JP2010171370A - Solar cell element, solar cell module, and solar power generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置に関する。 The present invention relates to a solar cell element, a solar cell module, and a solar power generation device.
近年、環境保護の観点から家庭用の太陽電池の需要が著しく増加する傾向にある。 In recent years, the demand for solar cells for home use tends to increase remarkably from the viewpoint of environmental protection.
太陽電池モジュールは、インナーリードにより直列又は並列に接続された複数の太陽電池素子が、透光性基板と裏面シートの間で充填材により封入されてなる。 In the solar cell module, a plurality of solar cell elements connected in series or in parallel by inner leads are sealed with a filler between the translucent substrate and the back sheet.
このような太陽電池素子は、pn接合を有しており、単結晶シリコンや多結晶シリコンからなる半導体基板の表面および裏面に、金属を主成分とする材料によって形成された表面側電極、裏面側電極を有している。 Such a solar cell element has a pn junction, and is formed on the front and back surfaces of a semiconductor substrate made of single-crystal silicon or polycrystalline silicon, with a front-side electrode and a back-side electrode made of a metal-based material. It has an electrode.
近年、太陽電池素子のコストダウンの要求に対応するため、単結晶シリコン基板および多結晶シリコン基板の薄型化が検討されているが、この薄型化に伴い太陽電池モジュールの製造、保管および運搬時等において、電極が熱等のため膨張或は収縮する熱応力の影響で、基板の表層にクラックが発生し易くなるという問題があった。例えば、インナーリードが半田付けにより裏面側電極に接続される場合、基板の表面が凸状に反るような収縮応力がかかり、表面側電極の近傍に位置する基板の表層部分が剥がれやすい。このような太陽電池素子を用いた場合、出力等に不具合が生じ、信頼性が低いという問題がある。 In recent years, in order to meet the demand for cost reduction of solar cell elements, thinning of single crystal silicon substrates and polycrystalline silicon substrates has been studied. With the thinning, solar cell modules are manufactured, stored and transported. However, there is a problem that cracks are likely to occur in the surface layer of the substrate due to the influence of thermal stress that causes the electrode to expand or contract due to heat or the like. For example, when the inner lead is connected to the back surface side electrode by soldering, a contraction stress is applied such that the surface of the substrate warps in a convex shape, and the surface layer portion of the substrate located in the vicinity of the surface side electrode is easily peeled off. When such a solar cell element is used, there is a problem that a defect occurs in output and the reliability is low.
特に環境面への配慮から半田中に実質的に鉛を含有しない、Sn−Ag等の鉛フリー半田を用いる場合、半田の融点が高くなることから、熱による応力の影響が大きくなり基板の表層が欠けやすくなるということがあった。この場合特に、表面側電極と基板との境界部分が欠けやすい。 In particular, when using lead-free solder such as Sn-Ag that does not substantially contain lead in consideration of environmental considerations, the melting point of the solder increases, so the influence of heat increases and the surface layer of the substrate increases. It was easy to be missing. In this case, in particular, the boundary portion between the surface side electrode and the substrate tends to be chipped.
本発明は上記問題点を解決するために案出されたものであり、信頼性が高い太陽電池素子、これを使用した太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a highly reliable solar cell element, a solar cell module using the solar cell element, and a solar power generation device.
本発明の一形態に係る太陽電池素子は、光を受光する第1の面と前記第1の面の裏側の第2の面とを有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第1の面に設けられた第1の電極と、インナーリードが取り付けられる第1の部分と、前記第1の部分の側方に延びた第2の部分と、を含み、互いに間をあけて前記半導体基板の前記第2の面上に配列された複数の第2の電極と、を有する。 A solar cell element according to an aspect of the present invention includes a semiconductor substrate having a first surface that receives light and a second surface on the back side of the first surface, and the first surface of the semiconductor substrate. A first portion provided with an inner lead; and a second portion extending laterally of the first portion, the first portion of the semiconductor substrate being spaced apart from each other. A plurality of second electrodes arranged on the second surface.
本発明の一形態に係る太陽電池モジュールは、上記太陽電池素子の複数を電気的に接続してなることを特徴とする。 A solar cell module according to an aspect of the present invention is characterized in that a plurality of the solar cell elements are electrically connected.
本発明の一形態に係る太陽光発電装置は、上記太陽電池モジュールの1以上を発電手段として用いたことを特徴とする。 A solar power generation device according to an aspect of the present invention is characterized in that one or more of the solar cell modules are used as power generation means.
本発明の一形態に係る太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置によれば、上述した構成を有するため、裏面側電極の近傍に位置する基板にかかる応力を低減することができ、基板の表層部分の剥離を低減することができる。よって信頼性の高い太陽電池素子とすることができる。 According to the solar cell element, the solar cell module, and the solar power generation device according to one aspect of the present invention, the stress applied to the substrate located in the vicinity of the back surface side electrode can be reduced because the configuration described above is provided. It is possible to reduce the peeling of the surface layer portion. Therefore, a highly reliable solar cell element can be obtained.
また、鉛フリー半田を使用することにより環境面に配慮し、さらに信頼性の高い太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置の提供が可能となる。 In addition, by using lead-free solder, it is possible to provide a solar cell element, a solar cell module, and a solar power generation device with higher reliability in consideration of the environment.
以下、本実施形態に係る太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a solar cell element, a solar cell module, and a solar power generation device according to this embodiment will be described with reference to the drawings.
太陽電池素子は光を受けて発電を行う個々の素子であり、太陽電池モジュールは複数の太陽電池素子が相互に接続されてなる。 A solar cell element is an individual element that generates light by receiving light, and a solar cell module is formed by connecting a plurality of solar cell elements to each other.
<太陽電池モジュール>
図1に示すように、太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池素子3と、素子間接続部としてのインナーリード4とを備えている。
<Solar cell module>
As shown in FIG. 1, the
配列された複数の太陽電池素子3は、略方形状の枠5内に配設されており、太陽電池素子3の両面を覆うように枠5に嵌め込まれた透光性基板2と裏面シート14との間で、受光面側充填材12と裏面側充填材13とに挟持されている。透光性基板2としては、ガラス板や透明な樹脂板等を用いることができる。
The plurality of arrayed
インナーリード4は、図2に示す太陽電池素子3の受光面側に設けられた第1の電極の出力取出部21と略同幅、或はそれよりも小幅な長尺状の導電性部材により形成されている。そして、複数の太陽電池素子3が並ぶ各列において、図2に示す第1の電極の出力取出部21と複数の第2の電極25の第1の部分25aとに半田付け等で接続されている。これにより、インナーリード4は、相互に隣合う太陽電池素子3間で、対向し合う太陽電池素子の第1の電極の出力取出部21と複数の第2の電極25の第1の部分25aとを電気的に接続する。
The
このようなインナーリード4としては、例えば、厚さ0.1〜0.4mm、幅2mm程度で、その全面が半田によって被覆された帯状の銅やアルミニウム箔等を用いることができる。半田コートされたインナーリード4を用いることで、酸化等によってインナーリード4が劣化し高抵抗化することを低減しやすい。
As such an
そして、かかるインナーリード4を、ホットエアーや半田鏝を用いて、或は、リフロー炉等を用いて、太陽電池素子3の第1電極21や第2電極25の第1の部分25aに半田付けすることができる。環境面への配慮から、半田が実質的に鉛を含まない鉛フリー半田であることが好ましい。鉛フリー半田としては、Sn−Ag系、Sn−Ag−Cu系、Sn−Bi系、Sn−Bi−Ag系、Sn−Cu−Bi系、Sn−Cu系、Sn−Zn−Bi系、Sn−Sb系を好適に用いることができる。
Then, the
受光面側充填材12および裏面側充填材13は、例えば、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、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り減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着し、他の部材と一体化する。 The light-receiving surface side filler 12 and the back surface side filler 13 are made of, for example, an ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter abbreviated as EVA) or polyvinyl butyral (PVB), and have a sheet shape with a thickness of about 0.4 to 1 mm. The one molded into is used. These are softened and fused by being heated and pressed under reduced pressure by a laminating apparatus, and are integrated with other members.
裏面シート15は、アルミ箔を挟持したフッ素系樹脂シートや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)シートなどが用いられる。 As the back sheet 15, a fluorine resin sheet sandwiching an aluminum foil, a polyethylene terephthalate (PET) sheet deposited with alumina or silica, or the like is used.
上記した太陽電池モジュール1の製造方法の一例について説明する。まず、半田付け等によりインナーリード4が接続された複数の太陽電池素子3(ストリング)を準備する。
An example of the manufacturing method of the above-described
次に、透光性基板2上に受光面側充填材12を置き、さらにその上にインナーリード4で接続した太陽電池素子3を置く。さらにその上に裏面側充填材13、裏面シート14を順次積層する。このような状態にして、ラミネーターにセットし、減圧下にて加圧しながら100〜200℃で例えば15分〜1時間加熱することにより、これらが一体化し、太陽電池モジュール1となる。
Next, the light receiving surface side filler 12 is placed on the
<太陽電池素子>
図2(a)は本実施形態に係る太陽電池素子3の平面図であり、図2(b)は太陽電池素子3の裏面図である。図3は、図2(b)に示すA部の拡大図である。図4(a)は図3に示すB部の拡大図であり、図4(b)は図4(a)のX−X´における断面を示す。図において、T方向はインナーリード4の長手方向を示し、S方向はインナーリード4の短手方向を示す。
<Solar cell element>
FIG. 2A is a plan view of the
この太陽電池素子3は、光を受光する第1の面と第1の面の裏側の第2の面とを有する半導体基板20と、半導体基板20の第1の面に設けられた第1の電極と、インナーリード4が取り付けられる第1の部分25aと、第1の部分25aの側方に延びた第2の部分25bと、を含み、互いに間をあけて半導体基板20の第2の面に配列された複数の第2の電極25と、を有する。
This
半導体基板20は、板状、ここでは、略方形板状に形成されている。半導体基板20は、例えば、単結晶シリコン又は多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板20の内部には、ボロン(B)などのp型の導電型を呈する不純物を含有するp型シリコンとP(リン)などのn型の導電型を呈する不純物を含有するn型シリコンの接合したpn接合部を備える。
The
この半導体基板20の受光面側に、反射防止膜を設けても良い。この反射防止膜は、窒化シリコンや酸化チタンの膜から成り、所望の波長領域の光の反射率を低減させて、光生成キャリア量を増大させる役割を果たし、太陽電池素子3の光電流密度Jscを向上させる。
An antireflection film may be provided on the light receiving surface side of the
第1の電極は、出力取出部21と、出力取出部21に対して略垂直に交わるように設けられており出力取出部21より幅が狭い集電部22とを有する。このような第1の電極(出力取出部21、集電部22)の厚みは、10〜40μm程度である。
The first electrode includes an output extraction portion 21 and a
第1の電極の集電部22は、幅50〜200μm程度であり、半導体基板20で発生したキャリアを集電する役割を有する。
The
第1の電極の出力取出部21は、幅1.3mm〜2.5mm程度であり、集電部22で集めたキャリア(電力)を集め、外部に出力する役割を有している。
The output extraction unit 21 of the first electrode has a width of about 1.3 mm to 2.5 mm, and has a role of collecting carriers (electric power) collected by the
半導体基板20の第2の面には、下地集電極24と、第2の電極25が設けられている。第2の電極25の厚みは10μm〜30μm程度、幅は3.5mm〜7mm程度である。
A
下地集電極24は、半導体基板20の第2の面の略全面に設けられており、半導体基板20を露出させる複数の開口28を有する。下地集電極24の厚みは15μm〜50μm程度である。
The
第2の電極25の第1の部分25aは、下地集電極24および第2の部分25bで集めたキャリア(電力)を集め、外部に出力する役割を有している。第2の部分25bは、下地集電極24からのキャリアを第1の部分25aに伝える役割を有している。
The first portion 25a of the
第2の電極25は、インナーリード4が接続されるT方向に沿って複数個が、互いに間(第1の部分25a間は符号24a、第2の部分25b間は符号30で示す領域)をあけて直線状に配列されている。このような構成により、太陽電池モジュールの製造、保管および運搬時等において、電極が熱等のため膨張或は収縮する熱応力を分散、低減させることができ接続部25bと集電部24との接合強度を向上させることができる。よって、第2の電極25が半導体基板20に及ぼす力を低減することができ、半導体基板20の表層部分の剥離を低減して信頼性の高い太陽電池素子とすることができる。特に、インナーリード4の半田付けに用いる半田として鉛フリー半田を使用しても、本実施形態の構造にすることによって、基板20のごく薄い表層部分が剥がれるといった問題を低減できる。
A plurality of the
第1の部分25aは、下地集電極24と、下地集電極24の開口28から露出した半導体基板20の第2の面とにそれぞれまたがって設けられている。よって、複数の第2の電極25の第1の部分25a間には、下地集電極の一部24aが配置されている。
The first portion 25 a is provided across the
また、第2の部分25bは、第1の部分25aと連続して形成されており、下地集電極24上に設けられている。図4(a)において、第2の部分25bは、第1の部分25aの両側方に設けられており、下地集電極24との接触面積を増やすため、互いに逆方向(T方向、−T方向)に延出している。また、第2の部分25bは複数の開口27を有している。開口27を有することにより、応力の分散、低減の効果を向上できる。
The second portion 25 b is formed continuously with the first portion 25 a and is provided on the
また、インナーリード4は、太陽電池素子のうち、複数の第2の電極25の第1の部分25aに接続される。よって、インナーリード4は、部分的に太陽電池素子3に対して半田付けされない領域を備えるため、半田付け後、インナーリード4と基板20との熱膨張率の差に起因して半導体基板20に生じる応力を、インナーリード4の半田付けされない部分の変形により吸収することが可能になり、応力を低減することができる。
The
さらに、インナーリード4と半導体基板20との熱膨張率の差に起因して半導体基板20は、半導体基板20の受光面側を凸とする方向に反りが生じやすい。この反りにより、複数の第2の電極25の第1の部分25a間の下地集電極24aと、インナーリード4は互いに接しやすくなる。これにより、下地集電極24aとインナーリード4との接触部分でキャリアがインナーリード4へ移動し、不連続な複数の第2の電極25の第1の部分25aの直列抵抗成分を大きく上げることなく応力の低減が可能となる。
Furthermore, due to the difference in thermal expansion coefficient between the
また、図3に示すように、方向Tにおける下地集電極24の開口28の幅は、半導体基板20端部の開口28(幅J)の方が、端部より中央側に位置する開口28(幅K)よりも大きい。従って、第2の電極25の第1の部分25aは、半導体基板20の端部側に位置するものの方が、中央側に位置するものよりも半導体基板20に対して大面積で接する。このような構成とすることによって、例えば、モジュール製造時にストリングの両端を持ち上げた際、インナーリード4によって太陽電池素子に応力が加えられた場合にも、第2の電極25と基板20との接合強度が強固となり第2の電極25が半導体基板20から剥離しにくい。
As shown in FIG. 3, the width of the
また、図3に示すように、方向Sにおける下地集電極24の開口28の幅は、半導体基板20端部の開口28(幅I)の方が、端部より中央側に位置する開口28(幅H)よりも大きい。従って、第2の電極25の第1の部分25aは、半導体基板20の端部側に位置するものの方が、中央側に位置するものよりも半導体基板20に対して大面積で接する。このような構成とすることによって、例えば、モジュール製造時にインナーリード4が傾いて配置された場合にも、第2の電極25の第1の部分25aの周辺部が下地集電極24上にないため、接合強度が強固となり基板20から剥離しにくい。
Also, as shown in FIG. 3, the width of the
また、図3において、半導体基板20の端部側の開口28の一つは台形状とされている。このような構成とすることにより、インナーリード4が傾いて配置された場合にも、接合強度が強固となり基板20から剥離しにくい。
In FIG. 3, one of the
また、図3において、半導体基板20の中央領域Cには第2の電極25の第1の部分25aは設けられていない。また、半導体基板20の中央領域Cに設けられた第2の電極25の第2の部分25bは、半導体基板20の端部に設けられた第2の電極25の第2の部分25bと比べて長い。インナーリード4半田付け時の応力は、一般的に太陽電池素子の中央領域Cに発生しやすく、このため中央領域Cにおいて、第1の部分25aを設けず、さらに第2の部分25bを下地集電極24に対して大面積に接する構成とすることで、インナーリード4による応力を低減しつつ、さらに第2の電極25のはがれを低減することができる。
In FIG. 3, the first portion 25 a of the
また、図4(a)に拡大図で示すように、下地集電極24の開口28の方向Tにおける幅Kは、第2の電極25の第1の部分25aの幅Lより大きい。従って、開口28に着目した場合、第2の電極25の第1の部分25aが形成された領域と、当該領域のT方向の両側部において、基板が露出された領域28aとが存在する。このような構成とすることにより、インナーリード4を半田付けした後におけるインナーリード4と基板20との熱膨張率の差に起因して応力が発生した場合でも、第2の電極25の第1の部分25aの周辺部が下地集電極24上にないため、接合強度が強固となり基板20から剥離しにくい。また、T方向で第2の電極25の第1の部分25aが半導体基板20上に設けられるため、第1の部分25aの接合強度を強固なものにすることができる。
4A, the width K in the direction T of the
また、第2の電極25の第1の部分25aの幅Qは、インナーリード4の幅方向Sにおいて、第2の部分25bの幅Rより大きい。
Further, the width Q of the first portion 25 a of the
各部の寸法の一例は次の通りである。第2の電極25の第1の部分25aのT方向の幅Lは、1〜3mm程度であり、第2の部分25bに設けられる開口27のT方向の幅Nは0.5〜1mm程度であり、開口27間のT方向の幅Mは0.1〜0.7mm程度である。また複数の第2の電極25の第2の部分25bの間隔は、0.5〜2mm程度である。さらに第2の電極25の第1の部分25aのS方向の幅Qは、3〜5mm程度、第2の部分25bのS方向の幅Rは1〜4mm程度であり、下地集電極24に設けられた開口部28のS方向の幅Hは2〜5mm程度である。
An example of the dimensions of each part is as follows. The width L in the T direction of the first portion 25a of the
<太陽電池素子の製造方法>
上記した太陽電池素子3の製造方法の一例について説明する。まず、上記半導体基板20の元となる基板として、所定のドーパント(導電型制御用の不純物)がドープされることで、一導電型(ここではp型の導電型)を有するものを準備する。
<Method for producing solar cell element>
An example of the manufacturing method of the above-described
上記元となる基板は、例えば、ドーパント元素としてB(ホウ素)或はGa(ガリウム)を、1×1015〜1×1017atoms/cm3程度ドープすることで、p型の導電型を呈する。ドーパント元素のドープは、例えば、シリコンインゴット製造途中において、シリコン融液中に、ドーパント元素そのものを、或は、ドーパント元素をシリコン中に含んだドーパント材を、溶かすことで実現できる。 The base substrate exhibits p-type conductivity by, for example, doping B (boron) or Ga (gallium) as a dopant element to about 1 × 10 15 to 1 × 10 17 atoms / cm 3. . Doping of the dopant element can be realized, for example, by dissolving the dopant element itself or a dopant material containing the dopant element in silicon in the silicon melt during the production of the silicon ingot.
この後、必要に応じて、元となる基板のうち第1面側に、多数の微細な突起を有する凹凸形状を形成する。 Thereafter, an uneven shape having a large number of fine protrusions is formed on the first surface side of the original substrate as necessary.
次に、逆導電型層を形成する。逆導電型層は、逆導電型を呈するドーパントを上記元となる半導体基板の所定部分に拡散させることによって形成される。例えば、p型の導電型を呈する半導体基板を用いる場合、逆導電型層を形成するためのn型化ドーピング元素としては、P(リン)を用いることが好ましい。また、拡散する方法としては、所定の形成対象箇所にペースト状態にしたP2O5を塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたPOCl3(オキシ塩化リン)を拡散源として所定の形成対象箇所に拡散させる気相熱拡散法、或は、p+イオンを形成対象箇所に対して直接拡散させるイオン打込み法等を用いることができる。 Next, a reverse conductivity type layer is formed. The reverse conductivity type layer is formed by diffusing a dopant exhibiting a reverse conductivity type into a predetermined portion of the original semiconductor substrate. For example, when a semiconductor substrate exhibiting a p-type conductivity is used, it is preferable to use P (phosphorus) as an n-type doping element for forming a reverse conductivity type layer. As a diffusion method, a coating thermal diffusion method in which P 2 O 5 in a paste state is applied to a predetermined formation target and thermally diffused, or POCl 3 (phosphorus oxychloride) in a gas state is used as a diffusion source. For example, a vapor phase thermal diffusion method for diffusing to the formation target portion or an ion implantation method for directly diffusing p + ions to the formation target portion can be used.
なお、基板の表面に反射防止膜を形成してもよい。反射防止膜の形成方法としては、PECVD(プラズマ強化化学気相堆積法)法、蒸着法或はスパッタ法等を用いることができる。また、反射防止膜は、出力取出部21と集電部22とが形成された後に形成されてもよい。
An antireflection film may be formed on the surface of the substrate. As a method for forming the antireflection film, PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition), vapor deposition, sputtering, or the like can be used. In addition, the antireflection film may be formed after the output extraction portion 21 and the
次に、基板の裏面側に高濃度ドープ層を形成する。例えば、ボロンをドーパント元素とする場合、800〜1100℃程度の温度条件下で、BBr3(三臭化ボロン)を拡散源とする熱拡散法により、高濃度ドープ層を形成することができる。また、例えば、アルミニウムをドーパント元素とする場合、アルミニウム粉末と有機ビヒクル等を含むアルミニウムペーストを、印刷法で基板の裏面に塗布した後、最高温度700〜850℃程度の温度で熱処理(焼成)してアルミニウムを基板の裏面で拡散させることで、高濃度ドープ層を形成することができる。なお、後者の方法による場合、焼成後に裏面に形成されたアルミニウムの層を除去せずにそのまま下地集電極24として用いることができる。
Next, a highly doped layer is formed on the back side of the substrate. For example, when boron is used as a dopant element, a high-concentration doped layer can be formed by a thermal diffusion method using BBr 3 (boron tribromide) as a diffusion source under a temperature condition of about 800 to 1100 ° C. For example, when aluminum is used as a dopant element, an aluminum paste containing aluminum powder and an organic vehicle is applied to the back surface of the substrate by a printing method, and then heat-treated (fired) at a maximum temperature of about 700 to 850 ° C. Then, the heavily doped layer can be formed by diffusing aluminum on the back surface of the substrate. In the case of the latter method, it can be used as it is as the
次に、表面電極を構成する出力取出部21と集電部22とを形成する。出力取出部21と集電部22とは、塗布法を用いて形成される。具体的には、例えば、銀等の金属粉末100重量部に対して有機ビヒクルを10〜30重量部、ガラスフリットを0.1〜10重量部添加した導電性ペーストを、半導体基板12の第1面12aの所定領域に塗布して塗布膜を形成した後、この塗布膜を最高温度600〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、受光面側電極を形成することができる。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができ、好ましくは塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
Next, the output extraction part 21 and the
続いて、基板20の裏面に、下地集電極24を形成する。下地集電極24についても塗布法を用いて形成することができる。具体的には、アルミニウム又は銀等の金属粉末100重量部に対して有機ビヒクルを10〜30重量部、ガラスフリットを0.1〜5重量部添加した導電性ペーストを、半導体基板20の裏面のほぼ全領域に塗布して塗布膜を形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。好ましくは、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。なお、前述したように、アルミニウムを含む導電性ペーストを用いた場合には、高濃度ドープ層と下地集電極24とを同時に形成することができる。
Subsequently, the
次に、半導体基板20の裏面側に、第2の電極25を形成する。第2の電極25についても塗布法を用いて形成することができる。具体的には、銀等の金属粉末100重量部に対して有機ビヒクルを10〜30重量部、ガラスフリットを0.1〜5重量部添加した導電性ペーストを所定のパターンにて塗布して塗布膜を形成する。塗布方法としては、スクリーン製版を用いて導電ペーストをプリントして第2の電極25を形成する場合においては、図4(a)に示すような形状にプリントできるように使用するスクリーン製版のパターンに隙間等を設けておくことで第2の電極25の形成が可能である。塗布後、好ましくは所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。そして、基板20を焼成炉内にて最高温度が600〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、電極を形成することができる。
Next, the
この際、第2の電極25のうち、下地集電極24の開口28上に設けられておりインナーリードと接続される部分が第1の部分25aとなり、開口27を有する形状に形成された部分が下地集電極24との第2の部分25bとなる。第2の電極25は、隙間(第2の部分25b間30、第1の部分25a間24a)を有する複数の島状に形成された裏面電極となる。
At this time, in the
上記では印刷・焼成法による電極形成を用いたが、蒸着やスパッタ等の薄膜形成やメッキ形成を用いて形成することも可能である。 In the above description, the electrode formation by the printing / firing method is used. However, it is also possible to form the electrode by using thin film formation such as vapor deposition or sputtering, or plating.
以上のようにして、本実施形態に係る太陽電池素子を作製することができる。複数の第2の電極25を連続させること無く間隔を設けたことにより、焼成時に第2の電極25と下地集電極24の熱膨張率の差に起因して生じる応力を分散、低減させることができ第2の部分25bと下地集電極24との接合強度を向上させることができる。
As described above, the solar cell element according to this embodiment can be manufactured. Distributing and reducing the stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることが出来る。 The present invention is not limited to the above embodiments, and many modifications and changes can be made within the scope of the present invention.
例えば、表面にAgペーストを塗布し、裏面にAlペーストとAgペーストを塗布して、第1の電極、下地集電極24、第2の電極25を形成する際に、同時に焼成してもよいし、焼成工程を別々に行っても構わない。また、電極の形成順序も特に限定されない。また、下地集電極24を形成した後にAgペーストを塗布して第2の電極25を形成した形状を例にとって説明したが、その逆であっても構わない。
For example, when the first electrode, the
また、図4(b)において、第2の電極25の直下には第1の電極が設けられているが、図4(a)の切断位置によって、第1の電極の形成態様は異なる。
In FIG. 4B, the first electrode is provided immediately below the
<太陽電池素子への情報付与>
次に、太陽電池素子3へ製造ロット番号等の情報を付与する一例について説明する。例えば、第2の部分25aの形状を、情報を示す識別形状として用いる場合について説明する。
<Granting information to solar cell elements>
Next, an example of giving information such as a production lot number to the
図5に示すように、第2の電極25の第2の部分25aは、上述したように複数の開口27を有している。第2の部分25aにおける開口27と下地集電極24との間の領域32の一部に、例えば図示のような切欠部33a、33bを設けることにより、太陽電池素子3に関する1以上の情報を表示させることができる。
As shown in FIG. 5, the second portion 25a of the
例えば、切欠部等を設ける位置、数等に記号または数字等が対応するように予め規則を定めておき、この規則に合わせて切欠部33a、33b等を作製することで、種々の情報を付与することが可能となる。このような切欠部33a、33bは、導電ペーストをプリントするためのスクリーン製版のパターンに切欠部を設けておくことで作製可能である。 For example, a rule is set in advance so that a symbol or a number corresponds to the position and number of the notch, etc., and various information is given by producing the notches 33a, 33b, etc. according to this rule. It becomes possible to do. Such cutouts 33a and 33b can be produced by providing cutouts in a screen plate-making pattern for printing a conductive paste.
上記太陽電池素子へ付与する情報としては、例えば太陽電池素子3の製造年月日、製造ロット番号、使用した半導体基板の製造ロット番号、使用したスクリーン製版の製造ロット番号、使用した導電ペーストの製造ロット番号等がある。
The information to be given to the solar cell element includes, for example, the manufacturing date of the
例えば図6に示すように、U1部分には、当該太陽電池素子の製造場所(製造工場、製造ライン等を含む)、U2部分では製造した年、U3部分では製造した月、U4部分では製造した日、さらにU1部分に対向するU5部分では使用したスクリーン製版の製造ロット番号を表示させることが可能である。 For example, as shown in FIG. 6, in the U1 portion, the manufacturing location of the solar cell element (including the manufacturing factory, production line, etc.), the year of manufacture in the U2 portion, the month of manufacture in the U3 portion, and the month of manufacture in the U4 portion The production lot number of the used screen-making plate can be displayed on the U5 portion opposite to the U1 portion.
このように、簡単な方法により複数の太陽電池素子3に関する情報を明瞭に表示することができ、太陽電池素子3の履歴などを短時間で簡単に知ることができる。
Thus, the information regarding the plurality of
なお、情報付与の形状として切欠部を設けた例について説明したが、これに限定されるものではなく、切欠部の代わりに突起形状等でもよく、また、これらの組み合わせでもよい。 In addition, although the example which provided the notch part as a shape of information provision was demonstrated, it is not limited to this, A protrusion shape etc. may be sufficient instead of a notch part, and these combination may be sufficient.
<太陽光発電装置>
本発明の一形態に係る太陽光発電装置は、上述した太陽電池モジュールの1以上を発電手段として用いるものとするか、もしくは、太陽電池モジュールの1以上を有する発電手段と、この発電手段からの直流電力を交流電力に変換する電力変換手段とを備えたものとする。
<Solar power generator>
The solar power generation device according to one aspect of the present invention uses one or more of the solar cell modules described above as power generation means, or power generation means having one or more of the solar cell modules and the power generation means. Power conversion means for converting DC power into AC power is provided.
例えば図7に示すように、太陽光発電装置50は、上記太陽電池モジュールの1以上を電気的に接続した発電手段としての太陽電池モジュール40と、この太陽電池モジュール40の発電電力(直流電力)が入力され交流電力に変換する電力変換装置45とを備えている。なお、太陽電池モジュール40は複数あってもよく、これら複数の太陽電池モジュールどうしが電気的に接続されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 7, the solar
電力変換装置45は、例えば入力フィルタ回路41、電力変換回路42、出力フィルタ回路43および制御回路44を備えたものである。このようにして太陽電池モジュール40で発電された直流電力が電力変換装置45によって交流電力に変換され、この交流電力が商用電源系統46に入力される。このような太陽光発電装置50によれば、これを構成する太陽電池モジュールが信頼性が高いため、信頼性の優れた太陽光発電装置を提供することができる。
The
1:太陽電池モジュール
3:太陽電池素子
20:半導体基板
22:第1の電極
25:第2の電極
25a:第2の電極の第1の部分
25b:第2の電極の第2の部分
50:太陽光発電装置
1: Solar cell module 3: Solar cell element 20: Semiconductor substrate 22: First electrode 25: Second electrode 25a: First portion of second electrode 25b: Second portion of second electrode 50: Solar power plant
Claims (15)
前記半導体基板の前記第1の面に設けられた第1の電極と、
インナーリードが取り付けられる第1の部分と、前記第1の部分の側方に延びた第2の部分と、を含み、互いに間をあけて前記半導体基板の前記第2の面上に配列された複数の第2の電極と、を有する太陽電池素子。 A semiconductor substrate having a first surface for receiving light and a second surface on the back side of the first surface;
A first electrode provided on the first surface of the semiconductor substrate;
A first portion to which an inner lead is attached; and a second portion extending laterally of the first portion, and arranged on the second surface of the semiconductor substrate with a gap therebetween. And a plurality of second electrodes.
前記複数の太陽電池素子の前記第2の電極の前記第1の部分に、鉛フリー半田により接続されたインナーリードと、を有する太陽電池モジュール。 A plurality of solar cell elements according to any one of claims 1 to 11,
A solar cell module comprising: inner leads connected to the first portions of the second electrodes of the plurality of solar cell elements by lead-free solder.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012043670A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | Solar cell and solar cell module |
KR101144254B1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-15 | 고려대학교 산학협력단 | Solar cell module and method for manufacturing the same |
JPWO2019167176A1 (en) * | 2018-02-28 | 2021-01-14 | 三菱電機株式会社 | Electronic component equipment |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0677509A (en) * | 1992-08-25 | 1994-03-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Cell discrimination system in solar battery |
JPH10144943A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-29 | Sharp Corp | Solar cell and its manufacture |
JP2000164902A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Kyocera Corp | Solar battery |
JP2002064214A (en) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Honda Motor Co Ltd | Electrode for current collection of solar battery and its manufacturing method |
JP2005101273A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Kyocera Corp | Solar cell element |
JP2005191107A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Kyocera Corp | Manufacturing method for solar cell device |
JP2006156693A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | Solar battery element and solar battery module using it |
JP2006210654A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Kyocera Corp | Solar cell element and solar cell module using the same |
JP2007272639A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | Photovoltaic power generator |
JP2007273857A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Wiring member for solar cell connection and solar battery device using same |
JP2008010857A (en) * | 2006-05-30 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | Solar cell module |
WO2008139787A1 (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell, its manufacturing method, solar cell string and solar cell module |
JP2008300440A (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell, and solar cell module |
-
2009
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Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0677509A (en) * | 1992-08-25 | 1994-03-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Cell discrimination system in solar battery |
JPH10144943A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-29 | Sharp Corp | Solar cell and its manufacture |
JP2000164902A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Kyocera Corp | Solar battery |
JP2002064214A (en) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Honda Motor Co Ltd | Electrode for current collection of solar battery and its manufacturing method |
JP2005101273A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Kyocera Corp | Solar cell element |
JP2005191107A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Kyocera Corp | Manufacturing method for solar cell device |
JP2006156693A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | Solar battery element and solar battery module using it |
JP2006210654A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Kyocera Corp | Solar cell element and solar cell module using the same |
JP2007272639A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | Photovoltaic power generator |
JP2007273857A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Wiring member for solar cell connection and solar battery device using same |
JP2008010857A (en) * | 2006-05-30 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | Solar cell module |
WO2008139787A1 (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell, its manufacturing method, solar cell string and solar cell module |
JP2008300440A (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell, and solar cell module |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012043670A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | Solar cell and solar cell module |
KR101144254B1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-15 | 고려대학교 산학협력단 | Solar cell module and method for manufacturing the same |
JPWO2019167176A1 (en) * | 2018-02-28 | 2021-01-14 | 三菱電機株式会社 | Electronic component equipment |
US11374134B2 (en) | 2018-02-28 | 2022-06-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic component device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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