(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024070097
(43)【公開日】2024-05-22
(54)【発明の名称】太陽電池セル、太陽電池セルの重畳構造、及び太陽電池セルの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0224 20060101AFI20240515BHJP
H01L 31/0725 20120101ALI20240515BHJP
【FI】
H01L31/04 260
H01L31/06 410
H01L31/04 262
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022180482
(22)【出願日】2022-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100201455
【弁理士】
【氏名又は名称】横尾 宏治
(72)【発明者】
【氏名】福田 将典
【テーマコード(参考)】
5F151
5F251
【Fターム(参考)】
5F151BA11
5F151FA04
5F151FA06
5F151FA13
5F151FA14
5F151FA15
5F151FA16
5F251BA11
5F251FA04
5F251FA06
5F251FA13
5F251FA14
5F251FA15
5F251FA16
(57)【要約】
【課題】本発明は、他の太陽電池セルとともに積み重ねたときに、電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる太陽電池セルを提供する。
【解決手段】第1主面と第2主面を両主面とするものであって、第1主面の一部を構成する第1電極部と、第2主面の一部を構成する第2電極部を有し、第1電極部は、平面視したときに、第2電極部と重なっていない構成とする。こうすることで、他の太陽電池セルとともに積み重ねたときに、電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1主面と第2主面を両主面とする太陽電池セルであって、
前記第1主面の一部を構成する第1電極部と、前記第2主面の一部を構成する第2電極部を有し、
前記第1電極部は、平面視したときに、前記第2電極部と重なっていない、太陽電池セル。
【請求項2】
前記第1電極部は、前記第1主面の他の部分に対して厚み方向に突出しており、
前記第2電極部は、前記第2主面の他の部分に対して厚み方向に突出している、請求項1に記載の太陽電池セル。
【請求項3】
前記第1電極部は、第1集電極を有し、
前記第2電極部は、第2集電極を有し、
前記第1集電極は、所定の方向に延びる第1バスバー電極部と、前記第1バスバー電極部から前記第1バスバー電極部の延び方向に対する交差方向に延びる第1フィンガー電極部を有し、
前記第2集電極は、平面視したときに前記第1バスバー電極部と間隔を空けて実質的に平行に延びた第2バスバー電極部と、前記第2バスバー電極部から前記第2バスバー電極部の延び方向に対する交差方向に延びる第2フィンガー電極部を有し、
前記第1フィンガー電極部は、前記第1バスバー電極部から前記第2バスバー電極部側に向かって延びており、
前記第2フィンガー電極部は、前記第2バスバー電極部から前記第1バスバー電極部側に向かって延びている、請求項1に記載の太陽電池セル。
【請求項4】
前記第1集電極は、前記第1バスバー電極部から前記第1バスバー電極部の延び方向に対する交差方向に延びる第1フィンガー電極部を複数有し、
前記第2フィンガー電極部は、平面視したときに、前記第1バスバー電極部の延び方向に隣接する第1フィンガー電極部の間に位置している、請求項3に記載の太陽電池セル。
【請求項5】
前記第1電極部は、少なくとも2つの第1集電極を有し、前記2つの第1集電極が間隔を空けて並設されており、
前記第2集電極は、前記2つの第1集電極の間に位置している、請求項3に記載の太陽電池セル。
【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項に記載の太陽電池セルを複数有し、複数の太陽電池セルが厚み方向に重畳した太陽電池セルの重畳構造であって、
前記複数の太陽電池セルには、厚み方向に隣接する第1太陽電池セルと第2太陽電池セルがあり、
前記第1太陽電池セルの第1主面は、前記第2太陽電池セルの第2主面と対向しており、
前記第1太陽電池セルは、平面視したときに、大部分が前記第2太陽電池セルと重畳し、第1主面に設けられた第1電極部が前記第2太陽電池セルの第2主面に設けられた第2電極部と重なっていない、太陽電池セルの重畳構造。
【請求項7】
前記第1太陽電池セルの第1電極部は、前記第2太陽電池セルの第2主面の前記第2電極部以外の領域に接している、請求項6に記載の太陽電池セルの重畳構造。
【請求項8】
前記第2太陽電池セルの第2電極部は、前記第1太陽電池セルの第1主面の前記第1電極部以外の領域に接している、請求項7に記載の太陽電池セルの重畳構造。
【請求項9】
第1主面と第2主面を両主面とする複数の太陽電池セルが厚み方向に重畳された太陽電池セルの重畳構造であって、
前記複数の太陽電池セルには、第1太陽電池セルと、第2太陽電池セルがあり、
前記第1太陽電池セルは、第1主面の一部を構成する第1電極部を有し、
前記第2太陽電池セルは、第2主面の一部を構成する第2電極部を有し、
前記第1太陽電池セルの第1主面は、前記第2太陽電池セルの第2主面と対向しており、
前記第1太陽電池セルは、平面視したときに、大部分が前記第2太陽電池セルと重畳し、第1主面に設けられた第1電極部が前記第2太陽電池セルの第2主面に設けられた第2電極部と重なっていない、太陽電池セルの重畳構造。
【請求項10】
請求項1~5のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
第1電極部が隣接する太陽電池セルの第2主面に接触するように複数の太陽電池セルを重畳する重畳工程と、
前記複数の太陽電池セルのうち重畳方向の一方の端部に位置する太陽電池セルの第1電極部と、前記複数の太陽電池セルのうち重畳方向の他方の端部に位置する太陽電池セルの第2電極部との間に電流を印加する処理工程を含む、太陽電池セルの製造方法。
【請求項11】
前記重畳工程では、第1主面に前記隣接する太陽電池セルの第2電極部が接触するように複数の太陽電池セルを重畳する、請求項10に記載の太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池セル、太陽電池セルの重畳構造、及び太陽電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、一枚のパネル状の仕掛太陽電池セルを短冊状の複数の太陽電池セルに分割し、分割した太陽電池セルの端辺同士を電気的に接続した太陽電池モジュールが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
特許文献1によれば、短冊状の太陽電池セルの端辺同士を重ねて接続するので(シングリング接続、Shingling接続と呼ばれる)、有効受光面積を大きくすることができ、従来に比べて変換効率の高い太陽電池モジュールとなるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】公開2019-212882号公報
【特許文献2】国際公開第2020/071062号
【特許文献3】特開2006-278940号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、仕掛太陽電池セルを切断する工程は、仕掛太陽電池セルを製造した製造ラインとは異なる製造ラインで行う場合がある。
このような場合、特許文献3のように、製造ライン間で仕掛太陽電池セルを上下に重ねて梱包して運搬することが考えられる。
しかしながら、特許文献3の梱包方法では、上段の仕掛太陽電池セルの電極部と下段の仕掛太陽電池セルの電極部が重なる位置にあるので、電極部同士が接触するとともに、上段の仕掛太陽電池セルの重量を電極部間の接触部分で支持することになる。そのため、接触面積が小さく安定せず、電極部に荷重が集中するので、電極部に欠けや割れ等の不具合が生じやすい問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、他の太陽電池セルとともに積み重ねたときに、電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる太陽電池セルを提供することを課題とする。また本発明は、隣接する太陽電池セルの電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる太陽電池セルの重畳構造、及び従来に比べて高性能の太陽電池セルを製造可能な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、第1主面と第2主面を両主面とする太陽電池セルであって、前記第1主面の一部を構成する第1電極部と、前記第2主面の一部を構成する第2電極部を有し、前記第1電極部は、平面視したときに、前記第2電極部と重なっていない、太陽電池セルである。
【0007】
本様相によれば、他の太陽電池セルとともに積み重ねたときに、電極部同士が接触することによる欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
【0008】
好ましい様相は、前記第1電極部は、前記第1主面の他の部分に対して厚み方向に突出しており、前記第2電極部は、前記第2主面の他の部分に対して厚み方向に突出している。
【0009】
本様相によれば、厚み方向に電極部が突出する場合でも、電極部同士が接触することによる不具合を防止できる。
【0010】
好ましい様相は、前記第1電極部は、第1集電極を有し、前記第2電極部は、第2集電極を有し、前記第1集電極は、所定の方向に延びる第1バスバー電極部と、前記第1バスバー電極部から前記第1バスバー電極部の延び方向に対する交差方向に延びる第1フィンガー電極部を有し、前記第2集電極は、平面視したときに前記第1バスバー電極部と間隔を空けて実質的に平行に延びた第2バスバー電極部と、前記第2バスバー電極部から前記第2バスバー電極部の延び方向に対する交差方向に延びる第2フィンガー電極部を有し、前記第1フィンガー電極部は、前記第1バスバー電極部から前記第2バスバー電極部側に向かって延びており、前記第2フィンガー電極部は、前記第2バスバー電極部から前記第1バスバー電極部側に向かって延びている。
【0011】
ここでいう「実質的に平行」とは、中心線同士が完全に平行である場合だけではなく、一方の中心線に対する他方の中心線の傾斜角度の絶対値が3度以下である場合を含む。
【0012】
より好ましい様相は、前記第1集電極は、前記第1バスバー電極部から前記第1バスバー電極部の延び方向に対する交差方向に延びる第1フィンガー電極部を複数有し、前記第2フィンガー電極部は、平面視したときに、前記第1バスバー電極部の延び方向に隣接する第1フィンガー電極部の間に位置している。
【0013】
より好ましい様相は、前記第1電極部は、少なくとも2つの第1集電極を有し、前記2つの第1集電極が間隔を空けて並設されており、前記第2集電極は、前記2つの第1集電極の間に位置している。
【0014】
本様相によれば、2つの第1集電極のうち一方の第1集電極と第2集電極の間で太陽電池セルを切断しても、他方の第1集電極と第2集電極との間で電力を取り出すことができる。
【0015】
本発明の一つの様相は、上記した太陽電池セルを複数有し、複数の太陽電池セルが厚み方向に重畳した太陽電池セルの重畳構造であって、前記複数の太陽電池セルには、厚み方向に隣接する第1太陽電池セルと第2太陽電池セルがあり、前記第1太陽電池セルの第1主面は、前記第2太陽電池セルの第2主面と対向しており、前記第1太陽電池セルは、平面視したときに、大部分が前記第2太陽電池セルと重畳し、第1主面に設けられた第1電極部が前記第2太陽電池セルの第2主面に設けられた第2電極部と重なっていない、太陽電池セルの重畳構造である。
【0016】
ここでいう「第1太陽電池セルの大部分」とは、第1太陽電池セルの面積の50%超過の部分をいう。
【0017】
本様相によれば、第1太陽電池セルの第1電極部と第2太陽電池セルの第2電極部が接触していないので、電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
【0018】
好ましい様相は、前記第1太陽電池セルの第1電極部は、前記第2太陽電池セルの第2主面の前記第2電極部以外の領域に接している。
【0019】
より好ましい様相は、前記第2太陽電池セルの第2電極部は、前記第1太陽電池セルの第1主面の前記第1電極部以外の領域に接している。
【0020】
これらの様相によれば、第1太陽電池セルと第2太陽電池セルの位置関係を安定させることができる。
【0021】
本発明の一つの様相は、第1主面と第2主面を両主面とする複数の太陽電池セルが厚み方向に重畳された太陽電池セルの重畳構造であって、前記複数の太陽電池セルには、第1太陽電池セルと、第2太陽電池セルがあり、前記第1太陽電池セルは、第1主面の一部を構成する第1電極部を有し、前記第2太陽電池セルは、第2主面の一部を構成する第2電極部を有し、前記第1太陽電池セルの第1主面は、前記第2太陽電池セルの第2主面と対向しており、前記第1太陽電池セルは、平面視したときに、大部分が前記第2太陽電池セルと重畳し、第1主面に設けられた第1電極部が前記第2太陽電池セルの第2主面に設けられた第2電極部と重なっていない、太陽電池セルの重畳構造である。
【0022】
本様相によれば、第1太陽電池セルの第1電極部と第2太陽電池セルの第2電極部が接触していないので、電極部同士が接触することにより割れ等が生じて破損することを防止できる。
【0023】
本発明の一つの様相は、上記した太陽電池セルの重畳構造の製造方法であって、第1電極部が隣接する太陽電池セルの第2主面に接触し、第1主面に前記隣接する太陽電池セルの第2電極部が接触するように複数の太陽電池セルを重畳する重畳工程と、前記複数の太陽電池セルのうち重畳方向の一方の端部に位置する太陽電池セルの第1電極部と、前記複数の太陽電池セルのうち重畳方向の他方の端部に位置する太陽電池セルの第2電極部との間に電流を印加する処理工程を含む、太陽電池セルの重畳構造の製造方法である。
【0024】
本様相によれば、他の太陽電池セルとともに同時にCIH(Carrier Induced Hydrogenation)処理を行うことができる。
本様相によれば、隣接する太陽電池セル間で電極部同士が直接接触しないので、面全体に均等に電流を印加することができ、太陽電池セルの性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明の太陽電池セルによれば、他の太陽電池セルとともに積み重ねたときに、電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
本発明の太陽電池セルの重畳構造によれば、第1太陽電池セルの第1電極部と第2太陽電池セルの第2電極部が接触していないので、電極部同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
本発明の太陽電池セルの製造方法によれば、従来に比べて高性能の太陽電池セルを製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【
図1】本発明の第1実施形態の太陽電池セルの重畳構造の斜視図である。
【
図3】
図1の太陽電池セルの説明図であり、(a)は第1主面側から視た斜視図であり、(b)は(a)の太陽電池セルを矢印Rの方向に回転させ、第2主面側から視た斜視図である。
【
図4】
図2の太陽電池セルの説明図であり、(a)は
図2のA-A断面の端面図であり、(b)は
図2のB-B断面の端面図である。
【
図5】
図1の太陽電池セルを分割した太陽電池片を用いた太陽電池モジュールの平面図であり、理解を容易にするために第1封止部材及び第1封止材を省略している。
【
図6】
図5の太陽電池モジュールの断面の端面図であり、理解を容易にするために第1封止材及び第2封止材のハッチングを省略している。
【
図7】重畳工程における太陽電池セル間の位置関係の説明図であり、(a)は縦方向の断面の端面図であり、(b)は横方向の断面の端面図である。
【
図8】処理工程において太陽電池セルに第1電極プレートと第2電極プレートを接続した状態を模式的に示す斜視図である。
【
図9】本発明の他の実施形態の太陽電池セルの要部の説明図であり、(a)は第1フィンガー電極部の間に複数の第2フィンガー電極部が位置する実施形態の平面図であり、(b)は第2フィンガー電極部の間に複数の第1フィンガー電極部が位置する実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0028】
本発明の第1実施形態の太陽電池セルの重畳構造1(以下、単に重畳構造1ともいう)は、
図1のように、複数の太陽電池セル2を有し、太陽電池セル2を天地方向(上下方向Z)に積み重ねた積重体である。
すなわち、重畳構造1は、各太陽電池セル2を寝かした状態で積み重ねられており、上段側の太陽電池セル2の大部分が下段側の太陽電池セル2と重なるように重畳している。
本実施形態の重畳構造1は、上段側の太陽電池セル2の90%以上が下段側の太陽電池セル2と重なるように重畳している。
なお、重畳構造1を構成する太陽電池セル2の積重数は、特に限定されるものではない。
【0029】
(太陽電池セル2)
太陽電池セル2は、
図2に示される分割線L1で切断して、複数の短冊状の太陽電池片101に分割して使用されるものであり、
図5のように、各太陽電池片101を直接又は導電性接着材102を介して接続した太陽電池群103を有する太陽電池モジュール100を形成するものである。
すなわち、太陽電池セル2は、太陽電池モジュール100の仕掛品である仕掛太陽電池セルである。
【0030】
太陽電池セル2は、
図3のように、第1主面10と第2主面11を両主面とする板状セルであり、光電変換基板20と、第1電極部21と、第2電極部22を備えている。
太陽電池セル2は、
図2のように、光電変換基板20を平面視したときに四角形状をしており、横方向Xに延びる横辺30,31と、縦方向Yに延びる縦辺32,33を備えている。
太陽電池セル2は、横辺30,31が互いに平行となっており、縦辺32,33が互いに平行となっている。
【0031】
(光電変換基板20)
光電変換基板20は、
図4のように、第1導電層25と、光電変換部26と、第2導電層27を備えており、第1導電層25が第1電極部21とともに第1主面10を構成しており、第2導電層27が第2電極部22とともに第2主面11を構成している。
【0032】
導電層25,27は、互いに対をなし光電変換部26から電気を取り出す導電層であり、電極部21,22の下地となる下地導電層である。
導電層25,27は、透明性と導電性を有する透明導電層であれば、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)等の透明導電性酸化物で構成されている。
【0033】
光電変換部26は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する部位であり、半導体基板上に半導体層が積層されたものである。
本実施形態の太陽電池セル2は、結晶型の太陽電池セルであって、ヘテロ接合型の太陽電池セルであり、光電変換部41が半導体基板上に半導体層が積層され、半導体基板と半導体層の間でPN接合を有している。
【0034】
(第1電極部21)
第1電極部21は、
図2,
図3(a)のように、複数の第1集電極40(40a~40d)で構成されている。
第1集電極40は、
図3(a)のように、第1主面10の一部を構成し、光電変換基板20の第1主面10側の面上に部分的に積層された導電層である。
第1集電極40は、第1主面10の他の部分(光電変換基板20の第1主面10側の面)に対して厚み方向に厚み分突出している。第1集電極40の厚みは、特に限定されるものではないが、5μm以上40μm以下であることが好ましい。
第1集電極40は、
図2,
図3(a)のように、櫛歯状に延びるものであり、第1バスバー電極部50と、複数の第1フィンガー電極部51で構成されている。
第1集電極40は、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、金、銀、アルミニウム、銅、パラジウム等の金属又はその金属合金で構成できる。
第1集電極40は、下地となる第1導電層25よりも導電率が高いことが好ましい。
各第1集電極40a~40dは、それぞれ独立して個別に設けられており、互いに直接接続されていない。
【0035】
第1バスバー電極部50は、
図2のように、平面視したときに、横方向Xに延び、各第1フィンガー電極部51の端部間を接続する接続部である。
各第1集電極40a~40dの第1バスバー電極部50は、縦方向Yに間隔を空けて配されており、それぞれ平行となっている。
本実施形態の各第1集電極40a~40dの第1バスバー電極部50は、縦方向Yに等間隔に並設されている。
第1バスバー電極部50の幅は、特に限定されるものではないが、0.1mm以上8mm以下であることが好ましい。
【0036】
第1フィンガー電極部51は、第1バスバー電極部50の延び方向(横方向X)の中間部から横辺30側に向かって縦方向Yに延びる線状電極部である。
各第1フィンガー電極部51は、
図2のように横方向Xに間隔D2を空けて並設されており、本実施形態の各第1フィンガー電極部51は、横方向Xに間隔D2を空けて等間隔に並設されている。
第1フィンガー電極部51の幅は、第1バスバー電極部50の幅よりも狭くなっており、20μm以上70μm以下であることが好ましい。
【0037】
(第2電極部22)
第2電極部22は、
図2,
図3(b)のように、複数の第2集電極60(60a~60d)で構成されている。
第2集電極60は、第2主面11の一部を構成し、光電変換基板20の第2主面11側の面上に部分的に積層された導電層である。
第2集電極60は、第2主面11の他の部分(光電変換基板20の第2主面11側の面)に対して厚み方向に厚み分突出している。第2集電極60の厚みは、特に限定されるものではないが、5μm以上40μm以下であることが好ましい。
第2集電極60は、
図2,
図3(b)のように、櫛歯状に延びるものであり、第2バスバー電極部70と、複数の第2フィンガー電極部71で構成されている。
第2集電極60は、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、金、銀、アルミニウム、銅、パラジウム等の金属又はその金属合金で構成できる。
第2集電極60は、下地となる第2導電層27よりも導電率が高いことが好ましい。
各第2集電極60a~60dは、それぞれ独立して個別に設けられており、互いに直接接続されていない。
【0038】
第2バスバー電極部70は、
図2のように、平面視したときに、横方向Xに延び、各第2フィンガー電極部71の端部間を接続する接続部である。
各第2集電極60a~60dの第2バスバー電極部70は、縦方向Yに間隔を空けて配されており、それぞれ平行となっている。
本実施形態の各第2集電極60a~60dの第2バスバー電極部70は、縦方向Yに等間隔に並設されている。
第2バスバー電極部70の幅は、特に限定されるものではないが、0.1mm以上8mm以下であることが好ましい。
【0039】
第2フィンガー電極部71は、第2バスバー電極部70の横方向Xの中間部から横辺31側に向かって縦方向Yに延びる線状電極部である。
各第2フィンガー電極部71は、
図2のように、横方向Xに間隔D3を空けて並設されており、本実施形態の各第2フィンガー電極部71は、横方向Xに間隔D3を空けて等間隔に並設されている。
隣接する第2フィンガー電極部71の間隔D3は、隣接する第1フィンガー電極部51の間隔D2とほぼ同じ間隔であり、同じ間隔であることが好ましい。
ここでいう「ほぼ同じ間隔」とは、第1フィンガー電極部51の間隔D2と第2フィンガー電極部71の間隔D3の差が1μm以下であることをいう。
第2フィンガー電極部71の幅は、第2バスバー電極部70の幅よりも狭くなっており、20μm以上70μm以下であることが好ましい。
【0040】
(太陽電池モジュール100)
太陽電池モジュール100は、
図5,
図6のように、複数の太陽電池片101が直接又は導電性接着材102によって電気的に直列接続された複数の太陽電池群103が第1封止部材115と第2封止部材116で挟まれ、第1封止部材115と第2封止部材116の間を第1封止材117と第2封止材118で充填されて封止されたものである。
また太陽電池モジュール100は、
図5のように、各太陽電池群103の電気の流れ方向の端部が外部への取出配線113,114に接続されており、各太陽電池群103が電気的に並列接続されている。
【0041】
(太陽電池片101)
太陽電池片101は、太陽電池セル2が
図2に示される分割線L1で切断され、分割されたものであり、
図6のように、第1主面10側に第1集電極40が設けられ、第2主面11側に第2集電極60が設けられている。
【0042】
(導電性接着材102)
導電性接着材102は、導電性を有した導電部材であり、太陽電池片101,101のバスバー電極部50,70間を接続する接着材である。
本実施形態の導電性接着材102は、導電性フィルムの両面に導電性粘着材が設けられた導電性接着フィルムである。
【0043】
(封止部材115,116)
封止部材115,116は、面状に広がりをもち、封止性と絶縁性を有する絶縁封止基板である。
少なくとも受光側の封止部材115は、厚み方向に光を透過可能な透光性部材である。
【0044】
(封止材117,118)
封止材117,118は、封止性を有し、封止部材115,116とともに太陽電池群103を封止する部材であり、封止部材115,116間を接着する接着材でもある。
【0045】
続いて、本実施形態の太陽電池セル2の各部位の位置関係について説明する。
【0046】
太陽電池セル2は、
図2のように、光電変換基板20を平面視したときに、縦方向Yに隣接する第1集電極40,40の間に第2集電極60が位置しており、縦方向Yに隣接する第2集電極60,60の間に第1集電極40が位置している。
第1集電極40a~40cの第1バスバー電極部50は、隣接する第2集電極60b~60dの第2バスバー電極部70と近接した位置で平行に延びている。
縦方向Yに最近接する第1バスバー電極部50と第2バスバー電極部70との間には、太陽電池片101を分割する際の切断領域が設けられている。
図2に示される分割線L1を挟んで第1バスバー電極部50と第2バスバー電極部70の間隔D1(切断領域の幅)は、太陽電池セル2を分割しやすさの観点から、0.5mm以上4mm以下であることが好ましい。
各第1集電極40の第1バスバー電極部50は、
図4(a)のように、各第2集電極60の第2バスバー電極部70に対して縦方向Yにずれており、厚み方向に重なっていない。
【0047】
第1集電極40の第1フィンガー電極部51は、
図2のように光電変換基板20を平面視すると、第2集電極60の第2フィンガー電極部71とは逆方向に延びており、その延伸方向の先端部は、分割線L1とは反対側で隣接する第2集電極60の近傍まで至っている。
第1フィンガー電極部51は、第1バスバー電極部50から横方向Xに隣接する第2フィンガー電極部71,71の間を位置して延びており、第2フィンガー電極部71は、第2バスバー電極部70から横方向Xに隣接する第1フィンガー電極部51,51の間に位置して延びている。
【0048】
各第1集電極40の第1フィンガー電極部51は、
図4(b)のように、各第2集電極60の第2フィンガー電極部71に対して横方向Xにずれており、厚み方向に重なっていない。
各第1フィンガー電極部51は、横方向Xに隣接する第2フィンガー電極部71,71の間に位置しており、隣接する第2フィンガー電極部71,71間の中央に位置することが好ましい。
各第2フィンガー電極部71は、横方向Xに隣接する第1フィンガー電極部51,51の間に位置しており、隣接する第1フィンガー電極部51,51間の中央に位置することが好ましい。
【0049】
続いて、本実施形態の太陽電池モジュール100の製造方法について説明する。
【0050】
太陽電池モジュール100の製造方法は、第1製造工程と、第2製造工程で構成されている。
【0051】
(第1製造工程)
第1製造工程は、主に重畳工程と、処理工程で構成されている。
第1製造工程では、まず、複数の太陽電池セル2を上下方向Zに重ねて、各太陽電池セル2を厚み方向に重畳させる(重畳工程)。
【0052】
このとき、
図7に示される厚み方向に積層された3段の太陽電池セル2A~2Cに注目すると、各太陽電池セル2A~2Cは、第1主面10が上面を構成し、第2主面11が下面を構成している。
中段の太陽電池セル2B(第1太陽電池セル)は、
図7のように、第2主面11の第2電極部22が下段の太陽電池セル2Aの第1主面10の第1電極部21以外の部分に接触して支持されており、第1主面10の第1電極部21が上段の太陽電池セル2C(第2太陽電池セル)の第2主面11の第2電極部22以外の部分に接触して支持している。
中段の太陽電池セル2Bは、第2主面11の第2電極部22以外の部分に下段の太陽電池セル2Aの第1電極部21が接触して支持されており、第1主面10の第1電極部21以外の部分に上段の太陽電池セル2Cの第2電極部22が接触して支持している。
【0053】
続いて、
図8のように、重畳工程にて積み重ねられた太陽電池セル2に対して、最上段の太陽電池セル2の第1主面10を第1電極プレート110で覆って接触させる。また、最下段の太陽電池セル2の第2主面11上に第2電極プレート111で覆って接触させる。さらに、外部電源から第1電極プレート110と第2電極プレート111間に電流を流すことにより、太陽電池セル2の変換効率を向上させる(いわゆるCIH(Carrier Induced Hydrogenation)処理)。本工程を経て、重畳構造1を完成する(処理工程)。
【0054】
このとき、厚み方向に隣接する隣り合う太陽電池セル2,2面の間で、電極部21,22同士が直接接触しないので、面全体に均等に電流が印加される。
【0055】
(第2製造工程)
第2製造工程は、主に分割工程と、組立工程で構成されている。
第2製造工程では、まず、第1製造工程で製造された重畳構造1から太陽電池セル2を取り出し、
図2に示される分割線L1で切断し、複数の太陽電池片101に分割する(分割工程)。
【0056】
続いて、
図6のように、各太陽電池片101の第1バスバー電極部50と第2バスバー電極部70を導電性接着材102で接着して太陽電池片101が電気的に直列接続された太陽電池群103を形成する。
次に、
図5のように、各太陽電池群103の電気の流れ方向の端部のバスバー電極部50,70をそれぞれ取出配線113,114に接続する。
そして、
図6のように各太陽電池群103を封止部材115,116で挟み、各太陽電池群103と封止部材115,116の間を封止材117,118で充填して封止することで、太陽電池モジュール100が完成する(組立工程)。
【0057】
本実施形態の太陽電池セル2によれば、第1電極部21と第2電極部22が平面視したときに重なっていないので、他の太陽電池セル2ともに積み重ねたときに、電極部21,22同士が接触することによる欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
【0058】
本実施形態の太陽電池セル2によれば、平面視したときに、第1フィンガー電極部51と第2フィンガー電極部71が第1バスバー電極部50と第2バスバー電極部70の間を互いに逆方向に延びているので、太陽電池セル2を複数積み重ねた場合に、太陽電池セル2の面内に均等に荷重がかかるので、より安定する。
【0059】
本実施形態の太陽電池セル2によれば、平面視したときに、第1フィンガー電極部51が横方向Xに隣接する第2フィンガー電極部71,71の間に位置して延びており、第2フィンガー電極部71が横方向Xに隣接する第1フィンガー電極部51,51の間に位置して延びているので、太陽電池セル2を複数積み重ねた場合に、太陽電池セル2の面内に均等に荷重がかかるので、より安定する。
【0060】
本実施形態の太陽電池セル2によれば、互いに独立した第1集電極40a,40bの間に第2集電極60bが位置しており、互いに独立した第2集電極60a,60bの間に第1集電極40aが位置しているので、第1集電極40aと第2集電極60bの間で切断しても、切断された各太陽電池片101でそれぞれ第1集電極40a(40b)と第2集電極60a(60b)から電力を取り出すことができる。
【0061】
本実施形態の重畳構造1によれば、下段の太陽電池セル2Bの第1電極部21と上段の太陽電池セル2Cの第2電極部22が接触していないので、電極部21,22同士が接触することによって欠けや割れ等の不具合が生じることを防止できる。
【0062】
本実施形態の重畳構造1によれば、下段の太陽電池セル2Bの第1電極部21は、上段の太陽電池セル2Cの第2主面11の第2電極部22以外の領域に接しており、上段の太陽電池セル2Cの第2電極部22は、下段の太陽電池セル2Bの第1主面10の第1電極部21以外の領域に接しているので、上段の太陽電池セル2Cと下段の太陽電池セル2Bの位置関係を安定させることができる。
【0063】
本実施形態の重畳構造1の製造方法によれば、重畳工程で重畳された太陽電池セル2のうち、重畳方向の一方の端部に位置する太陽電池セル2の第1電極部21と、重畳方向の他方の端部に位置する太陽電池セル2の第2電極部22との間に電流を印加する処理工程を含むので、各太陽電池セル2に対して同時にCIH(Carrier Induced Hydrogenation)処理を行うことができる。
また、重畳工程において、第1電極部21が隣接する太陽電池セル2の第2主面11に接触し、第1主面10に前記隣接する太陽電池セル2の第2電極部22が接触するように複数の太陽電池セル2を重畳するので、隣接する太陽電池セル2,2間で電極部21,22同士が直接接触せず、面全体に均等に電流を印加することができ、太陽電池セル2の性能を向上させることができる。
【0064】
本実施形態の太陽電池セル2によれば、ヘテロ接合型の太陽電池セルであり、光電変換部26の両主面に導電層25,27が形成されており、第1導電層25が第1電極部21ともに第1主面10を構成し、第2導電層27が第2電極部22ともに第2主面11を構成している。そのため、CIH処理を行う際に、電極部21,22と導電層25,27との接触を介して、電流が印加される。その結果、面全体に均等に電流を印加することができる。
【0065】
上記した実施形態では、太陽電池セル2を寝かして上下方向Zに太陽電池セル2を重ねていたが、本発明はこれに限定されるものではない。太陽電池セル2を立たして上下方向Zに対する交差方向に太陽電池セル2を重ねてもよい。
【0066】
上記した実施形態では、1枚の太陽電池セル2から4枚の太陽電池片101に分割されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。1枚の太陽電池セル2から2枚以上3枚以下の太陽電池片101に分割されていてもよいし、5枚以上の太陽電池片101に分割されていてもよい。この場合、分割する太陽電池片101の数に応じて各集電極40,60の数を増減させることになる。
【0067】
上記した実施形態では、太陽電池セル2を複数の太陽電池片101に分割していたが、本発明はこれに限定されるものではない。太陽電池セル2を分割しなくてもよい。
【0068】
上記した実施形態では、各電極部21,22はバスバー電極部50,70と、フィンガー電極部51,71とを有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。バスバー電極が設けられていない、いわゆるバスバーレスの太陽電池セルであってもよい。
【0069】
上記した実施形態では、第1フィンガー電極部51は、等間隔に並設されているが、本発明はこれに限定されるものではない。第1フィンガー電極部51は、非等間隔であってもよい。同様に、上記した実施形態では、第2フィンガー電極部71は、等間隔に並設されているが、本発明はこれに限定されるものではない。第2フィンガー電極部71は、非等間隔であってもよい。
【0070】
上記した実施形態では、第1フィンガー電極部51の間隔D2と、第2フィンガー電極部71の間隔D3とは、ほぼ同じであったが、本発明はこれに限定されるものではない。第1フィンガー電極部51の間隔D2は第2フィンガー電極部71の間隔D3より狭くてもよいし、第2フィンガー電極部71の間隔D3は第1フィンガー電極部51の間隔D2より狭くてもよい。
また、複数本の第1フィンガー電極部51は、
図9(a)のように、横方向Xに隣接する第2フィンガー電極部71,71の間に位置してもよい。また、複数の第2フィンガー電極部71は、
図9(b)のように、横方向Xに隣接する第1フィンガー電極部51,51の間に位置してもよい。
例えば、
図9(a)のように、複数の第1フィンガー電極部51が等間隔に間隔D2を隔てて並設されており、複数の第2フィンガー電極部71が等間隔に間隔D2/n(nは2以上の自然数)を隔てて並設されている場合には、各第1フィンガー電極部51は、横方向Xに隣接する第2フィンガー電極部71,71の中央に位置し、隣接する第1フィンガー電極部51、51の間には、n本の第2フィンガー電極部71が位置する構成としても良い。
また、例えば、
図9(b)のように、複数の第2フィンガー電極部71が等間隔に間隔D3を隔てて並設されており、複数の第1フィンガー電極部51が等間隔に間隔D3/n(nは2以上の自然数)を隔てて並設されている場合には、各第2フィンガー電極部71は、横方向Xに隣接する第1フィンガー電極部51,51の中央に位置し、隣接する第1フィンガー電極部51、51の間には、n本の第2フィンガー電極部71が位置する構成としても良い。
【0071】
上記した実施形態では、太陽電池セル2は、各電極部21,22が縦方向Yに間隔を空けて並んでいたが、本発明はこれに限定されるものではない。太陽電池セル2は、各電極部21,22が横方向Xに並んでいてもよい。
【0072】
上記した実施形態では、太陽電池セル2が結晶型の太陽電池セルであってヘテロ接合型の太陽電池セルの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。太陽電池セル2は他の種類の太陽電池セルであってもよい。例えば、PERC型の太陽電池セルであってもよい。
【0073】
上記した実施形態は、本発明の技術的範囲に含まれる限り、各実施形態間で各構成部材を自由に置換や付加できる。
【符号の説明】
【0074】
1 重畳構造
2,2A~2C 太陽電池セル(第1太陽電池セル、第2太陽電池セル)
10 第1主面
11 第2主面
21 第1電極部
22 第2電極部
40,40a~40d 第1集電極
50 第1バスバー電極部
51 第1フィンガー電極部
60,60a~60d 第2集電極
70 第2バスバー電極部
71 第2フィンガー電極部