JP2017050540A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】導電性配線が所望しない電極と短絡されることを効果的に防止することができる太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】半導体基板１１０の背面にｘ方向に長く形成され、互いに異なる極性を有する第１電極１４１と第2電極１４２を備える太陽電池Ｃ１と、太陽電池Ｃ１に備えられた半導体基板の背面にｘ方向と交差するｙ方向に長く配置され、導電性接着剤２５１を介して接続され、絶縁層２５２によって絶縁される導電性配線２００とを含み、導電性接着剤２５１及び絶縁層２５２それぞれのｘ方向の長さは、導電性配線２００の線幅以上であり、導電性配線間の間隔より狭く形成され、絶縁層２５２のｘ方向長さは、導電性接着剤２５１のｘ方向の長さより長い。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

最近石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予測されながらこれらを取り替える代替エネルギーに対する関心が高くなり。これにより、太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する太陽電池が注目されている。

一般的な太陽電池は、ｐ型とｎ型のように、互いに異なる導電型（conductive type）によってｐ−ｎ接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電型の半導体部にそれぞれ接続された電極を備える。

このような太陽電池に光が入射されれば半導体部で複数の電子―正孔対が生成され、生成された電子―正孔対は電荷である電子と正孔にそれぞれ分離され、電子はｎ型の半導体部の方向に移動し正孔はｐ型の半導体部の方向に移動する。移動した電子と正孔はそれぞれｎ型の半導体部とｐ型の半導体部に接続された互いに異なる電極によって収集され、この電極を電線で接続することにより電力を得る。

このような太陽電池は、複数個がインターコネクタによって互に接続されてモジュールに形成することができる。

本発明の目的は、太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明に係る太陽電池モジュールの一例は、半導体基板と、半導体基板の背面に第１方向に長く形成され、互いに異なる極性を有する第１電極と第2電極をそれぞれ備える太陽電池と、それぞれの太陽電池に備えられた半導体基板の背面に第１方向と交差する第2方向に長く配置されて、第１、第２電極に導電性接着剤を介して接続されたり、第１、第２電極と絶縁層によって絶縁される導電性配線とを含み、導電性接着剤及び絶縁層のそれぞれの第１方向の長さは、導電性配線のそれぞれの線幅以上であり、導電性配線間の間隔より狭く形成されるが、絶縁層の第１方向長さは、導電性接着剤の第１方向の長さより長い。

一例として、導電性配線の線幅対絶縁層の第１方向の長さの比は１：１．１〜２の間で有り得る。

さらに、導電性配線の線幅対導電性接着剤の第１方向の長さは、１：１〜１．２５の間で有り得る。

また、導電性配線の線幅は、１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、導電性配線間の間隔は２ｍｍ以上、半導体基板の第２方向の長さの０．５倍以下で有り得、さらに好ましくは、導電性配線間の間隔は４ｍｍ以上８ｍｍ以下で有り得る。

また、導電性接着剤の第１方向の長さに比べ絶縁層の第１方向の長さの比は１：１．１〜１．７で有り得る。

一例として、導電性接着剤の第１方向の長さは１ｍｍ〜３ｍｍであり、絶縁層の第１方向の長さは、１．１ｍｍ〜４ｍｍで有り得る。

また、第1、第２電極のそれぞれの線幅は、導電性接着剤と絶縁層の第１方向の長さよりも狭いことがある。一例として、第１、第２電極のそれぞれの線幅は、１８０μｍ〜４００μｍで有り得る。

さらに、第１電極と第２電極との間隔は、導電性接着剤と絶縁層の第１方向の長さより狭いことがある。一例として、第１電極と第２電極との間隔は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍで有り得る。

また、絶縁層の線幅は、導電性接着剤の線幅より大きいことができる。一例として、導電性接着剤の線幅は、第１、第２電極のそれぞれの線幅と同じことができる。

さらに具体的には、導電性接着剤の線幅は、１８０μｍ〜４００μｍであり、絶縁層の線幅は、２００μｍ〜４５０μｍで有り得る。

ここで、各太陽電池の半導体基板は、第１導電型の不純物がドーピングされ、半導体基板の背面には、第１導電性と反対の第２導電性の不純物がドーピングされるエミッタ部と、半導体基板より第１導電型の不純物を高濃度にドーピングされる背面電界部とをさらに含み、第１電極のそれぞれは、エミッタ部に接続され、第２電極のそれぞれは、背面電界部に接続することができる。

ここで、導電性配線は、第１電極に導電性接着剤を介して接続され、第２電極との間に絶縁層によって絶縁される第１配線と第２電極に導電性接着剤を介して接続され、第１電極との間に絶縁層によって絶縁される第２配線を含むことができる。

さらに、太陽電池は、第１方向と交差する第２方向に互いに直接隣に配列され、互いに直列接続される第１太陽電池と第2太陽電池を含み、第１太陽電池と第2太陽電池の間には、第１、第２太陽電池を互いに直列接続するインターコネクタをさらに含むことができる。

ここで、インターコネクタは、第１太陽電池と第２太陽電池の間で第１方向に長く配置され、インターコネクタは、第１太陽電池に接続された第１導電性配線と第２太陽電池に接続された第2導電性配線が共通に接続することができる。

本発明の一例による太陽電池モジュールは、絶縁層の第１方向の長さは、導電性接着剤の第１方向の長さより大きく形成し、導電性配線が所望しない電極と短絡されることを効果的に防止することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールに適用されるストリングを背面から見た形状の一例である。 図１に適用される太陽電池の一例を示す一部斜視図である。 図２に示された太陽電池の第２方向（ｙ）の断面を示したものである。 図１においてＣＳｘ１−ＣＳｘ１ラインに沿った断面図を示すものである。 図１及び図４で説明した導電性接着剤２５１の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５１）と絶縁層２５２の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５２）にについてさらに具体的に説明するための図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの他の一例を説明するための図である。

以下では、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、さまざまな異なる形で実現することができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似の部分には 類似の符号を付与した。

図面で複数の層と領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるとする時、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆にどの部分が他の部分“真上に”あるとするときは、中間に他の部分がないことを意味する。また、どの部分が他の部分の上に“全体的”に形成されているとするときは、他の部分の全体面に形成されているものだけでなく、端の一部には形成されないことを意味する。

以下で、前面とは、直射光が入射される半導体基板１１０の一面で有り得、背面とは、直射光が入射されないか、直射光ではなく、反射光が入射することができる半導体基板１１０の反対面で有り得る。

図１〜図４は、本発明に係る太陽電池モジュールの一例を説明するための図であり、図６は、本発明に係る太陽電池モジュールの他の一例を説明するための図である。

ここで、図１は、本発明に係る太陽電池モジュールに適用されるストリングを背面から見た形状の一例である。

図１に示すように、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）の背面に形成された複数の第１、第２電極（１４１、１４２）に接続される複数の第１導電性配線２１０と、複数の第２導電性配線２２０、及び複数の第１、第２導電性配線（２１０、２２０）に接続され、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を直列接続するインターコネクタ３００を含む。

ここで、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれは、少なくとも半導体基板１１０と半導体基板１１０の背面に互いに離隔され、第１方向（ｘ）に長く伸びて形成される複数の第１電極１４１と、複数の第２電極１４２を備える。

さらに、複数の導電性配線（２１０、２２０）は、複数の太陽電池の中でお互いに隣接する二つの太陽電池の内、いずれか１つの太陽電池に備えられた複数の第１電極１４１と、残りの一つの太陽電池に備えられた複数の第２電極１４２をインターコネクタ３００を介して互いに電気的に直列に接続することができる。

そのために、複数の導電性配線２００は、第１、第２電極（１４１、１４２）の長さ方向の第１方向（ｘ）と交差する第２方向（ｙ）に長く伸び複数の太陽電池それぞれに接続することができる。

一例として、複数の導電性配線２００は、第１導電性配線２１０と第２導電性配線２２０を含むことができる。

さらに具体的には、図１に示すように、第１導電性配線２１０は、各太陽電池に備えられた第１電極１４１に導電性接着剤２５１を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層２５２によって第２電極１４２と絶縁することができる。

さらに、第２導電性配線２２０は、各太陽電池に備えられた第２電極１４２に導電性接着剤２５１を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層２５２によって第１電極１４１と絶縁することができる。

併せて、このような第１、第２導電性配線（２１０、２２０）のそれぞれは、複数の太陽電池との間に第１方向（ｘ）に長く伸びて配置されるインターコネクタ３００に接続することができる。これにより、複数の太陽電池は、第２方向（ｙ）に互いに直列接続することができる。

このような本発明に係る太陽電池モジュールは、製造工程の内、導電性配線２００を反導体基板１１０の背面に接続するとき、所望しない電極（１４１ ＯＲ １４２）と導電性配線２００が短絡されることを最小かするために、絶縁層２５２の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５２）が導電性接着剤２５１の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５１）より大きく形成することができる。これについては図５でさらに具体的に説明する。

さらに、本発明の一例に係る太陽電池モジュールにおいては、インターコネクタ３００が含まれている場合を一例として示し、これについて説明しているが、図６に示すように、インターコネクタ３００は、省略されることもあり、このようにインターコネクタ３００が省略された場合には、第１導電性配線２１０と第２導電性配線２２０が一体に形成された一つの導電性配線２００に第１太陽電池（Ｃ１）の第１電極１４１と第２太陽電池（Ｃ２）の第２電極１４２が導電性接着剤２５１によって接続されて、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を直列接続することもできる。

ここで、複数の太陽電池のそれぞれについて、さらに具体的に説明すると、次の通りである。

図２は図１に適用される太陽電池の一例を示す一部斜視図であり、図３は、図２に示された太陽電池の第２方向（ｙ）の断面を示したものである。

図２及び図３に示すように、本発明に係る太陽電池の一例は、反射防止膜１３０、半導体基板１１０、トンネル層１８０、エミッタ部１２１、背面電界部（１７２、back surface field、ＢＳＦ）、真性半導体層１５０、パッシベーション層１９０、第１電極１４１と第２電極１４２を備えることができる。

ここで、反射防止膜１３０、真性半導体層１５０、トンネル層１８０及びパッシベーション層１９０は省略されることもあるが、備えられた場合、太陽電池の効率がさらに向上されるため、以下では、備えられた場合を一例として説明する。

半導体基板１１０は、第１導電型の不純物を含有する単結晶シリコン、多結晶シリコンの内、少なくともいずれか１つで形成することができる。一例として、半導体基板１１０は、単結晶シリコンウエハに形成することができる。

ここで、第１導電型は、ｎ型またはｐ型導電型のいずれか１つで有り得る。

半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、ホウ素（Ｂ）、ガリウム、インジウムなどの３価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピング（doping）される。しかし、半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、りん（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピングすることができる。

以下では、このような半導体基板１１０の第１導電型がｎ型である場合を例に説明する。

このような半導体基板１１０の前面に複数の凹凸面を有することができる。これにより、半導体基板１１０の前面上に位置エミッタ部１２１もまた凹凸面を有することができる。

このために、半導体基板１１０の前面から反射される光の量が減少して、半導体基板１１０の内部に入射される光の量が増加することがある。

反射防止膜１３０は、外部から半導体基板１１０の前面に入射される光の反射を最小化するために、半導体基板１１０の前面の上に位置し、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）とシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）の内、少なくとも1つで形成することができる。

トンネル層１８０は、半導体基板１１０の背面全体に直接接触して配置され、誘電体材質を含むことができる。したがって、トンネル層１８０は、図２及び図３に示すように、半導体基板１１０で生成されるキャリアを通過させることができる。

このようなトンネル層１８０は、半導体基板１１０で生成されたキャリアを通過させ、半導体基板１１０の背面のパッシベーションの機能を実行することができる。

さらに、トンネル層１８０は、６００℃以上の高温工程にも耐久性が強いＳｉＣｘまたはＳｉＯｘで形成される誘電体材質で形成することができる。しかし、この他にも窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、水素化されたＳｉＮｘ、酸化アルミニウム膜（ＡｌＯｘ）、酸化窒化シリコン膜 （ＳｉＯＮ）または水素化されたＳｉＯＮで形成が可能であり、このようなトンネル層１８０の厚さ（Ｔ１８０）は、０．５ｎｍ〜２．５ｎｍの間で形成されることができる。

エミッタ部１２１は、半導体基板１１０の背面に配置され、一例として、トンネル層１８０の背面の一部に直接接触して、複数個が第１方向（ｘ）に長く配置され、第１導電型と反対の第2導電型を有する多結晶シリコン材質で形成することができ、エミッタ部１２１は、トンネル層１８０を間に置いて、半導体基板１１０とｐ−ｎ接合を形成することができる。

各エミッタ部１２１は、半導体基板１１０とｐ−ｎ接合を形成するので、エミッタ部１２１は、ｐ型の導電型を有することができる。しかし、本発明の一例とは異なり、半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２１は、ｎ型の導電型を有する。この場合、分離された電子は、複数のエミッタ部１２１の方向に移動し、分離された正孔は、複数の背面電界部１７２の方向に移動することができる。

複数のエミッタ部１２１がｐ型の導電型を有する場合エミッタ部１２１には、３価元素の不純物がドーピングされることがあり、逆に複数のエミッタ部１２１がｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２１には、５価元素の不純物がドーピングされることができる。

背面電界部１７２は、半導体基板１１０の背面に配置され、一例として、トンネル層１８０の背面の中で、前述した複数のエミッタ部１２１のそれぞれと離隔された一部の領域に直接接触して、複数個がエミッタ部１２１と平行な第１方向（ｘ）に長く位置するように形成することができる。

このような背面電界部１７２は、第１導電型の不純物が半導体基板１１０より高濃度にドーピングされる多結晶シリコン材質で形成することができる。したがって、例えば、基板がｎ型のタイプの不純物でドーピングされる場合、複数の背面電界部１７２は、ｎ＋の不純物領域で有り得る。

このような背面電界部１７２は、半導体基板１１０と背面電界部１７２との不純物濃度の差に起因する電位障壁によって、電子の移動方向である背面電界部１７２方向への正孔移動を妨害する一方、背面電界部１７２の方向にキャリア（例えば、電子）の移動を容易にすることができる。

したがって、背面電界部１７２とその付近又は第１及び第２電極（１４１、１４２）で、電子と正孔の再結合に失われる電荷の量を減少させ、電子の移動を加速させて、背面電界部１７２への電子移動量を増加させることができる。

ここでの図２及び図３においては、エミッタ部と背面電界部がトンネル層の背面に多結晶シリコン材質で形成された場合を一例として説明したが、これと違って、トンネル層が省略された場合、エミッタ部と背面電界部は半導体基板１１０の背面内に不純物が拡散されてドーピングすることもできる。このような場合、エミッタ部と背面電界部は半導体基板１１０と同じ単結晶シリコン材質で形成することもできる。

真性半導体層１５０は、エミッタ部と背面電界部の間に露出されたトンネル層の背面に形成されることがあり、このような真性半導体層１５０は、エミッタ部１２１と背面電界部１７２と異なるように第１導電型の不純物または第2導電型の不純物がドーピングされない真性多結晶シリコン層で形成することができる。

さらに、図２及び図３に示すように、真性半導体層１５０の両側面のそれぞれは、エミッタ部１２１の側面と背面電界部１７２の側面に直接接触する構造を有することができている。

パッシベーション層１９０は、背面電界部１７２、真性半導体層１５０とエミッタ部１２１に形成される多結晶シリコン材質の層の背面に形成されたダングリングボンド（dangling bond）による欠陥を除去して、半導体基板１１０から生成されたキャリアがダングリングボンドによって再結合して消滅することを防止する役割をすることができる。

このために、パッシベーション層１９０は、半導体基板１１０の背面の内、第１、第２電極（１４１、１４２）が形成された部分を除外した残りの部分を覆うように形成することができる。

このようなパッシベーション層１９０は、誘電体層に形成されることがあり、例えば、水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化窒化膜（ＳｉＮｘＯｙ：Ｈ）、水素化されたシリコン窒化酸化膜（ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ）、水素化された非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の内、少なくともいずれか１つで形成することができる。

第１電極１４１は、エミッタ部に接続し、第１方向（ｘ）に長く伸びて形成することができる。このような、第１電極１４１は、エミッタ部１２１の方向に移動したキャリア、例えば、正孔を収集することができる。

第２電極１４２は、背面電界部に接続し、第１電極１４１と並行するように第１方向（ｘ）に長く伸びて形成することができる。このような、第２電極１４２は、背面電界部１７２の方向に移動したキャリア、例えば、電子を収集することができる。

このような図１に示すように、第１、第２電極（１４１、１４２）のそれぞれは、第１方向（ｘ）に長く伸びて形成されることがあり、第１電極１４１と第２電極１４２が第２方向（ｙ）に交互に配置することができる。

このような複数の第１及び第２電極（１４１、１４２）は、導電性配線２００と導電性接着剤２５１と他の金属材質を含んで形成することができる。一例として、第１、第２電極（１４１、１４２）のそれぞれは、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル−バナジウム合金（ＮｉＶ）、ニッケル、ニッケル−アルミニウム合金（ＮｉｘＡｌｙ）、モリブデンデナム（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）の内、少なくとも一つの材質が少なくとも一つの層で形成することができる。

このような第１、第２電極（１４１、１４２）は、スパッタリング（sputtering）方法、電子ビーム蒸着装置（Electron Beam evaporator）、または無電解/電解めっき法のいずれか１つを用いて形成することができる。

このような構造で製造された本発明に係る太陽電池において、第１電極１４１を介して収集された正孔と第２電極１４２を介して収集された電子は、外部の回路装置を介して外部装置の電源で利用することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールに適用された太陽電池は、図２及び図３にのみ限定せず、太陽電池に備えられる第１、第２電極（１４１、１４２）が半導体基板１１０の背面のみ形成される点を除外し、他の構成要素は、いくらでも変更が可能である。

例えば、本発明の太陽電池モジュールには、第１電極１４１の一部とエミッタ部１２１が半導体基板１１０の前面に位置し、第１電極１４１の一部が半導体基板１１０に形成されたホールを介して半導体基板１１０の背面に形成された第１電極１４１の残りの一部と接続されるＭＷＴタイプの太陽電池も適用が可能である。

このような太陽電池が、図１のように導電性配線２００とインターコネクタ３００を用いて、直列接続された断面構造は次の図４と同じである。

図４は、図１においてＣＳｘ１−ＣＳｘ１ラインに沿った断面図を示すものである。

図４に示すように、第１太陽電池（Ｃ１）と第２太陽電池（Ｃ２）を含む複数の太陽電池は、複数個が第２方向（ｙ）に配列することができる。

このとき、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）に備えられる複数の第１、第２電極（１４１、１４２）の長さ方向が第１方向（ｘ）に方向するように配置することができる。

このように、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）が第２片向（ｙ）に配列された状態で、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）は、第１、第２導電性配線（２１０、２２０）とインターコネクタ３００によって第２方向（ｙ）に長く伸びて直列接続される１つのストリングを形成することができる。

ここで、第１、第２導電性配線（２１０、２２０）とインターコネクタ３００は、導電性金属材質で形成され、第１、第2導電性配線（２１０、２２０）は、各太陽電池の半導体基板１１０の背面に接続され、太陽電池の直列接続のために、各半導体基板１１０に接続された第１、第2導電性配線（２１０、２２０）は、インターコネクタ３００に接続することができる。

併せて、複数の第１、第2導電性配線（２１０、２２０）は、断面が円形を有する導電性ワイヤの形態であるか、幅が厚さより大きいリボンの形を有することができる。

具体的には、複数の第１導電性配線２１０は、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれに備えられた複数の第１電極１４１に重畳されて、導電性接着剤２５１を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層２５２によって、複数の第２電極１４２と絶縁することができる。

このとき、複数の第１導電性配線２１０のそれぞれは、図１及び図４に示すように、第１、第２太陽電池との間に配置されたインターコネクタ３００方向側の半導体基板１１０に外突出して配置されることができる。

併せて、複数の第２導電性配線２２０は、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれに備えられた複数の第２電極１４２に重畳されて、導電性接着剤２５１を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層２５２によって、複数の第１電極１４１と絶縁することができる。

このとき、複数の第２導電性配線２２０のそれぞれは、図１及び図４に示巣用に、第１、第２太陽電池との間に配置されたインターコネクタ３００方向側の半導体基板１１０外に突出して配置されることができる。

ここで、導電性接着剤２５１は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金を含む金属材質で形成することができる。併せて、このような導電性接着剤２５１は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金を含む 、はんだペースト（solder paste）、エポキシにスズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金が含まれたエポキシはんだペースト（epoxy solder paste）または導電性ペースト（Conductive paste）の内、いずれか１つの形で形成することができる。

一例として、導電性接着剤２５１がはんだペーストの形で適用された場合、はんだペーストには、Ｓｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＰｂ、ＳｎＢｉＣｕＣｏ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＰｂＡｇまたはＳｎＡｇの内、少なくとも一つの金属材質を含むすることができ、導電性接着剤２５１が、エポキシ、はんだペーストの形で適用された場合、エポキシ樹脂内にＳｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＰｂ、ＳｎＢｉＣｕＣｏ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＰｂＡｇまたはＳｎＡｇの内、少なくとも一つの金属材質を含みから形成することができる。

さらに、導電性接着剤２５１が導電性ペーストの形で適用された場合、エポキシのような樹脂内にＳｎ、ＳｎＢｉ、Ａｇ、ＡｇＩｎまたはＡｇＣｕの内、少なくとも一つの金属材質を含んで形成することができる。

ここで、絶縁層２５２は、絶縁性材質であればどのようなものでもかまわず、一例として、エポキシ系の樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、アクリル系の樹脂やシリコーン系の樹脂の内、いずれか１つの絶縁性材質が用いられる。

さらに、ここで、導電性接着剤２５１は、図１の拡大図に示すように、導電性配線２００と交差する部分に位置する第１電極または第２電極の背面上にのみ位置することができ、絶縁層２５２は、導電性配線２００と交差する部分に位置する第１電極または第2電極の背面上だけでなく、周囲の半導体基板１１０の背面上にも一緒に位置することができる。

このような位置に導電性接着剤２５１と絶縁層２５２が形成されるようすることで、所望しない電極と導電性配線２００との間の短絡をさらに効果的に防止することができる。

このように、各太陽電池の背面に接続された複数の第１導電性配線２１０と、複数の第２導電性配線２２０の内、各半導体基板１１０の外に突出する部分が図１及び図４に示すように、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）との間に配置されるインターコネクタ３００の背面に共通に接続することができ、これにより、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）が第２方向（ｙ）に直列接続された一つのストリングに形成することができる。

このような構造を有する太陽電池モジュールは、複数の太陽電池の内、第１、第2導電性配線２００（２１０、２２０）と、第１、第２電極（１４１、１４２）との間に接続不良が発生した太陽電池がある場合、インターコネクタ３００と、複数の第１、第2導電性配線２００（２１０、２２０）との間の接続を解除して、その太陽電池だけ、さらに容易に交換することができる。

以下においては、前述した導電性接着剤２５１の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５１）と絶縁層２５２の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５２）に対して、さらに具体的に説明する。

図５は、図１及び図４で説明した導電性接着剤２５１の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５１）と絶縁層２５２の第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５２）についてさらに具体的的に説明するための図であり、導電性配線２００が半導体基板１１０の背面に接着された部分を拡大した一例である。

図５においては、前述した内容と重複する内容の説明は省略する。併せて、図５では、図１及び図４で説明した太陽電池モジュールを一例として説明するが、図６のような太陽電池モジュールの他の一例にも同様に適用することができる。

図５に示すように、導電性接着剤２５１と絶縁層２５２のそれぞれの第１方向の長さ（Ｌ２５１、Ｌ２５２）は、導電性配線２００のそれぞれの線幅（Ｗ２００）以上であり、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）より狭いことがある。

ここで、図５に示すように、導電性接着剤２５１から第１方向（ｘ）への長さ（Ｌ２５１）は、導電性配線２００と、重畳されるが、導電性配線２００を中心に、第１方向（ｘ）に突出した導電性接着剤２５１の第１方向（ｘ）両端の最大の長さを意味し、絶縁層２５２から第１方向（ｘ）への長さ（Ｌ２５２）は、導電性配線２００と、重畳されるが、導電性配線２００を中心に第１方向（ｘ）に突出した絶縁層２５２の第１方向（ｘ）両端の最大の長さを意味する。

このような導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）と絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）のそれぞれは、導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）と同じか、さらに大きくなることがあり、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）より狭いことがある。

この時、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）は、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）より大きく形成することができる。このように、導電性接着剤２５１と絶縁層２５２のそれぞれの第１方向（ｘ）の長さ（Ｌ２５１、Ｌ２５２）は、導電性配線２００のそれぞれの線幅（Ｗ２００）以上に形成し、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）より狭く形成することは、導電性配線２００を半導体基板１１０の背面に接続させるテビン工程中、導電性配線２００が導電性接着剤２５１に十分に接続するようにし、接触抵抗が十分に低く形成されるようにするためである。

さらに、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）を絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）より大きく小さくすることは先に簡単に記載したように、導電性配線２００を半導体基板１１０の背面に接続させるテビン工程中、所望しない電極（１４１ ｏｒ １４２）と導電性配線２００が短絡されることを最小化するためである。

すなわち、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）が絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）と同じか、さらに大きい場合、導電性接着剤２５１が、隣接する他の極性の電極まで広がって接続される可能性があり、これにより所望しない電極（１４１ ｏｒ １４２）と導電性配線２００が短絡されることがあるが、本発明のように、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）が導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）より大きく形成される場合、テビン工程中、導電性接着剤２５１が第２方向に広がっても、隣接する他の極性の電極に接続される可能性を事前に防止することができる。これにより、太陽電池モジュールの不良の可能性を最小化することができる。

さらに具体的には、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）は、導電性配線２００の線幅（W200）より大きく、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）より小さく形成されるが、一例として、導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）に比べ絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）の比率は、１：１．１〜２の間に形成することができる。

このように、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）を導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）より大きくするが、１：１．１以上で形成することにより、導電性配線２００の内、一部が多少ずれるように配置されても、導電性配線２００と所望しない電極間の短絡を適切に防止することができるように工程マージンを確保することができ、１：２以下で形成することにより、過剰な絶縁層２５２の使用を防止して製造コストを節減することができる。

一例として、導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）は、１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下で形成され得、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）は、２ｍｍ以上、半導体基板の第２方向長さの０．５倍以下で形成することができる。さらに好ましくは、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）は、４ｍｍ以上８ｍｍ以下で有り得る。

さらに、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）は、前述した導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）より大きいか同じであり、導電性配線２００との間の間隔（Ｄ２００）より小さく形成されるが、前述した工程マージン、短絡防止や製造コストを考慮して、好ましくは、１．１ｍｍ〜４ｍｍの間に形成することができる。

また、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）は、導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）と同じかさらに大きく、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）より小さく形成することができる。

一例として、導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）の対比、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）は、１：１〜１．２５の間に形成することができる。

このように、導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）に比べ導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）が１：１以上になるようにすることで、導電性配線２００が導電性接着剤２５１を介して所望する電極に、さらに安定的に接着することができ、導電性配線２００と、その電極間の接触抵抗を十分に低く確保することができ、１：１．２５以下になるようにすることで、導電性接着剤２５１の使用を最小化して製造コストを節減することができる。

一例として、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）は、前述した導電性配線２００の線幅（Ｗ２００）より大きいか同じであり、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）より小さく形成されるが、前述した接触抵抗と製造コストを考慮して、好ましくは、１ｍｍ〜３ｍｍの間に形成することができる。

ここで、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）対比、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）の比率は、１：１．１〜１．７の間に形成することができる。ここで、１：１．１以上となるようにして、所望しない電極と導電性配線２００が短絡を防止することができ、１：１．７以下になるようにして、絶縁層２５２が必要以上に過度に多く使用されること防止しながら、テビン工程中の適切な工程マージンを確保することができる。

さらに、この時、第１、第２電極（１４１、１４２）のそれぞれの線幅（Ｗ１４１、Ｗ１４２）は、導電性接着剤２５１と絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）より狭く形成されるが、一例として、第１、第2電極（１４１、１４２）のそれぞれの線幅（Ｗ１４１、Ｗ１４２）は１８０μｍ〜４００μｍの間に形成することができる。

さらに、第１電極１４１と第２電極１４２との間の間隔（ＤＥ）は、導電性接着剤２５１と絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）より狭いことができる。一例として、第１電極１４１と第２電極１４２との間の間隔（ＤＥ）は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの間で有り得る。

また、導電性接着剤２５１の線幅（Ｗ２５１）は、導電性接着剤２５１の第１方向の長さ（Ｌ２５１）より狭く、絶縁層２５２の線幅（Ｗ２５２）は、絶縁層２５２の第１方向の長さ（Ｌ２５２）より狭く形成することができる。

さらに具体的には、絶縁層２５２の線幅（Ｗ２５２）は、短絡防止を考慮して、導電性接着剤２５１の線幅（Ｗ２５１）より大きく形成することができる。一例として、絶縁層２５２の線幅（Ｗ２５２）は２００μｍ〜４５０μｍの間に形成されることがあり、導電性接着剤２５１の線幅（Ｗ２５１）は１８０μｍ〜４００μｍの間に形成することができる。

この時、導電性接着剤２５１の線幅（Ｗ２５１）は、第１、第２電極（１４１、１４２）のそれぞれの線幅（Ｗ１４１、Ｗ１４２）と実質的に同一に形成することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態また、本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (20)

1. 半導体基板と前記半導体基板の背面に第１方向に長く形成され、互いに異なる極性を有する第１電極と第２電極をそれぞれ備える太陽電池と、
   前記それぞれの太陽電池に備えられた前記半導体基板の背面に前記第１方向と交差する第２方向に長く配置され、前記第１、第２電極に導電性接着剤を介して接続され、前記第１、第２電極と絶縁層によって絶縁される導電性配線とを含み、
   前記導電性接着剤と前記絶縁層のそれぞれの前記第１方向の長さは、前記導電性配線のそれぞれの線幅以上であり、前記導電性配線との間の間隔より狭く形成され、
   前記絶縁層の前記第１方向の長さは、前記導電性接着剤の前記第１方向の長さよりも長い、太陽電池モジュール。
2. 前記導電性配線の線幅対絶縁層の前記第１方向の長さの比は１：１．１〜２である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記導電性配線の線幅対前記導電性接着剤の前記第１方向の長さの比は、１：１〜１．２５である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記導電性配線の線幅は、１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、
   前記導電性配線間の間隔は２ｍｍ以上、前記半導体基板の第2方向の長さの０．５倍以下である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記導電性配線間の間隔は４ｍｍ以上８ｍｍ以下である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記導電性接着剤の前記第１方向の長さ対絶縁層の前記第１方向の長さの比は１：１．１〜１．７である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記導電性接着剤の前記第１方向の長さは１ｍｍ〜３ｍｍであり、前記絶縁層の前記第１方向の長さは、１．１ｍｍ〜４ｍｍである、請求項６に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記第１、第２電極のそれぞれの線幅は、前記導電性接着剤と前記絶縁層の前記第１方向の長さより狭い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記第１、第２電極のそれぞれの線幅は、１８０μｍ〜４００μｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記第１電極と前記第２電極との間隔は、前記導電性接着剤と前記絶縁層の前記第１方向の長さより狭い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記第１電極と前記第２電極との間隔は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
12. 前記絶縁層の線幅は、前記導電性接着剤の線幅より広い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
13. 前記導電性接着剤の線幅は、前記第１、第２電極のそれぞれの線幅と同じである、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
14. 前記導電性接着剤の線幅は、１８０μｍ〜４００μｍであり、前記絶縁層の線幅は、２００μｍ〜４５０μｍである、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
15. 前記各太陽電池の半導体基板は、第１導電型の不純物がドーピングされ、
    前記半導体基板の背面には、前記第１導電性と反対の第２導電性の不純物がドーピングされるエミッタ部と、前記半導体基板より前記第１導電型の不純物を高濃度にドーピングされる背面電界部とをさらに含み、
    前記第１電極のそれぞれは、前記エミッタ部に接続され、前記第２電極のそれぞれは、前記背面電界部に接続される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
16. 前記導電性配線は、
    前記第１電極に導電性接着剤を介して接続され、前記第２電極との間に絶縁層によって絶縁される第１配線と
    前記第２電極に導電性接着剤を介して接続され、前記第1電極との間に絶縁層によって絶縁される第２配線を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
17. 前記太陽電池は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに直接隣に配列され、互いに直列接続される第１太陽電池と第2太陽電池を含み、
    前記第１太陽電池と、前記第２太陽電池との間には、前記第１、第２太陽電池を互いに直列接続するインターコネクタをさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
18. 前記インターコネクタは、前記第１太陽電池と、前記第２太陽電池との間で、前記第１方向に長く配置される、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
19. 前記インターコネクタには、前記第１太陽電池に接続された前記第１導電性配線と前記第２太陽電池に接続された前記第２導電性配線が共通に接続される、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
20. 前記第１導電性配線と前記第２導電性の配線は、前記インターコネクタ上に交互に配列される、請求項１９に記載の太陽電池モジュール。

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