JP2003258277A

JP2003258277A - 太陽電池

Info

Publication number: JP2003258277A
Application number: JP2002055419A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Karakida; 昇市唐木田; Akihiro Kuroda; 章裕黒田; Hiroaki Morikawa; 浩昭森川; Mitsunori Nakatani; 光徳中谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP4075410B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池に相互接続タブ線を接続する際、及
び接続後においても、太陽電池の端部で割れが発生し難
くして、製造歩留まりを向上させることができる太陽電
池を提供する。【解決手段】受光面側に形成され、かつ、端部から離
間して形成された表銀バス電極１２と、受光面側に形成
された表銀グリッド電極１０とを有し、端部から離間し
た表銀バス電極１２の部分と端部近傍の表銀グリッド電
極１０の部分とを接続して太陽電池５１を構成すること
により、太陽電池５１に相互接続タブ線５３を接続する
際、及び接続後においても、太陽電池５１の端部で割れ
を発生し難くして、製造歩留まりを向上させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池に係り、
例えば、太陽電池モジュールの製作時における太陽電池
の端面での割れ防止、及び太陽電池の高効率化に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の住宅用等に使用されるシリ
コン太陽電池の表面、裏面側の概略図であり、図８
（Ａ）はそのシリコン太陽電池の表面側の概略図、図８
（Ｂ）はそのシリコン太陽電池の裏面側の概略図であ
る。図９は図８（Ａ）に示すＡ１−Ａ２線におけるシリ
コン太陽電池の断面図、図１０、１１は図９に示すシリ
コン太陽電池の主な製造工程を示す断面構造図である。

【０００３】図８〜１１において、１０１はｐ型シリコ
ン基板であり、１０２はｐ型シリコン基板１０１上部に
形成されたテクスチャーであり、１０３はｐ型シリコン
基板１０１とテクスチャー１０２間に形成されたｎ層で
ある。１０４はテクスチャー１０２上に形成された反射
防止膜であり、１１０はｎ層１０３と接続されるように
形成された焼結後の表銀グリッド電極であり、１１１は
反射防止膜１０４上に形成されたスクリーン印刷後の表
銀グリッド電極用ペーストである。

【０００４】１１２はｎ層１０３と接続されるように形
成された表銀バス電極である。１２０はｐ型シリコン基
板１０１裏面側に形成された焼結後の裏アルミ電極であ
り、１２１はｐ型シリコン基板１０１裏面に形成された
スクリーン印刷後の裏アルミ電極用ペーストである。１
２２はｐ型シリコン基板１０１と裏アルミ電極１２０間
に形成されたｐ＋層であり、１３０はｐ＋層１２２と接
続されるように形成された焼結後の裏銀バス電極であ
り、１４０は表銀グリッド電極１１０表面に形成された
ハンダである。

【０００５】図８（Ａ）に示す太陽電池の表側では、ｐ
型シリコン基板１０１上に太陽光をできるだけ多く発電
に寄与させるべく、通常、入射される光の反射を抑制さ
せるために、反射防止膜１０４を設けている。更に、太
陽電池の表側には、シリコン基板１０１中で発電された
電気を局所的に集電するための表銀グリッド電極１１０
と、表銀グリッド電極１１０で集電された電気を取り出
すための表銀バス電極１１２とが配置されている。

【０００６】ここで、太陽電池の表側電極となる表銀グ
リッド電極１１０と表銀バス電極１１２は、太陽電池の
表側に入射される太陽光を遮ってしまうため、太陽電池
の表側に可能な限り小さく配置することが、太陽電池に
おける発電効率の向上の観点で望ましい。

【０００７】そこで、太陽電池の表側に太陽光を多く入
射させることを考慮すると、例えば、図８（Ａ）のよう
な櫛型のグリッド電極１１０とバス電極１１２を、太陽
電池の表面に配置して構成するのが一般的である。ま
た、グリッド電極１１０とバス電極１１２の電極材料と
しては、例えば、銀を主成分として構成する場合がコス
ト及び性能の観点で一般的である。

【０００８】図８（Ｂ）に示す太陽電池の裏側では、裏
側で発生した電気が抵抗によるロスで低減してしまうこ
とを抑制するために、裏アルミ電極１２０を広範囲に設
け、裏アルミ電極１２０で発電された電気を集電させる
ために裏銀バス電極１３０を更に配置して構成してい
る。

【０００９】裏アルミ電極１２０は、ＢＳＦ（Back Su
rface Field）効果による発電能力を改善するために、
一般にアルミ材料を使用する場合が多い。裏銀バス電極
１３０は、裏アルミ電極１２０で発電された電気を引き
出すための電気引き出し導線として機能させる場合、半
田付き銅線を利用するのが一般的であるが、ここでは、
裏アルミ電極１２０との接着加工性が良好な裏バス電極
として、例えば、銀電極を用いて構成している。

【００１０】一般的に、低価格の太陽電池は、シリコン
基板を使用して単純なｐｎ接合で太陽光を発電させ、数
百μｍ厚程度のｐ型シリコン基板１０１にリン（Ｐ）等
のＶ族元素による拡散等を行うことにより、数百ｎｍ厚
程度のｎ層１０３を形成する。ここでは、ｐ型シリコ
ン基板１０１は単結晶、多結晶のいずれであってもよい
が、以下の説明では（１００）面方位の単結晶基板を例
示して説明する。

【００１１】この太陽電池では、比抵抗０.１〜５Ω・
ｃｍ程度のｐ型シリコン１０１基板表面に、ｎ層１０３
と基板１０１側の光を閉じ込める凹凸構造のテクスチャ
ー１０２を設け、そのテクスチャー１０２上に反射防止
膜１０４を配置する。基板１０１裏側には裏アルミ電極
１２０を配置し、ＢＳＦ（Back Surface Field）効
果を期待してｐ＋層１２２を設けてｐ＋層１２２中の電
子が消滅しないように、バンド構造の電界でｐ＋層１２
２の電子濃度を高めるように構成する。

【００１２】また、裏アルミ電極１２０には、シリコン
基板１０１を通過する長波長光を反射させて発電に再利
用するＢＳＲ（Back Surface Reflection）効果も期
待している。但し、裏アルミ電極１２０は、シリコン基
板１０１の反りが顕著になる傾向があり、これに伴い基
板１０１の割れを誘発する。このため、裏アルミ電極１
２０は、基板１０１の割れを考慮して、熱処理でＰ＋層
２２を形成した後に除去する場合も多い。

【００１３】ここで、シリコン基板１０１が反る理由に
ついて説明する。シリコン基板１０１裏面に裏アルミ電
極１２０用のアルミニウム（Ａｌ）膜を形成すると、シ
リコン基板１０１中のＳｉとＡｌ膜中のＡｌによるＡｌ
−Ｓｉ合金化反応が生じる。その後、５７７℃程度の再
凝固を行ってＡｌ膜を焼結して裏アルミ電極１２０を形
成する。この熱処理により、熱膨張係数の異なるシリコ
ン基板１０１と裏アルミ電極１２０間で熱膨張差を生じ
て、裏アルミ電極１２０側で凹となるようにシリコン基
板１０１が反る。

【００１４】次に、図９に示す太陽電池の製造プロセス
について、図１０、１１を用いて説明する。この図１
０、１１は、低コスト化を考慮して製造工程数が少ない
太陽電池の製造プロセスを例示したものである。ここで
は、表銀グリッド電極１１０、表銀バス電極１１２は反
射防止膜１０４上に銀ペーストをスクリーン印刷法で付
着乾燥させ、さらに、裏アルミ電極１２０、裏銀バス電
極１３０もスクリーン印刷法で付着乾燥させる。

【００１５】続いて、表裏各電極ペーストを同時に焼成
することにより、各電極１１０、１１２、１２０、１３
０を形成する。この焼成により、表銀電極１１０、１１
２は反射防止膜１０４を貫通してｎ層１０３の中で留ま
る。また、裏アルミ電極１２０とシリコン基板１０１
は、この焼成により溶融かつ再凝固することにより、裏
アルミ電極１２０とシリコン基板１０１間にｐ＋層１２
２を形成する。以下に、この太陽電池の製造方法を具体
的に説明する。

【００１６】まず、図１０（Ａ）に示すｐ型シリコン基
板１０１を用い、鋳造インゴットからスライスした際に
発生するシリコン基板１０１表面のダメージ層を、例え
ば数〜２０wt％苛性ソーダや炭酸苛性ソーダで１０〜２
０μｍ厚程度除去した後、同様のアルカリ低濃度液にＩ
ＰＡ（イソプロピルアルコール）を添加した溶液でシリ
コン基板１０１表面の異方性エッチングを行ない、シリ
コン（１１１）面が出るようにテクスチャー１０２をシ
リコン基板１０１表面に形成する（図１０（Ｂ））。

【００１７】続いて、例えばオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ
３）、窒素、酸素の混合ガス雰囲気で８００〜９００℃
／数十分程度の熱処理を行うことにより、シリコン基板
１０１表面全面に一様にｎ層１０３を形成する。この
時、シリコン基板１０１表面に形成されたｎ層１０３に
おけるシート抵抗の範囲は、３０〜８０Ω／□程度と太
陽電池として良好な電気特性が得られる。

【００１８】次に、受光面として必要な受光面側のｎ層
１０３を保護するために、その受光面部分のｎ層１０３
を覆うように、高分子レジストペーストをスクリーン印
刷法で付着して乾燥させる。この時、受光面部分のｎ層
１０３を覆うようにレジストマスクが選択的に形成され
るとともに、受光面部分以外の部分のｎ層１０３が露出
される。

【００１９】その後、受光面部分のｎ層１０３を覆った
レジストマスクを用い、シリコン基板１０１裏面等の所
望以外(受光面部分以外)のシリコン基板１０１表面に形
成されたｎ層１０３を、例えば、２０wt％水酸化カリウ
ム溶液中へ数分間浸漬を施して選択的に除去した後、マ
スクとして使用したレジストを有機溶剤で除去する（図
１０（Ｃ））。これにより、受光面部分のｎ層１０３が
残り、受光面部分以外のｎ層１０３が除去されてシリコ
ン基板１０１が露出される。

【００２０】さらに、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜
や酸化チタン膜などからなる反射防止膜１０４を、残さ
れた受光面部分のｎ層１０３表面に一様な厚みで形成す
る(図１１（Ａ）)。例えば、反射防止膜１０４をシリコ
ン窒化膜で形成する場合は、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ
４ガス及びＮＨ３ガスを原材料にして３００℃以上、減
圧下でシリコン酸化膜を成膜形成する。

【００２１】ここで形成されるシリコン窒化膜からなる
反射防止膜１０４の屈折率は、２〜２．２程度であり、
最適な反射防止膜１０４の厚さとしては、７０〜９０ｎ
ｍ程度である。そして、このようにして形成されるシリ
コン窒化膜からなる反射防止膜１０４は、絶縁体として
機能するため、この絶縁体の反射防止膜１０４上に表面
電極を単に形成しただけでは、太陽電池として動作させ
ることができない。そこで、以下に述べるような配線接
続等の工程を行う。

【００２２】次に、表銀グリッド電極１１０形成用と表
銀バス電極１１２形成用の銀ペーストをスクリーン印刷
法で反射防止膜１０４上に付着して乾燥させる。これに
より、反射防止膜１０４上に表銀グリッド電極用ペース
ト１１１及び表銀バス電極用ペーストが選択的に形成さ
れる。図１１（Ｂ）では、表銀グリッド電極用ペースト
１１１が反射防止膜１０４上に形成されていることを示
している。なお、表銀バス電極用ペーストは、断面箇所
の都合上、図１１（Ｂ）に図示されていない。

【００２３】さらに、裏アルミ電極１２０、裏銀バス電
極１３０を形成する場合も同様に、スクリーン印刷法で
裏アルミ電極１２０形成用のアルミペーストと裏銀バス
電極１３０形成用の銀ペーストを、シリコン基板１０１
裏面に各々付着して乾燥させる。これにより、シリコン
基板１０１裏面に裏アルミ電極形成用ペースト１２１と
裏銀バス電極形成用ペーストが選択的に形成される。

【００２４】図１１（Ｂ）では、裏アルミ電極用ペース
ト１２１がシリコン基板１０１裏面に形成されているこ
とを示している。なお、裏銀バス電極用ペーストは、断
面箇所の都合上、図１１（Ｂ）に図示されていない。ス
クリーン印刷では、通常、メッシュ数２００〜４００番
手のメッシュを用いる。通常、乾燥前のペースト厚み
は、十〜数十μｍ厚程度であるが、このペースト厚み
は、乾燥や焼成などで数割減少する。

【００２５】そして、最後に、表銀グリッド電極用ペー
スト１１１、表銀バス電極用ペースト、裏アルミ電極用
ペースト１２１及び裏銀バス電極用ペーストを含む表裏
電極用ペーストを、同時に６００℃〜９００℃程度で数
分間程度、焼成する。この焼成により、シリコン基板１
０１の表側では、表銀グリッド電極用ペースト１１１と
表銀バス電極用ペーストを含む表銀ペースト中に含まれ
ているガラス材料によって、反射防止膜１０４が溶融し
ている間に、銀ペースト中の銀材料がシリコン基板１０
１上部のｎ層１０３中のシリコンと接触して再凝固す
る。

【００２６】以上の焼成工程により、上記表裏電極用ペ
ーストが焼成されて、表銀グリッド電極１１０、表銀バ
ス電極１１２、裏アルミ電極１２０及び裏銀バス電極１
３０が形成される。図１１（Ｃ）では、表銀グリッド電
極１１０と裏アルミ電極１２０が形成されていることを
示しており、表銀バス電極１１２と裏銀バス電極１３０
は、断面箇所の都合上、図１１（Ｃ）に図示されていな
い。

【００２７】また、上記焼成工程により、表銀グリッド
電極１１０／表銀バス電極１１２による表銀電極とシリ
コンのｎ層１０３の導通が確保される。このようなプロ
セスは、ファイヤースルー法と呼ばれている。また、こ
の焼成工程により、裏アルミ電極用ペースト１２１もシ
リコン基板１０１中のシリコンと反応して、裏アルミ電
極１２０が形成されるとともに、シリコン基板１０１と
裏アルミ電極１２０間にｐ＋層１２２が形成される。

【００２８】ここで、ファイヤースルー法で重要なの
は、反射防止膜１０４が数十ｎｍ厚程度で形成され、ｎ
層１０３が数百ｎｍ厚程度でしか形成されないことであ
る。焼成中に銀ペースト中のガラスが反射防止膜１０４
のみならず、ｎ層１０３中のシリコンとも反応するのが
一般的であり、ガラス及び銀電極１１０、１１２をｎ層
１０３内で留めるように焼成温度、時間を制御しなけれ
ばならない。

【００２９】また、反射防止膜１０４が表面銀電極１１
０、１１２直下及びその近傍だけ予め除去しておく製造
方法や、反射防止膜１０４を後で形成する製造方法で
も、同様に焼成時の制御性は重要である。焼成温度が低
い、若しくは焼成時間が短い場合は、ｎ層１０３中のシ
リコンと銀電極１１０、１１２の接触が不十分で接触抵
抗が高くなる不具合が発生する。

【００３０】逆に、焼成温度が高い、若しくは焼成時間
が長い場合は、ｎ層１０３をガラス成分や銀電極１１
０、１１２が突き抜けて、太陽電池における電気的特性
の劣化を招き易い。また、表銀電極１１０、１１２直下
が一様にｎ層１０３中のシリコンと導通がとれていない
と、太陽電池における初期の電気的特性が劣化する。

【００３１】更には、樹脂やガラス等で太陽電池を密封
してモジュール化しても、長期間の使用中に封止樹脂を
透過した水分が太陽電池まで到達して、表銀電極１１
０、１１２とシリコン界面を、酸化等の反応で劣化させ
てしまい、太陽電池の寿命を短くすることがあった。

【００３２】そこで、その対策の１つとして、銀電極１
１０、１１２の耐湿性向上を図るために、２００〜２５
０℃程度の鉛・スズ共晶ハンダ溶融槽に上記太陽電池を
浸漬処理して、図９に示すように、表銀電極１１０、１
１２上にハンダ１４０で被覆処理を行っている。これに
より、表銀電極１１０、１１２における耐湿性の向上を
図ることができる。

【００３３】図１２は従来の太陽電池モジュールの全体
構造を示す斜視図、図１３は図１２に示すＢ１−Ｂ２線
における太陽電池モジュールの断面構造図、図１４は従
来の太陽電池のモジュールを作成するときに太陽電池端
部で割れが発生する様子を示す図である。図１２〜１４
において、１５１は太陽電池であり、１５２は太陽電池
１５１の裏側に配置されるＰＶＦ(ポリビニルフルオラ
イド)樹脂などが良く用いられる耐湿性バックシートで
あり、１５３は太陽電池１５１を相互接続するための銅
が主成分の太陽電池相互接続タブ配線である。

【００３４】１５４は太陽電池１５１を相互接続する横
タブ配線であり、１５５は太陽電池モジュールのプラス
取り出し電極であり、１５６は太陽電池モジュールのマ
イナス取り出し電極である。１５７は太陽電池１５１の
表側に配置される強化カバーガラスであり、１５８は太
陽電池１５１を保護するように耐湿性バックシート１５
２と強化カバーガラス１５７間に配置される太陽電池密
封材（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl-Acetateなど）である。

【００３５】太陽電池１５１は、受光面側がマイナス電
極、裏面側がプラス電極となって構成されるので、図１
２では、横方向に隣接する太陽電池１５１の上下を銅が
主成分のタブ配線１５３で相互接続を行なう。同様に、
横方向に連なる太陽電池アレイも横タブ線１５４で電気
的に接続し、最終的にプラス取り出し電極１５５、マイ
ナス取り出し電極１５６で電気を取り出せるように構成
する。

【００３６】また、太陽電池モジュールは、長期信頼性
が要求されるため、図１２、１３に示すように、太陽電
池アレイは、最表面に太陽光を透過させながら、雨等の
侵入を防ぎ、落下物等の衝撃を吸収する機能を備えた強
化カバーガラス１５７で覆うように構成する。

【００３７】また、太陽電池アレイの裏面側は、バック
シート１５２を設ける。太陽電池１５１と強化カバーガ
ラス１５７やバックシート１５２の間隙は、密封材１５
８で充填されている。密封材１５８は一般的には、ＥＶ
Ａ（Ethylene-Vinyl-Acetate）などという光透過性が高
い熱硬化型樹脂が用いられる。ＥＶＡ剤は、作業性の良
いシート状のものが好ましい。

【００３８】ここで、この従来の太陽電池モジュールの
作製工程について説明する。まず、太陽電池１５１に相
互接続タブ線１５３を接続して、横方向の太陽電池アレ
イを作製する。次に、太陽電池アレイに横タブ配線１５
４とプラス、マイナス取り出し電極１５５、１５６を接
続する。

【００３９】そして、最後に、太陽電池１５１を２枚の
ＥＶＡ等のシートで挿み、更に、太陽電池１５１の上下
に配置された強化カバーガラス１５７とバックシート１
５２で挿み込んで、脱泡と同時に加熱を行うと、図１３
に示すような間隙のない構造の太陽電池モジュールを得
ることができる。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】図１４は従来の太陽電
池モジュール作製時における太陽電池端部での割れを示
す図である。図１４において、１５９は太陽電池１５１
の端部での割れである。太陽電池１５１に相互接続タブ
線１５３を接続して、横方向の太陽電池アレイを作製す
るが、その接続には、表と裏のバス電極１１２、１３０
の全面に半田材が塗布され、相互接続タブ線１５３と接
続される。この接続中、および接続後においても、太陽
電池１５１の端部には、ストレスが集中するため、しば
しば図１４で示すような割れ１５９が生じる。

【００４１】以上のように、上記したような従来の太陽
電池では、モジュールの作製工程において、太陽電池１
５１に相互接続タブ線１５３を接続する際、及び接続後
においても、太陽電池１５１の端部で割れ１５９が発生
し易く、製造歩留まりを低下させることがあった。

【００４２】そこで、本発明は、太陽電池に相互接続タ
ブ線を接続する際、及び接続後においても、太陽電池の
端部で割れが発生し難くして、製造歩留まりを向上させ
ることができる太陽電池を提供することを目的とする。

【００４３】

【課題を解決するための手段】本発明による太陽電池
は、受光面側に形成され、かつ、端部から離間して形成さ
れた表バス電極と、受光面側に形成された表グリッド電
極とを有し、端部から離間した前記表バス電極の部分と
端部近傍の前記表グリッド電極の部分とを接続したもの
である。

【００４４】また、上記太陽電池において、前記受光面
と対抗する面の裏バス電極は、端部から離間して形成し
たものである。

【００４５】また、上記太陽電池において、端部から前
記表バス電極までの距離を、太陽電池の寸法で除したも
のを百分率で表した値は、４％〜１５％の範囲にしたも
のである。

【００４６】また、上記太陽電池において、基板寸法を
９０〜１１０ｍｍ角とし、かつ、端部から前記表バス電
極までの距離は、４ｍｍ〜１５ｍｍの範囲にしたもので
ある。

【００４７】また、上記太陽電池において、基板寸法を
１４０〜１６０ｍｍ角とし、かつ、端部から前記表バス
電極までの距離は、６ｍｍ〜２３ｍｍの範囲にしたもの
である。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明における実施の形
態を、図面を参照して説明する。実施の形態１．図１は実施の形態１における太陽電池の
表電極配置を示す上面図、図２は実施の形態１における
太陽電池の裏電極配置を示す上面図、図３は実施の形態
１におけるタブ付け工程での太陽電池の断面図、図４は
実施の形態１を説明するための太陽電池の実験結果を示
す図である。

【００４９】図１〜４において、１はｐ型シリコン基板
であり、４はｐ型シリコン基板１上部に形成されたテク
スチャー(図示せず)上に形成された反射防止膜である。
１０、１２はｐ型シリコン基板１とテクスチャー間に形
成されたｎ層(図示せず)と接続されるように形成された
表銀グリッド電極、表銀バス電極である。

【００５０】２０はｐ型シリコン基板１裏面側に形成さ
れた焼結後の裏アルミ電極であり、３０はｐ型シリコン
基板１と裏アルミ電極２０間に形成されたｐ＋層(図示
せず)と接続されるように形成された焼結後の裏銀バス
電極である。５１は太陽電池であり、５３は太陽電池５
１を相互接続するための銅が主成分の太陽電池相互接続
タブ配線であり、６０はタブ線５３と表裏のバス電極１
２、３０が接続されていない領域である。

【００５１】表銀グリッド電極１０は、太陽電池５１の
受光面側に形成されており、表銀バス電極１２は、太陽
電池５１の受光面側に形成され、かつ太陽電池５１の端
部から離間して形成されている。この太陽電池５１の端
部から離間した表銀バス電極１２の部分は、太陽電池５
１の端部近傍の表銀グリッド電極１０の部分と接続され
ている。受光面側と対向する太陽電池５１の面側に形成
された裏銀バス電極３０は、表銀バス電極１２と同様、
太陽電池５１の端部から離間して形成されている。

【００５２】以上のように、本実施の形態による太陽電
池５１は、従来例の図６のものと比較して、表銀バス電
極１２が太陽電池５１の端部の近くまで伸びておらず、
端部から離間して形成されている点で異なる。また、本
実施の形態による太陽電池５１は、従来例の図６のもの
と比較して、太陽電池５１の端部近傍の数本の表銀グリ
ッド電極１０が屈曲しており、太陽電池５１の内部まで
入り込んだ表銀バス電極１２と接続されている点で異な
る。

【００５３】また、本実施の形態による太陽電池５１
は、従来例の図６のものと比較して、裏銀バス電極３０
も、表銀バス電極１２と同様、基板端部近くまで伸びて
おらず、端部から離間して形成されている点で異なる。
なお、ここで言及している端部近くとは、例えば、１５
０ｍｍ角基板でいうと、凡そ０〜２ｍｍの範囲内であ
る。

【００５４】従来の太陽電池では、モジュール作製工程
時に、太陽電池１５１の端部に割れが発生する。この太
陽電池１５１端部の割れは、基板作製時や太陽電池製造
プロセス時において、相互接続タブ線１５３の接着の際
やその後のストレスにより、そこを基点として割れが発
生していたことが分かった。

【００５５】これを防止するには、表銀バス電極１２と
相互接続タブ線５３の接着部をできるだけ太陽電池５１
の端部から遠ざけるのが良い。図４は、太陽電池５１に
おける基板端部の割れが、太陽電池５１の端部から表銀
バス電極１２の端部までの距離と、どのような関係にあ
るかを調べた結果を示している。

【００５６】図４の中で、移動距離とは、タブ線５３が
通常の状態からどの程度引っ張れたか（主に上方に）を
距離で示したものある。端部からの相対距離とは、太陽
電池５１の端部から表銀バス電極１２の端部までの距離
を太陽電池５１の寸法で除したものを百分率で表したも
のである。この図４から、端部からの相対距離が大きく
なるほど、基板の割れが低減できることが分かる。な
お、この結果は、裏銀バス電極３０についても同様であ
った。

【００５７】図５、６は実施の形態１による太陽電池の
効果を説明する図である。図５（Ａ）に示す従来の太陽
電池１５１では、端部Ｍ１の部分もタブ線１５３のタブ
付けを行っているため、タブ線１５３が上部に引っ張ら
れると、基板も引っ張られてしまい、基板端部に割れが生
じるものと考えられる。これに対し、図５（Ｂ）に示す本
実施の形態の太陽電池５１は、端部Ｍ２の部分がタブ線
５３のタブ付けがされないため、タブ線５３が上部に引
っ張られても、基板が引っ張られることがなく、これによ
り、基板端部の割れが生じないようになったものと考え
られる。

【００５８】また、本実施の形態による太陽電池５１の
特性については、太陽電池５１の端部に近い数本の表銀
グリッド電極１０を屈曲させ、端部から離れた表銀バス
電極１２と接続させて構成したので、太陽電池５１の効
率低下を抑制することができる。

【００５９】実施の形態２．実施の形態１では、表銀バ
ス電極１２と相互接続タブ線５３の接着部をできるだけ
太陽電池５１の端部から遠ざけることにより、太陽電池
５１の割れを防止できることができたが、その遠ざける
距離の好ましい範囲については、言及していなかった。
本実施の形態では、この距離の好ましい範囲について具
体的に説明する。

【００６０】図７は太陽電池の効率が、太陽電池５１の
端部から表銀バス電極１２の端部までの距離と、どのよ
うな関係にあるかを調べた結果を示す図である。図１２
の中で、縦軸は、太陽電池５１の相対効率（従来の太陽
電池の効率を１００としている）を表している。これ
は、得られた効率を、従来構造で得られた効率で除した
ものを百分率で表したものである。

【００６１】また横軸は、太陽電池５１の端部からの相
対距離を表している。これは、太陽電池５１の端部から
表銀バス電極１２の端部までの距離を太陽電池５１の寸
法で除したものを百分率で表したものである。図７か
ら、従来の効率を示す左端のプロットに対して、効率の
低下を示していない１５％までの相対距離が上限である
ことが分かった。

【００６２】また、前述した図４より、割れ防止には、
相対距離が大きいほどその効果が高いことが分かっいる
が、製造上の実際的な移動距離としては、６ｍｍ程度の
範囲にあり、相対距離としては、４％以上あれば充分で
あることが分かった。以上のことから、太陽電池５１の
端部から表銀バス電極１２の端部までの距離を太陽電池
５１の寸法で除した百分率は、、４％〜１５％の範囲に
あるように電極を設計すれば、太陽電池５１の割れを防
止できるとともに、良好な太陽電池特性を得ることがで
きることが分かった。

【００６３】太陽電池５１の端部から表銀バス電極１２
の端部までの相対距離は、４％より小さくすると、印刷精
度などの影響により、表裏の電極がショートし易くなり
好ましくない。また、相対距離を１５％より大きくする
と、太陽電池５１の効率が低下して好ましくない。これ
から、太陽電池端部からの相対距離は、４％〜１５％の
範囲にすることが好ましく、この範囲にすることによ
り、太陽電池における表裏の電極ショートを生じ難くす
ることができるとともに、太陽電池の効率低下を抑える
ことができる。

【００６４】なお、太陽電池５１における表裏の電極シ
ョートを生じ難くすることと、太陽電池５１の効率低下
を抑えることを考慮すると、太陽電池５１としては、基
板寸法を１００ｍｍ角とし、かつ、端部から表銀バス電
極１２までの距離を、４ｍｍ〜１５ｍｍの範囲にして構
成することが好ましい。

【００６５】また、同様に、太陽電池５１においては、
基板寸法を１５０ｍｍ角とし、かつ、端部から表銀バス
電極１２までの距離を、６ｍｍ〜２３ｍｍの範囲にして
構成することが好ましい。なお、当然のことながら、太
陽電池５１の効率をアップさせるだけを考慮した場合
は、基板裏面にまで、本発明を適用しなくてもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明による太陽電池によれば、受光面
側に形成され、かつ、端部から離間して形成された表バ
ス電極と、受光面側に形成された表グリッド電極とを有
し、端部から離間した前記表バス電極の部分と端部近傍
の前記表グリッド電極の部分とを接続して構成すること
により、太陽電池に相互接続タブ線を接続する際、及び
接続後においても、太陽電池の端部で割れを発生し難く
して、製造歩留まりを向上させることができる。

【００６７】また、上記太陽電池においては、前記受光
面と対抗する面の裏バス電極を、端部から離間して形成
して構成することにより、太陽電池に相互接続タブ線を
接続する際、及び接続後においても、太陽電池の端部で
割れを発生し難くして、製造歩留まりを向上させること
ができる。

【００６８】また、上記太陽電池においては、端部から
前記表バス電極までの距離を、太陽電池の寸法で除した
ものを百分率で表した値を、４％〜１５％の範囲にして
構成することにより、太陽電池における表裏の電極ショ
ートを生じ難くすることができるとともに、太陽電池の
効率低下を抑えることができる。

【００６９】また、上記太陽電池においては、基板寸法
を９０〜１１０ｍｍ角とし、かつ、端部から前記表バス
電極までの距離を、４ｍｍ〜１５ｍｍの範囲にして構成
することにより、太陽電池における表裏の電極ショート
を生じ難くすることができるとともに、太陽電池の効率
低下を抑えることができる。

【００７０】また、上記太陽電池においては、基板寸法
を１４０〜１６０ｍｍ角とし、かつ、端部から前記表バ
ス電極までの距離を、６ｍｍ〜２３ｍｍの範囲にして構
成することにより、太陽電池における表裏の電極ショー
トを生じ難くすることができるとともに、太陽電池の効
率低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における太陽電池の表電極配置
を示す上面図である。

【図２】実施の形態１における太陽電池の裏電極配置
を示す上面図である。

【図３】実施の形態１におけるタブ付け工程での太陽
電池の断面図である。

【図４】実施の形態１を説明するための太陽電池の実
験結果を示す図である。

【図５】実施の形態１による太陽電池の効果を説明す
る図である。

【図６】実施の形態１による太陽電池の効果を説明す
る図である。

【図７】実施の形態２を説明するための実験結果を示
す図である。

【図８】従来の住宅用等に使用されるシリコン太陽電
池の表面、裏面側の概略図である。

【図９】図８（Ａ）に示すＡ１−Ａ２線におけるシリ
コン太陽電池の断面図である。

【図１０】図９に示すシリコン太陽電池の主な製造工
程を示す断面構造図である。

【図１１】図９に示すシリコン太陽電池の主な製造工
程を示す断面構造図である。

【図１２】従来の太陽電池モジュールの全体構造を示
す斜視図である。

【図１３】図１２に示すＢ１−Ｂ２線における太陽電
池モジュールの断面構造図である。

【図１４】従来の太陽電池モジュール作製時における
太陽電池端部での割れを示す図である。

【符号の説明】

１ｐ型シリコン基板、４反射防止膜、１０表銀グ
リッド電極、１２表銀バス電極、２０裏アルミ電
極、３０裏銀バス電極、５１太陽電池、５３太陽電
池相互接続タブ配線、５９太陽電池端部での割れ、６
０タブ配線と表・裏のバス電極が接続されていない領
域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森川浩昭東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者中谷光徳東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 AA03 BA03 CB24 EA11 EA15 EA20 FA06 FA15 FA19 FA23 GA04 GA15 HA01 HA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受光面側に形成され、かつ、端部から離
間して形成された表バス電極と、受光面側に形成された
表グリッド電極とを有し、端部から離間した前記表バス
電極の部分と端部近傍の前記表グリッド電極の部分とを
接続したことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】請求項１に記載の太陽電池において、前
記受光面と対抗する面の裏バス電極は、端部から離間し
て形成したことを特徴とする太陽電池。
【請求項３】請求項１乃至２に記載の太陽電池におい
て、端部から前記表バス電極までの距離を、太陽電池の
寸法で除したものを百分率で表した値は、４％〜１５％
の範囲にしたことを特徴とする太陽電池。
【請求項４】請求項１乃至２に記載の太陽電池におい
て、基板寸法を９０〜１１０ｍｍ角とし、かつ、端部か
ら前記表バス電極までの距離は、４ｍｍ〜１５ｍｍの範
囲にしたことを特徴とする太陽電池。
【請求項５】請求項１乃至２に記載の太陽電池におい
て、基板寸法を１４０〜１６０ｍｍ角とし、かつ、端部
から前記表バス電極までの距離は、６ｍｍ〜２３ｍｍの
範囲にしたことを特徴とする太陽電池。