JP4290747B2 - 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子 - Google Patents

光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子 Download PDF

Info

Publication number
JP4290747B2
JP4290747B2 JP2007093314A JP2007093314A JP4290747B2 JP 4290747 B2 JP4290747 B2 JP 4290747B2 JP 2007093314 A JP2007093314 A JP 2007093314A JP 2007093314 A JP2007093314 A JP 2007093314A JP 4290747 B2 JP4290747 B2 JP 4290747B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
electrode pad
interconnector
conversion element
conversion layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007093314A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008028366A (ja
Inventor
洋司 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2007093314A priority Critical patent/JP4290747B2/ja
Priority to US11/808,123 priority patent/US8884153B2/en
Publication of JP2008028366A publication Critical patent/JP2008028366A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4290747B2 publication Critical patent/JP4290747B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433Particular geometry of the grid contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

本発明は、光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子に関し、特に、光電変換層の割れの発生を低減することができる光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子に関する。
図12に、従来のインターコネクタ付き光電変換素子の一例の模式的な断面図を示す。図12に示すように、従来のインターコネクタ付き光電変換素子は、半導体基板とエピタキシャル成長させた単結晶薄膜からなる複数の半導体層から構成されて少なくとも1つのpn接合を有する厚さ50μm以下の光電変換層1と、光電変換層1の表面に設置された第1電極パッド8と、光電変換層1の第1電極パッド8が設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッド4と、第2電極パッド4が設置された表面とは反対側のp型半導体層の表面に設置された金属薄膜からなる第3電極3と、を含み、さらに、インターコネクタ5が備えられている。また、周囲環境からの保護のため、光電変換層1の両面にはそれぞれフレキシブル性のある樹脂製の保護フィルム7が透明接着剤6により貼り付けられている。このような従来のインターコネクタ付き光電変換素子においては、光電変換層1の厚さが50μm以下と非常に薄くなっているので、フレキシブル性に富むという特徴を有している。
ここで、インターコネクタ5は、図13の模式的平面図に示すように、第1電極パッド8の表面および第2電極パッド4の表面にそれぞれ接続されている。また、受光面積の損失を最小限にする目的およびインターコネクタ5と上記の電極パッドとの接触面積を最大にする目的で、第1電極パッド8および第2電極パッド4のそれぞれの表面形状ならびにインターコネクタ5の先端部の表面形状はそれぞれ90°の角を有している。
特開平6−196744号公報
光電変換層の厚さが50μm以下と非常に薄い従来の光電変換素子はフレキシブル性に富み、割れにくい特徴を有するが、光電変換素子を湾曲させた際に光電変換素子間を直列または並列に接続するために設置されたインターコネクタおよび電極パッドにより光電変換層に割れが発生することがわかった。
これは、表面が均一な光電変換層の箇所ではフレキシブル性は十分にあるが、インターコネクタ部および電極パッド部のような表面が不均一となる箇所では光電変換層がインターコネクタまたは電極パッドにより光電変換層に損傷が加えられていることに起因するものと考えられる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、光電変換層の割れの発生を低減することができる光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子を提供することにある。
本発明の第1の態様によれば、少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層と、光電変換層の表面に設置された第1電極パッドと、光電変換層の第1電極パッドが設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッドと、光電変換層の第2電極パッドが設置された側の表面とは反対側の表面に設置された第3電極と、を含む、光電変換素子であって、第1電極パッドおよび第2電極パッドの少なくとも一方の表面形状はすべての内角が鈍角である多角形である光電変換素子を提供することができる。
ここで、本発明の第1の態様による光電変換素子においては、鈍角が120°以上であることが好ましい。
また、本発明の第2の態様によれば、少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層と、光電変換層の表面に設置された第1電極パッドと、光電変換層の第1電極パッドが設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッドと、光電変換層の第2電極パッドが設置された側の表面とは反対側の表面に設置された第3電極と、を含む、光電変換素子であって、第1電極パッドおよび第2電極パッドの少なくとも一方の表面形状は、角を有しない形状である光電変換素子を提供することができる。
ここで、本発明の第1の態様および第2の態様による光電変換素子においては、光電変換層の厚みが50μm以下であることが好ましい。
また、本発明の第5の態様によれば、上記のいずれかの光電変換素子と、光電変換素子の第1電極パッドおよび第2電極パッドの少なくとも一方の電極パッドに接続されたインターコネクタと、を備えた、インターコネクタ付き光電変換素子であって、インターコネクタの電極パッド側の先端部の表面形状が、角がすべて鈍角となっている形状または角を有しない形状となっているインターコネクタ付き光電変換素子を提供することができる。
ここで、本発明の第5の態様によるインターコネクタ付き光電変換素子においては、鈍角が120°以上であることが好ましい。
ここで、本発明の第3の態様ないし第5の態様によるインターコネクタ付き光電変換素子においては、上記の光電変換素子の光電変換層の厚みが50μm以下であることが好ましい。
本発明によれば、光電変換層の割れの発生を低減することができる光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
図1に、本発明の光電変換素子の好ましい一例の模式的な断面図を示す。ここで、本発明の光電変換素子は、少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層10と、光電変換層10の表面に設置された第1電極パッド81と、光電変換層10の第1電極パッド81が設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッド41と、光電変換層10のの第2電極パッド41が設置された側の表面と反対側の表面に設置された第3電極16と、を含んでいる。
図2に、図1に示す本発明の光電変換素子を上方から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、本発明の光電変換素子においては、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が、内角α1のすべてが鈍角である多角形となっていることに特徴がある。このように、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方を内角α1のすべてが鈍角である多角形とすることによって、光電変換素子を湾曲させた際に、第1電極パッド81の角および第2電極パッド41の角による光電変換層への応力の集中を、図13に示す従来の90°の角を有する第1電極パッド8および第2電極パッド4を用いた場合と比べて緩和することができる。したがって、本発明の光電変換素子においては、第1電極パッド81の角および第2電極パッド41の角による光電変換層の損傷を低減することができるため、光電変換層の割れの発生を低減することができる。
なお、上記においては、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状がそれぞれ八角形である場合について説明したが、本発明において、すべての内角が鈍角である多角形は八角形に限定されるものではない。
また、上記において、第1電極パッド81の表面形状および/または第2電極パッド41の表面形状がすべての内角が鈍角である多角形からなる場合には、その内角はそれぞれ120°以上であることが好ましい。この場合には、光電変換層の割れの発生をより低減することができる傾向にある。
また、上記においては、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が内角α1のすべてが鈍角である八角形となっている場合について説明したが、本発明においては、第1電極パッド81または第2電極パッド41のいずれか一方の表面形状が、すべての内角が鈍角である多角形となっていればよい。ただし、光電変換層の割れの発生をより有効に低減する観点からは、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が、すべての内角が鈍角である多角形となっていることが好ましい。
図3に、本発明の光電変換素子の好ましい他の一例を上方から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、本発明の光電変換素子においては、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が楕円状となっていることに特徴がある。このように、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状をそれぞれ楕円状のように角を有しない形状とすることによって、光電変換素子を湾曲させた際に、第1電極パッド81の角および第2電極パッド41の角による光電変換層への応力の集中を、図13に示す従来の90°の角を有する第1電極パッド8および第2電極パッド4を用いた場合と比べて緩和することができる。したがって、本発明の光電変換素子においては、第1電極パッド81の角および第2電極パッド41の角による光電変換層の損傷を低減することができるため、光電変換層の割れの発生を低減することができる。
図4に、本発明の光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、本発明の光電変換素子においては、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が角を有しないトラック状となっていることに特徴がある。このように、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状をそれぞれ角を有しないトラック状のように角を有しない形状とすることによって、光電変換素子を湾曲させた際に、第1電極パッド81の角および第2電極パッド41の角による光電変換層への応力の集中を、図13に示す従来の90°の角を有する第1電極パッド8および第2電極パッド4を用いた場合と比べて緩和することができる。したがって、本発明の光電変換素子においては、第1電極パッド81の角および第2電極パッド41の角による光電変換層の損傷を低減することができるため、光電変換層の割れの発生を低減することができる。
なお、上記においては、角を有しない形状の例として、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状が、楕円状および角を有しないトラック状である場合について説明したが、本発明において角を有しない形状としてはこれらの形状に限定されず、その他の形状であってもよい。
また、上記においては、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が角を有しない形状である場合について説明したが、本発明においては、第1電極パッド81または第2電極パッド41のいずれか一方の表面形状が角を有しない形状となっていればよい。ただし、光電変換層の割れの発生をより有効に低減する観点からは、第1電極パッド81の表面形状および第2電極パッド41の表面形状の双方が、角を有しない形状となっていることが好ましい。
図5に、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましい一例の模式的な断面図を示す。ここで、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層10と、光電変換層10の表面に設置された第1電極パッド81と、光電変換層10の第1電極パッド81が設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッド41と、光電変換層10の第2電極パッド41が設置された側の表面と反対側の表面に設置された第3電極16と、を含む、光電変換素子と、第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ接続されたインターコネクタ15と、を備えている。
図6に、図5に示す本発明のインターコネクタ付き光電変換素子を上方から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、それぞれのインターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角α2となっていることに特徴がある。このように、インターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角α2となっていることによって、光電変換素子を湾曲させた際に、インターコネクタ15の角による光電変換層への応力の集中を、図13に示す従来の90°の角を有するインターコネクタ5を用いた場合と比べて緩和することができる。したがって、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、インターコネクタ15の角による光電変換層の損傷を低減することができるため、光電変換層の割れの発生を低減することができる。
図7に、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましい他の一例を上方から見たときの模式的な平面図を示す。また、図8に、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図を示す。このように、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子のインターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角となっている場合には、インターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状は、図7に示すように、メッシュ状に開口部20が複数形成されていてもよく、図8に示すように、スリット21が形成されていてもよい。
なお、上記においては、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子のインターコネクタの電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角となっている場合の一例について説明したが、本発明においてはこれらの場合に限定されず、その他の形状であってもよい。
また、上記においては、第1電極パッドに接続されたインターコネクタおよび第2電極パッドに接続されたインターコネクタの双方の電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角となっている場合について説明したが、本発明においては、第1電極パッドに接続されたインターコネクタまたは第2電極パッドに接続されたインターコネクタのいずれか一方の電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角となっていればよい。ただし、光電変換層の割れの発生をより有効に低減する観点からは、第1電極パッドに接続されたインターコネクタおよび第2電極パッドに接続されたインターコネクタの双方の電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角となっていることが好ましい。
図9に、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、それぞれのインターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状が、角を有しない形状となっていることに特徴がある。このように、インターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状を角を有しない形状とすることによって、光電変換素子を湾曲させた際に、インターコネクタ15の角による光電変換層への応力の集中を、図13に示す従来の90°の角を有するインターコネクタ5を用いた場合と比べて緩和することができる。したがって、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、インターコネクタ15の角による光電変換層の損傷を低減することができるため、光電変換層の割れの発生を低減することができる。
図10に、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図を示す。このように、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子のインターコネクタ15の電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっている場合にも、光電変換素子を湾曲させた際に、インターコネクタ15の角による光電変換層への応力の集中を、図13に示す従来の90°の角を有するインターコネクタ5を用いた場合と比べて緩和することができる。したがって、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、インターコネクタ15の角による光電変換層の損傷を低減することができるため、光電変換層の割れの発生を低減することができる。
なお、上記においては、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子のインターコネクタの電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっている場合の一例について説明したが、本発明においてはこれらの場合に限定されず、その他の形状であってもよい。
また、上記においては、第1電極パッドに接続されたインターコネクタおよび第2電極パッドに接続されたインターコネクタの双方の電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっている場合について説明したが、本発明においては、第1電極パッドに接続されたインターコネクタまたは第2電極パッドに接続されたインターコネクタのいずれか一方の電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっていればよい。ただし、光電変換層の割れの発生をより有効に低減する観点からは、第1電極パッドに接続されたインターコネクタおよび第2電極パッドに接続されたインターコネクタの双方の電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっていることが好ましい。
また、本発明の光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子において、光電変換層10としては、少なくとも1つのpn接合を有する構成であれば特に限定はされない。ここで、光電変換層10の厚みは50μm以下であることが好ましい。光電変換層10の厚みが50μm以下である場合には光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子のフレキシブル性が良好となる傾向にある。
また、本発明の光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子において、光電変換層10のpn接合は、たとえば、p型半導体層上にn型半導体層を気相成長させる方法若しくはn型半導体層上にp型半導体層を気相成長させる方法、または、p型半導体層の表面にn型ドーパントを拡散する方法若しくはn型半導体層の表面にp型ドーパントを拡散する方法などによって形成することができるが、その形成方法は特に限定されない。
また、本発明の光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子において、第1電極パッド81、第3電極16、第2電極パッド41およびインターコネクタ15の材質はそれぞれ、導電性を有する材質であれば特に限定はされず用いることができる。
また、本発明の光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子においては、背景技術の欄に記載の従来のインターコネクタ付き光電変換素子のように、光電変換層10の表面にフレキシブル性のある樹脂製の保護フィルムが透明接着剤により貼り付けられていてもよい。
また、光電変換層の割れの発生を低減する観点からは、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、たとえば図14〜図17の模式的平面図に示すように、すべての内角が鈍角である多角形である表面形状を有する電極パッドまたは表面形状が角を有しない電極パッドに電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角である形状または電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状のインターコネクタが接続されることが特に好ましいことは言うまでもない。
ここで、図14に示す本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、図2に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角α2となっている図6に示すインターコネクタ15を接続した構成となっている。ここで、図2に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41はそれぞれ、上述したように、内角α1のすべてが鈍角である多角形の表面形状を有している。
また、図15に示す本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、図2に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっている図10に示すインターコネクタ15を接続した構成となっている。
また、図16に示す本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、図4に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角α2となっている図6に示すインターコネクタ15を接続した構成となっている。ここで、図4に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41はそれぞれ、上述したように、角を有しないトラック状の表面形状を有している。
また、図17に示す本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、図4に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状となっている図10に示すインターコネクタ15を接続した構成となっている。
なお、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の構成は、図14〜図17に示す構成に限られないことは言うまでもない。たとえば、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、上記以外にも、図2に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、図7〜図9に示されるいずれかのインターコネクタを接続した構成としてもよく、図3に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、図6〜図10に示されるいずれかのインターコネクタを接続した構成としてもよく、図4に示す光電変換素子の第1電極パッド81および第2電極パッド41にそれぞれ、図7〜図9に示されるいずれかのインターコネクタを接続した構成としてもよい。
また、上記においては、第1電極パッドおよび第2電極パッドの双方にインターコネクタが接続された場合について説明したが、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子においては、第1電極パッドおよび第2電極パッドの少なくとも一方に電極パッド側の先端部の表面形状のすべての角が鈍角である形状または電極パッド側の先端部の表面形状が角を有しない形状のインターコネクタが接続されていればよい。
また、本発明においては、第1電極パッドの表面形状と第2電極パッドの表面形状とは同一であってもよく、異なっていてもよい。また、本発明においては、第1電極パッドに接続されるインターコネクタの電極パッド側の先端部の表面形状と第2電極パッドに接続されるインターコネクタの電極パッド側の先端部の表面形状とは同一であってもよく、異なっていてもよい。
まず、Gaをドーピングしたp型Ge基板上にn型GaAs層を形成した。その際、n型GaAs層中のAsがp型Ge基板に拡散してp型Ge基板の表面にn型Ge層が形成された。次に、n型GaAs層上に、n型InGaP層、p型AlGaAs層、p型InGaP層、p型GaAs層、n型GaAs層、n型AlInP層、n型InGaP層、p型AlGaAs層、p型AlInP層、p型InGaP層、n型InGaP層、n型AlInP層およびn型GaAs層をこの順序でエピタキシャル成長させることにより、p型Ge基板上に少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層を形成した。ここで、光電変換層の厚みは全体で4μmであった。
次に、光電変換層の最表面となるn型GaAs層の表面上に、Au−Ge膜、Ni膜、Au膜およびAg膜をこの順序で蒸着した後に熱処理することによって、幅2.7mm×長さ0.85mmの矩形状の第1電極パッドと、この第1電極パッドに接続された櫛歯状の集電用電極とを形成した。
次いで、アルカリ系および酸系エッチャントによって、光電変換層の一部を除去し、露出した光電変換層の表面(第1電極パッドが形成された表面とは異なる表面であるが、第1電極パッドが形成された表面と同じ側を向いている表面)上にAu膜およびAg膜をこの順序で蒸着した後に熱処理することによって第2電極パッドを形成した。
その後、p型Ge基板を光電変換層から分離した後に、光電変換層の第2電極パッドが形成されている側とは反対側の表面に金属薄膜からなる第3電極を形成し、幅20mm×長さ20mmの矩形の板状に切り出して光電変換素子を得た。そして、上記と同様にして光電変換素子を複数作製した。
上記のようにして作製したそれぞれの光電変換素子の第1電極パッドに、図11の模式的平面図に示すように、電極パッド側の先端部の角度θが90°、105°、120°または135°であるインターコネクタ105をそれぞれ接続し、インターコネクタ105の接続後の光電変換素子のそれぞれの主面の両面に、保護フィルム7として厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを透明接着剤で貼り付けて、インターコネクタ付き光電変換素子を作製した。なお、図11は、保護フィルムの貼り付け後のインターコネクタ付き光電変換素子の模式的な平面図となっている。また、インターコネクタ105の材質はCaを含有したAg合金であり、厚みは30μmであった。
そして、上記のようにして作製したインターコネクタ付き光電変換素子のそれぞれについて、様々な曲率および曲げ角度で曲げて、インターコネクタ付き光電変換素子の光電変換層に割れが発生するかどうかを評価した。その結果、インターコネクタの電極パッド側の先端部の角度θが90°のときには割れが多発したが、105°のときには90°のときと比べて割れが低減した。さらに、インターコネクタの電極パッド側の先端部の角度θが120°以上となったときにはインターコネクタ付き光電変換素子の光電変換層に割れが全く発生しなかった。
この結果により、インターコネクタの電極パッド側の先端部の表面形状の角が鈍角である場合にはインターコネクタ付き光電変換素子の光電変換層に割れが発生するのを低減することができ、特に、その鈍角がすべて120°以上である場合には、インターコネクタ付き光電変換素子の光電変換層に割れが発生するのを大幅に低減することができることが確認された。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の光電変換素子は、化合物半導体薄膜を用いた太陽電池などに好適に利用することができる。また、本発明のインターコネクタ付き光電変換素子は、化合物半導体薄膜を用いたインターコネクタ付き太陽電池などに好適に利用することができる。
本発明の光電変換素子の好ましい一例の模式的な断面図である。 図1に示す本発明の光電変換素子を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明の光電変換素子の好ましい他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明の光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましい一例の模式的な断面図である。 図5に示す本発明のインターコネクタ付き光電変換素子を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましい他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 実施例における保護フィルムの貼り付け後のインターコネクタ付き光電変換素子の模式的な平面図である。 従来のインターコネクタ付き光電変換素子の一例の模式的な断面図である。 図12に示す従来のインターコネクタ付き光電変換素子を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。 本発明のインターコネクタ付き光電変換素子の好ましいさらに他の一例を上方から見たときの模式的な平面図である。
符号の説明
1,10 光電変換層、3,16 第3電極、4,41 第2電極パッド、5,15,105 インターコネクタ、6 透明接着剤、7 保護フィルム、8,81 第1電極パッド、20 開口部、21 スリット。

Claims (7)

  1. 少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層と、前記光電変換層の表面に設置された第1電極パッドと、前記光電変換層の前記第1電極パッドが設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッドと、前記光電変換層の前記第2電極パッドが設置された側の表面とは反対側の表面に設置された第3電極と、を含む、光電変換素子であって、
    前記第1電極パッドおよび前記第2電極パッドの少なくとも一方の表面形状は、すべての内角が鈍角である多角形であることを特徴とする、光電変換素子。
  2. 前記鈍角が120°以上であることを特徴とする、請求項1に記載の光電変換素子。
  3. 少なくとも1つのpn接合を有する光電変換層と、前記光電変換層の表面に設置された第1電極パッドと、前記光電変換層の前記第1電極パッドが設置された表面とは異なる表面に設置された第2電極パッドと、前記光電変換層の前記第2電極パッドが設置された側の表面とは反対側の表面に設置された第3電極と、を含む、光電変換素子であって、
    前記第1電極パッドおよび前記第2電極パッドの少なくとも一方の表面形状は、角を有しない形状であることを特徴とする、光電変換素子。
  4. 前記光電変換層の厚みが50μm以下であることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の光電変換素子。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載の光電変換素子と、前記光電変換素子の前記第1電極パッドおよび前記第2電極パッドの少なくとも一方の電極パッドに接続されたインターコネクタと、を備えた、インターコネクタ付き光電変換素子であって、前記インターコネクタの前記電極パッド側の先端部の表面形状は、角がすべて鈍角となっている形状または角を有しない形状となっていることを特徴とする、インターコネクタ付き光電変換素子。
  6. 前記鈍角が120°以上であることを特徴とする、請求項に記載のインターコネクタ付き光電変換素子。
  7. 前記光電変換素子の前記光電変換層の厚みが50μm以下であることを特徴とする、請求項5または6に記載のインターコネクタ付き光電変換素子。
JP2007093314A 2006-06-23 2007-03-30 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子 Expired - Fee Related JP4290747B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007093314A JP4290747B2 (ja) 2006-06-23 2007-03-30 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子
US11/808,123 US8884153B2 (en) 2006-06-23 2007-06-06 Photoelectric conversion element and interconnector-equipped photoelectric conversion element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006173746 2006-06-23
JP2007093314A JP4290747B2 (ja) 2006-06-23 2007-03-30 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008209281A Division JP4999803B2 (ja) 2006-06-23 2008-08-15 インターコネクタ付き光電変換素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008028366A JP2008028366A (ja) 2008-02-07
JP4290747B2 true JP4290747B2 (ja) 2009-07-08

Family

ID=39100214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007093314A Expired - Fee Related JP4290747B2 (ja) 2006-06-23 2007-03-30 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8884153B2 (ja)
JP (1) JP4290747B2 (ja)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5149376B2 (ja) 2008-03-31 2013-02-20 京セラ株式会社 太陽電池素子及び太陽電池モジュール
US9012766B2 (en) 2009-11-12 2015-04-21 Silevo, Inc. Aluminum grid as backside conductor on epitaxial silicon thin film solar cells
EP2352171A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-03 Saint-Gobain Glass France Solarzellenanordnung und Dünnschichtsolarmodul, sowie Herstellungsverfahren hierfür
EP2362431B1 (en) * 2010-02-25 2018-01-10 Saint-Augustin Canada Electric Inc. Solar cell assembly
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US9773928B2 (en) 2010-09-10 2017-09-26 Tesla, Inc. Solar cell with electroplated metal grid
US9800053B2 (en) 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
WO2012053471A1 (ja) * 2010-10-22 2012-04-26 シャープ株式会社 太陽電池セル
CN103503157A (zh) * 2011-04-26 2014-01-08 松下电器产业株式会社 太阳能电池单元、接合结构体、及太阳能电池单元的制造方法
US9054256B2 (en) 2011-06-02 2015-06-09 Solarcity Corporation Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
JP5162052B2 (ja) * 2011-06-28 2013-03-13 パナソニック株式会社 太陽電池モジュール
EP2546889B1 (en) * 2011-07-12 2020-06-17 Airbus Defence and Space GmbH Solar cell assembly and method of fabrication of solar cell assembly
MX342532B (es) 2012-10-04 2016-09-30 Solarcity Corp Dispositivos fotovoltaicos con rejillas metalicas galvanizadas.
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US9412884B2 (en) 2013-01-11 2016-08-09 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9219174B2 (en) 2013-01-11 2015-12-22 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
KR102132940B1 (ko) * 2013-11-29 2020-07-10 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US20160233352A1 (en) * 2014-12-05 2016-08-11 Solarcity Corporation Photovoltaic electrode design with contact pads for cascaded application
NL2014040B1 (en) * 2014-12-23 2016-10-12 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method of making a curent collecting grid for solar cells.
US9947822B2 (en) 2015-02-02 2018-04-17 Tesla, Inc. Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US9496429B1 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Solarcity Corporation System and method for tin plating metal electrodes
US10115838B2 (en) 2016-04-19 2018-10-30 Tesla, Inc. Photovoltaic structures with interlocking busbars
US10672919B2 (en) 2017-09-19 2020-06-02 Tesla, Inc. Moisture-resistant solar cells for solar roof tiles
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules
CN110391341B (zh) * 2018-04-16 2023-08-22 清华大学 聚合物太阳能电池的制备方法
CN110391335B (zh) * 2018-04-16 2023-08-22 清华大学 聚合物太阳能电池

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3502507A (en) 1966-10-28 1970-03-24 Textron Inc Solar cells with extended wrap-around electrodes
US4179322A (en) * 1978-03-28 1979-12-18 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method for making bondable finger contacts
JPS6046833B2 (ja) 1980-01-31 1985-10-18 工業技術院長 太陽電池モジュ−ル
US4451691A (en) 1982-02-26 1984-05-29 Chevron Research Company Three-terminal ternary III-V multicolor solar cells and process of fabrication
JPS60240171A (ja) 1984-05-15 1985-11-29 Mitsubishi Electric Corp 太陽光発電装置
US4638111A (en) 1985-06-04 1987-01-20 Atlantic Richfield Company Thin film solar cell module
US4617420A (en) 1985-06-28 1986-10-14 The Standard Oil Company Flexible, interconnected array of amorphous semiconductor photovoltaic cells
DE3650363T2 (de) * 1986-01-06 1996-01-25 Semiconductor Energy Lab Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und ihr Herstellungsverfahren.
US5023144A (en) * 1989-03-24 1991-06-11 Mitsubishi Metal Corporation Silver alloy foil for interconnector for solar cell
US5006179A (en) * 1989-05-24 1991-04-09 Solarex Corporation Interconnect for electrically connecting solar cells
US5322572A (en) 1989-11-03 1994-06-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Monolithic tandem solar cell
JPH03263880A (ja) 1990-03-14 1991-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
JP2548820B2 (ja) 1990-03-29 1996-10-30 三菱電機株式会社 Si基板上化合物半導体光電変換素子
US5430616A (en) 1992-09-08 1995-07-04 Sharp Kabushiki Kaisha Interconnector and electronic device element with the interconnector
JP2971299B2 (ja) 1992-09-08 1999-11-02 シャープ株式会社 インターコネクタおよびインターコネクタ付電子デバイス素子
US5538902A (en) 1993-06-29 1996-07-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of fabricating a photovoltaic device having a three-dimensional shape
EP0654831A3 (en) 1993-11-18 1998-01-14 Matsushita Battery Industrial Co Ltd Method of manufacturing solar cell
JP3169497B2 (ja) 1993-12-24 2001-05-28 三菱電機株式会社 太陽電池の製造方法
JPH10270726A (ja) 1997-03-25 1998-10-09 Japan Energy Corp 太陽電池
US6278054B1 (en) 1998-05-28 2001-08-21 Tecstar Power Systems, Inc. Solar cell having an integral monolithically grown bypass diode
DE69941667D1 (de) 1998-05-28 2010-01-07 Emcore Solar Power Inc Solarzelle mit einer integrierten monolitisch gewachsenen Bypassdiode
GB2341273A (en) * 1998-09-04 2000-03-08 Eev Ltd Solar cell arrangements
JP3657143B2 (ja) 1999-04-27 2005-06-08 シャープ株式会社 太陽電池及びその製造方法
JP2001094128A (ja) 1999-09-22 2001-04-06 Sharp Corp 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP4026294B2 (ja) * 2000-03-07 2007-12-26 豊田合成株式会社 Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
JP4979154B2 (ja) * 2000-06-07 2012-07-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2002289634A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
AU2003297649A1 (en) 2002-12-05 2004-06-30 Blue Photonics, Inc. High efficiency, monolithic multijunction solar cells containing lattice-mismatched materials and methods of forming same
JP4471584B2 (ja) 2003-04-28 2010-06-02 シャープ株式会社 化合物太陽電池の製造方法
US7488890B2 (en) 2003-04-21 2009-02-10 Sharp Kabushiki Kaisha Compound solar battery and manufacturing method thereof
JP4911878B2 (ja) 2003-06-26 2012-04-04 京セラ株式会社 半導体/電極のコンタクト構造とこれを用いた半導体素子、太陽電池素子、並びに太陽電池モジュール
US7781672B2 (en) * 2004-06-01 2010-08-24 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic module architecture
JP4868746B2 (ja) 2005-02-16 2012-02-01 シャープ株式会社 薄膜化合物太陽電池およびその製造方法
US20060180198A1 (en) 2005-02-16 2006-08-17 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell, solar cell string and method of manufacturing solar cell string
US20100043860A1 (en) 2005-07-28 2010-02-25 Kyocera Corporation Solar cell module

Also Published As

Publication number Publication date
US20080041437A1 (en) 2008-02-21
US8884153B2 (en) 2014-11-11
JP2008028366A (ja) 2008-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4290747B2 (ja) 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子
JP4343225B2 (ja) 太陽電池セル
US20210135031A1 (en) Solar cell module
JPH03296278A (ja) 太陽電池およびその製造方法
EP3525245A1 (en) Battery piece serial connection assembly
JP4974545B2 (ja) 太陽電池ストリングの製造方法
JP2007096040A (ja) 太陽電池の製造方法および太陽電池
TW201251042A (en) Window structure for solar cell
JPWO2013161069A1 (ja) 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法
JP2010080888A (ja) 太陽電池の製造方法及び太陽電池
JP2009206366A (ja) 太陽電池モジュール
JP2008235795A (ja) 太陽電池
JP2008227085A (ja) 太陽電池アレイ、太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの製造方法
EP2421049A2 (en) Solar cell panel
JP2548820B2 (ja) Si基板上化合物半導体光電変換素子
JP5174900B2 (ja) 薄膜光電変換装置およびその製造方法
US8134067B1 (en) Thin film photovoltaic device
JP4999803B2 (ja) インターコネクタ付き光電変換素子
US20140000689A1 (en) Nitride semiconductor-based solar cell and manufacturing method thereof
JP4641858B2 (ja) 太陽電池
JP6770947B2 (ja) 光電変換素子
JP6489785B2 (ja) 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
JP2005260157A (ja) 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
JP5837941B2 (ja) 太陽電池及びその製造方法
JP2009212396A (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090324

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090401

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4290747

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120410

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120410

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130410

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130410

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees