特許 6048761 太陽電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6048761

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】太陽電池

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/04 262

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-505942(P2014-505942)

(86)(22)【出願日】2012年3月23日

(86)【国際出願番号】JP2012057575

(87)【国際公開番号】WO2013140615

(87)【国際公開日】20130926

【審査請求日】2015年3月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平 茂治

(72)【発明者】

【氏名】東方田 悟司

【審査官】 森江 健蔵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３２４５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３６１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６８４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９５７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３５７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４１３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／０２２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光電変換部と、
前記光電変換部の主面に互いに離間して配置される複数の集電極と、
を備え、
前記複数の集電極は、
第１のフィンガー電極と、
前記第１のフィンガー電極と隣接する第２のフィンガー電極と、
を含むとともに、
前記第１のフィンガー電極の先端から前記第２のフィンガー電極の先端に向かって伸び、前記第２のフィンガー電極との間に離間間隔を置いて配置される補助電極をさらに含む、太陽電池。

【請求項2】

請求項１に記載の太陽電池において、
前記複数の集電極は、前記第２のフィンガー電極と反対側において、前記第１のフィンガー電極と隣接する第３のフィンガー電極をさらに含み、
前記第１のフィンガー電極の先端は、前記第２のフィンガー電極の先端及び前記第３のフィンガー電極の先端に対して前記光電変換部の外形に平行に揃うように配置され、
前記第１のフィンガー電極の長さは、前記第２のフィンガー電極及び前記第３のフィンガー電極の長さと同じであり、
前記補助電極は、前記第３のフィンガー電極の先端に向かって伸びる、太陽電池。

【請求項3】

請求項１に記載の太陽電池において、
前記光電変換部と前記複数の集電極との間に配置される透明導電層をさらに備え、
前記第１のフィンガー電極の先端は、前記第２のフィンガー電極の先端に対して前記透明導電層の外形に平行に揃うように配置され、
前記第１のフィンガー電極の長さは、前記第２のフィンガー電極の長さよりも短い、太陽電池。

【請求項4】

請求項１に記載の太陽電池において、
前記光電変換部と前記複数の集電極との間に配置される透明導電層をさらに備え、
前記複数の集電極は、前記第２のフィンガー電極と反対側において、前記第１のフィンガー電極と隣接する第３のフィンガー電極をさらに含み、
前記第１のフィンガー電極の先端は、前記第２のフィンガー電極の先端及び前記第３のフィンガー電極の先端に対して前記透明導電層の外形に平行に揃うように配置され、
前記第１のフィンガー電極の長さは、前記第２のフィンガー電極及び前記第３のフィンガー電極の長さと同じであり、
前記補助電極は、前記第３のフィンガー電極の先端に向かって伸びる、太陽電池。

【請求項5】

請求項１に記載の太陽電池において、
前記第１のフィンガー電極の補助電極と前記第２のフィンガー電極の先端との間の離間距離が、前記補助電極の長さと同じとなるように配置される、太陽電池。

【請求項6】

請求項２または４に記載の太陽電池において、
前記第１のフィンガー電極の補助電極と前記第２のフィンガー電極の補助電極との間の離間距離が、前記第１のフィンガー電極から前記第２のフィンガー電極の先端に伸びる補助電極の長さと前記第１のフィンガー電極から前記第３のフィンガー電極の先端に伸びる補助電極の長さを合わせた補助電極の全長と同じとなるように配置される、太陽電池。

【請求項7】

光電変換部と、
前記光電変換部の主面に互いに離間して配置される複数の集電極と、
を備え、
前記複数の集電極は、
第１のフィンガー電極と、
前記第１のフィンガー電極と隣接する第２のフィンガー電極と、
を含むとともに、
前記第１のフィンガー電極の先端から前記第２のフィンガー電極に向かって伸び、前記第２のフィンガー電極との間に離間間隔を置いて配置される補助電極をさらに含み、
前記第１のフィンガー電極の先端は、前記第２のフィンガー電極の先端に対して前記光電変換部の外形に平行に揃うように配置され、
前記第１のフィンガー電極の長さは、前記第２のフィンガー電極の長さよりも短い、太陽電池。

【請求項8】

第１主面、及び、該第１主面とは反対側の面である第２主面とを有する光電変換部と、
前記光電変換部の前記第１主面及び前記第２主面に、互いに離間して配置される複数の集電極と、を備え、
前記複数の集電極は、
第１のフィンガー電極と、
前記第１のフィンガー電極と隣接する第２のフィンガー電極と、を含むとともに、
前記第１のフィンガー電極から前記第２のフィンガー電極の先端に向かって伸び、前記第２のフィンガー電極との間に離間間隔を置いて配置される補助電極を更に含む、太陽電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池は、光入射によって光電変換部で生成されたキャリアを集電する。例えば、特許文献１には、光電変換部の受光面に形成された集電電極は、光電変換部で生成された電子・正孔のキャリアを集める複数本の細線状の細線電極と、細線電極により集められたキャリアを集電するバスバー電極として機能することが述べられている。なお、光電変換部の裏面に形成された集電電極も、複数本の細線状の細線電極と、バスバー電極として機能すると述べられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２０６４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光電変換部で生成された電子・正孔のキャリアを集める電極を集電電極または集電極と呼ぶことにすると、光電変換部の外周側で生成されたキャリアが集電極の先端まで走る距離が長くなる領域が存在する。このために、太陽電池の性能であるＦＦ＝｛（最大出力点のＶ_MAX・Ｉ_MAX）／（光照射時の開放電圧Ｖ_OC・短絡電流Ｉ_SC）｝を十分に高めることができていない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る太陽電池は、光電変換部と、光電変換部の主面に互いに離間して配置される複数の集電極と、を備え、複数の集電極は、第１のフィンガー電極と、第１のフィンガー電極と隣接する第２のフィンガー電極と、を含み、第１のフィンガー電極の先端から第２のフィンガー電極の先端に向かって伸び、第２のフィンガー電極との間に離間間隔を置いて配置される補助電極と、をさらに備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明の太陽電池によれば、ＦＦを十分に高めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係る実施の形態の太陽電池の平面図である。

【図2】従来技術について、光電変換部の隅部におけるフィンガー電極の先端の集電の様子を示す図である。

【図3】本発明に係る実施の形態の太陽電池について、光電変換部の隅部におけるフィンガー電極の先端の集電の様子を示す図である。

【図4】比較例として、光電変換部の隅部において隣接するフィンガー電極の先端を接続するときの遮光損失と集電効率を説明する図である。

【図5】従来技術について、光電変換部の隅部以外の平行部におけるフィンガー電極の先端の集電の様子を示す図である。

【図6】本発明に係る実施の形態の太陽電池について、光電変換部の隅部以外の平行部におけるフィンガー電極の先端の集電の様子を示す図である。

【図7】比較例として、光電変換部の隅部以外の所において隣接するフィンガー電極の先端を接続するときの遮光損失と集電効率を説明する図である。

【図8】従来技術について、フィンガー電極の先端における集電の様子を示す図である。

【図9】本発明に係る実施の形態の太陽電池について、補助電極を有するフィンガー電極の先端における集電の様子を示す図である。

【図10】本発明に係る実施の形態の太陽電池において、透明導電層が配置されるときの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

【0009】

図１は、太陽電池１０の構成を示す平面図である。太陽電池１０は、主面として、太陽電池１０の外部から光が入射する面である受光面と、受光面と反対側の面である裏面とを有するが、図１では受光面が示されている。

【0010】

太陽電池１０は、太陽光等の光を受光することで一対の正孔および電子の光生成キャリアを生成する光電変換部１１を備える。光電変換部１１は、例えば、結晶性シリコン（ｃ−Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料の基板を有する。

【0011】

光電変換部１１は、太陽光等の光を電気に変換する機能を有するｐｎ接合を有する。ｐｎ接合は、半導体材料の基板に拡散技術等を用いてｐ型領域とｎ型領域を形成したものを用いることができる。ｐｎ接合は、光電変換機能を有すればよく、ｉ層を含む広義のｐｎ接合であってもよい。例えば、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を用いることができる。ヘテロ接合を用いた太陽電池の構成については後述する。この他に、例えば、ｐ型多結晶シリコン基板と、その受光面側に形成されたｎ型拡散層と、その裏面側に形成されたアルミニウム金属膜とを備える構造であってもよい。

【0012】

光電変換部１１の平面形状は、正方形の四隅を斜めに切り欠いた多角形形状である。図１では、斜めに切り欠いた部分を隅部１２とし、隅部１２の間の部分を平行部１３として示してある。光電変換部１１の平面形状はこれ以外の形状であっても構わない。例えば、正方形、直方形、円形、楕円形等であってもよい。

【0013】

太陽電池１０の受光面には、光生成キャリアを集電する集電極として受光面電極１４が設けられる。受光面電極１４は、互いに平行に配置された複数のフィンガー電極１５と、フィンガー電極１５に交差して配置されるバスバー電極１６とで構成される。フィンガー電極１５とバスバー電極１６は、互いに直交して配置されて電気的に接続される。フィンガー電極１５は、受光面の全体から集電するが、遮光性を少なくするように、細線化した細線電極である。バスバー電極１６は、複数のフィンガー電極１５によって集電されたキャリアを全体として集める電極であるが、さらに、集めたキャリアを外部に取り出すために、配線材が接続される接続用電極でもある。その意味では、フィンガー電極１５が狭義の集電極である。

【0014】

図１では、太陽電池１０の受光面について１８本のフィンガー電極１５と２本のバスバー電極１６が示されているが、これらの本数は説明のための例示である。これ以外の本数のフィンガー電極１５、バスバー電極１６であってもよい。なお、太陽電池１０の裏面にも、受光面電極１４と同様な構成の裏面電極が設けられる。裏面電極も、受光面電極１４と同様に、フィンガー電極とバスバー電極を有する。

【0015】

フィンガー電極１５とバスバー電極１６は、例えば、バインダ樹脂中に銀（Ａｇ）等の導電性フィラーが分散された導電性ペーストを透明導電層の上に所望のパターンでスクリーン印刷法により形成される。フィンガー電極１５の幅としては５０μｍから１５０μｍ程度が好ましく、厚さは２０μｍから８０μｍ程度が好ましい。隣接するフィンガー電極１５の間の間隔は、１．５ｍｍから３ｍｍ程度が好ましい。バスバー電極１６の幅としては０．１ｍｍから３ｍｍ程度が好ましく、厚さは２０μｍから１００μｍ程度が好ましい。

【0016】

受光面内におけるフィンガー電極１５の配置は、光電変換部１１の外形の輪郭線からほぼ等距離となるように設定される。すなわち、フィンガー電極１５の配置方向は、光電変換部１１の外形の平行部１３に平行で、最も外側に配置されるフィンガー電極１５は、光電変換部１１の平行部１３から予め定めた所定間隔で平行に離間して配置される。また、光電変換部１１の隅部１２では、フィンガー電極１５の先端の位置が、光電変換部１１の隅部１２の輪郭線から上記の所定間隔で離間するように揃えられ、平行部１３では、フィンガー電極１５の先端の位置が、光電変換部１１の平行部１３の輪郭線から上記の所定間隔で離間するように揃えられる。これによって、光電変換部１１の受光面の全体から、キャリアをフィンガー電極１５に効果的に集めることができる。

【0017】

フィンガー電極１５の先端には、補助電極１７，１８が設けられる。補助電極１７，１８は、光電変換部１１の外周側で生成されたキャリアをさらに効率よく集電する機能を有する。

【0018】

補助電極１７は、光電変換部１１の隅部１２におけるフィンガー電極１５の先端に設けられる。光電変換部１１の隅部１２では、複数のフィンガー電極１５の先端の位置が光電変換部１１の外形に平行に揃っていて、複数のフィンガー電極１５の配置方向の長さが異なっている。１つのフィンガー電極１５に設けられる補助電極１７は、光電変換部１１の外形に平行の方向に、そのフィンガー電極１５よりも配置方向の長さが長い隣接する他のフィンガー電極１５の先端に向かって伸びる。そのフィンガー電極１５よりも配置方向の長さが短い隣接する他のフィンガー電極１５の先端に向かっては伸びない。つまり、補助電極１７は、フィンガー電極１５の先端で、片側にのみ伸びる。

【0019】

補助電極１８は、光電変換部１１の平行部１３におけるフィンガー電極１５の先端に設けられる。平行部１３は、フィンガー電極１５の配置方向に平行な方向のものと、フィンガー電極１５の配置方向に垂直な方向のものとあるが、後者の平行部１３におけるフィンガー電極１５の先端に補助電極１８が設けられる。この平行部１３では、複数のフィンガー電極１５の先端の位置が光電変換部１１の外形に平行に揃っていて、複数のフィンガー電極１５の配置方向の長さが同じである。１つのフィンガー電極１５に設けられる補助電極１８は、光電変換部１１の外形に平行の方向に、そのフィンガー電極１５の両側に隣接する他のフィンガー電極１５に向かってそれぞれ伸びる。つまり、補助電極１８は、フィンガー電極１５の先端で、両側に伸びる。

【0020】

このように、光電変換部１１の隅部１２と平行部１３とで、補助電極１７，１８の配置の仕方が異なるが、いずれの場合も、フィンガー電極１５の先端においてフィンガー電極１５の配置方向から所定の角度をなして隣接する他のフィンガー電極に向かって伸び、他のフィンガー電極１５との間に所定の離間間隔を置いて配置される。つまり、補助電極１７，１８は、隣接するフィンガー電極１５の先端を互いに接続することはしない。

【0021】

ここで、所定の離間間隔は、補助電極１７，１８を伸ばすことによる集電効率の向上と、遮光損失の増大との兼ね合いで定められる。その様子を図２から図７を用いて説明する。

【0022】

図２から図４は、図１にＡ部として示される隅部１２におけるフィンガー電極の先端の集電の様子を説明する模式図である。ここでは、隅部１２における２本のフィンガー電極２０，２１について述べる。フィンガー電極２０，２１は、予め定めた配置間隔で互いに平行に配置されるので、各フィンガー電極２０，２１が分担する集電範囲は、それぞれのフィンガー電極２０，２１からこの配置間隔の１／２離れた領域である。フィンガー電極２０，２１の先端では、この配置間隔を直径とする円２２，２３が集電範囲となる。

【0023】

図２は、補助電極を用いない従来技術の場合である。この場合は、フィンガー電極２０の先端における集電範囲である円２２と、フィンガー電極２１の先端における集電範囲である円２３から離れた領域２４が存在する。この領域２４で生成されたキャリアは、円２２，２３の範囲で生成されたキャリアに比べ、フィンガー電極２０，２１の先端まで走る距離が長い。そのために、この領域２４で生成されたキャリアが十分に集電しきれなくなる。

【0024】

図３は、図１に示す構成を模式的に示す図で、フィンガー電極２０に補助電極２５が設けられ、フィンガー電極２１に補助電極２６が設けられる。補助電極２５，２６は、それぞれフィンガー電極２０，２１の先端から、隅部１２の外形輪郭線に平行に伸びる。伸びる方向は、より長い配置方向の長さを有するフィンガー電極に向かう方向である。図３の例では、フィンガー電極２０の配置方向の長さよりもフィンガー電極２１の配置方向の長さが長いので、補助電極２５は、フィンガー電極２０の先端からフィンガー電極２１の先端に向かって伸びる。補助電極２６は、フィンガー電極２１の先端から図示されていないさらに右側のフィンガー電極の先端に向かって伸びる。

【0025】

補助電極２５は伸びても、フィンガー電極２１の先端には接続されない。図３の例では、フィンガー電極２０の先端とフィンガー電極２１の先端の間の距離の１／２だけ伸ばして、フィンガー電極２１の先端から離間した状態とされる。これは、フィンガー電極２０の先端とフィンガー電極２１の先端を補助電極で結ぶと、光電変換部１１におけるその間の領域が遮光され、遮光損失が増大することを考慮したものである。

【0026】

フィンガー電極２０を第１のフィンガー電極とすると、フィンガー電極２１は第１のフィンガー電極と隣接する第２のフィンガー電極であり、補助電極２５は、第１フィンガー電極の先端から第２のフィンガー電極の先端に向かって伸びる。また、補助電極２５と第２のフィンガー電極の先端との間に設けられる離間距離は、補助電極２５の長さと同じである。

【0027】

補助電極２５の先端における集電範囲は円２７で示され、補助電極２６の先端における集電範囲は円２８で示される。したがって、フィンガー電極２０と補助電極２５による集電範囲は、円２２と円２７を結んだ範囲となる。同様に、フィンガー電極２１と補助電極２６による集電範囲は、円２３と円２８を結んだ範囲となる。これらの集電範囲から離れた領域２９は、図１の領域２４に比べ、大幅にその広さが減少している。このように、補助電極２５，２６を設けることで、図２の構成ではフィンガー電極２０，２１の先端まで走る距離が長かったキャリアを、ほとんど集めることができる。

【0028】

図４は、フィンガー電極２０の先端とフィンガー電極２１の先端を補助電極３０で接続した構成を示す図である。この構成によれば、図３において残された領域２９を消滅させることができる。しかしながら、この構成では、補助電極３０を設けることで、フィンガー電極２０の先端とフィンガー電極２１の先端を結ぶ領域が遮光され、光電変換部１１において遮光損失が増大する。

【0029】

このように、図２の構成では遮光損失は少ないが集電効率が悪く、図４の構成では集電効率は向上するが遮光損失が増大する。そこで、補助電極は、隣接するフィンガー電極を接続しないように、所定の離間間隔を置くように伸ばすことがよい。すなわち、補助電極を伸ばすことによる集電効率の向上と遮光損失の増大との兼ね合いで定められる所定の離間間隔を置くようにして、補助電極が伸ばされる。

【0030】

図３から分かるように、隣接するフィンガー電極の間の配置間隔の１／２程度に補助電極を伸ばすことで、集電効率は大幅に向上する。遮光損失は図４の場合の１／２である。このことから、１つの例としては、所定の離間距離を、隣接するフィンガー電極の間の配置間隔の１／２程度とすることができる。勿論これは例示であって、太陽電池１０の仕様に応じて適宜設定することができる。

【0031】

図５から図７は、図１にＢ部として示される平行部１３におけるフィンガー電極の先端の集電の様子を説明する模式図である。ここでは、平行部１３における２本のフィンガー電極４０，４１について述べる。フィンガー電極４０，４１は、予め定めた配置間隔で互いに平行に配置されるので、各フィンガー電極４０，４１が分担する集電範囲は、それぞれのフィンガー電極４０，４１からこの配置間隔の１／２離れた領域である。フィンガー電極４０，４１の先端では、この配置間隔を直径とする円４２，４３が集電範囲となる。

【0032】

図５は、補助電極を用いない従来技術の場合である。この場合は、フィンガー電極４０の先端における集電範囲である円４２と、フィンガー電極４１の先端における集電範囲である円４３から離れた領域４４が存在する。この領域４４で生成されたキャリアは、円４２，４３の範囲で生成されたキャリアに比べ、フィンガー電極４０，４１の先端まで走る距離が長い。そのために、この領域４４で生成されたキャリアが十分に集電しきれなくなる。

【0033】

図６は、図１に示す構成を模式的に示す図で、フィンガー電極４０に補助電極４５，４６が設けられ、フィンガー電極４１に補助電極４７，４８が設けられる。補助電極４５，４６は、フィンガー電極４０の先端から、平行部１３の外形輪郭線に平行に伸びる。同様に、補助電極４７，４８は、フィンガー電極４１の先端から、平行部１３の外形輪郭線に平行に伸びる。補助電極４５，４６の伸びる方向は、フィンガー電極４０の両側に隣接する他のフィンガー電極に向かう方向であり、補助電極４７，４８の伸びる方向は、フィンガー電極４１の両側に隣接する他のフィンガー電極の先端に向かう方向である。図６の例では、補助電極４５は、フィンガー電極４０の先端から図示されていないさらに左側のフィンガー電極に向かう方向に伸び、補助電極４６は、フィンガー電極４０の先端からフィンガー電極４１の先端に向かって伸びる。同様に、補助電極４７は、フィンガー電極４１の先端からフィンガー電極４０の先端に向かって伸び、補助電極４８は、フィンガー電極４１の先端から図示されていないさらに右側のフィンガー電極の先端に向かって伸びる。

【0034】

これらの補助電極４５，４６，４７，４８は伸びても、隣接するフィンガー電極の先端には接続されない。図６の例では、各補助電極４５，４６，４７，４８は、フィンガー電極４０の先端とフィンガー電極４１の先端の間の距離の１／４だけ伸ばして、隣接するフィンガー電極の先端から離間した状態とされる。これは、フィンガー電極４０の先端とフィンガー電極４１の先端を補助電極で結ぶと、光電変換部１１におけるその間の領域が遮光され、遮光損失が増大することを考慮したものである。

【0035】

フィンガー電極４０を第１のフィンガー電極とすると、フィンガー電極４１は第１のフィンガー電極と隣接する第２のフィンガー電極であり、図示されていないが第２のフィンガー電極と反対側において、第１のフィンガー電極と隣接するフィンガー電極が第３のフィンガー電極となる。ここで、第１のフィンガー電極の先端は、第２のフィンガー電極の先端及び第３のフィンガー電極の先端に対して平行部１３に平行に揃うように配置され、第１のフィンガー電極の長さは、第２のフィンガー電極及び第３のフィンガー電極の長さと同じであり、補助電極４６は第２のフィンガー電極の先端に向かって伸び、補助電極４５は第３のフィンガー電極の先端に向かって伸びる。また、第１のフィンガー電極の先端に設けられる補助電極の全長は補助電極４５と補助電極４６を合わせた長さであるが、この長さは、第２のフィンガー電極の先端に設けられる補助電極の全長である補助電極４７と補助電極４８を合わせた長さと同じである。また、第１のフィンガー電極の先端の補助電極と第２のフィンガー電極の先端の補助電極の間の離間距離は、補助電極４６と補助電極４７の間の離間距離であるが、この離間距離は、第１のフィンガー電極の先端に設けられる補助電極の全長及び第２のフィンガー電極の先端に設けられる補助電極の全長と同じである。

【0036】

補助電極４５，４６，４７，４８の先端における集電範囲は、それぞれ、円４９，５０，５１，５２で示される。したがって、フィンガー電極４０と補助電極４５，４６による集電範囲は、円４９と円５０を結んだ範囲となる。同様に、フィンガー電極４１と補助電極４７，４８による集電範囲は、円５１と円５２を結んだ範囲となる。これらの集電範囲から離れた領域５３は、図５の領域４４に比べ、大幅にその広さが減少している。このように、補助電極４５，４６，４７，４８を設けることで、図５の構成ではフィンガー電極４０，４１の先端まで走る距離が長かったキャリアを、ほとんど集めることができる。

【0037】

図７は、フィンガー電極４０の先端とフィンガー電極４１の先端を補助電極５４で接続した構成を示す図である。この構成によれば、図６において残された領域５３を消滅させることができる。しかしながら、この構成では、補助電極５４を設けることで、フィンガー電極４０の先端とフィンガー電極４１の先端を結ぶ領域が遮光され、光電変換部１１において遮光損失が増大する。

【0038】

このように、平行部１３においても、隅部１２の場合と同様に、図５の構成では遮光損失は少ないが集電効率が悪く、図７の構成では集電効率は向上するが遮光損失が増大する。そこで、補助電極は、隣接するフィンガー電極を接続しないように、所定の離間間隔を置くように伸ばすことがよい。すなわち、補助電極を伸ばすことによる集電効率の向上と遮光損失の増大との兼ね合いで定められる所定の離間間隔を置くようにして、補助電極が伸ばされる。

【0039】

図６から分かるように、隣接するフィンガー電極の間の配置間隔の１／４程度に補助電極をフィンガー電極の両側に伸ばすことで、集電効率は大幅に向上する。このことから、１つの例としては、所定の離間距離を、隣接するフィンガー電極の間の配置間隔の１／２程度とすることができる。勿論これは例示であって、太陽電池１０の仕様に応じて適宜設定することができる。

【0040】

なお、図３、図６では、補助電極の伸ばす方向を光電変換部１１の外形輪郭線に平行とするものとして説明した、集電効率の向上と遮光損失の増大との兼ね合いを考慮して、補助電極の伸ばす方向を光電変換部１１の外形輪郭線の方向に対し、適当に傾斜させてもよい。

【0041】

補助電極を設けることで、集電効率の向上が図れるが、その他に、抵抗損失を抑制する効果を奏する。図８と図９は、その様子を説明する図である。

【0042】

図８は、補助電極を設けないフィンガー電極６０に流れる電流による抵抗損失を示す図である。ここで、Ｒをフィンガー電極６０の抵抗値とする。フィンガー電極６０の先端が各方向から集電する電流の大きさをそれぞれｉとして、図８では、７つの方向からのそれぞれ電流ｉを集電する場合が示される。これら７つの方向からの電流６１は、フィンガー電極６０の先端の１点に集まるので、フィンガー電極６０には（７ｉ）の電流が流れる。したがって、フィンガー電極６０における抵抗損失は、（７ｉ）²Ｒで計算される。

【0043】

図９は、フィンガー電極６２の先端の両側にそれぞれ補助電極６３，６４が設けられる場合を示す図である。この構造は、図１のＢ部、図６に対応するものである。図８と同様に、Ｒはフィンガー電極６２の抵抗値で、７つの方向からのそれぞれ電流ｉを集電する場合を考える。ここでは、７つの方向からの電流６５は、補助電極６３，６４に分散して集電されるので、フィンガー電極６０にはｉの電流が７つ別々に流れることになる。したがって、フィンガー電極６０における抵抗損失は、７（ｉ²Ｒ）で計算される。

【0044】

図８と図９を比較すると、補助電極を設けることで、フィンガー電極の抵抗損失は１／７に抑制される。これは７方向から集電されるとした一例であるが、補助電極を設けることで、フィンガー電極の先端における電流集中が分散し、フィンガー電極の抵抗損失が抑制される。

【0045】

図１０に示す太陽電池７０は、ヘテロ接合を用いる光電変換部７１を含む構成を示す図である。ここでは、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合が用いられるこの場合、受光面側の基板上に、ｉ型非晶質シリコン層と、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層を形成して、ｎ−ｉ−ｐ接合とする。そして、その上に、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）の透光性導電酸化物で構成される透明導電膜（ＴＣＯ）を積層する。受光面電極１４は、この透明導電膜７２の上に形成される。なお、基板の裏面側は、ｉ型非晶質シリコン層と、燐（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層と、透明導電膜を積層する構造とできる。

【0046】

ここでは、光電変換部７１で生成されたキャリアは、透明導電膜７２を介して受光面電極１４で集電される。そこで、図１、図３、図６において、光電変換部の外形輪郭線を基準にフィンガー電極の先端の位置を説明したが、この場合には、透明導電膜７２の外形輪郭線を用いることがよい。すなわち、図３の隅部１２の外形輪郭線を、透明導電膜７２の隅部の外形輪郭線とし、図６の平行部１３の外形輪郭線を、透明導電膜７２の平行部の外形輪郭線として、透明導電膜７２の外形に沿って補助電極を伸ばすものとできる。

【0047】

このように、補助電極を設けることで、太陽電池のＦＦを改善することができ、また、周辺からの電流が分散して集電されることで抵抗損失を抑制できる。また、隣接するフィンガー電極の間には所定の離間間隔を空けて遮光損失を抑制するので、太陽電池の全体としての出力向上を図ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明に係る太陽電池は、複数の太陽電池を接続した太陽電池モジュールに利用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１０，７０ 太陽電池、１１，７１ 光電変換部、１２ 隅部、１３ 平行部、１４ 受光面電極、１５，２０，２１，４０，４１，６０，６２ フィンガー電極、１６ バスバー電極、１７，１８，２５，２６，３０，４５，４６，４７，４８，５４，６３，６４ 補助電極、２２，２３，２７，２８，４２，４３，４９，５０，５１，５２ （集電範囲を示す）円、２４，２９，４４，５３ 領域、６１，６５ 電流、７２ 透明導電膜。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】