JP2020057694A - Solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池セルに関する。 The present invention relates to a solar 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、太陽電池セルの開発が進められている。太陽電池セルは、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 have been developed as photoelectric conversion devices that convert light energy into electric energy. BACKGROUND ART Solar cells are expected as a new energy source because they can directly convert inexhaustible sunlight into electricity, and have a smaller environmental load and are cleaner than power generation using fossil fuels.
太陽電池セルは、半導体基板上に当該半導体基板で発生した受光電荷を集電する集電電極を備える。集電電極は、太陽電池セル同士を電気的に接続するための配線部材が接続されるバスバー電極を含む。特許文献1には、バスバー電極にスリットを入れることで、バスバー電極と半導体基板との接着強度を向上させる太陽電池セルが開示されている。
The solar battery cell includes a current collecting electrode on a semiconductor substrate for collecting light received by the semiconductor substrate. The current collecting electrode includes a bus bar electrode to which a wiring member for electrically connecting the solar cells is connected.
特許文献1に記載の太陽電池セルのバスバー電極は、スリットを設けるため、抵抗増大を抑制することができない。
The bus bar electrode of the solar cell described in
そこで、本発明は、高出力特性を維持しつつ、導電性ペーストの使用量を削減することができ、かつバスバー電極と配線部材との接続性を向上することができる太陽電池セルを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a solar cell that can reduce the amount of conductive paste used while maintaining high output characteristics, and that can improve the connectivity between a bus bar electrode and a wiring member. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る太陽電池セルは、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられる半導体層と、前記半導体層上に設けられる複数本の集電電極とを備え、前記複数本の集電電極は、複数本のフィンガー電極と、当該複数本のフィンガー電極に接続して設けられるバスバー電極とを有し、前記バスバー電極は、凹部と前記凹部より厚みが厚い凸部とが第1の方向に交互に複数設けられた凹凸部を有し、前記凸部の幅は、前記半導体基板に垂直かつ前記第1の方向を含む断面において、前記凹部の幅より広い。 In order to achieve the above object, a solar cell according to one embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a semiconductor layer provided over the semiconductor substrate, and a plurality of current collecting electrodes provided over the semiconductor layer. The plurality of current collecting electrodes includes a plurality of finger electrodes and a bus bar electrode provided to be connected to the plurality of finger electrodes, and the bus bar electrode is thicker than the recess and the recess. The projection has a plurality of projections and depressions alternately provided in a first direction, and a width of the projection is wider than a width of the depression in a cross section perpendicular to the semiconductor substrate and including the first direction. .
本発明によれば、高出力特性を維持しつつ、導電性ペーストの使用量を削減することができ、かつバスバー電極と配線部材との接続性を向上することができる太陽電池セルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar battery cell that can reduce the amount of conductive paste used while maintaining high output characteristics and can improve the connectivity between a bus bar electrode and a wiring member. Can be.
以下では、本発明の実施の形態について、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、工程(ステップ)、および、工程(ステップ)の順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a specific example of the present invention. Therefore, numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement of constituent elements, connection forms, steps (steps), and order of steps (steps) shown in the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto. It is not intended to be limiting. Therefore, among the components in the following embodiments, components that are not described in the independent claims that represent the highest concept of the present invention are described as arbitrary components.
なお、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 drawing is a schematic diagram, and is not necessarily strictly illustrated. In each of the drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified in some cases.
また、本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値、および、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。 Further, in the present specification, a term indicating a relationship between elements such as parallel, and a term indicating a shape of an element such as a rectangle, and a numerical value, and a numerical range are not expressions expressing only a strict meaning. Is a meaning that includes a substantially equivalent range, for example, a difference of about several percent.
また、各図において、Z軸方向は、例えば、太陽電池セルの受光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軸方向から見ることを意味する。 In each figure, the Z-axis direction is, for example, a direction perpendicular to the light receiving surface of the solar cell. The X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other, and both directions are 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)
以下、本実施の形態に係る太陽電池セルについて、図1A〜図16を参照しながら説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, the solar cell according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 16.
[1.太陽電池セルの構成]
まず、本実施の形態に係る太陽電池セルの構成について、図1A〜図14を参照しながら説明する。
[1. Configuration of solar cell]
First, the configuration of the solar cell according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 14.
図1Aは、本実施の形態に係る太陽電池セル10の受光面11側の平面図である。図1Bは、本実施の形態に係る太陽電池セル10の裏面12側の平面図である。図2は、図1AのII−II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。
FIG. 1A is a plan view on the
図1A及び図1Bに示すように、太陽電池セル10の平面視形状は、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。なお、太陽電池セル10の形状は、矩形状に限定されない。
As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, the planar shape of the
図2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、シリコン基板20と、当該シリコン基板20の一方の主面側(Z軸プラス側)に順次形成された、n側電極30n及びn側集電電極40nと、当該シリコン基板20の他方の主面側(Z軸マイナス側)に順次形成された、p側電極30p及びp側集電電極50pとを備える。なお、本実施の形態では、シリコン基板20の一方の主面は太陽電池セル10の主受光面側の面であり、以降において受光面11とも記載する。主受光面とは、太陽電池セル10を用いて太陽電池モジュールを構築したときに、当該太陽電池セル10に入射する光のうち50%より多い光が入射する面である。また、本実施の形態では、シリコン基板20の他方の主面はシリコン基板20の一方の主面と背向する面であり、以降において裏面12とも記載する。裏面12は、受光面11と反対側の面である。また、シリコン基板20は半導体基板の一例である。
As shown in FIG. 2, the
シリコン基板20は、結晶系シリコン基板であり、一例としてn型の単結晶シリコン基板である。なお、シリコン基板20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等の結晶系シリコン基板を含んで構成されてもよい。以降の説明において、シリコン基板20は、n型単結晶シリコン基板である例について説明する。また、例えば、シリコン基板20の平面形状は矩形状であり、厚みは150μm以下である。
The
シリコン基板20の受光面11側及び裏面12側の面の少なくとも一方には、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凹凸形状(図示しない)が形成されていてもよい。これにより、太陽電池セル10は、シリコン基板20内において実効的に光の光路長を長くすることができるので、シリコン基板20の厚みを厚くすることなく発電に寄与する光の吸収を増やすことができる。太陽電池セル10は、例えば、シリコン基板20において吸収係数の小さい波長の光を、有効に発電に寄与させることができる。
On at least one of the
また、シリコン基板20には、n型半導体層(図3及び図4Aのn型半導体層80n参照)及びp型半導体層(図示しない)が形成されている。例えば、n型半導体層80nは、シリコン基板20の受光面11側の面に配置されており、p型半導体層は、シリコン基板20の裏面12側の面に配置されている。
An n-type semiconductor layer (see n-
n型半導体層80nは、例えば、i型非晶質シリコン層81i(真性非晶質シリコン層)とn型非晶質シリコン層81nとを有する。i型非晶質シリコン層81iとn型非晶質シリコン層81nとは、この順にシリコン基板20の受光面11側の面上に積層されている。なお、ここでの積層とは、Z軸プラス方向に積層されていることを意味する。
The n-
i型非晶質シリコン層81iは、シリコン基板20とn型非晶質シリコン層81nとの間に配置されるパッシベーション層である。i型非晶質シリコン層81iは、ドーパントの含有率が1×1019cm−3未満であるアモルファスシリコンにより構成することができる。n型非晶質シリコン層81nは、シリコン基板20と同じ導電型を有する半導体層である。n型非晶質シリコン層81nは、例えば、リン(P)、砒素(As)などのn型ドーパントの含有率が5×1019cm−3以上であるアモルファスシリコンなどにより構成することができる。なお、n型半導体層80nは、例えば、少なくともn型非晶質シリコン層81nを有していればよい。また、n型半導体層80nは、半導体層の一例である。
The i-type amorphous silicon layer 81i is a passivation layer disposed between the
p型半導体層は、例えば、i型非晶質シリコン層(真性非晶質シリコン層)とp型非晶質シリコン層とを有する。i型非晶質シリコン層とp型非晶質シリコン層とは、この順にシリコン基板20の裏面12側の面上に積層されている。なお、ここでの積層とは、Z軸マイナス方向に積層されていることを意味する。
The p-type semiconductor layer has, for example, an i-type amorphous silicon layer (intrinsic amorphous silicon layer) and a p-type amorphous silicon layer. The i-type amorphous silicon layer and the p-type amorphous silicon layer are stacked in this order on the surface on the
i型非晶質シリコン層は、シリコン基板20とp型非晶質シリコン層との間に配置されるパッシベーション層である。p型非晶質シリコン層は、シリコン基板20と異なる導電型を有する半導体層である。p型非晶質シリコン層は、例えば、ボロン(B)などのp型ドーパントの含有率が5×1019cm−3以上であるアモルファスシリコンなどにより構成することができる。なお、p型半導体層は、例えば、少なくともp型非晶質シリコン層を有していればよい。
The i-type amorphous silicon layer is a passivation layer disposed between the
n側電極30n及びp側電極30pは、例えば、透明な導電性材材料から構成される透明導電膜(TCO膜)である。透明導電膜は、例えば、多結晶構造を有する酸化インジウム(In2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化錫(SnO2)、及び酸化チタン(TiO2)等の金属酸化物のうち少なくとも1種を含んで構成されることが好ましい。これらの金属酸化物に、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)、アンチモン(Sb)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、セリウム(Ce)、ガリウム(Ga)などのドーパン卜がドープされていてもよく、例えば、In2O3にSnがドープされたITOが特に好ましい。ドーパン卜の濃度は、0〜20質量%とすることができる。
The n-
n側集電電極40nは、n型半導体層80n上に設けられ、シリコン基板20の受光領域で発生した受光電荷(電子)を集電する電極である。n側集電電極40nは、例えば、配線部材(図1Aに示す配線部材70を参照)の延在方向と直交する方向に直線状に形成された複数本のフィンガー電極41と、これらのフィンガー電極41に接続して設けられる複数本のバスバー電極42とを有する。複数本のフィンガー電極41は、例えば、互いに平行に形成される。また、複数本のバスバー電極42は、例えば、フィンガー電極41に直交する方向(例えば、配線部材70の延在する方向)に沿って直線状に形成される。複数本のバスバー電極42のそれぞれは、例えば、配線部材70と一対一に接続される。なお、フィンガー電極41が延在する方向(Y軸と平行な方向)は、第2の方向の一例である。また、n型半導体層80n上に設けられるとは、n側集電電極40nがn側電極30n上に設けられていてもよいし、n型半導体層80nの上に直接設けられていてもよい。
The n-side
p側集電電極50pは、p型半導体層上に設けられ、シリコン基板20の受光領域で発生した受光電荷(正孔)を集電する電極である。p側集電電極50pは、例えば、配線部材(図1Bの配線部材71を参照)の延在方向と直交する方向に直線状に形成された複数本のフィンガー電極51と、これらのフィンガー電極51に接続して設けられる複数本のバスバー電極52とを有する。複数本のフィンガー電極51は、例えば、互いに平行に形成される。また、複数本のバスバー電極52は、例えば、フィンガー電極51に直交する方向(例えば、配線部材71の延在する方向)に沿って直線状に形成される。複数本のバスバー電極52のそれぞれは、例えば、配線部材71と一対一に接続される。なお、p型半導体層上に設けられるとは、p側集電電極50pがp側電極30p上に設けられていてもよいし、p型半導体層の上に直接設けられていてもよい。
The p-side
フィンガー電極41とフィンガー電極51とは、平面視において、平行である。また、バスバー電極42とバスバー電極52とは、平面視において、平行である。
The
なお、フィンガー電極41及び51、並びに、バスバー電極42及び52の本数は、特に限定されない。フィンガー電極41及び51はそれぞれ、2本以上設けられていればよい。また、バスバー電極42及び52はそれぞれ、1本以上設けられていればよい。例えば、バスバー電極42及び52の本数はそれぞれ、配線部材70及び71と同数であればよい。本実施の形態では、3本である。なお、配線部材70及び71は、太陽電池モジュールを形成する際、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タブ配線である。また、n側集電電極40n及びp側集電電極50pは、互いに同じ形状である場合を図示しているが、これに限定されない。
The number of
n側集電電極40n及びp側集電電極50pは、銀(Ag)等の低抵抗導電材料から構成される。例えば、n側集電電極40n及びp側集電電極50pは、バインダ樹脂中に銀粒子等の導電性フィラーが分散した樹脂型導電性ペースト(銀ペースト等)を所定のパターンでスクリーン印刷することで形成することができる。なお、樹脂型導電性ペーストは、導電性材料の一例である。
The n-side
配線部材70及び71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。配線部材70及び71は、例えば、銅箔又は銀箔などの金属箔の表面全体をはんだ又は銀など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。配線部材70及び71は、はんだなどの導電性を有する接着剤、又は、樹脂接着材によりバスバー電極42と接合される。はんだなどの導電性を有する接着剤、又は、樹脂接着材は、接合部材の一例である。本実施の形態では、接合部材は、はんだである例について説明する。
The
上記のように、本実施の形態に係る太陽電池セル10は、例えば、ヘテロ接合型の太陽電池セルである。これにより、シリコン基板20とn型半導体層80nとの界面、及び、シリコン基板20とp型半導体層との界面(ヘテロ接合界面)での欠陥が低減する。よって、太陽電池セル10の光電変換効率を向上させることができる。
As described above,
なお、パッシベーション層は、i型非晶質シリコン層に限定されず、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。 Note that the passivation layer is not limited to the i-type amorphous silicon layer, and may be a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, or the like, or may not be provided.
ここで、本実施の形態に係るバスバー電極の構成について、図3〜図14を参照しながら説明する。なお、以降において、受光面11側に形成されるバスバー電極42について説明するが、バスバー電極52においても同様のことがいえる。また、図3〜図14におけるバスバー電極42の形状は、導電性ペーストが印刷され、硬化した後の形状を示す。図3は、図1Aの破線領域Aを拡大して示す平面図である。
Here, the configuration of the bus bar electrode according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the following, the
図3に示すように、バスバー電極42は、バスバー部43と凹凸部44とを有する。バスバー部43は、バスバー電極42が延在する方向に延びて形成される。バスバー部43は、交互に並ぶ凹部45及び凸部46の端部のそれぞれと電気的に接続される。図3では、凹凸部44を挟むように一対のバスバー部43が形成されている例を示している。つまり、バスバー電極42は、複数の凹部45及び複数の凸部46の一端のそれぞれ及び他端のそれぞれと電気的に接続されるバスバー部43を有する。図3の例では、バスバー部43が延在する方向は、後述する第1の方向(例えば、X軸方向)に平行な方向である。なお、バスバー部43の本数は特に限定されず、1本であってもよいし、3本以上であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
凹凸部44は、凹部45と凹部45より厚みが厚い凸部46とがバスバー電極42が延在する方向に交互に複数設けられる。図3の例では、凹凸部44は、バスバー部43が延在する方向に沿って、交互に複数設けられている。凹部45及び凸部46が交互に並ぶ方向(図3の例では、X軸方向)は、第1の方向の一例である。また、凹部45及び凸部46は、例えば、平面視において、矩形状である。凹部45及び凸部46のそれぞれは、例えば、フィンガー電極41が延在する方向(第2の方向の一例でありY軸方向)と平行な方向(第3の方向の一例)に延在して形成されている。
The plurality of concave and
なお、凹部45及び凸部46の平面視形状は、矩形状であることに限定されない。例えば、凹部45及び凸部46の平面視形状は、楕円状であってもよいし、多角形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
The shape of the
また、図3に示すように、凹部45及び凸部46は、隣り合うフィンガー電極41の間に複数設けられる。図3では、凹部45及び凸部46は、隣り合うフィンガー電極41の間におよそ5個ずつ設けられる例を示しているが、これに限定されない。凹部45及び凸部46はそれぞれ、例えば、隣り合うフィンガー電極41の間に10個以上設けられていてもよい。つまり、凹部45は、隣り合うフィンガー電極41の間に10個以上設けられていてもよい。このように、凹部45の幅w1は、フィンガー電極41が設けられるピッチ(例えば、1〜3mm)に比べ、小さい。言い換えると、バスバー電極42には、フィンガー電極41のピッチより小さい幅w1の凹部45が複数設けられる。これにより、凹凸部44においてバスバー電極42の表面積をバスバー電極42の厚みが均一である場合に比べ、大きくすることができる。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of
なお、凹部45は、複数本のフィンガー電極41のうち隣り合うフィンガー電極41の間のそれぞれにおいて、複数設けられていてもよい。また、凹部45は、例えば、フィンガー電極41の本数より多く形成されていてもよい。
Note that a plurality of
なお、図3に示すにじみ部49は、フィンガー電極41及びバスバー電極42をスクリーン印刷により形成するときに、当該フィンガー電極41及びバスバー電極42の外側に向かう印刷にじみが生じた部分を示す。
The bleeding
ここで、凹部45及び凸部46について、さらに図4A及び図4Bを参照しながら説明する。図4Aは、図3のIVA−IVA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。図4Bは、図3のIVA−IVA線に対応する、本実施の形態に係る太陽電池セル10に配線部材70が配置された状態を示す断面図である。
Here, the
図4Aに示すように、凹部45は、凹凸部44の頂部と谷部との差分で示される厚みt1の10%に対応する厚みt2に対応する凹凸部44の領域であると定義される。つまり、凹部45は、凹凸部44のうち、n側電極30n表面から凹凸部44の谷部における最下点から厚みt2の高さまでの領域である。また、凸部46は、凹凸部44のうち、凹凸部44の谷部における最下点から厚みt2以上の高さを有する領域である。
As shown in FIG. 4A, the
このように定義される凸部46の幅w2は、シリコン基板20に垂直かつ第1の方向を含む断面において、凹部45の幅w1より広い。例えば、凸部46の幅w2は、300μm以下であってもよいし、200μm以下であってもよいし、100μm以下であってもよい。また、凹部45の幅w1は、幅w2より小さく、例えば、100μm以下であってもよい。図3に示すように、このような凹部45及び凸部46においては、凹部45の方が平面視における面積が小さくなる。なお、凸部46の頂部の厚み(n側電極30nと頂部との厚み)は、例えば、10μmである。また、バスバー部43の厚みと、頂部の厚みとは、例えば、同じ厚みである。
The width w2 of the
図4Bに示すように、バスバー電極42は、凹凸部44を有することで、従来に比べバスバー電極42の表面積が大きくなる。つまり、配線部材70とバスバー電極42とを接合するためのはんだ60と、バスバー電極42との接合面の面積を増やすことができる。さらに、従来であれば印刷時のサドル現象でバスバー電極の中央部が凹む形状となることがあり、配線部材70とバスバー電極との接点が小さくなることがあった。一方、バスバー電極42の中央部に凹凸部44が形成されることで、配線部材70は、凹凸部44において複数の凸部46と接触することができる。つまり、配線部材70とバスバー電極42とが直接接触する面積を増やすことができる。
As shown in FIG. 4B, the
これらにより、配線部材70とバスバー電極42との接続性を向上させることができる。具体的には、配線部材70とバスバー電極42との接着強度、及び、導通性を向上させることができる。
Thus, the connectivity between the wiring
また、n側電極30nとはんだ60とは、接合しない。つまり、n側電極30nとはんだ60とは、直接接触しない方がよい。そのため、例えば、凹部45においてn側電極30nが露出する場合、露出する面積、つまりn側電極30nとはんだ60とが直接接触する面積は小さい方がよい。図4Aに示すように、凹部45において、凸部46の幅w2が凹部45の幅w1より広いことで、凹部45においてn側電極30nが露出する場合であっても露出する面積を小さくすることができるので、バスバー電極42と配線部材70との接着強度の低下を抑制することができる。
Further, the n-
図4Aに示すように、本実施の形態では、n側電極30nは、凹部45において、バスバー電極42を構成する導電性ペーストで覆われている、つまり平面視において露出していない。これにより、はんだ60がn側電極30nと直接接触することによる接着強度の低下を抑制することができる。なお、凹部45においてn側電極30nの少なくとも一部が露出していてもよい。つまり、はんだ60は、配線部材70が接続された状態で、凹部45において、少なくとも一部がn側電極30nと接触していてもよい。
As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, n-
なお、バスバー電極42がn型半導体層80n上に直接設けられている場合、n型半導体層80nは、凹部45において、バスバー電極42を構成する導電性ペーストで覆われている、つまり平面視において露出していない。これにより、はんだ60がn型半導体層80nと直接接触することによる接着強度の低下を抑制することができる。なお、凹部45においてn型半導体層80nの少なくとも一部が露出していてもよい。つまり、はんだ60は、配線部材70が接続された状態で、凹部45において、少なくとも一部がn型半導体層80nと接触していてもよい。
When the
また、凹部45において、n型半導体層80nがバスバー電極42を構成する導電性ペーストで覆われているとは、n型半導体層80n上に導電性ペーストが設けられていることを意味する。例えば、n型半導体層80nがバスバー電極42を構成する導電性ペーストで覆われているとは、n側電極30nを介してn型半導体層80nが当該導電性ペーストで覆われている(例えば、図4A)こと、及び、n型半導体層80nが当該導電性ペーストで直接覆われていることを含む。
Further, that the n-
従来の太陽電池セルにおけるバスバー電極は、凹凸部44を有しておらず、例えば均一な厚みであった。この場合、スクリーン印刷により当該バスバー電極を形成する場合、印刷時にバスバー電極を構成する領域の全てに導電性ペーストが印刷されていた。
The bus bar electrode in the conventional solar cell does not have the
一方、本実施の形態に係るバスバー電極42は、凹部45に対応する位置に開口部(図16に示すバスバー用孔部112を参照)が形成されていないスクリーン版を用いてスクリーン印刷により形成可能である。具体的には、凹部45は、凸部46に対応する位置に塗布された導電性ペーストの印刷にじみにより形成される。つまり、本実施の形態では、バスバー電極を構成する領域の全てに導電性ペーストが印刷されない。これにより、従来に比べ、導電性ペーストの使用量を削減することができる。なお、印刷にじみとは、導電性ペーストがシリコン基板20上に塗布されてから、硬化するまでの間に周囲に漏れ広がる現象を意味する。
On the other hand, the
また、図4Aに示すように、凹凸部44の断面形状は、例えば、台形状である。これにより、図4Bに示すように、凸部46の頂部と配線部材70とは、例えば、直接面接触する。
Further, as shown in FIG. 4A, the cross-sectional shape of the
なお、バスバー電極42の形状は、上記に限定されない。バスバー電極42の他の形状等について、図5〜図14を参照しながら説明する。
The shape of the
図5は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第一例を示す平面図である。図5に示すように、バスバー電極42aは、バスバー部43と凹凸部44aとを有する。他の第一例に係るバスバー電極42aは、凹凸部44aを構成する凹部45a及び凸部46aが並ぶ方向が図3に示すバスバー電極42と異なる。
FIG. 5 is a plan view showing another first example of the bus bar electrode of
凹凸部44aは、凹部45aと凹部45aより厚みが厚い凸部46aとがバスバー電極42aが延在する方向(X軸方向)と交差する方向に交互に複数設けられる。具体的には、凹部45aと凸部46aとがバスバー電極42aが延在する方向と直交する方向に交互に複数設けられる。凹部45a及び凸部46aが交互に並ぶ方向(図5の例では、Y軸方向)は、第1の方向の一例である。また、凹部45a及び凸部46aは、例えば、平面視において、矩形状である。凹部45a及び凸部46aは、例えば、フィンガー電極41が延在する方向(第2の方向の一例)と直交する方向(第3の方向の一例であり、X軸方向)に延在して形成されている。また、凸部46aの幅w2は、シリコン基板20に垂直かつ凹部45a及び凸部46aが交互に並ぶ方向(Y軸方向)を含む断面において、凹部45aの幅w1より広い。
A plurality of the concave and
図6は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第二例を示す平面図である。図6に示すように、バスバー電極42bは、バスバー部43と凹凸部44bとを有する。他の第二例に係るバスバー電極42bは、凹凸部44bを構成する凹部45b及び凸部46bが延在する方向が図3に示すバスバー電極42と異なる。
FIG. 6 is a plan view showing another second example of the bus bar electrode of
凹凸部44bは、凹部45bと凹部45bより厚みが厚い凸部46bとがバスバー電極42bが延在する方向(X軸方向)に交互に複数設けられる。凹部45b及び凸部46bが交互に並ぶ方向(図6の例では、X軸方向)は、第1の方向の一例である。また、凹部45b及び凸部46bは、例えば、平面視において、矩形状である。凹部45b及び凸部46bは、例えば、フィンガー電極41が延在する方向(第2の方向の一例)と交差する方向(第3の方向の一例)に延在して形成されている。なお、ここでの交差する方向とは、フィンガー電極41が延在する方向と平行な方向及び直交する方向を除く方向である。つまり、交差するとは、フィンガー電極41が延在する方向と凹部45b及び凸部46bが延在する方向とが直角以外の角度で交わることを意味する。また、凸部46bの幅w2は、シリコン基板20に垂直かつ凹部45b及び凸部46bが交互に並ぶ方向(X軸方向)を含む断面において、凹部45bの幅w1より広い。
The concave-
図7は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第三例を示す平面図である。図7に示すように、バスバー電極42cは、バスバー部43cと凹凸部44cとを有する。他の第三例に係るバスバー電極42cは、バスバー部43cが設けられる位置が図3に示すバスバー電極42と異なる。
FIG. 7 is a plan view showing another third example of the bus bar electrode of
バスバー部43cは、バスバー電極42cが延在する方向に複数形成される。バスバー部43cは、隣り合う凸部46cそれぞれを電気的に接続する。バスバー部43cは、例えば、Y軸方向に延在する凹部45cをその中央部で分離するように形成される。これにより、バスバー部43cが形成されていない場合に比べ、配線部材と70とバスバー電極42との接触面積を増やすことができるので、配線部材70とバスバー電極42との接続性を向上させることができる。また、バスバー部43により凸部46c同士が電気的に接続されるので、集電効率を向上させることができる。なお、バスバー部43cの本数は1本に限定されない。例えば、図7に示すバスバー電極42cに、さらに図3に示すバスバー部43が設けられてもよい。
The plurality of
凹凸部44cは、凹部45cと凹部45cより厚みが厚い凸部46cとがバスバー電極42cが延在する方向(X軸方向)に交互に複数設けられる。凹部45c及び凸部46cが交互に並ぶ方向(図7の例では、X軸方向)は、第1の方向の一例である。また、凹部45c及び凸部46cは、例えば、平面視において、矩形状である。凹部45c及び凸部46cは、例えば、フィンガー電極41が延在する方向(第2の方向の一例)と平行な方向(第3の方向の一例)に延在して形成されている。また、凸部46cの幅w2は、シリコン基板20に垂直かつ凹部45c及び凸部46cが交互に並ぶ方向(X軸方向)を含む断面において、凹部45cの幅w1より広い。
The plurality of concave and
なお、バスバー電極は、バスバー部を有していることに限定されない。例えば、図8に示すように、バスバー電極42dは、図7に示すバスバー部43c及び凹凸部44cのうち凹凸部44cのみを有していてもよい。図8は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第四例を示す平面図である。他の第四例に係るバスバー電極42dは、バスバー部43cを有していない点が図7に示すバスバー電極42cと異なる。
Note that the bus bar electrode is not limited to having the bus bar portion. For example, as shown in FIG. 8, the
凹凸部44cは、集電にはあまり寄与しないが、凹凸部44cが平らである場合に比べ表面積が大きいので配線部材70とバスバー電極42dとの接続性を向上させることができる。
The
図9は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第五例を示す平面図である。図9は、図8に示す破線領域Bに対応する、バスバー電極42eを示す平面図である。図9に示すように、バスバー電極42eは、凹凸部44eを有する。他の第五例に係るバスバー電極42eは、凹部45eにおいてn側電極30nが露出している露出部47eを有する点が図8に示すバスバー電極42dと異なる。
FIG. 9 is a plan view showing another fifth example of the bus bar electrode of
平面視においてn側電極30nが露出する露出部47eは、凹部45e及び凸部46eのうち凹部45eのみに形成される。つまり、平面視において、露出部47eの面積は、導電性ペーストが形成されている面積より狭い。このように露出部47eが形成される場合であっても、凸部46eの幅w2は、シリコン基板20に垂直かつ第1の方向(図9では、X軸方向)を含む断面において、凹部45eの幅w1より広いので、凸部46e及び凹部45eの露出部47e以外の部分により配線部材70とバスバー電極42eとの接続性を向上させることができる。
The exposed
図3及び図5〜図9では、凹凸部がバスバー電極の一端から他端にわたって形成されている例を示したが、これに限定されない。凹凸部は、バスバー電極の少なくとも一部に形成されていてもよく、この例について図10〜図12を参照しながら説明する。 FIGS. 3 and 5 to 9 show examples in which the concavo-convex portion is formed from one end to the other end of the bus bar electrode. However, the present invention is not limited to this. The uneven portion may be formed on at least a part of the bus bar electrode. This example will be described with reference to FIGS.
図10は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第六例を示す平面図である。図10に示すように、バスバー電極42fは、配線部材70と接合する接合部47f(接続部の一例)と、配線部材70と接合されない未接合部48fとを有する。そして、凹凸部44fは、接合部47f及び未接合部48fのうち、接合部47fのみに形成される。接合部47fにおいては、配線部材70との接着性を向上させる観点から、バスバー電極42fの表面積を大きくするために凹凸部44fが形成される。一方、未接合部48fにおいては、導電性ペーストの使用量をさらに低減する観点から、バスバー部43fが形成される。つまり、未接合部48fにおいて、凹凸部44fは形成されない。
FIG. 10 is a plan view showing another sixth example of the bus bar electrode of
このような構成であれば、接合部47fにおいて配線部材70との接続性を向上させつつ、未接合部48fにおいてさらに導電性ペーストの使用量を削減することができる。また、さらに、温度サイクル試験時のセル割れを防止する効果もある。
With such a configuration, it is possible to further reduce the amount of the conductive paste used in the
未接合部48fには、バスバー部43fが形成される。バスバー部43fは、隣り合うバスバー部43fを電気的に接続するように設けられることで、バスバー部43fが形成されていない場合に比べ、集電効率が向上する。
The
なお、図10では、接合部47fに形成される凹凸部44は、図3に示す凹凸部44と対応する形状を有する例を示しているが、凹凸部44fの形状はこれに限定されず、例えば、図5〜図9のいずれかに示す凹凸部であってもよい。
Note that FIG. 10 illustrates an example in which the
図11は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第七例を示す平面図である。図11に示すように、バスバー電極42gは、フィンガー電極41とバスバー電極42gとが交差する交差部47gに凹凸部44gを有する。交差部47gにおいては、配線部材70との接着性を向上させる観点から、バスバー電極42gの表面積を大きくするために凹凸部44gが形成される。バスバー部44gは、例えば、フィンガー電極41と直接接続される。一方、隣り合うフィンガー電極41の間においては、導電性ペーストの使用量をさらに低減する観点から、バスバー部43gが形成される。つまり、隣り合うフィンガー電極41の間では、凹凸部44gは形成されない。
FIG. 11 is a plan view showing another seventh example of the bus bar electrode of
交差部47gにおいて配線部材70とバスバー電極42gとの接続性を向上させることで、例えば、フィンガー電極41により集電された受光電荷(例えば、電子)を効率的に配線部材70に流すことができる。また、交差部47gごとに凹凸部44gが形成されることで、複数本のフィンガー電極41のそれぞれとバスバー電極42gとの交差部47gにおける接着強度を均一にすることができる。バスバー部43gは、隣り合う凹凸部44gを電気的に接続するように設けられる。なお、バスバー部43gは、設けられなくてもよい。
By improving the connectivity between the wiring
なお、凹凸部44gは、交差部47gの全てに形成されることに限定されない。例えば、図12に示すように、凹凸部44gは、全ての交差部47gに形成されていなくてもよい。図12は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極の他の第八例を示す平面図である。他の第八例に係るバスバー電極42hが有する凹凸部44gは、複数の交差部47gの少なくとも1つに設けられていればよい。凹凸部44gは、例えば、複数の交差部47gのうち1つ置きに設けられてもよい。バスバー部43hは、隣り合う凹凸部44gを電気的に接続するように設けられるが、隣り合う凹凸部44gの間において少なくとも1つのフィンガー電極41と交差する。これにより、さらに導電性ペーストの使用量を削減することができる。
In addition, the uneven | corrugated part 44g is not limited to being formed in all the
なお、図11及び図12では、交差部47gに形成される凹凸部44gは、図3に示す凹凸部44と対応する形状を有する例を示しているが、凹凸部44gの形状はこれに限定されず、例えば、図5〜図9のいずれかに示す凹凸部であってもよい。
FIGS. 11 and 12 show an example in which the uneven portion 44g formed in the
さらに、図3に示すように、バスバー電極42がバスバー部43と凹凸部44とを有する場合において、バスバー部43と凹凸部44との厚みの関係について、図13及び図14を参照しながら説明する。
Further, as shown in FIG. 3, when the
図13は、本実施の形態に係る太陽電池セル10のバスバー電極42の他の第九例を示す平面図である。具体的には、図13は、バスバー電極42の幅w3が配線部材70の幅w4より広い例を示している。
FIG. 13 is a plan view showing another ninth example of the
図13に示すように、バスバー電極42の幅w3が配線部材70の幅w4より広い場合、凹凸部44の厚みt4は、バスバー部43の厚みt3より厚く形成されてもよいし、厚みt3より薄く形成されてもよいし、厚みt3と等しくてもよい。つまり、バスバー電極42の幅w3の方が配線部材70の幅w4より広い場合、厚みt3及び厚みt4の関係は特に限定されない。なお、凹凸部44の厚みt4とは、具体的には、凸部46の厚みを意味する。また、バスバー電極42の幅w3には、にじみ部49は含まれない。
As shown in FIG. 13, when the width w3 of the
図14は、本実施の形態に係る太陽電池セルのバスバー電極42の他の第十例を示す平面図である。具体的には、図14は、バスバー電極42の幅w3が配線部材70の幅w4より狭い例を示している。
FIG. 14 is a plan view showing another tenth example of the
図14に示すように、配線部材70の幅w4がバスバー電極42の幅w3より広い場合、凹凸部44の厚みt4は、バスバー部43の厚みt3以上の厚みに形成される。バスバー部43の厚みt3が凹凸部44の厚みt4より厚い場合、凹凸部44において配線部材70と凸部46とが直接接触しない可能性がある。そのため、凹凸部44と配線部材70との導通性を向上させる観点から、バスバー部43の厚みt3を凸部46の厚みt4より薄くするとよい。これにより、凹凸部44と配線部材70との接続性をさらに向上させることができる。
As shown in FIG. 14, when the width w4 of the
なお、厚みt3は、バスバー部43における厚みの統計値であってもよい。厚みt3は、バスバー部43における厚みの最大値、最小値、平均値、又は、中央値であってもよい。また、厚みt4は、凸部46における厚みの統計値であってもよい。厚みt4は、複数の凸部46における厚みの最大値、最小値、平均値、又は、中央値であってもよい。
Note that the thickness t3 may be a statistical value of the thickness of the
[2.太陽電池セルの製造方法]
次に、本実施の形態に係る太陽電池セル10の製造方法について、図15及び図16を参照しながら説明する。図15は、本実施の形態に係る太陽電池セル10の製造方法を示すフローチャートである。
[2. Method for manufacturing solar cell]
Next, a method for manufacturing
図15に示すように、まずシリコン基板20を準備する(S10)。そして、シリコン基板20に透明電極層を形成する(S20)。透明電極層は、n側電極30n及びp側電極30pを含む。そして、スクリーン版を用いて、透明電極層上に集電電極を形成する(S30)。集電電極は、フィンガー電極及びバスバー電極を含む。例えば、フィンガー電極41及びバスバー電極42は一体形成され、フィンガー電極51及びバスバー電極52は一体形成される。
As shown in FIG. 15, first, a
図16は、本実施の形態に係る太陽電池セル10の製造方法で用いるスクリーン版100の一例を示す図である。なお、スクリーン版100は、図3に示すバスバー電極42を形成するためのスクリーン版である場合を説明する。図5〜図12に示すバスバー電極を形成する場合は、当該バスバー電極の形状に応じたパターンがスクリーン版100に形成される。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a
図16に示すように、スクリーン版100は、パターン孔部110と、乳剤120とを含んで構成される。なお、スクリーン版100は、フレームにメッシュが張られて形成される。また、メッシュには乳剤(感光乳剤)120が塗布されており、乳剤120は露光により硬化する。このとき、乳剤120のうちマスキングされて硬化しなかった部分は、洗い流されてパターン孔部110となる。パターン孔部110は、太陽電池セルに印刷する集電電極の形状に合わせて形成され、パターン孔部110ではメッシュが露出している。
As shown in FIG. 16, the
パターン孔部110は、フィンガー電極41を形成するためのフィンガー用孔部111と、バスバー電極42を形成するためのバスバー用孔部112とを有する。バスバー用孔部112は、乳剤121を含んで構成される。言い換えると、バスバー用孔部112は、梯子状に形成されている。
The
ステップS30では、スクリーン版100に導電性ペーストが供給され、例えば、スキージ等で塗り広げられることで、パターン孔部110に導電性ペーストが充填される。導電性ペーストは、太陽電池セルに塗布された後、例えば焼成等により太陽電池セルに固着する。
In step S30, the conductive paste is supplied to the
このようなスクリーン版100を用いてシリコン基板20に導電性ペーストを印刷すると、乳剤121に対応する領域には、導電性ペーストは塗布されない。つまり、導電性ペーストを印刷した瞬間は、乳剤121に対応する領域は、透明電極膜(例えば、n側電極30n)が露出している。導電性ペーストを印刷してから焼成により硬化するまでの間に、導電性ペーストのにじみ(印刷にじみ)が発生する。具体的には、バスバー用孔部112により印刷された導電性ペーストが、乳剤121に対応する領域であって透明電極膜が露出している領域(未印刷領域とも記載する)に流れ込む。これにより、乳剤121により未塗布領域にも導電性ペーストの層が形成される。この状態で、導電性ペーストを硬化させることで、上記のバスバー電極42が形成される。
When a conductive paste is printed on the
乳剤121は、例えば、印刷にじみで未塗布領域の全てに導電性ペーストの層が形成される程度の大きさであるとよい。乳剤121の幅w5は、導電性ペーストの印刷にじみのにじみ幅に応じて適宜決定されるとよい。例えば、印刷にじみ幅が50μmである場合、乳剤121の幅w5は、100μm以下とするとよい。乳剤121の幅w5を100μm以下と細かく設定することで、形成される凹部45を導電性ペーストで埋めることができる。
The
上記のように、印刷にじみにより、未塗布領域を完全に埋めることができる。つまり、バスバー電極42は、平面視において、n側電極30nが露出する露出部を有していない太陽電池セル10を作製することができる。また、乳剤121の幅w5をにじみ幅の2倍より大きくすることにより、図9に示すような露出部47eを形成することも可能である。
As described above, the uncoated area can be completely filled by printing bleeding. That is, the
上記のように、本実施の形態に係る太陽電池セル10は、バスバー電極42を形成するときに意図的にバスバー電極42内において、導電性ペーストが塗布されない部分(乳剤121に対応する部分)を形成する。そして、当該部分の周囲に印刷された導電性ペーストの印刷にじみにより導電性ペーストが当該部分に流れ込むことで、当該部分の透明電極膜の少なくとも一部が導電性ペーストで覆われる。
As described above,
[3.効果など]
以上のように、本実施の形態に係る太陽電池セル10は、シリコン基板20と、シリコン基板20に設けられるn型半導体層80n(半導体層の一例)と、n型半導体層80n上に設けられる複数本の集電電極(例えば、n側集電電極40n)とを備える。複数本の集電電極は、複数本の互いに平行なフィンガー電極41と、当該複数本のフィンガー電極41に接続して設けられるバスバー電極42とを有する。そして、バスバー電極42は、凹部45と凹部45より厚みが厚い凸部46とが第1の方向(例えば、X軸方向)に交互に複数設けられた凹凸部44を有し、凸部46の幅w2は、シリコン基板20に垂直かつ第1の方向を含む断面において、凹部45の幅w1より広い。
[3. Effects etc.]
As described above,
これにより、バスバー電極42に凹部45を形成することで、バスバー電極42の厚みを均一となるように形成した場合に比べ、導電性ペーストの使用量を削減することができる。例えば、バスバー電極42を印刷により形成するときに、凹部45に対応する領域の導電ペーストの塗布量を凸部46に対応する領域の導電性ペーストの塗布量より少なくすることで、凹部45が形成され導電性ペーストの使用量を削減することができる。また、凸部46の幅w2が凹部45の幅w1より広い凹凸部44が形成されることで、配線部材70及びバスバー電極42を接合する接合部材(例えば、はんだ60)とバスバー電極42との接触面積を、バスバー電極42の厚みが均一である場合に比べ、増やすことができる。つまり、バスバー電極42と配線部材70との接続強度を向上させることができる。さらに、凸部46の幅w2が凹部45の幅w1より広い凹凸部44が形成されることで、太陽電池セル10の出力特性の低下の原因となるバスバー電極42の抵抗値の増大を抑制するこができる。よって、本実施の形態に係る太陽電池セル10は、高出力特性を維持しつつ、導電性ペーストの使用量を削減することができ、かつバスバー電極42と配線部材70との接続性を向上することができる。
Thus, by forming the
また、凹部45及び凸部46のそれぞれは、複数本のフィンガー電極41のうち隣り合うフィンガー電極41との間に複数設けられる。
Further, each of the
これにより、凹部45は、フィンガー電極41よりも細かいピッチで設けられる。凹部45がスクリーン印刷により塗布された導電ペーストの印刷にじみで形成される場合、凹部45を導電性ペーストで埋めることができる。言い換えると、凹部45のピッチが細かいことで、凹部45において、n側電極30nと配線部材70及びバスバー電極42を接合する接合部材(例えば、はんだ60)とが直接接触することを抑制することができる。よって、n側電極30nと接合部材とが直接接触することでバスバー電極42と配線部材70との接着強度が低下することを抑制することができるので、さらに接続性が向上する。
Thereby, the
また、複数本のフィンガー電極41は、シリコン基板20の平面視において、第2の方向(例えば、X軸方向)に延在して形成されており、凹部45b及び凸部46bは、シリコン基板20の平面視において、第2の方向と交差する第3の方向に延在して形成されていてもよい。また、凹部45a及び凸部46aは、シリコン基板20の平面視において、第2の方向と直交する第3の方向(例えば、X軸方向)に延在して形成されていてもよい。また、凹部45及び凸部46は、シリコン基板20の平面視において、第2の方向と平行な第3の方向(例えば、Y軸方向)に延在して形成されていてもよい。
Further, the plurality of
これにより、第3の方向に延在する凹部及び凸部を有する凹凸部が形成されたバスバー電極により、導電性ペーストの使用量を削減することができ、かつバスバー電極と配線部材70との接続性を向上することができる。
Accordingly, the bus bar electrode having the concave and convex portions having the concave portion and the convex portion extending in the third direction can reduce the amount of the conductive paste used and connect the bus bar electrode to the
また、バスバー電極42は、第1の方向に延在して設けられ、第3の方向に延在する複数の凹部45及び複数の凸部46の一端のそれぞれ及び他端のそれぞれと電気的に接続される一対のバスバー部43を有する。
The
これにより、バスバー部43が形成されていない場合に比べ、配線部材と70とバスバー電極42との接触面積をさらに増やすことができるので、配線部材70とバスバー電極42との接続性をさらに向上させることができる。
Thereby, the contact area between the wiring
また、凹凸部44gは、バスバー電極42gと複数本のフィンガー電極41とが交差する交差部47gに設けられてもよい。
The uneven portion 44g may be provided at an
これにより、凹凸部44gがバスバー電極42gに亘って形成されている場合に比べ、導電性ペーストの使用量を削減することができる。 Thus, the amount of the conductive paste used can be reduced as compared with the case where the uneven portion 44g is formed over the bus bar electrode 42g.
また、バスバー電極42fは、太陽電池セル10同士を電気的に接続するための配線部材70に接続され、凹凸部44fは、配線部材70とバスバー電極42fとが接続される接合部47fに設けられてもよい。
Further, the
これにより、配線部材70とバスバー電極42fとの接続性を効果的に向上させることができる。また、凹凸部44fがバスバー電極42fに亘って形成されている場合に比べ、導電性ペーストの使用量を削減することができる。
Thereby, the connectivity between the wiring
また、凹部45において、n型半導体層80nは、バスバー電極42を構成する導電性材料で覆われている。
In the
これにより、バスバー電極42と配線部材70とを接合するはんだ60がn側電極30nと直接接触することによる接合強度の低下を抑制することができる。
Accordingly, it is possible to suppress a decrease in bonding strength caused by the
(他の実施の形態)
以上、本発明に係る太陽電池セルについて、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 embodiments)
As described above, the solar battery cell according to the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、上記実施の形態では、太陽電池セルの主受光面側の面にn型半導体層が形成される例について説明したが、これに限定されない。太陽電池セルの主受光面側の面にp型半導体層が形成されていてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the example in which the n-type semiconductor layer is formed on the surface on the main light receiving surface side of the solar cell is described, but the present invention is not limited to this. A p-type semiconductor layer may be formed on the surface on the main light receiving surface side of the solar cell.
また、上記実施の形態では、隣り合う2つの太陽電池セル同士を配線部材により電気的に接続する例について説明したが、これに限定されない。例えば、一方の太陽電池セルの受光面側のバスバー電極が、他方の太陽電池セルの裏面側のバスバー電極に直接的に接続されてもよい。このような場合においても、上記実施の形態に係る太陽電池セルによれば、高出力特性を維持しつつ、導電性ペーストの使用量を削減することができ、かつ隣り合う2つの太陽電池セルの接続性を向上させることができる。 Further, in the above-described embodiment, an example in which two adjacent solar cells are electrically connected to each other by a wiring member has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the bus bar electrode on the light receiving surface side of one solar cell may be directly connected to the bus bar electrode on the back side of the other solar cell. Even in such a case, according to the solar cell according to the above-described embodiment, it is possible to reduce the amount of conductive paste used while maintaining high output characteristics, and to reduce the amount of two adjacent solar cells. Connectivity can be improved.
また、上記実施の形態では、集電電極は、フィンガー電極及びバスバー電極の両方を含む例を示したが、これに限定されない。集電電極は、少なくともバスバー電極を含んでいればよい。 Further, in the above embodiment, the example in which the current collecting electrode includes both the finger electrode and the bus bar electrode has been described, but the present invention is not limited to this. The collecting electrode only needs to include at least the bus bar electrode.
また、上記実施の形態では、凹凸部において厚みt2までの部分を凹部としたが、これに限定されない。凹部は、例えば、硬化後において導電性ペーストが配置されていない部分であってもよい。この場合、凸部は、硬化後において導電性ペーストが配置されている部分と定義されてもよい。この場合であっても、凸部の幅は、シリコン基板に垂直かつ第1の方向を含む断面において、凹部の幅より広い。これにより、上記実施の形態と同様の効果を奏する。 Further, in the above embodiment, the portion up to the thickness t2 in the uneven portion is formed as the concave portion, but the present invention is not limited to this. The concave portion may be, for example, a portion where the conductive paste is not disposed after curing. In this case, the protrusion may be defined as a portion where the conductive paste is arranged after curing. Even in this case, the width of the convex portion is wider than the width of the concave portion in a cross section perpendicular to the silicon substrate and including the first direction. Thereby, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.
また、本発明は、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として実現されてもよい。この場合、太陽電池モジュールが備える複数の太陽電池セルのうち少なくとも1つは、上記実施の形態に記載した太陽電池セルである。 Further, the present invention may be realized as a solar cell module including a plurality of solar cells and a wiring member that electrically connects adjacent solar cells. In this case, at least one of the plurality of solar cells included in the solar cell module is the solar cell described in the above embodiment.
また、上記実施の形態で説明した太陽電池セルの製造方法における各工程の順序は一例であり、これに限定されない。各工程の順序は入れ替えられてもよいし、各工程の一部は行われなくてもよい。 In addition, the order of each step in the method for manufacturing a solar cell described in the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to this. The order of each step may be interchanged, or a part of each step may not be performed.
また、上記実施の形態で説明した太陽電池セルの製造方法における各工程は、1つの工程で実施されてもよいし、別々の工程で実施されてもよい。なお、1つの工程で実施されるとは、各工程が1つの装置を用いて実施される、各工程が連続して実施される、又は、各工程が同じ場所で実施されることを含む意図である。また、別々の工程とは、各工程が別々の装置を用いて実施される、各工程が異なる時間(例えば、異なる日)に実施される、又は、各工程が異なる場所で実施されることを含む意図である。 Further, each step in the method for manufacturing a solar cell described in the above embodiment may be performed in one step, or may be performed in separate steps. Note that the term “implemented in one step” includes an intention that each step is executed using one apparatus, each step is executed continuously, or each step is executed in the same place. It is. Separate steps mean that each step is performed using a different device, that each step is performed at a different time (eg, on a different day), or that each step is performed at a different location. It is intended to include.
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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態等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, the present invention is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment and the like without departing from the spirit of the present invention and in the form obtained by applying various modifications that can be conceived by those skilled in the art to each embodiment. Embodiments are also included in the present invention.
10 太陽電池セル
20 シリコン基板(半導体基板)
40n n側集電電極(集電電極)
41 フィンガー電極
42、42a〜42h バスバー電極
43、43c、43f、43g バスバー部
44、44a〜44c、44e〜44f 凹凸部
45、45a〜45c、45e〜45f 凹部
46、46a〜46c、46e〜46f 凸部
47f 接合部(接続部)
47g 交差部
70、71 配線部材
80n n型半導体層(半導体層)
w1、w2、w3、w4 幅
t3、t4 厚み
10
40n n side current collecting electrode (current collecting electrode)
41
w1, w2, w3, w4 width t3, t4 thickness
Claims (9)
前記半導体基板上に設けられる半導体層と、
前記半導体層上に設けられる複数本の集電電極とを備え、
前記複数本の集電電極は、複数本のフィンガー電極と、当該複数本のフィンガー電極に接続して設けられるバスバー電極とを有し、
前記バスバー電極は、凹部と前記凹部より厚みが厚い凸部とが第1の方向に交互に複数設けられた凹凸部を有し、
前記凸部の幅は、前記半導体基板に垂直かつ前記第1の方向を含む断面において、前記凹部の幅より広い
太陽電池セル。 A semiconductor substrate;
A semiconductor layer provided on the semiconductor substrate,
Comprising a plurality of current collecting electrodes provided on the semiconductor layer,
The plurality of current collecting electrodes has a plurality of finger electrodes and a bus bar electrode provided to be connected to the plurality of finger electrodes,
The busbar electrode has a concave and convex portion in which a plurality of concave portions and convex portions having a thickness greater than the concave portion are alternately provided in the first direction,
A solar cell having a width of the convex portion larger than a width of the concave portion in a cross section perpendicular to the semiconductor substrate and including the first direction.
請求項1に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 1, wherein a plurality of the recesses and the plurality of the protrusions are provided between adjacent ones of the plurality of finger electrodes.
前記凹部及び前記凸部は、前記半導体基板の平面視において、前記第2の方向と交差する第3の方向に延在して形成されている
請求項1又は2に記載の太陽電池セル。 The plurality of finger electrodes are formed to extend in a second direction in a plan view of the semiconductor substrate,
The solar cell according to claim 1, wherein the concave portion and the convex portion are formed to extend in a third direction that intersects the second direction in a plan view of the semiconductor substrate.
前記凹部及び前記凸部は、前記半導体基板の平面視において、前記第2の方向と直交する第3の方向に延在して形成されている
請求項1又は2に記載の太陽電池セル。 The plurality of finger electrodes are formed to extend in a second direction in a plan view of the semiconductor substrate,
The solar cell according to claim 1, wherein the concave portion and the convex portion are formed to extend in a third direction orthogonal to the second direction in a plan view of the semiconductor substrate.
前記凹部及び前記凸部は、前記半導体基板の平面視において、前記第2の方向と平行な第3の方向に延在して形成されている
請求項1又は2に記載の太陽電池セル。 The plurality of finger electrodes are formed to extend in a second direction in a plan view of the semiconductor substrate,
The solar cell according to claim 1, wherein the concave portion and the convex portion are formed to extend in a third direction parallel to the second direction in a plan view of the semiconductor substrate.
請求項3〜5のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The bus bar electrode is provided to extend in the first direction, and is electrically connected to one end and the other end of each of the plurality of recesses and the plurality of protrusions extending in the third direction. The solar cell according to any one of claims 3 to 5, further comprising a pair of busbar portions to be connected.
請求項1〜6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 6, wherein the uneven portion is provided at an intersection where the bus bar electrode and the plurality of finger electrodes intersect.
前記凹凸部は、前記配線部材と前記バスバー電極とが接続される接続部に設けられる
請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池セル。 The bus bar electrode is connected to a wiring member for electrically connecting the solar cells,
The solar cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the uneven portion is provided at a connection portion where the wiring member and the bus bar electrode are connected.
請求項1〜8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 8, wherein, in the recess, the semiconductor layer is covered with a conductive material forming the bus bar electrode.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114284381A (en) * | 2020-09-18 | 2022-04-05 | 嘉兴阿特斯技术研究院有限公司 | Heterojunction solar cell and manufacturing method thereof |
WO2022138619A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 出光興産株式会社 | Electrode structure of solar cell and method for manufacturing same |
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