JP2011155041A - 太陽電池素子および太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】 大きい電力を得ることができる太陽電池素子を提供する。
【解決手段】 第1導電型を示す半導体基板2と、半導体基板2の一主面A側に形成された第1の電極4と、半導体基板2の一主面Aから他主面Bにかけて形成された貫通孔7と、貫通孔7内に形成された第2の電極8と、第2の電極8の他端が接続されて第1の電極4と接続されている第3の電極11と、半導体基板2の他主面B上に第3の電極11とは絶縁されて形成された、第3の電極11とは極性が異なる第4の電極12とを有しており、貫通孔7は、複数個が半導体基板2の外周の一部に沿って配置されており、第4の電極12は、第3の電極11の近傍から貫通孔7が形成されている半導体基板2の一部と反対側の外周の近傍まで延在している太陽電池素子1である。
【選択図】 図2
【解決手段】 第1導電型を示す半導体基板2と、半導体基板2の一主面A側に形成された第1の電極4と、半導体基板2の一主面Aから他主面Bにかけて形成された貫通孔7と、貫通孔7内に形成された第2の電極8と、第2の電極8の他端が接続されて第1の電極4と接続されている第3の電極11と、半導体基板2の他主面B上に第3の電極11とは絶縁されて形成された、第3の電極11とは極性が異なる第4の電極12とを有しており、貫通孔7は、複数個が半導体基板2の外周の一部に沿って配置されており、第4の電極12は、第3の電極11の近傍から貫通孔7が形成されている半導体基板2の一部と反対側の外周の近傍まで延在している太陽電池素子1である。
【選択図】 図2
Description
本発明は、光が照射されることによって光起電力効果によって電力を生じる太陽電池素子に関するものである。
従来の太陽電池素子として、例えば特許文献1には、一導電型を示す半導体基板と、半導体基板の一主面に形成され、一導電型と逆の導電型を示す第一逆導電型層と、半導体基板の一主面から他主面に至り、内壁が第二逆導電型層或いは第一絶縁材料層で覆われた複数の貫通孔と、一主面側から貫通孔内を介して他主面側に至るように形成され、第一逆導電型層と接続された第一電極と、他主面上に形成され、第一電極と極性を異にする第二電極と、他主面と第一電極との間に介在された第二絶縁材料層とを有してなる構成のものが提案されている。
この特許文献1に記載の太陽電池素子によれば、半導体基板の他主面に逆導電型層を設けることなく、半導体基板の一導電型領域と第一電極との間の絶縁を図ることができるため、第二電極の形成領域をより広くして太陽電池素子の特性向上を図ることが可能となるというものである。
ところで、特許文献1には、第一電極を構成する3つの他主面側電極が半導体基板の他主面において半導体基板の一方の外周辺およびこれに対向する他方の外周辺に平行に帯状に形成されており、この他主面側電極に沿ってそれぞれ8つの貫通孔が半導体基板に形成されている構成が開示されている。なお、この構成において、平行に形成された3つの他主面側電極のうち最も半導体基板の一方の外周辺に近い場所に形成された他主面側電極の長さ方向における側部と半導体基板の一方の外周辺との間の領域には、第二電極が形成されている。また、平行に形成された3つの他主面側電極のうち最も半導体基板の他方の外周辺に近い場所に形成された他主面側電極の長さ方向における側部と半導体基板の他方の外周辺との間の領域には、別の第二電極が形成されている。また、3つそれぞれの他主面側電極の間の領域には、さらに別の第二電極がそれぞれ形成されている。従って、合計で4つの第二電極が他主面側電極に平行に形成されている。
しかしながら、このような太陽電池素子の構成においては、第一電極と第二電極との間の間隔が6つ存在することとなる。従って、第二電極の形成領域はその分狭くなってしまい、太陽電池素子の特性向上を図ることが困難になるという問題点があった。
また、特許文献1には、前述した構成の太陽電池素子が配線材によって複数接続された構成の太陽電池モジュールが開示されている。ここでは、それぞれの太陽電池素子は配線材のみが接続されている。
しかしながら、このような太陽電池モジュールの構成においては、それぞれの太陽電池素子が配線材以外の部材と接していないため、光の照射によってそれぞれの太陽電池素子で生じた熱が素子の外部に逃げにくいので、太陽電池モジュールの特性向上を図ることが
困難になるという問題点があった。
困難になるという問題点があった。
本発明は上記のような従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極の形成領域を増大させることにより太陽電池素子の特性向上を図ることにある。
また、本発明は上記のような従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池素子の放熱性を向上させることにより太陽電池モジュールの特性向上を図ることにある。
本発明の太陽電池素子は、第1導電型を示す半導体基板と、該半導体基板の一主面側に形成された、前記第1導電型とは異なる導電型の第2導電型層と、前記半導体基板の一主面側で前記第2導電型層の上に形成された第1の電極と、前記半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第2の第2導電型層または第1の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、該貫通孔内に形成された、一端が前記第2導電型層を貫通して前記第1電極に接続されており、他端が前記半導体基板の他主面に露出している第2の電極と、前記半導体基板の他主面の前記貫通孔の開口の周囲に形成された、前記第2の電極の他端が貫通している第3の第2導電型層または第2の絶縁材料層と、前記第3の第2導電型層または前記第2の絶縁材料層の上に形成された、前記第2の電極の前記他端が接続されて前記第1の電極と接続されている第3の電極と、前記半導体基板の他主面に前記第3の電極とは絶縁されて形成された、該第3の電極とは極性が異なる第4の電極とを有しており、前記貫通孔は、複数個が前記半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の前記貫通孔のそれぞれに対応して形成された前記第1の電極は、前記半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、前記第4の電極は、前記第3の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることを特徴とするものである。
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池素子が、前記第3の電極および前記第4の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第1の電極パッドおよび第2の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、前記第3の電極および前記第4の電極がそれぞれ前記第1の電極パッドおよび前記第2の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることを特徴とするものである。
また、本発明の太陽電池モジュールは、上記構成において、前記太陽電池素子の前記第3の電極および前記第4の電極に、前記第3の電極および前記第4の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第3の電極パッドおよび第4の電極パッドがそれぞれ積層されており、前記第3の電極パッドおよび前記第4の電極パッドがそれぞれ前記第1の電極パッドおよび前記第2の電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とするものである。
本発明の太陽電池素子によれば、第1導電型を示す半導体基板と、半導体基板の一主面側に形成された、第1導電型とは異なる導電型の第2導電型層と、半導体基板の一主面側で第2導電型層の上に形成された第1の電極と、半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第2の第2導電型層または第1の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、貫通孔内に形成された、一端が第2導電型層を貫通して第1電極に接続されており、他端が半導体基板の他主面に露出している第2の電極と、半導体基板の他主面の貫通孔の開口の周囲に形成された、第2の電極の他端が貫通している第3の第2導電型層または第2の絶縁材料層と、第3の第2導電型層または第2の絶縁材料層の上に形成された、第2の電極の他端が接続されて第1の電極と接続されている第3の電極と、半導体基板の他主面上に第3の電極とは絶縁されて形成された、第3の電極とは極性が異なる第4の電極とを有し
ており、貫通孔は、複数個が半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔のそれぞれに対応して形成された第1の電極は、半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、第4の電極は、第3の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることから、複数個の貫通孔内にそれぞれ形成された第2の電極も半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第2の電極と接続されている第3の電極も、半導体基板の他主面において半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
ており、貫通孔は、複数個が半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔のそれぞれに対応して形成された第1の電極は、半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、第4の電極は、第3の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることから、複数個の貫通孔内にそれぞれ形成された第2の電極も半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第2の電極と接続されている第3の電極も、半導体基板の他主面において半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
また、第4の電極は、第3の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在しているため、半導体基板の他主面において、第3の電極および第4の電極の絶縁のために設けられる電極間領域と第3の電極が形成されている領域とを除いた全ての領域が、第4の電極の形成が可能な領域となる。
従って、第4の電極が広い領域に形成されていることとなるので、第4の電極と半導体基板との接触面が大きくなり、第4の電極に流入した電子が半導体基板中の正孔と結合するための領域が大きくなる。例えば、第3の電極を外部の電子部品のマイナス側端子に接続し、第4の電極を外部の電子部品のプラス側端子に接続した場合には、第2導電型層と半導体基板との接触面において生じて、第1の電極,第2の電極,第3の電極および外部の電子部品を介して第4の電極に流入した電子が、半導体基板中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
その結果、より多くの電子が太陽電池素子中を流れることとなるので、より大きい電力が得られる太陽電池素子を提供することができる。
本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の太陽電池素子が、第3の電極および第4の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第1の電極パッドおよび第2の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、第3の電極および第4の電極がそれぞれ第1の電極パッドおよび第2の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることから、第3の電極と第1の電極パッドとの接触面および第4の電極と第2の電極パッドとの接触面がそれぞれ大きくなるので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が、第3の電極および第4の電極のそれぞれを介して第1の電極パッドおよび第2の電極パッドに伝導されやすくなる。そして、第1の電極パッドおよび第2の電極パッドに伝導された熱が支持基板を介して外部に放熱される。
また、特に、本発明の太陽電池素子は、第4の電極が広い領域に形成されており、第4の電極と半導体基板との接触面が大きいので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が第4の電極に効率良く伝導されることとなる。また、第4の電極に伝導された熱は、第2の電極パッドおよび支持基板を介して外部に良好に放熱される。
その結果、太陽電池素子で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の太陽電池素子の第3の電極および第4の電極に、第3の電極および第4の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第3の電極パッドおよび第4の電極パッドがそれぞれ積層されており、第3の電極パッドおよび第4の電極パッドがそれぞれ第1の電極パッドおよび第2の電極パッドに電気的に接続されているときには、第3の電極と第3の電極パッドとの接触面および第4の電極と第4の電極パッドとの接触面がそれぞれ大きくなるので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が、第3の電極および第4の電極のそれぞれを介して第3の電極パッドおよび第4の電極パッドに伝導されやすくなる。また、第3の電極パッドおよび第4の電極パッ
ドに伝導された熱が、第1の電極パッドおよび第2の電極パッドのそれぞれを介して支持基板に伝導されやすくなる。そして、支持基板に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
ドに伝導された熱が、第1の電極パッドおよび第2の電極パッドのそれぞれを介して支持基板に伝導されやすくなる。そして、支持基板に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
また、特に、本発明の太陽電池素子は第4の電極が広い領域に形成されており、第4の電極と半導体基板との接触面が大きいので、光の照射によって太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が第4の電極に効率良く伝導されることとなる。また、第4の電極に伝導された熱は、第4の電極パッド,第2の電極パッドおよび支持基板を介して外部に良好に放熱される。
その結果、太陽電池素子で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
以下に、本発明の圧電部品の実施の形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1(a)は本発明の太陽電池素子1の実施の形態の一例を示す上面図であり、図1(b)は本発明の太陽電池素子1の実施の形態の一例を示す下面図である。図2は、図1に示す太陽電池素子1の実施の形態の一例のX−X線における断面図である。
図1および図2に示す例の太陽電池素子1は、第1導電型を示す半導体基板2と、半導体基板2の一主面A側に形成された、第1導電型とは異なる導電型の第2導電型層3と、半導体基板2の一主面A側で第2導電型層3の上に形成された第1の電極4と、半導体基板2の一主面Aから他主面Bにかけて形成された、内壁が第2の第2導電型層5または第1の絶縁材料層6で覆われた貫通孔7と、貫通孔7内に形成された、一端が第2導電型層3を貫通して第1電極に接続されており、他端が半導体基板2の他主面Bに露出している第2の電極8と、半導体基板2の他主面Bの貫通孔7の開口の周囲に形成された、第2の電極8の他端が貫通している第3の第2導電型層9または第2の絶縁材料層10と、第3の第2導電型層9または第2の絶縁材料層10の上に形成された、第2の電極8の他端が接続されて第1の電極4と接続されている第3の電極11と、半導体基板2の他主面B上に第3の電極11とは絶縁されて形成された、第3の電極11とは極性が異なる第4の電極12とを有しており、貫通孔7は、複数個が半導体基板2の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔7のそれぞれに対応して形成された第1の電極4は、半導体基板2の一主面A上で互いに平行に配置されており、第4の電極12は、第3の電極11の近傍から貫通孔7が形成されている半導体基板2の一部と反対側の外周の近傍まで延在している。
なお、半導体基板2の主面について、図2におけるAが一主面(受光面)であり、Bが他主面(裏面)である。また、図1における半導体基板2を平面視した際の外周における一方の辺をCとし、この一方の辺Cに対向する他方の辺をDとする。
半導体基板2は、第1導電型を示す。以下、第1導電型を示す半導体基板2として、P型のシリコンを使用する場合を例にとり説明する。なお、N型のシリコンを用いても良いのは言うまでもなく、その場合には電極の極性を逆にすればよい。
半導体基板2を構成するシリコンは、単結晶シリコンであれば、FZ法やCZ法など公知の製法で作製された単結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得られる。また、多結晶シリコンであれば、キャスト法や鋳型内凝固法などの公知の製法で作製された多結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得られる。また、リボン法等の引き上げ法で得られた板状シリコンを用いる場合は、この板状シリコンを所定の大きさにカットし、必要に応じて表面研磨処理等を施すことで所望のシリコン基板を得ることが可能である。
半導体基板2を構成するシリコンの導電型の制御は、各シリコンインゴット製造方法において、ドーパント元素そのもの、またはドーパント元素がシリコン中に適量含まれたドーパント材を、適量、シリコン融液中に溶かすことで実現できる。
以下、B(ボロン)あるいはGa(ガリウム)が1×1015〜1×1017atoms/cm3程度ドープされたP型結晶シリコンを用いて半導体基板2を形成した場合について説明する。ここで、Gaを用いれば、基板中のO(酸素)とBとが関係して生じる光劣化現象を回避できるので、高効率化に好適である。また、シリコン基板の厚みは300μm以
下にすることが好ましく、より好ましくは250μm以下、さらに好ましくは150μm以下にすればよい。
下にすることが好ましく、より好ましくは250μm以下、さらに好ましくは150μm以下にすればよい。
なお、インゴットからの半導体基板2の切り出し(スライス)に伴う基板表層部の機械的ダメージ層や汚染層を除去するために、この半導体基板2の受光面側および裏面側の表層部をNaOHやKOH、あるいはフッ酸と硝酸との混合液などでそれぞれ10〜20μm程度エッチングし、その後、純水などで洗浄する。
第2導電型層3は、半導体基板2の一主面A側に形成された、第1導電型とは異なる導電型の半導体層である。この第2導電型層3は、N型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたN型の層である。より詳細には、N型を形成するためのN型化ドーピング元素としてはP(リン)を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300Ω程度のN
+型とする。これによって上述のP型のシリコンからなる半導体との間にPN接合部が形成される。
+型とする。これによって上述のP型のシリコンからなる半導体との間にPN接合部が形成される。
第2導電型層3は、ペースト状態にしたP2O5を半導体基板2の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法,ガス状態にしたPOCl3(オキシ塩化リン)を拡散源とした気相熱拡散法およびP+イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法等によって形成される。この第2導電型層3は、0.2〜0.5μm程度の厚みに形成されることが好ましい。
なお、図1および図2に示す例においては、この第2導電型層3は、半導体基板2の一主面A側の全面に一様に形成されている。また、その厚みは0.1mm程度である。
第1の電極4は、半導体基板2の一主面A側で第2導電型層3の上に形成されている。
図1(a)に示す例においては、この第1の電極4は、半導体基板2を平面視した際の
外周における一方の辺C側から対向する他方の辺D側に線形状に形成されている。この構成の場合には、第1の電極4が半導体基板2上に長い距離をもって形成されているため、第2導電型層3と半導体基板2との接触面で生じた電荷を多く集めることができる。従って、太陽電池素子1の特性向上を図ることができるので好ましい。
外周における一方の辺C側から対向する他方の辺D側に線形状に形成されている。この構成の場合には、第1の電極4が半導体基板2上に長い距離をもって形成されているため、第2導電型層3と半導体基板2との接触面で生じた電荷を多く集めることができる。従って、太陽電池素子1の特性向上を図ることができるので好ましい。
第1の電極4は、半導体基板2の一主面Aに塗布法を用いて導電性ペーストを塗布すればよく、例えば銀等からなる金属粉末,有機ビヒクルおよびガラスフリットを、金属100
質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜5質量部で添加してペースト状にしてなる
導電性ペーストを、図1(a)に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより形成される。なお、導電性ペーストの塗布後に、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させたほうが好ましい。
質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜5質量部で添加してペースト状にしてなる
導電性ペーストを、図1(a)に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより形成される。なお、導電性ペーストの塗布後に、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させたほうが好ましい。
また、図1(a)に示す例においては、第1の電極4が平行に7つ形成されているが、数は7つに限られない。例えば、2〜10本の第1の電極4が平行に形成されていてもよい。
貫通孔7は、半導体基板2の一主面Aから他主面Bにかけて形成されており、内壁が第2の第2導電型層5または第1の絶縁材料層6で覆われている。
貫通孔7は、機械的ドリル,ウォータージェット装置またはレーザー装置等を用いて、半導体基板2の裏面(他主面B)側から受光面(一主面A)側に向けて形成すればよい。また、用いる装置や条件において孔加工による半導体基板2への損傷が少なければ、受光面(一主面A)側から裏面(他主面B)側に向けて貫通孔7を形成してもよい。また、貫通孔7の形成位置以外のところにレジストやマスクを配置し、化学エッチングによって貫通孔7を形成しても構わない。
貫通孔7は、図1(a)に示す例においては、一方の辺C側に、この一方の辺Cに沿って7つ形成されている。なお、これら貫通孔7の数は7つに限られない。例えば、2〜10個の貫通孔7が形成されていてもよい。
この貫通孔7の内径は、0.1〜0.5mm程度であることが好ましい。
第2の第2導電型層5は、貫通孔7の内壁を覆うように、N型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたN型の層である。より詳細には、N型を形成するためのN型化ドーピング元素としてはP(リン)を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300
Ω程度のN+型とするとよい。
Ω程度のN+型とするとよい。
第2の第2導電型層5は、第2導電型層3と同様の形成方法が用いられる。また、この第2の第2導電型層5は、0.2〜0.5μm程度の厚みに形成されることが好ましい。
第1の絶縁材料層6は、貫通孔7の内壁を覆うように、酸化膜や窒化膜等によって形成された層である。より詳細には、第1の絶縁材料層6は、シリコン酸化膜(SiO2膜)、チタン酸化膜(TiO2)やシリコン窒化膜(SiNx)などを、厚さ10nm〜50μm程度で形成する。また、あらかじめ一主面A側にレジスト膜を塗布し、第1の絶縁材料層6を形成後にレジスト膜を除去することによって、半導体基板2の一主面A上に第1の絶縁材料層6が形成されることを防ぐことができる。
第2の電極8は、貫通孔7内に形成された、一端が第2導電型層3を貫通して第1電極4に接続されており、他端が半導体基板2の他主面Bに露出している。
この第2の電極8は、半導体基板2の貫通孔7に塗布法を用いて導電性ペーストを充填して、第1の電極4の形成方法で示した構成配分の導電性ペーストを図2の例に示すような所定の電極形状に塗布し、第1の電極4の形成方法で示した焼成条件で焼成することによって形成される。
第3の第2導電型層9または第2の絶縁材料層10は、半導体基板2の他主面Bの貫通孔7の開口の周囲に形成された、第2の電極8の他端が貫通している。
第3の第2導電型層9は、半導体基板2の他主面Bの貫通孔7の開口の周囲にN型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたN型の半導体層である。より詳細には、N型を形成するためのN型化ドーピング元素としてはP(リン)を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300Ω程度のN+型とするとよい。
第3の第2導電型層9の形成には、第2導電型層3と同様の形成方法が用いられる。また、この第2の第2導電型層5は、0.2〜0.5μm程度の厚みに形成されることが好ましい。
なお、第3の第2導電型層9を他主面Bに部分的に形成するためには、第2導電型層3の形成方法で第3の第2導電型層9を形成する際に、第3の第2導電型層9を形成しない領域に予めレジスト膜を塗布してから、第3の第2導電型層9を形成するようにする。
また、第2の絶縁材料層10は、酸化膜や窒化膜等によって形成された層である。より詳細には、第2の絶縁材料層10は、シリコン酸化膜(SiO2膜)、チタン酸化膜(TiO2)やシリコン窒化膜(SiNx)などを、厚さ10nm〜50μm程度で形成する。また、貫通孔7の内壁に形成される第1の絶縁材料層6と、半導体基板2の他主面Bに形成される第2の絶縁材料層10とは、それぞれ別工程によって形成されても構わないが、同時に形成すれば工程を単純化することができる。
第3の電極11は、第3の第2導電型層9または第2の絶縁材料層10の上に形成されて、第2の電極8の他端が接続されて第1の電極4と接続されている。
図1(b)に示す例においては、第3の電極11は、半導体基板2の他主面Bの一方の辺C側に、この一方の辺Cに沿って帯状に形成されている。
なお、第3の電極11は、この例のような形状や大きさだけでなく、半導体基板2の他主面Bの一方の辺C側に形成されている限り、互いに離間して複数がポイント状に形成されていてもよい。この場合には、第2の電極8が、それぞれのポイント状の第3の電極11に電気的に接続されている。
この第3の電極11は、半導体基板2の他主面Bに塗布法を用いて導電性ペーストを塗布して、第1の電極4の形成方法で示した構成配分の導電性ペーストを図1(b)に示すような所定の電極形状に塗布し、第1の電極4の形成方法で示した焼成条件で焼成することによって形成される。
なお、第1の電極4,第2の電極8および第3の電極11は、一体で焼成して形成してもよいし、それぞれ個別に焼成することによって形成してもよい。
第4の電極12は、半導体基板2の他主面B上に第3の電極11とは絶縁されて形成された、第3の電極11とは極性が異なっている電極である。
第4の電極12は、塗布法を用いて、半導体基板2の他主面Bに導電性ペーストを塗布して形成すればよく、例えばアルミニウムまたは銀等からなる金属粉末に、有機ビヒクルおよびガラスフリットを金属粉末100質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜5質量部を添加してペースト状にしてなる導電性ペーストを、図1(b)に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって集電電極として形成する。
なお、第4の電極12が第3の電極11と絶縁されているためには、両電極間に電極間領域が確保されている必要がある。なお、この電極間領域における第4の電極12と第3の電極11との間には、少なくとも1〜2mm程度の間隔が設けられている必要がある。この範囲の間隔があれば、第4の電極12と第3の電極11とは互いに絶縁を保っていることができる。
以上で説明した太陽電池素子1を使用する際は、例えば、外部の電子部品のマイナス側端子に第3の電極11を接続し、外部の電子部品のプラス側端子に第4の電極12を接続する。そして、本発明の太陽電池素子1の一主面Aから光が当たって、第2導電型層3と半導体基板2との接触面において価電子が光(光子)によって励起されることによって生じた電子が、第1の電極4,第2の電極8および第3の電極11を介して外部の電子部品を通り、第4の電極12を介して半導体基板2中の正孔と結合することにより、電力が生じる。
ここで、第2導電型層3と半導体基板2との接触面において多くの電子が生じ、第4の電極12の正孔と速やかに結合する程、得られる電力は大きくなる。
しかしながら、従来例の太陽電池素子のように、半導体基板の裏面において、第一電極と第二電極との間の間隔が数多く存在する構成であった場合には、第二電極の形成領域は、その分狭くなってしまい、太陽電池素子の特性向上を図ることが困難になるという問題点があった。
これに対して、本発明の太陽電池素子1によれば、貫通孔7は、複数個が半導体基板2の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔7のそれぞれに対応して形成された第1の電極4は、半導体基板2の一主面A上で互いに平行に配置されており、第4の電極12は、第3の電極11の近傍から貫通孔7が配置されている半導体基板2の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在している。
そのため、複数個の貫通孔7内にそれぞれ形成された第2の電極8も半導体基板2の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第2の電極8と接続されている第3の電極11も、半導体基板2の他主面Bにおいて半導体基板2の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
また、第4の電極12は、第3の電極11の近傍から貫通孔7が配置されている半導体基板2の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在しているため、半導体基板2の他主面Bにおいて、第3の電極11および第4の電極12の絶縁のために設けられる電極間領域と第3の電極11が形成されている領域とを除いた全ての領域が、第4の電極12の形成が可能な領域となる。
従って、第4の電極12が広い領域に形成されていることとなるので、第4の電極12と半導体基板2との接触面が大きくなる。従って、第4の電極12に流入した電子が半導体基板2中の正孔と結合するための領域が大きくなる。例えば、第3の電極11を外部の電子部品のマイナス側端子に接続し、第4の電極12を外部の電子部品のプラス側端子に接続した場合には、第2導電型層3と半導体基板2との接触面において生じて、第1の電極4,第2
の電極8,第3の電極11および外部の電子部品を介して第4の電極12に流入した電子が、半導体基板2中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
の電極8,第3の電極11および外部の電子部品を介して第4の電極12に流入した電子が、半導体基板2中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
その結果、より多くの電子が太陽電池素子1中を流れることとなるので、より大きい電力が生じることとなる。
次に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を、図3を参照して説明する。図3は、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
図3に示す例の太陽電池モジュール18によれば、本発明の太陽電池素子1が、第3の電極11および第4の電極12の形状とそれぞれ略同一である第1の電極パッド13および第2の電極パッド14が一主面Aに形成された支持基板15に、第3の電極11および第4の電極12がそれぞれ第1の電極パッド13および第2の電極パッド14に電気的に接続されて実装されているときには、第3の電極11と第1の電極パッド13との接触面および第4の電極12と第2の電極パッド14との接触面がそれぞれ大きくなるので、光の照射によって太陽電池素子1の半導体基板2中において発生した熱が、第3の電極11および第4の電極12のそれぞれを介して第1の電極パッド13および第2の電極パッド14に伝導されやすくなる。また、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14に伝導された熱が支持基板15を介して外部に良好に放熱される。
その結果、太陽電池素子1で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
支持基板15は、例えばガラスエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂等の材料からなるものであり、その寸法は、例えば長さが20mmであり、幅が15mmであり、厚みが0.3mmであ
る。
る。
第1の電極パッド13の寸法は、第3の電極11の寸法に対応して形成されている。例えば、第3の電極11の貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が2mmである場合には、第1の電極パッド13の寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が2mmである。
第2の電極パッド14も、同様に、第4の電極12の寸法に対応して形成されているものである。例えば、第4の電極12の貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が15mmである場合には、第2の電極パッド14の寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が15mmである。
なお、電極間領域における第3の電極11と第4の電極12との間隔の寸法が、例えば1mmであった場合は、第1の電極パッド13と第2の電極パッド14との間隔の寸法も1mmである。
第1の電極パッド13および第2の電極パッド14は、銀を主成分とした金属材料からなることが好ましい。この場合には、太陽電池素子1の半導体基板2中で生じ、第3の電極11および第4の電極12にそれぞれ伝導された熱が第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれに伝導されやすくなる。従って、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14にそれぞれ伝導された熱が支持基板15を介して外部に放熱されやすくなる。その結果、太陽電池素子1で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
次に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を、図4を参照して説明する。図4は、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を示す断面図である。
本例の太陽電池モジュール18によれば、本発明の太陽電池素子1の第3の電極11および第4の電極12に、第3の電極11および第4の電極12とそれぞれ略同一である第3の電極パッド16および第4の電極パッド17がそれぞれ積層されており、第3の電極パッド16および第4の電極パッド17がそれぞれ第1の電極パッド13および第2の電極パッド14に電気的に接続されているときには、第3の電極11と第3の電極パッド16との接触面および第4の電極12と第4の電極パッド17との接触面がそれぞれ大きくなるので、光の照射によって太陽電池素子1の半導体基板2中において発生した熱が、第3の電極11および第4の電極12のそれぞれを介して第3の電極パッド16および第4の電極パッド17に伝導されやすくなる。また、第3の電極パッド16および第4の電極パッド17に伝導された熱が、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれを介して支持基板15に伝導されやすくなる。また、支持基板15に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
また、特に、太陽電池素子1は、第4の電極12が広い領域に形成されており、第4の電極12と半導体基板2との接触面が大きいので、光の照射によって太陽電池素子1の半導体基板2中において発生した熱が第4の電極12に効率良く伝導されることとなる。また、第4の電極12に伝導された熱は、第4の電極パッド17,第2の電極パッド14および支持基板15を介して外部に良好に放熱される。
その結果、太陽電池素子1で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
第3の電極パッド16の寸法は、第3の電極11の寸法に対応して設定されているものである。例えば、第3の電極11の貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が2mmである場合には、第1の電極パッド13の寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が2mmである。
第4の電極パッド17も、同様に、第4の電極12の寸法に対応して形成されているものである。例えば、第4の電極12の、貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が15mmである場合には、第1の電極パッド13の寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法が10mmであり、第1の電極4の長さ方向の寸法が15mmである。
なお、電極間領域における第3の電極11と第4の電極12との間隔の寸法が、例えば1mmであった場合には、第3の電極パッド16と第4の電極パッド17との間隔の寸法も1mmである。
第3の電極パッド16および第4の電極パッド17は、銀を主成分とした金属材料からなることが好ましい。この場合には、太陽電池素子1の半導体基板2中で生じ、第3の電極11および第4の電極12にそれぞれ伝導された熱が、第3の電極パッド16および第4の電極パッド17のそれぞれに伝導されやすくなる。従って、第3の電極パッド16および第4の電極パッド17にそれぞれ伝導された熱が、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれと支持基板15とを介して外部に放熱されやすくなる。その結果、太陽電池素子1で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
なお、第3の電極パッド16および第4の電極パッド17は、第1の電極パッド13および第
2の電極パッド14と、それぞれ半田(図示せず)を介して電気的に接続されていることが好ましい。また、この場合の半田は錫を主成分とする合金等が使用される。この場合には、光の照射によって太陽電池素子1の半導体基板2中で生じ、第3の電極11および第4の電極12に伝導された熱が、半田を介することによって、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれに効率よく伝導されることとなる。また、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれに伝導された熱は、支持基板15を介して外部に放熱されるので、太陽電池素子1で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
2の電極パッド14と、それぞれ半田(図示せず)を介して電気的に接続されていることが好ましい。また、この場合の半田は錫を主成分とする合金等が使用される。この場合には、光の照射によって太陽電池素子1の半導体基板2中で生じ、第3の電極11および第4の電極12に伝導された熱が、半田を介することによって、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれに効率よく伝導されることとなる。また、第1の電極パッド13および第2の電極パッド14のそれぞれに伝導された熱は、支持基板15を介して外部に放熱されるので、太陽電池素子1で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更,改良等が可能である。
例えば、太陽電池モジュール18として、1つの太陽電池素子1が1つの支持基板15に実装された例を用いて説明したが、それぞれの太陽電池素子1において、第3の電極11および第4の電極12がそれぞれ第1の電極パッド13および第2の電極パッド14に電気的に接続されていれば、複数の太陽電池素子1が1つの支持基板15に実装されていてもよい。なお、その際の複数の太陽電池素子1間の接続は、直列接続または並列接続のいずれであってもよい。また、太陽電池素子1の並べ方の一例を図5に示す。図5(a)は10個の太陽電池素子1が実装された太陽電池モジュール18の一例を示す上面図であり、図5(b)はその太陽電池モジュール18を構成する支持基板15の一例を示す上面図である。図5に示す例では、10個の太陽電池素子1は5個ずつ2列に並べて、各列で一方の辺Cが一直線になるようにそろえて太陽電池モジュール18の周縁部に配置されている。このような構成により、例えば、太陽電池モジュール18の周縁部を別体の支持部材に固定する際に、その支持部材に固定される部分は各太陽電池素子1の貫通孔7が配置された部分となる。ここで、各太陽電池素子1において、貫通孔7の存在する部分は、第2導電型層3が形成されていないので、光を受光しても、各太陽電池素子1の電力の発生に寄与しない。従って、別体の支持部材によって、各太陽電池素子1の貫通孔7が配置された部分を支持することにより、貫通孔7が配置された部分に光が照射されにくくなっても、各太陽電池素子1の電力の発生の低減を抑制できるので好ましい。また、各列で隣り合う一対の太陽電池素子1が、他方の辺D同士を互いに突き合わせるように配置されている。
なお、図5に示す例においては、支持基板15の一主面において、一方の太陽電池素子1の第3の電極11が接続される第1の電極パッド13と、隣接する他方の太陽電池素子1の第4の電極12が接続される第2の電極パッド14とが、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続されている。この構成によって、図5に示す例の太陽電池モジュール18においては、複数の太陽電池素子1が直列に接続されている。
また、図1に示す例の太陽電池素子1では、平面視で長方形状である例を用いて説明したが、貫通孔7は複数個が半導体基板2の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔7のそれぞれに対応して形成された第1の電極4は半導体基板2の一主面A上で互いに平行に配置されており、第4の電極12は第3の電極11の近傍から貫通孔7が配置されている半導体基板2の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していれば、太陽電池素子1の形状は、平面視で三角形状または円形状であってもよい。それぞれの例を図6に示す。図6(a)および図6(b)は、それぞれ本発明の太陽電池素子1の実施の形態の他の例を示す上面図である。
図6(a)に示す例においては、太陽電池素子1の形状が平面視で三角形状である。なお、この太陽電池素子1の貫通孔7は、三角形状である半導体基板2の辺のうちの1つに沿って配置されている。また、複数個の貫通孔7のそれぞれに対応して形成された第1の電極4は半導体基板2の一主面A上で貫通孔7が近傍に配置されている辺と直交する方向
に互いに平行に、各貫通孔7から貫通孔7が配置されていない側の辺に向かって延びるように配置されている。また、第4の電極(不図示)は第3の電極(不図示)の近傍から、三角形状である半導体基板2の辺のうちの他の2辺の近傍まで延在している。
に互いに平行に、各貫通孔7から貫通孔7が配置されていない側の辺に向かって延びるように配置されている。また、第4の電極(不図示)は第3の電極(不図示)の近傍から、三角形状である半導体基板2の辺のうちの他の2辺の近傍まで延在している。
図6(b)に示す例においては、太陽電池素子1の形状が平面視で円形状である。なお、この太陽電池素子1の貫通孔7は、円形状である半導体基板2の円周の一部に沿って配置されている。また、複数個の貫通孔7のそれぞれに対応して形成された第1の電極4は半導体基板2の一主面A上で、直径と平行な方向に各貫通孔7から貫通孔7が配置されていない側の円周に向かって延びるように配置されている。また、第4の電極(不図示)は第3の電極(不図示)の近傍から、貫通孔7が配置されている円周の一部以外の円周の近傍まで延在している。
また、図5に示す例の太陽電池モジュール18は、太陽電池素子1の受光面を覆うように透明放熱板を配置することが好ましい。より詳細には、この透明放熱板の下面を太陽電池素子1の受光面に接触させておくという構成である。この透明放熱板は、結晶ガラス,水晶ガラス,ダイヤモンドガラス,サファイアガラスまたは石英ガラスのいずれかから成るとよい。これらの材料は、透明である上に熱伝導性が高いので、太陽電池素子1で生じた熱が第2導電型層3および第1の電極4を介してこの透明放熱板に伝わり、外部へ放熱される。従って、太陽電池素子1の受光面へ入射する光を遮ることなく、太陽電池素子1の放熱性を向上させ、動作効率を高めることができる。
またこのとき、太陽電池素子1の受光面に透明放熱板を配置した太陽電池モジュール18の全体を透明の樹脂材料によってモールドしておくことが好ましい。これによって、太陽電池モジュール18の機械的強度を向上させることができる。なお、透明放熱板を配置していない太陽電池モジュール18であっても、機械的強度の向上の点で、太陽電池モジュール18の全体を透明の樹脂材料によってモールドしておくことが好ましい。この透明の樹脂材料には、例えば、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂が用いられる。
本発明の太陽電池モジュール18の実施例を以下に説明する。なお、本実施例においては、図1および図2に示す例の太陽電池素子1を10個使用することによって、図5に示す例の太陽電池モジュール18を作製した。
まず、それぞれの太陽電池素子1の構成を以下に説明する。
半導体基板2は、P型の単結晶シリコンによって作製した。単結晶シリコンは、CZ法で作製された単結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得た。この単結晶シリコンに、Ga(ガリウム)を、1×1017atoms/cm3ドープした。半導体基板2は長さが20mmであり、幅が12mmである長方形状であり、厚みは250μmとした。
貫通孔7は、レーザー装置を用いて、半導体基板2の裏面(他主面B)側から受光面(一主面A)側に向けて、対向する2つの短辺のうち一方の辺C側に、この一方の辺Cに沿って7つ形成した。それぞれの貫通孔7の内径は0.5mmとした。
第2導電型層3,第2の第2導電型層5および第3の第2導電型層9は、それぞれ所定の部位に、P(リン)を塗布熱拡散法によって塗布して熱拡散させて形成した。それぞれの層の厚みは0.1mm程度とした。
第2導電型層3は、半導体基板2の一主面A上に、半導体基板2と同じ寸法で形成した。第2の第2導電型層5は、貫通孔7の内壁に形成した。第3の第2導電型層9は、他主
面B上であって一方の辺C側に一方の辺Cに沿って形成し、寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法を10mmとし、第1の電極4の長さ方向の寸法を2mmとして、7つの貫通孔7の開口の周囲に形成した。
面B上であって一方の辺C側に一方の辺Cに沿って形成し、寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法を10mmとし、第1の電極4の長さ方向の寸法を2mmとして、7つの貫通孔7の開口の周囲に形成した。
第1の電極4,第2の電極8,第3の電極11および第4の電極12は、それぞれ所定の部位に、塗布法を用いて導電性ペーストを塗布して焼成して形成した。
第1の電極4は、半導体基板2の一方の辺C側から対向する他方の辺D側に線形状に、互いに平行に7つ形成し、寸法は、長さ方向を19mmとし、幅方向を0.1mmとし、厚み
を30μmとした。
を30μmとした。
第2の電極8は、第1の電極4および第3の電極11を接続するように、半導体基板2の貫通孔7に形成した。
第3の電極11は、第3の第2導電型層9の表面に、30μmの厚みをもって、貫通孔7が並んでいる方向に10mm、第1の電極4の長さ方向に2mmの寸法で形成した。
第4の電極12は、第3の電極11とは1mm離間させて形成し、寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法を10mmとし、第1の電極4の長さ方向の寸法を15mmとした。
次に、以上の太陽電池素子1を10個実装してなる太陽電池モジュール18の構成を以下に説明する。
支持基板15は、ガラスエポキシ樹脂からなるものであり、寸法は、長さが65mmであり、幅が40mmであり、厚みが0.3mmであるものとした。
支持基板15に形成された10個の第1の電極パッド13のそれぞれの寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法を10mmとし、第1の電極4の長さ方向の寸法を2mmとし、厚みを30μmとした。
支持基板15に形成された10個の第2の電極パッド14のそれぞれの寸法は、貫通孔7が並んでいる方向の寸法を10mmとし、第1の電極4の長さ方向の寸法を15mmとし、厚みを30μmとした。
第1の電極パッド13および第2の電極パッド14の間隔の寸法は1mmとした。
第1の電極パッド13および第2の電極パッド14は、銀を主成分とする金属材料で作製した。
第3の電極パッド16は、第3の電極11の表面に、30μmの厚みをもって、貫通孔7が並んでいる方向に10mm、第1の電極4の長さ方向に2mmの寸法で形成した。
第4の電極パッド17は、第4の電極12の表面に、30μmの厚みをもって、貫通孔7が並んでいる方向に10mm、第1の電極4の長さ方向に15mmの寸法で形成した。
10個の太陽電池素子1を1つの支持基板15に実装して太陽電池モジュール18とした。10個の太陽電池素子1は5個ずつ2列に並べて、各列で一方の辺Cが一直線になるように配置し、また、各列で隣り合う一対の太陽電池素子1が、他方の辺D同士を互いに突き合わせるように配置した。なお、支持基板15の一主面において、一方の太陽電池素子1の第3の電極11が接続される第1の電極パッド13と、隣接する他方の太陽電池素子1の第4の電
極12が接続される第2の電極パッド14とを、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続した。
極12が接続される第2の電極パッド14とを、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続した。
そして、本実施例の太陽電池モジュール18を以下の条件で使用して、出力電力を測定した。その条件とは、放射照度が100mW/cm2であり、温度が25℃であり、AMが1.5で
ある。ここで、AMとは、Air Massの略で、太陽光が大気を通過する路程の長さを意味する。太陽光が大気に垂直に入る場合の、太陽光が大気を通過する路程の長さを基準として、AMを1とする。そして、太陽光が大気に斜めに入り、太陽光が大気を通過する路程の長さが1.5倍になる場合をAM1.5とするものである。
ある。ここで、AMとは、Air Massの略で、太陽光が大気を通過する路程の長さを意味する。太陽光が大気に垂直に入る場合の、太陽光が大気を通過する路程の長さを基準として、AMを1とする。そして、太陽光が大気に斜めに入り、太陽光が大気を通過する路程の長さが1.5倍になる場合をAM1.5とするものである。
以上の条件で測定を行なった結果、360mWの最大出力電力を得た。太陽電池業界では
、携帯型電子機器に使用される太陽電池モジュール18として、例えば300mW以上の最大
出力電力を有するものが要求される。この結果、本実施例の太陽電池モジュール18によれば、300mW以上の最大出力電力を得ることができるので、この基準を満たしていること
が分かった。
、携帯型電子機器に使用される太陽電池モジュール18として、例えば300mW以上の最大
出力電力を有するものが要求される。この結果、本実施例の太陽電池モジュール18によれば、300mW以上の最大出力電力を得ることができるので、この基準を満たしていること
が分かった。
また、本実施例および比較例の太陽電池モジュールを、放射照度が100mW/cm2であり、温度が25℃であり、AMが1.5である条件下で使用した際の、10個の太陽電池素子の
温度をそれぞれ計測し、それらの平均を算出して互いに比較した。
温度をそれぞれ計測し、それらの平均を算出して互いに比較した。
その結果、本実施例の太陽電池モジュール18を構成する10個の太陽電池素子1の温度の平均は、比較例の太陽電池モジュールを構成する10個の太陽電池素子の温度の平均より低かった。
この結果から、太陽電池モジュール18を構成する太陽電池素子1において、貫通孔7は、複数個が半導体基板2の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔7のそれぞれに対応して形成された第1の電極4は、半導体基板2の一主面A上で互いに平行に配置されており、第4の電極12は、第3の電極11の近傍から貫通孔7が配置されている半導体基板2の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることによって、第4の電極12を広く形成することができるので、太陽電池モジュール18の電力の発生を大きくすることができ、また、太陽電池素子1で生じた熱を効率良く外部に放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができることが分かった。
1:太陽電池素子
2:半導体基板
3:第2導電型層
4:第1の電極
5:第2の第2導電型層
6:第1の絶縁材料層
7:貫通孔
8:第2の電極
9:第3の第2導電型層
10:第2の絶縁材料層
11:第3の電極
12:第4の電極
13:第1の電極パッド
14:第2の電極パッド
15:支持基板
16:第3の電極パッド
17:第4の電極パッド
18:太陽電池モジュール
A:一主面
B:他主面
C:一方の辺
D:他方の辺
2:半導体基板
3:第2導電型層
4:第1の電極
5:第2の第2導電型層
6:第1の絶縁材料層
7:貫通孔
8:第2の電極
9:第3の第2導電型層
10:第2の絶縁材料層
11:第3の電極
12:第4の電極
13:第1の電極パッド
14:第2の電極パッド
15:支持基板
16:第3の電極パッド
17:第4の電極パッド
18:太陽電池モジュール
A:一主面
B:他主面
C:一方の辺
D:他方の辺
Claims (3)
- 第1導電型を示す半導体基板と、
該半導体基板の一主面側に形成された、前記第1導電型とは異なる導電型の第2導電型層と、
前記半導体基板の一主面側で前記第2導電型層の上に形成された第1の電極と、
前記半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第2の第2導電型層または第1の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、
該貫通孔内に形成された、一端が前記第2導電型層を貫通して前記第1電極に接続されており、他端が前記半導体基板の他主面に露出している第2の電極と、
前記半導体基板の他主面の前記貫通孔の開口の周囲に形成された、前記第2の電極の他端が貫通している第3の第2導電型層または第2の絶縁材料層と、
前記第3の第2導電型層または前記第2の絶縁材料層の上に形成された、前記第2の電極の前記他端が接続されて前記第1の電極と接続されている第3の電極と、
前記半導体基板の他主面に前記第3の電極とは絶縁されて形成された、該第3の電極とは極性が異なる第4の電極とを有しており、
前記貫通孔は、複数個が前記半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の前記貫通孔のそれぞれに対応して形成された前記第1の電極は、前記半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、前記第4の電極は、前記第3の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることを特徴とする太陽電池素子。 - 請求項1に記載の太陽電池素子が、前記第3の電極および前記第4の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第1の電極パッドおよび第2の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、前記第3の電極および前記第4の電極がそれぞれ前記第1の電極パッドおよび前記第2の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 前記太陽電池素子の前記第3の電極および前記第4の電極に、前記第3の電極および前記第4の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第3の電極パッドおよび第4の電極パッドがそれぞれ積層されており、前記第3の電極パッドおよび前記第4の電極パッドがそれぞれ前記第1の電極パッドおよび前記第2の電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池モジュール。
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