JP4458651B2 - 太陽電池装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池装置に関し、特に複数の太陽電池素子がリード線によって接続された太陽電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池装置を図３に示す。図３中、１はシリコン基板、５は表面電極、６は裏面電極、７は銅箔から成るリード線である。シリコン基板１内にはＮ型領域２とＰ型領域３とがある。Ｎ型領域２の表面には表面電極５が設けられ、Ｐ型領域３の表面には裏面電極６が設けられている。
【０００３】
この表面電極５は、銀と半田から成るリード線接続用のバスバー部５ａと、銀と半田から成る集電用のフィンガー部５ｂとから構成される。また、裏面電極６も銀と半田から成るリード線接続用のバスバー部６ａと、アルミニウムから成る集電用電極６ｂとから構成される。
【０００４】
複数の太陽電池を接続するには、リード線７の一方端を表面電極５のバスバー部５ａ上の略全長にわたって配設してその複数個所を表面電極５のバスバー部５ａと接合することによって表面電極５に接続するとともに、表面リード線7の他方端を裏面電極６のバスバー部６ａの端部に半田付けして裏面電極６に接続する。
【０００５】
なお、裏面電極のバスバー部６ａは、Ａｇなどから成る下層電極層６ｃと銅箔などから成る上層電極層６ｄとから構成されている。この上層電極層６ｄは半田などで下層電極層６ｃに接合されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の太陽電池装置では、複数の太陽電池素子を接続する場合において、リード線７を裏面電極6のバスバー部６ａの端部に半田付けする際に、溶融した半田が裏面電極６のバスバー部６ａの側方からはみ出して固化して小さな突起となり、後のラミネートなどのモジュール化工程で太陽電池素子に割れなどが発生して製造歩留まりの低下を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、リード線接続時に半田のはみ出しによる半田突起が発生して、モジュール化工程で歩留まり低下を招くという従来の問題点を解消した太陽電池装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、半導体接合部を有する半導体基板の一主面側に表面電極を形成するとともに、他の主面側に裏面電極を形成し、前記表面電極と隣接する半導体基板の裏面電極とをリード線で接続した太陽電池装置において、前記裏面電極をリード線接続用のバスバー部と、このバスバー部に接続された集電用電極部とで形成すると共に、このバスバー部を下層電極層と銅箔からなる上層電極層とを順次積層して形成し、この下層電極層における前記リード線の延在方向の端部に切欠部を設け、該切欠部の直上で、前記リード線と前記上層電極層とを半田を介して接続したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る太陽電池装置の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の太陽電池装置に用いられる太陽電池素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図ある。図２は本発明の太陽電池装置を示す図である。図１および図２において、１は半導体基板、５は表面電極、６は裏面電極、７はリード線である。
【００１１】
半導体基板１は、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板１内には、Ｎ型領域２とＰ型領域３があり、Ｎ型領域２とＰ型領域３との界面部分で半導体接合部４が形成される。このＮ型領域２はＰ型のシリコン基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）中で加熱することによって、シリコン基板１の表面部全体にリン原子を拡散させ、その後に側面部と底面部の拡散層を除去する。なお、この半導体基板１は単結晶ガリウム砒素などで形成してもよい。
【００１２】
基板１の表面側には、図示されていないが、例えば窒化シリコン膜などから成る反射防止膜が形成される。このような反射防止膜は例えばプラズマＣＶＤ法などで形成される。
【００１３】
Ｎ型領域２の表面部分には、表面電極５が形成されている。この表面電極５は、リード線７を接続するためのバスバー部５ａとこのバスバー５ａと交差して分岐して形成された集電用のフィンガー部５ｂとから成る。バスバー部５ａは基板１の略全長にわたって二本平行に形成されており、フィンガー部５ｂはバスバー部５ａに交差して多数本が基板１の略全長にわたって形成されている。バスバー部５ａは例えば２ｍｍ程度の幅に形成され、フィンガー部５ｂは例えば０.２ｍｍ程度の幅に形成される。このような表面電極５は、例えば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷して７００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、全体を半田層で被覆することにより形成される。
【００１４】
この表面電極５のバスバー部５ａ上にはリード線７が貼り付けられている。このリード線７は、表面電極５のバスバー部５ａの断面積を大きくして表面電極５の電気抵抗を下げるとともに、太陽電池の出力を取り出すために設けるものであり、幅２ｍｍ程度、厚み０.２ｍｍ程度に形成される。
【００１５】
基板１の裏面側には裏面電極６が設けられている。この裏面電極６もバスバー部６ａと、このバスバー部６ａと１ｍｍ程度重なるよう裏面全面に形成される集電用電極部６ｂとから成る。
【００１６】
この裏面電極６のバスバー部６ａは、Ａｇなどから成る下層電極層６ｃと銅箔などから上層電極６ｄから成る。この上層電極層６ｄは、太陽電池素子の配線抵抗を下げるために設けるものであり、幅５ｍｍ程度、厚み０.１ｍｍ程度に形成される。
【００１７】
下層電極層６ｃは基板１の略全長にわたって二本平行に形成されている。下層電極層６ｃは例えば７ｍｍ程度の幅に形成され、リード線７が接続される側の端部には、切欠部９が形成されている。基板１の端から１０ｍｍの部分は図１（ｃ）に示すように幅２ｍｍのコの字型に形成され、集電用電極部６ｂはバスバー部６ａ以外の裏面のほぼ全面を、バスバー部６ａとの重なりが１ｍｍ程度になるよう、５ｍｍ程度の開口幅に形成され、切欠部９部分は重なりなく形成される。この切欠部９の形状は、コの字状に限らず、リード線７が接続される端部側が開口するような形状であればいかなる形状でもよく、複数のすじ状に切欠部を設けた形状であってもよい。
【００１８】
このような裏面電極６の下層電極層６ｃは例えば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷し、集電用電極部６ｂは例えばアルミ粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷し、７００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、バスバー部６ａを半田層で被覆することにより形成される。
【００１９】
リード線７は、裏面電極の上層電極層６ｄに、裏面電極６の切欠部９が形成された端部側から１０ｍｍ程度の所で接続される。裏面電極６の切欠部９部分でリード線７と裏面の上層電極層６ｄを接続しても、裏面電極６の切欠部９とリード線７が合致しているため、リード線７を接続する際に半田が溶融しても切欠部９に溜まり、裏面電極６の側方に余分な半田がはみ出すことを極力回避して、半田突起を発生させることがない。
【００２０】
【実施例】
図１（ｃ）に示す裏面電極パターンを形成した。まず、基板１の裏面に銀から成る裏面電極の下層電極層６ｃを７ｍｍ幅で二本平行に形成した。基板端部より１０ｍｍの所は、コの字型に幅２ｍｍ抜けるように形成する。下層電極層６ｃに重なるように、基板１裏面のほぼ全面にアルミから成る電極を形成した。表面に銀から成る電極を形成した後、８００℃で焼き付けを行い、溶融半田槽にディップして半田層を形成した。次に、図２に示すように、複数の太陽電池素子をリード線で接続した。リード線と裏面の上層電極層が接続されている部分の下に当たる裏面電極は、リード線と形状が合致するようにコの字型に成っており、溶着したとき半田のはみ出しがなく、半田突起の発生が全くなかった。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、裏面電極をリード線接続用のバスバー部と、このバスバー部に接続された集電用のフィンガー部とで形成すると共に、このバスバー部を下層電極層と上層電極層とを順次積層して形成し、この下層電極層におけるリード線の延在方向の端部に切欠部を設けたことから、リード線を裏面電極に接続する際に、裏面電極部分の半田が溶融しても、半田が電極の側方にはみ出すことがなく、半田突起の発生を防止でき、後工程での歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池装置に用いられる太陽電池素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池装置の一実施形態を示す図である。
【図３】従来の太陽電池装置を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図である。
【符号の説明】
１：基板、２：Ｎ型領域、３：Ｐ型領域、４：半導体接合部、５ａ：表面電極バスバー、５ｂ：表面電極フィンガー、６ａ：裏面電極バスバー、６ｂ：裏面集電極、６ｃ：裏面下層電極層、６ｄ：裏面上層電極層、７：リード線
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池装置に関し、特に複数の太陽電池素子がリード線によって接続された太陽電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池装置を図３に示す。図３中、１はシリコン基板、５は表面電極、６は裏面電極、７は銅箔から成るリード線である。シリコン基板１内にはＮ型領域２とＰ型領域３とがある。Ｎ型領域２の表面には表面電極５が設けられ、Ｐ型領域３の表面には裏面電極６が設けられている。
【０００３】
この表面電極５は、銀と半田から成るリード線接続用のバスバー部５ａと、銀と半田から成る集電用のフィンガー部５ｂとから構成される。また、裏面電極６も銀と半田から成るリード線接続用のバスバー部６ａと、アルミニウムから成る集電用電極６ｂとから構成される。
【０００４】
複数の太陽電池を接続するには、リード線７の一方端を表面電極５のバスバー部５ａ上の略全長にわたって配設してその複数個所を表面電極５のバスバー部５ａと接合することによって表面電極５に接続するとともに、表面リード線7の他方端を裏面電極６のバスバー部６ａの端部に半田付けして裏面電極６に接続する。
【０００５】
なお、裏面電極のバスバー部６ａは、Ａｇなどから成る下層電極層６ｃと銅箔などから成る上層電極層６ｄとから構成されている。この上層電極層６ｄは半田などで下層電極層６ｃに接合されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の太陽電池装置では、複数の太陽電池素子を接続する場合において、リード線７を裏面電極6のバスバー部６ａの端部に半田付けする際に、溶融した半田が裏面電極６のバスバー部６ａの側方からはみ出して固化して小さな突起となり、後のラミネートなどのモジュール化工程で太陽電池素子に割れなどが発生して製造歩留まりの低下を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、リード線接続時に半田のはみ出しによる半田突起が発生して、モジュール化工程で歩留まり低下を招くという従来の問題点を解消した太陽電池装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、半導体接合部を有する半導体基板の一主面側に表面電極を形成するとともに、他の主面側に裏面電極を形成し、前記表面電極と隣接する半導体基板の裏面電極とをリード線で接続した太陽電池装置において、前記裏面電極をリード線接続用のバスバー部と、このバスバー部に接続された集電用電極部とで形成すると共に、このバスバー部を下層電極層と銅箔からなる上層電極層とを順次積層して形成し、この下層電極層における前記リード線の延在方向の端部に切欠部を設け、該切欠部の直上で、前記リード線と前記上層電極層とを半田を介して接続したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る太陽電池装置の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の太陽電池装置に用いられる太陽電池素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図ある。図２は本発明の太陽電池装置を示す図である。図１および図２において、１は半導体基板、５は表面電極、６は裏面電極、７はリード線である。
【００１１】
半導体基板１は、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板１内には、Ｎ型領域２とＰ型領域３があり、Ｎ型領域２とＰ型領域３との界面部分で半導体接合部４が形成される。このＮ型領域２はＰ型のシリコン基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）中で加熱することによって、シリコン基板１の表面部全体にリン原子を拡散させ、その後に側面部と底面部の拡散層を除去する。なお、この半導体基板１は単結晶ガリウム砒素などで形成してもよい。
【００１２】
基板１の表面側には、図示されていないが、例えば窒化シリコン膜などから成る反射防止膜が形成される。このような反射防止膜は例えばプラズマＣＶＤ法などで形成される。
【００１３】
Ｎ型領域２の表面部分には、表面電極５が形成されている。この表面電極５は、リード線７を接続するためのバスバー部５ａとこのバスバー５ａと交差して分岐して形成された集電用のフィンガー部５ｂとから成る。バスバー部５ａは基板１の略全長にわたって二本平行に形成されており、フィンガー部５ｂはバスバー部５ａに交差して多数本が基板１の略全長にわたって形成されている。バスバー部５ａは例えば２ｍｍ程度の幅に形成され、フィンガー部５ｂは例えば０.２ｍｍ程度の幅に形成される。このような表面電極５は、例えば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷して７００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、全体を半田層で被覆することにより形成される。
【００１４】
この表面電極５のバスバー部５ａ上にはリード線７が貼り付けられている。このリード線７は、表面電極５のバスバー部５ａの断面積を大きくして表面電極５の電気抵抗を下げるとともに、太陽電池の出力を取り出すために設けるものであり、幅２ｍｍ程度、厚み０.２ｍｍ程度に形成される。
【００１５】
基板１の裏面側には裏面電極６が設けられている。この裏面電極６もバスバー部６ａと、このバスバー部６ａと１ｍｍ程度重なるよう裏面全面に形成される集電用電極部６ｂとから成る。
【００１６】
この裏面電極６のバスバー部６ａは、Ａｇなどから成る下層電極層６ｃと銅箔などから上層電極６ｄから成る。この上層電極層６ｄは、太陽電池素子の配線抵抗を下げるために設けるものであり、幅５ｍｍ程度、厚み０.１ｍｍ程度に形成される。
【００１７】
下層電極層６ｃは基板１の略全長にわたって二本平行に形成されている。下層電極層６ｃは例えば７ｍｍ程度の幅に形成され、リード線７が接続される側の端部には、切欠部９が形成されている。基板１の端から１０ｍｍの部分は図１（ｃ）に示すように幅２ｍｍのコの字型に形成され、集電用電極部６ｂはバスバー部６ａ以外の裏面のほぼ全面を、バスバー部６ａとの重なりが１ｍｍ程度になるよう、５ｍｍ程度の開口幅に形成され、切欠部９部分は重なりなく形成される。この切欠部９の形状は、コの字状に限らず、リード線７が接続される端部側が開口するような形状であればいかなる形状でもよく、複数のすじ状に切欠部を設けた形状であってもよい。
【００１８】
このような裏面電極６の下層電極層６ｃは例えば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷し、集電用電極部６ｂは例えばアルミ粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷し、７００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、バスバー部６ａを半田層で被覆することにより形成される。
【００１９】
リード線７は、裏面電極の上層電極層６ｄに、裏面電極６の切欠部９が形成された端部側から１０ｍｍ程度の所で接続される。裏面電極６の切欠部９部分でリード線７と裏面の上層電極層６ｄを接続しても、裏面電極６の切欠部９とリード線７が合致しているため、リード線７を接続する際に半田が溶融しても切欠部９に溜まり、裏面電極６の側方に余分な半田がはみ出すことを極力回避して、半田突起を発生させることがない。
【００２０】
【実施例】
図１（ｃ）に示す裏面電極パターンを形成した。まず、基板１の裏面に銀から成る裏面電極の下層電極層６ｃを７ｍｍ幅で二本平行に形成した。基板端部より１０ｍｍの所は、コの字型に幅２ｍｍ抜けるように形成する。下層電極層６ｃに重なるように、基板１裏面のほぼ全面にアルミから成る電極を形成した。表面に銀から成る電極を形成した後、８００℃で焼き付けを行い、溶融半田槽にディップして半田層を形成した。次に、図２に示すように、複数の太陽電池素子をリード線で接続した。リード線と裏面の上層電極層が接続されている部分の下に当たる裏面電極は、リード線と形状が合致するようにコの字型に成っており、溶着したとき半田のはみ出しがなく、半田突起の発生が全くなかった。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、裏面電極をリード線接続用のバスバー部と、このバスバー部に接続された集電用のフィンガー部とで形成すると共に、このバスバー部を下層電極層と上層電極層とを順次積層して形成し、この下層電極層におけるリード線の延在方向の端部に切欠部を設けたことから、リード線を裏面電極に接続する際に、裏面電極部分の半田が溶融しても、半田が電極の側方にはみ出すことがなく、半田突起の発生を防止でき、後工程での歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池装置に用いられる太陽電池素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池装置の一実施形態を示す図である。
【図３】従来の太陽電池装置を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図である。
【符号の説明】
１：基板、２：Ｎ型領域、３：Ｐ型領域、４：半導体接合部、５ａ：表面電極バスバー、５ｂ：表面電極フィンガー、６ａ：裏面電極バスバー、６ｂ：裏面集電極、６ｃ：裏面下層電極層、６ｄ：裏面上層電極層、７：リード線
Claims (1)
- 半導体接合部を有する半導体基板の一主面側に表面電極を形成するとともに、他の主面側に裏面電極を形成し、前記表面電極と隣接する半導体基板の裏面電極とをリード線で接続した太陽電池装置において、
前記裏面電極をリード線接続用のバスバー部と、このバスバー部に接続された集電用電極部とで形成すると共に、このバスバー部を下層電極層と銅箔からなる上層電極層とを順次積層して形成し、この下層電極層における前記リード線の延在方向の端部に切欠部を設け、
該切欠部の直上で、前記リード線と前記上層電極層とを半田を介して接続したことを特徴とする太陽電池装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000297619A JP4458651B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000297619A JP4458651B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 太陽電池装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002154639A Division JP2002359388A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 太陽電池装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 2000-09-28 JP JP2000297619A patent/JP4458651B2/ja not_active Expired - Fee Related
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