特表 2024-503612 電極アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-26

(54)【発明の名称】電極アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20240119BHJP

   H01L 31/0747 20120101ALN20240119BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 260

H01L31/06 455

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023540773

(86)(22)【出願日】2021-12-20

(85)【翻訳文提出日】2023-06-28

(86)【国際出願番号】 EP2021086836

(87)【国際公開番号】W WO2022144213

(87)【国際公開日】2022-07-07

(31)【優先権主張番号】2020733.8

(32)【優先日】2020-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523246639

【氏名又は名称】レック ソーラー プライベート リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウー，メン シウ

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251AA02

5F251AA05

5F251DA07

5F251FA06

5F251FA23

(57)【要約】

太陽電池の電極アセンブリ（１００）が開示される。電極アセンブリは、複数の穿孔（１０３）が形成された絶縁光透過性フィルム（１０１）と、フィルムの表面上に並べて配置された、縦方向に延在し、横方向に離間した複数の導電性ワイヤ部分（１０２）と、を備える。穿孔のうちの１つ以上は、その少なくとも一部が、複数のワイヤ部分のうちの２つのワイヤ部分の間に横方向に介在するように、形成される。フィルムの光吸収に起因して生じたであろう光損失は、フィルムに形成された穿孔により減少し得る。前述の電極アセンブリを含む太陽電池（１０８）、電極アセンブリを形成する方法、太陽電池を形成する方法、及び太陽光モジュールを形成する方法も、開示される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池の電極アセンブリであって、前記電極アセンブリは、
複数の穿孔が形成された絶縁光透過性フィルムと、
縦方向に延在し、横方向に離間した複数の導電性ワイヤ部分であって、前記フィルムの表面上に並べて配置された、前記複数の導電性ワイヤ部分と、
を備え、
前記穿孔のうちの１つ以上は、その少なくとも一部が、前記複数のワイヤ部分のうちの２つのワイヤ部分の間に横方向に介在するように、形成される、
電極アセンブリ。

【請求項2】

前記フィルムは、前記ワイヤ部分が配置された複数のワイヤ領域と、前記ワイヤ領域の間にある複数の非ワイヤ領域とを有し、前記フィルムの前記ワイヤ領域は、前記フィルムの前記非ワイヤ領域と比べて開孔面積率が低い、請求項１に記載の電極アセンブリ。

【請求項3】

前記フィルムの穿孔面積は、前記フィルムの総面積の５０％より大きい、請求項１または２に記載の電極アセンブリ。

【請求項4】

前記フィルムは、前記ワイヤ部分が配置された、縦方向に延在する複数の略無孔領域を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。

【請求項5】

前記フィルムは、隣接する縦方向領域のペアをつなぐ複数の横方向ブリッジを有する、請求項４に記載の電極アセンブリ。

【請求項6】

１つ以上の反射素子を備え、各前記反射素子は、前記複数のワイヤ部分のうちの１つのワイヤ部分の上に重なるように配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。

【請求項7】

各前記反射素子は、各前記反射素子に入射する光の反射角を増大させるように構成される、請求項６に記載の電極アセンブリ。

【請求項8】

各前記反射素子は、略平面反射面を有する、請求項６または７に記載の電極アセンブリ。

【請求項9】

各前記反射素子の前記反射面は、前記フィルムの前記非ワイヤ領域に対して斜めに配向される、請求項８に記載の電極アセンブリ。

【請求項10】

各前記反射素子の前記反射面は、第１の反射面であり、各前記反射素子はさらに、第２の略平面反射面を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は、互いに対して角度をなすように配向される、請求項８または９に記載の電極アセンブリ。

【請求項11】

前記フィルムは、単層で形成された単一フィルムである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。

【請求項12】

前記フィルムは、前記フィルム上に配置された前記ワイヤ部分と直接接触する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。

【請求項13】

太陽電池であって、
光起電力素子を含む積層構造体と、
前記積層構造体の表面上に配置された複数の導電素子と、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電極アセンブリであって、前記導電性ワイヤ部分が前記複数の導電素子とオーム接触を形成するように、前記複数の導電素子上に配置された前記電極アセンブリと、
を備えた、前記太陽電池。

【請求項14】

前記積層構造体は、使用時に光が入射する前面と、前記前面の反対側の背面とを有し、前記電極アセンブリは前記積層構造体の前記前面上に配置される、請求項１３に記載の太陽電池。

【請求項15】

前記フィルムの１つ以上の部分と前記積層構造体との間に、封止材が導入される、請求項１３または１４に記載の太陽電池。

【請求項16】

ヘテロ接合太陽電池である、請求項１４～１５のいずれか一項に記載の太陽電池。

【請求項17】

太陽電池の電極アセンブリを形成する方法であって、前記方法は、
複数の穿孔が形成された絶縁光透過性フィルムの表面上に、複数の導電性ワイヤ部分を配置することを含み、
前記ワイヤ部分が縦方向に延在して、横方向に互いに離間して並び、前記穿孔のうちの少なくとも１つの穿孔の少なくとも一部が前記複数のワイヤ部分のうちの２つのワイヤ部分の間に横方向に介在するように、前記配置が実施される、
前記方法。

【請求項18】

離間した縦方向の穿孔の列を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記フィルムの前記表面上に前記ワイヤ部分を配置することは、２つの離間した縦方向の先行の列の間に各ワイヤ部分を配置することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

太陽電池を形成する方法であって、
請求項１７～１９のいずれか一項に記載の方法に従って電極アセンブリを形成することと、
光起電力素子を含む積層構造体上に配置された複数の導電素子を提供することと、
前記電極アセンブリの前記導電性ワイヤ部分が前記複数の導電素子とオーム接触を形成するように、前記複数の導電素子上に前記電極アセンブリを配置することと、
を含む、前記方法。

【請求項21】

太陽電池モジュールを形成する方法であって、
請求項２０に記載の方法に従って複数の太陽電池を形成することと、
各前記太陽電池の前記フィルムに形成された前記穿孔を介して、前記フィルムと各前記太陽電池の前記積層構造体との間に、封止材を導入することと、
を含む、前記方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、太陽電池の電極アセンブリ、太陽電池、ならびに電極アセンブリ及び太陽電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光から電気エネルギーを供給する太陽光モジュールは、太陽電池のアレイを備え、太陽電池はそれぞれ、半導体基板を有する。従来、電池は接続された状態であり、これにより、電流は、電池表面上の複数のフィンガー電極を介して、電池の前面及び背面に印刷された一連の幅広で垂直なバスバー電極へ送られる。電流は、バスバー電極から、一連の銅リボンに沿って接続箱に流れ、各銅リボンは、各バスバー電極に対してはんだ付けされた状態である。

【0003】

太陽電池を損傷から保護するために、通常、ガラス層が設けられ、これは、太陽光モジュールの前面（すなわち使用時に太陽光が入射する太陽電池の側面）を画定する。ガラス層を取り付けるため、及びガラス層と太陽光モジュールとの間のすべての隙間を埋めるために、通常、封止材が設けられる。

【0004】

太陽電池開発の一般的な目的は、生産コストの削減の必要性とバランスの取れた高い変換効率を達成することである。これを達成するために、特に、太陽電池モジュール内の太陽電池間の電極接続と、半導体基板の特性とに、努力の重点が置かれてきた。

【0005】

例えば、１つの既知の構成は、バスバーを、箔（またはフィルム）上に配置された複数のワイヤで置き換えた、箔ワイヤ電極アセンブリを備える。バスバーは、通常、断面図が長方形である（長手方向寸法が太陽電池の前面と平行である）。一方で、箔ワイヤアセンブリのワイヤは、通常、断面図が円形である。同じ断面積では、円形の方が、長方形よりも遮光性が低い。さらに、円形形状であることは、太陽電池から直接離れるように反射される入射光がより少ないことを意味する。したがって、バスバーを複数のワイヤで置き換えることにより、バスバーの存在により生じたであろう遮光性に起因した光損失を、減少させることができる。これにより変換効率の向上が生じ得るが、太陽電池の効率をさらに向上させ、これらの太陽電池の動作寿命にわたりその向上した効率を維持したいという要望が、継続的に存在する。

【発明の概要】

【0006】

第１の態様によれば、太陽電池の電極アセンブリが提供され、電極アセンブリは、
複数の穿孔が形成された絶縁光透過性フィルムと、
縦方向に延在し、横方向に離間した複数の導電性ワイヤ部分であって、フィルムの表面上に並べて配置された当該複数の導電性ワイヤ部分と、
を備え、
穿孔のうちの１つ以上は、その少なくとも一部が、複数のワイヤ部分のうちの２つのワイヤ部分の間に横方向に介在するように、形成される。

【0007】

例えば太陽電池の一部を形成する（及び太陽電池の光起電力素子を有する）積層構造体の表面上に導電性ワイヤ部分が搭載される場合、フィルム（あるいは箔とも称される）は、導電性ワイヤ部分をそれらの離間配置／アレイに維持するための手段を提供し得る。

【0008】

いくつかの事例では、箔ワイヤ電極アセンブリのフィルムは、性能に悪影響を及ぼし得ることが分かっている。このようなフィルムは光透過性であるが、一部の光はフィルムにより吸収され得る。例えば、長年にわたるＵＶ露光により、フィルムの化学構造が変化する（例えばフィルム内に気泡が形成される、またはフィルムの黄変が生じる）場合、この光吸収は経時的に増加し得る。フィルムに吸収された光は、太陽電池の積層構造体に到達しないので、太陽電池の効率が低下し得る。フィルムに穿孔を設けることにより、経時的な透過性低減に起因したこの損失を減少させる（例えば最小限に抑える）ことができる。その結果、太陽電池の短絡電流（Ｉ_ＳＣ）が増加し得る。

【0009】

さらに、穿孔により、フィルムと太陽電池の積層構造体（太陽電池が積層構造体に搭載される場合）との間の封止材の浸入を向上させることが可能となり得る。穿孔がない場合、フィルムと積層構造体との間の任意の空間を充填するには、封止材がフィルムの端部からこれらの空間に入り込む必要がある。これは、フィルムと積層構造体との間のすべての空間に封止材が十分に浸入できず、性能に悪影響を与え得る隙間を残すことを意味し得る。穿孔を設けることは、封止材が穿孔を通って流れることにより、フィルムと積層構造体との間のあらゆる空間にもより容易にアクセスできることを意味する。これにより、封止材のより良い到達率が確保され、フィルムと積層構造体との間に残る隙間の可能性が低減され得る。

【0010】

用語「縦方向」（ワイヤ部分の方向で定義される）及び「横方向」は、互いに略垂直な方向を指す。

【0011】

疑義を避けるために明記すると、用語「～の間に介在する」は、穿孔の少なくとも一部の両側に（複数の並んだワイヤ部分のうちの）２つのワイヤ部分が延在することを意味する。このように、穿孔は、２つのワイヤ部分の間に「挟まれた」状態である（２つのワイヤ部分は、穿孔の少なくとも一部を越えてその両側に延在する）。言い換えると、穿孔の少なくとも一部にわたる横方向の断面図は、２つのワイヤ部分のそれぞれの部分も含む。

【0012】

例えば語句「表面上」など、本明細書で使用される用語「～上」は、例えば層、フィルム、または領域などの要素上への直接配置及び間接配置の両方を含むことが意図される。よって、語句「表面上」は、１つ以上の介在層が設けられた配置、あるいは介在層が設けられていない配置を含む。対照的に、要素が別の要素の「上に直接」（例えば「表面上に直接」）存在すると言及された場合、介在要素は存在しない。したがって、第１の態様では、ワイヤ部分は、フィルムの表面上に直接的または間接的に配置され得る。本明細書で使用される「導電性」及び「絶縁性」という用語には、それぞれ電気伝導性及び電気絶縁性を意味する意図が明確にあることが、理解されよう。これらの用語の意味は、光起電力太陽電池デバイスである本発明の技術的文脈を考慮すれば、特に明らかになるであろう。

【0013】

ここで、任意の特徴が提示される。これらは、単独で、または任意の態様との任意の組み合わせで、適用可能である。

【0014】

フィルムは、太陽電池の積層構造体上にワイヤ部分を保持するように構成され得る。ワイヤ部分は、フィルムに取り付けられ得る。

【0015】

フィルムは、ワイヤ部分が配置された（例えば取り付けられた）複数のワイヤ領域と、ワイヤ領域の間にある（すなわちワイヤ部分が配置されていない）複数の非ワイヤ領域とを有し得る。各穿孔は、フィルムの非ワイヤ領域（すなわち導電性ワイヤ部分の間）に配置され得る。言い換えると、ワイヤ部分が配置された（例えば取り付けられた）フィルム領域が略無孔（すなわち中実）であるように、フィルムは構成され得る。このように、太陽電池の積層構造体上にワイヤ部分を組み立てることを促進するフィルム領域は、略無孔状態が維持される。これにより、フィルムにより生じる透過率低下を最小限に抑えながら、フィルムの保持機能の実行能力を維持することができる。

【0016】

フィルムのワイヤ領域がフィルムの非ワイヤ領域と比べて低い開孔面積率（すなわち穿孔占有領域の割合）を有するように、フィルムは構成され得る。よって、ワイヤ領域は穿孔を有し得るが、その穿孔は非ワイヤ領域よりも少ない。このように、フィルムの非ワイヤ領域は、フィルムのワイヤ領域と比べて（所与の面積に対して）より多くの量の光を通過させるように、構成され得る。

【0017】

各ワイヤ領域は、横方向に幅寸法を有し得る。各ワイヤ領域の幅寸法は、ワイヤ領域上に配置された対応ワイヤ部分の直径よりも長くあり得る。

【0018】

各ワイヤ領域の幅寸法は、ワイヤ領域上に配置された対応ワイヤ部分の直径よりも１．５倍長くあり得る。または２倍長く、または３倍長く、または５倍長くあり得る。

【0019】

各ワイヤ領域の幅寸法は、２５０μｍより長く、または３００μｍより長く、または４００μｍより長く、または５００μｍより長く、または７５０μｍより長く、または１０００μｍより長くあり得る。このような構成により、各ワイヤ部分の配置のささいな変動を許容しながら、さらに各ワイヤが対応ワイヤ領域上に配置されることを確保できるので（例えばこれによりワイヤを配置する製造設備の許容誤差が受け入れられるようになる）、フィルム上へのワイヤ部分の配置が促進され得る。

【0020】

フィルムの穿孔面積は、フィルムの総面積の１０％超過であり得る（すなわちフィルムの開孔面積率は１０％超過であり得る）。フィルムの穿孔面積は、フィルムの総面積の１５％超過、または３０％超過、または４０％超過、または５０％超過であり得る。用語「穿孔面積」は、穿孔の合計面積を表すために使用される。

【0021】

フィルムの穿孔面積は、フィルムの総面積の９０％未満であり得る。フィルムの穿孔面積は、フィルムの総面積の８５％未満、または例えば７０％未満であり得る。

【0022】

フィルムは、ワイヤ部分が配置された、縦方向に延在する複数の略無孔領域（すなわちワイヤ領域）と、隣接する縦方向領域（すなわちワイヤ領域）のペアをつなぐ複数の横方向ブリッジとを有し得る。縦方向領域の各ペアは、縦方向に離間した複数の横方向ブリッジによりつながれ得る（すなわち横方向ブリッジの間に穿孔が画定される）。各ブリッジは、フィルムの略無孔領域であり得る。この点に関して、フィルムは、格子パターンの形態をとり得る。

【0023】

穿孔はそれぞれ、略長方形であり得る。穿孔は、他の形状を成してもよく、例えば円形、楕円形、または三角形であってもよい。

【0024】

穿孔は、組織化された（例えば反復する）パターンで、フィルム上に配置され得る。

【0025】

各導電性ワイヤ部分（本明細書ではワイヤ部分とも称される）は、フィルム上に配置された（例えばフィルムにわたり縦方向に延在する）個別のワイヤ（またはその一部）であり得る。あるいは、複数のワイヤ部分のうちの２つ以上は、フィルム上に例えば蛇行状に配置されたワイヤの部分（例えば縦方向部分）であり得る。

【0026】

各ワイヤ部分は連続的であり得る（すなわち切れ目のない）とともに、フィルムの大部分にわたり（例えばほぼ全体にわたり）延在し得る。各ワイヤ部分は、実質的にフィルムの一端部からフィルムの反対側の端部まで、切れ目なく延在し得る。各ワイヤ部分は、フィルムの端部のうちの少なくとも１つを越えて延在し得る。

【0027】

複数のワイヤ部分は、互いに略平行であり得る。したがって、複数のワイヤ部分は、それらの間に縦方向の空間を画定し得る。各穿孔が（２つのワイヤ部分の間に画定された）縦方向空間に位置する（すなわち開孔する）ように、穿孔は配置され得る。各縦方向空間に、複数の穿孔が位置し得る（すなわち開孔し得る）。

【0028】

導電性ワイヤ部分の形状及び寸法は、電極アセンブリの光電子特性、すなわち電極アセンブリの集電特性及び遮光特性を最適化するものが、選択され得る。各ワイヤ部分は、円形の横断面形状、すなわち軸長を横断する面形状を有し得る。あるいは、ワイヤ部分は、例えば長方形及び三角形を含む、異なる横断面形状を有してもよい。あるいは、当該または各ワイヤ部分の横断面は、長円形または不規則な形状であってもよい。

【0029】

ワイヤ部分は、導電性金属または金属合金を含み得る。ワイヤ部分のそれぞれは、合金コーティングで被覆され得る。合金コーティングは、融点の低い、すなわちワイヤ部分のコアを形成する導電性金属／金属合金の融点よりも低い融点を有する合金を含む。各ワイヤ部分は、合金コーティングで完全に被覆されてもよく、または太陽電池の積層構造体（太陽電池が積層構造体上に配置される場合）に面する１つ以上の側面が少なくとも部分的に被覆されてもよい。

【0030】

ワイヤ部分は、フィルムに対して接着され得る。各ワイヤ部分の表面がフィルムの表面から突出するように、ワイヤ部分は部分的にフィルム内に埋め込まれ得る。あるいは、ワイヤ部分は、フィルム内に完全に埋め込まれ得る。

【0031】

フィルムは、長方形であり得る。フィルムは、長手寸法と短手寸法を有し得る。ワイヤ部分は、短手寸法の方向に延在し得る（すなわち縦方向は短手寸法の方向であり得る）。よって、このような実施形態では、横方向は、長手寸法の方向であり得る。あるいは、ワイヤ部分は、長手寸法の方向に延在してもよく、横方向は、短手寸法の方向であってもよい。

【0032】

フィルムは、高い延性、良好な絶縁特性、光透過性、及び熱安定性、耐収縮性を有するポリマー材料を含み得る。例示的なポリマー材料には、アセテート、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスルホン、レーヨン、ポリオレフィン、プラスチレン、レーヨネクスト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニルフィルム、及び変性エチレンテトラフルオロエチレンなどが含まれ得る。

【0033】

フィルムの表面（すなわちワイヤ部分が配置され得るフィルムの表面）は、透明なシール層（例えば接着層）で被覆され得る。シール層は、室温では非粘着状態となるように構成され得るとともに、加熱されると（すなわち室温を超える温度まで加熱されると）粘着状態になるように構成され得る。したがって、太陽電池の製造中、フィルムを加熱してシール層を軟化させることにより、力を加えてワイヤ部分にフィルムを接着させることが可能となり得る。このようにして、ワイヤ部分は、少なくとも部分的にシール層内に埋め込まれ得る。

【0034】

他の実施形態では、フィルムは単一（すなわち単層）のフィルムであり得る。言い換えると、フィルムは、単一の材料から形成され得るとともに、均質であり得る。フィルムは、フィルム上に配置されたワイヤ部分と直接接触し得る（すなわちこれらの間に介在層は設けられない）。すなわち、フィルムは、前述のようなシール層を有さなくてもよい。ワイヤ部分をフィルムに取り付けられるように、フィルムは構成され得る（上記のように、ワイヤ部分はフィルム内に部分的または完全に埋め込まれ得る）。

【0035】

フィルム自体は、室温では非粘着状態となるように構成され得るとともに、仮接合温度まで加熱されると粘着状態（ワイヤ部分がフィルムに接着し得る状態）になるように構成され得る。このように、フィルムは、追加の層（例えばシール層／接着層）を必要とせずに、ワイヤ部分をフィルムに取り付けることができるように構成され得る。

【0036】

電極アセンブリはさらに、１つ以上の反射素子を備え得る。各反射素子は、複数のワイヤ部分のうちのそれぞれのワイヤ部分の上に重なるように配置され得る。よって、１つ以上の反射素子は、フィルムの（非ワイヤ領域ではなく）ワイヤ領域上またはワイヤ領域内に配置され得る。

【0037】

１つ以上のワイヤ部分は、１つ以上の反射素子とは反対側のフィルム表面上に配置され得る。フィルムは、使用時に光が入射する前面と、前面の反対側の背面とを有し得る。１つ以上のワイヤ部分は、フィルムの背面に配置され得る（例えば太陽電池の積層構造体の前面上にフィルムが位置することが意図される場合）。１つ以上の反射素子は、フィルムの前面上に配置され得る。このような電極アセンブリは、太陽電池の前面（すなわち光が入射する側面）に配置されるのに適する場合がある。この事例では、電極アセンブリは、前部電極アセンブリと称され得る。

【0038】

代替的な実施形態では、１つ以上のワイヤ部分は、フィルムの背面に配置され得る。この構成は、太陽電池の積層構造体の背面に位置する電極アセンブリに適する場合がある。この事例では、電極アセンブリは、背部電極アセンブリと称され得る。

【0039】

各反射素子は、各反射素子に入射する光の反射角を増大させるように構成され得る。本明細書で使用される「反射角」という用語は、反射光の方向と、光を反射する表面に対して法線方向の基準線との間の角度（内角）を指す。反射素子への入射光がフィルムの非ワイヤ領域に対し法線方向となるように電極アセンブリが配置される場合、各反射素子は、反射素子への入射光の反射角を増大させるように構成され得る。

【0040】

すなわち、各反射素子は、光が反射素子の下のフィルムに入射する（例えばフィルムの「平面」に対し略法線方向に入射する）場合よりも、大きい反射角を引き起こすように構成され得る。疑義を避けるために明記すると、フィルムが平らに置かれた時、例えば太陽電池の積層構造体上に配置された時に、フィルムの平面状部分（非ワイヤ領域）にわたるフィルム平面は、基準面とみなされる。

【0041】

よって、各反射素子は、反射素子が取り付けられるフィルム表面よりも大きな反射角を提供するように構成され得る（すなわちフィルムの平面に対し略法線方向に反射素子／フィルムに入射する光に関して）。

【0042】

電極アセンブリが太陽電池の積層構造体（光起電力素子を含む）とともに組み立てられる時、フィルムは、フィルムと積層構造体（すなわち積層構造体の外面）との間に挟まれたワイヤ部分の形状に適合するように変形し得る。言い換えると、フィルムの前面は、非ワイヤ領域では略平面状であり、ワイヤ領域ではワイヤ部分の上にリッジ／隆起を形成し得る。このようにして、フィルムの（例えば縦方向の）各ワイヤ領域は、凸状の（例えば横断）形状（すなわち略半円形状）を有し得る。反射素子が設けられない場合、各リッジに入射する光、特にリッジの最上部に入射する光は、積層構造体から離れるように（積層構造体の前面に対して略垂直方向に）反射される傾向がある。その結果、反射された光は、電気を生成する積層構造体には吸収されない。１つ以上の反射素子は、反射角を増大させ、これにより、積層構造体の前面に対して略垂直方向に（及び積層構造体から離れるように）反射される光の割合を減少させる。このようにして、より多くの光が、積層構造体に向かって送られ、または太陽電池と空気との間の境界で積層構造体に向かって反射し戻される可能性がより高い可能性がある角度で少なくとも送られ得る（よって積層構造体が受け取る光の量が増加する）。

【0043】

各反射素子は、略平面状の反射面（例えば各反射素子に入射する光の反射角を増大させるように構成された反射面）を有し得る。

【0044】

各反射素子は、細長くあり得る（例えば縦方向に）。各平面反射面は、細長くあり得る（例えば縦方向に）。

【0045】

各素子の反射面は、フィルムの非ワイヤ領域（すなわちフィルムの「平面」）に対して、斜めに配向され得る。各反射素子の反射面は、積層構造体の前面に対して、３０～８０度、または例えば５０～７０度、または例えば約６０度の角度（内角）を形成するように、配向され得る。

【0046】

各反射素子の反射面は、第１の反射面であり得る。各反射素子は、第１の反射面の反対側に第２の反射面を有し得る。したがって、各反射素子の第１の反射面及び第２の反射面は、縦方向に延在する反射素子の側壁を画定し得る。

【0047】

各反射素子の第１の平面反射面及び第２の平面反射面は、互いに対して角度をなすように配向され得る。よって、各素子の第１の反射面及び第２の反射面のそれぞれの上端部が接合し、素子の頂点（例えば縦方向に延在する頂点）が画定され得る。

【0048】

各反射素子は、さらなる（すなわち３つ以上の）平面反射面を有し得る。例えば、各反射素子は、第１の反射面及び第２の反射面のうちのそれぞれから後方へ垂下する２つのさらなる平面反射面（例えば第３の平面反射面及び第４の平面反射面）を有し得る。第３の平面反射面及び第４の平面反射面のそれぞれとフィルム平面との内角は、第１の平面反射面及び第２の平面反射面のそれぞれとフィルム平面との内角より、大きくあり得る（すなわち第３の平面反射面及び第４の平面反射面は、第１の平面反射面及び第２の平面反射面と比べて、より垂直に近い状態であり得る）。

【0049】

一般的には、各反射素子の上面（または前面）は、ファセット加工され得る。各反射素子の上面を通る横断面形状は、多角形（すなわち非湾曲形状）であり得る。

【0050】

各反射素子は、ポリマー体を含み得る。各反射素子は、本体の外面に塗布された反射コーティングを有し得る。反射コーティングは、アルミニウムを含み得る。各反射素子は、反射素子をフィルムに接着させるための接着層を有し得る。

【0051】

第２の態様では、太陽電池の電極アセンブリが提供され、電極アセンブリは、
絶縁光透過性フィルムと、
フィルムの背面に取り付けられた複数の離間した導電性ワイヤ部分と、
フィルムの背面の反対側であるフィルムの前面に配置された複数の反射素子であって、各反射素子は対応ワイヤ部分の上に重なるように配置される、当該複数の反射素子と、
を備える。

【0052】

第２の態様の電極アセンブリは、第１の態様に関して他に上記された通りであり得る。

【0053】

第３の態様では、太陽電池が提供され、太陽電池は、
光起電力素子を含む積層構造体と、
積層構造体の表面（例えば外面）上に配置された複数の導電素子と、
第１の態様または第２の態様による電極アセンブリであって、導電性ワイヤ部分が複数の導電素子とオーム接触を形成するように、複数の導電素子上に配置された当該電極アセンブリと、
を備える。

【0054】

上記のように、語句「表面上」など、本明細書で使用される用語「～上」は、要素上への間接配置及び直接配置の両方を含むことが意図される。よって、第２の態様では、電極アセンブリは、積層構造体上に間接的に（１つ以上の介在層を伴って）配置され、または積層構造体上に直接的に（介在層なしで）配置され得る。

【0055】

バスバーの代わりに、導電性ワイヤ部分が設けられ得る。よって、太陽電池は、バスバーを備えなくてもよい。

【0056】

フィルムは、積層構造体の表面上に電極アセンブリを保持するように構成され得る（これにより例えばワイヤ部分と複数の導電素子との間のオーム接触が維持される）。

【0057】

積層構造体は、使用時に光が入射する前面（例えば最前面）と、前面の反対側の背面（例えば最背面）とを備え得る。

【0058】

複数の導電素子が、積層構造体の前面（すなわち光入射面）上に配置され得る。よって、電極アセンブリが、積層構造体の前面上に（積層構造体の前面との間に導電素子を介して）配置され得るとともに、導電性ワイヤ部分が、積層構造体の前面にわたり（すなわち前面上に配置された複数の導電素子にわたり）延在し得る。上記のように、このような電極アセンブリは、前部電極アセンブリと称され得る。

【0059】

複数の導電素子は、積層構造体の背面上に配置され得る。よって、電極アセンブリが積層構造体の背面に配置され得るとともに、導電性ワイヤ部分が積層構造体の背面にわたり延在し得る。このような電極アセンブリは、背部電極アセンブリと称され得る。

【0060】

太陽電池は、前部電極アセンブリ及び背部電極アセンブリの両方を備え得る（及び積層構造体は、その前面及び背面の両方に導電素子を備え得る）。

【0061】

複数の導電素子の各導電素子は、細長くあり得るとともに、略横方向に延在し得る。複数の導電素子には、フィンガー電極が含まれ得る。ワイヤ部分は、複数の導電素子／フィンガー電極を縦断して縦方向に延在し得る。この点において、導電素子／フィンガー電極は、ワイヤ部分に対して略垂直であり得る。

【0062】

複数の導電素子／フィンガー電極には、印刷された導電性材料が含まれ得る。印刷された導電性材料により、積層構造体の表面上に精巧な（すなわち幅が狭く、深さが浅い）フィンガー電極を形成することが可能となり得る。

【0063】

太陽電池は、フィルムの１つ以上の部分と積層構造体との間に導入された封止材を備え得る。太陽電池は、フィルムの上に（すなわち前部に）重ねられた保護層（例えばガラス層）を備え得る。封止材は、フィルムとガラス層との間に導入され得る。封止材は、フィルムの１つ以上の部分と積層構造体との間に、導入され得る。

【0064】

積層構造体は、複数の層を備えることができ、複数の層には、光起電力素子と、光起電力素子の反対側に配置された少なくとも１つのエミッタ層とが含まれる。少なくとも１つのエミッタ層及び光起電力素子は、ｐｎ接合を形成し得る。エミッタ層は、電極アセンブリ（前部電極アセンブリまたは背部電極アセンブリ）に対して電気接続され得る。

【0065】

少なくとも１つのエミッタ層は、積層構造体の前面に向かって、または積層構造体の前面に配置され得る。電極アセンブリは、エミッタ層上に（例えばエミッタ層の前に）配置され得る。

【0066】

背面電界層は、光起電力素子と背部電極アセンブリとの間に配置され得る。

【0067】

光起電力素子は、シリコンなどの半導体材料を含み得る。半導体材料またはその一部は、正または負にドープされ得る（すなわちｐ型半導体またはｎ型半導体であり得る）。半導体材料は、ドープされなくてもよい（すなわち真性半導体であり得る）。積層構造体内で使用されるシリコンは、単結晶シリコン及び多結晶シリコンなどの結晶シリコン、またはアモルファス（非晶質）シリコンであり得る。

【0068】

積層構造体は、ｐ型材料を含むエミッタ層と、ｎ型材料を含む背面電界層とを備え得る。エミッタ層及び背面電界層は、ｎ型材料を含む光起電力素子の両側に配置され得る。前部電極アセンブリは、エミッタ層に対して電気接続され得る。背部電極アセンブリは、背面電界層に対して電気接続され得る。このような構成は、ヘテロ接合技術（ＨＪＴ）型太陽電池（ヘテロ接合太陽電池と称される）を画定し得る。よって、エミッタ層及び背面電界層はそれぞれ、アモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ：Ｈ）を含む場合があり、光起電力素子は、結晶シリコン（ｃ‐Ｓｉ）を含む場合がある。もちろん、積層構造体は他の形態をとってもよい（例えば太陽電池はヘテロ接合太陽電池でなくてもよい）。

【0069】

積層構造体は、少なくとも１つの真性層を備え得る。すなわち真性半導体を備える。少なくとも１つの真性層は、積層構造体のエミッタ層と光起電力素子との間に配置され、前側パッシベーション層が形成され得る。代替的または付加的に、少なくとも１つの真性層は、光起電力素子と背面電界層との間に配置され、背側パッシベーション層が形成され得る。少なくとも１つの真性層は、アモルファスシリコンを含み得る。

【0070】

半導体材料がｎ型半導体材料である場合、半導体材料は、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、及びアンチモン（Ｓｂ）などのＶ族元素の不純物を含むように構成され得る。半導体材料がｐ型半導体材料である場合、半導体材料は、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）などのＩＩＩ族元素の不純物を含み得る。あるいは、半導体材料は、シリコン以外の材料から形成されてもよい。

【0071】

積層構造体の表面、例えば前面は、テクスチャ加工され、凹凸表面または凹凸特性を有する表面が形成され得る。この場合、積層構造体の表面がテクスチャ化されているので、積層構造体に入射する光の量が増加し、よって太陽電池の効率が向上し得る。

【0072】

積層構造体はさらに、積層構造体の前面及び／または背面に配置された反射防止層または反射防止コーティングを有し得る。当該または各反射防止層は、単層構造または多層構造を有し得る。反射防止層は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）及び／またはシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）から形成され得る。あるいは、反射防止層は、反射防止表面を提供するためにテクスチャ加工されたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）で形成され得る。反射防止層は、有利なことに、太陽電池に入射する光の反射率を減少させ、所定の波長帯域の選択性を増加させることにより、太陽電池の効率を高めることができる。

【0073】

第４の態様では、複数の太陽電池を備えた太陽光モジュールが提供され、各太陽電池は第３の態様による。複数の太陽電池は、互いに電気接続され得る。

【0074】

複数の太陽電池は第１の太陽電池及び第２の太陽電池を含むことができ、第１の太陽電池の導電性ワイヤ部分は第２の太陽電池の導電性ワイヤ部分に対して電気接続される。したがって、複数の導電性ワイヤ部分は、太陽電池モジュール内の２つ以上の太陽電池間の電気接続を形成し得る。

【0075】

第１の太陽電池の導電性ワイヤ部分は、第２の太陽電池と同じ導電性ワイヤ部分であり得る（すなわち導電性ワイヤ部分は、第１の太陽電池及び第２の太陽電池の両方にわたって延在し得る）。このように、複数の導電性ワイヤ部分が、第１の太陽電池と第２の太陽電池との間の直接電気接続を提供し得ることにより、これらの間の電荷の流れが増大し得る。導電性ワイヤ部分をこのように構成することにより、隣接する太陽電池間に別個の接続（銅リボンなど）を設ける必要がなくなり得る。これにより、太陽光モジュールを作るのに必要な製造工程の数及び複雑さが軽減される。

【0076】

１つ以上のワイヤ部分は、第１の太陽電池の前部電極アセンブリから第２の太陽電池の背部電極アセンブリまで延在し得る（及びこれらのアセンブリを部分的に形成し得る）。したがって、ワイヤ部分は、第１の太陽電池におけるフィルムと積層構造体の前面との間に受け入れられ得るとともに、第２太陽電池におけるフィルムと積層構造体の背面との間に受け入れられ得る。理解され得るように、第２の太陽電池は、同様の方法で、第３の太陽電池に対して接続され得る（すなわちワイヤ部分が第２の太陽電池の前部電極アセンブリから第３の太陽電池の背部電極アセンブリまで延在する）。このようにして、接続された太陽電池の列またはストリングが形成され得る。

【0077】

第５の態様では、太陽電池の電極アセンブリを形成する方法が提供され、方法は、複数の穿孔が形成された絶縁光透過性フィルムの表面上に複数の導電性ワイヤ部分を配置することを含み、ワイヤ部分が縦方向に延在して、横方向に互いに離間して並び、穿孔のうちの少なくとも１つの穿孔の少なくとも一部が複数のワイヤ部分のうちの２つのワイヤ部分の間に横方向に介在するように、配置が行われる。

【0078】

方法は、フィルムを形成することを含み得る。方法は、フィルムに穿孔を形成することを含み得る。穿孔は、第１の態様に関して前述された通りに配置されるように形成され得る。

【0079】

よって、例えば、フィルムが穿孔のない（または少なくとも他の領域よりも開孔面積率が低い）領域（ワイヤ領域）を有するように、穿孔は形成され得る。このような領域（すなわちワイヤ領域）は、縦方向に細長くあり得る。方法は、離間した縦方向の穿孔の列を形成することを含み得る。

【0080】

穿孔は、穴あけ装置により、あるいは他の切断手段または打ち抜き手段により、形成され得る。

【0081】

方法は、ワイヤ部分及び／またはフィルムに熱及び／または圧力を加えて、ワイヤ部分をフィルムに取り付けることを含み得る。

【0082】

フィルム上にワイヤ部分を配置することは、穿孔のない（または少なくとも他の領域よりも開孔面積率が低い）フィルム領域に、ワイヤ部分を配置することを含み得る。すなわち、方法は、（第１の態様に関して前述されたように）フィルムのワイヤ領域にワイヤ部分を配置することを含み得る。方法は、離間した縦方向の穿孔の列の間に、ワイヤ部分を配置することを含み得る。

【0083】

第６の態様では、太陽電池を形成する方法が提供され、方法は、
第５の態様の方法に従って電極アセンブリを形成することと、
光起電力素子を含む積層構造体の表面（例えば外面）上に配置された複数の導電素子を提供することと、
電極アセンブリの導電性ワイヤ部分が複数の導電素子とオーム接触を形成するように、複数の導電素子上に電極アセンブリを配置することと、
を含む。

【0084】

方法は、積層構造体の表面上に複数の導電素子を形成することを含み得る。表面上に複数の導電素子を形成することは、表面上に導電性材料を（例えば直接）堆積させて、複数の細長いフィンガー電極を形成することを含み得る。

【0085】

導電性材料は、蒸着、めっき、印刷などを含む様々な方法により（例えば直接）堆積され得る。導電性材料を堆積させる方法は、積層構造体の表面上に導電性材料を印刷して、次に炉で積層構造体を焼成することを含み得る。導電性材料は、金属粉末及びガラスフリットを適切な溶媒とともに混合することにより得られ得る金属ペーストを含み得る。

【0086】

方法は、積層構造体の表面上にフィルムを配置した後、導電性ワイヤ部分を加熱して、下にある複数の導電素子とのオーム接触を形成することを含み得る。

【0087】

第７の態様では、太陽電池モジュールを形成する方法が提供され、方法は、
第６の態様の方法に従って複数の太陽電池を形成することと
フィルムに形成された穿孔を介して、フィルムと各太陽電池の積層構造体との間に封止材を導入することと、
を含む。

【0088】

相互排反する場合を除いて、上記の態様のうちのいずれか１つに関して説明された特徴またはパラメータは、任意の他の態様にも適用され得ることが、当業者には理解されよう。さらに、相互排反する場合を除いて、本明細書で説明されるいずれの特徴またはパラメータも、任意の態様に対して適用することができ、及び／または本明細書で説明される任意の他の特徴またはパラメータと組み合わせられ得る。

【0089】

ここで、図面を参照して、単なる例として実施形態が説明される。

【図面の簡単な説明】

【0090】

【図1】太陽電池の電極アセンブリの上面図である。

【図2】図１の電極アセンブリを含む太陽電池の一部の側面断面図である。

【図3】図２の太陽電池の変形形態の一部の側面断面図である。

【図4】図１の太陽電池を含む太陽電池モジュールの一部の側面断面図である。

【図5】図２の太陽電池の積層構造体を示す概略図である。

【図6】太陽電池を形成する方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0091】

ここで、本開示の態様及び実施形態が、添付の図面を参照して説明される。さらなる態様及び実施形態は、当業者には明らかであろう。

【0092】

図１は、電気絶縁性の光透過性フィルム１０１と、フィルム１０１の表面上に並べて配置され、横方向に離間した複数の導電性ワイヤ部分（この実施形態では個々のワイヤ１０２）と、を備える電極アセンブリ１００を示す。フィルム１０１には、複数の長方形の穿孔１０３が形成される。下記でさらに説明されるように、電極アセンブリ１００は、太陽電池の積層構造体（光起電力素子を含む）上に配置されて、（太陽電池への入射光に応じて）太陽電池の積層構造体により生成された電気を伝導するように構成される。

【0093】

複数のワイヤ１０２は平行であり、縦方向（図１の垂直方向）に延在する。ワイヤ１０２の離間配置は、これらの間に縦方向の空間が画定されることを意味する。よって、フィルム１０１は、フィルム１０１に対してワイヤ１０２が取り付けられる領域（本明細書ではワイヤ領域１０４と称される）と、フィルム１０１に対してワイヤが取り付けられない領域（非ワイヤ領域１０５と称される）とを有する。これらワイヤ領域１０４及び非ワイヤ領域１０５のそれぞれは、縦方向に細長い。

【0094】

穿孔１０３は、列状に配置される。各列は、縦方向に延在し、離間して配置された複数の穿孔１０３で形成される。列は、横方向（縦方向に対して垂直）に互いに離間して配置される。穿孔１０３の各列は、フィルム１０１の非ワイヤ領域１０５内に配置される。このように、穿孔１０３の各列は、フィルム１０１に対して並べて取り付けられたワイヤ１０２のうちの２つの間に介在する（ワイヤ１０２が穿孔１０３の列の両側に沿って延在するように）。言い換えると、ワイヤ１０２は、穿孔１０３の列の間に縦方向に延在するように、フィルムに対して取り付けられる。よって、ワイヤ１０２は、フィルム１０１の無孔領域（すなわちワイヤ領域１０４）に対して取り付けられる。

【0095】

このように穿孔１０３（及びワイヤ１０２）を配置することで、フィルム１０１を通過する（太陽電池の積層構造体に届く）光の量を最大化しながら、さらにフィルム１０１により積層構造体上にワイヤ１０２を離間配置で組み立てることが容易になり得る。すなわち、ワイヤ領域１０４ではフィルム１０１は無孔状態が保持され、ワイヤ領域１０４では、太陽電池の積層構造体上にワイヤ１０２を保持する構造が必要であり、ワイヤ領域１０４を通過するいずれの光もどのみちワイヤ１０２で遮られる。一方、非ワイヤ領域１０５では、積層構造体の表面上にワイヤ１０２を保持する構造の必要性が少なく、フィルム１０１による光吸収が太陽電池のパフォーマンスに悪影響を与え得るため、非ワイヤ領域１０５ではフィルム１０１は穿孔される。

【0096】

各列における穿孔１０３の離間配置は、フィルム１０１の縦方向の無孔ワイヤ領域１０４が横方向ブリッジ１０６によりつながれていることを意味する。よって、非孔ワイヤ領域１０４は互いにつながった状態が維持され、これにより、ワイヤ１０２の離間配置が確実に維持される（これは、例えばワイヤ領域１０４が互いに完全に分離された事例では当てはまらない）。

【0097】

横方向の断面図である図２は、太陽電池１０８を形成するために太陽電池の積層構造体１０７（光起電力素子を含む）とともに組み立てられた電極アセンブリ１００を示す。積層構造体１０７は、前面１０９（矢印で示されるように、通常の使用時に光が入射する面）と、前面１０９の反対側の背面１１０とを有する。同様に、電極アセンブリ１００は、前面１１１（通常の使用時に光が入射する面）と、前面１１１の反対側の背面１１２とを有する。電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１００の背面１１２が積層構造体１０７の前面１０９に隣接するように、積層構造体１０７の前面１０９上に配置される。

【0098】

図２には示されていないが、電極アセンブリ１００の前面１０９は、複数の導電素子を有し、電極アセンブリ１００が積層構造体１０７上に配置される場合、複数の導電素子は、電極アセンブリ１００のワイヤ１０２とオーム接触を形成する。このようにして、積層構造体１０７により生成された電気は、複数の導電素子及び電極アセンブリ１００のワイヤ１０２を介して、積層構造体１０７から流れ得る。導電素子は、積層構造体１０７の前面１０９上に印刷された、横方向に延在するフィンガー電極であり得る。

【0099】

電極アセンブリ１００は、前部電極アセンブリ１００と称され得る。前部電極アセンブリ１００に加えて、太陽電池１０８は、背部電極アセンブリ１１３を備える。この背部電極アセンブリ１１３は、前部電極アセンブリ１００とほぼ同じであるが（すなわちフィルム１１５に離間して取り付けられた縦方向ワイヤ１１４を備えるが）、フィルム１１５に穿孔が形成されていない（ただし他の実施形態では、背部電極アセンブリ１１３はこのような穿孔を含み得る）。積層構造体１０７の背面１１０も、背部電極アセンブリ１１３とオーム接触を形成する複数の導電素子を有する。

【0100】

図２から明らかなように、各ワイヤ１０２、１１４は円形の横断面形状を有し、各フィルム１０１、１１５は、（積層構造体１０７上に配置されると）その柔軟な性質によりワイヤ１０２、１１４の形状に適合する。よって、各ワイヤ領域１０４（図１を参照）では、フィルム１０１、１１５は、凸状（すなわち略半円形）の横断面形状を有する。

【0101】

この凸形状（少なくとも前部電極アセンブリ１００に関する凸形状）の１つの結果として、電極アセンブリ１００の前面１１１に入射する光は、積層構造体１０７から離れるように、積層構造体の前面１０９に対して垂直な（または垂直に近い）方向に、反射されることが挙げられる。この反射光は、積層構造体１０７に吸収されず、これは、太陽電池１０８の電気生成に寄与できないことを意味する。

【0102】

図３は、図２の太陽電池１０８の変形形態である太陽電池１０８’を示し、太陽電池１０８’では、積層構造体１０７から離れるように反射されることで積層構造体１０７による電気生成に使用され得ない光の量を、低減させることが試みられる。図３の実施形態と図２の実施形態の類似性を前提として、対応する特徴には同じ参照番号が使用され、これらの特徴の説明は繰り返さない。

【0103】

この変形形態では、前部電極アセンブリ１００’はさらに、フィルム１０１の前面１１１上に配置された縦方向に延在する反射素子１１６を備える（そのうちの２つが図示される）。反射素子１１６は、具体的には、ワイヤ１０２の上に重なるように配置される。すなわち、反射素子１１６は、フィルム１０１の凸状ワイヤ領域１０４上に配置される。

【0104】

図示されていないが、各反射素子１１６は、前向きのアルミニウムコーティングと、反射素子１１６をフィルムの対応ワイヤ領域１０４に取り付ける接着層とを備える。

【0105】

各反射素子１１６は、各反射素子に入射する光の反射角を増大させるように構成される。これは、図２と図３の矢印（光線を表す）を比較すると明らかである。上記のように、図２のワイヤ領域１０４におけるフィルム１０１の形状は、光の多くが、積層構造体１０７から離れるように積層構造体１０７の前面１０９に対して略垂直方向に反射されるような形状である。一方、図３では、光は、入射光の反射角を増大させるように形成された反射素子１１６に入射し、よって、反射光の方向は、垂直（すなわち積層構造体１０７の前面１０９に対する垂直方向）からさらに離れる。

【0106】

これは必ずしも光が直接、積層構造体１０７上に反射されることを意味するわけではないが、反射角の増大は、太陽電池と外部環境との間の境界で反射光が再び反射される（積層構造体１０７へ戻る）可能性がより高いことを意味する。

【0107】

各反射素子１１６は、第１の平面反射面１１７、第２の平面反射面１１８、第３の平面反射面１１９、及び第４の平面反射面１２０を備える。図３は各反射素子１１６の一部のみを提示するが、各平面反射面１１７、１１８、１１９、１２０は、反射素子１１６の長さにわたり縦方向に延在することを、理解されたい。

【0108】

各反射素子１１６の第１の平面反射面１１７及び第２の平面反射面１１８は、互いに対して角度をなすように配向される。よって、各素子の第１の反射面１１７及び第２の反射面１１８のそれぞれの上端部が接合して、反射素子１１６の頂点が画定される。各反射素子１１６の第３の反射面１１９及び第４の反射面１２０は、反射素子１１６のそれぞれの第１の反射面１１７及び第２の反射面１１８から後方へ（すなわち積層構造体１０７の前面１０９に向かって）垂下する。第３の平面反射面１１９及び第４の平面反射面１２０と、積層構造体１０７の前面１０９との間の内角は、第１の平面反射面１１７及び第２の平面反射面１１８のそれぞれと、積層構造体１０７の前面１０９との間の内角よりも大きい。

【0109】

図４は、図２の太陽電池１０８を組み込んだ太陽電池モジュール１２１を概略的に示す。太陽電池１０８に加えて、モジュール１２１は、太陽電池１０８の背面にある反射性背部プレート１２２と、太陽電池１０８の前面にある保護ガラス層１２３とを備える。太陽電池１０８、背部プレート１２２、及びガラス層１２３の間に画定された空間は、封止材１２４で充填され、これは、太陽光モジュール１２１の様々な構成要素を所定位置に固定するのに役立つ。

【0110】

図４により実証され得るように、太陽電池１０８のフィルム１０１に穿孔１０３を設けることにより、フィルム１０１と積層構造体１０７との間における封止材１２４の流れが促進され得る。穿孔１０３がない場合、封止材１２４は、フィルム１０１の端部を介して、フィルム１０１と積層構造体１０７との間の空間に流入する必要がある。よって、例えば、フィルム１０１と積層構造体１０７との間の空間の中央に位置する隙間を埋めるには、封止材１２４はかなりの距離（フィルム１０１の端部から中央に位置する隙間まで）を流動する必要がある。穿孔１０３を設けることにより、フィルム１０１と積層構造体１０７との間のあらゆる空間へのアクセスが容易になる。

【0111】

図５は、前述の太陽電池１０８の積層構造１０７の断面図である。この図では、前部電極アセンブリ１００及び背部電極アセンブリ１１３から分離された積層構造体１０７が示される。積層構造体１０７は、多層半導体アセンブリを備え、多層半導体アセンブリは、エミッタ層１２６と背面電界層１２７との間に挟まれた光起電力素子１２５を含む。よって、エミッタ層１２６及び背面電界層１２７は、光起電力素子１２５の両側に配置される。

【0112】

エミッタ層１２６は、積層構造体１０７の前面１０９に向かって配置され、背面電界層１２７は、背面１１０に向かって配置される。前部電極アセンブリ１００は、エミッタ層１２６に対して電気接続され、背部電極アセンブリ１１３は、背面電界層１２７に対して電気接続される。このような構成は、ヘテロ接合技術（ＨＪＴ）型太陽電池を画定する。他の実施形態では、積層構造体は他の形態をとってもよい（例えば太陽電池はＨＪＴ型太陽電池の形態でなくてもよい）。例えば、いくつかの他の実施形態では、積層構造体１０７が入射放射線（例えば光）から電気を生成する機能を実行し続けることができる限り、１つ以上の層が存在しなくてもよく、１つ以上の層が合併されてもよく、及び／または、さらなる層が追加されてもよい。

【0113】

光起電力素子１２５は、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、及びアンチモン（Ｓｂ）などのＶ族元素の不純物で負にドープされた（すなわちｎ型材料である）結晶シリコン（ｃ‐Ｓｉ）から形成される。エミッタ層１２６及び背面電界層１２７はそれぞれ、アモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ：Ｈ）から形成される。アモルファスシリコンは、ＰＥＣＶＤを使用してシリコンウェハの前面及び背面に堆積される。

【0114】

エミッタ層１２６は、正にドープされた半導体材料（すなわちｐ型材料）を含み、背面電界層１２７は、ｎ型材料を含む。ｐ型材料は、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）などのＩＩＩ族元素の不純物を含む。

【0115】

積層構造体１０７の例示的な構成によれば、エミッタ層１２６は、光起電力素子１２５の導電型と反対の導電型を有する積層構造体１０７の不純物領域を画定し、よって、光起電力素子１２５と共にｐｎ接合を形成する。

【0116】

多層半導体アセンブリはさらに、第１の真性層１２８及び第２の真性層１２９を備える。真性層１２８、１２９は両方とも、真性ドープされたアモルファスシリコンから形成される。第１の真性層１２８は、エミッタ層１２６と光起電力素子１２５との間に配置され、前面パッシベーション層を形成する。さらに、第２の真性層１２９は、光起電力素子１２５と背面電界層１２７との間に配置され、背面パッシベーション層を形成する。

【0117】

最後に、積層構造体１０７の前面１０９は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成された透明導電性コーティング１３０で被覆される。ＩＴＯ層の上面１３１は、反射防止特性を与えるためにテクスチャ加工される。反射防止層は、有利なことに、太陽電池に入射する光の反射率を有利にも減少させ、所定の波長帯域の選択性を増加させることにより、太陽電池の効率を高める。

【0118】

積層構造体１０７の背面１１０もまた、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成された透明導電性コーティング１３２で被覆される。透明導電性コーティング１３０、１３２は、積層構造体１０７のそれぞれの表面上に配置されたフィンガー電極への横方向キャリア輸送を増加させるように構成される。透明導電性コーティング１３０、１３２は、低キャリア移動度を示すアモルファスシリコンから形成された層を有するヘテロ接合型デバイスにおいて、特に有利である。

【0119】

図５の上部に矢印で示されるように、太陽電池１０８の作動中、積層構造体１０７に光が入射する。入射光子の吸収を通して、複数の電子正孔対が生成される。次に、電子正孔対は、ｐｎ接合から生じる内蔵電位差により、電子と正孔とに分離される。分離された電子は、光起電力素子１２５内のｎ型半導体に移動し、分離された正孔は、エミッタ層１２６内のｐ型半導体に移動する。したがって、光起電力素子１２５では、電子が多数キャリアとなり、エミッタ層１２６では、正孔が多数キャリアとなる。これらの多数キャリアのそれぞれは、それぞれの電極アセンブリ１００、１１３により、積層構造体１０７から抽出される。

【0120】

図６は、前述のような太陽電池を形成する方法２００を示す。方法は、絶縁光透過性ポリマーフィルムを提供する第１のステップ２０１を含む。次に、第２のステップ２０２では、フィルムに穿孔が形成される。このステップ２０２は、縦方向に離間した無孔領域をフィルムに残すように配置された複数の穿孔を形成することを含む。第３のステップ２０３では、複数の縦方向ワイヤがフィルムの無孔領域に（すなわちフィルムにわたり延在するように）埋め込まれる（例えば熱及び／または圧力により）。これらの３つのステップ２０１、２０２、２０３により、太陽電池の電極アセンブリが形成される（すなわちこれらのステップは、電極アセンブリを形成するサブ方法２０９を定義する）。

【0121】

方法２００はまた、積層構造体を提供する第４のステップ２０４と、積層構造体の表面上にフィンガー電極を堆積させる後続の第５のステップ２０５とを含む。図６から理解されるように、第４のステップ２０４及び第５のステップ２０５は、第１のステップ２０１、第２のステップ２０２、及び第３のステップ２０３から独立している。すなわち、これらのステップは、第１のステップ２０１、第２のステップ２０２、及び第３のステップ２０３の前に、同時に、または後に実行することができる。

【0122】

次に、第６のステップ２０６では、積層構造体及び電極アセンブリが組み立てられる。これは、電極アセンブリのフィルムに埋め込まれたワイヤが積層構造体の表面上のフィンガー電極とオーム接触を形成するように、電極アセンブリを積層構造体上に配置することを含む。

【0123】

第７のステップ２０７では、ワイヤ及びフィルムが加熱され、これによりフィルム（例えばフィルムのシール層もしくは接着層、またはフィルム自体）が部分的に溶融して、ワイヤが積層構造体に固定される。この加熱により、ワイヤの外側合金コーティング（融点の低いコーティング）も溶融し、ワイヤと積層構造体とのオーム接触が促進される。続いて、第８のステップ２０８では、組み立てられた積層構造体及び電極アセンブリがさらなる太陽電池に接続され、封止材内に封止される。

【0124】

本発明は、前述の実施形態に限定されず、本明細書で説明される概念から逸脱することなく、様々な変更及び改良を行うことができることが、理解されよう。相互排反する場合を除いて、特徴のうちのいずれも、別個に使用されてもよく、または任意の他の特徴と組み合わせて使用されてもよく、本開示は、本明細書に説明される１つ以上の特徴のすべての組み合わせ及び部分的組み合わせにまで及び、これらを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】