CN102349163A - 太阳能电池元件及使用了该元件的太阳能电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制太阳能电池元件产生裂纹时的输出的下降的太阳能电池元件及太阳能电池模块。为了实现该目的，太阳能电池元件具有：基体，其具有光电转换部；多个第一电极，它们在所述基体的一主面上相互分离设置；裂纹引导部，在从所述一主面侧俯视或俯视透视观察所述基体时，该裂纹引导部设置在位于多个所述第一电极中的、相邻的一对第一电极之间的区域，且在对该基体施加负载时，该裂纹引导部对在该基体上产生的裂纹的位置加以引导。

Description

太阳能电池元件及使用了该元件的太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池元件及使用了该太阳能电池元件的太阳能电池模块。
背景技术
太阳能电池模块被利用在各种场所，也使用在严酷的自然环境下。因此，对于太阳能电池模块，要求在该严酷的自然环境下也能维持发电效率。
对于这样的要求，公开有一种通过设置从非受光面侧支承太阳能电池模块的加强构件，而提高透光性基板的耐载荷性能的技术(例如，参照专利文献1)。
然而，在专利文献1所公开的太阳能电池模块中，由于风压或积雪而施加载荷时，对应于该载荷而透光性基板发生挠曲，从而在太阳能电池元件上产生裂纹。例如图26所示，当太阳能电池元件32上产生裂纹31时，有时会形成指形电极36与汇流条电极33未被电连接的区域34。此时，无法将在区域34的部分发电的电力向连接导体35取出，而会导致太阳能电池模块的输出下降。
专利文献1：日本特开平9-148612号公报
发明内容
本发明的目的在于抑制太阳能电池元件产生裂纹时的输出的下降。
为了解决上述课题，第一方式的太阳能电池元件具有：基体，其具有光电转换部；多个第一电极，它们在所述基体的一主面上相互分离设置。而且，该太阳能电池元件具有裂纹引导部，在从所述一主面侧俯视或俯视透视观察所述基体时，该裂纹引导部设置在位于多个所述第一电极中的、相邻的一对第一电极之间的区域，在对该基体施加负载时，该裂纹引导部对该基体上产生的裂纹的位置进行引导。
另外，第二方式的太阳能电池元件具有：基体，其形成矩形形状或正方形形状，且具有光电转换部；多个第一电极，它们在所述基体的一主面上相互分离设置。并且，多个所述第一电极以沿着所述基体的一边延伸的方式设置。而且，在从所述一主面侧俯视或俯视透视观察所述基体时，所述基体在位于多个所述第一电极中的、相邻的一对第一电极之间的区域上具有沿着所述第一电极的长度方向设置的槽部及贯通部中的至少一方。
[发明效果]
根据第一及第二方式中任一方式的太阳能电池元件，通过使裂纹产生在基体中的第一电极之间的部分，而能够抑制无法取出电力的区域的发生。即，根据第一及第二方式中任一方式的太阳能电池元件，即使在该太阳能电池元件产生裂纹的情况下，也能够减少输出的下降。
附图说明
图1是例示从受光面侧观察到的第一至五实施方式的太阳能电池模块的情况的俯视图。
图2是图1的剖面线II-II的太阳能电池模块的剖视图。
图3是例示从受光面侧观察到的第一实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图4是例示从非受光面侧观察到的第一实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图5是图3的剖面线V-V的太阳能电池元件的剖视图。
图6是例示从受光面侧观察到的第二实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图7是例示从非受光面侧观察到的第二实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图8是图6的剖面线VIII-VIII的太阳能电池元件的剖视图。
图9是例示从非受光面侧观察到的第三实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图10是图9的剖面线X-X的太阳能电池元件的剖视图。
图11是图9的剖面线XI-XI的太阳能电池元件的剖视图。
图12是例示从非受光面侧观察到的第四实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图13是图12的剖面线XIII-XIII的太阳能电池元件的剖视图。
图14是例示从受光面侧观察到的第五实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图15是例示从非受光面侧观察到的第五实施方式的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图16是图14的剖面线XVI-XVI的太阳能电池元件的剖视图。
图17是例示对第五实施方式的太阳能电池元件进行分割前的情况的俯视图。
图18是例示对第五实施方式的太阳能电池元件进行分割后的情况的图像。
图19是例示对第五实施方式的太阳能电池元件进行分割时的情况的示意图。
图20是图14的剖面线XX-XX的太阳能电池元件的剖视图。
图21是例示对太阳能电池元件进行分割时的情况的示意图。
图22是例示从受光面侧观察到的一变形例的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图23是例示从受光面侧观察到的一变形例的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图24是例示从受光面侧观察到的一变形例的太阳能电池元件的情况的俯视图。
图25是例示一变形例的太阳能电池元件上产生裂纹的情况的俯视图。
图26是例示在以往的太阳能电池模块中的太阳能电池元件上产生裂纹的情况的俯视图。
具体实施方式
以下，基于附图，依次说明本发明的第一至五实施方式。其中，对附图中的具有同样的结构及功能的部分标注同一符号，而省略该部分的说明。而且，附图是示意性地表示的图，各图中的各种结构的尺寸及位置关系等并非准确的图示。
<(1)第一实施方式>
<(1-1)太阳能电池模块>
如图1及图2所示，具有本发明的第一实施方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块1具有透光性基板2、填充件3a、太阳能电池串6、填充件3b、背面片7的层叠体。太阳能电池串6例如具备：排列成排状的多个太阳能电池元件4；将该多个太阳能电池元件4中的彼此相邻的太阳能电池元件4的主面上设置的电极之间电连接的连接导体5。需要说明的是，在太阳能电池模块1中，为了保护层叠体，也可以在该层叠体的周围设置框架8。
接着，说明构成太阳能电池模块1的各部分。
<(1-2)太阳能电池元件>
太阳能电池元件4具有对向太阳能电池模块1入射的光进行电转换的功能(光电转换功能)。该太阳能电池元件4例如具有由平板状的单晶硅基板或多晶硅基板等构成的作为光电转换部的基体4s。需要说明的是，光电转换部并未限定为上述的硅基板，例如也可以是非晶硅、CIS系(铜、铟、硒)或CIGS(铜、铟、镓、硒)系、以及具有GaAs层的薄膜型。
基体4s例如具有0.1～0.3mm左右的厚度和大致正方形形状的盘面，该盘面具有1边为150～160mm的长度。需要说明的是，基体4s的形状除了正方形形状以外，也可以是大致矩形形状、大致圆形形状等。尤其是从缩小太阳能电池元件间的间隙并增加相对于一个太阳能电池模块的太阳能电池元件的数目的观点出发，基体4s的形状优选为正方形形状或矩形形状。基体4s主要使用硅形成，具有将较多地含有硼等P型杂质的P型半导体即体积区域9a和较多地含有磷等N型杂质的N型半导体即扩散层9b接合而成的PN结。而且，如图3及图4所示，基体4s具有主要作为接受太阳光的表面侧的受光面的第一主面4a和与该第一主面4a相反侧的主要作为不接受太阳光的非受光面的第二主面4b。具有此种结构的基体4s对应于太阳光等的受光而产生载流子。需要说明的是，即使是由硅基板以外构成的基体，通过设置PN结，也能够与硅基板同样地产生载流子。
如图3～图5所示，第一主面4a通过防反射膜10覆盖大致整面。而且，在第一主面4a上设有作为第一电极的多个汇流条电极11和作为第二电极的多个指形电极12。具体而言，3根汇流条电极11以相互不交叉的方式分离，且具有大致平行的位置关系而延伸设置。而且，汇流条电极11沿着基体4s的一边设置。另一方面，多个指形电极12以相互不交叉的方式分离，且具有大致平行的位置关系而延伸设置。此外，各指形电极12通过相对于3根汇流条电极11大致垂直地交叉而与汇流条电极11电连接。需要说明的是，指形电极12相对于汇流条电极11大致垂直地交叉，因此沿着基体4s的与上述一边相邻的另一边设置。
防反射膜10具有减少向第一主面4a入射的光的反射的功能。该防反射膜10例如在等离子CVD装置中，通过使用了硅烷气体或氨气的氮化硅(Si3N4)的成膜而形成。
指形电极12具有收集由基体4s产生的载流子，并将该载流子向汇流条电极11传递的功能(即收集由基体4s产生的电力的集电功能)。利用丝网印刷法将电极形成用的糊剂印刷在第一主面4a上，然后在600～800℃下通过1～30分钟左右的烧成而发生热粘，从而形成该指形电极12。该电极形成用的糊剂例如是在银粉末与有机载色剂的混合物中添加了玻璃料后的糊剂，对于100重量分的银添加0.1～5重量分的玻璃料而生成。而且，该指形电极12例如具有50～200μm左右的线宽。
汇流条电极11具有将从指形电极12传递的载流子向外部输出的功能。该汇流条电极11例如通过与指形电极12同样的方法形成，具有1～3mm左右的线宽。需要说明的是，汇流条电极11的根数并不局限于3根，至少为2根以上即可，也可以为4根以上。
如图4及图5所示，第二主面4b除了该第二主面4b的缘部之外的大致整面被集电电极14覆盖。并且，多个(此处为3根)汇流条电极13相互不交叉而大致平行地延伸设置在该集电电极14上。
需要说明的是，汇流条电极13的延伸设置方向与设置在第一主面4a上的汇流条电极11的延伸设置方向大致相同。因此，在太阳能电池元件4中，位于相邻的各对汇流条电极13之间的区域的长度方向与位于相邻的各对汇流条电极11之间的区域的长度方向大致相同。而且，从第一主面4a侧(即透光性基板2侧)俯视透视观察太阳能电池元件4时，多个汇流条电极11的设置区域与多个汇流条电极13的设置区域大致重合。此处从第一主面4a侧的俯视透视是指以视线与第一主面4a大致垂直的方式对处于视线的方向上的对象物进行透视。
集电电极14具有收集由基体4s产生的载流子，并将该载流子向电连接的汇流条电极13传递的功能(即收集由基体4s产生的电力的集电功能)。例如利用丝网印刷法将电极形成用的糊剂印刷在第二主面4b上，然后通过热粘而形成该集电电极14。该电极形成用的糊剂是例如在铝粉末与有机载色剂的混合物中添加了玻璃料后的糊剂，对于100重量分的铝添加0.1～5重量分的玻璃料而生成。而且，集电电极14具有例如15～50μm左右的厚度。
汇流条电极13具有与集电电极14电连接，并将从集电电极14传递的载流子向外部输出的功能。该汇流条电极13例如通过与上述的指形电极12同样的方法形成，具有3.5～7mm左右的线宽和10～20μm左右的厚度。需要说明的是，汇流条电极13的根数并不局限于3根，与汇流条电极11同样地，至少为2根以上即可，也可以为4根以上。
另外，在基体4s的第二主面4b侧的相邻的各对汇流条电极13之间，裂纹引导部15沿着位于彼此相邻的各对汇流条电极13之间的区域的长度方向，从该基体4s的大致一端形成至另一端。从其他观点出发，从第一主面4a侧(即透光性基板2侧)俯视透视观察该基体4s时，在基体4s上的位于多个汇流条电极11所包含的相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设有裂纹引导部15。
裂纹引导部15具有在基体4s上产生裂纹时，将该裂纹向规定的方向引导的功能。需要说明的是，裂纹是指在基体4s上产生的破裂、龟裂等，包括将基体4s截断那样的方式或在基体4s的表层部产生破裂等那样的方式。具体而言，本实施方式中的裂纹引导部15具有在深度方向上从集电电极14的表面直至基体4s的内部的槽部，该槽部的底部由基体4s构成。在该裂纹引导部15中，基体4s中的形成该槽部底部的表面及其附近的部分对应于从透光性基板2侧作用在太阳能电池元件4上的载荷而成为应力所集中的部分(以下称为“应力集中部”)。由此，也可以看作裂纹引导部15中包括该应力集中部。而且，太阳能电池元件4中的设有裂纹引导部15的部分比其周围的部分的机械强度弱。
因此，由于裂纹引导部15的存在，例如在从透光性基板2侧对太阳能电池元件4施加过度的载荷或应力那样的负载时，有沿着构成裂纹引导部15的槽部而在基体4s上产生裂纹的情况。但是，即使产生该裂纹，在指形电极12中，也难以产生未与汇流条电极11电连接的部分。即，在太阳能电池元件4中，即使产生沿着裂纹引导部15截断指形电极12的裂纹，通过维持汇流条电极11与指形电极12的电连接，也能减少输出下降。而且，在沿着裂纹引导部15的所希望的位置产生了裂纹的太阳能电池元件4作为分别具有小面积的受光面的多个太阳能电池元件发挥作用。因此，在太阳能电池元件4中，作为整体而言，可减少输出下降的发生。
即，太阳能电池元件4在基体4s中，能够使裂纹产生在规定的位置，从而不易发生太阳能电池模块1的输出下降。具体而言，在太阳能电池元件4中，能够将基体4s上产生的裂纹向所希望的方向引导。而且，固体的破坏具有随着固体的尺寸减小而强度升高这样的尺寸效果。因此，因裂纹而太阳能电池元件4被分割，形成具有小面积的受光面的多个太阳能电池元件，从而能耐受载荷施加的强度上升。
需要说明的是，即使假设沿着裂纹引导部15在太阳能电池元件4上产生裂纹，由于连接导体5及填充件3a、3b的存在，也能够保持太阳能电池元件4及太阳能电池串6的形态。因此，太阳能电池元件4即使被裂纹分割，也能维持太阳能电池模块1的功能。
例如在形成除了裂纹引导部15之外的太阳能电池元件4或太阳能电池串6的结构之后，例如利用激光加工等除去该结构的一部分而形成构成裂纹引导部15的槽部。具体而言，例如，首先，在沿着平面上的正交的X、Y这两轴的方向能够分别自如地移动的工作台上的规定位置上固定未形成裂纹引导部15的太阳能电池元件4或太阳能电池串6。接下来，从形成裂纹引导部15的面的正上方照射YAG激光器(波长为1.06μm，振荡频率为40～60kHz，功率密度为107～108W/cm2)的激光，从而能够形成槽部。
在此，为了将沿着裂纹引导部15的裂纹更可靠地向所希望的方向引导，而构成裂纹引导部15的槽部的深度优选为基体4s的厚度的5～50％左右。
<(1-3)透光性基板>
透光性基板2具有保护太阳能电池元件4的功能。作为该透光性基板2的原料，例如列举有白板强化玻璃、白板玻璃、强化玻璃及红外线反射玻璃等各种玻璃、以及聚碳酸酯树脂等，只要使由太阳能电池元件4进行光电转换的波长的光透过即可。尤其是透光性基板2优选例如厚度为3～5mm左右的白板强化玻璃或厚度为5mm左右的合成树脂基板(由聚碳酸酯树脂等构成)。
<(1-4)填充件>
填充件3a、3b具有对太阳能电池元件4进行密封的功能。作为该填充件3a、3b，例如列举有以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为主成分，通过挤压机成形为具有0.4～1mm左右的厚度的片之后切断成所希望的尺寸的材料等。
另外，该填充件3a、3b含有交联剂，该交联剂具有使EVA等的分子间结合的特性。作为该交联剂，例如可以采用在70～180℃的温度下分解而产生游离基的有机过氧化物等。而且，作为该有机过氧化物，例如列举有2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷或过氧化新戊酸叔己酯等，优选相对于100质量分的EVA含有1质量分左右的比例。
需要说明的是，作为填充件3a、3b的原料，除了上述的EVA或PVB以外，只要是热硬化性树脂、或使热可塑性树脂含有交联剂而具有热硬化的特性的树脂就可以适当地利用，例如可以采用丙烯酸树脂、硅酮树脂、环氧树脂及EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)等。
<(1-5)连接导体>
连接导体5具有将彼此相邻的太阳能电池元件4的主面上设置的电极之间电连接的功能。在太阳能电池模块1中，通过连接导体5将相邻的两个太阳能电池元件4中的一方的太阳能电池元件4的表面侧的汇流条电极11和另一方的太阳能电池元件4的背面侧的汇流条电极13电连接。
作为该连接导体5，可以采用通过镀敷或浸渍等对铜箔等配线材料的表面整面形成具有20～70μm左右的厚度的焊料涂层后的部件。并且，通过点焊等方法将连接导体5相对于汇流条电极11、13固定。而且，例如采用1边具有150mm的正方形的盘面的基体4s时，连接导体5只要具有1～3mm左右的宽度和260～290mm左右的长度即可。
需要说明的是，从透光性基板2侧对太阳能电池元件4施加过度的载荷时，基体4s中的、连接导体5与太阳能电池元件4固定的部分的缘部附近即沿着连接导体5的延伸设置方向的该连接导体5的缘部附近的部分容易集中应力。这种情况下，裂纹引导部15优选在连接导体5的至少单侧的缘部的附近沿着该缘部设置。
<(1-6)背面片>
背面片7具有保护填充件3b和太阳能电池元件4的功能。作为该背面片7的原料，例如可以适当采用PVF(聚偏氟乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、或者它们层叠后的原料等。
<(2)第二实施方式>
在具有第二实施方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块1A中，通过在基体设置贯通部而形成裂纹引导部15A。
如图6～图8所示，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，第二实施方式的太阳能电池模块1A具有将裂纹引导部15置换成形态不同的裂纹引导部15A的结构。需要说明的是，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，伴随着上述置换，而第二实施方式的太阳能电池模块1A具有将太阳能电池串6、太阳能电池元件4及基体4s置换成功能相同但结构稍有不同的太阳能电池串6A、太阳能电池元件4A及基体4sA的结构。
裂纹引导部15A具有设置在基体4sA上的狭缝状的部分(也称为“贯通部”)而构成。具体而言，在基体4sA中，从第一主面4a侧(即透光性基板2侧)俯视及俯视透视观察该基体4sA时，在位于相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设有裂纹引导部15A。此处的从第一主面4a侧的俯视是指以视线与第一主面4a大致垂直的方式观察对象物。
各贯通部从太阳能电池元件4A的表面形成至背面。即，各贯通部以贯通层叠体的方式形成，其中该层叠体由防反射膜10、构成基体4sA的扩散层9b及体积区域9a、集电电极14构成。
但是，在制造太阳能电池模块1A时为了使太阳能电池元件4A不分离在几个区域，而图6及图7所示，裂纹引导部15A优选沿着位于相邻的各对汇流条电极11之间的区域的长度方向，形成在从该基体4sA的一端到另一端的一部分上。
在裂纹引导部15A中，基体4sA中的形成该贯通部终端的表面及其附近的部分对应于从透光性基板2侧作用在太阳能电池元件4A上的载荷而成为应力集中的应力集中部。由此，也可以看作裂纹引导部15A中包含该应力集中部。
另外，从减少裂纹向与汇流条电极11的延伸设置方向不同的方向传播的可能性的观点出发，如图6及图7所示，在位于相邻的各对汇流条电极11(及汇流条电极13)之间的区域中，各贯通部优选沿着该区域的长度方向形成为直线状，而且，多个贯通部更优选排列在大致一直线上。并且，例如也可以在形成除裂纹引导部15A之外的太阳能电池元件4A或太阳能电池串6A的结构之后，例如利用激光加工等除去该结构的一部分而形成各贯通部。
在太阳能电池元件4A中，从透光性基板2侧作用有载荷时，在相邻的汇流条电极11之间，在大致一直线上排列的多个(图6～图8中为两个)贯通部之间的区域上先产生裂纹。换言之，基体4sA中的沿着将排列在该一直线上的多个贯通部连结的该贯通部的延长线的区域成为容易先产生裂纹的区域。
另外，作为构成裂纹引导部15A的贯通部，如图6及图7所示，也可以采用在基体4sA的端面具有开口的贯通部。在此种形态中，容易以裂纹引导部15A为起点产生裂纹，并且该贯通部能够通过切削等简易的方法形成。需要说明的是，即使在假设太阳能电池元件4A沿着曲面配设的情况下，构成裂纹引导部15A的贯通部也能够比较容易地形成。
在具有以上那样的结构的第二实施方式的太阳能电池模块1A中，与第一实施方式同样地，即使产生沿着裂纹引导部15A的延长线将指形电极12截断的裂纹，通过维持汇流条电极11与指形电极12的电连接，也能减少输出下降。
另外，由于裂纹引导部15A由贯通部构成，因此与裂纹引导部15具有槽部而构成的上述第一实施方式的太阳能电池元件4相比，裂纹引导部15A附近的太阳能电池元件4A的机械强度下降。其结果是，在太阳能电池元件4A中，成为更容易将产生的裂纹向规定的方向引导的结构。
<(3)第三实施方式>
在具有第三实施方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块1B中，裂纹引导部15B具有贯通基体且排列成排状的多个贯通孔而构成。
如图9及图10所示，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，第三实施方式的太阳能电池模块1B具有将裂纹引导部15置换成形态不同的裂纹引导部15B的结构。需要说明的是，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，伴随上述置换，而第三实施方式的太阳能电池模块1B具有将太阳能电池串6、太阳能电池元件4及基体4s置换成功能相同但结构稍有不同的太阳能电池串6B、太阳能电池元件4B及基体4sB的结构。
裂纹引导部15B具有排列在基体4sB上的多个贯通孔而构成。具体而言，在基体4sB中，从第一主面4a侧(透光性基板2侧)俯视及俯视透视观察该基体4sB时，在位于相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设有裂纹引导部15B。
各贯通孔形成在从太阳能电池元件4B的表面到背面。即，各贯通孔形成在从层叠体的表面到背面，其中该层叠体由防反射膜10、构成基体4sB的扩散层9b及体积区域9a、以及集电电极14构成。需要说明的是，各贯通孔具有例如大致圆柱状的内部空间。
例如在形成除裂纹引导部15B之外的太阳能电池元件4B或太阳能电池串6B的结构之后，例如利用激光加工等进行除去而能够形成此种各贯通孔。具体而言，例如，首先，在沿着平面上的正交的X、Y这两轴的方向分别能够自如地移动的工作台上的规定位置上固定除裂纹引导部15B之外的太阳能电池元件4B或太阳能电池串6B。接下来，从形成裂纹引导部15的面的正上方照射YAG激光器等的激光束，而形成各贯通孔。
在裂纹引导部15B中，基体4sB中的形成各贯通孔内壁部的表面及其附近的部分对应于从透光性基板2侧作用在太阳能电池元件4B上的载荷而成为应力集中的应力集中部。
并且，若从透光性基板2侧对太阳能电池元件4B作用过度的载荷时，沿着排列在相邻的各对汇流条电极11之间的多个贯通孔的区域，即，在将该多个贯通孔连结的区域上先产生裂纹。换言之，基体4sB中的将构成裂纹引导部15B的多个贯通孔连结的区域成为容易先产生裂纹的区域。
另外，从减少裂纹向与汇流条电极11的延伸设置方向不同的方向传播的可能性的观点出发，如图9所示，在位于相邻的各对汇流条电极11(及汇流条电极13)之间的区域中，构成裂纹引导部15B的多个贯通孔优选排列成直线状。此时，裂纹沿着排列成直线状的多个贯通孔发展。
在具有如上那样构成的第三实施方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块1B中，与第一、二实施方式同样地，即使产生沿着裂纹引导部15B将指形电极12截断的裂纹，通过维持汇流条电极11与指形电极12的电连接，也能减少输出下降。
另外，裂纹引导部15B将多个贯通孔相互隔开间隔排列而形成。因此，与设置了具有线状的槽部或贯通部而构成的裂纹引导部15、15A的上述第一及第二实施方式的太阳能电池元件4、4A相比，第三实施方式的太阳能电池元件4B的机械强度升高。
然而，如图9及图11所示，也可以采用取代贯通孔而设有孔部(槽部)的太阳能电池元件4BB，其中该孔部具有底面部和大致圆柱状的内部空间。与上述太阳能电池元件4B相比，该太阳能电池元件4BB具有将排列多个贯通孔而构成的裂纹引导部15B置换成排列多个孔部而构成的裂纹引导部15BB的结构。而且，与上述太阳能电池元件4B相比，伴随上述置换，而太阳能电池元件4BB具有将基体4sB置换成功能相同但结构稍有不同的基体4sBB的结构。
需要说明的是，构成裂纹引导部15BB的多个孔部并不局限于设置在第二主面4b侧的结构，例如只要设置在基体4sBB的第一主面4a侧及第二主面4b侧中的至少一方的主面侧即可。但是，从维持太阳能电池元件4BB中的发电效率的观点出发，如图9及图11所示，优选在基体4sBB的第二主面4b侧设置裂纹引导部15BB。
<(4)第四实施方式>
在具有第四实施方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块1C中，裂纹引导部15C由与基体不同且与该基体一体形成的覆膜部构成。
如图12及图13所示，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，第四实施方式的太阳能电池模块1C具有将裂纹引导部15置换成由覆膜部17形成的裂纹引导部15C的结构。需要说明的是，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，伴随着上述置换，而第四实施方式的太阳能电池模块1C具有将太阳能电池串6、太阳能电池元件4及基体4s置换成功能相同但结构稍有不同的太阳能电池串6C、太阳能电池元件4C及基体4sC的结构。
在基体4sC的第二主面4b侧，与第一至三实施方式同样地，在相邻的各对汇流条电极13之间，裂纹引导部15C沿着位于相邻的各对汇流条电极13之间的区域的长度方向，从该基体4sC的大致一端到另一端形成为大致直线状。从另一观点出发，从第一主面4a侧(即透光性基板2侧)俯视透视观察基体4sC时，在位于多个汇流条电极11包含的相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设有裂纹引导部15C。
裂纹引导部15C在基体4sC的第二主面4b侧具有槽状的凹部而构成，其中该凹部由在集电电极14上覆盖有覆膜部17的部分(以下也称为“形成部”)和未覆盖覆膜部17的部分(以下也称为“非形成部”)形成。即，该凹部由覆膜部17和集电电极14的表面构成。需要说明的是，在凹部所处的区域未形成集电电极14的形态下，该凹部由覆膜部17和基体4sC的第二主面4b构成。即，包括覆膜部17直接覆盖在基体4sC上的方式和覆膜部17隔着其他层(此处为集电电极14)覆盖的方式。
在此，覆膜部17在第二主面4b上设置的集电电极14的表面具有多个线状的贯通部而形成。并且，该贯通部分别相当于槽状的凹部的内部空间。需要说明的是，作为形成覆膜部17的原料，例如列举有环氧树脂等各种树脂等，该覆膜部17可以通过使用了喷射或刷子等涂敷法进行成膜。
在太阳能电池元件4C中，与形成覆膜部17的部分相比，未形成覆膜部17的部分的机械强度弱。因此，设有裂纹引导部15C的集电电极14的表面部及其附近的部分对应于从透光性基板2侧作用在太阳能电池元件4C上的载荷而成为应力集中的应力集中部。
因此，在太阳能电池元件4C中，例如从透光性基板2侧对太阳能电池元件4作用过度的载荷时，裂纹沿着构成裂纹引导部15C的槽状的凹部产生在基体4sC上。但是，与第一实施方式的太阳能电池模块1同样地，即使产生该裂纹，在指形电极12中也难以产生未与汇流条电极11电连接的部分。因此，在太阳能电池元件4C中，能抑制输出下降的发生。
另外，在太阳能电池元件4C中，通过设置覆膜部17，而太阳能电池元件4C被从第二主面4b侧加强，因此太阳能电池元件4C的机械强度提高。
需要说明的是，关于裂纹引导部15C，也可以取代由覆膜部17的形成部和覆膜部17的非形成部所形成的凹部，而采用使覆膜部17的厚度不同所形成的槽状的凹部。而且，也考虑有一个裂纹引导部15C具有排列多个凹部的结构的形态。作为该凹部，列举有槽状的凹部或孔状的凹部等。
<(5)第五实施方式>
在具有第五实施方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块1D中，裂纹引导部15D由与基体分别设置的支承体构成。
如图14至图16所示，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，第五实施方式的太阳能电池模块1D具有将裂纹引导部15置换成由棒状的支承体(以下，称为棒状体)构成的裂纹引导部15D的结构。需要说明的是，与上述第一实施方式的太阳能电池模块1相比，伴随着上述置换，而第五实施方式的太阳能电池模块1D具有将太阳能电池串6、太阳能电池元件4及基体4s置换成功能相同但结构稍有不同的太阳能电池串6D、太阳能电池元件4D及基体4sD的结构。
在太阳能电池元件4D中，从第一主面4a侧(即透光性基板2侧)俯视透视观察基体4sD时，在位于多个汇流条电极11包含的相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设有裂纹引导部15D。具体而言，在相邻的各对汇流条电极13之间，裂纹引导部15D沿着位于相邻的各对汇流条电极13之间的区域的长度方向，从太阳能电池元件4D的大致一端到另一端设置成大致直线状。
构成裂纹引导部15D的棒状体例如具有椭圆形形状的截面，且由铝或不锈钢等金属、以及ABS树脂、改性PPE树脂或改性PPO树脂等树脂那样的具有高刚性的原料构成。需要说明的是，棒状体的截面形状也可以是圆形形状、三角形或四边形等的多边形形状。而且，构成裂纹引导部15D的支承体并未限定为棒状体，例如也可以是将球形形状或多边形形状的支承体在一直线上排列多个的方式。
并且，在本实施方式中，该裂纹引导部15D与集电电极14C的表面抵接。此时，棒状体利用粘结剂固定在集电电极14C的表面。另一方面，也可以在该棒状体与集电电极14C的间隙中夹设填充件3b的一部分。而且，也可以不在该棒状体抵接的区域上形成集电电极14，而利用粘结剂将该棒状体固定在基体4sD的表面。即，作为第一支承体的棒状体既可以与基体4sD直接接触，另一方面，也可以经由集电电极14C等与基体4sC间接接触。此种裂纹引导部15D并不局限于太阳能电池元件4D的电极设计的形态，而在配置有棒状体的状态下通过设置填充件3b而能够容易形成。此时，棒状体由填充件3b固定。
在此种太阳能电池元件4D中，裂纹引导部15D与基体4sD中的集电电极14C所抵接的区域(抵接区域)42及其附近的部分对应于从透光性基板2侧作用在太阳能电池元件4D上的载荷而成为应力集中的应力集中部。
并且，由于该裂纹引导部15D的存在，而例如从透光性基板2侧对太阳能电池元件4D施加过度的载荷时，裂纹沿着裂纹引导部15D(即抵接区域42)产生在基体4sD上。具体而言，如图17所示，抵接区域42成为支点，而基体4sD上产生裂纹，如图18所示，成为基体4sD被截断的状态。详细而言，如图19所示，由于对基体4sD施加弯曲应力而应力集中在抵接区域42及其附近，从而裂纹先沿着抵接区域42产生。此时，如图18所示，裂纹引导部15D既可以与被截断而变小的基体4sD(在本实施方式中分割成三部分)中的被截断的两个基体4sD粘结，也可以与至少一方的基体4sD粘结。
如上所述，在第五实施方式的太阳能电池模块1D中，与第一至四实施方式的太阳能电池模块1、1A～1C同样地，通过维持汇流条电极11与指形电极12的电连接，而减少输出下降。
需要说明的是，裂纹引导部15D也可以设置在基体4sD的第一主面4a侧(即透光性基板2侧)。但是，从确保受光面积而维持太阳能电池模块1D中的发电效率的观点出发，优选在基体4sD的第二主面4b侧设置裂纹引导部15D。
另外，也可以采用在未从透光性基板2侧对太阳能电池元件4D施加载荷的状态下，棒状体不与集电电极14C抵接，而对应于从透光性基板2侧向太阳能电池元件4D施加载荷，作为第二支承体的棒状体与集电电极14C抵接的结构的太阳能电池元件4E。具体而言，例如图20所示，是在填充件3b的间隙部配置有包含棒状体的裂纹引导部15E的结构。若为此种结构，则对应于从透光性基板2侧对太阳能电池元件4E施加的载荷，如图21所示，产生填充件3b的厚度变薄的弹性变形，构成裂纹引导体15E的棒状体与集电电极14C抵接。需要说明的是，也可以不在该棒状体所抵接的区域上形成集电电极14，而该棒状体直接与基体4sD的表面抵接。
<(6)变形例>
需要说明的是，本发明并未限定为上述的实施方式，而在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更、改良等。
例如，在上述第一至五实施方式中，各指形电极12与多个汇流条电极11交叉设置，但并不局限于此。例如图22所示，考虑有将一对梳齿状的电极设置在基体4sF的第一主面4a上的太阳能电池元件4F，其中所述一对电极分别具有从1个汇流条电极11向与其延伸设置方向垂直的方向设有多个指形电极12的结构。
在该太阳能电池元件4F中，例如，一方的汇流条电极11在基体4sF的一方(+X侧)的端部附近沿着Y方向延伸设置，另一方的汇流条电极11在基体4sF的另一方(-X侧)的端部附近沿着Y方向延伸设置。并且，在一方的梳齿状的电极的指形电极12的各间隙中各配置有一个另一方的梳齿状的电极的指形电极12。即，一对梳齿状的电极的指形电极12交替配置。并且，在基体4sF上的一对汇流条电极11之间的区域中，构成裂纹引导部15F的槽部沿着该汇流条电极11的延伸设置方向延伸设置。
但是，从指形电极12中难以产生因裂纹的发生而对集电不起作用的部分的观点出发，如上述第一至五实施方式那样，各指形电极12优选以与相邻的各对汇流条电极11分别交叉的方式延伸设置。
另外，在上述第一至五实施方式中，在基体4s、4sA～4sD、4sBB的第一主面4a侧设置了多个汇流条电极11，但并不局限于此。例如，也可以在基体4sG的第二主面4b侧设置多个汇流条电极11，并如图23所示，将该多个汇流条电极11分别经由填充有导电材料的通孔23与多个指形电极12电连接。
在图23中，例示了设有将多个通孔23沿着汇流条电极11所延伸设置的方向分别排列成直线状而得到的三个通孔的列(以下称为“通孔列”)的结构。并且，在相邻的各对通孔列之间的区域中，构成裂纹引导部15G的槽部沿着汇流条电极11的延伸设置方向延伸设置。
但是，从能够视觉辨认汇流条电极11与指形电极12是否发生了断线的观点出发，汇流条电极11和指形电极12优选设置在基体4s、4sA～4sD、4sBB的同一主面侧。
另外，在上述第一至五实施方式中，从透光性基板2侧俯视透视观察基体4s、4sA～4sD、4sBB时，在位于相邻的各对的作为第一电极的汇流条电极11之间的区域上设置了裂纹引导部15，但并不局限于此。例如图24所示，也可以采用在从第一主面4a(即透光性基板2侧)俯视及俯视透视观察基体4sH时，在位于相邻的各对的作为第一电极的指形电极12之间的区域上设置裂纹引导部15H的太阳能电池元件4H。
在太阳能电池元件4H中，从第一主面4a(即透光性基板2侧)俯视及俯视透视观察基体4sH时，裂纹引导部15H与作为第二电极的汇流条电极11不交叉。例如图24所示，裂纹引导部15H可以具有与第二实施方式同样的贯通部而构成，但也可以具有与第一实施方式同样的槽部、与第三实施方式同样的排列成排状的多个贯通孔或多个孔部、及与第四实施方式同样的由覆膜部17形成的凹部中的任一者的结构。而且，裂纹引导部15H优选沿着相邻的各对指形电极12之间的区域的长度方向(在图24中为指形电极12的延伸设置方向)延伸设置成直线状。
在具有此种结构的太阳能电池元件4H中，对应于来自透光性基板2侧的按压力的施加，而在基体4sH中的构成裂纹引导部15H的部分(此处为裂纹引导部15H的前端部及其附近)会产生应力集中的应力集中部。因此，裂纹先容易在裂纹引导部15H的延伸设置方向的延长线上产生，如图25所示，在设有裂纹引导部15H的各对指形电极12之间的区域上，沿着该区域的长度方向先产生裂纹31。即，通过裂纹引导部15H将裂纹向规定的方向引导，以使裂纹产生在不截断指形电极12的位置上。
另外，如图25所示，即使在基体4sH中的汇流条电极11的正下方的部分上产生裂纹，但只要在汇流条电极11的表面的大致整面上固定有连接导体5，就能够将汇流条电极11所集电的电力高效率地向连接导体5传递。而且，作为其他方法，也可以在汇流条电极11的表面中，避开基体4sH中的被裂纹引导部15H引导裂纹产生的部分114，利用点焊等将连接导体5固定。换言之，从第一主面4a(即透光性基板2侧)俯视及俯视透视观察基体4sH时，以裂纹引导部15H为基准，避开位于该裂纹引导部15H的延伸设置方向的延长线上的部分114，相对于汇流条电极11局部性地固定连接导体5。在此种方式下，即使汇流条电极11发生断线，但由于连接导体5的存在，因此也能确保导通，从而减少太阳能电池元件4H的输出下降。需要说明的是，裂纹引导部15H例如具有槽部等而构成时，裂纹引导部15H也可以延伸设置到汇流条电极11的正下方的部位。
另外，在第一及第四实施方式中，裂纹引导部15、15C设置在基体4s、4sC的第二主面4b侧，但并不局限于此。例如，也考虑有在基体4s、4sC的第一主面4a侧设置裂纹引导部15、15C的结构。此时，从第一主面4a侧(即透光性基板2侧)俯视观察基体4s、4sC时，在位于相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设有裂纹引导部15、15C。因此，只要在基体4s、4sC的第一主面4a侧及第二主面4b侧中的至少一方的主面侧设置裂纹引导部15、15C即可。
需要说明的是，裂纹引导部15、15C设置在基体4s、4sC的第一主面4a侧时，即使从透光性基板2侧对太阳能电池元件4、4C作用有自重、雪等负载，应力也难以作用在构成裂纹引导部15、15C的槽部或凹部的开口部分扩大的方向上。因此，能极力维持太阳能电池元件4、4C的强度，并且在产生裂纹时，也先产生沿着引导部15、15C的裂纹。即，根据此种裂纹引导部15、15C，在由于从透光性基板2侧对太阳能电池元件4、4C施加载荷而产生的该太阳能电池元件4、4C的挠曲小时，不会诱发裂纹的产生，而当该太阳能电池元件4、4C的挠曲增大到某种程度时，能够使裂纹向所希望的区域及所希望的方向传播。
另一方面，从确保受光面积而维持太阳能电池模块1、1C的发电效率的观点出发，优选在基体4s、4sC的第二主面4b侧设置裂纹引导部15、15C。
另外，在第一及第四实施方式中，裂纹引导部15、15C沿着位于相邻的各对汇流条电极13之间的区域的长度方向，延伸设置在从基体4s、4sC的一端到另一端的区域，但并不局限于此。例如，也考虑有将裂纹引导部15、15C延伸设置在基体4s，4sC的从一端到另一端的区域的一部分上的结构。尤其是从更可靠地控制裂纹先产生的位置的观点出发，裂纹引导部15、15C优选延伸设置在基体4s、4sC的从一端到另一端的区域的更长的部分上，更优选延伸设置在基体4s、4sC的从一端到另一端。
另外，在上述第一、第二及第五实施方式中，裂纹引导部15、15A、15D、15E配设成直线状，但并不局限于此。裂纹引导部15、15A、15D、15E也可以相对于相邻的各对汇流条电极11之间的区域的长度方向，具有某种程度的倾斜而延伸设置，还可以具有某种程度的弯曲而延伸设置。但是，例如若相邻的各对汇流条电极11大致平行配设，则为了更可靠地使裂纹在各对汇流条电极11之间产生，而裂纹引导部15、15A、15D、15E优选沿着相邻的各对汇流条电极11之间的区域的长度方向延伸设置。此外，为了减少裂纹向与汇流条电极11的延伸设置方向不同的方向传播的可能性，而裂纹引导部15、15A、15D、15E优选配设成直线状。
另外，在上述第一至五实施方式中，在位于相邻的各对汇流条电极11之间的区域上设置了裂纹引导部15，但并不局限于此。例如也可以是汇流条电极11存在3个以上，当相邻的汇流条电极11的对存在多对时，在位于多对汇流条电极11所包含的至少一对汇流条电极11之间的区域或其附近设置裂纹引导部15、15A、15B、15BB、15C～15E。
另外，在上述第一及第三实施方式中，裂纹引导部15所包含的槽部及裂纹引导部15BB所包含的孔部沿深度方向设置在从集电电极14的表面到基体4s、4sBB的部分上，但并不局限于此。例如，也可以具有未到达基体4s、4sBB的深度。
另外，在上述第一至五实施方式中，设置了指形电极12，但例如也可以考虑未设置指形电极12的结构。但是，从提高集电效率的观点出发，优选设置作为第二电极的指形电极12。而且，从稳定地得到高集电效率的观点出发，更优选对各汇流条电极11电连接多个指形电极12。而且，也可以取代指形电极12而在第一主面4a的整面上设置由ITO等构成的透明的集电电极作为第二电极。由于此种作为第二电极的透明的集电电极的存在，而与设有指形电极12作为第二电极的情况同样地，无论汇流条电极11与产生裂纹的位置的距离如何，都能提高集电效率。
另外，在上述第一至五实施方式中，在基体4s、4sA～4sD、4sBB的第二主面4b上另行设置了集电电极14，但并不局限于此。例如，也可以在基体4s、4sA～4sD、4sBB中包含集电电极14。这种情况下，裂纹引导部15D、15E与基体4sD直接抵接。
需要说明的是，分别构成上述第一至五实施方式及上述各种变形例的全部或一部分的结构在适当且不发生冲突的范围内当然可以组合。例如，也可以采用在图6及图7所示的设置在大致一直线上的两个贯通部之间设有排列成直线状的多个贯通孔或具有底面的多个孔部(槽部)、以及设置成直线状的槽部或凹部中的至少一个的结构。
[符号说明]
1、1A～1D太阳能电池模块
4、4A～4H、4BB太阳能电池元件
4s、4sA～4sD、4sF～4sH，4sBB基体
5连接导体
6、6A～6D太阳能电池串
11、13汇流条电极
12指形电极
14集电电极
15、15A～15H、15BB裂纹引导部
17覆膜部
31裂纹

Claims (16)

1.一种太阳能电池元件，其具有：
基体，其具有光电转换部；
多个第一电极，它们在所述基体的一主面上相互分离设置；
裂纹引导部，在从所述一主面侧俯视或俯视透视观察所述基体时，该裂纹引导部设置在位于多个所述第一电极中的、相邻的一对第一电极之间的区域，且在对该基体施加负载时，该裂纹引导部对在该基体上产生的裂纹的位置加以引导。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述裂纹引导部包括设置在所述基体上的槽部。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述裂纹引导部包括设置在所述基体上的贯通部。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述贯通部包括排列成排状的多个贯通孔。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述裂纹引导部包括与所述基体直接或间接接触的第一支承体及在对所述基体施加的载荷的作用下与该基体直接或间接接触的第二支承体中的至少一方。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其特征在于，
还具有直接或隔着其他层而覆盖在所述基体上的覆膜部，
所述裂纹引导部包括形成于所述覆膜部的凹部。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其特征在于，
还具有直接或隔着其他层而覆盖在所述基体上的覆膜部，
所述裂纹引导部是未覆盖所述覆膜部的非形成部。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述基体具有成为该基体的表面侧的受光面的第一主面和成为该基体的背面侧的非受光面的第二主面，
所述裂纹引导部配置在所述第二主面侧。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述裂纹引导部为直线状。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述第一电极形成线状，
所述裂纹引导部沿着所述第一电极的长度方向。
11.一种太阳能电池元件，其特征在于，具有：
基体，其形成矩形形状或正方形形状，且具有光电转换部；
多个第一电极，它们在所述基体的一主面上相互分离设置，
多个所述第一电极以沿着所述基体的一边延伸的方式设置，
在从所述一主面侧俯视或俯视透视观察所述基体时，所述基体在位于多个所述第一电极中的、相邻的一对第一电极之间的区域上具有沿着所述第一电极的长度方向设置的槽部及贯通部中的至少一方。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述基体具有成为该基体的表面侧的受光面的第一主面和成为该基体的背面侧的非受光面的第二主面，
所述槽部配置在所述第二主面侧。
13.根据权利要求11或12所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述槽部为直线状。
14.根据权利要求11所述的太阳能电池元件，其特征在于，
所述贯通部包括排列成排状的多个贯通孔。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的太阳能电池元件，其特征在于，
还具有位于所述基体的所述一主面上且与所述第一电极电连接的第二电极。
16.一种太阳能电池模块，其特征在于，具有：
多个太阳能电池元件分别是权利要求1～15中任一项所述的多个太阳能电池元件；
将所述多个太阳能电池元件中的、相邻的太阳能电池元件彼此电连接的连接导体。
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