JP6192562B2 - 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。 The present invention relates to a solar cell element and a solar cell module.
従来、太陽電池に代表される光電変換装置としては、例えば基板の一面側に裏面電極、他面の受光面側には光が入射する半導体層からなる光電変換層と光電変換層上の透光性電極と、透光性電極上の集電電極と表面保護層が順次形成されたものがある。この光電変換装置は、光入射により光電変換層内に拡散電位を生じさせ、生成された電子・正孔対を収集することで光起電力を発生するものである。 Conventionally, as a photoelectric conversion device typified by a solar cell, for example, a back electrode on one surface side of a substrate, a light-receiving surface side on the other surface, a photoelectric conversion layer composed of a semiconductor layer on which light is incident, and a light transmission on the photoelectric conversion layer Electrode, a current collecting electrode on a translucent electrode, and a surface protective layer are sequentially formed. This photoelectric conversion device generates a photovoltaic potential by generating a diffusion potential in the photoelectric conversion layer by light incidence and collecting the generated electron-hole pairs.
このような光電変換装置においては、その光電変換効率を向上させるために、光起電力装置に入射してきた光を散乱させて半導体層中の光路長を増大させ、半導体層中で吸収される光量を増大させて、短絡電流を増大させる方法がある。例えば、光電変換層の表面に施した、テクスチャと呼ばれる微小な凹凸構造により、入射光が光電変換層内部で散乱され光路長が伸び、光を閉じ込めることができることが知られている。 In such a photoelectric conversion device, in order to improve the photoelectric conversion efficiency, the light incident on the photovoltaic device is scattered to increase the optical path length in the semiconductor layer, and the amount of light absorbed in the semiconductor layer There is a method of increasing the short-circuit current by increasing. For example, it is known that incident light is scattered inside the photoelectric conversion layer, the optical path length is extended, and the light can be confined by a minute uneven structure called a texture applied to the surface of the photoelectric conversion layer.
例えば特許文献1では、これらの課題を解決するために、表面保護層内に光散乱を引き起こす微粒子を設けることで、光電変換層内の光路長を延ばして光の吸収を高め、短絡電流を増大させて光電変換効率を高めている。
For example, in
ところで近年、光電変換装置はそのままで、太陽光のスペクトルのなかの特定の波長のフォトンを、使用する光電変換装置に最適な波長のフォトンに変換し、光電変換装置に吸収させる方法(以下、波長変換という)が提案されている。波長変換は、現在有効利用されていない高エネルギーフォトンに関しては、1フォトンを複数の低エネルギーフォトンに変換するダウンコンバージョンや、1フォトンを1つの低エネルギーフォトンに変換するダウンシフトがあり、現在有効利用されていない低エネルギーフォトンに関しては、複数の低エネルギーフォトンのエネルギーを用いて光電変換に有効なエネルギーフォトンに変換するアップコンバージョンに、分類できる。 By the way, in recent years, a photoelectric conversion device is left as it is, and a photon having a specific wavelength in the spectrum of sunlight is converted into a photon having a wavelength optimum for the photoelectric conversion device to be used and absorbed by the photoelectric conversion device (hereinafter referred to as wavelength). Conversion) has been proposed. Wavelength conversion is currently available for high energy photons that are not currently used effectively, including down conversion that converts one photon into multiple low energy photons and downshift that converts one photon into one low energy photon. Low-energy photons that are not used can be classified into up-conversions that convert energy photons that are effective for photoelectric conversion using the energy of a plurality of low-energy photons.
例えば、特許文献2には光電変換層よりも光入射側の位置に、光電変換効率の低い高エネルギーフォトンを光電変換においてより適した複数の低エネルギーフォトンに波長変換する波長変換層を配置し、かつ光電変換層よりも光入射の反対側の位置に、光電変換効率の低い、複数の低エネルギーフォトンを光電変換においてより適した高エネルギーフォトンに波長変換する波長変換層を配置する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 2, a wavelength conversion layer that converts the wavelength of high energy photons having low photoelectric conversion efficiency into a plurality of low energy photons that are more suitable for photoelectric conversion is disposed at a position closer to the light incident side than the photoelectric conversion layer, In addition, a technique is disclosed in which a wavelength conversion layer that converts a plurality of low energy photons having low photoelectric conversion efficiency into higher energy photons that are more suitable for photoelectric conversion is disposed at a position opposite to the light incident side than the photoelectric conversion layer. ing.
さらに、太陽電池モジュールに関しても、波長変換層を配置する方法が示されている。例えば、特許文献3には、太陽電池素子の受光面とは反対側の面に、太陽電池素子側から順に波長変換層および光反射層を設けた太陽電池モジュールを構成し、太陽電池素子で発電に利用されずに裏面に漏れた短波長の光を、波長変換層で発電に利用される長波長の光に変換し、光反射層で太陽電池素子に向かって反射させることにより、太陽電池モジュールの発電量を増加させる技術が開示されている。
Furthermore, a method for disposing a wavelength conversion layer is also shown for a solar cell module. For example, in
上記特許文献1では、光散乱を引き起こす微粒子を設けることで、光電変換層内の光路長を延ばすことにより光の吸収を高める効果があるとしている。しかしながら、分光感度の低い波長領域の光においては、光路長を延ばすことによる光電変換層での光吸収においては、大きな効果は期待できない。
In the above-mentioned
また特許文献2では、光電変換層に対して光入射側と、光電変換層に対して光入射の反対側とに、それぞれ波長変換ユニットを配置するとあり、光電変換層を構成する層と垂直な面方向全体に、波長変換層を設けることを特徴としている。このような構造においては、光電変換層に対して光入射側又は光入射と反対側に配置した波長変換層は、光電変換層に吸収されることで発電に寄与する波長の光の一部を吸収してしまうために、波長変換による発電利得が小さくなるという問題がある。さらに光電変換層を構成する層と垂直な面方向全体に、波長変換層を設けることによる材料コストが大きくなるという問題もあった。同様の問題が特許文献3においても存在する。
Further, in Patent Document 2, the wavelength conversion unit is disposed on the light incident side with respect to the photoelectric conversion layer and on the opposite side of the light incidence with respect to the photoelectric conversion layer, and is perpendicular to the layers constituting the photoelectric conversion layer. A wavelength conversion layer is provided over the entire surface direction. In such a structure, the wavelength conversion layer disposed on the light incident side or the opposite side of the light incidence with respect to the photoelectric conversion layer absorbs a part of light having a wavelength contributing to power generation by being absorbed by the photoelectric conversion layer. Since it absorbs, there exists a problem that the power generation gain by wavelength conversion becomes small. Further, there is a problem that the material cost is increased by providing the wavelength conversion layer over the entire surface direction perpendicular to the layers constituting the photoelectric conversion layer. A similar problem exists in
一般に光電変換装置においては、発電したキャリアを外部に取り出すための集電電極が受光面と裏面とにそれぞれ存在する。かかる光電変換装置においては、受光側から光電変換装置に入射した光のうち、集電電極に照射した光は、この集電電極により遮られ、発電に寄与しない。 In general, in a photoelectric conversion device, current collecting electrodes for taking out generated carriers to the outside exist on the light receiving surface and the back surface, respectively. In such a photoelectric conversion device, of the light incident on the photoelectric conversion device from the light receiving side, the light applied to the current collecting electrode is blocked by the current collecting electrode and does not contribute to power generation.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、集電電極に照射する光を、発電に有効に利用することで発電電流を増加させ、光電変換効率の高い太陽電池素子および太陽電池モジュールを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and the solar cell element and the solar cell module having high photoelectric conversion efficiency by increasing the generated current by effectively using the light applied to the collecting electrode for power generation The purpose is to obtain.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光電変換部を構成する半導体層と、半導体層を挟む第1および第2の集電電極とを備え、第1および第2の集電電極のうち受光面側に形成された第1の集電電極と半導体層との間にあって、第1の集電電極の直下にのみ設けられた波長変換層を有する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a semiconductor layer constituting a photoelectric conversion unit, and first and second current collecting electrodes sandwiching the semiconductor layer. which are in between the first collector electrode and a semiconductor layer formed on the light-receiving surface of the collector electrode, having a wavelength conversion layer only provided directly under the first collector electrode.
本発明によれば、受光面側から太陽電池素子に入射した光のうち、集電電極に照射されて、この集電電極により遮られ、発電に寄与しない光を、集電電極に設けられた波長変換材料により、太陽電池素子の分光感度の高い波長光に波長変換し、散乱させる。散乱される光の一部は光電変換層内に入射し、太陽電池素子の分光感度の高い波長光ゆえに効率よく光電変換されることで、発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果を奏する。 According to the present invention, of the light incident on the solar cell element from the light receiving surface side, the light collected by the current collecting electrode is irradiated to the current collecting electrode and is blocked by the current collecting electrode and does not contribute to power generation. The wavelength conversion material converts the wavelength into light having a high spectral sensitivity of the solar cell element and scatters it. Part of the scattered light is incident on the photoelectric conversion layer and is efficiently photoelectrically converted due to the wavelength light with high spectral sensitivity of the solar cell element, so that the generated current can be increased and the power generation efficiency is increased. There is an effect.
以下に、本発明にかかる光電変換装置として、太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of a solar cell module is demonstrated in detail based on drawing as a photoelectric conversion apparatus concerning this invention. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the actual scale for easy understanding. The same applies between the drawings.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態1の太陽電池モジュールの構造の例を示す上面図であり、太陽光の受光面側から見た図である。図2は、本実施の形態1の太陽電池モジュール100で用いられている太陽電池素子20の構造を示す斜視図である。太陽電池素子20の表面には、太い形状の波長変換層7Rおよびバス集電電極7aと、このバス集電電極7aに直交してこれに乗り上げるようにフィンガー電極とも呼ばれる細い形状のグリッド集電電極8が形成されている。図3は、本実施の形態1の太陽電池モジュール100の構造を示す断面図であり、図1の点線A−B間の断面である。この太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池素子20が、インターコネクタ40によって相互接続され、受光面側保護部材(透光性基板)としてのガラス板10と裏面側保護部材としてのバックフィルム11との間に、封止樹脂9により封止されている。太陽電池素子20は受光面(第1の面)20A側の表面と裏面(第2の面)20B側の表面とに第1および第2の集電電極を備え、配列されて隣り合う太陽電池素子20の電極間はインターコネクタ40で直列接続されている。受光面20A側の第1の集電電極は、バス集電電極7aとグリッド集電電極8とで構成され、太陽電池素子20の裏面20B全体に第2の集電電極として裏面側の集電電極6が形成されている。そして、インターコネクタ40はバス集電電極7aと電気的に接続している。また、30は外部取出し用のリードである。この波長変換層7Rは、バス集電電極で遮られ、光電変換に寄与しない波長の光を波長変換して光電変換部に導く。
FIG. 1 is a top view showing an example of the structure of the solar cell module according to
図4(a)および(b)は、本実施の形態1の太陽電池モジュール100で用いられている太陽電池素子20の概略構成を示す断面図であり、(a)は、図1のC1−C1断面図、(b)は、図1のC2−C2断面図である。この太陽電池素子20の受光面20A側に波長変換層7Rを設け、波長変換層7Rの表面にバス集電電極7aを設けることで、太陽電池素子20の分光感度の低い波長の光を、太陽電池素子20の分光感度の高い波長の光に変換するようにしたことを特徴とするものである。なお、図4(a)に示すC1−C1断面図では、バス集電電極7a上にグリッド集電電極8が形成されていない断面を示しており、波長変換層7Rとバス集電電極7aとが形成されている。図4(b)に示すC2−C2断面図では、バス集電電極7a上にグリッド集電電極8が形成されており、グリッド集電電極8とバス集電電極7aとの電気的接続がなされている。
FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views showing a schematic configuration of the
次に、図5は、バス集電電極7aおよび波長変換層7Rについて模式的に示したものである。図5に示すように、ダウンシフト型の波長変換層7Rは、バス集電電極7aの下に形成され、熱可塑性樹脂からなるベース樹脂7Bと波長変換材料の粒子Rとの混合物で構成されている。波長変換材料の粒子Rは波長300〜400nm程度の光を、波長400〜900nm程度の光に変換するダウンシフト材料である。
Next, FIG. 5 schematically shows the
これらのダウンシフト材料は、アクリル樹脂やシリコーン樹脂などの透光性ポリマー材料中に分散してもよい。適当な溶媒を用いて溶液とし、印刷法、スプレー塗布法等によって形成することができる。波長変換層7Rは波長300〜400nm程度の光を、波長400〜900nm程度の光に変換するもので、例えば、励起波長が紫外光に近い300〜500nm程度にあり、発光波長が可視光の500〜700nm程度にあるCaAlSiN3:Eu2+ を用いる。また、これ以外の無機蛍光剤として酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、硫化カドミウム(CdS);Er3+、Yb3+、Ho3+、Pr3+、Eu3+などの希土類元素を含む希土類含有YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)などの無機蛍光剤を用いる。また、有機蛍光体などを用いても良い。
These downshift materials may be dispersed in a light-transmitting polymer material such as an acrylic resin or a silicone resin. It can be formed into a solution using an appropriate solvent, and formed by a printing method, a spray coating method, or the like. The
なお、図1は12個の太陽電池素子20を直列接続した太陽電池モジュール100を示す図であるが、個数および配置は任意に変更可能であり、並列接続を組み合わせてもよい。また、図には示さないが、太陽電池モジュール100の裏面側に電力を取り出すためのリード線が、太陽電池モジュール100の両端に接続される。
FIG. 1 shows a
ガラス板10としては例えば、ソーダ石灰ガラスなどの材料を用いることができる。屋外で使用する太陽電池モジュールでは、受光面側保護材として熱強化又は化学強化したガラス板を用いるとよい。ガラス板10のサイズは太陽電池素子20の数により種々に変更可能であるが、典型的な厚みは0.5〜3mmである。バックフィルム11は水分の侵入などにより太陽電池素子が劣化しないように透湿性の低いフィルム、又は表側と同様のガラス板を用いる。太陽電池素子20およびそれらの隙間を通過した光を太陽電池素子20側に反射させるために、バックフィルム11として白色や金属色の光反射性の材料を用いてもよい。封止樹脂9としては透光性のEVA、又はシリコーン樹脂などを用いることができる。インターコネクタ40には、たとえば、はんだで被覆した銅線などを用いることができる。
As the
図4(a)および(b)において、n型半導体基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶シリコン、化合物半導体等からなる薄い半導体基板である。本実施の形態では、n型単結晶シリコン基板1を用いている。結晶シリコンの場合、典型的な基板サイズは10〜15cm角の略正方形、厚みは0.1〜0.3mmなどである。
4A and 4B, the n-type semiconductor substrate is a thin semiconductor substrate made of crystalline silicon such as single crystal silicon or polycrystalline silicon, a compound semiconductor, or the like. In this embodiment, an n-type single
n型単結晶シリコン基板1の両側の表面には、i型非晶質シリコン層2a,2bが形成されている。i型非晶質シリコン層2a上にはn型単結晶シリコン基板1と逆導電型の不純物を含むp型非晶質シリコン層3が形成されている。p型非晶質シリコン層3が形成されている側と反対側の基板表面に形成されたi型非晶質シリコン層2b上にはn型単結晶シリコン基板1と同じ導電型の不純物を含むn型非晶質シリコン層4が形成されている。p型非晶質シリコン層3、n型非晶質シリコン層4上に透光性電極5a,5bが形成されている。透光性電極5a上には波長変換層7Rとバス集電電極7aとの積層パターンが形成され、その上層にこの積層パターンと直交するようにグリッド集電電極8が形成されている。また透光性電極5b上には裏面側の集電電極6が形成されている。裏面側の集電電極6は太陽電池素子20の裏面の表面全面に形成された電極であり、バス集電電極7aは太陽電池素子20の受光面の表面の波長変換層7R上に形成された太線状の電極である。グリッド集電電極8は、バス集電電極7aと直交するように当接する細線状の電極である。裏面側の集電電極6,バス集電電極7aはn型単結晶シリコン基板1の両面に銀又は銅などの金属微粒子と樹脂を混合した金属ペーストの印刷等で形成することができ、蒸着法、スパッタ法などの成膜技術、めっき法などで形成され、n型単結晶シリコン基板1面内で発生した電流を収集する。バス集電電極7aは、図2のように直線状に伸びた太線が間隔をあけて平行に並んだバス状のパターンとすると良いが、網の目状又は樹枝状としてもよい。
On the surfaces on both sides of the n-type single
n型単結晶シリコン基板1は図4(a)および(b)に示すように両面に反射防止用の微細な凹凸(テクスチャ1T)が形成されている。図ではn型単結晶シリコン基板1の両面を凹凸としたが、裏側に平坦層を形成してもよく、また両側を平坦としてもよい。このテクスチャ1Tの存在により、透光性電極5a、5bまで凹凸が形成されている場合が多く、拡散面を構成している。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the n-type single
次に本実施の形態1の太陽電池素子20の製造方法について説明する。図6(a)〜6(f)は本実施の形態1の製造方法の手順を説明する断面図である。まず図6(a)に示すようにn型単結晶シリコン基板1を用意し、図6(b)に示すようにこのn型単結晶シリコン基板1の表面にテクスチャ1Tと呼ばれる凹凸構造を形成する。凹凸の形成には、酸性或いはアルカリ性のエッチング溶液を用いる。凹凸形成は光入射側だけでも良い。また凹凸形成前に、基板表面のダメージ層を除去する工程を実施しても良い。加えてダメージ層除去工程後に、基板内不純物のゲッタリング処理を施すと性能向上に望ましい。ゲッタリング処理としては、リン拡散処理などを用いる。受光面側の表面のみ凹凸を形成して裏面側の表面を平坦に保つには、受光面側の表面のみにエッチング液を接触させる処理、又は裏面側に保護膜を形成した状態でn型単結晶シリコン基板1をエッチングする処理を行う。
Next, the manufacturing method of the
凹凸を形成した後、図6(c)に示すように基板の片面にi型非晶質シリコン層2a、p型非晶質シリコン層3をこの順番で化学気相成長(CVD)法を用いて形成する。i型非晶質シリコン層2aの層厚は数nm程度、p型非晶質シリコン層3の層厚は数〜20nm程度とするとよい。なおi型非晶質シリコン層2aの代わりに、i型非晶質炭化シリコン層、i型非晶質酸化シリコン層或いはそれらを積層した多層膜を用いても良い。またp型非晶質シリコン層3の代わりにp型非晶質炭化シリコン層、p型非晶質酸化シリコン層、p型微結晶シリコン層或いはそれらを積層した多層膜などを用いても良い。
After the unevenness is formed, the chemical vapor deposition (CVD) method is used in this order to form the i-type
次に、図6(d)に示すように基板の反対側にi型非晶質シリコン層2b、n型非晶質シリコン層4をこの順番で化学気相成長法を用いて形成する。i型非晶質シリコン層2bの層厚は数nm程度、n型非晶質シリコン層4の層厚は数〜20nm程度とするとよい。なおi型非晶質シリコン層2bの代わりに、i型非晶質炭化シリコン層、i型非晶質酸化シリコン層或いはそれらを積層した多層膜を用いても良い。またn型非晶質シリコン層4の代わりにn型非晶質炭化シリコン層、n型非晶質酸化シリコン層、n型微結晶シリコン層或いはそれらを積層した多層膜などを用いても良い。
Next, as shown in FIG. 6D, an i-type
次に、i型非晶質シリコン層2a,2bとn型単結晶シリコン基板1の界面欠陥低減のため、不活性ガス或いは不活性ガスで希釈した水素ガス中で熱アニール処理を施しても良い。アニール温度は200℃以下が望ましい。
Next, in order to reduce interface defects between the i-type
熱アニール処理の後、図6(e)に示すようにp型非晶質シリコン層3、n型非晶質シリコン層4の上にそれぞれ、透光性電極5a,5bをスパッタ法或いは蒸着法などで形成する。透光性電極5a,5bの膜厚は干渉効果により太陽光スペクトルのピーク波長で反射率が低下する膜厚とすることが望ましい。透光性電極材料としてはITOあるいは酸化インジウム(In2O3:Indium Oxide)、SnO2、ZnOなどを用いるとよい。また透光性電極の抵抗率は低いことが望ましいが、導電性を担うキャリア密度が高いと光吸収率が増加してしまう。そのため透光性電極として用いた材料は高移動度である必要がある。
After the thermal annealing treatment, as shown in FIG. 6E,
次に、図6(f)に示すように透光性電極5a上に順次波長変換層7R、バス集電電極7aをスクリーン印刷法で形成する。次いで、バス集電電極7a上に乗り上げるようにグリッド集電電極8を形成する。こののちn型単結晶シリコン基板1の裏面側に金属ペーストで構成される集電電極6をスクリーン印刷法で形成する。受光面側の波長変換層7Rの幅は遮光を抑えるためには狭いほどよいが、後に波長変換層7R上に形成するバス集電電極7aの幅も狭くなるために抵抗が増加してしまう。したがって受光面側のバス集電電極7aは層厚が大きいことが望ましく、同じパターンで繰り返して重ねるようにスクリーン印刷する方法を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 6F, the
なお、前述したように受光面側の波長変換層7R、バス集電電極7aとグリッド集電電極8の形成順序は、波長変換層7R、バス集電電極7a、グリッド集電電極8の順序で実施する。これにより、バス集電電極7aとグリッド集電電極8との電気的接触を確保できる。また、裏面側の集電電極6は透光性電極5b上に全面印刷で形成する。集電電極6、波長変換層7R、バス集電電極7aとグリッド集電電極8の印刷後に焼成をおこなう。高温熱処理では、i型非晶質シリコン層2a,2bが結晶化するため、スクリーン印刷後の焼成温度は200℃以下とすることが望ましい。
As described above, the
また、波長変換層7R上にバス集電電極7aを形成するには、スクリーン印刷法などを用いる。層形成には、それぞれ複数回のスクリーン印刷を重ねて厚みを確保してもよい。また、バス集電電極7aと波長変換層7Rの二層シートを作製したうえで短冊状に切断して張り付けても良いし、あるいは、波長変換材を所望の厚さのシート状に整形し、所望の幅に切断し、これを貼着するようにしてもよい。本実施の形態では波長変換層7R上のバス集電電極7aの幅は波長変換層7Rの幅と同じであれば良いが、プロセスマージンを考慮すると波長変換層7Rより細いことが望ましく、800μm程度とし、層厚は20μmとした。波長変換層7Rはシリコンの分光感度の低い波長300〜400nm程度の光を、シリコンの分光感度の高い波長400〜900nm程度の光に変換するもので、例えば、励起波長が紫外光に近い300〜500nm程度にあり、発光波長が可視光領域500〜700nm程度に存在するCaAlSiN3:Eu2+を用い、ポリマーなどの材料中に分散し、適当な溶媒を用いて溶液とした後に、スクリーン印刷法などで形成する。また、これ以外の無機蛍光剤として酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、硫化カドミウム(CdS);Er3+、Yb3+、Ho3+、Pr3+、Eu3+などの希土類元素を含む希土類含有YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)などの無機蛍光剤を用いる。また、有機蛍光体などを用いても良い。これらのダウンシフト材料は、シリコーン樹脂などの透光性のポリマーなどの材料中に分散し、適当な溶媒を用いて溶液とした後に、スクリーン印刷法などにより形成してもよい。以上の工程を実施することにより、図4(a)および(b)に示した太陽電池素子20が得られる。
Further, a screen printing method or the like is used to form the
ダウンシフト材料を用いる際は、封止樹脂9はEVAやアクリル樹脂のような短波長光を吸収する材料は適切でなく、シリコーンのように300〜350nm付近の光の透過性の高い部材を使用することで、変換効率の向上を図ることが出来る。
When using a downshift material, the sealing
なお、上記の太陽電池素子20は、ヘテロ接合型太陽電池素子であるが、この他の例えば拡散型太陽電池素子などとしても良い。一般に、ヘテロ接合型太陽電池素子は拡散型太陽電池素子に比べて紫外光など短波長域の電流変換効率が低いために、波長変換層7Rによる効果は、ヘテロ接合型太陽電池素子の方が大きい。
In addition, although said
次に本実施の形態1の太陽電池モジュール100の製造方法について説明する。太陽電池素子としては、本実施の形態1の太陽電池素子を用いる。図7は、図3の太陽電池モジュールのうち、隣接する2つの太陽電池素子20を含む部分を取り出して示した部分断面図である。次に、太陽電池素子20間をインターコネクタ40で接続する。インターコネクタ40の接続には、低融点のはんだなどを用いる。隣接する2つの太陽電池素子を接続するインターコネクタ40は、太陽電池素子20上でグリッド集電電極8で覆われたバス集電電極7aと接続することによって電気的導通を確保している。インターコネクタ40の接続に際し、グリッド集電電極8で覆われたバス集電電極7aを介して下層の波長変換層7Rも溶融し、透光性電極5aとの接続も強固かつ良好となる。次に、ガラス板10、封止樹脂9、インターコネクタ40で相互に接続した太陽電池素子20、封止樹脂9、バックフィルム11を順に積み重ねて、真空中で加熱とともに押圧する封止処理を行う。封止樹脂9は溶融して受光面側のガラス板10と裏面側のバックフィルム11の間の隙間を埋めて、太陽電池素子20を固定する。このようにして図7に示した太陽電池モジュール100が完成する。
Next, the manufacturing method of the
次に、太陽電池モジュール100に入射した光の軌跡に関して説明する。図8は、図3の太陽電池モジュール100のうち、インターコネクタ40を省略して1つの太陽電池素子を含む部分を取り出して示した部分断面図であり、受光面側からの入射光とその軌跡を示したものである。太陽電池モジュールの受光面に入射する光L01の一部は、光L02のように太陽電池素子20を形成する層で反射する。このような反射は、各層の界面での屈折率が異なることにより生じる。光L02は受光面側のバス集電電極7a直下に形成された波長変換層7Rにて、太陽電池素子の分光感度の高い400〜900nm程度の光に変換され、散乱される。かかる散乱光の一部の光L03は光電変換層内に入射し、太陽電池素子20の光吸収が多い400〜900nm程度の波長光ゆえに、効率よく光電変換されることになる。これにより従来構造よりも発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果が得られる。
Next, the locus of light incident on the
なお、上記のように、受光面側のバス集電電極7a下に印刷などで形成された波長変換層7Rには微粒子が多く含まれるため、受光面側のバス集電電極7a直下に入射する光L02は、波長変換層7Rにて散乱反射し、かつバス集電電極7aは透過率がほぼゼロであるため、波長変換層7Rに入射する光L02の多くが光L03のように光電変換層に入射されると考えられる。ここで、太陽電池素子20の受光面側に反射した光L03の太陽電池素子20への入射量を増加させるためにも、太陽電池素子20の受光面側に配置した封止樹脂9については耐衝撃性が失われない程度に、受光面側のバス集電電極7aあるいはインターコネクタ40よりも厚い範囲で可能な限り薄くすると良い。
Note that, as described above, the
なお、図9に典型的なシリコンモジュールの量子効率を示す。紫外光を中心とする波長300〜400nm程度と赤外域の波長1000〜1200nm程度の分光感度が低く、可視光を中心とする波長400〜900nm程度の分光感度が高いことがわかる。 FIG. 9 shows the quantum efficiency of a typical silicon module. It can be seen that the spectral sensitivity with a wavelength of about 300 to 400 nm centered on ultraviolet light and the infrared wavelength of about 1000 to 1200 nm is low, and the spectral sensitivity with a wavelength of about 400 to 900 nm centered on visible light is high.
以上のように、本実施の形態1では、波長変換層7Rを太陽電池素子20の受光面側のバス集電電極7a直下に設置した。この場合の効果について説明する。受光面に入射する光の一部は、受光面側のバス集電電極7a直下に形成された波長変換層7Rにて、太陽電池素子20の光吸収の多い400〜900nm程度の光に変換され、散乱される。この散乱される光の多くは光電変換層7R内に入射し、太陽電池素子20の分光感度の高い波長光ゆえに、効率よく光電変換されることになる。これにより従来構造よりも発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果が得られる。
As described above, in the first embodiment, the wavelength conversion layer 7 </ b> R is installed directly below the bus
また、テクスチャ1Tの形成された、n型単結晶シリコン基板1表面に形成した透光性電極5a上は、テクスチャ1Tの凹凸をわずかに反映しており、この凹凸ある面に波長変換層7Rを形成し、さらにその上層にバス集電電極7aを形成している。従って基板と波長変換層7Rとの密着性が良好で、波長変換後の散乱性もきわめて良好となる。そして集電は、グリッド集電電極8がバス集電電極7a上に乗り上げることにより、極めて接触性がよく、集電抵抗も小さく抑えることができる。
In addition, the unevenness of the
以下にダウンシフト波長変換層により期待される変換効率の向上見積もりを示す。モジュールへ入射する太陽光のうち、紫外光を中心とする波長350〜400nmの光はおおむねガラス板10で5%程度が反射される分を除いた95%程度は太陽電池素子20の受光面に入射する。なお、封止樹脂9としてシリコーンを用いた場合には、波長350〜400nm程度の光の透過率はおおむね100%であることを考慮した。太陽電池素子20表面のパネル面に占める面積割合を90%であると仮定すると、太陽電池素子20の面積全体に占めるバス集電電極7aの面積は1%程度であるから、ここまでの議論からダウンシフト波長変換層により波長変換される波長350〜400nm程度の光の割合はモジュールに入射する波長350〜400nm程度の光量の0.9%程度であるといえる。
The following is an estimate of the improvement in conversion efficiency expected by the downshift wavelength conversion layer. Of the sunlight incident on the module, about 95% of light having a wavelength of 350 to 400 nm centered on ultraviolet light is reflected on the light receiving surface of the
次に、地上に降り注ぐ太陽光線エアマス1.5において、典型的なシリコン太陽電池モジュールにおける発電電流のうち、波長350〜400nmの光による電流はおおむね1.1%程度であり、また、波長400〜900nmの単位波長当たりの光の発電電流は波長350〜400nmの単位波長当たりの光の発電電流と比較しておおよそ4倍程度と見積もられる。したがって、ダウンシフト波長変換層が存在することによりおおよそ0.03%程度発電電流と変換効率が上昇すると見積もられる。ここで太陽光線エアマスとは、大気通過量を指し、AM1.0とは光の入射角が90度(真上)から入射した光を意味し、AM1.5はその通過量が1.5倍(入射角41.8度)での到達光を表す。太陽光は大気圏を通過することにより大気中のオゾンや水蒸気などにより、光の一部が吸収される。そこで入射角によって光量を規定する。
Next, in the solar ray air mass 1.5 falling on the ground, among the generated current in a typical silicon solar cell module, the current due to light having a wavelength of 350 to 400 nm is approximately 1.1%, and the
実施の形態2.
図10は、本実施の形態2による太陽電池モジュール200の構成の一部を示した断面図である。本実施の形態2の太陽電池モジュール200は実施の形態1と類似するが、実施の形態1における裏面側の集電電極6を受光面側の集電電極と同様のバス裏面集電電極7bとグリッド集電電極8とで構成した点と、裏面側のバス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間にアップコンバージョン型の波長変換層7R2を設けている点が異なる。受光面側のバス集電電極7aと透光性電極5aとの間には前記実施の形態1の場合と同様、波長変換層7R1が設けられている。波長変換層7R2についても実施の形態1で説明した受光面側のバス集電電極7aと同様、スクリーン印刷法などで形成する。ここで、太陽電池素子20の基板に対して鉛直方向に形成した、受光面側に位置するバス集電電極7aと、バス集電電極7aと透光性電極5aとの間に形成した波長変換層7R1と、裏面側に位置するバス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成した波長変換層7R2とで、基板方向に対する座標を同じくしてある。なお、裏面側にもグリッド集電電極8が形成されて、バス裏面集電電極7bと太陽電池素子20との電気的接続を担っている。波長変換層7R2は900nm程度より長い波長の光を、400〜900nm程度の光に変換するアップコンバージョン材料で、2光子吸収の特性を有する色素としてポルフィリンやフタロシアニンなどの化合物、およびフルオレン系などの発光ポリマーなどからなる。一例として、Tm3+とYb3+を含有する蛍光体では、1000nm程度の近赤外波長の光を吸収して400〜500nm程度の青色の波長の光を発することが知られている。また、Erなどの希土類元素をY2O3、YAO3、YF3などに添加して得られる焼結粒子であってもよい。シリコン系の太陽電池素子20では裏面側に1000nm以上の波長光が比較的多く透過するので、これらの波長域にある光をシリコンが吸収しやすい400〜700nmに変換するものであることが望ましい。これらのアップコンバージョン材料は、アクリル樹脂やシリコーン樹脂などの透光性のポリマーなどの材料中に分散し、適当な溶媒を用いて溶液とした後に、スクリーン印刷法などにより形成してもよい。他の部分については前記実施の形態1と同様であり、説明を省略するが、同一部位には同一符号を付した。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the
本実施の形態2の太陽電池モジュール200においては、受光面側からの入射光のうちバス集電電極7aに遮光されることなく太陽電池素子20に入射する光L1は、太陽電池素子20では完全には吸収されず、太陽電池素子20の外部に放出される透過光L2aが存在する。この透過光L2aの一部はバックフィルム11で反射される。このような反射光の一部である光L3aは、太陽電池素子20の裏面より再入射する。このような光L3aはバス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成された波長変換層7R2にてアップコンバージョン変換された後、一部は光L4aとなって太陽電池素子20の裏面より再入射し、太陽電池素子20の分光感度の高い波長光ゆえに、効率よく光電変換されることになる。これにより従来構造よりも発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果が得られる。
In the
また一方で、太陽電池モジュール200においては、受光面側からの入射光L1のうち太陽電池素子20の外部に放出される透過光L2bが存在する。透過光L2bの一部の光はバックフィルム11で反射された後に、光L3bのように、バス裏面集電電極7bに入射して光L3cのように反射され、さらに光L3cの一部は光L3dのように、バス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成された波長変換層7R2にてアップコンバージョン変換された後、一部は光L4bとなって太陽電池素子20の裏面より再入射し、太陽電池素子20の分光感度の高い波長光ゆえに、効率よく光電変換されることになる。これにより従来構造よりも発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果が得られる。
On the other hand, in the
以上のように、本実施の形態では、実施の形態1の構成に加えて、波長変換層を太陽電池素子の裏面側に設置している。このように波長変換層を太陽電池素子の裏面側に設置した場合の効果について説明する。受光面に入射する光のうち、光電変換層内で吸収されない光は、太陽電池素子の裏面から太陽電池モジュールの裏面側の封止樹脂あるいはバックフィルムに出射して、一部が反射して太陽電池素子の裏面から入射する。この入射光のうち一部は、太陽電池素子の裏面側に形成された波長変換層にて、太陽電池素子の分光感度の高い400〜900nm程度の光に変換され、散乱される。この散乱される光の一部は光電変換層内に入射し、太陽電池素子の分光感度の高い波長光ゆえに効率よく光電変換されることで、従来構造よりも発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果を得ることができる。
As described above, in this embodiment, in addition to the configuration of
なお、本実施の形態2における太陽電池素子20は、ヘテロ接合型太陽電池素子の他、拡散型太陽電池素子などでも良い。一般に、ヘテロ接合型太陽電池素子と拡散型太陽電池素子とは赤外光域の電流変換効率がともに低いために、波長変換層7R2による効果は、ヘテロ接合型太陽電池素子と拡散型太陽電池素子のいずれでも同等に得られる。
In addition, the
また、ここではバックフィルムが反射性あるいは散乱性を有するように構成しているが裏面側保護部材であるバックフィルムと太陽電池素子(セル)との間に散乱面を形成していれば、太陽電池素子20の裏面側まで透過した光を散乱により再び太陽電池素子20に導くことができる。
In addition, here, the back film is configured to have reflectivity or scattering, but if a scattering surface is formed between the back film as the back surface side protection member and the solar cell element (cell), Light transmitted to the back side of the
実施の形態3.
図11は本実施の形態3による太陽電池モジュール300の構成の一部を示した断面図である。本実施の形態3の太陽電池モジュール300は実施の形態2と類似するが、実施の形態2において、太陽電池素子20の基板に対して鉛直方向に形成した、受光面側に位置するバス集電電極7aと、バス集電電極7aと透光性電極5aとの間に形成した波長変換層7R1と、裏面側に位置するバス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成した波長変換層7R2とで、基板方向に対する座標が異なる点に違いがある。他の部分については前記実施の形態2と同様であり、説明を省略するが、同一部位には同一符号を付した。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the
以下では実施の形態3の効果を説明する。実施の形態2で示したような図10の構造と本実施の形態3における図11においてはともに、太陽電池素子20の受光側の集電電極7aに遮られることなく太陽電池素子20に入射した光L1のうち、太陽電池素子20の透光性電極5bと封止樹脂9との界面、または太陽電池素子20の透光性電極5bと波長変換層7R2との界面、に到達する光が存在し、光L1のうち太陽電池素子20の透光性電極5bと封止樹脂9との界面に到達する光が、図10と図11ともに光L2aとL2bである。
Below, the effect of
また、太陽電池素子20の透光性電極5bと波長変換層7R2との界面に到達する光としては、太陽電池モジュール300において図11に示すように、受光面側からの入射光L1のうち太陽電池素子20の外部に放出されずに、バス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成された波長変換層7R2に入射する光L5が存在する。光L5は、波長変換層7R2においてアップコンバージョン変換され、一部の光は光L6のように太陽電池素子20の光電変換層に再入射し、太陽電池素子の分光感度の高い波長光ゆえに、効率よく光電変換されることになる。これにより従来構造よりも発電電流を増加させることができ、発電効率を上昇させるという効果が得られる。
Moreover, as light reaching the interface between the
上述した光L5は、太陽電池素子20の内部での散乱光と、太陽電池モジュール300に鉛直方向から入射する直進光によって構成される。なお、太陽電池モジュール300に鉛直方向から入射する直進光は、太陽電池素子20の基板に対して鉛直方向に形成した、受光面側に位置するバス集電電極7aと、バス集電電極7aと透光性電極5aとの間に形成した波長変換層7R1と、裏面側に位置するバス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成した波長変換層7R2とで、基板方向に対する座標が異なるために生じる。
The light L 5 described above is constituted by scattered light inside the
一方の、実施の形態2の太陽電池モジュール200においても、受光面側からの入射光L1のうち太陽電池素子20の外部に放出されずに、バス集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成された波長変換層7R2に入射する光L5は存在するが、太陽電池素子20の内部での散乱光によって構成されるものであり、太陽電池モジュール200に鉛直方向から入射する光によって構成されるものはほとんど存在しない。これは、太陽電池モジュール200においては、太陽電池素子20の基板に対して鉛直方向に形成した、受光面側に位置するバス集電電極7aとバス集電電極7aと透光性電極5aとの間に形成した波長変換層7R1と、裏面側に位置するバス裏面集電電極7bと透光性電極5bとの間に形成した波長変換層7R2とで、基板方向に対する座標を同じくしてあるためである。
Of one, even in the
したがって、本実施の形態3の太陽電池モジュール300の構造は、実施の形態2の太陽電池モジュール200の構造と比較して光L5の光量が多い。実施の形態2の太陽電池モジュール200と本実施の形態3の太陽電池モジュール300において、太陽電池素子20の受光側のバス集電電極7aに遮られることなく太陽電池素子20に入射した光L1のうち、太陽電池素子20の透光性電極5bと封止樹脂9との界面、または太陽電池素子20の透光性電極5bと波長変換層7R2との界面、に到達する光の総量は同等であるが、太陽電池素子20の透光性電極5bと封止樹脂9との界面に到達する光のうち、その一部の光が、光L4aや光L4bのように波長変換されて光電変換層に再入射する光L2aや光L2bのような光は、太陽電池素子20の外部の封止樹脂9などにより一部が吸収される。それに対して、太陽電池素子20の透光性電極5bと波長変換層7R2との界面に到達する光のうち、その一部の光が、光L6のように波長変換されて光電変換層に再入射する光L5のような光は、太陽電池素子20の外部へ放出されないために、太陽電池素子20の外部の封止樹脂9などにより吸収されることがない。よって、本実施の形態3の太陽電池モジュール300の構造の方が、実施の形態2の太陽電池モジュール200の構造に比べて波長変換される光量が多くなり、発電電流の増加が見込める。
Therefore, the structure of the
したがって、受光面側からの照射光の多くが太陽電池モジュールに対して鉛直方向から入射するような構造であり、裏面の集電電極と基板との間に波長変換材料が存在するような構造においては、基板に対して、受光面側の集電電極の正反対側とは異なる位置に裏面側のバス電極の全部あるいは一部が存在するような構造であることが、発電において望ましく、本実施の形態3の構造はこれを満足させるような構造になっているので、実施の形態2に比べて発電電流の増加が見込まれる。
Therefore, in the structure in which most of the irradiation light from the light receiving surface side is incident on the solar cell module from the vertical direction, and there is a wavelength conversion material between the current collecting electrode on the back surface and the substrate. In the power generation, it is desirable that the structure is such that all or part of the bus electrode on the back surface exists at a position different from the diametrically opposite side of the collector electrode on the light receiving surface side with respect to the substrate. Since the structure of
本実施の形態3においては、グリッド集電電極と交差しない部分を示しているが、グリッド集電電極をバス集電電極上で交差させ、バス集電電極と当接させなくてもよい。つまり、波長変換層のベース層を導電性樹脂で構成する、あるいは導電性粒子を混合するなどの方法により波長変換層に導電性を持たせることができれば、グリッド集電電極をバス集電電極上で交差させ、バス集電電極と当接しなくてもよい。 In the third embodiment, a portion that does not intersect with the grid current collecting electrode is shown. However, the grid current collecting electrode may intersect with the bus current collecting electrode and may not be in contact with the bus current collecting electrode. In other words, if the wavelength conversion layer can be made conductive by a method such as forming the base layer of the wavelength conversion layer with a conductive resin or mixing conductive particles, the grid collector electrode is placed on the bus collector electrode. It is not necessary to cross and contact the bus collector electrode.
本実施の形態3においても、波長変換層7Rの導電性を追求せず、グリッド集電電極をバス集電電極上で交差させ、バス集電電極と当接させて、グリッド集電電極を介して透光性電極とバス集電電極との接続を行うようにしてもよい。
Also in the third embodiment, the conductivity of the
なお、前記実施の形態1〜3においては、ダウンシフトの波長変換層を形成する例について説明した。また、前記実施の形態2,3においては、裏面側にアップコンバージョンの波長変換層を形成する例について説明した。このような場合、ダウンシフトの波長変換層に代えて、ダウンコンバージョンの波長変換層を配してもよい。すなわち、1つの高エネルギーフォトンのエネルギーを用いて光電変換に有効な1つのエネルギーフォトンに変換する、ダウンシフトの波長変換層に代えて、1つの高エネルギーフォトンのエネルギーを用いて光電変換に有効な複数のエネルギーフォトンに変換する、ダウンコンバージョンの波長変換層を配するなどの変更も可能である。 In the first to third embodiments, examples of forming a downshift wavelength conversion layer have been described. In the second and third embodiments, the example in which the wavelength conversion layer for up-conversion is formed on the back surface side has been described. In such a case, a down-conversion wavelength conversion layer may be provided instead of the down-shift wavelength conversion layer. That is, instead of a downshift wavelength conversion layer that converts the energy of one high-energy photon into one energy photon that is effective for photoelectric conversion, the energy of one high-energy photon is effective for photoelectric conversion. Changes such as conversion to a plurality of energy photons and a wavelength conversion layer for down conversion are also possible.
また、前記実施の形態1〜3においては、波長変換層7Rで電気的接続を担うのではなく、グリッド集電電極8を介して透光性電極5a,5bとバス集電電極7aとの接続を行うようにしたが、波長変換層7Rに導電性を持たせることができれば、グリッド集電電極8をバス集電電極7a(バス裏面集電電極7b)上で交差させバス集電電極7a(バス裏面集電電極7b)と当接しなくてもよい。波長変換層7Rに導電性を持たせる方法としては、波長変換層7Rのベース層を導電性樹脂で構成する、あるいは導電性粒子を混合するなどの方法がある。この場合は、グリッド集電電極8もバス集電電極7a(バス裏面集電電極7b)と同一工程で形成することが可能となる。グリッド集電電極8とバス集電電極7a(バス裏面集電電極7b)とを同一工程で形成する場合には、グリッド集電電極7a下にも波長変換層7Rを形成してもよい。
In the first to third embodiments, the
また、太陽電池の構成については前記実施の形態1〜3のいずれにおいてもヘテロ接合型太陽電池に限定されることなく、拡散型太陽電池など、適宜選択可能である。 Further, the configuration of the solar cell is not limited to the heterojunction solar cell in any of the first to third embodiments, and can be appropriately selected from a diffusion solar cell and the like.
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
以上のように、本発明にかかる太陽電池素子および太陽電池モジュールは、変換効率の向上に有用であり、特に、薄型の太陽電池モジュールの高効率化に適している。 As described above, the solar cell element and the solar cell module according to the present invention are useful for improving the conversion efficiency, and are particularly suitable for increasing the efficiency of a thin solar cell module.
1 n型単結晶シリコン基板、2a,2b i型非晶質シリコン層、3 p型非晶質シリコン層、4 n型非晶質シリコン層、5a,5b 透光性電極、6 集電電極、7a バス集電電極、7b バス裏面集電電極、7B ベース樹脂、R 波長変換材料の粒子、7R,7R1,7R2 波長変換層、8 グリッド集電電極、9 封止樹脂、10 ガラス板、11 バックフィルム、L01 受光面に入射する光、L02 受光面の波長変換層に入射する光、L03 受光面の波長変換層を経て光電変換層に入射する光、L2a,L2b 裏面への透過光、L3a,L3b,L3d バックフィルムにて反射される光、L3C バス裏面集電電極で反射される光、L4a,L4b バックフィルムにて反射されて太陽電池素子の裏面より光電変換層に再入射する光、L5 裏面波長変換層と裏面透光性電極との界面に到達する光、L6 裏面波長変換層で波長変換されて裏面より光変換層側へ入射する光、20 太陽電池素子、30 リード、40 インターコネクタ、100,200,300 太陽電池モジュール。 1 n-type single crystal silicon substrate, 2a, 2b i-type amorphous silicon layer, 3p-type amorphous silicon layer, 4n-type amorphous silicon layer, 5a, 5b translucent electrode, 6 collector electrode, 7a bus collector electrode, 7b bus back collector electrode, 7B base resin, R wavelength conversion material particles, 7R, 7R1, 7R2 wavelength conversion layer, 8 grid current collector electrode, 9 sealing resin, 10 glass plate, 11 back Film, light incident on the L 01 light receiving surface, light incident on the wavelength converting layer on the L 02 light receiving surface, light incident on the photoelectric conversion layer through the wavelength converting layer on the L 03 light receiving surface, and light incident on the back surfaces of L 2a and L 2b Transmitted light, light reflected by L 3a , L 3b , L 3d back film, light reflected by L 3C bus back surface collecting electrode, reflected by L 4a , L 4b back film, back surface of solar cell element light to more re-enters the photoelectric conversion layer, L 5 backside wavelength conversion layer and the back surface translucent conductive Light entering electrode and the light reaching the interface, is wavelength-converted by the L 6 backside wavelength conversion layer into the light conversion layer side from the back of, 20 solar cell elements, 30 lead, 40 interconnector, 100, 200, 300 solar cell module.
Claims (9)
前記半導体層を挟む第1および第2の集電電極と、
前記第1および第2の集電電極のうち受光面側に形成された前記第1の集電電極と前記半導体層との間にあって、前記第1の集電電極の直下のみに設けられた波長変換層とを有する太陽電池素子。 A semiconductor layer constituting a photoelectric conversion unit;
First and second current collecting electrodes sandwiching the semiconductor layer;
There between the first collector electrode formed on the light receiving surface side of the first and second collector electrode and the semiconductor layer, provided only directly under the first collector electrode A solar cell element having a wavelength conversion layer.
前記波長変換層は、前記バス電極と前記半導体層との間に設けられており、
前記グリッド電極は、前記バス電極上で前記バス電極と当接するように交差している請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池素子。 Before SL first collector electrode is formed of a plurality of grid electrodes, the bus electrodes orthogonal to said grid electrode,
The wavelength conversion layer is provided between the bus electrode and the semiconductor layer,
5. The solar cell element according to claim 1, wherein the grid electrode intersects with the bus electrode on the bus electrode. 6.
前記太陽電池素子の受光面を被う受光面側保護部材と、
前記太陽電池素子の受光面とは反対面を被う裏面側保護部材との間を封止樹脂により固定した太陽電池モジュール。 The solar cell element according to any one of claims 1 to 8,
A light-receiving surface side protective member covering the light-receiving surface of the solar cell element;
The solar cell module which fixed between the back surface side protection members which cover the surface opposite to the light-receiving surface of the said solar cell element with sealing resin.
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