JP2007288113A - Solar cell, solar cell string and solar cell module - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池の反りを低減することができるとともに、シャドウロスを低減し、量産時の印刷性を向上することができる太陽電池および太陽電池ストリング、ならびに太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】半導体基板の第1主面上に、バスバー電極と、バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極と、が備えられており、バスバー電極は、中空部を有する帯状部を含み、バスバー電極の長手方向において中空部が存在する領域をインターコネクタに接続されない第1非接続部とし、バスバー電極の長手方向において第1非接続部以外の領域をインターコネクタに接続するための第1接続部としたとき、バスバー電極の長手方向に第1接続部と第1非接続部とが交互に配列している太陽電池および太陽電池ストリング、ならびに太陽電池モジュールである。
【選択図】図1Provided are a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module that can reduce warpage of a solar cell, reduce shadow loss, and improve printability during mass production.
A bus bar electrode and a plurality of linear finger electrodes extending from the bus bar electrode are provided on a first main surface of a semiconductor substrate, and the bus bar electrode includes a band-shaped portion having a hollow portion, A region where the hollow portion exists in the longitudinal direction of the bus bar electrode is defined as a first unconnected portion that is not connected to the interconnector, and a region other than the first unconnected portion in the longitudinal direction of the bus bar electrode is connected to the interconnector. A solar cell, a solar cell string, and a solar cell module in which first connection portions and first non-connection portions are alternately arranged in the longitudinal direction of the bus bar electrode.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module.
太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。 In recent years, a solar cell that directly converts solar energy into electric energy has been rapidly expected as a next-generation energy source particularly from the viewpoint of global environmental problems. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors or organic materials, but the mainstream is currently using silicon crystals.
図8に、従来の太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池においては、p型シリコン基板10の受光面にn+層11が形成されることによって、p型シリコン基板10とn+層11とによりpn接合が形成されており、p型シリコン基板10の受光面上には反射防止膜12および銀電極13がそれぞれ形成されている。また、p型シリコン基板10の受光面と反対側の裏面にはp+層15が形成されている。そして、p型シリコン基板10の裏面上にはアルミニウム電極14および銀電極16がそれぞれ形成されている。
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of an example of a conventional solar cell. Here, in the solar cell, the n +
図9(a)〜(i)に、従来の太陽電池の製造方法の一例を示す。まず、図9(a)に示すように、p型シリコン結晶の原料を坩堝で溶解した後に再結晶化して得られたシリコンインゴッド17をシリコンブロック18に切断する。次に、図9(b)に示すように、シリコンブロック18をワイヤソーで切断することにより、p型シリコン基板10が得られる。
9A to 9I show an example of a conventional solar cell manufacturing method. First, as shown in FIG. 9A, a
次いで、アルカリまたは酸によってp型シリコン基板10の表面をエッチングすることによって、図9(c)に示すp型シリコン基板10のスライス時のダメージ層19を除去する。このとき、エッチング条件を調整すると、p型シリコン基板10の表面に微小な凹凸(図示せず)を形成することができる。この凹凸により、p型シリコン基板10の表面に入射する太陽光の反射が低減されて、太陽電池の変換効率を高めることができる。
Next, the
続いて、図9(d)に示すように、p型シリコン基板10の一方の主面(以下、「第1主面」という)上にリンを含む化合物を含有したドーパント液20を塗布する。そして、ドーパント液20の塗布後のp型シリコン基板10を800℃〜950℃の温度で5〜30分間熱処理することによりp型シリコン基板10の第1主面にn型ドーパントであるリンが拡散して、図9(e)に示すように、p型シリコン基板10の第1主面にn+層11が形成される。なお、n+層11の形成方法としては、ドーパント液を塗布する方法以外にも、P2O5やPOCl3を用いた気相拡散による方法がある。
Subsequently, as shown in FIG. 9D, a
次いで、リンの拡散時にp型シリコン基板10の第1主面に形成されるガラス層を酸処理により除去した後、図9(f)に示すように、p型シリコン基板10の第1主面上に反射防止膜12を形成する。反射防止膜12の形成方法としては、常圧CVD法を用いて酸化チタン膜を形成する方法やプラズマCVD法を用いて窒化シリコン膜を形成する方法などが知られている。また、ドーパント液を塗布する方法によりリンを拡散する場合には、リンに加えて反射防止膜12の材料も含ませたドーパント液を用いることによって、n+層11と反射防止膜12とを同時に形成することもできる。また、反射防止膜12の形成は、銀電極の形成後に行なう場合もある。
Next, after the glass layer formed on the first main surface of the p-
そして、図9(g)に示すように、p型シリコン基板10の他方の主面(以下、「第2主面」という)上にアルミニウム電極14を形成するとともにp型シリコン基板10の第2主面にp+層15を形成する。アルミニウム電極14およびp+層15は、たとえば、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなるアルミニウムペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、p型シリコン基板10を熱処理することによって、アルミニウムが溶融してシリコンと合金化することにより形成されたアルミニウム−シリコン合金層下にp+層15が形成されるとともに、p型シリコン基板10の第2主面上にアルミニウム電極14が形成される。また、p型シリコン基板10とp+層15のドーパント濃度差が、p型シリコン基板10とp+層15の界面に電位差(電位障壁として働く)をもたらし、光生成されたキャリアがp型シリコン基板10の第2主面付近で再結合するのを防いでいる。これにより、太陽電池の短絡電流(Isc:short circuit current)および開放電圧(Voc:open circuit voltage)が共に向上する。
Then, as shown in FIG. 9G, an
その後、図9(h)に示すように、p型シリコン基板10の第2主面上に銀電極16を形成する。銀電極16は、たとえば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、p型シリコン基板10を熱処理することによって得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 9H, a
そして、図9(i)に示すように、p型シリコン基板10の第1主面上に銀電極13を形成する。銀電極13は、p型シリコン基板10との接触抵抗を含む直列抵抗を低く抑えるとともに銀電極13の形成面積を少なくして太陽光の入射量を減少させないようにするため、銀電極13の線幅、ピッチおよび厚さなどのパターン設計が重要である。銀電極13の形成方法としては、たとえば、反射防止膜12の表面上に銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、p型シリコン基板10を熱処理することによって、銀ペーストが反射防止膜12を貫通してp型シリコン基板10の第1主面と良好な電気的接触が可能なファイアスルー方式が量産ラインで用いられている。
Then, as shown in FIG. 9 (i), a
以上のようにして、図8に示す構成の太陽電池を製造することができる。なお、銀電極13および銀電極16の形成後のp型シリコン基板10を溶融半田槽に浸漬することによって銀電極13および銀電極16の表面に半田をコーティングすることもできる。この半田のコーティングは、プロセスによっては省略される場合もある。また、上記のようにして製造された太陽電池にソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧(IV)特性を測定してIV特性を検査することもできる。
As described above, the solar cell having the configuration shown in FIG. 8 can be manufactured. The surface of the
太陽電池は、その複数が直列に接続されて太陽電池ストリングとされた後、太陽電池ストリングを封止材によって封止して太陽電池モジュールとして販売および使用されることが多い。 In many cases, a plurality of solar cells are connected in series to form a solar cell string, and then the solar cell string is sealed with a sealing material and sold and used as a solar cell module.
図10(a)〜(e)に、従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す。まず、図10(a)に示すように、上記のようにして製造された太陽電池の第1主面の銀電極上に導電性部材であるインターコネクタ31を接続する。
10A to 10E show an example of a conventional method for manufacturing a solar cell module. First, as shown to Fig.10 (a), the
次に、図10(b)に示すように、インターコネクタが接続された太陽電池30を一列に配列し、太陽電池30の第1主面の銀電極に接続されているインターコネクタ31の他端を他の太陽電池30の第2主面の銀電極に接続して、太陽電池ストリング34を作製する。
Next, as shown in FIG. 10B, the other end of the
次いで、図10(c)に示すように、太陽電池ストリング34を並べて、太陽電池ストリング34の両端から突出しているインターコネクタ31と、他の太陽電池ストリング34の両端から突出しているインターコネクタ31とを導電性部材である配線材33を用いて直列に接続することによって、太陽電池ストリング同士を互いに接続する。
Next, as shown in FIG. 10C, the
続いて、図10(d)に示すように、接続された太陽電池ストリング34を封止材としてのEVA(エチレンビニルアセテート)フィルム36で挟み込み、その後、ガラス板35とバックフィルム37との間に挟む。そして、EVAフィルム36間に入った気泡を減圧して抜き、加熱すると、EVAフィルム36が硬化して、太陽電池ストリングがEVA中に封止される。これにより、太陽電池モジュールが作製される。
Subsequently, as shown in FIG. 10 (d), the connected
その後、図10(e)に示すように、太陽電池モジュールは、アルミニウム枠40内に配置され、ケーブル39を備えた端子ボックス38が太陽電池モジュールに取り付けられる。そして、上記のようにして製造された太陽電池モジュールにソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧(IV)特性を測定してIV特性が検査される。
太陽光発電システムが急速に普及するにつれ、太陽電池の製造コストの低減は必要不可欠となっている。太陽電池の製造コストの低減において、半導体基板であるシリコン基板の大型化および薄型化は非常に有効な手段である。しかしながら、シリコン基板の大型化および薄型化に伴い、太陽電池ストリングを形成する際、太陽電池の受光面のバスバー電極と銅からなるインターコネクタとを半田などによって固定して接続する加熱工程後の冷却工程において、太陽電池のシリコン基板とインターコネクタとの熱膨張係数差(シリコンの熱膨張係数3.5×10-6/Kに対し、銅は17.6×10-6/Kであり5倍程度の差がある)により、太陽電池に反りが生じるという問題があった。 As solar power generation systems rapidly spread, it is essential to reduce the manufacturing cost of solar cells. In reducing the manufacturing cost of solar cells, increasing the size and reducing the thickness of a silicon substrate, which is a semiconductor substrate, is a very effective means. However, with the increase in size and thickness of the silicon substrate, when the solar cell string is formed, the cooling after the heating process in which the bus bar electrode on the light receiving surface of the solar cell and the interconnector made of copper are fixed and connected by solder or the like. In the process, the difference in thermal expansion coefficient between the silicon substrate of the solar cell and the interconnector (the thermal expansion coefficient of silicon is 3.5 × 10 −6 / K, whereas copper is 17.6 × 10 −6 / K, 5 times There is a problem that the solar cell is warped.
これは、上記の加熱工程において、太陽電池とインターコネクタとを固定した後、加熱状態にあった太陽電池とインターコネクタとを室温まで冷却すると、インターコネクタが太陽電池よりも大きく収縮するため、太陽電池に凹状の反りが発生したものと考えられる。太陽電池に生じた反りは、自動化された太陽電池モジュールの作製ラインの搬送系において搬送エラーや太陽電池の割れを引き起こす原因となる。また、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に反りが生じている場合には、太陽電池ストリングの形成工程や太陽電池モジュールの作製のための封止材による封止工程などにおいて太陽電池に局部的に強い力が加わり、太陽電池に割れが生じる原因となる。 This is because, in the above heating step, after fixing the solar cell and the interconnector, when the solar cell and the interconnector in a heated state are cooled to room temperature, the interconnector contracts more than the solar cell. It is thought that the concave warpage occurred in the battery. The warp generated in the solar cell causes a transport error and a crack in the solar cell in the transport system of the automated solar cell module production line. Moreover, when the solar cell which comprises a solar cell string has curvature, in the formation process of a solar cell string, the sealing process by the sealing material for preparation of a solar cell module, etc. locally to a solar cell A strong force is applied, causing cracks in the solar cell.
そこで、特許文献1には、隣接する太陽電池を接続するインターコネクタに断面積が局部的に縮小された小断面積部を設ける方法が開示されている。上述したように、上記の加熱工程により加熱状態にあったインターコネクタおよび太陽電池は室温まで冷却する際に太陽電池に凹状の反りが発生する。その際、太陽電池には元の形状に戻ろうとする力(復元力)が発生し、この復元力はインターコネクタに対して引張り応力を加える。特許文献1に開示された方法によれば、インターコネクタに引張り応力が加えられたときに他の部分と比べて比較的強度の弱い小断面積部が延伸して、太陽電池の反りを低減することができる。
Therefore,
特許文献1に記載のインターコネクタを用いて図11に示す形状の受光面の電極および図12に示す形状の裏面の電極を有する太陽電池を接続した太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を図13に示し、図13に示した太陽電池ストリングの受光面の模式的な平面図を図14に示す。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an example of a solar cell string in which solar cells having the light receiving surface electrode shown in FIG. 11 and the back electrode shown in FIG. 12 are connected using the interconnector described in
ここで、図11に示すように、太陽電池のp型シリコン基板10の第1主面となる受光面の銀電極13は、比較的幅の大きい1本の線状のバスバー電極13aとバスバー電極13aから伸びる比較的幅の小さい複数の線状のフィンガー電極13bと、から構成されている。また、バスバー電極13aはインターコネクタに固定して接続するための線状の第1接続部51と、インターコネクタに接続されない第1非接続部42とからなっており、第1接続部51と第1非接続部42とがバスバー電極13aの長手方向に沿って交互に配列されている。
Here, as shown in FIG. 11, the
また、図12に示すように、アルミニウム電極14はp型シリコン基板10の第2主面のほぼ全面に形成されており、銀電極16はp型シリコン基板10の第2主面の一部のみに形成されている。ここで、銀電極16はインターコネクタに固定して接続するための第2接続部となり、銀電極16の間に位置するアルミニウム電極14はインターコネクタに接続されない第2非接続部14aとなる。なお、半導体基板としてのp型シリコン基板10の第2主面は、半導体基板としてのp型シリコン基板10の第1主面の反対側の主面となる。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、図13に示すように、特許文献1に記載のインターコネクタを用いた太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の受光面の第1接続部51に半田などによって固定されて接続されたインターコネクタ31が、隣接する他の太陽電池の裏面の銀電極16に半田などによって固定されて接続されている。なお、図13においては、n+層とp+層の記載は省略されている。
Further, as shown in FIG. 13, in the solar cell string using the interconnector described in
また、図13および図14に示すように、インターコネクタ31の小断面積部41は、太陽電池の第1非接続部42および第2非接続部14aにそれぞれ配置されており、インターコネクタ31の小断面積部41は半田などによって固定されていない。したがって、インターコネクタ31に引張り応力が加えられたときに他の部分と比べて比較的強度の弱い小断面積部41が自由に延伸することができるために、太陽電池の反りを低減することができる。
As shown in FIGS. 13 and 14, the small
しかしながら、この太陽電池ストリングを構成する太陽電池においては、第1非接続部42の幅が第1接続部51の幅よりも大きくなっていることから、シャドウロスが増加し、量産時の印刷性が低下するという問題があった。
However, in the solar cell constituting this solar cell string, since the width of the first
そこで、本発明の目的は、太陽電池の反りを低減することができるとともに、シャドウロスを低減し、量産時の印刷性を向上することができる太陽電池および太陽電池ストリング、ならびに太陽電池モジュールを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module that can reduce warpage of the solar cell, reduce shadow loss, and improve printability during mass production. There is to do.
本発明は、半導体基板の第1主面上に、バスバー電極と、バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極と、が備えられており、バスバー電極は、中空部を有する帯状部を含み、バスバー電極の長手方向において中空部が存在する領域をインターコネクタに接続されない第1非接続部とし、バスバー電極の長手方向において第1非接続部以外の領域をインターコネクタに接続するための第1接続部としたとき、バスバー電極の長手方向に第1接続部と第1非接続部とが交互に配列している太陽電池である。 The present invention is provided with a bus bar electrode and a plurality of linear finger electrodes extending from the bus bar electrode on the first main surface of the semiconductor substrate, and the bus bar electrode includes a band-shaped portion having a hollow portion, A region where the hollow portion exists in the longitudinal direction of the bus bar electrode is defined as a first unconnected portion that is not connected to the interconnector, and a region other than the first unconnected portion in the longitudinal direction of the bus bar electrode is connected to the interconnector. In this solar cell, the first connection portion and the first non-connection portion are alternately arranged in the longitudinal direction of the bus bar electrode.
ここで、本発明の太陽電池においては、半導体基板の第1主面と反対側の第2主面上に、インターコネクタに接続するための第2接続部と、インターコネクタに接続されない第2非接続部と、が交互に形成されていてもよい。 Here, in the solar cell of the present invention, on the second main surface opposite to the first main surface of the semiconductor substrate, the second connection portion for connecting to the interconnector and the second non-connector not connected to the interconnector. The connection portions may be formed alternately.
また、本発明の太陽電池においては、第1接続部および第2接続部はそれぞれ半導体基板に関して互いに対称となる位置に形成されていることが好ましい。 Moreover, in the solar cell of this invention, it is preferable that the 1st connection part and the 2nd connection part are each formed in the mutually symmetrical position regarding a semiconductor substrate.
また、本発明の太陽電池において、バスバー電極は中空部を複数有しており、互いに隣接する中空部の間隔が等間隔であることが好ましい。なお、本発明において、「等間隔」とは、互いに隣接している中空部のすべての間隔のうち、最大の長さと最小の長さとの差の絶対値が0.5mm以下であることをいう。 In the solar cell of the present invention, it is preferable that the bus bar electrode has a plurality of hollow portions, and the intervals between the adjacent hollow portions are equal. In the present invention, “equal interval” means that the absolute value of the difference between the maximum length and the minimum length among all the intervals of the adjacent hollow portions is 0.5 mm or less. .
また、本発明は、上記の太陽電池の複数が接続された太陽電池ストリングであって、隣接する太陽電池において、第1の太陽電池の第1接続部と第2の太陽電池の第2接続部とがインターコネクタに接続されている太陽電池ストリングである。 Further, the present invention is a solar cell string in which a plurality of the solar cells are connected, and in the adjacent solar cells, the first connection portion of the first solar cell and the second connection portion of the second solar cell. Are solar cell strings connected to the interconnector.
ここで、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第1非接続部に対応する箇所および第2非接続部に対応する箇所の少なくとも1箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。 Here, in the solar cell string of the present invention, the cross-sectional area of the interconnector is locally reduced in at least one of the location corresponding to the first non-connecting portion and the location corresponding to the second non-connecting portion. It is preferable to have a small cross-sectional area portion.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第1非接続部に対応する箇所および第2非接続部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。 Further, in the solar cell string of the present invention, the interconnector has a cross-sectional area of the interconnector that is locally reduced at all the locations corresponding to the first non-connecting portion and the location corresponding to the second non-connecting portion. It is preferable to have a small cross-sectional area.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、中空部に対応する箇所の少なくとも1箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。 In the solar cell string of the present invention, it is preferable that the interconnector has a small cross-sectional area part in which the cross-sectional area of the interconnector is locally reduced in at least one part corresponding to the hollow part.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、中空部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。 In the solar cell string of the present invention, it is preferable that the interconnector has a small cross-sectional area part in which the cross-sectional area of the interconnector is locally reduced at all the parts corresponding to the hollow part.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、バスバー電極は中空部を複数有しており、第1主面の端部と第1主面のその端部に隣接する中空部との間隔の少なくとも1つの間隔が、互いに隣接する中空部の間隔よりも狭いことが好ましい。 Moreover, in the solar cell string of the present invention, the bus bar electrode has a plurality of hollow portions, and at least one interval between the end portion of the first main surface and the hollow portion adjacent to the end portion of the first main surface. The interval is preferably narrower than the interval between adjacent hollow portions.
さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池ストリングが封止材によって封止されてなる、太陽電池モジュールである。 Furthermore, the present invention is a solar cell module in which any of the above solar cell strings is sealed with a sealing material.
本発明によれば、太陽電池の反りを低減することができるとともに、シャドウロスを低減し、量産時の印刷性を向上することができる太陽電池および太陽電池ストリング、ならびに太陽電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar cell, a solar cell string, and a solar cell module that can reduce warpage of a solar cell, reduce shadow loss, and improve printability during mass production. Can do.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
図1に、本発明の太陽電池の受光面の電極形状の好ましい一例の模式的な平面図を示す。また、図2に、図1に示す太陽電池の受光面の電極形状の模式的な拡大平面図を示す。図1に示すように、本発明の太陽電池の受光面となるp型シリコン基板の第1主面においては、紙面の左右方向に伸びる比較的幅の広い線状のバスバー電極13aと、バスバー電極13aから紙面の上下方向に伸びる複数の幅の狭い線状のフィンガー電極13bと、からなる銀電極13が備えられている。
In FIG. 1, the typical top view of a preferable example of the electrode shape of the light-receiving surface of the solar cell of this invention is shown. FIG. 2 shows a schematic enlarged plan view of the electrode shape of the light receiving surface of the solar cell shown in FIG. As shown in FIG. 1, on the first main surface of the p-type silicon substrate that is the light-receiving surface of the solar cell of the present invention, a relatively wide linear
ここで、図1および図2に示すように、バスバー電極13aは、中空部を有する帯状部を含んでおり、バスバー電極13aの長手方向において中空部42aが存在する領域をインターコネクタに接続されない第1非接続部42とし、バスバー電極13aの長手方向において第1非接続部42以外の領域をインターコネクタに接続するための第1接続部51としたとき、バスバー電極13aの長手方向に第1接続部51と第1非接続部42とが交互に配列している。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
図1および図2に示すように、本発明の太陽電池においては、図11に示す形状の受光面の電極を有する太陽電池と比べて、第1非接続部42におけるバスバー電極13aが幅方向に大きく膨らんで形成されていない。したがって、本発明の太陽電池においては、バスバー電極13aによって受光面が隠れる面積を図11に示す形状の受光面の電極を有する太陽電池と比べて減少させることができるため、シャドウロスを低減することができる。また、スクリーン印刷法を用いてバスバー電極13aを形成する場合には、第1非接続部42におけるバスバー電極13aの幅を狭くすることができるため、スクリーン印刷時のかすれが減少し、量産時の印刷性が向上する。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the solar cell of the present invention, the
図3に、図1に示す太陽電池の裏面の電極形状の好ましい一例の模式的な平面図を示す。ここで、本発明の太陽電池の裏面となるp型シリコン基板の第2主面の略全面にはアルミニウム電極14が形成されており、紙面の左右方向に伸びるように銀電極16が形成されている。ここで、銀電極16は、インターコネクタに固定して接続するための第2接続部となり、2本の銀電極16の間に配置されているアルミニウム電極14はインターコネクタに接続されない第2非接続部14aとなる。そして、第2接続部としての銀電極16と第2非接続部14aとは銀電極16の長手方向に交互に配列されている。
FIG. 3 shows a schematic plan view of a preferred example of the electrode shape on the back surface of the solar cell shown in FIG. Here, an
本発明の太陽電池においては、たとえば図1および図3に示すように、第1接続部51および第2接続部としての銀電極16がそれぞれ半導体基板としてのp型シリコン基板10に関して互いに対称となる位置に形成されていることが好ましい。この場合には、太陽電池とインターコネクタとの接続後の冷却工程において、インターコネクタと太陽電池との熱膨張係数差に起因して発生する応力が太陽電池の受光面と裏面とでほぼ等しくなり、太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことになるため、太陽電池に生じる反りを低減することができる傾向にある。
In the solar cell of the present invention, for example, as shown in FIGS. 1 and 3, the
また、本発明の太陽電池において、バスバー電極13aは中空部42aを複数(たとえば3つ以上)有しており、互いに隣接する中空部42aの間隔を等間隔とすることが好ましい。この場合には、本発明の太陽電池に接続するための後述する小断面積部を有するインターコネクタの加工が容易となる傾向にある。すなわち、互いに隣接する中空部42aの間隔を等間隔にした場合にはインターコネクタの小断面積部についても互いの間隔を等間隔にして形成することが可能となるため、インターコネクタの加工が容易となる傾向にある。
In the solar cell of the present invention, the
図4に、本発明の太陽電池に接続するためのインターコネクタの好ましい一例の模式的な平面図を示す。ここで、インターコネクタ31は、インターコネクタ31の長手方向に垂直な断面の断面積が局所的に小さくなっている複数の小断面積部41を有している。なお、本発明において、インターコネクタは、導電性を有する部材であって、その長手方向に垂直な断面の断面積が局所的に小さくなっている小断面積部を有していれば、その形状および材質は特に限定されない。また、上述したように、図4に示すインターコネクタ31の小断面積部41は互いの間隔を等間隔にして形成されていることが好ましい。
In FIG. 4, the typical top view of a preferable example of the interconnector for connecting to the solar cell of this invention is shown. Here, the
図5に、本発明の太陽電池ストリングの好ましい一例の模式的な断面図を示す。また、図6に、図5に示す本発明の太陽電池ストリングを受光面側から見たときの模式的な平面図を示す。また、図7に、図5および図6に示す本発明の太陽電池ストリングの第1非接続部の近傍の模式的な拡大平面図を示す。ここで、本発明の太陽電池ストリングは、図1に示す形状の受光面の電極および図3に示す形状の裏面の電極を有する本発明の太陽電池を図4に示すインターコネクタを用いて複数接続した構成となっている。 In FIG. 5, typical sectional drawing of a preferable example of the solar cell string of this invention is shown. FIG. 6 shows a schematic plan view when the solar cell string of the present invention shown in FIG. 5 is viewed from the light receiving surface side. FIG. 7 shows a schematic enlarged plan view of the vicinity of the first non-connection portion of the solar cell string of the present invention shown in FIGS. 5 and 6. Here, the solar cell string of the present invention includes a plurality of solar cells of the present invention having the light receiving surface electrode having the shape shown in FIG. 1 and the back surface electrode having the shape shown in FIG. 3, using the interconnector shown in FIG. It has become the composition.
図5〜図7に示す本発明の太陽電池ストリングにおいては、インターコネクタ31の一端が第1の太陽電池80の第1接続部51と固定されて接続されており、インターコネクタ31の他端が第2の太陽電池81の第2接続部としての銀電極16と固定されて接続されている。また、インターコネクタ31は、インターコネクタ31の小断面積部41が第1の太陽電池80の受光面の第1非接続部の中空部42aおよび第2の太陽電池81の裏面の第2非接続部14aに配置されるように接続されている。また、図5に示すように、第1の太陽電池80および第2の太陽電池81においてはそれぞれ、第1接続部51と第2接続部としての銀電極16が太陽電池の受光面および裏面でそれぞれ半導体基板としてのp型シリコン基板10に関して対称な位置に形成されている。
In the solar cell string of the present invention shown in FIGS. 5 to 7, one end of the
このように、本発明の太陽電池ストリングにおいては、インターコネクタ31の他の部分と比べて比較的強度が弱い小断面積部41が第1非接続部の中空部42aおよび第2非接続部14aに配置されており、小断面積部41は固定されずにフリーな状態となっていることから、その小断面積部41が自由に変形して応力を緩和することにより太陽電池の反りを低減することができる。
As described above, in the solar cell string of the present invention, the small
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタ31と太陽電池との接続部である第1接続部51と第2接続部としての銀電極16が太陽電池の受光面および裏面でそれぞれ半導体基板としてのp型シリコン基板10に関して対称な位置に形成されていることが好ましい。この場合には、インターコネクタ31と太陽電池のp型シリコン基板との熱膨張係数差に起因して発生する応力が太陽電池の受光面と裏面とでほぼ等しくなり、太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことになるため、太陽電池に生じる反りをさらに低減することができる。
Further, in the solar cell string of the present invention, the
また、本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池に生じる反りを低減する観点からは、インターコネクタ31は、第1非接続部42に対応する箇所および第2非接続部14aに対応する箇所の少なくとも1箇所にインターコネクタ31の小断面積部41を有するように接続されることが好ましく、第1非接続部42に対応する箇所および第2非接続部14aに対応する箇所のすべての箇所にインターコネクタ31の小断面積部41を有するように接続されることがより好ましい。
Moreover, in the solar cell string of this invention, from a viewpoint of reducing the curvature which arises in a solar cell, the
特に、上記の本発明の太陽電池ストリングにおいては、インターコネクタ31は、第1の太陽電池80の中空部42aに対応する箇所および第2の太陽電池81の第2非接続部14aに対応する箇所のすべての箇所に小断面積部41が配置されるように接続されているが、第1の太陽電池80の中空部42aに対応する箇所および第2の太陽電池81の第2非接続部14aに対応する箇所の少なくとも1箇所に形成されていても、太陽電池の反りを低減できる効果を得ることができる。ただし、インターコネクタ31の小断面積部41が第1の太陽電池80の中空部42aに対応する箇所および第2の太陽電池81の第2非接続部14aに対応する箇所になるべく多く配置されている方が太陽電池に生じる反りを低減することができる傾向が大きくなるため、インターコネクタ31は、上記のように、第1の太陽電池80の中空部42aに対応する箇所および第2の太陽電池81の第2非接続部14aに対応する箇所のすべての箇所に小断面積部41が配置されるように接続されていることが最も好ましい。
In particular, in the above-described solar cell string of the present invention, the
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、第1の太陽電池80および第2の太陽電池81の少なくとも一方のバスバー電極13aが中空部42aを複数(たとえば2つ以上)有している場合には、半導体基板としてのp型シリコン基板10の第1主面の端部とその端部に隣接する中空部42aとの間隔を、互いに隣接する中空部42aの間隔よりも狭くすることが好ましい。この場合には、インターコネクタ31の小断面積部41について互いの間隔を等間隔にして形成することが可能になるため、インターコネクタ31の加工が容易となる傾向にある。
In the solar cell string of the present invention, when at least one
このような本発明の太陽電池ストリングを従来から公知の方法によりEVAなどの封止材に封止することによって、本発明の太陽電池モジュールを得ることができる。 The solar cell module of the present invention can be obtained by sealing the solar cell string of the present invention with a sealing material such as EVA by a conventionally known method.
なお、上記の以外の説明は、上記の背景技術の欄における説明と同様であるが、その説明に限定されるものではない。たとえば、本発明においては、p型シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよく、上記の背景技術の欄の説明のp型とn型の導電型を入れ替えてもよい。また、本発明においては、バスバー電極、フィンガー電極、第1接続部および第2接続部は必ずしも銀電極である必要はなく、第2非接続部はアルミニウム電極からなっている必要はない。 The description other than the above is the same as the description in the background art section above, but is not limited to the description. For example, in the present invention, a semiconductor substrate other than the p-type silicon substrate may be used, and the p-type and n-type conductivity types described in the background section above may be interchanged. In the present invention, the bus bar electrode, the finger electrode, the first connection portion, and the second connection portion do not necessarily need to be silver electrodes, and the second non-connection portion does not need to be made of an aluminum electrode.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明によれば、太陽電池の反りを低減することができるとともに、シャドウロスを低減し、量産時の印刷性を向上することができるインターコネクタ付き太陽電池および太陽電池ストリング、ならびに太陽電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to reduce the curvature of a solar cell, a shadow loss is reduced, the solar cell with an interconnector which can improve the printability at the time of mass production, a solar cell string, and a solar cell module Can be provided.
10 p型シリコン基板、11 n+層、12 反射防止膜、13,16 銀電極、1
3a バスバー電極、13b フィンガー電極、14 アルミニウム電極、14a 第2非接続部、15 p+層、17 シリコンインゴッド、18 シリコンブロック、20 ドーパント液、30 太陽電池、31 インターコネクタ、33 配線材、34 太陽電池ストリング、35 ガラス板、36 EVAフィルム、37 バックフィルム、38 端子ボックス、39 ケーブル、40 アルミニウム枠、41 小断面積部、42 第1非接続部、42a 中空部、51 第1接続部、80 第1の太陽電池、81 第2の太陽電池。
10 p-type silicon substrate, 11 n + layer, 12 antireflection film, 13, 16 silver electrode, 1
3a busbar electrode, 13b finger electrode, 14 aluminum electrode, 14a second non-connecting portion, 15 p + layer, 17 silicon ingot, 18 silicon block, 20 dopant liquid, 30 solar cell, 31 interconnector, 33 wiring material, 34 solar Battery string, 35 Glass plate, 36 EVA film, 37 Back film, 38 Terminal box, 39 Cable, 40 Aluminum frame, 41 Small cross-sectional area, 42 First non-connecting part, 42a Hollow part, 51 First connecting part, 80 A first solar cell, 81 a second solar cell.
Claims (11)
前記バスバー電極は、中空部を有する帯状部を含み、
前記バスバー電極の長手方向において前記中空部が存在する領域をインターコネクタに接続されない第1非接続部とし、
前記バスバー電極の長手方向において前記第1非接続部以外の領域をインターコネクタに接続するための第1接続部としたとき、
前記バスバー電極の長手方向に前記第1接続部と前記第1非接続部とが交互に配列している、太陽電池。 A bus bar electrode and a plurality of linear finger electrodes extending from the bus bar electrode are provided on the first main surface of the semiconductor substrate,
The bus bar electrode includes a band-shaped portion having a hollow portion,
A region where the hollow portion exists in the longitudinal direction of the bus bar electrode is a first non-connection portion that is not connected to an interconnector,
When a region other than the first non-connection portion in the longitudinal direction of the bus bar electrode is a first connection portion for connecting to the interconnector,
The solar cell in which the first connection portion and the first non-connection portion are alternately arranged in the longitudinal direction of the bus bar electrode.
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