JP5219977B2 - Solar cell element and solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は太陽電池素子および太陽電池モジュールに関するものである。   The present invention relates to a solar cell element and a solar cell module.

太陽電池素子の一種として、バックコンタクト型の太陽電池素子がある(例えば、特許文献1参照)。   One type of solar cell element is a back contact type solar cell element (see, for example, Patent Document 1).

従来のバックコンタクト型の太陽電池素子は、一導電型を呈する半導体基板と、半導体基板とは逆の導電型を呈する逆導電型の半導体層と、第1の電極と、第1の電極とは極性が異なる第2の電極とを備える。半導体基板は、受光面と裏面との間を貫通する複数の貫通孔を備える。逆導電型の半導体層は、半導体基板の受光面上に設けられた第1半導体層と、半導体基板の貫通孔の表面に設けられた第2半導体層と、半導体基板の裏面側に設けられた第3半導体層とからなる。第1の電極は、半導体基板の受光面側に形成された受光面電極部と、貫通孔内に形成された貫通孔電極部と、半導体基板の裏面において前記貫通孔電極部上に形成されたバスバー電極部とからなる。受光面電極部、貫通孔電極部及びバスバー電極部は、互いに電気的に接続されている。また、第2の電極は、半導体基板の裏面の第3半導体層が形成されていない部分に形成されてなる。   A conventional back-contact solar cell element includes a semiconductor substrate having one conductivity type, a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate, a first electrode, and a first electrode. And a second electrode having different polarities. The semiconductor substrate includes a plurality of through holes penetrating between the light receiving surface and the back surface. The reverse conductivity type semiconductor layer is provided on the light receiving surface of the semiconductor substrate, the second semiconductor layer provided on the surface of the through hole of the semiconductor substrate, and the back surface side of the semiconductor substrate. It consists of a third semiconductor layer. The first electrode is formed on the light-receiving surface electrode portion formed on the light-receiving surface side of the semiconductor substrate, the through-hole electrode portion formed in the through-hole, and the through-hole electrode portion on the back surface of the semiconductor substrate. It consists of a bus bar electrode part. The light-receiving surface electrode part, the through-hole electrode part, and the bus bar electrode part are electrically connected to each other. The second electrode is formed on a portion of the back surface of the semiconductor substrate where the third semiconductor layer is not formed.

国際公開2008/078741号International Publication No. 2008/078741

しかしながら、上述の太陽電池素子および該太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールは、さらなる普及が期待されている中において、簡易な構成で太陽光の変換効率を向上させることが重要となっている。この変換効率の向上に関しては、光起電力の損失を低減させることが重要である。   However, while the above-described solar cell element and the solar cell module using the solar cell element are expected to further spread, it is important to improve the conversion efficiency of sunlight with a simple configuration. In order to improve the conversion efficiency, it is important to reduce the loss of photovoltaic power.

本発明は、上記問題点に基づいてなされたものであり、簡易な構成で高効率な太陽電池素子および太陽電池モジュールを提供することを目的とする。   This invention is made | formed based on the said problem, and it aims at providing a highly efficient solar cell element and solar cell module with a simple structure.

本発明の太陽電池素子は、光を受ける第1の面及び該第1の面の裏側の第2の面を有する、一導電型を呈する半導体基板を備える。また、本発明の太陽電池素子は、前記第1の面側から前記第2の面側に導出され、一方向に配列される複数の第1導通部と、該複数の第1導通部の配列方向に沿って前記第2の面上に設けられ、前記複数の第1導通部の一部を覆うように前記第1導通部と接続される複数の第2導通部と、前記配列方向に沿って前記第2導通部と接続される複数の第1出力取出部と、を有する第1の電極を備える。また、本発明の太陽電池素子は、前記半導体基板よりも高い濃度のドーパントを含有してなり、前記第2の面側の前記第1の電極の非形成領域に設けられる、前記一導電型を呈する半導体層を備える。また、本発明の太陽電池素子は、前記半導体層上に設けられる集電部を有する第2の電極を備える。そして、本発明の太陽電池素子は、前記第1出力取出部の前記配列方向における長さが、前記第2導通部の長さよりも短く、前記半導体層は、前記配列方向において、隣り合う前記第1出力取出部の間に設けられている。   The solar cell element of this invention is equipped with the semiconductor substrate which has the 1st surface which receives light, and the 2nd surface on the back side of this 1st surface which exhibits a 1 conductivity type. Further, the solar cell element of the present invention is derived from the first surface side to the second surface side and arranged in one direction, and an array of the plurality of first conduction portions. A plurality of second conductive parts provided on the second surface along the direction and connected to the first conductive parts so as to cover a part of the plurality of first conductive parts, and along the arrangement direction And a plurality of first output extraction parts connected to the second conduction part. In addition, the solar cell element of the present invention includes the one conductivity type, which includes a dopant having a concentration higher than that of the semiconductor substrate, and is provided in a non-formation region of the first electrode on the second surface side. A semiconductor layer is provided. Moreover, the solar cell element of this invention is equipped with the 2nd electrode which has a current collection part provided on the said semiconductor layer. In the solar cell element of the present invention, the length of the first output extraction portion in the arrangement direction is shorter than the length of the second conduction portion, and the semiconductor layers are adjacent to each other in the arrangement direction. It is provided between one output extraction part.

また、本発明の太陽電池モジュールは、互いに隣接するように配列された複数の上記した本発明の太陽電池素子と、隣り合う前記太陽電池素子間で、一方の前記太陽電池素子の前記第1の電極と他方の前記太陽電池素子の前記第2の電極とを接続する配線と、を備える。   Moreover, the solar cell module of the present invention includes a plurality of the above-described solar cell elements of the present invention arranged so as to be adjacent to each other, and the first of the solar cell elements between the adjacent solar cell elements. Wiring which connects an electrode and the second electrode of the other solar cell element.

本発明の太陽電池素子および太陽電池モジュールは、半導体層の形成領域を大きくできるため、BSF効果が高まり太陽電池素子および太陽電池モジュールの出力特性の向上に寄与することができる。   Since the solar cell element and the solar cell module of the present invention can increase the formation region of the semiconductor layer, the BSF effect is enhanced, and the output characteristics of the solar cell element and the solar cell module can be improved.

本発明の実施の形態に係る太陽電池素子の構造を示す第1の面側から見た平面図である。It is the top view seen from the 1st surface side which shows the structure of the solar cell element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る太陽電池素子の構造を示す第2の面側から見た平面図である。It is the top view seen from the 2nd surface side which shows the structure of the solar cell element which concerns on embodiment of this invention. (a)は図1の断面A−Aから見た断面模式図であり、(b)は図1の断面B−Bから見た断面模式図である。(A) is the cross-sectional schematic diagram seen from the cross section AA of FIG. 1, (b) is the cross-sectional schematic diagram seen from the cross section BB of FIG. 図2の部分Cの拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view of a portion C in FIG. 2. 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the solar cell module which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールにおける、太陽電池素子同士の配線による接続の様子についてより詳細に示す図である。It is a figure shown in detail about the mode of the connection by the wiring of solar cell elements in the solar cell module which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの変形例を示す第2の面側から見た拡大平面図である。It is the enlarged plan view seen from the 2nd surface side which shows the modification of the solar cell module which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る太陽電池素子の変形例を示す第2の面側から見た拡大平面図である。It is the enlarged plan view seen from the 2nd surface side which shows the modification of the solar cell element which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

≪太陽電池素子の構造≫
本発明の実施の形態に係る太陽電池素子10は、一導電型を呈する半導体基板1と、半導体基板1と異なる導電型を有する逆導電型層2と、貫通孔3と、第1の電極4と、第2の電極5と、を備える。
≪Structure of solar cell element≫
A solar cell element 10 according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate 1 exhibiting one conductivity type, a reverse conductivity type layer 2 having a conductivity type different from that of the semiconductor substrate 1, a through hole 3, and a first electrode 4. And a second electrode 5.

太陽電池素子10は、図1〜図4に示すように、第1の面1F(図3においては上面側)と第1の面1Fの裏側の第2の面1S(図3においては下面側)とを含む半導体基板1を有する。太陽電池素子10においては、第1の面1Fが受光面となる(説明の便宜上、第1の面1Fを半導体基板1の受光面、第2の面1Sを半導体基板1の裏面などと称することもある)。   As shown in FIGS. 1 to 4, the solar cell element 10 includes a first surface 1F (upper surface side in FIG. 3) and a second surface 1S on the back side of the first surface 1F (lower surface side in FIG. 3). ) Including a semiconductor substrate 1. In the solar cell element 10, the first surface 1F serves as a light receiving surface (for convenience of explanation, the first surface 1F is referred to as the light receiving surface of the semiconductor substrate 1, the second surface 1S is referred to as the back surface of the semiconductor substrate 1, etc. There is also.)

半導体基板1としては、所定のドーパント元素(導電型制御用の不純物)を有して一導電型(例えば、p型)を呈する単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板等の結晶シリコン基板が用いられる。半導体基板1の厚みは、例えば、250μm以下であるのがより好ましく、150μm以下であるのがさらに好ましい。半導体基板1の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態のように、四角形状であれば製法上の観点から好適である。   As the semiconductor substrate 1, a crystalline silicon substrate such as a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate having a predetermined dopant element (impurity for conductivity control) and exhibiting one conductivity type (for example, p-type) is used. . The thickness of the semiconductor substrate 1 is more preferably, for example, 250 μm or less, and further preferably 150 μm or less. Although the shape of the semiconductor substrate 1 is not particularly limited, a rectangular shape as in the present embodiment is suitable from the viewpoint of the manufacturing method.

本実施の形態においては、半導体基板1として、p型の導電型を呈する結晶シリコン基板を用いる例で説明する。結晶シリコン基板からなる半導体基板1がp型を呈するようにする場合、ドーパント元素としては、例えば、ボロンあるいはガリウムを用いるのが好適である。   In this embodiment, an example in which a crystalline silicon substrate exhibiting p-type conductivity is used as the semiconductor substrate 1 will be described. When the semiconductor substrate 1 made of a crystalline silicon substrate is p-type, it is preferable to use, for example, boron or gallium as the dopant element.

半導体基板1の第1の面1Fの側には、図3に示すように、第1の面1Fにおける入射光の反射を低減させて太陽光を半導体基板1内へより多く吸収させるべく、多数の微細な突起1bからなるテクスチャ構造(凹凸構造)1aが形成されている。なお、テクスチャ構造1aは、本実施の形態において必須の構成ではなく、必要に応じて形成すればよい。   On the first surface 1F side of the semiconductor substrate 1, as shown in FIG. 3, a large number of solar beams are absorbed into the semiconductor substrate 1 by reducing the reflection of incident light on the first surface 1 F. A texture structure (concavo-convex structure) 1a composed of the fine protrusions 1b is formed. Note that the texture structure 1a is not an essential component in the present embodiment, and may be formed as necessary.

また、半導体基板1には、図3に示すように、第1の面1Fと第2の面1Sの間に複数の貫通孔3が形成されている。貫通孔3は、後述するように、その表面に第2逆導電型層2bが形成されている。また、貫通孔3の内部には、第1の電極4の第1導通部4bが形成されている。貫通孔3は、直径が50μm以上300μm以下の範囲で、一定のピッチで形成されるのが好ましい。なお、貫通孔3は、第1の面1Fおよび第2の面1Sに開口する直径が異なっていてもよく、例えば、図3に示すように、第1の面1F側から第2の面1S側に向かって直径が小さくなるような形状であってもよい。   In addition, as shown in FIG. 3, the semiconductor substrate 1 has a plurality of through holes 3 between the first surface 1F and the second surface 1S. As will be described later, the second reverse conductivity type layer 2b is formed on the surface of the through hole 3. In addition, a first conduction part 4 b of the first electrode 4 is formed inside the through hole 3. The through holes 3 are preferably formed at a constant pitch in the range of 50 μm to 300 μm in diameter. The through hole 3 may have different diameters that open to the first surface 1F and the second surface 1S. For example, as shown in FIG. 3, the second surface 1S is formed from the first surface 1F side. The shape may be such that the diameter decreases toward the side.

逆導電型層2は、半導体基板1とは逆の導電型を呈する層である。逆導電型層2は、半導体基板1の第1の面1F側に形成された第1逆導電型層2aと、貫通孔3の表面に形成された第2逆導電型層2bと、半導体基板1の第2の面1S側に形成された第3逆導電型層2cと、を含んでなる。半導体基板1としてp型の導電型を呈するシリコン基板を使用する場合であれば、逆導電型層2は、n型の導電型を呈するように形成される。一方で、半導体基板1としてn型の導電型を呈するシリコン基板を使用する場合であれば、逆導電型層2は、p型の導電型を呈するように形成される。   The reverse conductivity type layer 2 is a layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1. The reverse conductivity type layer 2 includes a first reverse conductivity type layer 2a formed on the first surface 1F side of the semiconductor substrate 1, a second reverse conductivity type layer 2b formed on the surface of the through hole 3, and a semiconductor substrate. And a third reverse conductivity type layer 2c formed on the first second surface 1S side. If a silicon substrate exhibiting a p-type conductivity is used as the semiconductor substrate 1, the reverse conductivity type layer 2 is formed to exhibit an n-type conductivity. On the other hand, when a silicon substrate having n-type conductivity is used as the semiconductor substrate 1, the reverse conductivity type layer 2 is formed to exhibit p-type conductivity.

第1逆導電型層2aは、60〜300Ω/□程度のシート抵抗を有するn型として形成されるのが好適である。この範囲とすることで、第1の面1Fでの表面再結合の増大および表面抵抗の増大を抑えることができる。第1逆導電型層2aは、半導体基板1の第1の面1Fに、0.2μm〜0.5μm程度の深さに形成されることが好ましい。第3逆導電型層2cは、半導体基板1の第2の面1Sのうち、第1の電極4の形成領域およびその周辺部に形成される。この逆導電型層2を有することにより、太陽電池素子10においては、逆導電型層2と半導体基板1のバルク領域(逆導電型層2の非形成領域)との間に、pn接合が形成される。 The first reverse conductivity type layer 2a is preferably formed as an n + type having a sheet resistance of about 60 to 300Ω / □. By setting it as this range, increase in surface recombination and increase in surface resistance on the first surface 1F can be suppressed. The first reverse conductivity type layer 2a is preferably formed on the first surface 1F of the semiconductor substrate 1 to a depth of about 0.2 μm to 0.5 μm. The third opposite conductivity type layer 2c is formed in the second electrode 1S of the semiconductor substrate 1 in the formation region of the first electrode 4 and its peripheral part. By having the reverse conductivity type layer 2, in the solar cell element 10, a pn junction is formed between the reverse conductivity type layer 2 and the bulk region of the semiconductor substrate 1 (a region where the reverse conductivity type layer 2 is not formed). Is done.

太陽電池素子10は、半導体基板1の第2の面1Sに半導体層6を有する。半導体層6は、半導体基板1の第2の面1Sの近傍でキャリア再結合が生じることによる発電効率の低下を抑制するために、太陽電池素子10の内部に内部電界を形成することを目的として(いわゆるBSF効果を得ることを目的として)設けられる層である。半導体層6は、半導体基板1の第2の面1Sの側において、第3逆導電型層2cおよび第1の電極4が設けられていない領域(非形成領域)の略全面に形成される。より詳細には、半導体層6は、第2の面1Sの側において、第3逆導電型層2cおよび第1の電極4と接しないように形成されてなる。また、第3逆導電型層2cと半導体層6との間および半導体基板1の第2の面1Sの周縁部にはpn分離領域が設けられており、このようなpn分離領域には半導体基板1のバルク領域が存在する。   The solar cell element 10 has a semiconductor layer 6 on the second surface 1S of the semiconductor substrate 1. The semiconductor layer 6 is for the purpose of forming an internal electric field inside the solar cell element 10 in order to suppress a decrease in power generation efficiency due to the occurrence of carrier recombination in the vicinity of the second surface 1S of the semiconductor substrate 1. It is a layer provided (for the purpose of obtaining the so-called BSF effect). The semiconductor layer 6 is formed on substantially the entire surface of the semiconductor substrate 1 on the second surface 1S side where the third reverse conductivity type layer 2c and the first electrode 4 are not provided (non-formation region). More specifically, the semiconductor layer 6 is formed on the second surface 1S side so as not to contact the third reverse conductivity type layer 2c and the first electrode 4. Further, a pn isolation region is provided between the third reverse conductivity type layer 2c and the semiconductor layer 6 and at the peripheral portion of the second surface 1S of the semiconductor substrate 1, and the semiconductor substrate is provided in such a pn isolation region. There is one bulk region.

半導体層6は、半導体基板1と同一の導電型を呈しているが、半導体基板1が含有するドーパントの濃度よりも高い濃度を有している。ここで、「高濃度」とは、半導体基板1において一導電型を呈するためにドープされてなるドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在することを意味する。半導体層6は、半導体基板1がp型を呈するのであれば、例えば、第2の面1Sにボロンやアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させることによって、これらドーパント元素の濃度が1×1018〜5×1021atoms/cm程度となるように形成されるのが好適である。これにより、半導体層6は、半導体基板1が呈するp型の導電型よりも高濃度のドーパントを含有してなるp型の導電型を呈するものとなっており、後述する第1集電部5bとの間にオーミックコンタクトが実現されてなる。 The semiconductor layer 6 has the same conductivity type as the semiconductor substrate 1, but has a concentration higher than the concentration of the dopant contained in the semiconductor substrate 1. Here, “high concentration” means that the dopant element is present at a concentration higher than the concentration of the dopant element doped to exhibit one conductivity type in the semiconductor substrate 1. If the semiconductor substrate 1 exhibits a p-type, the semiconductor layer 6 has a concentration of these dopant elements of 1 × 10 18 to 5, for example, by diffusing a dopant element such as boron or aluminum into the second surface 1S. It is preferably formed so as to be about × 10 21 atoms / cm 3 . As a result, the semiconductor layer 6 exhibits a p + type conductivity type containing a dopant at a higher concentration than the p type conductivity type exhibited by the semiconductor substrate 1, and a first current collector described later Ohmic contact is realized between 5b.

半導体層6は、半導体基板1の第2の面1Sを平面視した場合に、第2の面1Sの全領域の70%以上に形成されることが好ましい。70%以上とした場合には、太陽電池素子10の出力特性を向上させるBSF効果がより多く得られる。   The semiconductor layer 6 is preferably formed in 70% or more of the entire region of the second surface 1S when the second surface 1S of the semiconductor substrate 1 is viewed in plan. When it is 70% or more, more BSF effects that improve the output characteristics of the solar cell element 10 can be obtained.

太陽電池素子10は、半導体基板1の第1の面1F側に反射防止膜7を有する。反射防止膜7は、半導体基板1の表面(第1の面1F)において入射光の反射を低減する役割を有するものであり、第1逆導電型層2a上に形成されている。反射防止膜7は、窒化珪素膜あるいは酸化物材料膜などによって形成されるのが好適である。反射防止膜7の厚みは、構成材料によって好適な値は異なるが、入射光に対して無反射条件が実現される値に設定される。例えば、半導体基板1としてシリコン基板を用いる場合であれば、屈折率が1.8〜2.3程度の材料によって500〜1200Å程度の厚みに反射防止膜7を形成すればよい。なお、反射防止膜7を備えることは、本実施の形態において必須の構成ではなく、必要に応じて形成すればよい。   The solar cell element 10 has an antireflection film 7 on the first surface 1F side of the semiconductor substrate 1. The antireflection film 7 has a role of reducing the reflection of incident light on the surface (first surface 1F) of the semiconductor substrate 1, and is formed on the first reverse conductivity type layer 2a. The antireflection film 7 is preferably formed of a silicon nitride film or an oxide material film. The thickness of the antireflection film 7 is set to a value that realizes a non-reflection condition for incident light, although a suitable value varies depending on the constituent material. For example, when a silicon substrate is used as the semiconductor substrate 1, the antireflection film 7 may be formed to a thickness of about 500 to 1200 mm with a material having a refractive index of about 1.8 to 2.3. The provision of the antireflection film 7 is not an essential component in the present embodiment, and may be formed as necessary.

第1の電極4は、図3(a)に示すように、半導体基板1の第1の面1Fの上に形成された主電極部4aと、主電極部4aと電気的に接続する貫通孔3内に設けられた第1導通部4bと、第2の面1Sの上に形成され、第1導通部4bと接続する第2導通部4cおよび第2導通部4cと電気的に接続される第1出力取出部4dと、を有している。主電極部4aは、第1の面1F側で生成したキャリアを集電する機能を有する。第1導通部4bおよび第2導通部4cは、主電極部4aで集電したキャリアを第2の面1S側に設けた第1出力取出部4dに導く機能を有する。第1出力取出部4dは、隣接する太陽電池素子同士を電気的に接続する配線と接続される配線接続部としての機能を有する。   As shown in FIG. 3A, the first electrode 4 includes a main electrode portion 4a formed on the first surface 1F of the semiconductor substrate 1 and a through-hole electrically connected to the main electrode portion 4a. 3 is formed on the second surface 1S, and is electrically connected to the second conduction portion 4c and the second conduction portion 4c that are connected to the first conduction portion 4b. And a first output extraction portion 4d. The main electrode portion 4a has a function of collecting carriers generated on the first surface 1F side. The 1st conduction | electrical_connection part 4b and the 2nd conduction | electrical_connection part 4c have a function which guide | induces the carrier collected by the main electrode part 4a to the 1st output extraction part 4d provided in the 2nd surface 1S side. 4 d of 1st output extraction parts have a function as a wiring connection part connected with the wiring which electrically connects adjacent solar cell elements.

一方、第2の電極5は、第1の電極4と異なる極性を有しており、第1の電極4と絶縁されるように配設されている。このような第2の電極5は、図2および図4に示すように、第2出力取出部5aと、第1集電部5bと、第1集電部5b上に、例えば、細線で格子状に設けられる第2集電部5cと、第2導通部4dを挟んで両側に位置する第2集電部5cと第2出力取出部5aとを電気的に接続する接続部5dと、を有する。すなわち、本実施の形態では、半導体層2上に第1集電部5bが設けられている。なお、第2集電部5cを備えることは、本実施の形態において必須の構成ではなく、必要に応じて形成すればよい。よって、接続部5dは、第2集電部5cを形成しない場合、第2導通部4dを挟んで両側に位置する第1集電部5b同士または第1集電部5bと第2出力取出部とを電気的に接続すればよい。   On the other hand, the second electrode 5 has a polarity different from that of the first electrode 4 and is disposed so as to be insulated from the first electrode 4. As shown in FIGS. 2 and 4, such a second electrode 5 is formed on the second output extraction portion 5a, the first current collecting portion 5b, and the first current collecting portion 5b by, for example, a grid of thin lines. A second current collecting part 5c provided in a shape, and a connecting part 5d that electrically connects the second current collecting part 5c and the second output extraction part 5a located on both sides of the second conducting part 4d. Have. That is, in the present embodiment, the first current collector 5 b is provided on the semiconductor layer 2. The provision of the second current collector 5c is not an essential component in the present embodiment, and may be formed as necessary. Therefore, in the case where the second current collecting portion 5c is not formed, the connecting portion 5d has the first current collecting portions 5b positioned on both sides of the second conducting portion 4d or the first current collecting portion 5b and the second output extraction portion. Can be electrically connected to each other.

第1集電部5bは、半導体基板1の第2の面1Sの側に設けられた半導体層6の上に形成されてなり、第2の面1S側で生成したキャリアを集電する。第2出力取出部5aは、隣接する太陽電池素子同士を電気的に接続する配線と接続される配線接続部としての役割を有する。また、第2出力取出部5aは、その少なくとも一部が第1集電部5bと重なるように構成されることが好ましい。また、太陽電池素子10では、接続部5dを備えることにより、第2出力取出部5aに隣接した第2導通部4cを挟んで反対側にある第2の電極5(第1集電部5b、第2集電部5c)によって集められたキャリアを、効率よく第1集電部5bや第2集電部5cを通して、または直接、第2出力取出部5aに伝えることができる。   The first current collector 5b is formed on the semiconductor layer 6 provided on the second surface 1S side of the semiconductor substrate 1, and collects the carriers generated on the second surface 1S side. The 2nd output extraction part 5a has a role as a wiring connection part connected with the wiring which electrically connects adjacent solar cell elements. Moreover, it is preferable that the 2nd output extraction part 5a is comprised so that at least one part may overlap with the 1st current collection part 5b. Moreover, in the solar cell element 10, by providing the connection part 5d, the 2nd electrode 5 (1st current collection part 5b, 1st) on the other side across the 2nd conduction | electrical_connection part 4c adjacent to the 2nd output extraction part 5a The carriers collected by the second current collector 5c) can be efficiently transmitted to the second output extraction unit 5a through the first current collector 5b and the second current collector 5c or directly.

第1集電部5bは、例えば、アルミニウムで形成されており、第2出力取出部5a、第2集電部5cおよび接続部5dは、例えば、銀で形成されている。なお、接続部5dは、例えば、アルミニウムで形成したもの、もしくは、アルミニウムの上に銀を形成したものであってもよい。   The first current collector 5b is made of, for example, aluminum, and the second output extraction part 5a, the second current collector 5c, and the connecting part 5d are made of, for example, silver. Note that the connecting portion 5d may be formed of aluminum, for example, or may be formed of silver on aluminum.

上述のような構成を有することで、本実施の形態に係る太陽電池素子10が実現されてなる。   By having the above-described configuration, the solar cell element 10 according to the present embodiment is realized.

次に、本実施の形態の第1および第2の電極の構造について詳述する。   Next, the structure of the 1st and 2nd electrode of this Embodiment is explained in full detail.

第1の電極4は、図1に示すように、半導体基板1に形成されている複数の貫通孔3に対応して、複数の第1導通部4bを有している。この第1導通部4bは、図3に示すように、半導体基板1の第1の面1F側から第2の面1S側に導出されるように設けられている。なお、図1において、黒丸状に図示している第1導通部4bの形成位置が貫通孔3の形成位置に対応する。本実施の形態においては、複数の第1導通部4bが所定の一方向に配列されている。この太陽電池素子10では、図1に示すように、半導体基板1の第1の面1Fの基準辺BSに対して平行な方向に、複数の第1導通部4bが複数の列(図1では3列)を成すように配列されている。なお、基準辺BSとは、複数の太陽電池素子10を配列させて太陽電池モジュール20を形成する場合に配列方向に平行とされる辺である。以下では、基準辺BSに沿う方向(基準辺BSに平行な方向)を配列方向と称することもある。太陽電池素子10において、第1導通部4bは、上記配列方向に沿って直線状に設けられており、おおむね均等な間隔で設けられている。なお、本明細書中において平行とは、数学的な定義のように厳密に解すべきものではないことは言うまでもない。   As shown in FIG. 1, the first electrode 4 has a plurality of first conductive portions 4 b corresponding to the plurality of through holes 3 formed in the semiconductor substrate 1. As shown in FIG. 3, the first conductive portion 4b is provided so as to be led out from the first surface 1F side of the semiconductor substrate 1 to the second surface 1S side. In FIG. 1, the formation position of the first conduction part 4 b illustrated in a black circle shape corresponds to the formation position of the through hole 3. In the present embodiment, the plurality of first conductive portions 4b are arranged in a predetermined direction. In this solar cell element 10, as shown in FIG. 1, a plurality of first conductive portions 4b are arranged in a plurality of rows (in FIG. 1, in a direction parallel to the reference side BS of the first surface 1F of the semiconductor substrate 1). 3 rows). The reference side BS is a side that is parallel to the arrangement direction when the solar cell module 20 is formed by arranging a plurality of solar cell elements 10. Hereinafter, a direction along the reference side BS (a direction parallel to the reference side BS) may be referred to as an arrangement direction. In the solar cell element 10, the 1st conduction | electrical_connection part 4b is provided in linear form along the said arrangement direction, and is provided in the substantially equal space | interval. In this specification, it is needless to say that “parallel” should not be strictly understood as in mathematical definition.

第1の電極4の主電極部4aは、半導体基板1の第1の面1Fの上において、互いに異なる列に属する第1導通部4bを接続するような複数の線状のパターン(複数の線状導体)を成している。例えば、図1に示した太陽電池素子10では、主電極部4aは3列に配列された第1導通部4bの列の配列方向に対して、垂直な方向に位置する3つの第1導通部4bを接続するような線状導体を有している。すなわち、本実施の形態では、線状導体の本数と、一方向に配列された1つの列に属する第1導通部4bの個数とが同じである。このような形態によれば、より少ない本数の線状導体で収集したキャリアを一つの第1導通部4bに集中させることなく第1導通部4bに導くことができるため、受光面積を確保しつつ、主電極部4aの過度な抵抗損失の増大を低減できる。よって、太陽電池素子の出力特性が低下しにくい。   The main electrode portion 4a of the first electrode 4 has a plurality of linear patterns (a plurality of line patterns) connecting the first conductive portions 4b belonging to different columns on the first surface 1F of the semiconductor substrate 1. A conductor). For example, in the solar cell element 10 shown in FIG. 1, the main electrode portion 4a has three first conducting portions positioned in a direction perpendicular to the arrangement direction of the first conducting portions 4b arranged in three rows. It has a linear conductor that connects 4b. That is, in the present embodiment, the number of linear conductors is the same as the number of first conductive parts 4b belonging to one column arranged in one direction. According to such a form, carriers collected by a smaller number of linear conductors can be guided to the first conductive portion 4b without being concentrated on one first conductive portion 4b, so that a light receiving area is secured. The increase in excessive resistance loss of the main electrode portion 4a can be reduced. Therefore, the output characteristics of the solar cell element are unlikely to deteriorate.

また、主電極部4aは、50〜100μm程度の線幅を有するように形成されるのが好適である。また、上述のような複数の線状導体は、互いに略等間隔になるように形成されるのが美観向上の観点からも好ましい。なお、各線状導体の間隔は、例えば、1〜3mm程度であればよい。   The main electrode portion 4a is preferably formed to have a line width of about 50 to 100 μm. In addition, it is preferable from the viewpoint of improving the aesthetic appearance that the plurality of linear conductors as described above are formed so as to be substantially equidistant from each other. In addition, the space | interval of each linear conductor should just be about 1-3 mm, for example.

また、主電極部4aは、貫通孔3を覆う形で貫通孔3の直径より大きい円状のパターンを有するようにしてもよい。このような形態によれば、主電極部4aの形成位置が少しずれても第1導通部4bと接続することが可能となる。なお、主電極部4aのパターンは図1に示したものに限られず、種々のパターンを形成可能である。   Further, the main electrode portion 4 a may have a circular pattern that covers the through hole 3 and is larger than the diameter of the through hole 3. According to such a form, it becomes possible to connect with the 1st conduction | electrical_connection part 4b even if the formation position of the main electrode part 4a shifts | deviates a little. In addition, the pattern of the main electrode part 4a is not restricted to what was shown in FIG. 1, A various pattern can be formed.

上述のような主電極部4aを有する太陽電池素子10においては、受光面である第1の面1Fの面全体に比して第1の電極4を構成する主電極部4aの占める割合が非常に小さいものとなっているため、高い受光効率が実現されるとともに、主電極部4aが一様に形成されてなるので、第1の面1Fにおいて発生したキャリアを効率よく集電することができる。   In the solar cell element 10 having the main electrode portion 4a as described above, the proportion of the main electrode portion 4a constituting the first electrode 4 is very large compared to the entire surface of the first surface 1F that is the light receiving surface. Since the main electrode portion 4a is uniformly formed, the carriers generated on the first surface 1F can be efficiently collected. .

第1の電極4は、図3(b)、図4に示すように、半導体基板1の第2の面1S上において、複数の第1導通部4b(貫通孔3)の直下の位置に、第2導通部4cを有している。この第2導通部4cは、第1導通部4bの配列方向(基準辺BSに沿う方向)に長手方向を有する長尺状を成している。すなわち、第2導通部4cは、第1導通部4bの配列方向に沿って設けられている。また、本実施の形態では、1つの第2導通部4cで複数の第1導通部4bと接続されるように構成された第2導通部4cが複数配列されている。なお、第2導通部4cは、第1導通部4bと電気的に接続されていればよいため、第1導通部4bの一部を覆うように接触させて形成すればよい。   As shown in FIGS. 3B and 4, the first electrode 4 is located on the second surface 1 </ b> S of the semiconductor substrate 1 at a position directly below the plurality of first conductive portions 4 b (through holes 3). It has the 2nd conduction | electrical_connection part 4c. The second conducting portion 4c has a long shape having a longitudinal direction in the arrangement direction of the first conducting portions 4b (the direction along the reference side BS). That is, the 2nd conduction | electrical_connection part 4c is provided along the sequence direction of the 1st conduction | electrical_connection part 4b. In the present embodiment, a plurality of second conductive portions 4c configured to be connected to a plurality of first conductive portions 4b by one second conductive portion 4c are arranged. In addition, since the 2nd conduction | electrical_connection part 4c should just be electrically connected with the 1st conduction | electrical_connection part 4b, what is necessary is just to form it in contact so that a part of 1st conduction | electrical_connection part 4b may be covered.

さらに、第1の電極4は、第2の面1S上において、各第2導通部4cに隣接するとともに、各第2導通部4cと接続する複数の第1出力取出部4dを有している。第2導通部4cと第1出力取出部4dは、配列されている第1導通部4bの列数に対応して、複数列(図2においては3列)形成される。この第1出力取出部4dは、第1導通部4bの配列方向に沿って第2導通部4cと接続されるように配列されている。また、第1出力取出部4dは、第1導通部4bの配列方向に沿った長手方向を有するような長尺状を成している。   Furthermore, the first electrode 4 has a plurality of first output extraction portions 4d that are adjacent to each second conduction portion 4c and connected to each second conduction portion 4c on the second surface 1S. . The second conduction portion 4c and the first output extraction portion 4d are formed in a plurality of rows (three rows in FIG. 2) corresponding to the number of columns of the first conduction portions 4b arranged. The first output extraction portion 4d is arranged so as to be connected to the second conduction portion 4c along the arrangement direction of the first conduction portion 4b. The first output extraction portion 4d has a long shape having a longitudinal direction along the arrangement direction of the first conduction portions 4b.

第2の電極5の第1集電部5bは、第2の面1S上において、第2導通部4c、第1出力取出部4d、第2導通部4cおよび第1出力取出部4dの周辺部分、第2の電極5の第2出力取出部5aの一部を除く第2の面1Sの略全面に設けられている。ここで、「略全面」とは、半導体基板1の第2の面1Sを平面視した場合に、第1集電部5bが第2の面1Sの全領域の70%以上に形成されることをいう。第1集電部5bを第1の電極4が形成された領域以外の略全面に設けることは、第1集電部5bで集電されるキャリアの移動距離を短くできるため、ひいては第2出力取出部5aから取り出されるキャリアの量を増加させることになるので、太陽電池素子10の出力特性の向上に寄与するものである。   The first current collecting part 5b of the second electrode 5 is a peripheral part of the second conducting part 4c, the first output extracting part 4d, the second conducting part 4c, and the first output extracting part 4d on the second surface 1S. The second electrode 5 is provided on substantially the entire second surface 1S excluding a part of the second output extraction portion 5a. Here, “substantially the entire surface” means that the first current collector 5b is formed in 70% or more of the entire area of the second surface 1S when the second surface 1S of the semiconductor substrate 1 is viewed in plan. Say. Providing the first current collector 5b on substantially the entire surface other than the region where the first electrode 4 is formed can shorten the moving distance of the carriers collected by the first current collector 5b, and hence the second output. Since the amount of carriers taken out from the take-out part 5a is increased, it contributes to the improvement of the output characteristics of the solar cell element 10.

第2の電極の第2出力取出部5aは、隣接する太陽電池素子同士を電気的に接続する配線と接続される配線接続部としての役割を有する。また、第2出力取出部5aは、その少なくとも一部が第1集電部5bと重なるように構成すればよく、このような構成であれば、第1集電部5bで集電されたキャリアを外部に出力できる。そのため、第2出力取出部5aは、図3(a)に示すように、第1集電部5bが形成されていない領域に配置してもよい。複数の(図2においては第1出力取出部4dに対応して3列の)第2出力取出部5aは、複数の第1出力取出部4dのそれぞれに並行する態様にて、第1出力取出部4dと同様の長尺状を成している。また、図2においては、第2出力取出部5aは基準辺BSに沿う方向に複数個形成されているが、帯状に1本で形成されてもよい。   The 2nd output extraction part 5a of a 2nd electrode has a role as a wiring connection part connected with the wiring which electrically connects adjacent solar cell elements. The second output extraction unit 5a may be configured so that at least a part of the second output extraction unit 5a overlaps the first current collection unit 5b. With such a configuration, the carrier collected by the first current collection unit 5b is used. Can be output externally. Therefore, as shown in FIG. 3A, the second output extraction portion 5a may be arranged in a region where the first current collector 5b is not formed. The plurality of second output extraction units 5a (in FIG. 2, corresponding to the first output extraction unit 4d in three rows) are arranged in parallel with each of the plurality of first output extraction units 4d. It has the same long shape as the portion 4d. In FIG. 2, a plurality of second output extraction portions 5a are formed in the direction along the reference side BS, but may be formed as a single strip.

そして、本実施の形態では、図4に示すように、第1導通部4bの配列方向において、第1出力取出部4dの長さが、第2導通部4cの長さよりも短い。そのため、本実施の形態では、この配列方向に隣り合う第1出力取出部4dの間にまで半導体層6を設けることができ、半導体層6の形成領域を拡げることができる。その結果、本実施の形態では、半導体基板1と半導体層6との界面で生じるBSF効果を高めることができるため、太陽電池素子10の出力特性の向上に寄与することができる。さらに、本実施の形態では、前記配列方向における各第1出力取出部4dの間の半導体層6上に第1集電部5bを形成できることから、線幅の細い接続部5dだけが存在する領域を短くすることができるため、第2の電極5の抵抗損失が低減され、太陽電池素子10の出力特性の向上に寄与することができる。なお、第2導通部4cの長手方向の長さは、複数の第1導通部4bを覆うことが可能であればよく(図4では、1つの第2導通部4cは6つの第1導通部4bと接続されている)、特に限定されるものではないが、例えば、8〜15mmで設定される。また、第2導通部4cの幅は、第1導通部4bを覆うことのできる長さがあればよく、例えば、0.1〜1mmで設定される。第1出力取出部4dの長手方向の長さは、隣り合う太陽電池素子同士を接続する配線が接続できる大きさであり、かつ第1導通部4bよりも短ければよく、例えば、4〜10mmで設定される。また、第1出力取出部4dの幅は、後述する配線の幅と同じまたはそれよりも大きければよく、例えば、1.5〜4mmで設定される。   And in this Embodiment, as shown in FIG. 4, the length of the 1st output extraction part 4d is shorter than the length of the 2nd conduction | electrical_connection part 4c in the sequence direction of the 1st conduction | electrical_connection part 4b. Therefore, in the present embodiment, the semiconductor layer 6 can be provided up to the first output extraction portions 4d adjacent in the arrangement direction, and the formation region of the semiconductor layer 6 can be expanded. As a result, in the present embodiment, since the BSF effect generated at the interface between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor layer 6 can be enhanced, the output characteristics of the solar cell element 10 can be improved. Furthermore, in the present embodiment, since the first current collector 5b can be formed on the semiconductor layer 6 between the first output extraction parts 4d in the arrangement direction, only the connection part 5d having a narrow line width exists. Therefore, the resistance loss of the second electrode 5 is reduced, which can contribute to the improvement of the output characteristics of the solar cell element 10. Note that the length of the second conductive portion 4c in the longitudinal direction only needs to be able to cover the plurality of first conductive portions 4b (in FIG. 4, one second conductive portion 4c includes six first conductive portions. 4b), which is not particularly limited, but is set to 8 to 15 mm, for example. Moreover, the width | variety of the 2nd conduction | electrical_connection part 4c should just have the length which can cover the 1st conduction | electrical_connection part 4b, for example, is set by 0.1-1 mm. The length of the first output extraction portion 4d in the longitudinal direction is such that the wiring connecting adjacent solar cell elements can be connected and shorter than the first conduction portion 4b, for example, 4 to 10 mm. Is set. Moreover, the width | variety of 4 d of 1st output extraction parts should just be the same as that of the width | variety of the wiring mentioned later, or larger than it, for example, is set to 1.5-4 mm.

≪太陽電池モジュール≫
本実施の形態に係る太陽電池素子10は、単独で使用することが可能であるが、同じ構造を有する複数の太陽電池素子10が互いに隣接するように配置し、さらに互いを直列に接続してモジュールを構成する場合に、好適な構造を有している。そこで、複数の太陽電池素子10を用いて形成される太陽電池モジュールについて次に説明する。
≪Solar cell module≫
Solar cell element 10 according to the present embodiment can be used alone, but is arranged such that a plurality of solar cell elements 10 having the same structure are adjacent to each other, and further connected in series. When configuring a module, it has a suitable structure. Then, the solar cell module formed using the several solar cell element 10 is demonstrated below.

太陽電池モジュール20は、図5(a)に示すように、ガラス等からなる透光性部材11と、透明のエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)等からなる表側充填材12と、複数の太陽電池素子10と、EVA等からなる裏側充填材13と、ポリエチレンテレフタレート(PET)や金属箔をポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等で挟みこんだ裏面保護材14と、を主として備える。複数の太陽電池素子10は、図5(b)に示すように、隣り合う太陽電池素子10同士が接続部材としての機能を有する配線15によって互いに直列接続されてなる。   As shown in FIG. 5A, the solar cell module 20 includes a translucent member 11 made of glass or the like, a front side filler 12 made of a transparent ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) or the like, and a plurality of solar cells. It mainly includes a battery element 10, a back side filler 13 made of EVA or the like, and a back surface protective material 14 in which polyethylene terephthalate (PET) or metal foil is sandwiched between polyvinyl fluoride resin (PVF) or the like. As shown in FIG. 5B, the plurality of solar cell elements 10 are formed by connecting the adjacent solar cell elements 10 to each other in series by a wiring 15 having a function as a connecting member.

太陽電池モジュール20は、図6に示すように、隣り合う太陽電池素子10の一方の第1出力取出部4dと他方の太陽電池素子10の第2出力取出部5aとが1つずつ、長尺状の(直線状の)配線15によって接続されてなる。なお、図6に示した形態では、3ヶ所において接続がなされている。なお、便宜上、以下においては、図6において、配線15によって接続されてなる2つの太陽電池素子10のうち、第1出力取出部4dに配線15が接続される太陽電池素子10を第1の太陽電池素子10αと称し、第2出力取出部5aに配線が接続される太陽電池素子10を第2の太陽電池素子10βと称することとする。   As shown in FIG. 6, the solar cell module 20 has one first output extraction portion 4 d of adjacent solar cell elements 10 and a second output extraction portion 5 a of the other solar cell element 10, one long. Connected by a straight (linear) wiring 15. In the form shown in FIG. 6, the connection is made at three places. For convenience, in the following, in FIG. 6, of the two solar cell elements 10 connected by the wiring 15, the solar cell element 10 in which the wiring 15 is connected to the first output extraction portion 4 d is referred to as a first solar cell. The solar cell element 10 will be referred to as a battery element 10α, and the solar cell element 10 whose wiring is connected to the second output extraction portion 5a will be referred to as a second solar cell element 10β.

より詳細に言えば、太陽電池モジュール20においては、第1の太陽電池素子10αと第2の太陽電池素子10βが、それぞれの基準辺BSが平行かつ同一直線上にない位置にくるように、かつ、互いに回転対称(より具体的には点対称)の関係となるように配置される。このようにすることで、同じ直線上に位置する全ての第1出力取出部4dと全ての第2出力取出部5aとが、一の配線15によって接続されることになる。この場合、一の配線15で接続される関係にある複数の第1出力取出部4dと複数の第2出力取出部5aとの相対的な配置関係は等価である(複数の第1出力取出部4dと複数の第2出力取出部5aとの組が全て並進対称の関係にある)ので、それぞれの第1出力取出部4dと第2出力取出部5aの組の接続に用いる配線15に、同一形状のものを用いることができる。   More specifically, in the solar cell module 20, the first solar cell element 10α and the second solar cell element 10β are positioned so that the respective reference sides BS are parallel and not on the same straight line, and Are arranged so as to have a rotationally symmetric relationship (more specifically, point symmetry). By doing in this way, all the 1st output extraction parts 4d and all the 2nd output extraction parts 5a which are located on the same straight line are connected by the one wiring 15. FIG. In this case, the relative arrangement relationship between the plurality of first output extraction units 4d and the plurality of second output extraction units 5a connected by the single wiring 15 is equivalent (the plurality of first output extraction units 5a). 4d and the plurality of second output extraction portions 5a are all in translational symmetry), so that the same wiring 15 is used for connecting each of the first output extraction portion 4d and the second output extraction portion 5a. Shaped ones can be used.

配線15としては、例えば、厚さ0.1〜0.4mm程度、幅2mm程度で、その全面が半田材料によって被覆された帯状の銅箔をその長手方向について所定の長さに切断したものを用いることができる。半田材料により被覆された配線15の場合、ホットエアーや半田鏝等を用いて、あるいはリフロー炉などを用いて、太陽電池素子10の第1出力取出部4dと第2出力取出部5aとに半田付けされる。   As the wiring 15, for example, a strip-shaped copper foil having a thickness of about 0.1 to 0.4 mm and a width of about 2 mm and whose entire surface is coated with a solder material is cut into a predetermined length in the longitudinal direction. Can be used. In the case of the wiring 15 covered with the solder material, soldering is performed on the first output extraction portion 4d and the second output extraction portion 5a of the solar cell element 10 using hot air, a soldering iron, or the like, or using a reflow furnace or the like. Attached.

また、図7に示すように、第1出力取出部4dの配列上の第1出力取出部4d以外の領域に酸化膜、樹脂、絶縁テープ等の絶縁層8を設けることが好ましく、後述する配線15が第2の電極5等と接触して短絡することを防止することができる。このとき、pn分離領域も絶縁層で覆われることが好ましい。なお、絶縁層は配線15に設ける形であってもよい。   In addition, as shown in FIG. 7, it is preferable to provide an insulating layer 8 such as an oxide film, resin, insulating tape or the like in a region other than the first output extraction portion 4d on the arrangement of the first output extraction portions 4d. It is possible to prevent 15 from coming into contact with the second electrode 5 or the like and short-circuiting. At this time, the pn isolation region is also preferably covered with an insulating layer. Note that the insulating layer may be provided on the wiring 15.

また、配線15が複数の第1出力取出部4dと複数の第2出力取出部5aとの接続領域以外となる非接続領域において半導体基板1から離間するように凹凸形状を有してもよく、第1出力取出部4d間にある第2の電極5と配線15が接触しないため短絡を抑制することができる。   Further, the wiring 15 may have a concavo-convex shape so as to be separated from the semiconductor substrate 1 in a non-connection region other than a connection region between the plurality of first output extraction portions 4d and the plurality of second output extraction portions 5a. Since the second electrode 5 and the wiring 15 existing between the first output extraction parts 4d do not contact each other, a short circuit can be suppressed.

なお、裏面保護材14として白色等の反射率の高い材質のものを用いれば、太陽電池素子10の間に照射された光が裏面保護材14で乱反射して太陽電池素子10に照射されるので、太陽電池素子10における受光量がより増大することになる。   If a material having a high reflectance such as white is used as the back surface protection material 14, the light irradiated between the solar cell elements 10 is diffusely reflected by the back surface protection material 14 and irradiated to the solar cell elements 10. Therefore, the amount of received light in the solar cell element 10 is further increased.

≪太陽電池素子の製造方法≫
次に、太陽電池素子の製造方法について説明する。
≪Method for manufacturing solar cell element≫
Next, the manufacturing method of a solar cell element is demonstrated.

<半導体基板の準備工程>
まずp型の導電型を呈する半導体基板1を準備する。
<Preparation process of semiconductor substrate>
First, a semiconductor substrate 1 exhibiting a p-type conductivity is prepared.

半導体基板1として単結晶シリコン基板を用いる場合であれば、FZやCZ法など公知の製法で作製された単結晶シリコンインゴットを所定の厚みに切り出すことで半導体基板1を得ることができる。また、多結晶シリコン基板を半導体基板1として用いる場合であれば、キャスト法や鋳型内凝固法などの公知の製法で作製された多結晶シリコンインゴットを所定の厚みに切り出すことで半導体基板1を得ることができる。   In the case of using a single crystal silicon substrate as the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 can be obtained by cutting a single crystal silicon ingot produced by a known manufacturing method such as FZ or CZ method into a predetermined thickness. If a polycrystalline silicon substrate is used as the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 is obtained by cutting a polycrystalline silicon ingot produced by a known manufacturing method such as a casting method or a solidification method in a mold into a predetermined thickness. be able to.

以下においては、ドーパント元素としてB(ボロン)あるいはGa(ガリウム)を1×1015〜1×1017atoms/cm程度ドープして成ることでp型の導電型を呈する結晶シリコン基板を半導体基板1として用いる場合を例にとって説明する。 In the following, a crystalline silicon substrate that exhibits p-type conductivity by doping B (boron) or Ga (gallium) as a dopant element to about 1 × 10 15 to 1 × 10 17 atoms / cm 3 is used as a semiconductor substrate. The case of using as 1 will be described as an example.

なお、切り出し(スライス)に伴う半導体基板1の表層部の機械的ダメージ層や汚染層を除去するために、切り出した半導体基板1の表面側および裏面側の表層部をNaOHやKOH、あるいはフッ酸と硝酸の混合液などでそれぞれ10〜20μm程度エッチングし、その後、純水などで洗浄することで、有機成分や金属成分を除去しておくようにする。   In addition, in order to remove the mechanical damage layer and the contamination layer of the surface layer portion of the semiconductor substrate 1 due to the cutting (slicing), the surface layer portions on the front surface side and the back surface side of the cut semiconductor substrate 1 are NaOH, KOH, or hydrofluoric acid Etching is about 10 to 20 μm each with a mixed solution of nitric acid and nitric acid, and then washed with pure water to remove organic components and metal components.

<貫通孔の形成工程>
次に、半導体基板1の第1の面1Fと第2の面1Sとの間に貫通孔3を形成する。
<Through-hole formation process>
Next, the through hole 3 is formed between the first surface 1F and the second surface 1S of the semiconductor substrate 1.

貫通孔3は、機械的ドリル、ウォータージェットあるいはレーザー加工装置等を用いて形成する。なお、貫通孔3の形成は、受光面となる第1の面1Fの損傷を避けるべく、半導体基板1の第2の面1Sの側から第1の面1Fの側に向けて加工を行うようにする。ただし、加工による半導体基板1への損傷が少なければ、第1の面1Fの側から第2の面1Sの側に向けて加工を行うようにしてもよい。   The through hole 3 is formed using a mechanical drill, a water jet, a laser processing apparatus, or the like. The through-hole 3 is formed so as to process from the second surface 1S side of the semiconductor substrate 1 toward the first surface 1F side in order to avoid damage to the first surface 1F serving as the light receiving surface. To. However, if there is little damage to the semiconductor substrate 1 due to the processing, the processing may be performed from the first surface 1F side to the second surface 1S side.

<テクスチャ構造の形成工程>
次に、貫通孔3が形成された半導体基板1の受光面側に、光反射率の低減を効果的に行うための微細な突起(凸部)1bをもつテクスチャ構造1aを形成する。
<Texture structure forming process>
Next, a texture structure 1 a having fine protrusions (convex portions) 1 b for effectively reducing the light reflectance is formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 1 in which the through holes 3 are formed.

テクスチャ構造1aの形成方法としては、NaOHやKOHなどのアルカリ水溶液によるウェットエッチング法や、半導体基板1の材料であるシリコンをエッチングする性質を有するエッチングガスを用いるドライエッチング法を用いることができる。   As a method for forming the texture structure 1a, a wet etching method using an alkaline aqueous solution such as NaOH or KOH, or a dry etching method using an etching gas having a property of etching silicon which is a material of the semiconductor substrate 1 can be used.

<逆導電型層の形成工程>
次に、逆導電型層2を形成する。すなわち、半導体基板1の第1の面1Fに第1逆導電型層2aを形成し、貫通孔3の表面に第2逆導電型層2bを形成し、第2の面1Sに第3逆導電型層2cを形成する。
<Reverse conductivity type layer formation process>
Next, the reverse conductivity type layer 2 is formed. That is, the first reverse conductivity type layer 2a is formed on the first surface 1F of the semiconductor substrate 1, the second reverse conductivity type layer 2b is formed on the surface of the through hole 3, and the third reverse conductivity is formed on the second surface 1S. A mold layer 2c is formed.

p型の導電型を呈する結晶シリコン基板を半導体基板1として用いる場合、逆導電型層2を形成するためのn型化ドーピング元素としては、P(リン)を用いることが好ましい。   When a crystalline silicon substrate exhibiting p-type conductivity is used as the semiconductor substrate 1, it is preferable to use P (phosphorus) as an n-type doping element for forming the reverse conductivity type layer 2.

逆導電型層2は、半導体基板1におけるその形成対象箇所にペースト状態にしたPを塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたPOCl(オキシ塩化リン)を拡散源として形成対象箇所に拡散させる気相熱拡散法、および形成予定箇所に対して直接に拡散させるイオン打ち込み法などによって形成する。気相拡散法を用いれば半導体基板1の両主面における形成対象箇所と貫通孔3の表面とを同時に逆導電型層2を形成できるので好ましい。 The reverse conductivity type layer 2 is a coating thermal diffusion method in which P 2 O 5 in a paste state is applied to the formation target portion of the semiconductor substrate 1 for thermal diffusion, and POCl 3 (phosphorus oxychloride) in a gas state is a diffusion source. As described above, it is formed by a gas phase thermal diffusion method for diffusing to a formation target location, an ion implantation method for diffusing directly to a formation planned location, or the like. It is preferable to use the vapor phase diffusion method because the opposite conductivity type layer 2 can be formed at the same time on both main surfaces of the semiconductor substrate 1 and the surface of the through hole 3.

なお、形成対象箇所以外にも拡散領域が形成されるような条件下では、その部分にあらかじめ拡散防止層を形成したうえで逆導電型層2を形成するようにすることにより、部分的に拡散を防止することができる。また、拡散防止層を形成せず、形成対象箇所以外に形成された拡散領域を後からエッチングして除去してもよい。なお、逆導電型層2の形成後、後述するように半導体層6をアルミニウムペーストによって形成する場合は、p型ドーパント元素であるアルミニウムを充分な濃度で充分な深さまで拡散させることができるので、既に形成されていた浅い拡散領域の存在は無視することができる。すなわち、半導体層6の形成予定箇所に存在する逆導電型層2は特に除去する必要がない。また、第1の電極4が形成される領域の周囲や半導体基板1の第2の面1Sの周縁部について、レーザー照射等の公知の方法でpn分離を行ってもよい。   Note that, under conditions where a diffusion region is formed in addition to the formation target portion, a diffusion prevention layer is formed in advance on the portion, and then the reverse conductivity type layer 2 is formed, thereby partially diffusing. Can be prevented. Further, without forming the diffusion preventing layer, the diffusion region formed at a portion other than the formation target portion may be etched and removed later. In addition, after forming the reverse conductivity type layer 2, when the semiconductor layer 6 is formed with an aluminum paste as will be described later, aluminum as a p-type dopant element can be diffused to a sufficient depth at a sufficient concentration. The existence of shallow diffusion regions that have already been formed can be ignored. That is, it is not necessary to remove the reverse conductivity type layer 2 present at the planned formation location of the semiconductor layer 6. Further, pn separation may be performed by a known method such as laser irradiation around the region where the first electrode 4 is formed or the peripheral portion of the second surface 1S of the semiconductor substrate 1.

<反射防止膜の形成工程>
次に、第1逆導電型層2aの上に、反射防止膜7を形成する。
<Antireflection film formation process>
Next, the antireflection film 7 is formed on the first reverse conductivity type layer 2a.

反射防止膜7の形成方法としては、PECVD法、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。例えば、SiNx膜からなる反射防止膜7をPECVD法で形成する場合であれば、反応室内を500℃程度としてシラン(Si)とアンモニア(NH)との混合ガスを窒素(N)で希釈し、グロー放電分解でプラズマ化させて堆積させることで反射防止膜7が形成される。また、第2逆導電型層2bの上にも反射防止膜7を形成してもよい。 As a method for forming the antireflection film 7, a PECVD method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like can be used. For example, when the antireflection film 7 made of a SiNx film is formed by PECVD, the reaction chamber is set to about 500 ° C. and a mixed gas of silane (Si 3 H 4 ) and ammonia (NH 3 ) is nitrogen (N 2 The anti-reflective film 7 is formed by diluting with (), and plasma-depositing by glow discharge decomposition. The antireflection film 7 may also be formed on the second reverse conductivity type layer 2b.

<半導体層の形成工程>
次に、半導体基板1の第2の面1Sに、半導体層6を形成する。
<Semiconductor layer formation process>
Next, the semiconductor layer 6 is formed on the second surface 1S of the semiconductor substrate 1.

ボロンをドーパント元素とする場合、BBr(三臭化ボロン)を拡散源とする熱拡散法により、800〜1100℃程度の温度で形成することができる。この場合、半導体層6の形成に先立ち、半導体層6の形成予定箇所以外の領域の上に、例えば、既に形成されている逆導電型層2などの上に、酸化膜などからなる拡散防止層を形成し、半導体層6の形成後にこれを除去するようにするのが望ましい。 When boron is used as a dopant element, it can be formed at a temperature of about 800 to 1100 ° C. by a thermal diffusion method using BBr 3 (boron tribromide) as a diffusion source. In this case, prior to the formation of the semiconductor layer 6, a diffusion prevention layer made of an oxide film or the like, for example, on a region other than the portion where the semiconductor layer 6 is to be formed, for example, on the reverse conductivity type layer 2 or the like already formed. It is desirable to remove the semiconductor layer 6 after the semiconductor layer 6 is formed.

また、ドーパント元素としてアルミニウムを用いる場合は、アルミニウム粉末と有機ビヒクル等からなるアルミニウムペーストを印刷法で半導体基板1の第2の面1Sに塗布した後、700〜850℃程度の温度で熱処理(焼成)してアルミニウムを半導体基板1に向けて拡散させることによって、半導体層6を形成することができる。この場合、アルミニウムペーストの印刷面である第2の面1Sだけに所望の拡散領域である半導体層6を形成することができる。しかも、焼成後に第2の面1Sの上に形成されたアルミニウムからなる層を、除去せずにそのまま第1集電部5bとして利用することもできる。   When aluminum is used as the dopant element, an aluminum paste made of aluminum powder and an organic vehicle or the like is applied to the second surface 1S of the semiconductor substrate 1 by a printing method, followed by heat treatment (baking at a temperature of about 700 to 850 ° C. The semiconductor layer 6 can be formed by diffusing aluminum toward the semiconductor substrate 1. In this case, the semiconductor layer 6 that is a desired diffusion region can be formed only on the second surface 1S that is the printing surface of the aluminum paste. In addition, the layer made of aluminum formed on the second surface 1S after firing can be used as it is as the first current collector 5b without being removed.

<電極の形成方法>
次に、第1の電極4を構成する主電極部4aと第1導通部4bとを形成する。
<Method for forming electrode>
Next, the main electrode portion 4a and the first conduction portion 4b constituting the first electrode 4 are formed.

主電極部4aと第1導通部4bとは、例えば、塗布法を用いて形成される。具体的には、半導体基板1の第1の面1Fに、例えば銀等からなる金属粉末100重量部に対して有機ビヒクルを10〜30重量部、ガラスフリットを0.1〜10重量部を添加してなる導電性ペーストを、図1に示す主電極部4aの形成パターンにて塗布することで塗布膜を形成した後、該塗布膜を最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、主電極部4aと第1導通部4bとを形成することができる。なお、この場合、導電性ペーストを塗布する際に貫通孔3にも該導電性ペーストが充填されることで、第1導通部4bも形成できる。ただし、後述のように第2導通部4cを形成する際にも、第2の面1Sの側から導電性ペーストが塗布され、その際に貫通孔3にも導電性ペーストが再度充填された後に焼成がなされるので、第1の面1Fに導電性ペーストを塗布する際に貫通孔3に十分に導電性ペーストが充填されなくてもかまわない。   The main electrode portion 4a and the first conductive portion 4b are formed using, for example, a coating method. Specifically, 10 to 30 parts by weight of an organic vehicle and 0.1 to 10 parts by weight of glass frit are added to the first surface 1F of the semiconductor substrate 1 with respect to 100 parts by weight of metal powder made of, for example, silver. After forming a coating film by applying the conductive paste formed in the formation pattern of the main electrode portion 4a shown in FIG. 1, the coating film is tens of seconds to several tens of minutes at a maximum temperature of 500 to 850 ° C. The main electrode part 4a and the 1st conduction | electrical_connection part 4b can be formed by baking to some extent. In this case, when the conductive paste is applied, the first conductive portion 4b can also be formed by filling the through hole 3 with the conductive paste. However, also when forming the 2nd conduction | electrical_connection part 4c so that it may mention later, after the conductive paste is apply | coated from the 2nd surface 1S side and the conductive paste is again filled with the conductive paste in that case at that time Since the baking is performed, the through-hole 3 may not be sufficiently filled with the conductive paste when the conductive paste is applied to the first surface 1F.

なお、導電性ペーストを塗布した後、焼成に先だって、所定の温度で塗布膜中の溶剤を蒸散させて該塗布膜を乾燥させるのが好ましい。また、あらかじめ貫通孔3にのみ導電性ペーストを充填・乾燥し、その後、上述の場合と同様に図1に示す主電極部4aのパターンにて導電性ペーストを塗布したうえで焼成するなど、主電極部4aと第1導通部4bとを別々に塗布・焼成して形成するようにしてもよい。   In addition, after apply | coating an electrically conductive paste, it is preferable to evaporate the solvent in a coating film at predetermined temperature and to dry this coating film before baking. In addition, the conductive paste is filled and dried only in the through holes 3 in advance, and then the conductive paste is applied in the pattern of the main electrode portion 4a shown in FIG. The electrode portion 4a and the first conductive portion 4b may be formed by separately applying and firing.

なお、上述したように、主電極部4aの形成に先立って、反射防止膜7を形成する場合は、パターニングされた領域に主電極部4aを形成するか、あるいは、ファイヤースルー法によって主電極部4aを形成することになる。一方で、主電極部4aを形成した後に、反射防止膜7を形成してもかまわない。この場合、反射防止膜7をパターニングする必要もなく、またファイヤースルー法を用いる必要もないため、主電極部4aの形成条件が緩やかなものとなる。このような工程であれば、例えば、800℃程度の高温で焼成を行わずとも、主電極部4aを形成することができる。   As described above, when the antireflection film 7 is formed prior to the formation of the main electrode portion 4a, the main electrode portion 4a is formed in the patterned region, or the main electrode portion is formed by a fire-through method. 4a will be formed. On the other hand, the antireflection film 7 may be formed after the main electrode portion 4a is formed. In this case, it is not necessary to pattern the antireflection film 7, and it is not necessary to use the fire-through method, so that the conditions for forming the main electrode portion 4a are moderate. If it is such a process, the main electrode part 4a can be formed, without baking at the high temperature of about 800 degreeC, for example.

続いて、半導体基板1の第2の面1S上に、第1集電部5bを形成する。   Subsequently, the first current collector 5 b is formed on the second surface 1 </ b> S of the semiconductor substrate 1.

第1集電部5bについても、塗布法を用いて形成することができる。具体的には、半導体基板1の第2の面1Sに、例えばアルミニウムまたは銀等からなる金属粉末100重量部に対して有機ビヒクルを10〜30重量部、ガラスフリットを0.1〜5重量部を添加してなる導電性ペーストを、図2に示す集電部5bの形成パターンにて塗布することで塗布膜を形成した後、該塗布膜を最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、第1集電部5bを形成することができる。なお、前述したように、アルミニウムペーストを用いる場合は、半導体層6と第1集電部5bとを同時に形成することができる。   The first current collector 5b can also be formed using a coating method. Specifically, 10 to 30 parts by weight of an organic vehicle and 0.1 to 5 parts by weight of a glass frit are formed on the second surface 1S of the semiconductor substrate 1 with respect to 100 parts by weight of metal powder made of, for example, aluminum or silver. 2 is applied in the formation pattern of the current collecting portion 5b shown in FIG. 2, and then the coating film is formed at a maximum temperature of 500 to 850 ° C. for several tens of seconds to several By baking to a sufficient extent, the first current collector 5b can be formed. As described above, when the aluminum paste is used, the semiconductor layer 6 and the first current collector 5b can be formed simultaneously.

さらに、半導体基板1の第2の面1Sに、第2導通部4c、第1出力取出部4d、第2出力取出部5a、第2集電部5cおよび接続部5dを形成する。   Further, the second conduction portion 4c, the first output extraction portion 4d, the second output extraction portion 5a, the second current collection portion 5c, and the connection portion 5d are formed on the second surface 1S of the semiconductor substrate 1.

第2導通部4c、第1出力取出部4d、第2出力取出部5a、第2集電部5cおよび接続部5dは、例えば、塗布法を用いて同時に形成することができる。具体的には、半導体基板1の第2の面1Sに、例えば銀等からなる金属粉末100重量部に対して有機ビヒクルを10〜30重量部、ガラスフリットを0.1〜10重量部を添加してなる導電性ペーストを、図2、図4に示すような電極パターンにて塗布することで塗布膜を形成した後、該塗布膜を最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより形成できる。なお、それぞれの構成部を別々に形成したり、相異なる組成の導電性ペーストを用いて形成してもよい。また、アルミニウムペーストを用いて半導体層6と第1集電部5bとを同時に形成した場合、第2出力取出部5aは第3逆導電型層2c上に形成されるが特に問題ない。   The 2nd conduction | electrical_connection part 4c, the 1st output extraction part 4d, the 2nd output extraction part 5a, the 2nd current collection part 5c, and the connection part 5d can be formed simultaneously using the apply | coating method, for example. Specifically, 10 to 30 parts by weight of organic vehicle and 0.1 to 10 parts by weight of glass frit are added to the second surface 1S of the semiconductor substrate 1 with respect to 100 parts by weight of metal powder made of, for example, silver. After forming the coating film by applying the conductive paste with the electrode pattern as shown in FIGS. 2 and 4, the coating film is tens of seconds to several tens of minutes at the maximum temperature of 500 to 850 ° C. It can be formed by baking to a certain extent. In addition, you may form each structure part separately, or you may form using the electrically conductive paste of a different composition. Further, when the semiconductor layer 6 and the first current collector 5b are simultaneously formed using aluminum paste, the second output extraction portion 5a is formed on the third reverse conductivity type layer 2c, but there is no particular problem.

本実施の形態に係る太陽電池素子10は、以上のような手順で作製することができる。   The solar cell element 10 according to the present embodiment can be manufactured by the procedure as described above.

なお、必要に応じて、半田ディップ処理によって第1出力取出部4dと第2出力取出部5aの上に、半田領域(図示せず)を形成してもよい。   If necessary, a solder region (not shown) may be formed on the first output extraction portion 4d and the second output extraction portion 5a by a solder dipping process.

また、絶縁層8は、例えば、CVD等の薄膜形成技術を用いて形成する態様であってもよいし、樹脂ペーストなどからなる絶縁性ペーストを塗布し、焼成することによって形成する態様であってもよいし、市販の絶縁テープを貼り付けることで形成する態様であってもよい。なお、絶縁性ペーストを焼成する際には、電極形成のときに、同時に焼成して形成することも可能である。   The insulating layer 8 may be formed by using a thin film forming technique such as CVD, for example, or may be formed by applying and baking an insulating paste made of a resin paste or the like. Alternatively, it may be formed by attaching a commercially available insulating tape. Note that when the insulating paste is fired, it may be fired at the same time as the electrodes are formed.

≪太陽電池モジュールの製造方法≫
次に、上述のように形成される太陽電池素子10を用いて太陽電池モジュール20を製造する方法について説明する。
≪Solar cell module manufacturing method≫
Next, a method for manufacturing the solar cell module 20 using the solar cell element 10 formed as described above will be described.

まず、あらかじめ、厚さ0.1〜0.4mm程度、幅2mm程度の銅箔の全面を半田材料によって被覆したものを長手方向について所定の長さに切断することによって、配線15を作製しておく。   First, a wiring 15 is produced by cutting a copper foil having a thickness of about 0.1 to 0.4 mm and a width of about 2 mm covered with a solder material into a predetermined length in the longitudinal direction. deep.

そして、図6に示すように、複数の太陽電池素子10をそれぞれ第2の面1Sを上にして所定の距離で離間させて載置し、第1の太陽電池素子10αの第1出力取出部4dと第2の太陽電池素子10βの第2出力取出部5aとの間に、上方から配線15を接触させる。この状態で、ホットエアーや半田鏝を用いて、あるいはリフロー炉を用いて、配線15の表面の半田を溶融させることで、配線15と第1出力取出部4dおよび第2出力取出部5aとを接続させる。係る方法によれば、高い生産性で、太陽電池素子10同士を接続することができる。   Then, as shown in FIG. 6, the plurality of solar cell elements 10 are placed with the second surface 1S facing upward and spaced apart by a predetermined distance, and the first output extraction portion of the first solar cell element 10α is placed. The wiring 15 is brought into contact between 4d and the second output extraction portion 5a of the second solar cell element 10β from above. In this state, the wiring 15 and the first output extraction section 4d and the second output extraction section 5a are connected by melting the solder on the surface of the wiring 15 using hot air, soldering iron, or a reflow furnace. Connect. According to this method, the solar cell elements 10 can be connected with high productivity.

その後、透光性部材11の上に、表側充填材12と、配線15によって互いに接続された複数の太陽電池素子10と、裏側充填材14と、裏面保護材15とを順次に積層することで得られるモジュール基体を、ラミネータの中で脱気、加熱して押圧することによって一体化させることによって、太陽電池モジュール20が得られる。   Then, on the translucent member 11, by laminating | stacking sequentially the front side filler 12, the several solar cell element 10 mutually connected by the wiring 15, the back side filler 14, and the back surface protective material 15. The obtained module base is integrated by degassing, heating and pressing in a laminator, whereby the solar cell module 20 is obtained.

そして、図5(b)に示すように、上述した太陽電池モジュール20の外周には、必要に応じてアルミニウムなどの枠16がはめ込まれる。また、図5(a)に示すように、直列接続された複数の太陽電池素子10のうち、最初の太陽電池素子10と最後の太陽電池素子10の電極の一端を、出力取出部である端子ボックス17に、出力取出配線18によって接続する。   And as shown in FIG.5 (b), the frames 16, such as aluminum, are inserted in the outer periphery of the solar cell module 20 mentioned above as needed. Moreover, as shown to Fig.5 (a), the terminal which is an output extraction part is connected to the end of the electrode of the 1st solar cell element 10 and the last solar cell element 10 among several solar cell elements 10 connected in series. It is connected to the box 17 by an output extraction wiring 18.

上述した手順によって、本実施の形態に係る太陽電池モジュール20を得ることができる。   The solar cell module 20 according to the present embodiment can be obtained by the procedure described above.

<変形例>
図1に示すように半導体基板1の第1の面1Fの基準辺BSに対して平行に貫通孔3(第1導通部4b)の配列がn列(nは2以上の整数)設けられるとき、基準辺BSに対して垂直な半導体基板1の一辺を均等に2n個に分割する分割線DSの(2n−1)本のうち奇数本の位置に貫通孔3(第1導通部4b)の列を設けることにより、主電極部4aの抵抗損失がより効率よく低減できるとともに美観を向上させることができる。これは、第2導通部4cを設けることによって、上記形状であっても隣接する太陽電池素子を互いに回転対称の関係となるように配置して配線15を接続することが可能となる。なお、貫通孔3の配列3が分割線から2mm以内であれば、分割線に位置するとみてよい。
<Modification>
As shown in FIG. 1, when n rows (n is an integer of 2 or more) of arrays of through holes 3 (first conductive portions 4 b) are provided in parallel to the reference side BS of the first surface 1 F of the semiconductor substrate 1. The through holes 3 (first conductive portions 4b) are formed at odd positions among (2n-1) dividing lines DS that equally divide one side of the semiconductor substrate 1 perpendicular to the reference side BS into 2n pieces. By providing the row, the resistance loss of the main electrode portion 4a can be more efficiently reduced and the aesthetics can be improved. By providing the second conductive portion 4c, it is possible to connect the wiring 15 by arranging adjacent solar cell elements so as to have a rotationally symmetric relationship with each other even in the above shape. In addition, if the arrangement | sequence 3 of the through-hole 3 is less than 2 mm from a dividing line, it may be considered to be located on a dividing line.

また、図4に示すように半導体基板1の周縁部に位置する第2出力取出部5aの半導体基板1の周縁部側においては、第1集電部5bと接続せずに半導体基板1と接続させることが好ましく、太陽電池モジュールを屋外に設置したときにおける日々の温度サイクルによる配線15の伸縮の影響を受け、第2出力取出部5aの剥がれる可能性を低減することができる。   Further, as shown in FIG. 4, the second output extraction portion 5 a located at the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 is connected to the semiconductor substrate 1 without being connected to the first current collecting portion 5 b on the peripheral portion side of the semiconductor substrate 1. It is preferable to reduce the possibility that the second output extraction portion 5a is peeled off due to the expansion and contraction of the wiring 15 due to the daily temperature cycle when the solar cell module is installed outdoors.

また、図4に示すように半導体基板1の第2の面1Sにおいて位置合わせ用アライメントマーク9aを設け、別の部位に位置合わせ用アライメントマーク9aの形状の異なる方向識別用アライメントマーク9bを設けることが好ましい。方向識別用アライメントマーク9bにより太陽電池素子10の向きを判別し易くなり、位置合わせ用アライメントマーク9aによって配線15を接続する際の位置合わせを容易に行えるだけでなく、位置合わせ用アライメントマーク9aの近傍に方向識別アライメントマーク9bを設け、位置合わせ用カメラに識別装置を設けることよって配線15を接続する太陽電池素子10が回転対称の関係となるように確実に配置したり、確認したりすることができるため生産性を向上させることができる。また、位置合わせ用アライメントマーク9aが方向識別用アライメントマーク9を兼ねてもよく、両端に設けたアライメントマーク9の形状を異なるようにすればよい。アライメントマーク9は半導体基板1の第2の面1Sに電極を形成する際に同時に形成することが好ましい。   Also, as shown in FIG. 4, the alignment mark 9a for alignment is provided on the second surface 1S of the semiconductor substrate 1, and the alignment mark 9b for direction identification having a different shape of the alignment mark 9a for alignment is provided in another part. Is preferred. The direction identification alignment mark 9b makes it easy to determine the orientation of the solar cell element 10, and the alignment alignment mark 9a not only facilitates alignment when the wiring 15 is connected, but also includes the alignment alignment mark 9a. By providing the direction identification alignment mark 9b in the vicinity and providing the identification device on the alignment camera, the solar cell elements 10 to which the wiring 15 is connected are securely arranged or confirmed so as to have a rotationally symmetric relationship. Therefore, productivity can be improved. In addition, the alignment mark 9a for alignment may also serve as the alignment mark 9 for direction identification, and the alignment marks 9 provided at both ends may have different shapes. The alignment mark 9 is preferably formed simultaneously with the formation of the electrode on the second surface 1S of the semiconductor substrate 1.

また、第1出力取出部4dと第2出力取出部5aの基準辺BSに沿う方向の長さは異なっていても同じであってもよい。   Further, the lengths of the first output extraction portion 4d and the second output extraction portion 5a in the direction along the reference side BS may be different or the same.

また、本発明の実施の形態では、図8に示すように、接続部5dを直接、第2出力取出部5aに接続する形態でもよい。また、本発明の実施の形態では、図8に示すように、第1導通部4bの配列方向(基準辺BSに沿う方向)における各第1出力取出部4dの間の第1集電部5bの上に第2集電部5cを形成してもよい。このような形態であれば、キャリアの集電を効率良く行うことができる。   Further, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the connection portion 5d may be directly connected to the second output extraction portion 5a. Further, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the first current collector 5b between the first output extraction parts 4d in the arrangement direction of the first conduction parts 4b (direction along the reference side BS). A second current collector 5c may be formed on the top. With such a configuration, it is possible to efficiently collect carriers.

なお、太陽電池素子10においては、上述の配列状態をみたすとともに配線15による接続態様が実現可能である限りにおいて、第1出力取出部4dと第2出力取出部5aとをそれぞれ上述したものと異なる形状(例えば、台形状、円形状、楕円形状、半円形状、扇型形状、あるいはそれらの複合形状など)に形成する態様であってもよい。   In the solar cell element 10, the first output extraction portion 4 d and the second output extraction portion 5 a are different from those described above as long as the arrangement state described above is satisfied and the connection mode by the wiring 15 can be realized. It may be formed in a shape (for example, a trapezoidal shape, a circular shape, an elliptical shape, a semicircular shape, a fan shape, or a composite shape thereof).

1 :半導体基板
2 :逆導電型層
2a:第1逆導電型層
2b:第2逆導電型層
2c:第3逆導電型層
3 :貫通孔
4 :第1の電極
4a:主電極部
4b:第1導通部
4c:第2導通部
4d:第1出力取出部
5 :第2の電極
5a:第2出力取出部
5b:第1集電部
5c:第2集電部
5d:接続部
6 :半導体層
10 :太陽電池素子
11 :透光性基板
12 :表側充填材
13 :裏側充填材
14 :裏面保護材
15 :配線
16 :枠
17 :端子ボックス
18 :出力取出配線
20 :太陽電池モジュール
1: Semiconductor substrate 2: Reverse conductivity type layer 2a: 1st reverse conductivity type layer 2b: 2nd reverse conductivity type layer 2c: 3rd reverse conductivity type layer 3: Through-hole 4: 1st electrode 4a: Main electrode part 4b : 1st conduction | electrical_connection part 4c: 2nd conduction | electrical_connection part 4d: 1st output extraction part 5: 2nd electrode 5a: 2nd output extraction part 5b: 1st current collection part 5c: 2nd current collection part 5d: Connection part 6 : Semiconductor layer 10: Solar cell element 11: Translucent substrate 12: Front side filler 13: Back side filler 14: Back side protective material 15: Wiring 16: Frame 17: Terminal box 18: Output extraction wiring 20: Solar cell module

Claims (7)

光を受ける第1の面及び該第1の面の裏側の第2の面を有する、一導電型を呈する半導体基板と、
前記第1の面側から前記第2の面側に導出され、一方向に配列される複数の第1導通部と、該複数の第1導通部の配列方向に沿って前記第2の面上に設けられ、前記複数の第1導通部の一部を覆うように前記第1導通部と接続される複数の第2導通部と、前記配列方向に沿って前記第2導通部と接続される複数の第1出力取出部と、を有する第1の電極と、
前記半導体基板よりも高い濃度のドーパントを含有してなり、前記第2の面側の前記第1の電極の非形成領域に設けられる、前記一導電型を呈する半導体層と、
前記半導体層上に設けられる集電部を有する第2の電極と、を備え、
前記第1出力取出部の前記配列方向における長さは、前記第2導通部の長さよりも短く、
前記半導体層は、前記配列方向において、隣り合う前記第1出力取出部の間に設けられていることを特徴とする太陽電池素子。
A semiconductor substrate of one conductivity type, having a first surface for receiving light and a second surface on the back side of the first surface;
A plurality of first conductive portions led out from the first surface side to the second surface side and arranged in one direction; and on the second surface along an arrangement direction of the plurality of first conductive portions A plurality of second conduction parts connected to the first conduction part so as to cover a part of the plurality of first conduction parts, and connected to the second conduction part along the arrangement direction. A first electrode having a plurality of first output extraction parts;
A semiconductor layer exhibiting the one conductivity type, comprising a dopant having a higher concentration than the semiconductor substrate, and provided in a non-formation region of the first electrode on the second surface side;
A second electrode having a current collector provided on the semiconductor layer,
The length in the arrangement direction of the first output extraction portion is shorter than the length of the second conduction portion,
The solar cell element, wherein the semiconductor layer is provided between the first output extraction portions adjacent to each other in the arrangement direction.
前記集電部は、前記配列方向において、隣り合う前記第1出力取出部の間に位置する前記半導体層上に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池素子。   2. The solar cell element according to claim 1, wherein the current collector is provided on the semiconductor layer located between the adjacent first output extraction portions in the arrangement direction. 前記第2の電極は、前記第2の面を平面視して、前記集電部が前記第2導通部を挟むように複数設けられており、隣接する前記集電部同士を電気的に接続する接続部をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の太陽電池素子。   A plurality of the second electrodes are provided so that the second surface is seen in plan view so that the current collectors sandwich the second conductive part, and the adjacent current collectors are electrically connected to each other. The solar cell element according to claim 2, further comprising a connecting portion. 前記第1の電極は、前記第1の面上に略等間隔に設けられる複数の線状導体を含んでなり、
前記線状導体の本数と前記一方向に配列される前記第1導通部の個数とが同じであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の太陽電池素子。
The first electrode includes a plurality of linear conductors provided on the first surface at substantially equal intervals,
4. The solar cell element according to claim 1, wherein the number of the linear conductors is the same as the number of the first conductive portions arranged in the one direction. 5.
前記第2の面上に、互いに形状が異なる複数のアライメントマークをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の太陽電池素子。   The solar cell element according to claim 1, further comprising a plurality of alignment marks having different shapes from each other on the second surface. 前記第1導通部はn列(nは2以上の整数)設けられており、前記配列方向に対して垂直な前記半導体基板の一辺を均等に2n個に分割する分割線(2n−1)本のうち奇数本の位置に前記第1導通部の列が設けられることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の太陽電池素子。   The first conductive portions are provided in n rows (n is an integer of 2 or more), and the dividing lines (2n−1) that equally divide one side of the semiconductor substrate perpendicular to the arrangement direction into 2n pieces. The solar cell element according to any one of claims 1 to 5, wherein a row of the first conduction parts is provided at odd positions. 互いに隣接するように配列された請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の複数の太陽電池素子と、
隣り合う前記太陽電池素子間で、一方の前記太陽電池素子の前記第1の電極と他方の前記太陽電池素子の前記第2の電極とを接続する配線と、を備えた太陽電池モジュール。
A plurality of solar cell elements according to any one of claims 1 to 6 arranged so as to be adjacent to each other,
A solar cell module comprising: a wiring for connecting the first electrode of one solar cell element and the second electrode of the other solar cell element between adjacent solar cell elements.
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