JP2017069442A

JP2017069442A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2017069442A
Application number: JP2015194696A
Authority: JP
Inventors: 村上　洋平; Yohei Murakami; 洋平村上; 朗通前川; Akimichi Maekawa
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-04-06
Also published as: US20170092789A1; EP3151287A1

Abstract

【課題】遮光ロスを抑制しながら、太陽電池モジュールの直列抵抗を低減する。【解決手段】実施形態の一例である太陽電池モジュール１０は、受光面側に配置され透光性を有する第１保護部材１２と、裏面側に配置される第２保護部材１３と、第１保護部材１２と第２保護部材１３との間に設けられるストリング１９とを備える。ストリング１９は、光電変換部２０の裏面上に互いに略平行になるように形成された複数のフィンガー電極２５をそれぞれ有する複数の太陽電池セル１１と、複数の配線材１５と、複数の金属箔１７とを備える。配線材１５は、各太陽電池セル１１に、複数のフィンガー電極２５と交差する方向に取り付けられ、隣り合う前記太陽電池セル１１同士を接続する。金属箔１７は、光電変換部２０裏面側において、各配線材１５と重ならない位置に互いに間隔をあけて複数のフィンガー電極２５と交差する方向に設けられ、複数の複数のフィンガー電極２５と電気的に接続されている。【選択図】図４

Description

本開示は、太陽電池モジュールに関する。

従来、光電変換部の裏面上に形成された集電極を配線材の上から覆う金属箔を備えた太陽電池モジュールが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、金属箔を設けることにより配線材の厚みを増大させたのと同様の効果が得られ、モジュール化した際の直列抵抗が低減されると記載されている。また、特許文献１には金属箔の寸法はなるべく大きい方が良いと記載されており、金属箔が光電変換部の裏面の略全域を覆って設けられた構成が開示されている。

特開２００５−１６７１５８号公報

ところで、特許文献１に開示された太陽電池モジュールのように光電変換部の裏面の略全域に金属箔を設けた場合は、セルの裏面側から光が入射せず、例えば太陽電池モジュールの裏面側から入射する光を発電に利用できない。また、太陽電池モジュールの受光面側から入射した光がバックシート等により反射しても、金属箔が遮光してしまうため、セルの裏面側に入射することも起こらない。即ち、遮光ロスを抑制しながら、太陽電池モジュールの電極材料の使用量を削減することは重要な課題である。

本開示の一態様である太陽電池モジュールは、受光面側に配置され透光性を有する第１保護部材と、裏面側に配置される第２保護部材と、第１保護部材と第２保護部材との間に設けられるストリングとを備え、ストリングは、光電変換部の裏面上に互いに略平行になるように形成された複数のフィンガー電極をそれぞれ有する複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルに、複数のフィンガー電極と交差する方向に取り付けられ、隣り合う太陽電池セル同士を接続する複数の配線材と、光電変換部の裏面側において、各配線材と重ならない位置に互いに間隔をあけて複数のフィンガー電極と交差する方向に設けられ、複数のフィンガー電極と電気的に接続された複数の金属箔とを備える。

本開示の一態様によれば、光の利用効率が高く、電極材料の使用量を削減できる太陽電池モジュールを提供することができる。

実施形態の一例である太陽電池モジュールの断面図である。実施形態の一例である金属箔付き太陽電池セルの断面図である。実施形態の一例である金属箔付き太陽電池セルを裏面側から見た図であって、配線材が取り付けられた状態を示す図である。図３中のＡＡ線断面図である。図３中のＢＢ線断面図である。実施形態の他の一例である集電極の形成パターンを示す図である。実施形態の他の一例である集電極の形成パターンを示す図である。実施形態の他の一例である金属箔を示す図である。実施形態の他の一例である金属箔を示す図である。実施形態の他の一例である金属箔を示す図である。

以下、実施形態の一例について詳細に説明する。
実施形態の説明で参照する図面は、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。本明細書において「略＊＊」との用語は、略同一を例に説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「端部」の用語は対象物の端およびその近傍を意味するものである。

図１〜図５を参照しながら、実施形態の一例である太陽電池モジュール１０について以下詳細に説明する。図１は、太陽電池モジュール１０の断面図である。図２は、金属箔１７が接合された太陽電池セル１１の断面図であって、集電極と直交する方向にセルを切断した断面を示す。図３は、金属箔１７が接合された太陽電池セル１１を裏面側から見た図であって、配線材１５が取り付けられた状態を示す図である。図３では、フィンガー電極２５が延びる方向をＸ方向、配線材１５が延びる方向をＹ方向とする。

図１に示すように、太陽電池モジュール１０は、集電極（図１では図示せず）をそれぞれ有する複数の太陽電池セル１１と、隣り合う太陽電池セル１１同士を接続する複数の配線材１５とを備える。また、太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル１１の裏面側において、各配線材１５と重ならない位置に互いに間隔をあけて設けられ、複数の集電極と電気的に接続された複数の金属箔１７を備える。詳しくは後述するが、金属箔１７は集電極よりも一般的に低抵抗（高導電性）であるから、金属箔１７を介した低抵抗な導電パスを形成することでモジュールの直列抵抗を低減することができる。また、金属箔１７を設けることにより、集電極を減らして材料コストを削減することが可能となる。

金属箔１７は、遮光ロスを考慮して、太陽電池セル１１の受光面側には設けられず、裏面側のみに設けられる。なお、金属箔１７は太陽電池セル１１の裏面上に設けられているため、金属箔１７は太陽電池セル１１の構成要素であるといえる。本明細書では、金属箔１７が設けられた太陽電池セル１１を金属箔付き太陽電池セル１１という場合がある。本明細書において、光電変換部、太陽電池セル、および太陽電池モジュールの「受光面」とは太陽光が主に入射（５０％超過）する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味する。

太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル１１の受光面側に設けられた第１保護部材１２と、太陽電池セル１１の裏面側に設けられた第２保護部材１３と、各保護部材の間に充填された封止材１４とを備える。複数の太陽電池セル１１は、第１保護部材１２と第２保護部材１３との間に、封止材１４により封止されている。封止材１４は、例えば太陽電池セル１１と第１保護部材１２との間に設けられた第１封止材１４ａと、太陽電池セル１１と第２保護部材１３との間に設けられた第２封止材１４ｂとを含む。太陽電池モジュール１０は、一般的に薄板状又はフィルム状の各構成部材をラミネートして製造される。

第１保護部材１２には、例えばガラス基板、樹脂基板、又は樹脂シート等の透光性を有する部材を用いることができる。これらのうち、耐火性、耐久性等の観点から、ガラス基板を用いることが好ましい。第２保護部材１３には、第１保護部材１２と同じ透明な部材を用いてもよいし、不透明な部材を用いてもよい。例えば、第１保護部材１２にガラス基板が用いられ、第２保護部材１３に樹脂フィルムが用いられる。封止材１４には、例えばオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のαオレフィンとカルボン酸ビニルとの共重合体などが用いられる。

太陽電池モジュール１０は、隣り合う太陽電池セル１１同士が配線材１５で接続されてなるストリングを有する。ストリングとは、列状に配置された複数の太陽電池セル１１が配線材１５によって電気的に接続されたもので、本実施形態では、複数の太陽電池セル１１が配線材１５によって直列接続される。配線材１５は、隣り合う太陽電池セル１１の間で太陽電池モジュール１０の厚み方向に曲がって、一方の太陽電池セル１１の受光面と他方の太陽電池セル１１の裏面とにそれぞれ取り付けられる。配線材１５は、各太陽電池セル１１に複数取り付けられる（後述の図３参照）。本実施形態では、隣り合う太陽電池セル１１同士が３本の配線材１５を用いて接続されている。

配線材１５は、銅、アルミニウム、銀、又はこれらの金属の少なくとも１つを含む合金等の金属から構成される帯状の金属導線である。例えば、配線材１５の幅は１０ｍｍ〜３０ｍｍ、厚みは２０μｍ〜４０μｍである。配線材１５は、太陽電池セル１１の受光面および裏面に半田を用いて取り付けられてもよいが、好ましくは接着剤（図示せず）を用いて取り付けられる。接着剤は、導電性粒子を含有する導電性接着剤、樹脂成分のみから構成される絶縁性接着剤のいずれであってもよいが、少なくとも受光面に適用される接着剤は透明な絶縁性接着剤が好ましい。上記導電性粒子としては、銀、銅、ニッケル等の金属粒子、カーボン、又はこれらの混合物などが例示できる。中でも、銀粒子が好ましい。

図２および図３に示すように、太陽電池セル１１は、太陽光を受光することでキャリアを生成する光電変換部２０と、光電変換部２０の受光面および裏面上にそれぞれ複数形成された集電極とを有する。光電変換部２０の形状は特に限定されないが、例えば八角形状を有していて、言い換えると、４つの角に斜辺が設けられた平面視略正方形状を有する。集電極は、光電変換部２０で発生したキャリアを収集する細線状の電極であって、受光面および裏面上の広範囲に形成されていることが好ましい。集電極により収集されたキャリアは、配線材１５を介して外部に取り出される。

光電変換部２０は、半導体基板２０ａと、当該基板上に形成された非晶質半導体層２０ｂ，２０ｃとを有することが好適である。半導体基板２０ａとしては、結晶系シリコン（ｃ‐Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体ウェーハが例示できる。これらのうち、結晶系シリコンウェーハが好ましく、ｎ型単結晶シリコンウェーハが特に好ましい。好適な光電変換部２０の一例としては、ｎ型単結晶シリコンウェーハの受光面上にｉ型非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコン層が順に形成され、裏面上にｉ型非晶質シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層が順に形成された構造を有するものが挙げられる。

光電変換部２０は、非晶質半導体層２０ｂ，２０ｃ上にそれぞれ形成された透明導電層２１，２４を有することが好適である。透明導電層２１，２４は、例えば酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物に、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）等がドーピングされた透明導電性酸化物から構成される。透明導電層２１，２４は、光電変換部２０の受光面および裏面上において、各面の端部を除く略全域にそれぞれ形成されていることが好ましい。

本実施形態では、光電変換部２０の受光面上に、集電極としてフィンガー電極２２が複数形成されている。光電変換部２０の裏面上には、集電極としてフィンガー電極２５が複数形成されている。各フィンガー電極２２，２５は、透明導電層２１，２４上の広範囲にそれぞれ形成され、いずれも同じ方向に延び、互いに略平行かつ略等間隔で形成されている。集電極は、フィンガー電極に略直交配置されるバスバー電極（図示せず）を有していてもよい。バスバー電極は、例えば互いに略平行かつ略等間隔で複数形成される。透明導電層２１，２４上にバスバー電極が形成される場合、バスバー電極の長手方向に沿ってバスバー電極上に配線材１５が配置される。

フィンガー電極２５は、フィンガー電極２２よりも大面積に形成されることが好ましい。例えば、フィンガー電極２５は、フィンガー電極２２よりも幅広に、かつフィンガー電極２２よりも多く形成される。遮光ロスを抑制しながら集電性を高めるため、フィンガー電極２２はフィンガー電極２５よりも厚く形成される。

集電極は、例えばバインダ樹脂中に上記導電性粒子が分散した構造を有し、光電変換部２０上に導電性ペーストを印刷して形成できる。例えば、導電性粒子が銀粒子である場合、好適な含有量は集電極の総重量に対して６０重量％〜９０重量％である。バインダ樹脂としては、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂、アクリル系樹脂、イミド系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂が例示できる。集電極は、めっき法により形成することもできるが、生産性の観点から好ましくは導電性ペーストを用いた印刷法により形成される。

太陽電池モジュール１０は、上述のように受光面側に配置され透光性を有する第１保護部材１２と、裏面側に配置される第２保護部材１３と、第１保護部材１２と第２保護部材１３との間に設けられるストリング１９とを備える。ストリング１９は、光電変換部２０の裏面上に互いに略平行になるように形成された複数のフィンガー電極２５をそれぞれ有する複数の太陽電池セル１１と、複数の配線材１５と、複数の金属箔１７とを備える。配線材１５は、各太陽電池セル１１に、複数のフィンガー電極２５と交差する方向に取り付けられ、隣り合う前記太陽電池セル１１同士を接続する。金属箔１７は、光電変換部２０裏面側において、各配線材１５と重ならない位置に互いに間隔をあけて複数のフィンガー電極２５と交差する方向に設けられ、複数のフィンガー電極２５と電気的に接続されている。

以下、図４および図５をさらに参照しながら、金属箔１７およびこれに関連する構成について詳説する。図４は図３中のＡＡ線断面図、図５は図３中のＢＢ線断面図である。

図３〜図５に示すように、金属箔１７は、光電変換部２０の裏面を構成する透明導電層２４上に形成された集電極と電気的に接続された金属薄膜であって、各配線材１５と重ならない位置に互いに間隔をあけて複数設けられている。詳しくは後述するが、金属箔１７は接着剤１８を用いて集電極上に接着される。金属箔１７は集電極よりも一般的に低抵抗であるから、金属箔１７を介した低抵抗な導電パスを形成することはモジュールの直列抵抗の低減に大きく寄与し、また集電極を減らして材料コストを削減することができる。

太陽電池モジュール１０の直列抵抗を低減させるためには、配線材１５と重なる位置に金属箔１７を設けることも考えられる。しかし、配線材１５を覆うように金属箔１７を設けた場合は、配線材１５の厚みが集電極の厚みよりも厚いため、光電変換部２０の裏面と金属箔１７との間に大きな空洞（気泡）が存在し易くなる。空洞が存在すると、例えばラミネート工程又はその後のキュア工程で、バックシートの膨れ、封止材１４の剥離等の外観不良などを招く場合がある。また、配線材１５上に金属箔１７を配置するときに、配線材１５に圧力がかかり太陽電池セル１１を損傷させる場合がある。さらに、集電極のうち配線材１５と重なる部分およびその近傍には多くのキャリアが集まるため、集電極を減らすと直列抵抗の低減を十分に図ることが難しくなる。即ち、集電極をあまり減らすことができず材料コストの削減幅が小さくなる。光電変換部２０の裏面と配線材１５との間に金属箔１７を設けた場合は、空洞の発生、太陽電池セル１１の損傷等の問題は起こり難いが、材料コストの大きな削減は難しく、また配線材１５に力が作用したときに金属箔１７が破損し易い等の問題が想定される。

したがって、金属箔１７は、上述の通り光電変換部２０の裏面側において各配線材１５と重ならない位置に設けられる。各金属箔１７は互いに間隔をあけて配置されており、太陽電池セル１１の裏面において各金属箔１７が存在しない領域には集電極の間から光電変換部２０の裏面（透明導電層２４）が露出している。このため、太陽電池セル１１の裏面側からの光の入射が可能となり、遮光ロスを抑制しながら、直列抵抗の低減と材料コストの削減を図ることができる。

金属箔１７は、各配線材１５の間に少なくとも１つずつ設けられることが好適である。図３に示す例では、３本の配線材１５が互いに略等間隔で略平行に配置されている。具体的には、１本の配線材１５が太陽電池セル１１の裏面のＸ方向中央部に取り付けられ、残り２本の配線材１５がＸ方向中央部とＸ方向両端部との間にそれぞれ取り付けられている。さらに、金属箔１７は配線材１５と光電変換部２０の端部との間に少なくとも１つずつ設けられることが好ましい。図３に示す例では、各配線材１５の間に位置する２箇所と、Ｘ方向両側の２本の配線材１５と光電変換部２０の両端部との間の２箇所に、金属箔１７が１つずつ合計４つ設けられている。金属箔１７は、例えば太陽電池セル１１の裏面上に取り付けられる配線材１５の数よりも１つ多く設けられる。

本実施形態では、帯状に形成された金属箔１７が、フィンガー電極２５と略直交した状態で設けられている。金属箔１７は、配線材１５の長手方向に沿ったＹ方向に長く延び、Ｙ方向に並んだ全てのフィンガー電極２５上を覆って当該各電極と電気的に接続されている。金属箔１７は、短絡防止を考慮すると、光電変換部２０の裏面上の端部を越えないように設けられることが好ましい。金属箔１７は、例えば幅Ｗ₁₇が略一定の細長い長方形状であるが、金属箔の形状はこれに限定されない（後述の図９，１０参照）。

各金属箔１７は、互いに略同一形状、略同一寸法を有していてもよく、互いに異なった形状、異なった寸法を有していてもよい。図３に示す例では、金属箔１７の形状および長手方向長さ（Ｙ方向長さ）は互いに略同一である。一方、複数の金属箔１７の一部で幅（Ｘ方向長さ）が異なっており、各配線材１５の間に配置された２つの金属箔１７の幅は、配線材１５と光電変換部２０の端部との間に配置された２つの金属箔１７の幅よりも広い。金属箔１７の幅Ｗ₁₇は、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍである。各金属箔１７の間には、例えば金属箔１７の略１枚分の間隔が設けられている。

金属箔１７は、例えばアルミニウム、銅、銀、ニッケル、又はこれらを主成分とする合金から構成される金属薄膜である。材料コストと導電性を考慮すると、アルミニウム又はアルミニウム合金製の金属箔１７を用いることが好ましい。金属箔１７の厚みは特に限定されないが、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ〜３０μｍである。

金属箔１７は、接着剤１８を用いてフィンガー電極２５上に接着されることが好ましい（図４，５参照）。接着剤１８は、上記導電性粒子を含有する導電性接着剤、樹脂成分のみから構成される絶縁性接着剤のいずれであってもよく、またフィルム状に成形された接着剤、液状接着剤のいずれであってもよい。金属箔１７には、例えば一方の面上に接着剤１８の層が予め形成された接着剤層付き金属箔を用いることができる。

接着剤１８の好適な樹脂成分としては、オレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のαオレフィンとカルボン酸ビニルとの共重合体などが挙げられる。接着剤１８には、封止材１４と同種の樹脂を用いてもよい。接着剤１８には、光電変換部２０を透過した光を反射させて光電変換部２０に再入射させるため、酸化チタン等の白色顔料が含有されていてもよい。

接着剤１８として絶縁性接着剤を用いる場合、フィンガー電極２５と金属箔１７との間には両者の電気的接続に支障がない程度の接着剤１８の薄膜が形成される。接着剤１８として導電性接着剤を用いる場合は、絶縁性接着剤を用いる場合に比べてフィンガー電極２５と金属箔１７との間に介在する接着剤１８は厚くてもよい。接着剤１８は、例えばフィンガー電極２５と金属箔１７との間から押し出され、フィンガー電極２５の一部は接着剤１８を介することなく金属箔１７と接触し、また透明導電層２４と金属箔１７との間には多くの接着剤１８が存在する。接着剤１８は、各フィンガー電極２５の間隙において透明導電層２４と金属箔１７との間に隙間なく充填されていることが好ましい。

フィンガー電極２５は、光電変換部２０の裏面のうち金属箔１７に覆われた第１領域Ｚ１および第１領域Ｚ１以外の領域である第２領域Ｚ２にそれぞれ形成されている。第１領域Ｚ１におけるフィンガー電極２５の面密度と、第２領域Ｚ２におけるフィンガー電極２５の面密度とは略同一であってもよい。この場合、例えば第２領域Ｚ２に形成される全てのフィンガー電極２５が第１領域Ｚ１を幅方向に横切って形成される。フィンガー電極２５（集電極）の面密度とは、対象領域（例えば、第１領域Ｚ１）の総面積あたりの当該領域に形成された集電極の総重量を意味する。

第１領域Ｚ１におけるフィンガー電極２５の面密度（以下、「第１面密度」という場合がある）は、第２領域Ｚ２におけるフィンガー電極２５の面密度（以下、「第２面密度」という場合がある）よりも小さいことが好ましい。第１面密度を小さくすれば、例えば導電性ペーストの使用量が減り、材料コストを削減することができる。第１領域Ｚ１での導電性ペーストの使用量を減らすと、第１領域Ｚ１でのフィンガー電極２５の連続性が損なわれる可能性が生じる。しかし、本実施形態では金属箔１７が設けられているため、第１領域Ｚ１でフィンガー電極２５の連続性が損なわれても、金属箔１７によってバスバー電極への電気的接続が維持される。

図３に示す例では、第１領域Ｚ１の総面積（Ａ１）に対する当該領域に形成されたフィンガー電極２５の総面積（ａ１）の比（ａ１／Ａ１）が、第２領域Ｚ２の総面積（Ａ２）に対する当該領域に形成されたフィンガー電極２５の総面積（ａ２）の比（ａ２／Ａ２）よりも小さくなっている。フィンガー電極２５の一部はＸ方向一方側の第２領域Ｚ２から第１領域Ｚ１を幅方向に横切ってＸ方向他方側の第２領域Ｚ２まで連続して形成されているが、残りの一部はフィンガー電極２５ａ，２５ｂに分断されている。フィンガー電極２５ａ，２５ｂは、例えば同一直線上に形成されている。各フィンガー電極２５は、例えばフィンガー電極２５ａ，２５ｂを含む全てにおいて略同一の幅、略同一の厚みを有している。

なお、全てのフィンガー電極２５を透明導電層２４上のＸ方向一端部からＸ方向他端部まで連続して形成すると、製造過程等でフィンガー電極２５が収縮したときに太陽電池セル１１が電極面積の大きな裏面側に反り易い。フィンガー電極２５の少なくとも一部が第１領域Ｚ１で分断された構成とすれば、太陽電池セル１１の反りの発生を抑制しながら、材料コストを削減することができる。

フィンガー電極２５ａはＸ方向一方側の第２領域Ｚ２から第１領域Ｚ１の幅方向一端部に亘って、フィンガー電極２５ｂはＸ方向他方側の第２領域Ｚ２から第１領域Ｚ１の幅方向他端部に亘ってそれぞれ形成されている。そして、金属箔１７の幅方向両端部には、フィンガー電極２５ａ，２５ｂの長手方向端部が複数接続されている。換言すると、金属箔１７はフィンガー電極２５ａ，２５ｂの長手方向端部上に重なった状態で設けられており、フィンガー電極２５ａ，２５ｂは金属箔１７を介して電気的に接続されている。

第２領域Ｚ２に形成されたフィンガー電極２５は、例えば３本に１本の割合、即ち１／３が第１領域Ｚ１を幅方向に横切って形成される。第１領域Ｚ１は、バスバー電極から最も離れた領域であるため、ここで発生するキャリアの収集効率は、第２領域Ｚ２でのキャリアの収集効率より低い。第１領域Ｚ１を幅方向に横切るフィンガー電極２５の割合を１／２以下とし、第１面密度を第２面密度の略１／２にすると、太陽電池セル１１の変換効率は低下するものの、フィンガー電極２５の形成に使用される材料を減らすことができる。したがって、単位出力あたりの太陽電池セル１１の製造コストを低くすることができる。フィンガー電極２５の形成に銀を含む導電性ペーストが用いられる場合には、特にこの効果が現れる。第１領域Ｚ１のフィンガー電極２５には分断された領域が形成されるが、金属箔１７を設けることによって、第１領域Ｚ１でのフィンガー電極２５の電気的接続も維持される。

上記構成を備えた太陽電池モジュール１０によれば、配線材１５と重ならない位置に複数の集電極と電気的に接続された金属箔１７を設けて導電パスを形成することで、単位出力あたりの太陽電池セル１１の製造コストを低くすることができる。また、太陽電池モジュール１０では、ラミネート工程又はその後のキュア工程においてバックシートの膨れ、封止材１４の剥離等の外観不良などの問題を発生し難くすることが可能である。

また、太陽電池モジュール１０では、光電変換部２０の裏面側に互いに間隔をあけて複数の金属箔１７を設けることで、太陽電池セル１１の裏面側からの受光が可能となり、遮光ロスを抑制しながら単位出力あたりの太陽電池セル１１の製造コストを削減できる。太陽電池モジュール１０によれば、例えばモジュールの裏面側から入射する光、またモジュールの受光面側から入射してバックシート等により反射した光を発電に利用することができる。

図６〜図１０は、実施形態の他の一例を説明するための図である。図６および図７は、金属箔付き太陽電池セル１１Ａ，１１Ｂを裏面側から見た図であって、一部を拡大して示している。図６および図７では、説明の便宜上、金属箔１７を想像線で示す。また、フィンガー電極２５が延びる方向をＸ方向、配線材１５が延びる方向をＹ方向とする。

図６に示すように、太陽電池セル１１Ａは、第１領域Ｚ１に形成されたフィンガー電極２５Ａが、第２領域Ｚ２に形成されたフィンガー電極２５Ａより細線化されている点で、太陽電池セル１１と異なる。図６に示す例では、第１領域Ｚ１に形成される全てのフィンガー電極２５Ａが細線化されているが、一部のフィンガー電極２５Ａだけが細線化されていてもよい。金属箔１７を設けることにより、フィンガー電極２５Ａを細線化して第１面密度を小さくしても、モジュールの直列抵抗を低減させることが可能であり、導電性ペーストの使用量を減らして材料コストを削減することができる。

フィンガー電極２５Ａは、太線部２６ａ，２６ｂおよび細線部２６ｃを含む。太線部２６ａはＸ方向一方側の第２領域Ｚ２から第１領域Ｚ１の幅方向一端部に亘って、太線部２６ｂはＸ方向他方側の第２領域Ｚ２から第１領域Ｚ１の幅方向他端部に亘ってそれぞれ形成されている。細線部２６ｃは、第１領域Ｚ１において太線部２６ａ，２６ｂを接続している。太線部２６ａ，２６ｂのＹ方向の幅は、細線部２６ｃのＹ方向の幅より小さい。また、金属箔１７の幅方向両端部には太線部２６ａ，２６ｂの長手方向端部が複数接続されており、細線部２６ｃも金属箔１７と電気的に接続されている。例えば、キャリアの一部は太線部２６ａから金属箔１７を介して太線部２６ｂに移動し、残りの一部は太線部２６ａから細線部２６ｃを介して太線部２６ｂに移動する。

フィンガー電極２５Ａをスクリーン印刷で形成する場合、Ｙ方向の幅を小さくするとフィンガー電極２５Ａの一部の断面積が小さくなって高抵抗領域が形成されるか、或いはフィンガー電極２５Ａの一部に分断した領域が形成される場合がある。金属箔１７を設けない場合、フィンガー電極２５Ａに高抵抗領域又は分断した領域が形成されると、光電変換部２０で発生したキャリアの収集効率が低下する。図６に示した例では、フィンガー電極２５Ａに高抵抗領域又は分断した領域が形成されても、金属箔１７によって電気的な接続が維持されるため、光電変換部２０で発生したキャリアの収集効率の低下を抑制できる。フィンガー電極２５Ａの形成に銀を含む導電性ペーストが用いられる場合には、図６に示した例を適用することにより、高価な銀を含む導電性ペーストの使用量を低減することができる。したがって、図６に示した例を適用することによって、導電性ペーストの使用量を低減しつつ、光電変換部２０で発生したキャリアの収集効率の低下を抑制することができる。

なお、図６に示す例では、第２領域Ｚ２での太線部２６ａ，２６ｂの幅が一定であって、第１領域Ｚ１での細線部２６ｃの幅が一定である例を示した。太線部２６ａ，２６ｂおよび細線部２６ｃでの幅は一定でなくてもよく、例えばフィンガー電極２５Ａが太線部２６ａ，２６ｂから細線部２６ｃに向かって連続的に幅が小さくなる構成でもよいし、段階的に小さくなる構成でもよい。

図７に示すように、太陽電池セル１１Ｂは、太陽電池セル１１と同様に、第１領域Ｚ１で分断されたフィンガー電極２５Ｂを備える。図７に示す例では、フィンガー電極２５Ｂの全てがフィンガー電極２７ａ，２７ｂに分断されている。フィンガー電極２７ａ，２７ｂは、同一直線上に形成され、金属箔１７の幅方向両端部にそれぞれ接続されている。第１領域Ｚ１には、フィンガー電極２７ａ，２７ｂとつながらず、金属箔１７と電気的に接続された補助電極２７ｃが複数形成されている。図７に示す例では、フィンガー電極２７ａ，２７ｂと同様に、島状に形成された補助電極２７ｃをＸ方向に沿った細線状の集電極としている。Ｘ方向に並んだ補助電極２７cとフィンガー電極２７ａ，２７ｂとの分断の間隔は、Ｙ方向に隣接する２本のフィンガー電極２５Ｂの間隔と同程度であることが好ましい。図７に示した例においても、図６に示した例を適用した場合と同様に、導電性ペーストの使用量を低減しつつ、光電変換部２０で発生したキャリアの収集効率の低下を抑制することができる。

なお、図７に示す例では、フィンガー電極２７ａ，２７ｂと略同一幅を有する補助電極２７ｃが、フィンガー電極２７ａ，２７ｂと同一直線上に形成されているが、補助電極２７ｃの配置、個数、寸法等は特に限定されない。

図８〜図１０は、集電極上に配置された金属箔１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅをそれぞれ示す図である。

図８に示すように、金属箔１７Ｃには、複数の貫通孔３０が形成されている点で、金属箔１７と異なる。光電変換部２０の裏面と金属箔１７Ｃとの間に空洞（気泡）が存在すると、上述のようにラミネート工程又はその後のキュア工程で、バックシートの膨れ、封止材１４の剥離等の外観不良、セルリークなどを招く場合がある。貫通孔３０は、空気抜きのための孔として機能し、かかる空洞の発生をより確実に抑制する。

金属箔１７Ｃには、略真円形状の貫通孔３０が金属箔１７Ｃの幅方向両側にそれぞれ複数形成されている。複数の貫通孔３０は、金属箔１７Ｃの長手方向に沿って略等間隔で、かつ金属箔１７Ｃの幅方向に並ばず千鳥状に形成されている。貫通孔３０は、例えば各フィンガー電極２５の間隔よりも小さな直径を有し、各フィンガー電極２５と重ならないように配置されてもよい。なお、貫通孔３０の形状、配置等は図８に示すものに限定されない。

図９に示す例では、フィンガー電極２５が延びる方向と略直交する方向に沿って複数の金属箔１７Ｄが１列に並んで配置されている。各金属箔１７Ｄは、フィンガー電極２５が延びる方向にやや長くなった略矩形形状を有する。この場合は、１つの金属箔１７Ｄの寸法を小さくすることにより、上記空洞の発生を抑制している。なお、金属箔１７Ｄの形状、個数、配置等は図９に示すものに限定されない。また、各金属箔１７Ｄは互いに連結されていてもよい。

図１０に示すように、金属箔１７Ｅには、金属箔１７Ａと同様に、空気抜き孔として機能する複数の貫通孔３１が形成されている。複数の貫通孔３１は、金属箔１７Ｅの幅方向および長手方向にそれぞれ並び、略矩形形状に形成されている。金属箔１７Ｅは、金属箔１７Ａと同様の幅および長さを有するが、金属箔１７Ｅの端部には複数の凹部３２が形成されており、金属箔１７Ｅは全体的に格子状に形成されている。

１０太陽電池モジュール、１１，１１Ａ，１１Ｂ太陽電池セル、１２第１保護部材、１３第２保護部材、１４封止材、１４ａ第１封止材、１４ｂ第２封止材、１５配線材、１８接着剤、１７，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ金属箔、２０光電変換部、２０ａ半導体基板、２０ｂ，２０ｃ非晶質半導体層、２１，２４透明導電層、２２，２５，２５ａ，２５ｂ，２５Ａ，２５Ｂ，２７ａ，２７ｂフィンガー電極、２７ｃ補助電極、３０，３１貫通孔、３２凹部、Ｚ１第１領域、Ｚ２第２領域

Claims

受光面側に配置され透光性を有する第１保護部材と、
裏面側に配置される第２保護部材と、
前記第１保護部材と前記第２保護部材との間に設けられるストリングと、
を備え、前記ストリングは、
光電変換部の裏面上に互いに略平行になるように形成された複数のフィンガー電極をそれぞれ有する複数の太陽電池セルと、
前記各太陽電池セルに、前記複数のフィンガー電極と交差する方向に取り付けられ、隣り合う前記太陽電池セル同士を接続する複数の配線材と、
前記光電変換部の前記裏面側において、前記各配線材と重ならない位置に互いに間隔をあけて前記複数のフィンガー電極と交差する方向に設けられ、前記複数のフィンガー電極と電気的に接続された複数の金属箔と、
を備えた、太陽電池モジュール。
前記金属箔は、前記各配線材の間に少なくとも１つずつ設けられている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記金属箔は、前記配線材と前記光電変換部の端部との間に少なくとも１つずつ設けられている、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
前記フィンガー電極は、前記光電変換部の前記裏面のうち前記金属箔に覆われた第１領域および第１領域以外の領域である第２領域にそれぞれ形成され、
前記第１領域における前記フィンガー電極の面密度が、前記第２領域における前記フィンガー電極の面密度よりも小さい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
前記第１領域に形成された前記フィンガー電極の前記配線材の長手方向に沿った幅は、前記第２領域に形成された前記フィンガー電極の前記配線材の長手方向に沿った幅より小さい、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
前記第１領域において、前記フィンガー電極は分断され、
前記第１領域において、前記フィンガー電極が分断された領域に島状に補助電極が形成され、
前記フィンガー電極と前記補助電極とは、前記金属箔によって電気的に接続される、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
前記金属箔は、帯状に形成されると共に、前記集電極と略直交した状態で設けられ、
前記金属箔の幅方向両端部には、前記集電極の長手方向端部が複数接続されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
前記第１領域に形成された前記集電極の少なくとも一部は、前記第２領域に形成された前記集電極よりも細線化されている、請求項４〜７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
前記金属箔には、複数の貫通孔が形成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。