WO2020054129A1 - 太陽電池デバイスおよび太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2020054129A1
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solar cell
electrode
connection member
cell device
semiconductor substrate
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徹 寺下
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株式会社カネカ
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L31/072Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer or HIT® solar cells; solar cells
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell device and a solar cell module including the same.
  • a solar cell string (solar cell device)
  • more solar cells can be mounted in the limited solar cell mounting area of the solar cell module, the light receiving area for photoelectric conversion increases, and the Output is improved.
  • the solar cell string (solar cell device)
  • no gap is formed between the solar cells, and the design of the solar cell module is improved.
  • An object of the present invention is to provide a solar cell device capable of improving output, improving design, and improving productivity, and a solar cell module including the same.
  • the solar cell device is a solar cell device including a plurality of solar cells electrically connected by a connection member, and one of the adjacent solar cells in the plurality of solar cells.
  • a part of the one main surface side of one end side of the cell is the other main surface side opposite to the one main surface side of the other end side opposite to the one end side of the other solar cell of the adjacent solar cells.
  • Each of the plurality of solar cells includes a semiconductor substrate, a first conductivity type semiconductor layer formed on a portion of the semiconductor substrate on the other main surface side, and a second main substrate of the semiconductor substrate.
  • a second conductivity type semiconductor layer formed on another part of the surface side, a first electrode formed on the other main surface side at one end corresponding to the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer.
  • a second electrode disposed on the other main surface side of the other end corresponding to the semiconductor layer;
  • the connection member has a band shape composed of a conductive layer and a resin layer laminated on the solar cell side of the conductive layer, and one end of the connection member has one end. And the other end of the connection member is electrically connected to the second electrode of the other solar cell.
  • a solar cell module according to the present invention includes one or more solar cell devices described above.
  • the output of the solar cell module is improved, the design of the solar cell module is improved, and the productivity of the solar cell module is further improved.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the solar cell module shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram of a solar cell in the solar cell device shown in FIGS. 1 and 2 as viewed from the back side.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the solar battery cell shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of an overlapping region of the solar cell device shown in FIG. 2.
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line VIB-VIB of the connection member shown in FIG. 6A. It is an expanded sectional view near a superposition area of a solar cell device concerning a modification of this embodiment.
  • FIG. 1 is a view of the solar cell module including the solar cell device according to the present embodiment as viewed from the back side
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell module shown in FIG. 1 taken along the line II-II.
  • a light-receiving-side protection member 3, a back-side protection member 4, and a sealing material 5, which will be described later, are omitted, and a connection member 6, which will be described later, is shown through.
  • the solar cell module 100 is a solar cell device (also referred to as a solar cell string) that electrically connects a plurality of rectangular back-electrode-type solar cells 2 using a shingling method. 1).
  • the solar cell device 1 is sandwiched between the light receiving side protection member 3 and the back side protection member 4.
  • a liquid or solid sealing material 5 is filled between the light receiving side protection member 3 and the back side protection member 4, whereby the solar cell device 1 is sealed.
  • the sealing material 5 seals and protects the solar cell device 1, that is, the solar cell 2, between the light receiving side surface of the solar cell 2 and the light receiving side protection member 3, and 2 between the back side surface and the back side protection member 4.
  • the shape of the sealing material 5 is not particularly limited, and examples thereof include a sheet shape. This is because the sheet-like shape easily covers the front and back surfaces of the planar solar cell 2.
  • the material of the sealing material 5 is not particularly limited, but preferably has a property of transmitting light (transparency). Further, it is preferable that the material of the sealing material 5 has adhesiveness for bonding the solar battery cell 2, the light receiving side protection member 3, and the back side protection member 4.
  • Such materials include, for example, ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene / ⁇ -olefin copolymer, ethylene / vinyl acetate / triallyl isocyanurate (EVAT), polyvinyl butyrate (PVB), acrylic A light-transmitting resin such as a resin, a urethane resin, or a silicone resin may be used.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • EVAT ethylene / vinyl acetate / triallyl isocyanurate
  • PVB polyvinyl butyrate
  • acrylic A light-transmitting resin such as a resin, a urethane resin, or a silicone resin may be used.
  • the light receiving side protection member 3 covers the surface (light receiving surface) of the solar cell device 1, that is, the solar cell 2, via the sealing material 5 to protect the solar cell 2.
  • the shape of the light receiving side protection member 3 is not particularly limited, but is preferably a plate shape or a sheet shape in that the light receiving side protection member 3 indirectly covers the planar light receiving surface.
  • the material of the light-receiving side protection member 3 is not particularly limited, but is preferably a material having a light-transmitting property and being resistant to ultraviolet light, like the sealing material 5, for example, glass or A transparent resin such as an acrylic resin or a polycarbonate resin is used.
  • the surface of the light-receiving side protection member 3 may be processed into an uneven shape, or may be covered with an antireflection coating layer. With such a configuration, the light-receiving side protection member 3 hardly reflects the received light, and can guide more light to the solar cell device 1.
  • the back side protection member 4 covers the back surface of the solar cell device 1, that is, the solar cell 2, via the sealing material 5 to protect the solar cell 2.
  • the shape of the back side protection member 4 is not particularly limited, but is preferably a plate shape or a sheet shape in the same manner as the light receiving side protection member 3 from the point of indirectly covering the planar back surface.
  • the material of the back side protection member 4 is not particularly limited, but a material that prevents invasion of water or the like (has a high water barrier) is preferable.
  • a laminate of a resin film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), an olefin-based resin, a fluorine-containing resin, or a silicone-containing resin and a metal foil such as an aluminum foil can be used.
  • the solar cells 2 are connected in series by partially overlapping the ends of the solar cells 2.
  • one of the main surfaces for example, the light receiving surface
  • one end side for example, the right end side in FIG. 2 in the X direction of one of the adjacent solar cells 2, 2.
  • the part is the other main surface side (opposite to the one main surface side) on the other end side (the other end side opposite to the above one end side, for example, the left end side in FIG. 2) in the X direction of the other solar cell 2
  • On the other main surface side for example, the back surface side).
  • a first electrode (described later) extending in the Y direction is formed on the back surface at one end of the solar cell 2, and extends in the Y direction on the back surface at the other end of the solar cell 2.
  • a second electrode (described below) is formed. The first electrode on the back surface on one end side of one solar cell 2 is electrically connected to the second electrode on the back surface on the other end side of the other solar cell 2 via a connection member 6. .
  • the solar cells 2 since the plurality of solar cells 2 have a stacked structure in which the solar cells 2 are uniformly inclined in a certain direction, as if a tile is laid on a roof, the solar cells 2 are electrically connected in this manner.
  • the method is called a shingling method.
  • the plurality of solar cells 2 connected in a string form is referred to as a solar cell string (solar cell device).
  • a region where the adjacent solar cells 2 and 2 overlap is referred to as an overlapping region Ro. Details of the solar cell device 1 and the connection member 6 will be described later.
  • the solar cell 2 in the solar cell device 1 will be described.
  • FIG. 3 is a view of the solar cell 2 in the solar cell device 1 shown in FIGS. 1 and 2 as viewed from the back side.
  • the solar cell 2 shown in FIG. 3 is a rectangular back electrode type solar cell.
  • the photovoltaic cell 2 includes a semiconductor substrate 11 having two main surfaces, one main surface side (for example, a light receiving surface side) and the other main surface side (for example, a back surface side), and the other main surface of the semiconductor substrate 11. On the side, a first conductivity type region 7 and a second conductivity type region 8 are provided.
  • the first conductivity type region 7 has a so-called comb shape, and has a plurality of finger portions 7f corresponding to comb teeth and a bus bar portion 7b corresponding to a support portion of the comb teeth.
  • the bus bar portion 7b extends in the Y direction (second direction) along one side of the semiconductor substrate 11, and the finger portion 7f extends from the bus bar portion 7b in the X direction (first direction) crossing the Y direction.
  • the second conductivity type region 8 has a so-called comb shape, and has a plurality of finger portions 8f corresponding to comb teeth and a bus bar portion 8b corresponding to a support portion of the comb teeth.
  • the bus bar portion 8b extends in the Y direction along the other side portion facing the one side portion of the semiconductor substrate 11, and the finger portion 8f extends in the X direction from the bus bar portion 8b.
  • the finger portions 7f and the finger portions 8f are provided alternately in the Y direction.
  • the first conductivity type region 7 and the second conductivity type region 8 may be formed in a stripe shape.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of solar cell 2 shown in FIG.
  • solar cell 2 includes an intrinsic semiconductor layer 13 and an antireflection layer 15 that are sequentially stacked on a light receiving surface side, which is a main surface on the light receiving side, of the main surfaces of semiconductor substrate 11.
  • the solar cell 2 is sequentially arranged on a part of the back surface side (mainly, the first conductivity type region 7) which is the main surface (the other main surface) of the semiconductor substrate 11 opposite to the light receiving surface.
  • the semiconductor device includes a stacked intrinsic semiconductor layer 23, a first conductivity type semiconductor layer 25, a transparent electrode layer 27, and a metal electrode layer 28.
  • the solar cell 2 includes an intrinsic semiconductor layer 33, a second conductivity type semiconductor layer 35, and a transparent electrode that are sequentially stacked on another portion (mainly, the second conductivity type region 8) of the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the semiconductor layer 35 and the transparent electrode layer 37 are also referred to as a solar cell stack 10.
  • the semiconductor substrate 11 is formed of a crystalline silicon material such as single crystal silicon or polycrystalline silicon.
  • the semiconductor substrate 11 is, for example, an n-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with an n-type dopant. Examples of the n-type dopant include phosphorus (P).
  • the semiconductor substrate 11 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the light receiving surface side and generates photocarriers (electrons and holes). By using crystalline silicon as the material of the semiconductor substrate 11, a relatively high output (stable output regardless of illuminance) can be obtained even when the dark current is relatively small and the intensity of the incident light is low.
  • the semiconductor substrate 11 is one of divided large-sized semiconductor substrates of a predetermined size.
  • the predetermined size is a size determined by a predetermined size (for example, 6 inches) of the semiconductor wafer.
  • the large semiconductor substrate is divided into four or more and ten or less in one predetermined direction.
  • the long side of the semiconductor substrate 11 is preferably 120 mm or more and 160 mm or less, and the ratio of the long side / short side indicating the ratio of the long side to the short side of the semiconductor substrate 11 is preferably 2 or more and 10 or less.
  • the intrinsic semiconductor layer 13 is formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the intrinsic semiconductor layer 23 is formed in the first conductivity type region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the intrinsic semiconductor layer 33 is formed in the second conductivity type region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the intrinsic semiconductor layers 13, 23, and 33 are formed of, for example, intrinsic (i-type) amorphous silicon material.
  • the intrinsic semiconductor layers 13, 23, and 33 function as passivation layers, suppress recombination of carriers generated in the semiconductor substrate 11, and increase carrier collection efficiency.
  • An antireflection layer 15 may be formed on the intrinsic semiconductor layer 13 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the antireflection layer 15 is formed of a material such as SiO, SiN, or SiON.
  • the first conductivity type semiconductor layer 25 is formed on the intrinsic semiconductor layer 23, that is, in the first conductivity type region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the first conductivity type semiconductor layer 25 is formed of, for example, an amorphous silicon material.
  • the first conductivity type semiconductor layer 25 is, for example, an n-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with an n-type dopant (for example, the above-described phosphorus (P)).
  • the second conductivity type semiconductor layer 35 is formed on the intrinsic semiconductor layer 33, that is, in the second conductivity type region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the second conductivity type semiconductor layer 35 is formed of, for example, an amorphous silicon material.
  • the second conductivity type semiconductor layer 35 is, for example, a p-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with a p-type dopant. Examples of the p-type dopant include boron (B).
  • the first conductivity type semiconductor layer 25 may be a p-type semiconductor layer
  • the second conductivity type semiconductor layer 35 may be an n-type semiconductor layer
  • the semiconductor substrate 11 may be a p-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with a p-type dopant (for example, boron (B) described above).
  • the transparent electrode layer 27 is formed on the first conductivity type semiconductor layer 25, that is, in the first conductivity type region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the transparent electrode layer 37 is formed on the second conductivity type semiconductor layer 35, that is, in the second conductivity type region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the transparent electrode layers 27 and 37 are formed of a transparent conductive material. Examples of the transparent conductive material include ITO (Indium Tin Oxide: composite oxide of indium oxide and tin oxide).
  • the metal electrode layer 28 is formed on the transparent electrode layer 27, that is, in the first conductivity type region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the metal electrode layer 38 is formed on the transparent electrode layer 37, that is, in the second conductivity type region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the metal electrode layers 28 and 38 are formed of a metal material.
  • the metal material for example, Cu, Ag, Al and alloys thereof are used.
  • the metal electrode layers 28 and 38 are formed of, for example, a conductive paste material containing a metal powder such as silver.
  • the metal electrode layer 28 has a so-called comb shape, and includes a plurality of finger electrode portions 28f corresponding to comb teeth and a bus bar electrode portion corresponding to comb tooth support portions. 28b.
  • the bus bar electrode portion 28b extends in the Y direction along a side of the semiconductor substrate 11 on one end side in the X direction.
  • the finger electrode portion 28f extends in the X direction from the bus bar electrode portion 28b.
  • the metal electrode layer 38 has a so-called comb shape, and has a plurality of finger electrode portions 38f corresponding to comb teeth and a bus bar electrode portion 38b corresponding to a comb tooth support portion.
  • the bus bar electrode portion 38b extends in the Y direction along a side of the semiconductor substrate 11 on the other end side in the X direction.
  • the finger electrode portion 38f extends in the X direction from the bus bar electrode portion 38b.
  • the bus bar electrode portion 28b in the metal electrode layer 28 functions as a first electrode to which the connection member 6 is connected.
  • the bus bar electrode portion 38b in the metal electrode layer 38 functions as a second electrode to which the connection member 6 is connected.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view near the overlap region Ro of the solar cell device 1 shown in FIG.
  • a first electrode 28b is formed on the back surface of one end of the solar cell 2 in the X direction
  • the first electrode 28b is formed on the back surface of the other end of the solar cell 2 in the X direction.
  • Two electrodes 38b are formed.
  • the first electrode 28b has a band shape extending in the Y direction along one end of the solar cell stack 10 (in other words, the semiconductor substrate 11), that is, along the overlap region Ro.
  • the second electrode 38b has a band shape extending in the Y direction along the other end of the solar cell stack 10 (in other words, the semiconductor substrate 11), that is, along the overlap region Ro.
  • the width Wo in the X direction of the overlap region Ro where the solar cells 2 overlap is preferably 0.5 mm or more and 2 mm or less. According to this, there is no gap between the solar cells 2 and the design of the solar cell module 100 is improved.
  • the width W1 of the first electrode 28b in the X direction and the width W2 of the second electrode 38b in the X direction are preferably 1 mm or more and 2 mm or less. If the size of the electrode is not too large, carriers can be taken out even in the electrode formation region, and the output of the solar cell module is improved. In addition, if the size of the electrode is not too small, the adhesiveness between the electrode and the connection member is obtained, and the productivity of the solar cell module is improved.
  • connection member 6 has a band shape extending in the Y direction (see FIG. 1), and is arranged so as to straddle the overlapping region Ro in the X direction.
  • One end (for example, the left end in FIG. 5) of the connection member 6 in the X direction is one end side (for example, the right end in FIG. 5) of one of the adjacent solar cells 2, 2 in the X direction.
  • Side is electrically connected to the first electrode 28b on the back side.
  • the other end (for example, the right end in FIG. 5) of the connection member 6 in the X direction is the other end in the X direction of the other solar cell 2 of the adjacent solar cells 2 (for example, the left end in FIG. 5).
  • Side is electrically connected to the second electrode 38b on the back side.
  • the connection member 6 includes a conductive layer 6a and a resin layer 6b laminated on the solar cell 2 side of the conductive layer 6a, and is in the form of a flexible thin film (film or sheet).
  • the conductive layer 6a contains a material containing copper as a main component, and has a foil shape having a thickness of 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • An example of the conductive layer 6a is a tin-plated copper foil.
  • the resin layer 6b is, for example, a layer of a resin paste to which conductive particles are added.
  • the resin paste for example, an acrylic resin that exhibits adhesiveness at a low temperature (for example, 100 degrees) is used, but an epoxy resin, an imide resin, a phenol resin, or the like may be used.
  • the thickness of the resin layer 6b is preferably from 10 ⁇ m to 50 ⁇ m from the viewpoint of ensuring adhesion to the electrode, and more preferably from 10 ⁇ m to 30 ⁇ m from the viewpoint of cost.
  • the conductive particles for example, metal powder such as Ni, Au, Ag, Cu, Zn, or In may be used, or conductive powder such as carbon powder may be used.
  • the conductive particles metal powder or particles obtained by coating the surface of particles made of epoxy, acrylic, polyimide, phenol, or the like with a metal film may be used. Among them, those coated with Ni particles or Cu particles with Ag are more preferable from the viewpoint of cost or reliability.
  • the average particle size is preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, and more preferably about 10 ⁇ m in average particle size, from the viewpoint of cost or ease of processing.
  • the connection member 6 when the connection member 6 is connected across the first electrode 28b and the second electrode 38b, any conductive particles can be used to electrically connect the electrodes 28b and 38b to the conductive layer 6a.
  • the resin layer 6b may be a layered resin paste containing no conductive particles. Such a connection member 6 including the resin layer 6b containing no conductive particles is suitable for a second modification or a third modification described later.
  • one end of the solar cell 2 in one of the adjacent solar cells 2 and 2 in the X direction (for example, A part of the light receiving surface on the right end side in FIGS. 2 and 5 is a part of a back surface side on the other end side (for example, the left end side in FIGS. 2 and 5) of the other solar cell 2 in the X direction.
  • a plurality of solar cells 2 are electrically connected to each other by using a shingling method so as to overlap below. Thereby, more solar cells 2 can be mounted on the limited solar cell mounting area in solar cell module 100, the light receiving area for photoelectric conversion increases, and the output of solar cell module 100 improves. . In addition, there is no gap between the solar cells 2 and the design of the solar cell module 100 is improved.
  • connection wire for connecting solar cells Since such a conventional connection line is hard, there is a step between the electrodes as in the case of the shingling method, and when the distance between the electrodes is short, the connection line is likely to come off and the productivity is reduced.
  • connection member 6 since the connection member 6 is formed from the conductive layer 6a and the resin layer 6b laminated on the solar cell 2 side of the conductive layer 6a, the connection member 6 is relatively formed by the resin layer 6b. In a low temperature (for example, 100 degrees) environment, the end of the connection member 6 adheres to the first electrode 28b and the second electrode 38b of the solar cell 2. Further, the connection member 6 has a thin film shape having flexibility. Accordingly, there is a step between the solar cells 2 and 2 as in the shingling method, and even if the distance between the electrodes is short, the connection between the solar cells 2 and 2 becomes easy, and the productivity of the solar cell module 100 is increased. Is improved.
  • the semiconductor substrate of the solar cell 2 is one of the divided large-sized semiconductor substrates of a predetermined size by the shingling method. The flowing current is small. Thereby, even if the thickness of the conductive layer 6a of the connection member 6 is small, the resistance loss of the connection member 6 is suppressed, and the output of the solar cell module 100 is improved.
  • the first electrode (bus bar electrode portion) 28b and the second electrode (bus bar electrode portion) 38b to which the connection member 6 is connected are formed in the X direction of the solar cell stack 10 (that is, the semiconductor substrate 11).
  • An example of a belt-like form extending along one end and the other end is shown.
  • the feature of the present invention is not limited to this, and at least one of the first electrode and the second electrode to which the connection member is connected is connected to one end of the solar cell stack (that is, the semiconductor substrate) in the X direction.
  • it may include a plurality of island-shaped electrodes (in other words, pad electrodes) arranged apart from each other along the other end.
  • the resin layer 6b of the connection member 6 may have a plurality of openings 6h provided separately on the surface of the connection member 6. According to this, when the connection member 6 is connected to the first electrode 28b or the second electrode 38b, a part of the surface of the first electrode 28b or the second electrode 38b is connected to the conductive layer 6a in the opening 6h of the resin layer 6b. Contact. Therefore, the contact resistance between the connection member 6 and the first electrode 28b or the second electrode 38b is reduced, and the output of the solar cell module 100 is improved.
  • an opening 6h may be formed in the resin layer 6b by pressing from the conductive layer 6a side.
  • a part of conductive layer 6a is inserted into opening 6h of resin layer 6b, and a part of conductive layer 6a is exposed on the surface of resin layer 6b.
  • the connection member 6 when the connection member 6 is connected to the first electrode 28b or the second electrode 38b, a part of the conductive layer 6a contacts the first electrode 28b or the second electrode 38b in the opening 6h of the resin layer 6b. . Therefore, the contact resistance between the connection member 6 and the first electrode 28b or the second electrode 38b is reduced, and the output of the solar cell module 100 is improved.
  • the connection member 6 including the resin layer 6b having the opening 6h the connection member 6 including the resin layer 6b containing no conductive particles described above may be used.
  • connection member 6 has one end and the other end except for one end connected to the first electrode 28b and the other end connected to the second electrode 38b.
  • An insulating layer 6c laminated on the solar battery cell 2 side may be further provided in a part between the solar cell 2 and the portion.
  • the solar cell module 100 has been described as an example including the single solar cell device 1, but the solar cell module 100 includes, for example, a plurality of solar cell devices 1 arranged in the Y direction. Is also good.
  • the solar cell device 1 including the heterojunction type solar cell 2 as illustrated in FIG. 4 has been exemplified.
  • the present invention is not limited to this, and is also applicable to solar cell devices including various solar cells such as homojunction type solar cells.
  • the form in which the longitudinal ends of the solar battery cells 2 are overlapped is exemplified.
  • the present invention is not limited to this, and is also applicable to a case where short ends of solar cells are overlapped.

Abstract

出力向上および意匠性の向上、並びに生産性の向上が可能な太陽電池デバイスを提供する。太陽電池デバイス1は複数の太陽電池セル2を備える。複数の太陽電池セルにおける隣り合う太陽電池セルのうちの一方の太陽電池セル2の一方端側の一方主面側の一部は、他方の太陽電池セル2の他方端側の他方主面側の一部の下に重なっており、太陽電池セル2は、第1導電型半導体層に対応して一方端側の他方主面側に形成された第1電極28bと、第2導電型半導体層に対応して他方端側の他方主面側に配置された第2電極38bとを備える裏面電極型の太陽電池セルである。接続部材6は、導電層6aと、導電層の太陽電池セル側に積層された樹脂層6bとから構成された帯状をなし、接続部材6の一方端部は、一方の太陽電池セルの第1電極28bに接続され、接続部材6の他方端部は、他方の太陽電池セルの第2電極38bに接続される。

Description

太陽電池デバイスおよび太陽電池モジュール
 本発明は、太陽電池デバイス、およびそれを備える太陽電池モジュールに関する。
 昨今、両面電極型の太陽電池セルをモジュール化する場合、導電性の接続線を用いることなく、太陽電池セルの一部同士を重ね合わせることで、直接、電気的かつ物理的に接続を行う方式が存在する。このような接続方式はシングリング方式と称され、シングリング方式で電気的に接続された複数の太陽電池セルは太陽電池ストリング(太陽電池デバイス)と称される(例えば、特許文献1参照)。
 太陽電池ストリング(太陽電池デバイス)では、太陽電池モジュールにおける限られた太陽電池セル実装面積に、より多くの太陽電池セルが実装可能になり、光電変換のための受光面積が増え、太陽電池モジュールの出力が向上する。また、太陽電池ストリング(太陽電池デバイス)では、太陽電池セル間に隙間が生じず、太陽電池モジュールの意匠性が向上する。
特開2017-517145号公報
 出力向上および意匠性向上の観点から、裏面電極型の太陽電池セルをモジュール化する場合にも、シングリング方式を用いて太陽電池セルの一部同士を重ね合わせて接続することが検討されている。
 しかし、シングリング方式を用いて裏面電極型の太陽電池セルの一部同士を重ね合わせると、これらの太陽電池セル間に段差が生じ、これらの太陽電池セルの裏面側の電極間に段差が生じる。そのため、これらの太陽電池セルの接続が容易でなく、太陽電池モジュールの生産性が低下してしまう。
 本発明は、出力向上および意匠性の向上、並びに生産性の向上が可能な太陽電池デバイス、およびそれを備える太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
 本発明に係る太陽電池デバイスは、接続部材によって電気的に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスであって、複数の太陽電池セルにおける隣り合う太陽電池セルのうちの一方の太陽電池セルの一方端側の一方主面側の一部は、隣り合う太陽電池セルのうちの他方の太陽電池セルの一方端側と反対の他方端側の一方主面側と反対の他方主面側の一部の下に重なっており、複数の太陽電池セルの各々は、半導体基板と、半導体基板の他方主面側の一部に形成された第1導電型半導体層と、半導体基板の他方主面側の他の一部に形成された第2導電型半導体層と、第1導電型半導体層に対応して一方端側の他方主面側に形成された第1電極と、第2導電型半導体層に対応して他方端側の他方主面側に配置された第2電極とを備える裏面電極型の太陽電池セルであり、接続部材は、導電層と、導電層の太陽電池セル側に積層された樹脂層とから構成された帯状をなし、接続部材の一方端部は、一方の太陽電池セルの第1電極に電気的に接続され、接続部材の他方端部は、他方の太陽電池セルの第2電極に電気的に接続される。
 本発明に係る太陽電池モジュールは、上記した単数または複数の太陽電池デバイスを備える。
 本発明によれば、太陽電池モジュールの出力が向上し、太陽電池モジュールの意匠性が向上し、更に太陽電池モジュールの生産性が向上する。
本実施形態に係る太陽電池デバイスを備える太陽電池モジュールを裏面側からみた図である。 図1に示す太陽電池モジュールのII-II線断面図である。 図1および図2に示す太陽電池デバイスにおける太陽電池セルを裏面側からみた図である。 図3に示す太陽電池セルのIV-IV線断面図である。 図2に示す太陽電池デバイスの重ね合わせ領域付近の拡大断面図である。 本実施形態の変形例に係る接続部材を樹脂層側からみた図である。 図6Aに示す接続部材のVIB-VIB線断面図である。 本実施形態の変形例に係る太陽電池デバイスの重ね合わせ領域付近の拡大断面図である。
 以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
(太陽電池モジュール)
 図1は、本実施形態に係る太陽電池デバイスを備える太陽電池モジュールを裏面側からみた図であり、図2は、図1に示す太陽電池モジュールのII-II線断面図である。図1では、後述する受光側保護部材3、裏側保護部材4および封止材5が省略されており、後述する接続部材6を透かして示す。図1および図2に示すように、太陽電池モジュール100は、複数の長方形状の裏面電極型の太陽電池セル2をシングリング方式を用いて電気的に接続する太陽電池デバイス(太陽電池ストリングとも称される)1を含む。
 太陽電池デバイス1は、受光側保護部材3と裏側保護部材4とによって挟み込まれている。受光側保護部材3と裏側保護部材4との間には、液体状または固体状の封止材5が充填されており、これにより、太陽電池デバイス1は封止される。
 封止材5は、太陽電池デバイス1、すなわち太陽電池セル2を封止して保護するもので、太陽電池セル2の受光側の面と受光側保護部材3との間、および、太陽電池セル2の裏側の面と裏側保護部材4との間に介在する。
 封止材5の形状としては、特に限定されるものではなく、例えばシート状が挙げられる。シート状であれば、面状の太陽電池セル2の表面および裏面を被覆しやすいためである。
 封止材5の材料としては、特に限定されるものではないが、光を透過する特性(透光性)を有すると好ましい。また、封止材5の材料は、太陽電池セル2と受光側保護部材3と裏側保護部材4とを接着させる接着性を有すると好ましい。
 このような材料としては、例えば、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/α-オレフィン共重合体、エチレン/酢酸ビニル/トリアリルイソシアヌレート(EVAT)、ポリビニルブチラート(PVB)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、または、シリコーン樹脂等の透光性樹脂が挙げられる。
 受光側保護部材3は、封止材5を介して、太陽電池デバイス1、すなわち太陽電池セル2の表面(受光面)を覆って、その太陽電池セル2を保護する。
 受光側保護部材3の形状としては、特に限定されるものではないが、面状の受光面を間接的に覆う点から、板状またはシート状が好ましい。
 受光側保護部材3の材料としては、特に限定されるものではないが、封止材5同様に、透光性を有しつつも紫外光に耐性の有る材料が好ましく、例えば、ガラス、または、アクリル樹脂若しくはポリカーボネート樹脂等の透明樹脂が挙げられる。また、受光側保護部材3の表面は、凹凸状に加工されていても構わないし、反射防止コーティング層で被覆されていても構わない。これらのようになっていると、受光側保護部材3は、受けた光を反射させ難くして、より多くの光を太陽電池デバイス1に導けるためである。
 裏側保護部材4は、封止材5を介して、太陽電池デバイス1、すなわち太陽電池セル2の裏面を覆って、その太陽電池セル2を保護する。
 裏側保護部材4の形状としては、特に限定されるものではないが、受光側保護部材3同様に、面状の裏面を間接的に覆う点から、板状またはシート状が好ましい。
 裏側保護部材4の材料としては、特に限定されるものではないが、水等の浸入を防止する(遮水性の高い)材料が好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、オレフィン系樹脂、含フッ素樹脂、若しくは含シリコーン樹脂等の樹脂フィルムと、アルミニウム箔等の金属箔との積層体が挙げられる。
(太陽電池デバイス)
 太陽電池デバイス1では、太陽電池セル2の端部の一部が重なり合うことにより、太陽電池セル2が直列に接続される。具体的には、隣り合う太陽電池セル2,2のうちの一方の太陽電池セル2のX方向における一方端側(例えば図2において右端側)の一方主面側(例えば受光面側)の一部は、他方の太陽電池セル2のX方向における他方端側(上述の一方端側と反対の他方端側、例えば図2において左端側)の他方主面側(上述の一方主面側と反対の他方主面側、例えば裏面側)の一部の下に重なる。太陽電池セル2の一方端側の裏面側には、Y方向に延在する第1電極(後述)が形成され、太陽電池セル2の他方端側の裏面側には、Y方向に延在する第2電極(後述)が形成される。一方の太陽電池セル2の一方端側の裏面側の第1電極は、接続部材6を介して、他方の太陽電池セル2の他方端側の裏面側の第2電極と電気的に接続される。
 このように、瓦を屋根に葺いたように、複数の太陽電池セル2が一様にある方向にそろって傾く堆積構造となることから、このようにして太陽電池セル2を電気的に接続する方式を、シングリング方式と称する。また、ひも状につながった複数の太陽電池セル2を、太陽電池ストリング(太陽電池デバイス)と称する。
 以下では、隣り合う太陽電池セル2,2が重なり合う領域を、重ね合わせ領域Roという。
 太陽電池デバイス1および接続部材6の詳細は後述する。以下、太陽電池デバイス1における太陽電池セル2について説明する。
(太陽電池セル)
 図3は、図1および図2に示す太陽電池デバイス1における太陽電池セル2を裏面側からみた図である。図3に示す太陽電池セル2は、長方形状の裏面電極型の太陽電池セルである。太陽電池セル2は、一方主面側(例えば受光面側)と、その反対の他方主面側(例えば裏面側)の2つの主面を有する半導体基板11を備え、半導体基板11の他方主面側において第1導電型領域7と第2導電型領域8とを有する。
 第1導電型領域7は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部7fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部7bとを有する。バスバー部7bは、半導体基板11の一方の辺部に沿ってY方向(第2方向)に延在し、フィンガー部7fは、バスバー部7bから、Y方向に交差するX方向(第1方向)に延在する。
 同様に、第2導電型領域8は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部8fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部8bとを有する。バスバー部8bは、半導体基板11の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿ってY方向に延在し、フィンガー部8fは、バスバー部8bからX方向に延在する。
 フィンガー部7fとフィンガー部8fとは、Y方向に交互に設けられている。
 なお、第1導電型領域7および第2導電型領域8は、ストライプ状に形成されてもよい。
 図4は、図3に示す太陽電池セル2のIV-IV線断面図である。図4に示すように、太陽電池セル2は、半導体基板11の主面のうちの受光する側の主面である受光面側に順に積層された真性半導体層13および反射防止層15を備える。また、太陽電池セル2は、半導体基板11の主面のうちの受光面の反対側の主面(他方主面)である裏面側の一部(主に、第1導電型領域7)に順に積層された真性半導体層23、第1導電型半導体層25、透明電極層27および金属電極層28を備える。また、太陽電池セル2は、半導体基板11の裏面側の他の一部(主に、第2導電型領域8)に順に積層された真性半導体層33、第2導電型半導体層35、透明電極層37および金属電極層38を備える。
 なお、半導体基板11、受光面側の真性半導体層13および反射防止層15、裏面側の真性半導体層23、第1導電型半導体層25、透明電極層27、真性半導体層33、第2導電型半導体層35、透明電極層37は、太陽電池積層体10ともいう。
 半導体基板11は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板11は、例えば結晶シリコン材料にn型ドーパントがドープされたn型の半導体基板である。n型ドーパントとしては、例えばリン(P)が挙げられる。
 半導体基板11は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア(電子および正孔)を生成する光電変換基板として機能する。
 半導体基板11の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力(照度によらず安定した出力)が得られる。
 半導体基板11は、所定の大きさの大判半導体基板を分割したうちの1つである。所定の大きさとは、半導体ウェハの所定の大きさ(例えば6インチ)で定まる大きさである。
 例えば、6インチの大判半導体基板の場合、この大判半導体基板を所定の一方向に4個以上10個以下に分割する。
 半導体基板11の長辺は120mm以上160mm以下であると好ましく、半導体基板11の長辺と短辺との比を示す長辺/短辺の比は、2以上10以下であると好ましい。
 真性半導体層13は、半導体基板11の受光面側に形成されている。真性半導体層23は、半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7に形成されている。真性半導体層33は、半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8に形成されている。
 真性半導体層13,23,33は、例えば真性(i型)アモルファスシリコン材料で形成される。
 真性半導体層13,23,33は、パッシベーション層として機能し、半導体基板11で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
 半導体基板11の受光面側の真性半導体層13上には、反射防止層15が形成されてもよい。反射防止層15は、例えばSiO、SiN、またはSiON等の材料で形成される。
 第1導電型半導体層25は、真性半導体層23上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7に形成されている。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料にn型ドーパント(例えば、上述したリン(P))がドープされたn型の半導体層である。
 第2導電型半導体層35は、真性半導体層33上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8に形成されている。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料にp型ドーパントがドープされたp型半導体層である。p型ドーパントとしては、例えばホウ素(B)が挙げられる。
 なお、第1導電型半導体層25がp型半導体層であり、第2導電型半導体層35がn型半導体層であってもよい。
 また、半導体基板11は、結晶シリコン材料にp型ドーパント(例えば、上述したホウ素(B))がドープされたp型半導体基板であってもよい。
 透明電極層27は、第1導電型半導体層25上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7に形成されている。透明電極層37は、第2導電型半導体層35上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8に形成されている。透明電極層27,37は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物)等が挙げられる。
 金属電極層28は、透明電極層27上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7に形成される。金属電極層38は、透明電極層37上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8に形成されている。
 金属電極層28,38は、金属材料で形成される。金属材料としては、例えば、Cu、Ag、Alおよびこれらの合金が用いられる。金属電極層28,38は、例えば、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。
 再び図3(および図1)を参照し、金属電極層28は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー電極部28fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー電極部28bとを有する。バスバー電極部28bは、半導体基板11のX方向の一方端側の辺部に沿ってY方向に延在する。フィンガー電極部28fは、バスバー電極部28bからX方向に延在する。
 同様に、金属電極層38は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー電極部38fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー電極部38bとを有する。バスバー電極部38bは、半導体基板11のX方向の他方端側の辺部に沿ってY方向に延在する。フィンガー電極部38fは、バスバー電極部38bからX方向に延在する。
 金属電極層28におけるバスバー電極部28bは、接続部材6が接続される第1電極として機能する。
 同様に、金属電極層38におけるバスバー電極部38bは、接続部材6が接続される第2電極として機能する。
(太陽電池デバイスおよび接続部材の詳細)
 図5は、図2に示す太陽電池デバイス1の重ね合わせ領域Ro付近の拡大断面図である。図5に示すように、太陽電池セル2のX方向の一方端側の裏面側には第1電極28bが形成されており、太陽電池セル2のX方向の他方端側の裏面側には第2電極38bが形成されている。第1電極28bは、太陽電池積層体10(換言すれば、半導体基板11)の一方端側の端部に沿って、すなわち重ね合わせ領域Roに沿ってY方向に延在する帯状をなす。第2電極38bは、太陽電池積層体10(換言すれば、半導体基板11)の他方端側の端部に沿って、すなわち重ね合わせ領域Roに沿ってY方向に延在する帯状をなす。
 例えば、太陽電池セル2が重なり合う重ね合わせ領域RoのX方向の幅Woは、0.5mm以上2mm以下であると好ましい。これによれば、太陽電池セル2間に隙間が生じることがなく、太陽電池モジュール100の意匠性が向上する。
 また、例えば、第1電極28bのX方向の幅W1および第2電極38bのX方向の幅W2は、1mm以上2mm以下であると好ましい。このように電極の大きさが大き過ぎないと、電極形成領域においてもキャリアを取り出せ、太陽電池モジュールの出力が向上する。また、このように電極の大きさが小さ過ぎないと、電極と接続部材との接着性が得られ、太陽電池モジュールの生産性が向上する。
 接続部材6は、Y方向に延在する帯状をなし(図1参照)、重ね合わせ領域RoをX方向に跨るように配置される。接続部材6のX方向における一方端部(例えば図5において左端部)は、隣り合う太陽電池セル2,2のうちの一方の太陽電池セル2のX方向における一方端側(例えば図5において右端側)の裏面側の第1電極28bに電気的に接続される。接続部材6のX方向における他方端部(例えば図5において右端部)は、隣り合う太陽電池セル2,2のうちの他方の太陽電池セル2のX方向における他方端側(例えば図5において左端側)の裏面側の第2電極38bに電気的に接続される。
 接続部材6は、導電層6aと、導電層6aの太陽電池セル2側に積層された樹脂層6bとを含み、柔軟性を有する薄膜状(フィルム状またはシート状)である。
 導電層6aは、銅を主成分とする材料を含み、厚さ10μm以上50μm以下の箔状である。導電層6aの一例としては錫メッキ銅箔が挙げられる。
 樹脂層6bは、例えば、導電性粒子を添加された樹脂ペーストを層状にしている。ここで、樹脂ペーストとしては、低温(例えば100度)で接着性を発揮する、例えば、アクリル樹脂が用いられるが、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂等でも構わない。なお、樹脂層6bの厚みは、電極に対し確実に接着させるという観点から10μm以上50μm以下が好ましく、コストの観点から10μm以上30μm以下がより好ましい。
 また、導電性粒子としては、例えば、Ni、Au、Ag、Cu、Zn、またはIn等の金属粉でも構わないし、炭素粉等の導電性の紛体等でも構わない。さらに、導電性粒子は、金属粉、または、エポキシ、アクリル、ポリイミド、フェノール等からなる粒子の表面を金属膜でコーティングしたものを用いても構わない。このような中でも、コストまたは信頼性の観点から、Ni粒子、または、Cu粒子をAgコートしたものがより好ましい。また、平均粒径は、コストまたは加工のしやすさの観点から、1μm以上30μm以下、好ましくは平均粒径5μm以上15μm以下、平均粒径10μm程度の大きさがより好ましい。
 要は、接続部材6が第1電極28bと第2電極38bに架け渡って接続された場合に、これら電極28b・38bと導電層6aとを電気的に接続させられる導電性粒子であればよい。
 なお、樹脂層6bは、導電性粒子を含まない樹脂ペーストを層状にしたものであっても構わない。このような導電性粒子を含まない樹脂層6bを含む接続部材6は、後述の変形例2または変形例3に好適である。
 以上説明したように、本実施形態の太陽電池デバイス1および太陽電池モジュール100によれば、隣り合う太陽電池セル2,2のうちの一方の太陽電池セル2のX方向の一方端側(例えば、図2および図5において右端側)の受光面側の一部が、他方の太陽電池セル2のX方向の他方端側(例えば、図2および図5において左端側)の裏面側の一部の下に重なるように、シングリング方式を用いて複数の太陽電池セル2が電気的に接続される。これにより、太陽電池モジュール100における限られた太陽電池セル実装面積に、より多くの太陽電池セル2が実装可能になり、光電変換のための受光面積が増え、太陽電池モジュール100の出力が向上する。また、太陽電池セル2間に隙間が生じることがなく、太陽電池モジュール100の意匠性が向上する。
 ところで、シングリング方式を用いて裏面電極型の太陽電池セル2,2の一部同士を重ね合わせると、これらの太陽電池セル2,2間に段差が生じ、これらの太陽電池セル2,2の裏面側の第1電極28bと第2電極38bとの間に段差が生じる。そのため、これらの太陽電池セル2,2の接続が容易でなく、生産性が低下してしまう。
 例えば、一般に、太陽電池セル同士を接続するための接続線として、厚さ200μm程度の錫めっき銅線が知られている。このような従来の接続線は硬いため、シングリング方式のように電極間に段差があり、電極間の距離が短い場合、接続線が外れ易く、生産性が低下してしまう。
 この点に関し、本実施形態によれば、接続部材6が、導電層6aと、導電層6aの太陽電池セル2側に積層された樹脂層6bとから形成されるので、樹脂層6bにより比較的に低温(例えば、100度)環境下で、接続部材6の端部が太陽電池セル2の第1電極28bおよび第2電極38bに接着する。また、接続部材6が、柔軟性を有する薄膜状をなす。これらにより、シングリング方式のように太陽電池セル2,2間に段差があり、電極間の距離が短くても、太陽電池セル2,2間の接続が容易となり、太陽電池モジュール100の生産性が向上する。
 ここで、接続部材6に樹脂層6bを設けつつ柔軟性を持たせるために、導電層6aの膜厚が薄くなる。そのため、接続部材6の抵抗損失が大きくなり、太陽電池モジュール100の出力低下が懸念される。
 この点に関し、本実施形態によれば、シングリング方式により、太陽電池セル2の半導体基板は、所定の大きさの大判半導体基板を分割したうちの1つであるので、個々の接続部材6に流れる電流が小さい。これにより、接続部材6の導電層6aの膜厚が薄くても、接続部材6の抵抗損失が抑制され、太陽電池モジュール100の出力が向上する。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。
(変形例1)
 上述した実施形態では、接続部材6が接続される第1電極(バスバー電極部)28bおよび第2電極(バスバー電極部)38bが、太陽電池積層体10(すなわち、半導体基板11)のX方向の一方端側および他方端側の端部に沿って延在する帯状である形態を例示した。しかし、本発明の特徴はこれに限定されず、接続部材が接続される第1電極および第2電極のうちの少なくとも一方が、太陽電池積層体(すなわち、半導体基板)のX方向の一方端側または他方端側の端部に沿って離間して配列された複数の島状の電極(換言すれば、パッド電極)を含んでもよい。
(変形例2)
 上述した実施形態において、第1電極28bおよび第2電極38bのうちの少なくとも一方は、算術平均粗さRa=1μm以上10μm以下の表面粗さを有していてもよい。これによれば、接続部材6が第1電極28bまたは第2電極38bに接続される際、第1電極28bまたは第2電極38bの表面の一部が樹脂層6bを通過して導電層6aに到達する。そのため、接続部材6と第1電極28bまたは第2電極38bとのコンタクト抵抗が低減され、太陽電池モジュール100の出力が向上する。また、このような表面粗さを有する電極28b・38bであると、上記した導電性粒子を含まない樹脂層6bを含む接続部材6が使用されても構わない。
(変形例3)
 上述した実施形態において、図6Aに示すように、接続部材6の樹脂層6bは、接続部材6の表面において離間して設けられた複数の開口6hを有していてもよい。これによれば、接続部材6が第1電極28bまたは第2電極38bに接続される際、第1電極28bまたは第2電極38bの表面の一部が樹脂層6bの開口6hにおいて導電層6aに接触する。そのため、接続部材6と第1電極28bまたは第2電極38bとのコンタクト抵抗が低減され、太陽電池モジュール100の出力が向上する。
 例えば、図6Bに示すように、導電層6a側から押圧することにより、樹脂層6bに開口6hが形成されてもよい。この場合、樹脂層6bの開口6hに導電層6aの一部が挿入され、この導電層6aの一部が樹脂層6bの表面に露出される。これによれば、接続部材6が第1電極28bまたは第2電極38bに接続される際、樹脂層6bの開口6hにおいて導電層6aの一部が第1電極28bまたは第2電極38bに接触する。そのため、接続部材6と第1電極28bまたは第2電極38bとのコンタクト抵抗が低減され、太陽電池モジュール100の出力が向上する。また、このような開口6hを有する樹脂層6bを含む接続部材6であると、上記した導電性粒子を含まない樹脂層6bを含む接続部材6が使用されても構わない。
(変形例4)
 上述した実施形態において、図7に示すように、接続部材6は、第1電極28bに接続される一方端部および第2電極38bに接続される他方端部を除く、一方端部と他方端部との間の一部において、太陽電池セル2側に積層された絶縁層6cを更に備えていてもよい。これにより、接続部材6が第1電極28bおよび第2電極38bに接続される際、接続部材6と太陽電池セル2との電気的な接触が回避される。そのため、太陽電池モジュール100の生産性が更に向上する。
 また、上述した実施形態では、太陽電池モジュール100は、単数の太陽電池デバイス1を備える形態を例示したが、太陽電池モジュール100は、例えばY方向に配列された複数の太陽電池デバイス1を備えてもよい。
 また、上述した実施形態では、図4に示すようにヘテロ接合型の太陽電池セル2を含む太陽電池デバイス1を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、ホモ接合型の太陽電池セル等の種々の太陽電池セルを含む太陽電池デバイスにも適用可能である。
 また、上述した実施形態では、太陽電池セル2の長手端部を重ね合わせる形態を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、太陽電池セルの短手端部を重ね合わせる場合にも適用可能である。
 1 太陽電池デバイス
 2 太陽電池セル
 3 受光側保護部材
 4 裏側保護部材
 5 封止材
 6 接続部材
 6a 導電層
 6b 樹脂層
 6c 絶縁層
 7 第1導電型領域
 8 第2導電型領域
 7b,8b バスバー部
 7f,8f フィンガー部
 10 太陽電池積層体
 11 半導体基板
 13,23,33 真性半導体層
 25 第1導電型半導体層
 27 透明電極層
 28 金属電極層
 28b バスバー電極部(第1電極)
 28f フィンガー電極部
 35 第2導電型半導体層
 37 透明電極層
 38 金属電極層
 38b バスバー電極部(第2電極)
 38f フィンガー電極部
 100 太陽電池モジュール
 Ro 重ね合わせ領域

Claims (12)

  1.  接続部材によって電気的に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスであって、
     前記複数の太陽電池セルにおける隣り合う太陽電池セルのうちの一方の太陽電池セルの一方端側の一方主面側の一部は、前記隣り合う太陽電池セルのうちの他方の太陽電池セルの前記一方端側と反対の他方端側の前記一方主面側と反対の他方主面側の一部の下に重なっており、
     前記複数の太陽電池セルの各々は、半導体基板と、前記半導体基板の前記他方主面側の一部に形成された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部に形成された第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に対応して前記一方端側の前記他方主面側に形成された第1電極と、前記第2導電型半導体層に対応して前記他方端側の前記他方主面側に配置された第2電極とを備える裏面電極型の太陽電池セルであり、
     前記接続部材は、導電層と、前記導電層の前記太陽電池セル側に積層された樹脂層とから構成された帯状をなし、
     前記接続部材の一方端部は、前記一方の太陽電池セルの前記第1電極に電気的に接続され、前記接続部材の他方端部は、前記他方の太陽電池セルの前記第2電極に電気的に接続される、
    太陽電池デバイス。
  2.  前記接続部材は、柔軟性を有する薄膜状をなし、
     前記半導体基板は、所定の大きさの大判半導体基板を分割したうちの1つである、
    請求項1に記載の太陽電池デバイス。
  3.  前記半導体基板は、長辺と短辺とを有する長方形状であり、
     前記長辺は120mm以上160mm以下であり、
     長辺/短辺の比は2以上10以下である、
    請求項2に記載の太陽電池デバイス。
  4.  前記接続部材は、前記一方の太陽電池セルの一部と前記他方の太陽電池セルの一部とが重なり合う重ね合わせ領域を跨るように配置される、請求項1~3のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  5.  前記接続部材が接続する前記第1電極および前記第2電極のうちの少なくとも一方は、前記半導体基板の前記一方端側または前記他方端側の端部に沿って延在する帯状の電極である、請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  6.  前記接続部材が接続する前記第1電極および前記第2電極のうちの少なくとも一方は、前記半導体基板の前記一方端側または前記他方端側の端部に沿って離間して配列される複数の島状の電極を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  7.  前記接続部材における前記導電層は、厚さ10μm以上50μm以下の箔状である、請求項1~6のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  8.  前記接続部材における前記導電層は、銅を主成分とする材料を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  9.  前記第1電極および前記第2電極のうちの少なくとも一方は、算術平均粗さRa=1μm以上10μm以下の表面粗さを有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  10.  前記接続部材における前記樹脂層は、接続部材の表面において離間して設けられた複数の開口を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  11.  前記接続部材は、前記一方端部と前記他方端部との間の一部において、前記樹脂層の前記太陽電池セル側に積層された絶縁層を備える、請求項1~10のいずれか1項に記載の太陽電池デバイス。
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載の、単数または複数の太陽電池デバイスを備える、太陽電池モジュール。
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