JP5535297B2 - 太陽電池素子及び太陽電池モジュール - Google Patents

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Description

この発明は、太陽電池素子及び太陽電池モジュールに関する。
バックコンタクト型の太陽電池素子として、基板の表面に形成されたグリッド電極と、基板の裏面に形成されたｎ電極と、基板の裏面に形成されたｐ電極とを備えたものがある。このグリッド電極は、基板に形成されたスルーホールを通じてｐ電極と電気的に接続されている。これにより、基板の裏面から、ｎ電極及びｐ電極を通じて両電極の出力を取出すことができるようにしている。
これに関連する技術文献として、特許文献１及び２がある。
特開昭６３−２１１７７３号公報 特表２００２−５００８２５号公報
ところで、上記のような太陽電池素子において、ｎ電極又はｐ電極の数を調整したい場合がある。
例えば、上記のような太陽電池素子を複数用いて太陽電池モジュールを製造する場合、各太陽電池素子のｎ電極とｐ電極とが相互接続される。
この場合、太陽電池素子の裏面に設けられたｎ電極の数とｐ電極の数とが不一致であると、ｎ電極とｐ電極とを１対１で相互接続した場合に、複数の太陽電池素子間の接続に用いられない電極が生じる。余りの電極は、そのまま放置されるか、別途外部接続を行って他の電極に接続される。前者の場合、生じた起電力の無駄が生じる。後者の場合、別途行う外部接続作業で余計な手間を要する。
そこで、本発明は、太陽電池素子の取出用電極数を容易に調整できるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するため、第１の態様に係る太陽電池素子は、受光する第１面及び該第１面の裏側の第２面を有する半導体基板と、該半導体基板の前記第２面に設けられて開口を有する複数の下地集電極と、複数の前記下地集電極に設けられた複数の集電極と、複数の前記下地集電極間に設けられた複数の第１取出用電極と、前記下地集電極の前記開口に設けられた第２取出用電極と、前記第２面に設けられて、複数の前記集電極のうち少なくとも１つと前記第２取出用電極とを電気的に接続する接続電極と、を備え、複数の前記下地集電極間の領域の延在方向に沿って、複数の前記第１取出用電極が、分断された態様で設けられており、前記接続電極は、複数の前記第１取出用電極間を通るように設けられているものである。
これにより、集電極からの出力が接続電極を介して第２取出用電極を通じて取出される。従って、太陽電池素子の取出用電極数を容易に調整することができる。
この太陽電池素子及び太陽電池モジュールの目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
第１実施形態に係る太陽電池素子の正面図である。 同上の太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の平面図である。 同上の太陽電池素子の左側面図である。 図２におけるＡ１−Ａ３部分拡大図である。 図２におけるＡ１−Ａ２部分拡大図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図５におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 図５におけるＩＸ−ＩＸ線断面の一部を拡大する図である。 図５におけるＸ−Ｘ線断面の一部を拡大する図である。 受光面用電極と接続電極との関係を示す図である。 太陽電池素子を分割した場合の一方の分割部分を示す正面図である。 太陽電池素子を分割した場合の一方の分割部分を示す背面図である。 接続電極の表面に絶縁層を形成した状態を示す説明図である。 接続電極の表面に絶縁層を形成した他例に係る状態を示す説明図である。 太陽電池モジュールの上半部の正面図である。 太陽電池モジュールの下半部の正面図である。 太陽電池モジュールの上半部の背面図である。 太陽電池モジュールの下半部の背面図である。 太陽電池モジュールの平面図である。 太陽電池モジュールの左側面図である。 図１６において透明部を示した図である。 図１７において透明部を示した図である。 図１８において透明部を示した図である。 図１９において透明部を示した図である。 連結された２つの太陽電池素子部分を示す拡大正面図である。 連結された２つの太陽電池素子部分を示す拡大背面図である。 ２つの太陽電池素子の連結部分を示す説明図である。 第２実施形態に係る太陽電池素子の正面図である。 同上の太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の平面図である。 同上の太陽電池素子の左側面図である。 図３０におけるＢ−Ｂ部分拡大図である。 図３３において外部配線が接続された状態を示す図である。 第３実施形態に係る太陽電池素子の正面図である。 同上の太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の平面図である。 同上の太陽電池素子の左側面図である。 図３６におけるＣ−Ｃ部分拡大図である。 図３９において外部配線が接続された状態を示す図である。 第４実施形態係る太陽電池素子の正面図である。 同上の太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の平面図である。 同上の太陽電池素子の左側面図である。 図４２におけるＤ−Ｄ部分拡大図である。 図４５において外部配線が接続された状態を示す図である。 第５実施形態に係る太陽電池素子の正面図である。 同上の太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の平面図である。 同上の太陽電池素子の左側面図である。 図４８におけるＥ−Ｅ部分拡大図である。 図５１において外部配線が接続された状態を示す図である。 第６実施形態に係る太陽電池素子の正面図である。 同上の太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の平面図である。 同上の太陽電池素子の左側面図である。 図５３におけるＦ−Ｆ部分拡大図である。 第７実施形態に係る太陽電池素子の要部拡大背面図である。 同上の太陽電池素子の要部拡大正面図である。 図５９において第１及び第２パッドを省略した図である。 第８実施形態に係る太陽電池素子の背面図である。 同上の太陽電池素子の要部拡大背面図である。
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係る太陽電池素子及び太陽電池モジュールについて説明する。
太陽電池素子は光を受けて発電を行う個々の素子であり、太陽電池モジュールは複数の太陽電池素子を備えて構成されている。ここでは、太陽電池素子について説明してから、太陽電池モジュールについて説明する。
＜太陽電池素子＞
図１〜図４において、太陽電池素子１０の底面図はその平面図と対称であり、太陽電池素子１０の右側面図はその左側面図と対称である。また、図１〜図５から太陽電池素子１０に係る意匠が把握され得る。図６は部分意匠として把握され得る部分を実線で示した図である。なお、各図において、第２取出用電極３８と集電極３４との境界を示す線は、説明の便宜上付した線であり、意匠的な外観では表れない境界線である。
この太陽電池素子１０は、半導体基板１２のうち太陽光等の光を受ける第１面１２ａに、受光面用電極２２が設けられている。第１面１２ａは、受光面とも呼ばれる。また、半導体基板１２のうち前記第１面１２ａとは裏側の第２面１２ｂに、上記受光面用電極２２と電気的に接続された第１取出用電極２６が設けられている。第２面１２ｂは、裏面とも呼ばれる。さらに、半導体基板１２のうち第２面１２ｂに、下地集電極３２、集電極３４、接続電極３６及び第２取出用電極３８が設けられている。そして、半導体基板１２の第２面側で、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８を通じて、両電極の出力を取出すことができる。
ここで、太陽電池素子１０の層構造を説明する。太陽電池素子１０は、半導体基板１２と、第１電極２０と、第２電極３０とを備えている。
半導体基板１２は、板状、ここでは、方形板状に形成されている。半導体基板１２の全体の厚みは、３００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であることがより好ましく、１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
この半導体基板１２には、第１面１２ａと第２面１２ｂとの間で貫通する貫通孔１２ｈが形成されている。貫通孔１２ｈの直径は、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
また、半導体基板１２は、一導電型層１３と、逆導電型層１４とを有している。一導電型層１３と逆導電型層１４は、互いに逆の導電型を呈する層であり、ここでは、一導電型層１３がｐ型を呈し、逆導電型層１４がｎ型を呈する例で説明する。
一導電型層１３は、半導体基板１２のバルク領域を構成している。逆導電型層１４は、半導体基板１２の第１面１２ａ側に形成された第１逆導電型層部分１４ａと、貫通孔１２ｈの内周面表面に形成された第２逆導電型層部分１４ｂと、半導体基板１２の第２面１２ｂ側に形成された第３逆導電型層部分１４ｃとを有している。
第１逆導電型層部分１４ａは、半導体基板１２の第１面１２ａのうち貫通孔１２ｈを除く部分の略全体に形成されている。第１逆導電型層部分１４ａの厚みは、０．２〜０．５μｍ程度であることが好ましい。第２逆導電型層部分１４ｂは、貫通孔１２ｈの内周面表面の略全体に形成されている。また、第３逆導電型層部分１４ｃは、半導体基板１２の第２面１２ｂのうち貫通孔１２ｈの開口周縁部に略環状に形成されている。
この半導体基板１２では、一導電型層１３と逆導電型層１４との間に、ｐｎ接合が形成される。
また、半導体基板１２は、内部に高濃度ドープ層１６を有している。高濃度ドープ層１６は、上記一導電型層１３におけ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ドープされた部分である。この高濃度ドープ層１６は、半導体基板１２の第２面１２ｂのうち逆導電型層１４との接触部分を避けた略全体領域に設けられている。
この高濃度ドープ層１６は、いわゆるＢＳＦ効果（back surface field effect）を得るための層である。高濃度ドープ層１６は、半導体基板１２の第２面１２ｂ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、半導体基板１２内で内部電界を形成する層である。
また、この高濃度ドープ層１６表面に下地集電極３２が形成され、これらの間にオーミックコンタクトが形成される。
なお、半導体基板１２の第１面１２ａは、多数の微細な突起を有する凹凸形状に形成されていてもよい。かかる凹凸形状は、第１面１２ａにおける入射光の反射を低減させて、光を半導体基板１２内へより多く吸収させる役割を有する。
また、半導体基板１２の第１面１２ａの表面に、反射防止膜が形成されていてもよい。
第１電極２０は、銀等の導電性材料により形成され、太陽電池素子１０の発電により所定の極性を呈するものであり、受光面用電極２２と、第１取出用電極２６と、導通部２４とを備えている。
受光面用電極２２は、半導体基板１２の第１面１２ａに設けられており、第１面１２ａにて生成したキャリアを集電する。第１取出用電極２６は、半導体基板１２の第２面１２ｂに設けられており、外部配線が半田付け等で接続される配線接続部として用いられる。また、導通部２４は貫通孔１２ｈに設けられており、受光面用電極２２と第１取出用電極２６とを電気的に接続する。
第２電極３０は、導電性材料により形成され、太陽電池素子１０の発電により第１電極２０とは異なる極性を呈するものであり、下地集電極３２と、集電極３４と、接続電極３６と、第２取出用電極３８とを備えている。
下地集電極３２は、半導体基板１２の第２面１２ｂにおける高濃度ドープ層１６表面に形成されている。ここでは、下地集電極３２が、高濃度ドープ層１６表面の略全体領域に形成されている。また、下地集電極３２は開口３２ｈを有しており、開口３２ｈ内で第２取出用電極３８が半導体基板１２の表面に接して形成されている。なお、第２取出用電極３８は、必要に応じて高濃度ドープ層１６の表面に接して形成されてもよい。下地集電極３２は、アルミニウム等の導電性材料で形成されており、半導体基板１２の第２面１２ｂで生成したキャリアを集電する。第２取出用電極３８は、銀等の導電性材料で形成され、外部配線を半田付け等で接続するための配線接続部として用いられる。
ここで、第２取出用電極３８については、下地集電極３２に部分的な開口３２ｈを形成して第２取出用電極３８を半導体基板１２の第２面１２ｂに設けることで、第２取出用電極３８の厚みを大きくし断面積を大きくしつつ、太陽電池素子１０の第２面１２ｂ側において段差をなるべく少なくして、熱膨張、収縮時のストレスを少なくできる。勿論、下地集電極３２と第２取出用電極３８とは、それらの形成時に一体として形成されるものでも、また、別々に形成されたとしても形成後の状態で一体としてみられるものでも構わない。
集電極３４は、下地集電極３２の表面に、第２取出用電極３８と電気的に接続されるように設けられている。この集電極３４は、下地集電極３２から第２取出用電極３８に向けて効率よく電流を流せると共に、下地集電極３２に生じる熱応力を低減する。この点については、後でも述べる。
接続電極３６は、複数の集電極３４同士または集電極３４と第２取出用電極３８とを電気的に接続し、もって共通する第２取出用電極３８から電流を取出せるものであり、ビア電極とも呼ばれる。
集電極３４及び接続電極３６は、銀等の導電性材料により形成されており、ここでは、同じ製造工程において同一層として形成されている。もっとも、集電極３４と接続電極３６とは、別々の層として別々の製造工程で製造されてもよい。
また、第１取出用電極２６、集電極３４、接続電極３６、第２取出用電極３８は、上記下地集電極３２よりも高伝導率の材料によって形成されることが好ましい。例えば、下地集電極３２がアルミニウムにより形成され、第１取出用電極２６、集電極３４、接続電極３６、第２取出用電極３８は銀により形成されることが好ましい。
次に、太陽電池素子１０の第１電極２０及び第２電極３０の位置及び形状について説明する。
図１及び図１０に示すように、半導体基板１２の第１面１２ａには、受光面用電極２２が設けられている。
受光面用電極２２は、半導体基板１２の第１面１２ａに、略平行に形成された複数の線状導体２２ａを有している。ここでは、複数の線状導体２２ａは、略等間隔で略平行に形成されている。受光面用電極２２は、フィンガー電極とも呼ばれる。また、各線状導体２２ａの長手方向途中に、導通部２４が設けられており、複数の線状導体２２ａは導通部２４を介して第１取出用電極２６に対して電気的に接続されている。ここでは、各線状導体２２ａの長手方向途中の３箇所に、導通部２４が設けられている。また、隣設する線状導体２２ａ同士は、それぞれの端部で、その各線状導体２２ａに略直交する方向に延びる受光面側接続部２２ｂを介して相互に電気的に接続されている。受光面側接続部２２ｂは、省略されてもよい。
図２及び図５〜図１０に示すように、半導体基板１２の第２面１２ｂには、第１取出用電極２６、下地集電極３２、集電極３４、接続電極３６及び第２取出用電極３８が設けられている。
下地集電極３２は、半導体基板１２の第２面１２ｂに、相互間に隙間３３をあけて、複数（ここでは４つ）の領域に区分されている。複数の隙間３３は、略並列に設けられている。それぞれの下地集電極３２は略方形領域を占めており、複数の下地集電極３２のうちそれらの配列方向両端部のものの幅は、配列方向中間部のものの幅よりも小さく、ここでは略半分である。ここで、下地集電極３２の幅は、複数の下地集電極３２の配列方向における幅である。
なお、下地集電極３２は複数に区分されていればよく、その数は任意である。例えば、下地集電極３２は２つの領域に区分して２つ設けられていてもよい。
複数の集電極３４は、複数の下地集電極３２のそれぞれの表面に設けられている。ここでは、各下地集電極３２のうち上記隙間３３側の端縁に沿って、複数の集電極３４が設けられている。各下地集電極３２の端縁に沿って設けられた複数の集電極３４間には、隙間３３が設けられている。
また、複数の下地集電極３２のうち中間部のもの（つまり、両端部の下地集電極３２よりも幅寸法が大きい下地集電極３２）は、その下地集電極３２の両端縁のそれぞれに沿って複数の集電極３４を有する。このため、各下地集電極３２で集電されたキャリアが、比較的短距離の移動で集電極３４に達し、キャリアの再結合が有効に低減される。
各集電極３４は、電気的に一つの導体として相互連結された複数の細線部３４ａを有している。より具体的には、各集電極３４は、間隔をあけて並列された２つの細線部３４ａ同士を複数の細線部３４ａで連結した、はしご状の形状を有している。かかる形状の集電極３４もフィンガー電極とも呼ばれる。
また、図２において、各下地集電極３２の端縁に沿った方向において両端部に設けられる集電極３４の長さは、当該端縁に沿った方向において中間部に設けられる集電極３４の長さよりも大きく、ここでは、略２倍の長さ寸法である。
各集電極３４は、上記構成に限られず、細線部が櫛歯状或は網目状に設けられた構成であってもよい。
このように集電極３４を複数の細線部３４ａで構成することにより、集電極３４は下地集電極３２に対して適宜分散された領域で接触する。よって、下地集電極３２に対して集電極３４が比較的小さい接触抵抗で接して、下地集電極３２と第２取出用電極３８との間での抵抗損失を小さくし、もって効率よく電流を取出せる。また、下地集電極３２と集電極３４との間での面状の接触部分を低減し、下地集電極３２と集電極３４との熱収縮率の差に起因して、下地集電極３２に生じる熱応力を低減している。
第２取出用電極３８は、下地集電極３２表面において、上記隙間３３を挟んで設けられた複数の集電極３４のうち一方に接する。図２では、隙間３３を挟んで設けられた複数の集電極３４のうち、右側の集電極３４に接する。
第２取出用電極３８は、隙間３３の延在方向（α方向）が長い略長方形に形成されている。図２において、複数の集電極３４のうちα方向の両端部のものに対応して設けられる第２取出用電極３８は、対応する複数の集電極３４の長さの半分よりも小さい。
また、複数の集電極３４のうちα方向の中間部のものに対応して設けられる第２取出用電極３８は、対応する複数の集電極３４の長さと略同じである。また、ここでは、第２取出用電極３８は、集電極３４を構成する導体部分によって４方を取囲まれている。必ずしも集電極３４を構成する導体部分が第２取出用電極の４方を囲む必要はなく、一辺のみで接してもよい。
第１取出用電極２６は、複数の下地集電極３２間の領域（隙間３３）に設けられており、集電極３４とは、略平行で隣設している。ここでは、複数の下地集電極３２間のそれぞれの隙間３３において、α方向に沿って、複数の第１取出用電極２６が隙間２７を介して分断しつつ線状に連続している。各第１取出用電極２６の隙間２７には、後述する接続電極３６が形成されている。また、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８は、隙間３３を挟んで隣設する集電極３４間に挟まれている。
接続電極３６は、各第１取出用電極２６間を通る位置に形成されており、接続電極３６は、複数の集電極３４のうち、隙間３３を挟んで隣合うもの同士を電気的に接続している。また、接続電極３６は、α方向に交差するβ方向に形成されている。
また、図２において、接続電極３６は、α方向における集電極３４の長さよりも小さく、かつ、各第１取出用電極２６間の隙間を通って配設可能な細帯状の形状である。
また、図２において、複数の集電極３４のうちα方向両端のものにおいては、接続電極３６は、α方向において集電極３４の略中間に設けられている。また、複数の集電極３４のうちα方向中間のものにおいては、接続電極３６は、α方向において集電極３４の端部に設けられている。そして、それぞれの隙間３３において、各接続電極３６が、各第１取出用電極２６の隙間２７を通って配設されている。
ここで、複数の集電極３４のうちα方向の中間のものにおいては、接続電極３６は、集電極３４の端部に設けられているのに対応して、各第１取出用電極２６間の隙間２７は、集電極３４の端部の位置に対応して設けられている。これにより、α方向に沿って略同一位置で、複数の第１取出用電極２６と、複数の集電極３４とが分断する。
また、各接続電極３６の一端は一方（図２では隙間３３を挟んで左側）の集電極３４に直接接続されており、各接続電極３６の他端は他方（図２では隙間３３を挟んで左側）の集電極３４に第２取出用電極３８を介して接続されている。なお、必要に応じて、第２取出用電極３８に直接接続される集電極３４がなくてもよい。
また、各接続電極３６のうち第１取出用電極２６で挟まれる部分３６ａは、その両端よりも細い。これにより、接続電極３６と第１取出用電極２６との間で、十分な絶縁距離が確保される。
また、この接続電極３６の端部近傍に応力緩和孔３１ｈが形成されている。応力緩和孔３１ｈは、接続電極３６の端部近傍であればよく、応力緩和孔３１ｈは、接続電極３６自体又は接続電極３６が直接連結される集電極３４又は第２取出用電極３８に形成されていてもよい。
ここでは、接続電極３６の端部のうち細幅部分３６ａの両端の太幅部分３６ｂに応力緩和孔３１ｈが形成されている。また、集電極３４のうち第２取出用電極３８周囲を囲む部分であって接続電極３６の長手方向に沿って、応力緩和孔３１ｈが形成されている。各応力緩和孔３１ｈは、方形孔状に形成されている。これにより、外部配線を半田付け等する際に第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８に与えられた熱が、応力緩和孔３１ｈ部分を通じて効率よく外部に発散される。これにより、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８の周縁部、特に、集電極３４での熱応力を有効に緩和できる。
なお、半導体基板１２の第２面１２ｂ側において、少なくとも上記接続電極３６の表面には、ポリイミド系樹脂又はポリウレタン系樹脂等で形成された絶縁層が被覆される。この絶縁層は、直線状に並ぶ複数の第１取出用電極２６に対して線状の外部配線を接続する際に、第１取出用電極２６間で外部配線と接続電極３６とが短絡し難くする役割を有している。
また、図１１に示すように、受光面用電極２２は、複数の下地集電極３２の隙間３３で、平面透視で接続電極３６と重ならない部分を有している。ここでは、隙間３３において、接続電極３６は、受光面用電極２２の線状導体２２ａ間に配設され、線状導体２２ａに対して略同一方向に延在している。これにより、全ての導通部２４を、接続電極３６を避けた位置で、導通部２４を介して第１取出用電極２６に接続できる。そして、受光面用電極２２の全ての線状導体２２ａを、導通部２４を通じて第１取出用電極２６に接続できれば、半導体基板１２の第１面１２ａ側で、線状導体２２ａ同士を当該線状導体２２ａに対して略直交する接続配線（例えば、受光面側接続部２２ｂ）を無くするか或は少なくすることができる。これにより、半導体基板１２の第１面１２ａ側での意匠性の向上を図ることができる。
また、非受光面側にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ2）或はシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などからなるパッシベーション層を形成しても構わない。
＜太陽電池素子の製造方法＞
上記した太陽電池素子１０の製造方法の一例について説明する。
まず、上記半導体基板１２の元となる基板として、所定のドーパント（導電型制御用の不純物）がドープされることで、略全体が一導電型（ここではｐ型の導電型）を呈するものを準備する。
元となる半導体基板として単結晶シリコン基板や、多結晶シリコン基板、板状シリコン等を用いる。
上記元となる半導体基板は、例えば、ドーパント元素としてＢ（ホウ素）或はＧａ（ガリウム）を、１×１０15〜１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度ドープすることで、ｐ型の導電型を呈する。ドーパント元素のドープは、例えば、シリコンインゴット製造途中において、シリコン融液中に、ドーパント元素そのものを、或は、ドーパント元素をシリコン中に含んだドーパント材を、溶かすことで実現できる。
次に、上記元となる半導体基板に貫通孔１２ｈを形成する。貫通孔１２ｈは、機械的なドリル、ウオータージェット、或は、レーザ加工装置等を用いて形成することができる。
この後、必要に応じて、元となる半導体基板のうち第１面１２ａ側に、多数の微細な突起を有する凹凸形状を形成する。かかる凹凸形状は、ウエットエッチング或はドライエッチング等で形成することができる。
次に、元となる半導体基板の第１面１２ａに、第１逆導電型層部分１４ａを形成し、貫通孔１２ｈの内周表面に第２逆導電型層部分１４ｂを形成し、元となる半導体基板の第２面１２ｂ側に第３逆導電型層部分１４ｃを形成することで逆導電型層１４を形成する。
逆導電型層１４は、逆導電型を呈させるドーパントを上記元となる半導体基板の所定部分に拡散させることによって形成される。例えば、ｐ型の導電型を呈する半導体基板を用いる場合、逆導電型層１４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。また、拡散する方法としては、所定の形成対象箇所にペースト状態にしたＰ2Ｏ5を塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたＰＯＣｌ3（オキシ塩化リン）を拡散源として所定の形成対象箇所に拡散させる気相熱拡散法、或は、ｐ+イオンを形成対象箇所に対して直接拡散させるイオン打込み法等を用いることができる。
これにより、一導電型層１３と逆導電型層１４とを有する半導体基板１２が製造される。
なお、半導体基板１２の第１面１２ａの表面に反射防止膜を形成してもよい。
次に、半導体基板１２の第２面１２ｂ側に高濃度ドープ層１６を形成する。例えば、ボロンをドーパント元素とする場合、８００〜１１００℃程度の温度条件下で、ＢＢｒ3（三臭化ボロン）を拡散源とする熱拡散法により、高濃度ドープ層１６を形成することができる。また、例えば、アルミニウムをドーパント元素とする場合、アルミニウム粉末と有機ビヒクル等を含むアルミニウムペーストを、印刷法で半導体基板１２の第２面１２ｂに塗布した後、最高温度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１２の第２面１２ｂで拡散させることで、高濃度ドープ層１６を形成することができる。なお、後者の方法による場合、焼成後に第２面１２ｂに形成されたアルミニウムの層を除去せずにそのまま下地集電極３２として用いることができる。
次に、第１電極２０を構成する受光面用電極２２と導通部２４とを形成する。受光面用電極２２と導通部２４とは、塗布法を用いて形成される。具体的には、例えば、銀等の金属粉末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重量部添加した導電性ペーストを、半導体基板１２の第１面１２ａの所定領域に塗布すると共に貫通孔１２ｈ内にも充填塗布して塗布膜を形成した後、この塗布膜を最高温度５００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、受光面用電極２２と導通部２４とを形成することができる。なお、後述するように、第１取出用電極２６を形成する際にも、第２面１２ｂ側から貫通孔１２ｈ内に導電性ペーストが充填されるため、この段階で、貫通孔１２ｈ内に完全に導電性ペーストが充填される必要はない。
続いて、半導体基板１２の第２面１２ｂに、下地集電極３２を形成する。下地集電極３２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、アルミニウム又は銀等の金属粉末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重量部添加した導電性ペーストを、半導体基板１２の第２面１２ｂの上記所定領域に塗布して塗布膜を形成した後、この塗布膜を最高温度５００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、下地集電極３２を形成することができる。
なお、前述したように、アルミニウムを含む導電性ペーストを用いた場合には、高濃度ドープ層１６と下地集電極３２とを同時に形成することができる。
次に、半導体基板１２の第２面１２ｂ側に、第１取出用電極２６と集電極３４と接続電極３６と第２取出用電極３８とを形成する。
これらの各電極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、銀等の金属粉末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重量部添加した導電性ペーストを所定のパターンにて塗布して塗布膜を形成する。そして、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取出用電極２６と集電極３４と接続電極３６と第２取出用電極３８とを形成することができる。
この際、下地集電極３２のうち端縁に沿って複数の細線部３４ａを有する形状に形成された部分が集電極３４となり、下地集電極３２のうち端縁に沿って集電極３４と接して形成された部分が第２取出用電極３８となり、また、各隙間３３に沿って形成された部分が第１取出用電極２６となり、また、各隙間３３を挟んで隣合う集電極３４同士または集電極３４と第２取出用電極３８を結ぶ部分が接続電極３６となる。
勿論、第１取出用電極２６と集電極３４と接続電極３６と第２取出用電極３８とは、別々の工程にて形成されてもよく、また、別々の導電性ペーストによって形成されるものであってもよい。
また、非受光面側にパッシベーション層を形成した場合、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ2）或はシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などを、スパッタ法、蒸着法或いはＣＶＤ法などを用いて、厚さ１０ｎｍ〜５０μｍ程度で形成する。また、酸素雰囲気または大気雰囲気の熱酸化炉内で半導体基板１２に熱処理を施したり、酸化膜材料をスピンコート法、スプレー法やスクリーン印刷法等の塗布法を用いて塗布・焼成することによって、酸化膜（絶縁材料層）を形成しても構わない。
以上のように構成された太陽電池素子１０によると、下地集電極３２間の隙間３３を挟んで隣合う集電極３４同士が接続電極３６により電気的に接続され、接続電極３６を通じて電気的に接続された集電極３４の少なくとも一つに接して第２取出用電極３８が設けられているため、隣合う関係にある複数の集電極３４からの出力が接続電極３６を介して一つにまとめられて第２取出用電極３８を通じて取出される。本実施形態に即していえば、２列に並んで設けられた集電極３４からの出力を、１列の第２取出用電極３８で取出すことができる。このため、太陽電池素子１０の第２取出用電極３８の数を、集電極３４の数或は配列数よりも少なくするように容易に調整することができる。これにより、例えば、複数の太陽電池素子１０を相互接続する際に、第１取出用電極２６の数と、第１取出用電極２６とは異なる極性を呈する第２取出用電極３８の数とを一致させることができる。そして、例えば、後述するように複数の太陽電池素子１０同士を接続する際に、他に接続されない余りの電極を生じさせたり、或は、余りの電極を別途外部接続する等の作業を行うことなく、第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とを１対１で接続することができ、生じた起電力の無駄抑制及び接続作業を容易化できる。
また、半導体基板１２の第１面１２ａに設けられた受光面用電極２２を、導通部２４を介して第１取出用電極２６に接続しているため、両電極を半導体基板１２の第２面１２ｂから取出すことができる。これにより、複数の太陽電池素子１０を相互接続する際に、第２面１２ｂ側で接続作業を行えばよく、相互接続が行いやすい。
また、集電極３４と接続電極３６とは同一層として形成されているため、接続電極３６を形成することによる製造工程増加を抑制して、これらを容易に形成することができる。
また、接続電極３６を通じて電気的に接続された集電極３４が、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８を挟み、かつ、複数の下地集電極３２の端縁に沿って設けられているため、外部配線を半田付け等する際に第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８に与えられた熱が集電極３４を介して外部に発散され易い。つまり、半導体基板１２の熱伝導率よりも銀又はアルミニウム等で形成される集電極３４の熱伝導率の方が優れ、特に、銀で形成された集電極３４の熱伝導率は優れている。このため、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８を挟んで集電極３４を設けることで、その両側で当該集電極３４から効率よく外部に熱が発散される。特に、集電極３４は、複数の細線部３４ａを有しているため、表面積が大きく熱がより発散され易い。このため、半田付け時等に第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８に与えられた熱が、集電極３４を通じて効率よく外部に発散され、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８、さらには、その周辺部に生ずる熱応力を緩和できる。
また、接続電極３６が、分断された各第１取出用電極２６間を通るように設けられているため、α方向途中でも、集電極３４同士を電気的に接続することができる。特に、各第１取出用電極２６間に複数の接続電極３６を設けることで、一つの接続電極３６に集中して電流が流れることを抑制できる。
かかる構成は、太陽電池素子１０を複数に分割して用いる場合にも有効である。例えば、図１２及び図１３では、太陽電池素子１０を隙間３３に対して略直交する方向で、かつ、各第１取出用電極２６間、各集電極３４間及び各第２取出用電極間を通る直線に沿って分割している。この場合、α方向途中でも、接続電極３６を通じて集電極３４同士が電気的に接続されているため、分割されたそれぞれの部分でも、接続電極３６を通じて集電極３４同士が電気的に接続された状態を維持できる。
また、α方向に沿って略同一箇所で、複数の第１取出用電極２６の分断箇所と、複数の集電極３４とが分断するため、それらの分断箇所を通る直線上で、太陽電池素子１０の厚みを略均一にできる。従って、例えば、その直線上に沿ってレーザ光を照射すれば、レーザ光の焦点調整を行わなくても、太陽電池素子１０を分割できる。これにより、太陽電池素子１０の分割作業を容易に行える。
また、図１４、１５に示すように、太陽電池素子１０の接続電極３６の表面には、絶縁層４０が形成されている。外部配線６０は、絶縁膜４０を跨いで第１取出用電極２６と接続される。なお、絶縁膜４０を‘跨いで’とは、絶縁膜４０上に配置されることをいい、絶縁膜４０に直接接していても、絶縁層４０から離間していてもよい。このような絶縁層４０を形成する材料は、接続電極３６，３６Ｂ内部に染込み難いほうがよい。これにより、絶縁層４０の厚みが均一となりやすく、絶縁層４０が形成されない部分が生じにくい。
例えば、図１４において、銀で形成された接続電極３６の表面に絶縁層４０を形成する。これにより、接続電極３６を形成するにあたって、単一の材料を塗布すればよいため、複数層の位置合わせ等が不要であり、製造が容易である。
また、図１５に示すように、接続電極３６Ｂを、中心部分３６Ｂａと、中心部分３６Ｂａを覆い中心部分３６Ｂａより空孔率が小さい被覆部分３６Ｂｂと、から構成してもよい。ここで接続電極３６Ｂに含まれる中心部分３６Ｂａ及び被覆部分３６Ｂｂについての‘空孔率’とは、対象となる電極膜の全体積に締める空隙部体積の割合のことであり、具体的には次のように求めることができる。太陽電池素子の電極部を含む部分の断面部分を電子顕微鏡等で観察し、その写真などにより当該電極膜の全面積と空隙部の面積を求める。これにおいて空孔率は次式で求められる。
空孔率（％）＝{（空隙部分の面積）÷（電極膜の全面積）}×１００
このような中心部分３６Ｂａとしては例えば銀、スクリーン印刷法によるアルミニウムを用い、被覆部分３６Ｂｂとしては例えば銀、ニッケル、または蒸着によるアルミニウムを用いることができる。特に、中心部分３６Ｂａとしてスクリーン印刷法によるアルミニウムを主成分とする材料が用いられた場合、被覆部分３６Ｂｂを、銀を主成分とする材料によって構成することにより、中心部分３６Ｂａと被覆部分３６Ｂｂとのオーミックコンタクトを良好なものとすることができ、光電変換効率の向上を図ることができる。
また、絶縁膜４０は、例えばポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂などから形成される。絶縁層４０は、例えば、ポリイミド系樹脂又はポリウレタン系樹脂をスクリーンプリントで接続電極３６，３６Ｂの表面に塗布し、大気雰囲気中で２５０〜４００℃で１５〜６０分の条件で硬化させることによって形成される。この場合には、接続電極３６，３６Ｂは、アルミニウム又は銀等の単一材料で形成された構成であってもよいし、複数材料の組合わせによって形成されたものであってもよい。また、接続電極３６，３６Ｂの焼成条件は、他の下地集電極３２又は集電極３４と同様条件でよい。
＜太陽電池モジュール＞
上記太陽電池素子１０を用いた太陽電池モジュール５０について説明する。なお、図２０及び図２１は、図１６〜図１９に対して異なる縮尺で示されているが、実際の外形長さ寸法は同一である。
この太陽電池モジュール５０は、複数の太陽電池素子１０と、外部配線６０とを備えている。なお、図１６〜図２５では、太陽電池モジュール５０のうち外部配線６０を除く部分を図示しており、図２６〜図２８で外部配線６０部分を図示している。なお、図２７及び図２８の矢符Ｐ２、Ｐ３では、外部配線６０のうち太陽電池素子１０同士を接続する部分のみ図示しており、図２８の矢符Ｐ２では外部配線６０を透過した図を示している。
複数の太陽電池素子１０は、平面上で、少なくとも一つの列を成す。ここでは、５個の太陽電池素子１０で一つの列を成し、これらが２列設けられている。各列における太陽電池素子１０の数は、任意であり、また、列数も任意である。
各列において、複数の太陽電池素子１０は、間隔をあけて隣設している。各太陽電池素子１０の配置は、α方向を、複数の太陽電池素子１０の列方向に合わせている。また、相互に隣合う太陽電池素子１０は、太陽電池素子１０のうちα方向の一端部とα方向他端部とが互いに対向している。そして、相互に隣合う太陽電池素子１０間で、第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とが相互に対向し合う。これにより、複数の太陽電池素子１０が並ぶ各列において、複数の第１取出用電極２６の直線状連続部分と、複数の第２取出用電極３８の直線状連続部分とが、複数の太陽電池素子１０の境界を区切りとして、交互に直線状に並ぶ。
また、図２６〜図２８に示すように、各列において、隣合う太陽電池素子１０間で、対向し合う第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とが外部配線６０によって相互接続されている。
外部配線６０は、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８と略同幅或はそれよりも小幅で長尺状の導電性部材により形成されている。そして、複数の太陽電池素子１０の各列において、複数の第１取出用電極２６の直線状連続部分と複数の第２取出用電極３８の直線状連続部分とが交互に直線状に並ぶ部分全体を覆うようにして配設されて、それぞれの第１取出用電極２６及びそれぞれの第２取出用電極３８に半田付け等で接続されている。これにより、外部配線６０は、相互に隣合う太陽電池素子１０間で、対向し合う第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とを電気的に接続すると共に、それぞれの太陽電池素子１０において直線状に並ぶ複数の第１取出用電極２６（又は第２取出用電極３８）を電気的に接続している（図２８の矢符Ｐ１参照）。
このような外部配線６０としては、例えば、厚さ０．１〜０．４ｍｍ、幅２ｍｍ程度で、その全面が半田によって被覆された帯状の銅箔を用いることができる。そして、かかる外部配線６０を、ホットエアーや半田鏝を用いて、或は、リフロー炉等を用いて、第１取出用電極２６又は第２取出用電極３８に半田付けすることができる。
本実施形態の太陽電池素子では、太陽電池素子１０の接続電極３６の表面に、絶縁層４０を形成したことにより、直線状で平坦な外部配線６０が、絶縁膜４０を跨いで太陽電池素子１０の複数の第１取出用電極２６の直線状連続部分にハンダ付け等により接続されている。このため、太陽電池素子と外部配線６０との接続工程を単純なものとすることができ、さらに太陽電池素子の反りを低減でき、また外部配線６０の厚みを大きくすることが可能となり、直列抵抗をさらに減らすことができ、太陽電池モジュールとしての発電効率を高めることができる。
もっとも、外部配線６０は、相互に隣合う太陽電池素子１０間で対向し合う第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とを電気的に接続するだけでもよい。この場合、それぞれの太陽電池素子１０において直線状に並ぶ複数の第１取出用電極２６（又は第２取出用電極３８）を電気的に接続する部材として、他の配線を用いるとよい。
なお、上記のように配列された複数の太陽電池素子１０は、方形状の枠７０内に配設されており、太陽電池素子１０の両面を覆って枠７０に嵌め込まれた一対の透明板７２間に保持されている。透明板７２としては、ガラス板や透明な樹脂板等を用いることができる。
このように、上記太陽電池素子１０では、一つの太陽電池素子１０のうちα方向の一端部と、他の太陽電池素子１０のうちα方向他端部とを突合わせると、両者間で、第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とが突合わされる関係にあるため、外部配線６０を用いて容易に第１取出用電極２６と第２取出用電極３８とを接続して、複数の太陽電池素子１０を直列接続した太陽電池モジュール５０を容易に接続することができる。
｛第２実施形態｝
第２実施形態に係る太陽電池素子１１０について図２９〜図３４を用いて説明する。なお、以下の第２〜第８実施形態において、第１実施形態で説明したものと異なる部分を中心に説明し、第１実施形態で説明したものと同様構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図２９〜図３２において、太陽電池素子１１０の底面図はその平面図と対称であり、太陽電池素子１１０の右側面図はその左側面図と対称である。また、図２９〜図３４において、部分意匠として把握され得る部分を実線で示している。
太陽電池素子１１０は、接続電極３６に対応する接続電極１３６は、略等幅な細帯状の形状に形成されている。
また、接続電極１３６の端部近傍では、第１実施形態における応力緩和孔３１ｈは省略されている。
そして、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８に対して、外部配線６０が半田付け等で接続される。なお、図３４では、α方向端部の第１取出用電極２６に外部配線６０を接続した状態を示しているが、実際には、直線状に並ぶ複数の第１取出用電極２６の全てを相互接続するように外部配線６０が接続され、また、直線状に並ぶ複数の第２取出用電極３８の全てを相互接続するように外部配線６０が接続される。
かかる太陽電池素子１１０によっても、応力緩和孔３１ｈによる作用効果等を除いて、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
｛第３実施形態｝
第３実施形態に係る太陽電池素子２１０について図３５〜図４０を用いて説明する。なお、図３５〜図３８において、太陽電池素子２１０の底面図はその平面図と対称であり、太陽電池素子２１０の右側面図はその左側面図と対称である。また、図３５〜図４０において、部分意匠として把握され得る部分を実線で示している。
太陽電池素子２１０は、接続電極３６に対応する接続電極２３６は、略等幅な細帯状の形状に形成されている。
また、上記応力緩和孔３１ｈに対応する応力緩和孔２３１ｈは、集電極３４のうち第２取出用電極３８周囲を囲む部分であって接続電極２３６の長手方向延長上に形成されており、接続電極２３６自体の端部への形成は省略されている。
そして、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３８に対して、外部配線６０が半田付け等で接続される。なお、図４０では、α方向端部の第１取出用電極２６に外部配線６０を接続した状態を示しているが、実際には、直線状に並ぶ複数の第１取出用電極２６の全てを相互接続するように外部配線６０が接続され、また、直線状に並ぶ複数の第２取出用電極３８の全てを相互接続するように外部配線６０が接続される。
かかる太陽電池素子２１０によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
｛第４実施形態｝
第４実施形態に係る太陽電池素子３１０について図４１〜図４６を用いて説明する。なお、図４１〜図４４において、太陽電池素子３１０の底面図はその平面図と対称であり、太陽電池素子３１０の右側面図はその左側面図と対称である。また、図４１〜図４６において、部分意匠として把握され得る部分を実線で示している。
太陽電池素子３１０は、隙間３３を挟む下地集電極３２のうちの一方には、上記第１実施形態と同様の集電極３４が形成され、他方の下地集電極３２には、集電極３４に対応する集電極３３４Ｄ１、３３４Ｄ２が形成されている。
一方の集電極３３４Ｄ１は、下地集電極３２のうち隙間３３に沿った端縁近くに形成されており、他方の集電極３３４Ｄ２は、集電極３３４Ｄ１よりも下地集電極３２の内側に形成されている。それぞれの集電極３３４Ｄ１，３３４Ｄ２は、上記集電極３４と同様にはしご状の形状を有している。
また、これらの集電極３３４Ｄ１，３３４Ｄ２間に、上記第２取出用電極３８に対応する第２取出用電極３３８が形成されている。
集電極３３４Ｄ１と第２取出用電極３３８とは、相互に隣設して接触した状態で形成されることで、直接電気的に接続されている。
また、集電極３３４Ｄ２と第２取出用電極３３８は、隙間を介して隣設して形成されている。また、集電極３３４Ｄ２及び第２取出用電極３３８の長手方向中間部に、それらを接続する細線状の連結接続部３３９が形成されており、集電極３３４Ｄ２と第２取出用電極３３８とは、連結接続部３３９を通じてより直接的に電気的に接続されている。
また、接続電極３６に対応する接続電極３３６は、略等幅な細帯状の形状に形成されている。この接続電極３３６の一端部は、隙間３３の一側に存在する集電極３４に連結されており、この接続電極３３６の他端部は、隙間３３の他側に存在する集電極３３４Ｄ１に連結されている。これにより、接続電極３６は、隙間３３を挟んで隣合う集電極３４，３３４Ｄ１，３３４Ｄ２を電気的に接続している。
また、ここでは、上記応力緩和孔３１ｈは省略されている。
そして、第１取出用電極２６及び第２取出用電極３３８に対して、上記第１実施形態と同様形態で、外部配線６０が半田付け等で接続される。なお、図４６では、α方向端部の第１取出用電極２６に外部配線６０を接続した状態を示しているが、実際には、直線状に並ぶ複数の第１取出用電極２６の全てを相互接続するように外部配線６０が接続され、また、直線状に並ぶ複数の第２取出用電極３３８の全てを相互接続するように外部配線６０が接続される。
かかる太陽電池素子３１０によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、集電極３３４Ｄ２と第２取出用電極３３８とは、隙間を介して隣設されると共に、細線状の連結接続部３３９を介して接続されているため、第２取出用電極３３８から集電極３３４Ｄ２への熱の伝達が低減される。このため、外部配線６０を第２取出用電極３３８に半田付する際に、半田を溶融させる熱の逃げが抑制され、当該半田付け作業を良好に行える。
｛第５実施形態｝
第５実施形態に係る太陽電池素子４１０について図４７〜図５２を用いて説明する。なお、図４７〜図５０において、太陽電池素子４１０の底面図はその平面図と対称であり、太陽電池素子４１０の右側面図はその左側面図と対称である。また、図４７〜図５２において、部分意匠として把握され得る部分を実線で示している。
太陽電池素子４１０は、隙間３３を挟んで一方側にある下地集電極３２には、上記第１実施形態と同様の集電極３４が形成されている。
また、隙間３３を挟んで他方側にある下地集電極３２には、集電極３４に対応する集電極４３４が形成されている。集電極４３４は、はしご状であり、α方向略全体に亘って、一体的に連なる。
また、第２取出用電極３８に対応する第２取出用電極４３８は、細帯状の形状を有しており、集電極４３４と同様に、α方向略全体に亘って、一体的に連なる。換言すれば、第２取出用電極４３８は、第１実施形態で隙間を介して直線状に連なる複数の第２取出用電極３８において、当該隙間を無くした構成であるともいえる。
また、接続電極３６に対応する接続電極４３６は、略等幅な細帯状の形状に形成されている。そして、接続電極４３６の一端部は一方側の集電極３４に接続され、接続電極４３６の他端部は第２取出用電極４３８側の部分に接続されている。
また、接続電極４３６の端部近傍で、応力緩和孔３１ｈが省略されている。
かかる太陽電池素子４１０によっても、応力緩和孔３１ｈによる作用効果等を除いて、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、複数の集電極４３４を、隙間を介して別々に形成した上で、それらの集電極３４を個別に接続電極３６で第２取出用電極４３８に接続しているため、接続電極４３６の電気抵抗差に起因する電流集中を抑制することができる。
もっとも、本実施形態において、隙間３３を挟んで一方側にある集電極３４についても集電極４３４と同様に、α方向略全体に亘って隙間無く一体的に連なってもよい。
この場合、接続電極４３６の本数を減らしてもよく、例えば、１本にしてもよい。接続電極４３６の本数を減らした場合には、接続電極４３６の幅を太くして、十分な断面積を確保することが好ましい。
｛第６実施形態｝
第６実施形態に係る太陽電池素子５１０について図５３〜図５７を用いて説明する。なお、図５３〜図５６において、太陽電池素子５１０の底面図はその平面図と対称であり、太陽電池素子５１０の右側面図はその左側面図と対称である。また、図５３〜図５７において、部分意匠として把握され得る部分を実線で示している。
太陽電池素子５１０は、受光面用電極２２に対応する受光面用電極５２２が、略平行に形成された複数の線状導体５２２ａと、線状導体５２２ａ同士を接続する受光面側接続部５２２ｂとを有している。
線状導体５２２ａは、上記線状導体２２ａと同様に、略等間隔で略平行に形成されている。また、各線状導体５２２ａの長手方向途中で、導通部２４を介して第１取出用電極２６に対して電気的に接続されている。
隣設する線状導体５２２ａ同士は、それぞれの端部及び各導通部２４が形成された部分で、各線状導体５２２ａに略直交する方向に延びる線状の受光面側接続部５２２ｂを介して電気的に接続されている。
また、接続電極３６に対応する接続電極５３６は、略等幅な細帯状の形状に形成されている。
また、接続電極５３６の端部近傍では、応力緩和孔３１ｈが省略されている。
かかる太陽電池素子５１０によっても、応力緩和孔３１ｈによる作用効果等を除いて、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、受光面用電極５２２の線状導体５２２ａは、太陽電池素子５１０の受光面側において、各導通部２４部分で受光面側接続部５２２ｂを介して電気的に接続されている。このため、一部の導通部２４の形成が不十分な場合であっても、受光面側接続部５２２ｂにより他の導通部２４を通り、第１取出用電極２６と電気的に接続することができる。
｛第７実施形態｝
第７実施形態に係る太陽電池素子７１０について図５８〜図６０を用いて説明する。なお、図５８において、平面透視した場合に表れる線状導体７２２ａを点線で示している。
この太陽電池素子７１０は、第１電極として、複数の線状導体７２２ａを有する受光面用電極７２２と、第１取出用電極７２６と、複数の導通部７２４とを備えている。
上記複数の線状導体７２２ａは、第１実施形態で説明した線状導体２２ａと同様構成であり、略平行に形成されている。ここでは、複数の線状導体７２２ａは、略等間隔で略平行に形成されている。線状導体７２２ａの幅は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下である。
説明の便宜上、複数の線状導体７２２ａを、第１線状導体７２２ａ１と第２線状導体７２２ａ２とに区別して記述する場合がある。第１線状導体７２２ａ１は、平面透視において第１取出用電極７２６の縁部（より具体的には、第１取出用電極７２６のα方向における端縁）を最も近く通るように形成された線状導体７２２ａである。第２線状導体７２２ａ２は、平面透視において第１線状導体７２２ａ１が通る第１取出用電極７２６の縁部よりも内部寄りを横切るように配設されたものである。
また、第１取出用電極７２６は、基本的には、上記第１取出用電極２６と同様構成及び同様配置で形成されている。但し、本実施形態における接続電極７３６は、接続電極３６よりも幅広である点を除いて接続電極３６と同様構成である。ここでは、接続電極７３６が幅広であるのに伴い、各第１取出用電極７２６間の隙間を、上記各取出用電極２６間の隙間よりも幅広にしている。
複数の導通部７２４は、複数の線状導体７２２ａのそれぞれに設けられている。また、各導通部７２４は、上記導通部２４と同様に、上記半導体基板１２に対応する半導体基板７１２を貫通しており、それぞれ対応する線状導体７２２ａを第１取出用電極７２６に電気的に接続している。
ここでは、説明の便宜上、複数の導通部７２４を、第１導通部７２４ａ１と、第２導通部７２４ａ２とに区別して記述する場合がある。第１導通部７２４ａ１は、第１線状導体７２２ａ１に対応して設けられたものであり、第２導通部７２４ａ２は、第２線状導体７２２ａ２に対応して設けられたものである。
第１導通部７２４ａ１は、平面透視で対応する第１線状導体７２２ａ１よりも第１取出用電極７２６の内部寄りの位置であって当該第１取出用電極７２６と接続される位置に形成されている。そして、半導体基板７１２の第２面側では、第１導通部７２４ａ１は第１取出用電極７２６に直接的に接続されている。また、半導体基板７１２の第１面側には、第１線状導体７２２ａ１とそれに対応する第１導通部７２４ａ１とを接続する中継導通部として第１パッド７２４ｂ１が形成されている。この第１パッド７２４ｂ１は、第１導通部７２４ａ１全体と、第１線状導体７２２ａ１のうち第１導通部７２４ａ１の側方部分を覆い、楕円状に形成された導通部分である。そして、半導体基板７１２の第１面側において異なる位置に形成された第１導通部７２４ａ１と第１線状導体７２２ａ１とが、第１パッド７２４ｂ１により電気的に接続されている。なお、第１パッド７２４ｂ１は、上記のように略長円状である必要はなく、略円形状、多角形形状、線状であっても構わない。また、第１パッド７２４ｂ１は、上記第１線状導体７２２ａ１と同時に一体形成されたものであることが好ましいが、必ずしもその必要はない。第１パッド７２４ｂ１は、第１導通部７２４ａ１と同時に形成されたものであっても、または、第１線状導体７２２ａ１及び第１導通部７２４ａ１とは別途形成されたものであってもよい。つまり、中継導通部は、第１線状導体７２２ａ１とそれに対応する第１導通部７２４ａ１とを電気的に接続する構成であればよい。なお、第１パッド７２４ｂ１の短径方向の寸法は、例えば、１００μｍ以上５００μｍ以下である。
また、第２導通部７２４ａ２は、平面透視で第２線状導体７２２ａ２と第１取出用電極７２６とが交差する位置に形成されている。ここでは、平面透視で第２線状導体７２２ａ２と第１取出用電極７２６の幅方向中間ラインとが交差する位置に、第２導通部７２４ａ２が形成されている。そして、半導体基板７１２の第１面側では、第２導通部７２４ａ２を覆って第２パッド７２４ｂ２が形成されており、第２線状導体７２２ａ２は、当該第２パッド７２４ｂ２の略中心を通るように設けられている。そして、第２導通部７２４ａ２と第２線状導体７２２ａ２とが直接的に電気的に接続されている。また、半導体基板７１２の第２面側では、第２線状導体７２２ａ２は第１取出用電極７２６の幅方向中間ライン上に位置しており、その位置で、第２導通部７２４ａ２と第１取出用電極７２６とが直接的に電気的に接続されている。なお、上記第２パッド７２４ｂ２の直径は、例えば、１００μｍ以上５００μｍ以下である。また、第２パッド７２４ｂ２の形状は、円形状である必要はなく、楕円状、多角形形状等であっても構わない。もっとも、第２パッド７２４ｂ２は、半導体基板７１２に形成される貫通孔の形状に合わせた形状とすることが好ましい。
上記構成は次のように捉えることもできる。すなわち、複数の線状導体７２２ａは、平面透視において、接続電極７３６を挟む２つの第１線状導体７２２ａ１と、その外側に存在する２つの第２線状導体７２２ａ２とを含む。それぞれの第１線状導体７２２ａ２と第１線状導体７２２ａ１との間において、第１線状導体７２２ａ１寄りの位置に第１導通部７２４ａ１が設けられている。第１パッド７２４ｂ１は、第１線状導体７２２ａ１及び第１導通部７２４ａ１に跨るように楕円状に形成されている。
以上のように構成された太陽電池素子７１０によると、第１線状導体７２２ａ１からずらした位置に第１導通部７２４ａ１を形成することができ、第１取出用電極７２６、接続電極７３６或は線状導体７２２ａのレイアウト自由度を向上させることができる。
例えば、第１導通部７２４ａ１間の隙間を大きくすることで、接続電極７３６の幅を大きくすることができる。これにより、下地電極３２及び集電極３４で終電した電力を効率よく第２取出用電極３８に伝達することが可能となる。
さらに、太陽電池素子７１０の受光面側においては、それぞれの線状導体７２２ａに対応して設けられる第１及び第２パッド７２４ｂ１，７２４ｂ２が見かけ上略等間隔に並んで見えるため、外観的にも好ましい。
また、第２導通部７２４ａ２は、第２線状導体７２２ａ２及び第１取出用電極７２６に直接的に接続されるため、第２線状導体７２２ａ２及び第１取出用電極７２６間での抵抗ロスを低減することができる。
なお、本実施形態では、第１線状導体７２２ａ１が、平面透視で第１取出用電極７２６の縁を通る例で説明したが、次のような場合にも適用できる。第１線状導体が、平面透視で第１取出用電極から外れた位置、例えば、複数の第１取出用電極間を通る場合、或は、複数の第１取出用電極のうち最も端部にあるものよりも外方を通るような場合である。このような場合であっても、上記と同様に、その第１線状体に対応する導通部を、当該第１線状導体よりも第１取出用電極の内部寄りの位置に形成し、半導体基板の第１面側で、それらの第１線状導体と導通部とを中継導通部で中継接続する構成を適用することができる。
｛第８実施形態｝
第８実施形態に係る太陽電池素子１０１０について説明する。図６１及び図６２に示すように、この太陽電池素子１０１０においては、第１取出用電極２６に対応する第１取出用電極１０２６は、α方向両端において幅が狭くなり、中央部で幅が広くなる形状に形成されている。
また、下地集電極３２に対応する下地集電極１０３２は、第１取出用電極１０２６の幅を狭くした両端に合わせて隙間３３が狭くなるよう、広く形成されている。さらに、接続電極１０３６が形成される位置近傍においては、隙間３３を狭く形成しないように、第１取出用電極１０２６の側縁形状が凹状に形成されている。
また、隙間３３を挟んで一方側にある下地集電極１０３２には、集電極１０３４Ｄ１が形成されている。集電極１０３４Ｄ１は、はしご状の形状を有しており、α方向略全体に亘って、一体的に連なる。
また、隙間３３を挟んで他方側にある下地集電極１０３２には、集電極３４に対応する集電極１０３４Ｄ２、１０３４Ｄ３が形成されている。
一方の集電極１０３４Ｄ２は、下地集電極３２のうち隙間３３に沿った端縁近くに形成されており、他方の集電極１０３４Ｄ３は、集電極１０３４Ｄ２よりも下地集電極３２の内側の部分に形成されている。それぞれの集電極１０３４Ｄ２，１０３４Ｄ３は、上記集電極３４と同様にはしご状の形状を有しており、集電極１０３４Ｄ３はα方向略全体に亘って、一体的に連なる。また、集電極１０３４Ｄ３の幅寸法は集電極１０３４Ｄ１の幅寸法よりも小さい。
また、複数の一方の集電極１０３４Ｄ２間に、上記第２取出用電極３８に対応する第２取出用電極１０３８が形成されている。換言すれば、第１実施形態で隙間を介して直線状に連なる複数の第２取出用電極１０３８において、当該隙間に集電極１０３４Ｄ２を設けた構成であるともいえる。集電極１０３４Ｄ２、１０３４Ｄ３と第２取出用電極１０３８とは、相互に隣設して接触した状態で形成されることで、直接電気的に接続されている。
また、接続電極３６に対応する接続電極１０３６は、略等幅な細帯状の形状に形成されている。この接続電極１０３６の一端は、隙間３３の一側に存在する集電極１０３４Ｄ１に連結されており、この接続電極１０３６の他端は、隙間３３の他側に存在する集電極１０３４Ｄ２に連結されている。これにより、接続電極１０３６は、隙間３３を挟んで隣合う関係にある集電極１０３４Ｄ１，３３４Ｄ２，３３４Ｄ３を電気的に接続している。
また、ここでは、上記応力緩和孔３１ｈは省略されている。
そして、第１取出用電極１０２６及び第２取出用電極１０３８に対して、上記第１実施形態と同様形態で、外部配線６０が半田付け等で接続される。外部配線６０の接続態様は、上記各実施形態で説明したのと同様である（例えば、図３４参照）。
かかる太陽電池素子１０１０によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第１取出用電極１０２６において、α方向両端において幅を狭くし、中央部で幅を広く形成することにより、下地電極１０３２、またはその下部に形成される高濃度ドープ層１６を広く形成することができるため、太陽電池素子としての特性向上を図ることができる。
また、下地集電極１０３２のうち接続電極１０３６が位置する部分を凹部に形成することによって、半導体基板１２に下地集電極１０３２を形成する際の位置合わせに利用することができ、生産性を向上させることができる。
また、第２取出用電極１０３８の間に集電極１０３４Ｄ２を設けることによって、効率よく集電することができると共に、下地集電極１０３２に生じる熱応力を低減することができる。
｛変形例｝
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
また、上記のようにこの太陽電池素子及び太陽電池モジュールは詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることが出来、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得る。

Claims (11)

  1. 受光する第１面及び該第１面の裏側の第２面を有する半導体基板と、
    該半導体基板の前記第２面に設けられて開口を有する複数の下地集電極と、
    複数の前記下地集電極に設けられた複数の集電極と、
    複数の前記下地集電極間に設けられた複数の第１取出用電極と、
    前記下地集電極の前記開口に設けられた第２取出用電極と、
    前記第２面に設けられて、複数の前記集電極のうち少なくとも１つと前記第２取出用電極とを電気的に接続する接続電極と、を備え、
    複数の前記下地集電極間の領域の延在方向に沿って、複数の前記第１取出用電極が、分断された態様で設けられており、
    前記接続電極は、複数の前記第１取出用電極間を通るように設けられている、
    太陽電池素子。
  2. 請求項１記載の太陽電池素子であって、
    第１電極として、
    前記半導体基板の前記第１面に設けられた受光面用電極と、前記第１取出用電極と、前記半導体基板を貫通するように設けられて、前記受光面用電極と前記第１取出用電極とを電気的に接続する導通部とを備えると共に、
    前記第1電極と極性が異なる第２電極として、
    複数の前記下地集電極と、複数の前記集電極と、前記接続電極と、前記第２取出用電極とを備える、太陽電池素子。
  3. 請求項２記載の太陽電池素子であって、
    前記受光面用電極は、複数の前記下地集電極間で、平面透視で前記接続電極と重ならない部分を有する、太陽電池素子。
  4. 請求項２記載の太陽電池素子であって、
    前記受光面用電極は、前記半導体基板の前記第１面に、略等間隔で略平行に形成された複数の線状導体を含む、太陽電池素子。
  5. 請求項１記載の太陽電池素子であって、
    前記集電極と前記接続電極とは、同一層として形成されている、太陽電池素子。
  6. 請求項１記載の太陽電池素子であって、
    複数の前記下地集電極間の領域の延在方向に沿って略同一位置で、複数の前記第１取出用電極及び複数の前記集電極が、分断された態様で設けられている、太陽電池素子。
  7. 請求項１記載の太陽電池素子であって、
    前記接続電極の端部近傍に、応力緩和孔が形成された、太陽電池素子。
  8. 請求項１記載の太陽電池素子であって、
    前記半導体基板を２つ、前記下地集電極間の領域の延在方向における一端側部分と他端側部分とを突き合わせた状態で、前記第１取出用電極と前記第２取出用電極とが突き合わされている、太陽電池素子。
  9. 整列状に配設された複数の請求項１記載の太陽電池素子と、
    隣り合う前記太陽電池素子間で、前記第１取出用電極と前記第２取出用電極とを相互接続する外部配線と
    を備えた太陽電池モジュール。
  10. 請求項１記載の太陽電池素子であって、
    第１電極として、
    前記半導体基板の前記第１面に設けられた複数の線状導体を有する受光面用電極と、前記第１取出用電極と、複数の前記線状導体に対応して設けられると共に前記半導体基板を貫通するように設けられて、複数の前記線状導体をそれぞれ前記第１取出用電極に電気的に接続する複数の導通部とを備え、
    複数の前記線状導体は、平面透視で前記第１取出用電極の縁部を通る又は前記第１取出電極から外れた部分を通る第１線状導体を含み、
    前記第１線状導体に対応する前記導通部が、平面透視で対応する前記第１線状導体よりも前記第１取出用電極の内部寄りの位置であって前記第１取出用電極と接続される位置に形成されており、
    前記半導体基板の前記第１面側に、前記第１線状導体とそれに対応する前記導通部とを電気的に接続する中継導通部が形成されている、太陽電池素子。
  11. 請求項１０記載の太陽電池素子であって、
    複数の前記線状導体は、平面透視で前記第１取出用電極を横切るように配設された第２線状導体を含み、
    該第２線状導体に対応する前記導通部が、平面透視で前記第２線状導体と前記第１取出用電極とが交差する位置に形成されている、太陽電池素子。
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