JP3201088U - 太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】機械的強度が大きい太陽電池を提供する。【解決手段】半導体基板とパッシベーション層と裏面電極層と複数のバスバー電極とを含む太陽電池であり、半導体基板１１０は、上表面と下表面とを備え、パッシベーション層１２０は半導体基板の下表面に設けられ、複数の空白部と複数の第１貫通孔Ｈ１とを含み、各第１貫通孔がこれら空白部を通過しない。複数のバスバー電極１４０は、パッシベーション層の各空白部上に各々対応するよう設けられる。裏面電極層１３０は、パッシベーション層上に設けられ、複数の第１貫通孔を経由して半導体基板に電気的に接続する。裏面電極層は複数の第２貫通孔Ｈ２を含み、複数の第２貫通孔が各バスバー電極に各々対応して設けられ、且つ各第２貫通孔は各バスバー電極より小さく裏面電極層と複数のバスバー電極を電気的に接続させる。【選択図】図２
Description
本考案は、太陽電池に関する。
近年、太陽電池の変換効率をアップする各種革新的な技術が次々と開発されて、市場においても絶え間なく上がる高変換効率の太陽電池の市場需要に対応してきた。
現在、高変換効率の太陽電池技術には、真性半導体薄膜を用いたヘテロ接合（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｗｉｔｈ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｔｈｉｎ−Ｌａｙｅｒ、ＨＩＴ）太陽電池、バックコンタクト型（Ｂａｃｋ Ｃｏｎｔａｃｔ）太陽電池、選択エミッタ型（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ）太陽電池、裏面不動態型（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｒｅａｒ Ｃｅｌｌ、ＰＥＲＣ）太陽電池等が含まれる。ＰＥＲＣ型太陽電池は、パッシベーション技術を通じてその表面のエミッタと裏面にパッシベーションを施し、電子正孔対の半導体基板の表面において再結合しようとする機会を減らすことで、その変換効率をアップできる。
よって、一般的にＰＥＲＣ太陽電池の裏面区域を製造する時、先にプラズマＣＶＤ法（ＰＥＣＶＤ）で半導体基板の裏面においてパッシベーション層を形成してから、レーザ又はエッチングの方式でパッシベーション層全体に複数の貫通孔を形成する。次に、スクリーン印刷技術を通じてアルミニウムペーストをパッシベーション層の上に形成することで、複数の貫通孔を通じて半導体基板と接触させ、最後にその上に銀ペーストをスクリーン印刷し、共に焼結後裏面電極（Ｂａｃｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）とバスバー電極（Ｂｕｓ ｂａｒ）を形成する。
しかしながら、従来のＰＥＲＣ太陽電池のバスバー電極の下にレーザアブレーションによって形成されたホールがあるため、バスバー電極が半導体基板上の接触圧力の違いにより容易に反ってしまう。このほかに、従来のパッシベーション層上の貫通孔の数量が多すぎるため、太陽電池の特性に影響を及ぼし、且つこれら貫通孔によって太陽電池全体の機械的強度が低下していた。
従来の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、以下の本考案を完成するに至った。
本考案は、半導体基板とパッシベーション層と裏面電極層と複数のバスバー電極とを含む太陽電池を提供する。半導体基板は、上表面と上表面に対向する下表面とを備える。パッシベーション層は半導体基板の下表面に設けられ、複数の空白部と複数の第１貫通孔とを含み、各第１貫通孔がこれら空白部を通過することなく、つまり空白部内に第１貫通孔がない。複数のバスバー電極は、パッシベーション層の各空白部上に各々対応するよう設けられる。裏面電極層は、パッシベーション層上に設けられ、また複数の第１貫通孔を経由して半導体基板に電気的に接続する。裏面電極層は複数の第２貫通孔を含み、これら第２貫通孔が各バスバー電極に各々対応して設けられ、且つ各第２貫通孔が各バスバー電極より小さく裏面電極層と複数のバスバー電極を電気的に接続させる。
本考案の概念の１つによれば、各バスバー電極の幅は、隣り合う２つの第１貫通孔間の距離より大きい。
本考案の概念の１つによれば、各バスバー電極は、Ｘ軸方向において対応する空白部の周縁と第１間隔を隔て、且つＹ軸方向において対応する空白部の周縁と第２間隔を隔てる。
本考案の概念の１つによれば、第１間隔は、５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましい。
本考案の概念の１つによれば、第２間隔は、５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましい。
本考案の概念の１つによれば、複数の第１貫通孔は互いに平行で、且つ複数のバスバー電極の長手方向が複数の第１貫通孔の長手方向と平行となる。
本考案の概念の１つによれば、複数の第１貫通孔は互いに平行で、且つ複数のバスバー電極の長手方向が複数の第１貫通孔の長手方向と直交する。
本考案の概念の１つによれば、複数の空白部は、矩形、菱形、楕円形、六辺形、八辺形及びその組み合わせとする。
本考案の概念の１つによれば、バスバー電極の辺縁は、第２貫通孔辺縁の裏面電極層と重なる。
本考案は、半導体基板とパッシベーション層と裏面電極層と複数のバスバー電極とを含む別の太陽電池を提供する。半導体基板は、上表面と上表面に対向する下表面とを備える。パッシベーション層は半導体基板の下表面に設けられ、複数の空白部と複数の第１貫通孔とを含み、各第１貫通孔がこれら空白部を通過することなく、つまり空白部内に第１貫通孔がない。裏面電極層は、パッシベーション層上に設けられ、また複数の第１貫通孔を経由して半導体基板に電気的に接続する。裏面電極層は複数の第２貫通孔を含み、これら第２貫通孔が各空白部に各々対応して設けられる。複数のバスバー電極は、裏面電極層の各第２貫通孔に各々対応して設けられ、且つ裏面電極層と電気的に接続する。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の各バスバー電極の幅は、大於隣り合う二つの第１貫通孔間の距離より大きい。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の各バスバー電極のパッシベーション層における投影は、Ｘ軸方向において対応する空白部の周縁と第１間隔を隔て、且つＹ軸方向において、対応する空白部の周縁と第２間隔を隔てる。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の第１間隔は、５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましい。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の第２間隔は、５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましい。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の複数の第１貫通孔は互いに平行で、且つ複数のバスバー電極の長手方向が複数の第１貫通孔の長手方向と平行となる。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の複数の第１貫通孔は互いに平行で、且つ複数のバスバー電極の長手方向が複数の第１貫通孔の長手方向と直交する。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記の複数の空白部は、矩形、菱形、楕円形、六辺形、八辺形及びその組み合わせとする。
本考案の別の太陽電池の概念の１つによれば、上記のバスバー電極の辺縁は、第２貫通孔辺縁の裏面電極層と重なる。
上記をまとめると、本考案に基づいて実施する太陽電池は、パッシベーション層上に複数のバスバー電極に対応して複数の空白部を保留することで、複数のバスバー電極の下にあるパッシベーション層が第１貫通孔を出現させないと共に複数のバスバー電極とパッシベーション層の間の接触圧力を均一にさせることで、反りが起きにくい。
このほか、複数の空白部の保留によって更に適度に第１貫通孔の分布数量（或いは面積）を減らすことで、太陽電池の変換効率を改善し、また太陽電池全体の機械的強度をアップする。
このほか、複数の空白部の保留によって更に適度に第１貫通孔の分布数量（或いは面積）を減らすことで、太陽電池の変換効率を改善し、また太陽電池全体の機械的強度をアップする。
以下、実施形態において本考案の特徴及び利点を詳細に記述する。その内容は当業者に本考案の技術内容を理解してもらうと共にこれに基づいて実施させることができ、且つ本明細書に開示されている内容、実用新案登録請求の範囲及び図面に基づき、当業者は容易に本考案の関連の目的及び利点を理解できる。
本考案の図面において、各構造の比例関係やテクスチャは表示及び説明の便宜のためのものであり、実際の構造と一致せず、参考のみに用いられるため、本考案はこれに限定されるものではない。本考案の主な特徴は太陽電池の裏面構造であるため、以下、太陽電池の半導体基板の下表面に設けられる関連の構造特徴を重点的に記載する。
図１は、本考案の一実施例に係る太陽電池裏面の上面図で、図２は図１内のＡ−Ａ線に沿う側面断面図で、図３は図１内の局部拡大の概略模式図である。
図３では本考案の空白部Ａ１の関連特徴を表示するため、裏面電極層１３０を描いていない。図１乃至図３は太陽電池１００を開示する。太陽電池１００は、半導体基板１１０とパッシベーション層１２０と複数のバスバー電極１４０と裏面電極層１３０とを含む。以下に詳細に説明する。
図３では本考案の空白部Ａ１の関連特徴を表示するため、裏面電極層１３０を描いていない。図１乃至図３は太陽電池１００を開示する。太陽電池１００は、半導体基板１１０とパッシベーション層１２０と複数のバスバー電極１４０と裏面電極層１３０とを含む。以下に詳細に説明する。
半導体基板１１０は、上表面１１０ａと上表面１１０ａに対向する下表面１１０ｂとを備える。そこで、半導体基板１１０の上表面１１０ａは半導体基板１１０の入射光量を増大するため、粗化表面とすることができる。本実施例において、半導体基板１１０は、Ｎ型の不純物又はＰ型の不純物をドーピングした単結晶基板或いは多結晶基板とすることができる。
パッシベーション層１２０は、半導体基板１１０の下表面１１０ｂの上にふ設する。パッシベーション層１２０は、半導体基板１１０内の励起された電子正孔対の半導体基板１１０の表面における再結合の機会減少を助けて、光電変換効率をアップできる。
本実施例において、パッシベーション層１２０の材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＸＮｙ）、三酸化アルミニウム（ＡｌＯ３）等を用いることができる。そこで、パッシベーション層１２０は、プラズマＣＶＤ法（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）で半導体基板１１０の下表面１１０ｂに沈着できる。その他の実施例において、パッシベーション層１２０は原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）を利用して形成できる。
本実施例において、パッシベーション層１２０の材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＸＮｙ）、三酸化アルミニウム（ＡｌＯ３）等を用いることができる。そこで、パッシベーション層１２０は、プラズマＣＶＤ法（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）で半導体基板１１０の下表面１１０ｂに沈着できる。その他の実施例において、パッシベーション層１２０は原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）を利用して形成できる。
パッシベーション層１２０は、複数の空白部Ａ１と複数の第１貫通孔Ｈ１とを含む。本実施例において、複数の空白部Ａ１とは今後複数のバスバー電極１４０がその上に対応して設けられることに供するため、パッシベーション層１２０上にレーザアブレーション（Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ）されない複数のゾーンを意図的に保留した部分をいう。よって、図３に示すように、パッシベーション層１２０上に開設されてＹ軸方向に沿って延伸する各第１貫通孔Ｈ１は、複数の空白部Ａ１を通過しない。複数の空白部Ａ１以外の場所において、各第１貫通孔Ｈ１はＹ軸方向に沿って半導体基板１１０の下表面１１０ｂの両側までに延伸する。
このほか、図１に示すように、本考案の一実施例に係る太陽電池１００の複数のバスバー電極１４０は、二次元配列方式で並ぶよう設計される。言い換えると複数のバスバー電極１４０は、Ｘ軸方向上に等間隔に配列され、且つ各バスバー電極１４０がＸ軸方向において隣り合うバスバー電極１４０と間隔Ｄ３を隔てる。複数のバスバー電極１４０はＹ軸方向においても等間隔に配列され、且つ各バスバー電極１４０がＹ軸方向において隣り合うバスバー電極１４０と間隔Ｄ４を隔てる。よって、複数の空白部Ａ１はここで複数のバスバー電極１４０の配置によって、二次元配列方式でパッシベーション層１２０上に定義される。
複数の第１貫通孔Ｈ１は、パッシベーション層１２０上に開設され、且つ図３に示すように各第１貫通孔Ｈ１が複数の空白部Ａ１を通過しない。言い換えると、パッシベーション層１２０の複数の空白部Ａ１内にいかなる第１貫通孔Ｈ１を開設しない。
本実施例において、複数の第１貫通孔Ｈ１は、物理的な穴あけ工程、例えばレーザアブレーション（Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ）技術を通じてパッシベーション層１２０上に開設されるが、本考案はこれに限られるものではない。言い換えると、複数の第１貫通孔Ｈ１は化学エッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術、例えば燐酸、フッ化水素酸或いは硝酸等のエッチング液を利用してパッシベーション層１２０上に開設することもできる。ここで、複数の第１貫通孔Ｈ１は、等間隔に設けられるが、実際のニーズを見て不等間隔の設置に変更できる。また、複数の第１貫通孔Ｈ１は、線状又は円孔状とすることができ、本実施例では線状を例として説明する。
本実施例において、複数の第１貫通孔Ｈ１は、物理的な穴あけ工程、例えばレーザアブレーション（Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ）技術を通じてパッシベーション層１２０上に開設されるが、本考案はこれに限られるものではない。言い換えると、複数の第１貫通孔Ｈ１は化学エッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術、例えば燐酸、フッ化水素酸或いは硝酸等のエッチング液を利用してパッシベーション層１２０上に開設することもできる。ここで、複数の第１貫通孔Ｈ１は、等間隔に設けられるが、実際のニーズを見て不等間隔の設置に変更できる。また、複数の第１貫通孔Ｈ１は、線状又は円孔状とすることができ、本実施例では線状を例として説明する。
次に、パッシベーション層１２０の各空白部Ａ１上に幅Ｗ１を有するバスバー電極１４０を対応して設けてからパッシベーション層１２０上に裏面電極層１３０を設ける。裏面電極層１３０は、パッシベーション層１２０上に開設された複数の第１貫通孔Ｈ１を経由して半導体基板１１０の下表面１１０ｂと接触することで、半導体基板１１０に電気的に接続できる。
前記裏面電極層１３０は、複数の第２貫通孔Ｈ２を備え、各第２貫通孔Ｈ２が複数のバスバー電極１４０に各々対応して裏面電極層１３０上に開設される。そこで、各バスバー電極１４０の大きさは各空白部Ａ１の大きさより小さく、且つ第２貫通孔Ｈ２の大きさがバスバー電極１４０よりやや小さく、第２貫通孔Ｈ２の形状はバスバー電極１４０の形状と略同一とする。また各第２貫通孔Ｈ２の幅は、各第１貫通孔Ｈ１相互間の等間隔距離より大きいため、バスバー電極１４０の幅Ｗ１を各第１貫通孔Ｈ１相互間の等間隔距離より大きくすることができる。
前記裏面電極層１３０は、複数の第２貫通孔Ｈ２を備え、各第２貫通孔Ｈ２が複数のバスバー電極１４０に各々対応して裏面電極層１３０上に開設される。そこで、各バスバー電極１４０の大きさは各空白部Ａ１の大きさより小さく、且つ第２貫通孔Ｈ２の大きさがバスバー電極１４０よりやや小さく、第２貫通孔Ｈ２の形状はバスバー電極１４０の形状と略同一とする。また各第２貫通孔Ｈ２の幅は、各第１貫通孔Ｈ１相互間の等間隔距離より大きいため、バスバー電極１４０の幅Ｗ１を各第１貫通孔Ｈ１相互間の等間隔距離より大きくすることができる。
本実施例において、バスバー電極１４０は、スクリーン印刷（Ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）或いは塗布の方式で形成でき、且つ複数のバスバー電極１４０の材料はアルミニウム成分を含有する導電性ペースト又は銀成分を含有する導電性ペーストとすることができる。裏面電極層１３０は、スクリーン印刷（Ｓｃｒｅｅｎｐｒｉｎｔｉｎｇ）或いは塗布の方式で形成できるが、これに限られるものではない。よって、複数の第２貫通孔Ｈ２は、裏面電極層１３０と一緒にパッシベーション層１２０上に形成されることができる。ただし、本考案はこれに限られるものではなく、複数の第２貫通孔Ｈ２は裏面電極層１３０がパッシベーション層１２０上に形成されてから物理又は化学的な穴あけ工程を通じて裏面電極層１３０上に開設されることもできる。ここで、裏面電極層１３０の材料は、アルミニウム成分を含有する導電性ペースト或いは銀成分を含有する導電性ペーストとすることができる。
本実施例において、空白部Ａ１内は裏面電極層１３０と複数のバスバー電極１４０とを有し、且つ裏面電極層１３０の第２貫通孔Ｈ２がバスバー電極１４０に対応して設けられ、第２貫通孔Ｈ２がバスバー電極１４０よりやや小さいため、バスバー電極１４０の辺縁１４０ｃが裏面電極層１３０の第２貫通孔Ｈ２の辺縁１３０ｃにおいて局部的に重なる。つまり一部の裏面電極層１３０はバスバー電極１４０の辺縁１４０ｃ上に重なってバスバー電極１４０と電気的な接続を形成することで、バスバー電極１４０が裏面電極層１３０からの電流を集めさせることができる。
本実施例において、複数の第１貫通孔Ｈ１は互いに平行となり、且つ図３に示すように各バスバー電極１４０の長手方向が各第１貫通孔Ｈ１の長手方向に平行する。図４を参照する。別の実施態様において、複数の第１貫通孔Ｈ１は互いに平行となり、各バスバー電極１４０の長手方向が各第１貫通孔Ｈ１の長手方向と直交する。言い換えると、バスバー電極１４０の長手方向は、第１貫通孔Ｈ１の長手方向に平行或いは直交できる。このほかに、バスバー電極１４０がどのように設けられるかを問わず、空白部Ａ１内に位置し、且その下方にいかなる第１貫通孔Ｈ１を設けない。
再度図３を参照する。本実施例において、空白部Ａ１は略矩形を呈する。バスバー電極１４０と空白部Ａ１の周縁は、Ｘ軸上において第１間隔Ｄ１を隔てる。第１間隔Ｄ１とは、バスバー電極１４０と空白部Ａ１のＸ軸における周縁の最大間隔を指す。且つＹ軸において第２間隔Ｄ２を隔て、第２間隔Ｄ２とはバスバー電極１４０と空白部Ａ１のＹ軸における周縁の最大間隔を指す。そこで、第１間隔Ｄ１は、第２間隔Ｄ２と略等しい。ただし、本考案はこれに限られるものではない。
図５と図６を参照する。本実施態様においても、空白部Ａ１は略矩形を呈する。ただし、図５の実施態様において、各バスバー電極１４０のＸ軸方向における空白部Ａ１の周縁と隔てた第１間隔Ｄ１は、Ｙ軸方向における空白部Ａ１の周縁と隔てた第２間隔Ｄ２よりやや小さい。図６の実施態様において、各バスバー電極１４０のＸ軸方向における空白部Ａ１の周縁と隔てた第１間隔Ｄ１は、Ｙ軸方向における空白部Ａ１の周縁と隔てた第２間隔Ｄ２よりやや大きい。
よって、各バスバー電極１４０のＸ軸方向における空白部Ａ１の周縁と隔てた第１間隔Ｄ１は、各バスバー電極１４０のＹ軸方向における空白部Ａ１の周縁と隔てた第２間隔Ｄ２に等しくしないようにできる。
図７を参照する。本実施態様において空白部Ａ１は六辺形を呈する。図７において空白部Ａ１は互いに等長且つ互いに平行となる２つの長辺と、互いに等長且つペアが互いに平行となる４つの短辺とを有する。矩形を呈するバスバー電極１４０は、互いに等長且つ互いに平行となる２つの長辺と、互いに等長且つ互いに平行となる２つの短辺とを有する。
バスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。図内のバスバー電極１４０の長辺の長さは空白部Ａ１の長辺の長さに等しく、且つバスバー電極１４０の長辺が空白部Ａ１の長辺に平行となる。バスバー電極１４０の短辺は、隣り合う空白部Ａ１の短辺と一つの角度で交わり、交角の大きさは空白部Ａ１の設計によって決定する。
バスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。図内のバスバー電極１４０の長辺の長さは空白部Ａ１の長辺の長さに等しく、且つバスバー電極１４０の長辺が空白部Ａ１の長辺に平行となる。バスバー電極１４０の短辺は、隣り合う空白部Ａ１の短辺と一つの角度で交わり、交角の大きさは空白部Ａ１の設計によって決定する。
図８を参照する。本実施態様において、空白部Ａ１は同じように六辺形を呈する。図８において、空白部Ａ１は互いに等長且つペアが互いに平行となる４つの長辺と、互いに等長且つ互いに平行となる２つの短辺を有する。矩形を呈するバスバー電極１４０は、互いに等長且つ互いに平行となる２つの長辺と、互いに等長且つ互いに平行となる２つの短辺とを有する。
バスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。図内のバスバー電極１４０の短辺の長さは隣り合う空白部Ａ１の短辺の長さより小さく、且つバスバー電極１４０の短辺が空白部Ａ１の短辺に平行となる。バスバー電極１４０の長辺は、隣り合う空白部Ａ１の長辺と一つの角度で交わり、交角の大きさが空白部Ａ１の設計によって決定する。
バスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。図内のバスバー電極１４０の短辺の長さは隣り合う空白部Ａ１の短辺の長さより小さく、且つバスバー電極１４０の短辺が空白部Ａ１の短辺に平行となる。バスバー電極１４０の長辺は、隣り合う空白部Ａ１の長辺と一つの角度で交わり、交角の大きさが空白部Ａ１の設計によって決定する。
図９を参照する。本実施態様において、空白部Ａ１は菱形を呈する。図に示すように、矩形を呈するバスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。
図１０を参照する。本実施態様において、空白部Ａ１は略八辺形を呈する。図に示すように、矩形を呈するバスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。
図１１乃至図１３を参照する。本考案の空白部Ａ１は略楕円形を呈することができ、又はその周縁が一部の円弧状を有する態様とすることができる。同様に矩形を呈するバスバー電極１４０は、空白部Ａ１の真中に位置し、つまりバスバー電極１４０のＹ軸方向における対称軸が空白部Ａ１のＹ軸方向における対称軸に重なる。
前記複数の空白部Ａ１の大きさ、形状及び各第１貫通孔Ｈ１のパッシベーション層１２０上における開設位置、開設長さ、方向等は、いずれもエッチング装置（例えばレーザ）を通じて設定・変更できる。よって、以上、数種類の空白部Ａ１の実施態様を概略的に挙げただけであって、本考案はこれら実施態様に限定されるものではない。
本考案に基づいて実施する太陽電池の実施例において、前記第１間隔Ｄ１の大きさは、５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましい。前記第２間隔Ｄ２の大きさは、５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましく、且つ第１間隔Ｄ１と第２間隔Ｄ２がその空白部Ａ１の設計によって各種変化を有する。
図１４は、本考案の別の実施例に係る太陽電池の側面断面図で、且つ図１４に示されるのは図１内のＡ−Ａ線に沿って切断した側面断面図である。図１４を基に図３乃至図１３を参照する。本考案の別の実施例に係る太陽電池１００も半導体基板１１０とパッシベーション層１２０と裏面電極層１３０と複数のバスバー電極１４０とを含む。パッシベーション層１２０は、半導体基板１１０の下表面１１０ｂに設けられ、且つ複数の空白部Ａ１と複数の第１貫通孔Ｈ１とを含む。
本実施例と前記実施例との最大の相違点は、裏面電極層１３０と複数のバスバー電極１４０の製造工程の順序と設置方法であり、例えば半導体基板１１０、パッシベーション層１２０、複数の空白部Ａ１及び複数の第１貫通孔Ｈ１の形状、構造、設置位置又は素材等の実施態様はいずれも前記実施例と略同一であるため、ここでは省略する。以下、裏面電極層１３０と複数のバスバー電極１４０の部分について説明する。
裏面電極層１３０は、パッシベーション層１２０上に設けられ、且つパッシベーション層１２０上に開設された複数の第１貫通孔Ｈ１を経由してこれら第１貫通孔Ｈ１に対応する半導体基板１１０の局部裏面と接触することで、半導体基板１１０に電気的に接続できる。
裏面電極層１３０は、複数の第２貫通孔Ｈ２を含み、且つ各第２貫通孔Ｈ２がパッシベーション層１２０の各空白部Ａ１に各々対応して裏面電極層１３０に開設される。そこで、第２貫通孔Ｈ２の大きさは空白部Ａ１の大きさより小さいため、局部の空白部Ａ１のみを露出できる。
本実施例において、裏面電極層１３０は、スクリーン印刷（Ｓｃｒｅｅｎｐｒｉｎｔｉｎｇ）或いは塗布の方式で形成できる。よって、複数の第２貫通孔Ｈ２は、裏面電極層１３０と一緒にパッシベーション層１２０上に形成されることができる。ただし、本考案はこれに限られるものではなく、複数の第２貫通孔Ｈ２は裏面電極層１３０がパッシベーション層１２０上に形成されてから物理又は化学的な穴あけ工程を通じて裏面電極層１３０上に開設されることもできる。ここで、裏面電極層１３０の材料は、アルミニウム成分を含有する導電性ペースト或いは銀成分を含有する導電性ペーストとすることができる。
裏面電極層１３０をパッシベーション層１２０上に設けた後、複数のバスバー電極１４０は裏面電極層１３０上の各第２貫通孔Ｈ２に各々対応してその中に設けられて裏面電極層１３０と電気的に接続できる。ここで各バスバー電極１４０を裏面電極層１３０と確実に接触して電気的に接続させるため、各バスバー電極１４０を各第２貫通孔Ｈ２に対応して設ける時、図１４に示すように各バスバー電極１４０の辺縁１４０ｃと裏面電極層１３０の各第２貫通孔Ｈ２の辺縁１３０ｃとに局部重なりを設けることで確実に接触する。言い換えると、本実施例において、各第２貫通孔Ｈ２の大きさは、各バスバー電極１４０の大きさより略小さく、且つ各バスバー電極１４０の辺縁１４０ｃが裏面電極層１３０の各第２貫通孔Ｈ２の辺縁１３０ｃ上に重なることで、裏面電極層１３０との電気的な接続を形成して裏面電極層１３０からの電流を集めることができる。
ここで、バスバー電極１４０は、スクリーン印刷（Ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）或いは塗布の方式で形成でき、且つ複数のバスバー電極１４０の材料をアルミニウム成分を含有する導電性ペースト又は銀成分を含有する導電性ペーストとすることができるが、これに限られるものではない。
複数のバスバー電極１４０は各第２貫通孔Ｈ２に各々対応して設けられ、且つ各第２貫通孔Ｈ２がまた各空白部Ａ１に対応して設けられるため、本実施例において、各バスバー電極１４０下にあるパッシベーション層１２０にいかなる第１貫通孔Ｈ１も出現しない。
このほかに、各バスバー電極１４０のパッシベーション層１２０における投影は、Ｘ軸方向において対応する空白部Ａ１の周縁と第１間隔Ｄ１を隔て、且つＹ軸方向において対応する空白部Ａ１の周縁と第２間隔Ｄ２を隔てることができる。図３又は図４に示すように第１間隔Ｄ１は、第２間隔Ｄ２に等しくすることができる。ただし、本考案はこれに限られるものではなく、図５或いは図６に示すように第１間隔Ｄ１が第２間隔Ｄ２に等しくならないようにもできる。
よって、本実施例において、前記第１間隔Ｄ１の大きさは５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましい。前記第２間隔Ｄ２の大きさは５００μｍ〜１５００μｍで、５００μｍ〜８００μｍが好ましく、且つ第１間隔Ｄ１と第２間隔Ｄ２がその空白部Ａ１の設計（図５乃至図１３を参照）によって各種の変化を有する。
上記をまとめると、本考案に基づいて実施する太陽電池は、パッシベーション層上に複数のバスバー電極に対応して複数の空白部を保留することで、複数のバスバー電極の下にあるパッシベーション層が第１貫通孔を出現させないと共に複数のバスバー電極とパッシベーション層の間の接触圧力を均一にさせることで、反りが起きにくい。このほか、複数の空白部の保留は、更に適度に第１貫通孔の分布数量（或いは面積）を減らすことで、太陽電池の変換効率を改善し、また太陽電池全体の機械的強度をアップする。
本考案の技術的内容は、好ましい実施例で上記通り開示されたが、そのような実施例により本考案の保護範囲が限定されるべきものではなく、当業者は本考案の精神から離れることなく種々の変更及び改変を為し得る。これらは当然に本考案の範囲に含められる。よって本考案の保護範囲は、本明細書に添付する実用新案登録請求の範囲で定義しているものを基準とする。
１００ 太陽電池
１１０ 半導体基板
１１０ａ 上表面
１１０ｂ 下表面
１２０ パッシベーション層
１３０ 裏面電極層
１３０ｃ 辺縁
１４０ バスバー電極
１４０ｃ 辺縁
Ａ１ 空白部
Ｄ１ 第１間隔
Ｄ２ 第２間隔
Ｄ３ 間隔
Ｄ４ 間隔
Ｈ１ 第１貫通孔
Ｈ２ 第２貫通孔
Ｗ１ 幅
１１０ 半導体基板
１１０ａ 上表面
１１０ｂ 下表面
１２０ パッシベーション層
１３０ 裏面電極層
１３０ｃ 辺縁
１４０ バスバー電極
１４０ｃ 辺縁
Ａ１ 空白部
Ｄ１ 第１間隔
Ｄ２ 第２間隔
Ｄ３ 間隔
Ｄ４ 間隔
Ｈ１ 第１貫通孔
Ｈ２ 第２貫通孔
Ｗ１ 幅
Claims (10)
- 上表面と前記上表面に対向する下表面とを備える半導体基板と、
前記下表面に設けられ、複数の空白部と複数の第１貫通孔とを含み、各前記第１貫通孔が前記複数の空白部を通過しないパッシベーション層と、
前記パッシベーション層の各空白部上に各々対応するよう設けられる複数のバスバー電極と、
前記パッシベーション層上に設けられ、また前記複数の第１貫通孔を経由して前記半導体基板に電気的に接続し、複数の第２貫通孔を含み、前記複数の第２貫通孔が各前記バスバー電極に各々対応して設けられ、且つ各前記第２貫通孔が各前記バスバー電極より小さいため、前記複数のバスバー電極と電気的に接続させることができる裏面電極層と、を含むことを特徴とする、
太陽電池。 - 上表面と前記上表面に対向する下表面とを備える半導体基板と、
前記下表面に設けられ、複数の空白部と複数の第１貫通孔とを含み、各前記第１貫通孔が前記複数の空白部を通過しないパッシベーション層と、
前記パッシベーション層上に設けられ、また前記複数の第１貫通孔を経由して前記半導体基板に電気的に接続し、複数の第２貫通孔を含み、前記複数の第２貫通孔が各前記空白部に各々対応して設けられる裏面電極層と、
各前記第２貫通孔に各々対応して設けられ、且つ前記裏面電極層と電気的に接続する複数のバスバー電極と、を含むことを特徴とする、
太陽電池。 - 各前記バスバー電極の幅は、隣り合う２つの第１貫通孔間の距離より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
- 各前記バスバー電極の前記パッシベーション層における投影は、Ｘ軸方向において対応する前記空白部の周縁と第１間隔を隔て、且つＹ軸方向において、対応する前記空白部の周縁と第２間隔を隔てることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
- 前記第１間隔は、５００μｍ〜１５００μｍであることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
- 前記第２間隔は、５００μｍ〜１５００μｍであることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
- 前記複数の第１貫通孔は互いに平行で、且つ前記複数のバスバー電極の長手方向が前記複数の第１貫通孔の長手方向と平行となることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
- 前記複数の第１貫通孔は互いに平行で、且つ前記複数のバスバー電極の長手方向が前記複数の第１貫通孔の長手方向と直交することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
- 前記複数の空白部は、矩形、菱形、楕円形、六辺形、八辺形又はその組み合わせのいずれかとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
- 前記バスバー電極の辺縁は、前記第２貫通孔辺縁の前記裏面電極層と重なることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
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