CN203481246U - 太阳能电池单元和太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光电转换效率得到提高的太阳能电池单元和太阳能电池模块。电极(21a)包括多个线状电极部(31)和梯形状电极部(32a、32b)。梯形状电极部(32a、32b)设置于端部(20a2、20a3)。梯形状电极部(32a、32b)包括上底部(32a1、32b1)和下底部(32a2、32b2)以及一对斜边部(32a3、32a4、32b3、32b4)。一对斜边部(32a3、32a4、32b3、32b4)连接上底部(32a1、32b1)的端部与下底部(32a2、32b2)的端部。一对斜边部(32a3、32a4、32b3、32b4)沿着倒角状角部(20A~20D)的端边延伸。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池(太阳电池)单元和太阳能电池模块。
背景技术
最近几年,作为环境负荷低的能源,太阳能电池单元受到了很大的关注。太阳能电池单元具有:通过受光而使电子和空穴等的载流子生成的光电转换部;和收集在光电转换部中生成的载流子的电极。作为用来收集该载流子的电极,例如如下述专利文献1等所述的那样,在光电转换部的主面上广泛应用一种电极,该电极包括:沿着一个方向延伸,且沿着与该一个方向垂直的其他方向排列的直线状的多个指状电极部;和将这些多个指状电极电连接的汇流条(母线)部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-186862号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
近几年,想要进一步提高太阳能电池单元的光电转换效率的期望越来越高。
本实用新型是鉴于这一点而完成的,其目的在于,提供一种光电转换效率得到提高的太阳能电池单元和太阳能电池模块。
用于解决技术问题的方法
本实用新型的太阳能电池单元具有:角部为倒角状的矩形状的光电转换部;和电极。电极设置于光电转换部的一个主面上。光电转换部的一个主面包括:在第一方向上设置有倒角状角部的端部;和在第一方向上与倒角状角部相比更加位于中央侧的中央部。电极具有多个线状电极部和梯形状电极部。多个线状电极部设置于中央部。多个线状电极部沿着与第一方向垂直的第二方向延伸。梯形状电极部设置于端部。梯形状电极部包括上底部和下底部以及一对斜边部。上底部和下底部沿着第二方向延伸。一对斜边部连接上底部的端部与下底部的端部。一对斜边部沿着倒角状角部的端边延伸。
本实用新型的太阳能电池模块包括多个上述本实用新型的太阳能电池单元和配线部件。配线部件电连接多个太阳能电池单元。配线部件以与多个线状电极部交叉的方式设置。
实用新型的效果
根据本实用新型,能够提供一种光电转换效率得到提高的太阳能电池单元和太阳能电池模块。
附图说明
图1是第一实施方式中的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
图2是第一实施方式中的太阳能电池单元的背面的平面略图。
图3是图1的线Ⅲ-Ⅲ所示的部分的截面略图。
图4是第一比较例中的太阳能电池单元的受光面的一部分的放大示意平面图。
图5是第一实施方式中的太阳能电池单元的受光面的一部分V的放大示意平面图。
图6是第一变形例中的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
图7是第二变形例中的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
图8是第二实施方式中的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
图9是第二比较例中的太阳能电池单元的受光面的一部分的放大示意平面图。
图10是第二实施方式中的太阳能电池单元的受光面的一部分的放大示意平面图。
图11是第三变形例中的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
图12是第三实施方式中的太阳能电池模块的截面略图。
具体实施方式
下面,对实施了本实用新型的优选方式的一个例子进行说明。但是,以下的实施方式仅是一个例子。本实用新型完全不限于以下的实施方式。
另外,在实施方式等中所参照的各个附图中,实际上具有相同功能的部件用相同的符号进行参照。另外,在实施方式等中所参照的附图是示意地记载的图,存在附图中描绘的物体的尺寸比率等与实际的物体的尺寸比率等不同的情况。在附图相互之间,也存在物体的尺寸比率等不同的情况。具体的物体的尺寸比率等应参考以下的说明来判断。
(第一实施方式)
图1是第一实施方式中的太阳能电池单元的受光面的平面略图。图2是第一实施方式中的太阳能电池单元的背面的平面略图。图3是图1的线Ⅲ-Ⅲ所示的部分的截面略图。
首先,参照图1~图3,对本实施方式的太阳能电池单元10的结构进行说明。太阳能电池单元10具有光电转换部20。光电转换部20是通过受光而使电子和空穴等载流子生成的部件。光电转换部20例如也可以具有有一个导电型的结晶性半导体基板,且具有pn接合(接面)、pin接合等半导体接合。另外,光电转换部20也可以具有:具有一个导电型的结晶性半导体基板;设置于该结晶性半导体基板的一个主面上,且具有另一个导电型的第一非晶质半导体层;和设置于结晶性半导体基板的另一个主面上,且具有一个导电型的第二非晶质半导体层。另外,光电转换部20也可以具有n型掺杂物扩散区域和p型掺杂物扩散区域从表面露出的半导体基板。
光电转换部20为四个角部分别为倒角状的矩形状。光电转换部20具有倒角状的角部20A~20D。即,光电转换部20的受光面20a和背面20b分别是四个角部分别为倒角状的矩形状。
受光面20a在x方向上包括:设有倒角状角部20A、20B的第一端部20a2;设有倒角状角部20C、20D的第二端部20a3;和与倒角状角部20A~20D相比更加位于中央侧的中央部20a1。同样,背面20b也包括第一和第二端部以及中央部。
在受光面20a上设有面状的透明导电膜(TCO:TransparentConductive Oxide:透明导电氧化物)25a。受光面20a的除端缘部外的部分被该透明导电膜25a覆盖。同样,在背面20b上设有面状的透明导电膜25b。背面20b的除端缘部外的部分被该透明导电膜25b覆盖。这些透明导电膜25a、25b具有辅助由下述电极21a、21b进行的集电的功能。通过设置透明导电膜25a、25b,生成的载流子在再耦合之前被电极21a、21b有效地收集。因此,能够实现进一步改善的光电转换效率。
此外,透明导电膜25a、25b例如可以由ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)等形成。透明导电膜25a、25b的厚度例如能够设为50nm~150nm。
在受光面20a上设置电极21a。详细来讲,在设置于受光面20a上的透明导电膜25a上设置该电极21a。另一方面,在背面20b上设置电极21b。详细来讲,在设置于背面20b上的透明导电膜25b上设置该电极21b。
只要电极21a、21b的材质是导电材料则没有特别限定。电极21a、21b例如能够分别由银、铜、铝、钛、镍、铬等金属,或者包含这些金属中的一种以上的合金构成。另外,电极21a、21b例如也可以由包括上述金属或合金的多个导电层的层叠体构成。
电极21a、21b的形成方法没有特别限定。电极21a、21b例如能够使用Ag涂浆等导电性涂浆而形成。另外,电极21a、21b例如能够采用溅射法、蒸镀法、网版印刷法或电镀法等形成。
此外,在本实施方式中,电极21b实际上具有与电极21a同样的结构。因此,此处,对电极21a的结构进行详细的说明。对于电极21b,援引有关电极21a的说明。
电极21a包括多个线状电极部31、梯形状电极部32a、32b和多个汇流条部33。多个线状电极部31分别配置于中央部20a1。多个线状电极部31分别沿着与y方向垂直的x方向延伸。多个线状电极部31沿着y方向排列。多个线状电极部31相互平行。
梯形状电极部32a配置于第一端部20a2。梯形状电极部32a包括上底部32a1、下底部32a2和一对斜边部32a3、32a4。上底部32a1和下底部32a2分别沿着x方向延伸。上底部32a1在y方向上相对地位于外侧,下底部32a2在y方向上相对地位于内侧。上底部32a1比下底部32a2短。一对斜边部32a3、32a4分别连接上底部32a1的端部与下底部32a2的端部。一对斜边部32a3、32a4沿着倒角状角部20A、20B的端边延伸。即,斜边部32a3、32a4向分别相对于x方向和y方向倾斜的方向延伸。在本实施方式中,斜边部32a3、32a4与x方向和y方向所成的角大约为45°。
梯形状电极32a还包括线状电极部32a5。线状电极部32a5在y方向上位于上底部32a1与下底部32a2之间。线状电极部32a5沿着x方向延伸。线状电极部32a5连接一对斜边部32a3、32a4的中途部。
梯形状电极部32b配置于第二端部20a3。梯形状电极部32b包括上底部32b1、下底部32b2和一对斜边部32b3、32b4。上底部32b1和下底部32b2分别沿着x方向延伸。上底部32b1在y方向上相对地位于外侧,下底部32b2在y方向上相对地位于内侧。上底部32b1比下底部32b2短。一对斜边部32b3、32b4分别连接上底部32b1的端部与下底部32b2的端部。一对斜边部32b3、32b4沿着倒角状角部20C、20D的端边延伸。即,斜边部32b3、32b4向分别相对于x方向和y方向倾斜的方向延伸。在本实施方式中,斜边部32b3、32b4与x方向和y方向所成的角大约是45°。
梯形状电极32b还包括线状电极部32b5。线状电极部32b5在y方向上位于上底部32b1与下底部32b2之间。线状电极部32b5沿着x方向延伸。线状电极部32b5连接一对斜边部32b3、32b4的中途部(并位于一对斜边部之间)。
在本实用新型中,“梯形”包括矩形。
上述线状电极部31、32a5、32b5、上底部32a1、32b1、下底部32a2、32b2和斜边部32a3、32a4、32b3、32b4的各个宽度并没有特别限定,例如可以是50μm~200μm左右。线状电极部31、32a5、32b5、上底部32a1、32b1和下底部32a2、32b2的各个宽度既可以互不相同,也可以相同。在y方向上相邻的线状电极部31的间隔并没有特别限定,例如可以为1mm~3mm左右。
多个汇流条部33沿着y方向延伸。多个汇流条部33沿着x方向排列。多个汇流条部33分别将多个线状电极部31、上底部32a1、32b1和下底部32a2、32b2与线状电极部32a5、32b5电连接。
此外,在本实施方式中,对电极21a包括2根汇流条部33的例子进行了说明。但是,本实用新型并不限于此结构。在本实用新型中,电极既可以不包括汇流条部,也可以包括一根或三根以上的汇流条部。汇流条部33的宽度并没有特别的限制,例如可以为0.5mm~2mm左右。
另外,在本实施方式中,汇流条部33是直线状,但在本实用新型中,汇流条部也可以不为直线状。汇流条部例如也可以呈锯齿状设置。
但是,例如,也考虑有不设置梯形状电极部,在第一和第二端部之上形成多个线状电极部。即,也考虑有仅由多个线状电极部或者多个线状电极部和汇流条部构成电极。但是,在该情况下,光电转换效率的倒角状角部中的集电电阻增高。因此,光电转换效率降低。以下,参照图4,对其原因进行说明。
例如,在端部未设置梯形状电极部而设置多个线状电极部131的情况下,受光面120a中的在y方向上未与线状电极部131接近的非接近区域120a21中产生的载流子100在被线状电极部131收集之前必须移动的距离长。因此,非接近区域120a21中的集电电阻增大。其结果,光电转换效率低。
与此相对,在本实施方式中,在端部20a2、20a3设有梯形状电极部32a、32b。梯形状电极部32a、32b包括斜边部32a3、32a4、32b3、32b4。斜边部32a3、32a4、32b3、32b4沿着倒角状角部20A~20D的端边延伸。因此,如图5所示,在区域20a21中产生的载流子35被斜边部32a3、32a4、32b3、32b4收集。因此,载流子35在被电极21a收集之前移动的距离短。这样就能减少区域20a21中的集电电阻。因此,能够改善光电转换效率。
另外,在本实施方式中,在梯形状电极部32a、32b的内部设置有线状电极部32a5、32b5。因此,更有效地降低设置有梯形状电极部32a、32b的端部20a2、20a3中的集电电阻。因此,能够实现光电转换效率的进一步改善。
具体而言,制作本实施方式的太阳能电池单元10,和除未设置斜边部外具有实际上与太阳能电池单元10相同的结构的太阳能电池单元,测定光电转换效率。其结果是,可以确认,具有斜边部32a3、32a4、32b3、32b4的太阳能电池单元10与未设置斜边部的太阳能电池单元相比,光电转换效率大约高1%。
下面,对实施本实用新型的优选的方式的其他例子和变形例进行说明。在以下的说明中,以共用的符号参照实际上与上述第一实施方式具有共用的功能的部件,省略其说明。
(第一变形例)
图6是第一变形例的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
在上述第一实施方式中,对电极21a、21b分别具有一个以上的汇流条部的例子进行了说明。但是,本实用新型并不限于该结构。例如,如图6所示,电极21a也可以不包括汇流条部33。
(第二变形例)
图7是第二变形例的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
在上述第一实施方式中,对在第一和第二端部20a2、20a3分别逐个设置一个梯形状电极部32a、32b的例子进行了说明。但是,本实用新型并不限于此结构。例如,如图7所示,也可以在第一端部20a2上,沿着y方向排列多个梯形状电极部32a。同样,也可以在第二端部20a3上,沿着y方向排列多个梯形状电极部32b。
另外,在梯形状电极部32a、32b上,可以不设置线状电极部32a5、32b5,也可以设置多个线状电极部32a5、32b5。
(第二实施方式)
图8是第二实施方式的太阳能电池单元的受光面的平面略图。
在上述第一实施方式中,对多个线状电极部31的整体位于透明导电膜25a之上,且线状电极部31的端部未到达透明导电膜25a的端边的例子进行了说明。
与此相对,在本实施方式中,线状电极部31的端部到达透明导电膜25a的端边。具体而言,线状电极部31的端部到达光电转换部20的端边。因此,能够得到进一步改善的光电转换效率。以下,参照图9和图10,对其理由进行说明。
如图9所示,在线状电极部31的端部未到达透明导电膜25a的端边的情况下,在透明导电膜25a的端缘部25a1中生成的载流子在被线状电极部31收集之前必须移动的距离增长。因此,端缘部25a1中的集电电阻增高。其结果,光电转换效率有下降的倾向。
与此相对,如图10所示,在线状电极部31的端部到达透明导电膜25a的端边的情况下,在端缘部25a1中生成的载流子在被线状电极部31收集之前必须移动的距离缩短。因此,能够降低端缘部25a1中的集电电阻。其结果是,能够进一步改善光电转换效率。
具体而言,制作本实施方式的太阳能电池单元,测定光电转换效率后可以确认,线状电极部31的端部到达透明导电膜25a的端边的第二实施方式的太阳能电池单元与线状电极部31的端部未到达透明导电膜25a的端边的第一实施方式的太阳能电池单元10相比,光电转换效率约提高1%。
(第三变形例)
图11是第三变形例的太阳能电池单元的受光面的平面略图。如图11所示,电极21a还可以包括从上底部32a1、32b1、下底部32a2、32b2和线状电极部32a5、32b5的各个端部沿着x方向延伸,并到达透明导电膜25a的端部的线状电极部32a6~32a11、32b6~32b11。根据该结构,能够进一步降低倒角状角部20A~20D中的集电电阻。其结果是,能够得到进一步改善了的光电转换效率。
此外,在上述第一实施方式中,对受光面20a上的电极21a和背面20b上的电极21b双方具有梯形状电极部的例子进行了说明。但是,本实用新型并不限于该结构。在本实用新型中,也可以是受光面上的电极和背面上的电极中的至少一个电极具有梯形状电极部。因此,例如,也可以是受光面上的电极包括梯形状电极部,背面上的电极不包含梯形状电极部。在此情况下,例如背面上的电极也可以采用平面状的电极。
另外,受光面上的电极和背面上的电极中的一个采用图1、6~8或11所示的方式的电极,另一个电极采用具有与图1、6~8和11所示的方式的电极中的与受光面上的电极不同的方式的电极。即,虽然受光面上的电极和背面上的电极双方都包括梯形状电极部,但是受光面上的电极与背面上的电极也可以具有互不相同的方式。
(第三实施方式)
图12是第三实施方式中的太阳能电池模块的截面略图。
上述实施方式和变形例的太阳能电池单元10也能用作图12所示的太阳能电池模块1。本实施方式的太阳能电池模块1包括沿着y方向排列的多个太阳能电池单元10。多个太阳能电池单元10通过配线部件11电连接。具体而言,相邻的太阳能电池单元10之间通过配线部件11电连接,由此,多个太阳能电池单元10被串联或并联地电连接。具体而言,配线部件11以与多个线状电极部31、上底部32a1、32b1、下底部32a2、32b2交叉的方式设置,且与这些电极部电连接。另外,如图1和图2所示,在电极21a、21b包括汇流条部33的情况下,配线部件11以覆盖汇流条部33之上的方式设置。
此外,在本实用新型中,“交叉”包括正交。
配线部件11与太阳能电池单元10通过粘接剂粘接。作为粘接剂,能够使用焊锡或树脂粘接剂。在作为粘接剂使用树脂粘接剂的情况下,树脂粘接剂既可以具有绝缘性,也可以具有各向异性导电性。
在多个太阳能电池单元10的受光面一侧和背面一侧设置第一和第二保护部件14、15。在太阳能电池单元10与第一保护部件14之间和太阳能电池单元10与第二保护部件15之间设有密封材料13。多个太阳能电池单元10被该密封材料13密封。
此外,密封材料13以及第一和第二保护部件14、15的材料没有特别限定。密封材料13例如能够由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等具有透光性的树脂形成。
第一和第二保护部件14、15例如能够由玻璃、树脂等形成。另外,例如第一和第二保护部件14、15中的一个也可以由将铝箔等金属箔介于其中的树脂薄膜构成。在本实施方式中,第一保护部件14设置于太阳能电池单元10的受光面一侧。第一保护部件14由玻璃或透光性树脂构成。
第二保护部件15设置于太阳能电池单元10的背面一侧。第二保护部件15由将铝箔等金属箔介于其中的树脂薄膜构成。在具有第一保护部件14、密封材料13、多个太阳能电池单元10、密封材料13、第二保护部件15的层叠体的外周,根据需要安装有Al等金属制成的框体(图中未示)。另外,在第一保护部件14的表面,根据需要设置有用于向外部取出太阳能电池单元10的输出的端子盒。
符号的说明
1…太阳能电池模块
10…太阳能电池单元
11…配线部件
13…密封材料
14…第一保护部件
15…第二保护部件
20…光电转换部
20A~20D…倒角状角部
20a…受光面
20a1…中央部
20a2…第一端部
20a3…第二端部
20b…背面
21a、21b…电极
25a、25b…透明导电膜
31…线状电极部
32a、32b…梯形状电极部
32a1、32b1…上底部
32a2、32b2…下底部
32a3、32a4、32b3、32b4…斜边部
32a5、32b5…线状电极部
33…汇流条部
Claims (34)
1.一种太阳能电池单元,其特征在于:
所述太阳能电池单元具有:角部为倒角状的矩形状的光电转换部;和配置于所述光电转换部的一个主面上的电极,
所述第一主面包括:在第一方向上设置有所述倒角状角部的端部;和在所述第一方向上与所述倒角状角部相比更加位于中央侧的中央部,
所述电极具有:
多个线状电极部,其设置于所述中央部,并沿着与所述第一方向垂直的第二方向延伸;和
梯形状电极部,其设置于所述端部,包括:沿着所述第二方向延伸的上底部和下底部;和连接所述上底部的端部与所述下底部的端部,且沿着所述倒角状角部的端边延伸的一对斜边部。
2.如权利要求1所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述梯形状电极部还包括线状电极部,所述线状电极部在所述第一方向上位于所述上底部与所述下底部之间,且连接所述一对斜边部。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有将所述多个线状电极部、所述上底部和所述下底部电连接的至少一个汇流条部。
4.如权利要求1或2所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极包括多个所述梯形状电极部。
5.如权利要求3所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极包括多个所述梯形状电极部。
6.如权利要求1或2所述的太阳能电池单元,其特征在于,还包 括:
在所述一个主面与所述电极之间,以覆盖所述一个主面的除端缘部之外的部分的方式设置的面状的透明导电膜。
7.如权利要求3所述的太阳能电池单元,其特征在于,还包括:
在所述一个主面与所述电极之间,以覆盖所述一个主面的除端缘部之外的部分的方式设置的面状的透明导电膜。
8.如权利要求4所述的太阳能电池单元,其特征在于,还包括:
在所述一个主面与所述电极之间,以覆盖所述一个主面的除端缘部之外的部分的方式设置的面状的透明导电膜。
9.如权利要求6所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述多个线状电极部以到达所述透明导电膜的端边的方式设置。
10.如权利要求7所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述多个线状电极部以到达所述透明导电膜的端边的方式设置。
11.如权利要求8所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述多个线状电极部以到达所述透明导电膜的端边的方式设置。
12.如权利要求6所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有从所述上底部和所述下底部中的至少一个底部的端部沿着所述第二方向延伸并到达所述透明导电膜的端边的电极部。
13.如权利要求7所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有从所述上底部和所述下底部中的至少一个底部的端部沿着所述第二方向延伸并到达所述透明导电膜的端边的电极部。
14.如权利要求8所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有从所述上底部和所述下底部中的至少一个底部的端部沿着所述第二方向延伸并到达所述透明导电膜的端边的电极部。
15.如权利要求9所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有从所述上底部和所述下底部中的至少一个底部的端部沿着所述第二方向延伸并到达所述透明导电膜的端边的电极部。
16.如权利要求10所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有从所述上底部和所述下底部中的至少一个底部的端部沿着所述第二方向延伸并到达所述透明导电膜的端边的电极部。
17.如权利要求11所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述电极还具有从所述上底部和所述下底部中的至少一个底部的端部沿着所述第二方向延伸并到达所述透明导电膜的端边的电极部。
18.如权利要求1或2所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
19.如权利要求3所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
20.如权利要求4所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
21.如权利要求5所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
22.如权利要求6所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
23.如权利要求7所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
24.如权利要求8所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
25.如权利要求9所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
26.如权利要求10所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
27.如权利要求11所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
28.如权利要求12所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
29.如权利要求13所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
30.如权利要求14所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
31.如权利要求15所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
32.如权利要求16所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
33.如权利要求17所述的太阳能电池单元,其特征在于:
所述一个主面是受光面。
34.一种太阳能电池模块,其特征在于,包括:
权利要求1~33中任一项所述的多个太阳能电池单元;和
将所述多个太阳能电池单元电连接的配线部件,
所述配线部件以与所述多个线状电极部交叉的方式配置。
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