JP2013089624A

JP2013089624A - 結晶シリコン太陽電池モジュールおよび結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法

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Publication number: JP2013089624A
Application number: JP2011225695A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Oishi; 隆一大石
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-05-13

Abstract

【課題】外観の美しい結晶シリコン太陽電池モジュールおよび結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】結晶シリコン太陽電池セル４０を複数接続してなる結晶シリコン太陽電池モジュールであって、結晶シリコン太陽電池セル４０は、結晶シリコン太陽電池セル４０のスライス痕３１の凹凸方向が特定パターンとなるように配置されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、結晶シリコン太陽電池モジュールおよび結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法に関する。

近年、太陽電池は、クリーンエネルギーとして期待されており、結晶シリコン太陽電池セルは、数種類ある太陽電池セルの中で最も大きな比率を占めている。

結晶シリコン太陽電池セルの作製に用いられる単結晶または多結晶の結晶シリコンウエハは、一般に、大きなシリコン結晶インゴットを作製した後、バンドソーなどでシリコン結晶インゴットの形状やサイズの調整を行ない、マルチワイヤーソーなどでスライスし、化学エッチングを行なうことによって作製される。

ここで、マルチワイヤーソーには大きく分けて、固定砥粒方式および遊離砥粒方式の２つの方式があり、近年になって固定砥粒方式が注目され始めている。

また、化学エッチングは、一般に、スライス時に結晶シリコンウエハの表面に残るダメージ層の除去と、反射率低減のためのテクスチャ構造の形成のために行なわれる。

単結晶の結晶シリコンウエハのエッチングには、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性のエッチャントが多く用いられる。また、多結晶の結晶シリコンウエハのエッチングには、アルカリ性のエッチャントに加えて、フッ酸または硝酸などの酸性のエッチャントも用いられる。

特に、多結晶の結晶シリコンウエハの酸性のエッチャントによるテクスチャ構造の形成は、シリコンウエハの表面のダメージ層の存在を前提にしている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００６−２０２８３１号公報

従来、結晶シリコン太陽電池セルの表面電極のパターンは、スライス時の方位とは無関係に形成されていたことから、表面電極のパターンと、スライスにより発生するスライス痕の凹凸の方向との間には統一性がなかった。

さらに、このような表面電極のパターンとスライス痕の凹凸方向との間に統一性がない結晶シリコン太陽電池セルを任意に選択してランダムに配列し、直列に接続することによって結晶シリコン太陽電池モジュールとしていた。

そのため、従来の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、結晶シリコンウエハの表面のスライス痕の凹凸の方向が揃っていないため、外観上の美しさに欠けるという問題があった。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、外観の美しい結晶シリコン太陽電池モジュールおよび結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

本発明は、結晶シリコン太陽電池セルを複数接続してなる結晶シリコン太陽電池モジュールであって、結晶シリコン太陽電池セルは、結晶シリコン太陽電池セルのスライス痕の凹凸方向が特定パターンとなるように配置されている結晶シリコン太陽電池モジュールである。

ここで、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいて、スライス痕は、一方向に延びる周期的な凹凸を含み、凹凸の高さが０．２μｍ以上２０μｍ以下であり、凹凸のピッチが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいて、スライス痕は、固定砥粒方式のワイヤソーでのスライスにより発生したスライス痕であることが好ましい。

また、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、特定パターンが、スライス痕の凹凸方向が周期的に変わる構成であることが好ましい。

また、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、特定パターンが、スライス痕の凹凸方向が回転対称性を有する構成であることが好ましい。

また、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、特定パターンが、スライス痕の凹凸方向が線対称性を有する構成であることが好ましい。

また、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、特定パターンが、スライス痕の凹凸方向が異なる太陽電池セルによって文字表記となる構成であることが好ましい。

また、本発明の結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、特定パターンが、スライス痕の凹凸方向を同一の方向に揃えた構成であることが好ましい。

さらに、本発明は、上記のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュールを製造する方法であって、シリコン結晶インゴットを固定砥粒方式のワイヤソーを用いてスライスして結晶シリコンウエハを形成する工程と、結晶シリコンウエハに少なくとも表面電極を形成することによって結晶シリコン太陽電池セルを形成する工程と、結晶シリコン太陽電池セルの形成順に結晶シリコン太陽電池セルを配置する工程と、を含み、結晶シリコン太陽電池セルとする工程は、スライス痕の凹凸方向が異なる結晶シリコンウエハを所定の組み合わせで混在させた配列の順に表面電極を形成する工程を有する、結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法である。

本発明によれば、外観の美しい結晶シリコン太陽電池モジュールおよび結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。

実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法において、シリコン結晶インゴットを固定砥粒方式のワイヤソーを用いてスライスして結晶シリコンウエハを形成する工程の一例を図解する模式的な斜視図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法において、結晶シリコンウエハが形成される工程の一例を図解する模式的な斜視図である。図１に示す固定砥粒方式のワイヤソーの一例である電着ワイヤの模式的な断面図である。図１に示す固定砥粒方式のワイヤソーの一例であるレジンボンドワイヤの模式的な断面図である。図１に示す固定砥粒方式のワイヤソーでシリコン結晶インゴットがスライスされることによって得られた結晶シリコンウエハの一例の模式的な断面図である。（ａ）は図５に示す結晶シリコンウエハの表面の一例の模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに沿った模式的な拡大断面図である。（ａ）〜（ｉ）は、実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法において、結晶太陽電池セルを形成する工程の一例について図解する模式的な断面図である。（ａ）は結晶シリコン太陽電池セルの一例の受光面の模式的な平面図であり、（ｂ）は結晶シリコン太陽電池セルの一例の受光面の模式的な平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの模式的な断面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の一例を図解する模式的な平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法において、結晶シリコン太陽電池セルの表面電極の形成工程の一例を図解する模式的な平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図である。比較例の結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セルの配置を図解する模式的な拡大平面図である。

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。

＜結晶シリコンウエハの形成工程＞
図１に、実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法において、シリコン結晶インゴットを固定砥粒方式のワイヤソーを用いてスライスして結晶シリコンウエハを形成する工程の一例を図解する模式的な斜視図を示す。ここで、シリコン結晶インゴット１０は、固定砥粒方式のワイヤソー１３を用いてスライスされる。

図１に示すように、ワイヤソー１３は、所定の間隔をあけて配置されたガイドローラ７１，７２の間に巻き掛けられている。その結果、ワイヤソー１３は、それぞれのガイドローラ７１，７２において、ガイドローラ７１，７２の長手方向に沿って、所定の間隔をあけて複数箇所で張られた状態となる。この状態で、ガイドローラ７１，７２が正転・逆転を繰り返すことによって、ワイヤソー１３が矢印１５の方向に往復走行を行なうことになる。

ワイヤソー１３が矢印１５の方向に往復走行をしている状態で、シリコン結晶インゴット１０を矢印１４の方向に移動させる。そして、シリコン結晶インゴット１０を往復走行をしているワイヤソー１３に押し付けることによって、たとえば図２の模式的斜視図に示すように、シリコン結晶インゴット１０が複数箇所でスライスされて、複数枚の板状の結晶シリコンウエハ１１が形成される。なお、シリコン結晶インゴット１０のスライス時にはシリコン結晶インゴット１０の表面にたとえば冷却水などのクーラントを塗布してスライスして、スライス時にワイヤソー１３への熱の発生を抑えることができる。

シリコン結晶インゴット１０としては、たとえば、チョクラルスキー法または鋳造法によって作製された単結晶シリコンインゴットまたは多結晶シリコンインゴットなどが用いられる。なお、シリコン結晶インゴット１０は、ｎ型またはｐ型のドーパントがドープされることによって、ｎ型またはｐ型の導電型を有していてもよい。

図３に、図１に示す固定砥粒方式のワイヤソー１３の一例である電着ワイヤの模式的な断面図を示す。ここで、電着ワイヤは、芯線２１と、芯線２１の外周面に電着ボンド材２２で固着された砥粒２３と、を含んでいる。

芯線２１としては、たとえばピアノ線などを用いることができる。芯線２１の直径は、たとえば１１５μｍ程度とすることができる。電着ワイヤの砥粒２３としては、たとえばダイヤモンド砥粒などを用いることができる。電着ボンド材２２としては、たとえば芯線２１の外表面にめっきされたニッケルなどを用いることができる。電着ボンド材２２の厚さは、たとえば３〜５μｍ程度とすることができる。

図４に、図１に示す固定砥粒方式のワイヤソー１３の一例であるレジンボンドワイヤの模式的な断面図を示す。ここで、レジンボンドワイヤは、芯線２１と、芯線２１の外周面にレジンボンド材２４で固着された砥粒２３と、を含んでいる。

レジンボンドワイヤの砥粒２３としては、たとえばダイヤモンド砥粒などを用いることができる。レジンボンド材２４としては、たとえば芯線２１の外表面の樹脂などを用いることができる。レジンボンド材２４の厚さは、たとえば３〜５μｍ程度とすることができる。

図５に、図１に示す固定砥粒方式のワイヤソー１３でシリコン結晶インゴット１０がスライスされることによって得られた結晶シリコンウエハ１１の一例の模式的な断面図を示す。ここで、結晶シリコンウエハ１１の表面には、ワイヤソー１３を用いたシリコン結晶インゴット１０のスライスによって、スライスダメージ１ａが形成されている。

図６（ａ）に、図５に示す結晶シリコンウエハ１１の表面の一例の模式的な拡大平面図を示し、図６（ｂ）に、図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに沿った模式的な拡大断面図を示す。結晶シリコンウエハ１１の表面には、固定砥粒方式のワイヤソー１３の砥粒２３によって、ワイヤの走行方向１５に対して略平行な方向に直線状のスライス痕３１が形成される。

図６（ｂ）に示すように、スライス痕３１は、ワイヤの走行方向１５に対して略平行な方向に一方向に延びる周期的な凹凸を含んでいる。ここで、スライス痕３１の凹凸の高さＨは、０．２μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。スライス痕３１の凹凸の高さＨが０．２μｍ以上である場合には電極の密着性が良好となる傾向にあり、２０μｍより大きい場合には電極の印刷条件の合わせ込みが容易となる傾向にある。また、スライス痕３１の凹凸のピッチＰは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。スライス痕３１の凹凸のピッチＰが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である場合には、スライス痕３１が目立ちにくくなる傾向にある。

次に、上記のようにして作製された結晶シリコンウエハ１１の表面をエッチングする工程を行なうこともできる。これにより、図５に示す結晶シリコンウエハ１１の表面のスライスダメージ１ａを除去することができる。

結晶シリコンウエハ１１の表面をエッチングする工程は、たとえば、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液や、フッ硝酸などの酸水溶液等で結晶シリコンウエハ１１をエッチングすることにより行なうことができる。

＜結晶シリコン太陽電池セルの形成工程＞
以下、図７（ａ）〜図７（ｉ）の模式的断面図を参照して、上記のようにして作製した結晶シリコンウエハ１１を用いて結晶太陽電池セルを形成する工程の一例について説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、上記のようにして作製したｐ型の結晶シリコンウエハ１１を準備する。結晶シリコンウエハ１１の表面には、テクスチャエッチングを行なうことによって形成されたテクスチャ構造（図示せず）が形成されていてもよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、結晶シリコンウエハ１１の表面に、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）液４１を塗布する。

次に、ＰＳＧ液４１の塗布後の結晶シリコンウエハ１１を加熱することによってＰＳＧ液４１から結晶シリコンウエハ１１にリンを拡散させることによって、図７（ｃ）に示すように、結晶シリコンウエハ１１の受光面側となる表面にｎ+層４２を形成する。このとき、ｎ+層４２上にはＰＳＧ膜４１ａが形成される。その後、図７（ｄ）に示すように、リンの拡散の際に形成されたＰＳＧ膜４１ａを除去する。

次に、図７（ｅ）に示すように、結晶シリコンウエハ１１のｎ+層４２上にたとえば窒化シリコン膜などの反射防止膜４３を形成する。

次に、図７（ｆ）に示すように、結晶シリコンウエハ１１の裏面側となる表面（裏面）にアルミニウムペースト４４ａを塗布する。そして、アルミニウムペースト４４ａの塗布後の結晶シリコンウエハ１１を焼成することにより、アルミニウムペースト４４ａからアルミニウムを結晶シリコンウエハ１１の裏面に拡散させて、図７（ｇ）に示すように、結晶シリコンウエハ１１の裏面にアルミニウム電極４４とｐ+層４５とを同時に形成する。

次に、図７（ｈ）に示すように、反射防止膜４３の表面上に銀ペースト４６ａを塗布するとともに、結晶シリコンウエハ１１の裏面上に銀ペースト４７ａを塗布し、その後焼成する。これにより、図７（ｉ）に示すように、ｎ+層４２と電気的に接続する表面電極としての銀電極４６が形成されるとともに、結晶シリコンウエハ１１の裏面と電気的に接続する銀電極４７が形成され、結晶シリコン太陽電池セル４０が作製される。

図８（ａ）に、上記のようにして作製した結晶シリコン太陽電池セル４０の一例である結晶シリコン太陽電池セル４０ａの受光面の模式的な平面図を示す。また、図８（ｂ）に、上記のようにして作製した結晶シリコン太陽電池セル４０の他の一例である結晶シリコン太陽電池セル４０ｂの受光面の模式的な平面図を示す。

シリコン結晶インゴット１０のスライスにより形成される結晶シリコンウエハ１１の表面に形成されるスライス痕３１の凹凸の伸長方向と表面電極である銀電極４６の伸長方向との関係は、たとえば図８（ａ）および図８（ｂ）に示される２種類が存在する。ここで銀電極４６は、メイングリッドと一般的に呼ばれている太い電極を示しており、サブグリッドと呼ばれる細い電極は図示していない。

すなわち、図８（ａ）に示される結晶シリコン太陽電池セル４０ａにおいては、結晶シリコンウエハ１１の表面に形成されるスライス痕３１の凹凸の伸長方向と表面電極である銀電極４６の伸長方向とは平行である。

また、図８（ｂ）に示される結晶シリコン太陽電池セル４０ｂにおいては、結晶シリコンウエハ１１の表面に形成されるスライス痕３１の凹凸の伸長方向と表面電極である銀電極４６の伸長方向とは直交している。

＜結晶シリコン太陽電池モジュール化工程＞
図９に、実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールの模式的な断面図を示す。図９に示す結晶シリコン太陽電池モジュールは、上記のようにして作製された結晶シリコン太陽電池セル４０の複数が電気的に直列に接続することによって形成されている。

すなわち、隣り合うようにして配置された、一方の結晶シリコン太陽電池セルの受光面側の表面電極である銀電極４６と、他方の結晶シリコン太陽電池セルの裏面側の銀電極４７とが、それぞれ、インターコネクタと言われる導電性部材５１によって電気的に接続されることにより、これらの結晶シリコン太陽電池セルが電気的に直列に接続されて太陽電池ストリングを構成している。

そして、上記の太陽電池ストリングが、透明基板５２と、保護シート５３との間に設置された封止材５４中に封止されることによって結晶シリコン太陽電池モジュールが作製される。ここで、透明基板５２としては、たとえばガラス基板などを用いることができる。また、保護シート５３としては、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどを用いることができる。さらに、封止材５４としては、たとえばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などの透明樹脂などを用いることができる。

図９に示される実施の形態の結晶シリコン太陽電池モジュールは、たとえば図１０の模式的平面図に示されるように、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂのそれぞれのスライス痕３１の凹凸方向が特定パターンとなるように配置し、隣り合う結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを導電性部材５１で電気的に直列に接続することによって作製される。なお、図９においては、説明の簡略化のため、表面電極である銀電極４６についての記載は省略してある。

本発明者は、固定砥粒方式のワイヤソー１３でスライスした結晶シリコンウエハ１１が遊離砥粒方式のワイヤソーでスライスした結晶シリコンウエハに比べて、表面に光沢があり、ワイヤソー１３の方向に沿った略平行な線（スライス痕３１）が目視でも確認できる場合が多いことを見出した。

これは、結晶シリコンウエハ１１のスライスダメージ１ａが薄いため、固定砥粒方式のワイヤソー１３でシリコン結晶インゴット１０をスライスした場合には、遊離砥粒方式のワイヤソーでスライスした場合と比較して、テクスチャ構造の形成に不利であり、結晶シリコンウエハ１１の表面にワイヤソー１３の方向に平行な線状のスライス痕３１が残りやすいためであると考えられる。

また、結晶シリコンウエハ１１の表面のエッチングが終了した時点で、結晶シリコンウエハ１１の表面にスライス痕３１が残って見えるものは、その後に、各種の工程を経て、結晶シリコン太陽電池セル４０とした場合でも、スライス痕３１を外観上確認することができる。

したがって、このようなスライス痕３１が外観上確認できる結晶シリコン太陽電池セルを任意に配置して、隣り合う結晶シリコン太陽電池セル同士を電気的に直列に接続して結晶シリコン太陽電池モジュールを作製した場合には、たとえば図２０に示すように、スライス痕３１の凹凸方向がランダムになるため、外観の美しい結晶シリコン太陽電池モジュールを作製することはできない。

そこで、たとえば図１０に示すように、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂのスライス痕３１の凹凸方向が図１０に示すパターンとなるように配置して結晶シリコン太陽電池モジュールを作製することによって、外観の美しい結晶シリコン太陽電池モジュールを作製することができる。

すなわち、たとえば図１０に示すように結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを配置して作製された結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、上２段は、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ、４０ｂ、４０ａ、４０ｂの順に配置され、下２段は、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂ、４０ａ、４０ｂ、４０ａの順に配置されている。これにより、上２段においては、左側から右側にかけて、スライス痕３１の凹凸方向が、縦、横、縦、横の順に周期的に変わり、下２段においては、左側から右側にかけて、スライス痕３１の凹凸方向が、横、縦、横、縦の順に周期的に変わる。また、この場合には、スライス痕３１の凹凸方向が、２回対称の回転対称性を有している。

また、この場合には、たとえば図１１の模式的平面図に示すように、結晶シリコン太陽電池セルの表面電極の形成工程において、スライス痕３１の凹凸方向が異なる結晶シリコンウエハ１１ａ，１１ｂを結晶シリコンウエハ１１ａ、１１ｂ・・・１１ａ、１１ｂの順に配列した配列Ａと、結晶シリコンウエハ１１ｂ、１１ａ・・・１１ｂ、１１ａの順に配列した配列Ｂとの順に、結晶シリコンウエハ１１を配列し、この配列順に表面電極４６を形成して結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを作製していくことが好ましい。この場合には、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂが作製された順に、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを配置していくことによって、結晶シリコン太陽電池セル４０のスライス痕３１の凹凸方向が図１０に示すパターンとなるように配置され、外観の美しい結晶シリコン太陽電池モジュールを作製することができる。

図１２に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

すなわち、図１２に示すように、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを配置して作製された結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、矩形状に配置された４枚の結晶シリコン太陽電池セル４０ｂの周囲を結晶シリコン太陽電池セル４０ａが取り囲むようにして配置されている。この場合には、スライス痕３１の凹凸方向が、２回対称の回転対称性を有しているとともに、線対称性も有している。

図１３に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

すなわち、図１３に示すように、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを配置して作製された結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、矩形状に配置された４枚の結晶シリコン太陽電池セル４０ｂの周囲を、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂの間に２枚の結晶シリコン太陽電池セル４０ａが挟まれた結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配列が取り囲むようにして配置されている。この場合にも、スライス痕３１の凹凸方向が、２回対称の回転対称性を有しているとともに、線対称性も有している。

図１４に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

すなわち、図１４に示すように、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを配置して作製された結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、上２段は、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂ、４０ｂ、４０ａ、４０ａの順に配置され、下２段は、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ、４０ａ、４０ｂ、４０ｂの順に配置されている。これにより、上２段においては、左側から右側にかけて、スライス痕３１の凹凸方向が、横、横、縦、縦の順に周期的に変わり、下２段においては、左側から右側にかけて、スライス痕３１の凹凸方向が、縦、縦、横、横の順に周期的に変わる。また、この場合には、スライス痕３１の凹凸方向が、２回対称の回転対称性を有している。

図１５に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

すなわち、図１５に示すように、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを配置して作製された結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、スライス痕３１の凹凸方向が、線対称性を有している。

図１６に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

図１６に示す結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、第１段目および第３段目は、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂ、４０ａ、４０ｂ、４０ａの順に配置されており、第２段目および第４段目は、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ａ、４０ｂ、４０ａ、４０ｂの順に配置されている。これにより、第１段目および第３段目においては、左側から右側にかけて、スライス痕３１の凹凸方向が、横、縦、横、縦の順に周期的に変わり、第２段目および第４段目においては、左側から右側にかけて、スライス痕３１の凹凸方向が、縦、横、縦、横の順に周期的に変わる。また、この場合には、スライス痕３１の凹凸方向が、２回対称の回転対称性を有している。

図１７に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

図１７に示す結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、第１段目〜第４段目のすべてにおいて、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂが配置されている。この場合には、スライス痕３１の凹凸方向は、同一の横方向に揃えられており、２回対称の回転対称性を有するとともに、線対称性も有する。

図１８に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

図１８に示す結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、第１段目〜第４段目のすべてにおいて、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ａが配置されている。この場合にも、スライス痕３１の凹凸方向は、同一の縦方向に揃えられており、２回対称の回転対称性を有するとともに、線対称性も有する。

図１９に、結晶シリコン太陽電池モジュールにおける結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂの配置の他の一例を図解する模式的な拡大平面図を示す。

図１９に示す結晶シリコン太陽電池モジュールにおいては、第１段目〜第３段目においては、左側から右側にかけて、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂ、４０ａ、４０ａ、４０ａの順に配置されている。また、第４段目には、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂのみが配置されている。この場合には、スライス痕３１の凹凸方向は、結晶シリコン太陽電池セル４０ｂの配列によって、「Ｌ」の文字が表記されることになる。

上記においては、結晶シリコンウエハ１１の表面のスライス痕３１の凹凸方向と表面電極である銀電極４６のパターンとの関係として、主に、２種類の結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを用いた場合について説明したが、１種類の結晶シリコン太陽電池セルのみを作製することも可能であり、意図的に２種類の結晶シリコン太陽電池セル４０ａ，４０ｂを作り分けることも可能である。

また、上記においては、結晶シリコン太陽電池セル４０のいくつかの配置のパターンを示したが、本発明の範囲は図に示したものに限定されるわけではなく、たとえば、他の文字、回転対称性や鏡面対称性などの対称性の高いもの、周期的なもの、全結晶シリコン太陽電池セルが同一方位を向いているものなど、をも含み得る。

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。

本発明は、結晶シリコン太陽電池モジュールおよび結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法に利用することができる。

１ａスライスダメージ、１０シリコン結晶インゴット、１１，１１ａ，１１ｂ結晶シリコンウエハ、１２，１３ワイヤソー、１４，１５矢印、２１芯線、２２電着ボンド材、２３砥粒、２４レジンボンド、３１スライス痕、４０，４０ａ，４０ｂ結晶シリコン太陽電池セル、４１ＰＳＧ液、４１ａＰＳＧ膜、４２ｎ+層、４３反射防止膜、４４ａアルミニウムペースト、４４アルミニウム電極、４５ｐ+層、４６，４７銀電極、４６ａ，４７ａ銀ペースト、５１導電性部材、５２透明基板、５３保護シート、５４封止材、７１，７２ガイドローラ。

Claims

結晶シリコン太陽電池セルを複数接続してなる結晶シリコン太陽電池モジュールであって、
前記結晶シリコン太陽電池セルは、前記結晶シリコン太陽電池セルのスライス痕の凹凸方向が特定パターンとなるように配置されている、結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記スライス痕は、一方向に延びる周期的な凹凸を含み、前記凹凸の高さが０．２μｍ以上２０μｍ以下であり、前記凹凸のピッチが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１に記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記スライス痕は、固定砥粒方式のワイヤソーでのスライスにより発生したスライス痕である、請求項１または２に記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記特定パターンが、前記スライス痕の前記凹凸方向が周期的に変わる構成である、請求項１から３のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記特定パターンが、前記スライス痕の前記凹凸方向が回転対称性を有する構成である、請求項１から４のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記特定パターンが、前記スライス痕の前記凹凸方向が線対称性を有する構成である、請求項１から５のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記特定パターンが、前記スライス痕の前記凹凸方向が異なる前記太陽電池セルによって文字表記となる構成である、請求項１から６のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
前記特定パターンが、前記スライス痕の前記凹凸方向を同一の方向に揃えた構成である、請求項１から７のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュール。
請求項１から８のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池モジュールを製造する方法であって、
シリコン結晶インゴットを固定砥粒方式のワイヤソーを用いてスライスして結晶シリコンウエハを形成する工程と、
前記結晶シリコンウエハに少なくとも表面電極を形成することによって結晶シリコン太陽電池セルを形成する工程と、
前記結晶シリコン太陽電池セルの形成順に前記結晶シリコン太陽電池セルを配置する工程と、を含み、
前記結晶シリコン太陽電池セルとする工程は、スライス痕の凹凸方向が異なる前記結晶シリコンウエハを所定の組み合わせで混在させた配列の順に前記表面電極を形成する工程を有する、結晶シリコン太陽電池モジュールの製造方法。