JP3294474B2 - 太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は太陽電池セル、太
陽電池モジュールおよび太陽電池セルの製造方法に関
し、特にＢＳＦ（Back Surface Field）効果を有する太
陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８は従来の太陽電池モジュールの構
成を説明するための略断面図である。

【０００３】太陽電池モジュールは複数の太陽電池セル
２３ａ，２３ｂ，……を含む。太陽電池セル２３ａ，２
３ｂ，……は充填樹脂１８と白板強化ガラス１７とによ
り封入される。太陽電池セル２３ａ，２３ｂ，……の各
々は導電性材料であるインターコネクタ１５により、各
々の受光面（白板強化ガラス１７に面する面であり、
「表面」ともいう）および裏面とで直列に接続される。
太陽電池モジュールはモジュールフレーム枠２１により
挾持される。

【０００４】図１９は図１８に示される１つの太陽電池
セルと他の太陽電池セルとの接続関係を示した図であ
る。

【０００５】図を参照して、太陽電池セル２３ａ，２３
ｂの各々は、Ｐ型半導体基板６と、Ｐ型半導体基板６の
受光面に形成されたれＮ⁺ 不純物拡散層９と、裏面に形
成されたＰ⁺ 不純物拡散層７とを備える。Ｎ⁺ 不純物拡
散層９には、Ｎ⁺ 型電極２が電気的に接続されており、
Ｐ⁺ 不純物拡散層７には裏面Ａｌ金属層部８が電気的に
接続されており、裏面Ａｌ金属層部８には裏面Ｐ⁺ 電極
２２が電気的に接続されている。

【０００６】図１９においては、太陽電池セル２３ａの
裏面Ｐ⁺ 電極２２と、太陽電池セル２３ｂのＮ⁺ 型電極
２とが導電材料であるインターコネクタ１５により相互
に接続されている。太陽電池モジュールに含まれる他の
太陽電池セルも同様にインターコネクタにより直列に接
続される。

【０００７】図２０は従来の太陽電池セルの製造工程を
示すための略断面図である。図は（ａ）を工程の始めと
して、（ｄ）を工程の終りとして順に示している。図
（ａ）を参照して（１００）の主面を有するＰ型半導体
基板（シリコン基板）６の表面には、光の反射を低減す
るためのテクスチャである微細なピラミッド状の凹凸
（以下「テクスチャ」という。）１０が形成される。こ
のテクスチャ１０を形成するために、Ｐ型半導体基板６
は、アルコールなどを添加してボイルしたアルカリ水溶
液のエッチング液に２０から３０分浸漬される。なおテ
クスチャ１０は実際には微細な構造であるため、（ｂ）
以降の工程においてその図示は省略する。

【０００８】次に図２１に示されるように、Ｐ型半導体
基板６はスピンコータにより回転され、その回転中心に
拡散源（リン化合物など）、および反射防止膜源（金属
酸化物など）を含むドーパント剤が、ドーパント剤吐出
ノズル１１からスピン塗布時の基板回転中心１２に対し
て滴下され、これによりＰ型半導体基板６の主面にはド
ーパント剤が塗布される。

【０００９】ドーパント剤の塗布されたＰ型半導体基板
６には、９００℃前後の温度にて熱処理が施される。こ
れにより図２０（ｂ）に示されるように、Ｐ型半導体基
板６にはＮ⁺ 不純物拡散層９および反射防止膜１４が同
時に形成される。なお（ｃ）以降の工程の図において
は、反射防止膜１４の記載は省略する。

【００１０】次にＰ型半導体基板６の裏面には、裏面Ａ
ｌ金属層部８がスクリーン印刷などによりパターニング
される。その後Ｐ型半導体基板６は高温で熱処理され
る。これにより図２０（ｃ）に示されるようにＰ型半導
体基板６の裏面にはＰ⁺ 不純物拡散層７が形成される。

【００１１】次に図２０（ｄ）に示されるように、裏面
Ａｌ金属層部８に電気的に接続される裏面Ｐ⁺ 銀電極２
２、およびＮ⁺ 不純物拡散層９に電気的に接続されるお
もて面Ｎ⁺ 型銀電極２がスクリーン印刷などによりパタ
ーニングされる。その後Ｐ型半導体基板６には高温で熱
処理が施される。熱処理の行なわれたＰ型半導体基板６
の裏面Ｐ⁺ 電極２２およびＮ⁺ 電極２には半田ディップ
が行なわれる。以上の工程を経て太陽電池セルの製造工
程であるセルプロセスは終了する。

【００１２】次にセルプロセスにより製造された太陽電
池セルの接続により、太陽電池モジュールを製造する工
程であるモジュールプロセスについて説明する。

【００１３】図２２を参照して、各々の太陽電池セル２
３の表面であるＮ⁺ 電極２には、半田コートが行われた
インターコネクタ１５が半田付けにより接続される。図
２４に示されるように、インターコネクタ１５が接続さ
れた太陽電池セルの各々は一列に並べられ、各々の太陽
電池セル２３のインターコネクタ１５は、接続対象であ
る太陽電池セルの裏面の裏面Ｐ⁺ 電極２２に半田付けに
より接続される。このとき図２３に示したようにインタ
ーコネクタ１５は屈曲される。

【００１４】このようにして直列に接続された複数の太
陽電池セルは図２５に示されるように、図面に対して下
から準に白板強化ガラス１７、充填樹脂１８、太陽電池
セル２３とインターコネクタ１５とからなる太陽電池セ
ルの集合、充填樹脂１８、耐候性白色フィルム１９の順
にラミネーション（積層）される。その後、図１８に示
されるようにフレーム枠２１および端子部が取付けら
れ、これにより太陽電池モジュールは完成する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで太陽電池モジ
ュールにおいて、高い電圧を得るためには太陽電池セル
を複数個直列に接続する必要がある。このとき前述した
とおり、従来の太陽電池セルにはＰ型（Ｐ⁺ ）電極（＋
側電極）とＮ型（Ｎ⁺ ）電極（−側電極）とがＰ型半導
体基板の表面と裏面とに別々に形成されているため、直
列接続を行なうときには、インターコネクタなどで表面
と裏面とを接続する必要がある。この作業は、シリコン
基板を扱うため、繊細な作業となり作業に労力と時間を
要する。また完全な自動化を図るためには、センシティ
ブで高精度の装置が必要となる。

【００１６】また樹脂によるラミネーションが行なわれ
る前の工程では、インターコネクタにより接続された１
つの太陽電池セルには、その表面にも裏面にも電極によ
る凹凸が形成されることとなる。作業を行なう面などに
太陽電池セルを置いたときには、表面または裏面に垂直
方向の力が加わると電極による凹凸が起点となり太陽電
池セルの破損を生ずる場合があった。

【００１７】さらにインターコネクタにより接続された
太陽電池セルが充填樹脂により封入されるときには、脱
泡などのために、太陽電池モジュールの表面と裏面とに
垂直な力を加える必要があるが、この加えた力により、
たとえば図１９に示される“Ａ”の方向に樹脂が流動し
たときには、インターコネクタ１５には“Ａ”向きの応
力が加わり、太陽電池セル２３ａのインターコネクタ１
５と接続されている位置には上向き“Ｃ”の力が、太陽
電池セル２３ｂのインターコネクタ１５と接続されてい
る位置に下向き“Ｂ”の力が加わり、これらの力によ
り、条件が悪い場合には太陽電池セル２３ａ，２３ｂの
破損が生ずることがあるという問題点があった。

【００１８】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、接続を容易に行なうことができ、破損の
生じにくい太陽電池モジュール、太陽電池セルおよび太
陽電池セルの製造方法を提供することを目的としてい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の太陽電
池セルは、第１の主面と第１の主面と異なる第２の主面
とを有するＰ型半導体基板と、第１の主面に形成された
Ｎ型不純物拡散層と、第２の主面に形成されたＰ型不純
物拡散層と、Ｐ型不純物拡散層と電気的に接続される、
第１の主面に形成されたドーナツ形状のＰ型不純物拡散
部と、Ｎ型不純物拡散層に形成されたＮ型電極と、Ｐ型
不純物拡散部に形成されたＰ型電極とを備えたものであ
る。

【００２０】請求項１に記載の太陽電池セルでは、第１
の主面上にＮ型電極およびＰ型電極が形成されるため、
第１の主面のみを用いて配線を行なうことができる。

【００２１】請求項２に記載の太陽電池モジュールは、
複数の請求項１に記載の太陽電池セルと、インターコネ
クタとを備えた太陽電池モジュールであって、インター
コネクタは、太陽電池セルの１つのＮ型電極に接続され
る第１の端部と、太陽電池セルの１つに対して接続対象
となる太陽電池セルの、Ｐ型電極に接続される第２の端
部と、第１の端部と前記第２の端部とを接続する接続部
と、第１の主面に面する側に設けられた絶縁部とを含む
ものである。

【００２２】請求項２に記載の太陽電池モジュールは、
第１の主面に面する側に設けられた絶縁部を有するイン
ターコネクタにより、請求項１に記載の太陽電池セルと
太陽電池セル同士が接続されるため、インターコネクタ
により１つの太陽電池セルの中でのＮ型電極とＰ型電極
との短絡が防止される。

【００２３】請求項３に記載の太陽電池モジュールは、
請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、インタ
ーコネクタの接続対象となる太陽電池セルの第１の主面
に対する投影範囲の面積が３０ｍｍ² 以下であることを
特徴とするものである。

【００２４】請求項３に記載の太陽電池モジュールは、
請求項２に記載の太陽電池モジュールの作用に加えて、
インターコネクタの接続対象となる太陽電池セルの第１
の主面に対する投影範囲の面積が３０ｍｍ² 以下とな
る。

【００２５】請求項４に記載の太陽電池モジュールは、
少なくとも２つの請求項１に記載の太陽電池セルと、太
陽電池セルの１つのＮ型電極と、その接続対象である太
陽電池セルのＰ型電極とを電気的に接続するためのイン
ターコネクタまたは印刷された導電性のプリントパター
ンよりなる導電部を備えたガラスとを備えたものであ
る。

【００２６】請求項４に記載の太陽電池モジュールで
は、請求項１に記載の太陽電池セル同士がインターコネ
クタまたは印刷された導電性のプリントパターンよりな
る導電部を備えたガラスにより電気的に接続される。

【００２７】請求項５に記載の太陽電池セルの製造方法
は、主面を有する基板を主面を貫通する軸を中心として
回転させる第１の工程と、回転する基板の主面上の点で
あって、軸と主面の交点以外の点にドーパント剤を滴下
させる第２の工程を含み、軸と主面の交点を中心とし、
軸と主面の交点からドーパント剤を滴下させる点までの
間の距離を半径とする円の外部に対してドーパント剤を
塗布するものである。

【００２８】請求項５に記載の太陽電池セルの製造方法
は、主面を有する基板を主面を貫通する軸を中心として
回転させ、回転する基板の主面上であって軸と主面の交
点以外の点にドーパント剤を滴下させることにより、軸
と主面の交点を中心とし軸と主面の交点からドーパント
剤を滴下させる点までの間の距離を半径とする円の外部
に対してドーパント剤を塗布する。

【００２９】請求項６に記載の太陽電池セルの製造方法
は、第１の主面と第２の主面とを有するＰ型半導体基板
の第１の主面にアルミニウムのパターニングを行なう工
程と、第２の主面にアルミニウムのパターニングを行な
う工程と、パターニングの行なわれたＰ型半導体基板を
熱処理し、Ｐ型半導体基板のアルミニウムのパターニン
グが行なわれた部分にアルミニウムの不純物拡散部を形
成させることにより、第１の主面上のアルミニウムと第
２の主面上のアルミニウムとを電気的に接続させる工程
とを含むものである。

【００３０】請求項６に記載の太陽電池セルの製造方法
は、第１の主面と第２の主面とを有するＰ型半導体基板
の第１の主面にアルミニウムのパターニングを行ない、
第２の主面にアルミニウムのパターニングを行ない、パ
ターニングの行なわれたＰ型半導体基板を熱処理しＰ型
半導体基板のアルミニウムのパターニングが行なわれた
部分にアルミニウムの不純物拡散部を形成させることに
より、第１の主面上のアルミニウムと第２の主面上のア
ルミニウムとを電気的に接続させる。

【００３１】請求項７に記載の太陽電池セルの製造方法
は、Ｐ型半導体基板の第１の主面の中央にＰ型不純物拡
散部を有する請求項１に記載の太陽電池セルを形成する
工程と、第１の主面に交わりかつＰ型不純物拡散部に交
わる面にて前記太陽電池セルを切断する工程とを含むも
のである。

【００３２】請求項７に記載の太陽電池セルの製造方法
は、Ｐ型半導体基板の第１の主面の中央にＰ型不純物拡
散部を有する請求項１に記載の太陽電池セルを形成し、
第１の主面に交わりかつＰ型不純物拡散部に交わる面に
て前記太陽電池セルを切断する。

【００３３】

【発明の実施の形態】図２は本発明の第１の実施例にお
ける太陽電池モジュールの平面図であり、図１は図２の
ＸＩ−ＸＩ断面図である。

【００３４】図面においては、説明の明瞭化のために寸
法などは個々に拡大、縮小されており、必ずしも実際の
太陽電池の寸法とは一致させていない。

【００３５】図を参照して、太陽電池モジュールは複数
（図においては２０個）の太陽電池セル２０を有する。
そして、太陽電池セル２０の各々はインターコネクタ１
５により接続されるが、その接続の特徴とする点は太陽
電池セル２０の受光面のみを用いて接続が行なわれる点
である。なお太陽電池モジュールが白板強化ガラス１
７、充填樹脂１８および耐候性白色フィルム１９による
ラミネーションにより構成され、モジュールフレーム枠
２１により挾持されている点は従来と同様である。

【００３６】図４は図２に示される太陽電池セル２０の
１つの平面図であり、図３は図４のＶ−Ｖ断面図であ
る。また図３（ａ）は本実施例における太陽電池セルの
断面図を示すが、図３（ｂ）はその変形例である太陽電
池セルのＰ⁺ 窓開け境界部付近における断面図を示して
いる。

【００３７】図を参照して、太陽電池セルはセル受光面
（表面）１側の面に、Ｎ⁺ 電極２と、Ｐ⁺ 電極５とを有
することを特徴としている。さらに詳しく説明すると、
太陽電池セルはＰ型半導体基板６により構成され、Ｐ型
半導体基板６の受光面１側には従来と同じくＮ⁺ 不純物
拡散層９と、Ｎ⁺ 不純物拡散層９に電気的に接続される
Ｎ⁺ 電極２とが形成されている。しかし従来と異なりＮ
⁺ 不純物拡散層９はＰ型半導体基板６の受光面の全面に
形成されているわけではなく、Ｐ⁺ 窓開け部３と呼ばれ
る円形形状を有する部分においてはＮ⁺ 不純物拡散層９
は形成されていない。Ｐ⁺ 窓開け部３はセル受光面１の
端部（図４においては、図面に対して右側寄りの部分）
に形成されている。またＮ⁺ 型電極２は、図４に示され
るように、Ｐ⁺ 窓開け部３から、その最も近い太陽電池
セルの端部（図面に対してはＰ⁺窓開け部３から右側の
端部）までの領域３５においては形成されていない。さ
らにＰ⁺ 窓開け部３においては、裏面のＰ⁺ 不純物拡散
層７に電気的に接続されるＰ⁺ 不純物拡散部３７と、Ｐ
⁺ 不純物拡散部３７に電気的に接続されるＰ⁺ Ａｌドー
ナツパターン部４と、Ｐ⁺ Ａｌドーナツパターン部４に
電気的に接続されるＰ⁺ 電極５とが形成されている。

【００３８】一方Ｐ型半導体基板６の裏面には、Ｐ⁺ 不
純物拡散部３７に電気的に接続されるＰ⁺ 不純物拡散層
７と、Ｐ⁺ 不純物拡散層７に電気的に接続される裏面Ａ
ｌ金属層部８とが形成されている。

【００３９】本実施例においては、Ｐ⁺ 不純物拡散部３
７とＰ⁺ 不純物拡散層７とは図３（ａ）に示されるよう
に共に接するが、Ｐ⁺ 不純物拡散部３７とＰ⁺ 不純物拡
散層７とが電気的に接続されるのであれば、図３（ｂ）
の変形例に示されるように、Ｐ⁺ 不純物拡散部３７とＰ
⁺ 不純物拡散層７との間に距離があってもよい。

【００４０】なおＰ⁺ 不純物拡散部３７を形成させず
に、セル受光面１にＰ⁺ 電極５を形成させるだけでも、
Ｐ⁺ 電極５とＰ⁺ 不純物拡散層７とを電気的に接続させ
ることは可能であるが、この場合上の面抵抗が大きく、
電流が出力されにくいため、図３（ａ）に示されるよう
に、Ｐ⁺ 不純物拡散部３７を受光面１上に設けることが
より望ましい。

【００４１】図５は試験的に製造された本実施例におけ
る太陽電池セルのＩ−Ｖカーブ（電圧−電流曲線）を示
す図である。たとえばＰ⁺ 不純物拡散部３７とＰ⁺ 不純
物拡散層７との接続をよりよくすることにより、さらに
よいカーブを有する太陽電池セルを製造することができ
ると考えられる。

【００４２】ところで図３に示される太陽電池セルのＮ
⁺ 不純物拡散層９とＰ⁺ 窓開け部３とを有する構造を形
成するために、従来の技術では以下に示す２種類の方法
のうちいずれかの方法が用いられていた。

【００４３】方法１：フォトリソグラフィ技術を用い
て、窓開け部３に位置する部分に酸化物のマスクを作っ
て、Ｎ⁺ 不純物拡散層９がＰ型半導体基板６のＰ⁺ 窓開
け部３の位置に拡散されることを防ぐ方法。

【００４４】方法２：受光面にあたるＰ型半導体基板６
の全面に、Ｎ⁺ 不純物拡散層９を拡散させておき、その
後にフォトリソグラフィ技術により、レジストによるＰ
⁺ 窓開け部３に位置する部分以外のパターンのマスクを
形成し、Ｐ⁺ 窓開け部３のシリコンをエッチングする方
法。

【００４５】しかしながら、上述の方法１，２のいずれ
を用いても、数回のプロセスに分けて作業を必要とし、
特に地上用の太陽電池においては、製造コスト的に不適
当であった。

【００４６】今回発明者はさらに上記方法１，２よりも
簡単に、図３に示される太陽電池セルを製造する方法を
発明した。この製造方法により工程数を増やすことな
く、太陽電池セルを製造することが可能となった。その
方法を以下に説明する。

【００４７】図６は図３に示される太陽電池セルの製造
工程を説明するための図である。なお図６における工程
図は（ａ）を始めとし、（ｅ）を終りとする太陽電池セ
ルの一連の製造工程として示されている。

【００４８】まず従来技術と同じく、（１００）の主面
を有する厚さ約０．３ｍｍのＰ型Ｓｉ半導体基板６にテ
クスチャを形成する処理が行なわれ、（ａ）に示すよう
なＰ型半導体基板６が製造される。

【００４９】次に拡散源（リン化合物）および反射防止
膜源（金属酸化物など）を含むドーパント剤がＰ型半導
体基板６に対して塗布される。この塗布の工程において
は、図８に示されるように、Ｐ型半導体基板６は、Ｐ⁺
窓開け部３を形成する点をスピン塗布時の基板回転中心
１２として回転される。Ｐ型半導体基板６が回転してい
るときに、スピン塗布時の基板回転中心１２から距離Ｌ
離れた基板上の位置に、ドーパント剤吐出ノズル１１か
らドーパント剤１３が滴下される。このＬの距離は、Ｐ
⁺ 窓開け部３の半径＋αの長さとして決められる任意の
距離である。これによりドーパント剤はＰ型半導体基板
６上の部分であって、スピン塗布時の基板回転中心１２
を中心とし、スピン塗布時の基板回転中心１２からドー
パント剤を滴下させる位置までを半径とする円以外の部
分に塗布されることとなる。ドーパント剤の塗布された
Ｐ型半導体基板は、９００℃程度の熱処理が施されるこ
とにより、図６（ｂ）に示されるように、表面のＰ⁺ 窓
開け部３の部分以外で、受光面となるＮ⁺ 不純物拡散層
９と、その上面を覆う反射防止膜１４が同時に形成され
ることとなる。

【００５０】次に、Ｐ型半導体基板６には表面にＰ⁺ 不
純物拡散部３７が、裏面にＰ⁺ 不純物拡散層７が形成さ
れることとなる。この形成のために従来の技術では一般
的にボロンなどをフォトリソグラフィ技術を用いて所望
のパターンとして拡散させるプロセスが用いられる。し
かしそのような方法には、複数の工程を必要とし、地上
用の太陽電池セルの製造にはコスト的に不適当である。
そこで発明者は、以下に述べるように、新規な技術を開
発することにより、従来の地上用太陽電池セルの製造工
程と同程度の工程数で、図３に示される太陽電池セルを
製造することを可能とした。

【００５１】図６（ｂ）に示されるようにＮ⁺ 不純物拡
散層９の形成された太陽電池セルに対して、図６（ｃ）
に示されるように、裏面に任意のＡｌパターン８と、表
面のＰ⁺ 窓開け部３にドーナツ状のＡｌパターン４がス
クリーン印刷法などにより形成される。なおＰ⁺ 窓開け
部３に形成されるＡｌのパターンの形状として、本実施
例においてはドーナツ形状を用いたが、円状、四角など
の任意のパターンを形成することが可能である。パター
ニングの行なわれたＰ型半導体基板６は７００℃以上の
高温で熱処理される。この熱処理により、図６（ｄ）に
示されるように、パターニングされたＡｌはＰ型半導体
基板６の表面と裏面から基板内部に拡散され、基板内に
おいてアルミによる高濃度の不純物拡散層である、Ｐ⁺
不純物拡散層７およびＰ⁺ 不純物拡散部３７が形成され
る。このときＰ⁺ 不純物拡散部３７とＰ⁺ 不純物拡散層
７とは図６（ｄ）に示されるように接することが望まし
いが、図７で示されるように、電気的接続を保つのであ
れば接することなく近接していてもよい。

【００５２】本実施例においては、パターニングを行な
う元素としてアルミニウムを使用するため、ボロンなど
を用い拡散層を形成するよりも、さらに内部抵抗の低い
太陽電池セルを提供することが可能となり、かつ従来と
同じくＢＳＦ（Back Surface Field ）効果を有する太
陽電池セルを製造することができ、かつ裏面と表面に金
属の層を同時に形成することができる。

【００５３】その後、図６（ｅ）に示されるように、表
面のＮ⁺ 不純物拡散層９には、銀電極であるＮ⁺ 電極２
が、Ｐ⁺ Ａｌドーナツパターン部４には銀電極であるＰ
⁺ 電極５が同時に印刷により形成される。その後Ｐ型半
導体基板６は高温で熱処理され、各々の電極には半田デ
ィップが行なわれる。これによりセルプロセスは終了す
る。

【００５４】図９は図１に示される太陽電池セル２０同
士の接続関係について説明するための略断面図である。

【００５５】図を参照して、前述したとおり、太陽電池
セル２０ａ，２０ｂの各々の受光面には、Ｎ⁺ 電極２
と、Ｐ⁺ 電極５とが形成されている。その接続は、導電
材料であるインターコネクタ１５により行なわれる。従
来の技術においては図１９に示されるように、インター
コネクタは、太陽電池セル２３ａ，２３ｂの各々の表面
と裏面とを接続するために用いられていたため、インタ
ーコネクタ１５自体には、何ら絶縁加工を行なわなくと
も、一つの太陽電池セルに含まれるＰ⁺ 型電極とＮ⁺ 電
極とが短絡することはなかった。しかしながら、本実施
例においては、図９に示されるように、１つの太陽電池
セル２０ａのＰ⁺ 電極５に接続されたインターコネクタ
１５は、その太陽電池セル２０ａの表面に形成されたＮ
⁺ 不純物拡散層９の上を経由して、その接続対象である
太陽電池セル２０ｂのＮ⁺ 電極２に接続される。

【００５６】ここで、前述したように、１つの太陽電池
セル２０ａのＰ⁺ 電極５から、その最も近い太陽電池セ
ルの端部においては、Ｎ⁺ 電極の形成されない領域３５
が形成されているため、Ｎ⁺ 電極の形成されない領域３
５の表面に残存する反射防止膜１４により、直接インタ
ーコネクタ１５と反射防止膜の下のＮ⁺ 不純物拡散層９
とが短絡することは通常は考えられないが、反射防止膜
にピンホールなどがあった場合や、インターコネクタ１
５の周囲に存在するＮ⁺ 電極にインターコネクタ１５が
接する場合などが考えられる。その様なときには従来の
インターコネクタのように半田コートが行なわれただけ
のインターコネクタでは、１つの太陽電池セル内のＮ⁺
電極とＰ⁺ 電極とが短絡してしまうこととなる。そのた
め、本実施例においてインターコネクタ１５には、太陽
電池セルの主面に面する側に絶縁部１６が設けられてい
る。これにより１つの太陽電池セル内でのＰ型電極とＮ
型電極の間の短絡は防止される。

【００５７】このように本実施例における太陽電池モジ
ュールは太陽電池セルの各々を直列接続するときには、
表面同士の電極をインターコネクタで接続すればよい。
そのため、モジュールプロセスの自動化が非常に容易と
なり、製造プロセス中の状態および太陽電池をモジュー
ルとして加工した状態において、太陽電池セルに加わる
力を少なくすることができる。これによりウェハの薄型
化が容易となり、太陽電池の製造コストを下げることが
できる。

【００５８】なお本実施例における太陽電池モジュール
においては、図２に示されるように、太陽電池セルの受
光面上をインターコネクタが経由することとなり、イン
ターコネクタによる影がセル受光面上に投影されるた
め、光により生じる電流の値を下げてしまう傾向があ
る。この傾向を防止するために、できる限り太陽電池セ
ルのＰ型電極からセルの端部までの距離は短くした方が
よい。太陽電池セルの性能を落とさないために、インタ
ーコネクタの接続対象となる太陽電池セルの受光面に対
する投影範囲の面積は３０ｍｍ² 以下であることが望ま
しい（１２５ｍｍ角のセルを用いた場合）。これにより
インターコネクタの影による光電流の低下を少なくする
ことができる。そしてこのようにＰ⁺ 電極がセルの端部
に位置する太陽電池セルは、図８に示されるように、ド
ーパント剤のスピン塗布時にウェハ回転中心１２を太陽
電池セルの端部に近い位置に持っていくことで、容易に
製造することが可能である。

【００５９】図１０は本発明の第２の実施例における小
電力用として使用される分割型太陽電池セルの平面図で
あり、図１１は図１０におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図で
ある。

【００６０】一般に住宅用などに使用される太陽電池セ
ルはフルセル（１００ｍｍ角，１２５ｍｍ角、直径φ１
２５ｍｍなど）状態のまま、直列接続されたものが主流
である。しかしながら設置面積の小さい場所で用いられ
る太陽電池モジュールやたとえば夜間表示灯などの小電
力しか必要としない装置を駆動するための太陽電池モジ
ュールとして、モジュールの電圧がフルセル型と同等
で、電流の値はフルセル型より小さい特性を持つ太陽電
池が従来より存在する。このような小電力用の太陽電池
セルの製造においては、フルセル型の太陽電池セルがダ
イシングにより分割される。分割された太陽電池セルは
直列接続され太陽電池モジュールとして形成される（こ
のような太陽電池を「分割型太陽電池」という。）。こ
のような分割型太陽電池においても、従来の太陽電池セ
ルを用いる場合には、従来技術において説明したとおり
表面と裏面とをインターコネクタなどで直列接続する必
要があった。しかしながら、分割型太陽電池において
も、本発明を実施することにより表面のみで各々の太陽
電池セルを直列接続することが可能となる。

【００６１】この場合図１０に示されるように、たとえ
ばフルセル型１２５ｍｍ角の太陽電池セルの製造工程に
おいて、第１の実施例と同じ手順によりフルセル型太陽
電池の中央部分にＰ⁺ 窓開け部３と、Ｐ⁺ Ａｌドーナツ
パターン部４と、Ｐ⁺ 電極５とが形成される。その後Ｐ
⁺ 窓開け部３を縦横に通るダイシングライン２４にてフ
ルセル型太陽電池セルはダイシング（切断）される。切
断された分割型太陽電池セルは図１１（ａ）に示される
ように、セルの受光面にＮ型電極２およびＰ型電極５が
形成された構成を有する。Ｐ型電極５は、太陽電池セル
の端部に位置する。このように製造された太陽電池セル
は、図１２に示されるように、インターコネクタ１５に
より、直列に接続され、太陽電池モジュールとして活用
される。なお、図１１（ｂ）に示されるように、分割型
太陽電池セルにおいても、Ｐ⁺ 不純物拡散部３７と、Ｐ
⁺ 不純物拡散層７とは、電気的に接続されるのであれ
ば、接する必要はない。

【００６２】図１３は本発明の第３の実施例における太
陽電池モジュールの一部を示す平面図である。本実施例
における太陽電池モジュールでは、予めその受光面側に
位置する白板強化ガラス１７の所定の位置にインターコ
ネクタ１５が載置（あるいは接着）される。これによ
り、従来の太陽電池モジュールの製造プロセスにおいて
大きなウェイトを占めていたインターコネクタの接続を
安価にかつ短時間に行なうことができる。

【００６３】すなわち、図１３を参照して白板強化ガラ
ス１７の太陽電池セル２０と接する面においては、イン
ターコネクタの位置を決定するためのインターコネクタ
固定用突起３０が複数個設けられている。太陽電池モジ
ュールの製作にあたって、予めインターコネクタ固定用
突起３０により規定される位置にインターコネクタは配
置される。

【００６４】すべての太陽電池セル直列接続するための
インターコネクタが白板強化ガラス１７上に並べられる
ことにより、従来のように太陽電池セル同士を１つ１つ
インターコネクタにより接続するという工程が除かれる
ため、太陽電池モードの製造プロセスは大幅に減少され
る。

【００６５】より具体的には、本実施例における太陽電
池モジュールは、以下に説明する工程により製造され
る。

【００６６】まず図１４に示されるように、白板強化ガ
ラス２６上に形成されたインターコネクタ固定用突起３
０により規定される位置にインターコネクタ１５は配置
される。

【００６７】その後、図１５に示されるように、インタ
ーコネクタ上に太陽電池セル２０は配置される。このと
き、薄板強化ガラス２６側の面には、近赤外ランプ光発
生源２７により、近赤外線などが照射される。これによ
りインターコネクタと太陽電池セルの電極が接する部分
は、１９０℃前後に加熱され、インターコネクタ１５と
セルの電極は各々半田付けにより接続される。その後、
図１６に示されるように、従来技術と同様に充填樹脂１
８および耐候性白色フィルム１９とで太陽電池セルはラ
ミネートされ、最後に図１７に示されるように太陽電池
モジュールはフレーム枠２１により挾持され、同時に端
子部が取付けられモジュールプロセスは終了する。

【００６８】このように本実施例における太陽電池モジ
ュールは、製造工程において従来非常に大きなウェイト
を占めていたインターコネクタ付けの配線作業を容易に
完了することができ、太陽電池モジュールの製造コス
ト、製造時間ともに減少させることができる。

【００６９】なお第３の実施例において、白板強化ガラ
ス上に配置されるインターコネクタの代わりに、白板強
化ガラス上に導電性のプリントパターンを印刷により形
成してもよい。

【００７０】ところで、本発明によれば特にフルセル状
態では受光面（表面）上にＰ⁺ 電極を設けるため、受光
面積が従来よりも減少し太陽電池の出力は明らかに下が
ることとなる。そのためややもすると製造コスト／Ｗは
セルサイズによっては従来より高くなることもある。し
かし、現在太陽電池セルの大口径化は進んでおり、さら
に今後もさらなる低コスト化を図るため大口径化は進む
と推察される。太陽電池セルの大口径化が進んでも本発
明の実施においてＰ⁺ 電極の最適な面積は小口径におけ
る太陽電池セルとは異ならない。そのため本発明による
Ｐ⁺ 電極の形成によって減少する受光面積の割合は、大
口径セルほど小さくなり、これにより製造コスト／Ｗは
従来の太陽電池セルより安価にできるようになると考え
られる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１に記載の太陽電池セルでは、Ｐ
型半導体基板の片側の面にＰ型電極およびＮ型電極が形
成されるため、太陽電池セル同士の接続を容易に行なう
ことが可能となり、かつ破損の生じにくい太陽電池セル
を提供することが可能となる。

【００７２】請求項２に記載の太陽電池モジュールで
は、Ｐ型半導体基板の主面に面する側に設けられた絶縁
部を有するインターコネクタにより、太陽電池セル同士
を接続するため、１つの太陽電池セルの中での短絡が防
止される。

【００７３】請求項３に記載の太陽電池モジュールで
は、インターコネクタの接続対象となる太陽電池セルの
主面に対する投影範囲の面積が３０ｍｍ² 以下となるた
め、光電流の低下を少なくすることができる。

【００７４】請求項４に記載の太陽電池モジュールで
は、導電部を備えたガラスにより、太陽電池セル同士を
電気的に接続するため、その製造工程を容易にすること
ができる。

【００７５】請求項５に記載の太陽電池セルの製造方法
では、太陽電池セルの製造において、その工程を容易に
することができる。

【００７６】請求項６に記載の太陽電池セルの製造方法
では、太陽電池セルの製造における工程において、その
工程を容易にすることができる。

【００７７】請求項７に記載の太陽電池セルの製造方法
では、太陽電池セル同士の接続が容易に行なうことがで
き、かつ破損の生じにくい分割型太陽電池セルを製造す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールの略断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールの平面図である。

【図３】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールを構成する１つの太陽電池セルの略断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールを構成する太陽電池セルの１つの平面図である。

【図５】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールを構成する１つの太陽電池セルのＩ−Ｖカーブを示
す図である。

【図６】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールを構成する太陽電池セルの１つを作る工程を示す図
である。

【図７】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールを構成する１つの太陽電池セルの変形例を示す略断
面図である。

【図８】本発明の第１の実施例における太陽電池モジュ
ールを構成する太陽電池セルを製造する工程の１つを説
明するための図である。

【図９】図１における太陽電池セル同士の接続関係を示
す略断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例における分割型太陽電
池セルの平面図である。

【図１１】図１０におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であ
る。

【図１２】本発明の第２の実施例における分割型太陽電
池セルを用いた太陽電池モジュールの平面図てある。

【図１３】本発明の第３の実施例における太陽電池モジ
ュールの一部を示す平面図である。

【図１４】本発明の第３の実施例における太陽電池モジ
ュールを製造する第１の工程を示す図である。

【図１５】本発明の第３の実施例における太陽電池モジ
ュールを製造する第２の工程を示す図である。

【図１６】本発明の第３の実施例における太陽電池モジ
ュールを製造する第３の工程を示す図である。

【図１７】本発明の第３の実施例における太陽電池モジ
ュールを製造する第４の工程を示す図である。図であ
る。

【図１８】従来の太陽電池モジュールの具体例を示す略
断面図である。

【図１９】図１８における太陽電池セル２３同士の接続
関係を説明するための略断面図である。

【図２０】従来の太陽電池セルの製造工程を説明するた
めの図である。

【図２１】従来の太陽電池セルの製造工程におけるドー
パント剤の塗布方法について説明するための図である。

【図２２】従来の太陽電池セルにおけるインターコネク
タの接続方法について説明するための第１の図である。

【図２３】従来の太陽電池セルにおけるインターコネク
タの接続方法について説明するための第２の図である。

【図２４】従来の太陽電池セルが直列接続された状態を
示す図である。

【図２５】従来の太陽電池モジュールの製造工程におけ
る略断面図である。

【符号の説明】

１ セル受光面 ２ Ｎ⁺ 電極 ３ Ｐ⁺ 窓開け部 ４ Ｐ⁺ Ａｌドーナツパターン部 ５ Ｐ⁺ 電極 ６ Ｐ型半導体基板 ７ Ｐ⁺ 不純物拡散層 ８ 裏面Ａｌ金属層部 ９ Ｎ⁺ 不純物拡散層 １１ ドーパント剤吐出ノズル １２ スピン塗布時の基板回転中心（回転軸と主面の交
点） １３ ドーパント剤 １５ インターコネクタ １６ 絶縁材料（絶縁部） １７ 白板強化ガラス １８ 充填樹脂 ２０ 太陽電池セル ２２ 裏面Ｐ⁺ 電極 ２４ 分割セルダイシングライン（切断面） ２５ 分割型太陽電池セル ２６ 白板強化ガラス ２７ 近赤外ランプ光照射源 ２９ 分割型太陽電池セル ３０ インターコネクタ固定用突起 ３７ Ｐ⁺ 不純物拡散部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第1の主面と第1の主面と異なる第2の主
   面とを有するＰ型半導体基板と、 前記第1の主面に形成されたＮ型不純物拡散層と、 前記第2の主面に形成されたＰ型不純物拡散層と、 前記Ｐ型不純物拡散層と電気的に接続される、前記第1
   の主面に形成されたドーナツ形状のＰ型不純物拡散部
   と、 前記Ｎ型不純物拡散層に形成されたＮ型電極と、 前記Ｐ型不純物拡散部に形成されたＰ型電極とを備え
   た、太陽電池セル。
2. 【請求項２】 複数の請求項１に記載の太陽電池セル
   と、 インターコネクタとを備えた太陽電池モジュールであっ
   て、 前記インターコネクタは、 前記太陽電池セルの１つの前記Ｎ型電極に接続される第
   １の端部と、 前記太陽電池セルの１つに対して接続対象となる太陽電
   池セルの、前記Ｐ型電極に接続される第２の端部と、 前記第１の端部と前記第２の端部とを接続する接続部
   と、 前記第１の主面に面する側に設けられた絶縁部とを含
   む、太陽電池モジュール。
3. 【請求項３】 前記インターコネクタの前記接続対象と
   なる太陽電池セルの第１の主面に対する投影範囲の面積
   が３０ｍｍ²以下であることを特徴とする、 請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 【請求項４】 少なくとも２つの請求項１に記載の太陽
   電池セルと、 前記太陽電池セルの１つを前記Ｎ型電極と、その接続対
   象である太陽電池セルの前記Ｐ型電極とを電気的に接続
   するためのインターコネクタまたは印刷された導電性の
   プリントパターンよりなる導電部を備えたガラスとを備
   えた、太陽電池モジュール。
5. 【請求項５】 太陽電池セルの製造方法であって、 主面を有する基板を、前記主面を貫通する軸を中心とし
   て回転させる第１の工程と、 前記回転する基板の主面上の点であって、前記軸と前記
   主面の交点以外の点にドーパント剤を滴下させる第２の
   工程を含み、 前記軸と前記主面の交点を中心とし、前記軸と前記主面
   の交点から前記ドーパント剤を滴下させるまでの間の距
   離を半径とする円の外部に対して前記ドーパント剤を塗
   布する、太陽電池セルの製造方法。
6. 【請求項６】 前記Ｐ型半導体基板の第１の主面の中央
   に前記Ｐ型不純物拡散部を有する請求項１に記載の太陽
   電池セルを形成する工程と、 前記第１の主面に交わりかつ前記Ｐ型不純物拡散部に交
   わる面にて前記太陽電池セルを切断する工程とを含む、
   太陽電池セルの製造方法。