JP2013030659A - 光起電力モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光起電力モジュール10は、受光面にテクスチャ構造が形成された光起電力部21及び該受光面上の一部に形成された受光面電極を含む光起電力素子と、光起電力素子を封止する充填材14とを備える。そして、充填材14は、第1の樹脂15と、第2の樹脂16とを含んで構成され、第1の樹脂15は、第2の樹脂16よりも疎水性が高く、第2の樹脂16は、受光面と第1の樹脂15との間においてテクスチャ構造の凹部の少なくとも一部に設けられ、第1の樹脂15よりも光起電力素子に対する接着強度が強い。
【選択図】図2
Description
本発明は、以下の実施形態に限定されない。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
光起電力モジュール10は、複数の光起電力素子11と、光起電力素子11の受光面側に配置される第1保護部材12と、光起電力素子11の裏面側に配置される第2保護部材13とを備える。つまり、光起電力素子11は、第1保護部材12及び第2保護部材13により挟持されている。
光起電力部21の受光面は、テクスチャ構造27を有する。ここで、テクスチャ構造とは、表面反射を抑制し、光起電力部21の光吸収量を増大させる表面凹凸構造である。テクスチャ構造の具体例としては、(100)面を有する単結晶シリコンからなる基板の受光面に異方性エッチングを施すことによって得られるピラミッド状(四角錐状や四角錐台状)の凹凸構造が例示できる。また、単結晶シリコンや多結晶シリコン等の結晶半導体材料からなる基板の受光面に、等方性エッチングを施すことによって得られる凹凸構造が例示できる。尚、テクスチャ構造27は、光起電力部21の裏面にも設けられることが好ましい。
ここで、光起電力素子11が表面に透明導電層等の金属酸化物層を有する場合、該表面は親水性であるから、第2の樹脂16を設けることで光起電力素子11と第1の樹脂15との密着性を改善する。また、光起電力素子11の表面が結晶シリコン基板の表面である場合にも、基板の表面は、大気中の有機物等の不純物が付着することによって親水性になっている場合が多い。この場合にも、第2の樹脂16を設けることで光起電力素子11と第1の樹脂15との密着性を改善する。
図4に例示する形態では、フィンガー部24の周囲に位置するテクスチャ構造27の凹部28のみに、第2の樹脂16が設けられる。第2の樹脂16は、凹部28を完全に埋めず、例えば、凹部28の最深部及びその近傍のみに設けられる。界面剥離は、通常、凹部28の最深部から発生するため、ここに第2の樹脂16を設けることで界面剥離を効率良く防止できる。また、第2の樹脂16の使用量を大幅に低減できる。
図5に示されるように、フィンガー部24の厚みが厚くなるほど、剥離幅が大きくなる。そして、界面剥離は、フィンガー部24の厚みの約2倍に相当する範囲内で起こり易い。図5に示す関係は、以下の条件下で確認したものである。
光起電力素子;
最表面層:ITO(酸化インジウム(In2O3)の錫(Sn)添加物)
フィンガー部24の厚み:20μm〜100μm
テクスチャ構造27の凹部28の平均深さ:約10μm
充填材;融点90℃のポリエチレン(PE)
確認方法;走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察
なお、この関係は、テクスチャ構造27の凹部28の平均深さが1μm〜15μm程度において同様であった。
例えば、図6に示されるように、各フィンガー部24の間の全域に亘って、テクスチャ構造27の凹部28を1/2程度の深さまで埋めるように、第2の樹脂16を設けてもよい。或いは、光起電力素子11の受光面の全域に亘って、テクスチャ構造27の凹部28のみに、第2の樹脂16を設けてもよい。図6に例示する形態によれば、受光面上の広範囲に第2の樹脂16を設けることで、光起電力素子11と第1の樹脂15との密着性を向上させながら、第2の樹脂16を凹部28のみに設けることで、第2の樹脂16の使用量を低減している。
また、第1の樹脂15及び第2の樹脂16を有する充填材14は、光起電力素子11の受光面側または裏面側の少なくとも一方に設ければ良く、光起電力素子11の受光面側に設けることが特に好ましい。
Claims (7)
- 受光面にテクスチャ構造を有する光起電力部及び該受光面上の一部に設けられた受光面電極を含む光起電力素子と、
前記光起電力素子の受光面上に設けられた充填材と、
を備え、
前記充填材は、第1の樹脂と、第2の樹脂とを含んで構成され、
前記第1の樹脂は、前記第2の樹脂よりも疎水性が高く、
前記第2の樹脂は、前記受光面と前記第1の樹脂との間において前記テクスチャ構造の凹部の少なくとも一部に設けられ、前記第1の樹脂よりも前記光起電力素子に対する接着強度が強い、光起電力モジュール。 - 請求項1に記載の光起電力モジュールであって、
前記第2の樹脂は、前記受光面電極の周囲に位置する前記凹部の少なくとも一部に設けられる。 - 請求項2に記載の光起電力モジュールであって、
前記第2の樹脂は、前記受光面電極の周囲に位置する前記凹部のみに設けられる。 - 請求項2に記載の光起電力モジュールであって、
前記第2の樹脂は、前記受光面電極の端部から、その厚みの約2倍に相当する範囲に設けられる。 - 請求項1に記載の光起電力モジュールであって、
前記第2の樹脂は、前記凹部のみに設けられる。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光起電力モジュールであって、
前記第2の樹脂は、前記第1の樹脂よりも軟化温度が高い。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光起電力モジュールであって、
前記光起電力部は裏面に、裏面側テクスチャ構造を有し、
前記光起電力部の裏面上に配された裏面側充填材を備え、
前記裏面側充填材は、第1の裏面側樹脂と、第2の裏面側樹脂とを含んで構成され、
前記第1の裏面側樹脂は、前記第2の裏面側樹脂よりも疎水性が高く、
前記第2の裏面側樹脂は、前記裏面と前記第1の裏面側樹脂との間において前記裏面側テクスチャ構造の凹部の少なくとも一部に設けられ、且つ前記第1の裏面側樹脂よりも前記裏面に対する接着強度が強く、
前記第2の裏面側樹脂は、前記裏面側テクスチャ構造の凹部の少なくとも一部において、前記受光面上に設けられた前記第2の樹脂の範囲よりも広範囲に亘って設けられている。
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