JP2005317886A - 光電変換装置とこれを用いた太陽電池素子、並びに太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光入射面を有する半導体領域3と、光入射面への光照射によって半導体領域3で生じた光生成キャリアを電流として集める光入射面に配設された略線状の表集電極1、2と、表集電極1、2と半導体領域3とが接触したコンタクト部2aと、表集電極1、2を流れる電流方向Iと略垂直な面Jとこの表集電極1、2が構成するコンタクト部2aの外郭線2bとの交点を電流方向に対して連続的に移動したときの軌跡線2bと、を備え、この軌跡線2bは、その接線方向と電流方向とが一致しない領域、例えば、凹凸状の屈曲領域を少なくとも一部に含む。
【選択図】図1
Description
本発明の請求項5にかかる光電変換装置は、請求項3又は請求項4に記載の光電変換装置において、前記コンタクト部の外郭線の形状は、このコンタクト部を形成する表集電極の中心線であって、この表集電極の電流方向と同方向をなす中心線を挟んで非対称となるようにした部分を少なくとも一部に有する。
0.015<S2/S3<0.050・・・(3)
本発明の請求項7にかかる太陽電池素子は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の本発明の光電変換装置を用いている。
Rc=Rcs/Sc
ここでコンタクト面積Scをコンタクト幅Wc(図6において紙面に垂直な方向)とコンタクト奥行きDc(図6においてコンタクトエッジからフィンガー電極2の内部に向かう紙面に平行な方向)によってSc=Wc×Dcと書き表せば、前式は次のように表現される。ここでDcは図6中のコンタクト有効幅に対応している。
Rc=Rcs/(Wc×Dc)
すなわちWcを増大させればRcを低減させることができ、本発明によればこのWcを有効に増大させることが可能になる。
(1)式の意味について説明する。フィンガー電極2と半導体領域3が接触して構成されるコンタクト部2aの外郭線2bによって囲まれた面積S1は、別の表現をすれば、コンタクト部2aの外郭線を鉛直方向から平面視したときの面積と言い換えることもできる。したがって、フィンガー電極2の形状を矩形状と仮定した場合に、2(S1・d1 −1+d1)はこの矩形の外周の周囲の長さと等しくなる。したがって、L1をこれで割った0.5L1(S1・d1 −1+d1)−1は、本発明にかかるコンタクト部2aの外郭線2b(凹凸状の屈曲部を有している)の周囲の長さと、凹凸状の屈曲のない場合(矩形状の場合)の周囲の長さとの比であるから、これはすなわち凹凸状の屈曲によって長くなっている比率を意味する。このように特に表集電極の中でも集電の役割を主として果たすフィンガー電極2と半導体領域3とのコンタクト部2aにおいて、その外郭線2bの周囲の長さL1が、同面積の矩形とした場合の外郭線の周囲の長さに対して1.2倍以上にすることにより、コンタクト部2aの有効面積を明らかに増加させて、コンタクト抵抗の低減を図ることができるため、光電変換素子の出力特性を向上させることができる。
0.015<S2/S3<0.050・・・(3)
まず、(2)式について説明する。これは、図9(b)に示すように、コンタクト部1aを平面視したときの、外郭線1bの全長の総和L2が、この太陽電池素子の光入射面全体を平面視したときの面積S3の平方根(1/2乗)の5倍よりも大きいことを表す。図に示した例はバスバー電極1の一部分を拡大して示したものであり、実際の外郭線の全長は、バスバー電極1の全長に渡るものであり、さらに、この外郭線の長さの総和L2は、バスバー電極の本数の分だけ足し合わせる必要がある。
0.5L1(S1・d1 −1+d1)−1
の式で表される値に該当する。ここで凹凸状の屈曲の1周期距離はおよそ10〜20μm程度とした。
1a:コンタクト部
1b:外郭線
2:表集電極であるフィンガー電極
2a:コンタクト部
2b:外郭線
3:半導体領域
4:逆導電型領域
5:p型バルク領域
6:反射防止膜
7:p+型領域
8:裏面集電極
9:裏面出力電極
10:太陽電池素子
Claims (8)
- 光入射面を有する半導体領域と、
前記光入射面への光照射によって前記半導体領域で生じた光生成キャリアを電流として集める前記光入射面に配設された略線状の表集電極と、
前記表集電極と前記半導体領域とが接触したコンタクト部と、を備え、
前記表集電極を流れる電流方向と略垂直な面とこの表集電極が構成する前記コンタクト部の外郭線との交点を前記電流方向に対して連続的に移動したときの軌跡線は、この軌跡線の接線方向と前記電流方向とが一致しない領域を少なくとも一部に含む光電変換装置。 - 前記軌跡線の接線方向と前記電流方向とが一致しない領域には、凹凸状の屈曲が設けられている請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記表集電極は、フィンガー電極と、このフィンガー電極の少なくとも一端部が接続されるとともにこのフィンガー電極よりも線幅を太くした、出力取出用のバスバー電極と、を含む請求項1又は請求項2に記載の光電変換装置。
- 前記コンタクト部は、前記表集電極の前記フィンガー電極と前記半導体領域とが接触して構成され、
このコンタクト部の外郭線によって囲まれた面積をS1、前記コンタクト部の前記外郭線を前記フィンガー電極を流れる電流方向に略垂直な複数の切断面で切断して形成されるそれぞれの切断面内における2つの交点間距離の平均値をd1、および前記コンタクト部の前記外郭線の全長をL1としたときに、これらが次式の関係を有するフィンガー電極を少なくとも一つ有する請求項3に記載の光電変換装置。
0.5L1(S1・d1 −1+d1)−1>1.2・・・(1) - 前記コンタクト部の外郭線の形状は、このコンタクト部を形成する表集電極の中心線であって、この表集電極の電流方向と同方向をなす中心線を挟んで非対称となるようにした部分を少なくとも一部に有する請求項3又は請求項4に記載の光電変換装置。
- 前記コンタクト部は、前記表集電極の前記バスバー電極と前記半導体領域とが接触して構成され、
このコンタクト部を光入射面の鉛直方向から平面視したときの、外郭線の全長の総和をL2、面積をS2とし、前記光入射面全体を光入射面の鉛直方向から平面視したときの面積をS3としたときに、これらが次式の関係を有する請求項3に記載の光電変換装置。
L2>5S3 1/2・・・(2)
0.015<S2/S3<0.050・・・(3) - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光電変換装置を用いた太陽電池素子。
- 所定間隔で配列されるとともに互いに電気的に接続された、複数枚の板状の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールであって、
前記複数枚の太陽電池素子は、請求項7に記載の太陽電池素子を含む太陽電池モジュール。
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