JP2007214204A - Solar cell, solar cell string, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関し、特に、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module, and more particularly to a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module that can reduce the occurrence of cracks in a solar cell that constitutes the solar cell string.
太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。 In recent years, a solar cell that directly converts solar energy into electric energy has been rapidly expected as a next-generation energy source particularly from the viewpoint of global environmental problems. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors or organic materials, but the mainstream is currently using silicon crystals.
図22に、従来の太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池においては、p型シリコン基板10の受光面にn+層11が形成されることによって、p型シリコン基板10とn+層11とによりpn接合が形成されており、p型シリコン基板10の受光面上には反射防止膜12および銀電極13がそれぞれ形成されている。また、p型シリコン基板10の受光面と反対側の裏面にはp+層15が形成されている。そして、p型シリコン基板10の裏面上にはアルミニウム電極14および銀電極16がそれぞれ形成されている。
FIG. 22 shows a schematic cross-sectional view of an example of a conventional solar cell. Here, in the solar cell, the n +
図23(a)〜(i)に、従来の太陽電池の製造方法の一例を示す。まず、図23(a)に示すように、p型シリコン結晶の原料を坩堝で溶解した後に再結晶化して得られたシリコンインゴッド17をシリコンブロック18に切断する。次に、図23(b)に示すように、シリコンブロック18をワイヤソーで切断することにより、p型シリコン基板10が得られる。
23A to 23I show an example of a conventional method for manufacturing a solar cell. First, as shown in FIG. 23A, a
次いで、アルカリまたは酸によってp型シリコン基板10の表面をエッチングすることによって、図23(c)に示すp型シリコン基板10のスライス時のダメージ層19を除去する。このとき、エッチング条件を調整すると、p型シリコン基板10の表面に微小な凹凸(図示せず)を形成することができる。この凹凸により、p型シリコン基板10の表面に入射する太陽光の反射が低減されて、太陽電池の変換効率を高めることができる。
Next, the
続いて、図23(d)に示すように、p型シリコン基板10の一方の主面(以下、「第1主面」という)上にリンを含む化合物を含有したドーパント液20を塗布する。そして、ドーパント液20の塗布後のp型シリコン基板10を800℃〜950℃の温度で5〜30分間熱処理することによりp型シリコン基板10の第1主面にn型ドーパントであるリンが拡散して、図23(e)に示すように、p型シリコン基板10の第1主面にn+層11が形成される。なお、n+層11の形成方法としては、ドーパント液を塗布する方法以外にも、P2O5やPOCl3を用いた気相拡散による方法がある。
Subsequently, as shown in FIG. 23D, a
次いで、リンの拡散時にp型シリコン基板10の第1主面に形成されるガラス層を酸処理により除去した後、図23(f)に示すように、p型シリコン基板10の第1主面上に反射防止膜12を形成する。反射防止膜12の形成方法としては、常圧CVD法を用いて酸化チタン膜を形成する方法やプラズマCVD法を用いて窒化シリコン膜を形成する方法などが知られている。また、ドーパント液を塗布する方法によりリンを拡散する場合には、リンに加えて反射防止膜12の材料も含ませたドーパント液を用いることによって、n+層11と反射防止膜12とを同時に形成することもできる。また、反射防止膜12の形成は、銀電極の形成後に行なう場合もある。
Next, after the glass layer formed on the first main surface of the p-
そして、図23(g)に示すように、p型シリコン基板10の他方の主面(以下、「第2主面」という)上にアルミニウム電極14を形成するとともにp型シリコン基板10の第2主面にp+層15を形成する。アルミニウム電極14およびp+層15は、たとえば、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなるアルミニウムペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、p型シリコン基板10を熱処理することによって、アルミニウムが溶融してシリコンと合金化することにより形成されたアルミニウム−シリコン合金層下にp+層15が形成されるとともに、p型シリコン基板10の第2主面上にアルミニウム電極14が形成される。また、p型シリコン基板10とp+層15のドーパント濃度差が、p型シリコン基板10とp+層15の界面に電位差(電位障壁として働く)をもたらし、光生成されたキャリアがp型シリコン基板10の第2主面付近で再結合するのを防いでいる。これにより、太陽電池の短絡電流(Isc:short circuit current)および開放電圧(Voc:open circuit voltage)が共に向上する。
Then, as shown in FIG. 23G, an
その後、図23(h)に示すように、p型シリコン基板10の第2主面上に銀電極16を形成する。銀電極16は、たとえば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、p型シリコン基板10を熱処理することによって得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 23 (h), the
そして、図23(i)に示すように、p型シリコン基板10の第1主面上に銀電極13を形成する。銀電極13は、p型シリコン基板10との接触抵抗を含む直列抵抗を低く抑えるとともに銀電極13の形成面積を少なくして太陽光の入射量を減少させないようにするため、銀電極13の線幅、ピッチおよび厚さなどのパターン設計が重要である。銀電極13の形成方法としては、たとえば、反射防止膜12の表面上に銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、p型シリコン基板10を熱処理することによって、銀ペーストが反射防止膜12を貫通してp型シリコン基板10の第1主面と良好な電気的接触が可能なファイアスルー方式が量産ラインで用いられている。
Then, as shown in FIG. 23 (i), the
以上のようにして、図22に示す構成の太陽電池を製造することができる。なお、銀電極13および銀電極16の形成後のp型シリコン基板10を溶融半田槽に浸漬することによって銀電極13および銀電極16の表面に半田をコーティングすることもできる。この半田のコーティングは、プロセスによっては省略される場合もある。また、上記のようにして製造された太陽電池にソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧(IV)特性を測定してIV特性を検査することもできる。
As described above, the solar cell having the configuration shown in FIG. 22 can be manufactured. The surface of the
太陽電池は、その複数が直列に接続されて太陽電池ストリングとされた後、太陽電池ストリングを封止材によって封止して太陽電池モジュールとして販売および使用されることが多い。 In many cases, a plurality of solar cells are connected in series to form a solar cell string, and then the solar cell string is sealed with a sealing material and sold and used as a solar cell module.
図24(a)〜(e)に、従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す。まず、図24(a)に示すように、太陽電池30の第1主面の銀電極上に導電性部材であるインターコネクタ31を接続する。
24A to 24E show an example of a conventional method for manufacturing a solar cell module. First, as shown in FIG. 24A, an
次に、図24(b)に示すように、インターコネクタ31が接続された太陽電池30を一列に配列し、太陽電池30の第1主面の銀電極に接続されているインターコネクタ31の他端を他の太陽電池30の第2主面の銀電極に接続して、太陽電池ストリングを作製する。
Next, as shown in FIG. 24B, the
次いで、図24(c)に示すように、太陽電池ストリングを並べて、太陽電池ストリングの両端から突出しているインターコネクタ31と、他の太陽電池ストリングの両端から突出しているインターコネクタ31とを導電性部材である配線材33を用いて直列に接続することによって、太陽電池ストリング同士を互いに接続する。
Next, as shown in FIG. 24C, the solar cell strings are arranged side by side, and the
続いて、図24(d)に示すように、接続された太陽電池ストリング34を封止材としてのEVA(エチレンビニルアセテート)フィルム36で挟み込み、その後、ガラス板35とバックフィルム37との間に挟む。そして、EVAフィルム36間に入った気泡を減圧して抜き、加熱すると、EVAフィルム36が硬化して、太陽電池ストリングがEVA中に封止される。これにより、太陽電池モジュールが作製される。
Subsequently, as shown in FIG. 24 (d), the connected
その後、図24(e)に示すように、太陽電池モジュールは、アルミニウム枠40内に配置され、ケーブル39を備えた端子ボックス38が太陽電池モジュールに取り付けられる。そして、上記のようにして製造された太陽電池モジュールにソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧(IV)特性を測定してIV特性が検査される。
Then, as shown in FIG.24 (e), a solar cell module is arrange | positioned in the
図25に、図22に示す太陽電池の受光面となるp型シリコン基板10の第1主面上に形成された銀電極13のパターンを示す。ここで、銀電極13は、比較的幅の大きい1本の線状のバスバー電極13aと、バスバー電極13aから伸びる複数の比較的幅の小さい線状のフィンガー電極13bと、から構成されている。
FIG. 25 shows a pattern of the
図26に、図22に示す太陽電池の裏面となるp型シリコン基板10の第2主面上に形成されたアルミニウム電極14と銀電極16のパターンを示す。ここで、アルミニウム電極14はp型シリコン基板10の第2主面のほぼ全面に形成されており、銀電極16はp型シリコン基板10の第2主面の一部のみに形成されている。これは、アルミニウム電極14に半田をコーティングすることは困難であるため、半田をコーティングすることが可能な銀電極16が必要となることがあるためである。
FIG. 26 shows a pattern of the
図27に、図22に示す構成の太陽電池を直列に接続した太陽電池ストリングの模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池の受光面のバスバー電極13aに半田などによって固定されたインターコネクタ31は、隣接する他の太陽電池の裏面の銀電極16に半田などによって固定されている。なお、図27においては、n+層とp+層の記載は省略されている。
太陽光発電システムが急速に普及するにつれ、太陽電池の製造コストの低減は必要不可欠となっている。太陽電池の製造コストの低減において、半導体基板であるシリコン基板の大型化および薄型化は非常に有効な手段である。しかしながら、シリコン基板の大型化および薄型化に伴い、太陽電池ストリングを形成する際、太陽電池の受光面のバスバー電極と銅からなるインターコネクタとを半田などによって固定して接続する加熱工程後の冷却工程において、太陽電池のシリコン基板とインターコネクタとの熱膨張係数差(シリコンの熱膨張係数3.5×10-6/Kに対し、銅は17.6×10-6/Kであり5倍程度の差がある)により、インターコネクタが太陽電池よりも大きく収縮するため、太陽電池に反りが生じ、さらには、太陽電池のバスバー電極に接触している太陽電池の受光面に割れが発生することがあった。 As solar power generation systems rapidly spread, it is essential to reduce the manufacturing cost of solar cells. In reducing the manufacturing cost of solar cells, increasing the size and reducing the thickness of a silicon substrate, which is a semiconductor substrate, is a very effective means. However, with the increase in size and thickness of silicon substrates, when a solar cell string is formed, cooling after a heating process in which the bus bar electrode on the light-receiving surface of the solar cell and the interconnector made of copper are fixed and connected by solder or the like in step, a difference in thermal expansion coefficient between the silicon substrate and the interconnector of a solar cell (relative to thermal expansion coefficient of 3.5 × 10 -6 / K in silicon, copper is an 17.6 × 10 -6 / K 5-fold Because the interconnector contracts more than the solar cell, the solar cell is warped, and further, the light receiving surface of the solar cell that is in contact with the bus bar electrode of the solar cell is cracked. There was a thing.
そこで、特許文献1には、隣接する太陽電池を接続するインターコネクタに断面積が局部的に縮小された小断面積部を設ける方法が開示されている。上述したように、上記の加熱工程により加熱状態にあったインターコネクタおよび太陽電池は室温まで冷却する際に太陽電池に凹状の反りが発生する。その際、太陽電池には元の形状に戻ろうとする力(復元力)が発生し、この復元力はインターコネクタに対して引張り応力を加える。特許文献1に開示された方法によれば、インターコネクタに引張り応力が加えられたときに他の部分と比べて比較的強度の弱い小断面積部が延伸して、太陽電池の反りを低減することができるが、さらなる改善が望まれる。
Therefore,
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module that can reduce the occurrence of cracks in the solar cell constituting the solar cell string.
本発明は、半導体基板の第1主面上に、バスバー電極と、バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極と、が備えられており、バスバー電極は、インターコネクタに接続するための第1接続部と、インターコネクタに接続されない第1非接続部と、を含み、第1接続部と第1非接続部とは交互に配列して形成されており、第1接続部の表面形状の先端部が先細りとなっている太陽電池である。 In the present invention, a bus bar electrode and a plurality of linear finger electrodes extending from the bus bar electrode are provided on the first main surface of the semiconductor substrate, and the bus bar electrode is connected to the interconnector. Including a connection portion and a first non-connection portion that is not connected to the interconnector, wherein the first connection portion and the first non-connection portion are alternately arranged, and the tip of the surface shape of the first connection portion This is a solar cell with a tapered portion.
ここで、本発明の太陽電池においては、半導体基板の第1主面と反対側の第2主面上に、インターコネクタに接続するための第2接続部と、インターコネクタに接続されない第2非接続部と、が交互に形成されていてもよい。 Here, in the solar cell of the present invention, on the second main surface opposite to the first main surface of the semiconductor substrate, the second connection portion for connecting to the interconnector and the second non-connector not connected to the interconnector. The connection portions may be formed alternately.
また、本発明の太陽電池においては、第2接続部の表面形状の先端部が先細りとなっていることが好ましい。 Moreover, in the solar cell of this invention, it is preferable that the front-end | tip part of the surface shape of a 2nd connection part is tapered.
また、本発明の太陽電池においては、第1非接続部および第2非接続部はそれぞれ半導体基板に関して互いに対称となる位置に形成されていることが好ましい。 Moreover, in the solar cell of this invention, it is preferable that the 1st non-connecting part and the 2nd non-connecting part are each formed in the mutually symmetrical position regarding a semiconductor substrate.
また、本発明の太陽電池においては、第1接続部が線状に形成されていてもよい。
また、本発明の太陽電池においては、第1主面の端部に隣接する第1接続部の少なくとも1つは、第1主面の端部から離れて設置されていてもよい。
Moreover, in the solar cell of this invention, the 1st connection part may be formed in linear form.
Moreover, in the solar cell of this invention, at least 1 of the 1st connection part adjacent to the edge part of a 1st main surface may be installed away from the edge part of a 1st main surface.
また、本発明は、上記の太陽電池の複数が接続された太陽電池ストリングであって、隣接する太陽電池において、一方の太陽電池の第1接続部と他方の太陽電池の第2接続部とがインターコネクタに接続されている太陽電池ストリングである。 Further, the present invention is a solar cell string in which a plurality of the above solar cells are connected, and in the adjacent solar cells, the first connection part of one solar cell and the second connection part of the other solar cell are It is a solar cell string connected to the interconnector.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、太陽電池の端部において屈曲していてもよい。 In the solar cell string of the present invention, the interconnector may be bent at the end of the solar cell.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第1非接続部に対応する箇所および第2非接続部に対応する箇所の少なくとも1箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。 In the solar cell string of the present invention, the interconnector is locally reduced in cross-sectional area of the interconnector at least at one of the location corresponding to the first non-connection portion and the location corresponding to the second non-connection portion. It is preferable to have a small cross-sectional area.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第1非接続部に対応する箇所および第2非接続部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。 Further, in the solar cell string of the present invention, the interconnector has a cross-sectional area of the interconnector that is locally reduced at all the locations corresponding to the first non-connecting portion and the location corresponding to the second non-connecting portion. It is preferable to have a small cross-sectional area.
さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池ストリングが封止材によって封止されてなる太陽電池モジュールである。 Furthermore, the present invention is a solar cell module in which any one of the above solar cell strings is sealed with a sealing material.
本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell which can reduce generation | occurrence | production of the crack of the solar cell which comprises a solar cell string, a solar cell string, and a solar cell module can be provided.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
図1(a)に本発明の太陽電池の受光面の一例の模式的な平面図を示す。ここで、本発明の太陽電池の受光面となるp型シリコン基板10の第1主面においては、紙面の左右方向に伸びる比較的幅の広い線状のバスバー電極13aと、バスバー電極13aから紙面の上下方向に伸びる複数の幅の狭い線状のフィンガー電極13bと、が備えられている。また、バスバー電極13aは、インターコネクタに固定して接続するための線状の第1接続部51と、インターコネクタに接続されない空隙である第1非接続部42とを含み、第1接続部51と第1非接続部42とが交互に配列して形成されている。具体的には、図1(
a)に示す1本のバスバー電極13aにおいて第1接続部51が3つ形成されており、隣接する第1接続部51の間およびp型シリコン基板10の第1主面の端部にそれぞれ第1非接続部42が形成されている。また、p型シリコン基板10の第1主面の紙面の左側の端部に隣接する第1接続部51は、p型シリコン基板10の第1主面の紙面の左側の端部から離れて設置されている。なお、本発明において、「端部」とは、バスバー電極の第1接続部と第1非接続部とが交互に配列されている方向の端部のことをいう。
FIG. 1A shows a schematic plan view of an example of the light receiving surface of the solar cell of the present invention. Here, on the first main surface of the p-
Three
図1(b)に、図1(a)に示す第1非接続部42近傍の模式的な拡大平面図を示す。ここで、図1(b)に示すように、第1接続部51の表面形状の先端部は先端に進むにしたがって幅が減少する先細りの形状となっている。なお、本発明において、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減する観点からは、第1接続部51の表面形状の先端部が鋭角の角度を有していることが好ましい。
FIG. 1B shows a schematic enlarged plan view in the vicinity of the first
図2に、図1に示す太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図を示す。本発明の太陽電池の裏面となるp型シリコン基板10の第2主面においては、インターコネクタに接続するための第2接続部としての銀電極16と、インターコネクタに接続されない第2非接続部とが交互に形成されている。ここで、第2非接続部は、第2接続部としての銀電極16の長手方向に隣接する銀電極16の間のアルミニウム電極14からなる。第2接続部としての銀電極16は、p型シリコン基板10の第1主面上の第1接続部51とp型シリコン基板10に関して互いに対称となる位置に形成されている。
FIG. 2 shows a schematic plan view of an example of the back surface of the solar cell shown in FIG. In the 2nd main surface of p
図3に、図1に示す受光面および図2に示す裏面を有する太陽電池を直列に接続した本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を示し、図4に、図3に示す太陽電池ストリングを受光面側から見たときの模式的な拡大平面図を示す。ここで、互いに隣接する太陽電池の一方の太陽電池の第1接続部51と他方の太陽電池の第2接続部である銀電極16とがそれぞれ半田などにより1本の導電性部材からなるインターコネクタ31に固定されて接続されている。また、太陽電池の第1非接続部42および第2非接続部となるアルミニウム電極14はそれぞれインターコネクタ31に固定されておらず、接続されていない。なお、インターコネクタ31は、太陽電池の端部において屈曲している。また、図3においては、n+層とp+層の記載は省略されている。
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an example of the solar cell string of the present invention in which the solar cells having the light receiving surface shown in FIG. 1 and the back surface shown in FIG. 2 are connected in series, and FIG. 4 and FIG. The typical enlarged plan view when a solar cell string is seen from the light-receiving surface side is shown. Here, the interconnector in which the
このような構成の本発明の太陽電池ストリングにおいては、図27に示した従来の太陽電池ストリングと比べて、太陽電池の第1非接続部および第2非接続部はそれぞれインターコネクタに接続されていないことから、インターコネクタと太陽電池の第1接続部および第2接続部との接続長さを低減することができる。このようにインターコネクタと太陽電池の第1接続部および第2接続部との接続長さを低減した場合には、インターコネクタと太陽電池を構成するp型シリコン基板との熱膨張係数差により発生する応力を低減することができる。さらに、インターコネクタと太陽電池との接続部が太陽電池の受光面および裏面でそれぞれp型シリコン基板に関して対称な位置となるため、インターコネクタと太陽電池のp型シリコン基板との熱膨張係数差に起因して発生する応力が、太陽電池の受光面と裏面とでほぼ等しくなる。これにより、本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことになる。これらの効果によって、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができ、ひいては、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りに起因する太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる。 In the solar cell string of the present invention having such a configuration, the first non-connection portion and the second non-connection portion of the solar cell are respectively connected to the interconnector as compared with the conventional solar cell string shown in FIG. Since it does not exist, the connection length of the interconnector and the 1st connection part and 2nd connection part of a solar cell can be reduced. When the connection length between the interconnector and the first connection part and the second connection part of the solar cell is reduced as described above, it is generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the interconnector and the p-type silicon substrate constituting the solar cell. Stress to be reduced. Furthermore, since the connection part between the interconnector and the solar cell is symmetrical with respect to the p-type silicon substrate on the light receiving surface and the back surface of the solar cell, the difference in thermal expansion coefficient between the interconnector and the p-type silicon substrate of the solar cell. The resulting stress is substantially equal between the light receiving surface and the back surface of the solar cell. Thereby, in the solar cell string of this invention, equal force acts on a solar cell from each of the light-receiving surface and back surface of a solar cell. These effects can reduce the warpage that occurs in the solar cells that make up the solar cell string, and consequently the cracks in the solar cells that make up the solar cell string due to the warpage that occurs in the solar cells that make up the solar cell string. Generation can be reduced.
さらに、本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の第1接続部の表面形状の先端部が先細りとなっていることから、第1接続部の表面形状の先端部が先細りとなっていないものと比べて太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる。その理由は定かではないが、第1接続部の表面形状の先端部を先細りの形状とすることによって、インターコネクタの接続後の冷却工程において、第1接続部がインターコネクタから受ける応力が分散されることによるものと推測される。 Furthermore, in the solar cell string of the present invention, since the front end portion of the surface shape of the first connection portion of the solar cell is tapered, the front end portion of the surface shape of the first connection portion is not tapered. As compared with the above, it is possible to reduce the occurrence of cracks in the solar cell constituting the solar cell string. The reason is not clear, but by making the tip of the surface shape of the first connection portion tapered, the stress that the first connection portion receives from the interconnector is dispersed in the cooling step after the interconnector is connected. This is presumed to be due to
さらに、太陽電池の厚みがさらに薄くなった場合には、第1接続部の表面形状の先端部の先端の角度が鋭角となっていることにより、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる傾向にある。 Furthermore, when the thickness of the solar cell is further reduced, the angle of the tip of the tip portion of the surface shape of the first connection portion is an acute angle, so that the solar cell constituting the solar cell string is cracked. Tends to be reduced.
なお、上記においては、第1接続部の表面形状の先端部が鋭角を有している例として、図1(a)および図1(b)に示す形状を挙げたが、本発明においては、たとえば、図5(a)に示すように先端部が2つの先細り形状を有している表面形状となっている図5(b)に示す第1接続部51を用いてもよく、図6(a)に示すように先端部の先細り形状が一方に偏っている表面形状となっている図6(b)に示す第1接続部51を用いてもよい。ただし、本発明に用いられる第1接続部51の形状は、これらの形状に限定されるものではない。
In the above, the example shown in FIG. 1A and FIG. 1B is given as an example in which the tip of the surface shape of the first connection portion has an acute angle. For example, as shown in FIG. 5 (a), the first connecting
また、本発明において、フィンガー電極の形状も図1(a)および図1(b)に示す形状に限定されず、たとえば、図7に示す形状となっていてもよく、図8に示す形状となっていてもよい。ただし、本発明に用いられるフィンガー電極の形状は、これらの形状に限定されるものではない。 Further, in the present invention, the shape of the finger electrode is not limited to the shape shown in FIGS. 1A and 1B, and may be, for example, the shape shown in FIG. It may be. However, the shape of the finger electrode used in the present invention is not limited to these shapes.
また、本発明においては、第1接続部だけでなく、第2接続部の表面形状の先端部も先細りとなっていることが好ましい。この場合には、さらに太陽電池の割れの発生を低減することができる傾向にある。この場合の第2接続部の表面形状としては、たとえば、上記の第1接続部と同様の形状が挙げられる。なお、太陽電池がさらに薄くなった場合には、第2接続部の表面形状の先端部の先端の角度が鋭角となっていることにより、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる傾向にある。 Moreover, in this invention, it is preferable that not only the 1st connection part but the front-end | tip part of the surface shape of a 2nd connection part is also tapered. In this case, the occurrence of cracks in the solar cell tends to be further reduced. As the surface shape of the second connection part in this case, for example, the same shape as the first connection part is mentioned. In addition, when the solar cell becomes thinner, the angle of the tip of the tip of the surface shape of the second connection portion is an acute angle, thereby reducing the occurrence of cracks in the solar cell constituting the solar cell string. Tend to be able to.
図9に、本発明に用いられるインターコネクタの一例を接続した状態の模式的な拡大平面図を示す。ここで、図9に示すインターコネクタ31は、切れ込みが形成されることによって、インターコネクタ31の断面積が局部的に縮小された小断面積部41を有している。なお、本発明において、「小断面積部」は、インターコネクタにおいて、インターコネクタの長手方向に直交する断面の面積が局部的に小さくなっている部分のことをいう。そして、インターコネクタ31が接続された状態において、インターコネクタ31の断面積が局部的に縮小された小断面積部41が第1非接続部42に対応する箇所に配置されている。
FIG. 9 shows a schematic enlarged plan view of a state where an example of an interconnector used in the present invention is connected. Here, the
図10に、本発明に用いられるインターコネクタの好ましい他の一例を接続した状態の模式的な拡大平面図を示す。ここで、図10に示すインターコネクタ31は、くびれが形成されることによってインターコネクタ31の断面積が局部的に縮小された小断面積部41を有している。そして、インターコネクタ31が接続された状態において、インターコネクタ31の断面積が局部的に縮小された小断面積部41が第1非接続部42に対応する箇所に配置されている。
FIG. 10 is a schematic enlarged plan view showing a state in which another preferred example of the interconnector used in the present invention is connected. Here, the
図11〜図14のぞれぞれに、本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図を示す。これらのインターコネクタ31についてもそれぞれ、インターコネクタ31の断面積が局部的に縮小された小断面積部41を有している。
Each of FIGS. 11 to 14 shows a schematic plan view of an example of an interconnector used in the present invention. Each of these
図15に、図11に示すインターコネクタを用いて構成された太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を示す。さらに、図16に、図15に示す太陽電池ストリングを太陽電池の受光面側から見たときの模式的な拡大平面図を示す。ここで、インターコネクタ31の小断面積部41は、第1非接続部42に対応するすべての箇所および第2非接続部であるアルミニウム電極14に対応するすべての箇所にそれぞれ配置されている。図15に示すように、ここでも、インターコネクタ31は、太陽電池の端部において屈曲している。また、図15においては、n+層とp+層の記載は省略されている。
FIG. 15 shows a schematic cross-sectional view of an example of a solar cell string configured using the interconnector shown in FIG. Further, FIG. 16 shows a schematic enlarged plan view when the solar cell string shown in FIG. 15 is viewed from the light receiving surface side of the solar cell. Here, the small
このように、たとえば図9〜図14に示すような小断面積部を有するインターコネクタを用いて、小断面積部が第1非接続部に対応する箇所および第2非接続部に対応する箇所の少なくとも1箇所、好ましくはすべての箇所に配置されるようにインターコネクタを接続して太陽電池ストリングを形成した場合には、上述した太陽電池の反りの低減効果に加えて、インターコネクタの他の部分と比べて比較的強度が弱い小断面積部が延伸して応力を緩和することにより太陽電池の反りを低減できる効果が加わることになる。すなわち、インターコネクタの小断面積部が第1非接続部および第2非接続部にそれぞれ配置された場合には、小断面積部は固定されていないフリーな状態となっているため、自由に変形することができ、延伸による応力緩和効果を十分に発揮することができる。したがって、この場合には、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを大幅に低減することができ、ひいては、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を大幅に低減することができる傾向にある。なお、本発明においては、図9〜図14に示すインターコネクタを使用することに限定されないことは言うまでもない。 Thus, for example, using an interconnector having a small cross-sectional area as shown in FIGS. 9 to 14, the small cross-sectional area corresponds to the first non-connecting portion and the second non-connecting portion. When the solar cell string is formed by connecting the interconnector so as to be disposed at at least one location, preferably all locations, in addition to the above-described effect of reducing the warpage of the solar cell, The effect of reducing the warpage of the solar cell is added by stretching the small cross-sectional area portion having a relatively low strength compared to the portion to relieve the stress. That is, when the small cross-sectional area of the interconnector is disposed in each of the first non-connecting part and the second non-connecting part, the small cross-sectional area is in a free state that is not fixed. It can deform | transform and can fully exhibit the stress relaxation effect by extending | stretching. Therefore, in this case, the warp generated in the solar cells constituting the solar cell string can be greatly reduced, and consequently, the occurrence of cracking of the solar cells constituting the solar cell string can be greatly reduced. It is in. Needless to say, the present invention is not limited to using the interconnector shown in FIGS.
図17に、本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図を示す。ここで、図17に示すインターコネクタ31の互いに隣接する小断面積部41の間隔は等間隔となっている。
FIG. 17 shows a schematic plan view of an example of an interconnector used in the present invention. Here, the intervals between the adjacent small
図18に、図17に示すインターコネクタ31を用いて太陽電池ストリングを形成するための太陽電池の受光面の模式的な平面図を示す。また、図19に、図18に示す太陽電池の裏面の模式的な平面図を示す。図18に示す受光面および図19に示す裏面を有する太陽電池を図17に示すインターコネクタ31を用いて接続したときの太陽電池ストリングを図20の模式的断面図に示し、図20に示す太陽電池ストリングを太陽電池の受光面から見たときの模式的な拡大平面図を図21に示す。また、図20に示すように、インターコネクタ31は、太陽電池の端部において屈曲している。なお、図20においては、n+層とp+層の記載は省略されている。
FIG. 18 shows a schematic plan view of a light receiving surface of a solar cell for forming a solar cell string using the
このように互いに隣接する小断面積部41の間隔を等間隔としたインターコネクタを用いて太陽電池ストリングを形成した場合には小断面積部41の形成がより容易となるため、太陽電池ストリングの製造コストが低下し、太陽電池ストリングの生産性を向上することができる。
In this way, when the solar cell string is formed using the interconnector having the intervals between the small
このような本発明の太陽電池ストリングを従来から公知の方法によりEVAなどの封止材に封止することによって、本発明の太陽電池モジュールを得ることができる。 The solar cell module of the present invention can be obtained by sealing the solar cell string of the present invention with a sealing material such as EVA by a conventionally known method.
なお、上記の以外の説明は、上記の背景技術の欄における説明と同様であるが、その説明に限定されるものではない。たとえば、本発明においては、p型シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよく、上記の背景技術の欄の説明のp型とn型の導電型を入れ替えてもよい。また、本発明においては、第1接続部および第2接続部は必ずしも銀電極である必要はなく、第1非接続部は空隙である必要はなく、第2非接続部はアルミニウム電極からなっている必要はない。 The description other than the above is the same as the description in the background art section above, but is not limited to the description. For example, in the present invention, a semiconductor substrate other than the p-type silicon substrate may be used, and the p-type and n-type conductivity types described in the background section above may be interchanged. In the present invention, the first connection portion and the second connection portion do not necessarily need to be silver electrodes, the first non-connection portion does not need to be a gap, and the second non-connection portion is made of an aluminum electrode. There is no need to be.
また、本発明においては、上記のシリコン基板の厚さが300μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましい。上記のシリコン基板の厚さが300μm以下、特に200μm以下である場合には、本発明の効果がさらに発揮されやすくなるためである。 In the present invention, the thickness of the silicon substrate is preferably 300 μm or less, and more preferably 200 μm or less. This is because when the thickness of the silicon substrate is 300 μm or less, particularly 200 μm or less, the effects of the present invention are more easily exhibited.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の割れの発生を低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell which can reduce generation | occurrence | production of the crack of the solar cell which comprises a solar cell string, a solar cell string, and a solar cell module can be provided.
10 p型シリコン基板、11 n+層、12 反射防止膜、13,16 銀電極、1
3a バスバー電極、13b フィンガー電極、14 アルミニウム電極、15 p+層
、17 シリコンインゴッド、18 シリコンブロック、20 ドーパント液、30 太陽電池、31 インターコネクタ、33 配線材、34 太陽電池ストリング、35 ガラス板、36 EVAフィルム、37 バックフィルム、38 端子ボックス、39 ケーブル、40 アルミニウム枠、41 小断面積部、42 第1非接続部、51 第1接続部。
10 p-type silicon substrate, 11 n + layer, 12 antireflection film, 13, 16 silver electrode, 1
3a bus bar electrode, 13b finger electrode, 14 aluminum electrode, 15 p + layer, 17 silicon ingot, 18 silicon block, 20 dopant liquid, 30 solar cell, 31 interconnector, 33 wiring material, 34 solar cell string, 35 glass plate, 36 EVA film, 37 back film, 38 terminal box, 39 cable, 40 aluminum frame, 41 small cross-sectional area portion, 42 first non-connection portion, 51 first connection portion.
Claims (11)
前記バスバー電極は、インターコネクタに接続するための第1接続部と、インターコネクタに接続されない第1非接続部と、を含み、
前記第1接続部と前記第1非接続部とは交互に配列して形成されており、
前記第1接続部の表面形状の先端部が先細りとなっていることを特徴とする、太陽電池。 A bus bar electrode and a plurality of linear finger electrodes extending from the bus bar electrode are provided on the first main surface of the semiconductor substrate,
The bus bar electrode includes a first connecting portion for connecting to the interconnector, and a first non-connecting portion not connected to the interconnector,
The first connection portions and the first non-connection portions are formed by being alternately arranged,
The solar cell according to claim 1, wherein a tip end portion of the surface shape of the first connection portion is tapered.
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