JP2013123054A - 太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、太陽光を受け取る面積が大きく且つ太陽光の吸収率が高い太陽電池を提供する。
【解決手段】本発明の太陽電池は、少なくとも二つの電池ユニットを含む太陽電池であって、一つの電池ユニットは、第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層と、を含み、前記一つの電池ユニットは受光面を有し、前記第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層とは並列接続し且つ接触して設置され、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは接触してｐｎ接合を形成し、前記第一電極層と前記第二電極層とは、前記ｐｎ接合の両側にそれぞれ設置され、前記少なくとも二つの電池ユニットは一つの直線上に並列に接触して設置され、前記直線の延伸方向は第一方向と定義され、前記受光面は第一方向と平行であり、隣接する二つの前記電池ユニットの隣接する半導体層のタイプは同じである。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の太陽電池は、少なくとも二つの電池ユニットを含む太陽電池であって、一つの電池ユニットは、第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層と、を含み、前記一つの電池ユニットは受光面を有し、前記第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層とは並列接続し且つ接触して設置され、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは接触してｐｎ接合を形成し、前記第一電極層と前記第二電極層とは、前記ｐｎ接合の両側にそれぞれ設置され、前記少なくとも二つの電池ユニットは一つの直線上に並列に接触して設置され、前記直線の延伸方向は第一方向と定義され、前記受光面は第一方向と平行であり、隣接する二つの前記電池ユニットの隣接する半導体層のタイプは同じである。
【選択図】図１
Description
本発明は、太陽電池に関するものである。
太陽電池は光電変換原理を応用して、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する電池であり、具体的には、光起電力効果を利用して、太陽光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。一般的な一次電池や二次電池のように電力を蓄えるのではなく、光起電力効果により、受けた光エネルギーを即時に電力に変換して出力する。主流のシリコン太陽電池（非特許文献１を参照）の他、様々な化合物半導体などを素材にしたものが実用化されている。
現在、太陽電池は主にシリコン太陽電池が利用されている。従来のシリコン太陽電池は、背面電極と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、前面電極と、を含む。前記シリコン太陽電池の中で、前記ｐ型半導体層とｎ型半導体層はｐｎ接合を形成し、該ｐｎ接合に太陽光があたると、それが刺激となって、複数の電子と正孔が発生する。該複数の電子と正孔は、電場の作用下で分離し且つ背面電極と前面電極にそれぞれ移動する。前記シリコン太陽電池の背面電極及び前面電極が負荷を受けると、該背面電極及び前面電極の間に外部回路の負荷を通じて電流が流れる。
しかし、従来のシリコン太陽電池は光子が前面電極とｎ型半導体層を通じてｐｎ接合に到達する。これにより、一部の入射する太陽光は前面電極とｎ型半導体層に吸収されるため、ｐｎ接合の太陽光の吸収率は低くなり、ｐｎ接合で発生する電流キャリアを減少させる。従って、従来のシリコン太陽電池は太陽光の吸収率が低い。
張明杰等、"太陽電池及び多晶シリコンの製造"、「材料及び冶金の学報」、２００７年、第１６巻、第３３頁〜第３８頁
従って、前記課題を解決するために、本発明は太陽光を受け取る面積が大きく且つ太陽光の吸収率が高い太陽電池及びその製造方法を提供する。
本発明の太陽電池は、少なくとも二つの電池ユニットを含む太陽電池であって、一つの電池ユニットは、第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層と、を含み、前記一つの電池ユニットは受光面を有し、前記第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層とは並列接続し且つ接触して設置され、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは接触してｐｎ接合を形成し、前記第一電極層と前記第二電極層とは、前記ｐｎ接合の両側にそれぞれ設置され、前記少なくとも二つの電池ユニットは一つの直線上に並列に接触して設置され、前記直線の延伸方向は第一方向と定義され、前記受光面は第一方向と平行であり、隣接する二つの前記電池ユニットの隣接する半導体層のタイプは同じである。
従来の技術と比べて、本発明の太陽電池は、太陽光が受光面に直接入射することができ、該受光面が電極に被覆されないため、光子は電極とｎ型シリコン層を通らず、ｐｎ接合に直接到達できる。これにより、ｐｎ接合での光の吸収率を高めることができるため、ｐｎ接合は大量の電子と正孔を発生し、太陽電池の光起電力効果を高めることができる。また、太陽電池の複数の電池ユニットを並列接続に設置することで内部総抵抗を減少させる。即ち、外部に提供する電流を増大させて、太陽電池の光起電力効果を高めることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１を参照すると、本発明の実施例１は太陽電池２０を提供する。該太陽電池２０は二つの電池ユニット２００を含み、該二つの電池ユニット２００は並列接続され且つ互いに接触して設置される。一つの電池ユニット２００は、第一電極層２２と、ｐ型シリコン層２４と、ｎ型シリコン層２６と、第二電極層２８と、を含む。
図１を参照すると、本発明の実施例１は太陽電池２０を提供する。該太陽電池２０は二つの電池ユニット２００を含み、該二つの電池ユニット２００は並列接続され且つ互いに接触して設置される。一つの電池ユニット２００は、第一電極層２２と、ｐ型シリコン層２４と、ｎ型シリコン層２６と、第二電極層２８と、を含む。
太陽電池２０の一つの電池ユニット２００において、第一電極層２２と、ｐ型シリコン層２４と、ｎ型シリコン層２６と、第二電極層２８とは順次に並列して設置されている。該電池ユニット２００に隣接するもう一つの電池ユニット２００においては、第二電極層２８と、ｎ型シリコン層２６と、ｐ型シリコン層２４と、第一電極層２２と、が順次に並列して設置され、この二つの電池ユニット２００が互いに接触して設置されている。ここで、並列とは、二つの電池ユニット２００の各層がＸ方向に沿って互いに接触して設置されることである。即ち、ｐ型シリコン層２４と、ｎ型シリコン層２６とは、ｐ−ｎ−ｎ−ｐの方式によって、順次に接触して設置される。太陽電池２０の一つの電池ユニット２００における各層は、一つの直線上に並列に接触して設置され、一つの一体整列構造を形成する。ここで、一体整列構造とは、各層がＸ方向に沿って連続して接触して設置され、一つの構造を形成することである。互いに接触して設置されている二つの電池ユニット２００は、二つの第二電極層２８が互いに接触することによって一体整列構造を形成する。
太陽電池２０において、二つの電池ユニット２００が並列接続されるとは、外部導線によって、二つの電池ユニット２００の各々の第一電極層２２が、相互に電気的に接続されることにより、二つのｐ型シリコン層２４が外部電路にそれぞれ接続されて正極として機能し、また、外部導線によって、二つの電池ユニット２００の各々の第二電極層２８も相互に電気的に接続されることにより、二つのｎ型シリコン層２６が外部電路にそれぞれ接続されて負極として機能することである。一つの電池ユニット２００は外部導線に接続されることによって独立した回路を形成する。正極と負極の間に、一つの部品を接続すると、電流を形成する。該電流は各電池ユニット２００が生成した電流の総和に相当する。
二つの電池ユニット２００の各層が、並列する方向を第一方向（つまりＸ方向）とし、該第一方向と垂直である方向を第二方向（つまりＹ方向）とする。また、第一方向と第二方向とに同時に垂直である方向を第三方向（つまりＺ方向）とする。
二つの電池ユニット２００はＸ方向において並列し、Ｙ方向において互いにずれて設置される。相互に接触する第二電極層２８の接触面積は制限されないが、好ましくは、該接触面積は第二電極層２８の面積に近く、外部導線に接続するために、第二電極層２８の一部分が露出する。また、二つの電池ユニット２００はＺ方向においても、互いにずれて設置しても良い。この際、第二電極層２８の一部分は露出する。
各々の電池ユニット２００のｎ型シリコン層２６とｐ型シリコン層２４とは、互いに交換することができ、第一電極層２２と第二電極層２８とも、互いに交換することができる。即ち、二つの電池ユニット２００の各層の内、一つの電池ユニット２００の各層の順序は、第二電極層２８、ｎ型シリコン層２６、ｐ型シリコン層２４、第一電極層２２であり、隣接するもう一つの電池ユニット２００の各層の順序は、第一電極層２２、ｐ型シリコン層２４、ｎ型シリコン層２６、第二電極層２８の順序である。また、二つの電池ユニット２００の各層は並列に接触して設置される。即ち、二つの電池ユニット２００において、隣接する半導体層のタイプは同じであり、ｐ型半導体層或いはｎ型半導体層である。
ｐ型シリコン層２４は層状構造であり、対向する第一側面２４２及び第二側面２４４を有する。ｎ型シリコン層２６も層状構造であり、ｐ型シリコン層２４の第二側面２４４に設置され且つ対向する第三側面２６２及び第四側面２６４を有する。第一電極層２２はｐ型シリコン層２４の第一側面２４２に設置され且つｐ型シリコン層２４と電気的に接続される。第二電極層２８はｎ型シリコン層２６の第四側面２６４に設置され且つｎ型シリコン層２６と電気的に接続される。ｐ型シリコン層２４の第二側面２４４とｎ型シリコン層２６の第三側面２６２とは接触してｐｎ接合を形成する。つまり、第一電極層２２と第二電極層２８とはｐｎ接合の両側にそれぞれ設置される。
図２を併せて参照すると、ｐ型シリコン層２４は第一表面２４３を有し、該第一表面２４３は第一側面２４２及び第二側面２４４にそれぞれ接続される。また、ｎ型シリコン層２６は第二表面２６３を有し、該第二表面２６３は第三側面２６２及び第四側面２６４にそれぞれ接続される。第一表面２４３と第二表面２６３とは受光面２７を形成し、該受光面２７は第一方向と平行である。具体的には、該受光面２７はＸ方向とＹ方向とが形成する平面と平行である。ｐｎ接合はｐ型シリコン層２４とｎ型シリコン層２６との接触面の付近に形成される。従って、ｐｎ接合は受光面２７に露出される。
更に、受光面２７はＸ方向とＺ方向とが形成する平面と平行しても良い。この際、Ｙ方向において、二つの電池ユニット２００は互いに位置ずれして設置されている（つまり、第二電極層２８の一部は露出する）ので、受光面２７はＹ方向において平面ではなく、該受光面２７の表面の高さはそれぞれ不均一である。
本実施例において、太陽電池２０の受光面２７はＸ方向とＹ方向とが形成する平面と平行である。電池ユニット２００の厚さは、受光面２７の表面から反対側の表面までの距離である。電池ユニット２００の厚さは比較的小さいので、電池ユニット２００は面状構造としても良い。
ｐ型シリコン層２４は、単結晶シリコン、多結晶シリコン或いは他のｐ型半導体材料からなる。ｐ型シリコン層２４の厚さは第一側面２４２から第二側面２４４までの距離であり、その距離は２００ｎｍ〜３００ｎｍである。第一表面２４３と第一側面２４２或るいは第一表面２４３と第二側面２４４とが形成する角度は０°〜１８０°（０°および１８０°は含まず)であるが、好ましくは９０°である。本実施例において、第一表面２４３は第一側面２４２及び第二側面２４４に対して垂直であり、ｐ型シリコン層２４は単結晶シリコンからなり且つその厚さは２００ｎｍである。
ｎ型シリコン層２６は、シリコン片に過量のｎ型のドープ材料（例えば、リン或いはヒ素）を注入することによって形成される。ｎ型シリコン層２６の厚さは第三側面２６２から第四側面２６４までの距離であり、その距離は１０ｎｍ〜１μｍである。第二表面２６３と第三側面２６２或いは第二表面と第四側面２６４とが形成する角度は０°〜１８０°（０°および１８０°は含まず)であるが、好ましくは９０°である。本実施例において、第二表面２６３は第三側面２６２及び第四側面２６４に対して垂直であり、ｎ型シリコン層２６の厚さは５０ｎｍである。
該ｐｎ接合に太陽光があたると、それが刺激となって、複数の電子と正孔が発生する。該複数の電子と正孔は電場の作用下で分離し、ｎ型シリコン層２６の電子は第二電極層２８に移動し、ｐ型シリコン層２４の正孔は第一電極層２２に移動する。複数の電子と正孔は第二電極層２８及び第一電極層２４に収集されて電流を形成する。これにより、太陽電池２０は光起電力効果を利用して、太陽光エネルギーを直接電力に変換する。
第一電極層２２とｐ型シリコン層２４とは電気的に接続されており、太陽電池２０が作動すると、太陽光は第一電極層２２に入射せずに直接に受光面２７に達することができる。第一電極層２２は連続した面状構造によって、ｐ型シリコン層２４の第一側面２４２の全てを被覆することができる。また、該第一電極層２２は網目状或いは格子状構造によって、第一電極層２２はｐ型シリコン層２４の第一側面２４２の一部分を被覆することもできる。第一電極層２２は導電性の材料からなり、該材料は金属、導電性ポリマー、ＩＴＯ及びカーボンナノチューブ構造である。好ましくは、第一電極層２２は連続した面状構造の金属材料層からなり、該金属材料層は第一側面２４２の全てを被覆する。金属材料は、アルミニウム、銅或いは銀である。第一電極層２２の厚さに制限はないが、好ましくは、５０ｎｍ〜３００ｎｍである。本実施例において、第一電極層２２はアルミ箔からなり、その厚さは２００ｎｍである。
第二電極層２８とｎ型シリコン層２６とは電気的に接続されており、太陽電池２０が作動すると、太陽光は第二電極層２８に入射せずに直接に受光面２７に達することができる。第二電極層２８は連続した面状構造によって、ｎ型シリコン層２６の第四側面２６４の全てを被覆することができる。また、該第二電極層２８は網目状或いは格子状構造によって、第二電極層２８はｎ型シリコン層２６の第四側面２６４の一部分を被覆することもできる。第二電極層２８は導電性の材料からなり、該材料は金属、合金、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、グラファイト及びＩＴＯである。好ましくは、第二電極層２８は連続した面状構造の金属材料層からなり、該金属材料層は第四側面２６４の全てを被覆する。金属材料は、アルミニウム、銅或いは銀である。第二電極層２８の厚さに制限はないが、好ましくは、５０ｎｍ〜３００ｎｍである。本実施例において、第二電極層２８はアルミ箔からなり、その厚さは２００ｎｍである。
本発明の第一電極層２２及び第二電極層２８は光を通させないため、太陽光が第一電極層２２及び第二電極層２８を通過して光起電力効果が低下するのを防ぐことができる。
更に、ｐｎ接合が大量の太陽光を吸収するように、受光面２７に反射防止層を設置する。該反射防止層は太陽光を入射させるが、太陽光の反射を減少させて太陽光の吸収率を少なくさせる。該反射防止層は窒化ケイ素或いはシリカなどからなり、厚さは１５０ｎｍより小さい。本実施例において、反射防止層は窒化ケイ素からなり、その厚さは９０ｎｍである。
受光面２７はＸ方向とＺ方向とが形成する平面と平行する場合、電池ユニット２００の厚さに制限はなく、受光面２７から入射する太陽光の、ｐ型シリコン層２４とｎ型シリコン層２６に対する光透過率によって、電池ユニット２００の厚さを設定することができる。好ましくは、電池ユニット２００の厚さは太陽光の光透過率が零の際の厚さであり、これにより、電池ユニット２００は太陽光を有効に利用できる。本実施例において、電池ユニット２００の厚さは５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
従来の太陽電池は太陽光が格子状の金属電極或いは透明電極の第四側面２６４に入射するが、本発明は太陽光が第一表面２４３と第二表面２６３からなる受光面２７に入射する。該受光面２７は第二電極層２８に被覆されていないため、ｐｎ接合は直接露出される。これにより、光子は第二電極層２８とｎ型シリコン層２６を通じて、ｐｎ接合に到達する必要がなく、直接ｐｎ接合に吸収される。従って、光子の吸収率は高くなり、、ｐｎ接合は更に多くの電子と正孔を発生することができる。
また、第二電極層２８は受光面２７上に設置されないため、第二電極層２８が太陽光の入射を妨げることを考慮しなくて良い。従って、第二電極層２８の形状は如何なる形状でも良い。更に、第二電極層２８は面状構造であり、ｎ型シリコン層２６の第四側面の全てを被覆する。これにより、第二電極層２８の面積を増大させ、ｐｎ接合で発生する電子キャリアが第二電極層２８に拡散する距離を減少し、電子キャリアの内部損耗を減少させるため、太陽電池２０の光起電力効果を高めることができる。
また、二つの電池ユニット２００は並列接続に設置されているため、太陽電池２０が作動した際の、太陽電池２０の内部総抵抗を減少させる。即ち、外部に提供する電流を増大させて、太陽電池２０の光起電力効果を高めることができる。
また、第一電極層２２と第二電極層２８は太陽光の入射を妨げることを考慮しなくて良いため、第一電極層２２及び第二電極層２８は必要に応じた形状に形成することができるため、製造に便利である。
（実施例２）
図３及び図４を参照すると、本発明の実施例２は太陽電池３０を提供する。太陽電池３０は複数の電池ユニット３００を含み、該複数の電池ユニット３００は並列接続され且つ接触して設置される。一つの電池ユニット３００は、第一電極層３２と、ｐ型シリコン層３４と、ｎ型シリコン層３６及び第二電極層３８と、を含む。
図３及び図４を参照すると、本発明の実施例２は太陽電池３０を提供する。太陽電池３０は複数の電池ユニット３００を含み、該複数の電池ユニット３００は並列接続され且つ接触して設置される。一つの電池ユニット３００は、第一電極層３２と、ｐ型シリコン層３４と、ｎ型シリコン層３６及び第二電極層３８と、を含む。
太陽電池３０の第ｎの電池ユニット３００において、第二電極層３８、ｎ型シリコン層３６、ｐ型シリコン層３４、第一電極層３２とが順次に並列して接触して設置され、第ｎの電池ユニット３００に隣接する第ｎ＋１の電池ユニット３００において、第一電極層３２、ｐ型シリコン層３４、ｎ型シリコン層３６、第二電極層３８とが順次に並列して接触して設置され、第ｎの電池ユニット３００に隣接する太陽電池３０の第ｎ−１の電池ユニット３００において、第一電極層３２、ｐ型シリコン層３４、ｎ型シリコン層３６、第二電極層３８とが順次に並列して接触して設置され、第ｎ−１の電池ユニット３００に隣接する第ｎの電池ユニット３００において、第二電極層３８、ｎ型シリコン層３６、ｐ型シリコン層３４、第一電極層３２とが順次に並列して接触して設置される。各層は一つの直線上に、並列に接触して設置され、一つの一体整列構造を形成する。ｎは≧１の自然数である。
本実施例２の太陽電池３０の構造と、実施例１の太陽電池２０の構造とは同じであるが、異なる点は、本実施例２の太陽電池３０は複数の電池ユニット３００を含み、該複数の電池ユニット３００は互いに並列接続し、任意の隣接する二つの電池ユニット３００において、相対設置される半導体層のタイプが同じである。ここで相対設置とは、任意の隣接する二つの電池ユニット３００において、第ｎの電池ユニット３００のｐ型シリコン層３４が、第ｎ＋１の電池ユニット３００のｐ型シリコン層３４と隣接し、第ｎの電池ユニット３００のｎ型シリコン層３６が第ｎ−１の電池ユニット３００のｎ型シリコン層３６と隣接することである。即ち、隣接する半導体層のタイプは同じであり、ｐ型半導体層或いはｎ型半導体層である。
具体的には、太陽電池３０において、第ｎの電池ユニット３００の第二電極層３８は、第ｎ−１の電池ユニット３００の第二電極層３８と接触し、第ｎの電池ユニット３００の第一電極層３２は、第ｎ＋１の電池ユニット３００の第一電極層３２と接触する。即ち、第ｎ−１の電池ユニット３００の第一電極層３２、ｐ型シリコン層３４、ｎ型シリコン層３６及び第二電極層３８は、Ｘ方向に沿って並列に接触して設置される。第ｎの電池ユニット３００の第二電極層３８、ｎ型シリコン層３６、ｐ型シリコン層３４及び第一電極層３２は、Ｘ方向に沿って並列に接触して設置される。第ｎ＋１の電池ユニット３００の第一電極層３２、ｐ型シリコン層３４、ｎ型シリコン層３６及び第二電極層３８は、Ｘ方向に沿って並列に接触して設置される。本実施例において、電池ユニット３００は、上記の状態でＸ方向に沿って、複数の電池ユニット３００が順次に接触して設置される。
並列に接触して設置されるとは、太陽電池３０において、複数の電池ユニット３００の各層がＸ方向に沿って、順次的に接触して設置されることである。即ち、ｐ型シリコン層３４と、ｎ型シリコン層３６とは、ｐ−ｎ−ｎ−ｐ−ｐ−ｎ−ｎ−ｐの方式によって、順次的に電気的に接続される。
太陽電池３０において、並列接続は実施例１の説明と同じである。異なる点は、複数の電池ユニット３００が並列接続されることである。
更に、太陽電池３０において、隣接する二つの電池ユニット３００はＸ方向において、並列して接触して設置される。また、Ｙ方向において互いにずれて設置される。即ち、相互に接触される第一電極層３４及び第二電極層３８の接触面積は制限されないが、好ましくは、該接触面積は第一電極層３４及び第二電極層３８の面積に近く、外部導線に接続するために、第一電極層３４及び第二電極層３８の一部分は露出する。また、複数の電池ユニット３００の設置する位置に制限はないが、好ましくは、複数の電池ユニット３００において、偶数の電池ユニットは第一直線（図示せず）によって対称し、奇数の電池ユニットは第二直線（図示せず）によって対称する。該第一直線と第二直線とはＸ方向に平行し且つ相互に間隔をあけて設置される。
各々の電池ユニット３００の構造は実施例１の電池ユニット２００の構造と同じであるが、導電接着剤或いはボンディングによって、隣接する二つの電池ユニット３００の電極層を結合させる。また、該隣接する二つの電池ユニット３００の電極層の材料は同じでも或いは同じでなくても良い。太陽電池３０の電池ユニット３００の数量は制限されず、必要とする出力電流に応じて設定することができる。本実施例において、太陽電池３０は１００個の電池ユニット３００を含む。太陽電池３０の作動電流は一つの電池ユニット３００の作動電流の整数倍である。
（実施例３）
図５を参照すると、本発明の実施例３は太陽電池４０を提供する。太陽電池４０は複数の電池ユニット４００を含み、該複数の電池ユニット４００は並列接続され且つ接触して設置される。一つの電池ユニット４００は、第一電極層３２と、ｐ型シリコン層３４と、ｎ型シリコン層３６及び第二電極層３８と、を含む。
図５を参照すると、本発明の実施例３は太陽電池４０を提供する。太陽電池４０は複数の電池ユニット４００を含み、該複数の電池ユニット４００は並列接続され且つ接触して設置される。一つの電池ユニット４００は、第一電極層３２と、ｐ型シリコン層３４と、ｎ型シリコン層３６及び第二電極層３８と、を含む。
太陽電池４０の第ｎの電池ユニット４００のｐ型シリコン層３４は、該第ｎの電池ユニット４００と隣接する第ｎ＋１の電池ユニット４００のｐ型シリコン層３４とは、同じ第一電極層３２によって電気的に接続され、太陽電池４０の第ｎ−１の電池ユニット４００のｎ型シリコン層３６とは、第ｎ−１の電池ユニット４００と隣接する第ｎの電池ユニット４００のｎ型シリコン層３６とは、同じ第二電極層３８によって電気的に接続される。電池ユニット４００の各層は一つの直線上に、連続して且つ並列に接触して設置され、一つの一体整列構造を形成する。ｎは≧１の自然数である。
本実施例の太陽電池４０の構造と、実施例２の太陽電池３０の構造とは同じであるが、異なる点は、太陽電池４０において、隣接するｎ型シリコン層３６は同じ第二電極層３８によって電気的に接続され、隣接するｐ型シリコン層３４は同じ第一電極層３２によって電気的に接続される。ｐ型シリコン層３４とｎ型シリコン層３６とは接触してｐｎ接合を形成する。複数の電池ユニット４００は一つの直線上に、連続して且つ並列に接触して設置されるため、複数のｐｎ接合は順次に並列して設置される。また、該複数のｐｎ接合は並列接続する。複数のｐｎ接合が並列接続するとは、外部導線によって、隣接するｐ型シリコン層３４の間に設置される第一電極層３２は電気的に接続され、ｐ型シリコン層３４が外部電路に接続されて正極として働き、また、外部導線によって、隣接するｐ型シリコン層３４の間に設置される第二電極層３８が電気的に接続され、これにより、ｎ型シリコン層３６が外部電路に接続されて負極として働くことである。即ち、ｐｎ接合は第一電極層３２及び第二電極層３８が外部回路に電気的に接続されることによって、独立した回路を形成する。また、正極と負極の間に、一つの部品を接続すると電流が形成され、該電流は各電池ユニット４００の電流の総和に相当する。
２０、３０、４０ 太陽電池
２００、３００、４００ 電池ユニット
２２、３２ 第一電極層
２４、３４ ｐ型シリコン層
２４２、３４２ 第一側面
２４４、３４４ 第二側面
２６、３６ ｎ型シリコン層
２６２、３６２ 第三側面
２６４、３６４ 第四側面
２４３、３４３ 第一表面
２６３、３６３ 第二表面
２７、３７ 受光面
２８、３８ 第二電極層
２００、３００、４００ 電池ユニット
２２、３２ 第一電極層
２４、３４ ｐ型シリコン層
２４２、３４２ 第一側面
２４４、３４４ 第二側面
２６、３６ ｎ型シリコン層
２６２、３６２ 第三側面
２６４、３６４ 第四側面
２４３、３４３ 第一表面
２６３、３６３ 第二表面
２７、３７ 受光面
２８、３８ 第二電極層
Claims (1)
- 少なくとも二つの電池ユニットを含む太陽電池であって、
一つの電池ユニットは、第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層と、を含み、
前記一つの電池ユニットは受光面を有し、
前記第一電極層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、第二電極層とは並列接続し且つ接触して設置され、
前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは接触してｐｎ接合を形成し、
前記第一電極層と前記第二電極層とは、前記ｐｎ接合の両側にそれぞれ設置され、
前記少なくとも二つの電池ユニットは一つの直線上に並列に接触して設置され、
前記直線の延伸方向が第一方向と定義され、
前記受光面は第一方向と平行であり、
隣接する二つの前記電池ユニットの隣接する半導体層のタイプは同じであることを特徴とする太陽電池。
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