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(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】
(24)【登録日】2024-05-22
(45)【発行日】2024-05-30
(54)【発明の名称】太陽電池セル
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0224 20060101AFI20240523BHJP
H01L 31/18 20060101ALI20240523BHJP
H01L 31/05 20140101ALI20240523BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 262
H01L31/04 460
H01L31/04 570
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022555497
(86)(22)【出願日】2021-10-05
(86)【国際出願番号】 JP2021036780
(87)【国際公開番号】W WO2022075308
(87)【国際公開日】2022-04-14
【審査請求日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】P 2020168592
(32)【優先日】2020-10-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】110002734
【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】福田 将典
【審査官】佐竹 政彦
(56)【参考文献】
【文献】中国実用新案第２０９４１８５１７（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特表２０１６－５１２３９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１５８２９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５１７１４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１１６７１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２１０００６７４７（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００１３３４４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００８－２３５５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６３８４７５０（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１３４７６５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３１／００－３１／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
略矩形状の半導体基板と、当該半導体基板上に形成された複数の集電電極と、を有する略矩形状の太陽電池セルであって、前記半導体基板は、当該半導体基板の第一の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺と連続する第二の辺に略平行な直線である第１大区画線と、前記半導体基板の第二の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺に略平行な直線である第２大区画線とにより４つの大区画に区画されており、
前記４つの大区画は、時計回りに順に並ぶと共に互いに隣接する、第１大区画、第２大区画、第３大区画、及び第４大区画を含み、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第一の辺に略平行な第一方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第二の辺に略平行な第二方向に延びており、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画されている、太陽電池セル。
【請求項2】
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第二方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第一方向に延びている、請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項3】
前記複数の小区画の各々の表側には、前記複数のバスバー電極が少なくとも一つずつ設けられている、請求項２に記載の太陽電池セル。
【請求項4】
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられている、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項5】
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画におけるバスバー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられている、請求項３または４に記載の太陽電池セル。
【請求項6】
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられ、
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画における前記複数のバスバー電極のうち少なくとも一つのバスバー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられている、請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項7】
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されている、請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項8】
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されている、請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項9】
前記複数の集電電極は、前記複数のフィンガー電極のみを含み、バスバー電極を含まない、請求項１に記載の太陽電池セル。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本願は、日本国特願２０２０－１６８５９２号の優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本発明は、太陽電池セルであって、特に、シングリング接続の実施に適した太陽電池セルに関するものである。
【背景技術】
【0003】
従来、種々の構造を有する太陽電池セルが提案されている。このうち、太陽電池セルが分割されて短冊状である複数の素子小片を形成するものがある（特許文献１）。この複数の素子小片は、例えば屋根板を葺くようにして、各素子小片における長辺が重なるように順次配置して「シングリング接続(shingling connection)」を行うことで太陽電池モジュールを形成することができる。
【0004】
前記太陽電池セルは、例えば、四角形の四隅に面取り部が設けられた八角形状を有する。また、この太陽電池セルは、例えば円柱状であるシリコン単結晶インゴットを横断方向に薄切りすることで形成される半導体基板と、半導体基板に形成された集電電極と、を備える。この太陽電池セルを一の辺に略平行な直線に沿って分割することにより、複数の素子小片が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】日本国特許第６４６７５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、前記構造において、各素子小片の長辺の寸法は、複数の素子小片に分割する前の太陽電池セルの一の辺の寸法と等しい。この分割前の太陽電池セルの一の辺の寸法は、上述のシリコン単結晶インゴットを横断方向に薄切りすることで形成される半導体基板の一辺の寸法と等しい。この半導体基板を形成する際に、シリコン単結晶インゴットの横断面の最大面積を利用しようとするため、半導体基板の一辺の寸法は、シリコン単結晶インゴットの横断面のサイズに対応したものとなる。そのため、複数の素子小片をシングリング接続して形成される太陽電池モジュールのサイズ及び形状が制限されている。
【0007】
そこで本発明は、シングリング接続に用いられる素子小片を形成する太陽電池セルであって、種々のサイズ及び形状の太陽電池モジュールに対応可能な太陽電池セルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の太陽電池セルは、
略矩形状の半導体基板と、当該半導体基板上に形成された複数の集電電極と、を有する略矩形状の太陽電池セルであって、
前記半導体基板は、当該半導体基板の第一の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺と連続する第二の辺に略平行な直線である第１大区画線と、前記半導体基板の第二の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺に略平行な直線である第２大区画線とにより４つの大区画に区画されており、
前記４つの大区画は、時計回りに順に並ぶと共に互いに隣接する、第１大区画、第２大区画、第３大区画、及び第４大区画を含み、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第一の辺に略平行な第一方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第二の辺に略平行な第二方向に延びている。
略矩形状の半導体基板と、当該半導体基板上に形成された複数の集電電極と、を有する略矩形状の太陽電池セルであって、
前記半導体基板は、当該半導体基板の第一の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺と連続する第二の辺に略平行な直線である第１大区画線と、前記半導体基板の第二の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺に略平行な直線である第２大区画線とにより４つの大区画に区画されており、
前記４つの大区画は、時計回りに順に並ぶと共に互いに隣接する、第１大区画、第２大区画、第３大区画、及び第４大区画を含み、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第一の辺に略平行な第一方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第二の辺に略平行な第二方向に延びている。
【0009】
また、前記複数の集電電極は、
前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第二方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第一方向に延びていてもよい。
前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第二方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第一方向に延びていてもよい。
【0010】
また、前記太陽電池セルでは、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の小区画の各々の表側には、前記複数のバスバー電極が少なくとも一つずつ設けられていてもよい。
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の小区画の各々の表側には、前記複数のバスバー電極が少なくとも一つずつ設けられていてもよい。
【0011】
また、前記太陽電池セルでは、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられていてもよい。
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられていてもよい。
【0012】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画におけるバスバー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画におけるバスバー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
【0013】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられ、
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画における前記複数のバスバー電極のうち少なくとも一つのバスパー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられ、
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画における前記複数のバスバー電極のうち少なくとも一つのバスパー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
【0014】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
【0015】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
【0016】
また、前記太陽電池セルでは、前記複数の集電電極は、前記複数のフィンガー電極のみを含み、バスバー電極を含まなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
【0019】
本実施形態の太陽電池セル１は、図１Ａ～図１Ｆに示すように、略矩形状の半導体基板２と、半導体基板２上に形成された複数の集電電極６…６と、を有する略矩形状の太陽電池セル１である。以下においては、複数の素子小片７…７に分割してシングリング接続を行うことで太陽電池モジュール１０を形成することを前提とした、「半製品」または「仕掛品」として説明する。なお、本実施形態の太陽電池セル１はこのまま最終製品としても構わない。また、太陽電池セル１の発電及び集電に関する基本的構成は公知の構成と同様である。
【0020】
半導体基板２は、例えば円柱状であるシリコン単結晶インゴットを横断方向に薄切りすることで形成される。シリコン単結晶インゴットの横断面形状が円形であることから、横断面の最大面積を利用しようとすると、半導体基板２は四角形の四隅に面取り部８…８が設けられた八角形形状となる（図１Ａ参照）。なお、本説明においては「略矩形状」の概念にこの形状も含まれる。また、半導体基板２の形状はこれに限定されず、例えば正方形や長方形であってもよい。さらに、各面取り部８の形状は本実施形態のような直線状に限定されず、曲線状であってもよい。本実施形態の半導体基板２はシリコンからなる。しかしこれに限定されず、種々の半導体材料を用いることができる。
【0021】
複数の集電電極６…６は、複数のフィンガー電極６３…６３、６４…６４を含む。本実施形態の集電電極は、複数のバスバー電極６１…６１、６２…６２を含む。各バスバー電極６１、６２には、複数のフィンガー電極６３…６３、６４…６４が交差するように接続されている。この集電電極６…６により、太陽電池セル１において発生した電気を効率的に集めて取り出すことができる。
【0022】
本実施形態のバスバー電極６１、６２は、直線状である。また、本実施形態のフィンガー電極６３、６４は、直線状である。
【0023】
半導体基板２は、当該半導体基板２の第一の辺３の中央３０を通り且つ半導体基板２の第一の辺３と面取り部８を介して連続する第二の辺４に略平行な直線である第１大区画線４１と、半導体基板２の第二の辺４の中央４０を通り且つ半導体基板２の第一の辺３に略平行な直線である第２大区画線４２とにより４つの大区画５…５に区画されている。なお、半導体基板２が正方形や長方形の場合、半導体基板２の第一の辺３は、面取り部８を介さず、第二の辺４と連続する。
【0024】
４つの大区画５…５は、時計回り順に並ぶと共に互いに隣接する、第１大区画５１、第２大区画５２、第３大区画５３、及び第４大区画５４を含む。本実施形態の半導体基板２では、４つの大区画５…５の形状及びサイズは、いずれも等しい。
【0025】
複数の集電電極６…６は、第１大区画５１、第２大区画５２、第３大区画５３、及び第４大区画５４の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極６３を含む。第１大区画５１及び第３大区画５３の各々に設けられた少なくとも一つのフィンガー電極６３は、半導体基板２の第一の辺３に略平行な第一方向（図１Ａにおける横方向、以下、単に「横方向」とも称する）に延びている。第２大区画５２及び第４大区画５４の各々に設けられた少なくとも一つのフィンガー電極６３は、半導体基板２の第二の辺４に略平行な第二方向（図１Ａにおける縦方向、以下、単に「縦方向」とも称する）に延びている。
【0026】
本実施形態の半導体基板２では、複数の集電電極６…６は、第１大区画５１、第２大区画５２、第３大区画５３、及び第４大区画５４の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極６１を含む。第１大区画５１及び第３大区画５３の各々に設けられた少なくとも１つのバスバー電極６１は、第二方向（縦方向）に延びている。第２大区画５２及び第４大区画５４の各々に設けられた少なくとも１つのバスバー電極６１は、第一方向（横方向）に延びている。
【0027】
複数の集電電極６…６は、第１大区画５１、第２大区画５２、第３大区画５３、及び第４大区画５４の各々の裏側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極６４を含む。第１大区画５１及び第３大区画５３の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極６４は、第一方向（横方向）に延びている（図１Ｂ参照）。第２大区画５２及び第４大区画５４の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極６４は、第二方向（縦方向）に延びている。
【0028】
本実施形態の半導体基板２では、複数の集電電極６…６は、第１大区画５１、第２大区画５２、第３大区画５３、及び第４大区画５４の各々の裏側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極６２を含む。第１大区画５１及び第３大区画５３の各々に設けられた少なくとも１つのバスバー電極６２は、第二方向（縦方向）に延びている。第２大区画５２及び第４大区画５４の各々に設けられた少なくとも１つのバスバー電極６２は、第一方向（横方向）に延びている。
【0029】
本実施形態の半導体基板２では、４つの大区画５…５の表側に設けられたフィンガー電極６３の本数、形状、及び、配置は、いずれも等しい。また、４つの大区画５…５に設けられたバスバー電極６１の本数、形状、及び、配置は、いずれも等しい。４つの大区画５…５の裏側に設けられたフィンガー電極６４及びバスバー電極６２についても同様である。なお、４つの大区画５…５の表側に設けられたフィンガー電極６３及びバスバー電極６１の本数、形状、及び、配置は、異なっていてもよい。また、４つの大区画５…５の裏側に設けられたフィンガー電極６４及びバスバー電極６２の本数、形状、及び、配置は、異なっていてもよい。
【0030】
第１大区画５１及び第３大区画５３は、それぞれ、第二方向（縦方向）に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線５５により複数の小区画５００に区画されている（図１Ａ参照）。第２大区画５２及び第４大区画５４は、それぞれ、第一方向（横方向）に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線５６により複数の小区画５００に区画されている。
【0031】
本実施形態の半導体基板２では、各小区画５００…５００に、バスバー電極６１、６２が設けられている。
【0032】
第１大区画５１及び第３大区画５３にそれぞれ設けられる第１小区画線５５の数は、同じであるが、異なってもよい。第２大区画５２及び第４大区画５４にそれぞれ設けられる第２小区画線５６の数は、同じであるが、異なってもよい。本実施形態の半導体基板２では、第１大区画５１及び第３大区画５３にそれぞれ設けられる第１小区画線５５の数は、第２大区画５２及び第４大区画５４にそれぞれ設けられる第２小区画線５６の数と同じである。
【0033】
本実施形態の半導体基板２では、各大区画５に設けられる第１小区画線５５又は第２小区画線５６の数は複数である。本実施形態では、各大区画５では、複数の第１小区画線５５又は複数の第２小区画線５６が等間隔をあけて配置されている。
【0034】
本実施形態では、具体的に、各大区画５は、二本の第１小区画線５５又は二本の第２小区画線５６により、それぞれ三つの小区画５００に区画されている。より具体的に、第１大区画５１は、縦方向に延びる二本の第１小区画線５５により三つの第１小区画５１０に区画されている。第３大区画５３は、縦方向に延びる二本の第１小区画線５５により三つの第３小区画５３０に区画されている。第２大区画５２は、横方向に延びる二本の第２小区画線５６により三つの第２小区画５２０に区画されている。第４大区画５４は、横方向に延びる二本の第２小区画線５６により三つの第４小区画５４０に区画されている。
【0035】
以上の半導体基板２は、第１大区画線４１、第２大区画線４２、第１小区画線５５、及び、第２小区画線５６により１２個の小区画５００に区画されている。また、本実施形態の半導体基板２では、各大区画５…５に、それぞれ３本のバスバー電極６１が設けられている。
【0036】
各小区画５００は、例えば、略長方形状である。各小区画５００のうち、第一の辺３の少なくとも一部及び第二の辺４の少なくとも一部の両方を含む小区画５００、即ち、本実施形態の太陽電池セル１において、面取り部８を有する小区画５００の表側には、半導体基板２の端縁２０に沿って１本のバスバー電極６１が設けられている。また、各小区画５００のうち、第一の辺３の一部のみを含む小区画５００、或いは、第二の辺４の一部のみを含む小区画５００、即ち、本実施形態の太陽電池セル１において、面取り部８を有しない小区画５００の表側には、半導体基板２の端縁２０と異なる位置に１本のバスバー電極６１が設けられている。
【0037】
ここで、本実施形態の太陽電池セル１における表側のバスバー電極６１の具体的な配置についてまとめると、図１Ａ上の方向では、第１大区画５１における複数の第１小区画５１０…５１０で、内側から順に、右、右、右となっている。第２大区画５２における複数の第２小区画５２０…５２０で、内側から順に、下、下、下となっている。第３大区画５３における複数の第３小区画５３０…５３０で、内側から順に、左、左、左となっている。第４大区画５４における複数の第４小区画５４０…５４０で、内側から順に、上、上、上となっている。
【0038】
さらに、各小区画５００のうち、面取り部８を有する小区画５００の裏側、及び、面取り部８を有しない小区画５００の裏側には、それぞれ、半導体基板２の端縁２０と異なる位置に１本のバスバー電極６１が設けられている（図１Ｂ参照）。
【0039】
なお、本実施形態の太陽電池セル１における裏側のバスバー電極６１の具体的な配置についてまとめると、図１Ｂ上の方向では、第１大区画５１における複数の第１小区画５１０…５１０で、内側から順に、右、右、右となっている。第２大区画５２における複数の第２小区画５２０…５２０で、内側から順に、上、上、上となっている。第３大区画５３における複数の第３小区画５３０…５３０で、内側から順に、左、左、左となっている。第４大区画５４における複数の第４小区画５４０…５４０で、内側から順に、下、下、下となっている。
【0040】
本実施形態の太陽電池セル１を小区画５００に分割することで、複数の素子小片７…７が得られる。各小区画５００は、第１大区画線４１、第２大区画線４２、第１小区画線５５、及び、第２小区画線５６で分割され、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、複数（本実施形態では１２個）の素子小片７…７が形成される。
【0041】
各素子小片７は、各小区画５００について説明した位置に、バスバー電極６１及びフィンガー電極６３を備える。面取り部８を有する小区画５００が、分割によって、図２Ａに示すように端側素子小片７１となる。そして、面取り部８を有しない小区画５００が、分割によって、図２Ｂに示すように複数の中側素子小片７２…７２となる。このように本実施形態では、素子小片７の種類が二種類と少なくなるため、素子小片７の品種管理が容易になる。
【0042】
端側素子小片７１の表側には、長辺及び面取り部８に対応する辺に、１本のバスバー電極６１が設けられている（図２Ａ参照）。また、中側素子小片７２の表側には、長辺に、１本のバスバー電極６１が設けられている（図２Ｂ参照）。このように、同じ形状の素子小片７では、素子小片７内における半導体基板２の端縁２０の位置、即ち、太陽電池セル１の外周部の配置（位置）が同じとなっている。換言すると、素子小片７における太陽電池セル１の外周部の配置パターンが二種類に限定されている。ところで、太陽電池セル１の外周部は、例えば、搬送時に把持部として用いられる際に、スクラッチ等の傷が入ることにより低出力部となることがある。一方、この太陽電池セル１では外周部の配置パターンが二種類に限定されていることにより、太陽電池セル１の外周部が低出力部になっていても、シングリング接続で形成される素子小片７の直列接続体（いわゆる、太陽電池ストリング）内での出力ばらつきを抑えることができる。
【0043】
本実施形態では、複数の集電電極６…６は、各小区画５００を区画する直線（分割の際の分割ラインである第１大区画線４１、第２大区画線４２、第１小区画線５５、及び、第２小区画線５６）をまたがないよう配置されている（図１Ａ、図１Ｂ参照）。換言すれば、複数の集電電極６…６は、各々の小区画５００…５００の内側領域に納まるように配置されている。即ち、集電電極は、第１小区画線５５を除き且つ第２小区画線５６を除く位置に設けられている。これら複数の集電電極６…６は、具体的な数値としては、各小区画５００の端辺より０．０５ｍｍ以上内側に配置されることが好ましく、０．１ｍｍ以上内側に配置されることがより好ましい。複数の集電電極６…６が分割後の複数の素子小片７…７の端縁から離間することにより、各素子小片７に分割する際、分割部に複数の集電電極６…６の破片が触れることによる短絡を抑止できる。
【0044】
このようにして形成された複数の素子小片７…７は、例えば図３に示すように、面取り部８を有する端側素子小片７１と、面取り部８を有しない中側素子小片７２とが、平面視の形状別に分けて並べられることにより、太陽電池モジュール１０が形成される。ちなみに、太陽電池モジュール１０を構成する複数の素子小片７…７が、極性が合うように直列接続された集合体の一単位を太陽電池ストリング１００という。太陽電池モジュール１０は例えば、家屋において屋根板（一例として屋根瓦）の代わりに屋根に配置できるように、屋根板（一例として屋根瓦）が何枚か連続した分の面積に合わせて形成することができる。
【0045】
この太陽電池モジュール１０では、面取り部８を有する複数の端側素子小片７１…７１だけで２列の太陽電池ストリング１００，１００として並べられ、面取り部８を有しない複数の中側素子小片７２…７２だけで８列の太陽電池ストリング１００…１００として並べられている。なお、これに限定されず、面取り部８を有する端側素子小片７１と面取り部８を有しない中側素子小片７２を混在させて、各太陽電池ストリング１００を構成することもできる。また、面取り部８は、複数の素子小片７…７の並び方向の一方側を向けてもよいし、他方側を向けてもよい。
【0046】
各太陽電池ストリング１００の列における素子小片７…７の並べ方は、図４に示すように、下側の素子小片７が有するバスバー電極６１に上側の素子小片７が有するバスバー電極６２が重なるようにされ、各バスバー電極６１，６２が重なった部分は、導電性部材９を介して電気的に接続される（シングリング接続）。なお、図４においてハッチングを付して示した部分は、半導体基板２の表面及び裏面に形成された透明電極層６５である。このように並べることで、複数の素子小片７…７が直列接続される。
【0047】
以上の太陽電池セル１によれば、半導体基板２は、半導体基板２の第一の辺３の中央３０を通り且つ半導体基板２の第二の辺４に略平行な第１大区画線４１と、第二の辺４の中央４０を通り且つ第一の辺３に略平行な第２大区画線４２とにより４つの大区画５…５に区画されている。これにより、各大区画５…５の一辺の寸法が半導体基板２の第一の辺３または第二の辺４の寸法の半分となる。さらに、大区画５…５で分割された太陽電池セル１から分割して複数の素子小片７…７を形成し、これらの素子小片７…７をシングリング接続することにより、種々のサイズ及び形状の太陽電池モジュール１０に対応可能である。
【0048】
本実施形態の太陽電池セル１によれば、第１大区画５１及び第３大区画５３の表側には、縦方向に延びるバスバー電極６１が設けられ、第２大区画５２及び第４大区画５４の表側には、横方向に延びるバスバー電極６１が設けられている。つまり、バスバー電極６１が太陽電池セル１の辺に沿って設けられるため、各大区画５…５におけるバスバー電極６１の形状のばらつきを抑えることができる。
【0049】
また、本実施形態の太陽電池セル１によれば、第１大区画５１及び第３大区画５３は、それぞれ、第二方向（縦方向）に延びる直線により複数の小区画５００…５００に区画され、第２大区画５２及び第４大区画５４は、それぞれ、第一方向（横方向）に延びる直線により複数の小区画５００…５００に区画されている。これにより、第１大区画５１及び第３大区画５３から得られる各小区画５００…５００の辺のうち第一方向（横方向）に延びる辺の寸法は、半導体基板２の第一の辺３の寸法の四分の一以下となり、第２大区画５２及び第４大区画５４から得られる各小区画５００…５００の辺のうち第二方向（縦方向）に延びる辺の寸法は、半導体基板２の第二の辺４の寸法の四分の一以下となる。そのため、この太陽電池セル１から各小区画５００…５００と対応する素子小片７…７を分割し、これらの素子小片７…７をシングリング接続することにより、より多くの種類のサイズ及び形状の太陽電池モジュール１０に対応可能である。
【0050】
尚、本発明の太陽電池セルは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
【0051】
太陽電池セル１における表側のバスバー電極６１、６２の具体的な配置は、上述の配置に限らない。例えば、バスバー電極６１、６２の配置は、図５Ａ及び図５Ｂに示すような配置であることが考えられる。例えば、図５Ａでは、第１大区画５１における複数の第１小区画５１０…５１０で、内側から順に、左、左、右となっている。第２大区画５２における複数の第２小区画５２０…５２０で、内側から順に、上、上、下となっている。第３大区画５３における複数の第３小区画５３０…５３０で、内側から順に、右、右、左となっている。第４大区画５４における複数の第４小区画５４０…５４０で、内側から順に、下、下、上となっている。
【0052】
また、バスバー電極６１、６２の形状、及び、フィンガー電極６３、６４の形状は、上述の形状（直線状）に限られない。例えば、図６Ａに示すように、複数のバスバー電極６１の各々は、複数のフィンガー電極６３の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。この場合、図６Ｂに示すように、バスバー電極６２は、直線状であることが考えられる。この構成によれば、バスバー電極６１の材料コストを抑えることができる。なお、バスバー電極６１、６２の両方がドット電極であってもよい。
【0053】
さらに、バスバー電極６１は、半導体基板２の端縁２０の内側に配置されていてもよい。例えば、図７Ａに示すように、面取り部８を除く小区画５００…５００において、小区画５００…５００における一対の長辺のうちの一方の長辺が半導体基板２の端縁２０で構成される小区画５００におけるバスバー電極６１が、半導体基板２の端縁２０と反対側に設けられていてもよい。この場合、図７Ｂに示すように、小区画５００…５００における一対の長辺のうちの一方の長辺が半導体基板２の端縁２０で構成される小区画５００におけるバスバー電極６２が、半導体基板２の端縁２０に沿って設けられることが考えられる。この構成によれば、例えば、太陽電池セル１のハンドリングの際に太陽電池セル１の外周部を保持したとしても、半導体基板２の端縁２０と反対側に設けられたバスバー電極６１は損傷しにくい。
【0054】
また、各大区画５…５にそれぞれ設けられるバスバー電極６１は、１本であってもよいし、２本乃至４本以上の複数本であってもよい。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、各大区画５…５に、それぞれ、２本のバスバー電極６１、６２が設けられてもよい。
【0055】
【0056】
また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、複数の集電電極６…６は、複数のフィンガー電極６３…６３、６４…、６４のみを含み、バスバー電極６１、６２を含まなくてもよい。この構成によれば、太陽電池セル１にバスバー電極６１、６２を形成しなくても、フィンガー電極６３、６４同士を導通可能であるため、集電電極６の材料コストを抑えることができる。なお、この場合、フィンガー電極６３、６４同士は、例えば、導電性部材９を介して接続される。
【0057】
上記実施形態では、大区画５…５は、複数の小区画５００…５００に区画されていたが、複数の小区画５００…５００に区画されなくてもよい。この場合であっても、太陽電池セル１を大区画５…５で分割したものを素子小片７…７とし、この素子小片７…７をシングリング接続することにより、種々のサイズ及び形状の太陽電池モジュール１０に対応可能である。
【0058】
以上より、本発明によれば、シングリング接続に用いられる素子小片を形成する太陽電池セルであって、種々のサイズ及び形状の太陽電池モジュールに対応可能な太陽電池セルを提供することができる。
【0059】
本発明の太陽電池セルは、略矩形状の半導体基板と、当該半導体基板上に形成された複数の集電電極と、を有する略矩形状の太陽電池セルであって、
前記半導体基板は、当該半導体基板の第一の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺と連続する第二の辺に略平行な直線である第１大区画線と、前記半導体基板の第二の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺に略平行な直線である第２大区画線とにより４つの大区画に区画されており、
前記４つの大区画は、時計回りに順に並ぶと共に互いに隣接する、第１大区画、第２大区画、第３大区画、及び第４大区画を含み、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第一の辺に略平行な第一方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第二の辺に略平行な第二方向に延びている。
前記半導体基板は、当該半導体基板の第一の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺と連続する第二の辺に略平行な直線である第１大区画線と、前記半導体基板の第二の辺の中央を通り且つ前記半導体基板の第一の辺に略平行な直線である第２大区画線とにより４つの大区画に区画されており、
前記４つの大区画は、時計回りに順に並ぶと共に互いに隣接する、第１大区画、第２大区画、第３大区画、及び第４大区画を含み、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の各々の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のフィンガー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第一の辺に略平行な第一方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのフィンガー電極は、前記半導体基板の第二の辺に略平行な第二方向に延びている。
【0060】
かかる構成によれば、各大区画の一辺の寸法が半導体基板の第一の辺または第二の辺の寸法の半分となるため、太陽電池セルを少なくとも大区画で分割して素子小片を形成し、この素子小片をシングリング接続することにより、種々のサイズ及び形状の太陽電池モジュールに対応可能である。
【0061】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第二方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第一方向に延びていてもよい。
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第二方向に延びており、
前記第２大区画及び前記第４大区画の各々に設けられた前記少なくとも一つのバスバー電極は、前記第一方向に延びていてもよい。
【0062】
かかる構成によれば、バスバー電極が太陽電池セルの辺に沿って設けられるため、各大区画におけるバスバー電極の形状のばらつきを抑えることができる。
【0063】
また、前記太陽電池セルでは、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の小区画の各々の表側には、前記バスバー電極が少なくとも一つずつ設けられていてもよい。
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の小区画の各々の表側には、前記バスバー電極が少なくとも一つずつ設けられていてもよい。
【0064】
かかる構成によれば、第１大区画及び第３大区画から得られる各小区画の辺のうち第一方向に延びる辺の寸法は、半導体基板の第一の辺の寸法の四分の一以下となり、第２大区画及び第４大区画から得られる各小区画の辺のうち第二方向に延びる辺の寸法は、半導体基板の第二の辺の寸法の四分の一以下となるため、この太陽電池セルから各小区画と対応する素子小片を分割し、この素子小片をシングリング接続することにより、より多くの種類のサイズ及び形状の太陽電池モジュールに対応可能である。
【0065】
また、前記太陽電池セルでは、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられていてもよい。
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられていてもよい。
【0066】
かかる構成によれば、例えば、太陽電池セルを小区画で分割する際に、集電電極の分割したときに、半導体基板の表側と裏側との短絡を防止できる。
【0067】
また、前記太陽電池セルでは、前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画におけるバスバー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
【0068】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられ、
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画における前記複数のバスバー電極のうち少なくとも一つのバスパー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記第１大区画及び前記第３大区画は、それぞれ、前記第二方向に延びる少なくとも一本の直線である第１小区画線により複数の小区画に区画され、
前記第２大区画及び前記第４大区画は、それぞれ、前記第一方向に延びる少なくとも一本の直線である第２小区画線により複数の小区画に区画され、
前記複数の集電電極の各々は、前記第１小区画線を除き且つ前記第２小区画線を除く位置に設けられ、
前記複数の小区画の各々は、略長方形状であり、
前記複数の小区画における一対の長辺のうちの一方の長辺が前記半導体基板の端縁で構成される小区画における前記複数のバスバー電極のうち少なくとも一つのバスパー電極が、前記半導体基板の端縁と反対側に設けられていてもよい。
【0069】
かかる構成によれば、例えば、太陽電池セルのハンドリングの際に外周部を保持したとしても、半導体基板の端縁と反対側に設けられたバスバー電極は損傷しにくい。
【0070】
また、前記太陽電池セルでは、前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
【0071】
また、前記太陽電池セルでは、
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
前記複数の集電電極は、前記第１大区画、前記第２大区画、前記第３大区画、及び前記第４大区画の表側に少なくとも一つずつ設けられた複数のバスバー電極を含み、
前記複数のバスバー電極の各々は、前記複数のフィンガー電極の一端部に設けられ且つ互いに隙間をあけて並ぶ複数のドット電極で形成されていてもよい。
【0072】
かかる構成によれば、バスバー電極の材料コストを抑えることができる。
【0073】
また、前記太陽電池セルでは、前記複数の集電電極は、前記複数のフィンガー電極のみを含み、バスバー電極を含まなくてもよい。
【0074】
かかる構成によれば、太陽電池セルにバスバー電極を形成しなくても、フィンガー電極同士を導通可能であるため、集電電極の材料コストを抑えることができる。
【符号の説明】
【0075】
１…太陽電池セル、２…半導体基板、３…第一の辺、４…第二の辺、５…大区画、６…集電電極、７…素子小片、８…面取り部、９…導電性部材、１０…太陽電池モジュール、２０…端縁、３０…中央、４０…中央、４１…第１大区画線、４２…第２大区画線、５１…第１大区画、５２…第２大区画、５３…第３大区画、５４…第４大区画、５５…第１小区画線、５６…第２小区画線、６１、６２…バスバー電極、６３、６４…フィンガー電極、６５…透明電極層、７１…端側素子小片、７２…中側素子小片、１００…太陽電池ストリング、５００…小区画、５１０…第１小区画、５２０…第２小区画、５３０…第３小区画、５４０…第４小区画
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】