WO2012090725A1 - 太陽電池セル及び太陽電池モジュール - Google Patents

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solar cell
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三島　孝博
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三洋電機株式会社
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    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar battery cell and a solar battery module including the same.
  • a solar battery cell includes a photoelectric conversion unit that generates carriers such as electrons and holes by receiving light, and an electrode that collects the carriers generated in the photoelectric conversion unit.
  • Patent Document 1 describes a pair of comb-shaped electrodes that are interleaved with each other.
  • This invention is made
  • the objective is to provide the photovoltaic cell and photovoltaic module which have the improved photoelectric conversion efficiency.
  • the solar battery cell according to the present invention includes a photoelectric conversion unit, a first electrode, and a second electrode.
  • the photoelectric conversion unit has first and second main surfaces.
  • the first and second main surfaces include a p-type surface and an n-type surface.
  • the first electrode is electrically connected to one of the p-type surface and the n-type surface. At least a part of the first electrode is disposed on the first main surface.
  • the second electrode is electrically connected to the other of the p-type surface and the n-type surface. At least a part of the second electrode is disposed on the first main surface.
  • the first electrode has a plurality of first electrode portions and a second electrode portion. Each of the plurality of first electrode portions is provided so as to extend along the first direction.
  • the plurality of first electrode portions are arranged along a second direction perpendicular to the first direction. Each of the plurality of first electrode portions is linear. A plurality of first electrode portions are electrically connected to the second electrode portion. At least a part of the second electrode part is thicker than the first electrode part.
  • the solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells and a wiring material.
  • the wiring material electrically connects adjacent solar cells.
  • the solar battery cell includes a photoelectric conversion unit, a first electrode, and a second electrode.
  • the photoelectric conversion unit has first and second main surfaces.
  • the first and second main surfaces include a p-type surface and an n-type surface.
  • the first electrode is electrically connected to one of the p-type surface and the n-type surface. At least a part of the first electrode is disposed on the first main surface.
  • the second electrode is electrically connected to the other of the p-type surface and the n-type surface. At least a part of the second electrode is disposed on the first main surface.
  • the first electrode has a plurality of first electrode portions and a second electrode portion. Each of the plurality of first electrode portions is provided so as to extend along the first direction. The plurality of first electrode portions are arranged along a second direction perpendicular to the first direction. Each of the plurality of first electrode portions is linear. A plurality of first electrode portions are electrically connected to the second electrode portion. At least a part of the second electrode part is thicker than the first electrode part.
  • a solar battery cell and a solar battery module having improved photoelectric conversion efficiency can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the solar cell module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic rear view of the solar cell string in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell according to the comparative example.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a solar battery cell according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a solar battery cell according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the fifth embodiment.
  • 13 is a schematic cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the sixth embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the seventh embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1 according to this embodiment.
  • the solar cell module 1 includes a solar cell string 2.
  • the solar cell string 2 includes a plurality of solar cells 10 arranged along the y direction.
  • the plurality of solar cells 10 are electrically connected by the wiring material 11. Specifically, a plurality of solar cells 10 are electrically connected in series or in parallel by electrically connecting adjacent solar cells 10 with the wiring material 11.
  • the wiring member 11 and the solar battery cell 10 are bonded with an adhesive.
  • an adhesive solder or a resin adhesive can be used.
  • the resin adhesive may have an insulating property or an anisotropic conductivity.
  • First and second protective members 14 and 15 are disposed on the light receiving surface side and the back surface side of the plurality of solar cells 10.
  • the first protective member 14 is disposed on the light receiving surface side of the solar battery cell 10.
  • the 1st protection member 14 can be comprised by the board
  • the second protective member 15 is disposed on the back side of the solar battery cell 10.
  • the 2nd protection member 15 can be comprised by the resin film which interposed metal foil, such as aluminum foil, for example.
  • a sealing material 13 is provided between the solar battery cell 10 and the first protective member 14 and between the solar battery cell 10 and the second protective member 15. The plurality of solar cells 10 are sealed with this sealing material 13.
  • the material of the sealing material 13 and the first and second protective members 14 and 15 is not particularly limited.
  • the sealing material 13 can be formed of a light-transmitting resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • a metal frame body such as Al (if necessary) (Not shown) may be attached.
  • a wiring material and a terminal box for taking out the output of the solar battery cell 10 to the outside may be provided on the surface of the first protective member 14.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell 10 in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIGS. 1-10 the configuration of the solar battery cell 10 will be described with reference to FIGS.
  • the solar battery cell 10 has a photoelectric conversion unit 20.
  • the photoelectric conversion unit 20 is a member that generates carriers such as electrons and holes by receiving light.
  • the photoelectric conversion unit 20 may include a crystalline semiconductor substrate and p-type and n-type amorphous semiconductor layers disposed on the crystalline semiconductor substrate. Further, the photoelectric conversion unit 20 may have a semiconductor substrate in which an n-type dopant diffusion region and a p-type dopant diffusion region are exposed on the surface.
  • the photoelectric conversion unit 20 is configured so that majority carriers become electrons and minority carriers become holes.
  • the shape of the photoelectric conversion unit 20 is not particularly limited.
  • the photoelectric conversion unit 20 may be rectangular, for example. Further, the photoelectric conversion unit 20 may be, for example, a rectangular shape whose corners are chamfered.
  • the photoelectric conversion unit 20 has a light receiving surface 20a and a back surface 20b.
  • the back surface 20b since the photovoltaic cell 10 is a back junction solar cell, the back surface 20b includes a p-type surface 20bp and an n-type surface 20bn.
  • a p-side electrode 21 and an n-side electrode 22 are disposed on the back surface 20b.
  • the p-side electrode 21 is disposed on the p-type surface 20 bp.
  • the p-side electrode 21 is electrically connected to the p-type surface 20bp.
  • the n-side electrode 22 is disposed on the n-type surface 20bn.
  • the n-side electrode 22 is electrically connected to the n-type surface 20bn.
  • At least one part of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 may be disposed on the back surface 20b, and the other part may be disposed on the light receiving surface 20a.
  • Each material of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • Each of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 can be made of, for example, a metal such as silver, copper, aluminum, titanium, nickel, or chromium, or an alloy containing one or more of these metals.
  • each of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 may be configured by a stacked body of a plurality of conductive layers made of the above metal or alloy, for example.
  • the formation method of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 is not particularly limited.
  • the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 can be formed using, for example, application and baking of a conductive paste, sputtering, vapor deposition, inkjet, dispenser, screen printing, or plating.
  • Each of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 is formed in a comb shape.
  • the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 are inserted into each other.
  • it is not always necessary that both the first and second electrodes are composed of comb-like electrodes.
  • one of the first and second electrodes may be constituted only by a plurality of finger electrode portions. That is, one of the first electrode and the second electrode may be a so-called bus bar-less electrode.
  • the p-side electrode 21 has a plurality of finger electrode portions 21a and a bus bar portion 21b. Each of the plurality of finger electrode portions 21a is linear. Each of the plurality of finger electrode portions 21a is provided so as to extend along the y direction. The plurality of finger electrode portions 21a are arranged along the x direction perpendicular to the y direction.
  • each of the plurality of finger electrode portions 21a is constant. That is, the thickness of each of the plurality of finger electrode portions 21a does not change in the y direction.
  • Constant thickness means that the difference between the maximum thickness and the average thickness and the difference between the average thickness and the minimum thickness are each 30% or less of the average thickness.
  • the plurality of finger electrode portions 21a are electrically connected to the bus bar portion 21b.
  • the bus bar portion 21b is formed in a linear shape extending along the x direction.
  • the width W2 along the y direction of the bus bar portion 21b is constant in the x direction.
  • “the width is constant” means that the difference between the maximum width and the average width and the difference between the average width and the minimum width are each 20% or less of the average width.
  • the n-side electrode 22 has a plurality of finger electrode portions 22a and a bus bar portion 22b. Each of the plurality of finger electrode portions 22a is linear. Each of the plurality of finger electrode portions 22a is provided so as to extend along the y direction. The plurality of finger electrode portions 22a are arranged along the x direction perpendicular to the y direction. The plurality of finger electrode portions 21a and the plurality of finger electrode portions 22a are alternately arranged along the x direction.
  • Each of the plurality of finger electrode portions 22a has a constant thickness. That is, the thickness of each of the plurality of finger electrode portions 22a does not change in the y direction.
  • the plurality of finger electrode portions 22a are electrically connected to the bus bar portion 22b.
  • the bus bar portion 22b is formed in a linear shape extending along the x direction.
  • the width W1 along the y direction of the bus bar portion 22b is constant in the x direction.
  • bus bar portions 21b and 22b are made thicker than the finger electrode portions 21a and 22a.
  • the cross-sectional area of at least one part of bus-bar part 21b, 22b is made larger than the cross-sectional area of finger electrode part 21a, 22a.
  • each of the bus bar portions 21b and 22b is provided with alternately a relatively large portion and a relatively small portion along the x direction.
  • the thickness gradually changes between a portion having a relatively large thickness and a portion having a relatively small thickness.
  • the thicknesses of the thinnest portions 21b3 and 22b3 are set to be equal to or greater than the thicknesses of the finger electrode portions 21a and 22a.
  • the electrical resistance of the portions 21b3 and 22b3 is set to be equal to or lower than the electrical resistance of the finger electrode portions 21a and 22a.
  • the thickest portions 21b1, 21b2, 22b1 and 22b2 are preferably equal to or greater than the thicknesses of the finger electrode portions 21a and 22a. It is more preferably 5 times or more, and further preferably 2.0 times or more.
  • the p-side electrode 21 is provided with two portions 21b1 and 21b2 having the largest thickness, and ten finger electrode portions 21a are provided.
  • the portions on one side and the portions on the other side of the portions 21b3 and 22b3 having the smallest thickness are line-symmetrical about the portions 21b1, 21b3, 22b1 and 22b3 having the largest thickness. is there.
  • the thickness of the portions 21b1 and 21b2 is (thickness of the finger electrode portion 21a) ⁇ 10/4 or more.
  • the n-side electrode 22 is provided with two portions 22b1 and 22b2 having the largest thickness, and nine finger electrode portions 22a are provided.
  • the thickness of the portions 22b1 and 22b2 is preferably (the thickness of the finger electrode portion 21a) ⁇ 9/4 or more. By doing so, the current collection loss in the bus-bar parts 21b and 22b can be made small.
  • connection portions 21c and 22c that become thicker toward the bus bar portions 21b and 22b. ing.
  • FIG. 5 is a schematic rear view of the solar cell string 2 in the present embodiment.
  • the wiring member 11 is electrically connected to the thickest portions 21b1, 21b2, 22b1, 22b2.
  • portions 21b1 and 21b2 in which the thickness of the bus bar portion 21b of one p-side electrode 21 of the adjacent solar cells 10 is the largest, and the bus bar portion 22b of the other n-side electrode 22 of the adjacent solar cells 10 are.
  • the portions 22 b 1 and 22 b 2 having the largest thickness are electrically connected by the wiring material 11. For this reason, the thickness of the bus bar portions 21 b and 22 b decreases as the distance from the connection portion with the wiring member 11 increases.
  • the current collected from the plurality of finger electrode portions is concentrated on the portion where the wiring material of the bus bar portion is connected. For this reason, it exists in the tendency for the current density of the part to which the wiring material of a bus bar part is connected to become high. Therefore, if the cross-sectional area of the part where the wiring material of the bus bar part is connected is small and the electric resistance is high, a part of the electric power is converted into Joule heat in this part, and the current collection loss increases. End up. As a result, the photoelectric conversion efficiency is lowered.
  • generated in the part located under the bus-bar part 122b of the n side electrode 122 among the photoelectric conversion parts 120 is collected by the p side electrode 121 becomes long. As a result, carrier recombination is likely to occur. Therefore, the photoelectric conversion efficiency tends to decrease. In particular, when minority carriers are easily recombined, the photoelectric conversion efficiency tends to be greatly reduced.
  • At least a part of the bus bar portions 21b and 22b is made thicker than the finger electrode portions 21a and 22a, so that a cross-sectional area of at least a part of the bus bar portions 21b and 22b is reduced. It is made larger than the cross-sectional area of 22a. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the collected current in the bus bar portions 21b and 22b while suppressing an increase in the occupied area of the bus bar portions 21b and 22b. Therefore, improved photoelectric conversion efficiency can be realized.
  • the thickness of the bus bar portions 21b and 22b is constant, and the bus bar portions 21b and 22b are made more uniform than the finger electrode portions 21a and 22a. It may be thicker. Moreover, as shown in FIG. 10, you may change the thickness of the bus-bar parts 21b and 22b in steps.
  • the bus bar portions 21b and 22b are made uniformly thicker than the finger electrode portions 21a and 22a as in the second embodiment shown in FIG. 9, the electrode material necessary for forming the bus bar portions 21b and 22b is used. The amount of increases. As a result, the manufacturing cost of the solar battery cell will increase. For this reason, it is preferable to thicken only part of the bus bar portions 21b and 22b as in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the fourth embodiment.
  • the bus bar portions 21b and 22b of both the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 are provided with thick portions, but the present invention is not limited to this configuration. Since the loss due to recombination of minority carriers has a greater effect on the photoelectric conversion efficiency than the loss due to recombination of majority carriers, only the electrode that collects majority carriers (in this embodiment, the n-side electrode 22) only.
  • a thick portion may be provided.
  • a relatively thick portion is provided in the bus bar portion 22b of the n-side electrode 22 to suppress a decrease in the collected current in the bus bar portion 22b, while relative to the bus bar portion 21b of the p-side electrode 21.
  • a decrease in the collected current in the bus bar portion 21b may be suppressed by providing a thick portion.
  • a portion of at least one of the bus bar portions 21b and 22b of the p-side electrode 21 and the n-side electrode 22 may be relatively thick and relatively wide. Even in such a case, since the occupied area of the bus bar portion can be reduced, improved photoelectric conversion efficiency can be obtained.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the fifth embodiment.
  • 13 is a schematic cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • the insulating film 30 is provided on the back surface 20b so that the finger electrode parts 21a and 22a may be covered.
  • the electrode pad portions 31a and 31b formed on the thickest portions 21b1, 21b2, 22b1 and 22b2 are formed so as to reach the insulating film 30. ing.
  • the electrode pad portions 31a and 31b can be formed larger by forming the insulating film 30 as in the present embodiment, the electrical resistance of the connection portion between the wiring member 11 and the solar battery cell 10 can be reduced.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the sixth embodiment.
  • the solar battery cell 10 is a back junction solar battery cell in which the p-type front surface 20 bp and the n-type front surface 20 bn are exposed on the back surface 20 b has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the n-type surface 20bn is exposed on the back surface 20b, but the p-type surface 20bp is exposed on the light receiving surface 20a.
  • An electrode portion 21d is formed on the p-type surface 20bp of the light receiving surface 20a.
  • the electrode portion 21d is electrically connected to the finger electrode portion 21a by a through-hole electrode 21e that penetrates the photoelectric conversion portion 20.
  • the photoelectric conversion improved as in the first embodiment by making the thickness of at least a part of the bus bar portions 21b and 22b thicker than the finger electrodes 21a and 22a. Efficiency can be realized.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of the back surface of the solar battery cell in the seventh embodiment.
  • electrode pad portions 21f and 22f may be provided as the second and fourth electrode portions, and the electrode pad portions 21f and 22f may be thicker than the finger electrode portions 21a and 22a. In this case, the area occupied by the electrode pad portions 21f and 22f can be reduced. Therefore, improved photoelectric conversion efficiency can also be obtained in this embodiment.

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Abstract

向上された光電変換効率を有する太陽電池セル及び太陽電池モジュールを提供する。 第１の電極２１は、複数の第１の電極部２１ａと、第２の電極部２１ｂとを有する。複数の第１の電極部２１ａのそれぞれは、第１の方向ｙに沿って延びるように設けられている。複数の第１の電極部２１ａは、第１の方向ｙに対して垂直な第２の方向ｘに沿って配列されている。複数の第１の電極部２１ａのそれぞれは線状である。第２の電極部２１ｂには、複数の第１の電極部２１ａが電気的に接続されている。第２の電極部２２ｂの少なくとも一部は、第１の電極部２１ａよりも厚い。

Description

太陽電池セル及び太陽電池モジュール
  本発明は、太陽電池セル及びそれを備える太陽電池モジュールに関する。
　太陽電池セルは、受光することにより電子や正孔などのキャリアを生成させる光電変換部と、光電変換部において生成したキャリアを収集する電極とを備えている。この電極として、特許文献１には、互いに間挿し合っている一対のくし歯状の電極が記載されている。
特開２０１０－８０８８７号公報
　近年、太陽電池セルの光電変換効率をさらに高めたいという要望が高まってきている。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、向上された光電変換効率を有する太陽電池セル及び太陽電池モジュールを提供することにある。
　本発明に係る太陽電池セルは、光電変換部と、第１の電極と、第２の電極とを備えている。光電変換部は、第１及び第２の主面を有する。第１及び第２の主面は、ｐ型表面及びｎ型表面を含む。第１の電極は、ｐ型表面及びｎ型表面の一方に電気的に接続されている。第１の電極の少なくとも一部は、第１の主面の上に配されている。第２の電極は、ｐ型表面及びｎ型表面の他方に電気的に接続されている。第２の電極の少なくとも一部は、第１の主面の上に配されている。第１の電極は、複数の第１の電極部と、第２の電極部とを有する。複数の第１の電極部のそれぞれは、第１の方向に沿って延びるように設けられている。複数の第１の電極部は、第１の方向に対して垂直な第２の方向に沿って配列されている。複数の第１の電極部のそれぞれは線状である。第２の電極部には、複数の第１の電極部が電気的に接続されている。第２の電極部の少なくとも一部は、第１の電極部よりも厚い。
　本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、配線材とを備えている。配線材は、隣接する太陽電池セル同士を電気的に接続している。太陽電池セルは、光電変換部と、第１の電極と、第２の電極とを備えている。光電変換部は、第１及び第２の主面を有する。第１及び第２の主面は、ｐ型表面及びｎ型表面を含む。第１の電極は、ｐ型表面及びｎ型表面の一方に電気的に接続されている。第１の電極の少なくとも一部は、第１の主面の上に配されている。第２の電極は、ｐ型表面及びｎ型表面の他方に電気的に接続されている。第２の電極の少なくとも一部は、第１の主面の上に配されている。第１の電極は、複数の第１の電極部と、第２の電極部とを有する。複数の第１の電極部のそれぞれは、第１の方向に沿って延びるように設けられている。複数の第１の電極部は、第１の方向に対して垂直な第２の方向に沿って配列されている。複数の第１の電極部のそれぞれは線状である。第２の電極部には、複数の第１の電極部が電気的に接続されている。第２の電極部の少なくとも一部は、第１の電極部よりも厚い。
　本発明によれば、向上された光電変換効率を有する太陽電池セル及び太陽電池モジュールを提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 図２は、第１の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。 図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける略図的断面図である。 図４は、図２の線ＩＶ－ＩＶにおける略図的断面図である。 図５は、第１の実施形態における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。 図６は、比較例に係る太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。 図７は、図６の線ＶＩＩ－ＶＩＩにおける略図的断面図である。 図８は、図６の線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩにおける略図的断面図である。 図９は、第２の実施形態における太陽電池セルの略図的断面図である。 図１０は、第３の実施形態における太陽電池セルの略図的断面図である。 図１１は、第４の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。 図１２は、第５の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。 図１３は、図１２の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける略図的断面図である。 図１４は、第６の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。 図１５は、第７の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。
　実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。
　実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１の略図的断面図である。太陽電池モジュール１は、太陽電池ストリング２を備えている。太陽電池ストリング２は、ｙ方向に沿って配列された複数の太陽電池セル１０を備えている。
　複数の太陽電池セル１０は、配線材１１によって電気的に接続されている。具体的には、隣接する太陽電池セル１０間が配線材１１によって電気的に接続されることによって、複数の太陽電池セル１０が直列または並列に電気的に接続されている。
　配線材１１と太陽電池セル１０とは、接着剤によって接着されている。接着剤としては、半田または樹脂接着剤を用いることができる。接着剤として樹脂接着剤を用いる場合には、樹脂接着剤は絶縁性を有するものであってもよいし、異方導電性を有するものであってもよい。
　複数の太陽電池セル１０の受光面側及び裏面側には、第１及び第２の保護部材１４，１５が配置されている。
　第１の保護部材１４は、太陽電池セル１０の受光面側に配置されている。第１の保護部材１４は、例えば、ガラスや透光性樹脂からなる基板またはシートにより構成することができる。
　第２の保護部材１５は、太陽電池セル１０の裏面側に配置されている。第２の保護部材１５は、例えば、アルミニウム箔などの金属箔を介在させた樹脂フィルムにより構成することができる。
　太陽電池セル１０と第１の保護部材１４との間、及び太陽電池セル１０と第２の保護部材１５との間には、封止材１３が設けられている。複数の太陽電池セル１０は、この封止材１３により封止されている。
　封止材１３並びに第１及び第２の保護部材１４，１５の材料は、特に限定されない。封止材１３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の透光性を有する樹脂により形成することができる。
　第１の保護部材１４、封止材１３、太陽電池ストリング２、封止材１３、及び第２の保護部材１５の積層体の外周に、必要に応じて、Ａｌ等の金属製の枠体（図示しない）を取り付けてもよい。
　第１の保護部材１４の表面に、太陽電池セル１０の出力を外部に取り出すための配線材及び端子ボックスを設けてもよい。
　図２は、本実施形態における太陽電池セル１０の裏面の略図的平面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける略図的断面図である。図４は、図２の線ＩＶ－ＩＶにおける略図的断面図である。次に、図２～図４を参照しながら、太陽電池セル１０の構成について説明する。
　太陽電池セル１０は、光電変換部２０を有する。光電変換部２０は、受光することによって電子や正孔などのキャリアを生成させる部材である。光電変換部２０は、結晶性半導体基板と、その結晶性半導体基板の上に配されたｐ型及びｎ型非晶質半導体層とを有するものであってもよい。また、光電変換部２０は、ｎ型ドーパント拡散領域とｐ型ドーパント拡散領域とが表面に露出している半導体基板を有するものであってもよい。
　本実施形態では、多数キャリアが電子となり、少数キャリアが正孔となるように光電変換部２０が構成されている。
　光電変換部２０の形状は、特に限定されない。光電変換部２０は、例えば、矩形状であってもよい。また、光電変換部２０は、例えば、角部が面取り状である矩形状であってもよい。
　光電変換部２０は、受光面２０ａと、裏面２０ｂとを有する。本実施形態では、太陽電池セル１０は、裏面接合型の太陽電池セルであるため、裏面２０ｂには、ｐ型表面２０ｂｐと、ｎ型表面２０ｂｎとが含まれている。
　裏面２０ｂの上には、ｐ側電極２１と、ｎ側電極２２とが配されている。詳細には、ｐ側電極２１は、ｐ型表面２０ｂｐの上に配されている。ｐ側電極２１は、ｐ型表面２０ｂｐに電気的に接続されている。ｎ側電極２２は、ｎ型表面２０ｂｎの上に配されている。ｎ側電極２２は、ｎ型表面２０ｂｎに電気的に接続されている。
　なお、ｐ側電極２１及びｎ側電極２２の少なくとも一方の一部が裏面２０ｂの上に配されており、他の部分が受光面２０ａの上に配されていてもよい。
　ｐ側電極２１及びｎ側電極２２のそれぞれの材質は、導電材料である限りにおいて特に限定されない。ｐ側電極２１及びｎ側電極２２のそれぞれは、例えば、銀、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、クロムなどの金属や、それらの金属のうちの一種以上を含む合金により構成することができる。また、ｐ側電極２１及びｎ側電極２２のそれぞれは、例えば、上記金属や合金からなる複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。
　ｐ側電極２１及びｎ側電極２２の形成方法は、特に限定されない。ｐ側電極２１及びｎ側電極２２は、例えば、導電性ペーストの塗布及び焼き付け、スパッタ法、蒸着法、インクジェット法、ディスペンサ法、スクリーン印刷法或いはメッキ法等を用いて形成することができる。
　ｐ側電極２１及びｎ側電極２２のそれぞれは、くし歯状に形成されている。ｐ側電極２１とｎ側電極２２とは、互いに間挿し合っている。なお、本発明においては、第１及び第２の電極の両方がくし歯状電極により構成されている必要は必ずしもない。例えば、第１及び第２の電極の一方が、複数のフィンガー電極部のみにより構成されていてもよい。すなわち、第１の電極または第２の電極の一方が所謂バスバーレスの電極であってもよい。
　ｐ側電極２１は、複数のフィンガー電極部２１ａと、バスバー部２１ｂとを有する。複数のフィンガー電極部２１ａのそれぞれは線状である。複数のフィンガー電極部２１ａのそれぞれは、ｙ方向に沿って延びるように設けられている。複数のフィンガー電極部２１ａは、ｙ方向に対して垂直なｘ方向に沿って配列されている。
　複数のフィンガー電極部２１ａのそれぞれは、厚みが一定である。すなわち、複数のフィンガー電極部２１ａのそれぞれの厚みは、ｙ方向において変化しない。ここで、「厚みが一定」とは、最大厚みと平均厚みとの差と、平均厚みと最小厚みとの差のそれぞれが平均厚みの３０％以下であることを意味するものとする。
　複数のフィンガー電極部２１ａは、バスバー部２１ｂに電気的に接続されている。本実施形態では、バスバー部２１ｂは、ｘ方向に沿って延びる線状に形成されている。
　バスバー部２１ｂのｙ方向に沿った幅Ｗ２は、ｘ方向において一定である。ここで、「幅が一定」とは、最大幅と平均幅との差と、平均幅と最小幅との差のそれぞれが平均幅の２０％以下であることを意味する。
　ｎ側電極２２は、複数のフィンガー電極部２２ａと、バスバー部２２ｂとを有する。複数のフィンガー電極部２２ａのそれぞれは線状である。複数のフィンガー電極部２２ａのそれぞれは、ｙ方向に沿って延びるように設けられている。複数のフィンガー電極部２２ａは、ｙ方向に対して垂直なｘ方向に沿って配列されている。複数のフィンガー電極部２１ａと、複数のフィンガー電極部２２ａとは、ｘ方向に沿って交互に配列されている。
　複数のフィンガー電極部２２ａのそれぞれは、厚みが一定である。すなわち、複数のフィンガー電極部２２ａのそれぞれの厚みは、ｙ方向において変化しない。
　複数のフィンガー電極部２２ａは、バスバー部２２ｂに電気的に接続されている。本実施形態では、バスバー部２２ｂは、ｘ方向に沿って延びる線状に形成されている。
　バスバー部２２ｂのｙ方向に沿った幅Ｗ１は、ｘ方向において一定である。
　本実施形態では、バスバー部２１ｂ、２２ｂの少なくとも一部がフィンガー電極部２１ａ、２２ａよりも厚くされる。これにより、バスバー部２１ｂ、２２ｂの少なくとも一部の横断面積が、フィンガー電極部２１ａ、２２ａの横断面積よりも大きくされている。
　具体的には、バスバー部２１ｂ、２２ｂのそれぞれには、厚みが相対的に大きな部分と、厚みが相対的に小さな部分とがｘ方向に沿って交互に設けられている。バスバー部２１ｂ、２２ｂのそれぞれにおいて、厚みが相対的に大きな部分と、厚みが相対的に小さな部分との間で厚みが漸次変化している。
　バスバー部２１ｂ、２２ｂのうち、厚みが最も小さな部分２１ｂ３，２２ｂ３の厚みは、フィンガー電極部２１ａ、２２ａの厚み以上に設定されている。これにより、部分２１ｂ３，２２ｂ３の電気抵抗が、フィンガー電極部２１ａ、２２ａの電気抵抗以下とされている。
　バスバー部２１ｂ、２２ｂのうち、厚みが最も大きな部分２１ｂ１，２１ｂ２，２２ｂ１，２２ｂ２の厚みは、フィンガー電極部２１ａ、２２ａの厚み以上であることが好ましく、フィンガー電極部２１ａ、２２ａの厚みの１．５倍以上であることがより好ましく、２．０倍以上であることがさらに好ましい。
　ｐ側電極２１に、厚みが最も大きな部分２１ｂ１，２１ｂ２が２つ設けられており、フィンガー電極部２１ａが１０本設けられている。バスバー部２１ｂ、２２ｂのうち、厚みが最も小さな部分２１ｂ３，２２ｂ３よりも一方側の部分と他方側部分とのそれぞれが、厚みが最も大きな部分２１ｂ１，２１ｂ３，２２ｂ１，２２ｂ３を中心として線対称形である。このため、部分２１ｂ１，２１ｂ２の厚みは、（フィンガー電極部２１ａの厚み）×１０／４以上であることが好ましい。
　一方、ｎ側電極２２に、厚みが最も大きな部分２２ｂ１，２２ｂ２が２つ設けられており、フィンガー電極部２２ａが９本設けられている。部分２２ｂ１，２２ｂ２の厚みは、（フィンガー電極部２１ａの厚み）×９／４以上であることが好ましい。そうすることにより、バスバー部２１ｂ、２２ｂにおける集電ロスを小さくすることができる。
　図４に示すように、相対的に厚いバスバー部２１ｂ、２２ｂと、相対的に薄いフィンガー電極部２１ａ、２２ａとは、バスバー部２１ｂ、２２ｂ側に向かって厚くなる接続部２１ｃ、２２ｃにより接続されている。
　図５は、本実施形態における太陽電池ストリング２の略図的裏面図である。配線材１１は、厚みが最も大きな部分２１ｂ１，２１ｂ２，２２ｂ１，２２ｂ２に電気的に接続されている。具体的には、隣り合う太陽電池セル１０の一方のｐ側電極２１のバスバー部２１ｂの厚みが最も大きな部分２１ｂ１，２１ｂ２と、隣り合う太陽電池セル１０の他方のｎ側電極２２のバスバー部２２ｂの厚みが最も大きな部分２２ｂ１，２２ｂ２とが配線材１１により電気的に接続されている。このため、バスバー部２１ｂ、２２ｂの厚みは、配線材１１との接続部から離れるに従って小さくなっている。
　バスバー部の配線材が接続されている部分には、複数のフィンガー電極部から収集された電流が集中することとなる。このため、バスバー部の配線材が接続されている部分の電流密度が高くなる傾向にある。よって、このバスバー部の配線材が接続されている部分の横断面積が小さく、電気抵抗が高い場合は、この部分において電力の一部がジュール熱に変換されてしまい、集電損失が増大してしまう。その結果、光電変換効率が低下してしまうこととなる。
　このような問題に鑑み、バスバー部を太くすることにより、バスバー部の横断面積を大きくすることが考えられる。具体的には、図６～図８に示すように、バスバー部１２１ｂ、１２２ｂの配線材と接続される部分を幅広にすることにより、バスバー部における集電電流の減少を抑制することが考えられる。しかしながら、バスバー部１２１ｂ、１２２ｂを幅広にすると、光電変換部１２０のうち、ｐ側電極１２１のバスバー部１２１ｂの下に位置する部分で生成した電子がｎ側電極１２２により集電されるまでに移動しなければならない距離が長くなる。また、光電変換部１２０のうち、ｎ側電極１２２のバスバー部１２２ｂの下に位置する部分で生成した正孔がｐ側電極１２１により集電されるまでに移動しなければならない距離が長くなる。その結果、キャリアの再結合が生じやすくなる。従って、光電変換効率が低下する傾向にある。特に、少数キャリアが再結合しやすくなると、光電変換効率が大きく低下しやすい傾向にある。
　それに対して本実施形態では、バスバー部２１ｂ、２２ｂの少なくとも一部がフィンガー電極部２１ａ、２２ａよりも厚くされることにより、バスバー部２１ｂ、２２ｂの少なくとも一部の横断面積が、フィンガー電極部２１ａ、２２ａの横断面積よりも大きくされている。このため、バスバー部２１ｂ、２２ｂの占有面積の増大を抑制しつつ、バスバー部２１ｂ、２２ｂにおける集電電流の減少を抑制することができる。従って、改善された光電変換効率を実現することができる。
　（第２の実施形態）
　バスバー部における集電電流の減少を抑制する観点からは、図９に示すように、バスバー部２１ｂ、２２ｂの厚みを一定とし、バスバー部２１ｂ、２２ｂをフィンガー電極部２１ａ、２２ａよりも一様に厚くしてもよい。また、図１０に示すように、バスバー部２１ｂ、２２ｂの厚みを段階的に変化させてもよい。
　しかしながら、図９に示す第２の実施形態のようにバスバー部２１ｂ、２２ｂをフィンガー電極部２１ａ、２２ａよりも一様に厚くした場合は、バスバー部２１ｂ、２２ｂを形成するために必要な電極材料の量が多くなる。その結果、太陽電池セルの製造コストが上昇してしまうこととなる。このため、第１の実施形態のようにバスバー部２１ｂ、２２ｂの一部のみを厚くすることが好ましい。
　（第３の実施形態）
　図１０に示す第３の実施形態のようにバスバー部２１ｂ、２２ｂの厚みを段階的に変化させた場合は、第１の実施形態と同様に、バスバー部２１ｂ、２２ｂを形成するために必要な電極材料の量が少ない。しかしながら、バスバー部２１ｂ、２２ｂの厚みを段階的に変化させた場合は、厚みが変化する部分に応力が集中する傾向にある。従って、バスバー部２１ｂ、２２ｂがはがれやすくなったり、損傷しやすくなったりする場合がある。この観点からも、第１の実施形態のようにバスバー部２１ｂ、２２ｂの一部のみを厚くすることが好ましい。
　なお、図９，１０に示す第２及び第３の実施形態並びに下記の第４～第７の実施形態において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第４の実施形態）
　図１１は、第４の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。
　上記第１の実施形態では、ｐ側電極２１及びｎ側電極２２の両方のバスバー部２１ｂ、２２ｂに厚い部分を設けているが、本発明は、この構成に限定されない。光電変換効率には、多数キャリアの再結合による消失よりも、少数キャリアの再結合による消失の方が大きく影響することから、多数キャリアを収集する電極（本実施形態では、ｎ側電極２２）のみに厚い部分を設けてもよい。例えば図１１に示すように、ｎ側電極２２のバスバー部２２ｂに相対的に厚い部分を設けることによりバスバー部２２ｂにおける集電電流の減少を抑制する一方、ｐ側電極２１のバスバー部２１ｂに相対的に太い部分を設けることによりバスバー部２１ｂにおける集電電流の減少を抑制してもよい。
　また、ｐ側電極２１及びｎ側電極２２少なくとも一方のバスバー部２１ｂ、２２ｂの一部分を相対的に厚くしつつ、相対的に幅広にするようにしてもよい。そうした場合であっても、バスバー部の占有面積を小さくし得るため、改善された光電変換効率を得ることができる。
　（第５の実施形態）
　図１２は、第５の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。図１３は、図１２の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける略図的断面図である。図１２及び図１３に示すように、本実施形態の太陽電池セルでは、裏面２０ｂの上に、フィンガー電極部２１ａ、２２ａを覆うように絶縁膜３０が設けられている。そして、バスバー部２１ｂ、２２ｂのうち、厚みが最も大きな部分２１ｂ１，２１ｂ２，２２ｂ１，２２ｂ２の上に形成されている電極パッド部３１ａ、３１ｂは、絶縁膜３０の上にまで至るように大きく形成されている。
　本実施形態のように、絶縁膜３０を形成することにより、電極パッド部３１ａ、３１ｂを大きく形成できるため、配線材１１と太陽電池セル１０との接続部の電気抵抗を小さくすることができる。
　（第６の実施形態）
　図１４は、第６の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。
　上記第１の実施形態では、太陽電池セル１０が、裏面２０ｂにｐ型表面２０ｂｐ及びｎ型表面２０ｂｎが露出している裏面接合型の太陽電池セルである例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。
　本実施形態では、ｎ型表面２０ｂｎは裏面２０ｂに露出しているものの、ｐ型表面２０ｂｐは、受光面２０ａに露出している。受光面２０ａのｐ型表面２０ｂｐの上には、電極部２１ｄが形成されている。この電極部２１ｄは、光電変換部２０を貫通するスルーホール電極２１ｅによって、フィンガー電極部２１ａに電気的に接続されている。本実施形態のような太陽電池セルにおいても、バスバー部２１ｂ、２２ｂの少なくとも一部の厚みをフィンガー電極２１ａ、２２ａよりも厚くすることにより、上記第１の実施形態と同様に改善された光電変換効率を実現することができる。
　（第７の実施形態）
　図１５は、第７の実施形態における太陽電池セルの裏面の略図的平面図である。
　上記第１の実施形態では、第２及び第４の電極部が線状のバスバー部２１ｂ、２２ｂにより構成されている例について説明した。但し、本発明においては、第２及び第４の電極部のそれぞれが線状である必要は必ずしもない。
　例えば、図１５に示すように、第２及び第４の電極部として、電極パッド部２１ｆ、２２ｆを設け、電極パッド部２１ｆ、２２ｆをフィンガー電極部２１ａ、２２ａよりも厚くしてもよい。その場合は、電極パッド部２１ｆ、２２ｆの占有面積を小さくできる。従って、本実施形態においても、改善された光電変換効率を得ることができる。
１…太陽電池モジュール
２…太陽電池ストリング
１０…太陽電池セル
１１…配線材
２０…光電変換部
２０ａ…受光面
２０ｂ…裏面
２０ｂｎ…ｎ型表面
２０ｂｐ…ｐ型表面
２１…ｐ側電極
２２…ｎ側電極
２１ａ、２２ａ…フィンガー電極部
２１ｂ、２２ｂ…バスバー部
２１ｆ、２２ｆ、３１ａ、３１ｂ…電極パッド部
３０…絶縁膜

Claims (12)

  1. 　ｐ型表面及びｎ型表面を含む第１及び第２の主面を有する光電変換部と、
    　前記ｐ型表面及び前記ｎ型表面の一方に電気的に接続されており、少なくとも一部が前記第１の主面の上に配されている第１の電極と、
    　前記ｐ型表面及び前記ｎ型表面の他方に電気的に接続されており、少なくとも一部が前記第１の主面の上に配されている第２の電極と、
    を備え、
    　前記第１の電極は、第１の方向に沿って延びるように設けられており、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に沿って配列されている線状の複数の第１の電極部と、前記複数の第１の電極部が電気的に接続されている第２の電極部とを有し、
    　前記第２の電極部の少なくとも一部は、前記第１の電極部よりも厚い、太陽電池セル。
  2. 　前記第２の電極部の少なくとも一部の横断面積は、前記第１の電極部の横断面積よりも大きい、請求項１に記載の太陽電池セル。
  3. 　前記第１の電極は、多数キャリアを収集する電極である、請求項１または２に記載の太陽電池セル。
  4. 　前記第２の電極部は線状であり、
    　前記第２の電極部には、厚みが相対的に大きな部分と、厚みが相対的に小さな部分とが第２の方向に沿って設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  5. 　前記厚みが相対的に大きな部分と、前記相対的に厚みが小さな部分との間で厚みが漸次変化している、請求項４に記載の太陽電池セル。
  6. 　前記第２の電極部の厚みが一定である、請求項１～３のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  7. 　前記第１の電極部は、厚みが一定である、請求項１～６のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  8. 　前記第２の電極は、前記第２の方向に隣り合う前記第１の電極部間において前記第１の方向に沿って延びるように設けられている厚みが一定の線状の複数の第３の電極部と、前記複数の第３の電極部が電気的に接続されている第４の電極部とを有し、
    　前記第４の電極部の少なくとも一部は、前記第３の電極部よりも厚い、請求項１～７のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  9. 　複数の太陽電池セルと、隣接する前記太陽電池セル同士を電気的に接続している配線材とを備える太陽電池モジュールであって、
    　前記太陽電池セルは、ｐ型表面及びｎ型表面を含む第１及び第２の主面を有する光電変換部と、前記ｐ型表面及び前記ｎ型表面の一方に電気的に接続されており、少なくとも一部が前記第１の主面の上に配されている第１の電極と、前記ｐ型表面及び前記ｎ型表面の他方に電気的に接続されており、少なくとも一部が前記第１の主面の上に配されている第２の電極とを備え、
    　前記第１の電極は、第１の方向に沿って延びるように設けられており、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に沿って配列されている線状の複数の第１の電極部と、前記複数の第１の電極部が電気的に接続されている第２の電極部とを有し、
    　前記第２の電極部の少なくとも一部は、前記第１の電極部よりも厚い、太陽電池モジュール。
  10. 　前記配線材は、前記第２の電極部の前記第１の電極部よりも厚い部分に電気的に接続されている、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
  11. 　前記第２の電極部は、前記配線材との接続部から離れるに従って薄くなる、請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
  12. 　前記第１の電極部は、厚みが一定である、請求項９～１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
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