特許第6761958号(P6761958)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ パナソニックIPマネジメント株式会社の特許一覧
<>
  • 特許6761958-太陽電池モジュールおよび太陽電池セル 図000003
  • 特許6761958-太陽電池モジュールおよび太陽電池セル 図000004
  • 特許6761958-太陽電池モジュールおよび太陽電池セル 図000005
  • 特許6761958-太陽電池モジュールおよび太陽電池セル 図000006
  • 特許6761958-太陽電池モジュールおよび太陽電池セル 図000007
< >
(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】6761958
(24)【登録日】2020年9月10日
(45)【発行日】2020年9月30日
(54)【発明の名称】太陽電池モジュールおよび太陽電池セル
(51)【国際特許分類】
   H01L 31/0224 20060101AFI20200917BHJP
   H01L 31/05 20140101ALI20200917BHJP
   H01L 31/072 20120101ALI20200917BHJP
【FI】
   H01L31/04 262
   H01L31/04 570
   H01L31/06 400
【請求項の数】6
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2018-557540(P2018-557540)
(86)(22)【出願日】2017年9月15日
(86)【国際出願番号】JP2017033600
(87)【国際公開番号】WO2018116553
(87)【国際公開日】20180628
【審査請求日】2019年5月29日
(31)【優先権主張番号】特願2016-249886(P2016-249886)
(32)【優先日】2016年12月22日
(33)【優先権主張国】JP
(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】100123102
【弁理士】
【氏名又は名称】宗田 悟志
(72)【発明者】
【氏名】平 茂治
(72)【発明者】
【氏名】小林 伸二
(72)【発明者】
【氏名】宮田 譲
【審査官】 原 俊文
(56)【参考文献】
【文献】 特開2011−077362(JP,A)
【文献】 特開2012−156460(JP,A)
【文献】 国際公開第2016/157683(WO,A1)
【文献】 特開2011−228529(JP,A)
【文献】 特開2013−207007(JP,A)
【文献】 特開2011−049525(JP,A)
【文献】 国際公開第2012/057243(WO,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0042925(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 31/02−31/078
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに反対を向いた第1面と第2面とを有する複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルのうち、第1方向に隣接した2つの太陽電池セルを接続する配線材とを備え、
前記複数の太陽電池セルのそれぞれは、
前記第1面において第1方向に並べられたn本の第1集電極と、
前記第2面において第1方向に並べられた(n−1)×m1/m2+1本の第2集電極と、
前記第2面において第1方向に並べられた1本以上の補助線とを備え、
前記第2集電極の本数は、前記第1集電極の本数の整数倍でなく、
m1>m2であり、
前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第1集電極と前記第2集電極とが重複した第1位置と、第1位置から第1方向に向かって前記第1集電極と前記第2集電極とが次に重複するまでの第2位置との間には、m2本の前記第1集電極とm1本の前記第2集電極とが含まれ、
前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第1集電極だけが存在する第3位置では、前記補助線が前記第2面に配置され、
前記補助線において、第1方向に交差した第2方向の長さが、前記第2集電極における第2方向の長さよりも短く、
前記配線材は、前記太陽電池セルの第2面において、前記第2集電極と前記補助線に接続されることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項2】
前記第2面において、前記配線材が第2方向に複数並べられ、
前記補助線における第2方向の長さは、第2方向において隣接した2つの前記配線材の間隔よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール。
【請求項3】
前記補助線における第2方向の長さは、前記配線材における第2方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
【請求項4】
前記補助線は、nが奇数である場合、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上における第1位置の前記第2集電極から、(m1−1)/2本目の前記第2集電極と、(m1+1)/2本目の第2集電極との間に位置するように前記第2面に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項5】
前記補助線は、nが偶数である場合、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上における第1位置の前記第2集電極から、m1/2−1本目の前記第2集電極とm1/2本目の第2集電極との間に位置するように前記第2面に配置されるとともに、m1/2本目の第2集電極とm1/2+1本目の第2集電極との間に位置するように前記第2面に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項6】
互いに反対を向いた第1面と第2面とを有する太陽電池セルであって、
前記第1面において第1方向に並べられたn本の第1集電極と、
前記第2面において第1方向に並べられた(n−1)×m1/m2+1本の第2集電極と、
前記第2面において第1方向に並べられた1本以上の補助線とを備え、
前記第2集電極の本数は、前記第1集電極の本数の整数倍でなく、
m1>m2であり、
前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第1集電極と前記第2集電極とが重複した第1位置と、第1位置から第1方向に向かって前記第1集電極と前記第2集電極とが次に重複するまでの第2位置との間には、m2本の前記第1集電極とm1本の前記第2集電極とが含まれ、
前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第1集電極だけが存在する第3位置では、前記補助線が前記第2面に配置され、
前記補助線において、第1方向に交差した第2方向の長さが、前記第2集電極における第2方向の長さよりも短いことを特徴とする太陽電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、両面に集電極を備える太陽電池モジュールおよび太陽電池セルに関する。
【背景技術】
【0002】
太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セルがセル間配線材によって接続される。その接続工程において、太陽電池セルの表面に形成されたフィンガー電極に向かってセル間配線材が加圧される。太陽電池セルの受光面に形成されたフィンガー電極と、裏面に形成されたフィンガー電極との位置関係が完全にずれている場合、セル間配線材を加圧する際に太陽電池セルに剪断応力が働く。剪断応力による負荷が太陽電池セルに蓄積すると、クラックが生じやすくなる。それを防ぐために、受光面と平行な投影面上において、受光面に形成されたフィンガー電極と、裏面に形成されたフィンガー電極とが重なるように配置される(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−235354号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
太陽電池セルにおいて発電された電力の集電効率を向上させるために、受光面に形成されたフィンガー電極の本数よりも、裏面に形成されたフィンガー電極の本数が多くされるのが望ましい。さらに、クラックの発生を抑制するために、例えば、裏面に形成されたフィンガー電極の本数は、受光面に形成されたフィンガー電極の本数の整数倍にされる。しかしながら、フィンガー電極は銀ペースト等の貴金属を含む材料を用いて形成されるので、裏面に形成されたフィンガー電極の本数の増加によって、太陽電池セルのコストが増加する。したがって、必要以上にフィンガー電極の本数が増えるのは望ましくない。
【0005】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、裏面に形成されたフィンガー電極の本数を受光面側に配置されたフィンガー電極の本数の整数倍にすることなく、クラックの発生を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、互いに反対を向いた第1面と第2面とを有する複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セルのうち、第1方向に隣接した2つの太陽電池セルを接続する配線材とを備える。複数の太陽電池セルのそれぞれは、第1面において第1方向に並べられたn本の第1集電極と、第2面において第1方向に並べられた(n−1)×m1/m2+1本の第2集電極と、第2面において第1方向に並べられた1本以上の補助線とを備える。第2集電極の本数は、第1集電極の本数の整数倍でなく、m1>m2であり、第1面あるいは第2面と平行な投影面上において、第1集電極と第2集電極とが重複した第1位置と、第1位置から第1方向に向かって第1集電極と第2集電極とが次に重複するまでの第2位置との間には、m2本の第1集電極とm1本の第2集電極とが含まれ、第1面あるいは第2面と平行な投影面上において、第1集電極だけが存在する第3位置では、補助線が第2面に配置され、補助線において、第1方向に交差した第2方向の長さが、第2集電極における第2方向の長さよりも短く、配線材は、太陽電池セルの第2面において、第2集電極と補助線に接続される。
【0007】
本発明の別の態様は、太陽電池セルである。この太陽電池セルは、互いに反対を向いた第1面と第2面とを有する太陽電池セルであって、第1面において第1方向に並べられたn本の第1集電極と、第2面において第1方向に並べられた(n−1)×m1/m2+1本の第2集電極と、第2面において第1方向に並べられた1本以上の補助線とを備える。第2集電極の本数は、第1集電極の本数の整数倍でなく、m1>m2であり、第1面あるいは第2面と平行な投影面上において、第1集電極と第2集電極とが重複した第1位置と、第1位置から第1方向に向かって第1集電極と第2集電極とが次に重複するまでの第2位置との間には、m2本の第1集電極とm1本の第2集電極とが含まれ、第1面あるいは第2面と平行な投影面上において、第1集電極だけが存在する第3位置では、補助線が第2面に配置され、補助線において、第1方向に交差した第2方向の長さが、第2集電極における第2方向の長さよりも短い。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、裏面に形成されたフィンガー電極の本数を受光面側に配置されたフィンガー電極の本数の整数倍にすることなく、クラックの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の実施例に係る太陽電池モジュールの受光面側からの平面図である。
図2図1の太陽電池モジュールの断面図である。
図3図3(a)−(b)は、図1の太陽電池セルの構造を示す平面図である。
図4図3(a)−(b)の太陽電池セルの断面図である。
図5図5(a)−(b)は、図1の太陽電池セルの別の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールに関する。各太陽電池セルは受光面と裏面を有するとともに、受光面側に複数のフィンガー電極(以下、「受光面フィンガー電極」という)を配置し、裏面側に複数のフィンガー電極(以下、「裏面フィンガー電極」という)を配置する。また、隣接した2つの太陽電池セルにおける複数の受光面フィンガー電極と複数の裏面フィンガー電極とが配線材によって接続される。このようなタイプの太陽電池セルにおいて、受光面は裏面よりも太陽光の入射量が多いので、受光面は裏面よりも大きく発電に寄与する。そのため、太陽電池セルにおいて発電された電力の集電効率を向上させるために、受光面フィンガー電極の本数よりも、裏面フィンガー電極の本数が多くされる。
【0011】
また、太陽電池セルにおけるクラックの発生を抑制して歩留まりを向上させるために、受光面あるいは裏面と平行な投影面(以下、単に「投影面」ということもある)上において、受光面フィンガー電極には裏面フィンガー電極が重複するように配置される。これらの状況を考慮すると、裏面フィンガー電極の本数は受光面フィンガー電極の本数の整数倍にされる。一方、受光面フィンガー電極と裏面フィンガー電極が貴金属で形成される場合、本数の増加によって太陽電池セルのコストが増加してしまう。そのため、受光面フィンガー電極の本数よりも裏面フィンガー電極の本数を多くする条件下において、フィンガー電極の本数の増加を抑制しつつ、クラックの発生を抑制したい。
【0012】
これらに対応するために、本実施例では、裏面フィンガー電極の本数は受光面フィンガー電極の本数の整数倍にしない。その結果、投影面上において、受光面フィンガー電極に裏面フィンガー電極が周期的に重複し、裏面フィンガー電極が重複しない受光面フィンガー電極も存在する。そのような受光面フィンガー電極に重複するように裏面には補助線が配置される。補助線は、裏面フィンガー電極と同様の構造を有するが、裏面フィンガー電極よりも短くされる。そのため、受光面フィンガー電極と補助線とが重複してクラックの発生が抑制されるとともに、補助線の使用によって貴金属の使用が抑制される。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。
【0013】
図1は、本発明の実施例に係る太陽電池モジュール100の受光面側からの平面図である。図1に示すように、x軸、y軸、z軸からなる直交座標系が規定される。x軸、y軸は、太陽電池モジュール100の平面内において互いに直交する。z軸は、x軸およびy軸に垂直であり、太陽電池モジュール100の厚み方向に延びる。また、x軸、y軸、z軸のそれぞれの正の方向は、図1における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール100を形成する2つの主表面であって、かつx−y平面に平行な2つの主表面のうち、z軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、z軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、z軸の正方向側を「受光面側」とよび、z軸の負方向側を「裏面側」とよぶこともある。また、y軸方向を「第1方向」とよぶ場合、x軸方向は「第2方向」とよばれる。
【0014】
太陽電池モジュール100は、太陽電池セル10と総称される第11太陽電池セル10aa、・・・、第64太陽電池セル10fd、渡り配線材14と総称される第1渡り配線材14a、第2渡り配線材14b、第3渡り配線材14c、第4渡り配線材14d、第5渡り配線材14e、第6渡り配線材14f、第7渡り配線材14g、セル端配線材16、セル間配線材18を含む。第1非発電領域20aと第2非発電領域20bは、y軸方向において、複数の太陽電池セル10を挟むように配置される。具体的には、第1非発電領域20aは、複数の太陽電池セル10よりもy軸の正方向側に配置され、第2非発電領域20bは、複数の太陽電池セル10よりもy軸の負方向側に配置される。第1非発電領域20a、第2非発電領域20b(以下、「非発電領域20」と総称することもある)は、矩形状を有し、太陽電池セル10を含まない。
【0015】
複数の太陽電池セル10のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。太陽電池セル10は、例えば、結晶シリコン、ガリウム砒素(GaAs)またはインジウム燐(InP)等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル10の構造は後述するが、ここでは例えばヘテロ接合型太陽電池セルであるとする。図1では省略しているが、各太陽電池セル10の受光面および裏面には、互いに平行にx軸方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにy軸方向に延びる複数、例えば3本のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。また、バスバー電極およびフィンガー電極は、例えば、銀ペースト等により形成される。
【0016】
複数の太陽電池セル10は、x−y平面上にマトリクス状に配列される。ここでは、一例として、x軸方向に6つの太陽電池セル10が並べられ、y軸方向に4つの太陽電池セル10が並べられる。なお、x軸方向に並べられる太陽電池セル10の数と、y軸方向に並べられる太陽電池セル10の数は、これに限定されない。y軸方向に並んで配置される4つの太陽電池セル10は、セル間配線材18によって直列に接続され、1つの太陽電池ストリング12が形成される。例えば、第11太陽電池セル10aa、第12太陽電池セル10ab、第13太陽電池セル10ac、第14太陽電池セル10adが接続されることによって、第1太陽電池ストリング12aが形成される。他の太陽電池ストリング12、例えば、第2太陽電池ストリング12bから第6太陽電池ストリング12fも同様に形成される。その結果、6つの太陽電池ストリング12がx軸方向に平行に並べられる。
【0017】
太陽電池ストリング12を形成するために、セル間配線材18は、隣接した太陽電池セル10のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを接続する。例えば、第11太陽電池セル10aaと第12太陽電池セル10abとを接続するための3つのセル間配線材18は、第11太陽電池セル10aaの裏面側のバスバー電極と第12太陽電池セル10abの受光面側のバスバー電極とを電気的に接続する。
【0018】
7つの渡り配線材14のうちの4つが、第1非発電領域20aに配置され、残りの3つが、第2非発電領域20bに配置される。第2非発電領域20bに配置される第5渡り配線材14eから第7渡り配線材14gのそれぞれは、x軸方向に延びて、セル端配線材16を介して互いに隣接する2つの太陽電池ストリング12に電気的に接続される。例えば、第5渡り配線材14eは、第1太陽電池ストリング12aにおける第14太陽電池セル10adと、第2太陽電池ストリング12bにおける第24太陽電池セル10bdとに接続される。ここで、セル端配線材16は、太陽電池セル10の受光面あるいは裏面において、セル間配線材18と同様に配置される。
【0019】
第1非発電領域20aに配置される第1渡り配線材14aは、セル端配線材16を介して第1太陽電池ストリング12aの第11太陽電池セル10aaに接続される。第1渡り配線材14aは、セル端配線材16との接続部分から、太陽電池モジュール100のx軸方向の中央付近まで延びる。第2渡り配線材14bは、セル端配線材16を介して第2太陽電池ストリング12bの第21太陽電池セル10baに接続される。また、第2渡り配線材14bは、別のセル端配線材16を介して第3太陽電池ストリング12cの第31太陽電池セル10caにも接続される。これらの接続により、第2渡り配線材14bは、第2太陽電池ストリング12bと第3太陽電池ストリング12cとを電気的に接続する。
【0020】
第3渡り配線材14c、第4渡り配線材14dは、第2渡り配線材14b、第1渡り配線材14aに対してx軸方向に反転して配置される。そのため、第1太陽電池ストリング12aから第6太陽電池ストリング12fは、電気的に直列に接続される。なお、第1渡り配線材14aから第4渡り配線材14dのそれぞれには、図示しない取出し配線材が接続され、それらの取出し配線は、図示しない端子ボックスに接続される。
【0021】
図2は、太陽電池モジュール100の断面図であり、図1のA−A’断面図である。太陽電池モジュール100は、太陽電池セル10と総称される第11太陽電池セル10aa、第12太陽電池セル10ab、第13太陽電池セル10ac、第14太陽電池セル10ad、第1渡り配線材14a、第5渡り配線材14e、セル端配線材16、セル間配線材18、保護部材40と総称される第1保護部材40a、第2保護部材40b、封止部材42と総称される第1封止部材42a、第2封止部材42bを含む。図2の上側が受光面側に相当し、下側が裏面側に相当する。
【0022】
第1保護部材40aは、太陽電池モジュール100の受光面側に配置されており、太陽電池モジュール100の表面を保護する。第1保護部材40aには、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用され、矩形板状に形成される。ここでは、一例としてガラスが使用されるとする。第1封止部材42aは、第1保護部材40aの裏面側に積層される。第1封止部材42aは、第1保護部材40aと太陽電池セル10との間に配置されて、これらを接着する。第1封止部材42aとして、例えば、ポリオレフィン、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)、PVB(ポリビニルブチラール)、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。なお、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。第1封止部材42aは、透光性を有するとともに、第1保護部材40aにおけるx−y平面と略同一寸法の面を有する矩形状のシート材によって形成される。
【0023】
第2封止部材42bは、第1封止部材42aの裏面側に積層される。第2封止部材42bは、第1封止部材42aとの間で、複数の太陽電池セル10、セル間配線材18等を封止する。第2封止部材42bには、第1封止部材42aと同様のものを用いることができる。また、ラミネート・キュア工程における加熱によって、第2封止部材42bは第1封止部材42aと一体化されていてもよい。
【0024】
第2保護部材40bは、第2封止部材42bの裏面側に積層される。第2保護部材40bは、バックシートとして太陽電池モジュール100の裏面側を保護する。第2保護部材40bとしては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタラート)等の樹脂フィルムが使用される。なお、第2保護部材40bとして、Al箔を樹脂フィルムで挟んだ構造を有する積層フィルムなどが使用されてもよい。さらに、太陽電池モジュール100の周囲には、Alフレーム枠が取り付けられてもよい。
【0025】
図3(a)−(b)は、太陽電池セル10の構造を示す平面図である。特に、図3(a)は、太陽電池セル10の受光面50側からの平面図であり、図3(b)は、太陽電池セル10の裏面52側からの平面図である。なお、太陽電池セル10の受光面50を第1面とよぶ場合、太陽電池セル10の裏面52は第2面とよばれる。これらにおいて、太陽電池セル10の受光面50および裏面52は、長辺と短辺とが交互に接続された八角形により構成されるが、それ以外の形状、例えば、八角形に含まれる短辺が非直線であってもよいし、四角形により形成されてもよい。
【0026】
図3(a)の受光面50には、互いに平行にx軸方向に延びる複数の受光面フィンガー電極60が配置される。ここでは、複数の受光面フィンガー電極60として、第1受光面フィンガー電極60aから第5受光面フィンガー電極60eの「5」本の受光面フィンガー電極60がy軸方向に並べられる。なお、受光面フィンガー電極60の本数は、「n」本と一般化される。また、受光面50には、複数の受光面フィンガー電極60に交差、例えば直交するようにy軸方向に延びる複数、例えば3本の受光面バスバー電極62が配置される。受光面バスバー電極62は、複数の受光面フィンガー電極60のそれぞれを接続する。複数の受光面バスバー電極62のそれぞれに対して、セル間配線材18が重ねられて配置される。そのため、3つのセル間配線材18は、x軸方向に並べられながら、隣接した他の太陽電池セル10の方向、つまりy軸方向に延びる。
【0027】
図3(b)の裏面52には、互いに平行にx軸方向に延びる複数の裏面フィンガー電極64が配置される。ここでは、複数の裏面フィンガー電極64として、第1裏面フィンガー電極64aから第7裏面フィンガー電極64gの「7」本の裏面フィンガー電極64がy軸方向に並べられる。裏面フィンガー電極64の本数の一般化は後述するが、裏面フィンガー電極64の本数は受光面フィンガー電極60の本数よりも多くされる。また、裏面52には、受光面50と同様に3本の裏面バスバー電極66が配置される。複数の裏面バスバー電極66のそれぞれに対しても、セル間配線材18が重ねられて配置される。
【0028】
受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上において、第1受光面フィンガー電極60aと第1裏面フィンガー電極64aは重複する。なお、投影面はx−y平面に相当する。また、投影面上において、第3受光面フィンガー電極60cと第4裏面フィンガー電極64dが重複するとともに、第5受光面フィンガー電極60eと第7裏面フィンガー電極64gも重複する。つまり、複数の受光面フィンガー電極60の一部と、複数の裏面フィンガー電極64の一部とが投影面上において重複する。
【0029】
ここで、第1受光面フィンガー電極60aと第1裏面フィンガー電極64aとが重複した位置は、第1位置80と示される。また、第1位置80からy軸の正方向に向かって受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64との次の重複は、第3受光面フィンガー電極60cと第4裏面フィンガー電極64dとにおいてなされる。そのため、第1位置80からy軸の正方向に向かって受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64が次に重複するまでの第2位置82は、第3受光面フィンガー電極60cと第4裏面フィンガー電極64dの位置のy軸の負方向側に示される。
【0030】
また、第1位置80と第2位置82との間は、単位間隔84と示される。単位間隔84は、受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64とが重複してから、非重複が継続する区間といえる。単位間隔84には、2本の受光面フィンガー電極60と3本の裏面フィンガー電極64とが含まれる。単位間隔84に含まれる受光面フィンガー電極60の本数を「m2」本と示し、裏面フィンガー電極64の本数を「m1」本と示す場合、裏面52における裏面フィンガー電極64の本数は、「(n−1)×m1/m2+1」本と一般化される。ここでは、m1>m2である。なお、投影面上において、第3受光面フィンガー電極60cと第4裏面フィンガー電極64dが重複した位置も第1位置80とよんでもよい。この第1位置80に対しても、第2位置82、単位間隔84がこれまでと同様に定義される。
【0031】
投影面上において、受光面フィンガー電極60だけが存在する位置、例えば、第2受光面フィンガー電極60bが受光面バスバー電極62と重複せずに存在する位置は、第3位置86と示される。また、第3位置86は、第4受光面フィンガー電極60dに対しても示される。第3位置86では、補助線68が裏面52に配置される。具体的に説明すると、第2受光面フィンガー電極60bに対する第3位置86において、第1補助線68a、第3補助線68c、第5補助線68eが裏面52に配置される。また、第4受光面フィンガー電極60dに対する第3位置86において、第2補助線68b、第4補助線68d、第6補助線68fが裏面52に配置される。複数の補助線68はセル間配線材18に沿ってy軸方向に並べられるので、各補助線68はセル間配線材18に接続される。
【0032】
裏面52において、第2裏面フィンガー電極64bと第3裏面フィンガー電極64cとの間に3つの補助線68が配置され、第5裏面フィンガー電極64eと第6裏面フィンガー電極64fとの間に3つの補助線68が配置される。これを一般化すると、補助線68は、nが奇数である場合、投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64から、(m1−1)/2本面の裏面フィンガー電極64と、(m1+1)/2本面の裏面フィンガー電極64との間に位置するように裏面52に配置される。ここでの投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64は、図3(b)における第1裏面フィンガー電極64a、第4裏面フィンガー電極64dに相当する。
【0033】
補助線68は、裏面フィンガー電極64と同じく銀ペースト等によって形成される。また、x軸方向において、補助線68の長さは裏面フィンガー電極64の長さよりも短い。特に、補助線68の長さは、隣接した2つのセル間配線材18の間隔よりも短く、かつセル間配線材18の幅よりも長い。このような補助線68を裏面フィンガー電極64の代わりに配置することによって、銀ペーストのような貴金属の使用量が減少する。
【0034】
図4は、太陽電池セル10の断面図であり、図3(a)のB−B’断面図である。これは、図3(a)−(b)に示された構成に加えて、接着層70と総称される第1接着層70a、第2接着層70bを含む。図4の上側の面が受光面50であり、図4の下側の面が裏面52である。
【0035】
太陽電池セル10の受光面50には、第1受光面フィンガー電極60aから第5受光面フィンガー電極60eが配置される。また、受光面50には、第1接着層70aを介してセル間配線材18が接着される。そのため、第1受光面フィンガー電極60aから第5受光面フィンガー電極60eは、セル間配線材18に電気的に接続される。一方、太陽電池セル10の裏面52には、第1裏面フィンガー電極64aから第7裏面フィンガー電極64g、第1補助線68a、第2補助線68bが配置される。また、裏面52には、第2接着層70bを介してセル間配線材18が接着される。そのため、第1裏面フィンガー電極64aから第7裏面フィンガー電極64g、第1補助線68a、第2補助線68bは、セル間配線材18に電気的に接続される。
【0036】
第1受光面フィンガー電極60aと第1裏面フィンガー電極64aは、太陽電池セル10の厚さ方向で対向する。また、第3受光面フィンガー電極60cと第4裏面フィンガー電極64d、第5受光面フィンガー電極60eと第7裏面フィンガー電極64gも同様である。そのため、これらの間では、圧着時の圧力が受光面50と裏面52とにおいて相殺される。一方、第2受光面フィンガー電極60bと第4受光面フィンガー電極60dは、太陽電池セル10の厚さ方向において裏面フィンガー電極64と対向しない。しかしながら、第2受光面フィンガー電極60bは第1補助線68aと対向し、第4受光面フィンガー電極60dは第2補助線68bと対向する。そのため、これらの間では、圧着時の圧力が受光面50と裏面52とにおいて一部相殺される。その結果、太陽電池セル10に対する剪断応力が緩和されるので、太陽電池セル10におけるクラックの発生が抑制され、歩留まりが向上する。
【0037】
以下では、n、m1、m2が異なった値となる一例を説明する。図5(a)−(b)は、太陽電池セル10の別の構造を示す平面図である。これは、図3(a)−(b)と同様に示されるので、ここでは差異を説明する。図5(a)の受光面50では、複数の受光面フィンガー電極60として、第1受光面フィンガー電極60aから第7受光面フィンガー電極60gの「7」本の受光面フィンガー電極60がy軸方向に並べられる。そのため、nは「7」である。一方、図5(b)の裏面52では、複数の裏面フィンガー電極64として、第1裏面フィンガー電極64aから第9裏面フィンガー電極64iの「9」本の裏面フィンガー電極64がy軸方向に並べられる。
【0038】
投影面上において、第1受光面フィンガー電極60aと第1裏面フィンガー電極64a、第4受光面フィンガー電極60dと第5裏面フィンガー電極64e、第7受光面フィンガー電極60gと第9裏面フィンガー電極64iは重複する。第1位置80、第2位置82、単位間隔84は、図3(a)−(b)と同様に定義される。ここで単位間隔84には、3本の受光面フィンガー電極60と4本の裏面フィンガー電極64とが含まれる。そのため、m1は「4」であり、m2は「3」であり、m1>m2である。
【0039】
また、第3位置86も図3(a)−(b)と同様に定義され、第3位置86において補助線68が裏面52に配置される。具体的に説明すると、第2受光面フィンガー電極60bに対する第3位置86において、第1補助線68a、第5補助線68e、第9補助線68iが裏面52に配置される。また、第3受光面フィンガー電極60cに対する第3位置86において、第2補助線68b、第6補助線68f、第10補助線68jが裏面52に配置される。第5受光面フィンガー電極60e、第6受光面フィンガー電極60fに対しても同様である。
【0040】
裏面52において、第2裏面フィンガー電極64bと第3裏面フィンガー電極64cとの間に3つの補助線68が配置され、第3裏面フィンガー電極64cと第4裏面フィンガー電極64dとの間に3つの補助線68が配置される。これを一般化すると次のようにいえる。補助線68は、nが偶数である場合、投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64から、m1/2−1本面の裏面フィンガー電極64とm1/2本面の裏面フィンガー電極64との間に位置するように裏面52に配置される。また、補助線68は、投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64から、m1/2本面の裏面フィンガー電極64とm1/2+1本面の裏面フィンガー電極64との間に位置するように裏面52に配置される。ここでの投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64は、図5(b)における第1裏面フィンガー電極64a、第5裏面フィンガー電極64eに相当する。
【0041】
以下では、太陽電池モジュール100の製造方法について説明する。まず、z軸の正方向から負方向に向かって、第1保護部材40a、第1封止部材42a、太陽電池セル10等、第2封止部材42b、第2保護部材40bが順に重ね合わせられることによって、積層体が生成される。これに続いて、積層体に対して、ラミネート・キュア工程がなされる。この工程では、積層体から空気を抜き、加熱、加圧して、積層体を一体化する。ラミネート・キュア工程における真空ラミネートでは、温度が前述のごとく、150℃程度に設定される。
【0042】
本発明の実施例によれば、受光面50にn本の受光面フィンガー電極60を配置し、裏面52に(n−1)×m1/m2+1本の裏面フィンガー電極64を配置するので、裏面フィンガー電極64の本数の増加を抑制できる。また、裏面フィンガー電極64の本数の増加が抑制されるので、銀ペースト等の使用量の増加を抑制できる。また、銀ペースト等の使用量の増加が抑制されるので、コストの増加を抑制できる。また、受光面フィンガー電極60だけが存在する場合に補助線68を配置するので、圧着時の圧力を受光面50と裏面52とにおいて一部相殺できる。また、応力の一部が相殺されるので、太陽電池セル10に対する剪断応力を緩和できる。また、太陽電池セル10に対する剪断応力が緩和されるので、太陽電池セル10におけるクラックの発生を抑制できる。また、太陽電池セル10におけるクラックの発生が抑制されるので、歩留まりを向上できる。
【0043】
本実施例の構成は、受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64との本数の関係が特に以下のような場合に顕著な効果を示す。
【数1】
括弧内左側の項におけるNは、受光面フィンガー電極60の本数、つまり前述のn本を示すので、1/(N−1)は、受光面フィンガー電極60のピッチを示す。maは、最も端にある受光面フィンガー電極60からma本目の受光面フィンガー電極60の位置を示しており、1<ma<(N−1)の値である。一方、括弧内右側の項におけるNは、裏面フィンガー電極64の本数を示すので、1/(N−1)は、受光面バスバー電極62のピッチを示す。mbは、最も端にある受光面バスバー電極62からmb本目の受光面バスバー電極62の位置を示しており、1<mb<(N−1)の値である。
【0044】
すなわち上式は、ma本目の受光面フィンガー電極60と、mb本目の受光面バスバー電極62との距離を示す。太陽電池セル10の面内において、少なくとも1つの(ma、mb)の組み合わせにおいて式(1)を満足する場合、つまり、太陽電池セル10の面内のいずれかの場所でこの間隔が、受光面フィンガー電極60の太さと裏面フィンガー電極64の太さの合計値よりも大きいか、あるいは500μm以下となる箇所がある場合、太陽電池セル10の該当箇所に剪断応力がかかりやすく、割れやすくなる。そのため、受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64との本数の関係が上記のようになる場合において、本実施例は特に顕著な効果を示す。
【0045】
また、補助線68の長さは隣接した2つのセル間配線材18の間隔よりも短いので、銀ペースト等の使用量を低減できる。また、補助線68の長さはセル間配線材18の幅よりも長いので、圧着時における圧力の相殺量を大きくできる。また、nが奇数である場合、第1位置80の裏面フィンガー電極64から、(m1−1)/2本面の裏面フィンガー電極64と、(m1+1)/2本面の裏面フィンガー電極64との間に補助線68を配置させるので、受光面フィンガー電極60に対向させることができる。また、nが偶数である場合、第1位置80の裏面フィンガー電極64から、m1/2−1本面の裏面フィンガー電極64とm1/2本面の裏面フィンガー電極64との間に補助線68を配置させるので、受光面フィンガー電極60に対向させることができる。また、nが偶数である場合、第1位置80の裏面フィンガー電極64から、m1/2本面の裏面フィンガー電極64とm1/2+1本面の裏面フィンガー電極64との間に補助線68を配置させるので、受光面フィンガー電極60に対向させることができる。
【0046】
本実施例の概要は、次の通りである。本発明のある態様の太陽電池モジュール100は、互いに反対を向いた受光面50と裏面52とを有する複数の太陽電池セル10と、複数の太陽電池セル10のうち、第1方向に隣接した2つの太陽電池セル10を接続するセル間配線材18とを備える。複数の太陽電池セル10のそれぞれは、受光面50において第1方向に並べられたn本の受光面フィンガー電極60と、裏面52において第1方向に並べられた(n−1)×m1/m2+1本の裏面フィンガー電極64と、裏面52において第1方向に並べられた1本以上の補助線68とを備える。受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上において、受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64とが重複した第1位置80と、第1位置80から第1方向に向かって受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64とが次に重複するまでの第2位置82との間には、m2本の受光面フィンガー電極60とm1本の裏面フィンガー電極64とが含まれ、受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上において、受光面フィンガー電極60だけが存在する第3位置86では、補助線68が裏面52に配置され、補助線68において、第1方向に交差した第2方向の長さが、裏面フィンガー電極64における第2方向の長さよりも短く、セル間配線材18は、太陽電池セル10の裏面52において、裏面フィンガー電極64と補助線68に接続される。
【0047】
裏面52において、セル間配線材18が第2方向に複数並べられ、補助線68における第2方向の長さは、第2方向において隣接した2つのセル間配線材18の間隔よりも短い。
【0048】
補助線68における第2方向の長さは、セル間配線材18における第2方向の幅よりも長い。
【0049】
補助線68は、nが奇数である場合、受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64から、(m1−1)/2本面の裏面フィンガー電極64と、(m1+1)/2本面の裏面フィンガー電極64との間に位置するように裏面52に配置されてもよい。
【0050】
補助線68は、nが偶数である場合、受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上における第1位置80の裏面フィンガー電極64から、m1/2−1本面の裏面フィンガー電極64とm1/2本面の裏面フィンガー電極64との間に位置するように裏面52に配置されるとともに、m1/2本面の裏面フィンガー電極64とm1/2+1本面の裏面フィンガー電極64との間に位置するように裏面52に配置されてもよい。
【0051】
本発明の別の態様は、太陽電池セル10である。この太陽電池セル10は、互いに反対を向いた受光面50と裏面52とを有する太陽電池セル10であって、受光面50において第1方向に並べられたn本の受光面フィンガー電極60と、裏面52において第1方向に並べられた(n−1)×m1/m2+1本の裏面フィンガー電極64と、裏面52において第1方向に並べられた1本以上の補助線68とを備える。受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上において、受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64とが重複した第1位置80と、第1位置80から第1方向に向かって受光面フィンガー電極60と裏面フィンガー電極64とが次に重複するまでの第2位置82との間には、m2本の受光面フィンガー電極60とm1本の裏面フィンガー電極64とが含まれ、受光面50あるいは裏面52と平行な投影面上において、受光面フィンガー電極60だけが存在する第3位置86では、補助線68が裏面52に配置され、補助線68において、第1方向に交差した第2方向の長さが、裏面フィンガー電極64における第2方向の長さよりも短い。
【0052】
以上、本発明について実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0053】
本実施例において、n=7、m1=3、m2=2の場合と、n=9、m1=4、m2=3の場合とを示している。しかしながらこれに限らず例えば、n=55、m1=3、m2=2であってもよく、その場合、裏面フィンガー電極64の本数は「82」本になる。また、n、m1、m2の値はこれらに限定されない。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【0054】
10 太陽電池セル、 12 太陽電池ストリング、 14 渡り配線材、 16 セル端配線材、 18 セル間配線材、 20 非発電領域、 40 保護部材、 42 封止部材、 50 受光面、 52 裏面、 60 受光面フィンガー電極、 62 受光面バスバー電極、 64 裏面フィンガー電極、 66 裏面バスバー電極、 68 補助線、 70 接着層、 80 第1位置、 82 第2位置、 84 単位間隔、 86 第3位置、 100 太陽電池モジュール。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明によれば、裏面に形成されたフィンガー電極の本数を受光面側に配置されたフィンガー電極の本数の整数倍にすることなく、クラックの発生を抑制できる。
図1
図2
図3
図4
図5