CN113826214B - 晶体硅太阳电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体硅太阳电池(100)，包含搭迭连接有PERC型的太阳电池单元(1)而成的太阳电池串(10)，太阳电池单元(1)具有：单晶硅衬底(2)、扩散层(3)、与扩散层(3)接触的第一采集电极(4)、与扩散层(3)及第一采集电极(4)接触的第一连接电极(5)、贯穿有开口部(70)的绝缘层(7)、与绝缘层(7)接触且经由开口部(70)与单晶硅衬底(2)连接的第二采集电极(8)、以及与第二采集电极(8)接触的第二连接电极(9)，第一连接电极(5)与第二连接电极(9)分离，在相邻的两个太阳电池单元(1)的重叠区域(11)的大半部分或整个区域，第二采集电极(8)与单晶硅衬底(2)隔着绝缘层(7)分离。
Description
关联申请的相互参照
本申请主张日本专利申请2019－081587号的优先权，并通过引用而纳入本申请说明书的记载中。
技术领域
本发明涉及包含太阳电池串的晶体硅太阳电池，其中太阳电池串通过搭迭连接而连接有多个太阳电池单元。
背景技术
以往，提案了一种具有各种结构的晶体硅太阳电池。作为这样的晶体硅太阳电池，存在包括太阳电池串的太阳能模块(专利文献1)。在该太阳能模块中，将长方形的多个太阳电池单元例如像铺屋顶板那样，在使相邻的两个太阳电池单元的长边相互重叠排列的状态下连接太阳电池单元的端部彼此而形成太阳电池串。另外，在该太阳能模块中，通过重叠配置太阳电池单元，而能够使相邻的两个太阳电池单元之间没有间隙。由此，能够提高太阳能模块内的太阳电池单元的充电率，从而提高模块效率。
另外，作为构成晶体硅太阳电池的太阳电池单元，有PERC(Passivated Emitterand Rear Cell：发射极和背面钝化电池)型的太阳电池(专利文献2)。该太阳电池具有：p型的硅衬底；一次层叠在硅衬底的受光面侧的n型的杂质扩散区域及受光面电极；一次层叠在硅衬底的背面侧的背面钝化膜及背面电极。背面钝化膜是设有多个开口部的膜。在这样的太阳电池中，通过背面钝化膜，能够终止硅衬底的背面表层部的硅原子的悬空键。因此，在该太阳电池中，能够抑制再结合。此外，关于连接该太阳电池单元彼此的情况下的连接位置，没有特别限定。
专利文献1：日本国特表2017－517145号公报
专利文献2：日本国特开2004－6565号公报
因此，在以上述方式重叠配置太阳电池，即搭迭连接(shingling connect)而成的太阳能模块中，关于应用了上述PERC型的太阳电池的结构，没有进行充分的研究。因此，没有提出最合适的结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对PERC型的太阳电池进行搭迭连接而成且使结构最优化的晶体硅太阳电池及晶体硅太阳电池的组合电池。
本发明的晶体硅太阳电池，包含太阳电池串，该太阳电池串具有分别为PERC型的多个太阳电池单元，且由所述多个太阳电池单元中的相邻的各两个太阳电池单元相互搭迭连接而成，所述多个太阳电池单元的每一个具有：具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；第一采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触；与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；第二采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部与所述单晶硅衬底连接；以及第二连接电极，在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触，在所述多个太阳电池单元的每一个中，在从与所述第一主面大致垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，所述太阳电池串具有所述相邻的各两个太阳电池单元相重叠的重叠区域，在所述重叠区域中，在从与所述第一主面大致垂直的方向观察时，所述相邻的两个太阳电池单元中的一个太阳电池单元的所述第一连接电极与所述相邻的两个太阳电池单元中的另一个太阳电池单元的所述第二连接电极在相重叠的状态下相连接，在所述多个太阳电池单元的每一个中，在除去所述重叠区域的一部分后的大半部分或所述重叠区域的整个区域中，所述第二采集电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，所述多个太阳电池单元的各自的所述第二采集电极至少配置在所述单晶硅衬底的端缘与所述第二连接电极之间，其中，所述单晶硅衬底的端缘位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第二连接电极的一侧即一方侧。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，所述第二连接电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，所述第一主面为受光面。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，在所述多个太阳电池单元的每一个中，所述单晶硅衬底的位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第二连接电极一侧即一方侧的端缘具有：与所述第一主面大致垂直的面、和通过形成所述多个太阳电池单元的每一个时的激光照射而形成的斜面，所述第二采集电极的位于所述一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的大致垂直于所述第一主面的面之间的距离为所述斜面在所述排列方向上的宽度的150％以上。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，在所述多个太阳电池单元的每一个中，所述第二采集电极的位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第一连接电极一侧即另一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的位于所述另一方侧的端缘之间的距离为所述重叠区域在所述排列方向上的尺寸的40％以上且90％以下。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，在所述多个太阳电池单元的每一个中，所述第二采集电极的位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第一连接电极一侧即另一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的位于所述另一方侧的端缘之间的距离为0.4mm以上。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，还可以构成为，所述第二连接电极在与所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向及所述单晶硅衬底的厚度方向都大致正交的方向上隔开间隔地配置，在所述第二连接电极的隔开所述间隔的区域中配置有所述绝缘层的开口部。
本发明的晶体硅太阳电池的组合电池，是集合了多个小分区的晶体硅太阳电池的组合电池，其中所述多个小分区通过分别被分割而成为作为PERC型的多个太阳电池单元，所述组合电池具有一边和该一边的对边，所述多个小分区的每一个通过与所述组合电池的所述一边大致平行的直线即划分线被划分出，所述多个小分区的每一个具有：具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；第一采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触；与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；第二采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部与所述单晶硅衬底连接；以及第二连接电极，在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触，在所述多个小分区的每一个中，在从与所述第一主面大致垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，在从与所述第二主面大致垂直的方向观察时，所述第二采集电极从所述组合电池的所述一边分离，且从所述组合电池的所述一边的对边分离，在所述多个小分区中的包含所述组合电池的所述一边的小分区中，沿着远离所述组合电池的所述一边的所述划分线设置所述第二连接电极，在所述多个小分区中的包含所述组合电池的所述对边的小分区中，沿着远离所述组合电池的所述对边的所述划分线设置所述第二连接电极。
附图说明
图1是本实施方式的晶体硅太阳电池的侧视图。
图2是构成所述晶体硅太阳电池的太阳电池单元的俯视图。
图3是所述太阳电池单元的仰视图。
图4是图2的IV－IV位置处的剖视图。
图5是图2的V－V位置处的剖视图。
图6是图5的所述太阳电池单元的第二连接电极附近的放大图。
图7是图3的VI－VI位置处的剖视图。
图8是所述太阳电池单元的半成品即组合电池的俯视图。
图9是所述组合电池的仰视图。
图10A是用于说明由所述组合电池形成太阳电池串的工序的示意图，是表示组合电池分割前的示意图。
图10B是用于说明由所述组合电池形成太阳电池串的工序的示意图，是表示太阳电池串的示意图。
具体实施方式
关于本发明，列举一个实施方式，与附图一起进行以下说明。此外，以下的说明中的“太阳电池单元”是指构成“太阳电池串”的各板状部分的名称。另外，附图概要地表示本实施方式的结构，其与设计图不同。因此，图中的尺寸关系可能不一定准确。
如图1所示，本实施方式的晶体硅太阳电池100具有多个太阳电池单元1，并包括由各太阳电池单元1中相邻的各两个太阳电池单元1、1相互搭迭连接而成的太阳电池串10。该太阳电池串10是通过将相邻的各两个太阳电池单元1、1中的一个太阳电池单元1在太阳电池单元1…1的排列方向上的一端部与另一个太阳电池单元1在太阳电池单元1…1的排列方向上的另一端部进行重叠而形成的。
这些多个太阳电池单元1…1分别为PERC型，如图2及图3所示，从大致垂直于主面的方向观察时为长方形(大致长方形)。太阳电池单元1的短边方向的尺寸例如为25mm左右。如图4及图5所示，该太阳电池单元1具有：单向导电型的单晶硅衬底2，具有第一主面21及第二主面22；设于第一主面21侧的反向导电型的扩散层3；第一采集电极4(参照图5)；及第一连接电极5。而且，还如图7所示，该太阳电池单元1还具有设于第一主面21侧的第一绝缘层6。另外，该太阳电池单元1具有设于第二主面22侧的第二绝缘层(绝缘层)7、第二采集电极8、及第二连接电极9。另外，该太阳电池单元1为例如单面受光型的太阳电池单元。
在太阳电池单元1中，在从大致垂直于单晶硅衬底2的第一主面21的方向观察时，设于同一单晶硅衬底2的第一连接电极5与第二连接电极9分离(参照图1)。另外，太阳电池串10具有相邻的各两个太阳电池单元1、1重叠的重叠区域11。在从大致垂直于第一主面21的方向观察时，在该重叠区域11中，相邻的各两个太阳电池单元1、1中的一个太阳电池单元1的第一连接电极5与相邻的两个太阳电池单元1、1中的另一个太阳电池单元1的第二连接电极9在重叠的状态下被连接(被搭迭连接)。重叠区域11包括：位于一方侧的第一重叠区域111和位于另一方侧的第二重叠区域112，其中，所述一方侧为太阳电池单元1的排列方向上的配置有第二连接电极9的一侧，所述另一方侧为太阳电池单元1的排列方向上的配置有第一连接电极5的一侧(参照图4、图5)。
单晶硅衬底2的导电型(单向导电型)可以为n型或p型，例如，为将B浓度掺杂成1e15/cm3左右的p型。另外，在太阳电池单元1为单面受光型的情况下，单晶硅衬底2的第一主面21为单独的受光面。在单晶硅衬底2的第二主面22侧设有至少一个基底部位23。基底部位23形成在与第二采集电极8接触的部位，与基板为相同导电型，并且，为通过使用比基板浓度高的掺杂质而能够有效地回收较多载流子的、例如使B扩散到1e18/cm3左右的浓度的p++部。此外，基底部位23为沿着后述的第二绝缘层7的开口部的形状的形状，例如，为在与太阳电池单元1的排列方向及单晶硅衬底2的厚度方向都大致正交的方向上延伸的线状。
本实施方式的单晶硅衬底2的一端缘24(在太阳电池单元1的排列方向上位于配置有第二连接电极9一侧即一方侧的端缘)具有：与第一主面21大致垂直的面即垂直面(劈开面)240；以及通过形成后述的太阳电池单元1时的激光照射而形成的激光痕即斜面241(参照图6)。此外，在图4、图5中，单晶硅衬底2的一端缘24、单晶硅衬底2的另一端缘25(在所述排列方向上位于配置有第一连接电极5一侧即另一方侧的端缘)的形状被表示为垂直的面，但实际上为图6所示的形状。
第一采集电极4是从第一连接电极5沿着太阳电池单元1的排列方向延伸的指状电极(参照图2)。该第一采集电极4在与和单晶硅衬底2接触的一侧相反的一侧与扩散层3接触(参照图5)。具体来说，第一采集电极4与扩散层3的表面31接触。
第一连接电极5为母线电极。该第一连接电极5在搭迭连接有相邻的各两个太阳电池单元1、1的状态下，与连接对象的太阳电池单元1的第二连接电极9连接(参照图1)。另外，第一连接电极5与扩散层3(具体来说，扩散层3的表面31)及第一采集电极4接触(参照图4、图5)。
作为第一采集电极4及第一连接电极5的材料，例如包括含有由银等金属构成的微粒和粘合剂树脂的糊膏状的材料等。作为第一采集电极4及第一采集电极4的形成方法，例如，包含丝网印刷等印刷方法、基于烧制等的固化方法。
扩散层3的导电型(反向导电型)只要为与第一导电型相反的导电型则可以为n型也可以为p型，例如，为使P扩散成1e18/cm3左右的浓度的n++部。该扩散层3与单晶硅衬底2的第一主面21接触。作为扩散层3的材料，例如，含有氮化硅(silicon nitride，SiNX)。扩散层3，例如是通过在氮化硅层上印刷及烧制含有银等金属的第一采集电极4、第一连接电极5而形成的。
第一绝缘层6被层叠在扩散层3的表面31中没有设置第一采集电极4及第一连接电极5的部位。作为第一绝缘层6的材料，例如含有氮化硅(silicon nitride，SiNX)。第一绝缘层6在与单晶硅衬底2接触的一侧相反的一侧与扩散层3接触(参照图4)。另外，第一绝缘层6与扩散层3(例如，扩散层3的表面31)、第一采集电极4、及第一连接电极5接触(参照图4、图5)。
第二绝缘层7与单晶硅衬底2的第二主面22接触(参照图5)。作为第二绝缘层7的材料，例如含有氮化硅(silicon nitride，SiNX)。在第二绝缘层7中贯穿有至少一个开口部70。即，第二绝缘层7具有至少一个贯穿的开口部70。在该第二绝缘层7上设有多个开口部70。
开口部70是例如通过对第二绝缘层7进行激光照射而形成的。在本实施方式的第二绝缘层7中，在从与单晶硅衬底2的第一主面21大致垂直的方向观察时，开口部70设在至少被第一连接电极5与第二连接电极9夹持的区域中。设于该区域的开口部70为例如在与太阳电池单元1的排列方向及单晶硅衬底2的厚度方向都大致正交的方向上延伸的线状(参照图3)。此外，该开口部70的短边方向上的尺寸为例如1mm～3mm左右。在本实施方式的第二绝缘层7中，开口部70还设置在后述的第二连接电极9的开设有间隔90的区域中。
第二采集电极8在与和单晶硅衬底2接触的一侧相反的一侧与第二绝缘层7接触(参照图4、图5)。该第二采集电极8经由第二绝缘层7的开口部70被连接于单晶硅衬底2。本实施方式的第二采集电极8形成为沿着单晶硅衬底2的第二主面22的板状。第二采集电极8通过与单晶硅衬底2接触，而在单晶硅衬底2形成基底部位23。
另外，第二采集电极8在第二重叠区域112(位于图4、图5的左侧的重叠区域11)的大半部分中隔着第二绝缘层7与单晶硅衬底2分离。此外，这里所称的第二重叠区域112的大半部分是指除去第二重叠区域112的一部分后的大半部分。此外，第二采集电极8还可以在第二重叠区域112的整个区域中隔着第二绝缘层7与单晶硅衬底2分离。在本实施方式的太阳电池单元1中，在第二重叠区域112的所述排列方向上的除了内侧的端部以外的部分中，第二采集电极8与单晶硅衬底2分离，而在第二重叠区域112的所述排列方向上的内侧的端部中，第二采集电极8与单晶硅衬底2接触。该第二采集电极8，即使为配置在第二重叠区域112的部位，尤其在第二重叠区域112的所述排列方向上的内侧的区域中，为了收集在阳光照射进重叠的太阳电池单元1之间时产生的载流子而与单晶硅衬底2接触。
在本实施方式的第一重叠区域111(位于图4、图5的右侧的重叠区域11)的一部分中，第二采集电极8也与单晶硅衬底2接触。该第二采集电极8为了收集在位于单晶硅衬底2的所述排列方向上的一方侧的端部所产生的载流子而与单晶硅衬底2接触。
本实施方式的第二采集电极8至少配置在单晶硅衬底2的一端缘24(位于太阳电池单元1的排列方向上的一方侧的端缘)与第二连接电极9之间。另外，如图6所示，第二采集电极8的位于太阳电池单元1的排列方向上的一方侧的端缘即一端缘81与单晶硅衬底2的一端缘24的垂直面240之间的距离L1为单晶硅衬底2的一端缘24的斜面241在所述排列方向上的宽度W的150％以上。
而且，第二采集电极8的位于所述排列方向上的配置有第一连接电极5的另一方侧的另一端缘82与单晶硅衬底2的另一端缘25之间的距离L2为第二重叠区域112在所述排列方向上的尺寸L3的40％以上且90％以下。另外，第二采集电极8的另一端缘82与单晶硅衬底2的另一端缘25之间的距离L2为例如0.4mm以上。此外，第二重叠区域112在所述排列方向上的尺寸L3为1.5mm～2.0mm左右。
作为第二采集电极8的材料，例如包括含有微粒和粘合剂树脂的糊膏状的材料等，其中，所述微粒由铝等金属构成，其通过与单晶硅衬底2接触而对该单晶硅衬底2的一部分掺杂空穴，从而能够形成空穴过剩的区域(例如，作为p++部的基底部位23)。作为第二采集电极8的形成方法，例如包括丝网印刷等的印刷方法和基于烧制等的固化方法。在第二采集电极8含有铝的情况下，在与第二绝缘层7的开口部70重叠的部位中，因铝与单晶硅衬底2发生反应生成AlSi(铝硅)而发生变色，所以，从第二采集电极8的外观就能够把握开口部70的位置。
第二连接电极9在与和第二绝缘层7接触的一侧相反的一侧与第二采集电极8接触。该第二连接电极9隔着第二绝缘层7与单晶硅衬底2分离。另外，第二连接电极9在与太阳电池单元1的排列方向及单晶硅衬底2的厚度方向都大致正交的方向上，隔开间隔90地配置(参照图3、图7)。此外，间隔90的在与第二连接电极9的延伸方向正交的方向的宽度为例如5mm左右。
作为第二连接电极9的材料，例如包括含有微粒和粘合剂树脂的糊膏状的材料等，其中，所述微粒由银等金属构成，其即使与单晶硅衬底2接触也不会形成空穴过剩的区域(例如，作为p++部的基底部位23)。作为第二连接电极9的形成方法，例如包括丝网印刷等的印刷方法和基于烧制等的固化方法。
此外，在太阳电池单元1中，在单晶硅衬底2上生成的载流子，在太阳电池单元1的排列方向及与该排列方向及单晶硅衬底2的厚度方向都大致正交的方向上，经由基底部位23及第二采集电极8向第二连接电极9移动(参照图4～图7)。
这样的太阳电池单元1能够通过激光等在划分线124处对集合有作为太阳电池单元1的部分(小分区120)的半成品即组合电池12进行分割来得到。组合电池12具有一边121和与一边121对置的对边122。另外，在组合电池12中，如图8及图9所示，通过与组合电池12的一边121大致平行的直线(图8及图9中在上下方向延伸的直线)即划分线124划分有多个小分区120。组合电池12为例如正方形的板状，但还可以为矩形板状或八边形(对正方形的角部进行切除后的八边形)等。组合电池12中包含的小分区120的数量为例如5个，但只要为多个还可以为6个等其他的数量。
小分区120分别具有与太阳电池单元1对应的结构。在组合电池12中，在从与第二主面22大致垂直的方向观察时，第二采集电极8从一边121分离，并从与一边121对置的对边122分离。
在多个小分区120中的包含一边121的小分区120中，第二连接电极9沿着远离一边121的划分线124设置。另外，在多个小分区120中的包含对边122的小分区120中，第二连接电极9沿着远离对边122的划分线124设置。具体来说，在包含一边121的小分区120中，第二连接电极9在远离一边121的划分线124的附近沿该划分线124设置，在包含对边122的小分区120中，第二连接电极9在远离对边122划分线124的附近沿该划分线124设置。
此外，在组合电池12的包含一边121及对边122的端部26中，与其他区域相比寿命容易降低。另外，在组合电池12中，各层的厚度存在不均的情况。例如，位于单晶硅衬底2的上方的第一绝缘层6的厚度，在组合电池12的端部26易比第一绝缘层6的其他部位的厚度薄。
太阳电池串10通过对由组合电池12得到的太阳电池单元1进行搭迭连接而得到。例如，将在图10A的点划线处对组合电池12进行分割而得到的太阳电池单元1如图10B所示那样以隐藏端部26的方式进行搭迭连接，由此得到太阳电池串10。在该搭迭连接中，相邻的各两个太阳电池单元1、1的第一连接电极5与第二连接电极9通过金属糊膏13连接(参照图1)。该金属糊膏13例如为银糊膏，通过分配器被涂布到第一连接电极5、第二连接电极9。
通过以上的晶体硅太阳电池100，虽然在第一重叠区域111的大半部分以及第二重叠区域112的大半部分没有配置用于收集载流子的第二采集电极8，但在避光的第一重叠区域111中难以进行发电。因此，即使在第一重叠区域111、第二重叠区域112没有第二采集电极8也没关系，能够抑制第二采集电极8的材料消耗。由此，能够提供结构最优化的晶体硅太阳电池100。
在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，在不增长单晶硅衬底2中产生的载流子从单晶硅衬底2移动(基于电荷守恒定律的移动)的路径的情况下就能够通过第二采集电极8对该载流子进行收集。因此，能够抑制暗电流并提高输出，同时降低电阻并提高输出。
另外，在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，在第二连接电极9与单晶硅衬底2之间存在第二绝缘层7，由此，第二连接电极9与单晶硅衬底2不接触。因此，能够抑制因这些接触而产生的少数载流子的再结合，能够抑制寿命降低。尤其，在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，由于第二连接电极9为银，因此，不会形成基底部位23那样的P++部，因此，第二连接电极9与单晶硅衬底2为非接触是有用的。
而且，本实施方式的晶体硅太阳电池100包括单晶硅衬底2的第一主面21为受光面的太阳电池单元1，因此，能够将晶体硅太阳电池100应用于一般的PERC型太阳电池。
在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，在太阳电池单元1的制造过程中，在为了切断组合电池12而照射激光时，在所述排列方向的一方侧，由于第二采集电极8位于从激光的照射部位分离的位置，因此，第二采集电极8难以受损。
另外，在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，在太阳电池串的制造过程中，在对太阳电池单元1进行搭迭连接时，例如，会在相邻的各两个太阳电池单元1、1中被连接的第一连接电极5与第二连接电极9之间涂布金属糊膏13。该情况下，该金属糊膏13被第一连接电极5与第二连接电极9挤压而溢出，即使溢出的金属糊膏13从一侧的太阳电池单元1涂布有金属糊膏13的部位溢出到背面侧，由于第二采集电极的太阳电池单元1的排列方向上的另一端缘82比单晶硅衬底2的另一端缘25向内侧(所述排列方向上的一方侧)退避，因此，很难发生第一连接电极5与第二采集电极8因金属糊膏13而连接所导致的漏电。
而且，在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，第二连接电极9被分离，由此，电流能够从开口部70向相邻的第二连接电极9流动，所以，能够降低因第二连接电极9产生的电阻从而进一步提高输出。
在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，在组合电池12的端部26中少数载流子的寿命较短，但在对组合电池12的各小分区120进行分离，并将各小分区120作为各太阳电池单元1进行搭迭连接时，能够以使组合电池12的作为一边121、对边122的部分位于各太阳电池单元1的相重叠的重叠区域11的方式进行搭迭连接。该情况下，在重叠区域11中，单晶硅衬底2由于避光而难以进行发电，因此，能够抑制对输出的影响。而且，在太阳电池串10中，在从与第一主面21大致垂直的方向观察时，硅晶片的端部26被隐藏，因此，例如，即使层叠在组合电池12的端部26的第一绝缘层6的厚度比第一绝缘层6的其他部位的厚度小，也能够得到外观美观的晶体硅太阳电池100。
另外，在本实施方式的晶体硅太阳电池100中，在第二重叠区域112的一部分，例如，在第二重叠区域112的所述排列方向上的内侧的端部中，第二采集电极8与单晶硅衬底2接触。因此，该第二采集电极8能够对在接近第二重叠区域112的区域(单晶硅衬底2中的第二重叠区域112附近的区域)中产生的载流子进行收集，因此，能够提高输出。
此外，本发明的晶体硅太阳电池不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够追加各种变更。例如，能够在某实施方式的结构上追加其他的实施方式的结构，另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换成其他的实施方式的结构。而且，能够删除某实施方式的结构的一部分。
例如，在上述实施方式的晶体硅太阳电池100中，在第一重叠区域111的一部分以及第二重叠区域112的一部分中，第二采集电极8与单晶硅衬底2接触，但还可以在第一重叠区域111的整个区域及第二重叠区域112的整个区域的至少一方，第二采集电极8与单晶硅衬底2隔着第一绝缘层6或第二绝缘层7而分离。
另外，构成太阳电池单元1的各层的材料、形状不限于上述实施方式。例如，上述实施方式的第二连接电极9在与太阳电池单元1的排列方向及单晶硅衬底2的厚度方向都大致正交的方向上，隔开间隔90而延伸，但还可以不隔开间隔地延伸。
而且，太阳电池单元1可以为两面受光型，在该情况下，第二采集电极成为光从多个线状、格子状的单晶硅衬底2的第二主面22侧入射的结构。另外，该情况下，单晶硅衬底2的第一主面21为一侧的受光面，第二主面22为另一侧的受光面。
通过以上，根据本发明，能够提供对PERC型的太阳电池进行搭迭连接而成的、结构最优化的晶体硅太阳电池。
本发明的晶体硅太阳电池包括太阳电池串，该太阳电池串具有多个分别为PERC型的太阳电池单元，且所述太阳电池串是对所述多个太阳电池单元中相邻的两个太阳电池单元进行相互搭迭连接而成的，所述多个太阳电池单元的每一个具有：具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触的第一采集电极；与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部连接于所述单晶硅衬底的第二采集电极；以及在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触的第二连接电极，在所述多个太阳电池单元的每一个中，在从与所述第一主面大致垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，所述太阳电池串具有所述相邻的各两个太阳电池单元重叠的重叠区域，在所述重叠区域中，在从与所述第一主面大致垂直的方向观察时，所述相邻的各两个太阳电池单元中的一个太阳电池单元的所述第一连接电极与所述相邻的各两个太阳电池单元中的另一个太阳电池单元的所述第二连接电极在重叠的状态连接，在所述多个太阳电池单元的每一个中，在除去所述重叠区域的一部分后的大半部分或所述重叠区域的整个区域中，所述第二采集电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离。
根据该结构，由于在避光的重叠区域中难以进行发电，因此，即使在重叠区域的大半部分不配置用于收集载流子的第二采集电极也无妨，由于不配置第二采集电极，相应也能够抑制第二采集电极的材料消耗。由此，能够提供结构最优化的晶体硅太阳电池。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，所述多个太阳电池单元的各自的所述第二采集电极还可以至少配置在所述单晶硅衬底的端缘与所述第二连接电极之间，其中所述单晶硅衬底的端缘为位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第二连接电极的一侧即一方侧的端缘。
根据该结构，无需增长从单晶硅衬底的移动路径就能够通过第二采集电极收集载流子，因此，能够抑制暗电流从而提高输出，并且能够降低电阻提高输出。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，所述第二连接电极与所述单晶硅衬底还可以隔着所述绝缘层相分离。
根据该结构，由于第二连接电极与单晶硅衬底为非接触，因此，能够抑制因这些接触而产生的少数载流子的再结合，能够抑制寿命的降低。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，所述第一主面还可以为受光面。
根据该结构，能够将该晶体硅太阳电池应用于一般的PERC型太阳电池。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，在所述多个太阳电池单元的每一个中，所述单晶硅衬底的位于一方侧的端缘具有大致垂直于所述第一主面的面、和通过形成所述多个太阳电池单元的每一个时的激光照射而形成的斜面，其中，所述一方侧是所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第二连接电极的一侧，所述第二采集电极的位于所述一方侧的端缘和大致垂直于所述单晶硅衬底的所述第一主面的面之间的距离还可以为所述斜面在所述排列方向上的宽度的150％以上。
根据该结构，在太阳电池单元的制造过程中，在为了切断而对太阳电池单元的半成品(组合电池)照射激光时，由于第二采集电极位于远离激光的照射部位的位置而难以受损。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，在所述多个太阳电池单元的每一个中，所述第二采集电极的位于另一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的位于所述另一方侧的端缘之间距离还可以为所述重叠区域在所述排列方向上的尺寸的40％以上且90％以下，其中，所述另一侧为所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第一连接电极的一侧。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，在所述多个太阳电池单元的每一个中，所述第二采集电极的位于另一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的位于所述另一方侧的端缘之间的距离还可以为0.4mm以上，其中，所述另一方侧是所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第一连接电极的一侧。
根据该结构，在太阳电池串的制造过程中，在对太阳电池单元进行搭迭连接时，例如，会对在相邻的太阳电池单元中相连接的第一连接电极与第二连接电极之间涂布金属糊膏。该情况下，即使该金属糊膏从一侧的太阳电池单元的涂布有金属糊膏的部位向背面侧溢出，由于第二采集电极的位于所述排列方向的另一方侧的端缘比单晶硅衬底的另一方侧的端缘向内侧(所述排列方向上的一方侧)退避，因此，难以发生第一连接电极与第二采集电极因金属糊膏相连接而发生漏电的情况。
另外，在所述晶体硅太阳电池中，所述第二连接电极，在与所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向及所述单晶硅衬底的厚度方向都大致正交的方向上，隔开间隔地配置，在所述第二连接电极的隔开所述间隔的区域中，配置有所述绝缘层的开口部。
根据该结构，由于第二连接电极被分离，因此，能够使电流从各开口部向相邻的第二连接电极流动，因此，能够降低电阻从而进一步提高输出。
本发明的晶体硅太阳电池的组合电池是由多个小分区集合成的晶体硅太阳电池的组合电池，其中多个小分区是通过分别被分割而作为PERC型的多个太阳电池单元，所述组合电池具有一边和该一边的对边，所述多个小分区的每一个通过与所述组合电池的所述一边大致平行的直线即划分线划分出，所述多个小分区的每一个具有：具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触的第一采集电极；与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部连接于所述单晶硅衬底的第二采集电极；以及在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触的第二连接电极，在所述多个小分区的每一个中，在从与所述第一主面大致垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，在从与所述第二主面大致垂直的方向观察时，所述第二采集电极从所述组合电池的所述一边分离，并且从所述组合电池的所述一边的对边分离，在所述多个小分区中的包含所述组合电池的所述一边的小分区中，所述第二连接电极沿着远离所述组合电池的所述一边的所述划分线设置，在所述多个小分区中的包含所述组合电池的所述对边的小分区中，所述第二连接电极沿着远离所述组合电池的所述对边的所述划分线设置。
根据该结构，在组合电池的端部少数载流子的寿命较低，在对组合电池的各小分区进行分离，且将各小分区作为各太阳电池单元进行搭迭连接时，能够以组合电池的作为一边、对边的部分位于各太阳电池单元相重叠的重叠区域的方式进行搭迭连接。该情况下，由于在重叠区域中避光所以难以进行发电，因此，能够抑制对输出的影响。
附图标记的说明
1…太阳电池单元，2…单晶硅衬底，3…扩散层，4…第一采集电极，5…第一连接电极，6…第一绝缘层，7…第二绝缘层(绝缘层)，8…第二采集电极，9…第二连接电极，10…太阳电池串，11…重叠区域，12…组合电池，13…金属糊膏，21…第一主面，22…第二主面，23…基底部位，24…一端缘，25…另一端缘，26…端部，31…表面，70…开口部，81…一端缘，82…另一端缘，90…间隔，100…晶体硅太阳电池，111…第一重叠区域，112…第二重叠区域，120…小分区，121…位置的边，122…对边，124…划分线，240…垂直面(劈开面)，241…斜面，L1、L2…距离，L3…尺寸，W…宽度
Claims (7)
1.一种晶体硅太阳电池，包含太阳电池串，该太阳电池串具有分别为PERC型的多个太阳电池单元，且由所述多个太阳电池单元中的相邻的各两个太阳电池单元相互搭迭连接而成，其中，
所述多个太阳电池单元的每一个具有：
具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；
与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；
第一采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触；
与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；
与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；
第二采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部与所述单晶硅衬底连接；以及
第二连接电极，在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，
所述太阳电池串具有所述相邻的各两个太阳电池单元相重叠的重叠区域，
在所述重叠区域中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述相邻的各两个太阳电池单元中的一个太阳电池单元的所述第一连接电极与所述相邻的各两个太阳电池单元中的另一个太阳电池单元的所述第二连接电极在相重叠的状态下相连接，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，
在除去所述重叠区域的一部分后的大半部分或所述重叠区域的整个区域中，所述第二采集电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离，
所述单晶硅衬底的位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第二连接电极一侧即一方侧的端缘具有：与所述第一主面垂直的面、和通过形成所述多个太阳电池单元的每一个时的激光照射而形成的斜面，
所述第二采集电极的位于所述一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的垂直于所述第一主面的面之间的距离为所述斜面在所述排列方向上的宽度的150％以上。
2.一种晶体硅太阳电池，包含太阳电池串，该太阳电池串具有分别为PERC型的多个太阳电池单元，且由所述多个太阳电池单元中的相邻的各两个太阳电池单元相互搭迭连接而成，其中，
所述多个太阳电池单元的每一个具有：
具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；
与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；
第一采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触；
与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；
与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；
第二采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部与所述单晶硅衬底连接；以及
第二连接电极，在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，
所述太阳电池串具有所述相邻的各两个太阳电池单元相重叠的重叠区域，
在所述重叠区域中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述相邻的各两个太阳电池单元中的一个太阳电池单元的所述第一连接电极与所述相邻的各两个太阳电池单元中的另一个太阳电池单元的所述第二连接电极在相重叠的状态下相连接，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，
在除去所述重叠区域的一部分后的大半部分或所述重叠区域的整个区域中，所述第二采集电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离，
所述第二采集电极的位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第一连接电极一侧即另一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的位于所述另一方侧的端缘之间的距离为所述重叠区域在所述排列方向上的尺寸的40％以上且90％以下。
3.一种晶体硅太阳电池，包含太阳电池串，该太阳电池串具有分别为PERC型的多个太阳电池单元，且由所述多个太阳电池单元中的相邻的各两个太阳电池单元相互搭迭连接而成，其中，
所述多个太阳电池单元的每一个具有：
具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；
与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；
第一采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触；
与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；
与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；
第二采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部与所述单晶硅衬底连接；以及
第二连接电极，在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，
所述太阳电池串具有所述相邻的各两个太阳电池单元相重叠的重叠区域，
在所述重叠区域中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述相邻的各两个太阳电池单元中的一个太阳电池单元的所述第一连接电极与所述相邻的各两个太阳电池单元中的另一个太阳电池单元的所述第二连接电极在相重叠的状态下相连接，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，
在除去所述重叠区域的一部分后的大半部分或所述重叠区域的整个区域中，所述第二采集电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离，
所述第二采集电极的位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第一连接电极一侧即另一方侧的端缘与所述单晶硅衬底的位于所述另一方侧的端缘之间的距离为0.4mm以上。
4.一种晶体硅太阳电池，包含太阳电池串，该太阳电池串具有分别为PERC型的多个太阳电池单元，且由所述多个太阳电池单元中的相邻的各两个太阳电池单元相互搭迭连接而成，其中，
所述多个太阳电池单元的每一个具有：
具有第一主面及第二主面的单向导电型的单晶硅衬底；
与所述第一主面接触的反向导电型的扩散层；
第一采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述扩散层接触；
与所述扩散层及所述第一采集电极接触的第一连接电极；
与所述第二主面接触，且具有至少一个贯穿的开口部的绝缘层；
第二采集电极，在与和所述单晶硅衬底接触的一侧相反的一侧与所述绝缘层接触，且经由所述至少一个开口部与所述单晶硅衬底连接；以及
第二连接电极，在与和所述绝缘层接触的一侧相反的一侧与所述第二采集电极接触，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述第一连接电极与所述第二连接电极分离，
所述太阳电池串具有所述相邻的各两个太阳电池单元相重叠的重叠区域，
在所述重叠区域中，在从与所述第一主面垂直的方向观察时，所述相邻的各两个太阳电池单元中的一个太阳电池单元的所述第一连接电极与所述相邻的各两个太阳电池单元中的另一个太阳电池单元的所述第二连接电极在相重叠的状态下相连接，
在所述多个太阳电池单元的每一个中，
在除去所述重叠区域的一部分后的大半部分或所述重叠区域的整个区域中，所述第二采集电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离，
所述第二连接电极在与所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向及所述单晶硅衬底的厚度方向都正交的方向上隔开间隔地配置，
在所述第二连接电极的隔开所述间隔的区域中配置有所述绝缘层的开口部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的晶体硅太阳电池，其中，
所述多个太阳电池单元的各自的所述第二采集电极至少配置在所述单晶硅衬底的端缘与所述第二连接电极之间，其中，所述单晶硅衬底的端缘位于所述太阳电池串中的所述多个太阳电池单元的排列方向上的配置有所述第二连接电极的一侧即一方侧。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的晶体硅太阳电池，其中，
所述第二连接电极与所述单晶硅衬底隔着所述绝缘层分离。
7.根据权利要求1至4中任一项的任一项所述的晶体硅太阳电池，其中，
所述第一主面为受光面。
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