CN103733348A - 太阳能电池、太阳能电池组件、太阳能电池的制造方法 - Google Patents

太阳能电池、太阳能电池组件、太阳能电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种太阳能电池（1），其包括汇流条部（3b、4b）和指部（3a、4a），其中上述指部（3a、4a）包括在上述指部（3a、4a）的长度方向延伸的第一端部和与上述汇流条部（3b、4b）连接的第二端部，上述第一端部的截面为三角形，上述第二端部的截面为梯形。

Description

太阳能电池、太阳能电池组件、太阳能电池的制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池、太阳能电池组件和太阳能电池的制造方法。
背景技术
对于太阳能电池，要求提高单位面积的发电量而提高效率。鉴于这种情况，提案有降低遮光损失的太阳能电池的电极结构（例如参照专利文献1）。专利文献1中公开了将宽度不同的指部组合的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实用新型登录第3154145号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1中记载有利用指（finger）部的宽度实现输出的提高的太阳能电池。但是，近年来要求进一步提高太阳能电池的输出。
用于解决技术问题的方案
本发明的太阳能电池包括汇流条部和指部，其中，上述指部包括在上述指部的长度方向延伸的第一端部和与上述汇流条部连接的第二端部，上述第一端部的截面为三角形，上述第二端部的截面为梯形。
本发明的太阳能电池的制造方法，是包括汇流条部和指部的太阳能电池的制造方法，上述汇流条部和上述指部由丝网印刷法形成，在上述指部的长度方向延伸的第一端部，在上述丝网印刷法的截面三角形形成条件区域形成。
发明的效果
根据本发明，能够提高太阳能电池的输出。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的太阳能电池的正面侧平面图和背面侧平面图。
图2是图1的AA线截面图、BB线截面图和CC线截面图。
图3是图1的DD线截面图。
图4是图1的EE线截面图。
图5是本发明的一个实施方式的太阳能电池组件的截面图。
图6是表示本发明的一个实施方式的电极高度与网版开口宽度的关系的图。
图7是图6的各网版开口宽度的情况下的截面形状的示意图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的一个实施方式的太阳能电池1、太阳能电池组件10、太阳能电池1的制造方法进行详细说明。
此外，本发明不限于以下的实施方式。另外，实施方式中参照的附图是示意性地记载的图，附图中描画的结构元素的尺寸比例等有时与实物不同。具体的尺寸比例要参考以下的说明来判断。
（太阳能电池）
首先，参照图1对本发明的一个实施方式的太阳能电池1的正面和背面的结构进行说明。
图1（a）是太阳能电池1的正面侧平面图，图1（b）是背面侧平面图。
在太阳能电池1的正面具有包括光电转换部2、指部3a和汇流条部3b的正面电极3。
光电转换部2未图示，例如包括由n型结晶类硅构成的基板、在该基板的正面侧依次层叠的本征的非晶硅层、p型的非晶硅层，在该基板的背面侧依次层叠的本征的非晶硅层、n型的非晶硅层。另外，也可以在n型的结晶类硅基板的正面层叠n型的非晶硅层，在背面侧层叠p型的非晶硅层。
指部3a是主要收集由光电转换产生的载流子的电极，包括在指部3a的长度方向即x方向延伸的第一端部和与汇流条（bus bar，总线）部3b连接的第二端部。在此，第一端部由于是越远离汇流条部3b其宽度越变细的结构，所以具有锥形形状。例如，第一端部的宽度为10μm～70μm，第二端部的宽度为75μm～200μm。另外，指部3a的间距宽度为1mm～3mm，设置有40根～120根。其中，出于降低遮光损失的观点，优选以第一端部的宽度为40μm，第二端部的宽度为100μm，间距宽度2.2mm设置55根指部3a。
汇流条部3b是聚集由指部3a收集的载流子的电极。在此，汇流条部3b以宽度50μm～2mm设置有2根。
在太阳能电池1的背面侧具有包括光电转换部2、指部4a和汇流条部4b的背面电极4。
指部4a是主要收集由光电转换产生的载流子的电极，包括在指部4a的长度方向即x方向延伸的第一端部和与汇流条（bus bar）部4b连接的第二端部。在此，第一端部由于为越远离汇流条部4b其宽度越细的结构，所以具有锥形形状。例如，第一端部的宽度为10μm～70μm，第二端部的宽度为75μm～200μm。另外，指部4a的间距宽度比指部3a的间距宽度窄，为250μm～1mm，设置有120根～480根。其中，在背面侧也出于降低遮光损失的观点，优选以第一端部的宽度为40nm（μm），第二端部的宽度为80nm（μm），间距宽度500μm设置240根指部3a。本实施方式中，为了在背面侧也实现光利用效率的提高，太阳能电池1为两面受光型。在此，所谓两面受光型，是指不仅在太阳能电池1的正面侧，在背面侧也向光电转换部2入射光。另外，除了两面受光型以外，单面受光型也能够享受本发明的效果。
汇流条部4b是聚集由指部4a收集的载流子的电极。在此，汇流条部4b以宽度50μm～4mm设置有2根。
接着，参照图2，对本实施方式的太阳能电池1的截面结构进行说明。
图2（a）是图1的AA线截面图、图2（b）是图1的BB线截面图，图2（c）是图1的CC线截面图。
如图2（a）所示，在指部3a、4a的第一端部侧，截面为三角形，其电极高度为13μm。如图2（b）所示，在指部3a、4a的第二端部侧，截面为梯形，其电极高度为23μm。如图2（c）所示，在指部3a、4a的第一端部，截面为三角形，其电极高度为13μm。在此，所谓三角形和梯形，分别是指大致三角形和大致梯形。即，在三角形和梯形的比较中，接近三角形时视作三角形，接近梯形时视作梯形。例如，图2（a）、（c）的三角形的y方向的上部侧的顶角也可以为圆角，在该顶角也可以稍微具有宽度。另外，也可以在图2（b）的梯形的y方向的上部侧的上底具有一定的宽度。
图3是图1的DD线截面图。
指部3a、4a在x方向延伸，随着从汇流条部3b、4b离开，最初，电极高度一定，而其后电极高度逐渐变低。即包括电极高度一定的区域和电极高度逐渐变低的区域。
图4是图1的EE线截面图。
在2根汇流条部3b、3b间和汇流条部4b、4b间，与汇流条部3b、4b连接的指部3a、4a的第一端部彼此连接，随着从汇流条部3b、4b离开，最初，电极高度一定，而其后电极高度逐渐变低。即指部3a、4a包括电极高度一定的区域和电极高度逐渐变低的区域，成为第一端部彼此连接的结构。
如上所述，指部3a、4a的平面结构具有在指部3a、4a的长度方向上随着从汇流条部3b、4b离开而变细的锥形形状，所以能够降低遮光损失。而且，在该锥形形状的基础上，在指部3a、4a的长度方向延伸的第一端部侧的截面具有三角形，所以能够使入射到太阳能电池1的指部3a、4a的光高效率地对发电做贡献。对这一情况在后面论述。由此，能够提高太阳能电池1的输出。
另外，指部3a、4a的电极高度在第一端部侧和第二端部侧不同。即，具有指部3a、4a的电极高度逐渐变低的区域。于是，能够抑制指部的电极高度导致对以规定的角度入射到太阳能电池1的光的遮蔽，所以能够进一步提高太阳能电池1的输出。
但是，在指部3a、4a，在其长度方向的部分作用有与其长度方向的体积相应的应力。因此，随着远离汇流条部3b、4b，应力变大。即，第一端部被施加有比第二端部更大的应力。但是，在本实施方式中，由于第一端部比第二端部电极高度低，所以能够抑制第一端部侧的应力的增加。其结果是，能够抑制指部3a、4a从光电转换部2剥离的情况，能够提高太阳能电池1的可靠性。
（太阳能电池组件）
图5是太阳能电池组件10的截面图。太阳能电池组件10，隔着填充件5由正面保护部件6和背面保护部件7夹着上述的太阳能电池1，能够通过进行公知的层压处理来制作。在此，作为填充件5例如使用EVA。作为正面保护部件6例如使用玻璃。作为背面保护部件7例如使用PET。
图5是太阳能电池组件10中的指部3a和4a的截面形状为三角形的部分的截面图，表示光入射到太阳能电池组件10的状态。
光入射到太阳能电池组件10时，指部3a的截面为三角形的边的部分对光进行反射，该反射光在正面保护部件6和空气的界面再反射，该再反射光入射到光电转换部2。其结果是，入射到光电转换部2的光的比例增加，所以太阳能电池组件10的输出提高。另一方面，入射到太阳能电池组件10的光透过光电转换部2的情况下，指部4a的截面为三角形的边的部分对光进行反射，该反射光在填充件5和背面保护部件7的界面再反射，该再反射光入射到光电转换部2。其结果是，入射到光电转换部2的光的比例增加，所以太阳能电池组件10的输出提高。另外，在由太阳能电池组件10密封的太阳能电池1为多个的情况下，在这些多个太阳能电池1间入射光的情况下也同样。
（太阳能电池的制造方法）
接着，对太阳能电池1的制造方法进行说明。
图6是表示用丝网印刷法形成指部时的电极高度与网版（印刷板）的开口宽度（幅度）的关系的图。
图6表示实验1～3的结果。实验1～3中，以相同的条件进行丝网印刷。根据这些实验结果的任一个可知，在规定的网版开口宽度以上时，指部的电极高度一定，而当成为规定的网版开口宽度以下时，随着开口宽度的减小，指部的电极高度逐渐变低。
图7是图6的实验1的各网版开口宽度I～V时的截面形状的示意图。在指部的电极高度为一定的区域中，截面为梯形，在指部的电极高度逐渐变低的区域中，截面为三角形。实验2～3中也为同样的截面形状。以下，将截面为三角形的网版宽度的区域称为截面三角形形成条件区域，将截面形成为梯形的网版开口宽度的区域称为截面梯形形成条件区域。本实施方式中，在光电转换部2的正面和背面通过丝网印刷法形成包括指部3a、4a和汇流条部3b、4b的正面电极3和背面电极4。
如上所述，指部3a、4a成为在其长度方向上随着远离汇流条部3b、4b而变细的锥形的网版开口宽度。此时，第一端部成为作为截面三角形形成条件区域的网版开口宽度，第二端部成为作为截面梯形形成条件区域的网版开口宽度。
本实施方式中，使用热固化型的银膏，所以优选使用规定的粘度的银膏。
另外，汇流条部3b、4b在形成指部3a、4a的同时通过丝网印刷法印刷而形成。
然后，使指部3a、4a和汇流条部3b、4b在200℃干燥而固化。
用以上的制造方法制作的太阳能电池1通过公知的方法，由填充件5将连接了配线件（未图示）的太阳能电池1密封的状态下夹于正面保护部件6和背面保护部件7，通过层压而形成。
本实施方式的制造方法中，通过丝网印刷法的截面三角形形成条件区域形成在指部3a、4a的长度方向延伸的第一端部，所以能够使第一端部的截面为三角形。于是，对于入射的光，能够在三角形的部分高效率地对光进行反射。
另外，通过丝网印刷法的截面梯形形成条件区域形成指部3a、4a的与汇流条部3b、4b连接的第二端部，所以能够使第二端部的截面为梯形。于是，对于指部3a、4a和汇流条部3b、4b的接触面积，由于能够比截面形成为三角形的情况大，所以能够降低指部3a、4a和汇流条部3b、4b的连接电阻。其结果是，能够制造使输出提高的太阳能电池1。
而且，通过丝网印刷法的截面三角形形成条件区域，以在2根汇流条3b、4b之间使与各个汇流条部连接的指部3a、4a的第一端部彼此连接的方式形成，所以能够使该连接的部分的截面形成为三角形。其结果是，对于在该连接的部分入射的光，能够在截面为三角形部分高效率地对光进行反射，能够提供使输出提高的太阳能电池1。
另外，汇流条部3b、4b可以为直线形状，也可以为锯齿状的非直线形状。
指部3a、4a可以为一层结构，也可以为多层结构。此时，正面侧和背面侧的上述层结构可以相同，也可以不同。在指部3a、4a的丝网印刷法中，可以为一层印刷，也可以为多层印刷。
另外，光电转换部2并不限定于本实施方式。只要是具有光电转换功能的材料即可，例如可以是单晶硅、多晶硅等都可以。
另外，也可以在光电转换部的正面侧和背面侧双方不设置指部和汇流条部两者。例如，在正面侧设置指部和汇流条部两者，在背面侧，通过在光电转换层的表面上配置金属层而不设置指部、仅设置汇流条部。
附图标记的说明
1   太阳能电池
2   光电转换部
3   正面电极
3a  指部
3b  汇流条部
4   背面电极
4a  指部
4b  汇流条部
5   填充件
6   正面保护部件
7   背面保护部件
10  太阳能电池组件

Claims (7)

1.一种太阳能电池，其包括汇流条部和指部，所述太阳能电池的特征在于：
所述指部包括在所述指部的长度方向延伸的第一端部和与所述汇流条部连接的第二端部，
所述第一端部的截面为三角形，
所述第二端部的截面为梯形。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：
所述第一端部的电极高度比所述第二端部的电极高度低。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于：
所述太阳能电池具有多个所述汇流条部，
在多个所述汇流条部之间，与各个汇流条部连接的所述指部的第一端部彼此连接。
4.一种太阳能电池组件，其包括权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池，所述太阳能电池组件的特征在于：
包括正面保护部件、填充件和背面保护部件，
所述太阳能电池在所述填充件中通过配线件连接。
5.一种太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池包括汇流条部和指部，所述太阳能电池的制造方法的特征在于：
所述汇流条部和所述指部通过丝网印刷法形成，
在所述指部的长度方向延伸的第一端部，在所述丝网印刷法中的截面三角形形成条件区域形成。
6.如权利要求5所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述指部的与所述汇流条部连接的第二端部，在所述丝网印刷法的截面梯形形成条件区域形成。
7.如权利要求5或6所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
通过所述丝网印刷法形成多个所述汇流条部，以使得在多个所述汇流条部之间，与各个汇流条部连接的所述指部的第一端部彼此连接的方式，在所述截面三角形形成条件区域形成该指部。
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