JP2008021831A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際の太陽電池の受光面におけるインターコネクタの接続部と非接続部との界面部分におけ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。
【解決手段】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非接続部の表面形状は、第１接続部側の先端部が弧状となる形状である太陽電池、その太陽電池を含む太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールである。
【選択図】図１

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する。

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。

図１４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。

図１５（ａ）〜（ｉ）に、従来の太陽電池の製造方法の一例を示す。まず、図１５（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１５（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。

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１５（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。

続いて、図１５（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１５（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。

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１５（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。

そして、図１５（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。

その後、図１５（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。

そして、図１５（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。

以上のようにして、図１４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。

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。

図１６（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１６（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。

次に、図１６（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３４を作製する。

次いで、図１６（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。

続いて、図１６（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。

その後、図１６（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。

図１７の模式的平面図に、図１４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。

図１８の模式的平面図に、図１４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。

図１９に、図１４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１９においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。
特開２００５−１４２２８２号公報

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。

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ていた。

そこで、特許文献１に記載のインターコネクタを用いて図２０に示す形状の受光面の電極および図２１に示す形状の裏面の電極を有する太陽電池を接続して太陽電池ストリングを形成することによって、太陽電池の反りを低減することが考えられている。その太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を図２２に示し、図２２に示した太陽電池ストリングの受光面の模式的な拡大平面図を図２３に示す。

ここで、図２０に示すように、太陽電池のｐ型シリコン基板１０の第１主面となる受光面の銀電極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から伸びる比較的幅の小さい複数の線状のフィンガー電極１３ｂと、から構成されている。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とからなっており、第１接続部５１と第１非接続部４２とがバスバー電極１３ａの長手方向に沿って交互に配列されている。ここで、第１接続部５１および第１非接続部４２の表面形状はそれぞれ矩形状となっている。

また、図２１に示すように、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。ここで、銀電極１６はインターコネクタに固定して接続するための第２接続部となり、銀電極１６の間に位置するアルミニウム電極１４はインターコネクタに接続されない第２非接続部１４ａとなる。なお、半導体基板としてのｐ型シリコン基板１０の第２主面は、半導体基板としてのｐ型シリコン基板１０の第１主面の反対側の主面となる。

また、図２２に示すように、特許文献１に記載のインターコネクタを用いた太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の受光面の第１接続部５１に半田などによって固定されて接続されたインターコネクタ３１が、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接続されている。なお、図２２においては、ｎ+層、ｐ+層および反射防止膜の記載は省略されている。

また、図２２および図２３に示すように、インターコネクタ３１の小断面積部４１は、太陽電池の第１非接続部４２および第２非接続部１４ａにそれぞれ配置されており、インターコネクタ３１の小断面積部４１は半田などによって固定されていない。したがって、インターコネクタ３１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４１が自由に延伸することができるために、太陽電池の反りを低減することができる。

しかしながら、この太陽電池ストリングにおいては、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際に、その反りに起因して、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分において太陽電池に割れが生じることがあったため、その改善が望まれていた。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際の太陽電池の受光面におけるインターコネクタの接続部と非接続部との界面部分におけ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。

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非接続部の表面形状は、第１接続部側の先端部が弧状となる形状である太陽電池である。

ここで、本発明の太陽電池においては、第１非接続部の表面形状を、円状、楕円状またはトラック状とすることができる。

また、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、を交互に形成することができる。

また、本発明の太陽電池においては、第１接続部と第１非接続部との配列方向における第１非接続部の長さが、その第１非接続部に半導体基板を挟んで向かい合う第２非接続部の第２接続部と第２非接続部との配列方向における長さよりも短いことが好ましい。

また、本発明は、上記の太陽電池が複数接続された太陽電池ストリングであって、互いに隣接する太陽電池において、第１の太陽電池の第１接続部と第２の太陽電池の第２接続部とが同一の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。

ここで、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が配置されていることが好ましい。

さらに、本発明は、上記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。

本発明によれば、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際の太陽電池の受光面におけるインターコネクタの接続部と非接続部との界面部分におけ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。

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。

図１に本発明の太陽電池の一例の第１主面としての受光面の模式的な平面図を示す。この太陽電池はｐ型シリコン基板１０の材質としてｐ型の単結晶シリコンが用いられており、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、紙面の上下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から紙面の左右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とが交互に配列して形成されている。

図２に、図１に示す太陽電池の第２主面としての裏面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１４ａとが交互に形成されている。ここで、第２非接続部１４ａ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。

ここで、この太陽電池は、図１に示すように、第１非接続部４２の表面形状が、第１接続部５１側の先端部が弧状になっているトラック状（両端に弧状部を有し、その弧状部が２本の直線で結ばれている形状）とになっていることに特徴がある。これは、本発明者が鋭意検討した結果、第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分を弧状にすることによって、太陽電池ストリングの製造時におけるインターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際に、その反りに起因して、太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分における太陽電池の割れが発生するのを低減できることを見いだしたことによるものである。その理由は定かではないが、第１非接続部４２の表面形状の先端部を弧状とすることによって、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際に太陽電池の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分が受ける応力が分散されることによるものと推測される。

また、図３に、図１および図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った模式的な断面を示す。たとえば図１〜図３に示すように、本発明においては、第１接続部５１と第１非接続部４２との配列方向（図１の紙面の上下方向）における第１非接続部４２の長さＬ１が、その第１非接続部４２に向かい合う第２非接続部１４ａの、第２接続部と第２非接続部１４ａとの配列方向（図２の紙面の上下方向）における長さＬ２よりも短いことが好ましい。これは、本発明者が鋭意検討した結果、第１非接続部４２の長さＬ１をその第１非接続部４２にｐ型シリコン基板１０を挟んで向かい合っている第２非接続部１４ａの長さＬ２よりも短くすることによって、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面の割れの発生をさらに低減することができることを見いだしたことによるものである。これは、第１非接続部４２よりも長い第２非接続部１４ａを構成するアルミニウムが補強効果を有するため、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際の太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分における太陽電池の割れの発生をさらに低減できるものと考えられる。

なお、上記の効果を得るためには、第１非接続部４２と第２非接続部１４ａの少なくとも１組がｐ型シリコン基板１０を挟んで互いに向かい合っており、その向かい合っている第１非接続部４２と第２非接続部１４ａの組のうち少なくとも１組において、第１非接続部４２の長さＬ１が第２非接続部１４ａの長さＬ２よりも短くなっていればよい。

図４に本発明の太陽電池の他の一例の第１主面としての受光面の模式的な平面図を示し、図５に図４に示す太陽電池の第２主面としての裏面の模式的な平面図を示す。また、図６に図４および図５のＶＩ−ＶＩに沿った模式的な断面を示す。この太陽電池は、ｐ型シリコン基板１０の材質としてｐ型の多結晶シリコンが用いられていることに特徴がある。その他の説明は上記と同様である。

図７に、本発明の太陽電池ストリング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、インターコネクタ３１は、インターコネクタ３１の長手方向に垂直な断面の断面積が局所的に小さくなっている複数の小断面積部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。また、本発明において、インターコネクタは、導電性を有する部材であれば、その形状および材質は特に限定されない。

また、図８〜図１０のぞれぞれに、本発明に用いられるインターコネクタの他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。

図１１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１２に、図１１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、１本の導電性部材からなるインターコネクタ３１の一端が第１の太陽電池８０の第１接続部５１と固定されて接続されており、そのインターコネクタ３１の他端が第２の太陽電池８１の第２接続部としての銀電極１６と固定されて接続されている。また、インターコネクタ３１は、インターコネクタ３１の小断面積部４１が第１の太陽電池８０の受光面の第１非接続部４２ａおよび第２の太陽電池８１の裏面の第２非接続部１４ａに配置されており、太陽電池の第１非接続部４２および第２非接続部１４ａ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１１においては、反射防止膜の記載は省略されている。

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非接続部４２の表面形状の先端部が弧状となっていることから、上述したように、第１非接続部４２の表面形状の先端部が弧状となっていないものと比べて、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際の太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分における太陽電池の割れの発生を低減することができる。

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、太陽電池の第１非接続部４２および第２非接続部１４ａはそれぞれインターコネクタ３１に接続されていないことから、インターコネクタ３１と太陽電池の第１接続部５１および第２接続部である銀電極１６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３１と太陽電池の第１接続部５１および第２接続部である銀電極１６との接続長さを低減した場合には、インターコネクタ３１と太陽電池を構成するｐ型シリコン基板１０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ため、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に生じる反りに起因する太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分における太陽電池の割れの発生をさらに低減することができる。

また、インターコネクタ３１の小断面積部４１が第１非接続部４２に対応する箇所および第２非接続部１４ａ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３１を接続することによって、上述した応力の低減効果に加えて、インターコネクタ３１の他の部分と比べて比較的強度が弱い小断面積部４１が延伸してさらに応力が緩和する効果が加わることになる。すなわち、インターコネクタ３１の小断面積部４１が第１非接続部４２および第２非接続部１４ａにそれぞれ配置された場合には、小断面積部４１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、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に生じる反りに起因する太陽電池の受光面の第１接続部５１と第１非接続部４２との界面部分におけ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。

上記においては、図７に示す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が、小断面積部４１が互いの間隔を等間隔にして形成されている図１３の模式的な平面図に示すようなインターコネクタ３１を用いて太陽電池ストリングを形成することもできる。このような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。

また、上記で説明した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作製することができる。

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、単結晶シリコンおよび多結晶シリコン以外の材質からなる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い。

また、上記においては、第１非接続部の表面形状がトラック状である場合について説明したが、本発明においては第１非接続部の表面形状は、第１接続部と接する側の先端部が弧状であればその形状は特に限定されない。ただし、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の受光面の第１接続部と第１非接続部との界面部分における太陽電池の割れの発生をより低減する観点からは、第１非接続部の表面形状は、第１接続部と接する側の先端部が弧状となる円状、楕円状またはトラック状であることが好ましい。

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。

本発明によれば、インターコネクタ接続後の冷却工程において太陽電池に反りが生じた際の太陽電池の受光面におけるインターコネクタの接続部と非接続部との界面部分におけ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。

本発明の太陽電池の一例の第１主面としての受光面の模式的な平面図である。 図１に示す太陽電池の第２主面としての裏面の模式的な平面図である。 図１および図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った模式的な断面図である。 本発明の太陽電池の他の一例の第１主面としての受光面の模式的な平面図である。 図４に示す太陽電池の第２主面としての裏面の模式的な平面図である。 図４および図５のＶＩ−ＶＩに沿った模式的な断面図である。 本発明の太陽電池ストリング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である。 本発明の太陽電池ストリングに用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図である。 本発明の太陽電池ストリングに用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図である。 本発明の太陽電池ストリングに用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図である。 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である。 図１１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である。 本発明の太陽電池ストリングに用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図である。 従来の太陽電池の一例の模式的な断面図である。 従来の太陽電池の製造方法の一例を示す模式図である。 従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す模式図である。 図１４に示す太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板の第１主面上に形成された銀電極のパターンを示す模式的な平面図である。 図１４に示す太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板の第２主面上に形成されたアルミニウム電極と銀電極のパターンを示す模式的な平面図である。 図１４に示す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である。 太陽電池の受光面の電極のパターンの一例を示す模式的な平面図である。 太陽電池の裏面の電極のパターンの一例を示す模式的な平面図である。 特許文献１に記載のインターコネクタを用いて図２０に示す形状の受光面の電極および図２１に示すパターンの裏面の電極を有する太陽電池を接続した太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図である。 図２２に示す太陽電池ストリングの受光面の模式的な拡大平面図である。

符号の説明

１０ ｐ型シリコン基板、１１ ｎ+層、１２ 反射防止膜、１３，１６ 銀電極、１３ａ バスバー電極、１３ｂ フィンガー電極、１４ アルミニウム電極、１４ａ 第２非接続部、１５ ｐ+層、１７ シリコンインゴッド、１８ シリコンブロック、１９ ダメージ層、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、８０ 第１の太陽電池 、８１ 第２の太陽電池。

また、本発明の太陽電池においては、第１接続部と第１非接続部との配列方向における第１非接続部の長さが、その第１非接続部に半導体基板を挟んで向かい合う第２非接続部の第２接続部と第２非接続部との配列方向における長さよりも短いことが好ましい。
また、本発明の太陽電池は、第１非接続部と半導体基板を挟んで向かい合う位置に第２非接続部が形成されていない部分を含んでいてもよい。

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空隙である第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非接続部の表面形状は、第１接続部側の先端部が弧状となる形状である太陽電池である。また、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開口である第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非接続部の表面形状は、第１接続部側の先端部が弧状となる形状である太陽電池である。また、本発明の太陽電池には、第１非接続部の両側に配置された第１接続部同士を第１非接続部を迂回して電気的に接続する迂回部が含まれていてもよい。

Claims (7)

1. 半導体基板の第１主面上に、バスバー電極と、前記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、
   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非接続部の表面形状は、前記第１接続部側の先端部が弧状となる形状であることを特徴とする、太陽電池。
2. 前記第１非接続部の表面形状が、円状、楕円状またはトラック状であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記半導体基板の前記第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ることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池。
4. 前記第１接続部と前記第１非接続部との配列方向における前記第１非接続部の長さが、前記第１非接続部に前記半導体基板を挟んで向かい合う前記第２非接続部の、前記第２接続部と前記第２非接続部との配列方向における長さよりも短いことを特徴とする、請求項３に記載の太陽電池。
5. 請求項３に記載の太陽電池が複数接続された太陽電池ストリングであって、互いに隣接する太陽電池において、第１の太陽電池の前記第１接続部と第２の太陽電池の前記第２接続部とが同一の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。
6. 前記インターコネクタは、前記第１非接続部に対応する箇所および前記第２非接続部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、前記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が配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の太陽電池ストリング。
7. 請求項５または６に記載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。

Images