特表 2024-545822 太陽電池アセンブリ

(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】2024-12-12

(54)【発明の名称】太陽電池アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 262

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539318

(86)(22)【出願日】2022-12-09

(85)【翻訳文提出日】2024-07-18

(86)【国際出願番号】 EP2022085154

(87)【国際公開番号】W WO2023126150

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】2119064.0

(32)【優先日】2021-12-29

(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】スリダラ，シャンカー ガウリ

(72)【発明者】

【氏名】アンダーソン，ビョルン

(72)【発明者】

【氏名】ユー，ジョンフン

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251BA16

5F251FA06

5F251FA13

5F251FA15

5F251FA16

5F251FA17

5F251FA24

(57)【要約】

太陽電池アセンブリ（１００）であって、太陽光発電素子及び導電性表面（１１１）を含む層状構造（１０２）と、長手方向に延在し、横方向に離隔して配置された複数の導電性素子（１０４ａ～１０４ｆ）を含む電極アセンブリ（１０１）であって、複数の導電性素子が、第１の断面積を有する第１の導電性素子（１０４ｂ）と、第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有する第２の導電性素子（１０４ａ）と、を含み、電極アセンブリは、導電性素子が導電性表面とオーム接触するように層状構造の導電性表面上に配置されている、電極アセンブリ（１０１）と、を備える、太陽電池アセンブリ（１００）。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池アセンブリであって、
太陽光発電素子及び導電性表面を有する層状構造と、
長手方向に延在し、横方向に離隔して配置された複数の導電性素子を有する、電極アセンブリであって、前記複数の導電性素子が、第１の断面積を有する第１の導電性素子と、前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有する第２の導電性素子と、を有し、前記電極アセンブリは、前記導電性素子が前記導電性表面とオーム接触するように前記層状構造の前記導電性表面上に配置されている、前記電極アセンブリと、を備える、太陽電池アセンブリ。

【請求項2】

前記複数の導電性素子が、２つの最も外側の導電性素子と、前記２つの最も外側の導電性素子の間に配設された複数の中間導電性素子と、を含む、請求項１に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項3】

前記第２の導電性素子が、前記複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子である、請求項２に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項4】

前記第１の導電性素子が、中間導電性素子である、請求項２又は３に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項5】

前記第１の断面積よりも大きい第３の断面積を有する第３の導電性素子を備える、請求項２～４のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項6】

前記第３の導電性素子が、前記複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子である、請求項５に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項7】

前記２つの最も外側の導電性素子がそれぞれ、前記中間導電性素子のそれぞれの断面積よりも大きい断面積を有する、請求項２～６のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項8】

前記複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子と、前記層状構造の隣接する端部と、の間の距離が、前記複数の導電性素子のうち２つの隣接する導電性素子の間の距離以上である、請求項２～７のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項9】

前記複数の導電性素子が均等に離隔して配置されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項10】

前記第１の断面積が、０．０３ｍｍ^２～０．０７ｍｍ^２である、請求項１～９のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項11】

前記第２の断面積が、０．０５ｍｍ^２～０．１ｍｍ^２である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項12】

前記第２の断面積が、前記第１の断面積よりも０．０１ｍｍ^２～０．０３ｍｍ^２大きい、請求項１～１１のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項13】

各導電性素子が、円形の横方向断面形状を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項14】

前記電極アセンブリが、前記複数の導電性素子を前記層状構造の前記導電性表面上に保持するための絶縁性の光透過性フィルムを有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項15】

前記第２の導電性素子が、前記第１の導電性素子よりも大きい有効利用エリアを有し、有効利用エリアが、
第１のエリアの半分と第２のエリアの半分とを合計することによる中間導電性素子であって、前記第１のエリアが、前記中間導電性素子と第１の隣接する導電性素子との間のエリアとして定義され、前記第２のエリアが、前記中間導電性素子と第２の隣接する導電性素子との間のエリアとして定義される、中間導電性素子と、
第３のエリアの半分と第４のエリアとを合計することによる最も外側の導電性素子であって、前記第３のエリアが、前記最も外側の導電性素子と隣接する導電性素子との間のエリアとして定義され、前記第４のエリアが、前記最も外側の導電性素子と前記層状構造の隣接する端部との間のエリアとして定義される、最も外側の導電性素子と、について決定されている、請求項２に従属する場合の、請求項１～１４のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項16】

太陽電池用の電極アセンブリであって、
絶縁性の光透過性フィルムと、
、長手方向に延在し、横方向に離隔して前記フィルムの表面上に配置された複数の導電性素子であって、前記複数の導電性素子が、第１の断面積を有する第１の導電性素子と、前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有する第２の導電性素子と、を有する、前記導電性素子と、を備える、太陽電池用の電極アセンブリ。

【請求項17】

前記複数の導電性素子が、２つの最も外側の導電性素子と、前記２つの最も外側の導電性素子の間に配設された複数の中間導電性素子と、を含む、請求項１６に記載の電極アセンブリ。

【請求項18】

前記第２の導電性素子が、最も外側の導電性素子である、請求項１７に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項19】

前記第１の導電性素子が、中間導電性素子である、請求項１７又は１８に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項20】

前記複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子と、前記フィルムの隣接する端部と、の間の距離が、前記複数の導電性素子の２つの隣接する導電性素子の間の距離以上である、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項21】

前記導電性素子が均等に離隔して配置されている、請求項１６～２０のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項22】

前記第２の断面積が、前記第１の断面積よりも０．０１ｍｍ^２～０．０３ｍｍ^２大きい、請求項１６～２１のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【請求項23】

各導電性素子が円形の横方向断面形状を有する、請求項１６～２２のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、太陽電池用の電極アセンブリと、電極アセンブリを有する太陽電池と、に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光から電気エネルギーを提供するための太陽光モジュールは、典型的には、それぞれが半導体基板を有する太陽電池のアレイを備える。太陽電池は、旧来、各セルの前面及び後面上の複数のフィンガー電極を介して、セルの前側及び後ろ側に印刷された一連の幅広の垂直なバスバー電極に、電流が流れるように接続されている。バスバー電極から、電流は、各銅リボンがそれぞれのバスバー電極にはんだ付けされた一連の銅リボンに沿って、ジャンクションボックス（junction box）に流れる。

【0003】

太陽電池開発のための一般的な目的は、生産コストの削減に対する必要性とバランスのと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の努力は、太陽電池モジュールにおける太陽電池間の電極接続と、半導体基板の特性と、に焦点を当てている。

【0004】

例えば、膜（又は箔）上に配置された複数のワイヤによってバスバーが置き換えられている箔線（電極）アセンブリを有する構成が知られている。バスバーは、典型的には、断面が長方形である（太陽電池の前面に平行なより長い寸法を有する）。一方、箔線電極アセンブリのワイヤは、典型的には、断面が円形である。同じ断面積の場合、円形状は、長方形状ほどには光に対する遮りを呈さない。追加的に、円形の幾何学形状は、入射光が太陽電池から直接反射されることが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は、バスバーの存在によって引き起こされる遮光（shading）から生じる光学的損失を低減することができる。このことは、変換効率を増加させることができるが、太陽電池の効率を更に改善し、かつそれらの太陽電池の動作寿命にわたってその改善された効率を維持することが継続的して求められている。

【発明の概要】

【0005】

第１の態様によれば、太陽電池アセンブリであって、
太陽光発電素子及び導電性表面（例えば、導電性外面）を有する層状構造と、
長手方向に延在し、横方向に離隔して配置された複数の導電性素子を有する、電極アセンブリであって、複数の導電性素子が、第１の断面積を有する第１の導電性素子と、第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有する第２の導電性素子と、を含み、電極アセンブリは、導電性素子が導電性表面とオーム接触するように層状構造の導電性表面上に配置されている、電極アセンブリと、を備える、太陽電池アセンブリが提供される。

【0006】

導電性素子は、層状構造から集電する（例えば、層状構造上に配置されたフィンガー電極を介して）。概して、各導電性素子は、導電性素子の両側に沿って延在する導電性表面の領域から集電する。導電性素子によって引き出される電流は、この領域のサイズと、この領域が別の導電性素子によっても供給されるかどうかと、に依存する。したがって、例えば、２つの導電性素子の間に画定される領域では、電流のおよそ半分が各導電性素子によって引き出される。一方、導電性素子と導電性表面の端部とによって画定される領域では、電流の全てが、単一の最も外側の導電性素子によって引き出される。同じ理由で、導電性素子の間隔はまた、各導電性素子の必要とされる電流引き出しに影響する。例えば、導電性素子の間隔がより大きいと、各導電性素子がより大きいエリアを占め、各導電性素子によって引き出される必要がある電流の量を増加させることを意味する。

【0007】

異なる断面積の少なくとも２つの導電性素子を設けることにより、電流引き出しにおけるこれらの差に適応することができる。したがって、例えば、より大きい（第２の）導電性素子は、より多くの電流が引き出されることとなる場所に位置付けられてもよい。より小さい（第１の）導電性素子は、導電性素子によるより少ない電流の引き出しが必要とされる場所に位置付けられてもよい。このように（すなわち、導電性素子のサイズを電流引き出し要件にマッチさせるために）導電性素子を配置することによって、電力損失を最小限に抑えると同時に、導電性素子による遮光を最小限に抑えることができる。すなわち、異なる断面積の導電性素子を設けることにより、電極アセンブリの光電子特性を最適化するような導電性素子の配置が容易になる。

【0008】

不確かさを避けるために、「断面積」という用語は、その導電性素子の（長手方向の）延長線に垂直な平面内の導電性素子の断面の面積を表すために使用される。

【0009】

例えば「表面上で」というフレーズ中の、本明細書で使用される「上で」という用語は、例えば層、フィルム、又は領域などの、要素上の直接的及び間接的な配置の両方を包含することが意図されている。したがって、「表面上で」という用語は、１つ以上の介在する層が設けられるか、又は代替的に、介在する層が設けられない構成を包含する。対照的に、素子が別の素子の「直接上に」あるものとして言及される場合、介在する素子は、存在しない。したがって、第１の態様では、電極アセンブリは、導電性表面上に直接的に配置されても、間接的に配置されてもよい。

【0010】

「長手方向に」（導電性素子の方向によって定義される）及び「横方向に」という用語は、互いに実質的に垂直である方向を指す。

【0011】

本明細書で使用される「導電性の」及び「絶縁性の」という用語は、それぞれ、電気的に導電性である、及び電気的に絶縁性であることを意味することが明示的に意図されていることが理解される。これらの用語の意味は、本発明の技術的文脈、すなわち光起電力太陽電池デバイスの文脈を考慮すると、特に明らかである。

【0012】

次に、第１の態様の任意選択の機能について述べる。これらは、単独で、又は任意の態様との任意の組み合わせで適用可能である。

【0013】

上述したように、複数の導電性素子は、第２の導電性素子が層状構造の導電性表面から第１の導電性素子よりも多くの電流を引き出すように構成されてもよい。例えば、第２の導電性素子は、複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子であってもよい。複数の導電性素子は、２つの最も外側の導電性素子と、２つの最も外側の導電性素子の間に配設された複数の中間導電性素子と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第２の導電性素子は、中間導電性素子であってもよい。

【0014】

上述したように、複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子は、場合によっては、中間導電性素子よりも大きいエリアで機能し（すなわち、そこから電流を引き出し）てもよい（すなわち、最も外側の導電性素子が複数の導電性素子の間の間隔の半分よりも大きい距離だけ導電性表面の端部から離隔して配置されている場合）。これは、最も外側の導電性素子と導電性表面の隣接する端部との間の領域で引き出された電流の全てが最も外側の導電性素子を通過しなければならないからである（一方、２つの隣接する導電性素子の間の領域では、電流の半分のみが各導電性素子を通過する）。最も外側の導電性素子の断面積を増加させることは、最も外側の導電性素子がこのより大きい電流をより良好に収容することができることを意味し、このことは、（導電性素子のサイズが小さいことから結果として生じる）電力損失を最小限に抑えるのに役立つことができる。

【0015】

第２の導電性素子は、第１の導電性素子よりも大きい、有効利用エリア（effective served area）を有してもよい。中間導電性素子について、有効利用エリアは、第１のエリアの半分と第２のエリアの半分とを合計することによって決定されてもよい。第１のエリアは、中間導電性素子と第１の隣接する導電性素子との間のエリアとして定義されてもよく、第２のエリアは、中間導電性素子と第２の隣接する導電性素子との間のエリアとして定義されてもよい。最も外側の導電性素子について、有効利用エリアは、第３のエリアの半分と第４のエリアとを合計することによって決定されてもよい。第３のエリアは、最も外側の導電性素子と隣接する導電性素子との間のエリアとして定義されてもよく、第４のエリアは、最も外側の導電性素子と層状構造の隣接する端部との間のエリアとして定義されてもよい。

【0016】

不確かさを避けるために、第１、第２、第３、及び第４のエリアは、電極アセンブリが配置されている層状構造の表面（すなわち、導電性表面）のエリアである。更に、ワイヤ（例えば、２つのワイヤの間、又はワイヤと端部との間）によって少なくとも部分的に画定されるエリアへの言及は、ワイヤの中心軸まで延在するエリアへの言及である。

【0017】

不確かさを避けるために、本明細書で使用される場合、「隣接する」という用語は、「直接隣接する」又は「接触する」を意味しない。例えば、「隣接する導電性素子」という用語は、本明細書では、横方向において最も近い導電性素子（又は２つの最も近い導電性素子のうちの１つ）について説明するために使用される。同様に、「隣接する端部」という用語は、本明細書では、最も近い長手方向に延在する端部（すなわち、横方向において最も近い）について説明するために使用される。

【0018】

より大きい最も外側の導電性素子を設けることの更なる利点は、導電性素子を層状構造の端部（例えば、導電性表面の端部）からより大きい距離だけ離隔して配置できると同時に、（間隔の増加に起因して）導電性素子が機能するより大きい領域からの増加した集電に対応できることである。層状構造（例えば、導電性表面）の端部からのこの増加した間隔を設けることによって、層状構造（例えば、導電性表面）の端部に導電性素子がないより大きい領域が存在する。このより大きい導電性素子フリー領域は、例えばフィルム（存在する場合）と太陽電池との間を、より良好に接着することができる（この領域のサイズの増加は、フィルムと太陽電池との間の接触面積をより大きくするため）。したがって、存在する場合、フィルム（及び結果として、導電性素子）を、太陽電池上により堅固に保持することができる。

【0019】

より一般には、より大きい導電性素子を使用することにより（この導電性素子が最も外側のワイヤであるかどうかにかかわらず）、導電性素子と導電性表面との間の接触面積がより大きくなり、導電性素子と導電性表面との間の接触を改善（及び接着をより良好に）することができる。

【0020】

第１の導電性素子は、中間導電性素子であってもよい。代替的に、第１の導電性素子は、最も外側の導電性素子であってもよい。このことは、例えば、最も外側の導電性素子が、中間導電性素子よりも小さいエリアを利用に供するために、導電性表面の端部又は端部の近くに配設される場合に望ましいことがある。第１の導電性素子は、第２の導電性素子に隣接してもよい。

【0021】

複数の導電性素子は、第３の導電性素子を含んでもよく、第３の導電性素子は、第３の断面積を有してもよい。第３の断面積は、第１の断面積よりも大きくてもよい。第３の断面積は、第２の断面積と同じであってもよい。したがって、第２及び第３の導電性素子は、同じ断面積を有してもよい。第３の導電性素子は、複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子であってもよい（すなわち、第２及び第３の導電性素子は、複数の導電性素子のうちの２つの最も外側の導電性素子を規定してもよい）。

【0022】

したがって、複数の導電性素子のうちの２つの最も外側の導電性素子（例えば、第２及び第３の導電性素子）はそれぞれ、少なくとも１つの中間導電性素子（例えば、第１の導電性素子）よりも大きい断面積を有してもよい。複数の導電性素子のうちの２つの最も外側の導電性素子はそれぞれ、複数の中間導電性素子よりも大きい断面積を有してもよい。いくつかの実施形態では、複数の導電性素子のうちの２つの最も外側の導電性素子はそれぞれ、中間導電性素子のそれぞれの断面積よりも大きい断面積を有してもよい（すなわち、最も外側の導電性素子は、中間導電性素子の全てよりも大きくてもよい）。

【0023】

いくつかの実施形態では、中間導電性素子の全て（又は実質的に全て）は、同じ断面積（例えば、第１の断面積）を有してもよい。

【0024】

複数の導電性素子は、均等に離隔して配置され（すなわち、等間隔で離隔して配置され）てもよい。すなわち、複数の導電性素子における導電性素子の各隣接する対の間に一定の間隔が存在してもよい。複数の導電性素子は、代替的に、不均等に離隔して配置されてもよい。すなわち、隣接する導電性素子の少なくとも１つの対の間の横方向の間隔は、隣接する導電性素子の別の対の間の横方向の間隔よりも大きくてもよい。導電性素子の第１の対が（複数の導電性素子のうちの）導電性素子の第２の対よりも導電性素子間の間隔が大きい場合、導電性素子の第１の対は、第２の導電性素子を含んでもよく、導電性素子の第２の対は、第１の導電性素子を含んでもよい。

【0025】

複数の導電性素子は、互いに実質的に平行であってもよい。

【0026】

導電性素子の形状（上記で説明したような断面積に加えて）は、電極アセンブリの光電子特性、すなわち、それらの集電特性及び遮光特性を最適化するように選択されてもよい。

【0027】

各導電性素子は、円形の断面形状、すなわち、導電性素子の軸方向の長さを横断する形状を有してもよい。代替的に、各導電性素子は、例えば、長方形又は三角形の形状を有する、異なる横方向断面形状を有してもよい。代替的に、各導電性素子は、楕円形、長円形（すなわち、レースコース（racecourse）形状）、又は不規則な横方向断面形状を有してもよい。

【0028】

各導電性素子は、導電性金属又は金属合金を含んでもよい。導電性素子のそれぞれは、低融点、すなわち導電性素子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、合金コーティングでコーティングされてもよい。各導電性素子は、合金コーティングに完全にコーティングされてもよいし、太陽電池の層状構造に面する１つ以上の側（層状構造上に配置された場合）で少なくとも部分的にコーティングされてもよい。

【0029】

各導電性素子は、導電性素子の長さに沿って実質的に一定の断面積を有してもよい。各導電性素子は、導電性素子の長さに沿って実質的に一定の断面形状を有してもよい。

【0030】

第１の導電性素子及び／又は各中間導電性素子は、第１の直径を有してもよい。第１の直径は、２００μｍ～３００μｍ、又は例えば２２５μｍ～２７５μｍ、又は約２５０μｍであってもよい。第１の断面積は、０．０３ｍｍ^２～０．０７ｍｍ^２、又は例えば０．０４ｍｍ^２～０．０６ｍｍ^２、又は約０．０５ｍｍ^２であってもよい。

【0031】

第２の導電性素子及び／又は第３の導電性素子は、第２の直径を有してもよい。第２の直径は、２５０μｍ～３５０μｍ、又は例えば２７５μｍ～３２５μｍ、又は約３００μｍであってもよい。第２の断面積は、０．０５ｍｍ^２～０．１０ｍｍ^２、又は例えば０．０６ｍｍ^２～０．０８ｍｍ^２、又は約０．０７ｍｍ^２であってもよい。

【0032】

第２の直径は、第１の直径よりも３０μｍ～７０μｍ大きくてもよい。第２の直径は、第１の直径よりも約５０μｍ大きくてもよい。

【0033】

第２の断面積は、第１の断面積よりも０．０１ｍｍ^２～０．０３ｍｍ^２大きくてもよい。第２の断面積は、第１の断面積よりも約０．０２ｍｍ^２大きくてもよい。

【0034】

第２の断面積は、第１の断面積よりも３０％～６０％大きくてもよい。第２の断面積は、第１の断面積よりも約４５％大きくてもよい。

【0035】

第１の距離は、複数の導電性素子のうちの２つの隣接する導電性素子（例えば、第１の導電性素子及び隣接する導電性素子）の間で定義されてもよい。導電性素子が均等に離隔されている場合、第１の距離は、導電性素子のそれぞれの間の（均等な）間隔を表してもよい（すなわち、各導電性素子は、隣接する導電性素子から第１の距離だけ離隔されてもよい）。

【0036】

第１の距離は、８ｍｍ～１０ｍｍ、又は８．５ｍｍ～１０ｍｍ、又は９ｍｍ～９．５ｍｍ、又は約９．３ｍｍであってもよい。

【0037】

不正確さを避けるために、本明細書における導電性素子及び／又は端部の間の距離及び／又は間隔への言及は、横方向の距離／間隔と解釈される（すなわち、導電性素子の軸方向の延長線に垂直な方向）と解釈されるものとする。更に、１つ以上の導電性素子を伴う（横方向の）距離は、導電性素子の中心軸から計測されるものとする。例として、２つの隣接する導電性素子の間の距離への言及は、一方の導電性素子の中心軸と、他方の隣接する導電性素子の中心軸と、の間の距離である。第２の例として、導電性素子と（フィルム又は層状構造の）端部との間の距離への言及は、導電性素子の中心軸と端部との間の横方向の距離への言及である。理解されるように、この第２の例では、導電性素子の中心軸は、端部が一部を形成する構成要素（例えば、フィルム又は層状構造）の表面から離隔されて（例えば、上方で）もよい。そのような場合、そのような距離への言及は、中心軸と端部との間の距離の横方向成分への言及であることを強調する（すなわち、距離は、表面に平行に測定されるものとする）。

【0038】

複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子と、層状構造の隣接する端部（例えば、導電性表面の端部）と、の間の距離は、複数の導電性素子のうちの２つの隣接する導電性素子の間の距離以上であってもよい。換言すると、電極アセンブリは、複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子（例えば、第２の導電性素子）と、電極アセンブリが配置されている層状構造の導電性表面の隣接する（長手方向の）端部と、の間で第２の（横方向の）距離が定義されるように、導電性表面上に配置されてもよい。第２の距離は、第１の距離以上であってもよい。すなわち、最も外側の導電性素子は、複数の導電性素子のうちの２つの隣接する導電性素子の間の距離よりも長い距離だけ、層状構造の隣接する端部から離隔されてもよい。

【0039】

第１の距離は、第２の距離を部分的に定義する最も外側の導電性素子（例えば、第２の導電性素子）と、この最も外側の導電性素子に隣接する導電性素子（例えば、第１の導電性素子）と、の間で定義されてもよい。

【0040】

すでに上述したように、太陽電池アセンブリの端部からの導電性素子の距離を最大化することは、導電性素子を太陽電池アセンブリに固定するための手段（フィルムなど）を接着するための導電性素子フリーのエリアがより大きくなるという点で有利である。より大きい最も外側の導電性素子は、そのような距離の確保から結果として生じるより大きいエリアから電荷を（最小限の電力損失で）引き出すのに十分な容量があることを保証することによって、そのような距離の確保を可能にすることができる。

【0041】

他の実施形態では、第２の距離は、第１の距離よりも小さくてもよい（例えば、第１の距離のおよそ半分であってもよい）。

【0042】

第３の（横方向の）距離は、２つの最も外側の導電性素子（例えば、第３の導電性素子）の他方と、層状構造の隣接する端部（例えば、導電性表面の隣接する端部）と、の間で定義されてもよい。第３の距離は、第２の距離と同じであってもよい。この点で、複数の導電性素子は、層状構造の対向する（長手方向に延在する）端部と、隣接する最も外側の導電性素子と、の間の間隔が導電性素子間の間隔自体よりも大きいように、層状構造上に配置されてもよい。

【0043】

第２及び／又は第３の距離は、１０ｍｍ～１３ｍｍ、又は１１ｍｍ～１２ｍｍ、又は１１ｍｍ～１１．５ｍｍ、又は約１１．２５ｍｍであってもよい。

【0044】

電極アセンブリは、絶縁性の光透過性フィルムを有してもよい。フィルムは、導電性素子の上に積層（overlie）されてもよい（すなわち、導電性素子は、フィルムと導電性表面との間に設けられてもよい）。フィルム（箔とも称される）は、導電性表面上への取り付け中に導電性素子を導電性素子の離隔された配置に維持するための手段を提供してもよい。フィルムは、層状構造の表面上に電極アセンブリを保持する（それによって、導電性素子と導電性表面との間のオーム接触を維持する）ように構成されてもよい。電極アセンブリは、電極アセンブリがそのようなフィルムを有する場合（及び導電性素子がワイヤの形態である場合）、箔（又はフィルム）及びワイヤアセンブリと称することができる。

【0045】

複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子と、フィルムの隣接する端部と、の間の距離は、複数の導電性素子のうちの２つの隣接する導電性素子の間の距離以上であってもよい。すなわち、複数の導電性素子は、第１の距離以上である第４の（横方向の）距離が、複数の導電性素子のうちの最も外側の導電性素子（例えば、第２の導電性素子）と、フィルムの隣接する（長手方向の）端部と、の間で定義されるように配置されてもよい。

【0046】

第１の距離以上である第５の（横方向の）距離は、２つの最も外側の導電性素子（例えば、第３の導電性素子）の他方と、フィルムの隣接する端部と、の間で定義されてもよい。第５の距離は、第４の距離と同じであってもよい。

【0047】

この点で、複数の導電性素子は、フィルムの対向する長手方向の端部と、隣接する最も外側の導電性素子と、の間の間隔が、導電性素子の間の間隔よりも大きいように配置されてもよい。

【0048】

第４及び／又は第５の距離は、１０ｍｍ～１３ｍｍ、又は１１ｍｍ～１２ｍｍ、又は１１ｍｍ～１１．５ｍｍ、又は約１１．２５ｍｍであってもよい。

【0049】

第１、第２、第３、第４、及び第５の距離のそれぞれは、同じ横方向に延在する軸に沿って計測されてもよい。

【0050】

すでに上述したように、フィルムの端部から導電性素子までの距離を最大化することは、フィルムの端部と太陽電池との接着のためのより大きい導電性素子フリーエリアを提供するという点で有益である（このことは、導電性素子のサイズを変更することによって達成されてもよい）。

【0051】

上述のように、フィルムは、太陽電池の層状構造上に導電性素子を保持するように構成されてもよい。導電性素子は、フィルムに取り付けられ（例えば、接着され）てもよい。導電性素子は、各導電性素子の表面がフィルムの表面から突出するように、フィルムに部分的に埋め込まれてもよい。代替的に、導電性素子は、フィルムに完全に埋め込まれていてもよい。

【0052】

導電性素子のそれぞれは、ワイヤ又はワイヤ部分などの細長い形状を有してもよい（が、他の実施形態では、導電性素子は、例えばバスバーであってもよい）。各導電性素子は、連続的であってもよく（すなわち、途切れることなく）、フィルムの大部分を横切って（例えば、実質的に完全に横切って）延在してもよい。各導電性素子は、実質的に、途切れずにフィルムの一方の端部からフィルムの反対側の端部まで、延在してもよい。各導電性素子は、フィルムの端部のうちの少なくとも１つを超えて延在してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書における導電性素子への言及は、層状構造の表面上に配置されたそれらの導電性素子の部分のみへの言及である場合がある。

【0053】

フィルムは、長方形であってもよい。フィルムは、長い寸法及び短い寸法を有してもよい。導電性素子は、短い寸法の方向に延在してもよい（すなわち、長手方向が、短い寸法の方向であってもよい）。したがって、そのような実施形態では、横方向は、長い寸法の方向であってもよい。代替的に、導電性素子は、長い方向の方向に延在してもよく、横方向は、短い寸法の方向であってもよい。

【0054】

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、収縮に対する耐性を有するポリマー材料を含んでもよい。例示的なポリマー材料としては、酢酸塩、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、レイオネクスト（rayonext）、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を挙げることができる。

【0055】

フィルムの表面（すなわち、導電性素子に面する）は、透明シール層（例えば、接着層）でコーティングされてもよい。シール層は、室温で非接着状態にあるように構成されてもよく、加熱されると（すなわち、室温を上回る温度に）接着状態に移行するように構成されてもよい。したがって、太陽電池の製造中に、フィルムは、シール層が軟化して、力の印加に起因して導電性素子へのフィルムの接着を可能にするように、加熱されてもよい。このようにして、導電性素子は、シール層に少なくとも部分的に埋め込まれてもよい。追加的又は代替的に、フィルム（例えば、太陽電池に接触するように構成されたフィルムの一部分又は表面）は、室温で非接着状態にあるように構成されてもよく、加熱されると（すなわち、室温を上回る温度に）接着状態に移行するように構成されてもよい。したがって、太陽電池の製造中に、フィルムは、加熱され、軟化して、力の印加に起因して導電性素子へのフィルムの接着を可能にしてもよい。このようにして、導電性素子は、フィルムに少なくとも部分的に埋め込まれてもよい。この実施形態では、シール層は、存在しなくてもよい。

【0056】

導電性表面は、複数のフィンガー電極（例えば、導電性素子／部材）を有してもよい。各フィンガー電極は、細長くてもよく、実質的に横方向に延在してもよい。（電極アセンブリの）導電性素子は、複数のフィンガー電極を横切って長手方向に延在してもよい。この点で、フィンガー電極は、導電性素子に実質的に垂直であってもよい。

【0057】

フィンガー電極は、印刷された導電性材料を含んでもよい。印刷された導電性材料は、層状構造の表面上への微細な（すなわち、狭い幅及び小さい深さ）フィンガー電極の形成を可能にしてもよい。

【0058】

フィンガー電極は、導電性表面全体にわたって実質的に均等に分布してもよい。したがって、例えば、最も外側の導電性素子と導電性表面の端部との間の領域は、２つの隣接する導電性素子の間の領域と同じ数のフィンガー電極を有してもよい。換言すると、導電性表面に、余剰ライン（導電性素子に平行である導電性表面の対向する長手方向の端部の一方又は両方から延在する）がなくてもよい。

【0059】

１つ以上のより大きい最も外側の導電性素子の存在により、そのような配置を容易に提供することができる。端部における領域がそれぞれ１つの導電性素子によって利用されるのみであるため、余剰ラインは、典型的には、発生する損失を低減するために、太陽電池の端部に設けられる。より低い抵抗を有する、最も外側の導電性素子をより大きくすることにより、場合によっては、太陽電池アセンブリの効率を損なうことなく余剰ラインを除去できる。これは、（余剰ラインによって引き起こされる遮光の低減から結果として生じる）より大きい最も外側の導電性素子のより低い電力損失と、最も外側の領域におけるより高い電流と、が、余剰ラインの除去のいかなる悪影響をも相殺できるからである。

【0060】

層状構造は、使用中に光が入射する前面（例えば、最前面）と、前面の反対側の後面（例えば、最後面）と、を有してもよい。

【0061】

導電性表面は、層状構造の前面（光入射面）であってもよい。したがって、電極アセンブリは、層状構造の前面上（すなわち、導電性表面のフィンガー電極上）に配置されてもよく、導電性素子は、層状構造の前面を横切って（すなわち、フィンガー電極を横切って）延在してもよい。そ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る場合がある。

【0062】

他の実施形態では、導電性表面は、層状構造の後面であってもよい。したがって、電極アセンブリは、層状構造の後面上に配置されてもよく、導電性素子は、層状構造の後面を横切って（すなわち、導電性表面のフィンガー電極上に）延在してもよい。そのような電極アセンブリは、後部電極アセンブリと称される場合がある。

【0063】

太陽電池アセンブリは、前部電極アセンブリ及び後部電極アセンブリの両方を備えてもよい（かつ層状構造は、前導電性表面及び後導電性表面の両方を有してもよい）。

【0064】

層状構造は、太陽光発電素子を有する複数の層を有してもよい。太陽光発電素子は、半導体材料を含んでもよい。したがって、太陽光発電素子は、半導体基板であってもよい。半導体基板は、結晶シリコン（例えば、単結晶シリコンウェハ）から形成されてもよい。基板は、第１の導電型（例えば、ｎ型）で構成されてもよく、層状構造は、第１の導電型とは逆である第２の導電型（例えば、ｐ型）で構成されており、したがって、基板とｐ－ｎ接合を形成するコレクタ層を有してもよい。そのような構成によれば、コレクタ層は、太陽電池の少数電荷キャリアコレクタ層（例えば、正孔コレクタ層）を画定してもよい。

【0065】

太陽電池の動作中、複数の電子正孔対が、基板に入射する光によって生成される。基板がｎ型であり、かつ少数電荷キャリアコレクタ層がｐ型（例えば、正孔コレクタ層）である場合、分離された正孔及び電子は、それぞれ、ｐ型正孔コレクタ層及びｎ型基板に移動する。したがって、正孔は、ｐ型正孔コレクタ層内の多数電荷キャリアとして動作し、電子は、ｎ型基板内の多数電荷キャリアとして動作する。

【0066】

代替的な構成によれば、基板は、ｐ型であってもよく、少数電荷キャリアコレクタ層は、ｎ型（例えば、電子コレクタ層）であってもよく、したがって、基板とｐ－ｎ接合部を形成する。この事例では、分離された電子及び正孔は、それぞれ、ｎ型電子コレクタ層及びｐ型基板に移動する。

【0067】

コレクタ層は、基板の導電型と同じである第１の導電型（例えば、ｎ型）で構成された多数電荷キャリアコレクタ層を画定してもよい。例えば、基板及び多数電荷キャリアコレクタ層の両方は、ｎ型であってもよく、これにより、多数電荷キャリアコレクタ層は、電子コレクタ層を画定する。したがって、多数電荷キャリアコレクタ層は、基板から電荷キャリアを選択的にスクリーニングするか、又は引き出すように構成されてもよい。したがって、太陽電池が使用されているとき、基板に入射する光によって生成された電子は、電子コレクタ層に集められ、これらの電子は、多数電荷キャリアとして動作する。

【0068】

コレクタ層は、基板の第１の表面上に配置されてもよい。太陽電池の層状構造は、第１の表面の反対側の基板の第２の表面上に配置された第２のコレクタ層（例えば、バックフィールド層）を更に有してもよい。第１及び第２の表面は、それぞれ、基板の前面及び背面（又は後面）を画定してもよい。太陽電池の層状構造は、基板とそれぞれの第１及び第２のコレクタ層との間に配置されたパッシベーション層を更に有してもよい。

【0069】

例示的な構成によれば、基板は、ｐ型単結晶シリコンウェハと比較して、より長い寿命特性を呈するｎ型単結晶シリコンウェハから形成されてもよい。前部コレクタ層は、ｎ型になるように少なくとも部分的にドープされた非晶質材料（例えば、非晶質シリコン）を含んでもよい。背部コレクタ層は、ｐ型になるように少なくとも部分的にドープされた非晶質材料（例えば、非晶質シリコン）を含んでもよい。他の実施形態では、背部コレクタ層は、ｎ型であるように少なくとも部分的にドープされてもよく、前部コレクタ層は、ｐ型であるように少なくとも部分的にドープされてもよい。

【0070】

そのような構成は、ヘテロ接合技術（ＨＪＴ）タイプの太陽電池の形成に寄与することができ、これは、２つの異なる材料を組み合わせて電荷分離ｐ－ｎ接合部（a charge separating p-n junction）を作成するためにそのように定義される。代替的に、太陽電池は、多接合（例えば、タンデム）太陽電池を有してもよく、これは、２つ以上の電荷分離接合部及び２つ以上の電荷生成光子吸収層を有するためにそのように定義される。もちろん、層状構造は、他の形態であってもよい（例えば、太陽電池アセンブリは、ヘテロ接合太陽電池でなくてもよい）。

【0071】

電極アセンブリは、コレクタ層が電極アセンブリと基板との間に介在するように配置されてもよい。

【0072】

コレクタ層が基板の背（例えば、最背）面上に配置されている場合、電極アセンブリは、層状構造の背面上に配置されて、太陽電池の背部電極を画定してもよい。コレクタ層が基板の前（例えば、最前）面上に配置されている場合、電極アセンブリは、層状構造の前面上に配置されて、太陽電池の前部電極を画定してもよい。太陽電池は、前部層状構造の前面上に配置された前部電極アセンブリと、背部層状構造の背面上に配置された背部電極アセンブリと、を有してもよい。

【0073】

半導体基板は、結晶シリコン（ｃ－Ｓｉ）を含んでもよい。半導体基板がｎ型半導体である場合、半導体材料は、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、及びアンチモン（Ｓｂ）などのＶ族元素の不純物を含有するように構成されてもよい。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有してもよい。代替的に、半導体材料は、シリコン以外の材料で形成されてもよい。

【0074】

層状構造の表面、例えば前面は、不均一な表面、又は不均一な特性を有する表面を形成するようにテクスチャ加工されてもよい。この場合、層状構造のテクスチャ加工された表面によって、層状構造に入射する光の量が増加し、したがって、太陽電池の効率を改善することができる。

【0075】

層状構造は、層状構造の前面及び／又は後面に配置された反射防止層又はコーティングを更に有してもよい。反射防止層は、単層構造又は多層構造を有してもよい。反射防止層は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）及び／又は酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）から形成されてもよい。代替的に、反射防止層は、反射防止表面を提供するようにテクスチャ加工されたインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）から形成されてもよい。反射防止層は、効果的に、太陽電池に入射する光の反射率を低下させ、所定の波長帯域の選択性を高め、それによって、太陽電池の効率を増加させることができる。

【0076】

第２の態様では、それぞれ第１の態様に従って、複数の太陽電池アセンブリを備える太陽光モジュールが提供される。太陽電池アセンブリは、互いに電気的に結合されてもよい。

【0077】

複数の太陽電池アセンブリは、第１及び第２の太陽電池アセンブリを含んでもよく、第１の太陽電池アセンブリの導電性ワイヤは、第２の太陽電池アセンブリの導電性素子に電気的に結合されている。したがって、複数の導電性素子は、太陽電池モジュール内の２つ以上の太陽電池アセンブリの間の電気的接続を形成してもよい。

【0078】

複数の導電性素子は、電気的に結合された導電性素子の対を含んでもよく、各対は、第１の太陽電池アセンブリの一部を形成する第１の導電性素子と、第２の太陽電池アセンブリの一部を形成する第２の導電性素子と、を有する。第１及び第２の導電性素子は、第３の導電性素子（例えば、銅リボン）によって互いに電気的に結合されて、第１及び第２の導電性素子の間に電流が流れることを可能にしてもよい。第３の導電性素子は、第１及び第２の導電性素子に実質的に平行又は実質的に垂直であってもよい。

【0079】

第１、第２、及び第３の導電性素子は、一体的に形成されて、単一の一体的に形成された要素（例えば、ワイヤ）を形成してもよい。このように導電性素子を構成することで、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、それによって、太陽電池アセンブリを製作するために必要な製造ステップの数と複雑さが軽減される。

【0080】

代替的に、第１及び第２の導電性素子（及び存在する場合に、第３の導電性素子）は、別個に形成されているが、互いに電気的に結合されていてもよい。

【0081】

第１の導電性素子は、第１の太陽電池アセンブリの層状構造の導電性前面に接触してもよく、第２の導電性素子は、第２の太陽電池アセンブリの導電性後面に接触してもよい。したがって、存在する場合に、第３の導電性素子は、第１の太陽電池アセンブリの層状構造の前面から第２の太陽電池アセンブリの層状構造の後面まで延在してもよい。

【0082】

上述したように、各太陽電池アセンブリの電極アセンブリは、フィルムを備える。導電性素子は、これらのフィルムと、対応するソーラーアセンブリのそれぞれの導電性表面と、の間に受容されている。１つの太陽電池アセンブリのフィルムは、別の太陽電池アセンブリのフィルムから分離されてもよい。したがって、各第１の導電性素子は、第１のフィルムと、第１の太陽電池アセンブリの層状構造の前面と、の間に受容されてもよく、各第２の導電性素子は、第２のフィルムと、第２の太陽電池アセンブリの層状構造の後面と、の間に受容されてもよい。各第３の導電性素子は、第１のフィルムと第２のフィルムとの間に延在してもよい（すなわち、第１及び第２のフィルムのいずれにも取り付けられなくてもよい／受容されなくてもよい）。

【0083】

理解されるように、第２の太陽電池アセンブリは、同様の様態で第３の太陽電池アセンブリに結合されてもよい（すなわち、導電性素子は、第２の太陽電池アセンブリの層状構造の導電性前面から第３の太陽電池アセンブリの層状構造の導電性後面まで延在する）。このようにして、結合された太陽電池アセンブリの列又はストリングが形成されてもよい。

【0084】

第３の態様では、太陽電池用の電極アセンブリであって、電極アセンブリは、
絶縁性の光透過性フィルムと、
長手方向に延在し、横方向に離隔してフィルムの表面上に配置された複数の導電性素子であって、複数の導電性素子が、第１の断面積を有する第１の導電性素子と、第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有する第２の導電性素子と、を含む、導電性素子と、を備える、太陽電池用の電極アセンブリが提供される。

【0085】

第３の態様の電極アセンブリは、第１の態様に関して上述した電極アセンブリと同じであってもよい（第１の態様の１つ以上の任意選択の機能のうちの１つ以上を有してもよい）。したがって、フィルムは、第１の態様に関して上述したものであってもよく、同様に、複数の導電性素子（それらの構成を含む）は、第１の態様に関して上述したものであってもよい。

【0086】

当業者は、相互に排他的な場合を除き、上記の態様のいずれか１つに関連して記載された特徴又はパラメータが任意の他の態様に適用できることを理解できる。更に、相互に排他的である場合を除き、本明細書に記載される任意の特徴又はパラメータは、任意の態様に適用でき、及び／又は本明細書に記載される任意の他の特徴又はパラメータと組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0087】

次に、図面を参照しながら、実施形態を例としてのみ説明する。

【0088】

【図1A】太陽電池の上面図である。

【図1B】図１Ａの太陽電池の側面断面図である。

【図2】図１Ａの太陽電池の層状構造を例示する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0089】

次に、本開示の態様及び実施形態を、添付図面を参照して説明する。更なる態様及び実施形態は、当業者には明らかである。

【0090】

図１Ａ及び１Ｂは、太陽光発電素子（図示せず）及び導電性前面１１１及び導電性後面を有する層状構造１０２の前側及び後ろ側にそれぞれ配置された前部電極アセンブリ１０１及び後部電極アセンブリ１０１’を有する太陽電池アセンブリ１００を示している。簡潔さのために、前部電極アセンブリ１０１のみが以下で説明されるが、説明が後部電極アセンブリ１０１’に等しく適用されることを理解されたい（その理由で、同様の参照番号を使用して、後部電極アセンブリ１０１’を標記している）。

【0091】

前部電極アセンブリ１０１は、電気絶縁性の光透過性フィルム１０３と、フィルム１０３の表面上にワイヤ１０４ａ～１０４ｆの形態で横方向に離隔して配置された複数の導電性素子と、を有する。以下に更に記載するように、電極アセンブリ１０１は、（太陽電池アセンブリ１００に入射する光に応答して）層状構造１０２の太陽光発電素子によって生成された電流を引き出すために、太陽電池アセンブリ１００の層状構造１０２の導電性前面１１１上に配置されるように構成されている。

【0092】

複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのそれぞれは、円形断面形状を有する（図１Ｂに示されるように）。複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆはまた、均等に離隔して配置され、互いに平行であり、長手方向（図１における垂直方向）に延在する。６つのワイヤ１０４ａ～１０４ｆのみが示されているが、明確さのために、いくつかの（中間の）ワイヤが図から省略されていることを理解されたい。複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのうちの第１のワイヤ１０４ｂは、第１の断面積を有し、複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのうちの第２のワイヤ１０４ａは、第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有する（すなわち、第２のワイヤ１０４ａは、第１のワイヤ１０４ｂよりも大きい直径を有する）。重ねて、このことは、図１Ｂから特に明らかである。第１のワイヤ１０４ｂは、２５０μｍの直径を有し、第２のワイヤ１０４ａは、３００μｍの直径を有する。

【0093】

より大きい断面積を有する第２のワイヤ１０４ａは、複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのうちの２つの最も外側のワイヤのうちの一方（他方は、第３のワイヤ１０４ｆである）である。図示されていないが、これらのワイヤ１０４ａ～１０４ｆは、ワイヤ１０４ａ～１０４ｆに対して垂直に延在する、層状構造の導電性前面１１１の複数のフィンガー電極上に配置されている。フィンガー電極は、表面全体にわたって均等に分布し、ワイヤ１０４ａ～１０４ｆによる太陽電池アセンブリ１００からの電流の引き出しのために、層状構造１０２からワイヤ１０４ａ～１０４ｆに電流を伝達する。一般に、複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのうち特定のワイヤによって引き出される電流の量は、そのワイヤの、任意の隣接するワイヤ、及び／又は層状構造１０２の隣接する端部への近接度に依存する。

【0094】

したがって、図から明らかなように、第２のワイヤ１０４ａは、第１のワイヤ１０４ｂよりも多くの電流を引き出すことが必要とされる。これは、第２のワイヤ１０４ａが複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのうちの最も外側のワイヤであるためであり、このことは、第２のワイヤ１０４ａと、層状構造の隣接する長手方向端部１０５ａと、の間の領域で生成された電流の全てが第２のワイヤ１０４ａによってのみ引き出されることを意味する。このことは、２つの他の隣接するワイヤ（第２のワイヤ１０４ａ及び第４のワイヤ１０４ｃ）の間にある第１のワイヤ１０４ｂとは対照的であり、第１のワイヤ１０４ｂのいずれの側の領域からの電流の引き出しも、隣接するワイヤ１０４ａ、１０４ｃと共有されるようになっている。

【0095】

特に、第２のワイヤ１０４ａは、第１のワイヤ１０４ｂよりも大きい有効利用エリアを有する。第１のワイヤ１０４ｂの有効利用エリアは、第１のエリア１１７ａの半分と第２のエリア１１７ｂの半分とを合計することによって決定される。第１のエリア１１７ａは、第１のワイヤ１０４ｂと第２のワイヤ１０４ａとの間に画定され、第２のエリア１１７ｂは、第１のワイヤ１０４ｂと第４のワイヤ１０４ｃとの間に画定される。第２のワイヤ１０４ｂの有効利用エリアは、第１のエリア１１７ａの半分と第３のエリア１１７ｃとを合計することによって決定される。第３のエリア１１７ｃは、第２のワイヤ１０４ａと、層状構造１０２の隣接する端部１０５ａと、の間に画定される。例示の目的で、第１のエリア１１７ａ、第２のエリア１１７ｂ、及び第３のエリア１１７ｃを示す破線は、ワイヤ／端部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃから挿入されているが、これらのエリア１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃは、ワイヤ／端部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａの間の領域全体にわたって延在することを理解されたい。

【0096】

第２のワイヤ１０４ａのより大きい断面積は、例えば、第２のワイヤが利用に供するエリアに対して第２のワイヤがサイズ不足である（例えば、第１のワイヤ１０４ｂと同じ断面積を有する）とする場合に生じるであろう電力損失を最小限に抑えるのに役立つ。

【0097】

上述したように、複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆはまた、複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆのうちの第２の最も外側のワイヤであり、第２のワイヤ１０４ａとは複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆの反対側に配設されている第３のワイヤ１０４ｆを有する。第３のワイヤ１０４ｆは、第２のワイヤ１０４ａと同じ直径（３００μｍ）を有し、したがって同じ断面積を有する。

【0098】

複数のワイヤ１０４ａ～１０４ｆは、最も外側のワイヤ１０４ａ、１０４ｆの間に配設された複数の中間ワイヤ１０４ｂ～１０４ｅを有する。第１のワイヤ１０４ｂは、これらの中間ワイヤ１０４ｂ～１０４ｅのうちの１つである。図１Ｂから明らかなように、中間ワイヤ１０４ｂ～１０４ｅのそれぞれは、第１のワイヤ１０４ｂと同じ直径を有する（これにより、各中間ワイヤ１０４ｂ～１０４ｅは、第１の断面積を有する）。中間ワイヤ１０４ｂ～１０４ｅのそれぞれは、２つの最も外側のワイヤ１０４ａ、１０４ｆのそれぞれよりも（電流引き出しに関して）小さい面積を利用に供する。この点で、ワイヤ１０４ａ～１０４ｆの直径（したがって、断面積）は、これらのワイヤが利用に供することを必要とされるそれぞれのエリア（したがって、これらのワイヤが引き出すことを必要とされる電流の大きさ）に対応する。これにより、電力損失（ワイヤのサイズ不足に起因する）及び遮光（ワイヤのサイズ過大に起因する）の両方が最小限に抑えられることが確実になる。

【0099】

電力損失を最小限に抑えることに加えて、第２のワイヤ１０４ａ及び第３のワイヤ１０４ｆを大きくすることによりは、フィルム１０３と層状構造１０２の表面との間の接着を良好にすることができる。次に、このことについてより詳細に記載する。

【0100】

図から明らかなように、ワイヤ１０４ａ～１０４ｆ間の間隔を表す第１の距離Ａは、第２のワイヤ１０４ａと、層状構造１０２の隣接する端部１０５ａと、の間で定義される第２の距離Ｂよりも短い。同様に、第１の距離Ａはまた、第３のワイヤ１０４ｆ及び層状構造１０２の隣接する端部１０５ｂによって定義される第３の距離Ｃよりも短い。例示される実施形態では、フィルム１０３は、層状構造１０２と同じ幅及び長さの寸法を有する。したがって、第２の距離Ｂは、第２のワイヤ１０４ａと、フィルム１０３の隣接する端部１０６ａと、の間で定義される第４の距離Ｄと同じである。同様に、第３の距離Ｃは、第３のワイヤ１０４ｆと、フィルム１０３の隣接する端部１０６ｂと、の間で定義される第５の距離Ｅと同じである。

【0101】

第２のワイヤ１０４ａ及び第３のワイヤ１０４ｆの断面積がより大きいため（すなわち、これらのワイヤ１０４ａ、１０４ｆは、より大きい電流引き出しが可能であるため）、第２、第３、第４、及び第５の距離を第１の距離よりも長くすることができる。これらのより長い距離によって提供される利益は、第２のワイヤ１０４ａ及び第３のワイヤ１０４ｆと、層状構造１０２のこれらのワイヤのそれぞれの隣接する端部１０５ａ、１０５ｂと、の間の２つの空間が、ワイヤがない領域１０７ａ、１０７ｂを画定するという事実から生じる。これらのワイヤフリー領域は、内部でフィルム１０３が層状構造１０２の前面と直接接触する（すなわち、ワイヤの存在によって中断されない）領域を提供する。この直接接触を最大化することは、そうすることがフィルム１０３と層状構造１０２との間の接着を増加させることができる（したがって、ワイヤ１０４ａ～１０４ｆが層状構造１０２上に堅固に保持されることを確実にするのに役立つことができる）ため、望ましい。

【0102】

図２は、上述した太陽電池アセンブリ１００の層状構造１０２の断面図である。この図では、層状構造１０２は、前部電極アセンブリ１０１及び後部電極アセンブリ１０１’から隔離されて示されている。層状構造１０２は、前部コレクタ層１０９と背部コレクタ層１１０との間に挟まれている半導体基板１０８の形態の太陽光発電素子を有する多層半導体アセンブリを有する。したがって、前部コレクタ層１０９と背部コレクタ層１１０とは、基板１０８の反対側に配置されている。

【0103】

前部コレクタ層１０９は、層状構造１０２の前面１１１に向かって配置されており、背部コレクタ層１１０は、背面１１２に向かって配置されている。組み立てられると、前部電極アセンブリ１０１は、前部コレクタ層１０９に電気的に接続されており、後部電極アセンブリ１０１’は、背部コレクタ層１１０に電気的に接続されている。そのような構成は、ヘテロ接合技術（ＨＪＴ）タイプの太陽電池を規定する。他の実施形態では、層状構造は、他の形態をとってもよい（例えば、太陽電池アセンブリは、ＨＪＴタイプの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、層状構造１０２が入射する放射（例えば、光）から電気を生成する層状構造１０２の機能を実行し続けることができることを条件に、１つ以上の層が存在しなくてもよく、１つ以上の層が互いに結合されてもよく、及び／又は追加の層が追加されてもよい。

【0104】

基板１０８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ドープされた（すなわち、ｎ型材料）結晶シリコン（ｃ－Ｓｉ）で形成されている。前部コレクタ層１０９及び背部コレクタ層１１０はそれぞれ、非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ：Ｈ）で形成されている。非晶質シリコンは、ＰＥＣＶＤを使用してシリコンウェハの前面及び後面上に堆積される。

【0105】

背部コレクタ層１１０は、正ドープされた半導体材料（すなわち、ｐ型材料）を含み、前部コレクタ層１０９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有する。

【0106】

層状構造１０２のこの例示的な構成では、背部コレクタ層１１０は、基板１０８の導電型とは逆の導電型を有する層状構造１０２の不純物領域を画定し、したがって、基板１０８とともにｐ－ｎ接合を形成する。

【0107】

多層半導体アセンブリは、第１の真性層１１３（intrinsic layer）及び第２の真性層１１４を更に備える。両方の真性層１１３、１１４は、真性ドープされた非晶質シリコンで形成されている。第１の真性層１１３は、前部コレクタ層１０９と基板１０８との間に配置されて、前側パッシベーション層を形成する。加えて、第２の真性層１１４は、基板１０８と背部コレクタ層１１０との間に配置されて、後ろ側パッシベーション層を形成する。

【0108】

最後に、層状構造１０２の前面１１１は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で形成されている透明導電コーティング１１５で覆われている。ＩＴＯ層の上面は、反射防止特性を提供するようにテクスチャ加工されている。反射防止層は、効果的に、太陽電池アセンブリ１００に入射する光の反射率を低下させ、所定の波長帯域の選択性を高め、それによって、太陽電池アセンブリ１００の効率を増加させる。

【0109】

層状構造１０２の背面１１２はまた、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で形成された透明導電コーティング１１６で覆われている。透明導電コーティング１１５、１１６は、層状構造１０２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のキャリア移動を増加させるように構成されている。透明導電コーティング１１５、１１６は、不十分なキャリア移動度を呈する非晶質シリコンで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。

【0110】

太陽電池アセンブリ１００の動作中、光は、図２の上部の矢印によって示されるように、層状構造１０２上に入射する。入射光子の吸収によって、複数の電子－正孔対が生成される。次いで、電子正孔対は、ｐ－ｎ接合に起因する内蔵電位差によって電子と正孔とに分離される。分離された電子は、基板１０８内のｎ型半導体に移動し、分離された正孔は、背部コレクタ層１１０内のｐ型半導体に移動する。したがって、電子は、基板１０８内の多数キャリアとなり、正孔は、背部コレクタ層１１０内の多数キャリアとなる。これらの多数のキャリアのそれぞれは、それぞれの電極アセンブリ１０１、１０１’によって層状構造１０２から引き出される。

【0111】

本発明は、上述した実施形態には限定されず、様々な修正及び改良が、本明細書に記載された概念から逸脱することなく行うことができることが理解できる。相互に排他的な場合を除いて、いかなる特徴も、任意の他の特徴とは別個に、又はそれらと組み合わせて用いることができ、本開示は、本明細書に記載された１つ以上の特徴の全ての組み合わせ、及び部分組み合わせに拡張され、これらを包含する。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【国際調査報告】