JP4781074B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、複数の太陽電池を備えた太陽電池モジュールに関する。

一般に、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池を直列に接続することにより構成される（例えば、特許文献１〜７参照）。

図１５（ａ），（ｂ）は従来の太陽電池モジュールの構成を示す模式的断面図および模式的側面図である。

図１５に示す太陽電池モジュールは、隣接するように配置された複数の太陽電池１０１を備える。

各太陽電池１０１の主たる光入射側の面（以下、表面と称する）および表面とは反対側の面（以下、裏面と称する）には集電極が設けられている。集電極は、光入射により生成された光キャリアを収集するための複数の細いフィンガー電極部と、収集された光キャリアを外部へ取り出すための比較的太いバスバー電極部とにより構成されている。このような集電極は、例えば、銀ペーストを表面および裏面にスクリーン印刷することにより形成される。

各太陽電池１０１の表面のバスバー電極部に半田コート銅箔等からなる接続タブ１０２が接合されるとともに、隣接する他の太陽電池１０１の裏面のバスバー電極部に当該接続タブ１０２が接合される。各太陽電池１０１の表面の接続タブ１０２と裏面の接続タブ１０２とは互いに対向する位置に設けられている。このようにして、複数の太陽電池１０１が直列に接続される。

複数の太陽電池１０１の表面側に透光性部材１０５が配設され、複数の太陽電池１０１の裏面側に裏面部材１０６が配設され、透光性部材１０５と裏面部材１０６との間に透光性樹脂１０４が充填される。
特開平１１−３５４８２２号公報 特開２０００−１６４９１０号公報 特開２００１−２３７４４８号公報 特開２００２−２６３６１号公報 特開２００２−１１１０２４号公報 特開２００４−１１９６８７号公報 特開２００４−１７９２６０号公報

太陽電池モジュールにおいて、電流値を増加させるためには、複数の太陽電池を並列接続する必要がある。従来の太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池を並列接続するためには、直列接続された１列の太陽電池群の両端の接続タブと直列接続された他の１列の太陽電池群の両端の接続タブとを別の接続タブで互いに接続する。それにより、２列分の太陽電池群が並列接続される。

しかしながら、従来の太陽電池モジュールにおいては、任意の数の太陽電池を並列接続および直列接続するためには配線が複雑となる。それにより、太陽電池モジュールの全体の面積における配線のスペースの割合が大きくなり、太陽電池モジュールの単位面積当たりの発電効率が低下する。また、太陽電池モジュールの全体の構造が複雑となるため、製造コストが増加する。

本発明の目的は、任意の数の太陽電池を簡単な構造で並列接続および直列接続することが可能でかつ発電効率の向上および製造コストの低減が可能な太陽電池モジュールを提供することである。

（１）本発明に係る太陽電池モジュールは、第１面および第２面にそれぞれ第１電極および第２電極を有する複数の太陽電池と、各太陽電池の第１面の第１電極に接合された帯状の１または複数の第１接続部材と、各太陽電池の第２面の第２電極に接合された帯状の１または複数の第２接続部材とを備え、複数の太陽電池は、順次隣接する複数の第１の太陽電池により構成される第１組と順次隣接する複数の第２の太陽電池により構成される第２組とを交互に含み、各第１の太陽電池の第１面の第１電極は第１の極性を有し、各第１の太陽電池の第２面の第２電極は第２の極性を有し、各第２の太陽電池の第１面の第１電極は第２の極性を有し、各第２の太陽電池の第２面の第２電極は第１の極性を有し、各第１組の複数の第１の太陽電池の第１接続部材と一方側に隣接する第２組の複数の第２の太陽電池の第１接続部材とが連続するように形成され、各第１組の複数の第１の太陽電池の第２接続部材と他方側に隣接する第２組の複数の第２の太陽電池の第２接続部材とが連続するように形成されたものである。

本発明に係る太陽電池モジュールにおいては、複数の太陽電池が第１面および第２面にそれぞれ第１電極および第２電極を有する。各太陽電池の第１面の第１電極に帯状の１または複数の第１接続部材が接合され、各太陽電池の第２面の第２電極に帯状の１または複数の第２接続部材が接合されている。

ここで、複数の太陽電池は、第１組と第２の太陽電池により構成される第２組とを交互に含む。第１組が順次隣接する複数の第１の太陽電池により構成され、第２組が順次隣接する複数の第２の太陽電池により構成される。各第１組における複数の第１の太陽電池の第１の極性の第１電極と一方側に隣接する第２組における複数の第２の太陽電池の第２の極性の第１電極とが第１接続部材により電気的に接続される。また、各第１組における複数の第１の太陽電池の第２の極性の第２電極と他方側に隣接する第２組における複数の第２の太陽電池の第１の極性の第２電極とが第２接続部材により電気的に接続される。このようにして、各第１組の複数の第１の太陽電池が電気的に並列接続され、各第２組の複数の第２の太陽電池が電気的に並列接続され、第１組と第２組とが電気的に直列接続される。したがって、任意の数の太陽電池を簡単な構造で並列接続および直列接続することが可能となる。

また、各第１組の複数の第１の太陽電池の第１接続部材と一方側に隣接する第２組の複数の第２の太陽電池の第１接続部材とが連続するように形成され、各第１組の複数の第１の太陽電池の第２接続部材と他方側に隣接する第２組の複数の第２の太陽電池の第２接続部材とが連続するように形成されている。すなわち、第１接続部材は順次隣接する複数の第１および第２の太陽電池の第１面上に配置され、第２接続部材は順次隣接する第１および第２の太陽電池の第２面上に配置される。それにより、隣接する第１および第２の太陽電池間で第１接続部材と第２接続部材とを接続する必要がないので、隣接する複数の太陽電池間の接続構造が簡単になり、かつ製造工程が簡略化される。その結果、製造コストが低減される。また、隣接する複数の太陽電池間の間隔を小さくすることができる。それにより、太陽電池モジュールの発電効率の向上が可能となる。

（２）各太陽電池の各第１接続部材の形状と各第２接続部材の形状とが異なってもよい。

この場合、第１接続部材を光学損失が小さい形状に形成することができる。また、第２接続部材を抵抗損失が小さい形状に形成することができる。したがって、太陽電池モジュールの発電効率および出力電圧の向上が可能となる。

（３）各太陽電池の各第１接続部材の最大幅は各第２接続部材の最大幅よりも小さくてもよい。

この場合、第１接続部材の最大幅が第２接続部材の最大幅よりも小さいので、第１接続部材による光学損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの発電効率がさらに向上する。また、第２接続部材の最大幅が第１接続部材の最大幅より大きいので、第２接続部材の電気抵抗を小さくすることができる。それにより、第２接続部材による抵抗損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの出力電圧の低下が十分に防止される。

（４）各太陽電池の各第１接続部材の最大厚さは各第２接続部材の最大厚さよりも大きくてもよい。

この場合、第１接続部材の最大幅を大きくすることなく、第１接続部材の電気抵抗を小さくすることができる。それにより、第１接続部材による光学損失および抵抗損失をさらに低減することが可能となる。

（５）各太陽電池の各第１接続部材は略円形の断面を有し、各第２接続部材は平板状の断面を有してもよい。

この場合、第１接続部材の最大幅を大きくすることなく、第１接続部材の電気抵抗を小さくすることができる。また、第１接続部材が円柱状の外周面を有するので、入射光が種々の方向に散乱され、散乱した一部の光が太陽電池の第１面に入射する。それにより、第１接続部材による光学損失および抵抗損失を十分に低減することが可能となる。また、第２接続部材の電気抵抗を十分に小さくすることができる。それにより、第２接続部材による抵抗損失を十分に低減することが可能となる。

（６）第１電極および第２電極は、第１面および第２面にそれぞれ部分的に形成された金属電極であり、各太陽電池の少なくとも一部の第１接続部材の幅方向の中心位置と各第２接続部材の幅方向の中心位置とが異なってもよい。

この場合、複数の太陽電池へ第１接続部材を接合した後に複数の太陽電池へ第２接続部材を接合する場合に、第２接続部材の接合時の熱が少なくとも第１接続部材に伝達しにくくなる。それにより、第２接続部材の接合時に第１接続部材の接合強度が低下することが防止される。

したがって、複数の太陽電池への第１接続部材の接合と複数の太陽電池への第２接続部材の接合とを別々の工程で行い、第１接続部材の接合時と第２接続部材の接合時とで加熱温度および加熱時間等の処理条件をそれぞれより最適に設定することが可能となる。

また、太陽電池への第１接続部材および第２接続部材の接合を同時に行う場合でも、少なくとも一部の第１接続部材と第２接続部材との間で熱が伝達しにくくなる。したがって、第１接続部材および第２接続部材の接合時の処理条件をそれぞれより最適に設定することが可能となる。

これらの結果、第１接続部材および／または第２接続部材の接合強度を向上させることが可能になるとともに、製造工程の選択の幅も広がる。

各太陽電池の各第１接続部材の幅方向の中心位置と各第２接続部材の幅方向の中心位置とが全て異なることが好ましい。

その場合、第１接合部材および第２接続部材の接合時に第１接続部材と第２接続部材との間で熱が伝達しにくくなる。それにより、第１接続部材および第２接続部材の接合強度をより向上させることが可能となる。

（７）第１電極および前記第２電極は、第１面および第２面にそれぞれ部分的に形成された金属電極であり、各太陽電池の第１接続部材の数と第２接続部材の数とが異なってもよい。

この場合、各太陽電池の少なくとも一部の第１接続部材の幅方向の中心位置がすべての第２接続部材の幅方向の中心位置とは異なり、または各太陽電池の少なくとも一部の第２接続部材の幅方向の中心位置がすべての第１接続部材の幅方向の中心位置とは異なる。

ここで、複数の太陽電池へ第１接続部材を接合した後に複数の太陽電池へ第２接続部材を接合する場合に、第２接続部材の接合時の熱が第１接続部材に伝達しにくくなる。それにより、第２接続部材の接合時に第１接続部材の接合強度が低下することが防止される。あるいは、複数の太陽電池へ第２接続部材を接合した後に複数の太陽電池へ第１接続部材を接合する場合に、第１接続部材の接合時の熱が第２接続部材に伝達しにくくなる。それにより、第１接続部材の接合時に第２接続部材の接合強度が低下することが防止される。

したがって、複数の太陽電池への第１接続部材の接合と複数の太陽電池への第２接続部材の接合とを別々の工程で行い、第１接続部材の接合時と第２接続部材の接合時とで加熱温度および加熱時間等の処理条件をそれぞれより最適に設定することが可能となる。

また、太陽電池への第１接続部材および第２接続部材の接合を同時に行う場合でも、少なくとも一部の第１接続部材と第２接続部材との間で熱が伝達しにくくなる。したがって、第１接続部材および第２接続部材の接合時の処理条件をそれぞれより最適に設定することが可能となる。

これらの結果、第１接続部材および／または第２接続部材の接合強度を向上させることが可能になるとともに、製造工程の選択の幅も広がる。

本発明によれば、各第１組の複数の第１の太陽電池が電気的に並列接続され、各第２組の複数の第２の太陽電池が電気的に並列接続され、第１組と第２組とが電気的に直列接続される。したがって、任意の数の太陽電池を簡単な構造で並列接続および直列接続することが可能となる。

また、隣接する第１および第２の太陽電池間で第１接続部材と第２接続部材とを接続する必要がないので、隣接する複数の太陽電池間の接続構造が簡単になり、かつ製造工程が簡略化される。その結果、製造コストが低減される。また、隣接する複数の太陽電池間の間隔を小さくすることができる。それにより、太陽電池モジュールの発電効率の向上が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（１）第１の実施の形態
（ａ）太陽電池モジュールの全体の構成
図１は本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの模式的平面図である。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの一部の模式的平面図及び模式的側面図である。図３（ａ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

図１において、矢印ＸおよびＹで示す直交する２方向をそれぞれ列方向および行方向と呼ぶ。

図１に示す太陽電池モジュールは、列方向および行方向にマトリクス状に配列された２種類の太陽電池１，１ａにより構成される。

各太陽電池１，１ａの主たる光入射面（主たる受光面）を表面と呼び、表面と反対側の面を裏面と呼ぶ。

本実施の形態では、太陽電池１の表面が正極であり、裏面が負極である。また、太陽電池１ａの表面が負極であり、裏面が正極である。

各列には、２つの太陽電池１の組と２つの太陽電池１ａの組とが交互に配置される。以下、２つの太陽電池１の組を第１組と呼び、２つの太陽電池１ａの組を第２組と呼ぶ。

本実施の形態では、複数本の表面側接続タブ２および複数本の裏面側接続タブ３により第１組の２つの太陽電池１が電気的に並列接続され、第２組の２つの太陽電池１ａが電気的に並列接続され、隣接する第１組と第２組とが電気的に直列接続されている。

第１番目の列の一端側の太陽電池１の裏面側接続タブ３は、端部接続タブ２ａにより互いに接続されている。端部接続タブ２ａには、電力ケーブル２ｅが接続されている。

第１番目の列の他端側の太陽電池１ａの裏面側接続タブ３は、端部接続タブ２ｂにより第２番目の列の他端側の太陽電池１の裏面側接続タブ３に接続されている。第２番目の列の一端側の太陽電池１ａの裏面側接続タブ３は、端部接続タブ２ｃにより第３番目の列の一端側の太陽電池１の裏面側接続タブ３に接続されている。

同様にして、奇数番目の列の他端側の太陽電池１ａの裏面側接続タブ３は、端部接続タブ２ｂにより次の偶数番目の列の他端側の太陽電池１の裏面側接続タブ３に接続されている。偶数番目の列の一端側の太陽電池１ａの裏面側接続タブ３は、端部接続タブ２ｃにより次の奇数番目の列の一端側の太陽電池１の裏面側接続タブ３に接続されている。

最終列の一端側の太陽電池１ａの裏面側接続タブ３は、端部接続タブ２ｄにより互いに接続されている。端部接続タブ２ｄには、電力ケーブル２ｆが接続されている。

なお、影の影響により一部の太陽電池１，１ａへの光の入射が遮られた場合に逆方向電圧が印加されることを防止する手段としてダイオードを有する端子ボックスが太陽電池モジュールの一端に配置される。ここでは図を簡略化するために端子ボックスは図示されていない。

図２（ａ）に示すように、各第１組の２つの太陽電池１の表面と一方側に隣接する第２組の２つの太陽電池１ａの表面とを電気的に接続するように２本の表面側接続タブ２が形成されている。２本の表面側接続タブ２は、太陽電池１，１ａの表面全体をほぼ２等分することにより得られる領域のそれぞれ略中央の位置列方向に沿って互いに平行に延びている。

各第１組の２つの太陽電池１の裏面と他方側に隣接する第２組の２つの太陽電池１ａの裏面とを電気的に接続するように３本の裏面側接続タブ３が形成されている。３本の裏面側接続タブ３は、裏面全体をほぼ３等分することにより得られる領域のそれぞれ略中央の位置で列方向に沿って互いに平行に延びている。

このように、表面側接続タブ２の本数は裏面側接続タブ３の本数よりも少ない。また、表面側接続タブ２の幅方向の中心位置は裏面側接続タブ３の幅方向の中心位置とは異なる。

図２（ｂ）に示すように、表面側接続タブ２は、各第１組の太陽電池１および一方側に隣接する第２組の太陽電池１ａの表面上に接合され、裏面側接続タブ３は、各第１組の太陽電池１および他方側に隣接する第２組の太陽電池１ａの裏面上に接合されている。それにより、第１組の２つの太陽電池１の表面の正極同士が電気的に接続され、第１組の２つの太陽電池１の裏面の負極同士が電気的に接続される。また、第２組の２つの太陽電池１ａの表面の負極同士が電気的に接続され、第２組の２つの太陽電池１ａの裏面の正極同士が電気的に接続される。さらに、第１組の２つの太陽電池１の表面の正極が一方側に隣接する第２組の２つの太陽電池１ａの表面の負極に電気的に接続され、第１組の２つの太陽電池１の裏面の負極が他方側に隣接する第２組の２つの太陽電池１ａの裏面の正極に電気的に接続される。

このようにして、電気的に並列接続された２つの太陽電池１の第１組と電気的に並列接続された２つの太陽電池１ａの第２組とが各列内で電気的に直列接続される。

複数の太陽電池１，１ａは、透光性樹脂からなる封止材４により封止され、封止材４の表面側に透光性の表面部材５が設けられ、封止材４の裏面側に裏面部材６が設けられる。封止材４としては、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）等を用いることができる。表面部材５としては、透明ガラス、透明フィルム等の透光性材料を用いることができる。裏面部材６は、例えばアルミニウムをフッ化ビニルフィルムで挟んだ構造を有する。これらの表面部材５、封止材４および裏面部材６の周囲には、図１の枠体７が装着される。

図３に示すように、表面側接続タブ２は、断面円形の金属製ワイヤからなる。表面側接続タブ２として、例えば銅製ワイヤが用いられる。銅製ワイヤの表面には鉛を含有しない半田めっきが施されている。表面側接続タブ２の直径は例えば０．７ｍｍである。

裏面側接続タブ３は、ストライプ状の金属箔からなる。裏面側接続タブ３として、例えば銅箔が用いられる。銅箔の表面には鉛を含有しない半田めっきが施されている。裏面側接続タブ３の幅は例えば４ｍｍであり、厚さは０．１ｍｍである。

このように、本実施の形態では、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とが異なる形状を有する。

本実施の形態の太陽電池モジュールにおいては、表面部材５を通して主として太陽電池１，１ａの表面側から光が入射するが、裏面部材６での反射光が太陽電池１，１ａの裏面側からも入射する。

（ｂ）太陽電池の電極構造
図４は１つの太陽電池１の表面側の平面図、図５は１つの太陽電池１の裏面側の平面図である。

図４に示すように、太陽電池１は略正方形状を有するｎ型単結晶シリコンウエハ１１を備える。ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の主面側に、後述する非晶質シリコン膜を介してＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなる表面電極１２が形成されている。表面電極１２上には、ストライプ状の２本のバスバー電極部１３ｐが互いに平行に形成され、バスバー電極部１３ｐと直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極部１４ｐが互いに平行に形成されている。バスバー電極部１３ｐおよびフィンガー電極部１４ｐが正極として働く集電極１５ｐを構成する。

図５に示すように、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の裏面側に、後述する非晶質シリコン膜を介してＩＴＯ等の透明導電膜からなる裏面電極２５が形成されている。裏面電極２５上には、ストライプ状の３本のバスバー電極部１３ｎが互いに平行に形成され、バスバー電極部１３ｎと直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極部１４ｎが互いに平行に形成されている。バスバー電極部１３ｎおよびフィンガー電極部１４ｎが負極として働く集電極１５ｎを構成する。

集電極１５ｐ，１５ｎは、例えばＡｇ（銀）等の導電性粒子を含む導電性ペーストにより形成される。

図６は１つの太陽電池１ａの表面側の平面図、図７は１つの太陽電池１ａの裏面側の平面図である。

図６に示すように、太陽電池１ａは略正方形状を有するｎ型単結晶シリコンウエハ１１を備える。ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の主面側に、後述する非晶質シリコン膜を介してＩＴＯ等の透明導電膜からなる表面電極１２ａが形成されている。表面電極１２ａ上には、ストライプ状の２本のバスバー電極部１３ｎが互いに平行に形成され、バスバー電極部１３ｎと直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極部１４ｎが互いに平行に形成されている。バスバー電極部１３ｎおよびフィンガー電極部１４ｎが負極として働く集電極１５ｎを構成する。

図７に示すように、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の裏面側に、後述する非晶質シリコン膜を介してＩＴＯ等の透明導電膜からなる裏面電極２５ａが形成されている。裏面電極２５ａ上には、ストライプ状の３本のバスバー電極部１３ｐが互いに平行に形成され、バスバー電極部１３ｐと直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極部１４ｐが互いに平行に形成されている。バスバー電極部１３ｐおよびフィンガー電極部１４ｐが正極として働く集電極１５ｐを構成する。

集電極１５ｎ，１５ｐは、例えばＡｇ（銀）等の導電性粒子を含む導電性ペーストにより形成される。

このように、太陽電池１ａの表面側の集電極１５ｎは太陽電池１の表面側の集電極１５ｐと同様の形状を有し、太陽電池１ａの裏面側の集電極１５ｐは太陽電池１の裏面側の集電極１５ｎと同様の形状を有する。

（ｃ）接続タブの接合方法
図２および図３の表面側接続タブ２が図４のバスバー電極部１３ｐおよび図６のバスバー電極部１３ｎ上に配置される。この状態で、表面側接続タブ２が加熱されることにより、表面側接続タブ２の半田が溶融し、バスバー電極部１３ｐ上およびバスバー電極部１３ｎ上に表面側接続タブ２が接合される。

また、図２および図３の裏面側接続タブ３が、図５のバスバー電極部１３ｎおよび図７のバスバー電極部１３ｐ上に配置される。この状態で、裏面側接続タブ３が加熱されることにより、裏面側接続タブ３の半田が溶融し、バスバー電極部１３ｎ上およびバスバー電極部１３ｐ上に裏面側接続タブ３が接合される。

（ｄ）太陽電池の層構造
図８は太陽電池１の模式的断面図である。図８に示すように、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の主面上にｉ型非晶質シリコン膜２１およびｐ型非晶質シリコン膜２２が順に形成されている。ｎ型単結晶シリコンウエハ１１、ｉ型非晶質シリコン膜２１およびｐ型非晶質シリコン膜２２が光電変換層を形成し、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１が主たる発電層となる。

ｐ型非晶質シリコン膜２２上に、表面電極１２が形成されている。図４に示したように、表面電極１２上には複数のバスバー電極部１３ｐおよび複数のフィンガー電極部１４ｐからなる集電極１５ｐが形成されている。

また、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の裏面上には、ｉ型非晶質シリコン膜２３およびｎ型非晶質シリコン膜２４が順に形成されている。ｎ型非晶質シリコン膜２４上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる裏面電極２５が形成されている。図５に示したように、裏面電極２５上には、複数のバスバー電極部１３ｎおよび複数のフィンガー電極部１４ｎからなる集電極１５ｎが形成されている。

本実施の形態の太陽電池１は、ｐｎ接合特性を改善するためにｎ型単結晶シリコンウエハ１１とｐ型非晶質シリコン膜２２との間にｉ型非晶質シリコン膜２１を設けたＨＩＴ（真性薄膜を有するヘテロ接合：Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer）型構造を有するとともに、裏面でのキャリアの再結合を防止するためにｎ型単結晶シリコンウエハ１１の裏面にｉ型非晶質シリコン膜２３およびｎ型非晶質シリコン膜２４を設けたＢＳＦ(Back Surface Field)構造を有する。

本実施の形態の太陽電池１においては、主として表面電極１２から光が入射するが、裏面電極２５からも光が入射する。ｎ型単結晶シリコンウエハ１１において発生したキャリアは、光電流として表面電極１２および裏面電極２５に拡散し、集電極１５ｐ，１５ｎで収集される。

図９は太陽電池１ａの模式的断面図である。図９に示すように、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の主面上にｉ型非晶質シリコン膜２３およびｎ型非晶質シリコン膜２４が順に形成されている。ｎ型単結晶シリコンウエハ１１、ｉ型非晶質シリコン膜２３およびｎ型非晶質シリコン膜２４が光電変換層を形成し、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１が主たる発電層となる。

ｎ型非晶質シリコン膜２４上に、表面電極１２ａが形成されている。図６に示したように、表面電極１２ａ上には複数のバスバー電極部１３ｎおよび複数のフィンガー電極部１４ｎからなる集電極１５ｎが形成されている。

また、ｎ型単結晶シリコンウエハ１１の裏面上には、ｉ型非晶質シリコン膜２１およびｐ型非晶質シリコン膜２２が順に形成されている。ｐ型非晶質シリコン膜２２上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる裏面電極２５ａが形成されている。図７に示したように、裏面電極２５ａ上には、複数のバスバー電極部１３ｐおよび複数のフィンガー電極部１４ｐからなる集電極１５ｐが形成されている。

本実施の形態の太陽電池１ａにおいては、主として表面電極１２ａから光が入射するが、裏面電極２５ａからも光が入射する。ｎ型単結晶シリコンウエハ１１において発生したキャリアは、光電流として表面電極１２ａおよび裏面電極２５ａに拡散し、集電極１５ｎ，１５ｐで収集される。

（ｅ）第１の実施の形態の効果
本実施の形態の太陽電池モジュールにおいては、表面側接続タブ２は、太陽電池１，１ａの表面上に延び、裏面側接続タブ３は、太陽電池１，１ａの裏面上に延びる。それにより、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とを接続する必要がないので、端部接続タブが不要になる。したがって、隣接する太陽電池１間、隣接する太陽電池１ａ間および隣接する太陽電池１，１ａ間の接続構造が簡単になり、かつ製造工程が簡略化される。その結果、製造コストが低減される。また、隣接する太陽電池１間、隣接する太陽電池１ａ間および隣接する太陽電池１，１ａ間の間隔を小さくすることができる。それにより、太陽電池モジュールの発電効率のさらなる向上が可能となる。

しかも、簡単な構造で複数の太陽電池１，１ａを並列接続および直列接続することが可能となる。

また、表面側接続タブ２が断面円形の金属製ワイヤからなり、裏面側接続タブ３がストライプ状の金属箔からなる。このように、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とが異なる形状を有する。

この場合、表面側接続タブ２の本数は裏面側接続タブ３の本数よりも少なく、かつ表面側接続タブ２の直径は裏面側接続タブ３の幅よりも小さい。また、表面側接続タブ２が円柱状の外周面を有するので、入射光が種々の方向に散乱し、散乱した一部の光が太陽電池１，１ａの表面側から入射する。これらにより、主たる光の入射面となる表面側で表面側接続タブ２による光学損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの発電効率が向上する。

一方、裏面側接続タブ３の本数は表面側接続タブ２の本数よりも多く、かつ裏面側接続タブ３は大きな面積を有するので、電気抵抗が小さい。また、表面側接続タブ２は円形の断面を有するため、表面側接続タブ２の電気抵抗を小さく抑えることができる。それにより、太陽電池モジュールの表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３での抵抗損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの出力電圧の低下が防止される。

さらに、表面側接続タブ２の本数が裏面側接続タブ３の本数よりも少ない。また、表面側接続タブ２の幅方向の中心位置と裏面側接続タブ３の幅方向の中心位置とが異なる。

そのため、複数の太陽電池１，１ａへ表面側接続タブ２を接合した後に複数の太陽電池１，１ａへ裏面側接続タブ３を接合する場合に、裏面側接続タブ３の接合時の熱が表面側接続タブ２に伝達しにくくなる。それにより、裏面側接続タブ３の接合時に表面側接続タブ２の接合強度が低下することが防止される。あるいは、複数の太陽電池１，１ａへ裏面側接続タブ３を接合した後に複数の太陽電池１，１ａへ表面側接続タブ２を接合する場合に、表面側接続タブ２の接合時の熱が裏面側接続タブ３に伝達しにくくなる。それにより、表面側接続タブ２の接合時に裏面側接続タブ３の接合強度が低下することが防止される。

したがって、複数の太陽電池１，１ａへの表面側接続タブ２の接合と複数の太陽電池１，１ａへの裏面側接続タブ３の接合とを別々の工程で行い、表面側接続タブ２の接合時と裏面側接続タブ３の接合時とで加熱温度および加熱時間等の処理条件をそれぞれ独立に最適に設定することが可能となる。

また、太陽電池１，１ａへの表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の接合を同時に行う場合でも、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３との間で熱が伝達しにくくなる。したがって、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の接合時の処理条件をそれぞれ独立に最適に設定することが可能となる。

これらの結果から判るように、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の接合強度を向上させることが可能になるとともに、製造工程の選択の幅も広がる。

また、表面側接続タブ２の幅方向の中心位置と裏面側接続タブ３の幅方向の中心位置とが異なるので、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とが短絡することが防止される。

（ｆ）接続タブの他の配置例
図１０は表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の他の配置例を示す断面図である。

図１０に示すように、２本の裏面側接続タブ３が２本の表面側接続タブ２と重なる位置に設けられてもよい。この場合、各表面側接続タブ２の幅方向の中心位置Ｐ１と各裏面側接続タブ３の幅方向の中心位置Ｐ２とは異なる。

それにより、複数の太陽電池１，１ａへの表面側接続タブ２の接合と複数の太陽電池１，１ａへの裏面側接続タブ３の接合とを別々の工程で行い、表面側接続タブ２の接合時と裏面側接続タブ３の接合時とで加熱温度および加熱時間等の処理条件をそれぞれ独立に最適に設定することが可能となる。その結果、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の接合強度を向上させることが可能となる。

（２）第２の実施の形態
（ａ）太陽電池モジュールの全体の構成
図１１は本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの模式的平面図である。１２（ａ），（ｂ）はそれぞれ第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの一部の模式的平面図および模式的側面図である。図１３は図１２（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。

第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールが第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールと異なるのは次の点である。

第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールにおいては、図１１〜図１３に示すように、各第１組の２つの太陽電池１の表面と一方側に隣接する第２組の２つの太陽電池１ａの表面とを電気的に接続するように２本の表面側接続タブ２が形成されている。２本の表面側接続タブ２は、太陽電池１，１ａの表面全体をほぼ２等分することにより得られる領域のそれぞれ略中央の位置で列方向に沿って互いに平行に延びている。

また、各第１組の２つの太陽電池１の裏面と他方側に隣接する第２組の２つの太陽電池１ａの裏面とを電気的に接続するように２本の裏面側接続タブ３が形成されている。２本の裏面側接続タブ３は、太陽電池１，１ａの裏面全体をほぼ２等分することにより得られる領域のそれぞれ略中央の位置で列方向に沿って互いに平行に延びている。

このように、表面側接続タブ２の本数は裏面側接続タブ３の本数と等しい。また、表面側接続タブ２の幅方向の中心位置は裏面側接続タブ３の幅方向の中心位置と等しい。

図１３に示すように、表面側接続タブ２は、断面円形の金属製ワイヤからなる。表面側接続タブ２として、例えば銅製ワイヤが用いられる。銅製ワイヤの表面には鉛を含有しない半田めっきが施されている。表面側接続タブ２の直径は例えば０．５ｍｍである。

裏面側接続タブ３は、ストライプ状の金属箔からなる。裏面側接続タブ３として、例えば銅箔が用いられる。銅箔の表面には鉛を含有しない半田めっきが施されている。裏面側接続タブ３の幅は例えば２ｍｍであり、厚さは０．１ｍｍである。

このように、本実施の形態では、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とが異なる形状を有する。

（ｂ）第２の実施の形態の効果
本実施の形態の太陽電池モジュールにおいては、表面側接続タブ２は、太陽電池１，１ａの表面上に延び、裏面側接続タブ３は、太陽電池１，１ａの裏面上に延びる。それにより、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とを接続する必要がないので、端部接続タブが不要になる。したがって、隣接する太陽電池１間、隣接する太陽電池１ａ間および隣接する太陽電池１，１ａ間の接続構造が簡単になり、かつ製造工程が簡略化される。その結果、製造コストが低減される。また、隣接する太陽電池１間、隣接する太陽電池１ａ間および隣接する太陽電池１，１ａ間の間隔を小さくすることができる。それにより、太陽電池モジュールの発電効率のさらなる向上が可能となる。

しかも、簡単な構造で複数の太陽電池１，１ａを並列接続および直列接続することが可能となる。

また、表面側接続タブ２が断面円形の金属製ワイヤからなり、裏面側接続タブ３がストライプ状の金属箔からなる。このように、表面側接続タブ２と裏面側接続タブ３とが異なる形状を有する。

この場合、表面側接続タブ２の直径は裏面側接続タブ３の幅よりも小さい。また、表面側接続タブ２が円柱状の外周面を有するので、入射光が種々の方向に散乱し、散乱した一部の光が太陽電池１，１ａの表面側から入射する。これらにより、主たる光の入射面となる表面側で表面側接続タブ２による光学損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの発電効率が向上する。

一方、裏面側接続タブ３は大きな面積を有するので、電気抵抗が小さい。また、表面側接続タブ２は円形の断面を有するため、表面側接続タブ２の電気抵抗を小さく抑えることができる。それにより、太陽電池モジュールの表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３での抵抗損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの出力電圧の低下が防止される。

（ｃ）接続タブの他の例
図１４は表面側接続タブ２の他の例を示す断面図である。図１４の例では、２本の表面側接続タブ２が三角形の断面を有する。

それにより、入射光が表面側接続タブ２の側面で斜め下方に反射し、太陽電池１，１ａの表面側から入射する。これらにより、主たる光の入射面となる表面側で表面側接続タブ２による光学損失を低減することができる。その結果、太陽電池モジュールの発電効率が向上する。

（３）他の実施の形態
（Ａ）表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の本数は、上記実施の形態の本数に限定されず、他の本数であってもよい。例えば、表面側接続タブ２の本数が１本であってもよく、３本以上であってもよい。また、裏面側接続タブ３の本数が１本または２本であってもよく、４本以上であってもよい。

（Ｂ）表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の形状は、上記実施の形態の形状に限定されず、他の形状であってもよい。例えば、表面側接続タブ２が楕円形の断面を有してもよく、矩形等の多角形の断面を有してもよい。また、裏面側接続タブ３が円形または楕円形の断面を有してもよく、多角形の断面を有してもよい。

（Ｃ）表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の位置は、上記実施の形態の位置に限定されず、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３が太陽電池１，１ａの表面および裏面の他の位置に形成されてもよい。

（Ｄ）表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３の材料は、銅に限定されず、その他の導電性材料を用いてもよい。例えば、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３がアルミニウム、ステンレス等の他の金属材料により形成されてもよく、あるいは合金材料により形成されてもよい。

（Ｅ）太陽電池１，１ａは、非晶質シリコン膜と単結晶シリコンとを用いたハイブリッド型構造に限定されず、他の構造を有してもよい。例えば、非晶質シリコン膜の代わりに多結晶シリコン膜または微結晶シリコン膜を用いてもよい。また、太陽電池１，１ａがＨＩＴ型構造の代わりに単結晶型、多結晶型、非晶質型構造等を有してもよい。

（Ｆ）太陽電池１，１ａの形状は正方形に限定されず、太陽電池１，１ａが長方形、円形、楕円形、多角形等の他の形状を有してもよい。

（Ｇ）裏面部材６として、表面部材５と同様に、透明ガラス、透明フィルム等の透光性材料を用いてもよい。

（Ｈ）表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３は、太陽電池１，１ａの列方向の全長にわたって延びるように形成されることが好ましいが、これに限定されず、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３が太陽電池１，１ａの列方向の一部の領域に形成されてもよい。

（Ｉ）第３および第４の実施の形態では、太陽電池１が２つずつ並列接続され、太陽電池１ａが２つずつ並列接続されているが、３つ以上の数の太陽電池１が並列接続され、３つ以上の数の太陽電池１ａが並列接続されてもよい。

（Ｊ）集電極１５ｐ，１５ｎがバスバー電極部１３ｐ，１３ｎを有さないでもよい。この場合には、表面側接続タブ２および裏面側接続タブ３はフィンガー電極部１４ｐ，１４ｎに接合される。

（４）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
上記実施の形態では、太陽電池１，１ａの表面が第１面に相当し、太陽電池１，１ａの裏面が第２面に相当し、太陽電池１の集電極１５ｐが第１電極に相当し、太陽電池１の集電極１５ｎが第２電極に相当し、太陽電池１ａの集電極１５ｎが第１電極に相当し、太陽電池１ａの集電極１５ｐが第２電極に相当する。また、表面側接続タブ２が第１接続部材に相当し、裏面側接続タブ３が第２接続部材に相当する。さらに、太陽電池１が第１の太陽電池に相当し、太陽電池１ａが第２の太陽電池に相当し、正極が第１の極性の電極に相当し、負極が第２の極性の電極に相当する。

また、表面側タブ電極２の直径または幅が第１接続部材の最大幅に相当し、裏面側タブ電極３の幅が第２接続部材の最大幅に相当し、表面側タブ電極２の直径または厚さが第１接続部材の最大厚さに相当し、裏面側タブ電極３の厚さが第２接続部材の最大厚さに相当する。

本発明に係る太陽電池モジュールは、種々の電源等に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの模式的平面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの一部の模式的平面図および模式的側面図である。 図２（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 １つの太陽電池の表面側の平面図である。 １つの太陽電池の裏面側の平面図である。 １つの太陽電池の表面側の平面図である。 １つの太陽電池の裏面側の平面図である。 太陽電池の模式的断面図である。 太陽電池の模式的断面図である。 表面側接続タブおよび裏面側接続タブの他の配置例を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの模式的平面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの一部の模式的平面図および模式的側面図である。 図１２（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 表面側接続タブの他の例を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は従来の太陽電池モジュールの構成を示す模式的断面図および模式的側面図である。

符号の説明

１，１ａ 太陽電池
２ 表面側接続タブ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 端部接続タブ
２ｅ，２ｆ 電力ケーブル
３ 裏面側接続タブ
４ 封止材
５ 表面部材
６ 裏面部材
１１ ｎ型単結晶シリコンウエハ
１２，１２ａ 表面電極
１３ｐ，１３ｎ バスバー電極部
１４ｐ，１４ｎ フィンガー電極部
１５ｐ，１５ｎ 集電極
２１ ｉ型非晶質シリコン膜
２２ ｐ型非晶質シリコン膜
２３ ｉ型非晶質シリコン膜
２４ ｎ型非晶質シリコン膜
２５，２５ａ 裏面電極
Ｐ１，Ｐ２ 中心位置

Claims (6)

1. 第１面および第２面にそれぞれ第１電極および第２電極を有する複数の太陽電池と、
   各太陽電池の前記第１面の前記第１電極に接合された帯状の１または複数の第１接続部材と、
   各太陽電池の前記第２面の前記第２電極に接合された帯状の１または複数の第２接続部材とを備え、
   前記複数の太陽電池は、順次隣接する複数の第１の太陽電池により構成される第１組と順次隣接する複数の第２の太陽電池により構成される第２組とを交互に含み、
   各第１の太陽電池の前記第１面の前記第１電極は第１の極性を有し、各第１の太陽電池の前記第２面の前記第２電極は第２の極性を有し、各第２の太陽電池の前記第１面の前記第１電極は前記第２の極性を有し、各第２の太陽電池の前記第２面の前記第２電極は前記第１の極性を有し、
   各第１組の前記複数の第１の太陽電池の前記第１接続部材と一方側に隣接する第２組の前記複数の第２の太陽電池の前記第１接続部材とが連続するように形成され、各第１組の前記複数の第１の太陽電池の前記第２接続部材と他方側に隣接する第２組の前記複数の第２の太陽電池の前記第２接続部材とが連続するように形成され、
   前記第１電極および前記第２電極は、前記第１面および前記第２面においてそれぞれ透明導電膜上に部分的に形成された金属電極であり、
   各太陽電池の前記第１接続部材の数と前記第２接続部材の数とが異なることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 各太陽電池の各第１接続部材の形状と各第２接続部材の形状とが異なることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. 各太陽電池の各第１接続部材の最大幅は各第２接続部材の最大幅よりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池モジュール。
4. 各太陽電池の各第１接続部材の最大厚さは各第２接続部材の最大厚さよりも大きいことを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュール。
5. 各太陽電池の各第１接続部材は略円形の断面を有し、各第２接続部材は平板状の断面を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
6. 各太陽電池の少なくとも一部の第１接続部材の幅方向の中心位置と各第２接続部材の幅方向の中心位置とが異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。

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