JP2018074125A - Solar battery cell, solar battery module, and method for manufacturing solar battery cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池セル、太陽電池セルを備える太陽電池モジュール及び太陽電池セルの製造方法に関する。 The present invention relates to a solar battery cell, a solar battery module including the solar battery cell, and a method for manufacturing the solar battery cell.
従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、太陽電池セル及び太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの開発が進められている。太陽電池セル及び太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、無尽蔵の太陽光を直接電気に変換できることから、また、化石燃料による発電と比べて環境負荷が小さくクリーンであることから、新しいエネルギー源として期待されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, solar cells and solar cell modules using solar cells have been developed as photoelectric conversion devices that convert light energy into electrical energy. Solar cells and solar cell modules using solar cells can convert inexhaustible sunlight directly into electricity, and are environmentally friendly and less clean than fossil fuel power generation. Expected.
例えば、特許文献1では、光電変換効率を向上させる太陽電池セル及び太陽電池モジュールが開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1の太陽電池セルでは、太陽電池セルに応力が加わった場合、その応力が集中する位置(応力集中位置)が考慮されていない。つまり、特許文献1の太陽電池セルでは、応力集中位置を制御することできない。そのため、応力集中位置によっては太陽電池セル内において電気的に分割される領域が発生し、それにより太陽電池セルの出力が低下してしまう。また、太陽電池セルを複数備える太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルの出力が低下することにより、太陽電池モジュールの出力が低下してしまう。
However, in the solar cell of
そこで、本発明は、太陽電池セルに応力が加わった場合でも、その応力集中位置を制御することにより、出力の低下を抑制することができる太陽電池セル等を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a solar battery cell or the like that can suppress a decrease in output by controlling the stress concentration position even when stress is applied to the solar battery cell.
上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池セルの一態様は、結晶性を有するシリコン基板と、前記シリコン基板の第1主面に設けられ、前記シリコン基板上の受光領域で発生した受光電荷を集電する複数本のフィンガー電極と、前記フィンガー電極と直交して設けられ、前記シリコン基板上の受光領域で発生した受光電荷を集電するn本(nは2以上の整数)の配線と、前記第1主面及び前記第1主面と背向する第2主面の少なくとも一方に形成されている1以上の凹部とを備え、前記1以上の凹部のそれぞれは、太陽電池セルに対する平面視において、最外部にある2本の前記配線のうちの一方の配線を延伸した直線及び他方の配線を延伸した直線で挟まれた領域に形成されている。 In order to achieve the above object, one aspect of a solar cell according to the present invention is provided in a silicon substrate having crystallinity and a first main surface of the silicon substrate, and is generated in a light receiving region on the silicon substrate. A plurality of finger electrodes for collecting received light charges and n (n is an integer of 2 or more) provided to be orthogonal to the finger electrodes and for collecting received light charges generated in the light receiving region on the silicon substrate Wiring and one or more recesses formed in at least one of the first main surface and the second main surface facing away from the first main surface, each of the one or more recesses being a solar battery cell In plan view, the outermost two wirings are formed in a region sandwiched between a straight line obtained by extending one wiring and a straight line obtained by extending the other wiring.
また、本発明に係る太陽電池モジュールの一態様は、複数の太陽電池セルと、隣り合う前記太陽電池セルを電気的に接続する配線部材とを備える太陽電池モジュールであって、前記複数の太陽電池セルのうちの少なくとも1つは上記に記載の太陽電池セルである。 Moreover, one aspect of the solar cell module according to the present invention is a solar cell module including a plurality of solar cells and a wiring member that electrically connects the adjacent solar cells, and the plurality of solar cells. At least one of the cells is a solar cell as described above.
また、本発明に係る太陽電池セルの製造方法の一態様は、上記に記載の太陽電池セルの製造方法であって、レーザ加工により前記凹部を形成する工程を含む。 Moreover, the one aspect | mode of the manufacturing method of the photovoltaic cell which concerns on this invention is a manufacturing method of the photovoltaic cell as described above, Comprising: The process of forming the said recessed part by laser processing is included.
本発明に係る太陽電池セル等によれば、太陽電池セルに応力が加わった場合でも、出力の低下を抑制することができる。 According to the solar cell etc. which concern on this invention, even when stress is added to the photovoltaic cell, the fall of an output can be suppressed.
以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池セル及び当該太陽電池セルを備える太陽電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置、接続形態及び工程等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Below, the photovoltaic cell which concerns on embodiment of this invention, and a photovoltaic module provided with the said photovoltaic cell are demonstrated in detail using drawing. Each of the embodiments described below shows a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement of components, connection modes, processes, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements.
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily shown strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same structure, The overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified.
本明細書において、「略**」との記載は実質的に**と認められるものを含む意図であり、例えば「略平行」を例に挙げて説明すると、完全に平行はもとより、実質的に平行と認められるものを含む意図である。 In the present specification, the description of “substantially **” is intended to include what is substantially recognized as **. For example, when “substantially parallel” is described as an example, It is intended to include things that are recognized as parallel to.
また、各図において、Z軸方向は、太陽電池モジュールの主面、及び、太陽電池セルの主面に垂直な方向である。X軸方向及びY軸方向は互いに直交し、かつ、いずれもZ軸方向に直交する方向である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視」とは、Z軸方向から見ていることを意味する。 Moreover, in each figure, a Z-axis direction is a direction perpendicular | vertical to the main surface of a solar cell module and the main surface of a photovoltaic cell. The X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other, and both are directions orthogonal to the Z-axis direction. For example, in the following embodiments, “plan view” means viewing from the Z-axis direction.
(実施の形態1)
以下、図1〜図6を用いて、実施の形態1を説明する。
(Embodiment 1)
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
[1.太陽電池モジュールの概略構成]
まず、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの概略構成の一例について、図1及び図2を用いて説明する。
[1. Schematic configuration of solar cell module]
First, an example of a schematic configuration of the solar cell module according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール1の概略平面図である。図2は、図1のII−II線における本実施の形態に係る太陽電池モジュール1の断面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a
図1及び図2に示すように、太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池セル10と、タブ配線20と、表面保護部材30と、裏面保護部材40と、充填部材50と、フレーム60とを備える。太陽電池モジュール1は、表面保護部材30と裏面保護部材40との間に、複数の太陽電池セル10が充填部材50で封止された構造となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、太陽電池モジュール1の平面視形状は、例えば、略長方形状である。
As shown in FIG. 1, the planar view shape of the
以下、太陽電池モジュール1の各構成部材について、図1及び図2を参照しながら、図3、図4A及び図4Bを用いて、さらに詳細に説明する。
Hereinafter, each component of the
[1−1.太陽電池セル]
太陽電池セル10は、太陽光等の光を電力に変換する光電変換素子(光起電力素子)である。図1に示すように、太陽電池セル10は、同一平面において行列状(マトリクス状)に複数枚配列されている。
[1-1. Solar cell]
The
直線状に配列された複数の太陽電池セル10は、隣り合う2つの太陽電池セル10同士がタブ配線20によって連結されてストリング(セルストリング)を構成している。1つのストリング10S内の複数の太陽電池セル10は、タブ配線20によって電気的に接続され、直列接続されている。
The plurality of
なお、各ストリング10Sは、タブ配線20を介して他の配線(不図示)に接続されている。これにより、複数のストリング10Sが直列接続又は並列接続されてセルアレイが構成される。
Each
図1に示すように、複数の太陽電池セル10は、行方向及び列方向に隣り合う太陽電池セル10との間に隙間をあけて配置されている。この隙間には、例えば、光反射部材(不図示)が配置されてもよい。これにより、太陽電池セル10間の隙間領域に入射した光は、光反射部材の表面で反射する。この反射光は、表面保護部材30と太陽電池モジュール1の外部空間との界面で再び反射され、太陽電池セル10上へ再配光される。よって、太陽電池モジュール1全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
As shown in FIG. 1, the plurality of
本実施の形態において、太陽電池セル10の平面視形状は、略矩形状である。例えば、太陽電池セル10は、125mm角の正方形の角が欠けた形状である。また、例えば、シリコン基板10dの厚みは150μm以下である。
In this Embodiment, the planar view shape of the
図3は、本実施の形態に係る太陽電池セル10の一例を示す断面図である。また、図4Aは、本実施の形態に係る太陽電池セル10に形成されている凹部90の一例を示す平面図である。なお、図3は、図4AのIII―III線における断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the
図3に示すように、太陽電池セル10は、半導体pn接合を基本構造としており、一例として、n型の半導体基板であるn型単結晶シリコン基板10dと、n型単結晶シリコン基板10dの一方の主面側に順次形成された、p型非晶質シリコン層10b及びp側電極10aと、n型単結晶シリコン基板10dの他方の主面側に順次形成された、n型非晶質シリコン層10e及びn側電極10fとによって構成されている。p側電極10a及びn側電極10fは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極である。
As shown in FIG. 3, the
また、n型単結晶シリコン基板10dとp型非晶質シリコン層10bとの間、及び、n型単結晶シリコン基板10dとn型非晶質シリコン層10eとの間にはパッシベーション層であるi型非晶質シリコン層10cが設けられている。これにより、発生したキャリアが再結合することを抑制できる。よって、太陽電池モジュール1の光電変換効率を向上させることができる。なお、パッシベーション層は、i型非晶質シリコン層10cに限定されず、酸化シリコン層又は窒化シリコン層等でもよいし、設けられなくてもよい。
Further, i is a passivation layer between the n-type single
また、太陽電池セル10を構成する結晶性シリコン基板は単結晶シリコン基板(n型単結晶シリコン基板、又は、p型単結晶シリコン基板)に限定されず、多結晶シリコン基板でもよい。以降の説明において、結晶性シリコン基板が、n型単結晶シリコン基板(以降、シリコン基板10dと呼ぶ)である場合について説明する。
The crystalline silicon substrate constituting the
なお、上記ではヘテロ接合型の太陽電池セルについて説明したが、太陽電池セル10はヘテロ接合型に限定されない。例えば、太陽電池セル10は単結晶シリコン型又は多結晶シリコン型等の結晶シリコン型の太陽電池セルでもよい。
Although the heterojunction solar cell has been described above, the
本実施の形態において、太陽電池セル10は、p側電極10aが太陽電池モジュール1の主受光面側となるように配置されているが、これに限定されない。例えば、n側電極10fが太陽電池モジュール1の主受光面側となるように配置されてもよい。また、太陽電池モジュール1が片面受光方式である場合には、裏面側に位置する電極は透明である必要はなく、例えば反射性を有する金属電極であってもよい。
In this Embodiment, although the
各太陽電池セル10において、表面は表面保護部材30側の面であり、裏面は裏面保護部材40側の面である。図2に示すように、太陽電池セル10には、表面集電極11と裏面集電極12とが形成されている。表面集電極11は、太陽電池セル10の表面側電極(例えばp側電極10a)に電気的に接続される。裏面集電極12は、太陽電池セル10の裏面側電極(例えばn側電極10f)に電気的に接続される。
In each
表面集電極11及び裏面集電極12の各々は、例えば、タブ配線20の延設方向と直交するように直線状に形成された複数本のフィンガー電極70と、これらのフィンガー電極70に接続されるとともにフィンガー電極70に直交する方向(タブ配線20の延設方向)に沿って直線状に形成された複数本のバスバー電極80とによって構成されている。バスバー電極80の本数は、例えば、タブ配線20と同数であり、本実施の形態では、3本である。なお、バスバー電極80の本数は3本に限定されず、2本以上であればよい。また、表面集電極11及び裏面集電極12は、互いに同じ形状となっているが、これに限定されない。また、バスバー電極80は、配線の一例である。
Each of the front
このように構成される太陽電池セル10は、表面及び裏面の両方が受光面となる。太陽電池セル10に光が入射すると太陽電池セル10の光電変換部でキャリアが発生する。発生したキャリアは、表面集電極11及び裏面集電極12で収集されてタブ配線20に流れ込む。このように、表面集電極11及び裏面集電極12を設けることで、太陽電池セル10で発生したキャリアを外部回路に効率的に取り出すことができる。
As for the
なお、シリコン基板10dの表面には、複数の角錐が2次元状に配置されたテクスチャ構造と呼ばれる微細な凹凸が形成されていてもよい。両面が受光面である太陽電池セル10では、シリコン基板10dの表面及び裏面にテクスチャ構造が形成されていてもよい。これにより、太陽電池セル10の表面又は裏面で反射した反射光が当該太陽電池セル10を備える太陽電池モジュール1の外部に出射されることを低減できる。つまり、太陽電池セル10内部への入射光が増加するので、太陽電池セル10の発電効率が向上する。例えば、テクスチャ構造は、シリコン基板10dの表面を異方性エッチングすることにより形成される。テクスチャ構造の深さ(頂部と谷部とで規定される深さ)は、例えば、1μm以上10μm以下である。
Note that fine irregularities called a texture structure in which a plurality of pyramids are two-dimensionally arranged may be formed on the surface of the
[1−2.タブ配線(インターコネクタ)]
図1及び図2に示すように、タブ配線20(インターコネクタ)は、ストリング10Sにおいて、隣り合う2つの太陽電池セル10同士を電気的に接続する。図1に示すように、本実施の形態では、隣り合う2つの太陽電池セル10は、互いに略平行に配置された3本のタブ配線20によって接続されている。図2に示すように、各タブ配線20については、タブ配線20の一端部が、隣り合う2つの太陽電池セル10のうちの一方の太陽電池セル10の表面に配置され、タブ配線20の他端部が、隣り合う2つの太陽電池セル10のうちの他方の太陽電池セル10の裏面に配置されている。各タブ配線20は、隣り合う2つの太陽電池セル10において、一方の太陽電池セル10の表面集電極11と、他方の太陽電池セル10の裏面集電極12とを電気的に接続している。例えば、タブ配線20と、太陽電池セル10の表面集電極11及び裏面集電極12のバスバー電極80とは、ハンダ材等の導電性を有する接着剤や、樹脂接着材で接合されている。タブ配線20と太陽電池セル10の表面集電極11及び裏面集電極12のバスバー電極80とを樹脂接着材で接合する場合、樹脂接着材は導電性粒子を含んでもよい。なお、タブ配線20は、配線部材の一例である。
[1-2. Tab wiring (interconnector)]
As shown in FIG.1 and FIG.2, the tab wiring 20 (interconnector) electrically connects two adjacent
本実施の形態では、バスバー電極80は3本形成されている。図4Aに示すように、3本のバスバー電極80のそれぞれにおいて、タブ配線20が接合される。なお、図4Aでは、タブ配線20を破線で示しており、タブ配線20がバスバー電極80に重なって接合されていることを示している。
In the present embodiment, three
タブ配線20は、長尺状の導電性配線であって、例えば、リボン状の金属箔である。タブ配線20は、例えば、銅箔や銀箔等の金属箔の表面全体を半田や銀等で被覆したものを所定の長さに短冊状に切断することによって作製することができる。
The
[1−3.表面保護部材、裏面保護部材]
表面保護部材30は、太陽電池セル10の表面側に配設されており、太陽電池モジュール1の内部(太陽電池セル10等)を、風雨や外部衝撃等の外部環境から保護する。この観点から表面保護部材30は、例えば、透光性及び遮水性を有するガラス、フィルム状又は板状の硬質の透光性及び遮水性を有する硬質の樹脂部材などを用いることができる。
[1-3. Surface protection member, back surface protection member]
The
裏面保護部材40は、太陽電池セル10の裏面側に配設されており、太陽電池モジュール1の内部を外部環境から保護する。裏面保護部材40は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂材料からなるフィルム状や板状の樹脂シートを用いることができる。なお、太陽電池モジュール1が片面受光方式である場合には、裏面保護部材40は、不透光の板体又はフィルムとしてもよい。
The back
[1−4.充填部材]
表面保護部材30及び裏面保護部材40の間には充填部材50が充填されている。表面保護部材30及び裏面保護部材40と太陽電池セル10とは、この充填部材50によって接着されて固定されている。本実施の形態において、充填部材50は、表面保護部材30と裏面保護部材40との間を埋めるように充填されている。
[1-4. Filling member]
A filling
図2に示すように、充填部材50は、表面充填部材51と裏面充填部材52とによって構成されている。表面充填部材51及び裏面充填部材52の各々は、マトリクス状に配置された複数の太陽電池セル10を覆っている。
As shown in FIG. 2, the filling
複数の太陽電池セル10は、例えばシート状の表面充填部材51と裏面充填部材52とで挟み込まれた状態でラミネート処理(ラミネート加工)を行うことで充填部材50によって全体が覆われる。
The plurality of
ラミネート処理前の表面充填部材51は、例えば、エチレンビニールアセテート(EVA)又はポリオレフィン等の透光性を有する樹脂材料によって構成された樹脂シートであり、複数の太陽電池セル10と表面保護部材30との間に配置される。
The
ラミネート処理前の裏面充填部材52は、例えばEVA又はポリオレフィン等の樹脂材料によって構成された樹脂シートであり、複数の太陽電池セル10と裏面保護部材40との間に配置される。なお、太陽電池モジュール1が片面受光方式である場合には、裏面充填部材52は、透光性材料に限るものではなく、黒色材料又は白色材料等の着色材料によって構成されてもよい。
The back
[1−5.フレーム]
フレーム60は、太陽電池モジュール1の周縁端部を覆う外枠である。フレーム60は、例えば、アルミ製のアルミフレーム(アルミ枠)である。
[1-5. flame]
The
[2.太陽電池セルの構造]
次に、図4A及び図4Bを用いて、本実施の形態に係る太陽電池セル10について説明する。図4Bは、図4AのIVB−IVB線における本実施の形態に係る太陽電池セル10の断面図である。なお、図4Bでは、シリコン基板10d及びシリコン基板10dに形成された凹部90のみを図示している。
[2. Solar cell structure]
Next,
図4Aに示すように、本実施の形態に係る太陽電池セル10は、シリコン基板10dが凹部90を有する点に特徴を有する。凹部90は、シリコン基板10dの表面に形成されたへこみである。一般的に、応力が加わった際、溝や孔等の一様な形状が変化する部分には、他の部分に比べ加わる応力が増加する。つまり、シリコン基板10dに凹部90が形成されていることで、太陽電池セル10に応力が加わった場合に、その応力は凹部90に集中しやすくなる。これにより、応力が集中する位置(応力集中位置)を凹部90に制御することができる。よって、太陽電池セル10に過剰な応力が加わった場合、凹部90にその応力が集中するので、凹部90が起点となり太陽電池セル10は割れやすくなる。
As shown in FIG. 4A,
ここで、太陽電池セル10が割れる方向について説明する。例えば、(100)面を主面(表面及び裏面)とするシリコン基板10d(単結晶シリコン基板)は、互いに直交する2つの劈開面(例えば、(011)面と(0−11)面)を有する。このような劈開面を有するシリコン基板10dは、劈開面に平行な方向に沿って割れやすい性質を有する。なお、太陽電池セル10の平面視において、劈開面を伝わる方向(劈開面に平行な方向)を劈開方向92a、92bと呼ぶ(第1劈開方向92a、第2劈開方向92bとも呼ぶ)。つまり、太陽電池セル10の平面視において、シリコン基板10dは、劈開方向92a、92bに平行な方向に沿って割れやすい。
Here, the direction in which the
なお、シリコン基板10dの表面とは、シリコン基板10dの主面のうちの太陽電池モジュール1における主受光面側の面であり、第1主面の一例である。また、シリコン基板10dの裏面とは、シリコン基板10dの表面と背向するシリコン基板10dの面であり、第2主面の一例である。
The surface of the
太陽電池セル10が割れる場合、太陽電池セル10はシリコン基板10dの劈開方向92a、92bに沿って割れやすい。本実施の形態では、劈開方向92a、92bは、太陽電池セル10の端辺とおよそ45°をなす方向である。また、第1劈開方向92aと第2劈開方向92bとは、直交関係にある。なお、劈開方向92a、92bは、太陽電池セル10の端辺とおよそ45°をなす方向に限定されない。例えば、太陽電池セル10の端辺と直交及び平行をなす(例えば、第1劈開方向92aが端辺と直交をなし、第2劈開方向92bが端辺と平行をなす)方向であってもよいし、その他の方向であってもよい。
When the
上述したように、本実施の形態では、太陽電池セル10が割れる場合、凹部90の位置が割れの起点となり、太陽電池セル10の劈開方向92a、92bに沿って割れる。太陽電池セル10に対する平面視(太陽電池セル10を平面視した場合)において、凹部90は、複数本のバスバー電極80のうちの第1バスバー電極80aを延伸した直線S1及び第2バスバー電極80bを延伸した直線S2で挟まれた領域91に形成されている。つまり、最外部にある2本のバスバー電極である第1バスバー電極80a及び第2バスバー電極80bを延伸した直線で挟まれた領域91に凹部90は形成されている。本実施の形態では、隣り合うバスバー電極80(第1バスバー電極80aと第3バスバー電極80cと)の直線距離を距離D[mm]とすると、凹部90は、領域91内における、第1バスバー電極80aの端部と第3バスバー電極80cの端部とを結んだ仮想線93からD/2[mm]以上内方の位置に形成されている。より詳しくは、凹部90は、領域91内における、第1バスバー電極80aの端部と第3バスバー電極80cの端部とを結んだ2本の仮想線93のそれぞれからバスバー電極80の長尺方向に沿ってD/2[mm]以上内方の位置に形成されている。
As described above, in the present embodiment, when the
これにより、凹部90を起点とし劈開方向92a、92bに沿って割れた場合に、平面視において、当該割れはバスバー電極80と交差する。つまり、割れた領域それぞれにバスバー電極80が含まれる。言い換えると、バスバー電極80の端部を結んだ仮想線93からD/2以上内方に凹部90が形成されていることで、当該凹部90を起点とし劈開方向92a、92bに沿って割れた場合、割れた領域それぞれにおいてバスバー電極80を含まない領域が形成されることを抑制することができる。なお、凹部90は、例えば、領域91に含まれる端辺に形成されていてもよい。これにより、端辺に形成された凹部90を起点とし劈開方向92a、92bに沿って割れた場合に、バスバー電極80を含まない領域が発生しにくくなる。
Thereby, when the
なお、第1バスバー電極80aは一方の配線の一例であり、第2バスバー電極80bは他方の配線の一例である。また、隣り合うバスバー電極80は、第1バスバー電極80a及び第3バスバー電極80cに限定されない。例えば、第2バスバー電極80bと第3バスバー電極80cとの直線距離を距離Dとしてもよい。また、距離Dは隣り合うバスバー電極80の直線距離に限定されず、例えば、最外部にある2本のバスバー電極80(第1バスバー電極80aと第2バスバー電極80bと)の直線距離を距離Dとしてもよい。
The first
また、シリコン基板10dに凹部90が形成されていないと、応力集中位置が制御できないので、太陽電池セルには任意の位置を起点として複数本の割れが形成されることがある。これにより、割れの起点の位置によっては、バスバー電極80と電気的に接続されていない(電気的に分割される)領域が発生する恐れがある。例えば、電気的に接続されていない領域とは、4本の割れで形成された領域であって、その領域内にバスバー電極80を含まない領域などである。これにより、当該領域内で発生した受光電荷を集電できないので、太陽電池セルの出力が低下する。
Moreover, since the stress concentration position cannot be controlled unless the
なお、バスバー電極80と電気的に接続されていないとは、例えば、フィンガー電極70又は透明電極を介してバスバー電極80と電気的に接続されていないことである。つまり、太陽電池セル10が割れてバスバー電極80を含まない領域が発生しても、バスバー電極80を含む領域とバスバー電極80を含まない領域とが、フィンガー電極70又は透明電極を介して電気的に接続されていれば、当該太陽電池セル10は、バスバー電極80を含まない領域で発生した受光電荷を集電可能である。
Note that the phrase “not electrically connected to the
また、太陽電池セル10が割れることで、バスバー電極80が割れることも起こり得る。バスバー電極80は、太陽電池セル10上で集電された電荷に対応する電圧を外部回路に出力可能な電極である。よって、太陽電池セル10の割れによりバスバー電極80が割れても、当該太陽電池セル10は外部回路に電圧を出力可能である。つまり、バスバー電極80が割れても、当該太陽電池セル10は出力の低下を抑制することができる。具体的には、上述したように、バスバー電極80のそれぞれは、タブ配線20と接合されている。つまり、バスバー電極80とタブ配線20とは、電気的に接続されている。これにより、太陽電池セル10の割れによりバスバー電極80(例えば、第1バスバー電極80a)が割れても、割れたバスバー電極80同士(例えば、割れた第1バスバー電極80a同士)は、タブ配線20により電気的に接続されている。これにより、太陽電池セル10は、バスバー電極80が割れても、集電が可能である。よって、割れた領域にバスバー電極80が含まれていれば、太陽電池セル10は集電が可能である。言い換えると、太陽電池セル10が割れた場合、割れた領域全てにおいてバスバー電極80が含まれるように凹部90を形成することで、太陽電池セル10が割れても出力の低下を抑制することができる。
In addition, the
本実施の形態では、凹部90は、領域91内に1個形成されている。具体的には、凹部90は、第1バスバー電極80aを延伸した直線S1及び第3バスバー電極80cを延伸した直線で挟まれた領域内に1個形成されている。なお、領域91内に形成されている凹部90の個数は、バスバー電極80の本数がn本(nは2以上の整数)である場合、例えば、2×(n−1)個以下である。
In the present embodiment, one
本実施の形態では、バスバー電極80は3本であるので、形成されている凹部90の個数は、4個以下である。4個以下の凹部90のそれぞれは、領域91内に形成されている。例えば、太陽電池セル10に対する平面視において、隣り合うバスバー電極を延伸した直線で挟まれた領域(例えば、第1バスバー電極80aを延伸した直線S1及び第3バスバー電極80cを延伸した直線で挟まれた領域、及び、第2バスバー電極80bを延伸した直線S2及び第3バスバー電極80cを延伸した直線で挟まれた領域)内それぞれに2個ずつ凹部90が形成されていてもよい。例えば、隣り合うバスバー電極80を延伸した直線で挟まれた領域に含まれる端辺それぞれに1個ずつ凹部90が形成されていてもよい。また、例えば、隣り合うバスバー電極80を延伸した直線で挟まれた領域のうち、端辺からD/2以上内方の位置に2個ずつ凹部90が形成されていてもよい。つまり、隣り合うバスバー電極を延伸した直線で挟まれた領域(例えば、第1バスバー電極80aを延伸した直線S1及び第3バスバー電極80cを延伸した直線で挟まれた領域、及び、第2バスバー電極80bを延伸した直線S2及び第3バスバー電極80cを延伸した直線で挟まれた領域)を4分割した場合、それぞれの領域に凹部90が形成されていてもよい。
In the present embodiment, since there are three
なお、太陽電池セル10に形成されている凹部90は、領域91のみに形成されていることが好ましい。これにより、領域91以外の領域のへこみが起点となり、太陽電池セル10が割れることを抑制することができる。領域91以外の位置が起点となり太陽電池セル10が割れると、起点の位置によってはバスバー電極80と電気的に接続されていない領域が発生する可能性が高くなる。つまり、凹部90が領域91のみに形成されていることで、太陽電池セル10は領域91内の凹部90を起点として割れるので、太陽電池セル10の出力の低下を抑制することができる。
In addition, it is preferable that the recessed
本実施の形態では、凹部90の平面視における形状は、略円形状である。なお、凹部90の平面視における形状は、略円形状に限定されない。例えば、凹部90の平面視における形状は、略三角形状など頂角を有する形状でもよい。これにより、太陽電池セル10に応力が加わった場合、より凹部90に応力を集中させることができる。なお、太陽電池セル10の平面視において、凹部90の大きさ(例えば、直径)は、特に限定されない。また、頂角の角度は特に限定されない。鈍角であってもよいし、鋭角であってもよいし、直角であってもよい。
In the present embodiment, the shape of the
続いて、図4Bを用いて、凹部90の断面形状について説明する。図4Bに示すように、凹部90の断面形状は、例えば、略逆三角形状である。なお、凹部90の断面形状は、例えば、略矩形状又は略円弧状でもよいし、その他の形状でもよい。例えば、凹部90の断面形状は、鋭角を有する形状であってもよい。また、凹部90は、例えば、シリコン基板10dに形成されている溝状のワイヤ痕(ソーマーク)よりも深く形成されている。なお、ワイヤ痕とは、ワイヤソー等の装置を用いてシリコンインゴットをワイヤによりスライスしシリコン基板10dを作製する際、当該ワイヤによりシリコン基板10dの表面及び裏面に形成されている溝である。つまり、本実施の形態に係る凹部90は、ワイヤ痕とは異なる溝である。シリコン基板10dの深さとは、図4Bにおいて、シリコン基板10dの表面(Z軸プラス側の面)と凹部90の谷部とで規定される深さである。ワイヤ痕の深さとは、図4Bにおいて、シリコン基板10dの表面とワイヤ痕の谷部とで規定される深さである。また、凹部90は、例えば、シリコン基板10dに形成されているテクスチャ構造よりも深く形成されている。
Next, the cross-sectional shape of the
なお、本実施の形態では、凹部90は、太陽電池セル10の表面に形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、凹部90は、太陽電池セル10の裏面に形成されていてもよいし、表面及び裏面の両面に形成されていてもよい。つまり、凹部90は、表面及び裏面の少なくとも一方の面に形成されていればよい。なお、太陽電池セル10の表面とは、太陽電池セル10の主面のうちの太陽電池モジュール1における主受光面側の面である。また、太陽電池セル10の裏面とは、太陽電池セル10の表面と背向する太陽電池セル10の面である。
In addition, although the recessed
また、本実施の形態に係る複数の太陽電池セル10と、太陽電池セル10同士を電気的に接続するタブ配線20とを備える太陽電池モジュール1において、太陽電池セル10が割れても、当該太陽電池セル10の出力が低下することを抑制できる。つまり、太陽電池モジュール1として出力が低下することを抑制できる。なお、太陽電池モジュール1は、当該太陽電池モジュール1が備える複数の太陽電池セルのうち、少なくとも1つは上述した太陽電池セル10であればよい。これにより、太陽電池モジュール1に応力が加わった場合に、太陽電池モジュール1の出力の低下を抑制し得る。
Moreover, even if the
[3.溝部の製造方法]
続いて、図5を用いてシリコン基板10dの表面に凹部90を形成する製造方法について説明する。図5は、レーザ加工により凹部90を形成する例を示す図である。なお、図5の(a)及び図5の(b)では、レーザ発振器、集光レンズ等の光学系、及び、加工物を固定するテーブル等を備えるレーザ加工装置は省略し、レーザ加工装置から照射されるレーザビームL、及び、加工物であるシリコン基板10dを図示している。
[3. Groove part manufacturing method]
Then, the manufacturing method which forms the recessed
図5の(a)は、シリコン基板10dの表面にレーザビームLを照射している例を示す図である。レーザビームLは、例えば、シリコン基板10dの凹部90を形成する位置に照射される。これにより、レーザビームLが照射されたシリコン基板10dの位置が融解又は蒸発することで、シリコン基板10dの表面に凹部90が形成される。なお、レーザビームLが照射される位置は、バスバー電極80が形成される位置などを考慮し、決定される。また、凹部90が複数形成される場合は、それぞれの凹部90の位置にレーザビームLが照射される。
FIG. 5A shows an example in which the surface of the
図5の(b)は、図5の(a)に示すようにレーザビームLを照射したことによって凹部90が形成されたシリコン基板10dを示す図である。図5の(a)でレーザビームLが照射された位置に、凹部90が形成されている。図5の(b)では、凹部90の平面視における(Z軸方向から見る)形状が、略円形状である例を示している。
FIG. 5B is a view showing the
レーザ加工は、シリコン基板10dに与える影響が少なく、かつ低コストで凹部90を形成できる。なお、レーザ加工に用いるレーザの種類は特に限定されない。例えば、炭酸ガスレーザ等の気体レーザ、又はYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ等の固体レーザが用いられる。加工する材料、厚み、加工精度等により、レーザの種類及びレーザの出力等は適宜決定されればよい。
Laser processing has little influence on the
図5の(c)は、凹部90を有する太陽電池セル10の斜視図である。具体的には、図5の(b)に示すシリコン基板10dに電極などを形成した太陽電池セル10の斜視図である。図5の(c)に示すように、太陽電池セル10は、最外部にあるバスバー電極80である第1バスバー電極80aを延伸した直線S1及び第2バスバー電極80bを延伸した直線S2とで挟まれた領域91に凹部90の有する。
FIG. 5C is a perspective view of the
また、凹部90を形成する工程は、シリコン基板10dから太陽電池セル10を形成する工程の中で行われればよい。例えば、凹部90の形成は、シリコン基板10dにテクスチャ構造を形成する前に行われてもよいし、テクスチャ構造を形成した後に行われてもよい。
Moreover, the process of forming the recessed
なお、上記ではレーザ加工により凹部90を形成する例について説明したが、凹部90を形成する方法は、これに限定されない。例えば、研削加工により凹部90を形成してもよいし、その他の方法でもよい。また、上記ではレーザ加工により略円形状の凹部90を形成する例について説明したが、凹部90の平面視形状が略円形状以外の場合であってもレーザ加工により凹部90を形成可能である。
In addition, although the example which forms the recessed
(実施の形態2)
次に、図6を用いて、実施の形態2に係る太陽電池セル100について説明する。本実施の形態に係る太陽電池セル100は、実施の形態1に係る太陽電池セル10と凹部の形状が異なる。なお、本実施の形態において、実施の形態1で説明された事項については省略され、実施の形態1との相違点を中心に説明される。
(Embodiment 2)
Next, the
図6は、本実施の形態に係る太陽電池セル100に形成されている凹部190の一例を示す平面図である。図6に示すように、凹部190が太陽電池セル10の表面から裏面(シリコン基板10dの第1主面から第2主面)まで貫通して形成されている点が、実施の形態1の凹部90と異なる。
FIG. 6 is a plan view showing an example of the
凹部190は、太陽電池セル100の表面から裏面まで貫通して形成されている切欠きである。凹部190の平面視における形状は、例えば、略三角形状である。なお、略三角形状とは、平面視において、直線部191及び直線部192の一端が接することで頂部193を形成し、かつ直線部191及び直線部192の他端を結ぶ仮想線(図中の一点鎖線)、直線部191及び直線部192とで形成されている形状である。図6では、平面視において、頂部193は、太陽電池セル100の内方に向かう方向に位置している。
The
また、例えば、原子レベルで見た場合、頂部193がフラット又は曲率を有する(例えばU字状)場合も、略三角形状に含まれる。また、太陽電池セル10に対する平面視において、太陽電池セル10の端辺に対する直線部191及び直線部192の角度が異なって形成されている場合も、略三角形状に含まれる。さらに、端辺と直線部191及び直線部192の他端とが曲率を有し接続している場合も、略三角形状に含まれる。なお、凹部190の平面視における形状は、略三角形状に限定されない。例えば、凹部190の平面視における形状は、矩形、多角形又は円形であってもよいし、その他の形状であってもよい。また、直線部191と直線部192とがなす角度(頂角)は、特に限定されない。鈍角であってもよいし、鋭角であってもよいし、直角であってもよい。また、頂角は曲率を有していてもよい。
Further, for example, when viewed at the atomic level, a case where the
また、本実施の形態では、凹部190は領域91に含まれる端辺に1個形成されている。より詳しくは、凹部190は、隣り合うバスバー電極80(本実施の形態では、第1バスバー電極80a及び第3バスバー電極80c)を延伸した直線で挟まれた領域に含まれる端辺であり、かつ端辺の略中央の位置に1個形成されている。なお、形成されている凹部190の個数は、1個に限定されない。凹部190は、複数個形成されていてもよい。また、凹部190が形成されている位置は、領域91に含まれる端辺に限定されない。凹部190は、領域91内に形成されればよい。より詳しくは、凹部190は、領域91内であり、かつ平面視においてフィンガー電極70又はバスバー電極80と重ならない位置に形成されればよい。例えば、実施の形態1に示した凹部90の位置に、本実施の形態の凹部190を形成してもよい。
In the present embodiment, one
凹部190が太陽電池セル100の表面から裏面まで貫通している形成されていることで、太陽電池セル100に応力が加わった場合、凹部190に応力が集中しやすくなる。そして、応力が集中して加わった凹部190を起点に割れが発生しやすくなる。また、本実施の形態では、凹部190が平面視において頂部193を有していることで、当該頂部193に応力が集中しやすくなる。そして、頂部193に応力が集中することで、当該頂部193を起点に割れが発生しやすくなる。また、割れる方向は、実施の形態1と同様、劈開方向92a、92bに沿った方向である。
Since the
また、凹部190を形成する製造方法については、実施の形態1と同様であり、説明を省略する。
The manufacturing method for forming the
(実施の形態3)
続いて、図7を用いて、実施の形態3に係る太陽電池セル200について説明する。本実施の形態に係る太陽電池セル200は、凹部190に溝部290が接続されている点が、実施の形態2に係る太陽電池セル100と異なる。
(Embodiment 3)
Then, the
図7は、本実施の形態に係る太陽電池セル200に形成されている凹部190及び溝部290の一例を示す平面図である。なお、凹部190は、実施の形態2の凹部と同一であり、説明を省略する。
FIG. 7 is a plan view showing an example of the
本実施の形態では、溝部290は、凹部190の頂部193から2本形成されている。より詳しくは、2本の溝部290はそれぞれ、長尺方向の端部の一端が凹部190の頂部193と接続されている。つまり、溝部290のうちの一端は、領域91内に形成されている。そして、本実施の形態では、溝部290の長尺方向の端部の他端のそれぞれは、太陽電池セル200の異なる端辺に接続されている。
In the present embodiment, two
溝部290は、例えば、ワイヤ痕より深く形成されている。つまり、溝部290は、ワイヤ痕とは異なる溝である。溝部290は、ワイヤ痕と交差するように形成されていてもよい。また、溝部290は、実施の形態1の凹部90のように貫通していないへこみから形成されていてもよい。その場合、例えば、溝部290は、貫通していない凹部(例えば、実施の形態1の凹部90)と略等しい深さに形成されていてもよい。
The
凹部190は、実施の形態2と同様、隣り合うバスバー電極80を延伸した直線で挟まれた領域に含まれる端辺の略中央の位置に形成されていることが好ましい。これにより、凹部190から形成されている溝部290は、少なくとも1本のバスバー電極80と交差するように形成されやすくなる。つまり、太陽電池セル200が溝部290に沿って割れた場合、太陽電池セル200内においてバスバー電極80を含まない領域、言い換えるとバスバー電極80と電気的に接続されていない領域が発生することを抑制することができる。よって、本実施の形態に係る太陽電池セル200が割れても、太陽電池セル200の出力が低下することを抑制できる。
As in the second embodiment, the
なお、溝部290は、凹部190の頂部193から形成されていることに限定されない。また、形成されている溝部290の数は、2本に限定されない。1つの凹部190から形成されている溝部290は、例えば、4本以下である。例えば、実施の形態1のように、平面視において凹部が太陽電池セル200の中央付近に形成されている場合、凹部から第1劈開方向92a又は第2劈開方向92bに沿って、4本の溝部290が形成されている。
The
例えば、2本の溝部290のそれぞれは、平面視において、第1劈開方向92a又は第2劈開方向92bに沿って形成されている。つまり、溝部290は、凹部190に接続されており、平面視において、太陽電池セル200の端辺と略45°の関係に形成されている。本実施の形態では、溝部290は略直線状に形成されているが、これに限定されない。例えば、溝部290は、略円弧状に形成されていてもよい。
For example, each of the two
また、溝部290の他端のそれぞれは、太陽電池セル200の端辺にわたって形成されている(端辺と接続されている)ことに限定されない。溝部290は、劈開方向92a、92bに沿って形成されていればよく、端辺にわたって形成されていなくてもよい。例えば、溝部290は、領域91内のみに形成されていてもよい。これにより、溝部290を形成する加工時間を短縮することができる。
In addition, each of the other ends of the
溝部290が形成されていることで、太陽電池セル200に応力が加わった場合、凹部190だけでなく溝部290にも応力が集中する。つまり、凹部190を起点として割れが発生し、溝部290が形成されている方向に割れやすくなる。これにより、太陽電池セル200が割れる方向をより精度よく制御できる。なお、溝部290は割れる方向を制御する観点から、略直線状に形成されていることが好ましい。
By forming the
また、例えば、溝部290を形成する位置に、溝部290の形状に沿ってレーザビームLが照射されることで、溝部290は形成される。
For example, the
(効果等)
実施の形態の一態様に係る太陽電池セル10は、結晶性を有するシリコン基板10dと、シリコン基板10dの第1主面に設けられ、シリコン基板10d上の受光領域で発生した受光電荷を集電する複数本のフィンガー電極70と、フィンガー電極70と直交して設けられ、シリコン基板10d上の受光領域で発生した受光電荷を集電するn本(nは2以上の整数)のバスバー電極(配線)80と、第1主面及び第1主面と背向する第2主面の少なくとも一方に形成されている1以上の凹部90とを備える。1以上の凹部90のそれぞれは、太陽電池セル10に対する平面視において、最外部にある2本のバスバー電極(配線)80のうちの第1バスバー電極(一方の配線)80aを延伸した直線S1及び第2バスバー電極(他方の配線)80bを延伸した直線S2で挟まれた領域91に形成されている。
(Effects etc.)
これにより、太陽電池セル10に応力が加わった場合、シリコン基板10dの表面に形成されている凹部90にその応力が集中しやすくなる。つまり、凹部90が形成されていることで、応力集中位置を制御することができる。そのため、太陽電池セル10に応力が加わり割れた場合、凹部90(応力集中位置)を起点に太陽電池セル10は割れやすくなる。
Thereby, when a stress is applied to the
また、太陽電池セル10の割れすい方向は、シリコン基板10dの劈開方向92a、92bに沿った方向である。凹部90が領域91に形成されていることで、太陽電池セル10が凹部90を起点とし劈開方向92a、92bに沿って割れた場合、割れた領域それぞれにバスバー電極80が含まれる可能性が高くなる。割れた領域それぞれにバスバー電極80が含まれることで、割れた領域それぞれで発生した電荷を集電可能である。つまり、太陽電池セル10が割れても集電可能である。よって、太陽電池セル10に応力が加わった場合でも、出力の低下を抑制することができる。
Further, the cracking direction of the
また、1以上の凹部90のそれぞれは、シリコン基板10dに形成された溝状のワイヤ痕より深い。また、シリコン基板10dの第1主面には、テクスチャ構造が形成されており、凹部90のそれぞれは、テクスチャ構造より深い。
In addition, each of the one or
これにより、太陽電池セル10に応力が加わった場合、ワイヤ痕又はテクスチャ構造を起点とし太陽電池セル10が割れることを抑制することができる。つまり、凹部90を起点とし太陽電池セル10が割れやすくなる。よって、応力集中位置、つまり太陽電池セル10が割れる起点の位置を制御しやすくなる。
Thereby, when stress is added to the
また、1以上の凹部90は、領域91に含まれる太陽電池セル10の端辺に形成されている。
Further, the one or
これにより、太陽電池セル10が凹部90を起点とし、劈開方向92a、92bに沿って割れた場合、バスバー電極80が含まれていない領域が発生することを抑制することができる。
Thereby, when the
また、1以上の凹部90は、端辺の略中央の位置に形成されている。
Moreover, the one or more recessed
これにより、さらに、太陽電池セル10が凹部90を起点とし、劈開方向92a、92bに沿って割れた場合、バスバー電極80(配線)が含まれていない領域が発生することを抑制することができる。
Thereby, when the
また、隣り合う2本のバスバー電極80(配線)の直線距離をDとすると、1以上の凹部90は、領域91内における、バスバー電極80の端部を結んだ仮想線93からD/2以上内方の位置に形成されている。
Further, when the linear distance between two adjacent bus bar electrodes 80 (wiring) is D, one or
これにより、太陽電池セル10が凹部90を起点とし、劈開方向92a、92bに沿って割れた場合、当該割れはバスバー電極80と交差する。つまり、割れた領域それぞれにバスバー電極80が含まれる。よって、バスバー電極80が含まれていない領域が発生することを抑制することができる。
Thereby, when the
また、領域91に形成されている1以上の凹部90の数は、2×(n−1)個以下である。
The number of one or
これにより、複数の凹部90が起点となり割れが発生した場合、それぞれの割れにより囲まれた領域であってバスバー電極80を含まない領域が発生することを抑制することができる。
As a result, when a crack is generated starting from the plurality of
また、1以上の凹部90のそれぞれは、領域91のみに形成されている。
Further, each of the one or
これにより、領域91以外のへこみが起点となり、太陽電池セル10が割れることを抑制することができる。領域91以外の位置が起点となり太陽電池セル10が割れると、起点の位置によってはバスバー電極80を含まない領域が発生する可能性が高くなる。つまり、太陽電池セル10の出力が低下する。一方、凹部90が領域91のみに形成されていることで、太陽電池セル10は当該太陽電池セル10が割れた場合に、バスバー電極80を含まない領域が発生することを抑制できる。よって、太陽電池セル10の出力の低下を抑制することができる。
Thereby, it can suppress that the dent except the area |
また、1以上の凹部190は、第1主面から第2主面まで貫通している。
Further, the one or
これにより、太陽電池セル100に応力が加わった場合、貫通している凹部190に応力がより集中しやすくなる。
Thereby, when a stress is applied to the
また、さらに、1以上の凹部190に接続された溝部290を有し、溝部290は、平面視において、太陽電池セル200の劈開方向92a、92bに沿って略直線状又は略円弧状に形成されている。
Furthermore, it has the
これにより、凹部190を起点として割れが発生し、溝部290が形成されている方向に割れやすくなる。つまり、太陽電池セル200が割れる方向を劈開方向92a、92bに沿った方向に、より精度よく制御できる。
As a result, cracks are generated starting from the
また、配線は、バスバー電極80である。
The wiring is a
これにより、バスバー電極80を延伸した直線で挟まれた領域91に凹部を形成することで、太陽電池セルが割れても出力が低下することを抑制することができる。
Thereby, it can suppress that an output falls even if a photovoltaic cell cracks by forming a recessed part in the area |
また、シリコン基板10dは、単結晶シリコン基板である。
The
これにより、シリコン基板10dが単結晶シリコン基板である場合に、太陽電池セルが割れても出力の低下を抑制することができる。
Thereby, when the
また、実施の形態の一態様に係る太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池セルと、隣り合う太陽電池セルを電気的に接続する配線部材とを備える太陽電池モジュールである。そして、複数の太陽電池セルのうちの少なくとも1つは、上述した太陽電池セル10、100、200である。
Moreover, the
これにより、太陽電池モジュール1が備える太陽電池セル10、100、200に応力が加わり当該太陽電池セル10、100、200が割れても、当該太陽電池セル10、100、200の出力の低下が抑制される。よって、太陽電池モジュール1として出力が低下することを抑制できる。
Thereby, even if stress is added to the
実施の形態の一態様に係る太陽電池セルの製造方法は、上述した太陽電池セル10、100、200の製造方法であって、レーザ加工により凹部90、190を形成する工程を含む。
A method for manufacturing a solar battery cell according to one aspect of the embodiment is a method for manufacturing the above-described
レーザ加工を用いることで、シリコン基板10dに与える影響が少なく、かつ低コストで上述した凹部90、190を形成できる。また、溝部290についても同様にレーザ加工により形成されていてもよい。
By using laser processing, the above-described
(その他の変形例等)
以上、本発明に係る太陽電池セル及び太陽電池モジュールについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されない。
(Other variations)
As mentioned above, although the photovoltaic cell and solar cell module which concern on this invention were demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、太陽電池セルの表面には、複数本のフィンガー電極及びn本(上記実施の形態では3本)のバスバー電極が形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、バスバー電極80の代わりに、ワイヤ配線(第1ワイヤ配線とも呼ぶ)が形成されていてもよい。ワイヤ配線は、太陽電池セルに形成されたフィンガー電極70に導電性接着剤を介して接続されるとともに、フィンガー電極70と交差する方向に沿って略直線状に配置される。例えば、ワイヤ配線は、フィンガー電極70と略直交する方向に沿って配置される。ワイヤ配線は、例えば、長尺状の導電性配線である。
For example, although an example in which a plurality of finger electrodes and n (three in the above embodiment) bus bar electrodes are formed on the surface of the solar battery cell has been described, the present invention is not limited thereto. For example, instead of the
ワイヤ配線は、フィンガー電極70で集電されたキャリアをさらに集電する。ワイヤ配線は、少なくとも2本形成されている。上述した凹部は、例えば、最外部にあるワイヤ配線を延伸した直線で挟まれた領域に形成されている。なお、ワイヤ配線(第1ワイヤ配線)は、配線の一例である。
The wire wiring further collects the carriers collected by the
さらに、隣り合う太陽電池セルが有する第1ワイヤ配線同士が、例えば、第1ワイヤ配線と異なる第2ワイヤ配線を介して電気的に接続されてもよい。例えば、第2ワイヤ配線は、隣り合う2つの太陽電池セルのうちの一方の太陽電池セルの表面に配置されている第1ワイヤ配線の端部と、隣り合う2つの太陽電池セルのうちの他方の太陽電池セルの裏面に配置されている第1ワイヤ配線の端部とを電気的に接続する。第2ワイヤ配線は、配線部材の一例である。なお、第1ワイヤ配線と第2ワイヤ配線とは、一体形成されていてもよい。 Furthermore, the 1st wire wiring which an adjacent photovoltaic cell has may be electrically connected through the 2nd wire wiring different from a 1st wire wiring, for example. For example, the second wire wiring includes the end portion of the first wire wiring disposed on the surface of one of the two adjacent solar cells and the other of the two adjacent solar cells. The end of the first wire wiring disposed on the back surface of the solar cell is electrically connected. The second wire wiring is an example of a wiring member. The first wire wiring and the second wire wiring may be integrally formed.
これにより、ワイヤ配線を有する太陽電池セルに応力が加わって割れた場合でも、集電効果を発現し得る。よって、ワイヤ配線を有する太陽電池セルが割れても、出力の低下を抑制することができる。 Thereby, even when stress is applied to the solar battery cell having the wire wiring and it is cracked, a current collecting effect can be exhibited. Therefore, even if the solar battery cell having the wire wiring is cracked, a decrease in output can be suppressed.
また、上述した凹部、又は、凹部及び溝部を裏面接合型の太陽電池セルに形成してもよい。裏面接合型の太陽電池セルでは、太陽電池セルの裏面にキャリアを集電する集電極が形成されている。具体的には、キャリア(電子)を集電する第1集電極とキャリア(正孔)を集電する第2集電極とが形成されている。例えば、第1集電極及び第2集電極は、くし歯形状に形成されている。つまり、第1集電極及び第2集電極はそれぞれ、複数本の略平行に形成された第1電極と、第1電極に共通接続されるとともに第1電極に直交する方向に沿って形成され、第1電極で集電したキャリアをさらに集電する第2電極とを有する。この場合、第1電極はフィンガー電極の一例であり、第2電極はバスバー電極(配線)の一例である。 Moreover, you may form the recessed part mentioned above, or a recessed part and a groove part in a back junction type photovoltaic cell. In the back junction solar cell, a collector electrode for collecting carriers is formed on the back surface of the solar cell. Specifically, a first collector electrode that collects carriers (electrons) and a second collector electrode that collects carriers (holes) are formed. For example, the first collector electrode and the second collector electrode are formed in a comb shape. That is, each of the first collector electrode and the second collector electrode is formed along a direction that is commonly connected to the plurality of first electrodes formed in parallel with the first electrode and orthogonal to the first electrode, And a second electrode that further collects carriers collected by the first electrode. In this case, the first electrode is an example of a finger electrode, and the second electrode is an example of a bus bar electrode (wiring).
なお、形成されている第1集電極及び第2集電極の数は特に限定されない。1組形成されていてもよいし、複数組形成されていてもよい。また、第1集電極及び第2集電極それぞれに第2電極(配線)が形成されることから、裏面接合型の太陽電池セルにおいて第2電極は2本以上形成される。なお、例えば、最外部にある第2電極を延伸した直線で挟まれた領域に凹部は形成される。 In addition, the number of the 1st collector electrode and the 2nd collector electrode which are formed is not specifically limited. One set may be formed, or a plurality of sets may be formed. In addition, since the second electrode (wiring) is formed on each of the first collector electrode and the second collector electrode, two or more second electrodes are formed in the back junction solar cell. For example, the concave portion is formed in a region sandwiched by straight lines obtained by extending the second electrode located at the outermost portion.
これにより、裏面接合型の太陽電池セルに応力が加わって割れた場合でも、第2電極にタブ配線が接続される場合には、集電効果を発現し得る。よって、裏面接合型の太陽電池セルが割れても、出力の低下を抑制することができる。 Thereby, even when stress is applied to the back junction solar cell and it is cracked, when the tab wiring is connected to the second electrode, a current collecting effect can be exhibited. Therefore, even if the back junction solar cell is cracked, a decrease in output can be suppressed.
また、上記実施の形態では、結晶性シリコン基板は単結晶シリコン基板である例について説明したが、これに限定されない。例えば、結晶性シリコン基板は、多結晶シリコン基板であってもよい。多結晶シリコンは、複数の単結晶シリコンから構成されている。そのため、結晶性シリコン基板が多結晶シリコン基板である場合、互いに隣接する単結晶シリコン間には結晶粒界(界面)が形成される。多結晶シリコン基板における劈開方向とは、例えば、平面視において、結晶粒界を伝わる方向(結晶粒界に平行な方向)に相当する。また、溝部は、例えば、劈開方向に沿って、つまり結晶粒界に沿って形成されている。 In the above embodiment, an example in which the crystalline silicon substrate is a single crystal silicon substrate has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the crystalline silicon substrate may be a polycrystalline silicon substrate. Polycrystalline silicon is composed of a plurality of single crystal silicons. Therefore, when the crystalline silicon substrate is a polycrystalline silicon substrate, a crystal grain boundary (interface) is formed between adjacent single crystal silicons. The cleavage direction in the polycrystalline silicon substrate corresponds to, for example, a direction along a crystal grain boundary (a direction parallel to the crystal grain boundary) in plan view. The groove is formed, for example, along the cleavage direction, that is, along the crystal grain boundary.
これにより、多結晶シリコン基板においても凹部が起点となり、割れが発生する。多結晶シリコン基板が劈開方向に沿って割れた場合に、バスバー電極80を含まない領域が発生しないように凹部を形成することで、太陽電池セルが割れても出力の低下を抑制することができる。なお、多結晶シリコン基板に形成されている凹部の位置は、単結晶シリコン基板と同様(上記実施の形態と同様)、バスバー電極80を延伸した直線で挟まれた領域内である。例えば、最外部のバスバー電極80を延伸した直線で挟まれた領域内である。
Thereby, also in a polycrystalline silicon substrate, a recessed part becomes a starting point and a crack generate | occur | produces. When the polycrystalline silicon substrate is cracked along the cleavage direction, a recess is formed so that a region not including the
また、上記実施の形態では、太陽電池セルの表面及び裏面にフィンガー電極及びバスバー電極が形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、太陽電池モジュールが片面受光方式である場合、太陽電池セルの裏面には太陽電池セルの裏面側全体を覆うベタ電極が形成されていてもよい。その場合、ベタ電極上にタブ配線が接合される。タブ配線は、例えば、少なくとも2本設けられる。なお、裏面にベタ電極を有する太陽電池セルに形成されている凹部の位置は、例えば、最外部のタブ配線を延伸した直線で挟まれた領域内である。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in which the finger electrode and the bus-bar electrode were formed in the surface and back surface of a photovoltaic cell, it is not limited to this. For example, when the solar cell module is a single-sided light receiving system, a solid electrode that covers the entire back surface side of the solar cell may be formed on the back surface of the solar cell. In that case, the tab wiring is joined on the solid electrode. For example, at least two tab wires are provided. In addition, the position of the recessed part currently formed in the photovoltaic cell which has a solid electrode on the back surface is in the area | region pinched by the straight line which extended | stretched the outermost tab wiring, for example.
これにより、上記実施の形態と同様の効果を奏する。 Thereby, there exists an effect similar to the said embodiment.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の主旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the gist of the present invention, or forms obtained by subjecting each embodiment to various modifications conceived by those skilled in the art. Forms are also included in the present invention.
1 太陽電池モジュール
10、100、200 太陽電池セル
10d n型単結晶シリコン基板(シリコン基板)
20 タブ配線(配線部材)
70 フィンガー電極
80 バスバー電極(配線)
80a 第1バスバー電極(一方の配線)
80b 第2バスバー電極(他方の配線)
90、190 凹部
91 領域
92a 第1劈開方向(劈開方向)
92b 第2劈開方向(劈開方向)
93 仮想線
290 溝部
S1、S2 直線
D 距離
DESCRIPTION OF
20 Tab wiring (wiring member)
70
80a First bus bar electrode (one wiring)
80b Second bus bar electrode (the other wiring)
90, 190
92b Second cleavage direction (cleavage direction)
93
Claims (14)
前記シリコン基板の第1主面に設けられ、前記シリコン基板上の受光領域で発生した受光電荷を集電する複数本のフィンガー電極と、
前記フィンガー電極と直交して設けられ、前記シリコン基板上の受光領域で発生した受光電荷を集電するn本(nは2以上の整数)の配線と、
前記第1主面及び前記第1主面と背向する第2主面の少なくとも一方に形成されている1以上の凹部とを備え、
前記1以上の凹部のそれぞれは、太陽電池セルに対する平面視において、最外部にある2本の前記配線のうちの一方の配線を延伸した直線及び他方の配線を延伸した直線で挟まれた領域に形成されている
太陽電池セル。 A silicon substrate having crystallinity;
A plurality of finger electrodes that are provided on the first main surface of the silicon substrate and collect light-receiving charges generated in a light-receiving region on the silicon substrate;
N wirings (n is an integer of 2 or more) provided to be orthogonal to the finger electrodes and collect the received charge generated in the light receiving region on the silicon substrate;
One or more recesses formed on at least one of the first main surface and the second main surface facing away from the first main surface;
Each of the one or more recesses is in a region sandwiched between a straight line extending from one of the two outermost wirings and a straight line extending from the other wiring in a plan view with respect to the solar battery cell. Formed solar cells.
請求項1に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 1, wherein each of the one or more recesses is deeper than a groove-like wire mark formed in the silicon substrate.
前記1以上の凹部のそれぞれは、前記テクスチャ構造より深い
請求項1又は2に記載の太陽電池セル。 A texture structure is formed on the first main surface of the silicon substrate,
The solar cell according to claim 1, wherein each of the one or more recesses is deeper than the texture structure.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the one or more recesses are formed on an end side of the solar cell included in the region.
請求項4に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 4, wherein the one or more recesses are formed at a position substantially in the center of the end side.
前記1以上の凹部は、前記領域内における、前記配線の端部を結んだ仮想線からD/2以上内方の位置に形成されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 If the linear distance between two adjacent wires is D,
The sun according to any one of claims 1 to 3, wherein the one or more recesses are formed at a position D / 2 or more inward from a virtual line connecting the ends of the wiring in the region. Battery cell.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The number of the 1 or more recessed part currently formed in the said area | region is 2x (n-1) or less, The photovoltaic cell of any one of Claims 1-6.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 Each of the said 1 or more recessed part is formed only in the said area | region. The photovoltaic cell of any one of Claims 1-7.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The photovoltaic cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the one or more recesses penetrate from the first main surface to the second main surface.
前記溝部は、平面視において、前記太陽電池セルの劈開方向に沿って略直線状又は略円弧状に形成されている
請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 And a groove connected to the one or more recesses,
The solar cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the groove is formed in a substantially linear shape or a substantially arc shape along a cleavage direction of the solar cell in a plan view.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 1, wherein the wiring is a bus bar electrode.
請求項1〜11のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 1, wherein the silicon substrate is a single crystal silicon substrate.
前記複数の太陽電池セルのうちの少なくとも1つは請求項1〜12のいずれか1項に記載の太陽電池セルである
太陽電池モジュール。 A solar cell module comprising a plurality of solar cells and a wiring member that electrically connects the adjacent solar cells,
At least one of the plurality of solar cells is the solar cell according to any one of claims 1 to 12. A solar cell module.
レーザ加工により前記凹部を形成する工程を含む
太陽電池セルの製造方法。 It is a manufacturing method of the photovoltaic cell according to any one of claims 1 to 12,
The manufacturing method of a photovoltaic cell including the process of forming the said recessed part by laser processing.
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JP2016216652A JP2018074125A (en) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | Solar battery cell, solar battery module, and method for manufacturing solar battery cell |
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CN114883432A (en) * | 2022-04-01 | 2022-08-09 | 武汉美格科技股份有限公司 | Solar cell arrangement method for vehicle and solar module |
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