JP4684075B2 - 太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関し、特に、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関する。

太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。

図２０に、従来の太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池においては、ｐ型シリコン基板１０の受光面にｎ+層１１が形成されることによって、ｐ型シリコン基板１０とｎ+層１１とによりｐｎ接合が形成されており、ｐ型シリコン基板１０の受光面上には反射防止膜１２および銀電極１３がそれぞれ形成されている。また、ｐ型シリコン基板１０の受光面と反対側の裏面にはｐ+層１５が形成されている。そして、ｐ型シリコン基板１０の裏面上にはアルミニウム電極１４および銀電極１６がそれぞれ形成されている。

図２１（ａ）〜（ｉ）に、従来の太陽電池の製造方法の一例を示す。まず、図２１（ａ）に示すように、ｐ型シリコン結晶の原料を坩堝で溶解した後に再結晶化して得られたシリコンインゴッド１７をシリコンブロック１８に切断する。次に、図２１（ｂ）に示すように、シリコンブロック１８をワイヤソーで切断することにより、ｐ型シリコン基板１０が得られる。

次いで、アルカリまたは酸によってｐ型シリコン基板１０の表面をエッチングすることによって、図２１（ｃ）に示すｐ型シリコン基板１０のスライス時のダメージ層１９を除去する。このとき、エッチング条件を調整すると、ｐ型シリコン基板１０の表面に微小な凹凸（図示せず）を形成することができる。この凹凸により、ｐ型シリコン基板１０の表面に入射する太陽光の反射が低減されて、太陽電池の変換効率を高めることができる。

続いて、図２１（ｄ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の一方の主面（以下、「第１主面」という）上にリンを含む化合物を含有したドーパント液２０を塗布する。そして、ドーパント液２０の塗布後のｐ型シリコン基板１０を８００℃〜９５０℃の温度で５〜３０分間熱処理することによりｐ型シリコン基板１０の第１主面にｎ型ドーパントであるリンが拡散して、図２１（ｅ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第１主面にｎ+層１１が形成される。なお、ｎ+層１１の形成方法としては、ドーパント液を塗布する方法以外にも、Ｐ₂Ｏ₅やＰＯＣｌ₃を用いた気相拡散による方法がある。

次いで、リンの拡散時にｐ型シリコン基板１０の第１主面に形成されるガラス層を酸処理により除去した後、図２１（ｆ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上に反射防止膜１２を形成する。反射防止膜１２の形成方法としては、常圧ＣＶＤ法を用いて酸化チタン膜を形成する方法やプラズマＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜を形成する方法などが知られている。また、ドーパント液を塗布する方法によりリンを拡散する場合には、リンに加えて反射防止膜１２の材料も含ませたドーパント液を用いることによって、ｎ+層１１と反射防止膜１２とを同時に形成することもできる。また、反射防止膜１２の形成は、銀電極の形成後に行なう場合もある。

そして、図２１（ｇ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の他方の主面（以下、「第２主面」という）上にアルミニウム電極１４を形成するとともにｐ型シリコン基板１０の第２主面にｐ+層１５を形成する。アルミニウム電極１４およびｐ+層１５は、たとえば、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなるアルミニウムペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、ｐ型シリコン基板１０を熱処理することによって、アルミニウムが溶融してシリコンと合金化することにより形成されたアルミニウム−シリコン合金層下にｐ+層１５が形成されるとともに、ｐ型シリコン基板１０の第２主面上にアルミニウム電極１４が形成される。また、ｐ型シリコン基板１０とｐ+層１５のドーパント濃度差が、ｐ型シリコン基板１０とｐ+層１５の界面に電位差（電位障壁として働く）をもたらし、光生成されたキャリアがｐ型シリコン基板１０の第２主面付近で再結合するのを防いでいる。これにより、太陽電池の短絡電流（Ｉｓｃ：short circuit current）および開放電圧（Ｖｏｃ：open circuit voltage）が共に向上する。

その後、図２１（ｈ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第２主面上に銀電極１６を形成する。銀電極１６は、たとえば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、ｐ型シリコン基板１０を熱処理することによって得ることができる。

そして、図２１（ｉ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上に銀電極１３を形成する。銀電極１３は、ｐ型シリコン基板１０との接触抵抗を含む直列抵抗を低く抑えるとともに銀電極１３の形成面積を少なくして太陽光の入射量を減少させないようにするため、銀電極１３の線幅、ピッチおよび厚さなどのパターン設計が重要である。銀電極１３の形成方法としては、たとえば、反射防止膜１２の表面上に銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、ｐ型シリコン基板１０を熱処理することによって、銀ペーストが反射防止膜１２を貫通してｐ型シリコン基板１０の第１主面と良好な電気的接触が可能なファイアスルー方式が量産ラインで用いられている。

以上のようにして、図２０に示す構成の太陽電池を製造することができる。なお、銀電極１３および銀電極１６の形成後のｐ型シリコン基板１０を溶融半田槽に浸漬することによって銀電極１３および銀電極１６の表面に半田をコーティングすることもできる。この半田のコーティングは、プロセスによっては省略される場合もある。また、上記のようにして製造された太陽電池にソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧（ＩＶ）特性を測定してＩＶ特性を検査することもできる。

太陽電池は、その複数が直列に接続されて太陽電池ストリングとされた後、太陽電池ストリングを封止材によって封止して太陽電池モジュールとして販売および使用されることが多い。

図２２（ａ）〜（ｅ）に、従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す。まず、図２２（ａ）に示すように、太陽電池３０の第１主面の銀電極上に導電性部材であるインターコネクタ３１を接続する。

次に、図２２（ｂ）に示すように、インターコネクタ３１が接続された太陽電池３０を一列に配列し、太陽電池３０の第１主面の銀電極に接続されているインターコネクタ３１の他端を他の太陽電池３０の第２主面の銀電極に接続して、太陽電池ストリングを作製する。

次いで、図２２（ｃ）に示すように、太陽電池ストリングを並べて、太陽電池ストリングの両端から突出しているインターコネクタ３１と、他の太陽電池ストリングの両端から突出しているインターコネクタ３１とを導電性部材である配線材３３を用いて直列に接続することによって、太陽電池ストリング同士を互いに接続する。

続いて、図２２（ｄ）に示すように、接続された太陽電池ストリング３４を封止材としてのＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）フィルム３６で挟み込み、その後、ガラス板３５とバックフィルム３７との間に挟む。そして、ＥＶＡフィルム３６間に入った気泡を減圧して抜き、加熱すると、ＥＶＡフィルム３６が硬化して、太陽電池ストリングがＥＶＡ中に封止される。これにより、太陽電池モジュールが作製される。

その後、図２２（ｅ）に示すように、太陽電池モジュールは、アルミニウム枠４０内に配置され、ケーブル３９を備えた端子ボックス３８が太陽電池モジュールに取り付けられる。そして、上記のようにして製造された太陽電池モジュールにソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧（ＩＶ）特性を測定してＩＶ特性が検査される。

図２３に、図２０に示す太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板１０の第１主面上に形成された銀電極１３のパターンを示す。ここで、銀電極１３は、比較的幅の大きい１本の線状のバスバー電極１３ａと、バスバー電極１３ａから伸びる複数の比較的幅の小さい線状のフィンガー電極１３ｂと、から構成されている。

図２４に、図２０に示す太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板１０の第２主面上に形成されたアルミニウム電極１４と銀電極１６のパターンを示す。ここで、アルミニウム電極１４はｐ型シリコン基板１０の第２主面のほぼ全面に形成されており、銀電極１６はｐ型シリコン基板１０の第２主面の一部のみに形成されている。これは、アルミニウム電極１４に半田をコーティングをすることは困難であるため、半田をコーティングすることが可能な銀電極１６が必要となることがあるためである。

図２５に、図２０に示す構成の太陽電池を直列に接続した太陽電池ストリングの模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池の受光面のバスバー電極１３ａに半田などによって固定されたインターコネクタ３１は、隣接する他の太陽電池の裏面の銀電極１６に半田などによって固定されている。なお、図２５においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。
特開２００５−１４２２８２号公報

太陽光発電システムが急速に普及するにつれ、太陽電池の製造コストの低減は必要不可欠となっている。太陽電池の製造コストの低減において、半導体基板であるシリコン基板の大型化および薄型化は非常に有効な手段である。しかしながら、シリコン基板の大型化および薄型化に伴い、太陽電池ストリングを形成する際、太陽電池の電極（バスバー電極、銀電極）と銅からなるインターコネクタとを半田などによって固定して接続する加熱工程後の冷却工程において、太陽電池のシリコン基板とインターコネクタとの熱膨張係数差（シリコンの熱膨張係数３．５×１０^-6／Ｋに対し、銅は１７．６×１０^-6／Ｋであり５倍程度の差がある）により、シリコン基板とインターコネクタとの間に大きな内部応力が発生し、太陽電池が大きく反るという問題が生じていた。

これは、上記の加熱工程において太陽電池の電極とインターコネクタとを固定した後、加熱状態にあった太陽電池の電極とインターコネクタを室温まで冷却すると、インターコネクタが太陽電池よりも大きく収縮するため、太陽電池に凹状の反りが発生する。太陽電池に生じた反りは、自動化された太陽電池モジュールの作製ラインの搬送系において搬送エラーや太陽電池の割れを引き起こす原因となる。また、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に反りが生じている場合には、太陽電池モジュールの作製のための封止材による封止工程において太陽電池ストリングを構成する各太陽電池に局部的に強い力が加わり、太陽電池に割れが生じる原因となる。

たとえば、特許文献１には、隣接する太陽電池を接続するインターコネクタに断面積が局部的に縮小された小断面積部を設ける方法が開示されている。上述したように、上記の加熱工程により加熱状態にあったインターコネクタおよび太陽電池は室温まで冷却する際に太陽電池に凹状の反りが発生する。その際、太陽電池には元の形状に戻ろうとする力（復元力）が発生し、この復元力はインターコネクタに対して引張り応力を加える。特許文献１に開示された方法によれば、インターコネクタに引張り応力が加えられたときに他の部分と比べて比較的強度の弱い小断面積部が延伸して、太陽電池の反りが低減されるが、さらなる改善が望まれる。

そこで、本発明の目的は、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明は、半導体基板の第１主面上に、バスバー電極と、バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極と、が備えられており、バスバー電極は、線状電極である第１接続部と、空隙である第１非接続部と、を含み、第１接続部と第１非接続部とがバスバー電極の長手方向に隣接して配置されており、第１主面上に第１非接続部の周縁をバスバー電極の一部で取り囲んだ中空パターン部が形成されており、第１接続部の幅が中空パターン部の幅よりも狭い太陽電池である。

ここで、本発明の太陽電池においては、半導体基板の第１主面と反対側の第２主面上に、銀電極からなる第２接続部と、アルミニウム電極からなる第２非接続部と、がバスバー電極の長手方向に隣接して配置されていてもよい。

また、本発明の太陽電池においては、第１接続部および第２接続部はそれぞれ半導体基板に関して互いに対称となる位置に形成されていることが好ましい。なお、本発明において「対称」は、厳密に対称であることは必要なく、実質的に対称であればよい。

また、本発明の太陽電池においては、第１接続部が島状に形成されていてもよい。
また、本発明の太陽電池においては、第１接続部が線状に形成されていてもよい。

また、本発明の太陽電池において、中空パターン部におけるバスバー電極の幅は、第１接続部におけるバスバー電極の幅よりも狭くなっていてもよい。

また、本発明の太陽電池においては、バスバー電極の長手方向に中空パターン部が複数形成されており、互いに隣接する中空パターン部の間隔が等間隔であることが好ましい。

また、本発明の太陽電池において、第１主面の端部と第１主面の端部に隣接する中空パターン部との間隔のうち少なくとも１つの間隔が、互いに隣接する中空パターン部の間隔よりも狭くなっていてもよい。

また、本発明の太陽電池において、第１主面の端部に隣接する第１接続部の少なくとも１つは、第１主面の端部から離れて設置されていてもよい。また、本発明は、半導体基板の第１主面上に電極が備えられており、電極は、空隙である非接続部の両側に位置する線状電極である接続部と、非接続部の両側に配置された接続部同士を非接続部を迂回して電気的に接続する中空パターン部と、を含み、接続部の幅が中空パターン部の幅よりも狭い太陽電池である。また、本発明は、半導体基板の第１主面上に電極が備えられており、電極の一部として線状電極である２つの接続部と、２つの接続部の間に位置する空隙である非接続部と、非接続部を迂回して２つの接続部を電気的に接続する中空パターン部と、を含み、接続部の幅が中空パターン部の幅よりも狭い太陽電池である。また、本発明は、半導体基板の第１主面上に電極が備えられており、電極は、線状電極である２つの接続部と、２つの接続部間において空隙である非接続部を迂回するために設けられた中空パターン部と、を含み、接続部の幅が中空パターン部の幅よりも狭い太陽電池である。

また、本発明は、上記の太陽電池の複数が接続された太陽電池ストリングであって、互いに隣接する太陽電池において、一方の太陽電池の第１接続部と他方の太陽電池の第２接続部とがインターコネクタに接続されている太陽電池ストリングである。

また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、太陽電池の端部において屈曲していてもよい。

また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第１非接続部に対応する箇所および第２非接続部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。

また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第１非接続部に対応する箇所および第２非接続部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することがより好ましい。

また、本発明は、上記の中空パターン部を有する太陽電池の複数が接続された太陽電池ストリングであって、互いに隣接する太陽電池において、一方の太陽電池の第１接続部と他方の太陽電池の第２接続部とがインターコネクタに接続されている太陽電池ストリングである。

また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、中空パターン部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。

また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、中空パターン部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することがより好ましい。

さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池ストリングが封止材によって封止されてなる太陽電池モジュールである。

本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール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。

（実施の形態１）
図１（ａ）に本発明の太陽電池の受光面の一例の模式的な平面図を示す。ここで、本発明の太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板１０の第１主面においては、紙面の左右方向に伸びる比較的幅の広い線状のバスバー電極１３ａと、バスバー電極１３ａから紙面の上下方向に伸びる複数の幅の狭い線状のフィンガー電極１３ｂと、が備えられている。また、バスバー電極１３ａは、インターコネクタに固定して接続するための線状の第１接続部５１と、インターコネクタに接続されない空隙である第１非接続部４２とを含み、第１接続部５１と第１非接続部４２とが交互に配列して形成されている。具体的には、図１（ａ）に示す１本のバスバー電極１３ａにおいて第１接続部５１が３つ形成されており、隣接する第１接続部５１の間およびｐ型シリコン基板１０の第１主面の端部にそれぞれ第１非接続部４２が形成されている。なお、本発明において、「端部」とは、バスバー電極の第１接続部と第１非接続部とが交互に配列されている方向の端部のことをいう。

図１（ｂ）に、図１（ａ）に示す第１非接続部４２近傍の模式的な拡大平面図を示す。ここで、バスバー電極１３ａは、空隙である第１非接続部４２がバスバー電極１３ａによってその周縁を取り囲まれた中空パターン部を有している。第１接続部５１におけるバスバー電極１３ａの幅は一定の幅で連続しているが、第１非接続部４２の空隙の幅が第１接続部５１におけるバスバー電極１３ａの幅よりも広くなるように形成されているため、中空パターン部におけるバスバー電極１３ａの幅は、第１接続部５１におけるバスバー電極１３ａの幅よりも狭くなっている。

図１（ａ）に示すように、バスバー電極１３ａは上記の中空パターン部を２つ有しており、互いに隣接する中空パターン部の間隔は等間隔となっている。そして、ｐ型シリコン基板１０の紙面の左側の端部に隣接する中空パターン部とその第１主面の端部との間隔はないが、互いに隣接する中空パターン部の間隔は等間隔となっている。したがって、ｐ型シリコン基板１０の第１主面の端部に隣接する中空パターン部とｐ型シリコン基板１０の第１主面の端部との間隔の少なくとも一方が、互いに隣接する中空パターン部の間隔よりも狭くなっている。また、ｐ型シリコン基板１０の第１主面の紙面の左側の端部に隣接する第１接続部５１は、ｐ型シリコン基板１０の第１主面の紙面の左側の端部から離れて設置されている。

図２に、本発明の太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図を示す。本発明の太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板１０の第２主面においては、インターコネクタに接続するための第２接続部としての銀電極１６と、インターコネクタに接続されない第２非接続部とが交互に形成されている。ここで、第２非接続部は、隣接する銀電極１６の間のアルミニウム電極１４からなる。

第２接続部としての銀電極１６は、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上の第１接続部５１とｐ型シリコン基板１０に関して互いに対称となる位置に形成されている。

図３に、上記の構成の太陽電池を直列に接続した本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を示し、図４に、図３に示す太陽電池ストリングを受光面側から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、互いに隣接する太陽電池の一方の太陽電池の第１接続部５１と他方の太陽電池の第２接続部である銀電極１６とがそれぞれ半田などにより１本の導電性部材からなるインターコネクタ３１に固定されて接続されている。また、太陽電池の第１非接続部４２および第２非接続部となるアルミニウム電極１４はそれぞれインターコネクタ３１に固定されておらず、接続されていない。なお、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲している。また、図３においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。

このような構成の本発明の太陽電池ストリングにおいては、図２５に示した従来の太陽電池ストリングと比べて、インターコネクタと太陽電池の第１接続部との接続長さを低減することができる。このようにインターコネクタと太陽電池の第１接続部との接続長さを低減した場合には、インターコネクタと太陽電池を構成するｐ型シリコン基板との熱膨張係数差による応力を低減することができる。さらに、インターコネクタと太陽電池との接続部が太陽電池の受光面および裏面でそれぞれｐ型シリコン基板に関して対称な位置となるため、インターコネクタと太陽電池のｐ型シリコン基板との熱膨張係数差に起因して発生する応力が、太陽電池の受光面と裏面とでほぼ等しくなる。これにより、本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことになる。これらの効果によって、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる。

このような本発明の太陽電池ストリングを従来から公知の方法によりＥＶＡなどの封止材に封止することによって、本発明の太陽電池モジュールを得ることができる。

（実施の形態２）
図５に本発明の太陽電池ストリングの一例を太陽電池の受光面側から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板１０の第１主面上に、島状の第１接続部５１および互いに隣接する第１接続部５１の間の空隙である第１非接続部４２を有するバスバー電極１３ａと、バスバー電極１３ａから放射状に伸びる複数の幅の狭い線状のフィンガー電極１３ｂと、が備えられている。そして、図６の模式的断面図に示すように、互いに隣接する太陽電池の一方の太陽電池の第１接続部５１と他方の太陽電池の第２接続部である銀電極１６とがそれぞれ半田などによりインターコネクタに固定されて接続されている。

ここで、第１接続部５１を島状とすることによって、インターコネクタと太陽電池との接続長さをより低減し得ることから、インターコネクタと太陽電池を構成するｐ型シリコン基板１０との熱膨張係数差による応力をさらに低減することができる場合がある。また、図６に示すように、第２接続部としての銀電極１６は、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上の第１接続部５１とｐ型シリコン基板１０に関して互いに対称となる位置に形成されていることから、インターコネクタと太陽電池のｐ型シリコン基板１０との熱膨張係数差に起因して発生する応力が太陽電池の受光面と裏面とでほぼ等しくなり、太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことになる。これらの効果により、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる。また、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲している。なお、図６においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。

（実施の形態３）
図７に、本発明に用いられるインターコネクタの一例を接続した状態の模式的な拡大平面図を示す。ここで、図７に示すインターコネクタ３１は、接続された状態において、第１非接続部４２に対応する箇所に切れ込みが形成されることによって、インターコネクタ３１の断面積が局部的に縮小された小断面積部４１を有している。なお、本発明において、「インターコネクタの断面積」とは、インターコネクタの長手方向に直交する断面の面積のことをいう。

図８に、本発明に用いられるインターコネクタの好ましい他の一例を接続した状態の模式的な拡大平面図を示す。ここで、図８に示すインターコネクタ３１は、接続された状態において、第１非接続部４２に対応する箇所に、くびれが形成されることによってインターコネクタ３１の断面積が局部的に縮小された小断面積部４１を有している。

図９に、本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図を示す。また、図１０（ａ）に本発明に用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）に示すインターコネクタの模式的な側面図を示し、図１０（ｃ）に図１０（ａ）に示すインターコネクタの模式的な正面図を示す。また、図１１（ａ）に本発明に用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図を示し、図１１（ｂ）に図１１（ａ）に示すインターコネクタの模式的な側面図を示し、図１１（ｃ）に図１１（ａ）に示すインターコネクタの模式的な正面図を示す。また、図１２（ａ）に本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図を示し、図１２（ｂ）に図１２（ａ）に示すインターコネクタの模式的な側面図を示し、図１２（ｃ）に図１２（ａ）に示すインターコネクタの模式的な正面図を示す。

また、図１３に、図９に示すインターコネクタを用いて構成された太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を示す。さらに、図１４に、図１３に示す太陽電池ストリングを太陽電池の受光面側から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、図９に示すインターコネクタ３１は、図９および図１３に示すように、接続された状態において、第１非接続部４２および第２非接続部に対応する箇所に切れ込みが形成されることによって得られた小断面積部４１を有している。なお、インターコネクタ３１は、図１３に示すように、太陽電池の端部において屈曲している。また、図１３においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。

図７〜図１２に示すインターコネクタを用いて太陽電池ストリングを形成した場合には、実施の形態１および実施の形態２で述べたように、インターコネクタと太陽電池との接続長さを低減する効果および太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働く効果に加えて、上記の太陽電池の復元力が発生する際に、インターコネクタの他の部分と比べて比較的強度が弱い小断面積部が延伸して内部応力を緩和する効果が加わることになる。しかも、インターコネクタの小断面積部は第１非接続部および第２非接続部にそれぞれ配置されるので、小断面積部は固定されていないフリーな状態となっているため、自由に変形することができ、延伸による応力緩和効果を十分に発揮することができる。これらの効果により、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる。

なお、本発明においては、図７〜図１２に示すインターコネクタを使用することに限定されないことは言うまでもない。

また、本発明において、応力緩和効果を発揮させる観点からは、インターコネクタの小断面積部は、第１非接続部に対応する箇所および第２非接続部に対応する箇所の少なくとも１箇所に有することが好ましく、第１非接続部に対応する箇所および第２非接続部に対応する箇所のすべての箇所に有することが最も好ましい。

（実施の形態４）
図１５に、本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図を示す。ここで、図１５に示すインターコネクタ３１の互いに隣接する小断面積部４１の間隔は等間隔となっている。

図１６に、図１５に示すインターコネクタ３１を用いて太陽電池ストリングを形成するための太陽電池の受光面の模式的な平面図を示す。また、図１７に、図１５に示すインターコネクタ３１を用いて太陽電池ストリングを形成するための太陽電池の裏面の模式的な平面図を示す。この太陽電池を図１５に示すインターコネクタ３１を用いて接続したときの太陽電池ストリングを図１８の模式的断面図に示し、図１８に示す太陽電池ストリングを太陽電池の受光面から見たときの模式的な平面図を図１９に示す。また、図１８に示すように、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲している。なお、図１８においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。

このように互いに隣接する小断面積部４１の間隔を等間隔としたインターコネクタを用いて太陽電池ストリングを形成した場合には小断面積部４１の形成がより容易となるため、太陽電池ストリングの製造コストが低下し、太陽電池ストリングの生産性を向上することができる。

なお、上記の実施の形態１〜４におけるその他の説明は、上記の背景技術の欄における説明と同様であるが、その説明に限定されるものではない。たとえば、本発明においては、ｐ型シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよく、上記の背景技術の欄の説明のｐ型とｎ型の導電型を入れ替えてもよい。また、本発明においては、第１接続部および第２接続部は必ずしも銀電極である必要はない。

（実施例１）
図１（ａ）に示す受光面の構成と図２に示す裏面の構成とを有する太陽電池を作製した。この太陽電池の幅は１５６．５ｍｍであり、長さは１５６．５ｍｍであって、太陽電池全体の厚みは１２０μｍであった。

ここで、図１（ａ）に示す受光面の第１接続部５１の幅は３ｍｍであり、長さは約４０ｍｍであって、中空パターン部の空隙である第１非接続部４２の幅は４．４ｍｍであり、長さは７ｍｍであった。また、第１非接続部４２の周囲を取り囲むバスバー電極１３ａの幅は６００μｍであった。また、２本のバスバー電極１３ａ間の距離は７４ｍｍであった。なお、バスバー電極１３ａおよびフィンガー電極１３ｂは銀からなっている。

また、図２に示す裏面の銀電極１６からなる第２接続部の幅は４ｍｍであり、長さは約４０ｍｍであって、第２接続部の間に位置するアルミニウム電極１４からなる第２非接続部の幅は４ｍｍであり、長さは７ｍｍであった。なお、図１（ａ）に示す第１接続部５１と図２に示す第２接続部とはｐ型シリコン基板１０に関して互いに対称となる位置に形成されており、図１（ａ）に示す第１非接続部４２と図２に示す第２非接続部とはｐ型シリコン基板１０に関して互いに対称となる位置に形成されている。

そして、上記の構成の太陽電池を２つ用意し、一方の太陽電池の受光面の第１接続部５１と他方の太陽電池の裏面の第２接続部とをそれぞれ半田により図８に示すインターコネクタ３１に接続して太陽電池ストリングを形成した。なお、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲している。

ここで、図８に示すインターコネクタ３１は、インターコネクタ３１を接続したときに、図１（ａ）に示す第１非接続部４２に対応する箇所のすべての箇所および図２に示す第２接続部に対応する箇所のすべての箇所に、図８に示すくびれからなる小断面積部４１を有するように形成された。なお、図８に示すインターコネクタ３１は銅から形成されており、その厚みは２００μｍであった。また、図８に示すインターコネクタ３１の幅は２．５ｍｍであって、小断面積部４１において最も幅の狭い箇所の幅は１ｍｍであった。

そして、太陽電池ストリングの形成後における太陽電池の反りを測定した。その結果を表１に示す。

（比較例１）
図２３に示す受光面の構成と図２４に示す裏面の構成とを有する太陽電池を作製した。この太陽電池の幅は１５６．５ｍｍであり、長さは１５６．５ｍｍであって、太陽電池全体の厚みは１２０μｍであった。

ここで、図２３に示す受光面のバスバー電極１３ａの幅は２ｍｍであり、長さは１５０ｍｍであった。また、２本のバスバー電極１３ａの間の距離は７５ｍｍであった。

また、図２４に示す裏面の銀電極１６の幅は４ｍｍであり、長さは１０ｍｍであった。また、銀電極１６の長手方向に互いに隣接する銀電極１６の間の距離は１５ｍｍであり、銀電極１６の長手方向と直交する方向に互いに隣接する銀電極１６の間の距離は７３ｍｍであった。

上記の構成の太陽電池を２つ用意し、一方の太陽電池の受光面の銀電極１３と他方の太陽電池の裏面の銀電極１６とをそれぞれ半田により図８に示すインターコネクタ３１に接続して太陽電池ストリングを形成した。なお、比較例１においては、実施例１で用いられたインターコネクタと同一の形状、同一の寸法および同一の材質のものが用いられた。また、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲していた。

そして、実施例１と同一の方法および同一の条件で、太陽電池ストリングの形成後における太陽電池の反りを測定した。その結果を表１に示す。

（比較例２）
小断面積部を有しない帯状のインターコネクタを用いたこと以外は比較例１と同様にして、太陽電池ストリングを形成した。

そして、実施例１と同一の方法および同一の条件で、太陽電池ストリングの形成後における太陽電池の反りを測定した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１の太陽電池ストリングは、比較例１および比較例２の太陽電池ストリングと比べて、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の反りが低減することが確認された。

このような結果が生じる第１の理由としては、実施例１の太陽電池ストリングにおいては受光面の第１接続部と第１非接続部とが交互に形成されているためインターコネクタと太陽電池との接続長さを低減したことが考えられる。また、第２の理由としては、実施例１の太陽電池ストリングにおいては第１接続部と第２接続部、第１非接続部と第２非接続部がそれぞれ半導体基板に関して対称となる位置に形成されているため太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことが考えられる。さらに、第３の理由としては、太陽電池ストリングの形成時に太陽電池の復元力が発生する際にインターコネクタの他の部分と比べて比較的強度が弱い小断面積部が延伸して内部応力を緩和することが考えられる。

（実施例２）
図８に示すくびれを有するインターコネクタ３１の代わりに、図７に示す切れ込みを有するインターコネクタ３１を用いたこと以外は実施例１と同様にして太陽電池ストリングを形成した。このようにして形成した太陽電池ストリングを直列に接続することによって４８個の太陽電池からなる太陽電池ストリングを形成した。

そして、この太陽電池ストリングのインターコネクタの接続不良数および接続不良発生率について調査した。その結果を表２に示す。

（比較例３）
比較例１と同様の構成の太陽電池を用いたこと以外は実施例２と同様にして４８個の太陽電池からなる太陽電池ストリングを形成した。

そして、この太陽電池ストリングのインターコネクタの接続不良数および接続不良発生率について調査した。その結果を表２に示す。

（比較例４）
比較例１と同様の構成のインターコネクタを用いたこと以外は比較例３と同様にして９６個の太陽電池からなる太陽電池ストリングを形成した。

そして、この太陽電池ストリングのインターコネクタの接続不良数および接続不良発生率について調査した。その結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例２の太陽電池ストリングは、比較例３および比較例４の太陽電池ストリングと比べて、接続不良数および接続不良発生率がそれぞれ低減されていることが確認された。

これは、実施例２の太陽電池ストリングにおいては、比較例３および比較例４の太陽電池ストリングと比べて、太陽電池ストリングを構成する太陽電池の反りが低減できていることによるものと考えられる。

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。

本発明によれば、インターコネクタと太陽電池との熱膨張係数差による応力が緩和されるので、その結果として、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りが低減されるとともに、インターコネクタと太陽電池との接続の信頼性も向上する。

また、本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りが低減されるので、太陽電池モジュールの作製ラインの搬送系における搬送エラーや太陽電池の割れも低減する。

さらに、本発明によれば、太陽電池モジュールの作製のため封止工程における太陽電池の割れも低減することができるので、太陽電池モジュールの歩留と生産性が向上する。

（ａ）は本発明の太陽電池の受光面の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第１非接続部近傍の模式的な拡大平面図である。 本発明の太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図である。 本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図である。 図３に示す太陽電池ストリングを受光面側から見たときの模式的な平面図である。 本発明の太陽電池ストリングの一例を太陽電池の受光面側から見たときの模式的な平面図である。 図５に示す太陽電池ストリングの模式的な断面図である。 本発明に用いられるインターコネクタの一例を接続した状態の模式的な拡大平面図である。 本発明に用いられるインターコネクタの好ましい他の一例を接続した状態の模式的な拡大平面図である。 本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図である。 （ａ）は本発明に用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すインターコネクタの模式的な側面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すインターコネクタの模式的な正面図である。 （ａ）は本発明に用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すインターコネクタの模式的な側面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すインターコネクタの模式的な正面図である。 （ａ）は本発明に用いられるインターコネクタの他の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すインターコネクタの模式的な側面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すインターコネクタの模式的な正面図である。 図９に示すインターコネクタを用いて構成された太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図である。 図１３に示す太陽電池ストリングを太陽電池の受光面側から見たときの模式的な平面図である。 本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図である。 図１５に示すインターコネクタを用いて太陽電池ストリングを形成するための太陽電池の受光面の模式的な平面図である。 図１５に示すインターコネクタを用いて太陽電池ストリングを形成するための太陽電池の裏面の模式的な平面図である。 図１５に示すインターコネクタを用いて接続したときの太陽電池ストリングの模式的な断面図である。 図１８に示す太陽電池ストリングを太陽電池の受光面から見たときの模式的な平面図である。 従来の太陽電池の一例の模式的な断面図である。 従来の太陽電池の製造方法の一例を示す図である。 従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図である。 図２０に示す太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板の第１主面上に形成された銀電極のパターンを示す図である。 図２０に示す太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板の第２主面上に形成されたアルミニウム電極と銀電極のパターンを示す図である。 図２０に示す太陽電池を直列に接続した太陽電池ストリングの模式的な断面図である。

符号の説明

１０ ｐ型シリコン基板、１１ ｎ+層、１２ 反射防止膜、１３，１６ 銀電極、１３ａ バスバー電極、１３ｂ フィンガー電極、１４ アルミニウム電極、１５ ｐ+層、１７ シリコンインゴッド、１８ シリコンブロック、３０ 太陽電池、３１ インターコネクタ、３３ 配線材、３４ 太陽電池ストリング、３５ ガラス板、３６ ＥＶＡフィルム、３７ バックフィルム、３８ 端子ボックス、３９ ケーブル、４０ アルミニウム枠、４１ 小断面積部、４２ 第１非接続部、５１ 第１接続部。

Claims (19)

1. 半導体基板の第１主面上に、バスバー電極と、前記バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極と、が備えられており、
   前記バスバー電極は、線状電極である第１接続部と、空隙である第１非接続部と、を含み、
   前記第１接続部と前記第１非接続部とが前記バスバー電極の長手方向に隣接して配置されており、
   前記第１主面上に前記第１非接続部の周縁を前記バスバー電極の一部で取り囲んだ中空パターン部が形成されており、
   前記第１接続部の幅が前記中空パターン部の幅よりも狭い、太陽電池。
2. 前記半導体基板の前記第１主面と反対側の第２主面上に、銀電極からなる第２接続部と、アルミニウム電極からなる第２非接続部と、が前記バスバー電極の長手方向に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記第１接続部および前記第２接続部はそれぞれ前記半導体基板に関して互いに対称となる位置に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の太陽電池。
4. 前記第１接続部が島状に形成されてい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太陽電池。
5. 前記第１接続部が線状に形成されてい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太陽電池。
6. 前記中空パターン部における前記バスバー電極の幅は、前記第１接続部における前記バスバー電極の幅よりも狭いことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池。
7. 前記バスバー電極の長手方向に前記中空パターン部が複数形成されており、互いに隣接する前記中空パターン部の間隔が等間隔であることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池。
8. 前記第１主面の端部と前記第１主面の前記端部に隣接する前記中空パターン部との間隔のうち少なくとも１つの間隔が、互いに隣接する前記中空パターン部の間隔よりも狭いことを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の太陽電池。
9. 前記第１主面の端部に隣接する前記第１接続部の少なくとも１つは、前記第１主面の端部から離れて設置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の太陽電池。
10. 半導体基板の第１主面上に電極が備えられており、
    前記電極は、空隙である非接続部の両側に位置する線状電極である接続部と、
    前記非接続部の両側に配置された前記接続部同士を前記非接続部を迂回して電気的に接続する中空パターン部と、を含み、
    前記接続部の幅が前記中空パターン部の幅よりも狭い、太陽電池。
11. 半導体基板の第１主面上に電極が備えられており、
    前記電極の一部として線状電極である２つの接続部と、前記２つの接続部の間に位置する空隙である非接続部と、前記非接続部を迂回して前記２つの接続部を電気的に接続する中空パターン部と、を含み、
    前記接続部の幅が前記中空パターン部の幅よりも狭い、太陽電池。
12. 半導体基板の第１主面上に電極が備えられており、
    前記電極は、線状電極である２つの接続部と、前記２つの接続部間において空隙である非接続部を迂回するために設けられた中空パターン部と、を含み、
    前記接続部の幅が前記中空パターン部の幅よりも狭い、太陽電池。
13. 請求項２に記載の太陽電池の複数が接続された太陽電池ストリングであって、
    互いに隣接する前記太陽電池において、一方の前記太陽電池の第１接続部と他方の前記太陽電池の第２接続部とがインターコネクタに接続されている、太陽電池ストリング。
14. 前記インターコネクタは、前記太陽電池の端部において屈曲していることを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池ストリング。
15. 前記インターコネクタは、前記第１非接続部に対応する箇所および前記第２非接続部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の太陽電池ストリング。
16. 前記インターコネクタは、前記第１非接続部に対応する箇所および前記第２非接続部に対応する箇所のすべての箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の太陽電池ストリング。
17. 前記インターコネクタは、前記中空パターン部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の太陽電池ストリング。
18. 前記インターコネクタは、前記中空パターン部に対応する箇所のすべての箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の太陽電池ストリング。
19. 請求項１３から１８のいずれかの太陽電池ストリングが封止材によって封止されてなる、太陽電池モジュール。

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