JP2016072597A - 配線シート付き裏面電極型太陽電池セル - Google Patents

Abstract

【課題】配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが実用化されているが、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの安定した接続を確保しながら、変換効率を向上させる構造が求められていた。
【解決手段】本発明の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、配線シートに設けられた配線が、複数の櫛部を有する略櫛形であり、櫛部の根元部の幅が櫛部の先端部の幅よりも長くなっている。このような配線を有する配線シートを用いることで、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの変換効率を向上させることが可能となった。
【選択図】図２

Description

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに関するものである。

近年、地球環境問題への関心が高まりつつある中、自然エネルギーを利用した新しいエネルギー技術が大いに注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギーを得る手段として広く行われている。

太陽電池素子には、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなど様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた太陽電池セルが主流となっている。

現在、最も多く製造および販売されている太陽電池セルは、太陽光が入射する側の面（受光面）にｎ電極が形成されており、受光面と反対側の面（裏面）にｐ電極が形成された構成の両面電極型太陽電池セルである。また、太陽電池セルの受光面には電極を形成せず、太陽電池セルの裏面のみにｎ電極およびｐ電極を形成した裏面電極型太陽電池セルの開発も進められている。

例えば、特許文献１には配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが開示されている。
特許文献１には、裏面電極型太陽電池セルの電極間及び配線シートの配線間の少なくとも一方に設置された固定樹脂を用いて、裏面電極型太陽電池セルと配線シートを接着させた配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが開示されている。また、固定樹脂を硬化して第１の硬化状態とする工程と、第１の硬化状態の固定樹脂を軟化する工程と、軟化した固定樹脂を硬化して固定樹脂を第２の硬化状態とする工程とを含む配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが開示されている。特許文献１に開示の発明により、太陽電池セルと配線シートとの機械的な接続の安定性を向上させることができるとともに、電気的な接続の安定性を向上することが可能となる。

特開２０１２−９９５６９号公報

しかしながら、特許文献１には配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの変換効率の向上についての詳細な開示はない。

裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの安定した接続を確保しながら、変換効率を向上させる構造が求められていた。

本発明の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、配線シートは、絶縁性基材と絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、裏面電極型太陽電池セルは、シリコン基板とシリコン基板の裏面側に設けられた電極とを有しており、配線は、複数の櫛部を有する略櫛形であり、櫛部の根元部の幅が櫛部の先端部の幅よりも長いことを特徴とする。

本発明によれば、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの間の安定した接続を確保しながら、変換効率を向上させる構造を提供することができる。

本発明の第１の実施形態を示すものであって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを示す模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルの模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、配線シートの模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、配線シートの配線を示す拡大模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルの製造方法を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルと配線シートの接合方法を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。 本発明の第５の実施形態を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。 本発明の第６の実施形態を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

[実施形態１]
実施形態１に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。図１は、本実施形態の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを受光面側から見た図である。配線シート付き裏面電極型太陽電池セル１００は、裏面電極型太陽電池セル２を配線シート１に載置して形成される。裏面電極型太陽電池セル２は、配線シート１上の略櫛形のｎ型用配線、ｐ型用配線に対応する位置に、それぞれｎ型用電極、ｐ型用電極が対応するように載置され、ｎ型用配線はｎ型用電極と、ｐ型用配線はｐ型用電極と、それぞれ電気的に接続される構造を有している。本実施形態においては、配線と電極とは接合部材を介して接続されている。

図２は、本実施形態の裏面電極型太陽電池セルを模式的に示す図である。図２（a）は、図１における裏面電極型太陽電池セルのＡ−Ａ´断面を示す図であり、図２（ｂ）は裏面電極型太陽電池セルを裏面側から見た場合の模式図である。本願における裏面とは、裏面電極型太陽電池セルの受光面の逆の面である。

図２（ａ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２の凹凸形状を有するシリコン基板２１の受光側に、反射防止膜２２が形成され、シリコン基板２１の裏面側にパッシベーション膜２５が形成されている。シリコン基板２１としては、たとえば、ｎ型またはｐ型のいずれかの導電型を有する多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどからなる基板を用いることができる。シリコン基板２１の厚さとしては、５０μｍ以上４００μｍ以下程度が望ましい。反射防止膜２２として、窒化シリコンからなる膜を用い、パッシベーション膜２５としては、酸化シリコンからなる膜を用いた。いずれもこれらに限定されるものではない。パッシベーション膜２５として、例えば、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることもできる。

また、シリコン基板２１の内部の裏面側に、リンなどのｎ型不純物が拡散されたｎ型不純物拡散領域２３と、ボロンなどのｐ型不純物が拡散されたｐ型不純物拡散領域２４とが形成されている。ｎ型不純物拡散領域２３はリンなどのｎ型不純物を含む領域である。ｐ型不純物拡散領域２４はボロンあるいはアルミニウムなどのｐ型不純物を含む領域である。

ｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコン基板２１の内部では、ｎ型不純物拡散領域２３またはｐ型不純物拡散領域２４とシリコン基板２１との界面において、複数のｐｎ接合が形成されている。よって、パッシベーション膜２５に設けられたコンタクトホールを介してｎ型不純物拡散領域２３に接続されたｎ型用電極２６、およびｐ型不純物拡散領域２４に接続されたｐ型用電極２７の各々は、シリコン基板２１の内部の裏面側に形成された複数のｐｎ接合にそれぞれ対応した電極となる。ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７として、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。

図２（ｂ）に示すように、ｎ型用電極２６、及びｐ型用電極２７は、それぞれ所定の間隔を開けて形成された長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用電極２６の矩形部とｐ型用電極２７の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のいずれも矩形部の幅およびピッチはほぼ一定である。矩形部の幅とは、電極の長手方向に直交する方向、すなわち短手方向の長さを示す。矩形部のピッチとは、電極の短手方向の中点と隣接する電極の短手方向の中点の間の距離を示す。

また、ｎ型用電極、ｐ型用電極は、長手方向に複数に分断された形状でも良い。

図３は、本実施形態の配線シートの模式図である。図３（ａ）は、受光面側から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示す図である。

配線シート１は、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１の一方の表面上に形成された配線１６とから構成されている。絶縁性基材１１として例えばＰＥＴが用いられる。また配線１６としては、例えば銅などの導電性を有する材料が用いられる。本実施形態においては、配線シートの絶縁性基材として厚さ７５μｍ程度のＰＥＴを主成分とする樹脂シートを用い、配線として厚さ約３５μｍの銅配線を用いた。樹脂シートの主成分はＰＥＴに限定されるものではなく、ＰＥＮ等を用いてもよい。

図３の配線シート１上に、４行４列の計１６個の裏面電極型太陽電池セルを配置し、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを構成する。配線シート１上の配線によって、１６個の裏面電極型太陽電池セルが電気的に直列接続される。例えば、配線シート１上の領域Ｃに配置される裏面電極型太陽電池セルのｎ型用電極、ｐ型用電極は、領域Ｃにあるｎ型用配線１２、ｐ型用配線１３にそれぞれ電気的及び物理的に接続される。

ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３のそれぞれは略櫛形の形状を有しており、櫛の刃にあたる部分は、所定の間隔を開けて形成された複数の二等辺三角形の形状を有している。ｎ型用配線１２の櫛の刃にあたる二等辺三角形の部分とｐ型用配線１３の櫛の刃にあたる二等辺三角形の部分とは、二等辺三角形の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。二等辺三角形の長手方向に直交する方向とは、底辺方向にあたる。

接続用配線１４ａおよび１４ｂは、ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３の二等辺三角形の長手方向に直交する方向に延在し、ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３の二等辺三角形部分は、接続用配線１４ａまたは１４ｂに接続されている。

配線シート１の領域Ｃのｐ型用配線１３は、Ｐ型取出し用配線１３ａに接続されている。また、領域Ｃのｎ型用配線１２は、領域Ｄのｐ型用配線と接続用配線１４ａを介し接続されている。言い換えると、列方向に配置された隣接する裏面電極型太陽電池セル同士は、配線シート１上の接続用配線１４ａを介して電気的および物理的に接続される。また、行方向に配置された裏面電極型太陽電池セル同士は、接続用配線１４ｂを介して電気的に接続される。このように、１６個の裏面電極型太陽電池セルが電気的に直列接続され、光電変換により発生した電流は、ｐ型取出し用配線１３ａ、ｎ型取出し用配線１２ａからそれぞれ取出されることとなる。 また、配線シート１の終端にそれぞれ位置しているｎ型用配線１２ａおよびｐ型用配線１３ａ以外の隣り合うｎ型用配線１２とｐ型用配線１３とは、接続用配線１４ａまたは１４ｂによって電気的に接続されている。また接続用配線１４ｂは、裏面電極型太陽電池セルが対置される部分の外側に設けられている。

図４は、図３（ａ）におけるＥの部分を拡大した図である。配線シート１上の略櫛状の配線は、ほぼ二等辺三角形の形状を有している。各配線の二等辺三角形の底辺にあたる根元部は、接続用配線１４ａと物理的に接触しており、配線の二等辺三角形の頂点にあたる先端部は接続用配線１４ａとは物理的に接触していない。根元部の幅Ｌ１を先端部の幅Ｌ２よりも大きくすることにより、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの出力電力を向上させることが可能となった。配線の長さ方向の電気抵抗を下げることができたためである。

出力電力が向上した理由を、より詳しく説明すると以下のとおりである。

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに熱が加わった場合、配線シート１を構成する絶縁性基材１１と裏面電極型太陽電池セル２を構成するシリコン基板２１の熱膨張係数の差により、本来対向する位置に配置されるべき、配線と電極との位置がずれる場合があった。位置ずれにより、Ｐ型用配線とｎ型用電極、またはｎ型用配線とｐ型用電極が近接する。よって、電極間短絡がおき、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの出力電力の低下につながる場合があった。このような位置づれによる出力電力の低下を防ぐために、配線間の距離は一定以上を有していることが望ましい。配線間の距離が狭すぎるとイオンマイグレーションの懸念もある。具体的には、５０μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに熱が加わる場合の例としては、約１６０度の加熱を行う封止工程をあげることができる。

本実施形態においては、配線のピッチは、約７５０μｍとした。また、三角形の高さは約１６０ｍｍ、三角形の高さ方向におけるほぼ中央部における幅を約６５０μｍとした。

裏面電極型太陽電池セル略矩形の形状を有している。略矩形の短手方向の幅はほぼ一定である。略矩形の形状とすることで、安定した高い出力電力を得ることが可能となった。正確な電極パターンを形成しやすい形状であるからである。

本実施形態においては、対向する電極の形状と配線の形状は異なっているが、形状が異なることによる配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの出力低下は発生しない。理由を以下に説明する。

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、配線シート上の配線と裏面電極上の電極が、対向する位置に配置される。裏面電極型太陽電池セルに設けられた電極においては、太陽電池セル内部で発生した電子の多くは直下の電極に向かって流れ、さらに直下の配線に向かって流れる。よって、裏面電極型太陽電池セルおいては、略矩形の電極の場所によって、電流密度が変わることはほとんどない。逆に、配線シートの配線においては先端部から根元部に向けて電流密度が除々に大きくなっていく。よって、電極の矩形部の幅はほぼ一定とし、配線の矩形部の幅が根元に向けて除々に大きくなる構造としても、抵抗ロスが大きくなるというような問題は発生しない。よって、電極が略矩形の形状であっても、裏面電極型太陽電池セルの出力電力は低下しないこととなる。

以下に、本実施形態の配線シート付き裏面電極太陽電池セルの製造方法を示す。

図５は、図１、および図２に示す本実施形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例を示す模式的断面図である。本実施形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例を、図５を用いて説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、まずシリコン基板２１を用意する。インゴットからスライスしたものであるため、シリコン基板２１の表面にはスライスダメージ２１ａが形成されている。

次に、図５（ｂ）に示すように、シリコン基板２１の表面のスライスダメージ２１ａを除去する。ここで、スライスダメージ２１ａの除去は、たとえば上記のスライス後のシリコン基板２１の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行なうことができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、シリコン基板２１の裏面に、ｎ型不純物拡散領域２３およびｐ型不純物拡散領域２４をそれぞれ形成する。ｎ型不純物拡散領域２３は、たとえば、ＰＯＣｌ₃のようなｎ型不純物であるリンを含むガスを用いた気相拡散により形成することができる。ｐ型不純物拡散領域２４は、たとえば、ＢＢｒ₃のようなｐ型不純物であるボロンを含むガスを用いた気相拡散などの方法により形成することができる。

次に、図５（ｄ）に示すように、シリコン基板２１の裏面にパッシベーション膜２５を形成する。ここで、パッシベーション膜２５は、たとえば、熱酸化法またはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの方法により形成することができる。

次に、図５（ｅ）に示すように、シリコン基板２１の受光面の全面にテクスチャ構造などの凹凸構造を形成した後に、その凹凸構造上に反射防止膜２２を形成する。テクスチャ構造は、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いてシリコン基板２１の受光面をエッチングすることによって形成することができる。反射防止膜２２は、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。

次に、図５（ｆ）に示すように、シリコン基板２１の裏面のパッシベーション膜２５の一部を除去することによってコンタクトホール２５ａおよびコンタクトホール２５ｂを形成する。ここで、コンタクトホール２５ａは、ｎ型不純物拡散領域２３の表面の少なくとも一部を露出させるように形成され、コンタクトホール２５ｂは、ｐ型不純物拡散領域２４の表面の少なくとも一部を露出させるように形成される。

なお、コンタクトホール２５ａおよび２５ｂはそれぞれ、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホールの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜２５上に形成した後に、レジストパターンの開口からパッシベーション膜２５をエッチングなどにより除去する方法で形成することができる。

次に、図５（ｇ）に示すように、銀をスクリーン印刷することにより、ｎ型用電極２６とｐ型用電極２７とを形成する。ｎ型用電極２６はコンタクトホール２５ａを通してｎ型不純物拡散領域２３に接し、ｐ型用電極２７はコンタクトホール２５ｂを通してｐ型不純物拡散領域２４に接する。電極を略矩形とすることで、スクリーン印刷のかすれ等がおこりにくく、電極形成プロセスをより安定させることができる。

さらに、本実施形態の裏面電極型太陽電池セルと配線シートの貼り付けについて図６を用いて説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板２１の裏面上に所定の間隔を空けて設けられたｎ型用電極２６とｐ型用電極２７とを含む裏面電極型太陽電池セル２を用意する。ここではｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７は説明の便宜のためそれぞれ１つずつしか図示しかされていないが、それぞれ複数あってもよいことは言うまでもない。

次に、図６（ｂ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２のシリコン基板２１の裏面のｎ型用電極２６とｐ型用電極２７との間に、それぞれ、未硬化の固定樹脂３１ａを設置する。固定樹脂は、裏面電極型太陽電池セルと配線シートを固定するものである。

固定樹脂３１ａの設置方法としては、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法を挙げることができる。なかでも、スクリーン印刷を用いることが好ましい。簡易に、低コストで、かつ短時間で固定樹脂３１ａを設置することができる。

裏面電極型太陽電池セル２のシリコン基板２１側における固定樹脂３１ａの幅は、ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７と接触しないような幅であることが好ましい。裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との間の電気的な接続の安定性の向上が期待できるからである。

なお、本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に固定樹脂３１ａを設置する場合について説明するが、配線シート１の配線間に固定樹脂３１ａを設置してもよく、裏面電極型太陽電池セル２の電極間および配線シート１の配線間のそれぞれに固定樹脂３１ａを設置してもよい。

固定樹脂３１ａの形状は、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のそれぞれに沿うライン状とすることが好ましいが、後述する封止材中への封止工程において、第１硬化状態の固定樹脂が軟化して十分に拡がることできる程度の隙間が電極との間に設けられていれば、断続的に配置するような形状でも構わない。

固定樹脂３１ａとしては、Ｂステージ化可能な樹脂が用いられることが好ましい。Ｂステージ化可能な樹脂とは、液体状態の未硬化の固定樹脂３１ａを加熱したときに、粘度が上昇して硬化状態（第１の硬化状態）となった後に粘度が低下して軟化し、その後に再度粘度が上昇して硬化状態（第２の硬化状態）となる樹脂のことである。

次に、図６（ｃ）の模式的断面図に示すように、未硬化の固定樹脂３１ａを硬化して第１の硬化状態の固定樹脂３１ｂとする。未硬化の固定樹脂３１ａは、たとえば、加熱および／または紫外線などの光の照射などによって硬化して第１の硬化状態となる。これにより、未硬化の固定樹脂３１ａの状態と比べて、粘着力および流動性が低下した第１の硬化状態の固定樹脂３１ｂを得ることができる。

また、第１の硬化状態の固定樹脂３１ｂは、常温（約２５℃）における未硬化状態と比べて粘度が高く、形状保持性（外力を加えない限り変形しない性質）を有しており、かつ接着性の低い状態（固定樹脂３１ｂの表面に裏面電極型太陽電池セル２や配線シート１を接触させても裏面電極型太陽電池セル２や配線シートに固定樹脂３１ｂが付着しない程度の接着性を有する状態）であることが好ましい。この場合には、後述する接合部材を設置する工程において、生産性の高い印刷工程を採用することが可能となる。さらには、後述する裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせる工程において、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせた後においても、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを容易に取り外しできる傾向にある。そのため、裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との位置合わせを容易かつ高精度に行なうことができる傾向にある。

加熱により、未硬化状態の固定樹脂３１ａを第１の硬化状態の第１の固定樹脂３１ｂとする場合は、第１の硬化状態の第１の固定樹脂３１ｂとなる温度は、後述する第１の硬化状態の第１の固定樹脂３１ｂが軟化する温度および軟化状態の第１の固定樹脂３１ｃが第２の硬化状態となる温度よりも低いことが好ましい。これにより、加熱温度を制御することで、未硬化状態の固定樹脂３１ａが軟化状態や第２の硬化状態まで進行してしまうことを防止することができる。

次に、図６（ｄ）の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のそれぞれの表面に接合部材３２を設置する。接合部材３２としては、たとえば半田などの導電性物質を含む材質を用いることができる。接合部材３２は、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法により設置することができる。なかでも、スクリーン印刷を用いることが好ましい。簡易に、低コストで、かつ短時間で接合部材３２を設置することができるためである。

なお、本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池セル２の電極上に接合部材３２を設置する場合について説明するが、配線シートの配線上に接合部材３２を設置してもよく、裏面電極型太陽電池セル２の電極上および配線シートの配線上のそれぞれに接合部材３２を設置してもよい。また、固定樹脂３１ａと接合部材３２との両方を裏面電極型太陽電池セル２若しくは配線シート１に設置するようにしなくてもよく、たとえば、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に固定樹脂３１ａを設置して、配線シートの配線上に接合部材３２を設置してもよい。

次に、図６（ｅ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせる。裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との重ね合わせは、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７が、それぞれ配線シート１の絶縁性基材１１上に設けられたｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３と接合部材３２を介して対向するようにして行なわれる。

次に、上記のようにして重ね合わせた裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを加圧しながら加熱および／または光を照射することによって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを作製する。

ここで、図６（ｆ）の模式的断面図に示すように、第１の硬化状態の固定樹脂３１ｂは、加熱および／または紫外線などの光の照射によって粘度が低下して軟化し、軟化状態の固定樹脂３２ｃになる。

そして、図６（ｇ）の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に位置する軟化状態の固定樹脂３１ｃは、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との間の加圧によって変形して、配線シート１の配線間に入り込む。また、接合部材３２中の導電性物質も加熱されることによって溶融し、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との間の加圧によって裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との間で変形する。

その後、図６（ｈ）の模式的断面図に示すように、軟化状態の固定樹脂３１ｃがさらに加熱および／または紫外線などの光の照射によって粘度が上昇して再度硬化し、第２の硬化状態の固定樹脂３１ｄになる。第２の硬化状態は樹脂の架橋反応による硬化であるため、第２の硬化状態の固定樹脂３１ｄは再度軟化することなく状態が安定する。すなわち、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを強固に接合することができる。

その後、受光面側から、透光性基材、封止樹脂、配線シート付き裏面電極型太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材となるように配置し、加熱及び加圧を行うことで封止した。透光性基材としてはガラスを用いた。また、封止樹脂としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）を用いた。ＥＶＡに限定する必然性はなく、例えばオレフィン系の樹脂を用いても良い。

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、ｐ型取出し用配線とｎ型取出し用配線とを有しており、それぞれ端子ボックスに電気的に接続した。さらに、封止した配線シート付き付き裏面電極型太陽電池セルの側部にフレームを嵌め込み高い強度を得る構造とした。

[実施形態２]
実施形態２に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、配線シート上のｎ型用電極及びｐ型用電極の形状を三角形ではなく、台形としたことである。

図７に本実施形態の配線シートの一部を示す。実施形態１の説明で用いた図３（ａ）におけるＥの部分の拡大図に該当する。ｎ型用配線１２１は、複数の台形からなる形状を有している。Ｐ型用配線１３１も同様に、複数の台形からなる形状を有している。配線に鋭角部分があると、配線の幅の細い箇所で断線がおきる可能性があったが、鋭角部分をなくすことで断線を高い精度でおさえることが可能となった。

[実施形態３]
実施形態３に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態２と異なる点は、配線シート上の接続用配線の形状である。

図８に本実施形態の配線シートの一部を示す。実施形態１の説明で用いた図３（ａ）におけるＥの部分の拡大図に該当する。ｎ型用配線１２２及びｐ型用配線１３２のいずれも複数の略台形からなる部分を有している。また、接続用配線１４２ａとつながるｎ型用配線１２２及びｐ型用配線１３２の根元部が、曲率を有する曲線状となっている。配線の角部は、クラックの起点となる場合があった。配線にクラックが発生すると、配線の電気抵抗が大きくなる。角部をなくしたことにより、配線にクラックが発生しにくくなり、高い変換効率を安定して確保することが可能となった。

［実施形態４］
実施形態４に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態３と異なる点は、配線の先端部を曲線状としたことである。

図９に配線シートの櫛型電極の一部を示す。実施形態１の説明で用いた図３（ａ）におけるＥの部分の拡大図に相当する。ｎ型用配線１２３及びｐ型用配線１３３のいずれも複数の略台形からなる部分を有しており、先端部は曲線状となっている。先端部とは、台形の向かい合う平行な１組の辺のうち、長さが短い辺に該当する箇所である。また、ｎ型用配線１２３及びｐ型用配線１３３は、根元部が接続用配線１４３ａとつながっている。配線の先端部の角部をなくしたことにより、より配線にクラックを発生しにくくすることが可能となった。

［実施形態５］
実施形態５に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態３と異なる点は、配線の先端部の角部にアールを設けた点である。

図１０に配線シートの櫛形電極の一部を示す。図１０（ａ）は実施形態１の説明で用いた図３（ａ）におけるＥの部分の拡大図に相当し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＦの部分の拡大図である。ｎ型用配線１２４及びＰ型用配線１３４のいずれも複数の略台形からなる部分を有しており、根元部は接続用配線１４４ａとつながっている。本実施形態においては先端部の角部がアールを有する構造となっている。配線の先端部の角部にアールを設けたことにより、より配線にクラックが発生しにくくなった。

さらに、本実施形態においては、配線の直線部分と曲線部分の変曲点が固定樹脂で覆われるように固定樹脂を配置した。変曲点は応力が集中しやすいためクラックの起点になりやすい傾向があったが、を固定樹脂で覆うことにより、より確実にクラックの発生を防ぐことができるようなった。これは、配線を配線シートに固定樹脂で接着することで、面内での変形を防止する効果が得られているためと考えられる。

［実施形態６］
実施形態６に係る配線シート付き裏面電極型太陽電精セルについて、図面を参照して説明すれば以下のとおりである、実施形態１と異なる点は、配線シート上の接続用配線に開口部を設けた点である。

図１１に配線シートの櫛形電極の一部を示す。図１１は、実施形態１の説明で用いた図３（ａ）におけるＥの部分の拡大図に該当する。配線シートには、ｎ型用配線１２５、ｐ型用配線１３５、及び接続用配線１４５ａが設けられている。ｎ型用配線１２５、ｐ型用配線１３５は、裏面電極型太陽電池セルのｎ型用電極、ｐ型用電極にそれぞれ電気的及び物理的に接続される。接続用配線１４５ａは、列方向に配置された隣接する裏面電極型太陽電池セル同士を接続する配線である。本実施形態においては、接続用配線１４５ａに開口部１７を設けた。開口部１７は直径約５００μｍの円状であり、各ｎ型用配線及びｐ型用配線の根元部に配置した。接続用配線に開口部を設けることにより、配線にクラックを発生しにくくすることが可能となった。

開口部１７の直径は、１００μｍ〜６００μｍ程度が望ましい。１００μｍより小さいと配線に明確なパターンを形成することが困難となり、６００μｍより大きいと接続用配線の抵抗増加により変換効率の低下がおきるためである。開口部を円ではなく楕円状としても良い。また本実施形態においては、接続用配線に開口部をじぐざぐ状に配置したが、直線状に配置しても良い。

以上、実施形態１から実施形態６について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した６つの実施形態それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 配線シート
２ 裏面電極型太陽電池セル
１１ 絶縁性基材
１２ ｎ型用配線
１３ ｐ型用配線
１４ 接続用配線
１６ 配線
１７ 開口部
２１ シリコン基板
２２ 反射防止膜
２３ ｎ型不純物拡散領域
２４ ｐ型不純物拡散領域
２５ パッシベーション膜
２６ ｎ型用電極
２７ ｐ型用電極
３１ 固定樹脂
３２ 接合部材
１００ 配線シート付き裏面電極型太陽電池セル

Claims (5)

1. 配線シートと裏面電極型太陽電池セルからなる配線シート付き裏面電極型太陽電池セルであって、
   前記配線シートは、絶縁性基材と前記絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、
   前記裏面電極型太陽電池セルは、シリコン基板と前記シリコン基板の裏面側に設けられた電極とを有しており、
   前記配線は、複数の櫛部を有する略櫛形であり、
   前記櫛部の根元部の幅が前記櫛部の先端部の幅よりも長い配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
2. 前記根元部は曲線を有する請求項１に記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
3. 前記先端部は曲線を有する請求項１又は２に記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
4. 前記配線シートと前記裏面電極型太陽電池セルとの間に固定樹脂が配置された前記配線シート付き裏面電極型太陽電池セルであって、
   前記配線の前記櫛部は長手方向に直線を有しており、
   前記配線の形状を構成する直線と曲線との変曲点が固定樹脂で覆われるように固定樹脂を配置した請求項２または３に記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
5. 前記電極は、略矩形の形状であり、短手方向の幅がほぼ一定である請求項１から４のいずれかに記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。

Images