JP2019522353A - 非直線的な縁部に沿って重なり合う、屋根板状に重ねられた太陽電池 - Google Patents

非直線的な縁部に沿って重なり合う、屋根板状に重ねられた太陽電池 Download PDF

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Abstract

太陽装置及び太陽装置を製造するための方法が開示される。本開示の態様は、少なくとも第１の太陽電池と第２の太陽電池とを含む太陽装置を提供する。第１の太陽電池は、突出部を有する非直線的な形状の第１の縁部を有し、突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドを有するように構成される。第２の太陽電池は、当該突出部で第１の太陽電池と重なり合うように構成される。第２の太陽電池は、第１の太陽電池と第２の太陽電池とを電気的に接続するために、第１の１又は複数の接触パッドと位置合わせされた第２の１又は複数の接触パッドを含む。

Description

本明細書で説明される発明の主題は、広くは太陽光電池に関し、具体的には屋根板状に重ねられた太陽電池に関する。
太陽電池として一般的に知られている太陽電池（ＰＶセル）は、太陽放射を電気エネルギーに変換するための周知の装置である。ＰＶセルは、太陽光を電気に変換するために使用できるＰＶモジュール（太陽モジュールとも称される）へと組み立てることができる。太陽エネルギーシステムは典型的には、複数のＰＶモジュール、１又は複数のインバータ、及び相互接続配線を含む。ＰＶモジュールは、建造物の屋上に取り付けることができるフレームを含むことができ、他の構成要素は電気系統と接続するために建造物の外部又は内部に配置することができる。
本開示の態様は、少なくとも第１の太陽電池と第２の太陽電池とを含む太陽装置を提供する。当該第１の太陽電池は、突出部を有する非直線的な形状の第１の縁部を有し、突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドを有するように構成される。当該第２の太陽電池は、突出部で当該第１の太陽電池と重なり合うように構成される。当該第２の太陽電池は、当該第１の太陽電池と当該第２の太陽電池とを電気的に接続するために当該第１の１又は複数の接触パッドと位置合わせされた第２の１又は複数の接触パッドを含む。
本開示の態様は、太陽電池を提供する。太陽電池は、前側部と背側部とを有する平面シリコン構造体上に実装される。当該前側部は、光源からエネルギーを受け取るために光入射方向に対向するように構成される。更には、当該平面シリコン構造体の第１の縁部は、突出部を有する非直線的な形状である。太陽電池は、当該前側部の突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドを含む。当該第１の１又は複数の接触パッドは、太陽電池を別の太陽電池と電気的に接続するために当該別の太陽電池の背側部の１又は複数の接触パッドと位置が合うように構成される。
本開示の態様は、方法を提供する。当該方法は、第１の太陽電池を形成する段階を備える。当該第１の太陽電池は、突出部を有する非直線的な形状の第１の縁部を有し、突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドを有する。更には、当該方法は、第２の１又は複数の接触パッドを含む第２の太陽電池を形成する段階と、突出部で当該第２の太陽電池を当該第１の太陽電池と重ね合わせる段階と、当該第１の太陽電池と当該第２の太陽電池とを電気的に接続するために当該第１の１又は複数の接触パッドを当該第２の１又は複数の接触パッドと位置合わせする段階とを備える。
本開示の態様は、別の方法を提供する。当該方法は、平面シリコン構造体の第１の縁部を形成する段階を備える。当該平面シリコン構造体は前側部と背側部とを有し、当該前側部は光源からエネルギーを受け取るために光入射方向に対向するように構成され、当該第１の縁部は突出部を有する非直線的な形状である。当該方法は更に、当該前側部の突出部内に第１の１又は複数の接触パッドを配置する段階を備える。当該第１の１又は複数の接触パッドは、別の平面シリコン構造体の背側部にある１又は複数の接触パッドと位置が合うように構成され、当該平面シリコン構造体が当該別の平面シリコン構造体と電気的に接続される。
以下に説明する図面は例示的な目的のためであり、必ずしも原寸に比例して描写されるものではない。当該図面は、如何なる形でも本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の例示的な太陽装置を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の例示的な太陽装置を示す。
例示的な封入された太陽装置の側面図である。
電気系統に連結された例示的な太陽アレイを示す。
隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置される太陽電池に分割することができる例示的な太陽電池ウェハを示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置される太陽電池に分割することができる例示的な太陽電池ウェハを示す。
非直線的なスクライブラインの、より近接した切り取り図を示す。
２つの例示的な非正弦波パターンを示す。
隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。
隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。 隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。
隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な方法のフロー図である。
犠牲太陽電池と一緒に屋根板状に配置された太陽電池の例示的な太陽装置を示す。
屋根板状に重ねられた太陽電池装置に使用することができる導体バスバーを示す。 屋根板状に重ねられた太陽電池装置に使用することができる導体バスバーを示す。 屋根板状に重ねられた太陽電池装置に使用することができる導体バスバーを示す。
幅が変化する導体バスバーを有する屋根板状に重ねられた太陽装置８００を示す。 幅が変化する導体バスバーを有する屋根板状に重ねられた太陽装置８００を示す。
本開示の一実施形態に係る太陽装置９００を示す。
本開示の一実施形態に係る太陽電池ウェハ１０００を示す。
本開示の一実施形態に係る別の太陽電池ウェハ１１００を示す。
本開示の一実施形態に係る太陽電池を配置するための実施例を示す。
本開示の一実施形態に係る太陽電池を配置するための実施例を示す。
図１Ａ〜図１Ｂは、隣接する太陽電池の端部同士を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の例示的な太陽装置１００を示す。図１Ａは太陽（又は太陽に対向する反射鏡などの他の光源）の方を向いた太陽装置１００の向きを例示する太陽装置１００の側面図を示し、図１Ｂは当該非直線的な縁部を例示する太陽装置１００の背面図を示す。太陽装置１００は、「スーパーセル」若しくは「ハイパーセル」又は「太陽電池ストリップ」と呼ぶこともある。
図１Ａを参照すると、太陽装置１００は、隣接する太陽電池の端部、すなわち長縁部を重ね合わせて屋根板状に配置し、例えば直列接続ストリングを形成するために電気的に接続した、太陽電池１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２を含む。太陽電池１０２、太陽電池１０４、太陽電池１０６、太陽電池１０８、太陽電池１１０及び太陽電池１１２のそれぞれは、２つの相対的に長い縁部と２つの相対的に的短い縁部とを有する。短縁部間に延在する当該長縁部の１つ又は両方は、当該短縁部の各端部間で一直線に配置されないように、直線的ではなく非直線的な形状となっている。太陽電池１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２のそれぞれは、半導体ダイオード構造体と当該半導体ダイオード構造体への電気接点とを含むことができる。太陽電池は、当該半導体ダイオード構造体によって、太陽電池の前面１０２ａ、１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ及び１１２ａに光が当たったときに太陽電池内に電流が発生するように構成される。当該電流は次いで、外部負荷に提供することができる。
例えば、太陽電池１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２のそれぞれは、前面（日照側部）１０２ａ、１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ及び１１２ａと背面（日陰側部）１０２ｂ、１０４ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂ及び１１２ｂとを有する結晶シリコン太陽電池であり得る。当該前面及び当該背面は、ｎ−ｐ接合の対向する側に電気接触を提供する表面金属化構造体を含むことができる。
太陽装置１００には任意の適切な種類の太陽電池を使用することができる。例えば、前面の表面金属化構造体はｎ型導電性の半導体層に配置することができ、背面の表面金属化構造体はｐ型導電性の半導体層に配置することができる。別の実施例では、前面の表面金属化構造体はｐ型導電性の半導体層に配置することができ、背面の表面金属化構造体はｎ型導電性の半導体層に配置することができる。
図１Ａ〜図１Ｂの太陽装置１００では、隣接する太陽電池は、１つの太陽電池の前面の表面金属化構造体をそれに隣接する太陽電池の背面の表面金属化構造体に電気的に接続する導電性結合材によって、それら太陽電池が重なり合う領域内で相互に導電的に結合される。例えば、太陽装置１００における第１の太陽電池１０２と第２の太陽電池１０４とについて検討されたい。第２の太陽電池１０４は、第１の太陽電池１０２に隣接し、第１の太陽電池１０２と第２の太陽電池１０４とが電気的に接続される領域１１４内で第１の太陽電池１０２と重なり合う。
適切な導電性結合材としては、例えば、導電性接着剤並びに導電性の接着膜及び接着テープと、従来のはんだとを挙げることができる。いくつかの実施例では、当該導電性結合材によって、隣接する太陽電池間の結合内に、当該導電性結合材の熱膨張係数（ＣＴＥ）と太陽電池の熱膨張係数（例えば、シリコンのＣＴＥ）の不一致から生じる応力を吸収する機械的適合性が提供される。
太陽装置１００の背面図である図１Ｂを参照すると、太陽電池１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２は、隣接する太陽電池が重なり合う場合、隣接する太陽電池の概ね平行な方向に延在する長縁部である非直線的な縁部に沿って、隣接する太陽電池が重なり合うよう、形成され、屋根板状に重ねられている。例示の目的のため、図１Ｂはその図を見る者に対面する太陽電池の縁部を濃い線として示し、図１Ｂは重ね合わせ領域内で他の太陽電池の背後に隠れている太陽電池の縁部を、当該太陽電池がそれら領域内で恰も透けて見えているかのように、淡い線として示す（すなわち、図１Ｂは「Ｘ線」図である）。この図では、見る者は隣接する太陽電池が重なり合う領域内で、接触パッドを円形の形状として見ることができる。
例えば、第１の太陽電池１０２と第２の太陽電池１０４とが重なり合う領域１１４について検討されたい。第２の太陽電池１０４の上端縁部１０４ｃは、太陽装置１００の上端縁部１０２ｃに向かう第１の方向と、太陽装置１００の下端縁部１１２ｄに向かう、第１の方向と反対の、第２の方向の間に延在する。第１の太陽電池１０２の下端縁部１０２ｄは、同じ２方向間に延在するが、同じ２方向において、第２の太陽電池１０４の上端縁部１０４ｃの鏡映となっている。
下端縁部１０２ｄは上端縁部１０４ｃの鏡映となっているので、上端縁部１０４ｃが第２の方向に向かって延在する箇所では下端縁部１０２ｄは第１の方向に向かって延在し、上端縁部１０４ｃが第１の方向に向かって延在する場合は下端縁部１０２ｄは第２の方向に向かって延在する。縁部が非直線的である結果、太陽電池１０２の下端縁部１０２ｄ及び太陽電池１０４の上端縁部１０４ｃは、接触パッド１１６ａ〜ｆを覆う箇所で最大の重ね合わせ面積を有し、それら接触パッド間の中間点で最小の重ね合わせ面積を有する。
当該非直線的な縁部は、太陽電池における、太陽電池の中心から離れる方向に突き出る又は離れる方向に延在する部分である突出部と、太陽電池における、太陽電池の中心に向かって凹む部分である凹部とを有する。接触パッドは太陽電池の突出部内に配置され、１つの太陽電池の突出部は隣接する太陽電池の突出部と一致する。したがって、太陽電池の突出部内に設けられた接触パッドが一致し、又は（例えば、一列に）並び、導電性接着結合材を用いて電気的に接続し得る。接触パッドは、個別の接触パッド、すなわち、接触パッドのそれぞれが、隣接する太陽電池間の個別の電気接点であるような接触パッドであり得る。
非直線的な縁部に沿って重なり合う太陽電池を使用することによって、直線的な、すなわち真っ直ぐな縁部を使用する場合と比べて、所与の電力定格の太陽装置を製造するために必要とされる材料の量を減らすことができる。真っ直ぐな縁部を有するモジュールでは、潜在的な活性領域が重ね合わせによって光が遮られ得る。例えば、個別の接続パッドの空間を提供するだけのために、個別の接続パッド間の領域全体が上側の太陽電池によって光が遮られ得る。
材料節約の可能性を例示するため、以下の実施例を検討されたい。太陽電池１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２のそれぞれが約１５６ｍｍの長さ及び平均して約２６ｍｍの幅を有すると仮定されたい。また、接触パッドで１．６ｍｍの重ね合わせが必要とされると仮定されたい。これらの条件の下で、当該縁部に０．８ｍｍの正弦波パターンを設けることによって、真っ直ぐな縁部と比べて、接触パッドで同じ重ね合わせ（１．６ｍｍ）をなおも持たせながらセルとセルの平均重ね合わせを最大で半分（０．８ｍｍ）に低減することができる。
更には、真っ直ぐな縁部を有する８３個の太陽電池を有する太陽ストリングを検討されたい。非直線的な縁部に沿って重なり合う太陽電池を使用し、平均重ね合わせを１．６ｍｍから０．８ｍｍに低減することによって、使用する材料をストリング１個あたり最大で太陽電池２．５個分減らすことができる。いくつかの実施例では、同等の太陽ストリングで、ストリング出力を低減させることなく、８３個ではなく８１個の太陽電池を使用することができる。
太陽電池のサイズは、任意の適切な寸法に設定することができる。いくつかの実施例では、太陽電池はそれぞれ約１５６ｍｍの長さ及び約２６ｍｍの平均幅を有し、そのため標準の１５６ｍｍ×１５６ｍｍのシリコンウェハ上に６個の太陽電池を作製することができる。別の実施例では、約１９．５ｍｍ×１５６ｍｍの寸法の太陽電池８個を標準のシリコンウェハから作製することができる。より一般的には、太陽電池は例えば約１：２から約１：２０までのアスペクト比であることができ、標準サイズのウェハ又は任意の他の適切な寸法のウェハから作製し得る。
図１Ｃは、太陽モジュール１５０内に封入された例示的な太陽装置の側面図である。太陽モジュール１５０は、屋根板状に配置された太陽電池１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２を含む。太陽モジュール１５０はまた、太陽電池の端部に、太陽電池を例えば他の太陽電池若しくは外部負荷に接続するように構成し得る導電相互接続部１５２及び１５４を含む。任意の適切な電気的構成、例えば直列接続と並列接続との組み合わせを使用し得る。
太陽モジュール１５０は、太陽電池を封入する封入材１５６を含む。封入材１５６は、ポリマー、例えば熱可塑性オレフィンポリマーであり得る。太陽モジュール１５０はまた、透明フロントシート１５８及びバックシート１６０を含む。フロントシート１５８は、例えばガラスから作製し得る。バックシート１６０はまた、ガラス又はポリマーから作製し得る。ガラス製フロントシート１５８及びガラス製バックシート１６０を含む太陽モジュール１５０はまた、ガラス−ガラスモジュール又は両面モジュールと呼ぶこともある。
図１Ｄは、電気系統１７６に連結された例示的な太陽アレイ１７０を示す。太陽アレイ１７０は、電気系統１７６に電力を提供するように構成される。太陽アレイ１７０は、フレーム１７２及びフレーム１７２に取り付けられた複数の太陽モジュール１７４ａ〜ｊを含む。太陽モジュール１７４ａ〜ｊのそれぞれは、例えば図１Ｃの太陽モジュール１５０として構成し得る。太陽モジュール１７４ａ〜ｊは、電気系統１７６に共通の出力を提供するため、そのシステム設計に応じて、直列及び／又は並列の電気的接続の組み合わせとして電気的に接続される。
図２Ａ〜図２Ｂは、隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせた屋根板状の配置に適した形状となされた太陽電池に分割され得る、例示的な太陽電池ウェハ２００を示す。ウェハ２００は６つの領域２０２、２０４、２０６、２０８、２１０及び２１２を含み、それら領域はウェハ２００が５本の非直線的なスクライブライン２１８、２２０、２２２、２２４及び２２６に沿って分割された場合に太陽電池になる。ウェハ２００はまた、真っ直ぐな上端縁部２１４及び真っ直ぐな下端縁部２１６を含む。
例示の目的のために、６つの領域が示されている。一般的には、任意の適切な数の領域を使用し得る。典型的には、領域２０２、２０４、２０６、２０８、２１０及び２１２はそれぞれ、長縁部及び短縁部を有し、長縁部で重なり合うように配置される。但し、当該領域は任意の適切な寸法を有し得る。スクライブラインが、いくつかの実施例において、ウェハ２００を分割するために使用される方法次第では必要でない可能性があるとしても、スクライブラインは例示の目的のために示されている。
図２Ａは、領域２０２、２０４、２０６、２０８、２１０及び２１２の前面２０２ａ、２０４ａ、２０６ａ、２０８ａ、２１０ａ及び２１２ａを示す、ウェハ２００の前面図である。接触パッドの４つの列２２８、２３０、２３２及び２３４がウェハ２００の前部に配置されている。最上列２２８は真っ直ぐな上端縁部２１４に沿う真っ直ぐな列であり、最下列２３４は真っ直ぐな下端縁部２１６に沿う真っ直ぐな列である。
内側の列２３０及び２３２は、例えば図２Ｃを参照して更に以下に説明されるような、内側の非直線的なスクライブラインのうちの２つ、２２０及び２２４に沿っている。このように、ウェハ２００の前面に、接触パッド列２２８、２３０、２３２及び２３４が非直線的なスクライブライン２１８、２２０、２２２、２２４及び２２６に沿って交互に配置される。すなわち、１つおきのスクライブラインが当該スクライブラインに沿って配置された接触パッド列を有する。
図２Ｂは、領域２０２、２０４、２０６、２０８、２１０及び２１２の背面２０２ｂ、２０４ｂ、２０６ｂ、２０８ｂ、２１０ｂ、及び２１２ｂを示す、例示的なウェハ２００の背面図である。３つの接触パッド列２３６、２３８及び２４０がウェハ２００の背部に配置されている。列２３６、２３８及び２４０は、ウェハ２００の前部に接触パッドを有さない３本の内側の非直線的なスクライブライン２１８、２２２及び２２６に沿っている。それゆえ、ウェハ２００の背面に、接触パッド列２３６、２３８及び２４０が非直線的なスクライブライン２１８、２２２及び２２６に沿って交互に配置される。すなわち、１つおきのスクライブラインが当該スクライブラインに沿って配置された接触パッド列を有する。
図２Ｃは、ウェハ２００の背部における一番上の領域２０２を一番上の領域２０２の下方の隣接する領域２０４から分離するスクライブライン２１８の、より近接した切り取り図を示している。スクライブライン２１８は、一番上の領域２０２に向かう方向と一番上の領域２０２の下方の隣接する領域２０４に向かう方向の間に延在する正弦波形状である。スクライブライン２１８が谷部２１８ａ、２１８ｃ及び２１８ｅに到達する位置で、接触パッド２３６ａ、２３６ｃ及び２３６ｅが、一番上の領域２０２の背面２０２ｂの谷部２１８ａ、２１８ｃ及び２１８ｅより上に配置されている。スクライブライン２１８が頂部２１８ｂ及び２１８ｄに到達する位置で、接触パッド２３６ｂ及び２３６ｄが、一番上の領域２０２の下方の隣接する領域２０４の背面２０４ｂの頂部２１８ｂ及び２１８ｄの下方に配置されている。
一般的には、接触パッド２３６ａ〜ｅはスクライブライン２１８に沿って横方向に等間隔で配置され、当該間隔はスクライブライン２１８の頂部−谷部間横方向距離２４４（例えば、３ｍｍ〜３０ｍｍ）に等しい。接触パッド２３６ａ〜ｅは、２つの垂直位置間で交互に入れ替わる。当該垂直位置は、スクライブライン２１８の頂部−谷部間垂直距離２４２及び接触パッド２３６ａ〜ｅの寸法によって異なる。
いくつかの実施例では、接触パッド２３６ａ〜ｅは正方形であるか、又はウェハの上端縁部２１４及び下端縁部２１６に平行に若しくは実質的に平行（すなわち、５度又は１０度以内）に細長く伸びた矩形形状である。接触パッド２３６ａ〜ｅは、例えば約１ｍｍから約５ｍｍの、ウェハ２００の長辺に垂直な幅、及び、例えば約１ｍｍから約１０ｍｍの、ウェハ２００の長辺に平行な長さを有し得る。接触パッド２３６ａ〜ｅはそれぞれ、堰堤として機能する包囲障壁を有して接触パッドと障壁との間に濠を形成することができる。未硬化の導電性接着結合材のうち、接触パッド２３６ａ〜ｅから流れ出た、又は分注したときに接触パッドに命中しなかった分は、当該濠に閉じ込め得る。
一実施例では、スクライブライン２１８、２２０、２２２、２２４及び２２６のそれぞれは、設計上の１列内の接触パッドの数に基づく複数の周期と、接触パッドのサイズに基づく頂部−谷部間垂直距離とを有する、正弦波パターンに沿っている。スクライブライン２１８、２２０、２２２、２２４及び２２６の形状はまた、ウェハ２００を当該スクライブラインに沿って切断することができるように、例えば、ウェハ２００が特定の製造環境で特定の歩留まり損失内できれいに切断するように、構成される。当該正弦波形状は、各スクライブラインが、それと隣り合うスクライブラインが下降している間は上昇しているというように鏡映となっており、すなわち、位相が交互にずらしてある。
いくつかの実施例では、スクライブライン２１８、２２０、２２２、２２４及び２２６は、ウェハ２００の上端縁部２１４に向かう第１の方向とウェハ２００の下端縁部２１６に向かう第２の方向の間に延在する非正弦波パターンに沿っている。当該パターンは、規定数の周期及び頂部−谷部間振幅の繰り返しパターンである。図２Ｄは、２つの例示的な非正弦波パターン２５０及び２５２を示す。第１のパターン２５０は三角波である。第２のパターン２５２は矩形波である。当該矩形波は、ウェハ２００がスクライブされ切断される製造環境では、当該ウェハが容認可能な仕方で切断しない可能性があるので有益でない可能性があるが、いくつかの他の実施例では、例えば、ウェハ２００をソーで切断する場合は、矩形波パターンを使用することができる。
いくつかの態様では、スクライブライン２１８、２２０、２２４及び２２６の１又は複数は非直線的である。すなわち、ウェハ２００は、非直線的な、すなわち真っ直ぐではないスクライブラインでスクライブすることができ、その結果、非直線的な、すなわち真っ直ぐではない縁部を有する太陽電池ストリップが得られる。一実施例では、外側太陽電池ストリップはスクライブ又は切断されていない直線的な、すなわち真っ直ぐな縁部を有することができ、内側太陽電池ストリップは非直線的な、すなわち真っ直ぐではない、スクライブ又は切断された縁部を有することができる。これらの非直線的な縁部は、真っ直ぐではない非直線的な形状であり得る。一実施例では、当該非直線的な縁部は波状であり又は波状部を有する。一実施例では、当該非直線的な形状は周期的な波形形状であり得る。この周期的な波形形状は正弦波、正方形、矩形、三角形、鋸歯、又はその組み合わせとすることができ、当該波状部は正弦波、正方形、矩形、三角形、又は鋸歯のパターンの頂部及び谷部のうちの１又は複数の形状をとる。当該非直線的な形状はまた、非周期的な波形形状であり得る。当該非直線的な形状は、異なる周期的な波形形状の組み合わせであり得る。当該非直線的な形状は、その任意の軸に関して対称又は非対称であり得る。更には、当該非直線的な形状は、波状部又は突出部によって遮られた真っ直ぐな直線部を有し得る。突出部は、波状でない、滑らかな又はギザギザの形状であり得る。一実施例では、スクライブライン２１８、２２０、２２４及び２２６の１又は複数は、非直線的とすることができ、非直線的な部分と直線的な部分とを含み得る。
図３Ａ〜図３Ｇは、図２Ａ〜図２Ｂのウェハ２００から太陽装置を製造するための例示的な工程を示す。当該工程は、例えば、屋根板状の重ね合わせを行うロボットを含む製造システムによって、実行し得る。ウェハ２００は、非直線的なスクライブラインに沿ってスクライブされ、ペーストされ（ペースト印刷など）、切断される。次いで、当該ロボットは、残りの太陽電池ストリップを、隣接するストリップの端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置する。当該ロボットは、ストリップを１つおきに１８０度回転させる。
例示の目的のために、ストリップのそれぞれが１から６までの数字で標識されている。図３Ａ〜図３Ｇに示されるように、当該数字はストリップと一緒に回転し（すなわち、当該数字はストリップに対するその向きを維持し）、当該ロボットがストリップを１つおきに１８０度回転させることが例示される。切断後に残るストリップは左側に示されており、採取され、回転し（ストリップを１つおきに回転させることを考慮して適切な場合）、当該太陽装置内に屋根板状に重ねられたストリップは右側に示されている。
図３Ａは、ウェハ２００が非直線的なスクライブラインに沿って切断された時より後で、ロボットが残りのストリップのいずれかを採取した時より前のウェハ２００を示す。図３Ｂは、ロボットがストリップ１を採取して（例えば硬化ベルト上に）載置した後の太陽装置３００を示す。図３Ｃは、ロボットがストリップ２を採取し、ストリップ２を１８０度回転させ、ストリップ２をストリップ１上に屋根板状に重ねた後の太陽装置３００を示す。図３Ｄは、ロボットがストリップ３を採取し、ストリップ３をストリップ２上に屋根板状に重ねた後の太陽装置３００を示す。
図３Ｅは、ロボットがストリップ４を採取し、ストリップ４を１８０度回転させ、ストリップ４をストリップ３上に屋根板状に重ねた後の太陽装置３００を示す。図３Ｆは、ロボットがストリップ５を採取し、ストリップ５をストリップ４上に屋根板状に重ねた後の太陽装置３００を示す。図３Ｇは、ロボットがストリップ６を採取し、ストリップ６を１８０度回転させ、ストリップ６をストリップ５上に屋根板状に重ねた後の太陽装置３００を示す。得られる太陽装置３００は、図１Ａ〜図１Ｂに描写された太陽装置１００に対応する構成である。
図４Ａ〜図４Ｇは、図２Ａ〜図２Ｂのウェハ２００から太陽装置を製造するための別の例示的な工程を示す。当該工程は、例えば第１の屋根板状の重ね合わせを行うロボット及び第２の屋根板状の重ね合わせを行うロボットを含む製造システムによって、実行し得る。ウェハ２００は、非直線的なスクライブラインに沿ってスクライブされ、ペースト印刷され、切断される。次いで、ロボットは、残りの太陽電池ストリップを、隣接するストリップの端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置する。ロボットは、ストリップを１つおきに採取して第１の太陽装置４０２及び第２の太陽装置４０４を製造し、これによって図３Ａ〜図３Ｇに例示される１８０度の回転を回避することができる。
例示の目的のために、ストリップのそれぞれが１から６までの数字で標識されている。図４Ａ〜図４Ｇに示されるように、当該数字はストリップと一緒に回転し（すなわち、当該数字はストリップに対するその向きを維持し）、非直線的な縁部に沿って屋根板状に重ねるための載置が例示される。切断後に残るストリップは左側に示されており、採取され、載置されたストリップは右側に示されている。
図４Ａは、ウェハ２００が非直線的なスクライブラインに沿って切断された時より後で、ロボットが残りのストリップのいずれかを採取した時より前のウェハ２００を示す。図４Ｂは、第１のロボットがストリップ１を採取して（例えば硬化ベルト上に）載置した後の第１の太陽装置４０２を示す。図４Ｃは、第１のロボットがストリップ３を採取し、ストリップ３をストリップ１上に屋根板状に重ねた後の第１の太陽装置４０２を示す。図４Ｄは、当該ロボットがストリップ５を採取し、ストリップ５をストリップ３上に屋根板状に重ねた後の第１の太陽装置４０２を示す。
図４Ｅは、第２のロボットがストリップ２を採取して（例えば硬化ベルト上に）載置した後の第２の太陽装置４０４を示す。図４Ｆは、当該ロボットがストリップ４を採取し、ストリップ４をストリップ２上に屋根板状に重ねた後の第２の太陽装置４０４を示す。図４Ｇは、当該ロボットがストリップ６を採取し、ストリップ６をストリップ４上に屋根板状に重ねた後の第２の太陽装置４０４を示す。太陽装置４０２及び４０４を特定の数のストリップに組み立てるために、当該工程を１又は複数の他のウェハで続行することができる。
図５は、隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて屋根板状に配置した太陽電池の太陽装置を製造するための例示的な方法５００のフロー図である。方法５００は、太陽電池を形成するために図２Ａ〜図２Ｂの例示的なウェハ２００などの太陽電池ウェハを分割する段階５０２を含む。例えば、当該ウェハを分割する段階は、図２Ａ〜図２Ｂを参照して上述したようにウェハをスクライブ（例えばレーザスクライブ）して非直線的なスクライブラインを形成する段階と、ウェハを非直線的なスクライブラインに沿って切断する段階とを含むことができる。
方法５００は、得られた太陽電池をその電流−電圧性能に従って試験する段階及び選別する段階を任意選択的に含み得る。いくつかの実施例では、方法５００は、電流−電圧性能が一致若しくは略一致する太陽電池を同じ太陽装置又は同じ直列接続モジュール列内で使用する段階を含む。
方法５００は、隣接する太陽電池の端部を非直線的な縁部に沿って重ね合わせて太陽電池を屋根板状に組み立てる段階５０４を含む。例えば、方法５００は、図３Ａ〜図３Ｇを参照して上述したようにストリップをロボットによって１つおきに回転させる段階を含み得る。別の実施例では、方法５００は、図４Ａ〜図４Ｇを参照して上述したように、ストリップを２つのロボットによって１つおきに採取し、２つの太陽装置を製造する段階を含み得る。
太陽電池を組み立てる段階は、例えばウェハを分割する前又は分割した後に、隣接する太陽電池の重なり合う部分の間の接触パッド上に導電性接着結合材を配置する段階を含み得る。当該導電性接着剤を配置する段階は、例えばインクジェット印刷又はスクリーン印刷を含み得る。いくつかの実施例では、太陽電池を組み立てる段階は、太陽装置内の太陽電池間の導電性接着結合材を硬化又は部分硬化させるために熱及び圧力を加える段階を含み得る。
いくつかの実施例では、太陽装置に追加の太陽電池がそれぞれ追加される際には、新たに追加された太陽電池とそれに隣接する重なり合った（既に配置されている）太陽電池との間の導電性接着結合材を、太陽装置に次の太陽電池が追加される前に硬化又は部分硬化させる。別の実施例では、太陽電池を組み立てる段階は、導電性接着結合材を硬化又は部分硬化させる前に３つ以上の太陽電池又は全ての太陽電池を所望の重ね合わせ方式で位置決めする段階を含む。
方法５００は、太陽装置を、封入材、透明フロントシート、及びバックシートを含む層状構造体に封入する段階５０６を任意選択的に含む。層状構造体は、例えば、ガラス基板上の第１の封入材層であって、第１の封入材層上に、屋根板状に重ねられた太陽電池が太陽面を下にして配置された封入材層と、屋根板状に重ねられた太陽電池上の第２の封入材層と、第２の封入材層上のバックシートとを含み得る。また、任意の他の適切な配置を使用してもよい。方法５００は、分割する段階５０２、組み立てる段階５０４、及び封入する段階５０６を繰り返して複数の太陽装置を形成する段階５０８と、当該太陽装置を太陽アレイ、例えば、図１Ｄの太陽アレイ１７０に組み立てる段階とを任意選択的に含む。
図６は、犠牲太陽電池６０２と一緒に屋根板状に配置された太陽電池の例示的な太陽装置６００を示す。犠牲太陽電池６０２は、隣接する太陽電池のうちの端部にある太陽電池６０４の前面６０４ａと重なり合い、隣接する太陽電池のうちの端部にある太陽電池６０４の前面６０４ａに導電的に結合され、犠牲太陽電池６０２の背面６０２ａが、隣接する太陽電池と電気的及び機械的に直列接続される。
当該太陽装置は、太陽装置６００の犠牲太陽電池６０２とは反対側の端部に配置された太陽電池６０８の背面６０８ａに導電的に結合された、第１の導電リード６０６を含む。第１の導電リードは、太陽装置６００の動作中、第１の極性を有する太陽装置６００からの第１の電気出力を提供するように構成される。太陽装置６００はまた、犠牲太陽電池６０２の背面６０２ａに導電的に結合され、太陽装置６００の動作中、第１の極性とは反対の第２の極性を有する太陽装置６００からの第２の電気出力を提供するように構成された、第２の導電リード６１０を含む。
犠牲セル６０２は、第２の導電リード６１０が犠牲太陽電池６０２の背面６０２ａに導電的に結合されることによって、太陽装置６００の動作中、太陽装置６００のモジュールレベル電気出力に電力を提供しないように構成される。例えば、太陽装置６００の動作において、犠牲セル６０２はその他の太陽電池と同じ工程で製造することができるが、電気接触が犠牲太陽電池６０２の背面６０２ａに対してのみ行われるので犠牲セルは電力を提供し得ない、という意味で犠牲セル６０２は「犠牲的」であり得る。
いくつかの実施例では、犠牲太陽電池６０２は、太陽装置６００内のその他の太陽電池に存在する前面の表面金属化を欠く。いくつかの他の実施例では、太陽装置６００内の犠牲太陽電池及びその他の太陽電池はそれぞれ、同一の前面及び背面の表面金属化を有する。いくつかの実施例では、犠牲太陽電池６０２は、太陽装置６００内の他の太陽電池が合格したスクリーニング試験で失格になった不合格品の太陽電池である。
犠牲セル６０２は、太陽装置６００のラインに沿って太陽装置６００から離れる方向に突出する、当該犠牲セルの平面内に位置する突出部を含む、太陽装置６００から離れて位置決めされた外縁部と、そのそれぞれが対応する突出部の背面に配置された背面接触パッドとを有し得る。第２の導電リード６１０は、次いで接触パッドに結合され得る。犠牲太陽電池及び犠牲太陽電池を含む太陽装置の実施例は、２０１５年１２月１４日に出願された米国特許仮出願第６２／２６７，１０１号で説明されており、同出願は参照により本明細書に組み込まれる。
図７Ａ〜図７Ｃは、屋根板状に重ねられた太陽電池装置で使用し得る導体バスバーを示す。図７Ａは、図２Ａ〜図２Ｂのウェハ２００の一部分の前面図を示す。接触パッドの内側の列２３０は、ウェハ２００の２つの領域２０４と２０６の間のスクライブラインに沿っている。導体バスバーは、ウェハ２００の前側部に配置される。
図７Ｂは、ウェハ２００の一部分の背面図を示す。接触パッドの内側の列２３６は、当該ウェハの２つの領域２０２と２０４の間のスクライブラインに沿っている。ウェハ２００の背部は、導体バスバーを欠く。しかしながら、ウェハがダイシングされて組み立てられた場合、背部接触パッドが対応する前部接触パッドに接触し、背部接触パッドと前部接触パッドとが電気的に接続される。いくつかの実施例では、背部接触パッドは前部接触パッドよりも大きな面積を有する。
図７Ｃは、導体バスバーを例示するため、ウェハ２００の前部の、より近接した図を示す。上側のバスバー７０２はスクライブラインより上の接触パッドを電気的に接続し、下側のバスバー７０４はスクライブラインより下の接触パッドを電気的に接続する。導体バスバーは、例えば、ウェハ上に配置された銀から形成し得る。
導体バスバーは、スクライブラインに沿って異なる幅を有する。例えば、上側のバスバー７０２は、上側の接触パッド７０８の近傍の領域７１０内での全幅から、スクライブラインより上の接触パッド間の領域７１２内での狭幅まで、徐々に減少する幅を有する。下側のバスバー７０４は、下側の接触パッド７０６の近傍の領域７１４内での全幅から、スクライブラインより下の接触パッド間の領域７１６内での狭幅まで、徐々に減少する幅を有する。
いくつかの実施例では、導体バスバー７０２及び７０４のそれぞれの幅が変化し、導体バスバーとスクライブラインの間に一定の間隔が維持される。導体バスバー７０２及び７０４の幅を、少なくとも通電容量のための所定の最小厚さを維持するように形成することができる。例示されているように、導体バスバー７０２及び７０４の幅を変化させるため、導体バスバー７０２及び７０４は平坦な１つの縁部とスクライブラインに沿うもう１つの縁部とを有する。
図８Ａ〜図８Ｂは、幅が変化する導体バスバーを有する屋根板状に重ねられた太陽装置８００を示す。太陽装置８００は、図２Ａ〜図２Ｂのウェハ２００及び図７Ａ〜図７Ｃを参照して説明された導体バスバーを使用して作製し得る。太陽装置８００は、図４Ａ〜図４Ｇ及び図５を参照して説明されるように組み立て得る。
図８Ａは、太陽装置８００の背面図である。例示の目的のため、図８Ａはその図を見る者に対面する太陽電池の縁部を濃い線として示し、図８Ａは重ね合わせ領域内で他の太陽電池の背後に隠れている太陽電池の縁部を、恰も太陽電池がそれら領域内で透けて見えているかのように、淡い線として示す（すなわち、図８Ａは「Ｘ線」図である）。この図では、見る者は隣接する太陽電池が重なり合う領域内で、接触パッドを円形の形状として見ることができる。
太陽装置８００は、接触パッド列８０２、８０４、８０６、８０８及び８１０を含む。それぞれの列内の接触パッドは、前部接触パッドに電気的に接続された背部接触パッドを含む。それぞれの列の前部接触パッドは、導体バスバーによってその列内で他の接触パッドに電気的に接続されている。図８Ｂは、例示的な導体バスバー８２０、背部接触パッド８２２、及び前部接触パッド８２４のより近接した図を示す。
屋根板状に組み立てられるので、導体バスバーは太陽装置８００の前部からは見えない。導体バスバーのそれぞれは、その全体が隣接する太陽電池の重ね合わせ領域の下にある。接触パッドもまた、その全体が隣接する太陽電池の重ね合わせ領域の下にある。導体バスバーの幅は、隣接する太陽電池間の重ね合わせが最小である箇所で最も狭い。
導体バスバーが露出された場合、太陽装置８００が発生させる電力は低下する。導体バスバーの全体が隣接する太陽電池の重ね合わせ領域の下にあるように導体バスバーの幅を変化させることによって、太陽装置８００の発電出力を向上させることができる。更には、導体バスバーの幅を変化させることによって、ストリップの重ね合わせ面積をより小さくして隣接する太陽電池を載置することが可能になり、それによってもまた太陽装置８００の発電出力を向上させることができる。
図９は、本開示の一実施形態に係る太陽装置の実施例９００を示す。太陽装置９００は、太陽装置１００と同様の方法で動作し、また、太陽装置１００で使用される構成要素と同一か又はそれと同等の特定の構成要素を使用する。これらの構成要素の説明は上記において提供されており、ここでは明瞭性の目的のため省略する。
本開示の一態様に従えば、太陽装置９００は、第１の太陽電池９１０、第２の太陽電池９２０などのような、直列接続するために屋根板状に配置された複数の太陽電池を含む。太陽電池は、太陽電池を隣接する太陽電池に直列接続するための２つの相互接続縁部を含む。具体的には、一実施例において、第１の太陽電池９１０は、前側部及び背側部などの２つの表面側部を有する平面シリコン構造体から形成される。第１の太陽電池９１０の前側部は、光源からエネルギーを受け取るために光入射方向に対向するように構成される。更には、第１の太陽電池９１０は、突出部を有する、非直線的な形状の第１の相互接続縁部９１１を有する。第１の太陽電池９１０は、前側部上の突出部内に配置された１又は複数の接触パッド９１２を含むように構成される。第２の太陽電池９２０もまた、前側部及び背側部を有する平面シリコン構造体から形成される。第２の太陽電池９２０は、第１の太陽電池９１０の前側部の上で、突出部において第１の太陽電池９１０と重なり合うように構成される。第２の太陽電池９２０の前側部もまた、光入射方向に対向する。第２の太陽電池９２０は、第２の太陽電池９２０の背側部に配置された第２の１又は複数の接触パッド９２６を含む。第１の１又は複数の接触パッド９１２と第２の１又は複数の接触パッド９２６とが位置合わせ及び接続されて、第１の太陽電池９１０と第２の太陽電池９２０とが電気的に連結される。
図９の実施例では、第２の太陽電池９２０は、突出部で第１の太陽電池９１０と重ね合わせるため、直線的な形状の相互接続縁部９２５を有するように構成される。第２の太陽電池９２０は、突出部で第１の太陽電池９１０と重ね合わせるため、非直線的な形状の相互接続縁部９２５を有するように構成し得ることに留意されたい。
突出部は任意の好適な形状であり得ることに留意されたい。図９の実施例では、第１の相互接続縁部９１１は突出部を有する正弦波形状である。第１の相互接続縁部９１１は、図２Ｄに示されている正方形の突出部や三角形の突出部などの他の形状に構成し得る。
図９の実施例では、第１の太陽電池９１０と第２の太陽電池９２０は同一の構成である。具体的には、第１の太陽電池９１０は、非直線的な形状の第１の相互接続縁部９１１と直線的な形状の第２の相互接続縁部９１５とを有する。第１の相互接続縁部９１１と第２の相互接続縁部９１５は、同じ方向に延在する。第１の太陽電池９１０は、前側部の突出部において、第１の相互接続縁部９１１に沿って配置された接触パッド９１２を有し、背側部において、第２の相互接続縁部９１５に沿って配置された接触パッド９１６を有する。
同様に、第２の太陽電池９２０は、非直線的な形状の第１の相互接続縁部９２１と直線的な形状の第２の相互接続縁部９２５とを有する。第１の相互接続縁部９２１と第２の相互接続縁部９２５は、同じ方向に延在する。第２の太陽電池９２０は、前側部の突出部において、第１の相互接続縁部９２１に沿って配置された接触パッド９２２を有し、背側部において、第２の相互接続縁部９２５に沿って配置された接触パッド９２６を有する。
一実施例では、太陽装置９００を組み立てるため、第２の太陽電池９２０の第２の相互接続縁部９２５が、第１の太陽電池９１０の第１の相互接続縁部９１１とその前側部において重なり合う。第２の太陽電池９２０の背側部の接触パッド９２６が、第１の太陽電池９１０の前側部の接触パッド９１２と位置合わせされ、それらと電気的に接続される。一実施形態では、同じ形状の複数の太陽電池が、第１の太陽電池９１０及び第２の太陽電池９２０と同様の構成で直列に連結される。
第１の太陽電池９１０の縁部と第２の太陽電池９２０の縁部とは異なる形状であり得ることに留意されたい。一実施例では、第１の太陽電池９１０の第２の相互接続縁部９１５は非直線的な形状であり得る。別の実施例では、第２の太陽電池９２０の第１の相互接続縁部９２１は直線的な形状であり得る。別の実施例では、第１の太陽電池９１０及び第２の太陽電池９２０の他の縁部（図示せず）は、直線的な形状、非直線的な形状などのような任意の好適な形状であり得る。
なお、例示のため、図９は原寸に比例して描写されないことに留意されたい。一実施例では、ストリップは１：６の幅長さ比である。例えば、長さが約１５６ｍｍの場合、幅は約２６ｍｍである。一実施例では、ストリップの厚さは約１６０ミクロンである。更に、一実施例では、第２の太陽電池９２０の背側部の接触パッド９２６が第１の太陽電池９１０の前側部の接触パッド９１２と位置合わせされている場合、最大重ね合わせ幅は約２ｍｍであり、一実施例では、最小重ね合わせ幅は０ｍｍであるか又は０ｍｍ超であり得る。
図１０は、本開示の一実施形態に係る太陽電池ウェハ１０００を示す。太陽電池ウェハ１０００は、太陽電池ウェハ２００と同様に構成される。図１０の実施例では、太陽電池ウェハ１０００は矩形形状となっている。別の実施例では、太陽電池ウェハ１０００は円形形状、台形形状などのような他の好適な形状であり得ることに留意されたい。
一実施形態では、太陽電池ウェハ１０００はスクライブラインに従ってＮ個のストリップに区切ることができる。Ｎは偶数である。一実施例では、これらのストリップは、２つの長縁部及び２つの短縁部を有する疑似矩形形状などの同じ形状をしている。一実施例では、２つの長縁部は相互接続縁部であり、当該相互接続縁部の一方は直線的な縁部であり他方の相互接続縁部は非直線的な縁部である。一実施形態では、太陽電池ウェハ１０００は、非直線的なスクライブラインと直線的なスクライブラインが交互に入れ替わるスクライブラインによって区切られ、ストリップが形成される。このように、一実施例では、太陽電池ウェハ１０００は、交互に入れ替わる一連のＮ／２本の非直線的なスクライブライン及びＮ／２−１本の直線的なスクライブラインによって区切られる。
具体的には、図１０の実施例では、太陽電池ウェハ１０００は切断線（スクライブライン）１０１５、１０２５、１０３５、１０４５及び１０５５によって６個のストリップ１０１０〜１０６０に区切られる。当該切断線のうち、切断線１０１５、１０３５及び１０５５は正弦波線であり、線１０２５及び１０４５は直線である。
一実施例では、第１の太陽電池９１０、第２の太陽電池９２０などのような太陽電池は、前側部及び背側部に接触パッドがあるストリップ１０１０〜１０６０を用いて実装されることに留意されたい。太陽電池は次いで、図９に示されているのと同じ方式で相互に連結される。
図１１は、本開示の一実施形態に係る別の太陽電池ウェハ１１００を示す。太陽電池ウェハ１１００は、太陽電池ウェハ２００と同様に構成される。図１１の実施例では、太陽電池ウェハ１１００は矩形形状となっている。別の実施例では、太陽電池ウェハ１１００は円形形状、台形形状などのような他の好適な形状であり得ることに留意されたい。
一実施形態では、太陽電池ウェハ１１００はスクライブラインに従ってＮ個のストリップに区切ることができる。Ｎは奇数である。一実施例では、Ｎ−１個のストリップは同じ形状であり、それぞれのストリップは図１０のストリップと同様な直線的な相互接続縁部及び非直線的な相互接続縁部を有する。１つの特定のストリップはその他のストリップと異なる形状となっている。一実施例では、当該特定のストリップは２つの非直線的な相互接続縁部を有する。当該実施例では、太陽電池ウェハ１１００は、非直線的なスクライブラインと直線的なスクライブラインが交互に入れ替わるスクライブライン及びもう１本の非直線的なスクライブラインによって区切られる。このように、一実施例では、太陽電池ウェハ１０００は、交互に入れ替わる一連の（Ｎ＋１）／２本の非直線的なスクライブライン及び（Ｎ−３）／２本の直線的なスクライブラインによって区切られる。
別の実施例では、当該特定のストリップは２つの直線的な相互接続縁部を有する。一実施例では、太陽電池ウェハ１１００は、非直線的なスクライブラインと直線的なスクライブラインが交互に入れ替わるスクライブラインによって区切られる。このように、一実施例では、太陽電池ウェハ１０００は、交互に入れ替わる一連の（Ｎ−１）／２本の非直線的なスクライブライン及び（Ｎ−１）／２本の直線的なスクライブラインによって区切られる。
具体的には、図１１の実施例では、太陽電池ウェハ１１００は切断線（スクライブライン）１１１５、１１２５、１１３５及び１１４５によって５個のストリップ１１１０〜１１５０に区切られる。当該切断線のうち、線１１１５、１１３５及び１１４５は正弦波線であり、線１１２５は直線である。それゆえ、ストリップ１１１０、１１２０、１１３０及び１１５０は非直線的な相互接続縁部と直線的な相互接続縁部とを有する同じ形状（形状Ａ）であり、ストリップ１１４０は２つの非直線的な相互接続縁部を有する異なる形状（形状Ｂ）である。図１１の実施例では、ストリップ１１４０はその他のストリップの幅１１３１と同じ幅１１３２を有し、追加の非直線的な相互接続縁部によって、その他のストリップと比べて、１１４４によって示されているように、超過エリアを有する。
一実施例では、第１の太陽電池９１０、第２の太陽電池９２０などのような太陽電池は、前側部及び背側部に接触パッドがあるストリップ１１１０〜１１５０を用いて実装されることに留意されたい。太陽電池は次いで、図９に示されているのと同じ方式で相互に連結される。
図１２は、本開示の一実施形態に係る、形状Ａ及び形状Ｂの両方を有するストリップの組立体の実施例１２００を示す。図１２の実施例では、ストリップ１１１０など、形状Ａを有する第１のストリップが前側部を上にして配置される。次いで、ストリップ１１４０など、形状Ｂを有する第２のストリップが、第１のストリップ１１１０の非直線的な相互接続縁部（例えば１１１５'）の上で第１のストリップ１１１０と重なり合うように配置される。ストリップ１１１０及びストリップ１１４０の接触パッドが位置合わせ及び接続されて２つのストリップ１１１０及び１１４０が電気的に相互に連結される。更には、ストリップ１１２０など、形状Ａを有する第３のストリップが、第２のストリップ１１４０の他方の非直線的な相互接続縁部（例えば、１１４５'）の上で第２のストリップ１１４０と重なり合うように配置される。ストリップ１１４０及びストリップ１１２０の接触パッドが位置合わせ及び接続されて２つのストリップ１１４０及び１１２０が電気的に相互に連結される。このように、ストリップ１１１０、１１４０及び１１２０が電気的に直列接続される。
図１３は、本開示の一実施形態に係る太陽電池を配置するための実施例を示す。図１３の実施例では、太陽電池ウェハ１３００Ａが、上述されたウェハ２００と同様に、示されているストリップ１３１０〜１３３０などのストリップにスクライブされる。
更には、図１３の実施例では、１３００Ｂで示されているように、隣接するストリップ同士が突出部で重なり合うように、１つおきのストリップなど、ストリップのうちのいくつかが、例えば正弦波スクライブラインの１／２周期ずれている。次いで、ストリップの背側部の接触パッドを隣接するストリップの前側部の接触パッドと位置合わせして電気的に接続し得る。
具体的な実施例及び特徴が上述されてきたが、これらの実施例及び特徴は、特定の特徴に関して単一の実施例のみが説明される場合であっても、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示で提供される特徴の例は、別段の記述がある場合を除き、制約的であることよりも、むしろ例示的であることを意図するものである。上記の説明は、本開示から利益を得る当業者には明らかとなるような、代替形態、修正形態、及び等価物を包含することを意図するものである。
本開示の範囲は、本明細書で（明示的又は暗示的に）開示される、あらゆる特徴若しくは特徴の組み合わせ、又は開示される特徴のあらゆる一般化を含み、そのような特徴又は一般化が、本明細書で説明される問題のいずれか又は全てを軽減するか否かにはかかわらない。したがって、本出願（又は、本出願に対する優先権を主張する出願）のプロセキューション中に、任意のそのような特徴の組み合わせに対して、新たな請求項を形式化することができる。具体的には、添付の特許請求の範囲を参照して、従属請求項からの特徴を、独立請求項の特徴と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項からの特徴を、単に添付の特許請求の範囲で列挙される特定の組み合わせのみではなく、任意の適切な方式で組み合わせることができる。

Claims (15)

  1. 突出部を有する非直線的な形状の第１の縁部を有し、前記突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドを有するように構成される第１の太陽電池と、
    前記突出部で前記第１の太陽電池と重なり合うように構成される第２の太陽電池であって、前記第１の太陽電池と前記第２の太陽電池とを電気的に接続するために前記第１の１又は複数の接触パッドと位置合わせされた第２の１又は複数の接触パッドを含む第２の太陽電池と
    を備える太陽装置。
  2. 前記第１の縁部は正弦波形状を有する、請求項１に記載の太陽装置。
  3. 前記第２の太陽電池は、前記突出部で前記第１の太陽電池の前側部の上に重なるように構成され、前記第１の太陽電池の前記前側部は、光入射方向に対向するように構成される、請求項１又は２に記載の太陽装置。
  4. 前記第２の太陽電池は、前記突出部で前記第１の太陽電池と重なり合う直線的な形状の縁部を有するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽装置。
  5. 前記第２の太陽電池は、前記突出部で前記第１の太陽電池と重なり合う非直線的な縁部を有するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽装置。
  6. 前記第１の太陽電池は、直線的な形状の第２の縁部を有するように構成され、前記第２の縁部は、前記第１の縁部と同じ方向に延在する、請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽装置。
  7. 前記第１の太陽電池は、非直線的な形状の第２の縁部を有するように構成され、前記第２の縁部は、前記第１の縁部と同じ方向に延在する、請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽装置。
  8. 前記第１の太陽電池は、第３の太陽電池の非直線的な縁部の突出部で前記第３の太陽電池と重なり合う第２の縁部を有するように構成され、前記第１の太陽電池と前記第３の太陽電池との重ね合わせ部に位置決めされた、位置合わせされた接触パッドによって前記第１の太陽電池と前記第３の太陽電池とが電気的に接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽装置。
  9. 太陽電池であって、
    前側部及び背側部を有し、前記前側部は、光源からエネルギーを受け取るために光入射方向に対向するように構成された平面シリコン構造体と、
    突出部を有する非直線的な形状の、前記平面シリコン構造体の第１の縁部と、
    前記太陽電池を別の太陽電池と電気的に接続するために前記別の太陽電池の背側部の１又は複数の接触パッドと位置が合うように構成された、前記前側部の前記突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドと
    を備える太陽電池。
  10. 前記第１の縁部は正弦波形状を有する、請求項９に記載の太陽電池。
  11. 前記第１の縁部と同じ方向に延在する、直線的な形状を有するように構成された、前記平面シリコン構造体の第２の縁部
    を更に備える請求項９又は１０に記載の太陽電池。
  12. 前記第１の縁部と同じ方向に延在する、非直線的な形状を有するように構成された、前記平面シリコン構造体の第２の縁部
    を更に備える請求項９又は１０に記載の太陽電池。
  13. 前記平面シリコン構造体の第２の縁部に沿って前記平面シリコン構造体の前記背側部に配置された第２の１又は複数の接触パッドであって、前記太陽電池を第１の太陽電池とし、前記別の太陽電池を第２の太陽電池として、前記第１の太陽電池を第３の太陽電池と電気的に接続するために前記第３の太陽電池の前側部の１又は複数の接触パッドと位置が合うように構成された第２の１又は複数の接触パッド
    を更に備える請求項９又は１０に記載の太陽電池。
  14. 突出部を有する非直線的な形状の第１の縁部を有し、前記突出部内に配置された第１の１又は複数の接触パッドを有する、第１の太陽電池を形成する段階と、
    第２の１又は複数の接触パッドを含む第２の太陽電池を形成する段階と、
    前記突出部で前記第２の太陽電池を前記第１の太陽電池と重ね合わせる段階と、
    前記第１の太陽電池と前記第２の太陽電池とを電気的に接続するために前記第１の１又は複数の接触パッドを前記第２の１又は複数の接触パッドと位置合わせする段階と
    を備える方法。
  15. 前側部及び背側部を有する平面シリコン構造体の第１の縁部であって、前記前側部は光源からエネルギーを受け取るために光入射方向に対向するように構成され、前記第１の縁部は突出部を有する非直線的な形状である、平面シリコン構造体の第１の縁部、を形成する段階と、
    第１の１又は複数の接触パッドを前記前側部の前記突出部内に配置する段階であって、前記平面シリコン構造体と別の平面シリコン構造体とを電気的に接続するために、前記第１の１又は複数の接触パッドは、前記別の平面シリコン構造体の背側部にある１又は複数の接触パッドと位置が合うよう構成される、配置する段階と
    を備える方法。
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