JP2021093393A - Solar cell module and solar cell module manufacturing method - Google Patents

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紳平 岡本
Shinhei Okamoto
紳平 岡本
中村 淳一
Junichi Nakamura
淳一 中村
広平 小島
Kohei Kojima
広平 小島
徹 寺下
Toru Terashita
徹 寺下
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Abstract

To provide a solar cell module having glare of reflected light reduced.SOLUTION: A solar cell module 1 according to an aspect of the present invention comprises: a plurality of kinds of solar cells 101, 102 and 103. The plurality of kinds of solar cells 101, 102 and 103 have textures 120 that include a plurality of quadrangular pyramid-shaped fine protrusions 121 on each surface, and have semiconductor substrates 110 having a different direction of the fine protrusion 121 for each kind.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module.

複数の太陽電池セルを有する太陽電池モジュールが様々な用途に利用されている。太陽電池モジュールを設置する場所等によっては、太陽電池セルの表面における光の反射が問題となり得る。太陽電池セルには、反射防止膜が設けられることも少なくないが、光の入射角によっては、光の反射を防止することができない。このような光の反射は、周囲の人にとって眩しく感じられると共に、美観上好ましくない場合がある。 Solar cell modules having a plurality of solar cell cells are used for various purposes. Depending on the location where the solar cell module is installed, the reflection of light on the surface of the solar cell may become a problem. The solar cell is often provided with an antireflection film, but the reflection of light cannot be prevented depending on the incident angle of light. Such reflection of light may be dazzling to the people around it and may be aesthetically unpleasant.

太陽電池モジュールの美観を向上する技術として、特許文献1には、太陽電池モジュールにおいて、シリコンウエハ(太陽電池セル)を、その表面のスライス痕の凹凸方向が特定パターンとなるように配置することが記載されている。特許文献1に記載される太陽電池モジュールでは、スライス痕の凹凸によって光の反射が分散されるため、眩しさが軽減されると考えられる。しかしながら、光電変換効率を向上するために研磨等によって表面の平滑性を高めたシリコンウエハを用いた太陽電池セルではスライス痕は確認できず、光の反射に対しても殆ど影響を与えないため、特許文献1に記載される構成では十分な効果が得られない。 As a technique for improving the aesthetic appearance of a solar cell module, Patent Document 1 states that in a solar cell module, silicon wafers (solar cell cells) are arranged so that the uneven direction of slice marks on the surface thereof has a specific pattern. Are listed. In the solar cell module described in Patent Document 1, it is considered that the glare is reduced because the reflection of light is dispersed by the unevenness of the slice marks. However, in a solar cell using a silicon wafer whose surface smoothness has been improved by polishing or the like in order to improve the photoelectric conversion efficiency, slice marks cannot be confirmed and it has almost no effect on light reflection. A sufficient effect cannot be obtained with the configuration described in Patent Document 1.

特開2013−89624号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-89624

本発明は、反射光の眩しさが軽減された太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a solar cell module in which the glare of reflected light is reduced and a method for manufacturing the solar cell module.

本発明の一態様に係る太陽電池モジュールは、複数種類の太陽電池セルを備え、前記複数種類の太陽電池セルは、それぞれ表面に複数の四角錐状の微細突起を含むテクスチャが形成され、前記種類ごとに前記微細突起の向きが異なる半導体基板を有する。 The solar cell module according to one aspect of the present invention includes a plurality of types of solar cells, and the plurality of types of solar cells each have a texture including a plurality of quadrangular pyramid-shaped fine protrusions formed on the surface thereof. Each has a semiconductor substrate in which the orientation of the fine protrusions is different.

前記太陽電池モジュールにおいて、前記微細突起の向きの差異は、前記半導体基板の法線方向に対する前記微細突起の中心軸の傾斜角度の差異を含んでもよい。 In the solar cell module, the difference in the orientation of the fine protrusions may include the difference in the inclination angle of the central axis of the fine protrusions with respect to the normal direction of the semiconductor substrate.

前記太陽電池モジュールにおいて、前記微細突起の向きの差異は、前記微細突起の中心軸を中心とする配向角度の差異を含んでもよい。 In the solar cell module, the difference in the orientation of the fine protrusions may include the difference in the orientation angle about the central axis of the fine protrusions.

本発明の一態様に係る太陽電池モジュール製造方法は、複数種類の太陽電池セルを形成する工程と、前記複数種類の太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを形成する工程と、を備え、前記複数種類の太陽電池セルを形成する工程は、前記種類ごとに結晶方位が異なる半導体基板の表面をエッチングする工程を含む。 The method for manufacturing a solar cell module according to one aspect of the present invention includes a step of forming a plurality of types of solar cells and a step of forming a solar cell module using the plurality of types of solar cells. The step of forming a type of solar cell includes a step of etching the surface of a semiconductor substrate having a different crystal orientation for each type.

前記太陽電池モジュール製造方法において、前記結晶方位が異なる半導体基板として、インゴットを異なる角度でスライスしたウエハを使用してもよい。 In the method for manufacturing a solar cell module, wafers obtained by slicing an ingot at different angles may be used as the semiconductor substrate having different crystal orientations.

前記太陽電池モジュール製造方法において、平面内での配向方向を異ならせたウエハを使用してもよい。 In the method for manufacturing a solar cell module, wafers having different orientation directions in a plane may be used.

本発明によれば、反射光の眩しさが軽減された太陽電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar cell module in which the glare of reflected light is reduced.

本発明の第1実施形態の太陽電池モジュールを示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows the solar cell module of 1st Embodiment of this invention. 図1の太陽電池モジュールの模式断面図である。It is a schematic sectional view of the solar cell module of FIG. 図1の太陽電池モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the manufacturing method of the solar cell module of FIG. 本発明の第2実施形態の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the solar cell module of the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience, hatching, member codes, etc. may be omitted, but in such cases, other drawings shall be referred to. Further, the dimensions of the various members in the drawings are adjusted for convenience so that they can be easily seen.

<第1実施形態>
図1及び図2に、本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュール1を示す。図1は太陽電池モジュール1の模式平面図であり、図2は太陽電池モジュール1の模式断面図である。
<First Embodiment>
1 and 2 show the solar cell module 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view of the solar cell module 1, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the solar cell module 1.

太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池ストリング10と、太陽電池ストリング10の表面(入射面)側に配置される表側保護部材20と、太陽電池ストリング10の裏面側に配置される裏側保護部材30と、表側保護部材20及び裏側保護部材30間の隙間に充填される封止材40と、太陽電池ストリング間を接続する接続部材50と、を備える。 The solar cell module 1 includes a plurality of solar cell strings 10, a front side protective member 20 arranged on the front surface (incident surface) side of the solar cell string 10, and a back side protective member 30 arranged on the back surface side of the solar cell string 10. A sealing material 40 filled in the gap between the front side protective member 20 and the back side protective member 30, and a connecting member 50 for connecting between the solar cell strings.

太陽電池ストリング10は、それぞれ複数種類の太陽電池セル101,102,103を接続して形成される。このため、太陽電池モジュール1は、複数種類の太陽電池セル101,102,103を含む。太陽電池ストリング10は、図示するように、複数の太陽電池セル101,102,103を接続するインターコネクタ200を有することができる。また、太陽電池ストリング10、太陽電池セル101,102,103の端部を重ね合わせることにより直接接続したものであってもよい。 The solar cell string 10 is formed by connecting a plurality of types of solar cell cells 101, 102, 103, respectively. Therefore, the solar cell module 1 includes a plurality of types of solar cell cells 101, 102, 103. As shown in the figure, the solar cell string 10 can have an interconnector 200 for connecting a plurality of solar cells 101, 102, 103. Further, the solar cell string 10 and the solar cell cells 101, 102, 103 may be directly connected by overlapping the ends thereof.

太陽電池ストリング10では、複数種類の太陽電池セル101,102,103が、同じ種類の太陽電池セル101,102,103が連続しないように配列されていることが好ましい。太陽電池セル101,102,103は、後で詳しく説明するように種類ごとに光の反射特性が異なる。このため、同じ種類の太陽電池セル101,102,103が連続しないことによって、太陽電池ストリング10において同一方向に光を反射する領域の面積が小さくなるため、反射光の眩しさを低減することができる。また、太陽電池モジュール1において、隣接し合う太陽電池ストリング10間でも同じ種類の太陽電池セル101,102,103が連続しないようにすることが好ましい。各類の太陽電池セル101,102,103の比率や配列順序は特に限定されず、意匠性等を考慮して適宜組み合わせることができる。 In the solar cell string 10, it is preferable that a plurality of types of solar cells 101, 102, 103 are arranged so that the same types of solar cells 101, 102, 103 are not continuous. The solar cells 101, 102, and 103 have different light reflection characteristics depending on the type, as will be described in detail later. Therefore, since the solar cells 101, 102, and 103 of the same type are not continuous, the area of the region that reflects light in the same direction in the solar cell string 10 is reduced, so that the glare of the reflected light can be reduced. it can. Further, in the solar cell module 1, it is preferable that the solar cells 101, 102, 103 of the same type are not continuous even between adjacent solar cell strings 10. The ratio and arrangement order of the solar cells 101, 102, and 103 of each type are not particularly limited, and can be appropriately combined in consideration of design and the like.

太陽電池セル101,102,103は、それぞれ、半導体基板110を有する。半導体基板110は、単結晶シリコンにより形成される基材層の表面に光電変換を行うためのpn接合を形成するよう、適切な導電型を有するアモルファスシリコンの薄膜を積層したものとすることができる。また、半導体基板110は、反射防止膜等をさらに有してもよい。さらに、半導体基板110の主面には、電力を取り出すための電極が積層される。 Each of the solar cells 101, 102, and 103 has a semiconductor substrate 110. The semiconductor substrate 110 may be formed by laminating a thin film of amorphous silicon having an appropriate conductive type so as to form a pn junction for performing photoelectric conversion on the surface of a base material layer formed of single crystal silicon. .. Further, the semiconductor substrate 110 may further have an antireflection film or the like. Further, electrodes for extracting electric power are laminated on the main surface of the semiconductor substrate 110.

半導体基板110の表面(光の入射面)には複数の四角錐状の微細突起121を含むテクスチャ120が形成されている。テクスチャ120は、半導体基板110の表面を覆うよう間断なく形成された多数の微細突起121を含むことが好ましい。同一の太陽電池セル101,102,103に形成される複数の微細突起は、全て同じ向きに配向されている。しかしながら、微細突起121の向きは、太陽電池セル101,102,103の種類ごとに異なる。 A texture 120 including a plurality of quadrangular pyramid-shaped fine protrusions 121 is formed on the surface (light incident surface) of the semiconductor substrate 110. The texture 120 preferably includes a large number of fine protrusions 121 formed without interruption so as to cover the surface of the semiconductor substrate 110. The plurality of microprojections formed in the same solar cell 101, 102, 103 are all oriented in the same direction. However, the orientation of the microprojections 121 differs depending on the type of solar cell 101, 102, 103.

太陽電池ストリング10において、太陽電池セル101,102,103の種類間における微細突起121の向きの差異は、半導体基板110の法線方向に対する微細突起121の中心軸(頂点を通り、面積が最小となる断面の重心を結ぶ直線)の傾斜角度の差異である。図1の下部には、それぞれの種類の太陽電池セル101,102,103の1つの微細突起を拡大して示す。具体的には、第1の種類の太陽電池セル101における微細突起121の中心軸は、半導体基板110の法線方向に対して第1の方向に第1の角度だけ傾斜している。第2の種類の太陽電池セル102における微細突起121の中心軸は、半導体基板110の法線方向に対して第1の方向に平行である。第3の種類の太陽電池セル103における微細突起121の中心軸は、半導体基板110の法線方向に対して第1の方向とは反対方向に第1の角度だけ傾斜している。 In the solar cell string 10, the difference in the orientation of the microprojections 121 between the types of the solar cells 101, 102, 103 is that the central axis of the microprojections 121 with respect to the normal direction of the semiconductor substrate 110 (passing through the apex and having the smallest area). It is the difference in the inclination angle of the straight line connecting the centers of gravity of the cross section. At the bottom of FIG. 1, one microprojection of each type of solar cell 101, 102, 103 is enlarged and shown. Specifically, the central axis of the microprojections 121 in the first type of solar cell 101 is inclined by a first angle in the first direction with respect to the normal direction of the semiconductor substrate 110. The central axis of the microprojections 121 in the second type of solar cell 102 is parallel to the normal direction of the semiconductor substrate 110 in the first direction. The central axis of the microprojections 121 in the third type of solar cell 103 is inclined by a first angle in a direction opposite to the first direction with respect to the normal direction of the semiconductor substrate 110.

微細突起121の中心軸の傾斜が異なることで、太陽電池モジュール1への光の入射方向に対して、太陽電池セル101,102,103による光の反射方向が異なり得る。具体的には、図2に一点鎖線で例示するように、太陽電池セル101,102,103による光の反射は、光の入射方向により1回だけの反射となる場合と、2回の反射となる場合とがある。より詳しくは、太陽電池セル101,102,103に対する光の入射角があまり大きくない場合には2回反射となり、光の入射方向の微細突起121の中心軸に対する傾斜角度が一定の値以上である場合には1回だけの反射となる。太陽電池セル101,102,103は、微細突起121の表面において入射光の一部を内部に吸収し、残りを反射するため、光が1回しか反射しない場合には、太陽電池セル101,102,103の反射率が相対的に高くなる。 Since the inclination of the central axis of the microprojection 121 is different, the direction of light reflected by the solar cells 101, 102, and 103 may be different from the direction of light incident on the solar cell module 1. Specifically, as illustrated by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the light reflected by the solar cells 101, 102, and 103 is reflected only once or twice depending on the incident direction of the light. It may become. More specifically, when the incident angle of the light with respect to the solar cells 101, 102, 103 is not so large, the light is reflected twice, and the inclination angle of the microprojection 121 in the incident direction of the light with respect to the central axis is equal to or more than a certain value. In some cases, it is a one-time reflection. The solar cells 101, 102, 103 absorb a part of the incident light inside and reflect the rest on the surface of the fine protrusion 121. Therefore, when the light is reflected only once, the solar cells 101, 102 , 103 has a relatively high reflectance.

太陽電池モジュール1は、微細突起121の中心軸の傾斜が異なる複数種類の太陽電池セル101,102,103を有するため、太陽電池モジュール1に対する光の入射角が大きい場合であっても、光を1回だけの反射で太陽電池モジュール1から出射させる太陽電池セル101と、光を2回の反射で太陽電池モジュール1から出射させる太陽電池セル102,103と、を有する。このため、太陽電池モジュール1は、反射光により全体が光って見えることが防止されることで眩しさが低減されている。また、このように光の反射特性が異なる複数種類の太陽電池セル101,102,103を有する太陽電池モジュール1は、光の入射角が増大しても光の吸収率が大きく低下しないので、光電変換効率の低下が比較的小さい。 Since the solar cell module 1 has a plurality of types of solar cell cells 101, 102, 103 having different inclinations of the central axes of the microprojections 121, light can be emitted even when the incident angle of light on the solar cell module 1 is large. It has a solar cell 101 that emits light from the solar cell module 1 with only one reflection, and solar cells 102 and 103 that emit light from the solar cell module 1 with two reflections. Therefore, the glare of the solar cell module 1 is reduced by preventing the entire solar cell module 1 from appearing to shine due to the reflected light. Further, in the solar cell module 1 having a plurality of types of solar cells 101, 102, 103 having different light reflection characteristics, the light absorption rate does not significantly decrease even if the incident angle of light increases. The decrease in conversion efficiency is relatively small.

微細突起121は、半導体基板110の基材となる単結晶シリコン基板を結晶異方性エッチングすることによって形成することができる。シリコン結晶はエッチングされにくい結晶面を有するため、適切な条件でエッチングすることにより、エッチングされにくい面だけを表面に露出させたテクスチャ120を形成することができる。結晶シリコンのエッチングされにくい面は、四角錐状の微細突起121の4つの側面を形成する。 The fine protrusions 121 can be formed by performing anisotropic crystal etching on a single crystal silicon substrate that is a base material of the semiconductor substrate 110. Since the silicon crystal has a crystal face that is difficult to be etched, it is possible to form a texture 120 in which only the surface that is difficult to be etched is exposed on the surface by etching under appropriate conditions. The hard-to-etch surfaces of crystalline silicon form the four sides of the quadrangular pyramid-shaped microprojections 121.

単結晶シリコン基板としては、(001)面を表面に持つ基板が一般的である。(001)面を表面に持つ単結晶シリコン基板をエッチングすることによって形成された微細突起121は、それぞれ半導体基板110の表面に対して55度傾斜し、その傾斜方向が互いに90度ずつ異なる4つの平面から形成されるピラミッドのような四角錐状となる。また、(001)面に対して傾斜した面を表面に持つ単結晶シリコン基板、つまりインゴットを傾斜方向にスライスして製造されたシリコンウエハをエッチングすれば、主面の(001)面に対する傾斜角度だけ中心軸が傾斜した微細突起121を形成することができる。 As the single crystal silicon substrate, a substrate having a (001) plane as a surface is generally used. The fine protrusions 121 formed by etching a single crystal silicon substrate having a (001) plane as a surface are inclined by 55 degrees with respect to the surface of the semiconductor substrate 110, and the inclination directions are different by 90 degrees from each other. It becomes a quadrangular pyramid like a pyramid formed from a plane. Further, if a single crystal silicon substrate having a surface inclined with respect to the (001) surface, that is, a silicon wafer manufactured by slicing an ingot in the inclined direction is etched, the inclination angle of the main surface with respect to the (001) surface is obtained. It is possible to form the fine protrusion 121 whose central axis is inclined.

このため、第1の種類の太陽電池セル101は、その表面が(001)面に対して第1の方向に第1の角度だけ傾斜した面となるようにスライスしたシリコンウエハを使用して形成することができ、第2の種類の太陽電池セル102は、(001)面を表面に持つシリコンウエハを使用して形成することができ、第3の種類の太陽電池セル103は、その表面が(001)面に対して第1の方向とは反対方向に第1の角度だけ傾斜した面となるようにスライスしたシリコンウエハを使用して形成することができる。 Therefore, the first type of solar cell 101 is formed by using a silicon wafer sliced so that its surface is inclined by a first angle in the first direction with respect to the (001) surface. The second type of solar cell 102 can be formed by using a silicon wafer having a (001) surface as a surface, and the third type of solar cell 103 has a surface thereof. It can be formed by using a silicon wafer sliced so as to be a surface inclined by a first angle in a direction opposite to the first direction with respect to the (001) surface.

太陽電池セル101,102,103における半導体基板110の法線方向に対する微細突起121の中心軸の傾斜角度としては、40度以下が好ましく、20度以下がより好ましい。微細突起121の中心軸の傾斜角度を前記上限値以下の範囲内で選択することによって、半導体基板110の光の吸収率を比較的大きくすることができるので、光電変換効率を大きくすることができる。 The inclination angle of the central axis of the fine protrusions 121 with respect to the normal direction of the semiconductor substrate 110 in the solar cells 101, 102, 103 is preferably 40 degrees or less, more preferably 20 degrees or less. By selecting the inclination angle of the central axis of the fine protrusions 121 within the range of the upper limit or less, the light absorption rate of the semiconductor substrate 110 can be relatively increased, so that the photoelectric conversion efficiency can be increased. ..

テクスチャ120の算術表面粗さとしては、0.1μm以上10.0μm以下が好ましく、1.0μm以上3.0μm以下がより好ましい。テクスチャ120の算術表面粗さを前記範囲内とすることによって、光の吸収率を向上すると共に、開放電圧を大きくすることができる。 The arithmetic surface roughness of the texture 120 is preferably 0.1 μm or more and 10.0 μm or less, and more preferably 1.0 μm or more and 3.0 μm or less. By setting the arithmetic surface roughness of the texture 120 within the above range, the light absorption rate can be improved and the open circuit voltage can be increased.

表側保護部材20は、封止材40を介して、太陽電池ストリング10、すなわち太陽電池セル1の表面を覆うことにより、太陽電池セル1を保護する。表側保護部材20は、板状またはシート状の材料から形成することができ、透光性及び対候性に優れることが好ましい。具体的には、表側保護部材20の材質としては、例えばアクリル樹脂若しくはポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、ガラスなどを挙げることができる。また、表側保護部材20の表面は、光の反射を抑制するために、凹凸状に加工されたり、反射防止コーティング層で被覆されてもよい。 The front side protective member 20 protects the solar cell 1 by covering the surface of the solar cell string 10, that is, the solar cell 1 via the sealing material 40. The front side protective member 20 can be formed of a plate-shaped or sheet-shaped material, and is preferably excellent in translucency and weather resistance. Specifically, as the material of the front side protective member 20, for example, a transparent resin such as an acrylic resin or a polycarbonate resin, glass, or the like can be mentioned. Further, the surface of the front side protective member 20 may be processed into an uneven shape or coated with an antireflection coating layer in order to suppress the reflection of light.

裏側保護部材30は、封止材40を介して、太陽電池ストリング10の裏面を覆って、太陽電池セル11を保護する。裏側保護部材30は、表側保護部材20同様に、板状またはシート状の材料から形成することができ、遮水性に優れることが好ましい。具体的には、裏側保護部材30としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、オレフィン系樹脂、含フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂フィルムと、アルミニウム箔等の金属箔との積層体が好適に用いられる。 The back side protective member 30 covers the back surface of the solar cell string 10 via the sealing material 40 to protect the solar cell 11. Like the front side protective member 20, the back side protective member 30 can be formed from a plate-shaped or sheet-shaped material, and is preferably excellent in water shielding. Specifically, the back side protective member 30 is a laminate of, for example, a resin film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), an olefin resin, a fluorine-containing resin, or a silicone resin, and a metal foil such as aluminum foil. Is preferably used.

封止材40は、太陽電池ストリング10、すなわち太陽電池セル11を封止して保護するもので、太陽電池セル11の受光側の面と表側保護部材20との間、および、太陽電池セル11の裏側の面と裏側保護部材30との間に介在する。 The sealing material 40 seals and protects the solar cell string 10, that is, the solar cell 11, and is between the light receiving side surface and the front side protective member 20 of the solar cell 11 and the solar cell 11. It is interposed between the back side surface of the and the back side protective member 30.

封止材40は、太陽電池ストリング10と表側保護部材20及び裏側保護部材30とを接着すると共に、太陽電池ストリング10の周囲の隙間をなくすことで、太陽電池セル11を保護する。このため、封止材40としては、例えば、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/α−オレフィン共重合体、エチレン/酢酸ビニル/トリアリルイソシアヌレート(EVAT)、ポリビニルブチラート(PVB)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、または、シリコーン樹脂等の透光性を有する熱可塑性樹脂が好適に用いられる。 The sealing material 40 protects the solar cell 11 by adhering the solar cell string 10, the front side protective member 20 and the back side protective member 30, and eliminating the gap around the solar cell string 10. Therefore, examples of the sealing material 40 include ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene / α-olefin copolymer, ethylene / vinyl acetate / triallyl isocyanurate (EVAT), and polyvinyl butyral (PVB). ), Acrylic resin, urethane resin, or a translucent thermoplastic resin such as silicone resin is preferably used.

接続部材50は、太陽電池ストリング10の一端の太陽電池セル11の間と、太陽電池ストリング10の他端の太陽電池セル11の間とをそれぞれ接続する。接続部材50は、太陽電池モジュール1の外部の回路に接続可能に、表側保護部材20及び裏側保護部材30の間から外側に延出している。 The connecting member 50 connects between the solar cells 11 at one end of the solar cell string 10 and between the solar cells 11 at the other end of the solar cell string 10, respectively. The connection member 50 extends outward from between the front side protection member 20 and the back side protection member 30 so as to be connectable to the circuit outside the solar cell module 1.

以上の構成を有する太陽電池モジュール1は、上述のように、全面的に光の反射率が高くならないようにできるため、反射光の眩しさが軽減される。 As described above, the solar cell module 1 having the above configuration can prevent the light reflectance from becoming high on the entire surface, so that the glare of the reflected light is reduced.

(太陽電池モジュール製造方法)
太陽電池モジュール1は、図3に示す、本発明に係る太陽電池モジュール製造方法の一実施形態によって製造することができる。
(Solar cell module manufacturing method)
The solar cell module 1 can be manufactured by the embodiment of the solar cell module manufacturing method according to the present invention shown in FIG.

図2の太陽電池モジュール製造方法は、複数種類の太陽電池セル101,102,103を形成する工程(ステップS10:セル形成工程)と、複数種類の太陽電池セル101,102,103を用いて太陽電池モジュール1を形成する工程(ステップS20:モジュール形成工程)と、を備える。 The solar cell module manufacturing method of FIG. 2 includes a step of forming a plurality of types of solar cell cells 101, 102, 103 (step S10: cell forming step) and a solar cell using a plurality of types of solar cell cells 101, 102, 103. A step of forming the battery module 1 (step S20: module forming step) is provided.

ステップS10のセル形成工程は、得ようとする太陽電池セル101,102,103の種類ごとに結晶方位が異なる半導体基板110の表面をエッチングする工程(ステップS11:エッチング工程)と、半導体基板110に光電変換を行うpn接合を形成する工程(ステップS12:pn接合形成工程)と、半導体基板110に電力を取り出すための電極を形成する工程(ステップS13:電極形成工程)と、を含む。 The cell forming step of step S10 includes a step of etching the surface of the semiconductor substrate 110 having different crystal orientations for each type of solar cell 101, 102, 103 to be obtained (step S11: etching step) and a step of etching the semiconductor substrate 110. It includes a step of forming a pn junction for performing photoelectric conversion (step S12: a pn junction forming step) and a step of forming an electrode for extracting electric power on the semiconductor substrate 110 (step S13: an electrode forming step).

ステップS11のエッチング工程では、半導体基板110のエッチングされにくい結晶面を侵食しないような条件でエッチングすることにより、半導体基板110の表面に複数の微細突起121を含むテクスチャ120を形成する。 In the etching step of step S11, a texture 120 including a plurality of fine protrusions 121 is formed on the surface of the semiconductor substrate 110 by etching under conditions that do not erode the crystal plane of the semiconductor substrate 110 that is difficult to be etched.

エッチング工程では、結晶方位が異なる半導体基板110として、インゴットを異なる角度でスライスして形成されたシリコンウエハを用いることができる。つまり、インゴットをスライスする角度によって、形成される微細突起121の半導体基板110の法線に対する傾斜角度を選択することができる。 In the etching step, a silicon wafer formed by slicing an ingot at different angles can be used as the semiconductor substrate 110 having different crystal orientations. That is, the inclination angle of the formed fine protrusions 121 with respect to the normal of the semiconductor substrate 110 can be selected depending on the angle at which the ingot is sliced.

ステップS12のpn接合形成工程では、半導体基板110の表面にドーパントを拡散したり、半導体基板110の表面に所望の導電型を有する半導体材料を積層することによって、光電変換を行うためのpn接合を形成する。 In the pn junction forming step of step S12, a pn junction for performing photoelectric conversion is formed by diffusing a dopant on the surface of the semiconductor substrate 110 or laminating a semiconductor material having a desired conductive type on the surface of the semiconductor substrate 110. Form.

ステップS13の電極形成工程では、導電性ペーストの印刷及び焼成、レジストパターンを形成する金属層の成膜等により、所望のパターンの電極を形成する。また、半導体基板110に積層した電極パターンのさらにバスバー等の集電部材を接続した多層の電極構造を形成してもよい。 In the electrode forming step of step S13, an electrode having a desired pattern is formed by printing and firing a conductive paste, forming a metal layer for forming a resist pattern, and the like. Further, a multi-layer electrode structure may be formed in which a current collecting member such as a bus bar is further connected to the electrode pattern laminated on the semiconductor substrate 110.

ステップS20のモジュール形成工程は、太陽電池ストリング10を形成する工程(ステップS21:ストリング形成工程)と、表側保護部材20、太陽電池ストリング10及び裏側保護部材30の間を封止材40によって封止する工程(ステップS22:封止工程)と、を含む。 In the module forming step of step S20, the space between the step of forming the solar cell string 10 (step S21: string forming step) and the front side protective member 20, the solar cell string 10 and the back side protective member 30 is sealed by the sealing material 40. (Step S22: sealing step) and the like.

ステップS21のストリング形成工程では、複数種類の太陽電池セル101,102,103を並べて接続することにより、太陽電池ストリング10を形成する。 In the string forming step of step S21, the solar cell string 10 is formed by connecting a plurality of types of solar cells 101, 102, 103 side by side.

ステップS22の封止工程では、表側保護部材20、封止材40の表面側部分を形成する材料、並べて配置される複数の太陽電池ストリング10及び接続部材50、封止材40の裏面側部分を形成する材料、並びに裏側保護部材30を積層し、熱プレスによって封止材40を形成する材料を溶融させて複数の太陽電池ストリング10を封止する。複数の太陽電池ストリング10と接続部材50とは、熱プレスで接続されるようにしてもよく、予め接続しておいてもよい。 In the sealing step of step S22, the front side protective member 20, the material forming the front surface side portion of the sealing material 40, the plurality of solar cell strings 10 and the connecting member 50 arranged side by side, and the back surface side portion of the sealing material 40 are separated. The material to be formed and the back side protective member 30 are laminated, and the material forming the sealing material 40 is melted by a hot press to seal the plurality of solar cell strings 10. The plurality of solar cell strings 10 and the connecting member 50 may be connected by a hot press, or may be connected in advance.

<第2実施形態>
続いて、図4に、本発明の第2実施形態に係る太陽電池モジュール1Aを示す。図4の太陽電池モジュール1Aについて、図1の太陽電池モジュールと同様の構成要素には同じ符号を付して重複する説明を及び図示を省略することがある。
<Second Embodiment>
Subsequently, FIG. 4 shows the solar cell module 1A according to the second embodiment of the present invention. Regarding the solar cell module 1A of FIG. 4, the same components as those of the solar cell module of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant description and illustration may be omitted.

太陽電池モジュール1Aは、複数の太陽電池ストリング10Aと、太陽電池ストリング10Aの表面側に配置される表側保護部材20と、太陽電池ストリング10Aの裏面側に配置される裏側保護部材30と、表側保護部材20及び裏側保護部材30間の隙間に充填される封止材40と、太陽電池ストリング間を接続する接続部材50と、を備える。 The solar cell module 1A includes a plurality of solar cell strings 10A, a front side protective member 20 arranged on the front surface side of the solar cell string 10A, a back side protection member 30 arranged on the back surface side of the solar cell string 10A, and front side protection. It includes a sealing material 40 that fills the gap between the member 20 and the back side protective member 30, and a connecting member 50 that connects the solar cell strings.

太陽電池ストリング10Aは、それぞれ複数種類の太陽電池セル101A,102A,103Aを接続して形成される。太陽電池セル101A,102A,103Aは、それぞれ、半導体基板110を有する。半導体基板110の表面には複数の四角錐状の微細突起121を含むテクスチャ120が形成されている。微細突起121の向きは、太陽電池セル101A,102A,103Aの種類ごとに異なる。 The solar cell string 10A is formed by connecting a plurality of types of solar cell cells 101A, 102A, 103A, respectively. The solar cells 101A, 102A, and 103A each have a semiconductor substrate 110. A texture 120 including a plurality of quadrangular pyramid-shaped fine protrusions 121 is formed on the surface of the semiconductor substrate 110. The orientation of the microprojections 121 differs depending on the type of solar cell 101A, 102A, 103A.

太陽電池ストリング10Aにおいて、太陽電池セル101A,102A,103Aの種類間における微細突起121の向きの差異は、微細突起121の中心軸を中心とする回転位置である配向角度である。具体的には、第1の種類の太陽電池セル101における微細突起121は、底面の一辺が太陽電池ストリング10Aの延在方向、つまり太陽電池セル101A,102A,103Aの接続方向と平行であり、第2の種類の太陽電池セル102における微細突起121は、底面の一辺が太陽電池ストリング10Aの延在方向に対して30度傾斜しており、第3の種類の太陽電池セル103における微細突起121は、底面の一辺が太陽電池ストリング10Aの延在方向に対して60度傾斜している。 In the solar cell string 10A, the difference in the orientation of the fine protrusions 121 among the types of the solar cells 101A, 102A, 103A is the orientation angle which is the rotation position about the central axis of the fine protrusions 121. Specifically, one side of the bottom surface of the microprojection 121 in the first type of solar cell 101 is parallel to the extending direction of the solar cell string 10A, that is, the connecting direction of the solar cells 101A, 102A, 103A. The microprojection 121 in the second type solar cell 102 has one side of the bottom surface inclined by 30 degrees with respect to the extending direction of the solar cell string 10A, and the microprojection 121 in the third type solar cell 103. Is inclined by 60 degrees with respect to the extending direction of the solar cell string 10A on one side of the bottom surface.

微細突起121の配向方向が異なることで、図4に一点鎖線で例示するように、太陽電池モジュール1Aへの光の入射方向に対して、太陽電池セル101A,102A,103Aによる光の反射方向が異なり得る。これにより、太陽電池ストリング10において同一方向に光を反射する領域の面積が小さくなるため、反射光の眩しさを低減することができる。 Due to the different orientation directions of the microprojections 121, as illustrated by the alternate long and short dash line in FIG. 4, the light reflection directions of the solar cells 101A, 102A, and 103A are different from the light incident directions on the solar cell module 1A. Can be different. As a result, the area of the region of the solar cell string 10 that reflects light in the same direction becomes smaller, so that the glare of the reflected light can be reduced.

微細突起121の配向方向が異なる太陽電池セル101A,102A,103Aは、半導体基板110に光電変換を行うpn接合を形成する工程及び半導体基板110に電力を取り出すための電極を形成する工程において、半導体基板110の平面内での配向方向を異ならせることで形成することができる。つまり、異なる種類の太陽電池セル101A,102A,103Aは、同じプロセスに供するシリコンウエハの配向方向、つまりノッチの配置を異ならせることで形成することができる。なお、「同じプロセス」とは、各種条件を厳密に同じにすることまでを要求するものではなく、技術常識に基づいて順番の入れ替えや等価な工程との置換が可能である。 The solar cells 101A, 102A, and 103A having different orientation directions of the fine protrusions 121 are semiconductors in a step of forming a pn junction for performing photoelectric conversion on the semiconductor substrate 110 and a step of forming an electrode for extracting electric power on the semiconductor substrate 110. It can be formed by making the orientation direction of the substrate 110 different in the plane. That is, different types of solar cells 101A, 102A, and 103A can be formed by different orientation directions of silicon wafers used in the same process, that is, different notch arrangements. It should be noted that the "same process" does not require that various conditions be exactly the same, and it is possible to change the order or replace with an equivalent process based on common general technical knowledge.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made.

例として、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セルの種類数は、2以上であればよく、4以上であってもよい。また、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて太陽電池セルは、微細突起の向き以外の構成が、種類ごとに技術常識に基づいて機能上等価な構成と置換されたものであってもよい。 As an example, in the solar cell module according to the present invention, the number of types of solar cells may be 2 or more, and may be 4 or more. Further, in the solar cell module according to the present invention, the solar cell may have a configuration other than the orientation of the fine protrusions replaced with a functionally equivalent configuration for each type based on common general technical knowledge.

また、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、微細突起の向きの差異は、半導体基板の法線方向に対する微細突起の中心軸の傾斜角度の差異と微細突起の中心軸を中心とする配向角度の差異との両方を含んでもよい。これにより、太陽電池セルの種類数を多くしても、太陽電池セル間の光の反射特性の差異を大きくすることができるので、太陽電池モジュールの反射光の眩しさをより確実に低減することができる。微細突起の中心軸の傾斜角度及び配向方向が異なる太陽電池セルは、インゴットを異なる角度でスライスしたウエハをそれぞれ平面内での配向方向を異ならせて同じプロセスに供することで得ることができる。 Further, in the solar cell module according to the present invention, the difference in the orientation of the fine protrusions is the difference in the inclination angle of the central axis of the fine protrusions with respect to the normal direction of the semiconductor substrate and the difference in the orientation angle about the central axis of the fine protrusions. May include both. As a result, even if the number of types of solar cells is increased, the difference in the light reflection characteristics between the solar cells can be increased, so that the glare of the reflected light of the solar cell module can be reduced more reliably. Can be done. Solar cells having different inclination angles and orientation directions of the central axes of the fine protrusions can be obtained by subjecting wafers obtained by slicing ingots at different angles to the same process with different orientation directions in a plane.

また、本発明に係る太陽電池モジュールは、本発明に係る太陽電池モジュール製造方法によって製造されたものに限定されない。 Further, the solar cell module according to the present invention is not limited to the one manufactured by the solar cell module manufacturing method according to the present invention.

1,1A 太陽電池モジュール
10,10A 太陽電池ストリング
20 表側保護部材
30 裏側保護部材
40 封止材
50 接続部材
101,101A,102,102A,103,103A 太陽電池セル
110 半導体基板
120 テクスチャ
121 微細突起
200 インターコネクタ
1,1A Solar cell module 10,10A Solar cell string 20 Front side protective member 30 Back side protective member 40 Encapsulant 50 Connector member 101, 101A, 102, 102A, 103, 103A Solar cell 110 Semiconductor substrate 120 Texture 121 Fine protrusion 200 Interconnector

Claims (6)

複数種類の太陽電池セルを備え、
前記複数種類の太陽電池セルは、それぞれ表面に複数の四角錐状の微細突起を含むテクスチャを有し、前記種類ごとに前記微細突起の向きが異なる半導体基板を有する、太陽電池モジュール。
Equipped with multiple types of solar cells
The plurality of types of solar cells are solar cell modules each having a texture including a plurality of quadrangular pyramid-shaped fine protrusions on the surface thereof, and having a semiconductor substrate in which the directions of the fine protrusions are different for each type.
前記微細突起の向きの差異は、前記半導体基板の法線方向に対する前記微細突起の中心軸の傾斜角度の差異を含む、請求項1に記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 1, wherein the difference in the orientation of the fine protrusions includes a difference in the inclination angle of the central axis of the fine protrusions with respect to the normal direction of the semiconductor substrate. 前記微細突起の向きの差異は、前記微細突起の中心軸を中心とする配向角度の差異を含む、請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the difference in the orientation of the fine protrusions includes a difference in the orientation angle about the central axis of the fine protrusions. 複数種類の太陽電池セルを形成する工程と、
前記複数種類の太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを形成する工程と、
を備え、
前記複数種類の太陽電池セルを形成する工程は、前記種類ごとに結晶方位が異なる半導体基板の表面をエッチングする工程を含む、太陽電池モジュール製造方法。
The process of forming multiple types of solar cells and
A step of forming a solar cell module using the plurality of types of solar cells, and
With
The step of forming the plurality of types of solar cells is a method for manufacturing a solar cell module, which includes a step of etching the surface of a semiconductor substrate having a different crystal orientation for each type.
前記結晶方位が異なる半導体基板として、インゴットを異なる角度でスライスしたウエハを使用する、請求項4に記載の太陽電池モジュール製造方法。 The method for manufacturing a solar cell module according to claim 4, wherein wafers obtained by slicing ingots at different angles are used as the semiconductor substrates having different crystal orientations. 前記結晶方位が異なる半導体基板として、平面内での配向方向を異ならせたウエハを使用する、請求項4又は5に記載の太陽電池モジュール製造方法。 The method for manufacturing a solar cell module according to claim 4 or 5, wherein wafers having different orientation directions in a plane are used as the semiconductor substrates having different crystal orientations.
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