JP5384224B2 - 太陽電池 - Google Patents
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Description
本発明は、照射光の受光に応じてキャリアを生成する光電変換部と、光電変換部からキャリアを収集する収集電極とを備える太陽電池に関する。
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を電気に変更するため、新しいエネルギー源として期待されている。
太陽電池は、例えば、照射光（例えば、太陽光）の受光に応じてキャリアを生成する光電変換部と、光電変換部からキャリアを収集する収集電極とを有する。具体的には、光電変換部は、照射光を受光する受光面と、受光面の反対側に設けられた裏面とを有する。収集電極は、光電変換部の受光面や裏面に設けられる。なお、受光面及び裏面を総称して、光電変換部の主面と称する。
ここで、光電変換部の受光面に収集電極が設けられる場合には、収集電極による照射光の遮光を抑制しながら、収集電極によってキャリアを効率的に収集するために、収集電極をライン状に形成するとともに、収集電極を細線化することが一般的である。
このように、収集電極を細線化すると、収集電極の抵抗が高くなるため、収集電極の低抵抗化が望まれている。収集電極を低抵抗化する技術としては、光電変換部の主面に設けられた溝に収集電極を埋め込む技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
ところで、収集電極の低抵抗化の観点から、収集電極は、ＡｇやＣｕなどの金属部材によって形成されることが一般的である。すなわち、収集電極を光透過性部材で形成することが難しい。従って、光電変換部の受光面に設けられた収集電極は照射光を遮光してしまう。
また、上述したように、収集電極の細線化が望まれているが、収集電極の幅は、収集電極を形成する装置や方法などの精度に依存する。従って、収集電極の細線化が不十分であるケースが考えられる。同時に、収集電極の低抵抗化も必要とされる。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、収集電極による遮光を抑制しながら、収集電極の低抵抗化を実現することを可能とする太陽電池を提供することを目的とする。
第１の特徴に係る太陽電池（太陽電池１０）は、照射光の受光に応じてキャリアを生成する光電変換部（光電変換部１１）と、前記光電変換部から前記キャリアを収集する収集電極（受光面側収集電極１３）とを備える。前記光電変換部は、前記照射光を受光する受光面（受光面１１Ｆ）を有する。前記受光面上には、光透過性の光透過体（光透過部材１４）が設けられる。前記収集電極は、前記受光面上に設けられており、前記受光面から前記光透過体の受光面の一部上に跨って形成される。前記光透過体の少なくとも一部は、前記収集電極と前記受光面との間に設けられる。
第１の特徴において、前記受光面の略垂直方向において、前記光透過体の厚みは、略４００ｎｍ以上である。
第１の特徴において、前記光透過体は、１．４以上３．６以下の屈折率を有する。
第１の特徴において、前記光透過体は、１．６以上１．８以下の屈折率を有する。
第１の特徴において、前記光透過体は、低弾性体である。
本発明によれば、収集電極による遮光を抑制しながら、収集電極の低抵抗化を実現することを可能とする太陽電池を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態に係る太陽電池及び太陽電池モジュールについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［実施形態の概要］
実施形態に係る太陽電池は、照射光の受光に応じてキャリアを生成する光電変換部と、光電変換部からキャリアを収集する収集電極とを備える。光電変換部は、照射光を受光する受光面を有する。受光面上には、光透過性の光透過体が設けられる。収集電極は、受光面上に設けられており、受光面から光透過体の受光面の一部上に跨って形成される。光透過体の少なくとも一部は、収集電極と受光面との間に設けられる。
実施形態に係る太陽電池は、照射光の受光に応じてキャリアを生成する光電変換部と、光電変換部からキャリアを収集する収集電極とを備える。光電変換部は、照射光を受光する受光面を有する。受光面上には、光透過性の光透過体が設けられる。収集電極は、受光面上に設けられており、受光面から光透過体の受光面の一部上に跨って形成される。光透過体の少なくとも一部は、収集電極と受光面との間に設けられる。
実施形態では、収集電極は、受光面から光透過体の受光面の一部上に跨って形成される。従って、収集電極の幅が制約されていても、すなわち、収集電極がある程度の幅を持っていても、光電変換部の受光面に光透過体を通して照射光が差し込むため、収集電極による遮光を抑制することができる。また、収集電極がある程度の幅を持っているため、収集電極の低抵抗化を実現することができる。
［第１実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
以下において、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す図である。なお、図１は、照射光を受光する受光面側から太陽電池モジュール１００を見た図である。図２は、太陽電池モジュール１００の断面を示す図である。
（太陽電池モジュールの構成）
以下において、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す図である。なお、図１は、照射光を受光する受光面側から太陽電池モジュール１００を見た図である。図２は、太陽電池モジュール１００の断面を示す図である。
第１に、太陽電池モジュール１００は、図１に示すように、複数の太陽電池ストリング１１０（太陽電池ストリング１１０Ａ〜太陽電池ストリング１１０Ｆ）と、端子ボックス２００とを有する。
太陽電池ストリング１１０は、複数の太陽電池１０を有する。太陽電池ストリング１１０において、複数の太陽電池１０は、配列方向に沿って並べられており、配線材２０によって電気的に接続される。
例えば、太陽電池ストリング１１０Ａは、太陽電池１０Ａ〜太陽電池１０Ｅを有する。太陽電池１０Ａ〜太陽電池１０Ｅは、配線材２０によって電気的に接続される。
端子ボックス２００は、照射光を受光する受光面の反対側に設けられた裏面側に配置される。端子ボックス２００には、配線材２０に接続された複数の引出配線１２０（引出配線１２０Ａ〜引出配線１２０Ｄ）が接続される。端子ボックス２００は、配線材２０及び引出配線１２０を介して取り出された電力を出力ケーブル（不図示）を介して外部に出力する。
第２に、太陽電池モジュール１００は、図２に示すように、受光面側保護材３１０と、裏面側保護材３２０と、封止材３３０とを有する。上述した太陽電池ストリング１１０は、受光面側保護材３１０と裏面側保護材３２０との間において、封止材３３０によって封止される。
受光面側保護材３１０は、太陽電池１０の受光面側に設けられており、太陽電池１０の受光面を保護する。受光面側保護材３１０は、例えば、光透過性及び遮水性を有するガラスやプラスチック等によって構成される。
裏面側保護材３２０は、太陽電池１０の裏面側に設けられており、太陽電池１０の裏面を保護する。裏面側保護材３２０は、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムで挟む構造を有する積層フィルムなどである。
封止材３３０は、受光面側保護材３１０と裏面側保護材３２０との間に充填される。封止材３３０は、光透過性の部材によって構成される。封止材３３０は、例えば、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の樹脂によって構成される。
なお、上述した配線材２０は、接着材３０によって太陽電池１０の表面に接着される。接着材３０としては、半田や導電性樹脂接着材を用いることができる。
ここで、配線材２０の配線について、複数の太陽電池１０のうち、互いに隣接する２つの太陽電池１０を例に挙げて説明する。ここでは、説明を明確にするために、２つの太陽電池１０のうち、一方の太陽電池１０を第１太陽電池１０と称し、他方の太陽電池１０を第２太陽電池１０と称する。具体的には、配線材２０は、第１太陽電池１０の受光面側から第２太陽電池１０の裏面側に跨って配線される。
（太陽電池の構成）
以下において、第１実施形態に係る太陽電池の構成について、図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、第１実施形態に係る太陽電池１０の構成を示す図である。なお、図３は、照射光を受光する受光面側から太陽電池１０を見た図である。図４は、太陽電池１０の断面（図３に示すＡ−Ａ断面）を示す図である。
以下において、第１実施形態に係る太陽電池の構成について、図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、第１実施形態に係る太陽電池１０の構成を示す図である。なお、図３は、照射光を受光する受光面側から太陽電池１０を見た図である。図４は、太陽電池１０の断面（図３に示すＡ−Ａ断面）を示す図である。
図３及び図４に示すように、太陽電池１０は、光電変換部１１と、複数の裏面側収集電極１２と、複数の受光面側収集電極１３と、複数の光透過部材１４とを有する。
光電変換部１１は、照射光の受光に応じてキャリアを生成する。キャリアは、一対の正孔及び電子である。また、光電変換部１１は、照射光を受光する受光面１１Ｆと、受光面１１Ｆの反対側に設けられた裏面１１Ｂとを有する。
光電変換部１１は、例えば、ｎ型領域及びｐ型領域を有しており、ｎ型領域とｐ型領域との界面には半導体結合が形成される。すなわち、ｎ型領域とｐ型領域との界面に形成された半導体結合によって、キャリア（正孔及び電子）が分離される。
光電変換部１１は、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料によって構成される半導体基板であってもよい。光電変換部１１は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料によって構成される半導体基板であってもよい。
光電変換部１１は、単結晶Ｓｉ基板と非晶質Ｓｉ層との間に、真正な非晶質Ｓｉを有する構造（ＨＩＴ構造）を有していてもよい。ＨＩＴ構造では、ヘテロ結合界面の特性が改善する。
複数の裏面側収集電極１２は、キャリア（正孔又は電子）を収集する電極である。各裏面側収集電極１２は、ライン状の形状を有しており、光電変換部１１の裏面１１Ｂに設けられる。また、複数の裏面側収集電極１２は、所定間隔毎に配置される。各裏面側収集電極１２は、例えば、ＡｇやＣｕなどの低抵抗金属によって構成される。なお、複数の裏面側収集電極１２は、光電変換部１１の裏面１１Ｂの全領域に亘って配置されることが好ましい。
複数の受光面側収集電極１３は、キャリア（正孔又は電子）を収集する電極である。各受光面側収集電極１３は、ライン状の形状を有しており、光電変換部１１の受光面１１Ｆに設けられる。また、複数の受光面側収集電極１３は、所定間隔毎に配置される。各受光面側収集電極１３は、例えば、ＡｇやＣｕなどの低抵抗金属によって構成される。なお、複数の受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆの全領域に亘って配置される。
第１実施形態では、受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆから光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される（図４を参照）。具体的には、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の片側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。
ここで、光透過部材１４の受光面は、受光面側収集電極１３によって被覆されていない部分、すなわち、露出部分を有することに留意すべきである。すなわち、光透過部材１４の受光面のうち、露出部分から照射光が光電変換部１１の受光面１１Ｆに入射する。
なお、複数の受光面側収集電極１３が配置される所定間隔は、複数の裏面側収集電極１２が配置される所定間隔よりも広いことが好ましい。すなわち、受光面側収集電極１３の数は、裏面側収集電極１２の数よりも少ない。受光面側収集電極１３が配置される所定間隔が広いため、受光面側収集電極１３による照射光の遮光が抑制される。裏面側収集電極１２が配置される所定間隔が狭いため、裏面側収集電極１２によるキャリアの収集効率が高い。
ここで、第１実施形態では、配線材２０は、第１太陽電池１０の受光面側収集電極１３に電気的に接続され、第２太陽電池１０の裏面側収集電極１２に電気的に接続される。なお、第１太陽電池１０及び第２太陽電池１０は互いに隣接する。
配線材２０の直下には、受光面側収集電極１３で収集されたキャリアを集合させるための集合電極が設けられていてもよい。集合電極は、受光面側収集電極１３及び配線材２０を電気的に接続する電極として機能する。同様に、配線材２０の直下には、裏面側収集電極１２で収集されたキャリアを集合させるための集合電極が設けられていてもよい。集合電極は、裏面側収集電極１２及び配線材２０を電気的に接続する電極として機能する。
複数の光透過部材１４は、光透過性の材料によって構成される。各光透過部材１４は、ライン状の形状を有しており、光電変換部１１の受光面１１Ｆに設けられる。複数の光透過部材１４は、所定間隔毎に配置される。言い換えると、各光透過部材１４は、各受光面側収集電極１３に沿って配置される。
第１実施形態では、光透過部材１４の少なくとも一部は、光電変換部１１の受光面１１Ｆと受光面側収集電極１３との間に設けられる（図４を参照）。
光透過部材１４の屈折率は、封止材３３０の屈折率よりも高く、光電変換部１１の屈折率よりも低いことが好ましい。
例えば、光透過部材１４は、１．４以上３．６以下の屈折率を有する材料によって構成されることが好ましい。また、光透過部材１４は、１．６以上１．８以下の屈折率を有する材料によって構成されることがさらに好ましい。
光透過部材１４を構成する材料としては、例えば、以下に示す材料を用いることができる。
（Ａ）光透過部材１４を構成する材料としては、以下に示す無機材料を用いることができる。
（Ａ１）酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物群から選択される少なくとも１以上の材料によって構成される透光性材料
（Ａ２）希土類元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、ガリウム、フッ素などの群から選択される少なくとも１以上の元素を含む（Ａ１）の透光性材料
（Ａ３）ダイヤモンド
（Ａ２）希土類元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、ガリウム、フッ素などの群から選択される少なくとも１以上の元素を含む（Ａ１）の透光性材料
（Ａ３）ダイヤモンド
（Ｂ）光透過部材１４を構成する材料としては、以下に示す有機材料を用いることができる。
（Ｂ１）メタクリル樹脂
（Ｂ２）アクリル樹脂
（Ｂ３）ポリカーボネート樹脂
（Ｂ４）ポリスチレン樹脂
（Ｂ５）ポリエステル樹脂
（Ｂ２）アクリル樹脂
（Ｂ３）ポリカーボネート樹脂
（Ｂ４）ポリスチレン樹脂
（Ｂ５）ポリエステル樹脂
例えば、汎用ポリスチレン樹脂は、１．５９〜１．６０の屈折率を有する。ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体）は、１．５６〜１．５８の屈折率を有する。ＭＳ樹脂（スチレン−メチルメタアクリレート共重合体）は、１．５６〜１．５８の屈折率を有する。アクリル樹脂は、１．４９〜１．５０の屈折率を有する。ポリカーボネート樹脂は、１．５８〜１．５９の屈折率を有する。硬質塩化ビニル樹脂は、１．５２〜１．５４の屈折率を有する。ポリメチルメタアクリレートは、１．５０前後の屈折率を有する。
（Ｃ）光透過部材１４を構成する材料としては、無機材料の微粒子を含む有機材料（ハイブリッド材料）を用いることができる。なお、無機材料としては、上述した（Ａ）に列挙した材料やカーボンナノ構造体を用いることができる。有機材料としては、上述した（Ｂ）に列挙した材料を用いることができる。
（Ｄ）光透過部材１４を構成する材料としては、低弾性体の材料を用いることが好ましい。低弾性体の材料としては、以下に示す材料を用いることができる。
（Ｄ１）エポキシ樹脂（ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂）
（Ｄ２）アクリル樹脂
（Ｄ３）フッ素樹脂
（Ｄ４）スチレン系エストラマー
（Ｄ５）ポリプロピレン
（Ｄ６）ポリイミドシリコーン
（Ｄ２）アクリル樹脂
（Ｄ３）フッ素樹脂
（Ｄ４）スチレン系エストラマー
（Ｄ５）ポリプロピレン
（Ｄ６）ポリイミドシリコーン
（光透過体及び収集電極の構成）
以下において、第１実施形態に係る光透過体及び収集電極の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る受光面側収集電極１３及び光透過部材１４の構成を示す図である。
以下において、第１実施形態に係る光透過体及び収集電極の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る受光面側収集電極１３及び光透過部材１４の構成を示す図である。
図５に示すように、受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆから光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。具体的には、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の片側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。光透過部材１４の少なくとも一部は、光電変換部１１の受光面１１Ｆと受光面側収集電極１３との間に設けられる。
ここで、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略垂直方向において、受光面側収集電極１３の厚みＴ１は、略１０μｎｍ〜１００ｎｍである。また、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の表面の長さＬは、略４０μｍ〜１００μｍである。なお、受光面側収集電極１３の表面の長さＬは、受光面側収集電極１３を形成する装置や方法などの精度に依存する。
光電変換部１１の受光面１１Ｆの略垂直方向において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略４００ｎｍ以上であることが好ましい。また、光透過部材１４の厚みＴ２は、略８００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。さらに、光透過部材１４の厚みＴ２は、光電変換部１１の受光面１１Ｆに導くべき照射光の波長（例えば、２μｍ）以上であることがさらに好ましい。
一方で、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略垂直方向において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略１００μｍ以下であることが好ましい。
（光透過体及び収集電極の製造方法）
以下において、第１実施形態に係る光透過体及び収集電極の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６〜図８は、第１実施形態に係る受光面側収集電極１３及び光透過部材１４の製造方法を示す図である。
以下において、第１実施形態に係る光透過体及び収集電極の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６〜図８は、第１実施形態に係る受光面側収集電極１３及び光透過部材１４の製造方法を示す図である。
第１に、光電変換部１１の受光面１１Ｆ上に複数の光透過部材１４が形成される。例えば、複数の光透過部材１４は、ＵＶフォトリソグラフィ技術によって形成される。なお、複数の光透過部材１４は、上述したように、所定間隔毎に形成される。
第２に、光電変換部１１の受光面１１Ｆ上に複数の収集電極材料１３Ａ形成される。例えば、複数の収集電極材料１３Ａは、無電解メッキ技術によって形成される。
なお、収集電極材料１３Ａは、受光面側収集電極１３を構成する材料である。従って、収集電極材料１３Ａは、受光面側収集電極１３と同様の材料によって構成される。
ここで、各収集電極材料１３Ａは、各光透過部材１４に沿って形成される。具体的には、各収集電極材料１３Ａは、収集電極材料１３Ａの幅方向において、各収集電極材料１３Ａの片側が各光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。
第３に、複数の受光面側収集電極１３が形成される。例えば、複数の受光面側収集電極１３は、電解メッキ技術によって各収集電極材料１３Ａを成長させることによって形成される。
上述したように、各収集電極材料１３Ａは、各光透過部材１４に沿って形成される。従って、各受光面側収集電極１３は、各光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。
（作用及び効果）
第１実施形態では、受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆから光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。従って、受光面側収集電極１３の幅が制約されていても、すなわち、受光面側収集電極１３がある程度の幅を持っていても、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光が差し込むため、受光面側収集電極１３による遮光を抑制することができる。また、受光面側収集電極１３がある程度の幅を持っているため、受光面側収集電極１３の低抵抗化を実現することができる。
第１実施形態では、受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆから光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。従って、受光面側収集電極１３の幅が制約されていても、すなわち、受光面側収集電極１３がある程度の幅を持っていても、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光が差し込むため、受光面側収集電極１３による遮光を抑制することができる。また、受光面側収集電極１３がある程度の幅を持っているため、受光面側収集電極１３の低抵抗化を実現することができる。
具体的には、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の片側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。従って、受光面側収集電極１３の片側において、受光面側収集電極１３による遮光を抑制することができる。
詳細には、光透過部材１４の受光面は、受光面側収集電極１３によって被覆されていない部分、すなわち、露出部分を有する。従って、光透過部材１４の受光面のうち、露出部分から照射光が光電変換部１１の受光面１１Ｆに入射し、受光面側収集電極１３による遮光を抑制することができる。
第１実施形態において、光透過部材１４は、１．４以上３．６以下の屈折率を有する材料によって構成されることが好ましい。これによれば、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光が差し込みやすい。
第１実施形態において、光透過部材１４は、１．６以上１．８以下の屈折率を有する材料によって構成されることがさらに好ましい。これによれば、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光がさらに差し込みやすい。
第１実施形態において、光透過部材１４を構成する材料としては、低弾性体の材料を用いることが好ましい。これによれば、受光面側収集電極１３に配線材２０が圧着される際に、受光面側収集電極１３と配線材２０との密着性が向上する。
第１実施形態において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略４００ｎｍ以上であることが好ましい。これによれば、受光面側収集電極１３による遮光が抑制され、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光が差し込みやすい。
第１実施形態において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略８００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。これによれば、受光面側収集電極１３による遮光がさらに抑制され、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光がさらに差し込みやすい。
第１実施形態において、光透過部材１４の厚みＴ２は、光電変換部１１の受光面１１Ｆに導くべき照射光の波長（例えば、２μｍ）以上であることがさらに好ましい。これによれば、光電変換部１１の受光面１１Ｆに光透過部材１４を通して照射光が導かれやすい。
第１実施形態において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略１００μｍ以下であることが好ましい。これによれば、光透過部材１４の剥離が抑制される。
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第１実施形態では、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の片側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。これに対して、変更例１では、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の両側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。なお、変更例１では、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略全領域に光透過部材１４が形成される。
（太陽電池の構成）
以下において、変更例１に係る太陽電池の構成について、図面を参照しながら説明する。図９及び図１０は、第１実施形態に係る太陽電池１０の構成を示す図である。なお、図９は、照射光を受光する受光面側から太陽電池１０を見た図である。図１０は、太陽電池１０の断面（図９に示すＢ−Ｂ断面）を示す図である。なお、図９及び図１０では、図３及び図４と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
以下において、変更例１に係る太陽電池の構成について、図面を参照しながら説明する。図９及び図１０は、第１実施形態に係る太陽電池１０の構成を示す図である。なお、図９は、照射光を受光する受光面側から太陽電池１０を見た図である。図１０は、太陽電池１０の断面（図９に示すＢ−Ｂ断面）を示す図である。なお、図９及び図１０では、図３及び図４と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
図９及び図１０に示すように、太陽電池１０は、光電変換部１１と、複数の裏面側収集電極１２と、複数の受光面側収集電極１３と、光透過部材１４とを有する。
光電変換部１１及び複数の裏面側収集電極１２は、第１実施形態と同様であるため、その説明については省略する。
複数の受光面側収集電極１３は、第１実施形態と同様に、キャリア（正孔又は電子）を収集する電極である。各受光面側収集電極１３は、ライン状の形状を有しており、光電変換部１１の受光面１１Ｆに設けられる。
変更例１では、受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆから光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される（図１０を参照）。具体的には、各受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、各受光面側収集電極１３の両側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。
光透過部材１４は、第１実施形態と同様に、光透過性の材料によって構成される。光透過部材１４は、光電変換部１１の受光面１１Ｆに設けられる。
変更例１では、光透過部材１４は、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略全領域に形成される。具体的には、光透過部材１４は、光電変換部１１の受光面１１Ｆに受光面側収集電極１３が接する部分Ｘを除いて、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略全領域に形成される。
（光透過体及び収集電極）
以下において、変更例１に係る光透過体及び収集電極について、図面を参照しながら説明する。図１１は、変更例１に係る受光面側収集電極１３及び光透過部材１４を示す図である。
以下において、変更例１に係る光透過体及び収集電極について、図面を参照しながら説明する。図１１は、変更例１に係る受光面側収集電極１３及び光透過部材１４を示す図である。
図１１に示すように、受光面側収集電極１３は、光電変換部１１の受光面１１Ｆから光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。具体的には、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の両側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。光透過部材１４の少なくとも一部は、光電変換部１１の受光面１１Ｆと受光面側収集電極１３との間に設けられる。
ここで、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略垂直方向において、受光面側収集電極１３の厚みＴ１は、略１０μｎｍ〜１００ｎｍである。また、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の表面の長さＬは、略４０μｍ〜１００μｍである。なお、受光面側収集電極１３の表面の長さＬは、受光面側収集電極１３を形成する装置や方法などの精度に依存する。
光電変換部１１の受光面１１Ｆの略垂直方向において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略４００ｎｍ以上であることが好ましい。また、光透過部材１４の厚みＴ２は、略８００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。さらに、光透過部材１４の厚みＴ２は、光電変換部１１の受光面１１Ｆに導くべき照射光の波長（例えば、２μｍ）以上であることがさらに好ましい。
一方で、光電変換部１１の受光面１１Ｆの略垂直方向において、光透過部材１４の厚みＴ２は、略１００μｍ以下であることが好ましい。
（作用及び効果）
変更例１では、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の両側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。従って、受光面側収集電極１３の両側において、受光面側収集電極１３による遮光を抑制することができる。すなわち、受光面側収集電極１３による遮光を第１実施形態よりも抑制することができる。
変更例１では、受光面側収集電極１３は、受光面側収集電極１３の幅方向において、受光面側収集電極１３の両側が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。従って、受光面側収集電極１３の両側において、受光面側収集電極１３による遮光を抑制することができる。すなわち、受光面側収集電極１３による遮光を第１実施形態よりも抑制することができる。
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上述した実施形態では、光透過部材１４が光電変換部１１の受光面１１Ｆに設けられており、受光面側収集電極１３が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成される。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。具体的には、光透過部材１４が光電変換部１１の裏面１１Ｂに設けられており、裏面側収集電極１２が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成されてもよい。例えば、照射光が裏面側保護材３２０で反射される場合には、裏面側収集電極１２が光透過部材１４の受光面の一部上に跨って形成されることが好ましい。
１０…太陽電池、１１…光電変換部、１２…裏面側収集電極、１３…受光面側収集電極、１４…光透過部材、２０…配線材、３０…接着材、１００…太陽電池モジュール、１１０…太陽電池ストリング、１２０…引出配線、２００…端子ボックス、３１０…受光面側保護材、３２０…裏面側保護材、３３０…封止材
Claims (5)
- 照射光の受光に応じてキャリアを生成する光電変換部と、
前記光電変換部から前記キャリアを収集する収集電極とを備えており、
前記光電変換部は、前記照射光を受光する受光面を有しており、
前記受光面上には、光透過性の光透過体が設けられており、
前記収集電極は、前記受光面上に設けられており、前記受光面から前記光透過体の受光面の一部上に跨って形成され、
前記光透過体の少なくとも一部は、前記収集電極と前記受光面との間に設けられることを特徴とする太陽電池。 - 前記受光面の略垂直方向において、前記光透過体の厚みは、略４００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
- 前記光透過体は、１．４以上３．６以下の屈折率を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池。
- 前記光透過体は、１．６以上１．８以下の屈折率を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池。
- 前記光透過体は、低弾性体である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。
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