CN104756259A - 太阳能电池以及太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池以及太阳能电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN104756259A
CN104756259A CN201380056984.9A CN201380056984A CN104756259A CN 104756259 A CN104756259 A CN 104756259A CN 201380056984 A CN201380056984 A CN 201380056984A CN 104756259 A CN104756259 A CN 104756259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
solar cell
finger
finger electrode
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380056984.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104756259B (zh
Inventor
远洞阳子
大塚宽之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of CN104756259A publication Critical patent/CN104756259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104756259B publication Critical patent/CN104756259B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

一种太阳能电池，具备：半导体基板，至少形成有pn结；大量指状电极，在该半导体基板的至少单面上梳齿状地形成；以及多个母线电极，与所述指状电极的长边方向正交地配置并且与该指状电极连接，在太阳能电池中，连接于一个母线电极的一个指状电极、与连接于与该一个母线电极平行地配置的其他母线电极的其他指状电极相互间隔开，并且与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的2根或者2根以上的长边方向的端部彼此通过辅助电极电连接，通过采用以上结构，还消除由断线所导致的不利情况，曲线因子高，变换效率也高，且电池的翘曲小，制造成品率提高，并且没有成本升高，长期可靠性高，使用该太阳能电池的太阳能电池模块具有高的输出维持率。

Description

太阳能电池以及太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及长期可靠性高、提供高的变换效率、并且输出维持率也高的太阳能电池、以及连续设置该太阳能电池而成的太阳能电池模块。
背景技术
使用现有技术来制作了的一般性的太阳能电池单元如图1～图3所示，通过在硅等p型半导体基板100b中扩散n型的掺杂物而形成n型扩散层101，从而形成了pn结。在该n型扩散层101上，形成了SiNx膜那样的防反射膜102。另外，在p型半导体基板100b的背面侧(图1中的下侧)，在大致整个面涂覆铝膏，并进行烧成，从而形成BSF(Back Surface Field，背面场)层103和铝电极104。进而，在背面，作为用于集电的被称为母线电极的粗电极106，通过涂覆包含银等的导电性膏并烧成来形成。另一方面，在受光面侧(图1中的上侧，防反射膜102上)，集电用的指状电极107、和为了从指状电极收集电流而形成的被称为母线电极105的粗电极以大致直角地相交的方式梳形状地配置。
在这里，表面的指状电极107与半导体基板100b的接触电阻(接触电阻)与电极的布线电阻对太阳能电池的变换效率造成大的影响，为了得到高效率(低单元串联电阻、且高填充因子FF(曲线因子))，要求接触电阻与指状电极107的布线电阻的值充分低。
但是，作为太阳能电池的电极形成方法，大多采用丝网印刷法。丝网印刷法是印刷图案的制作简单、能够通过印刷压力的调节而使对基板造成的损伤为最小限度、每个单元的作业速度也快、成本低且生产率优良的方法，通过使用触变性高的导电性膏，还能够在进行转印之后也保持其形状，形成高纵横比的电极。
然而，太阳能电池的基板通常使用硅(Si)，另外，作为电极材料使用Al、Ag等，但太阳能电池的基板存在如果印刷导电性膏并进行烧结，则由于Si基板与Al、Ag等电极材料的收缩率不同而产生翘曲的问题。另外，存在由于指状端部的粘接力不足而指状端部剥离并且太阳能电池特性降低的问题。
因此，如图4所示，通过缩短指状电极107、107以使得与母线电极105、105分别连接的指状电极107、107的前端部相互间隔开，来减少翘曲。但是，成为比如切断连结了母线电极105、105间的指状电极107那样的状态，指状电极的前端部的个数与在图1的情况下的指状电极相比增加2倍，所以前端部的剥离产生比例有可能增加。另外，还提出了增大指状电极前端部的电极宽度(面积)而使粘接面积增加，并使粘接强度增加(特开2006-324504号公报)的方案，由此，指状电极前端部的粘接强度增加。但是，根据该方法，虽然能够减少太阳能电池基板的翘曲，强化指状电极的粘接强度，但无法避免由指状电极的局部断线所导致的布线电阻的增加、曲线因子的问题。
即，指状电极通常形成为60～120μm左右的线宽，并如上所述地通过丝网印刷法来对其进行印刷/形成，这样由于线宽小，所以常常有可能发生由印刷不良状况所导致的飞白、线宽的狭小化、断线等。如果产生这些不良状况，则产生不能良好地进行从产生了不良状况的部位的指状电极到母线电极的导电的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-324504号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供减少太阳能电池基板的翘曲、还提高指状电极前端部的粘接强度、并且即使指状电极局部地断线等也能够进行从该指状电极到母线电极的导电、长期可靠性高、变换效率、输出维持率也高的太阳能电池以及太阳能电池模块。
本发明为了达到上述目的，提供下述的太阳能电池以及太阳能电池模块。
〔1〕一种太阳能电池，具备：半导体基板，至少形成有pn结；大量指状电极，在该半导体基板的至少单面上梳齿状地形成；以及多个母线电极，与所述指状电极的长边方向正交地配置，并且与该指状电极连接，所述太阳能电池的特征在于，连接于一个母线电极的一个指状电极、与连接于与该一个母线电极平行地配置的其他母线电极的其他指状电极相互间隔开，并且与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的2根或者2根以上的长边方向的端部彼此通过辅助电极电连接。
〔2〕根据〔1〕记载的太阳能电池，与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的2～4根长边方向的端部彼此通过辅助电极来连接。
〔3〕根据〔1〕记载的太阳能电池，与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的所有的长边方向的端部彼此通过辅助电极来连接。
〔4〕根据〔1〕～〔3〕的任一个记载的太阳能电池，所述指状电极从所连接了的母线电极向其正交的两个方向突出，分别在该指状电极的从母线电极突出了的两端部，相互邻接的指状电极的长边方向的端部彼此通过辅助电极电连接。
〔5〕根据〔1〕～〔4〕的任一个记载的太阳能电池，进一步地，在所述指状电极的长边方向的端部以外的位置，通过与该指状电极的长边方向正交地配置了的辅助电极，将连接于共同的母线电极并且相互邻接的指状电极彼此电连接。
〔6〕根据〔5〕记载的太阳能电池，在所述指状电极的长边方向的端部以外的位置，设置了1～10根所述辅助电极。
〔7〕根据〔1〕～〔6〕的任一个记载的太阳能电池，所述指状电极的线宽为30μm以上且120μm以下。
〔8〕根据〔1〕～〔7〕的任一个记载的太阳能电池，所述辅助电极的线宽为30μm以上且500μm以下。
〔9〕一种太阳能电池模块，所述太阳能电池模块是将多个根据〔1〕～〔8〕的任一个记载的太阳能电池以依次连接它们的母线电极的方式连续设置而成的。
本发明的太阳能电池还消除由断线所导致的不利情况，曲线因子高，变换效率也高，且电池的翘曲小，制造成品率提高，并且没有成本升高，长期可靠性高，使用该太阳能电池的太阳能电池模块具有高的输出维持率。
附图说明
图1是示出一般性的太阳能电池的结构的剖面图。
图2是示出一般性的太阳能电池的表面的电极图案的俯视图。
图3是示出一般性的太阳能电池的背面的电极图案的俯视图。
图4是示出以往的太阳能电池的表面的电极图案的一个例子的俯视图。
图5是示出本发明的一个实施例的太阳能电池的表面的电极图案的俯视图。
图6是示出本发明的其他实施例的太阳能电池的表面的电极图案的俯视图。
图7是示出图5的太阳能电池的表面的电极图案的变形例(1)的俯视图。
图8是示出图5的太阳能电池的表面的电极图案的变形例(2)的俯视图。
图9是示出一般性的太阳能电池模块的基本结构的省略剖面图。
图10是在评价太阳能电池的翘曲的情况下的说明图。
图11是示出实施例3的短路电流密度以及曲线因子的结果的图。
图12是示出实施例3的变换效率的结果的图。
符号说明
100  太阳能电池
100b  p型半导体基板
101  n型扩散层
102  防反射膜
103  BSF层
104  铝电极
105、105a、105b  母线电极
106  背面母线电极
107、107a、107b  指状电极
108  辅助电极
201  互连器
202  焊锡
具体实施方式
下面，说明本发明的太阳能电池、以及太阳能电池模块。但是，本发明不限于本实施方式所示出的太阳能电池。
本发明的太阳能电池如图5～图8所示，具备至少形成有pn结的半导体基板、在该半导体基板的至少单面上梳齿状地形成了的大量指状电极107a、107b、以及与上述指状电极107a、107b的长边方向正交地配置并且与该指状电极107a、107b连接的多个(在图5～图8中为2根)母线电极105a、105b。在这种情况下，特征在于，连接于一个母线电极105a的一个指状电极107a、和连接于与该一个母线电极105a平行地配置的其他母线电极105b的其他指状电极107b相互间隔开，并且与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的2个或者2个以上的长边方向的端部(以下，也称为前端部)彼此通过辅助电极108而电连接。此外，本发明的太阳能电池在表面的电极图案上具有特征，除此之外的结构例如如图1所示。
在这种情况下，在图5所示的例子中，与各母线电极105a、105b连接的各个指状电极107a、107b的相互邻接的所有前端部通过上述辅助电极108来连接，在图6所示的例子中，相互邻接的2个前端部通过辅助电极108来连接，但基于辅助电极108的邻接前端部的连接方式不限定于此。另外，如图5、图6所示，各指状电极107a、107b优选从所连接了的母线电极105a、105b向其正交的两个方向突出，分别在各指状电极107a(或者107b)的从母线电极105a(或者105b)突出了的两端部，相互邻接的指状电极107a(或者107b)的长边方向的端部彼此通过辅助电极108电连接。
另外，在本发明的太阳能电池中，进一步优选在指状电极107a(或者107b)的长边方向的端部以外的位置，通过与该指状电极107a(或者107b)的长边方向正交地配置了的辅助电极108，来将与共同的母线电极105a(或者105b)连接并且相互邻接的指状电极107a(或者107b)彼此电连接。此时，在与各母线电极连接的指状电极(各个指状电极107a、107b)中的其长边方向的端部以外的位置设置的辅助电极108的数量优选为1～10根。即使设置一根该辅助电极108，在指状电极断线了的情况下也能够可靠地抑制太阳能电池的曲线因子的降低。另外，在该辅助电极108的根数超过10根的情况下，由于受光面积的减少，有时短路电流减少，变换效率降低。
图7、图8是在图5所示的电极图案中，进而在指状电极107a、107b的长边方向的端部(前端部)以外的位置设置了辅助电极108的例子。
在图7所示的例子中，除了在指状电极107a、107b的前端部设置了的辅助电极108之外，还在指状电极107a的前端部与母线电极105a之间、指状电极107b的前端部与母线电极105b之间，分别等间隔地各设置3个辅助电极108，这些辅助电极是与指状电极107a、107b的长边方向正交地配置，且将该指状电极107a彼此全部连接，并且将指状电极107b彼此全部连接的。
由此，能够将辅助电极的形成所需的导电性膏抑制为所需的最小限度，进而在万一指状电极断线了的情况下，能够抑制太阳能电池的曲线因子的降低。另外，在图7中，具有无论在指状电极的哪个位置发生断线都能够缩短从该断线部位到辅助电极的距离，在曲线因子的降低量少的情况下也行这样的优点。
在图8所示的例子中，除在指状电极107a、107b的前端部设置了的辅助电极108之外，还在该指状电极107a、107b的前端部附近分别各设置2个辅助电极108，这些辅助电极是与指状电极107a、107b的长边方向正交地配置，且将该指状电极107a彼此全部连接，并且将指状电极107b彼此全部连接的。此外，指状电极107a、107b的前端部附近是指比该指状电极的前端部与母线电极之间的中点更靠指状电极的前端部侧的区域，优选是从指状电极的前端部到该前端部与母线电极之间的距离L的三分之一的距离为止的区域，更优选是从指状电极的前端部到该距离L的四分之一的距离为止的区域。
由此，能够将辅助电极的形成所需的导电性膏抑制为所需的最小限度，进而在万一指状电极断线了的情况下，能够抑制太阳能电池的曲线因子的降低。另外，本发明的电极印刷方法通过丝网印刷法，一次形成母线电极、指状电极、辅助电极。此时，印刷方向一般与指状电极平行，并且与母线电极和辅助电极垂直。这是由于，在丝网印刷法中，与印刷方向垂直的行线难以印刷，线有时变细或者发生断线。如图8所示，通过将辅助线彼此在旁边排列，各个辅助电极能够弥补断线、线细化。即使使辅助电极变粗也能够印刷，但由于受光面积减少，所以不期望。
此外，在这里，作为图5的变形例，示出了图7、图8的电极图案，但也可以将其应用于图6的电极图案。
另外，在通过辅助电极来连接邻接前端部的情况下，如图5～图8所示，不限于与指状电极的长边方向正交的直线状的连接，也能够是在连接的2根指状电极之间具有向该指状电极的长边方向的外侧凸的曲线形状那样的连接方法，即，至少辅助电极与指状电极的连接角度(辅助电极与指状电极所形成的角的角度)不是直角，能够如圆弧状(拱状)、由短线段的组合构成的山形突起状(近似圆弧状)那样连接邻接或者接近的2根指状电极的端部之间。
此外，母线电极的线宽形成为0.5～3.0mm，特别优选形成为1.0～1.5mm，另外指状电极的线宽优选形成为30～120μm，更优选形成为60～120μm，特别优选形成为70～100μm。另外，辅助电极的线宽优选形成为30～500μm，更优选形成为60～500μm，进一步优选形成为60～360μm，特别优选形成为70～240μm。进而，母线电极相互的间隔优选为20～100mm，特别优选为39～78mm，指状电极相互的间隔优选为0.5～4.0mm，特别优选为1.5～2.5mm。
另外，指状电极的线宽与辅助电极的线宽的比率((辅助电极的线宽)/(指状电极的线宽))优选为0.5～8.0，更优选为0.5～2.5。在该比率低于0.5的情况下，丝网制版的制造困难，另外有时容易引起断线，在超过8.0的情况下，由于受光面积减少，变换效率有可能降低。
本发明的图1所示的太阳能电池能够通过公知的方法来制造。在这种情况下，母线电极、指状电极、辅助电极能够通过丝网印刷法来形成，而且期望通过丝网印刷法来同时形成这些电极。这样的话，能够将印刷工序设为一次，能够削减成本，并且能够减少对半导体基板施力的工序数量，所以具有不易产生裂纹等、成品率提高这样的优点。此外，本发明当在太阳能电池的背面侧形成指状电极以及母线电极的情况下，即在两面受光型太阳能电池的情况下，也能够应用。
通过采用本发明的上述电极图案，除了能够减少基板的翘曲之外，还能够达到以下那样的效果。
首先，第一，通过经历例如温度循环试验那样的温度历史，即使一部分指状电极断线，断线了的指状电极的端部也通过辅助电极而与其他指状电极的端部连接，从而能够经由该其他指状电极而取出电流，所以没有电力损失。第二，由于辅助电极与指状电极端部连接，所以在该指状电极的端部，与半导体基板的接触面积变大，指状电极端部的粘接强度提高，在长期的使用中也能够防止指状电极的剥离。另外，第三，能够防止由于烧成时的热收缩而指状电极端部从半导体基板剥离。第四，通过辅助电极，减少布线电阻，曲线因子增加并且变换效率提高。第五，通过设置辅助电极，伴随着受光面积的减少的短路电流密度(Jsc)的损失与曲线因子的增加抵消，所以能够维持高的变换效率。
作为太阳能电池模块，也能够充分获得本发明的效果。
即，太阳能电池本身如果暴露于室外环境，则由于温度、湿度、压力等，对集电电极造成损伤，变换效率降低。另外，如果尘土等不透光的异物附着于受光面，则无法获取太阳光，变换效率显著降低。为此，采用如下那样构成的太阳能电池模块：相比以往，通过在按照白板钢化玻璃等透明的表面侧盖/乙烯醋酸乙烯酯(EVA)等填充剂/太阳能电池/EVA等填充剂/由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂膜构成的抗老化性的背面侧盖的顺序进行层叠的状态下进行热压接合，能够尽可能地防止变换效率的降低。然而，即使是这样的太阳能电池模块，如果长年暴露于严酷的室外环境，则变换效率也有逐渐降低的倾向。其中，特别是电极，由于水分而被腐蚀，或者由于水分而金属粒子熔析，有时与半导体基板的粘接性变弱，发生剥离。
如果使用本发明的太阳能电池，则指状电极端部的粘接强度增加，所以能够解决上述的问题。
本发明的太阳能电池模块使用本发明的太阳能电池，如图9所示，采用通过对多个太阳能电池各自的母线电极焊接布线材料(互连器201)来将该多个太阳能电池电连接的结构。在这里示出了对本发明的太阳能电池100的表面母线电极105、背面母线电极106分别经由焊锡202连接了互连器201的结构。
本发明的太阳能电池模块是在使受光面朝向同一方向的状态下沿着母线电极105的长度方向配置这种结构的多个太阳能电池100，并对一个太阳能电池100的表面母线电极105和与该太阳能电池100邻接的其他太阳能电池100的背面母线电极106连接互连器201而得到的。此外，太阳能电池单元的连结数量通常为2～60个。
另外，一般来说，在太阳能电池模块中，需要保护太阳能电池的表面、背面，所以作为太阳能电池模块制品，采用将具备上述的互连器201的多个太阳能电池夹在玻璃板等透明基板与背面盖(后板，backsheet)之间的结构。在这种情况下，一般使用例如超直(SuperStraight)方式，在该超直方式中，在透明基板与背面盖之间，使太阳能电池的受光面朝向透明基板地夹着，利用光透射率的降低少的PVB(聚乙烯缩丁醛，Polyvinyl butyral)、耐湿性优良的EVA(乙烯醋酸乙烯酯)等透明的填充材料来封入具备互连器201的多个太阳能电池100，连接外部端子。此时，对一个外部端子连接与太阳能电池100的背面母线电极106连接了的外部取出互连器，对另一个外部端子连接与太阳能电池100的表面母线电极105连接了的外部取出互连器。
实施例
下面，列举本发明的实施例和比较例，并进一步具体地说明，但本发明不限定于此。
[实施例1、2、比较例1、2]
为了确认本发明的有效性，针对400片半导体基板进行以下的工序，制作了图2、4、5、6所示的太阳能电池100。
首先，准备15cm见方、厚度250μm、比电阻2.0Ω·cm的硼掺杂{100}p型原生硅(As cut silicon)基板100b，通过浓氢氧化钾水溶液去除损伤层，形成纹理，形成在氧氯化磷气氛下以850℃热处理了的n型扩散层101，通过氢氟酸来去除磷玻璃，并且洗净、干燥。接着，制作半导体基板，该半导体基板是使用等离子体CVD装置，作为防反射膜102而制作SiNx膜，在背面，对利用有机物粘合剂混合银粉末与玻璃粉而得到的膏母线状地进行丝网印刷以用于背面母线电极106，之后，在上述母线状地印刷了的区域以外的区域对利用有机物粘合剂混合铝粉末而得到的膏进行丝网印刷以用于铝电极104，干燥有机溶剂而形成背面电极而制作的。
接着，在该半导体基板上，使用丝网制版，以刮刀橡胶硬度70度、刮刀角度70度、印刷压力0.3MPa、印刷速度50mm/sec，将以银粉末、玻璃粉、有机载体以及有机溶剂作为主成分并且作为添加物而含有金属氧化物的导电性膏涂覆在半导体基板上形成了的防反射膜102上。印刷后，在150℃的洁净烘箱中进行有机溶剂的干燥后，在800℃的空气气氛下进行烧成而得到太阳能电池100。
此外，将母线电极设为2根，将其间隔设为78mm(在3根母线时为52mm)，将线宽设为1.5mm。指状电极的线宽为90μm，将指状电极间的间隔设为2.0mm。将辅助电极的线宽设为120μm。
针对如上制作了的400片太阳能电池，进行以下评价。
(1)电气特性
作为太阳能电池的电气特性的测定，使用太阳模拟器(山下电装株式会社制造，型号YSS-160A)，对太阳能电池样品照射太阳模拟器的光(基板温度25℃，照射强度：1kW/m2，光谱：AM1.5global)，测定该太阳能电池样品的电流-电压特性，根据测定结果求出曲线因子、短路电流密度、变换效率。此外，作为各太阳能电池100片的平均值来求出测定值。
(2)太阳能电池的翘曲
太阳能电池的翘曲如图10所示，在台300的上放置太阳能电池100，测定了从太阳能电池100的最高的部分到台300的距离d。
以上的结果如表1所示。
[表1]
比较例1 比较例2 实施例1 实施例2
电极形式 图2 图4 图5 图6
电极面积比 1.00 0.97 1.03 1.00
电极成本比 1.00 0.97 1.03 1.00
短路电流密度 (mA/cm2) 35.9 36.2 35.8 35.9
曲线因子 (％) 75.0 73.0 78.0 77.9
变换效率 (％) 16.7 16.4 17.5 17.5
电池单元的翘曲 (mm) 3.0 0.5 0.5 0.5
在比较例中，由于受光面的电极面积减少，入射到基板的太阳光增加，短路电流增加。但是，由于指状电极的断线、端部的剥落，太阳能电池的布线电阻增加，曲线因子降低。
另一方面，在实施例1、2的电极图案中，在如实施例1那样电极面积增加的情况下，短路电流的减少也较小，曲线因子的增大显著。由此，变换效率与比较例1相比，增加0.8％。
接着，使用在实施例1、2以及比较例1、2中制作了的太阳能电池，按下述的要点进行模块化。
使用宽度为2mm且厚度为0.2mm的直线状的互连器201，如图9所示，在连接互连器201与母线电极105的部位，预先涂覆焊剂，通过焊锡连接了互连器201与太阳能电池的受光面的母线电极105。另外，在太阳能电池的背面母线电极106也同样地焊接了互连器201。接着，按照白板钢化玻璃/乙烯醋酸乙烯酯(EVA)/安装有布线材料的太阳能电池100/EVA/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的顺序进行层叠，使周围变成真空之后，在150℃的温度下进行热压接合10分钟后，在150℃下加热1小时，由此使其完全硬化。在这里，通过互连器201相互连接60个太阳能电池并密封。
经过以上的工序，制造了太阳能电池模块。
分别针对使用实施例1、2以及比较例1、2的太阳能电池而制作了的太阳能电池模块，进行温度循环试验(JIS C8917)，并进行试验前后的太阳能电池模块的输出比较。在温度循环试验中，在依照JISC8917标准的条件下进行400次循环的试验。即，首先以87℃/h以下的比例从室温(25℃)上升到90℃，在该温度(90℃)下保持10分钟，接着以87℃/h以下的比例下降到-40℃，在该温度(-40℃)下保持10分钟，进而以87℃/h以下的比例上升到25℃。将该操作作为1次循环(3小时20分)，使该循环重复进行400次循环。另外，太阳能电池模块的输出通过上述太阳模拟器，在AM1.5、100mW/cm2的光照射下进行测定，求出输出维持率(＝(试验后输出/试验前输出)×100(％))。结果如表2所示。
[表2]
比较例1 比较例2 实施例1 实施例2
输出维持率 77％ 54％ 99％ 97％
其结果，在温度循环试验400次循环之后，在使用比较例1的太阳能电池的太阳能电池模块中，输出降低到77％。另一方面，在使用比较例2的太阳能电池的太阳能电池模块中，输出降低到54％。
使用实施例1的太阳能电池的太阳能电池模块的输出维持率为99％，使用实施例2的太阳能电池的太阳能电池模块的输出维持率为97％，都没有被认为输出降低。
[实施例3]
在实施例1(图5的结构)中，使辅助电极的线宽变化而测定其太阳能电池特性。详细而言，使辅助电极的线宽变化为0(无辅助电极)、60、120、240、360、480、600μm，除此以外在与实施例1相同的条件下制作太阳能电池，在与上述实施例1相同的太阳能电池的电气特性的测定条件下测定其电气特性。图11示出短路电流密度以及曲线因子的结果，图12示出变换效率的结果。
首先，在无辅助电极(线宽0μm)的情况下，短路电流高，曲线因子相当低，但通过设置辅助电极，曲线因子以及变换效率大幅改善。另外，在辅助电极的线宽60～500μm的区域中，随着线宽增加，短路电流减少，曲线因子增加，在短路电流与曲线因子之间观察到折衷的关系(图11)，确保了某个恒定的高变换效率(图12)。另外，如果辅助电极的线宽超过500μm，则曲线因子几乎不增加，与此相对地，由辅助电极的屏蔽损耗所导致的短路电流的减少量变大(图11)，变换效率降低(图12)。
根据以上的结果可知，本发明的太阳能电池中的辅助电极的线宽为60～500μm是合适的。

Claims (9)

1.一种太阳能电池，具备：
半导体基板，至少形成有pn结；
大量指状电极，在该半导体基板的至少单面上梳齿状地形成；以及
多个母线电极，与所述指状电极的长边方向正交地配置，并且与该指状电极连接，
所述太阳能电池的特征在于，
连接于一个母线电极的一个指状电极、与连接于与该一个母线电极平行地配置的其他母线电极的其他指状电极相互间隔开，并且与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的2根或者2根以上的长边方向的端部彼此通过辅助电极电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，
与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的2～4根长边方向的端部彼此通过辅助电极来连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，
与各母线电极连接的指状电极的相互邻接的所有的长边方向的端部彼此通过辅助电极来连接。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，
所述指状电极从所连接了的母线电极向其正交的两个方向突出，分别在该指状电极的从母线电极突出了的两端部，相互邻接的指状电极的长边方向的端部彼此通过辅助电极电连接。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，
进一步地，在所述指状电极的长边方向的端部以外的位置，通过与该指状电极的长边方向正交地配置了的辅助电极，将连接于共同的母线电极并且相互邻接的指状电极彼此电连接。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，
在所述指状电极的长边方向的端部以外的位置，设置了1～10根所述辅助电极。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，
所述指状电极的线宽为30μm以上且120μm以下。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的太阳能电池，其特征在于，
所述辅助电极的线宽为30μm以上且500μm以下。
9.一种太阳能电池模块，其特征在于，
所述太阳能电池模块是将多个根据权利要求1～8的任一项所述的太阳能电池以依次连接它们的母线电极的方式连续设置而成的。
CN201380056984.9A 2012-11-01 2013-09-17 太阳能电池以及太阳能电池模块 Active CN104756259B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-241498 2012-11-01
JP2012241498 2012-11-01
JP2013171202 2013-08-21
JP2013-171202 2013-08-21
PCT/JP2013/074979 WO2014069118A1 (ja) 2012-11-01 2013-09-17 太陽電池及び太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104756259A true CN104756259A (zh) 2015-07-01
CN104756259B CN104756259B (zh) 2017-05-10

Family

ID=50627034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380056984.9A Active CN104756259B (zh) 2012-11-01 2013-09-17 太阳能电池以及太阳能电池模块

Country Status (10)

Country Link
US (2) US20150287851A1 (zh)
EP (1) EP2916361B1 (zh)
JP (1) JP5954428B2 (zh)
KR (2) KR102122378B1 (zh)
CN (1) CN104756259B (zh)
IN (1) IN2015DN04222A (zh)
MY (1) MY169379A (zh)
SG (1) SG11201503391QA (zh)
TW (1) TWI689106B (zh)
WO (1) WO2014069118A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10090430B2 (en) 2014-05-27 2018-10-02 Sunpower Corporation System for manufacturing a shingled solar cell module
WO2014083846A1 (ja) * 2012-11-30 2014-06-05 三洋電機株式会社 太陽電池
US11942561B2 (en) 2014-05-27 2024-03-26 Maxeon Solar Pte. Ltd. Shingled solar cell module
US11482639B2 (en) 2014-05-27 2022-10-25 Sunpower Corporation Shingled solar cell module
JP6176195B2 (ja) * 2014-06-30 2017-08-09 信越化学工業株式会社 太陽電池
CN104409527A (zh) * 2014-11-06 2015-03-11 浙江正泰太阳能科技有限公司 太阳能电池正面栅线结构、太阳能电池片及太阳能电池组件
US10861999B2 (en) 2015-04-21 2020-12-08 Sunpower Corporation Shingled solar cell module comprising hidden tap interconnects
TWM509433U (zh) * 2015-07-20 2015-09-21 Gintech Energy Corp 太陽能電池
JP2017069442A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュール
CN108713256A (zh) * 2016-02-24 2018-10-26 太阳能公司 太阳能电池板
KR102459719B1 (ko) * 2017-06-14 2022-10-27 상라오 징코 솔라 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 태양 전지, 태양전지 모듈과 그 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283781A (ja) * 1996-04-09 1997-10-31 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPH11298019A (ja) * 1998-04-07 1999-10-29 Sharp Corp 太陽電池及び太陽電池製造方法
JP2010239167A (ja) * 2010-07-30 2010-10-21 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
CN202058745U (zh) * 2011-02-22 2011-11-30 江门尚日新能源有限公司 一种太阳能电池印刷正电极

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS638149Y2 (zh) * 1979-03-24 1988-03-10
US4590327A (en) * 1984-09-24 1986-05-20 Energy Conversion Devices, Inc. Photovoltaic device and method
NL1010635C2 (nl) * 1998-11-23 2000-05-24 Stichting Energie Werkwijze voor het vervaardigen van een metallisatiepatroon op een fotovoltaïsche cel.
JP3907986B2 (ja) * 2001-09-14 2007-04-18 山陽特殊製鋼株式会社 冷間加工性と結晶粒度特性に優れた肌焼き鋼の製造方法
US7619159B1 (en) * 2002-05-17 2009-11-17 Ugur Ortabasi Integrating sphere photovoltaic receiver (powersphere) for laser light to electric power conversion
JP5301758B2 (ja) 2005-05-19 2013-09-25 信越半導体株式会社 太陽電池
JP2008135655A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法、及び太陽電池セル
JP4429306B2 (ja) * 2006-12-25 2010-03-10 三洋電機株式会社 太陽電池セル及び太陽電池モジュール
DE112009000788T5 (de) * 2008-04-25 2011-04-21 ULVAC, Inc., Chigasaki-shi Herstellungsverfahren für Solarzellen, Herstellungsvorrichtung für Solarzellen sowie Solarzelle
US20110056554A1 (en) * 2008-05-14 2011-03-10 Shinya Yamamoto Solar cell and method of manufacturing solar cell
JP2011077362A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池セル及び太陽電池モジュール
WO2012009809A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 Cyrium Technologies Incorporated Solar cell with split gridline pattern
JP5727772B2 (ja) * 2010-12-08 2015-06-03 株式会社アルバック 太陽電池
US20120192932A1 (en) * 2011-03-25 2012-08-02 Neo Solar Power Corp. Solar cell and its electrode structure
JP6351601B2 (ja) * 2012-10-04 2018-07-04 ソーラーシティ コーポレーション 電気めっき金属グリッドを用いた光起電力装置
GB2509097A (en) * 2012-12-19 2014-06-25 Rec Cells Pte Ltd Photovoltaic cell element having a specific electrode configuration

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283781A (ja) * 1996-04-09 1997-10-31 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPH11298019A (ja) * 1998-04-07 1999-10-29 Sharp Corp 太陽電池及び太陽電池製造方法
JP2010239167A (ja) * 2010-07-30 2010-10-21 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
CN202058745U (zh) * 2011-02-22 2011-11-30 江门尚日新能源有限公司 一种太阳能电池印刷正电极

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200031700A (ko) 2020-03-24
KR102122378B1 (ko) 2020-06-12
KR102122368B1 (ko) 2020-06-12
US20150287851A1 (en) 2015-10-08
EP2916361A4 (en) 2016-05-25
JP5954428B2 (ja) 2016-07-20
JPWO2014069118A1 (ja) 2016-09-08
TW201440240A (zh) 2014-10-16
WO2014069118A1 (ja) 2014-05-08
US20180175223A1 (en) 2018-06-21
SG11201503391QA (en) 2015-06-29
IN2015DN04222A (zh) 2015-10-16
CN104756259B (zh) 2017-05-10
EP2916361B1 (en) 2023-12-27
MY169379A (en) 2019-03-26
KR20150080920A (ko) 2015-07-10
TWI689106B (zh) 2020-03-21
EP2916361A1 (en) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104756259B (zh) 太阳能电池以及太阳能电池模块
KR101679452B1 (ko) 태양 전지, 태양 전지 모듈 및 태양 전지 시스템
CN106057923B (zh) 一种背接触太阳能电池及太阳能电池组件
JP5014503B2 (ja) 太陽電池セル及び太陽電池モジュール
JP2008135655A (ja) 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法、及び太陽電池セル
JP6495649B2 (ja) 太陽電池素子および太陽電池モジュール
JP4578123B2 (ja) 太陽電池モジュール
WO2014045909A1 (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP2014063978A (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP2010239167A (ja) 太陽電池モジュール
JP6559244B2 (ja) 太陽電池の製造方法および太陽電池
JP4953562B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP4185332B2 (ja) 太陽電池セル及びそれを用いた太陽電池モジュール
CN103765523A (zh) 导电浆料、半导体装置用电极、半导体装置及半导体装置的制造方法
CN104025311A (zh) 太阳能电池模块及其制造方法
CN103597609A (zh) 太阳能电池模块及其制造方法
JP2011054660A (ja) 太陽電池ストリング及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP4467466B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法
JP2013065588A (ja) 太陽電池
JP5014502B2 (ja) 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法
CN103730519A (zh) 一种柔性薄膜太阳能电池组件及其制作方法
KR101154571B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
JP2005353836A (ja) 太陽電池素子及びこれを用いた太陽電池モジュール
KR102403690B1 (ko) 태양전지의 후면전극 구조 및 그 형성방법
JP5920130B2 (ja) 太陽電池の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant