JP5891418B2 - 太陽電池及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池及び太陽電池の製造方法に関する。
太陽電池は、光電変換部と、光電変換部の主面上に形成された電極とを備える。この電極の形成方法として、電解めっき法が知られている（特許文献１参照）。特許文献１には、電源装置の電極が接続される前面電極端子が、分枝形状の電極からキャリアを収集する共通電極に連結された太陽電池が開示されている。
ところで、共通電極には、太陽電池のモジュール化に際して、複数の太陽電池を電気的に接続する配線材が取り付けられる。このとき、前面電極端子が共通電極に連結された形態では、前面電極端子との連結部分で共通電極の厚みが局部的に変化するため、取り付け時の応力が当該連結部分に集中して太陽電池が割れる恐れがある。
本発明に係る太陽電池は、光電変換部と、光電変換部の主面上に設けられためっき端子部と、めっき端子部を用いた電解めっきにより主面上に形成されためっき電極とを備え、めっき電極は、配線材が接続される配線材接続部を含み、めっき端子部は、主面上において、配線材接続部から離間した位置に設けられる。
本発明に係る太陽電池の製造方法は、電解めっきにより光電変換部の主面上にめっき電極を形成する電極形成工程を備え、電極形成工程では、主面上において、めっき電極の配線材接続部となる領域から離間した位置をめっき端子部として電解めっきを行う。
本発明に係る太陽電池及びその製造方法によれば、太陽電池の割れを抑制することができる。
図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
本発明は、以下の実施形態に限定されない。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
本発明は、以下の実施形態に限定されない。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図１〜図３を参照し、第１の実施形態である太陽電池１０の構成について詳説する。
図１は、太陽電池１０を受光面側から見た平面図である。図２は、図１のＡ‐Ａ断面図であって、フィンガー部３１の長手方向に沿って太陽電池１０を厚み方向に切断した断面を示す。図３は、図１のＢ‐Ｂ断面図であって、フィンガー部３１に直交する方向に沿って太陽電池１０を厚み方向に切断した断面を示す。
図１は、太陽電池１０を受光面側から見た平面図である。図２は、図１のＡ‐Ａ断面図であって、フィンガー部３１の長手方向に沿って太陽電池１０を厚み方向に切断した断面を示す。図３は、図１のＢ‐Ｂ断面図であって、フィンガー部３１に直交する方向に沿って太陽電池１０を厚み方向に切断した断面を示す。
太陽電池１０は、太陽光を受光することでキャリア（電子及び正孔）を生成する光電変換部１１と、光電変換部１１の受光面上に形成された受光面電極１２と、光電変換部１１の裏面上に形成された裏面電極１３とを備える。太陽電池１０では、光電変換部１１で生成されたキャリアが受光面電極１２及び裏面電極１３により収集される。また、太陽電池１０は、いずれも光電変換部１１の受光面上に、めっき端子部１４と、コーティング層１５とを備える。本実施形態では、受光面電極１２の一部が、電解めっきにより形成されるめっき電極である。
ここで、「受光面」とは、太陽電池１０の外部から太陽光が主に入射する主面を意味する。例えば、太陽電池１０に入射する太陽光のうち５０％超過〜１００％が受光面側から入射する。また、「裏面」とは、受光面と反対側の主面を意味する。なお、太陽電池１０の厚み方向に沿った面であって、主面に垂直な面が側面である。
めっき端子部１４とは、めっき電極を形成する電解めっき工程において、図示しない電源装置の電極が接続された部分である。つまり、めっき端子部１４は、電解めっき工程の電極端子の接続跡と言える。めっき端子部１４は、通常、めっき層を有するが、その厚みは、めっき電極の厚みよりも薄い（図２参照）。具体的に、その厚みは、めっき電極の厚みの５０％以下である。詳しくは後述するが、めっき端子部１４は、金属めっき層の厚みの他にも、めっき電極から独立して形成されていること、その直径がフィンガー部３１の幅よりも大きいこと等の特徴的な形態を有する。
光電変換部１１は、例えば、半導体の基板２０と、基板２０の受光面側に形成された非晶質半導体層２１と、基板２０の裏面側に形成された非晶質半導体層２２とを有する。非晶質半導体層２１及び非晶質半導体層２２は、それぞれ基板２０の受光面及び裏面の略全域を覆うように形成することが好ましい。なお、本明細書において、「略全域」とは、実質的に対象物の全域、例えば、９５％〜１００％の領域を示す。
基板２０の具体例としては、ｎ型単結晶シリコン基板が挙げられる。非晶質半導体層２１は、例えば、ｉ型非晶質シリコン層と、ｐ型非晶質シリコン層とが順に形成された層構造である。非晶質半導体層２２は、例えば、ｉ型非晶質シリコン層と、ｎ型非晶質シリコン層とが順に形成された層構造である。なお、光電変換部１１は、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面上にｉ型非晶質シリコン層と、ｎ型非晶質シリコン層とが順に形成され、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面上に、ｉ型非晶質シリコン層と、ｐ型非晶質シリコン層とが順に形成された構造でもよい。
受光面電極１２は、光電変換部１１の受光面上に形成される透明導電層３０を含むことが好適である。透明導電層３０としては、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物に、錫（Ｓｎ）やアンチモン（Ｓｂ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を適用できる。透明導電層３０は、非晶質半導体層２１上の略全域に形成されてもよいが、図１に示す形態では、非晶質半導体層２１上において、その端縁部を除く全域に形成されている。
さらに、受光面電極１２は、複数（例えば、５０本）のフィンガー部３１と、複数（例えば、２本）のバスバー部３４とを含んで構成される。フィンガー部３１は、透明導電層３０上の広範囲に形成される細線状の電極である。バスバー部３４は、フィンガー部３１よりも幅が太く本数の少ない電極であって、主にフィンガー部３１からキャリアを収集する。フィンガー部３１及びバスバー部３４は、互いに交差して配置され電気的に接続されている。フィンガー部３１及びバスバー部３４の厚みは、略同等（実質的に同等とみなせる状態を含む）であり、例えば、３０μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。
本実施形態では、２本のバスバー部３４が所定の間隔を空けて互いに平行に配置され、これに略直交して複数のフィンガー部３１が配置される。フィンガー部３１には、バスバー部３４の各々から受光面の端縁側に延びる第１フィンガー部３２と、２本のバスバー部３４を接続する第２フィンガー部３３とがあり、バスバー部３４に略直交する方向に２本の第１フィンガー部３２と１本の第２フィンガー部３３とが並んで配置されている。具体的には、２本の第１フィンガー部３２は、２本のバスバー部３４から光電変換部１１の端部にそれぞれ延在して配置される。１本の第２フィンガー部３３は、２本のバスバー部３４の間に配置される。本明細書において、「略直交」とは、実質的に直交しているとみなせる状態を含み、例えば、フィンガー部３１とバスバー部３４とがなす角度が９０°±５°の状態である。
また、本実施形態では、フィンガー部３１及びバスバー部３４が、めっき電極である（以下、「めっき電極」とは、特に断らない限り、フィンガー部３１及びバスバー部３４を意味する）。めっき電極は、めっき端子部１４を用いた電解めっきにより透明導電層３０上に形成される。めっき電極は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）や銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属から構成されるが、ニッケルめっき層と、銅めっき層との積層構造が好適である。
裏面電極１３は、非晶質半導体層２２上に形成される透明導電層４０と、透明導電層４０上に形成される金属層４１と、金属層４１上に形成される複数のバスバー部４２とを含んで構成される。金属層４１は、光の反射率が高く、且つ高い導電性を有する銀（Ａｇ）等の金属材料からなる薄膜である。バスバー部４２は、導電性ペーストを用いて形成できる。なお、裏面電極１３は、金属層４１をフィンガー部に変更して、当該フィンガー部とバスバー部４２とを電解めっきにより形成してもよい。
太陽電池１０は、例えば、同一平面上に複数個並べられ、受光面側及び裏面側のそれぞれをカバーする保護部材と、各保護部材の間に設けられる充填材とを用いてモジュール化される。このとき、太陽電池１０同士を電気的に接続する配線材１６が、バスバー部３４，４２に取り付けられる。配線材１６は、例えば、導電性接着剤を用いて、隣接する一方の太陽電池１０のバスバー部３４に接続され、他方の太陽電池１０のバスバー部４２に接続される。
配線材１６は、バスバー部３４上に接続される。即ち、バスバー部３４は、配線材１６が接続される配線材接続部１７を含む。さらに、図１に示す形態では、配線材１６の幅がバスバー部３４の幅よりも太く、配線材１６は、フィンガー部３１上の一部に跨って設けられる。めっき電極のうち、配線材１６で覆われた部分が配線材接続部１７であり、この場合、バスバー部３４の全体と、フィンガー部３１のバスバー部３４の近傍が配線材接続部１７である。
以下、太陽電池１０の透明導電層３０上の構成、即ちめっき端子部１４、コーティング層１５、フィンガー部３１、及びバスバー部３４について、さらに詳説する。
透明導電層３０上には、絶縁性のコーティング層１５が形成されている。詳しくは後述するが、コーティング層１５の開口部に、めっき端子部１４及びめっき電極が形成される。コーティング層１５は、めっき端子部１４が設けられた領域、及びめっき電極が形成された領域を除く略全域に形成されることが好適であり、本実施形態では、非晶質半導体層２１の端縁部上にも形成される（図２参照）。コーティング層１５の厚みは、例えば、２０〜３０μｍとし、例えば、めっき電極の厚みよりもやや薄く設定される（図３参照）。
コーティング層１５は、後述の電解めっき工程においてマスクとして機能する。コーティング層１５を構成する材料は、電解めっき工程で金属めっきが堆積しない材料であれば特に限定されないが、生産性や充填材との密着性等の観点から、エポキシ樹脂等を含む光硬化性樹脂であることが好ましい。
めっき端子部１４は、透明導電層３０上において、めっき電極の配線材接続部１７から離間した位置に設けられる。ここで、「離間」とは、めっき端子部１４と配線材接続部１７とが重ならないことを意味する。配線材接続部１７の局部的な厚みの増加を抑制する観点から、めっき端子部１４と配線材接続部１７とはある程度離れていることが好適であり、両者の距離は、１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上が特に好ましい。
めっき端子部１４の形状は、特に限定されず、例えば、平面視略円形状とする。めっき端子部１４のサイズは、例えば、直径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であって、その直径はフィンガー部３１の幅よりも大きい。
めっき端子部１４は、１つであっても電解めっき可能であるが、めっき電極の厚みの均一化、電解めっき工程の時間短縮等の観点から、複数設けられることが好適である。図１に例示する形態では、４つのめっき端子部１４が、略矩形状を呈する受光面の端縁部上に設けられている。より詳しくは、各めっき端子部１４は、受光面の各角部の近傍において、受光面の中心Ｐからの距離が略同等となる位置に設けられている。さらに、受光面の端縁部に沿って隣に位置するめっき端子部１４同士の間隔は、いずれも略同等である。また、対角に位置する２つのめっき端子部１４は、中心Ｐを通る同一直線上に位置する。
めっき端子部１４は、フィンガー部３１に近接して設けられることが好適である。換言すると、配線材接続部１７から離れて位置するめっき端子部１４の近傍にまでフィンガー部３１を形成することが好適である。めっき端子部１４とフィンガー部３１とは接触しておらず、両者の間には隙間が設けられる。この隙間は、例えば、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ程度が好ましい。
めっき端子部１４は、複数のフィンガー部３１のうち、バスバー部３４の長手方向の端部からバスバー部３４の長さの略１／４の範囲内に接続されるフィンガー部３１に近接して設けられることが好適である。めっき端子部１４は、例えば、バスバー部３４の長手方向端部に接続される第１フィンガー部３２ｅに近接した位置に設けられる。なお、第１フィンガー部３２ｅは、第１フィンガー部３２の列の端に配置されたフィンガー部である（実施形態では、この列の中央に配置されたフィンガー部を「第１フィンガー部３２ｃ」とする）。
めっき端子部１４は、第１フィンガー部３２ｅと同一直線上に設けることができる。めっき端子部１４は、例えば、第１フィンガー部３２ｅのバスバー部３４と反対側に位置する端部との間に隙間を設けて、第１フィンガー部３２ｅの延長線上に設けられる。
次に、図４及び図５を適宜参照しながら、上記構成を備えた太陽電池１０の製造工程、特に受光面電極１２の形成工程について詳説する。
ここでは、ニッケルめっき、及び銅めっきにより、めっき電極を形成するものとして説明する。また、太陽電池１０の受光面上には、めっき端子部１４が存在するが、電解めっき工程後にめっき端子部１４が設けられた部分をカットする工程を追加することも可能である。
太陽電池１０の製造工程では、まず、光電変換部１１が公知の方法により製造される（光電変換部１１の製造工程について詳しい説明は省略する）。光電変換部１１が準備されると、光電変換部１１の受光面上に受光面電極１２を、光電変換部１１の裏面上に裏面電極１３をそれぞれ形成する。本実施形態では、裏面電極１３を形成した後、受光面電極１２を形成するが、この形成順序は特に限定されない。
裏面電極１３の形成工程では、非晶質半導体層２２上に透明導電層４０を形成し、続けて、透明導電層４０上に金属層４１を形成する。透明導電層４０及び金属層４１は、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。透明導電層４０は、３０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚みで形成することができ、金属層４１は、０．１μｍ〜５μｍ程度の厚みで形成することができる。
続いて、金属層４１上にバスバー部４２を形成する。バスバー部４２は、例えば、金属層４１上に導電性ペーストをスクリーン印刷した後、焼成することにより形成できる。バスバー部４２は、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度の幅、１０μｍ〜５０μｍ程度の厚みで形成することができる。なお、裏面電極１３は、バスバー部４２を設けない構造としてもよい。
受光面電極１２の形成工程は、光電変換部１１の受光面上に透明導電層３０を形成する工程と、透明導電層３０上にマスクを形成するマスク形成工程と、電解めっきにより、マスクが形成された透明導電層３０上にめっき電極を形成する電解めっき工程とを含む。透明導電層３０は、例えば、透明導電層４０と同様の方法により、非晶質半導体層２１上の端縁部を除く全域に形成される。
マスク形成工程では、透明導電層３０上に、マスクとして光硬化性樹脂からなるコーティング層１５を形成する。マスク形成工程では、例えば、受光面上の全域にパターニングしたコーティング層１５を形成する。パターニングしたコーティング層１５は、公知の方法により形成できる。例えば、受光面上に光硬化性樹脂からなる薄膜層をスピンコート、スプレー等により形成した後、フォトリソプロセスによりパターニングしたコーティング層１５を形成する。また、スクリーン印刷等の印刷法を用いて、パターニングしたコーティング層１５を形成してもよい。
コーティング層１５は、めっき端子部１４を設ける領域の透明導電層３０を露出させる端子用開口１８と、めっき電極を形成する領域の透明導電層３０を露出させる電極用開口とを有するようにパターニングされる。電極用開口は、フィンガー部３１を形成する領域を露出させるフィンガー用開口３５と、バスバー部３４を形成する領域を露出させるバスバー用開口３８とを含む。
本実施形態では、所定の間隔をあけて互いに平行に形成された２つのバスバー用開口３８と、これに略直交して複数のフィンガー用開口３５とが形成される。そして、端子用開口１８は、バスバー用開口３８から離れた位置であって、フィンガー用開口３５に近接して形成される。また、端子用開口１８は、バスバー用開口３８の長手方向端部に連通するフィンガー用開口３５のうち、バスバー用開口３８から受光面の端縁部側に延びる第１フィンガー用開口３６に近接して、第１フィンガー用開口３６と同一直線上に形成される。
また、コーティング層１５には、透明導電層３０上の端縁部であって、透明導電層３０上の各角部の近傍に４つの端子用開口１８が形成されている。各端子用開口１８は、中心Ｐからの距離が略同等となる位置に、且つ端縁部に沿って隣に位置する端子用開口１８同士の間隔が略同等となるように形成されている。また、対角に位置する２つの端子用開口１８は、中心Ｐを通る同一直線上に形成されている。
本実施形態では、コーティング層１５を電解めっき工程後に除去しないが、電解めっき工程後にマスクを除去してもよい。なお、受光面電極１２の形成工程では、透明導電層３０上において、めっき電極の配線材接続部１７となる領域から離間した位置をめっき端子部１４として電解めっきを行う。
電解めっき工程では、コーティング層１５が形成された光電変換部１１を陰極、ニッケル板を陽極として電解めっきを行う。光電変換部１１には、端子用開口１８から露出した透明導電層３０上の領域に、電源装置の電極が接続される。つまり、かかる露出領域をめっき端子部１４として電解めっきを行う。電解めっきは、光電変換部１１の裏面上に金属めっき層が堆積しないように裏面上を絶縁被覆（例えば、裏面上を覆う絶縁樹脂層を形成し、電解めっき工程後に除去する）した状態で、光電変換部１１と、ニッケル板とをめっき液に浸漬し、両者の間に電流を印加することで行う。めっき液には、硫酸ニッケルや塩化ニッケルを含有する公知のニッケルめっき液を用いることができる。
こうして、フィンガー用開口３５、バスバー用開口３８から露出した透明導電層３０上にニッケルめっき層が形成される。また、電源装置の電極が接続されためっき端子部１４にも、薄いニッケルめっき層が形成される。
続いて、銅板を陽極とし、硫酸銅やシアン化銅を含有する公知の銅めっき液を用いて、電解めっきを行う。これにより、先に形成されたニッケルめっき層上に銅めっき層が形成されて、ニッケルめっき層と、銅めっき層とから構成されるフィンガー部３１、及びバスバー部３４が形成される。めっき端子部１４においても、ニッケルめっき層上に、銅めっき層が形成される。なお、金属めっき層の厚みは、印加する電流量（電流×時間）により調整することができる。
以上のようにして、受光面上にめっき電極が形成された太陽電池１０が製造される。上記マスク形成工程でパターニングされたコーティング層１５をマスクとして上記電解めっきを行うことで、配線材接続部１７における局部的な厚みの増加を抑制できる。これにより、配線材１６の取り付け時に発生する応力が光電変換部１１の一部に集中することがなく、太陽電池１０の割れを抑制できる。なお、めっき端子部１４と配線材接続部１７とを重ねると、配線材接続部１７の厚みが局部的に減少する場合もあるが、上記製造工程によれば、この局部的な厚みの減少についても抑制できる。
また、複数のめっき端子部１４が、受光面上の一部に偏ることなく、受光面の端縁部上に対称性良く設けられる。これにより、めっき電極を迅速に形成できると共に、各めっき電極の厚みが均等になり易い。
さらに、めっき端子部１４とフィンガー部３１との間に隙間を設けることで、電源装置の電極をめっき端子部１４から取り外すときに、フィンガー部３１が剥離することを防止できる。つまり、電源装置の電極を取り外すときには、めっき端子部１４の金属めっき層の一部が電極にくっついて剥離することが想定されるが、この剥離に起因してフィンガー部３１が剥離することはない。
次に、太陽電池１０の変形例を図６及び図７に示す。
図６に示す形態では、めっき端子部１４に最も近接する第１フィンガー部３２ｅｘの幅が、他の第１フィンガー部３２、第２フィンガー部３３，３３ｅの幅よりも太くなっている。めっき端子部１４に近い領域では、通常、金属めっきの堆積量が多くなるが、第１フィンガー用開口の幅を太くすることで第１フィンガー部３２ｅｘの厚みを低減できる。第１フィンガー部３２ｅｘの厚みは、例えば、他の第１フィンガー部３２、第２フィンガー部３３，３３ｅの厚みと略同等である。
図６に示す形態は、第１フィンガー部３２ｅｘに対応する第１フィンガー用開口の幅を、他の第１フィンガー用開口の幅よりも太くすることで形成される。即ち、マスク形成工程において、端子用開口に最も近接する第１フィンガー用開口の幅が、他の第１フィンガー用開口の幅よりも太くなるようにパターニングしたコーティング層１５ｘを形成する。
図７に示す形態では、めっき端子部１４の近傍に形成された第１フィンガー部３２ｙの幅が、めっき端子部１４に近づくほど太くなっている。つまり、めっき端子部１４に最も近接する第１フィンガー部３２ｅｙの幅が最も太く、第１フィンガー部３２ｅｙから離れるほど細くなる。例えば、めっき端子部１４から数えて１０本目まで、又は５本目までの第１フィンガー部３２ｙの幅をめっき端子部１４に近づくほど太くする。そして、めっき端子部１４からの距離が遠い第１フィンガー部（例えば、めっき端子部１４から数えて１１本目の第１フィンガー部）は、隣り合う第１フィンガー部（例えば、めっき端子部１４から数えて１２本目の第１フィンガー部）との間で略同等の幅に設定できる。
図７に示す形態は、端子用開口の近傍に位置する第１フィンガー用開口の幅を、端子用開口に近づくほど太くなるようにパターニングしたコーティング層１５ｙを用いて形成される。一方、全ての第１フィンガー部について、めっき端子部１４からの距離が近くなるほど、その幅を太くしてもよい。また、第２フィンガー部３３，３３ｅの幅を、めっき端子部１４からの距離に応じて変更してもよい。
図６及び図７に示す形態によれば、めっき端子部１４からの距離に応じて電極用開口の幅を変更することで、各めっき電極の厚みをより均等化し易くなる。このため、配線材接続部１７の凹凸をさらに抑制できる。
次に、図８〜図１３を参照し、第２〜第６の実施形態である太陽電池５０〜９０の構成について詳説する。
ここでは、第１の実施形態とこれから説明する実施形態との相違点について詳説する。また、第１の実施形態とこれから説明する実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、太陽電池５０〜９０では、太陽電池１０と同様に、受光面電極のフィンガー部、及びバスバー部が、太陽電池１０と同様の電極形成工程を経て形成されるめっき電極である。
図８は、第２の実施形態である太陽電池５０を受光面側から見た平面図である。
太陽電池５０では、めっき端子部５１が、第１フィンガー部５２ｎに近接して同一直線上に設けられている。第１フィンガー部５２ｎは、バスバー部３４から受光面の端縁側に延びる複数の第１フィンガー部５２のうち、列の最端の第１フィンガー部５２ｅと、列の中央の第１フィンガー部５２ｃとの間に配置されている。より詳しくは、第１フィンガー部５２ｎは、第１フィンガー部５２ｅと第１フィンガー部５２ｃとの真ん中よりも、第１フィンガー部５２ｅ寄りに配置されている。つまり、受光面の端から１辺の長さの１／４程度の範囲内に、めっき端子部５１が設けられている。なお、４つのめっき端子部５１は、めっき端子部１４と同様に、中心Ｐからの距離が略同等で、端縁部に沿っためっき端子部５１同士の間隔が略同等となる位置に設けられている。太陽電池５０によれば、例えば、受光面の端と、受光面の中央とに流れる電流量を略同等とすることができ、各めっき電極の厚みを均等化し易い。
太陽電池５０では、めっき端子部５１が、第１フィンガー部５２ｎに近接して同一直線上に設けられている。第１フィンガー部５２ｎは、バスバー部３４から受光面の端縁側に延びる複数の第１フィンガー部５２のうち、列の最端の第１フィンガー部５２ｅと、列の中央の第１フィンガー部５２ｃとの間に配置されている。より詳しくは、第１フィンガー部５２ｎは、第１フィンガー部５２ｅと第１フィンガー部５２ｃとの真ん中よりも、第１フィンガー部５２ｅ寄りに配置されている。つまり、受光面の端から１辺の長さの１／４程度の範囲内に、めっき端子部５１が設けられている。なお、４つのめっき端子部５１は、めっき端子部１４と同様に、中心Ｐからの距離が略同等で、端縁部に沿っためっき端子部５１同士の間隔が略同等となる位置に設けられている。太陽電池５０によれば、例えば、受光面の端と、受光面の中央とに流れる電流量を略同等とすることができ、各めっき電極の厚みを均等化し易い。
図９は、第３の実施形態である太陽電池６０を受光面側から見た平面図である。
太陽電池６０は、第１フィンガー部５２ｎ上に、めっき端子部６１が設けられた形態である。つまり、めっき端子部６１は、第１フィンガー部５２ｎの一部を構成している。このため、めっき端子部６１の金属めっきにより収集されたキャリアを、第１フィンガー部５２ｎを通して回収できる。太陽電池６０は、例えば、第１フィンガー部５２ｎに対応する第１フィンガー開口に重なって形成された端子用開口を有するマスクパターンを用いて製造できる。
太陽電池６０は、第１フィンガー部５２ｎ上に、めっき端子部６１が設けられた形態である。つまり、めっき端子部６１は、第１フィンガー部５２ｎの一部を構成している。このため、めっき端子部６１の金属めっきにより収集されたキャリアを、第１フィンガー部５２ｎを通して回収できる。太陽電池６０は、例えば、第１フィンガー部５２ｎに対応する第１フィンガー開口に重なって形成された端子用開口を有するマスクパターンを用いて製造できる。
図１０は、第４の実施形態である太陽電池７０を受光面側から見た平面図であり、図１１は、図１０のＤ部拡大図である。
太陽電池７０では、２本のバスバー部３４を繋ぐ複数の第２フィンガー部７２のうち、その列の最端に配置された第２フィンガー部７２ｅと同一直線上に、２つのめっき端子部７１が設けられている。第２フィンガー部７２ｅは、めっき端子部７１の周囲に形成された環状の隙間である環状部７４を囲んで形成されている。これにより、第２フィンガー部７２ｅのうち、２つのめっき端子部７１の間にある部分が、２本のバスバー部３４から延びた部分と繋がり、各めっき端子部７１の間の領域からキャリアを回収できる。この構造は、例えば、第２フィンガー部７２ｅに対応する第２フィンガー用開口と、めっき端子部７１に対応する端子用開口とが重なり、２つの開口を隔てる環状部７４を有するように、コーティング層７３をパターニングすることで形成できる。
太陽電池７０では、２本のバスバー部３４を繋ぐ複数の第２フィンガー部７２のうち、その列の最端に配置された第２フィンガー部７２ｅと同一直線上に、２つのめっき端子部７１が設けられている。第２フィンガー部７２ｅは、めっき端子部７１の周囲に形成された環状の隙間である環状部７４を囲んで形成されている。これにより、第２フィンガー部７２ｅのうち、２つのめっき端子部７１の間にある部分が、２本のバスバー部３４から延びた部分と繋がり、各めっき端子部７１の間の領域からキャリアを回収できる。この構造は、例えば、第２フィンガー部７２ｅに対応する第２フィンガー用開口と、めっき端子部７１に対応する端子用開口とが重なり、２つの開口を隔てる環状部７４を有するように、コーティング層７３をパターニングすることで形成できる。
図１２は、第５の実施形態である太陽電池８０を受光面側から見た平面図である。
太陽電池８０は、太陽電池１０に設けられた４つのめっき端子部１４に加えて、受光面の中心Ｐに５つ目のめっき端子部８１を設けた形態である。めっき端子部８１は、第２フィンガー部８２ｃと同一直線上に設けられている。第２フィンガー部８２ｃは、環状部７４を介してめっき端子部８１の周囲を囲んで形成されている。
太陽電池８０は、太陽電池１０に設けられた４つのめっき端子部１４に加えて、受光面の中心Ｐに５つ目のめっき端子部８１を設けた形態である。めっき端子部８１は、第２フィンガー部８２ｃと同一直線上に設けられている。第２フィンガー部８２ｃは、環状部７４を介してめっき端子部８１の周囲を囲んで形成されている。
図１３は、第６の実施形態である太陽電池９０を受光面側から見た平面図である。
太陽電池９０は、第１フィンガー部９２ｅに近接して、めっき端子部９１が設けられた形態であるが、めっき端子部９１と第１フィンガー部９２ｅとは同一直線上に位置していない。めっき端子部９１は、第１フィンガー部９２ｅと、その隣に配置された第１フィンガー部９２ｎとの間に設けられている。
太陽電池９０は、第１フィンガー部９２ｅに近接して、めっき端子部９１が設けられた形態であるが、めっき端子部９１と第１フィンガー部９２ｅとは同一直線上に位置していない。めっき端子部９１は、第１フィンガー部９２ｅと、その隣に配置された第１フィンガー部９２ｎとの間に設けられている。
なお、上記各実施形態は、発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。
例えば、上記各実施形態を組み合わせた形態としてもよい。具体的には、第１実施形態のめっき端子部１４を、第２実施形態のように、第１フィンガー部３２ｅ上に形成した形態としてもよい。或いは、第２〜第６の実施形態において、めっき端子部からの距離に応じてフィンガー開口の幅を変更することで、めっき端子部に近づくほど、フィンガー部の幅を太くしてもよい。
また、上記では、受光面電極が、フィンガー部と、バスバー部とを含んで構成されるものとして説明したが、バスバー部を設けない形態としてもよい。この場合、フィンガー部に配線材が接続されるため、めっき端子部は、フィンガー部の配線材接続部から離間した位置に形成される。
また、上記では、４つ以上のめっき端子部が設けられた形態を例示したが、めっき端子部の数は、特に限定されず、例えば、２つでもよい。この場合、一方のめっき端子部と、他方のめっき端子部とが、いずれも受光面の中心からの距離を略同等として、且つ当該中心を通る同一直線上に設けられることが好適である。
１０ 太陽電池、１１ 光電変換部、１２ 受光面電極、１３ 裏面電極、１４ めっき端子部、１５ コーティング層、１６ 配線材、１７ 配線材接続部、１８ 端子用開口、２０ 半導体基板、２１，２２ 非晶質半導体層、３０，４０ 透明導電層、３１，３１ｃ，３１ｅ フィンガー部、３２，３２ｃ，３２ｅ 第１フィンガー部、３３，３３ｃ，３３ｅ 第２フィンガー部、３４，４２ バスバー部、３５ フィンガー用開口、３６ 第１フィンガー用開口、３７ 第２フィンガー用開口、３８ バスバー用開口、４１ 金属層、７４ 環状部、Ｐ 受光面の中心。
Claims (15)
- 光電変換部と
前記光電変換部の主面上に設けられた透明導電層と、
前記透明導電層上に形成されためっき端子部と、
前記透明導電層上に、前記めっき端子部と離間して形成されためっき電極と、
を備えた太陽電池であって、
前記電極は互いに平行に配置された複数のバスバー部と、前記複数のバスバー部に交差する複数のフィンガー部と、を備え、
前記めっき端子部は、めっき層を備え、
前記めっき層は、前記めっき電極から独立して形成され、
前記めっき端子部が、配線材が配置される配線材接続部を含む前記バスバー部と重ならない位置であって、かつ前記フィンガー部上又は前記フィンガー部に近接した位置、に配置されている太陽電池。 - 請求項１に記載の太陽電池であって、
前記めっき端子部は、第１めっき端子部と第２めっき端子部と、
を含み、
前記第１めっき端子部と前記第２めっき端子部とは、前記主面の中心からの距離が同等であり、且つ前記中心を通る一直線上に設けられた太陽電池。 - 請求項１乃至２に記載の太陽電池であって、
前記めっき端子部は、前記主面の端縁部上に４つ以上設けられ、
前記めっき端子部の各々は、前記主面の中心からの距離が同等であり、且つ前記端縁部に沿って隣に位置する前記めっき端子部同士の間隔が同等である太陽電池。 - 請求項１乃至３に記載の太陽電池であって、
前記めっき端子部は、複数の前記フィンガー部のうち、前記バスバー部の長手方向の端部から前記バスバー部の長さの略１／４の範囲内に接続される前記フィンガー部上の位置、又は前記フィンガー部に近接した位置であって、かつ前記配線材接続部と重ならない位置に設けられた太陽電池。 - 請求項１乃至４に記載の太陽電池であって、
前記めっき端子部が設けられた前記フィンガー部の幅、又は前記めっき端子部に最も近接する前記フィンガー部の幅は、他の前記フィンガー部の幅よりも太い太陽電池。 - 光電変換部と、
前記光電変換部の主面上に設けられためっき端子部と、
前記主面上に、前記めっき端子部と離間して形成されためっき電極と、
を備え、
前記めっき端子部は、めっき層を備え、
前記めっき層は、前記めっき電極から独立して形成され、
配線材が接続される配線材接続部を含む複数のバスバー部と、前記バスバー部に交差して形成される複数のフィンガー部と、を含み、
前記めっき端子部は、前記フィンガー部上、又は前記フィンガー部に近接した位置に設けられ、
前記めっき端子部が設けられた前記フィンガーの幅、又は前記めっき端子部に最も近接する前記フィンガー部の幅は、他の前記フィンガー部よりも太い、太陽電池。 - 請求項５又は６に記載の太陽電池であって、
前記めっき端子部の近傍に形成された前記フィンガー部の幅は、前記めっき端子部に近づくほど太くなる太陽電池。 - 請求項１乃至７に記載の太陽電池であって、
前記主面上には、前記めっき端子部が設けられた領域及び前記めっき電極が形成された領域を除く全域にコーティング層が形成されている太陽電池。 - 請求項８に記載の太陽電池であって、
前記コーティング層は、前記主面上の前記めっき端子部の周囲に環状に形成され、
環状に形成された前記コーティング層の周囲に前記めっき電極が形成された太陽電池。 - 光電変換部と
前記光電変換部の主面上に透明導電層を形成する工程と、
前記透明導電層上にめっき端子部を形成する工程と、
前記めっき端子部を用いた電解めっきにより前記透明導電層上にめっき電極を形成する工程と、
を備え、
前記めっき電極は、互いに平行に配置された複数のバスバー部と、前記複数のバスバー部に交差する複数のフィンガー部と、を備え、
前記めっき端子部は、配線材接続部を含む前記バスバー部と重ならない位置であって、かつ前記フィンガー部上又は前記フィンガー部に近接した位置に配置される、太陽電池の製造方法。 - 請求項１０に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記めっき電極形成工程は、
前記透明導電層上にマスクを形成するマスク形成工程と、
前記電解めっきにより、前記マスクが形成された前記透明導電層上に前記めっき電極を形成する工程と、
を含み、
前記マスク形成工程では、
前記透明導電層上のフィンガー部を形成する領域を露出させるフィンガー用開口と、前記透明導電層上のバスバー部を形成する領域を露出させるバスバー用開口とを有し、且つ前記フィンガー用開口と重なって形成される前記端子用開口、又は前記フィンガー用開口に近接して形成される前記端子用開口を有するようにパターニングした前記マスクを形成する太陽電池の製造方法。 - 請求項１１に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記マスク形成工程では、前記端子用開口と重なる前記フィンガー用開口の幅、又は前記端子用開口に最も近接する前記フィンガー用開口の幅が、他の前記フィンガー用開口の幅よりも太くなるようにパターニングした前記マスクを形成する太陽電池の製造方法。 - 請求項１１に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記マスク形成工程では、前記端子用開口の近傍に位置する前記フィンガー用開口の幅が、前記端子用開口に近づくほど太くなるようにパターニングした前記マスクを形成する太陽電池の製造方法。 - 請求項１に記載の太陽電池であって、
前記めっき膜は、前記めっき電極の厚みより厚みが薄い太陽電池。 - 請求項６に記載の太陽電池であって、
前記めっき膜は、前記めっき電極の厚みより厚みが薄い太陽電池。
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