JP2022088827A - Solar cell, solar cell module, and solar cell manufacturing method - Google Patents

Solar cell, solar cell module, and solar cell manufacturing method Download PDF

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Abstract

To provide a solar cell capable of forming a solar cell module having high photoelectric conversion efficiency.SOLUTION: A solar cell 1 according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate 10, and reflecting portions 51 and 52 formed in a linear or strip shape on the light receiving surface side of the peripheral portion of the semiconductor substrate 10 and having a higher brightness than the central portion of the semiconductor substrate 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セル製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell, a solar cell module, and a method for manufacturing a solar cell.

複数の太陽電池セルを並べた状態で封止した太陽電池モジュールが広く利用されている。複数の太陽電池セルを互いの端部を重ね合わせるようにして配置することで、光電変換に寄与する太陽電池セルの有効領域の合計面積を大きくしたいわゆるシングリング構造を採用する太陽電池モジュールも知られている。また、太陽電池セルの中には、光電変換に寄与する実効領域を大きくするために、電力を取り出すための電極構造を裏面側（受光面と反対側）にのみ形成した裏面電極型の太陽電池セルが存在する。このような裏面電極型の太陽電池セルを上述のシングリング構造で配置した太陽電池モジュールは、実効領域の面積率が大きくなるため、見かけ上の光電変換効率を大きくすることができる。 A solar cell module in which a plurality of solar cell cells are arranged side by side and sealed is widely used. We also know a solar cell module that adopts a so-called single ring structure that increases the total area of the effective area of the solar cell that contributes to photoelectric conversion by arranging multiple solar cells so that their ends overlap each other. Has been done. In addition, in the solar cell, in order to increase the effective region that contributes to photoelectric conversion, a back electrode type solar cell in which an electrode structure for extracting electric power is formed only on the back surface side (opposite the light receiving surface). There is a cell. In a solar cell module in which such a back electrode type solar cell is arranged in the above-mentioned single ring structure, the area ratio of the effective region is large, so that the apparent photoelectric conversion efficiency can be increased.

太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セル同士を正確に接続できなければ、太陽電池セルから適切に電力を取り出すことができず、見かけ上の光電変換効率が低下する。比較的光電変換効率に優れる裏面電極型の太陽電池セルは、受光面側から見ると全面が黒色であるため、複数の太陽電池セルを配置する際に、太陽電池セル同士がどの程度重なり合っているかを正確に把握できない場合がある。このような原因により太陽電池セルの位置決めに誤差が生じると、太陽電池セル間の接続を確実に行うことができず、太陽電池モジュールの光電変換効率が予定よりも低くなるおそれがある。 In the solar cell module, if the solar cells cannot be accurately connected to each other, electric power cannot be properly taken out from the solar cells, and the apparent photoelectric conversion efficiency is lowered. Since the entire surface of the back electrode type solar cell having relatively excellent photoelectric conversion efficiency is black when viewed from the light receiving surface side, how much the solar cells overlap each other when arranging a plurality of solar cells. May not be accurately grasped. If an error occurs in the positioning of the solar cell due to such a cause, the connection between the solar cells cannot be reliably performed, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module may be lower than planned.

太陽電池モジュールの製造において、太陽電池セルを正確に接続する技術として、特許文献１には、太陽電池セルの表面に色が異なるフィルムを貼着し、この接着フィルムの貼着位置が正しいかどうかを、画像処理技術を用いて個々に確認し、接着フィルムを目印にして太陽電池セルにタブ線を接続する技術が開示されている。 As a technique for accurately connecting solar cells in the manufacture of solar cell modules, Patent Document 1 describes whether or not a film having a different color is attached to the surface of the solar cell and the attachment position of the adhesive film is correct. Is individually confirmed using an image processing technique, and a technique for connecting a tab wire to a solar cell using an adhesive film as a marker is disclosed.

特許第５８１６４６６号公報Japanese Patent No. 5816466

特許文献１に記載の技術では、接着フィルムに位置を確認する工程が必要となるため、太陽電池モジュールの製造が煩雑となる。また、特許文献１に記載の技術では、接着フィルムの位置決め誤差と接着フィルムに対するタブ線の位置決め誤差とが重なるため、位置決め誤差を十分に小さくできないおそれがある。 The technique described in Patent Document 1 requires a step of confirming the position on the adhesive film, which complicates the manufacture of the solar cell module. Further, in the technique described in Patent Document 1, since the positioning error of the adhesive film and the positioning error of the tab line with respect to the adhesive film overlap, there is a possibility that the positioning error cannot be sufficiently reduced.

そこで、本発明は、光電変換効率が高い太陽電池モジュールを形成できる太陽電池セル及びその製造方法、並びに光電変換効率が高い太陽電池モジュールを提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a solar cell capable of forming a solar cell module having a high photoelectric conversion efficiency, a method for manufacturing the solar cell, and a solar cell module having a high photoelectric conversion efficiency.

本発明の一態様に係る太陽電池セルは、半導体基板と、前記半導体基板の周縁部の受光面側に線状又は帯状に形成され、前記半導体基板の中央部よりも明度が大きい反射部と、を備える。 The solar cell according to one aspect of the present invention includes a semiconductor substrate, a reflective portion formed in a linear or strip shape on the light receiving surface side of the peripheral portion of the semiconductor substrate, and having a brightness higher than that of the central portion of the semiconductor substrate. To prepare for.

本発明の一態様に係る太陽電池セルにおいて、前記反射部は、端縁に向かって明度が増大してもよい。 In the solar cell according to one aspect of the present invention, the lightness of the reflective portion may increase toward the edge.

本発明の一態様に係る太陽電池セルにおいて、前記反射部は、光を散乱する複数の微粒子によって形成されてもよい。 In the solar cell according to one aspect of the present invention, the reflective portion may be formed by a plurality of fine particles that scatter light.

本発明の一態様に係る太陽電池セルにおいて、前記反射部は、対向する端縁の一方に沿って形成される第１反射部と、他方に沿って形成され、前記第１反射部よりも幅が小さい第２反射部と、を含んでもよい。 In the solar cell according to one aspect of the present invention, the reflective portion is formed along one of the opposite edge edges and the other, and has a width wider than that of the first reflective portion. It may include a second reflective portion having a small size.

本発明の一態様に係る太陽電池セルにおいて、前記半導体基板の裏面側に部分的に積層され、前記半導体基板と導電型が同じ第１半導体層と、前記半導体基板の裏面側に前記第１半導体層と略相補的に積層され、前記半導体基板と導電型が異なる第２半導体層と、前記半導体基板の裏面側にのみ形成される電極構造と、をさらに備え、前記第１半導体層は、前記第２反射部が形成される側の端縁に沿って延在する領域を有してもよい。 In the solar cell according to one aspect of the present invention, the first semiconductor layer partially laminated on the back surface side of the semiconductor substrate and having the same conductive type as the semiconductor substrate, and the first semiconductor on the back surface side of the semiconductor substrate. A second semiconductor layer that is laminated substantially complementarily to the layer and has a different conductive type from the semiconductor substrate, and an electrode structure formed only on the back surface side of the semiconductor substrate are further provided, and the first semiconductor layer is the above-mentioned. It may have a region extending along the edge on the side where the second reflective portion is formed.

本発明の一態様に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルを複数備え、前記太陽電池セルの前記反射部が他の前記太陽電池セルの裏面側に重なるよう配置される。 The solar cell module according to one aspect of the present invention includes a plurality of the solar cells, and is arranged so that the reflecting portion of the solar cells overlaps the back surface side of the other solar cells.

本発明の一態様に係る太陽電池セル製造方法は、半導体ウエハに複数の太陽電池セルの構造を並んで形成する工程と、前記半導体ウエハの表面側にレーザを照射することにより前記半導体ウエハを割断する工程と、を備え、前記レーザを照射する際に、前記半導体ウエハの表面に割断予定線に交差する方向に気体を吹き付ける。 In the solar cell manufacturing method according to one aspect of the present invention, the semiconductor wafer is cut by a step of forming a plurality of solar cell structures side by side on the semiconductor wafer and irradiating the surface side of the semiconductor wafer with a laser. When irradiating the laser, a gas is blown onto the surface of the semiconductor wafer in a direction intersecting the planned split line.

本発明によれば、光電変換効率が高い太陽電池モジュールを形成できる太陽電池セル及びその製造方法、並びに光電変換効率が高い太陽電池モジュールを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar cell capable of forming a solar cell module having a high photoelectric conversion efficiency, a method for manufacturing the solar cell, and a solar cell module having a high photoelectric conversion efficiency.

本発明の一実施形態に係る太陽電池セルの受光面側を示す平面図である。It is a top view which shows the light receiving surface side of the solar cell which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の太陽電池セルのＡ－Ａ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the solar cell of FIG. 図１の太陽電池セルの製造におけるレーザスクライビングを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the laser scribing in the manufacturing of the solar cell of FIG. 図１の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a solar cell module including the solar cell of FIG. 試作した太陽電池セルの外部量子効率の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the external quantum efficiency of the prototype solar cell.

以下、添付の図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、簡略化のために、部材の図示、符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in each drawing. Further, for the sake of simplification, illustrations, reference numerals, etc. of the members may be omitted, but in such cases, other drawings shall be referred to.

＜太陽電池セル＞
先ず、本発明の一実施形態に係る太陽電池セル１について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池セル１の受光面側を示す平面図である。図２は、太陽電池セル１の断面図である。 <Solar cell>
First, the solar cell 1 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view showing the light receiving surface side of the solar cell 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell 1.

太陽電池セル１は、方形状の半導体基板１０と、前記半導体基板の裏面側に部分的に積層され、半導体基板１０と導電型が同じ第１半導体層２０と、半導体基板１０の裏面側に第１半導体層２０と略相補的に積層され、半導体基板１０と導電型が異なる第２半導体層３０と、半導体基板１０の裏面側にのみ形成される電極構造４０と、半導体基板１０の周縁部の受光面側に線状又は帯状に形成された半導体基板１０の中央部よりも明度が大きい反射部（対向する一対の端縁の一方に端縁に沿って形成され、相対的に幅が大きい帯状の第１反射部５１、及び他方の端縁に沿って形成され、第１反射部５１よりも幅が小さい第２反射部５２）と、を備える。 The solar cell 1 is partially laminated on a rectangular semiconductor substrate 10 on the back surface side of the semiconductor substrate, and has a first semiconductor layer 20 having the same conductive type as the semiconductor substrate 10 and a first on the back surface side of the semiconductor substrate 10. A second semiconductor layer 30 that is laminated substantially complementary to the semiconductor layer 20 and has a different conductive type from the semiconductor substrate 10, an electrode structure 40 formed only on the back surface side of the semiconductor substrate 10, and a peripheral portion of the semiconductor substrate 10. A reflective portion having a higher brightness than the central portion of the semiconductor substrate 10 formed in a linear or strip shape on the light receiving surface side (a strip shape formed along one of a pair of facing edges along the edge and having a relatively large width). A first reflecting portion 51 of the above, and a second reflecting portion 52) formed along the other edge and having a width smaller than that of the first reflecting portion 51).

半導体基板１０は、単結晶シリコン又は多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１０は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板とすることができる。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。半導体基板１０は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子及び正孔）を生成する光電変換基板として機能する。半導体基板１０の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。 The semiconductor substrate 10 is formed of a crystalline silicon material such as single crystal silicon or polycrystalline silicon. The semiconductor substrate 10 can be, for example, an n-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with an n-type dopant. Examples of the n-type dopant include phosphorus (P). The semiconductor substrate 10 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the light receiving surface side to generate optical carriers (electrons and holes). By using crystalline silicon as the material of the semiconductor substrate 10, relatively high output (stable output regardless of illuminance) can be obtained even when the dark current is relatively small and the intensity of the incident light is low.

第１半導体層２０は、例として、半導体基板１０の裏面に等間隔に配置される帯状の複数の第１主領域２１と、第２反射部５２が形成される側の端縁に沿って延在し、複数の第１主領域２１を接続する第１接続領域２２と、を有する。第２半導体層３０は、半導体基板１０の裏面に第１主領域２１と交互に配置される帯状の複数の第２主領域３１と、第１反射部５１が形成される側の端縁に沿って延在し、複数の第２主領域３１を接続する第２接続領域３２と、を有する。第１半導体層２０及び第２半導体層３０は、半導体基板１０内に発生したキャリアのうち、互いに異なる極性のキャリアを誘引して電荷を収集する。 As an example, the first semiconductor layer 20 extends along a plurality of strip-shaped first main regions 21 arranged at equal intervals on the back surface of the semiconductor substrate 10 and an edge on the side where the second reflecting portion 52 is formed. It has a first connection area 22 that is present and connects a plurality of first main areas 21. The second semiconductor layer 30 is formed along a plurality of strip-shaped second main regions 31 alternately arranged on the back surface of the semiconductor substrate 10 with the first main region 21 and an edge on the side where the first reflecting portion 51 is formed. It has a second connection area 32 that extends and connects a plurality of second main areas 31. The first semiconductor layer 20 and the second semiconductor layer 30 attract electric charges by attracting carriers having different polarities from the carriers generated in the semiconductor substrate 10.

電極構造４０は、第１半導体層２０の裏面に積層され、第１半導体層２０から電荷を取り出す第１電極４１と、第２半導体層３０の裏面に第１電極４１から隔離されて積層され、第２半導体層３０から電荷を取り出す第２電極４２と、を有する。第１電極４１は、第１主領域２１にそれぞれ積層される複数の第１フィンガー部４３と、第１接続領域２２に積層され、複数の第１フィンガー部４３の一端を接続する第１バスバー部４４と、を有する。第２電極４２は、第２主領域３１にそれぞれ積層される複数の第２フィンガー部４５と、第２接続領域３２に積層され、複数の第２フィンガー部４５の一端を接続する第２バスバー部４６と、を有する。太陽電池セル１は、第１バスバー部４４と第２バスバー部４６との間に電力を出力する。 The electrode structure 40 is laminated on the back surface of the first semiconductor layer 20 and separated from the first electrode 41 on the back surface of the second semiconductor layer 30 and the first electrode 41 that extracts charges from the first semiconductor layer 20. It has a second electrode 42 for extracting electric charges from the second semiconductor layer 30 and a second electrode 42. The first electrode 41 is a plurality of first finger portions 43 laminated in the first main region 21, and a first bus bar portion laminated in the first connection region 22 and connecting one ends of the plurality of first finger portions 43. 44 and. The second electrode 42 has a plurality of second finger portions 45 laminated in the second main region 31, and a second bus bar portion laminated in the second connection region 32 and connecting one ends of the plurality of second finger portions 45. 46 and. The solar cell 1 outputs electric power between the first bus bar unit 44 and the second bus bar unit 46.

本実施系形態において、第１反射部５１は、長方形状の半導体基板１０の長辺の一方に沿って形成され、第２反射部５２は、半導体基板１０の長辺の他方に沿って形成されている。本実施系形態の太陽電池セル１において、半導体基板１０の一対の短辺には反射部が形成されていない。 In the present embodiment, the first reflecting portion 51 is formed along one of the long sides of the rectangular semiconductor substrate 10, and the second reflecting portion 52 is formed along the other of the long sides of the semiconductor substrate 10. ing. In the solar cell 1 of the present embodiment, no reflecting portion is formed on the pair of short sides of the semiconductor substrate 10.

反射部５１，５２は、太陽電池セル１の背景が半導体基板１０と同色である場合にも太陽電池セル１の輪郭の少なくとも一部分を容易に認識可能とする。また、第１反射部５１は、複数の太陽電池セル１を重ねて配置した場合に、光源側に配置した太陽電池セル１を透過した光を反射して、光源側の太陽電池セル１の内部に戻す。これにより、光源側の太陽電池セル１の外見的な光電変換効率が向上する。 The reflecting units 51 and 52 make it possible to easily recognize at least a part of the contour of the solar cell 1 even when the background of the solar cell 1 is the same color as the semiconductor substrate 10. Further, when a plurality of solar cells 1 are arranged in an overlapping manner, the first reflecting unit 51 reflects the light transmitted through the solar cells 1 arranged on the light source side, and the inside of the solar cells 1 on the light source side. Return to. As a result, the apparent photoelectric conversion efficiency of the solar cell 1 on the light source side is improved.

反射部５１，５２は、例えば光を散乱する複数の微粒子によって形成することができる。具体的には、反射部５１，５２は、半導体基板１０をウエハから切り出す際のレーザスクライビングにおいて生成される半導体基板１０の形成材料の酸化物（典型的にはＳｉＯ２）を半導体基板１０の表面に付着させることによって形成することができる。このため、反射部５１，５２が形成される端部において、半導体基板１０の表面側の材料が部分的に除去されていてもよい。また、反射部５１，５２は、例えばレーザを平行な複数の線状に照射する等の方法により、複数の線状に材料を積層して形成してもよい。 The reflecting portions 51 and 52 can be formed by, for example, a plurality of fine particles that scatter light. Specifically, the reflective portions 51 and 52 use the oxide (typically SiO 2 ) of the material for forming the semiconductor substrate 10 generated by laser scribing when the semiconductor substrate 10 is cut out from the wafer on the surface of the semiconductor substrate 10. It can be formed by adhering to. Therefore, the material on the surface side of the semiconductor substrate 10 may be partially removed at the end portion where the reflecting portions 51 and 52 are formed. Further, the reflecting portions 51 and 52 may be formed by laminating materials in a plurality of linear shapes by, for example, irradiating a laser in a plurality of parallel linear shapes.

反射部５１，５２は、それぞれ端縁に向かって明度が増大することが好ましい。これにより、太陽電池セル１の輪郭をより明確にできるとともに、反射部５１，５２の形成が比較的容易となる。 It is preferable that the lightness of the reflecting portions 51 and 52 increases toward the edge thereof, respectively. As a result, the contour of the solar cell 1 can be made clearer, and the reflection portions 51 and 52 can be relatively easily formed.

反射部５１，５２幅方向の明度の最大値の長手方向の平均値（平均ピーク明度）の下限としては、５．０が好ましく、７．０がより好ましい。一方、平均ピーク明度の上限としては特に限定されず、明度の定義上の最大値である１０．０である。なお、「明度」は、ＪＩＳ－Ｚ８７２１（１９９３）に規定される値であり、１０μｍ四方の微小領域ごとに測定されるものとする。 As the lower limit of the average value (average peak brightness) in the longitudinal direction of the maximum value of the brightness in the width directions 51 and 52 of the reflecting portions, 5.0 is preferable, and 7.0 is more preferable. On the other hand, the upper limit of the average peak brightness is not particularly limited, and is 10.0, which is the maximum value in the definition of brightness. The "brightness" is a value specified in JIS-Z8721 (1993), and is measured for each minute region of 10 μm square.

第１反射部５１の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅の下限としては、５００μｍが好ましく、１０００μｍがより好ましい。一方、第１反射部５１の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅の上限としては、５０００μｍが好ましく、３０００μｍがより好ましい。第１反射部５１の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅を前記下限以上とすることによって、光源側に重ねられる他の太陽電池セル１の光電変換効率を確実に向上することができる。第１反射部５１の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅を前記上限以下とすることによって、自身に入射する光が減少することによる光電変換効率の低下を抑制することができる。 The lower limit of the average width of the region where the brightness of the first reflecting portion 51 is ½ or more of the average peak brightness is preferably 500 μm, more preferably 1000 μm. On the other hand, as the upper limit of the average width of the region where the brightness of the first reflecting portion 51 is ½ or more of the average peak brightness, 5000 μm is preferable, and 3000 μm is more preferable. By setting the average width of the region where the brightness of the first reflecting unit 51 is ½ or more of the average peak brightness to be the lower limit or more, the photoelectric conversion efficiency of the other solar cell 1 stacked on the light source side is surely improved. can do. By setting the average width of the region where the brightness of the first reflecting unit 51 is ½ or more of the average peak brightness to be equal to or less than the upper limit, it is possible to suppress a decrease in photoelectric conversion efficiency due to a decrease in light incident on the first reflecting unit 51. Can be done.

第２反射部５２の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅の下限としては、３０μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。一方、第２反射部５２の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅の上限としては、５００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましい。第２反射部５２の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅を前記下限以上とすることによって、太陽電池セル１の外縁を容易に判別可能とできる。また、第２反射部５２の明度が平均ピーク明度の１／２以上である領域の平均幅を前記上限以下とすることによって、自身に入射する光が減少することによる光電変換効率の低下を抑制することができる。 The lower limit of the average width of the region where the brightness of the second reflecting portion 52 is ½ or more of the average peak brightness is preferably 30 μm, more preferably 50 μm. On the other hand, as the upper limit of the average width of the region where the brightness of the second reflecting portion 52 is ½ or more of the average peak brightness, 500 μm is preferable, and 300 μm is more preferable. By setting the average width of the region where the brightness of the second reflecting unit 52 is ½ or more of the average peak brightness to be the lower limit or more, the outer edge of the solar cell 1 can be easily discriminated. Further, by setting the average width of the region where the brightness of the second reflecting unit 52 is ½ or more of the average peak brightness to be equal to or less than the upper limit, the decrease in the photoelectric conversion efficiency due to the reduction of the light incident on the second reflecting unit 52 is suppressed. can do.

＜太陽電池セル製造方法＞
続いて、本発明の一実施形態に係る太陽電池セル製造方法について説明する。上述の太陽電池セル１は、本発明に係る太陽電池セル製造方法によって製造することができる。太陽電池セル１の製造方法の一実施形態は、半導体ウエハＷ複数の反射部５１，５２以外の太陽電池セル１の構造（第１半導体層２０、第２半導体層３０及び電極構造４０等）を並んで形成する工程と、図３に示すように、半導体ウエハＷの表面側にレーザを照射することにより半導体ウエハＷを割断（レーザスクライビング）する工程と、を備える。 <Solar cell manufacturing method>
Subsequently, a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described. The above-mentioned solar cell 1 can be manufactured by the solar cell manufacturing method according to the present invention. In one embodiment of the method for manufacturing a solar cell 1, the structure of the solar cell 1 other than the plurality of reflecting portions 51 and 52 of the semiconductor wafer W (first semiconductor layer 20, second semiconductor layer 30, electrode structure 40, etc.) is formed. As shown in FIG. 3, a step of forming the semiconductor wafers side by side and a step of cutting (laser scribing) the semiconductor wafer W by irradiating the surface side of the semiconductor wafer W with a laser are provided.

太陽電池セル１の構造は、例えば各種の成膜技術、エッチング技術等を用いる公知の方法により形成することができる。半導体ウエハＷにおいて、複数の太陽電池セル１は、同じ向きに配向して形成されることが好ましい。これにより、隣接し合う２つの太陽電池セル１の境界線は、一方の太陽電池セル１の第１反射部５１が形成される端縁と、他方の太陽電池セル１の第２反射部５２が形成される端縁とを画定する。 The structure of the solar cell 1 can be formed by, for example, a known method using various film forming techniques, etching techniques, and the like. In the semiconductor wafer W, the plurality of solar cell 1s are preferably formed so as to be oriented in the same direction. As a result, the boundary line between the two adjacent solar cells 1 is such that the edge on which the first reflecting portion 51 of one solar cell 1 is formed and the second reflecting portion 52 of the other solar cell 1 are formed. It defines the edge to be formed.

半導体ウエハＷの割断は、割断予定線（隣接し合う２つの太陽電池セル１の境界線）沿って、レーザヘッドＬから半導体ウエハＷの表面にレーザを照射することにより溝（スクライブライン）Ｓを形成し、そして、形成された溝が山の頂点となるよう半導体ウエハＷに曲げ応力を作用させることで行われる。レーザを照射して半導体ウエハＷに割断のためのスクライブラインＳを形成するとき、半導体ウエハＷの材料の酸化物（典型的には酸化ケイ素）の微粒子が、半導体ウエハＷの表面のレーザを照射したスポットの周囲に飛散して付着する。このような微粒子は、光を散乱するため、他の部分よりも白色に近く、明度が大きい反射部５１，５２を形成する。 The semiconductor wafer W is cut by irradiating the surface of the semiconductor wafer W with a laser from the laser head L along the planned cutting line (the boundary line between two adjacent solar cells 1) to form a groove (scribing line) S. It is formed by applying bending stress to the semiconductor wafer W so that the formed groove becomes the apex of the peak. When the semiconductor wafer W is irradiated with a laser to form a scribing line S for cutting, fine particles of an oxide (typically silicon oxide) of the material of the semiconductor wafer W irradiate the laser on the surface of the semiconductor wafer W. It scatters and adheres around the spot. Since such fine particles scatter light, they form reflective portions 51 and 52 that are closer to white than other portions and have high brightness.

レーザを照射する際に、例えばエアノズルＮを用いて空気等の気体を半導体ウエハＷの表面に、割断予定線に交差する方向に吹き付けることにより、半導体ウエハＷの材料の酸化物の飛散をスクライブラインＳの一方側に偏重させることができる。したがって、第２反射部５２を形成する太陽電池セル１の側から第１反射部５１を形成する太陽電池セル１に向かって気体を吹き付けることで、レーザスクライビングによって、幅が大きい第１反射部５１と幅が小さい第２反射部５２とを同時に形成することができる。なお、半導体ウエハＷの裏面にレーザを照射して割断すれば、半導体ウエハＷの表面には酸化物が付着しないので、反射部が形成されない。 When irradiating the laser, for example, by using an air nozzle N to blow a gas such as air onto the surface of the semiconductor wafer W in a direction intersecting the planned cutting line, the scattering of the oxide of the material of the semiconductor wafer W is scribbled. It can be biased to one side of S. Therefore, by blowing gas from the side of the solar cell 1 forming the second reflecting portion 52 toward the solar cell 1 forming the first reflecting portion 51, the first reflecting portion 51 having a large width is subjected to laser scribing. And the second reflecting portion 52 having a small width can be formed at the same time. If the back surface of the semiconductor wafer W is irradiated with a laser and split, the oxide does not adhere to the surface of the semiconductor wafer W, so that a reflective portion is not formed.

＜太陽電池モジュール＞
さらに、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール１００について説明する。図４は、太陽電池モジュール１００の断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１を複数備える。 <Solar cell module>
Further, the solar cell module 100 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the solar cell module 100. The solar cell module 100 includes a plurality of solar cell 1s.

太陽電池モジュール１００は、それぞれ一定数の太陽電池セル１を一列に接続して形成され、並列して配置される複数のストリング１１０と、複数のストリング１１０の表面側に配置される表面保護部材１２０と、複数のストリング１１０の裏面側に配置される裏面保護部材１３０と、表面保護部材１２０と裏面保護部材１３０との間の空間に充填される封止材１４０と、を備える。 The solar cell module 100 is formed by connecting a certain number of solar cell 1s in a row, and is arranged in parallel with a plurality of strings 110 and a surface protection member 120 arranged on the surface side of the plurality of strings 110. A back surface protective member 130 arranged on the back surface side of the plurality of strings 110, and a sealing material 140 filled in the space between the front surface protection member 120 and the back surface protection member 130 are provided.

ストリング１１０は、太陽電池セル１の第１反射部５１が他の太陽電池セル１の裏面側に重なるよう配置し、太陽電池セル１の集電極間をインターコネクタ１１１によって接続することで形成される。 The string 110 is formed by arranging the first reflecting portion 51 of the solar cell 1 so as to overlap the back surface side of the other solar cell 1 and connecting the collector electrodes of the solar cell 1 with the interconnector 111. ..

ストリング１１０を形成する際、先に配置した太陽電池セル１の第１反射部５１の上に次の太陽電池セル１の第２反射部５２側の端部を重ねて配置する。このとき、第１反射部５１及び第２反射部５２があることで、先に配置した太陽電池セル１の位置及び次の太陽電池セル１の位置を正確に把握することができる。これによって、２つの太陽電池セル１間の配置誤差を極小化できるので、太陽電池セル１間の配置誤差に起因する性能低下が防止される。 When forming the string 110, the end portion of the next solar cell 1 on the second reflecting portion 52 side is arranged so as to be overlapped on the first reflecting portion 51 of the previously arranged solar cell 1. At this time, the presence of the first reflecting unit 51 and the second reflecting unit 52 makes it possible to accurately grasp the position of the previously arranged solar cell 1 and the position of the next solar cell 1. As a result, the placement error between the two solar cells 1 can be minimized, so that performance deterioration due to the placement error between the solar cells 1 can be prevented.

また、ストリング１１０において、重ね合わされた太陽電池セル１の半導体基板１０同士が電気的に接続されると短絡が生じて出力が低下する。しかしながら、太陽電池セル１は、表側の太陽電池セル１と当接する領域に絶縁性を有する第１反射部５１を有するため、この部分に半導体基板１０と同じ導電型を有する第１半導体層２０の第１接続領域２２及び第１バスバー部４４を直接積層しても短絡が生じない。 Further, in the string 110, when the semiconductor substrates 10 of the stacked solar cells 1 are electrically connected to each other, a short circuit occurs and the output is reduced. However, since the solar cell 1 has a first reflective portion 51 having an insulating property in a region in contact with the solar cell 1 on the front side, the first semiconductor layer 20 having the same conductive type as the semiconductor substrate 10 in this portion. Even if the first connection region 22 and the first bus bar portion 44 are directly laminated, a short circuit does not occur.

表面保護部材１２０は、封止材１４０を介して、太陽電池セル１の表面を覆うことにより、太陽電池セル１を保護する。表面保護部材１２０は、板状又はシート状の材料から形成することができ、透光性及び対候性に優れることが好ましい。具体的には、表面保護部材１２０の材質としては、例えばアクリル樹脂若しくはポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、ガラスなどを挙げることができる。また、表面保護部材１２０の表面は、光の反射を抑制するために、凹凸状に加工されたり、反射防止コーティング層で被覆されてもよい。 The surface protection member 120 protects the solar cell 1 by covering the surface of the solar cell 1 via the sealing material 140. The surface protective member 120 can be formed of a plate-shaped or sheet-shaped material, and is preferably excellent in translucency and weather resistance. Specifically, as the material of the surface protection member 120, for example, a transparent resin such as an acrylic resin or a polycarbonate resin, glass, or the like can be mentioned. Further, the surface of the surface protection member 120 may be processed into an uneven shape or coated with an antireflection coating layer in order to suppress the reflection of light.

裏面保護部材１３０は、封止材１４０を介して、太陽電池セル１の裏面を覆って保護する。裏面保護部材１３０は、表面保護部材１２０と同様に、板状又はシート状の材料から形成することができ、遮水性に優れることが好ましい。具体的には、裏面保護部材１３０としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系樹脂、含フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂フィルムと、アルミニウム箔等の金属箔との積層体が好適に用いられる。 The back surface protection member 130 covers and protects the back surface of the solar cell 1 via the sealing material 140. Like the front surface protection member 120, the back surface protection member 130 can be formed of a plate-like or sheet-like material, and is preferably excellent in water impermeability. Specifically, as the back surface protective member 130, a laminate of, for example, a resin film such as polyethylene terephthalate, polyethylene (PE), an olefin resin, a fluororesin, a silicone resin, and a metal foil such as an aluminum foil is preferable. Used.

封止材１４０は、太陽電池セル１、表面保護部材１２０及び裏面保護部材１３０を接着すると共に、太陽電池セル１の周囲の隙間をなくすことで、太陽電池セル１を保護する。特に、封止材１４０は、太陽電池セル１に水分が接触することを防止する。このため、封止材１４０としては、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／α－オレフィン共重合体、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、又は、シリコーン樹脂等の透光性を有する熱可塑性樹脂が好適に用いられる。 The sealing material 140 protects the solar cell 1 by adhering the solar cell 1, the front surface protection member 120, and the back surface protection member 130 and eliminating the gap around the solar cell 1. In particular, the encapsulant 140 prevents moisture from coming into contact with the solar cell 1. Therefore, examples of the encapsulant 140 include ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene / α-olefin copolymer, ethylene / vinyl acetate / triallyl isocyanurate (EVAT), and polyvinyl butyrate (PVB). ), Acrylic resin, urethane resin, or a translucent thermoplastic resin such as silicone resin is preferably used.

封止材１４０は、ストリング１１０と、表面保護部材１２０との間及び裏面保護部材１３０との間にシート状の材料を配置し、この２枚のシート状の材料を熱プレスによって流動化させて、平面視でストリング１１０の周囲において一体化させることにより形成することができる。 In the sealing material 140, a sheet-like material is arranged between the string 110 and the front surface protection member 120 and the back surface protection member 130, and the two sheet-like materials are fluidized by a hot press. , Can be formed by integrating around the string 110 in plan view.

以上のように、太陽電池モジュール１００は、ストリング１１０における太陽電池セル１同士の配置誤差が小さいことによりストリング１１０の性能低下が防止されるため、総じて光電変換効率が高い。 As described above, the solar cell module 100 has a high photoelectric conversion efficiency as a whole because the arrangement error between the solar cell 1s in the string 110 is small and the performance deterioration of the string 110 is prevented.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made.

本発明に係る太陽電池セルは、半導体基板の少なくとも一辺の一部に反射部を備えていればよい。太陽電池セルの形状が一定であれば、半導体基板の一辺の位置及び向きを確認できれば、他の辺の位置及び向きも特定できる。また、本発明に係る太陽電池セルは、他のセルと重ねられない端縁にも幅が小さい反射部を備えてもよい。これにより、太陽電池セルの輪郭をより簡単に認識することができる。 The solar cell according to the present invention may be provided with a reflecting portion on at least a part of one side of the semiconductor substrate. If the shape of the solar cell is constant, the position and orientation of one side of the semiconductor substrate can be confirmed, and the position and orientation of the other side can also be specified. Further, the solar cell according to the present invention may be provided with a reflecting portion having a small width even at an edge that cannot be overlapped with other cells. This makes it easier to recognize the contour of the solar cell.

本発明に係る太陽電池セルにおいて、反射部は、例えば塗料の塗布等によって形成してもよい。 In the solar cell according to the present invention, the reflective portion may be formed, for example, by applying a paint or the like.

本発明に係る太陽電池セルは、上述の実施形態で説明したもの以外の構成要素、例えば、パッシベーション層、反射防止膜、絶縁層等を備えてもよい。また、本発明に係る太陽電池セルは、長方形状のものに限られず、例えば他の太陽電池セルの表面側に重ねられる側の角部を面取りしたような形状であってもよい。 The solar cell according to the present invention may include components other than those described in the above-described embodiment, for example, a passivation layer, an antireflection film, an insulating layer, and the like. Further, the solar cell according to the present invention is not limited to a rectangular shape, and may have a shape such that the corner portion on the side to be overlapped with the surface side of another solar cell is chamfered.

また、本発明に係る太陽電池セルにおいて、第１半導体層、第２半導体層及び電極構造の形状は上述の櫛型のものに限定されない。例として、第１半導体層及び第２半導体層が交互に配置される複数の帯状部のみから形成され、電極構造が帯状部にそれぞれ積層されるフィンガー部とフィンガー部の裏面側に積層して配置されるバスバー部とから形成されてもよい。この場合、第１半導体層の帯状部が第２反射部が形成される側の端縁に沿って延在することが好ましい。 Further, in the solar cell according to the present invention, the shapes of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer and the electrode structure are not limited to the above-mentioned comb shape. As an example, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed only from a plurality of strips alternately arranged, and the electrode structure is laminated on the finger portion and the back surface side of the finger portions, respectively, which are laminated on the strips. It may be formed from a bus bar portion to be formed. In this case, it is preferable that the strip-shaped portion of the first semiconductor layer extends along the edge on the side where the second reflective portion is formed.

以下に、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to these examples.

太陽電池セルの実施例として、半導体ウエハの表面にレーザを照射して割断することにより半導体基板の受光面側に反射部を有する太陽電池を試作し、太陽電池セルの比較例として、半導体ウエハの裏面にレーザを照射して割断することにより反射部を有しない太陽電池を試作した。実施例及び比較例の太陽電池セルをそれぞれ端部を重ねて配置し、波長ごとの外部量子効率（ＥＱＥ）を測定した。 As an example of a solar cell, a solar cell having a reflecting portion on the light receiving surface side of a semiconductor substrate is prototyped by irradiating the surface of the semiconductor wafer with a laser to cut the surface, and as a comparative example of the solar cell, a semiconductor wafer A solar cell having no reflecting part was prototyped by irradiating the back surface with a laser and cutting it. The solar cells of Examples and Comparative Examples were arranged with their ends overlapped with each other, and the external quantum efficiency (EQE) for each wavelength was measured.

実施例及び比較例の太陽電池セルの外部量子効率の測定結果を図７に示す。図示するように、反射部を形成することによって、波長９００ｎｍから１２００ｎｍの測定範囲の略全域において効率が向上した。この結果から、太陽電池モジュールの出力電流に換算すると、反射部を設けることによって約０．１５％の出力向上が見込まれる。 FIG. 7 shows the measurement results of the external quantum efficiency of the solar cells of Examples and Comparative Examples. As shown in the figure, by forming the reflective portion, the efficiency is improved in substantially the entire measurement range of the wavelength of 900 nm to 1200 nm. From this result, when converted into the output current of the solar cell module, it is expected that the output can be improved by about 0.15% by providing the reflecting portion.

１ 太陽電池セル
１０ 半導体基板
２０ 第１半導体層
２１ 第１主領域
２２ 第１接続領域
３０ 第２半導体層
３１ 第２主領域
３２ 第２接続領域
４０ 電極構造
４１ 第１電極
４２ 第２電極
４３ 第１フィンガー部
４４ 第１バスバー部
４５ 第２フィンガー部
４６ 第２バスバー部
５１ 第１反射部
５２ 第２反射部
１００ 太陽電池モジュール
１１０ ストリング
１１１ インターコネクタ
１２０ 面保護部材
１３０ 裏面保護部材
１４０ 封止材
Ｗ 半導体ウエハ
Ｓ スクライブライン
Ｌ レーザヘッド
Ｎ エアノズル 1 Solar cell 10 Semiconductor substrate 20 1st semiconductor layer 21 1st main area 22 1st connection area 30 2nd semiconductor layer 31 2nd main area 32 2nd connection area 40 Electrode structure 41 1st electrode 42 2nd electrode 43 1 finger part 44 1st bus bar part 45 2nd finger part 46 2nd bus bar part 51 1st reflection part 52 2nd reflection part 100 Solar cell module 110 String 111 Interconnector 120 Surface protection member 130 Back surface protection member 140 Encapsulant W Semiconductor wafer S scribe line L laser head N air nozzle

Claims (7)

半導体基板と、
前記半導体基板の周縁部の受光面側に線状又は帯状に形成され、前記半導体基板の中央部よりも明度が大きい反射部と、
を備える、太陽電池セル。 With a semiconductor substrate,
A reflective portion formed in a linear or strip shape on the light receiving surface side of the peripheral portion of the semiconductor substrate and having a higher brightness than the central portion of the semiconductor substrate.
Equipped with a solar cell. 前記反射部は、端縁に向かって明度が増大する、請求項１に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 1, wherein the reflecting portion has an increasing brightness toward the edge. 前記反射部は、光を散乱する複数の微粒子によって形成される、請求項１又は２に記載の太陽電池セル。 The solar cell according to claim 1 or 2, wherein the reflecting portion is formed by a plurality of fine particles that scatter light. 前記反射部は、対向する端縁の一方に沿って形成される第１反射部と、他方に沿って形成され、前記第１反射部よりも幅が小さい第２反射部と、を含む、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池セル。 The reflective portion comprises a first reflective portion formed along one of the opposing edges and a second reflective portion formed along the other and narrower than the first reflective portion. Item 4. The solar cell according to any one of Items 1 to 3. 前記半導体基板の裏面側に部分的に積層され、前記半導体基板と導電型が同じ第１半導体層と、
前記半導体基板の裏面側に前記第１半導体層と略相補的に積層され、前記半導体基板と導電型が異なる第２半導体層と、
前記半導体基板の裏面側にのみ形成される電極構造と、
をさらに備え、
前記第１半導体層は、前記第２反射部が形成される側の端縁に沿って延在する領域を有する、請求項４に記載の太陽電池セル。 A first semiconductor layer partially laminated on the back surface side of the semiconductor substrate and having the same conductive type as the semiconductor substrate.
A second semiconductor layer that is laminated substantially complementary to the first semiconductor layer on the back surface side of the semiconductor substrate and has a different conductive type from the semiconductor substrate.
An electrode structure formed only on the back surface side of the semiconductor substrate and
Further prepare
The solar cell according to claim 4, wherein the first semiconductor layer has a region extending along an edge on the side where the second reflecting portion is formed. 請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池セルを複数備え、前記太陽電池セルの前記反射部が他の前記太陽電池セルの裏面側に重なるよう配置される、太陽電池モジュール。 A solar cell module comprising a plurality of solar cells according to any one of claims 1 to 5, wherein the reflecting portion of the solar cell is arranged so as to overlap the back surface side of the other solar cells. 半導体ウエハに複数の太陽電池セルの構造を並んで形成する工程と、
前記半導体ウエハの表面側にレーザを照射することにより前記半導体ウエハを割断する工程と、
を備え、
前記レーザを照射する際に、前記半導体ウエハの表面に割断予定線に交差する方向に気体を吹き付ける、太陽電池セル製造方法。 The process of forming the structure of multiple solar cells side by side on a semiconductor wafer,
A step of cutting the semiconductor wafer by irradiating the surface side of the semiconductor wafer with a laser,
Equipped with
A method for manufacturing a solar cell, in which a gas is blown onto the surface of a semiconductor wafer in a direction intersecting a planned cut line when irradiating the laser.
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