JP3193590U - 正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンガー電極の遮断面積が縮小でき、太陽電池の効率を向上させるとともに、双方向の電荷伝導経路を形成し、製造の欠陥が太陽電池の効率に影響を与えない正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池を提供する。
【解決手段】基板１０と、基板の正面に位置する、複数のバスバー電極２０と第１フィンガー電極３０と第１接続電極４０と第２フィンガー電極６０と第２接続電極７０とを含む。各バスバー電極は、第１方向Ｙに沿って延伸する。第１フィンガー電極とバスバー電極のうちの一つは交わる。第１接続電極は一部の第１フィンガー電極の第１端３１に接続される。第２フィンガー電極は第１フィンガー電極の一側に位置し、バスバー電極の別の一つと交わる。第２接続電極は、一部の第２フィンガー電極の第１端６１に接続され、第２フィンガー電極の第１端と第１フィンガー電極の第１端は隣り合う。
【選択図】図１

Description

本考案は、正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池に関する。

太陽電池はエネルギーを変換する光電素子であり、太陽光を照射した後、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。この種の光電素子を太陽電池(Solar Cell)と称する。物理学の観点から、太陽光発電(Photovoltaic、略称PV)電池とも呼ばれる。

従来の太陽電池の製造方法は、先ず、シリコン基板を提供し、その後、シリコン基板上で化学気相成長（例えばＰＥＣＶＤ）が行われて反射防止層を形成する。そして、パターンスクリーン印刷及び焼成（co-firing）を行うことで電極を反射防止層上に形成し、かつ電極が反射防止層を貫通してシリコン基板に電気的に接続する。

従来の太陽電池の正面電極は、通常、２本のバスバー電極及び複数のフィンガー電極を含む。長期にわたり、フィンガー電極とバスバー電極はいずれも直接交わり且つ各フィンガー電極はいずれも左から右へ連続して正面に形成されている。２本のバスバー電極の中間に位置するフィンガー電極の中央部分の電荷伝導経路は長いため、電荷伝導経路とフィンガー電極の遮光効果を総合的に考慮した後、連続するフィンガー電極の設置におけるメリットとデメリットを、バランスよく考慮して、太陽電池の全体的な光変換効率を向上させる。

従って、本考案の目的は、正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池を提供することである。

上記の目的を達成するため、本考案は、基板と、複数のバスバー電極と、複数の第１フィンガー電極と、複数の第１接続電極と、複数の第２フィンガー電極と、複数の第２接続電極とを含む、正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池を提供する。基板は、正面及び裏面を有し、正面が光線を受ける集光面である。バスバー電極は正面上に位置し、各バスバー電極は第１方向に沿って延伸する。複数の第１フィンガー電極は、正面上に位置し、これらバスバー電極のうちの一つと交わる。第１接続電極は正面上に位置し、一部の第１フィンガー電極の第１端に接続される。第２フィンガー電極は正面及びこれら第１フィンガー電極の一側に位置し、これらバスバー電極の別の一つと交わる。第２接続電極は、正面上に位置し、一部のこれら第２フィンガー電極の第１端に接続され、これら第２フィンガー電極の第１端とこれら第１フィンガー電極の第１端は隣り合う。

これにより、フィンガー電極の遮蔽面積が縮小でき、太陽電池の効率を向上させるとともに、双方向の電荷伝導経路を提供し、製造の欠陥が太陽電池の効率に影響を与えないようにする。

図１は、本考案の第１実施例に基づく太陽電池の正面図である。 図２は、本考案の第１実施例に基づく太陽電池の裏面図である。 図３は、本考案の第２実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図４は、本考案の第３実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図５は、本考案の第４実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図６は、本考案の第５実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図７は、本考案の第６実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図８は、本考案の第７実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図９は、本考案の第８実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。 図１０は、本考案の第９実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。

フィンガー電極の遮光効果が太陽電池の効率を低下させることに鑑み、本考案の実施例は、正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池を提供して、フィンガー電極の一部に間隔を開けるとともに一部を接続するという設計により、太陽電池の全体効率を向上させる。

＜実施例＞
図１は、本考案の第１実施例に基づく太陽電池１の正面図である。図２は、本考案の第１実施例に基づく太陽電池１の裏面図である。図１及び図２に示されるように、本実施例の正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池１は、基板１０と、複数のバスバー電極２０と、複数の第１フィンガー電極３０と、複数の第１接続電極４０と、複数の第３接続電極５０と、複数の第２フィンガー電極６０と、複数の第２接続電極７０と、を含む。

基板１０は、正面１０Ａ及び裏面１０Ｂを有し、正面１０Ａは、集光面であり、光線を受ける。つまり、太陽に面する表面であり、又反射防止層を有する。バスバー電極２０とフィンガー電極及び接続電極は、反射防止層に形成される。裏面１０Ｂに３本の裏面電極９５を形成する。基板１０中に光電変換構造を形成する。これは当業者により理解できるものなので、ここでは詳細に説明しない。

複数のバスバー電極２０は、正面１０Ａ上に位置し、各バスバー電極２０は、第１方向Ｙに沿って延伸する。所謂延伸方向とは、バスバー電極２０の長さ方向を指す。

複数の第１フィンガー電極３０は、正面１０Ａ上に位置するとともに、これらバスバー電極２０のうちの１つ（中間のバスバー電極２０）と交わる。本実施例において、第１フィンガー電極３０の長度方向は、第２方向Ｘに沿って延伸するが、本考案はこれに制限されない。

複数の第１接続電極４０は、正面１０Ａ上に位置するとともに、一部のこれら第１フィンガー電極３０の第１端３１に接続される。本実施例において、一つの第１接続電極４０が二つの第１フィンガー電極３０に接続される。別の実施例において、一つの第１接続電極４０が３つの第１フィンガー電極３０に接続される。

複数の第３接続電極５０は、正面１０Ａ上に位置し、一部のこれら第１フィンガー電極３０の第２端３２に接続される。本実施例において、一つの第３接続電極５０が二つの第１フィンガー電極３０に接続される。特に、第３接続電極５０は、必要な素子ではない。例えば、バスバー電極２０の総数が２であるとき、第３接続電極５０はいらなくてもよい。又は、バスバー電極２０の総数が３であっても、第３接続電極５０を提供しなくてもよく、依然本考案の実施例の効果が達成できる。

複数の第２フィンガー電極６０は正面１０Ａ上及びこれら第１フィンガー電極３０の一側（例えば左側）に位置し、これらバスバー電極２０のもう一つ（左側のバスバー電極）と交わる。

複数の第２接続電極７０は、正面１０Ａ上に位置し、一部のこれら第２フィンガー電極６０の第１端６１に接続される。これら第２フィンガー電極６０のこれら第１端６１とこれら第１フィンガー電極３０のこれら第１端３１は隣り合う。第１端６１と第１端３１との間に間隔部８５を有する。

この他、太陽電池１は、更に、複数の第３フィンガー電極８０及び複数の第４接続電極９０を含んでもよい。第３フィンガー電極８０は、正面１０Ａ上及びこれら第１フィンガー電極３０のもう一側に位置し、これらバスバー電極２０の更に別の一つと交わる。第４接続電極９０は、正面１０Ａ上に位置し、一部のこれら第３フィンガー電極８０の第１端８１に接続される。これら第３フィンガー電極８０のこれら第１端８１とこれら第１フィンガー電極３０のこれら第２端３２は、隣り合う。

本実施例において、これら第１フィンガー電極３０の隣り合う二つのこれら第１端３１及びこれら第２端３２は、これら第１接続電極４０及びこれら第３接続電極５０により接続されて閉塞状態になる。この他、これら第１接続電極４０とこれら第２接続電極７０はそれぞれ隣り合い且つ互いに相対し、又これら第３接続電極５０とこれら第４接続電極９０はそれぞれ隣り合い且つ相対する。更に、これら第１接続電極４０は、同一直線上に位置し、これら第３接続電極５０は、同一直線上に位置し、これら第２接続電極７０は同一直線上に位置する。この他、太陽電池１は、更に、周囲電極８６を含み、フィンガー電極６０，８０及びバスバー電極２０を接続する。しかし、本考案はこれに制限されず、周囲電極８６もまた省略することができる。又は複数の接続電極４０，５０，７０，９０に類似する接続方法によりフィンガー電極を接続してもよい。

これにより、フィンガー電極の遮光面積が縮小し、太陽電池の効率を向上させることができる。この他、フィンガー電極をプリントする場合、断線部分ＢＰが発生したとき、依然第１接続電極４０により電荷をバスバー電極２０にガイドすることができ、この効果は、第１接続電極４０がない効果よりも優れる。従って、本考案の実施例は、双方向の電荷伝導経路を提供することができる。

図３は、本考案の第２実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。特に、図３は、図１に対応する一部の拡大図を表示する。図３に示すように、これら第１フィンガー電極３０の隣り合う両者のこれら第１端３１は、これら第１接続電極４０により接続されて閉塞状態になり、これら第１フィンガー電極３０の隣り合う両者のこれら第２端３２は開放状態になる。つまり第３接続電極５０が接続されていない。更に、第３接続電極５０と第１接続電極４０は互い違いに置かれ、第１フィンガー電極３０と、第１接続電極４０と、第３接続電極５０はＳ字形を構成する。この他、これら第１接続電極４０とこれら第２接続電極７０はそれぞれ隣り合い且つ互い違いに置かれている。

図４は、本考案の第３実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。特に、図４は、図１に対応する一部の拡大図を示す。図４に示すように、これら第１接続電極４０は、これらバスバー電極２０に平行していない。

図５は、本考案の第４実施例に基づく太陽電池の正面の一部の概略図である。特に、図５は、図１に対応する一部の拡大図を示す。図５に示すように、これら第１接続電極４０は、複数の直線上に位置し、これら第２接続電極７０は、複数の直線上に位置する。

図６は、本考案の第５実施例に基づく太陽電池の正面の一部概略図である。特に、図６は、図１に対応する一部の拡大図を示す。図６に示すように、第１接続電極４０及び第２接続電極７０はいずれも湾曲状であり、例えば円弧状である。間隔部８５の幅が一定の状況の下、図６の遮蔽面積はさらに縮小するので、太陽電池の効率は更に向上する。

図７は、本考案の第６実施例に基づく太陽電池の正面の一部概略図である。図７に示すように、本実施例は、第４実施例に類似し、異なる個所は、複数の第１端６１の連続が鉛直線をなし、複数の第１端３１の連続もまた鉛直線をなす。

図８は、本考案の第７実施例に基づく太陽電池の正面の一部概略図である。図８に示すように、本実施例は、第１実施例に類似し、異なる個所は、第１フィンガー電極３０、第１接続電極４０と第３接続電極５０が連続する波形又はS字型を構成する。

図９は、本考案の第８実施例に基づく太陽電池の正面の一部概略図である。図９に示すように、本実施例は第１実施例に類似し、異なる個所は最上面及び最下面の周囲電極が切断され第１フィンガー電極３０として使用される。

図１０は、本考案の第９実施例に基づく太陽電池の正面の一部概略図である。図１０に示すように、本実施例には第８実施例に類似し、異なる個所は、最外囲の左右両側の周囲電極もまた切断され接続電極として使用される。

特に、上記のフィンガー電極はいずれも水平方向に延伸するが、本考案はこれに制限されず、傾斜したフィンガー電極も使用可能である。

これにより、フィンガー電極の遮蔽面積が縮小でき、太陽電池の効率が向上するとともに、双方向の電荷電動経路を提供して、製造欠陥が太陽電池の効率に影響を与えないようにする。

ＢＰ：断線部分
Ｘ：第２方向
Ｙ：第１方向
１：太陽電池
１０：基板
１０Ａ：正面
１０Ｂ：裏面
２０：バスバー電極
３０：第１フィンガー電極
３１：第１端
３２：第２端
４０：第１接続電極
５０：第３接続電極
６０：第２フィンガー電極
６１：第１端
７０：第２接続電極
８０：第３フィンガー電極
８１：第１端
８５：間隔部
８６：周囲電極
９０：第４接続電極
９５：裏面電極

Claims (12)

1. 正面及び裏面を有し、前記正面が光線を受ける集光面である基板と、
   前記正面上に位置し、それぞれが第１方向に沿って延伸する複数のバスバー電極と、
   前記正面上に位置し、前記バスバー電極のうちの一つと交わる複数の第１フィンガー電極と、
   前記正面上に位置し、一部の前記第１フィンガー電極の第１端に接続される複数の第１接続電極と、
   前記正面上及び前記第１フィンガー電極の一側に位置し、前記バスバー電極のもう一つと交わる複数の第２フィンガー電極と、
   前記正面上に位置し、一部の前記第２フィンガー電極の第１端に接続され、前記第２フィンガー電極の前記第１端と前記第１フィンガー電極の前記第１端が隣り合う複数の第２接続電極と、
   を含む正面に分断されたフィンガー電極を有する太陽電池。
2. 前記正面上に位置し、一部の前記第１フィンガー電極の第２端に接続される複数の第３接続電極を更に含むことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
3. 前記正面上及び前記第１フィンガー電極のもう一側に位置し、前記バスバー電極の更にもう一つと交わる複数の第３フィンガー電極と、
   前記正面上に位置し、一部の前記第３フィンガー電極の第１端に接続され、前記第３フィンガー電極の前記第１端と前記第１フィンガー電極の前記第２端が隣り合う複数の第４接続電極と、
   を更に含むことを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
4. 前記第１フィンガー電極の隣り合う両者である前記第１端と前記第２端は、前記第１接続電極及び前記第３接続電極により接続され閉塞状態になることを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
5. 前記第１フィンガー電極の隣り合う両者である前記第１端が前記第１接続電極に接続されて閉塞状態になり、前記第１フィンガー電極の前記隣り合う両者である前記第２端が開放状態になることを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
6. 前記第１接続電極と前記第２接続電極がそれぞれ隣り合い且つ互いに相対することを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
7. 前記第１接続電極と前記第２接続電極がそれぞれ隣り合い且つ互い違いに置かれることを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
8. 前記第１接続電極が同一直線上に位置することを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
9. 前記第１接続電極が複数本の直線上に位置することを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
10. 前記第１接続電極が前記バスバー電極に平行であることを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
11. 前記第１接続電極が前記バスバー電極に平行しないことを特徴とする請求項２記載の太陽電池。
12. 前記第１接続電極が湾曲状であることを特徴とする請求項２記載の太陽電池。