JP5727772B2 - Solar cell - Google Patents
Solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP5727772B2 JP5727772B2 JP2010273826A JP2010273826A JP5727772B2 JP 5727772 B2 JP5727772 B2 JP 5727772B2 JP 2010273826 A JP2010273826 A JP 2010273826A JP 2010273826 A JP2010273826 A JP 2010273826A JP 5727772 B2 JP5727772 B2 JP 5727772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- finger
- region
- solar cell
- bus bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 40
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- GRPQBOKWXNIQMF-UHFFFAOYSA-N indium(3+) oxygen(2-) tin(4+) Chemical compound [Sn+4].[O-2].[In+3] GRPQBOKWXNIQMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
本発明は、太陽電池に関し、詳しくは、太陽光の透過率を向上させて、光電変換効率を高めた太陽電池に関する。 The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a solar cell with improved photoelectric conversion efficiency by improving the transmittance of sunlight.
太陽光に含まれる光子というエネルギー粒子がpn接合界面に当たると光起電力効果により、電子と正孔(hole)が発生し、電子はn層、正孔はp層に向かって移動する。この光起電力効果により発生した電子を上部電極と裏面電極により取り出して、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子が太陽電池である。 When energetic particles called photons contained in sunlight hit the pn junction interface, electrons and holes are generated by the photovoltaic effect, and electrons move toward the n layer and holes move toward the p layer. A solar cell is an element that takes out electrons generated by the photovoltaic effect with the upper electrode and the back electrode and converts light energy into electric energy.
こうした太陽電池の一例として、結晶シリコン太陽電池は、pn接合された半導体素子の裏面側に金属膜などからなる裏面電極を形成すると共に、受光面側には、集電電極として、フィンガー電極、およびバスバー電極が形成される。フィンガー電極は、例えば、半導体基板の受光面側に沿って延びる数百〜数十μm幅の細長い電極であり、こうしたフィンガー電極が多数、配列されている。また、バスバー電極は、こうした多数のフィンガー電極と交差するように形成され、フィンガー電極で集められた電子を外部に取り出す電力線に接続される。 As an example of such a solar cell, a crystalline silicon solar cell forms a back electrode made of a metal film or the like on the back surface side of a pn-junction semiconductor element, and on the light receiving surface side, a finger electrode, A bus bar electrode is formed. The finger electrode is, for example, an elongated electrode having a width of several hundreds to several tens of μm extending along the light receiving surface side of the semiconductor substrate, and a large number of such finger electrodes are arranged. Further, the bus bar electrode is formed so as to intersect with such a large number of finger electrodes, and is connected to a power line that takes out electrons collected by the finger electrodes to the outside.
従来、こうしたフィンガー電極、およびバスバー電極は、導電性の高い金属材料、例えばAgを含むペーストを半導体素子の一面側に所定のパターンで形成して得られる金属膜によって構成されていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, such finger electrodes and bus bar electrodes have been constituted by a metal film obtained by forming a highly conductive metal material, for example, a paste containing Ag in a predetermined pattern on one surface side of a semiconductor element (for example, a patent) Reference 1).
しかしながら、上述したフィンガー電極は、光を透過させない金属膜で形成されているため、この部分に入射した太陽光(自然光)は半導体素子に達しないため発電に寄与せず、ロスになってしまう。一方でこうしたロスを低減するために、フィンガー電極の幅を細くするなどして開口率を上げようとすると、今度はフィンガー電極の抵抗が増加し、集電性が低下するという課題があった。 However, since the finger electrode described above is formed of a metal film that does not transmit light, sunlight (natural light) incident on this portion does not reach the semiconductor element and thus does not contribute to power generation, resulting in loss. On the other hand, in order to reduce such a loss, when the aperture ratio is increased by narrowing the width of the finger electrode, the resistance of the finger electrode is increased and the current collection performance is lowered.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フィンガー電極による集電性を充分に確保しつつ、半導体素子まで達する太陽光を増加させ、高い発電効率を実現した太陽電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a solar cell that achieves high power generation efficiency by increasing the amount of sunlight reaching a semiconductor element while sufficiently securing the current collecting property by finger electrodes. Objective.
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような太陽電池を提供した。
すなわち、本発明の太陽電池は、少なくともp型半導体層、およびn型半導体層を備えた半導体素子と、該半導体素子の少なくとも一面側に沿って延びるバスバー電極と、該バスバー電極と交差する複数のフィンガー電極と、を少なくとも備えた太陽電池であって、前記フィンガー電極のうち、少なくとも1つのフィンガー電極が、互いに異なる材料で形成された2つの領域を有し、前記2つの領域が、透明導電体で形成された第一領域、および、前記第一領域と前記バスバー電極との間に配され、両者を電気的に接続する導電性金属で形成された第二領域、からなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, some embodiments of the present invention provide the following solar cell.
That is, the solar cell of the present invention includes a semiconductor element including at least a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, a bus bar electrode extending along at least one side of the semiconductor element, and a plurality of crossing the bus bar electrode. A finger electrode, wherein at least one of the finger electrodes has two regions formed of different materials, and the two regions are transparent conductors. And a second region formed of a conductive metal that is disposed between the first region and the bus bar electrode and electrically connects the first region and the bus bar electrode. .
前記フィンガー電極のうち、少なくとも1つのフィンガー電極が、その全域にわたって透明導電体からなる構成とされていてもよい。
また、前記フィンガー電極と交差し、前記バスバー電極と略平行に延びる、透明導電体で形成された配線を更に備えていてもよい。
Among previous SL finger electrodes, at least one finger electrodes may be configured of a transparent conductive material over the entire area.
Moreover, you may further provide the wiring formed by the transparent conductor which cross | intersects the said finger electrode and extends substantially in parallel with the said bus-bar electrode.
前記配線は、前記第一領域と前記第二領域との接続部において、前記フィンガー電極と交差する構成とされていてもよい。
また、前記配線は、前記第二領域において、前記フィンガー電極と交差する構成とされていてもよい。
The wiring in the connection section of the front Symbol first region and the second region may be configured to intersect the finger electrodes.
Further, the wiring before Symbol second region may be configured to intersect the finger electrodes.
前記バスバー電極は、互いに略平行に延びるように複数形成されており、かつ、前記フィンガー電極の延長方向の少なくとも端部が透明導電体で形成されていればよい。
また、前記フィンガー電極は、隣り合う前記バスバー電極どうしを導通させてもよい。
A plurality of bus bar electrodes may be formed so as to extend substantially in parallel to each other, and at least an end portion in the extending direction of the finger electrodes may be formed of a transparent conductor.
Moreover, the said finger electrode may make the said bus-bar electrode adjacent to conduct.
前記フィンガー電極は、前記第二領域において隣り合う前記バスバー電極どうしを導通させればよい。
また、複数の前記フィンガー電極は、前記第二領域をもつフィンガー電極と、全域にわたって透明導電体で形成されたフィンガー電極とが互いに隣り合うように配列されていればよい。
The finger electrodes may be electrically connected between the bus bar electrodes adjacent in the second region.
The plurality of finger electrodes may be arranged such that finger electrodes having the second region and finger electrodes formed of a transparent conductor are adjacent to each other over the entire region.
本発明の太陽電池によれば、太陽光の入射の際に、櫛歯状に配列されたフィンガー電極どうしの間から太陽光が半導体素子に達するが、更に、このフィンガー電極のうち、透明導電材料によって形成された領域に入射した太陽光も、この領域を透過して半導体素子に達することができる。 According to the solar cell of the present invention, when the sunlight is incident, the sunlight reaches the semiconductor element from between the finger electrodes arranged in a comb-like shape. The sunlight that has entered the region formed by the above can also pass through this region and reach the semiconductor element.
従来は金属膜などで形成されていたために発電(光電変換)に寄与できなかった集電電極に入射した太陽光のうち、透明導電材料によって形成された領域に入射した太陽光も半導体素子18に達することができるため、金属材料で形成されたバスバー電極と、少なくとも一部が透明導電材料で形成されたフィンガー電極によって、高い集電能力を保ちつつ、発電効率を向上させた太陽電池を実現することが可能になる。
Of the sunlight incident on the current collecting electrode that has not been able to contribute to power generation (photoelectric conversion) because it is conventionally formed of a metal film or the like, the sunlight incident on the region formed by the transparent conductive material also enters the
以下、図面を参照して、本発明に係る太陽電池の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, an embodiment of a solar cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.
(第一実施形態)
図1は、本発明の太陽電池の一実施形態である単結晶シリコン太陽電池の厚み方向に沿った断面図である。
例えば、単結晶シリコン太陽電池(以下、単に太陽電池と称する)10は、n型半導体層を構成する基板(n型半導体層)11を備える。この基板(n型半導体層)11の一面(太陽光の入射面)11a側には、p型半導体層13、および透明導電膜14が順に重ねて積層されている。このうち、基板(n型半導体層)11、およびp型半導体層13で、半導体素子18が構成される。
一方、基板11の他面(裏面)11b側には、金属電極膜(裏面電極)16が順に重ねて積層されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view along the thickness direction of a single crystal silicon solar cell which is an embodiment of the solar cell of the present invention.
For example, a single crystal silicon solar cell (hereinafter simply referred to as a solar cell) 10 includes a substrate (n-type semiconductor layer) 11 constituting an n-type semiconductor layer. On one surface (sunlight incident surface) 11a side of the substrate (n-type semiconductor layer) 11, a p-
On the other hand, a metal electrode film (back surface electrode) 16 is sequentially stacked on the other surface (back surface) 11b side of the
基板(n型半導体層)11は、例えば、シリコン単結晶ウェーハから構成されればよい。p型半導体層13は、例えば、アモルファスシリコン(a−Si)や、マイクロクリスタルシリコン(μc−Si)の薄膜から構成されていればよい。また、p型半導体となるようにドープされた層であってもよい。
The substrate (n-type semiconductor layer) 11 may be made of, for example, a silicon single crystal wafer. The p-
透明導電膜14は、光透過性のある導電体薄膜、例えば、ITO(酸化インジウム−スズ)膜、ZnO(酸化亜鉛)膜、TO(酸化スズ)膜などから構成されれば良い。なお、太陽光の入射面側となる透明導電膜14には、光エネルギーの変換効率を向上させるために、入射した太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果を目的としたテクスチャを形成するのも好ましい。
金属電極膜16は、例えば、Ag(銀)膜から構成されればよい。
The transparent
The
このように構成した太陽電池10は、太陽光に含まれる光子というエネルギー粒子が半導体素子18に入射し、基板(n型半導体層)11とp型半導体層13とのpn接合界面に達すると、光起電力効果によって電子と正孔(hole)が発生し、電子は基板(n型半導体層)11、正孔はp型半導体層13に向かって移動する。この光起電力効果により発生した電子によって、透明導電膜14と金属電極膜(裏面電極)16との間に電位差が生じる。これにより、光エネルギーを電気エネルギーに変換(光電変換)することができる。
In the
透明導電膜14は、金属膜などと比較すると電気抵抗が大きく、この透明導電膜14を電力取り出し用の電極として用いるには難がある。このため、透明導電膜14の一面14a側には、入射面側の電極となる集電電極(上部電極)21が形成されている。
The transparent
図2は、図1の太陽電池における一面側(太陽光の入射面側)を示す平面図である。
集電電極(上部電極)20は、バスバー電極21と、このバスバー電極21と交差する複数のフィンガー電極22とを備えている。
バスバー電極21は、例えばAgなど良導体である金属層からなり、後述するフィンガー電極22に流れ込んだ電子を集めて外部に出力する。バスバー電極21は、例えば、幅0.05〜2mm、厚み0.5〜40μm程度の細長く形成されたAg膜であればよい。
FIG. 2 is a plan view showing one surface side (sunlight incident surface side) in the solar cell of FIG. 1.
The collector electrode (upper electrode) 20 includes a
The
フィンガー電極22は、バスバー電極21と、例えば直角に交差する方向に延びる細長い電極であり、バスバー電極21の延長方向に沿って両側に複数形成されている。このフィンガー電極22は、例えば、幅0.05〜0.1mm、厚み0.5〜40μm程度に形成されている。
The
フィンガー電極22は、少なくとも透明導電体で形成された第一領域22aと、導電性金属で形成された第二領域22bとの、互いに異なる材料で形成された2つの領域をもつ。換言すると、図2や、後述する図4に示すとおり、フィンガー電極22のうち、少なくとも1つのフィンガー電極が、透明導電体で形成された第一領域22a、および、前記第一領域22aと前記バスバー電極21との間に配され、両者を電気的に接続する導電性金属で形成された第二領域22b、からなる構成とされている。
第一領域22aは、透明導電体、例えばITO(酸化インジウム−スズ)、ZnO(酸化亜鉛)、TO(酸化スズ)などから構成されれば良い。この本実施形態では、例えばITOが用いられる。一方、第二領域22bは、導電性金属、例えば、Ag(銀)、Al(アルミニウム)Au(金)Cu(銅)などから構成されれば良い。この本実施形態では、例えばAgが用いられる。
The
The
フィンガー電極22は、例えばバスバー電極21に電気的に接続される部分から所定の長さ、例えば10〜50mmの長さでAgからなる第二領域22bが形成され、この第二領域22bの端部から更に太陽電池10の周縁部に向けて、例えば2〜10mmの長さでITOからなる第一領域22aが延びている。
The
こうした構成の太陽電池10の作用を説明する。図1〜3を用いて説明する。
図3は、本発明の一実施形態の太陽電池の作用を説明する説明図である。
太陽電池10は、入射面側、即ち集電電極(上部電極)20が形成された側から太陽光(自然光)Sを入射させる。そして、透明導電膜14を経て半導体素子18に達した太陽光Sによって光電変換を行い電力を発生させる。こうした太陽光Sの入射の際に、櫛歯状に配列されたフィンガー電極22どうしの間から太陽光Sが半導体素子18に達するが、更に、このフィンガー電極22のうち、透明導電材料であるITOによって形成された第一領域22aに入射した太陽光Saも、この第一領域22aを透過して半導体素子18に達することができる。
The operation of the
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the solar cell according to the embodiment of the present invention.
The
従来は金属膜などで形成されていたために発電(光電変換)に寄与できなかった集電電極(上部電極)に入射した太陽光Sのうち、透明導電材料であるITOによって形成された第一領域22aに入射した太陽光Saは、この第一領域22を透過して半導体素子18に達することができる。これによって、金属材料で形成されたバスバー電極21とフィンガー電極22の第二領域22bによって高い集電能力を保ちつつ、透明導電材料で形成された第一領域22aによって集電電極(上部電極)20に入射した太陽光Sの一部を透過させて発電効率を向上させることを可能とした太陽電池10を実現できる。
The first region formed by ITO, which is a transparent conductive material, among the sunlight S incident on the current collecting electrode (upper electrode) that could not contribute to power generation (photoelectric conversion) because it was conventionally formed of a metal film or the like The sunlight Sa incident on 22 a can pass through the
次に、こうした太陽電池の製造方法の一例を説明する。
図7は、本発明の太陽電池の製造方法の一例について、段階的に示した断面図である。
太陽電池10の製造にあたっては、まず、例えば、テクスチャエッチングにより表面がテクスチャ構造とされた厚み200μm、125mm角程度のp型単結晶シリコン基板101を用意し(図7(a))、このシリコン基板101の表面101aに、リン(P)を含む塗料を塗布する。次いで、このシリコン基板101を、例えば、900℃にて10分間熱処理を施し、シリコン基板の表面近傍に、厚みが約0.5μmのn型の拡散層102を形成する(図7(b))。
Next, an example of a method for manufacturing such a solar cell will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a solar cell according to the present invention in stages.
In manufacturing the
次いで、シリコン基板101の裏面101bの裏面電極を形成する領域に、スパッタ法によりアルミニウム層104を2μm程度の厚みで成膜する。または、シリコン基板101の裏面101bの裏面電極を形成する領域に、スクリーン印刷法によりアルミニウムペーストを40μmの厚みで塗布し、その後150℃にて10分間乾燥させればよい。これによって、シリコン基板101の裏面101bに、アルミニウム層104が所定のパターンで形成される(図7(c))。
Next, an
次に、シリコン基板101の拡散層102の表面に、スパッタ装置を用いて、200℃程度でITOを膜厚800Å程度に成膜し、ITO膜107を形成する(図7(d))。
その後、表面側のフィンガー電極を形成する領域に、例えば、スクリーン印刷法、インクジェットプリンターによる塗布などによりITOペーストを塗布し、真空中で230℃で30分、1×10−3Paの減圧下で第1の焼成を行う。次いで、大気雰囲気に戻し、空気中で230℃で30分の第2の焼成を行う。次に表面に、グリッド及びフィンガー電極を形成する領域にスクリーン印刷法により、Agのペーストを印刷し、200℃20分焼成を行なう。こうした2段階の焼成によって、ITOからなるフィンガー電極108と、Agからなるバスバー電極109とを備えた太陽電池10を形成することができる(図7(e))。
Next, an ITO film is formed on the surface of the
Thereafter, an ITO paste is applied to the area where the finger electrodes on the surface side are to be formed, for example, by screen printing, application by an ink jet printer, and the like in vacuum at 230 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −3 Pa. First firing is performed. Next, the atmosphere is returned to the atmosphere, and second baking is performed in air at 230 ° C. for 30 minutes. Next, an Ag paste is printed on the surface of the area where the grid and finger electrodes are formed by screen printing, and baked at 200 ° C. for 20 minutes. By such two-stage firing, the
(第二実施形態)
図4は、本発明の第二実施形態の太陽電池における一面側(太陽光の入射面側)を示す平面図である。
この実施形態の太陽電池30は、半導体素子18の一面側(太陽光の入射面側)に、集電電極(上部電極)31が形成されている。この集電電極31は、バスバー電極32と、このバスバー電極32と交差する複数のフィンガー電極33とを備えている。
バスバー電極32は、例えばAgなど良導体である金属層から形成されている。フィンガー電極33は、バスバー電極32と、例えば直角に交差する方向に延びる細長い電極であり、バスバー電極32の延長方向に沿って両側に複数形成されている。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a plan view showing one surface side (sunlight incident surface side) in the solar cell of the second embodiment of the present invention.
In the
The
フィンガー電極33は、少なくとも透明導電体で形成された第一領域22aと、導電性金属で形成された第二領域22bとからなる第一のフィンガー電極33aと、全域に渡って透明導電体で形成された第一領域22aからなる第二のフィンガー電極33bとからなる。そして、こうした第一のフィンガー電極33aと第二のフィンガー電極33bとが、バスバー電極32の延長方向に沿って交互に形成されている。
The
こうした第二実施形態の太陽電池30によれば、全域に渡って透明導電体で形成された第一領域22aからなる第二のフィンガー電極33bによって、第一実施形態の太陽電池10と比べて太陽光の透過可能面積が更に大きくなり、より一層発電効率を高めることが可能になる。
According to the
(第三実施形態)
図5は、本発明の第三実施形態の太陽電池における一面側(太陽光の入射面側)を示す平面図である。
この実施形態の太陽電池40は、半導体素子18の一面側(太陽光の入射面側)に、集電電極(上部電極)41が形成されている。この集電電極41は、バスバー電極42と、このバスバー電極42と交差する複数のフィンガー電極43とを備えている。
バスバー電極42は、例えばAgなど良導体である金属層から形成されている。フィンガー電極43は、バスバー電極42と、例えば直角に交差する方向に延びる細長い電極であり、バスバー電極42の延長方向に沿って両側に複数形成されている。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a plan view showing one surface side (sunlight incident surface side) in the solar cell of the third embodiment of the present invention.
In the
The
フィンガー電極43は、少なくとも透明導電体で形成された第一領域22aと、導電性金属で形成された第二領域22bとからなる第一のフィンガー電極43aと、全域に渡って透明導電体で形成された第一領域22aからなる第二のフィンガー電極43bとからなる。そして、こうした第一のフィンガー電極43aと第二のフィンガー電極43bとが、バスバー電極42の延長方向に沿って交互に形成されている。
The
更に、集電電極(上部電極)41を構成する配線(フィンガー電極連結配線)45が形成されている。この配線(フィンガー電極連結配線)45は、第一のフィンガー電極43aにおける第一領域22aと第二領域22bとが接続される部分を結ぶように、バスバー電極42と略平行に形成されている。配線45は、全体が透明導電体、例えばITOから構成されていれば良く、バスバー電極42を挟んで、例えば2本形成されていればよい。
Further, a wiring (finger electrode connection wiring) 45 constituting the collecting electrode (upper electrode) 41 is formed. The wiring (finger electrode connection wiring) 45 is formed substantially in parallel with the
こうした第三実施形態の太陽電池40によれば、配線(フィンガー電極連結配線)45によって、複数のフィンガー電極43の相互間の導電性を高めるとともに、導電性に優れた金属膜(第二領域22b)による高い集電性をフィンガー電極43の先端方向に波及させる効果がある。従って、太陽光の透過可能面積を更に大きくして発電効率を高めるとともに、高い集電性を確保した太陽電池を実現することが可能になる。
According to the
なお、第三実施形態における配線(フィンガー電極連結配線)45は、ITOなど透明導電膜で形成する以外にも、Agなどの導電性金属によって構成することも好ましい。配線45を透明導電材料とするかAgなどの導電性金属とするかは、導電性(集電性)を一層高めるか、あるいは太陽光の透過性(開口率)を高めるか、目的によって適宜選択されれば良い。
In addition, the wiring (finger electrode connection wiring) 45 in the third embodiment is preferably formed of a conductive metal such as Ag in addition to being formed of a transparent conductive film such as ITO. Whether the
(第四実施形態)
図6は、本発明の第四実施形態の太陽電池における一面側(太陽光の入射面側)を示す平面図である。
この第四実施形態では、大面積の太陽電池50における集電電極(上部電極)51の形成例を示す。第四実施形態の太陽電池50は、半導体素子18の一面側(太陽光の入射面側)に、集電電極(上部電極)51が形成されている。この集電電極51は、複数のバスバー電極52と、このバスバー電極52と交差する複数のフィンガー電極53とを備えている。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a plan view showing one surface side (sunlight incident surface side) in the solar cell of the fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment, an example of forming the collecting electrode (upper electrode) 51 in the large-area
複数のバスバー電極52は、例えば2本のバスバー電極52が互いに平行に形成されている。このバスバー電極52は、例えばAgなど良導体である金属層から形成され、長さ方向において、それぞれ一方の端部の幅が漸減するように形成されている。
In the plurality of
フィンガー電極53は、2本のバスバー電極52に対して、それぞれ直角に交差する方向に延びる細長い電極であり、バスバー電極52の延長方向に沿って両側に複数形成されている。フィンガー電極53は、少なくとも透明導電体で形成された第一領域22aと、導電性金属で形成された第二領域22bとからなる第一のフィンガー電極53aと、全域に渡って透明導電体で形成された第一領域22aからなる第二のフィンガー電極53bとからなる。そして、こうした第一のフィンガー電極53aと第二のフィンガー電極53bとが、例えば第一のフィンガー電極53aが1本に対して第二のフィンガー電極53bが3本の割合でバスバー電極52の延長方向に沿って、形成されている。
The
こうしたフィンガー電極53のうち、第一のフィンガー電極53aのいくつかは、導電性金属で形成された第二領域22bで、隣り合う2本のバスバー電極52どうしを相互に接続(導通)させるように形成されている。
Among these
更に、集電電極(上部電極)51を構成する配線(フィンガー電極連結配線)55が形成されている。この配線(フィンガー電極連結配線)55は、複数配列されたフィンガー電極53と交差して、互いにフィンガー電極53どうしを導通させるように、バスバー電極52と略平行に形成されている。配線55は、全体が透明導電体、例えばITOから構成されていれば良く、複数本、例えば本実施形態では6本形成されていればよい。
Further, a wiring (finger electrode connection wiring) 55 constituting the current collecting electrode (upper electrode) 51 is formed. This wiring (finger electrode connection wiring) 55 is formed substantially parallel to the
こうした第四実施形態の太陽電池50によれば、太陽電池50の広い受光面を網羅するように、フィンガー電極53が配され、少なくとも透明導電体で形成された第一領域22aと、導電性金属で形成された第二領域22bとからなる第一のフィンガー電極53aによって、集電性を確保しつつ、太陽光の透過面積を増大させ、発電効率に優れた太陽電池を実現できる。
According to the
また、配線(フィンガー電極連結配線)55によって、複数のフィンガー電極53の相互間の導電性を高めるとともに、導電性に優れた金属膜(第二領域22b)による高い集電性をフィンガー電極53の先端方向に波及させる効果がある。従って、太陽光の透過可能面積を更に大きくして発電効率を高めるとともに、高い集電性を確保した太陽電池を実現することが可能になる。
Further, the wiring (finger electrode connection wiring) 55 enhances the electrical conductivity between the plurality of
本出願人は、本願発明の一実施形態に係る効果を検証した。
受光面が正方形の太陽電池のセル2種、125mm角、50mm角において、それぞれ
・フィンガー電極全体を金属膜で形成したもの(比較例(従来例))
・全てのフィンガー電極の先端領域だけをITOで形成したもの(実施例1)
・フィンガー電極の先端領域をITOで形成した第一のフィンガー電極と、フィンガー電極全体をITOで形成した第二のフィンガー電極とを交互に配置し、更に、これらフィンガー電極と交差するように、ITOで形成した配線を設けたもの(実施例2)
をそれぞれ形成し、比較例を100%とした時の実施例1と実施例2における発電効率を求めた。
こうした検証結果を表1に示す。
The present applicant verified the effect according to an embodiment of the present invention.
Two types of solar battery cells with a square light-receiving surface, 125 mm square and 50 mm square, respectively. Each of the finger electrodes is formed of a metal film (comparative example (conventional example))
・ Each finger electrode has only the tip region formed of ITO (Example 1)
The first finger electrode in which the tip region of the finger electrode is formed of ITO and the second finger electrode in which the entire finger electrode is formed of ITO are alternately arranged, and further, the ITO is arranged so as to cross these finger electrodes. (Example 2) provided with wiring formed by
The power generation efficiency in Example 1 and Example 2 when the comparative example was 100% was determined.
These verification results are shown in Table 1.
表1に示す結果によれば、本発明の実施例1と実施例2において、フィンガー電極の一部ないし全部をITOなど光透過性の導電材料で形成することによって、半導体素子まで到達する太陽光の光量が増加し、発電効率が向上することが確認された。 According to the results shown in Table 1, in Example 1 and Example 2 of the present invention, sunlight reaching the semiconductor element by forming part or all of the finger electrodes with a light-transmitting conductive material such as ITO. It was confirmed that the amount of light increased and the power generation efficiency improved.
10…太陽電池、11…基板、13…p型半導体層、20…集電電極(上部電極)、21…バスバー電極、22…フィンガー電極、22a…第一領域、22b…第一領域。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記フィンガー電極のうち、少なくとも1つのフィンガー電極が、互いに異なる材料で形成された2つの領域を有し、前記2つの領域が、透明導電体で形成された第一領域、および、前記第一領域と前記バスバー電極との間に配され、両者を電気的に接続する導電性金属で形成された第二領域、からなることを特徴とする太陽電池。 A sun including at least a semiconductor element including at least a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, a bus bar electrode extending along at least one surface side of the semiconductor element, and a plurality of finger electrodes intersecting with the bus bar electrode A battery,
Of the finger electrodes, at least one finger electrode has two regions formed of different materials, and the two regions are a first region formed of a transparent conductor, and the first region And a bus bar electrode, and a second region formed of a conductive metal that electrically connects the two.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010273826A JP5727772B2 (en) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | Solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010273826A JP5727772B2 (en) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | Solar cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012124328A JP2012124328A (en) | 2012-06-28 |
JP5727772B2 true JP5727772B2 (en) | 2015-06-03 |
Family
ID=46505475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010273826A Active JP5727772B2 (en) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | Solar cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5727772B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3151287A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell module |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5953165B2 (en) * | 2012-07-31 | 2016-07-20 | 京都エレックス株式会社 | Solar cell element and solar cell module provided with auxiliary bus bar electrode |
JP5954428B2 (en) * | 2012-11-01 | 2016-07-20 | 信越化学工業株式会社 | Manufacturing method of solar cell |
CN202977436U (en) * | 2012-12-17 | 2013-06-05 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | Anti-breaking gate crystalline silicon solar cell |
TWI447921B (en) * | 2013-05-31 | 2014-08-01 | Neo Solar Power Corp | Solar cell |
CN103633168A (en) * | 2013-11-14 | 2014-03-12 | 索日新能源股份有限公司 | Solar cell panel and power generation system comprising same |
CN103730520B (en) * | 2013-12-23 | 2017-03-01 | 友达光电股份有限公司 | Solaode |
JP6196585B2 (en) * | 2014-06-13 | 2017-09-13 | 三菱電機株式会社 | Solar cell system |
KR101894582B1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-10-04 | 엘지전자 주식회사 | Solar cell and solar cell panel including the same |
CN111247643B (en) * | 2017-09-15 | 2023-09-22 | 出光兴产株式会社 | Photoelectric conversion module and method for manufacturing photoelectric conversion module |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS629682A (en) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Sharp Corp | Solar cell |
JP2003249666A (en) * | 2002-02-22 | 2003-09-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Solar battery, display panel using the same, and window material |
-
2010
- 2010-12-08 JP JP2010273826A patent/JP5727772B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3151287A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012124328A (en) | 2012-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5727772B2 (en) | Solar cell | |
EP3300124B1 (en) | Solar cell module | |
EP2704202B1 (en) | Solar cell | |
JP5289625B1 (en) | Solar cell module | |
JP4738149B2 (en) | Solar cell module | |
JP5833350B2 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
JP6189971B2 (en) | Solar cell and solar cell module | |
WO2014098016A1 (en) | Solar cell and method for producing same | |
KR20110053465A (en) | Solar cell and solar cell module with one-sided connections | |
JP4925598B2 (en) | Solar cell element and solar cell module using the same | |
JP4578123B2 (en) | Solar cell module | |
JP2015159276A (en) | Solar battery element, and solar battery module | |
JP4688509B2 (en) | Solar cell element and solar cell module using the same | |
JP2015207598A (en) | Solar cell module, solar cell, and inter-element connection body | |
JP6414767B2 (en) | Solar cells | |
KR101146734B1 (en) | Solar cell and solar cell module with the same | |
JP4953562B2 (en) | Solar cell module | |
WO2013094556A1 (en) | Solar cell with wiring sheet, solar cell module, and solar cell manufacturing method | |
JP6619273B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP6706779B2 (en) | Solar cells and solar cell modules | |
WO2012128284A1 (en) | Rear surface electrode-type solar cell, manufacturing method for rear surface electrode-type solar cell, and solar cell module | |
KR20190056550A (en) | Solar cell module with Metal Wrap Through type solar cell and wire interconnector | |
JP5535891B2 (en) | Solar cell | |
KR101209074B1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
KR101122048B1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131018 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140715 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140911 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140930 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141224 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150317 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150403 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5727772 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |