WO2009147890A1 - 裏面電極型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール - Google Patents

裏面電極型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール Download PDF

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WO2009147890A1
WO2009147890A1 PCT/JP2009/055909 JP2009055909W WO2009147890A1 WO 2009147890 A1 WO2009147890 A1 WO 2009147890A1 JP 2009055909 W JP2009055909 W JP 2009055909W WO 2009147890 A1 WO2009147890 A1 WO 2009147890A1
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electrode
solar cell
conductivity type
type
semiconductor substrate
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PCT/JP2009/055909
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鈴木 喜之
京太郎 中村
康志 舩越
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シャープ株式会社
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a back electrode type solar cell, a solar cell string, and a solar cell module, and in particular, a back electrode type solar cell to which a failure prevention function due to a reverse bias voltage can be easily added, and the back electrode type solar cell.
  • the present invention relates to a used solar cell string and a solar cell module.
  • the materials used for solar cells include compound semiconductor systems and organic material systems, but silicon crystal systems are currently the mainstream.
  • FIG. 10 shows a schematic perspective view of a conventional silicon crystal solar cell.
  • an n + layer 102 is formed by diffusing an n type impurity on the light receiving surface of the p type silicon substrate 101, and an n electrode 104 is formed on the n + layer 102.
  • the p + layer 103 is formed on the back surface of the p-type silicon substrate 101, and the p electrode 105 is formed on the p + layer 103.
  • Patent Document 1 discloses an n + formed by diffusing an n-type impurity on the back surface of a semiconductor substrate without forming an electrode on the light receiving surface of the semiconductor substrate of the solar cell.
  • a back electrode solar cell is disclosed in which a p + layer formed by diffusing a layer and a p-type impurity is formed, an n-electrode is formed on the n + layer, and a p-electrode is formed on the p + layer.
  • a solar cell is rarely used alone, and a solar cell that obtains a predetermined output by sealing a solar cell string in which a plurality of solar cells are connected in series and / or in parallel in a sealing material. Used as a module. When some solar cells are shaded for some reason during use of this solar cell module, the voltage generated by other solar cells is applied as a reverse bias to the shaded solar cells.
  • the solar cell may be short-circuit broken, and as a result, the output of the entire solar cell module may be reduced.
  • Such a situation also applies to a solar cell module configured using a plurality of back electrode type solar cells.
  • the method of attaching the bypass diode externally has problems that the manufacturing cost increases by the amount of attachment and the mounting density of the solar cell in the solar cell module is lowered.
  • an object of the present invention is to provide a back electrode type solar cell to which a failure prevention function due to a reverse bias voltage can be easily added, a solar cell string using the back electrode type solar cell, and a solar cell To provide a module.
  • the present invention provides a first conductivity type first electrode formation region containing a first conductivity type impurity having a higher concentration than the semiconductor substrate on a back surface of a first conductivity type semiconductor substrate, and a second conductivity type impurity containing a second conductivity type impurity.
  • a back electrode type solar cell in contact with the region.
  • a first conductivity type first electrode formation region containing a first conductivity type impurity and a second conductivity type impurity having a higher concentration than the semiconductor substrate are formed on the back surface of the second conductivity type semiconductor substrate.
  • a second electrode forming region including the second conductivity type and a first conductivity type electrode non-forming region including the first conductivity type impurity, and the electrode non-forming region is in contact with the inner region of the semiconductor substrate. It is an electrode type solar cell.
  • the present invention also provides a first conductivity type first electrode forming region containing a first conductivity type impurity having a higher concentration than the semiconductor substrate, and a second conductivity type impurity on the back surface of the first conductivity type semiconductor substrate.
  • a second conductivity type second electrode formation region including a second conductivity type electrode non-formation region containing a second conductivity type impurity, the electrode non-formation region being in contact with the first electrode formation region It is a back electrode type solar cell.
  • the electrode non-formation region is preferably formed in the vicinity of the end of the back surface of the semiconductor substrate.
  • the back electrode type solar cell of the present invention it is preferable that no electrode is formed on the electrode non-formation region.
  • the back electrode type solar cell of the present invention preferably includes a plurality of electrode non-formation regions.
  • the present invention also includes a back electrode solar cell including a plurality of the back electrode solar cells of any one of the above, and a wiring substrate having an insulating base and wiring formed on the surface of the insulating base.
  • a solar cell string in which a plurality of back electrode solar cells are electrically connected by arranging a plurality of back electrode solar cells on the wiring substrate so that the electrodes of the battery are placed on the wiring of the wiring substrate. is there.
  • the present invention is a solar cell module including the above-described solar cell string and a sealing material that seals the solar cell string.
  • the sealing material is made of ethylene vinyl acetate resin, epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, olefin resin, polyester resin, silicone resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, and rubber resin. It is preferable to include at least one transparent resin selected from the group consisting of:
  • the electrode of the back electrode type solar cell and the wiring of the wiring board are in direct contact.
  • the back electrode type solar cell which can add easily the prevention function of the failure by a reverse bias voltage, the solar cell string using the back electrode type solar cell, and a solar cell module can be provided. .
  • FIG. 3 is a schematic plan view in which three back electrode type solar cells of the present invention having the configurations shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) are arranged.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. It is a typical exploded sectional view of an example of the solar cell module of the present invention. It is a typical perspective view of the conventional silicon crystal solar cell.
  • (A) is a typical top view of the back surface of an example of the back electrode type solar cell of this invention, (b) is typical sectional drawing along XIb-XIb of (a).
  • A) is a typical top view of the back surface of the other example of the back electrode type solar cell of this invention, (b) is typical sectional drawing along XIIb-XIIb of (a).
  • FIG. 1 (a) shows a schematic plan view of the back surface of an example of the back electrode type solar cell of the present invention
  • FIG. 1 (b) shows a schematic cross section along Ib-Ib of FIG. 1 (a). Show.
  • the back electrode type solar cell of the present invention is a comb-shaped first conductivity type first electrode containing a first conductivity type impurity having a higher concentration than the semiconductor substrate 1 on the back surface of the first conductivity type semiconductor substrate 1.
  • An electrode forming region 3 is provided, and a first conductivity type electrode 5 is formed on the first electrode forming region 3.
  • a comb-shaped second conductive type second electrode forming region 2 containing a second conductive type impurity is formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 so as to face the first electrode forming region 3.
  • a second conductivity type electrode 4 is formed on the second electrode formation region 2.
  • the first electrode forming region 3 and the second electrode forming region 2 are disposed so that the portions corresponding to the comb teeth face each other, and the portions corresponding to the comb teeth are alternately arranged one by one. It arrange
  • the first conductive material having a concentration higher than that of the semiconductor substrate 1 is provided at the tip portion corresponding to the comb teeth of the comb-shaped second electrode forming region 2 on the back surface.
  • a first conductivity type island-shaped electrode non-forming region 6 containing a type impurity is formed.
  • the electrode non-forming region 6 is formed so as to be in contact with the second electrode forming region 2 as shown in FIG. Further, it is preferable that no electrode is formed on the surface of the electrode non-forming region 6.
  • a plurality of electrode non-formation regions 6 are formed on the back surface of the back electrode type solar cell of the present invention.
  • the junction between the electrode non-formation region 6 containing the first conductivity type impurity and the second electrode formation region 2 containing the second conductivity type impurity is achieved. Even when a reverse bias voltage is applied between the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4 by the pn junction constituted by the above-described pn junction, the above pn junction is caused by the Zener effect and / or the avalanche effect. Since breakdown occurs preferentially, short circuit breakdown of the entire back electrode type solar cell can be suppressed.
  • the first conductivity type electrode non-formation region 6 containing the first conductivity type impurity and the second conductivity type second electrode formation region 2 containing the second conductivity type impurity By forming a pn junction constituted by the junction on the back surface of the semiconductor substrate 1, it is possible to easily add a function of preventing the failure of the back electrode type solar cell due to the reverse bias voltage.
  • the impurity concentration of the first conductivity type impurity in the electrode non-forming region 6 containing the first conductivity type impurity is preferably 1 ⁇ 10 18 / cm 3 or more.
  • the shapes of the second electrode formation region 2, the first electrode formation region 3, the second conductivity type electrode 4, the first conductivity type electrode 5, and the electrode non-formation region 6 are: Needless to say, the present invention is not limited to the shapes described herein.
  • the back electrode type solar cell having the above-described configuration can be manufactured, for example, as follows.
  • the first conductivity type is assumed to be p-type and the second conductivity type is assumed to be n-type.
  • the first conductivity type is assumed to be n-type by exchanging the p-type and the n-type.
  • the second conductivity type may be p-type.
  • a first conductivity type semiconductor substrate 1 made of, for example, a p-type silicon substrate is prepared.
  • the thickness of the semiconductor substrate 1 can be, for example, not less than 50 ⁇ m and not more than 400 ⁇ m. Needless to say, the configuration of the semiconductor substrate 1 is not limited to this.
  • a first diffusion mask made of, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 300 nm is formed on each of the light receiving surface and the back surface of the semiconductor substrate 1 prepared above by, eg, thermal oxidation.
  • a photoresist is applied to the surface of the first diffusion mask at a location other than the locations corresponding to the formation regions of the first electrode formation region 3 and the electrode non-formation region 6 on the back surface of the semiconductor substrate 1. After that, the portion of the first diffusion mask not covered with the photoresist is removed by, for example, etching, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 1 is exposed.
  • boron is diffused into the exposed back surface region of the semiconductor substrate 1 by performing a vapor phase diffusion treatment of boron, which is the first conductivity type impurity, for example, at 970 ° C. for about 50 minutes using BBr 3 as a diffusion source. Then, a first conductivity type first electrode forming region 3 containing a first conductivity type impurity and a first conductivity type electrode non-forming region 6 containing a first conductivity type impurity are formed, respectively.
  • a second diffusion mask made of, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 400 nm is formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 by, eg, CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • This second diffusion mask protects the first electrode formation region 3 and the electrode non-formation region 6 formed as described above, and diffusion for diffusion of the second conductivity type impurity during the formation of the second electrode formation region 2 described later. Acts as a mask.
  • a photoresist is formed on the surface of the second diffusion mask at a location other than the location corresponding to the formation region of the second electrode formation region 2 on the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • the portion of the second diffusion mask not covered with the photoresist is removed by etching or the like, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 1 is exposed.
  • the second conductive type impurity is removed from the exposed back surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, performing a vapor phase diffusion process of phosphorus, which is the second conductive type impurity, for example, at 770 ° C. for about 30 minutes using POCl 3 as a diffusion source.
  • a second electrode formation region 2 of the second conductivity type is formed.
  • a first conductivity type electrode 5 as a p-electrode is formed on the first electrode formation region 3 formed on the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • a second conductivity type electrode 4 as an n electrode is formed on the second electrode formation region 2.
  • the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4 can be formed by using, for example, a photolithography process and a vacuum deposition method, respectively.
  • a texture structure on the light receiving surface of the semiconductor substrate 1 using an alkali etching process using an alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution, and then form an antireflection film.
  • the back electrode type solar cell of the present invention having the configuration shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) can be produced.
  • the number and size of the island-shaped electrode non-forming regions 6 can be set as appropriate.
  • the number of the electrode non-formation regions 6 can be, for example, about several tens to 100, and the size and shape of the electrode non-formation regions 6 are, for example, a circle or a square having a diameter of 0.01 to 0.1 mm. can do.
  • the electrode non-formation region 6 may be formed in a region near the end of the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • the region near the edge of the back surface of the semiconductor substrate 1 means a region that is advanced by 10 mm from the outer periphery of the back surface of the semiconductor substrate 1 to the inside of the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • the first conductivity type impurity and the second conductivity type impurity are not limited to these.
  • FIG. 2 (a) shows a schematic plan view of the back surface of another example of the back electrode type solar cell of the present invention
  • FIG. 2 (b) shows a schematic diagram along IIb-IIb of FIG. 2 (a). A cross section is shown.
  • the electrode non-formation region 6 is not only the tip of the portion corresponding to the comb teeth of the comb-shaped second electrode formation region 2 but the inside of the portion corresponding to the comb teeth.
  • the second conductivity type electrode 4 formed on the second electrode formation region 2 is characterized in that it is divided into a plurality of parts.
  • the first conductivity type electrode non-formation region 6 and the second conductivity type By forming a pn junction constituted by the junction with the second electrode formation region 2 on the back surface of the semiconductor substrate 1, it is possible to easily add a function of preventing the failure of the back electrode type solar cell due to the reverse bias voltage. .
  • the description other than the above is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 3 the typical top view of the back surface of the other example of the back surface electrode type solar cell of this invention is shown.
  • the second conductivity type semiconductor substrate 7 is used, and the first conductivity type impurity is introduced into the region near the end of the back surface of the second conductivity type semiconductor substrate 7.
  • a feature is that a plurality of first-conductivity-type electrode non-forming regions 6 are formed in an island shape. It is preferable that no electrode is formed on the surface of the electrode non-formation region 6.
  • the comb-shaped first conductivity type first electrode formation region 3 containing the first conductivity type impurity and the second conductivity having a higher concentration than the semiconductor substrate 7 are formed on the back surface of the second conductivity type semiconductor substrate 7.
  • a second electrode forming region 2 having a comb-shaped second conductivity type containing a type impurity, and a first conductivity type electrode 5 is formed on the first electrode forming region 3,
  • a second conductivity type electrode 4 is formed on the electrode formation region 2.
  • the region near the end of the back surface of the semiconductor substrate means a region that is advanced by 10 mm from the outer periphery of the back surface of the semiconductor substrate to the inside of the back surface of the semiconductor substrate.
  • the first conductive type electrode non-forming region 6 containing the first conductive type impurity and the inner region of the second conductive type semiconductor substrate 7 in contact with the non-electrode forming region 6 are joined. Since a pn junction is formed, even when a reverse bias voltage is applied between the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4, breakdown occurs preferentially at the pn junction. Short circuit breakdown of the entire back electrode type solar cell can be suppressed.
  • the back electrode type solar cell of the present embodiment is also constituted by the junction between the first conductivity type electrode non-formation region 6 containing the first conductivity type impurity and the inner region of the second conductivity type semiconductor substrate 7.
  • the back electrode type solar cell of the present embodiment is also constituted by the junction between the first conductivity type electrode non-formation region 6 containing the first conductivity type impurity and the inner region of the second conductivity type semiconductor substrate 7.
  • the shapes of the second electrode formation region 2, the first electrode formation region 3, the second conductivity type electrode 4, the first conductivity type electrode 5, and the electrode non-formation region 6 are: Needless to say, the present invention is not limited to the shapes described herein.
  • the back electrode type solar cell having the above-described configuration can be manufactured, for example, as follows.
  • the first conductivity type is assumed to be p-type and the second conductivity type is assumed to be n-type.
  • the first conductivity type is assumed to be n-type by exchanging the p-type and the n-type.
  • the second conductivity type may be p-type.
  • a second conductivity type semiconductor substrate 7 made of, for example, an n-type silicon substrate is prepared.
  • the configuration of the semiconductor substrate 7 is not limited to this.
  • a first diffusion mask made of, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 300 nm is formed on the entire surface of the light-receiving surface and the back surface of the semiconductor substrate 7 prepared above by, eg, thermal oxidation.
  • a photoresist is applied to the surface of the first diffusion mask at a location other than the location corresponding to the formation region of the first electrode formation region 3 and the non-electrode formation region 6 on the back surface of the semiconductor substrate 7. After that, the portion of the first diffusion mask not covered with the photoresist is removed by, for example, etching or the like, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 7 is exposed.
  • boron is diffused into the exposed back surface region of the semiconductor substrate 7 by performing vapor phase diffusion treatment of boron, which is the first conductivity type impurity, for example, at 970 ° C. for about 50 minutes using BBr 3 as a diffusion source. Then, a first conductivity type first electrode forming region 3 containing a first conductivity type impurity and a first conductivity type electrode non-forming region 6 containing a first conductivity type impurity are formed, respectively.
  • a second diffusion mask made of, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 400 nm is formed on the back surface of the semiconductor substrate 7 by, eg, CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • This second diffusion mask protects the first electrode formation region 3 and the electrode non-formation region 6 formed as described above, and diffusion for diffusion of the second conductivity type impurity during the formation of the second electrode formation region 2 described later. Acts as a mask.
  • a photoresist is formed on the surface of the second diffusion mask at a location other than the location corresponding to the formation region of the second electrode formation region 2 on the back surface of the semiconductor substrate 7.
  • the part of the second diffusion mask not covered with the photoresist is removed by etching or the like, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 7 is exposed.
  • the second conductivity type impurity is removed.
  • a second electrode formation region 2 of the second conductivity type is formed.
  • a first conductivity type electrode 5 as a p-electrode is formed on the first electrode formation region 3 formed on the back surface of the semiconductor substrate 7.
  • a second conductivity type electrode 4 as an n electrode is formed on the second electrode formation region 2.
  • the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4 can be formed by using, for example, a photolithography process and a vacuum deposition method, respectively.
  • a texture structure on the light receiving surface of the semiconductor substrate 7 by using an alkali etching process using an alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution, and then to form an antireflection film.
  • an alkali etching process using an alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution, and then to form an antireflection film.
  • the back electrode type solar cell of the present invention having the configuration shown in FIG. 3 can be produced.
  • the number and size of the island-shaped electrode non-formation regions 6 can be set as appropriate.
  • the number of the electrode non-formation regions 6 can be, for example, about several tens to 100, and the size and shape of the electrode non-formation regions 6 are, for example, a circle or a square having a diameter of 0.01 to 0.1 mm. can do.
  • the first conductivity type impurity and the second conductivity type impurity are not limited to these.
  • FIG. 4 the typical top view of the back surface of the other example of the back electrode type solar cell of this invention is shown.
  • the back electrode type solar cell of the present embodiment is characterized in that the shape of the electrode non-forming region 6 is not an island shape but a band shape.
  • FIG. 11 (a) shows a schematic plan view of the back surface of another example of the back electrode type solar cell of the present invention
  • FIG. 11 (b) shows a schematic diagram along XIb-XIb of FIG. 11 (a). A cross section is shown.
  • the first conductive type semiconductor substrate 1 is used, and the comb teeth of the first conductive type first electrode forming region 3 of the comb shape on the back side of the semiconductor substrate 1 are used.
  • the second conductive type electrode non-forming region 16 containing the second conductive type impurity having a higher concentration than the semiconductor substrate 1 is formed in an island shape at the tip portion corresponding to the above. It is preferable that no electrode is formed on the surface of the electrode non-formation region 16.
  • a comb-shaped first conductive type first electrode formation region 3 containing a first conductive type impurity and a second conductive having a higher concentration than the semiconductor substrate 1 are formed on the back surface of the first conductive type semiconductor substrate 1.
  • a second electrode forming region 2 having a comb-shaped second conductivity type containing a type impurity, and a first conductivity type electrode 5 is formed on the first electrode forming region 3,
  • a second conductivity type electrode 4 is formed on the electrode formation region 2.
  • the second conductivity type electrode non-formation region 16 and the first conductivity type are provided.
  • a pn junction formed by bonding with the first electrode formation region 3 on the back surface of the semiconductor substrate 1 it is possible to easily add a function of preventing the failure of the back electrode solar cell due to the reverse bias voltage. .
  • the back electrode type solar cell having the above-described configuration can be manufactured, for example, as follows.
  • the first conductivity type is assumed to be p-type and the second conductivity type is assumed to be n-type.
  • the first conductivity type is assumed to be n-type by exchanging the p-type and the n-type.
  • the second conductivity type may be p-type.
  • a first conductivity type semiconductor substrate 1 made of, for example, a p-type silicon substrate is prepared.
  • the thickness of the semiconductor substrate 1 can be, for example, not less than 50 ⁇ m and not more than 400 ⁇ m. Needless to say, the configuration of the semiconductor substrate 1 is not limited to this.
  • a first diffusion mask made of, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 300 nm is formed on each of the light receiving surface and the back surface of the semiconductor substrate 1 prepared above by, eg, thermal oxidation.
  • a photoresist is formed on the surface of the first diffusion mask at a location other than the location corresponding to the first electrode formation region 3 on the back surface of the semiconductor substrate 1. Then, the portion of the first diffusion mask not covered with the photoresist is removed, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 1 is exposed.
  • boron is diffused into the exposed back surface region of the semiconductor substrate 1 by performing a vapor phase diffusion treatment of boron, which is the first conductivity type impurity, for example, at 970 ° C. for about 50 minutes using BBr 3 as a diffusion source. Then, a first conductivity type first electrode formation region 3 containing a first conductivity type impurity is formed.
  • a second diffusion mask made of, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 400 nm is formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 by, eg, CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • the second diffusion mask protects the first electrode formation region 3 formed as described above and diffuses against the diffusion of the second conductivity type impurity when forming the second electrode formation region 2 and the electrode non-formation region 16 described later. Acts as a mask.
  • the surface of the second diffusion mask is formed on a portion other than the portion corresponding to the formation region of the second electrode formation region 2 and the formation region of the electrode non-formation region 16 on the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • a photoresist is formed, and then the portion of the second diffusion mask not covered with the photoresist is removed by, for example, etching, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 1 is exposed.
  • the second conductive type impurity is removed from the exposed back surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, performing a vapor phase diffusion process of phosphorus, which is the second conductive type impurity, for example, at 770 ° C. for about 30 minutes using POCl 3 as a diffusion source.
  • a second conductivity type second electrode formation region 2 and a second conductivity type electrode non-formation region 16 are formed.
  • a first conductivity type electrode 5 as a p-electrode is formed on the first electrode formation region 3 formed on the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • a second conductivity type electrode 4 as an n electrode is formed on the second electrode formation region 2.
  • the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4 can be formed by using, for example, a photolithography process and a vacuum deposition method, respectively.
  • a texture structure on the light receiving surface of the semiconductor substrate 1 using an alkali etching process using an alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution, and then form an antireflection film.
  • the back electrode type solar cell of the present invention having the configuration shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b) can be produced.
  • the number and size of the island-shaped electrode non-forming regions 16 can be set as appropriate.
  • the number of the electrode non-formation regions 16 can be, for example, about several tens to 100, and the size and shape of the electrode non-formation regions 16 are, for example, a circle or a square having a diameter of 0.01 to 0.1 mm. can do.
  • the electrode non-formation region 16 may be formed in a region near the end of the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • the region near the edge of the back surface of the semiconductor substrate 1 means a region that is advanced by 10 mm from the outer periphery of the back surface of the semiconductor substrate 1 to the inside of the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • the first conductivity type impurity and the second conductivity type impurity are not limited to these.
  • FIG. 12 (a) shows a schematic plan view of the back surface of another example of the back electrode type solar cell of the present invention
  • FIG. 12 (b) shows a schematic diagram along XIIb-XIIb of FIG. 12 (a). A cross section is shown.
  • the second conductivity type electrode non-formation region 6 is only at the tip of the portion corresponding to the comb teeth of the first electrode type region 3 of the first conductivity type having a comb shape.
  • the first conductive type electrode 5 formed on the first electrode forming region 3 is divided into a plurality of parts, and is also formed inside the portion corresponding to the comb teeth. There is a feature.
  • the second conductivity type electrode non-formation region 16 and the first conductivity type are provided.
  • a pn junction formed by bonding with the first electrode formation region 3 on the back surface of the semiconductor substrate 1 it is possible to easily add a function of preventing the failure of the back electrode solar cell due to the reverse bias voltage. .
  • the description other than the above is the same as that of the fifth embodiment.
  • FIG. 7 a plurality of back electrode type solar cells of the present invention having the configuration shown in FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b) are formed by electrically connecting them.
  • An example of the solar cell string and an example of the solar cell module of the present invention formed by sealing the solar cell string with a sealing material will be described.
  • a wiring substrate 10 is prepared in which a wiring 9 made of a conductive material is formed on the surface of the insulating substrate 8.
  • the shape of the wiring 9 formed on the surface of the insulating substrate 8 of the wiring substrate 10 is the shape of the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4 shown in FIG. It has a corresponding shape.
  • the wiring 9 can be used without particular limitation as long as it is made of a conductive material, and for example, a metal such as silver, copper, or aluminum can be used.
  • Insulating substrate 8 can be used without particular limitation as long as it is made of an insulating material, such as PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), polyimide, or ethylene vinyl acetate. An insulating substrate can be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • polyimide polyimide
  • ethylene vinyl acetate An insulating substrate can be used.
  • the semiconductor substrate 1 is connected to the wiring 9 of the wiring substrate 10 so that the back surface side of the semiconductor substrate 1 of the three back electrode type solar cells shown in FIG.
  • the solar cell string of this invention is produced by installing on top.
  • the three back electrode type solar cells are arranged so that the electrodes (first conductivity type electrode 5 and second conductivity type electrode 4) of the back electrode type solar cell are placed on the wiring 9 of the wiring substrate 10. It is arranged and installed on the wiring board 10.
  • FIG. 8 shows a schematic cross section taken along the line VIII-VIII in FIG.
  • the first conductivity type electrode 5 and the other back electrode type solar cell of one back electrode type solar cell of the adjacent back electrode type solar cells in the solar cell string of the present invention, the first conductivity type electrode 5 and the other back electrode type solar cell of one back electrode type solar cell of the adjacent back electrode type solar cells.
  • the second conductivity type electrode 6 is electrically connected by a wiring 9.
  • the second conductivity type electrode 4 of the back electrode type solar cell of the present invention having the configuration shown in FIG. 2A and FIG. Although divided into a plurality of parts, the divided second conductivity type electrodes 4 are electrically connected by the wirings 9 of the wiring board 10, and thus are not considered to be a problem.
  • the trouble of providing an insulating film between the first conductivity type electrode non-formation region 6 and the second conductivity type electrode 4 as in the prior art is saved. Therefore, it is possible to easily form a bypass diode function (a function of preventing a failure due to a reverse bias voltage of the back electrode type solar cell constituting the solar cell string of the present invention).
  • FIG. 9 shows a schematic exploded sectional view of an example of the solar cell module of the present invention.
  • the sealing material 11 and the transparent substrate 13 are arranged on the light receiving surface side of the solar cell string of the present invention having the configuration shown in FIG.
  • the film 12 is arranged.
  • the sealing material 11 for example, a resin transparent to sunlight can be used without particular limitation.
  • ethylene vinyl acetate resin, epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, olefin resin It is preferable to use at least one transparent resin selected from the group consisting of polyester resins, silicone resins, polystyrene resins, polycarbonate resins and rubber resins.
  • the transparent substrate 13 for example, a substrate transparent to sunlight can be used without particular limitation, and for example, a glass substrate or the like can be used.
  • a conventionally used sheet such as a weather resistant film can be used without any particular limitation, and in particular, a film having a metal film sandwiched between insulating films can be used. preferable.
  • an insulating film a conventionally well-known thing can be used, for example, a polyethylene terephthalate film etc. can be used, for example.
  • the metal film conventionally known ones can be used. For example, from the viewpoint of ensuring long-term reliability by sufficiently suppressing the permeation of water vapor or oxygen into the sealing material, for example, aluminum. It is preferable to use a metal film such as
  • the solar cell module of the present invention having the configuration shown in FIG. 9 can be produced, for example, as follows. First, the solar cell string of the present invention having the configuration shown in FIG. 8 is installed between the sealing materials 11, and the sealing material 11 is installed between the transparent substrate 13 and the back film 12, and sealed. The material 11 is set.
  • the sealing material 11 after the above setting is heated while being pressed in the vertical direction to cure the sealing material 11.
  • the solar cell module of the present invention having the configuration shown in FIG. 9 is produced.
  • the electrodes of the back electrode type solar cell (the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4) and the wiring 9 of the wiring substrate 10 are connected by a conductive material such as solder. Even if they are not fixed in advance with a conductive material, they can be fixed in direct contact with the pressure after sealing of the sealing material 11, so that it is not necessary to use a conductive material for connection such as solder.
  • the electrodes of the back electrode type solar cell (the first conductivity type electrode 5 and the second conductivity type electrode 4) and the wiring 9 of the wiring substrate 10 are brought into direct contact with each other in the sealing material 11. It is preferable to produce a solar cell module by sealing the solar cell string.
  • a frame body made of, for example, aluminum may be fitted on the outer periphery of the solar cell module of the present invention.
  • the solar cell module of the present invention may be provided with a terminal box for taking out the generated current to the outside.
  • the back electrode type solar cell which can add easily the prevention function of the failure by a reverse bias voltage, the solar cell string using the back electrode type solar cell, and a solar cell module can be provided. .

Abstract

 第1導電型の半導体基板(1)の裏面に、半導体基板(1)よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域(3)と、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域(2)と、半導体基板(1)よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域(6)とを備え、電極非形成領域(6)は、第2の電極形成領域(2)と接している裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールである。

Description

裏面電極型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
 本発明は、裏面電極型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関し、特に、逆バイアス電圧による故障の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関する。
 光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから環境負荷の小さなクリーンなエネルギとして注目が高まっている。
 太陽電池に用いられる材料としては、化合物半導体系や有機材料系も挙げられるが、現在はシリコン結晶系が主流となっている。
 図10に、従来のシリコン結晶系太陽電池の模式的な斜視図を示す。ここで、従来のシリコン結晶系太陽電池は、p型シリコン基板101の受光面にn型不純物を拡散させることによりn+層102が形成され、n+層102上にn電極104が形成された構造を有しており、p型シリコン基板101の裏面にp+層103が形成され、p+層103上にp電極105が形成された構造を有している。
 このような構造を有する従来のシリコン結晶系太陽電池においては、n電極104の直下のp型シリコン基板101には太陽光が入射せず、電流発生に寄与しないことから、変換効率のロスが生じてしまう。
 そこで、たとえば特開2002-164556号公報(特許文献1)には、太陽電池の半導体基板の受光面に電極を形成せず、半導体基板の裏面にn型不純物を拡散させることにより形成したn+層およびp型不純物を拡散させることにより形成したp+層をそれぞれ形成し、n+層上にn電極を形成するとともにp+層上にp電極を形成した裏面電極型太陽電池が開示されている。
特開2002-164556号公報
 太陽電池は、通常、単体で使用されることは少なく、複数個の太陽電池を直列および/または並列に接続した太陽電池ストリングを封止材中に封止することによって所定の出力を得る太陽電池モジュールとして用いられる。この太陽電池モジュールの使用中に何らかの原因で一部の太陽電池に影が生じた場合には、他の太陽電池が発生する電圧が逆バイアスとして影になった太陽電池に印加される。
 この逆バイアス電圧が、影を生じた太陽電池のブレークダウン電圧を超えると、太陽電池を短絡破壊に至らせることがあり、その結果、太陽電池モジュール全体の出力が低下する可能性がある。このような事情は、複数の裏面電極型太陽電池を用いて構成された太陽電池モジュールでも同様である。
 従来、この逆バイアス電圧による故障を防止するために、個々の太陽電池毎や特定の太陽電池モジュール単位毎にバイパスダイオードを取り付けたり、あるいは太陽電池にバイパスダイオードを集積化するダイオードインテグレーテッド太陽電池が使用されている。
 しかしながら、バイパスダイオードを外付けする方法は、その取り付け分だけ製造コストが増加するとともに、太陽電池モジュールにおける太陽電池の実装密度が低くなる等の問題があった。
 また、ダイオードインテグレーテッド太陽電池においても、バイパスダイオードをシリコン基板に集積して作り込む必要があるため、製造工程が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
 上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、逆バイアス電圧による故障の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することにある。
 本発明は、第1導電型の半導体基板の裏面に、半導体基板よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域と、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域と、半導体基板よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域とを備え、電極非形成領域は、第2の電極形成領域と接している裏面電極型太陽電池である。
 また、本発明は、第2導電型の半導体基板の裏面に、第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域と、半導体基板よりも高濃度の第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域と、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域とを備え、電極非形成領域は、半導体基板の内部領域と接している裏面電極型太陽電池である。
 また、本発明は、第1導電型の半導体基板の裏面に、半導体基板よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域と、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域と、第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域とを備え、電極非形成領域は、第1の電極形成領域と接している裏面電極型太陽電池である。
 ここで、本発明の裏面電極型太陽電池において、電極非形成領域は半導体基板の裏面の端部近傍に形成されていることが好ましい。
 また、本発明の裏面電極型太陽電池において、電極非形成領域上には電極が形成されていないことが好ましい。
 また、本発明の裏面電極型太陽電池は、電極非形成領域を複数備えていることが好ましい。
 また、本発明は、上記のいずれかの裏面電極型太陽電池の複数と、絶縁性基材と絶縁性基材の表面上に形成された配線とを有する配線基板とを含み、裏面電極型太陽電池の電極が配線基板の配線上に設置されるように裏面電極型太陽電池の複数を配線基板上に配列することによって裏面電極型太陽電池の複数が電気的に接続されてなる太陽電池ストリングである。
 また、本発明は、上記の太陽電池ストリングと、その太陽電池ストリングを封止する封止材とを備えた太陽電池モジュールである。
 ここで、本発明の太陽電池モジュールにおいて、封止材は、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも1種の透明樹脂を含むことが好ましい。
 また、本発明の太陽電池モジュールにおいては、裏面電極型太陽電池の電極と配線基板の配線とが直接接触していることが好ましい。
 本発明によれば、逆バイアス電圧による故障の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。
(a)は本発明の裏面電極型太陽電池の一例の裏面の模式的な平面図であり、(b)は(a)のIb-Ibに沿った模式的な断面図である。 (a)は本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図であり、(b)は(a)のIIb-IIbに沿った模式的な断面図である。 本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図である。 本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図である。 図2(a)および図2(b)に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を3枚並べた模式的な平面図である。 本発明に用いられる配線基板の一例の模式的な平面図である。 本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な平面図である。 図7のVIII-VIIIに沿った模式的な断面図である。 本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な分解断面図である。 従来のシリコン結晶系太陽電池の模式的な斜視図である。 (a)は本発明の裏面電極型太陽電池の一例の裏面の模式的な平面図であり、(b)は(a)のXIb-XIbに沿った模式的な断面図である。 (a)は本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図であり、(b)は(a)のXIIb-XIIbに沿った模式的な断面図である。
符号の説明
 1,7 半導体基板、2 第2の電極形成領域、3 第1の電極形成領域、4 第2導電型用電極、5 第1導電型用電極、6,16 電極非形成領域、8 絶縁性基材、9 配線、10 配線基板、11 封止材、12 裏面フィルム、13 透明基板。
 以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
 (実施の形態1)
 図1(a)に本発明の裏面電極型太陽電池の一例の裏面の模式的な平面図を示し、図1(b)に図1(a)のIb-Ibに沿った模式的な断面を示す。
 ここで、本発明の裏面電極型太陽電池は、第1導電型の半導体基板1の裏面に半導体基板1よりも高濃度の第1導電型不純物を含む櫛形状の第1導電型の第1の電極形成領域3を有しており、第1の電極形成領域3上には第1導電型用電極5が形成されている。
 また、半導体基板1の裏面には、第1の電極形成領域3に向かい合うようにして第2導電型不純物を含む櫛形状の第2導電型の第2の電極形成領域2が形成されており、第2の電極形成領域2上には第2導電型用電極4が形成されている。なお、第1の電極形成領域3と第2の電極形成領域2とは、それぞれ櫛歯に相当する箇所が互いに向かい合うようにして設置されており、櫛歯に相当する箇所を交互に1本ずつ噛み合わせるようにして配置されている。
 また、本発明の裏面電極型太陽電池の裏面には、裏面の櫛形状の第2の電極形成領域2の櫛歯に相当する箇所の先端部分に、半導体基板1よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の島状の電極非形成領域6が形成されている。ここで、電極非形成領域6は、図1(b)に示すように、第2の電極形成領域2と接するようにして形成されている。また、電極非形成領域6の表面上には電極が形成されないことが好ましい。また、本発明の裏面電極型太陽電池の裏面には、電極非形成領域6が複数形成されている。
 このような構成とすることによって、本発明の裏面電極型太陽電池においては、第1導電型不純物を含む電極非形成領域6と第2導電型不純物を含む第2の電極形成領域2との接合によって構成されるpn接合によって、第1導電型用電極5と第2導電型用電極4との間に逆バイアス電圧が印加された場合でも、ツェナー効果および/またはアバランシェ効果によって上記のpn接合で優先してブレークダウンが発生するため、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
 したがって、本発明の裏面電極型太陽電池においては、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域2との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に形成することによって、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の故障の防止機能を容易に付加することができる。
 なお、上記の効果を得るためには、第1導電型不純物を含む電極非形成領域6における第1導電型不純物の不純物濃度は1×1018/cm3以上とすることが好ましい。
 また、本発明においては、第2の電極形成領域2、第1の電極形成領域3、第2導電型用電極4、第1導電型用電極5および電極非形成領域6のそれぞれの形状は、本明細書に記載の形状に限定されないことは言うまでもない。
 以上のような構成の裏面電極型太陽電池は、たとえば以下のようにして製造することができる。なお、以下においては、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型として説明するが、本発明においては、p型とn型とを入れ替えて、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としてもよい。
 まず、たとえばp型シリコン基板などからなる第1導電型の半導体基板1を用意する。ここで、半導体基板1の厚さはたとえば50μm以上400μm以下とすることができる。なお、半導体基板1の構成はこれに限定されないことは言うまでもない。
 次に、たとえば熱酸化法などにより、上記で用意した半導体基板1の受光面および裏面のそれぞれの全面にたとえば厚さ300nm程度のSiO2膜などからなる第1拡散マスクを形成する。
 次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板1の裏面の第1の電極形成領域3と電極非形成領域6の形成領域に対応する箇所以外の箇所の第1拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第1拡散マスクの部分を除去して、半導体基板1の裏面の一部を露出させる。
 次に、たとえばBBr3を拡散源として第1導電型不純物であるボロンの気相拡散処理をたとえば970℃で50分程度行なうことによって、半導体基板1の露出した裏面の領域にボロンを拡散させて、第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3および第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6をそれぞれ形成する。
 次に、半導体基板1の裏面にたとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、たとえば厚さ400nm程度のSiO2膜などからなる第2拡散マスクを形成する。この第2拡散マスクは上記で形成された第1の電極形成領域3および電極非形成領域6の保護と、後述する第2の電極形成領域2の形成時における第2導電型不純物の拡散に対する拡散マスクとして機能する。
 次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板1の裏面の第2の電極形成領域2の形成領域に対応する箇所以外の箇所の第2拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第2拡散マスクの部分を除去して、半導体基板1の裏面の一部を露出させる。
 次に、半導体基板1の露出した裏面に、たとえばPOCl3を拡散源として第2導電型不純物であるリンの気相拡散処理をたとえば770℃で30分程度行なうことによって、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域2を形成する。
 次に、半導体基板1の裏面の第2拡散マスクを除去した後に、半導体基板1の裏面に形成された第1の電極形成領域3上にp電極としての第1導電型用電極5を形成し、第2の電極形成領域2上にn電極としての第2導電型用電極4を形成する。ここで、第1導電型用電極5および第2導電型用電極4はそれぞれ、たとえばフォトリソグラフィプロセスおよび真空蒸着法などを用いて形成することができる。
 また、半導体基板1の受光面には、たとえば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いたアルカリエッチングプロセスなどを用いてテクスチャ構造を形成し、その後、反射防止膜を形成することが好ましい。
 以上のようにして、図1(a)および図1(b)に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 なお、島状の電極非形成領域6の個数および大きさは適宜設定することが可能であるが、たとえば半導体基板1の裏面の大きさがたとえば2cm×2cmの正方形状である場合には、島状の電極非形成領域6の数は、たとえば数十個から100個程度とすることができ、電極非形成領域6大きさおよび形状は、たとえば0.01~0.1mm径の円形または角形とすることができる。
 また、電極非形成領域6は、半導体基板1の裏面の端部近傍領域内に形成されていてもよい。なお、本発明において、半導体基板1の裏面の端部近傍領域とは、半導体基板1の裏面の外周から半導体基板1の裏面の内側に10mmだけ進向した領域のことを意味する。
 また、上記においては、第1導電型不純物としてボロンを用い、第2導電型不純物としてリンを用いたが、第1導電型不純物および第2導電型不純物はそれぞれこれらに限定されないことは言うまでもない。
 (実施の形態2)
 図2(a)に本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図を示し、図2(b)に図2(a)のIIb-IIbに沿った模式的な断面を示す。
 本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、電極非形成領域6が櫛形状の第2の電極形成領域2の櫛歯に相当する部分の先端だけでなく、櫛歯に相当する部分の内部にも形成されており、第2の電極形成領域2上に形成された第2導電型用電極4が複数に分断されるようにして形成されている点に特徴がある。
 このような構成の裏面電極型太陽電池においても第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域2との接合によって構成されるpn接合によって、第1導電型用電極5と第2導電型用電極4との間に逆バイアスが印加された場合でも、ツェナー効果および/またはアバランシェ効果によって、上記のpn接合で優先してブレークダウンが発生するため、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
 したがって、図2(a)および図2(b)に示す構成を有する本実施の形態の本発明の裏面電極型太陽電池においても、第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型の第2の電極形成領域2との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に形成することによって、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の故障の防止機能を容易に付加することができる。
 また、図2(a)および図2(b)に示す構成を有する本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域2との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に均一に分布させることができるため、本実施の形態の裏面電極型太陽電池に逆バイアス電圧が印加された場合でも局所的な温度の上昇を抑えることができる傾向にある。上記以外の説明は実施の形態1と同様である。
 (実施の形態3)
 図3に、本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図を示す。本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、第2導電型の半導体基板7を用いており、その第2導電型の半導体基板7の裏面の端部近傍領域内に第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6が島状に複数形成されている点に特徴がある。なお、電極非形成領域6の表面上には電極が形成されないことが好ましい。また、第2導電型の半導体基板7の裏面には、第1導電型不純物を含む櫛形状の第1導電型の第1の電極形成領域3と、半導体基板7よりも高濃度の第2導電型不純物を含む櫛形状の第2導電型の第2の電極形成領域2とが形成されており、第1の電極形成領域3上には第1導電型用電極5が形成され、第2の電極形成領域2上には第2導電型用電極4が形成されている。
 なお、本発明において、半導体基板の裏面の端部近傍領域とは、半導体基板の裏面の外周から半導体基板の裏面の内側に10mmだけ進向した領域のことを意味する。
 このような構成とすることによって、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と、電極非形成領域6に接する第2導電型の半導体基板7の内部領域との接合によってpn接合が構成されるため、第1導電型用電極5と第2導電型用電極4との間に逆バイアス電圧が印加された場合でも、このpn接合で優先してブレークダウンが発生するため、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
 したがって、本実施の形態の裏面電極型太陽電池においても、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型の半導体基板7の内部領域との接合によって構成されるpn接合を半導体基板7の裏面に形成することによって、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の故障の防止機能を容易に付加することができる。
 また、本発明においては、第2の電極形成領域2、第1の電極形成領域3、第2導電型用電極4、第1導電型用電極5および電極非形成領域6のそれぞれの形状は、本明細書に記載の形状に限定されないことは言うまでもない。
 以上のような構成の裏面電極型太陽電池は、たとえば以下のようにして製造することができる。なお、以下においては、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型として説明するが、本発明においては、p型とn型とを入れ替えて、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としてもよい。
 まず、たとえばn型シリコン基板などからなる第2導電型の半導体基板7を用意する。なお、半導体基板7の構成はこれに限定されないことは言うまでもない。
 次に、たとえば熱酸化法などにより、上記で用意した半導体基板7の受光面および裏面のそれぞれの全面にたとえば厚さ300nm程度のSiO2膜などからなる第1拡散マスクを形成する。
 次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板7の裏面の第1の電極形成領域3と電極非形成領域6の形成領域に対応する箇所以外の箇所の第1拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第1拡散マスクの部分を除去して、半導体基板7の裏面の一部を露出させる。
 次に、たとえばBBr3を拡散源として第1導電型不純物であるボロンの気相拡散処理をたとえば970℃で50分程度行なうことによって、半導体基板7の露出した裏面の領域にボロンを拡散させて、第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3および第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6をそれぞれ形成する。
 次に、半導体基板7の裏面にたとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、たとえば厚さ400nm程度のSiO2膜などからなる第2拡散マスクを形成する。この第2拡散マスクは上記で形成された第1の電極形成領域3および電極非形成領域6の保護と、後述する第2の電極形成領域2の形成時における第2導電型不純物の拡散に対する拡散マスクとして機能する。
 次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板7の裏面の第2の電極形成領域2の形成領域に対応する箇所以外の箇所の第2拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第2拡散マスクの部分を除去して、半導体基板7の裏面の一部を露出させる。
 次に、半導体基板7の露出した裏面に、たとえばPOCl3を拡散源として第2導電型不純物であるリンの気相拡散処理をたとえば770℃で30分程度行なうことによって、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域2を形成する。
 次に、半導体基板7の裏面の第2拡散マスクを除去した後に、半導体基板7の裏面に形成された第1の電極形成領域3上にp電極としての第1導電型用電極5を形成し、第2の電極形成領域2上にn電極としての第2導電型用電極4を形成する。ここで、第1導電型用電極5および第2導電型用電極4はそれぞれ、たとえばフォトリソグラフィプロセスおよび真空蒸着法などを用いて形成することができる。
 また、半導体基板7の受光面には、たとえば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いたアルカリエッチングプロセスなどを用いてテクスチャ構造を形成し、その後、反射防止膜を形成することが好ましい。
 以上のようにして、図3に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 なお、島状の電極非形成領域6の個数および大きさは適宜設定することが可能であるが、たとえば半導体基板7の裏面の大きさがたとえば2cm×2cmの正方形状である場合には、島状の電極非形成領域6の数は、たとえば数十個から100個程度とすることができ、電極非形成領域6大きさおよび形状は、たとえば0.01~0.1mm径の円形または角形とすることができる。
 また、上記においては、第1導電型不純物としてボロンを用い、第2導電型不純物としてリンを用いたが、第1導電型不純物および第2導電型不純物はそれぞれこれらに限定されないことは言うまでもない。
 (実施の形態4)
 図4に、本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図を示す。本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、電極非形成領域6の形状が島状ではなく、帯状となっている点に特徴がある。
 このような構成の裏面電極型太陽電池においても、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と、電極非形成領域6に接する第2導電型の半導体基板7の内部領域との接合によってpn接合が構成されるため、このpn接合によって第1導電型用電極5と第2導電型用電極4との間に逆バイアス電圧が印加された場合でも、ツェナー効果および/またはアバランシェ効果によって上記のpn接合で優先してブレークダウンが発生するため、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を防止することができる。
 したがって、図4に示す構成を有する本実施の形態の裏面電極型太陽電池においても、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型の半導体基板7の内部領域との接合によって構成されたpn接合を半導体基板7の裏面に形成することによって、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の故障の防止機能を容易に付加することができる。上記以外の説明は実施の形態3と同様である。
 (実施の形態5)
 図11(a)に本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図を示し、図11(b)に図11(a)のXIb-XIbに沿った模式的な断面を示す。
 本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、第1導電型の半導体基板1を用いており、半導体基板1の裏面の櫛形状の第1導電型の第1の電極形成領域3の櫛歯に相当する箇所の先端部分に、半導体基板1よりも高濃度の第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域16が島状に形成されている点に特徴がある。なお、電極非形成領域16の表面上には電極が形成されないことが好ましい。また、第1導電型の半導体基板1の裏面には、第1導電型不純物を含む櫛形状の第1導電型の第1の電極形成領域3と、半導体基板1よりも高濃度の第2導電型不純物を含む櫛形状の第2導電型の第2の電極形成領域2とが形成されており、第1の電極形成領域3上には第1導電型用電極5が形成され、第2の電極形成領域2上には第2導電型用電極4が形成されている。
 このような構成の裏面電極型太陽電池においても第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域16と第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3との接合によって構成されるpn接合によって、第1導電型用電極5と第2導電型用電極4との間に逆バイアスが印加された場合でも、ツェナー効果および/またはアバランシェ効果によって、上記のpn接合で優先してブレークダウンが発生するため、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
 したがって、図11(a)および図11(b)に示す構成を有する本実施の形態の本発明の裏面電極型太陽電池においても、第2導電型の電極非形成領域16と第1導電型の第1の電極形成領域3との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に形成することによって、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の故障の防止機能を容易に付加することができる。
 また、図11(a)および図11(b)に示す構成を有する本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域16と第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に均一に分布させることができるため、本実施の形態の裏面電極型太陽電池に逆バイアス電圧が印加された場合でも局所的な温度の上昇を抑えることができる傾向にある。
 以上のような構成の裏面電極型太陽電池は、たとえば以下のようにして製造することができる。なお、以下においては、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型として説明するが、本発明においては、p型とn型とを入れ替えて、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としてもよい。
 まず、たとえばp型シリコン基板などからなる第1導電型の半導体基板1を用意する。ここで、半導体基板1の厚さはたとえば50μm以上400μm以下とすることができる。なお、半導体基板1の構成はこれに限定されないことは言うまでもない。
 次に、たとえば熱酸化法などにより、上記で用意した半導体基板1の受光面および裏面のそれぞれの全面にたとえば厚さ300nm程度のSiO2膜などからなる第1拡散マスクを形成する。
 次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板1の裏面の第1の電極形成領域3に対応する箇所以外の箇所の第1拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第1拡散マスクの部分を除去して、半導体基板1の裏面の一部を露出させる。
 次に、たとえばBBr3を拡散源として第1導電型不純物であるボロンの気相拡散処理をたとえば970℃で50分程度行なうことによって、半導体基板1の露出した裏面の領域にボロンを拡散させて、第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3を形成する。
 次に、半導体基板1の裏面にたとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、たとえば厚さ400nm程度のSiO2膜などからなる第2拡散マスクを形成する。この第2拡散マスクは上記で形成された第1の電極形成領域3の保護と、後述する第2の電極形成領域2と電極非形成領域16の形成時における第2導電型不純物の拡散に対する拡散マスクとして機能する。
 次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板1の裏面の第2の電極形成領域2の形成領域と電極非形成領域16の形成領域に対応する箇所以外の箇所の第2拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第2拡散マスクの部分を除去して、半導体基板1の裏面の一部を露出させる。
 次に、半導体基板1の露出した裏面に、たとえばPOCl3を拡散源として第2導電型不純物であるリンの気相拡散処理をたとえば770℃で30分程度行なうことによって、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域2と第2導電型の電極非形成領域16を形成する。
 次に、半導体基板1の裏面の第2拡散マスクを除去した後に、半導体基板1の裏面に形成された第1の電極形成領域3上にp電極としての第1導電型用電極5を形成し、第2の電極形成領域2上にn電極としての第2導電型用電極4を形成する。ここで、第1導電型用電極5および第2導電型用電極4はそれぞれ、たとえばフォトリソグラフィプロセスおよび真空蒸着法などを用いて形成することができる。
 また、半導体基板1の受光面には、たとえば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いたアルカリエッチングプロセスなどを用いてテクスチャ構造を形成し、その後、反射防止膜を形成することが好ましい。
 以上のようにして、図11(a)および図11(b)に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 なお、島状の電極非形成領域16の個数および大きさは適宜設定することが可能であるが、たとえば半導体基板1の裏面の大きさがたとえば2cm×2cmの正方形状である場合には、島状の電極非形成領域16の数は、たとえば数十個から100個程度とすることができ、電極非形成領域16大きさおよび形状は、たとえば0.01~0.1mm径の円形または角形とすることができる。
 また、電極非形成領域16は、半導体基板1の裏面の端部近傍領域内に形成されていてもよい。なお、本発明において、半導体基板1の裏面の端部近傍領域とは、半導体基板1の裏面の外周から半導体基板1の裏面の内側に10mmだけ進向した領域のことを意味する。
 また、上記においては、第1導電型不純物としてボロンを用い、第2導電型不純物としてリンを用いたが、第1導電型不純物および第2導電型不純物はそれぞれこれらに限定されないことは言うまでもない。
 (実施の形態6)
 図12(a)に本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の裏面の模式的な平面図を示し、図12(b)に図12(a)のXIIb-XIIbに沿った模式的な断面を示す。
 本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、第2導電型の電極非形成領域6が櫛形状の第1導電型の第1の電極形成領域3の櫛歯に相当する部分の先端だけでなく、櫛歯に相当する部分の内部にも形成されており、第1の電極形成領域3上に形成された第1導電型用電極5が複数に分断されるようにして形成されている点に特徴がある。
 このような構成の裏面電極型太陽電池においても第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域16と第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3との接合によって構成されるpn接合によって、第1導電型用電極5と第2導電型用電極4との間に逆バイアスが印加された場合でも、ツェナー効果および/またはアバランシェ効果によって、上記のpn接合で優先してブレークダウンが発生するため、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
 したがって、図12(a)および図12(b)に示す構成を有する本実施の形態の本発明の裏面電極型太陽電池においても、第2導電型の電極非形成領域16と第1導電型の第1の電極形成領域3との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に形成することによって、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の故障の防止機能を容易に付加することができる。
 また、図12(a)および図12(b)に示す構成を有する本実施の形態の裏面電極型太陽電池においては、第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域16と第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域3との接合によって構成されるpn接合を半導体基板1の裏面に均一に分布させることができるため、本実施の形態の裏面電極型太陽電池に逆バイアス電圧が印加された場合でも局所的な温度の上昇を抑えることができる傾向にある。上記以外の説明は実施の形態5と同様である。
 (実施の形態7)
 以下、図5~図9を参照して、図2(a)および図2(b)に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池の複数を電気的に接続して形成した本発明の太陽電池ストリングの一例およびその太陽電池ストリングを封止材で封止することにより形成した本発明の太陽電池モジュールの一例について説明する。
 まず、図5の模式的平面図に示すように、図2(a)および図2(b)に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を3枚用意する。
 次に、図6の模式的平面図に示すように、絶縁性基材8の表面上に導電性物質からなる配線9が形成された配線基板10を用意する。
 ここで、配線基板10の絶縁性基材8の表面上に形成された配線9の形状は、図2(a)に示す第1導電型用電極5および第2導電型用電極4の形状に対応した形状となっている。
 また、配線9は、導電性物質からなるものであれば特に限定なく用いることができ、たとえば、銀、銅またはアルミニウムなどの金属を用いることができる。
 また、絶縁性基材8としては、絶縁性物質からなるものでであれば特に限定なく用いることができ、たとえば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテートなどの絶縁性基材を用いることができる。
 次に、図7に示すように、図5に示した3枚の裏面電極型太陽電池の半導体基板1の裏面側を配線基板10側に向けるようにして半導体基板1を配線基板10の配線9上に設置することによって、本発明の太陽電池ストリングが作製される。ここで、裏面電極型太陽電池の電極(第1導電型用電極5および第2導電型用電極4)が配線基板10の配線9上に設置されるように3枚の裏面電極型太陽電池が配線基板10上に配列されて設置される。
 図8に、図7のVIII-VIIIに沿った模式的な断面を示す。ここで、図8に示すように、本発明の太陽電池ストリングにおいては、隣り合う裏面電極型太陽電池の一方の裏面電極型太陽電池の第1導電型用電極5と他方の裏面電極型太陽電池の第2導電型用電極6とが配線9により電気的に接続されている。
 なお、本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池ストリングを構成する図2(a)および図2(b)に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池の第2導電型用電極4は複数に分断されているが、分断された第2導電型用電極4は、配線基板10の配線9によって電気的に接続されているため、特に問題とはならないと考えられる。
 以上のような構成の本発明の太陽電池ストリングにおいては、従来のように第1導電型の電極非形成領域6と第2導電型用電極4との間に絶縁膜を設けるなどの手間を省くことができるため、容易にバイパスダイオード機能(本発明の太陽電池ストリングを構成する裏面電極型太陽電池の逆バイアス電圧による故障の防止機能)を形成することができる。
 図9に、本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な分解断面図を示す。ここで、本発明の太陽電池モジュールは、図8に示す構成を有する本発明の太陽電池ストリングの受光面側に封止材11および透明基板13を配置し、裏面側に封止材11および裏面フィルム12を配置した構成となっている。
 ここで、封止材11としては、たとえば太陽光に対して透明な樹脂などを特に限定なく用いることができ、なかでも、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも1種の透明樹脂を用いることが好ましい。
 また、透明基板13としては、たとえば太陽光に対して透明な基板を特に限定なく用いることができ、たとえばガラス基板などを用いることができる。
 また、裏面フィルム12としては、たとえば従来から用いられている耐候性フィルム等のシートを特に限定なく用いることができ、なかでも絶縁性フィルムの間に金属フィルムを挟み込んだ構成のものを用いることが好ましい。
 なお、絶縁性フィルムとしては、たとえば従来から公知のものを用いることができ、たとえばポリエチレンテレフタレートフィルムなどを用いることができる。また、金属フィルムとしては、従来から公知のものを用いることができるが、たとえば封止材中への水蒸気や酸素の透過を十分に抑制して長期的な信頼性を確保する観点からはたとえばアルミニウムなどの金属フィルムを用いることが好ましい。
 図9に示す構成を有する本発明の太陽電池モジュールは、たとえば以下のようにして作製することができる。まず、図8に示す構成を有する本発明の太陽電池ストリングを封止材11の間に設置するとともに、その封止材11を透明基板13と裏面フィルム12との間に設置して、封止材11のセッティングを行なう。
 そして、上記のセッティング後の封止材11をその上下方向に加圧しながら加熱して封止材11を硬化させる。これにより、図9に示す構成を有する本発明の太陽電池モジュールが作製される。
 また、本発明の太陽電池モジュールにおいて、裏面電極型太陽電池の電極(第1導電型用電極5および第2導電型用電極4)と配線基板10の配線9については、半田などの接続用導電性物質で予め固定していなくても封止材11の封止後の圧力によってこれらを直接接触させながら固定することができるため、半田などの接続用導電性物質を用いる必要がない。
 したがって、本発明においては、裏面電極型太陽電池の電極(第1導電型用電極5および第2導電型用電極4)と配線基板10の配線9とを直接接触させて封止材11中に太陽電池ストリングを封止して太陽電池モジュールを作製することが好ましい。
 また、本発明の太陽電池モジュールの外周にはたとえばアルミニウムなどからなる枠体が嵌め込まれていてもよい。また、本発明の太陽電池モジュールには発生した電流を外部に取り出すための端子ボックスが取り付けられていてもよい。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 本発明によれば、逆バイアス電圧による故障の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。

Claims (10)

  1.  第1導電型の半導体基板(1)の裏面に、前記半導体基板(1)よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域(3)と、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域(2)と、前記半導体基板(1)よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域(6)とを備え、
     前記電極非形成領域(6)は、前記第2の電極形成領域(2)と接していることを特徴とする、裏面電極型太陽電池。
  2.  第2導電型の半導体基板(7)の裏面に、第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域(3)と、前記半導体基板(7)よりも高濃度の第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域(2)と、第1導電型不純物を含む第1導電型の電極非形成領域(6)とを備え、
     前記電極非形成領域(6)は、前記半導体基板(7)の内部領域と接していることを特徴とする、裏面電極型太陽電池。
  3.  第1導電型の半導体基板(1)の裏面に、前記半導体基板(1)よりも高濃度の第1導電型不純物を含む第1導電型の第1の電極形成領域(3)と、第2導電型不純物を含む第2導電型の第2の電極形成領域(2)と、第2導電型不純物を含む第2導電型の電極非形成領域(16)とを備え、
     前記電極非形成領域(16)は、前記第1の電極形成領域(3)と接していることを特徴とする、裏面電極型太陽電池。
  4.  前記電極非形成領域(6)は、前記半導体基板(1)の前記裏面の端部近傍領域内に形成されていることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の裏面電極型太陽電池。
  5.  前記電極非形成領域(6)上には電極(5)が形成されていないことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の裏面電極型太陽電池。
  6.  前記電極非形成領域(6)を複数備えていることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の裏面電極型太陽電池。
  7.  請求の範囲第1項に記載の裏面電極型太陽電池の複数と、
     絶縁性基材(8)と前記絶縁性基材(8)の表面上に形成された配線(9)とを有する配線基板(10)とを含み、
     前記裏面電極型太陽電池の電極(4,5)が前記配線基板(10)の配線(9)上に設置されるように前記裏面電極型太陽電池の複数を前記配線基板(10)上に配列することによって前記裏面電極型太陽電池の複数が電気的に接続されている、太陽電池ストリング。
  8.  請求の範囲第7項に記載の太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングを封止する封止材とを備えた、太陽電池モジュール。
  9.  前記封止材(11)は、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも1種の透明樹脂を含むことを特徴とする、請求の範囲第8項に記載の太陽電池モジュール。
  10.  前記裏面電極型太陽電池の電極(4,5)と前記配線基板(10)の配線(9)とが直接接触していることを特徴とする、請求の範囲第8項に記載の太陽電池モジュール。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102714235A (zh) * 2010-01-22 2012-10-03 夏普株式会社 背面电极型太阳能电池单元、布线板、带布线板的太阳能电池单元、太阳能电池模块以及带布线板的太阳能电池单元的制造方法
US8729384B2 (en) 2011-01-04 2014-05-20 Lg Electronics Inc. Solar cell module
JP2016082109A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 シャープ株式会社 配線シート付き太陽電池セル及び太陽電池モジュール
US9768336B2 (en) 2011-05-18 2017-09-19 Lg Electronics Inc. Solar cell module
WO2017168977A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池
WO2019017281A1 (ja) * 2017-07-18 2019-01-24 シャープ株式会社 光電変換装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011165837A (ja) * 2010-02-09 2011-08-25 Sharp Corp 太陽電池ストリング、太陽電池モジュールおよび太陽電池セル
AT12058U1 (de) * 2010-04-27 2011-09-15 Austria Tech & System Tech Verfahren zum kontaktieren eines photovoltaischen moduls mit einem anschlussgehäuse sowie system bestehend aus einem photovoltaischen modul und einem anschlussgehäuse
CN103426940B (zh) * 2013-03-22 2016-08-10 连云港神舟新能源有限公司 一种交错背接触ibc太阳能电池片电极结构
CN114649443B (zh) * 2022-03-03 2024-04-16 浙江爱旭太阳能科技有限公司 背接触太阳能电池串及其制备方法、电池组件及光伏系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05110121A (ja) * 1991-10-17 1993-04-30 Sharp Corp 太陽電池
JPH09148600A (ja) * 1995-11-24 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
JP2004071763A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Toyota Motor Corp 光起電力素子
WO2004095587A2 (en) * 2003-04-10 2004-11-04 Sunpower Corporation Metal contact structure for solar cell and method of manufacture
JP2006120945A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Sharp Corp 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05110121A (ja) * 1991-10-17 1993-04-30 Sharp Corp 太陽電池
JPH09148600A (ja) * 1995-11-24 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
JP2004071763A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Toyota Motor Corp 光起電力素子
WO2004095587A2 (en) * 2003-04-10 2004-11-04 Sunpower Corporation Metal contact structure for solar cell and method of manufacture
JP2006120945A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Sharp Corp 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102714235A (zh) * 2010-01-22 2012-10-03 夏普株式会社 背面电极型太阳能电池单元、布线板、带布线板的太阳能电池单元、太阳能电池模块以及带布线板的太阳能电池单元的制造方法
US8729384B2 (en) 2011-01-04 2014-05-20 Lg Electronics Inc. Solar cell module
US9577132B2 (en) 2011-01-04 2017-02-21 Lg Electronics Inc. Solar cell module
US9768336B2 (en) 2011-05-18 2017-09-19 Lg Electronics Inc. Solar cell module
US10236403B2 (en) 2011-05-18 2019-03-19 Lg Electronics Inc. Solar cell module
JP2016082109A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 シャープ株式会社 配線シート付き太陽電池セル及び太陽電池モジュール
WO2017168977A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池
JPWO2017168977A1 (ja) * 2016-03-29 2019-01-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池
US10672931B2 (en) 2016-03-29 2020-06-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solar cell
WO2019017281A1 (ja) * 2017-07-18 2019-01-24 シャープ株式会社 光電変換装置

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Publication number Publication date
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