面1bとを有している。 また半導体基板2も、太陽電池素子1の表面1aに相当する表面2aと、太陽電池素子1の裏面1bに相当する裏面2bとを有している。

    図1(a)に示すように、太陽電池素子1の表面1aには、表面電極としてバスバー電極3およびフィンガー電極4が配置されている。 また、図1(b)に示すように、太陽電池素子1の裏面1bには、裏面電極として集電電極5および接続電極6が配置されている。

    半導体基板2は、例えば単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板が用いられる。 また半導体基板2は、ボロンあるいはガリウムなどのドーパント元素を含有していることから、一導電型(例えばp型)を有している。 半導体基板2の厚みは、例えば150〜250μm程度であり、その平面形状は、特に限定されるものではないが、一辺が100〜180mm程度の正方形状または矩形状であればよい。 なお、以下では、半導体基板2として、p型多結晶シリコン基板を用いる例について説明する。

    図2に示すように、半導体基板2は、太陽電池素子1の表面1a側に設けられた逆導電型層8を有している。 逆導電型層8は、一導電型領域7に対する逆の導電型(n型)を有しており、一導電型領域7とpn接合を形成する。 n型の逆導電型層8は、半導体基板2における表面2a側にリン等のドーパント元素を拡散させることによって形成される。

    反射防止膜9は、逆導電型層8の上に設けられ、表面1aにおける光の反射率を低減する役割を有する。 これにより、半導体基板2に吸収される光の量が増大する。 そして、反射防止膜9は、光吸収によって生成する電子正孔対を増大させる役割を果たすことで太陽電池素子1の変換効率の向上に寄与する。 反射防止膜9は、例えば、窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜、もしくは酸化アルミニウム膜、またはそれらの積層膜からなる。 また、反射防止膜9は半導体基板2の界面および粒界での少数キャリヤの再結合による変換効率の低下を低減する、パッシベーション膜としての効果も有することができる。

    接続電極6は、幅1〜5mm程度であり、所定の間隔を空けて太陽電池素子1の一辺に略平行に、図1(b)のY方向に2〜5本程度配置される。 接続電極6は、例えば銀を主成分とした導電性ペーストを、所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成される。 この焼成後の接続電極6の厚みは、10〜30μm程度である。 また、集電電極5の厚みは、例えば15〜50μm程度である。 また、集電電極5は、半導体基板2の裏面2bの外周部における0.5〜3mm幅の部分、および接続電極6の配置部分を除いた裏面2bの略全面に形成されるとよい。 この集電電極5は、例えばアルミニウムを主成分とする導電性ペーストを所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。

    BSF(Back-Surface-Field)領域10は、半導体基板2の裏面2b側に内部電界を形成し、裏面2bの近傍での少数キャリヤの再結合による変換効率の低下を低減させる役割を有している。 BSF領域10は半導体基板2の一導電型領域7と同一の導電型を有しているが、BSF領域10には一導電型領域7にドープされているドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在する。 BSF領域10は、半導体基板2がp型を有する場合は、例えば、裏面2b側にボロンまたはアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させることによって、これらドーパント元素の濃度が1×10 18 〜5×10 21 atoms/cm 程度となるように形成されるとよい。

    太陽電池素子1の表面1a(半導体基板2の表面2a)側に設けられるバスバー電極3は、フィンガー電極4によって収集された光生成キャリヤ(以下、キャリヤとする)を集電する役割を有する。 バスバー電極3は、図1(a)のY方向に沿って、且つ裏面1aに設けられた接続電極6とほぼ対向する位置に形成される。 また、バスバー電極3は、幅が1〜3mm程度であり、一定間隔をあけて2〜5本程度形成される。

    フィンガー電極4は、キャリヤを収集する役割を有し、図1(a)のX方向に延びてバスバー電極3とほぼ直交するように接続される。 また、フィンガー電極4の幅は50〜200μm程度であり、2〜8mm程度の間隔を空けて複数本形成される。 なお、バスバー電極3およびフィンガー電極4は、例えば銀を主成分とした導電性ペーストを、所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成される。 この焼成後のバスバー電極3およびフィンガー電極4の厚みは、例えば10〜30μm程度である。

    本実施形態に係る太陽電池素子1においては、図3(a)に示すように、半導体基板の一主面である表面2aに、複数の線状の凹凸構造を有した第1テクスチャ構造領域11と、第1テクスチャ構造領域11よりも粗面化された第2テクスチャ構造領域12とが設けられている。 そして、第1テクスチャ構造領域11の上にフィンガー電極4が配置されている。

    すなわち、半導体基板2の表面2aは、四錐または三角錐などの錐体形状からなるテクスチャ構造を有している。 さらに、半導体基板2の表面2aには、第1テクスチャ構造領域11と第2テクスチャ構造領域12とが設けられている。 この第1テクスチャ構造領域11は、図3(b)に示すように、錐体形状の頂点間の距離P1が0.1μm以上6μm未満であり、第2テクスチャ構造領域12は、錐体形状の頂点間の距離P2が6μm以上13μm以下である。 このように、距離P2>距離P1の関係であることを、第2テクスチャ構造領域12が第1テクスチャ構造領域11よりも粗面化されていると定義する。 さらに、第2テクスチャ構造領域12よりも微細な凹凸構造の第1テクスチャ構造領域11の上にフィンガー電極4が配置されている。

    このようなテクスチャ構造を表面に有している半導体基板2に、塗布熱拡散法または気相熱拡散法などによって逆導電型層8を形成した場合、テクスチャ構造の錐体形状の頂点部分の四方からの不純物の拡散がある。 このため図4に示すように、テクスチャ構造の錐体形状の頂点近傍部分における逆導電型層8Aの深さは、他の部分に比べ深いものとなる。 上述したように、第2テクスチャ構造領域12が第1テクスチャ構造領域11よりも粗い状態となっているため、第1テクスチャ構造領域11は第2テクスチャ構造領域12に比べ、単位面積当たりではテクスチャ構造の錐体形状がより多く形成される。 このため、第1テクスチャ構造領域11では、逆導電型層の深い部分8Aがより多く形成されることになる。 そして、この第1テクスチャ構造領域11にフィンガー電極4が配置されるため、フィンガー電極4はより多くの逆導電型層の深い部分8Aと当接することができ、フィンガー電極4と逆導電型層8とのオーミックコンタクト性が改善されることとなり、太陽電池素子1の曲線因子(FF)を向上させることができる。

    さらに光が入射する太陽電池素子1の第2テクスチャ構造領域12では、光の反射を低減したテクスチャ構造であるため、太陽電池素子1の短絡電流値(Isc)を向上させることができる。

    なお、本実施形態は上記の内容に限定されるものでなく、種々の変更を加えることができる。 例えば図5に示すように、半導体基板の表面2aに、第2テクスチャ構造領域12よりも微細な凹凸構造を有する第3テクスチャ構造領域16を、第1テクスチャ構造領域11に交差する状態で設けてもよい。 例えば第3テクスチャ構造領域16は第1テクスチャ構造領域11と粗さを同等とすれば、その形成が容易であるのでよい。 そして、この第3テクスチャ構造領域16の上に、フィンガー電極4に電気的に接続されるバスバー電極3を配置すると良い。 これにより、バスバー電極3のオーミックコンタクト性を向上させることができて、太陽電池素子1の曲線因子をさらに向上させることができる。

    また、例えば上述した集電電極5を形成後、塩酸で処理しアルミニウムを溶解させることで集電電極5を除去して、BSF領域10のみを残存させて、太陽電池素子1の裏面1bにもフィンガー電極4とバスバー電極3を設けた、両面受光型の太陽電池素子に本実施形態を適用してもよい。 このような両面受光型の太陽電池素子などでは、太陽電池素子1の裏面1bにも、第1テクスチャ構造領域と、これよりも粗い第2テクスチャ構造領域とを設け、この第1テクスチャ構造領域の上に裏面のフィンガー電極が配置される。

    またフィンガー電極4は導電成分が銀を主成分とするものに限定されるものではなく、銅または銀銅合金を主成分とするものでもよい。 ただし、導電成分が銀を主成分とするものであると、酸素を含む雰囲気でも導電性ペーストの焼成可能であるので、より安価に太陽電池素子1を作製できるため望ましい。

    <太陽電池素子の製造方法>
    次に、太陽電池素子1の製造方法について説明する。

    まず、図6(a)に示すように半導体基板2を準備する。 半導体基板2としては、比抵抗は0.2〜2.0Ω・cm程度の一導電型を有する多結晶シリコン基板である。 なお、半導体基板2が単結晶シリコン基板の場合は、例えばFZ(フローティングゾーン)法またはCZ(チョクラルスキー)法などによって作製される。 半導体基板2が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって作製される。 以下では、p型の多結晶シリコン基板を半導体基板2として用いる例について説明する。

    半導体基板2の製法について説明する。 まず、鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを作製する。 次いで、そのインゴットをマルチワイヤーソー等を用いて、例えば150〜250μm程度の厚みにスライスして、p型の半導体基板2を作製する。 その後、半導体基板2の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を除去するために、表面をNaOH、KOH、またはフッ酸と硝酸との混合液などの溶液で数μm程度エッチングして、洗浄し乾燥する。

    その後、反応性イオンエッチング装置を用いて、図6(b)に示すように、半導体基板2の表面2aの略全面に、第1テクスチャ構造領域11と同程度の粗さのテクスチャ構造11'を形成する。 本実施形態では、例えば三フッ化メタン(CHF )を20sccm、塩素(Cl )を50sccm、酸素(O )を10sccm、および六フッ化イオウ(SF )を80sccm流しながら、反応圧7Pa、プラズマを発生させるRFパワーを500Wの条件で、3分間程度ドライエッチングして、その後半導体基板2の表面2a上のシリコン残渣を洗浄し除去する。

    次に、図6(c)に示すように、半導体基板2の第1テクスチャ構造領域11の形成予定部分にレジスト膜19を塗布する。 このレジスト膜19は耐アルカリ溶液の性能に優れたものを使用し、スクリーン印刷法で塗布する。 このレジスト膜19を塗布した半導体基板2を水酸化カリウム(KOH)水溶液に浸漬して、レジスト膜19を塗布した部分以外をエッチングすることによって、第2テクスチャ構造領域12を形成する。 このときのエッチング条件は、例えば、1質量%濃度の水酸化カリウム水溶液、5質量%のイソプロピルアルコール(IPA)水溶液で、温度70〜85℃、100分間である。 その後洗浄し、剥離液でレジスト膜19を除去し、洗浄し乾燥する。 これにより、第1テクスチャ構造領域11と第2テクスチャ構造領域12とを形成する。

    次に、図6(d)に示すように、半導体基板2の表面2a側の表層内にn型の逆導電型層8を形成する。 このような逆導電型層8は、ペースト状態にした五酸化二リン(P )を半導体基板2の表面2aに塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたオキシ塩化リン(POCl )を拡散源とした気相熱拡散法などによって形成される。 この逆導電型層8は、0.1〜1μm程度の厚みで、40〜150Ω/□程度のシート抵抗を示すように形成される。 気相熱拡散法などで逆導電型層8を形成時に、裏面2b側にも逆導電型層が形成された場合には、フッ酸と硝酸との混合液に半導体基板2における裏面2b側のみを浸して、裏面2b側の逆導電型層8をエッチングして除去して、p型の一導電型領域7を露出させる。 以上により、半導体基板2の内部に、p型の一導電型領域7とn型の逆導電型層8によって、pn接合を形成することができる。

    次に、図6(e)に示すように、半導体基板2の表面2a側に反射防止膜9を形成する。 反射防止膜9は、上述の窒化シリコンなどからなる膜を、PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)法、熱CVD法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成される。 例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止膜9をPECVD法で形成する場合であれば、反応室内を500℃程度としてシラン(SiH )とアンモニア(NH )との混合ガスを窒素(N )で希釈し、グロー放電分解でプラズマ化させて、窒化シリコン膜を堆積させることで形成される。 反射防止膜9の厚みは、構成する材料によって適宜選択されて、適当な入射光に対して低反射条件を実現できるように設定される。 例えば窒化シリコン膜で反射防止膜9を形成する場合、その屈折率は1.8〜2.3程度、厚み500〜1200Å程度であればよい。

    次に、図6(f)に示すように、半導体基板2の表面2aに、バスバー電極3およびフィンガー電極4となる表面側導電性ペースト13を塗布し配置する。 表面側導電性ペースト13としては、銀を主成分として導電性ペースト中に70〜85質量%程度含有し、さらにガラスフリットおよび有機ビヒクル等を混練したものを用いる。 有機ビヒクルは、例えばバインダーとして使用される樹脂成分を有機溶媒に添加して得られる。 バインダーとしては、エチルセルロース等のセルロース系樹脂のほか、アクリル樹脂またはアルキッド樹脂等が使用され、有機溶媒としては、例えばジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ターピネオールまたはジエチレングリコールモノブチルエーテル等が使用される。 有機ビヒクルの含有質量は、導電性ペースト中に5〜20質量%程度含有していればよい。 また、ガラスフリットの成分は、ガラス材料として例えばSiO −Bi −PbO系またはAl −SiO −PbO系などの鉛系ガラスを用いることができる。 また、他のガラス材料としては、B −SiO −Bi 系またはB −SiO −ZnO系などの非鉛系ガラスも用いることができる。 ガラスフリットは、導電性ペースト中に2〜15質量%程度であればよい。 表面側導電性ペースト13を配置する方法としては、スクリーン製版を用いたプリント印刷法を用いて、第1テクスチャ構造領域11上にフィンガー電極4となる表面側導電性ペースト13が配置されるように塗布する。 この塗布後、所定の温度で乾燥し、溶剤を蒸発させる。

    次に、図6(g)に示すように、半導体基板2の裏面2bに、接続電極6用の裏面側第1導電性ペースト14を配置する。 裏面側第1導電性ペースト14は、上述の表面側導電性ペースト13と同様の導電性ペーストが使用可能である。 裏面側第1導電性ペースト14を配置後、所定の温度で乾燥させて溶剤を蒸散させる。

    次いで、図6(h)に示すように、裏面集電電極5用の裏面側第2導電性ペースト15を配置する。 第2導電性ペースト15としては、例えばアルミニウムを主成分とする金属粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いる。 塗布法としては、プリント印刷法などを用いることができる。 このように導電性ペーストを塗布した後、所定の温度で乾燥させて溶剤を蒸散させる。

    次に、表面側導電性ペースト13、裏面側第1導電性ペースト14および裏面側第2導電性ペースト15を配置した半導体基板2を焼成炉に投入し、これらを同時に600〜850℃程度の温度で数分間、焼成する。 これにより、焼成中に溶融したガラスフリットが半導体基板2の最表面と反応した後に固着して、各電極と半導体基板2との電気的コンタクトを形成するとともに、機械的な接着強度を高めることができる。 このとき、表面側導電性ペースト13は、反射防止膜9をファイアースルーして、半導体基板2と直に接するバスバー電極3およびフィンガー電極4が形成される。 また、この焼成によって、裏面側第1導電性ペースト14は接続電極6となり、裏面側第2導電性ペースト15は集電電極5となる。 このとき、集電電極5の形成と同時に、アルミニウムが半導体基板2に拡散することによって、BSF領域10が形成される。 以上の工程によって、図1および図2に示した太陽電池素子1が完成する。

    なお、本実施形態に係る太陽電池素子1の製造方法は、上記のものに限定されるものではない。 例えば、焼成工程は、表面側導電性ペースト13、裏面側第1導電性ペースト14および裏面側第2導電性ペースト15をそれぞれ配置した後に順次行なってもよい。 ただし、表面側導電性ペースト13および裏面側第1導電性ペースト14を同時に行ない、裏面側第2導電性ペースト15配置後にさらに焼成してもよい。 また、他の方法としては、表面側導電性ペースト13を焼成した後、裏面側第1導電性ペースト14および裏面側第2導電性ペースト15を同時に焼成してもよい。

    <<第2実施形態>>
    第2実施形態に係る太陽電池素子1Lは、図7に示すように、フィンガー電極4が、その一部が複数の第1テクスチャ構造領域11の一部に接する状態で配置されている。 例えば、第1テクスチャ構造領域11が、フィンガー電極4と略直交するように設けられていて、フィンガー電極4が、第1テクスチャ構造領域11の一部領域の上に配置されている。

    第1実施形態において述べたように、第1テクスチャ構造領域11が、フィンガー電極4と同じ方向に設けられていると、フィンガー電極4の形成時に、第1テクスチャ構造領域11上にフィンガー電極4が形成されるように、精度の高い位置合わせが必要となる。 本実施形態では、第1テクスチャ構造領域11が、Y方向に沿って配置され、フィンガー電極4がX方向に沿って配置されている。 このように、第1テクスチャ構造領域11とフィンガー電極4が略直交するように設けられていることによって、精度の高い位置合わせが不要となる。

    本実施形態における第1テクスチャ構造領域11の幅Gは、例えば0.1〜0.3mm程度であり、隣り合う第1テクスチャ構造領域11同士の間隔Hは、1〜3mm程度が好適である。

    <<太陽電池モジュール>>
    図8(a)、(b)に示すように、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール21は、複数の太陽電池素子1を有する太陽電池パネル23と、この太陽電池パネル23の外周部に配置されたフレーム24とを有する。 図8(a)に示すように、太陽電池モジュール21は、主として光を受ける面である第1面21aを有し、図8(b)に示すように、第1面21aの裏面に相当する第2面21bを有する。 そして、太陽電池モジュール21は、第2面21bに端子箱25等をさらに有している。 端子箱25には、太陽電池モジュール21が発生した電力を外部回路に供給するための出力ケーブル26が接続されている。

    太陽電池素子1は上述した実施形態のものであればよい。 また、隣り合う太陽電池素子1同士は、図9(a)(b)に示すように、接続部材22によって電気的に接続されている。 この接続部材22は、例えば、厚さが0.1〜0.3mm程度の銅またはアルミニウムの金属箔であればよい。 この金属箔には、表面に半田がコーティングされている。 この半田は、メッキまたはディピング等によって、例えば、10〜50μm程度の厚みになるように設けられる。 この接続部材22の幅は、バスバー電極3の幅と同等またはバスバー電極3の幅よりも小さくすればよい。 これにより、接続部材22によって太陽電池素子1の受光を妨げにくくできる。 また、接続部材22は、バスバー電極3および接続電極6の略全表面に接続してもよい。 これにより、太陽電池素子1の電気抵抗成分を小さくできる。 ここで、接続部材22を150mm角程度の半導体基板2を使用する場合、接続部材22の幅は、1〜3mm程度、その長さは260〜300mm程度であればよい。

    1つの太陽電池素子1に接続される2つの接続部材22において、一方の接続部材22aは、図9(a)に示すように、太陽電池素子1の表面1aのバスバー電極3に半田付けされている。 また、他方の接続部材22bは、太陽電池素子1の裏面1bの接続電極6に半田付けされている。

    また、図9(b)に示すように、隣り合う太陽電池素子1(太陽電池素子1S、1T)は、太陽電池素子1Sの表面1aのバスバー電極3に接続した接続部材22の他端部を太陽電池素子1Tの裏面1bの接続電極6に半田付けされることによって接続される。 このような接続を複数(例えば5〜10個程度)の太陽電池素子1に対して繰り返すことによって、複数の太陽電池素子1が直線状に直列接続されてなる太陽電池ストリングが形成される。

    次に、この太陽電池ストリングを複数(例えば2〜10本程度)用意して、1〜10mm程度の所定間隔を空けて略平行に整列させて、太陽電池ストリングの各端部の太陽電池素子1同士を横方向配線35にて半田付けなどで接続する。 また両端側の太陽電池ストリングの横方向配線35を接続していない太陽電池素子1には、外部導出配線36を接続する。

    次に、透光性基板31、表面側充填材32、裏面側充填材33および裏面材34を準備する。 透光性基板31としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。 ここで、ガラスとしては、例えば、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラスまたは熱線反射ガラスなどが用いられる。 また、樹脂であれば、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂が用いられる。 透光性基板31は、厚さ3〜5mm程度であればよい。

    表面側充填材32および裏面側充填材33は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下EVAと略す)やポリビニルブチラール(PVB)から成り、Tダイと押し出し機とによって厚さ0.4〜1mm程度のシート状に成形されたものが用いられる。 これらはラミネート装置によって減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着して他の部材と一体化するものである。

    裏面材34は、外部からの水分の浸入を低減する役割を有する。 この裏面材34は、例えば、アルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シート、アルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト(PET)シート等が用いられる。 裏面材34は、太陽電池モジュール21の第2面21b側からの光入射を発電に用いる場合は、ガラスまたはポリカーボネート樹脂等を用いても良い。

    次いで、図10に示すように、透光性基板31上に表面側充填材32を配置した後、上記のように接続した太陽電池素子1、裏面側充填材33および裏面材34等を順次積層して積層体を作製する。

    次いで、この積層体をラミネート装置にセットし、減圧下にて加圧しながら100〜200℃で例えば15分〜1時間程度加熱することによって、太陽電池パネル23を作製できる。

    最後に、太陽電池パネル23の外周部にフレーム24を、第2面21b側に端子箱25を必要に応じてそれぞれ取り付けることで、図8に示す太陽電池モジュール21が完成する。

    このような太陽電池モジュール21において、上述した実施形態係る太陽電池素子1を使用することによって、太陽電池モジュール21の光電変換効率を向上させることが可能となる。

    1 :太陽電池素子1L :太陽電池素子 1a:表面 1b:裏面2 :半導体基板 2a:表面 2b:裏面3 :バスバー電極4 :フィンガー電極5 :裏面集電電極6 :接続電極7 :一導電型領域8 :逆導電型層9 :反射防止膜10 : BSF領域11 :第1テクスチャ構造領域12 :第2テクスチャ構造領域13 :表面側導電性ペースト14 :裏面側第1導電性ペースト15 :裏面側第2導電性ペースト16 :第3テクスチャ構造領域19 :レジスト膜21 :太陽電池モジュール21a:太陽電池モジュールの第1面21b:太陽電池モジュールの第2面22 :接続部材23 :太陽電池パネル24 :フレーム25 :端子箱31 :透光性基板32 :表面側充填材33 :裏面側充填材34 :裏面材35 :横方向配線36 :外部導出配線

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