JP2014146697A - Photovoltaic apparatus - Google Patents

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Kimikazu HASHIMOTO
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic apparatus relatively inexpensive in manufacturing cost by restricting the use of expensive materials such as a silver paste, and also capable of being expected in improvement of generation efficiency.SOLUTION: A photovoltaic apparatus 10 includes: solar battery cells 11 including a transparent conductive film 16 on the surface thereof; finger electrodes 19 provided in contact with the transparent conductive film 16 and serving as collector electrodes; a plurality of metal wires 22 disposed so as to orthogonally intersect the finger electrodes 19 and serving as an interconnector. In the photovoltaic apparatus, a part or the whole of the finger electrodes 19 connected to the metal wires 22 adjacent each other are disposed with a gap G therebetween, and the height of the finger electrodes 19 is in the range of 0.2-10 μm.

Description

本発明は、結晶シリコン基板を用いた光発電装置(太陽電池)であって、金属電極に使用されるペースト使用量が削減され、直列抵抗の小さな配線方法でストリングされる安価な光発電装置に関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation device (solar cell) using a crystalline silicon substrate, which is an inexpensive photovoltaic power generation device that reduces the amount of paste used for a metal electrode and is stringed by a wiring method with a small series resistance. .

近年、太陽電池の需要が増加し、例えば特許文献1に記載のように、比較的効率の良いシリコンヘテロ接合型太陽電池が普及している。この太陽電池は、n型の単結晶シリコン基板の一側に、真性の非晶質系半導体膜と、n型の非晶質系半導体膜と、透光性の第1の電極層とを順に備えると共に、n型の単結晶シリコン基板の他側に、真性の非晶質系半導体膜と、p型の非晶質系半導体膜と、透光性の第2の電極層とを順に備える太陽電池セルを形成している。そして、太陽電池セルの一側及び他側の透明導電膜からなる第1、第2の電極層の上には、発生した電力を集電するそれぞれ多数本のフィンガー電極と、このフィンガー電極に直交して配置される複数本のインターコネクターを設けている。 In recent years, the demand for solar cells has increased, and for example, as described in Patent Document 1, relatively efficient silicon heterojunction solar cells have become widespread. In this solar cell, an intrinsic amorphous semiconductor film, an n-type amorphous semiconductor film, and a light-transmitting first electrode layer are sequentially formed on one side of an n-type single crystal silicon substrate. A solar that includes an intrinsic amorphous semiconductor film, a p-type amorphous semiconductor film, and a translucent second electrode layer on the other side of the n-type single crystal silicon substrate in order A battery cell is formed. And on the 1st, 2nd electrode layer which consists of the transparent conductive film of the one side and the other side of a photovoltaic cell, each of many finger electrodes which collect the generated electric power, and orthogonal to this finger electrode A plurality of interconnectors are provided.

また、特許文献2には、太陽電池セルを形成する透明電極の表面に、Agの微粉末と熱硬化性エポキシ樹脂とが混合された30μm厚の銀ペーストを介して、40μmの直径を有する銅線が2mmのピッチで設けられた光発電装置が提案されている。 Further, Patent Document 2 discloses a copper having a diameter of 40 μm through a 30 μm-thick silver paste in which fine powder of Ag and a thermosetting epoxy resin are mixed on the surface of a transparent electrode forming a solar battery cell. A photovoltaic device in which the wires are provided at a pitch of 2 mm has been proposed.

特開2006−237452号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-237452 特開2005−085924号公報JP 2005-085924 A

しかしながら、特許文献1記載の図1記載の太陽電池において、銀ペースト等を印刷処理して形成されるフィンガー電極は、太陽電池セルの左右に渡って連続的に形成され、かつ前後に渡って多数配置され、フィンガー電極に接続されるバスバー電極の本数は比較的少なく(例えば、2本)している。そして、フィンガー電極を多数設けると遮光率が大きくなるので、フィンガー電極の高さを確保して(通常30〜40μm)、通電抵抗を下げている。
一般に銀ペーストは、銅線等の緻密質金属とは異なるので、体積抵抗率が大きいという特性を持ち、特許文献1記載の太陽電池においては、効率の良い太陽電池を得るためには、多量の銀ペースト(導電性ペーストの一例)を必要とするので、製造コストが上昇するという問題があった。
However, in the solar battery shown in FIG. 1 described in Patent Document 1, the finger electrodes formed by printing a silver paste or the like are continuously formed on the left and right of the solar battery cell, and a large number of fingers are provided on the front and rear. The number of bus bar electrodes arranged and connected to the finger electrodes is relatively small (for example, two). If a large number of finger electrodes are provided, the light shielding rate increases, so the height of the finger electrodes is secured (usually 30 to 40 μm), and the energization resistance is lowered.
In general, silver paste is different from a dense metal such as copper wire, and therefore has a characteristic that volume resistivity is large. In the solar cell described in Patent Document 1, a large amount of silver paste is required to obtain an efficient solar cell. Since silver paste (an example of a conductive paste) is required, there is a problem that the manufacturing cost increases.

更に、特許文献2記載の太陽電池においても、インターコネクターとなる銅線の間隔(P2)が2mmと短く、太陽電池セルの上に多数の銅線を有し、更に銀ペーストも用いて集電しているので、遮光率が高く、発電効率が下がるという問題があった。 Further, in the solar battery described in Patent Document 2, the distance (P2) between the copper wires serving as interconnectors is as short as 2 mm, and there are a large number of copper wires on the solar battery cells. Therefore, there is a problem that the light shielding rate is high and the power generation efficiency is lowered.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、銀ペースト等の高価な材料の使用を制限して、比較的製造コストが安く、しかも発電効率の向上も期待できる光発電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is intended to provide a photovoltaic device that restricts the use of expensive materials such as silver paste, is relatively inexpensive to manufacture, and can be expected to improve power generation efficiency. Objective.

前記目的に沿う第1の発明に係る光発電装置は、表面に透明導電膜を備える太陽電池セルと、前記透明導電膜に接して設けられ集電電極となるフィンガー電極と、前記フィンガー電極に直交して配置されインターコネクターとなる複数本の金属線とを有する光発電装置において、
隣り合う前記金属線に接続される一部又は全部の前記フィンガー電極がギャップGを有して配置され、しかも、前記フィンガー電極の高さが0.2〜10μmの範囲にある。
The photovoltaic device according to the first invention that meets the above object includes a photovoltaic cell having a transparent conductive film on a surface thereof, a finger electrode that is provided in contact with the transparent conductive film and serves as a collecting electrode, and is orthogonal to the finger electrode. In a photovoltaic device having a plurality of metal wires arranged as interconnectors,
A part or all of the finger electrodes connected to the adjacent metal wires are arranged with a gap G, and the height of the finger electrodes is in the range of 0.2 to 10 μm.

第2の発明に係る光発電装置は、第1の発明に係る光発電装置において、前記金属線のピッチPが5〜15mmの範囲にある。 A photovoltaic device according to a second invention is the photovoltaic device according to the first invention, wherein the pitch P of the metal wires is in the range of 5 to 15 mm.

第3の発明に係る光発電装置は、第1、第2の発明に係る光発電装置において、隣り合う前記金属線に接続される前記フィンガー電極のギャップGと、前記金属線に沿って配置される前記フィンガー電極の隙間Sは以下の式を満足する。
S≧G
A photovoltaic device according to a third aspect of the present invention is the photovoltaic device according to the first and second aspects of the invention, disposed along the gap G between the finger electrodes connected to the adjacent metal wires and along the metal wires. The finger electrode gap S satisfies the following formula.
S ≧ G

第4の発明に係る光発電装置は、第1〜第3の発明に係る光発電装置において、隣り合う前記金属線に接続される前記フィンガー電極のギャップGと、前記金属線のピッチPは以下の式を満足する。
G≧0.05P
A photovoltaic device according to a fourth invention is the photovoltaic device according to the first to third inventions, wherein the gap G between the finger electrodes connected to the adjacent metal wires and the pitch P of the metal wires are as follows: Satisfies the following formula.
G ≧ 0.05P

第5の発明に係る光発電装置は、第1〜第4の発明に係る光発電装置において、前記太陽電池セルは、中央に配置されるn型単結晶シリコン基板と、該n型単結晶シリコン基板の一側に真性非晶質シリコン系薄膜層を介して接合されるp型非晶質シリコン系薄膜層と、前記n型単結晶シリコン基板の他側に接合されるn型非晶質シリコン系薄膜層と、少なくとも光入射側の最表面側に形成される前記透明導電膜とを有する。 A photovoltaic device according to a fifth invention is the photovoltaic device according to the first to fourth inventions, wherein the solar battery cell includes an n-type single crystal silicon substrate disposed in the center, and the n-type single crystal silicon. A p-type amorphous silicon thin film layer bonded to one side of the substrate via an intrinsic amorphous silicon thin film layer, and an n type amorphous silicon bonded to the other side of the n type single crystal silicon substrate A thin film layer and at least the transparent conductive film formed on the outermost surface side on the light incident side.

第6の発明に係る光発電装置は、第5の発明に係る光発電装置において、前記n型単結晶シリコン基板と前記n型非晶質シリコン系薄膜層の間には、別の真性非晶質シリコン系薄膜層が設けられている。 A photovoltaic device according to a sixth invention is the photovoltaic device according to the fifth invention, wherein another intrinsic amorphous material is provided between the n-type single crystal silicon substrate and the n-type amorphous silicon thin film layer. A silicon-based thin film layer is provided.

そして、第7の発明に係る光発電装置は、第1〜第6の発明に係る光発電装置において、前記太陽電池セルの一側で光入射側に配置されている前記金属線は、隣り合う前記太陽電池セルの他側に電気的に直列に接続される。 And the photovoltaic device which concerns on 7th invention is the photovoltaic device which concerns on 1st-6th invention, The said metal wire arrange | positioned at the light-incidence side by the one side of the said photovoltaic cell is adjacent. The other side of the solar cell is electrically connected in series.

本発明に係る光発電装置は、以下の効果を有する。
(1)隣り合う金属線に接続される一部又は全部のフィンガー電極がギャップGを有して配置され、しかも、フィンガー電極の高さが0.2〜10μmの範囲にあるので、フィンガー電極の素材に使用する高価な金属ペースト(例えば、銀ペースト)の使用量を大幅に減らすことができる。
ここで、フィンガー電極の高さを0.2〜10μmとしても、金属線のピッチPを5〜15mmとして、多数本の金属線を設けると、総合的な電気抵抗が減ってFF(曲線因子、fill factor)を好ましい値に維持できる。
これは、金属線の本数が増えることによって、電流源から金属線までの実効的な電流の移動距離が短くなるので、電気抵抗が少なくなるためである。
The photovoltaic device according to the present invention has the following effects.
(1) Since some or all of the finger electrodes connected to adjacent metal wires are arranged with a gap G, and the height of the finger electrodes is in the range of 0.2 to 10 μm, The amount of expensive metal paste (for example, silver paste) used for the material can be greatly reduced.
Here, even if the height of the finger electrode is 0.2 to 10 μm, if the metal wire pitch P is 5 to 15 mm and a large number of metal wires are provided, the overall electrical resistance is reduced and FF (curve factor, fill factor) can be maintained at a preferred value.
This is because an increase in the number of metal wires shortens an effective current moving distance from the current source to the metal wire, thereby reducing electrical resistance.

(2)金属線を増す、即ち、金属線のピッチPを更に5mm未満に狭めると、結局は受光面積が減少し、光発電装置の出力は低下する。 (2) When the number of metal wires is increased, that is, when the pitch P of the metal wires is further narrowed to less than 5 mm, the light receiving area is eventually reduced and the output of the photovoltaic device is reduced.

(3)フィンガー電極の電気抵抗は、フィンガー電極の断面積に反比例するが、フィンガー電極の実質長さを短くしているので、電気抵抗を少なくする、即ち、FFの増加又は非減少を期待できる。
(4)即ち、本発明においては、フィンガー電極を分断するので、受光面積に対するフィンガー電極の面積の割合が従来技術より少なく、更にフィンガー電極の高さを低くするので、よりペースト使用量の少ない光発電装置となる。
(3) Although the electrical resistance of the finger electrode is inversely proportional to the cross-sectional area of the finger electrode, since the substantial length of the finger electrode is shortened, the electrical resistance can be reduced, that is, increase or non-decrease in FF can be expected. .
(4) That is, in the present invention, since the finger electrode is divided, the ratio of the area of the finger electrode to the light receiving area is smaller than that of the prior art, and the height of the finger electrode is further reduced, so that light with less paste usage is used. It becomes a power generator.

本発明の一実施の形態に係る直列接続した光発電装置の平面図である。It is a top view of the photovoltaic device connected in series which concerns on one embodiment of this invention. 同光発電装置の側面図である。It is a side view of the same photovoltaic power generation device. 同光発電装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the same photovoltaic power generation apparatus. 金属線の本数をパラメータとしたときのフィンガー電極の高さとFF(%)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the height of a finger electrode and FF (%) when the number of metal wires is used as a parameter. フィンガー電極のギャップGとフィンガー電極の隙間Sの割合G/S値とFF(%)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ratio G / S value of the gap G of a finger electrode, and the clearance gap S of a finger electrode, and FF (%). (A)、(B)はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る光発電装置において、フィンガー電極と金属線を接合する方法の説明図である。(A), (B) is explanatory drawing of the method of joining a finger electrode and a metal wire in the photovoltaic device which concerns on one embodiment of this invention, respectively.

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
まず、図1〜図3を参照して、本発明の一実施の形態に係る光発電装置10について説明する。図3に示すように、光発電装置10は、ヘテロジャンクション太陽光発電素子が太陽電池セル11として用いられている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, with reference to FIGS. 1-3, the photovoltaic device 10 which concerns on one embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 3, the photovoltaic device 10 uses a heterojunction photovoltaic power generation element as the solar battery cell 11.

この太陽電池セル11は、中央に配置されるn型単結晶シリコン基板12と、n型単結晶シリコン基板12の一側に真性非晶質シリコン系薄膜層13を介して接合されるp型非晶質シリコン系薄膜層14と、n型単結晶シリコン基板12の他側に接合されるn型非晶質シリコン系薄膜層15と、p型非晶質シリコン系薄膜層14の外側及びn型非晶質シリコン系薄膜層15の外側にそれぞれ形成されている透明導電膜16、17を有している。 This solar cell 11 includes an n-type single crystal silicon substrate 12 disposed in the center, and a p-type non-crystal bonded to one side of the n-type single crystal silicon substrate 12 via an intrinsic amorphous silicon thin film layer 13. A crystalline silicon thin film layer 14, an n type amorphous silicon thin film layer 15 bonded to the other side of the n type single crystal silicon substrate 12, an outside of the p type amorphous silicon thin film layer 14, and the n type Transparent conductive films 16 and 17 are formed on the outside of the amorphous silicon-based thin film layer 15, respectively.

透明導電膜16(17も同じ)には、ワイドギャップ半導体の一例であるITO(酸化インジウム・錫)、IWO(酸化インジウム・タングステン)、ZnO(Zinc Oxide)等が使用される。この実施の形態では、透明導電膜を太陽電池セル11の一側のみでなく他側にも使用しているが、太陽電池セル11の他側が非受光面である場合、他側の透明導電膜は導体層であればよく、透明性は必須の要件ではない。 For the transparent conductive film 16 (same for 17), ITO (indium / tin oxide), IWO (indium oxide / tungsten), ZnO (Zinc Oxide), or the like, which is an example of a wide gap semiconductor, is used. In this embodiment, the transparent conductive film is used not only on one side of the solar battery cell 11 but also on the other side. When the other side of the solar battery cell 11 is a non-light-receiving surface, the transparent conductive film on the other side is used. As long as it is a conductor layer, transparency is not an essential requirement.

また、この実施の形態に係る太陽電池セル11において、n型単結晶シリコン基板12とn型非晶質シリコン系薄膜層15との間に、真性非晶質シリコン系薄膜層18を配置することもでき、これによって、更に発電効率が向上する。この太陽電池セル11の製造方法においては、周知であるので、詳しい説明を省略する。 In solar cell 11 according to this embodiment, intrinsic amorphous silicon thin film layer 18 is arranged between n type single crystal silicon substrate 12 and n type amorphous silicon thin film layer 15. As a result, the power generation efficiency is further improved. Since the manufacturing method of the solar battery cell 11 is well known, detailed description thereof is omitted.

太陽電池セル11の一側及び他側には、太陽電池セル11から発生した電力を集電するフィンガー電極(集電電極の一例である)19、20が透明導電膜16、17に接して設けられている。太陽電池セル11の他側は非受光面となっているので、フィンガー電極20は透光性を考慮する必要がなく、比較的安価の導電性ペースト(例えば、ニッケル粉、銅粉、アルミ粉、カーボン粉が導電材となる)を使用することもできる。但し、フィンガー電極20の抵抗は小さい方が電力効率上好ましいので、より幅広で厚みがある導体とする。従って、フィンガー電極20の厚み(h2)は20〜50μmで、幅も同一程度とするのが好ましい。なお、裏面の導電性ペーストの直下にアルミ層を形成する、又は導電性ペースト無しで、直接アルミ層又はアルミ箔を形成することもできる。 On one side and the other side of the solar battery cell 11, finger electrodes (an example of current collector electrodes) 19 and 20 that collect power generated from the solar battery cell 11 are provided in contact with the transparent conductive films 16 and 17. It has been. Since the other side of the solar cell 11 is a non-light-receiving surface, the finger electrode 20 does not need to consider translucency, and a relatively inexpensive conductive paste (for example, nickel powder, copper powder, aluminum powder, Carbon powder can be used as a conductive material). However, since it is preferable in terms of power efficiency that the resistance of the finger electrode 20 is small, a wider and thick conductor is used. Therefore, it is preferable that the finger electrode 20 has a thickness (h2) of 20 to 50 μm and a width of the same level. In addition, an aluminum layer can be formed directly under the conductive paste on the back surface, or an aluminum layer or an aluminum foil can be formed directly without the conductive paste.

太陽電池セル11の表側のフィンガー電極19は、太陽電池セル11の表側が受光面となっているので、非透過性を有するフィンガー電極19は遮光率が低い程好ましい。従って、通電面積(断面積)を減らして良導体とするため、フィンガー電極19の材料として導電性ペーストの一例である銀ペーストを使用するので、フィンガー電極19の幅、厚み(高さ)、長さはできる限り小さくするのが好ましい。 Since the finger electrode 19 on the front side of the solar battery cell 11 has a light receiving surface on the front side of the solar battery cell 11, it is preferable that the finger electrode 19 having non-transmissivity has a lower light shielding rate. Accordingly, in order to reduce the current-carrying area (cross-sectional area) and make a good conductor, silver paste, which is an example of a conductive paste, is used as the material for the finger electrode 19. Is preferably as small as possible.

そして、フィンガー電極19の幅、長さ、高さを小さくすると、電気抵抗が増すので、フィンガー電極19に直交して配置され、バスバー電極(即ち、インターコネクター)となる金属線22の本数を増やして、フィンガー電極19の実質長さが短くなるようにしている。
図4には、一辺が156mmの太陽電池セル11を用い、表面のフィンガー電極19の電極高さh1を変えて、金属線22の本数nを3本、10本、20本とした場合の、電極高さとFF(曲線因子)%との関係を測定したものである。なお、10本及び20本の金属線22を用いた場合、高さ(h1)は2μmを超えると、FF(%)の値は変わらず良好であり、更に、フィンガー電極19の高さ(h1)が、2μm以下で0.2μm以上である場合は、FF(%)は多少下がるが実用上問題ない。
When the width, length, and height of the finger electrode 19 are reduced, the electrical resistance increases. Therefore, the number of the metal wires 22 that are arranged orthogonal to the finger electrode 19 and serve as bus bar electrodes (that is, interconnectors) is increased. Thus, the substantial length of the finger electrode 19 is shortened.
In FIG. 4, when the solar battery cell 11 having a side of 156 mm is used, and the electrode height h1 of the finger electrode 19 on the surface is changed, the number n of the metal wires 22 is set to 3, 10, and 20, The relationship between the electrode height and FF (curve factor)% was measured. When 10 and 20 metal wires 22 are used, if the height (h1) exceeds 2 μm, the value of FF (%) remains unchanged and the height of the finger electrode 19 (h1) ) Is 2 μm or less and 0.2 μm or more, the FF (%) is somewhat lowered, but there is no practical problem.

一方、フィンガー電極19の高さ(h1)が10μmを超えると、使用材料の量が増えて材料費が高騰するので、結局は、フィンガー電極19の高さ(h1)は0.2〜10μm(より好ましくは、2〜5μm)程度にするのがよい。 On the other hand, if the height (h1) of the finger electrode 19 exceeds 10 μm, the amount of material used increases and the material cost increases, so the height (h1) of the finger electrode 19 is 0.2 to 10 μm (after all) More preferably, it is about 2 to 5 μm.

また、一つの太陽電池セル11に対して従来例(特開2006−237452号公報、図1、図2参照)のように、2〜3本の金属線b(バスバー電極)の場合は、一本のフィンガー電極fの隣り合う金属線bまでの距離が長くなって、電気抵抗が増加するという問題がある。そして、隣り合う金属線bに接続されるフィンガー電極fの中間位置は電位差も少なくなるので、集電効率が悪い。 Further, in the case of two to three metal wires b (bus bar electrodes) as in the conventional example (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-237452, FIG. 1 and FIG. 2) for one solar battery cell 11, There is a problem that the distance from the finger electrode f to the adjacent metal line b is increased, and the electrical resistance is increased. And since the electric potential difference also decreases at the intermediate position between the finger electrodes f connected to the adjacent metal wires b, the current collection efficiency is poor.

そこで、この実施の形態においては、隣り合う金属線bに接続されるフィンガー電極fの中間部を除去してギャップGを設け、フィンガー電極19が、連続しないで切れ目を有して配置されるようにした。ここで、金属線22に沿って配置される隣り合うフィンガー電極19の隙間Sと、隣り合う金属線22にそれぞれ接合されるフィンガー電極19のギャップG(即ち、導電性ペーストがない部分)の比G/SとFF%との関係を調べると、図5に示す通りとなる。図5から明らかなように、隣り合うフィンガー電極19の切断部分の長さ、即ちギャップGが、フィンガー電極19間の隙間Sを超えると、FF%が下がる。勿論、G=0とすると、FF%が最良ではあるが、中間位置に集電には大きく貢献していない無駄な銀ペーストを用いたフィンガー電極19を有することになり、材料費の高騰を招く。 Therefore, in this embodiment, the gap G is provided by removing the middle part of the finger electrode f connected to the adjacent metal wire b, and the finger electrode 19 is arranged with a cut without being continuous. I made it. Here, the ratio between the gap S between the adjacent finger electrodes 19 arranged along the metal line 22 and the gap G (that is, the portion where there is no conductive paste) between the finger electrodes 19 respectively joined to the adjacent metal lines 22 When the relationship between G / S and FF% is examined, it is as shown in FIG. As is clear from FIG. 5, when the length of the cut portion of the adjacent finger electrodes 19, that is, the gap G exceeds the gap S between the finger electrodes 19, FF% decreases. Of course, when G = 0, the FF% is the best, but the finger electrode 19 using the useless silver paste that does not greatly contribute to the current collection is provided at the intermediate position, which causes the material cost to rise. .

従って、図5からS≧Gであることが必要とはなるが、フィンガー電極19の幅が一定である場合、Sが小さいと遮光効率が下がり、発電量が低下する。太陽電池セル11上にフィンガー電極19及び金属線22を有しない場合の受光量を100%として、フィンガー電極19及び金属線22を設けた場合の透光率を90%以上とするのが好ましい。 Therefore, from FIG. 5, it is necessary to satisfy S ≧ G, but when the width of the finger electrode 19 is constant, if S is small, the light shielding efficiency is lowered and the power generation amount is reduced. The amount of light received when the finger electrode 19 and the metal wire 22 are not provided on the solar battery cell 11 is preferably 100%, and the light transmittance when the finger electrode 19 and the metal wire 22 are provided is preferably 90% or more.

隣り合う金属線22のピッチPはこの実施の形態では5〜15mm程度であり、隣り合うフィンガー電極19のギャップGは、0.05×P以上、P以下(より好ましくは、0.2×P以上、0.5×P以下)とするのがよい。隣り合う金属線22に接続されるフィンガー電極19の隙間(ギャップGと同じ)が広すぎると集電効率が下がり、狭すぎると銀ペーストの使用量が増加し、遮光率も増加する。 The pitch P between the adjacent metal wires 22 is about 5 to 15 mm in this embodiment, and the gap G between the adjacent finger electrodes 19 is 0.05 × P or more and P or less (more preferably 0.2 × P Above, 0.5 × P or less) is preferable. If the gap (same as the gap G) between the finger electrodes 19 connected to the adjacent metal wires 22 is too wide, the current collection efficiency decreases, and if it is too narrow, the amount of silver paste used increases and the light shielding rate also increases.

例えば、金属線22の直径を40μmとし、ピッチ5mmで設けた場合、40/5000の遮光率となり、更にフィンガー電極19を2mmピッチでその幅を60μmとした場合の遮光率は60/2000となり、合計すると約38/1000となり、透光率は計算上約96.2%程度となる。従って、通常の太陽電池セル11と大差がなくなり、銀ペーストの使用量は減り、安価な光発電装置10を提供できる。 For example, when the diameter of the metal wire 22 is 40 μm and the pitch is 5 mm, the light shielding rate is 40/5000, and when the finger electrodes 19 are 2 mm pitch and the width is 60 μm, the light shielding rate is 60/2000. The total is about 38/1000, and the light transmittance is about 96.2% in calculation. Therefore, there is no great difference from the normal solar battery cell 11, the amount of silver paste used is reduced, and the inexpensive photovoltaic device 10 can be provided.

フィンガー電極19、20に金属線22を接合する場合は、例えば、図6の(A)に示すように、金属線22の周囲に低融点半田25をコーティングしておき、金属線22をフィンガー電極19、20の上に張設後、例えば、180℃程度に加熱し、低融点半田25を溶融させて、金属線22とフィンガー電極19、20を接合する。
また、図6(B)に示すように、金属線22を導電性接着材26でコーティングしておき、溶融固化させて、金属線22とフィンガー電極19、20とを接合する。
When joining the metal wire 22 to the finger electrodes 19 and 20, for example, as shown in FIG. 6A, a low melting point solder 25 is coated around the metal wire 22, and the metal wire 22 is attached to the finger electrode. After stretching on 19 and 20, for example, heating to about 180 ° C. is performed to melt the low melting point solder 25, and the metal wire 22 and the finger electrodes 19 and 20 are joined.
As shown in FIG. 6B, the metal wire 22 is coated with a conductive adhesive 26 and melted and solidified to join the metal wire 22 and the finger electrodes 19 and 20 together.

各太陽電池セル11の他側(裏側)には前述のように、厚めの導電性ペーストを用いたフィンガー電極20が形成され、隣り合う太陽電池セル11とは、複数本の金属線22(直径が約40μmの銅線からなる)によって連結され、太陽電池セル11の一側(表側)に配置されている金属線22が、隣り合う太陽電池セル11の他側に電気的に直列に接続されることにより、並んだ太陽電池セル11が直列に接続される構造となっている。 As described above, the finger electrode 20 using a thick conductive paste is formed on the other side (back side) of each solar battery cell 11, and the adjacent solar battery cell 11 has a plurality of metal wires 22 (diameters). Is formed of a copper wire of about 40 μm), and the metal wire 22 disposed on one side (front side) of the solar cells 11 is electrically connected in series to the other side of the adjacent solar cells 11. Thus, the solar cells 11 arranged side by side are connected in series.

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
例えば、前記実施の形態においては、全てのフィンガー電極の途中、即ち直角に接続された隣り合う金属線の中間位置全てにギャップG(非導通部)を入れたが、隣り合う金属線に接続されるフィンガー電極の中間に規則的に(例えば、1つおき)にギャップGを設けることもできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration thereof can be changed without changing the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the gap G (non-conducting portion) is inserted in the middle of all the finger electrodes, that is, all the intermediate positions of the adjacent metal lines connected at right angles, but connected to the adjacent metal lines. It is also possible to provide gaps G regularly (for example, every other) between the finger electrodes.

また、前記実施の形態においては、太陽電池セルの裏側に透明導電膜を設け、太陽電池セルの表側と同様のフィンガー電極及び金属線を用いることも可能で、これによって両面受光型の光発電装置とすることができる。
また、太陽電池セルの裏側に、透明導電膜を介して又は直接、アルミニウム等の金属膜を形成して、隣り合う光発電装置の金属線を用いて直列に繋ぐこともできる。
Moreover, in the said embodiment, it is also possible to provide a transparent conductive film on the back side of the solar battery cell and use the same finger electrode and metal wire as those on the front side of the solar battery cell. It can be.
Alternatively, a metal film such as aluminum may be formed on the back side of the solar battery cell via a transparent conductive film or directly and connected in series using a metal wire of an adjacent photovoltaic device.

10:光発電装置、11:太陽電池セル、12:n型単結晶シリコン基板、13:真性非晶質シリコン系薄膜層、14:p型非晶質シリコン系薄膜層、15:n型非晶質シリコン系薄膜層、16、17:透明導電膜、18:真性非晶質シリコン系薄膜層、19、20:フィンガー電極、22:金属線、25:低融点半田、26:導電性接着材 10: photovoltaic device, 11: solar cell, 12: n-type single crystal silicon substrate, 13: intrinsic amorphous silicon thin film layer, 14: p type amorphous silicon thin film layer, 15: n type amorphous Silicon thin film layer, 16, 17: transparent conductive film, 18: intrinsic amorphous silicon thin film layer, 19, 20: finger electrode, 22: metal wire, 25: low melting point solder, 26: conductive adhesive

Claims (7)

表面に透明導電膜を備える太陽電池セルと、前記透明導電膜に接して設けられ集電電極となるフィンガー電極と、前記フィンガー電極に直交して配置されインターコネクターとなる複数本の金属線とを有する光発電装置において、
隣り合う前記金属線に接続される一部又は全部の前記フィンガー電極がギャップGを有して配置され、しかも、前記フィンガー電極の高さが0.2〜10μmの範囲にあることを特徴とする光発電装置。
A solar battery cell having a transparent conductive film on the surface, a finger electrode provided in contact with the transparent conductive film and serving as a collecting electrode, and a plurality of metal wires disposed orthogonal to the finger electrode and serving as an interconnector In the photovoltaic device having
A part or all of the finger electrodes connected to the adjacent metal wires are arranged with a gap G, and the height of the finger electrodes is in a range of 0.2 to 10 μm. Photovoltaic generator.
請求項1記載の光発電装置において、前記金属線のピッチPが5〜15mmの範囲にあることを特徴とする光発電装置。 2. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the pitch P of the metal wires is in the range of 5 to 15 mm. 請求項1又は2記載の光発電装置において、隣り合う前記金属線に接続される前記フィンガー電極のギャップGと、前記金属線に沿って配置される前記フィンガー電極の隙間Sは以下の式を満足することを特徴とする光発電装置。
S≧G
3. The photovoltaic device according to claim 1, wherein a gap G between the finger electrodes connected to the adjacent metal wires and a gap S between the finger electrodes arranged along the metal wires satisfy the following expression: A photovoltaic power generation device.
S ≧ G
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光発電装置において、隣り合う前記金属線に接続される前記フィンガー電極のギャップGと、前記金属線のピッチPは以下の式を満足することを特徴とする光発電装置。
G≧0.05P
The photovoltaic device of any one of Claims 1-3 WHEREIN: The gap G of the said finger electrode connected to the said adjacent metal wire, and the pitch P of the said metal wire satisfy | fill the following formula | equation. A photovoltaic power generation device.
G ≧ 0.05P
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光発電装置において、前記太陽電池セルは、中央に配置されるn型単結晶シリコン基板と、該n型単結晶シリコン基板の一側に真性非晶質シリコン系薄膜層を介して接合されるp型非晶質シリコン系薄膜層と、前記n型単結晶シリコン基板の他側に接合されるn型非晶質シリコン系薄膜層と、少なくとも光入射側の最表面側に形成される前記透明導電膜とを有することを特徴とする光発電装置。 5. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the solar battery cell includes an n-type single crystal silicon substrate disposed at a center and an intrinsic non-type on one side of the n-type single crystal silicon substrate. A p-type amorphous silicon thin film layer bonded via an amorphous silicon thin film layer, an n type amorphous silicon thin film layer bonded to the other side of the n type single crystal silicon substrate, and at least light A photovoltaic device comprising the transparent conductive film formed on the outermost surface side on the incident side. 請求項5記載の光発電装置において、前記n型単結晶シリコン基板と前記n型非晶質シリコン系薄膜層の間には、別の真性非晶質シリコン系薄膜層が設けられていることを特徴とする光発電装置。 6. The photovoltaic device according to claim 5, wherein another intrinsic amorphous silicon thin film layer is provided between the n type single crystal silicon substrate and the n type amorphous silicon thin film layer. A photovoltaic power generation device. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光発電装置において、前記太陽電池セルの一側で光入射側に配置されている前記金属線は、隣り合う前記太陽電池セルの他側に電気的に直列に接続されることを特徴とする光発電装置。


The photovoltaic device of any one of Claims 1-6 WHEREIN: The said metal wire arrange | positioned at the light-incidence side by the one side of the said photovoltaic cell is electrically connected to the other side of the said adjacent photovoltaic cell. A photovoltaic power generation apparatus characterized by being connected in series.


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