WO2020071062A1 - 太陽電池セル、太陽電池ストリング、太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池セル、太陽電池ストリング、太陽電池モジュールInfo
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Definitions
- the present invention relates to a solar cell suitable for singling connection, a solar cell string in which a plurality of solar cells are connected by singling connection, and a solar cell module in which a plurality of solar cell strings are combined. is there.
- solar cells having various structures have been proposed.
- a plurality of strip-shaped solar cells are sequentially arranged so that the long sides of each element piece overlap, for example, by roofing a roof plate.
- solar cells that can make a "ringing connection”. This type of solar cell is described, for example, in Japanese Patent Publication No. 2015-534288.
- the filling rate of the plurality of solar cells in the solar cell module can be improved by eliminating the gap between the adjacent solar cells. Therefore, power generation efficiency can be improved.
- a solar cell string is formed by stacking strip-shaped solar cells shown in FIGS. 1A and 1B of the document as shown in FIG. 3A of the document. ing.
- an object of the present invention is to provide a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module that can contribute to a reduction in manufacturing cost.
- the present invention is a strip-shaped solar cell made of a semiconductor substrate, provided with a light-receiving surface current collecting electrode on the light-receiving surface when used for power generation, at one end in the width direction on the opposite surface to the light-receiving surface,
- a solar cell comprising: a back surface current collecting electrode formed on the semiconductor substrate; and an electrode-free region without the back surface current collecting electrode is formed at the other end in the width direction on the opposite surface. Cell.
- the back surface current collecting electrode includes at least one back surface bus bar electrode along an edge at one end in the width direction, and the dimension in the width direction of the non-electrode region is from the edge to the back surface bus bar electrode. And a size corresponding to the distance from the edge to the edge on the far side.
- the light receiving surface current collecting electrode or the back surface current collecting electrode may include a plurality of finger electrodes, and may include an auxiliary electrode crossing at least a part of the plurality of finger electrodes.
- the present invention is an aggregate in which a plurality of strip-shaped solar cells made of a semiconductor substrate are arranged in the width direction and connected by shingling, and each of the solar cells has a light-receiving surface current collecting electrode on a light-receiving surface. On the opposite surface to the light receiving surface, a back current collecting electrode is provided at one end in the width direction, and an electrodeless region not provided with the back current collecting electrode at the other end in the width direction on the opposite surface is formed. It is a solar cell string.
- non-electrode region is formed at a connection point of the singling connection between two solar cells adjacent to each other in the width direction to have a width dimension substantially coinciding with an overlap margin of the two solar cells.
- the light-receiving surface current collecting electrode or the back surface current collecting electrode includes a plurality of finger electrodes, and each of the solar cells includes an auxiliary electrode that intersects at least a part of the plurality of finger electrodes. Can be provided.
- the present invention is also a solar cell module in which a plurality of the solar cell strings are combined.
- FIG. 1 is a front view showing the surface of the solar cell according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a rear view showing the rear surface of the solar cell.
- FIG. 3 is a schematic side view showing a procedure for singling the plurality of solar cells shown in FIGS. 1 and 2.
- FIG. 4 is a front view showing the surface of the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a rear view showing the rear surface of the solar cell.
- FIG. 6 is a schematic side view showing a procedure for singling the plurality of solar cells shown in FIGS. 4 and 5.
- FIG. 7 is a rear view showing the back surface of the solar cell when the present invention is applied to a PERC solar cell.
- “solar cell” is a name indicating an individual plate-like portion constituting a “solar cell string”.
- “One end” and “the other end” used in the width direction are relative portions on the front surface 11 or the back surface 12 of the solar cell 1. For example, when the “one end” is the upper end of the respective surfaces 11 and 12 in plan view (the upper end in FIG. 1 and the like), the “other end” is the end facing the “one end” and the lower end in plan view. Become.
- the drawings schematically show the configuration of the present embodiment and are different from the design drawings. For this reason, the dimensional relationships in the drawings are not always correct.
- the solar cell 1 of the present embodiment is configured such that, of two adjacent solar cells 1, 1, in the width direction (or short side) on the surface 11 side of the first solar cell 1. Direction) and the other end in the width direction on the back surface 12 side of the second solar cell 1, the solar cell string being an aggregate of a plurality of solar cells 1. Used for 10.
- This solar cell 1 is made of a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate. As shown in FIG. 1, the solar cell 1 has a strip shape (substantially rectangular shape) in plan view, and one end and the other end in the width direction form a solar cell string 10 as shown in FIG. It becomes the overlap allowance.
- the surface 11 of the photovoltaic cell 1 shown in FIG. 1 constitutes a light receiving surface of the photovoltaic string 10 that is exposed to sunlight.
- the basic configuration related to power generation and current collection of the solar cell 1 is the same as a known configuration.
- the solar cell 1 has a current collecting electrode (light receiving surface current collecting electrode, rear surface current collecting electrode) on a front surface 11 corresponding to a light receiving surface when used for power generation and a rear surface 12 corresponding to a surface opposite to the light receiving surface. 2 as bus bar electrodes 21a and 21b and finger electrodes 22a and 22b. That is, a plurality of current collecting electrodes 2... 2 are formed on the semiconductor substrate, and the plurality of current collecting electrodes 2... 2 are at least one bus bar electrode 21 a and 21 b and a plurality of finger electrodes 22 a. 22b... 22b.
- Electricity (current) generated on the semiconductor substrate by the light hitting the light receiving surface is collected via the finger electrodes 22a and 22b and the bus bar electrodes 21a and 21b, and can be extracted from the solar cell string 10.
- the front and back surfaces of the semiconductor substrate are covered with a transparent electrode (not shown) different from the current collecting electrode 2, and the current collecting electrode 2 is connected to the transparent electrode. I have.
- the material of the current collecting electrode 2 includes, for example, a paste-like material containing fine particles made of a metal such as silver and a binder resin.
- a printing method such as screen printing is included. However, it is not limited to these.
- the first solar cell 1 and the second solar cell 1 which are adjacent to each other are arranged along the first direction.
- the first direction in the present embodiment is a direction coinciding with the width direction of each solar cell 1 (the vertical direction in FIG. 1 or the vertical direction in FIG. 2), and is the horizontal direction in FIG. is there.
- a specific region is formed on the back surface 12 of the solar cell 1.
- the two sides of the specific region are located at the other end (lower side in the drawing) of the back surface 12 of the solar battery cell 1 when the end provided with the plurality of current collecting electrodes 2.
- a first length L1 that is a predetermined length relative to the entire length in the first direction (that is, the width dimension of each solar cell 1) intersects the first direction of the solar cell 1 (this embodiment).
- This specific region is the non-electrode region 3 where the current collecting electrode (back surface current collecting electrode) 2 (the back surface bus bar electrode 21b and the back surface finger electrode 22b) is not formed. That is, at one end of the back surface 12 of the solar cell 1 in the width direction, there are provided a plurality of current collecting electrodes 2... 2 (a back bus bar electrode 21b and a back finger electrode 22b) formed on a semiconductor substrate. On the other hand, at the other end in the width direction on the back surface 12 of the solar cell 1, an electrodeless region 3 that does not include the plurality of current collecting electrodes 2 is formed.
- the first length L1 which is a dimension in the width direction of the electrodeless region 3 is an end farther from the edge E1 in the back busbar electrode 21b from the edge E1 at one end of the solar cell 1 shown in FIG.
- the dimension corresponds to the distance L3 to the edge E21b (this “edge” indicates not the edge in the solar cell 1 but the edge in the back bus bar electrode 21b).
- This “correspondence” means that there is a correlation between one of the magnitudes and the other. This correlation is such that the dimension related to the distance L3 is determined based on the width dimension d (see FIG. 3) of the overlap allowance of the solar cells 1 and 1 at the connection point of the singling connection, and as described later.
- the first length L1 can be, for example, 5% or more and 50% or less with respect to the width of each solar cell 1.
- the second length L2 can be, for example, 60% or more and 100% or less of the longitudinal dimension of each solar cell 1. In the present embodiment, the second length L2 matches the longitudinal dimension of the solar cell 1. That is, it is 100% with respect to the longitudinal dimension of the solar cell 1.
- the solar cell 1 of the present embodiment has the electrodeless region 3 at one end (the other end) in the width direction of the back surface 12. Therefore, the amount of the conductive material required for forming the plurality of current collecting electrodes 2... 2 can be reduced by the provision of the electrodeless region 3, and the manufacturing cost can be reduced.
- a region that is hidden by the singling connection on the light receiving surface (the surface 11 of each solar cell 1) does not contribute to power generation because light is not applied thereto. For this reason, even if the portion 1X (see FIG. 3) corresponding to the hidden region on the back surface 12 of each solar cell 1 is made to be the electrodeless region 3 corresponding to the light receiving surface, the output of the solar cell string 10 hardly decreases. . Therefore, it is possible to save the material constituting the plurality of current collecting electrodes 2... 2 without substantially deteriorating the performance of the solar cell string 10 after the plurality of solar cells 1.
- the width dimension d (see FIG. 3) of the overlap margin between the solar cells 1 and 1 at the connection point of the singling connection is from the edge E1 at one end in the width direction to the back busbar electrode 21b shown in FIG. This corresponds to the distance L3 from the edge E1 to the far edge E21b.
- This “correspondence” also means that there is a correlation between one magnitude and the other magnitude, as in the relationship between L1 and L3 described above.
- the dimension (particularly, the first length L1) of the non-electrode region 3 is determined based on a distance L3 from the edge E1 at one end in the width direction to the edge E21b of the back busbar electrode 21b on the far side from the edge E1.
- the size of the electrodeless region 3 can be reduced without waste (specifically, without affecting the performance of the solar cell string 10).
- the arrangement of the plurality of solar cells 1 in the solar cell string 10 is such that the upper solar cell 1 is placed on the light-receiving surface bus bar electrode 21 a of the lower solar cell 1 in an overlapping state.
- the back bus bar electrodes 21b are overlapped, and the portions where the electrodes 21a and 21b overlap are electrically connected via the conductive member 5 (singling connection).
- a solar cell module is configured by combining a plurality of the solar cell strings 10.
- the electrodeless region 3 in each of the solar cells 1 constituting the solar cell string 10 has two solar cells 1 at a connection point of a singling connection between two solar cells 1 and 1 adjacent in the width direction. , 1 have a width dimension substantially coincident with the overlap margin. In this way, by setting the dimensions of the electrodeless region 3 based on the overlap margin of the two solar cells 1, 1, the size of the electrodeless region 3 can be reduced.
- a light-receiving surface bus bar electrode 21a is arranged on one end side of the front surface 11 of the solar cell 1 in this embodiment in parallel with the longitudinal direction of each solar cell 1 (see FIG. 4). ).
- a plurality of light receiving surface finger electrodes 22a... 22a are arranged so as to intersect with the light receiving surface bus bar electrodes 21a.
- a light-receiving surface auxiliary electrode 4 a that connects a plurality of light-receiving surface finger electrodes 22 a to 22 a in parallel with the longitudinal direction of each solar cell 1. Be placed.
- the light-receiving surface auxiliary electrode 4a is formed separately on one side and the other in the longitudinal direction of the solar cell 1.
- a back auxiliary electrode 4b connecting the plurality of back finger electrodes 22b... 22b is arranged in a direction parallel to the longitudinal direction of each solar cell 1 (FIG. 5).
- the back side auxiliary electrode 4b connects the ends of the plurality of back side finger electrodes 22b... 22b.
- the back surface auxiliary electrode 4b is formed continuously in the longitudinal direction of the solar cell 1.
- auxiliary electrodes are provided so as to intersect at least a part of the plurality of finger electrodes (light receiving surface finger electrodes 22a... 22a and back surface finger electrodes 22b. I have. In the present embodiment, they are orthogonal.
- the auxiliary electrodes 4a and 4b are provided at positions corresponding to the edges of the overlapping area of the two adjacent solar cells 1 so that the finger electrodes 22a and 22b are provided. Even if a conduction failure occurs such as a partial disconnection, current collection via the finger electrodes 22a and 22b which are sound at adjacent conduction points via the auxiliary electrodes 4a and 4b becomes possible. Thus, the current collection loss due to the above is reduced. As a result, a decrease in power generation efficiency is prevented. Further, when positioning the solar cells 1 and 1 during the singling connection, the alignment target by the operator can be set not only on the edge of the solar cell 1 but also on the auxiliary electrodes 4a and 4b.
- the auxiliary electrodes 4a and 4b can be aligned with the edge of the solar cell 1 to be aligned. Therefore, the accuracy of the alignment between the solar cells 1 and 1 is improved, and the output loss of the solar cell string 10 due to the positional shift of the electrode connection can be reduced.
- the solar cell string 10 is formed by singling connection of the plurality of solar cells 1,..., The wiring is not exposed, so that the design is excellent. . Further, by eliminating the plurality of collecting electrodes 2... 2 in the overlapping portion of the solar cells 1, 1, it is possible to reduce the amount of materials required for forming the electrodes, and to reduce the manufacturing cost. Further, when the singling arrangement of the plurality of solar cells 1... 1 is performed, for example, the positions of the solar cells 1 and 1 can be aligned using the auxiliary electrodes 4 a and 4 b of the second embodiment as a mark. The accuracy of positioning is improved. For this reason, the yield at the time of manufacturing the solar cell string 10 is improved.
- one bus bar electrode 21a, 21b is provided on each of the front and back surfaces of one solar cell 1.
- the present invention is not limited to this, and a plurality of bus bar electrodes 21a and 21b may be provided.
- one bus bar electrode 21a, 21b may be formed as a plurality of thin electrodes (for example, thin electrodes having the same form as the finger electrodes 22a, 22b).
- the auxiliary electrodes 4a and 4b can be provided only on one of the front surface 11 and the back surface 12 of the solar cell 1.
- the present invention is also applicable to a solar cell 1 of the PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) type.
- PERC Passivated Emitter and Rear Cell
- no finger electrode is formed on the back surface, and instead, a planar electrode made of an aluminum alloy or the like is formed in a wide range.
- FIG. 7 shows an example of the shape of the back surface of the solar cell in this case.
- a linear electrode 23b intermittently formed on one end side of the PERC solar cell 1 corresponds to the back bus bar electrode 21b of each of the above embodiments, and the planar electrode 24b is a back finger of each embodiment. It corresponds to the electrode 22b.
- this portion can be used as the non-electrode region 3 as in the above-described embodiments.
- the relationship between the first length L1 for the electrodeless region 3 and the distance L3 for the linear electrode 23b shown in FIG. 7 is the same as in the first embodiment.
- the region hidden by the shingling connection on the light receiving surface does not contribute to power generation because light is not applied thereto. It is preferable not to form a layer (a layer in which a semiconductor is doped with a different kind of metal).
- the embodiment is a strip-shaped solar cell made of a semiconductor substrate, provided with a light-receiving surface current collecting electrode on a light-receiving surface when used for power generation, and at one end in the width direction on the opposite surface to the light-receiving surface.
- the portion where the light receiving surface is hidden at the connection point of the shingling connection does not contribute to power generation because light does not shine. Therefore, by forming an electrodeless region at the other end in the width direction corresponding to the portion where the light receiving surface is hidden on the opposite surface, the material constituting the electrode without substantially deteriorating the performance of the solar cell string after connection Can be saved.
- the back surface current collecting electrode includes at least one back surface bus bar electrode along an edge at one end in the width direction, and the dimension in the width direction of the non-electrode region is from the edge to the back surface bus bar electrode. And a size corresponding to the distance from the edge to the edge on the far side.
- the overlap margin between the solar cells at the connection point of the singling connection is determined by the distance from the edge at one end in the width direction of the solar cell to the edge far from the edge in the back busbar electrode. Involved. Therefore, by determining the dimensions of the electrodeless region based on the distance, the size of the electrodeless region can be reduced without waste.
- the light receiving surface current collecting electrode or the back surface current collecting electrode may include a plurality of finger electrodes, and may include an auxiliary electrode crossing at least a part of the plurality of finger electrodes.
- the embodiment is an aggregate in which a plurality of strip-shaped solar cells made of a semiconductor substrate are arranged in a width direction and connected in a shingling manner, and a light-receiving surface current collecting electrode is provided on a light-receiving surface of each solar cell.
- a back current collecting electrode is provided at one end in the width direction, and an electrode-free region not including the back current collecting electrode at the other end in the width direction on the opposite surface. It is a formed solar cell string.
- the portion where the light receiving surface is hidden at the connection point of the shingling connection does not contribute to power generation because light does not shine. For this reason, by forming an electrodeless region at the other end in the width direction corresponding to the portion where the light receiving surface is hidden on the opposite surface, the material constituting the electrode can be saved without substantially reducing the performance of the solar cell string. .
- non-electrode region is formed at a connection point of the singling connection between two solar cells adjacent to each other in the width direction to have a width dimension substantially coinciding with an overlap margin of the two solar cells.
- the size of the electrodeless region can be reduced without waste by determining the dimensions of the electrodeless region based on the overlap allowance of the two solar cells.
- the light-receiving surface current collecting electrode or the back surface current collecting electrode includes a plurality of finger electrodes, and each of the solar cells includes an auxiliary electrode that intersects at least a part of the plurality of finger electrodes. Can be provided.
- the above embodiment is also a solar cell module in which a plurality of the solar cell strings are combined.
- the material constituting the electrode can be saved without substantially deteriorating the performance of the solar cell string after connection. Therefore, it is possible to contribute to a reduction in manufacturing cost.
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Abstract
半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルであって、発電に用いられる際の受光面に受光面集電電極を備え、前記受光面に対する反対面における幅方向の一端部には、前記半導体基板上に形成された裏面集電電極を備えており、前記反対面における前記幅方向の他端部には、前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている。
Description
本願は、日本国特願２０１８－１８８１５５号に基づく優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
本発明は、シングリング接続に好適な太陽電池セル、及び、複数の太陽電池セルがシングリング接続により接続された太陽電池ストリング、及び、複数の太陽電池ストリングが組み合わされた太陽電池モジュールに関するものである。
従来、種々の構造を有する太陽電池セルが提案されている。このうち、太陽電池ストリングを形成するために、短冊状である複数の太陽電池セルを、例えば屋根板を葺くようにして、各素子小片における長辺が重なるように順次配置していく「シングリング接続(shingling connection)」を行うことのできる太陽電池セルがある。このタイプの太陽電池セルは、例えば日本国特表２０１５－５３４２８８号公報に記載されている。シングリング接続を行うことで、隣り合う太陽電池セルの間の隙間を無くすことによる、太陽電池モジュール内における複数の太陽電池セルの充填率を向上できる。従って発電効率を向上できる。
日本国特表２０１５－５３４２８８号公報に記載の技術では、当該文献の図１Ａ、図１Ｂに示す短冊状の太陽電池セルを、当該文献の図３Ａのように重ねることで太陽電池ストリングを形成している。
ところで、太陽電池セルの製造現場では、製造コストに関するコストダウンが要求されている。本願の発明者が前記コストダウンのために検討を行ったところ、シングリング接続を行うために前記短冊状の太陽電池セルを重ねている部分につき、接続後の太陽電池ストリングの性能を低下させることなしに、材料費、具体的には電極を構成する材料に係る費用を節約できる可能性があることを見出した。
そこで本発明は、製造コストのコストダウンに寄与できる太陽電池セル、太陽電池ストリング、太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
本発明は、半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルであって、発電に用いられる際の受光面に受光面集電電極を備え、前記受光面に対する反対面における幅方向の一端部には、前記半導体基板上に形成された裏面集電電極を備えており、前記反対面における前記幅方向の他端部には、前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池セルである。
また、前記裏面集電電極は、前記幅方向の一端部における端縁に沿う少なくとも１本の裏面バスバー電極を含み、前記無電極領域の前記幅方向における寸法が、前記端縁から前記裏面バスバー電極における前記端縁から遠い側の端縁までの距離に対応した寸法とされているものとできる。
また、前記受光面集電電極または前記裏面集電電極は複数のフィンガー電極を含み、前記複数のフィンガー電極の少なくとも一部に交差する補助電極を備えるものとできる。
また本発明は、半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルが複数、幅方向に並べられシングリング接続された集合体であって、各太陽電池セルの、受光面に受光面集電電極を備え、前記受光面に対する反対面には、前記幅方向の一端部に裏面集電電極を備え、前記反対面における前記幅方向の同他端部に前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池ストリングである。
また、前記無電極領域は、前記幅方向で隣り合う２枚の太陽電池セルにおける前記シングリング接続の接続箇所にて、前記２枚の太陽電池セルの重なり代に略一致した幅寸法に形成されているものとできる。
また、前記各太陽電池セルの、前記受光面集電電極または前記裏面集電電極は複数のフィンガー電極を含み、前記各太陽電池セルは、前記複数のフィンガー電極の少なくとも一部に交差する補助電極を備えるものとできる。
また本発明は、前記太陽電池ストリングが複数組み合わされた、太陽電池モジュールである。
本発明につき実施形態を二つ取り上げて、図面とともに以下説明を行う。なお、本説明における「太陽電池セル」とは、「太陽電池ストリング」を構成する個々の板状部分を指す名称である。また、幅方向について用いる「一端」と「他端」とは、太陽電池セル１の表面１１または裏面１２における相対的な部位である。例えば「一端」が前記各面１１，１２の平面視における上端（図１等における上端）である場合に、「他端」は前記「一端」に対向する端部であって平面視における下端となる。なお、図面は本実施形態の構成を略示したものであって設計図面とは異なる。このため、図中の寸法関係は必ずしも正しくない点がある。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。本実施形態の太陽電池セル１は、図３に示すように、隣り合う２枚の太陽電池セル１，１のうちで、第１の太陽電池セル１の表面１１側の幅方向（または短手方向）の一端部と、第２の太陽電池セル１の裏面１２側の幅方向の他端部とを重ねることで形成される、複数の太陽電池セル１…１の集合体である太陽電池ストリング１０に使用される。
まず、第１実施形態について説明する。本実施形態の太陽電池セル１は、図３に示すように、隣り合う２枚の太陽電池セル１，１のうちで、第１の太陽電池セル１の表面１１側の幅方向（または短手方向）の一端部と、第２の太陽電池セル１の裏面１２側の幅方向の他端部とを重ねることで形成される、複数の太陽電池セル１…１の集合体である太陽電池ストリング１０に使用される。
この太陽電池セル１は半導体基板、例えばシリコン基板からなる。図１に示すように、太陽電池セル１は平面視で短冊状（略長方形）であって、図３に示すように、幅方向の一端部と他端部が太陽電池ストリング１０を形成する際の重なり代となる。図１に示す太陽電池セル１の表面１１は、太陽電池ストリング１０において、太陽光線の当たる受光面を構成する。なお、太陽電池セル１の発電及び集電に関する基本的構成は公知の構成と同様である。
この太陽電池セル１は、発電に用いられる際の受光面に対応する表面１１と、受光面に対する反対面に対応する裏面１２にそれぞれ、集電電極（受光面集電電極、裏面集電電極）２としてのバスバー電極２１ａ，２１ｂ及びフィンガー電極２２ａ，２２ｂを有する。つまり、半導体基板上には複数の集電電極２…２が形成されており、これら複数の集電電極２…２は、少なくとも１本のバスバー電極２１ａ，２１ｂと複数のフィンガー電極２２ａ…２２ａ，２２ｂ…２２ｂを含んでいる。受光面に光が当たることによって半導体基板に生じた電気（電流）は、各フィンガー電極２２ａ，２２ｂ及び各バスバー電極２１ａ，２１ｂを経由して集められ、太陽電池ストリング１０から取り出されることができる。なお、この太陽電池セル１においては、半導体基板の表面及び裏面が前記集電電極２とは異なる透明電極（図示しない）に覆われており、その透明電極に前記集電電極２が接続されている。
ここで、集電電極２の材料として、例えば、銀等の金属からなる微粒子とバインダー樹脂とを含むペースト状の材料等が含まれる。また、集電電極２の形成方法として、例えば、スクリーン印刷等の印刷方法が含まれる。ただし、これらに限定されない。
太陽電池セル１の表面１１においては、幅方向（短手方向）におけるひとつの端縁に沿う少なくとも１本の受光面バスバー電極２１ａが形成されている。そして、受光面バスバー電極２１ａに直交するように複数の受光面フィンガー電極２２ａ…２２ａが形成されている。一方、太陽電池セル１の裏面１２においては、幅方向におけるひとつの端縁に沿う少なくとも１本の裏面バスバー電極２１ｂが形成されている。そして、裏面バスバー電極２１ｂに直交するように複数の裏面フィンガー電極２２ｂ…２２ｂが形成されている。図３に示すように、裏面バスバー電極２１ｂは、受光面バスバー電極２１ａの設けられた側の端縁と幅方向における他の端縁に設けられている。
ここで、複数の太陽電池セル１…１が集合した太陽電池ストリング１０において、隣り合う関係にある第１の太陽電池セル１及び第２の太陽電池セル１は第１の方向に沿って配列される。本実施形態における第１の方向とは、各太陽電池セル１の幅方向（図１上の上下方向や、図２上の上下方向）に一致する方向であって、図３上の左右方向である。
図２に示すように、太陽電池セル１の裏面１２には特定領域が形成されている。特定領域が有する２辺は、太陽電池セル１の裏面１２のうち、複数の集電電極２…２を備える側を一端部側とした場合の他端部側（図示の下側）において、前記第１の方向の全長（つまり、各太陽電池セル１の幅寸法）に対して所定割合の長さである第１長Ｌ１と、前記太陽電池セル１の前記第１の方向に交わる（本実施形態では直交する）第２の方向の全長（つまり、各太陽電池セル１の長手方向寸法）に対して所定割合の長さである第２長Ｌ２とが交わる２辺（本実施形態では縦横）の関係となっている。この特定領域が、集電電極（裏面集電電極）２（裏面バスバー電極２１ｂ及び裏面フィンガー電極２２ｂ）が形成されない無電極領域３である。つまり、太陽電池セル１の裏面１２における幅方向の一端部には、半導体基板上に形成された複数の集電電極２…２（裏面バスバー電極２１ｂ及び裏面フィンガー電極２２ｂ）を備える。一方、太陽電池セル１の裏面１２における幅方向の他端部には、前記複数の集電電極２…２を備えない無電極領域３が形成されている。
ここで、無電極領域３の幅方向における寸法である第１長Ｌ１は、図２に示す太陽電池セル１の一端部における端縁Ｅ１から裏面バスバー電極２１ｂにおける前記端縁Ｅ１から遠い側の端縁Ｅ２１ｂ（この「端縁」は太陽電池セル１における端縁ではなく、裏面バスバー電極２１ｂにおける端縁を指す）までの距離Ｌ３に対応した寸法とされている。なお、この「対応」については、一方の大小と他方の大小との間に相関関係があることを意味する。この相関関係は、前記距離Ｌ３に係る寸法が、シングリング接続の接続箇所における太陽電池セル１，１どうしの重なり代の幅寸法ｄ（図３参照）を基に定められ、かつ、後述のように、無電極領域３に関する前記第１長Ｌ１が重なり代に関する前記幅寸法ｄを基に定められることにより現れる関係である。このため、前記距離Ｌ３に係る寸法と無電極領域３に関する前記第１長Ｌ１とを比べると、Ｌ１＞Ｌ３、Ｌ１＝Ｌ３、Ｌ１＜Ｌ３のいずれの場合もあり得る。そして第１長Ｌ１は、例えば、各太陽電池セル１の幅寸法に対して５％以上５０％以下の長さとできる。また、第２長Ｌ２は、例えば、各太陽電池セル１の長手寸法に対して６０％以上１００％以下の長さとできる。本実施形態では、第２長Ｌ２が太陽電池セル１の長手寸法に一致している。つまり太陽電池セル１の長手寸法に対して１００％である。
このように、本実施形態の太陽電池セル１は、裏面１２の幅方向におけるひとつの端部（他端部）に無電極領域３を有している。このため、無電極領域３を設けた分、複数の集電電極２…２の形成に必要な導電材料の使用量を減らすことができ、製造コストのコストダウンが可能となる。また、受光面（各太陽電池セル１の表面１１）においてシングリング接続によって隠れる領域は、光が当たらないことから発電に寄与しない。このため、前記受光面に対応させ、各太陽電池セル１の裏面１２において前記隠れる領域に対応する部分１Ｘ（図３参照）を無電極領域３としても、太陽電池ストリング１０の出力はほとんど低下しない。従って、複数の太陽電池セル１…１がシングリング接続された後の太陽電池ストリング１０の性能をほとんど低下させることなしに複数の集電電極２…２を構成する材料を節約できる。
また、シングリング接続の接続箇所における太陽電池セル１，１どうしの重なり代の幅寸法ｄ（図３参照）は、図２に示す、幅方向の一端部における端縁Ｅ１から裏面バスバー電極２１ｂにおける前記端縁Ｅ１から遠い側の端縁Ｅ２１ｂまでの距離Ｌ３に対応する。なお、この「対応」についても、前述のＬ１とＬ３との関係と同じく、一方の大小と他方の大小とに相関関係があることを意味する。無電極領域３の寸法（特に第１長Ｌ１）を、幅方向の一端部における端縁Ｅ１から裏面バスバー電極２１ｂにおける前記端縁Ｅ１から遠い側の端縁Ｅ２１ｂまでの距離Ｌ３を基に定めることで、無駄のない（具体的には太陽電池ストリング１０の性能に影響を与えない）無電極領域３の大きさとできる。
太陽電池ストリング１０における複数の太陽電池セル１…１の並べ方は、図３に示すように、重ねた状態で下側の太陽電池セル１が有する受光面バスバー電極２１ａに上側の太陽電池セル１が有する裏面バスバー電極２１ｂが重なるようにされ、各電極２１ａ，２１ｂが重なった部分は、導電性部材５を介して電気的に接続される（シングリング接続）。図示しないが、この太陽電池ストリング１０が複数組み合わされることで、太陽電池モジュールが構成される。
太陽電池ストリング１０を構成する各太陽電池セル１における無電極領域３は、幅方向で隣り合う２枚の太陽電池セル１，１におけるシングリング接続の接続箇所にて、２枚の太陽電池セル１，１の重なり代に略一致した幅寸法に形成されている。このように、無電極領域３の寸法を、２枚の太陽電池セル１，１の重なり代を基に定めることで、無駄のない無電極領域３の大きさとできる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の機能を有する部分については図面に同一の符号を付しており、必要でない場合重複する説明は行わない。第１実施形態と同様に、本実施形態における太陽電池セル１の表面１１の一端部側に、受光面バスバー電極２１ａが各太陽電池セル１の長手方向と平行に配置されている（図４参照）。そして、この受光面バスバー電極２１ａに交差するように複数の受光面フィンガー電極２２ａ…２２ａが配置されている。そして本実施形態では、太陽電池セル１の表面１１の他端部側に、各太陽電池セル１の長手方向と平行に、複数の受光面フィンガー電極２２ａ…２２ａを接続する受光面補助電極４ａが配置される。本実施形態において、受光面補助電極４ａは、太陽電池セル１の長手方向における一方と他方に別れて形成されている。
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の機能を有する部分については図面に同一の符号を付しており、必要でない場合重複する説明は行わない。第１実施形態と同様に、本実施形態における太陽電池セル１の表面１１の一端部側に、受光面バスバー電極２１ａが各太陽電池セル１の長手方向と平行に配置されている（図４参照）。そして、この受光面バスバー電極２１ａに交差するように複数の受光面フィンガー電極２２ａ…２２ａが配置されている。そして本実施形態では、太陽電池セル１の表面１１の他端部側に、各太陽電池セル１の長手方向と平行に、複数の受光面フィンガー電極２２ａ…２２ａを接続する受光面補助電極４ａが配置される。本実施形態において、受光面補助電極４ａは、太陽電池セル１の長手方向における一方と他方に別れて形成されている。
また、太陽電池セル１の裏面１２の一端部側に、各太陽電池セル１の長手方向と平行の向きに、複数の裏面フィンガー電極２２ｂ…２２ｂを接続する裏面補助電極４ｂが配置される（図５参照）。この裏面補助電極４ｂは、複数の裏面フィンガー電極２２ｂ…２２ｂの端部どうしを接続する。本実施形態において、裏面補助電極４ｂは、太陽電池セル１の長手方向において連続して形成されている。
これらの補助電極（受光面補助電極４ａ及び裏面補助電極４ｂ）は、複数のフィンガー電極（受光面フィンガー電極２２ａ…２２ａ及び裏面フィンガー電極２２ｂ…２２ｂ）の少なくとも一部に交差するように設けられている。本実施形態では直交している。
太陽電池セル１の表面１１及び裏面１２において、隣り合う２枚の太陽電池セル１，１の重なり領域の、端辺に相当する箇所に補助電極４ａ，４ｂを設けることで、フィンガー電極２２ａ，２２ｂの一部が断線する等、導通不良が発生しても、補助電極４ａ，４ｂを経由して、隣接する導通の点で健全なフィンガー電極２２ａ，２２ｂを経由した集電が可能になり、断線等による集電ロスが低減される。その結果、発電効率の低下が防止される。また、シングリング接続する際の太陽電池セル１，１どうしの位置合わせを行う際、作業者による位置合わせの目標を、太陽電池セル１の端縁だけでなく補助電極４ａ，４ｂにもできる。例えば、図６において二点鎖線Ｌ４で示すように、補助電極４ａ，４ｂを位置合わせ対象の太陽電池セル１の端縁に合わせることができる。よって、太陽電池セル１，１どうしの位置合わせの精度が上がり、電極接続の位置ズレによる、太陽電池ストリング１０の出力ロスを低減できる。
（実施形態まとめ）
以上、第１実施形態及び第２実施形態によると、複数の太陽電池セル１…１がシングリング接続されることによって太陽電池ストリング１０が形成されることから、配線が露出しないため意匠性に優れる。また、太陽電池セル１，１の重なり部分における複数の集電電極２…２をなくすことで、電極形成に必要な材料の使用量を減らすことができ、製造コストのコストダウンが可能となる。更に、複数の太陽電池セル１…１のシングリング配置を行う際に、例えば第２実施形態の補助電極４ａ，４ｂを目印にして太陽電池セル１，１どうしの位置合わせが可能となるため、位置合わせの精度が向上する。このため、太陽電池ストリング１０を製造する際の歩留まりが向上する。
以上、第１実施形態及び第２実施形態によると、複数の太陽電池セル１…１がシングリング接続されることによって太陽電池ストリング１０が形成されることから、配線が露出しないため意匠性に優れる。また、太陽電池セル１，１の重なり部分における複数の集電電極２…２をなくすことで、電極形成に必要な材料の使用量を減らすことができ、製造コストのコストダウンが可能となる。更に、複数の太陽電池セル１…１のシングリング配置を行う際に、例えば第２実施形態の補助電極４ａ，４ｂを目印にして太陽電池セル１，１どうしの位置合わせが可能となるため、位置合わせの精度が向上する。このため、太陽電池ストリング１０を製造する際の歩留まりが向上する。
（実施形態の変更例）
本発明につき実施形態を取り上げて説明してきたが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明につき実施形態を取り上げて説明してきたが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、バスバー電極２１ａ，２１ｂは、前記各実施形態では１枚の太陽電池セル１の表裏各面において１本が設けられていた。しかしこれに限定されず、各バスバー電極２１ａ，２１ｂを複数本設けることもできる。また、１本のバスバー電極２１ａ，２１ｂを細い電極（例えばフィンガー電極２２ａ，２２ｂと同じ形態である細い電極）が複数本集合したものとして形成することもできる。
また、補助電極４ａ，４ｂは、太陽電池セル１における表面１１または裏面１２の一方にのみ設けることもできる。
また本発明は、ＰＥＲＣ（Passivated Emitter and Rear Cell）型の太陽電池セル１にも適用可能である。ＰＥＲＣ型の太陽電池セルにおいては裏面にフィンガー電極が形成されておらず、代わりにアルミニウム合金製等の面状の電極が広範囲に形成されている。この場合における、太陽電池セルの裏面の形状の一例を図７に示す。このＰＥＲＣ型の太陽電池セル１における一端側に間欠的に形成された線状の電極２３ｂが前記各実施形態の裏面バスバー電極２１ｂに相当し、面状の電極２４ｂが前記各実施形態の裏面フィンガー電極２２ｂに相当する。前記面状の電極２４ｂを設けない領域を形成することで、前記各実施形態と同様に、この部分を無電極領域３とできる。図７に示す、無電極領域３に関する第１長Ｌ１と線状の電極２３ｂに関する距離Ｌ３との関係は、前記第１実施形態と同じである。また、このＰＥＲＣ型の太陽電池セル１では、受光面においてシングリング接続によって隠れる領域が、光が当たらないことから発電に寄与しないという、前記各実施形態と同じ理由により、無電極領域３においてドープ層（半導体に対して異種金属をドーピングした層）を形成しないことが好ましい。
（実施形態の構成と作用）
前記実施形態に関する構成と作用につき、以下にまとめて記載する。前記実施形態は、半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルであって、発電に用いられる際の受光面に受光面集電電極を備え、前記受光面に対する反対面における幅方向の一端部には、前記半導体基板上に形成された裏面集電電極を備えており、前記反対面における前記幅方向の他端部には、前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池セルである。
前記実施形態に関する構成と作用につき、以下にまとめて記載する。前記実施形態は、半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルであって、発電に用いられる際の受光面に受光面集電電極を備え、前記受光面に対する反対面における幅方向の一端部には、前記半導体基板上に形成された裏面集電電極を備えており、前記反対面における前記幅方向の他端部には、前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池セルである。
この構成によれば、シングリング接続の接続箇所において受光面が隠れる部分は、光が当たらないことから発電に寄与しない。このため、反対面において受光面が隠れる部分に対応する幅方向の他端部に無電極領域を形成することで、接続後の太陽電池ストリングの性能をほとんど低下させることなしに電極を構成する材料を節約できる。
また、前記裏面集電電極は、前記幅方向の一端部における端縁に沿う少なくとも１本の裏面バスバー電極を含み、前記無電極領域の前記幅方向における寸法が、前記端縁から前記裏面バスバー電極における前記端縁から遠い側の端縁までの距離に対応した寸法とされているものとできる。
この構成によれば、シングリング接続の接続箇所における太陽電池セルどうしの重なり代は、太陽電池セルの幅方向の一端部における端縁から裏面バスバー電極における前記端縁から遠い端縁までの距離に関係する。このため、当該距離を基に無電極領域の寸法を定めることで、無駄のない無電極領域の大きさとできる。
また、前記受光面集電電極または前記裏面集電電極は複数のフィンガー電極を含み、前記複数のフィンガー電極の少なくとも一部に交差する補助電極を備えるものとできる。
この構成によれば、フィンガー電極にもしも断線等の導通不良が発生しても、補助電極を経由して集電が可能である。
また前記実施形態は、半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルが複数、幅方向に並べられシングリング接続された集合体であって、各太陽電池セルの、受光面に受光面集電電極を備え、前記受光面に対する反対面には、前記幅方向の一端部に裏面集電電極を備え、前記反対面における前記幅方向の同他端部に前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池ストリングである。
この構成によれば、シングリング接続の接続箇所において受光面が隠れる部分は、光が当たらないことから発電に寄与しない。このため、反対面において受光面が隠れる部分に対応する幅方向の他端部に無電極領域を形成することで、太陽電池ストリングの性能をほとんど低下させることなしに電極を構成する材料を節約できる。
また、前記無電極領域は、前記幅方向で隣り合う２枚の太陽電池セルにおける前記シングリング接続の接続箇所にて、前記２枚の太陽電池セルの重なり代に略一致した幅寸法に形成されているものとできる。
この構成によれば、無電極領域の寸法を、２枚の太陽電池セルの重なり代を基に定めることで、無駄のない無電極領域の大きさとできる。
また、前記各太陽電池セルの、前記受光面集電電極または前記裏面集電電極は複数のフィンガー電極を含み、前記各太陽電池セルは、前記複数のフィンガー電極の少なくとも一部に交差する補助電極を備えるものとできる。
この構成によれば、フィンガー電極にもしも断線等の導通不良が発生しても、補助電極を経由して集電が可能である。
また前記実施形態は、前記太陽電池ストリングが複数組み合わされた、太陽電池モジュールである。
この構成によれば、前記利点を有する太陽電池モジュールを提供できる。
前記実施形態は、接続後の太陽電池ストリングの性能をほとんど低下させることなしに電極を構成する材料を節約できる。よって、製造コストのコストダウンに寄与できる。
１ 太陽電池セル
１０ 太陽電池ストリング
１１ 受光面、表面
１２ 受光面の反対面、裏面
２ 集電電極（受光面集電電極、裏面集電電極）
２１ａ バスバー電極、受光面バスバー電極
２１ｂ バスバー電極、裏面バスバー電極
２２ａ フィンガー電極、受光面フィンガー電極
２２ｂ フィンガー電極、裏面フィンガー電極
２３ｂ 線状の電極
２４ｂ 面状の電極
３ 無電極領域
４ａ 受光面補助電極
４ｂ 裏面補助電極
Ｅ１ 反対面の一端部の端縁
Ｅ２１ｂ バスバー電極における遠い端縁
Ｌ１ 無電極領域の幅方向における寸法、第１長
Ｌ３ 反対面の一端部の端縁からバスバー電極における遠い端縁までの距離
ｄ 重なり代の幅寸法
１０ 太陽電池ストリング
１１ 受光面、表面
１２ 受光面の反対面、裏面
２ 集電電極（受光面集電電極、裏面集電電極）
２１ａ バスバー電極、受光面バスバー電極
２１ｂ バスバー電極、裏面バスバー電極
２２ａ フィンガー電極、受光面フィンガー電極
２２ｂ フィンガー電極、裏面フィンガー電極
２３ｂ 線状の電極
２４ｂ 面状の電極
３ 無電極領域
４ａ 受光面補助電極
４ｂ 裏面補助電極
Ｅ１ 反対面の一端部の端縁
Ｅ２１ｂ バスバー電極における遠い端縁
Ｌ１ 無電極領域の幅方向における寸法、第１長
Ｌ３ 反対面の一端部の端縁からバスバー電極における遠い端縁までの距離
ｄ 重なり代の幅寸法
Claims (7)
- 半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルであって、
発電に用いられる際の受光面に受光面集電電極を備え、
前記受光面に対する反対面における幅方向の一端部には、前記半導体基板上に形成された裏面集電電極を備えており、前記反対面における前記幅方向の他端部には、前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池セル。 - 前記裏面集電電極は、前記幅方向の一端部における端縁に沿う少なくとも１本の裏面バスバー電極を含み、
前記無電極領域の前記幅方向における寸法が、前記端縁から前記裏面バスバー電極における前記端縁から遠い側の端縁までの距離に対応した寸法とされている、請求項１に記載の太陽電池セル。 - 前記受光面集電電極または前記裏面集電電極は複数のフィンガー電極を含み、
前記複数のフィンガー電極の少なくとも一部に交差する補助電極を備える、請求項１または２に記載の太陽電池セル。 - 半導体基板からなる短冊状の太陽電池セルが複数、幅方向に並べられシングリング接続された集合体であって、
各太陽電池セルの、受光面に受光面集電電極を備え、
前記受光面に対する反対面には、前記幅方向の一端部に裏面集電電極を備え、前記反対面における前記幅方向の他端部に前記裏面集電電極を備えない無電極領域が形成されている、太陽電池ストリング。 - 前記無電極領域は、前記幅方向で隣り合う２枚の太陽電池セルにおける前記シングリング接続の接続箇所にて、前記２枚の太陽電池セルの重なり代に略一致した幅寸法に形成されている、請求項４に記載の太陽電池ストリング。
- 前記各太陽電池セルの、前記受光面集電電極または前記裏面集電電極は複数のフィンガー電極を含み、
前記各太陽電池セルは、前記複数のフィンガー電極の少なくとも一部に交差する補助電極を備える、請求項４または５に記載の太陽電池ストリング。 - 請求項４～６のいずれかに記載の太陽電池ストリングが複数組み合わされた、太陽電池モジュール。
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Legal Events
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19869742 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| ENP | Entry into the national phase |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19869742 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |