JP4334455B2 - Solar cell module - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池セルおよび太陽電池モジュールに関し、特に、半導体基板の裏面上に電極が形成された裏面接合型の太陽電池セルおよび太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar battery cell and a solar battery module, and more particularly to a back junction solar cell and a solar battery module in which an electrode is formed on the back surface of a semiconductor substrate.
近年、エネルギー資源の枯渇の問題や大気中のCO2増加のような地球環境問題などを解決する観点から、クリーンなエネルギーの開発が望まれており、特に、太陽電池セルを複数接続して構成される太陽電池モジュールを用いた太陽光発電が新しいエネルギー源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。 In recent years, the development of clean energy has been desired from the viewpoint of solving the problem of depletion of energy resources and global environmental problems such as the increase in CO 2 in the atmosphere. Solar power generation using solar cell modules is being developed and put into practical use as a new energy source, and is on the path of development.
太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとしては、従来から、シリコン基板の主表面のうち太陽光が入射する側の面(受光面)上とその反対側にある裏面上とにそれぞれ電極が形成されるものと、シリコン基板の裏面上のみに互いに異なる導電型の不純物領域に接続される2種類の電極が形成されるもの(裏面接合型セル)とが知られている。 Conventionally, as solar cells constituting the solar cell module, electrodes are formed on the main surface of the silicon substrate on the surface (light receiving surface) on which sunlight is incident and on the back surface on the opposite side, respectively. And those having two types of electrodes connected to different impurity regions of different conductivity type only on the back surface of the silicon substrate (back junction cell) are known.
シリコン基板の受光面上と裏面上とにそれぞれ電極が形成されるセルにおいては、たとえば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面側からシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってpn接合が形成されている。また、シリコン基板の裏面側からシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも従来から行なわれている。 In a cell in which electrodes are formed on the light receiving surface and the back surface of the silicon substrate, for example, an impurity having a conductivity type opposite to that of the silicon substrate is diffused from the light receiving surface side of the monocrystalline or polycrystalline silicon substrate. By doing so, a pn junction is formed. In addition, it has been conventionally practiced to increase the output by the back surface field effect by diffusing impurities having the same conductivity type as the silicon substrate at a high concentration from the back surface side of the silicon substrate.
しかしながら、このように受光面上に電極が形成される太陽電池セルにおいては、該電極が入射する太陽光を遮るため、太陽電池セルの出力が低下し、結果として太陽電池モジュールの出力が低下する場合がある。 However, in the solar battery cell in which the electrode is formed on the light receiving surface in this manner, the output of the solar battery cell is lowered and the output of the solar battery module is lowered as a result because the sunlight is blocked by the electrode. There is a case.
これに対し、シリコン基板の裏面上のみに電極が形成される裏面接合型太陽電池セルが従来から用いられている。裏面接合型太陽電池セルにおいては、受光面上で入射光が電極により遮られることはないが、シリコン基板の裏面側からしか電力を取り出すことができないため、その電極の構造は太陽電池セルおよびこれらを複数接続して構成される太陽電池モジュールの出力向上の観点から非常に重要である。 On the other hand, a back junction solar cell in which an electrode is formed only on the back surface of a silicon substrate has been conventionally used. In the back junction solar cell, incident light is not blocked by the electrode on the light receiving surface, but power can be taken out only from the back side of the silicon substrate. This is very important from the viewpoint of improving the output of a solar cell module constituted by connecting a plurality of solar cells.
図14,図15は、従来の裏面接合型太陽電池セルの一例を示した図である。なお、図14は太陽電池セルの断面図であり、図15は該太陽電池セルの上面図である。 14 and 15 are views showing an example of a conventional back junction solar cell. 14 is a cross-sectional view of the solar battery cell, and FIG. 15 is a top view of the solar battery cell.
図14を参照して、p型のシリコン基板101の受光面側(図14における上側)の主表面上にパッシベーション膜109が形成される。シリコン基板101の裏面側(図14における下側)の主表面上に、n+不純物層105とp+不純物層106とがパッシベーション膜110を挟んで交互に所定の間隔を空けて形成される。そして、p+不純物層106上にはフィンガーp電極111が形成され、n+不純物層105上にはフィンガーn電極112が形成されている。
Referring to FIG. 14,
この裏面接合型太陽電池セルの受光面に太陽光が入射すると、シリコン基板101の受光面近傍で生じたキャリアが裏面に形成されたpn接合にまで到達し、フィンガーp電極111およびフィンガーn電極112に電流として収集される。この電流が外部に取り出されて太陽電池モジュールの出力となる。
When sunlight is incident on the light receiving surface of the back junction solar cell, carriers generated in the vicinity of the light receiving surface of the
図15を参照して、太陽電池セルの出力を向上させる観点から、フィンガーp電極111とフィンガーn電極112とがシリコン基板101の裏面上のほぼ全体を覆うように形成されている。そして、シリコン基板101の裏面上における端部(図15における左右両端部)に、フィンガーp電極111と交差する方向に延在するバスバーp電極113(busbar electrode)と、フィンガーn電極112と交差する方向に延在するバスバーn電極114とがそれぞれ形成されている。
Referring to FIG. 15,
上述した太陽電池セルの電極111〜114の形成方法としては、たとえば高真空中における電子ビーム加熱による電極材料の蒸着、電極材料を含むペーストのスクリーン印刷または電極材料のメッキなどの手段が用いられる。
As a method for forming the above-described
なお、半導体基板の裏面上に電極部が形成された太陽電池セルの構造は、たとえば特開2003−298078号公報などに記載されている。
しかしながら、上記のような太陽電池セルにおいては、以下のような問題があった。 However, the solar cell as described above has the following problems.
太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの出力を向上させる観点から、半導体基板の裏面に形成されるフィンガー電極(フィンガーp電極111およびフィンガーn電極112)の抵抗を低くすることが要請される。該抵抗を比較的低くすることで、太陽電池セルから効率よく電力を取出すことができる。なお、太陽電池セルの面積が大きくなるにつれて、上記抵抗も高くなり、上記課題がより顕著に認められるようになる。
From the viewpoint of improving the output of the solar battery cell and the solar battery module, it is required to reduce the resistance of the finger electrodes (
これに対し、フィンガーp電極111およびフィンガーn電極112の抵抗を低くするために、該フィンガー電極の断面積(幅(W)×高さ(H))を大きくすることが考えられる。しかしながら、フィンガー電極の幅(W)を大きくした場合は、フィンガーp電極111とフィンガーn電極112との間のピッチが大きくなり、シリコン基板101内におけるキャリアの移動距離が大きくなり、結果として太陽電池セルの出力が低下することになる。また、一定のフィンガー電極の幅(W)に対する該電極の高さ(H)についても一定の限界値がある。したがって、フィンガー電極の断面積を大きくするのみでは、必ずしも有効に上記課題が解決されない。
On the other hand, in order to reduce the resistance of the
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、太陽電池セルの面積が比較的大きくなった場合においてもフィンガー電極の抵抗を抑制することができる裏面接合型の太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a back surface junction that can suppress the resistance of finger electrodes even when the area of a solar battery cell is relatively large. The object is to provide a solar cell and solar cell module of the type.
本発明に係る太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルは、半導体基板と、半導体基板の主表面上に形成された電極部とを備え、電極部は、第1母線部と、半導体基板の主表面上において第1母線部と隣り合う位置に間隔を空けて形成された第2母線部と、第1母線部から第2母線部に向けて延びる第1フィンガー部と、第2母線部から第1母線部に向けて延び、第1フィンガー部の近傍に達する第2フィンガー部とを有し、第1と第2母線部は、第1と第2フィンガー部を形成する際に併せて形成され、第1と第2フィンガー部および第1と第2母線部は単層構造を有し、第1と第2母線部の少なくとも一方が半導体基板の主表面上で複数形成され、第1と第2母線部が交互に形成される。 A solar cell included in a solar cell module according to the present invention includes a semiconductor substrate and an electrode portion formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the electrode portion includes a first busbar portion and a main surface of the semiconductor substrate. A second busbar portion formed at a position adjacent to the first busbar portion at an interval above, a first finger portion extending from the first busbar portion toward the second busbar portion, and a first from the second busbar portion. A second finger portion extending toward the busbar portion and reaching the vicinity of the first finger portion, the first and second busbar portions are formed together when forming the first and second finger portions, The first and second finger portions and the first and second busbar portions have a single-layer structure, and at least one of the first and second busbar portions is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Busbar portions are alternately formed.
これにより、フィンガー電極の長さを比較的小さくすることができるので、該電極の抵抗を抑制することができる。結果として、太陽電池セルの出力が向上する。 Thereby, since the length of a finger electrode can be made comparatively small, resistance of this electrode can be controlled. As a result, the output of the solar battery cell is improved.
第1と第2母線部は、半導体基板の主表面上において同数形成され、第1母線部から半
導体基板の周縁部までの距離と第2母線部から半導体基板の周縁部における該半導体基板の端部までの距離とが等しい。
The same number of first and second bus bars are formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the distance from the first bus bar to the peripheral edge of the semiconductor substrate and the edge of the semiconductor substrate at the peripheral edge of the semiconductor substrate from the second bus bar. and the distance to the part is equal.
これにより、複数の太陽電池セルの直列接続が行ないやすくなる。 Thereby, it becomes easy to perform a series connection of a plurality of photovoltaic cells.
本発明に係る太陽電池モジュールは、互いに電気的に接続された上述の太陽電池セルを複数含む太陽電池モジュールであって、1つの局面では、太陽電池セルにおける半導体基板の裏面上に形成される第1導電型の第1不純物領域および第2導電型の第2不純物領域を備え、第1フィンガー部は、第1不純物領域上に形成され、第1母線部は、半導体基板の裏面上において第1フィンガー部に交差する方向に形成され、第2フィンガー部は、第2不純物領域上に形成され、第2母線部は、半導体基板の裏面上において第2フィンガー部に交差する方向に第1母線部と同数形成され、太陽電池セルにおける第1母線部の端部と他の太陽電池セルにおける第2母線部の端部とが向かい合うように複数の太陽電池セルが配置され、第1と第2母線部が接続部材により電気的に接続されている。 The solar cell module according to the present invention is a solar cell module including a plurality of the above-described solar cells electrically connected to each other. In one aspect, the solar cell module is formed on the back surface of the semiconductor substrate in the solar cell. 1st conductivity type 1st impurity region and 2nd conductivity type 2nd impurity region are provided, a 1st finger part is formed on a 1st impurity region, and a 1st busbar part is a 1st on the back surface of a semiconductor substrate. The second finger part is formed on the second impurity region, and the second bus part is formed on the back surface of the semiconductor substrate in the direction crossing the second finger part. and the same number form a plurality of solar cells as the end face of the second bus portion at the end and the other solar battery cell of the first bus portion is arranged in a solar cell, the first and second bus Part It is electrically connected by a connection member.
上記太陽電池モジュールにおいて、他の局面では、複数の太陽電池セルにおける第1母線部の端部どうし、および、第2母線部の端部どうしが各々向かい合うように複数の太陽電池セルが配置され、第1母線部の端部どうし、および、第2母線部の端部どうしが各々接続部材により電気的に接続されている。 In the solar cell module, in another aspect, to what end of the first bus portion of the plurality of solar cells, and a plurality of solar cells so as to face end each other of the second bus bar portions each disposed , and how the end of the first bus portion and the end portion each other of the second bus portion are electrically connected by each connecting member.
上記いずれの局面においても、フィンガー部の抵抗が抑制され、結果として、太陽電池モジュールの出力を向上させることができる。 In any of the above aspects, the resistance of the finger portion is suppressed, and as a result, the output of the solar cell module can be improved.
本発明によれば、太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの出力が向上する。 According to this invention, the output of a photovoltaic cell and a photovoltaic module is improved.
以下に、本発明に基づく太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの実施の形態について、図1から図13を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a solar battery cell and a solar battery module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
なお、本願明細書において、「受光面」とは、太陽電池セルまたは太陽電池モジュールにおける半導体基板の太陽光が入射する側の主表面を意味し、「裏面」とは、上記半導体基板における受光面の反対側であって太陽光が入射しない側の主表面を意味する。 In the specification of the present application, the “light receiving surface” means a main surface of a semiconductor substrate in a solar cell or solar battery module on the side where sunlight enters, and the “back surface” means a light receiving surface in the semiconductor substrate. It means the main surface on the opposite side to which sunlight is not incident.
図10は、本実施の形態に係る太陽電池セルを示した上面図である。本実施の形態に係る太陽電池セルにおいては、図10に示すように、シリコン基板の裏面上にフィンガーp電極11、フィンガーn電極12、バスバーp電極13およびバスバーn電極14が形成されている。特徴的な構成として、バスバーp電極13およびバスバーn電極14は、太陽電池セル上において、それぞれ複数(2本ずつ)形成されている。
FIG. 10 is a top view showing the solar battery cell according to the present embodiment. In the solar cell according to the present embodiment, as shown in FIG. 10,
上記構成が得られるプロセスについて、以下に説明する。 A process for obtaining the above configuration will be described below.
図9は、上記太陽電池セルにおけるフィンガーp電極11およびフィンガーn電極12が形成された部分を示した断面図である。また、図1〜図8は、それぞれ、図9に示す太陽電池セルの製造工程における第1〜第8工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a portion where the
図1を参照して、シリコン結晶のインゴッドをスライスして得られる半導体基板としてのシリコン基板1においては、スライスの際にその表面近傍にダメージ層1aが形成される。そこで、酸性またはアルカリ性の溶液を用いて、図2に示すように、ダメージ層1aがエッチングされることが好ましい。なお、シリコン基板1の導電型はn型でもp型でもよく、シリコン基板1の大きさや厚みについても適宜変更が可能である。ただし、入射する太陽光の反射による損失を抑制するためにシリコン基板1の受光面にテクスチャと呼ばれるピラミッド状の微細構造を形成する場合には、シリコン基板1の受光面の面方位が(100)程度であることが好ましい。
Referring to FIG. 1, in a
図3を参照して、シリコン基板1の受光面の反対側にある裏面にp型不純物(たとえばボロン)を含むp型ペースト材2と、n型不純物(たとえばリン)を含むn型ペースト材3とが所定のパターンで付着される。そして、シリコン基板1がたとえば100℃〜200℃程度の温度に加熱される。これにより、ペースト材2,3に含まれる有機溶媒成分が蒸発する。その後、ペースト材2,3が付着したシリコン基板1の裏面全体が拡散防止膜4で覆われる。ペースト材2,3を所定のパターンで付着する手段としては、たとえばスクリーン印刷やインクジェット印刷などが挙げられる。ここで、シリコン基板1内に発生する少数キャリアを効率良く収集するため、図3に示すように、p型ペースト材2とn型ペースト材3とがシリコン基板1の裏面に沿って交互に間隔を空けて形成されることが好ましい。また、拡散防止膜4は、たとえば酸化シリコン膜などからなり、常圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法や酸化シリコンを含む塗布液を乾燥させることなどによって形成される。
Referring to FIG. 3, p-
次に、シリコン基板1は、たとえば900℃〜1000℃程度の温度に加熱された石英炉内に投入され、たとえば30分〜60分間石英炉内に置かれる。これにより、p型ペースト材2に含まれるp型不純物(ボロン)およびn型ペースト材3に含まれるn型不純物(リン)がシリコン基板1中に拡散され、図4に示すように、シリコン基板1の裏面に沿って複数のp+不純物層6およびn+不純物層5が交互に間隔をあけて形成される。ここで、シリコン基板1の裏面には拡散防止膜4が形成されているため、p型ペースト材2に含まれるp型不純物(ボロン)およびn型ペースト材3に含まれるn型不純物(リン)がシリコン基板1の外部に拡散することが防止される。
Next, the
次に、シリコン基板1は、たとえば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリとイソプロピルアルコール(IPA:Iso−Propyl Alcohol)などとを含む高温水溶液に浸漬される。これにより、シリコン結晶方位に沿った異方性エッチングが進行し、図5に示すように、シリコン基板1の受光面にピラミッド状のテクスチャ構造8が形成される。ここで、シリコン基板1の裏面には拡散防止膜4が形成されているため、シリコン基板1の裏面はエッチングされない。
Next, the
次に、シリコン基板1はフッ酸溶液などに浸される。これにより、図6に示すように、シリコン基板1の裏面の拡散保護膜4と、p型ペースト材2およびn型ペースト材3とが除去される。その後、図7に示すように、シリコン基板1の受光面および裏面にキャリアの表面再結合を抑制するためのパッシベーション膜9,10が形成される。パッシベーション膜9、10としては、たとえば熱酸化により形成されるシリコン酸化膜やプラズマCVD法により形成されるシリコン窒化膜などが用いられる。パッシベーション膜9,10を形成することによって、シリコン基板1の裏面上におけるキャリアの再結合を有効に抑制することができる。ここで、受光面に形成されるパッシベーション膜9としてシリコン窒化膜を用いた場合には、その屈折率が2.1程度となるため、該パッシベーション膜9は、受光面における太陽光の反射を抑制する反射防止膜としても用いることができる。
Next, the
次に、シリコン基板1の裏面のp+不純物層6およびn+不純物層5と電極との電気的接続を行なうために、図8に示すように、シリコン基板1の裏面に形成されたパッシベーション膜10が所定のパターンで除去される。ここで、p+不純物層6およびn+不純物層5の配列に応じてパッシベーション膜10の除去パターン(たとえばドット状またはライン状などのパターン)が決定される。また、p+不純物層6およびn+不純物層5以外の部分に電極が形成されることがないように、除去されるパッシベーション膜10の幅は、p+不純物層6およびn+不純物層5の幅よりも小さいことが好ましい。
Next, in order to make electrical connection between the p +
次に、図9に示すように、パッシベーション膜10が除去された部分に合わせて、p+不純物層6上にフィンガーp電極11が形成されるとともに、n+不純物層5上にフィンガーn電極12が形成される。フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12を構成する素材としては、たとえば銀またはアルミニウムなどの高導電材料が用いられることが好ましい。これにより、太陽電池セルから発生する電流を、効率よく外部に取り出すことができる。また、フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12を形成する手段としては、たとえば、高真空中における電子ビーム加熱による電極材料の蒸着、電極材料を含むペーストのスクリーン印刷または電極材料のメッキなどが挙げられる。また、シリコン基板1への電極材料の付着後に400℃〜500℃程度の熱処理が行なわれることが好ましい。これにより、シリコン基板1とフィンガーp電極11およびフィンガーn電極12との良好なオーミック接触が得られる。なお、フィンガー電極11,12を形成する際に、図10に示すように、フィンガー電極11,12と交差する方向に延在する母線部としてのバスバー電極13,14も併せて形成される。
Next, as shown in FIG. 9, the
上記フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12は、主として、太陽電池セルに発生した電流を収集する電極である。また、バスバー電極13,14は、フィンガー電極が収集した電流を集め、主に他の太陽電池セルとの接続に用いられる電極である。
The
裏面接合型太陽電池セルにおいては、シリコン基板1の裏面側からしか電力を取り出すことができないため、フィンガー電極11,12の抵抗を低くすることは太陽電池セルの出力向上の観点から非常に重要である。
In the back junction solar cell, since power can be taken out only from the back surface side of the
本実施の形態に係る太陽電池セルにおいては、図10に示すように、シリコン基板1の主表面上における周縁部に1対のバスバー電極13,14が形成されるとともに、シリコン基板1の主表面上における中央部にも1対のバスバー電極13,14が形成されている。すなわち、シリコン基板1の主表面上において、2対のバスバー電極13,14が形成されている。
In the solar cell according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, a pair of
図10を参照して、シリコン基板1の裏面上において、複数のフィンガーp電極11とフィンガーn電極12とが、該裏面全体を覆うように交互に直線上に形成されている。上記のように、2対のバスバー電極13,14を形成することで、1対のバスバー電極13,14のみが形成される場合と比較して、太陽電池セルにおけるシリコン基板の幅(L)が同じ場合であっても、フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12の長さ(L1)が小さくなる。この結果、フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12のシリーズ抵抗を低く抑えることができる。したがって、フィンガーn電極12およびフィンガーp電極11の幅(W1)を小さくすることができ、フィンガーp電極11とフィンガーn電極12との間のピッチ(P1)を小さくすることができる。この結果、シリコン基板1内におけるキャリアの移動距離が長くなることが抑制され、フィンガー電極11,12におけるキャリアの収集効率を向上させることが可能になる。したがって、太陽電池セルの面積が大きくなった場合も、該セルの出力の低下を有効に抑止することができる。
Referring to FIG. 10, on the back surface of
また、シリコン基板の裏面上における外側に位置するバスバーp電極13,バスバーn電極14のシリコン基板端部からの距離(PP1,PN1)は互いに等しく、シリコン基板の裏面上における中央側に位置するバスバーp電極13,バスバーn電極14のシリコン基板端部からの距離(PP2,PN2)は互いに等しい。このようにすることで、後述する直列接続が行ないやすくなる。
Further, the distances (PP1, PN1) from the edge of the silicon substrate of the bus bar p-
図11は、図10に示す太陽電池セルの1つの変形例を示した上面図である。 FIG. 11 is a top view showing one modification of the solar battery cell shown in FIG.
図11に示す例では、図10に示すセルにおけるシリコン基板と同じ幅(L)を有するシリコン基板の裏面上に、3対のバスバー電極13,14が形成されている。したがって、フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12の長さ(L1)は、図10の場合と比較してさらに小さくなる。
In the example shown in FIG. 11, three pairs of
なお、フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12の長さ(L1)は、太陽電池セルにおけるシリコン基板の幅(L:フィンガーp電極11およびフィンガーn電極12の延在方向におけるシリコン基板の長さ寸法)の1/2以下程度であることが好ましく、1/4以下程度であることがより好ましく、1/6以下程度であることがさらに好ましい。Lに対するL1の比が小さくなるほど、電極パターンは若干複雑になるが、太陽電池セルの出力低下を特に有効に抑止することができる。
In addition, the length (L1) of the
なお、本願明細書において、フィンガー電極の長さ(L1)とは、図10,図11に示すように、フィンガー電極11,12とバスバー電極13,14との接点からフィンガー電極11,12の先端までの長さを意味する。また、シリコン基板の裏面上にフィンガー電極が複数形成される場合には、少なくともその一部の長さ(L1)が上記範囲にあれば一定の効果を奏するが、すべてのフィンガー電極の長さ(L1)が上記範囲にあることが好ましい。
In the present specification, the length (L1) of the finger electrode is the tip of the
図12は、複数の上記太陽電池セルを直列接続した状態を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing a state in which a plurality of the solar cells are connected in series.
図12を参照して、隣り合う太陽電池セルのバスバーp電極13とバスバーn電極14とが直線形状を有するインターコネクタ15によって接続(直列接続)されている。上述したように、バスバー電極13,14のシリコン基板端部からの距離をそろえることで、接続されるセルのうち一方のセルを180°回転させた後、双方のセルにおけるシリコン基板の端部をそろえるだけで、バスバーp電極とバスバーn電極とを直線状に並べることができる。したがって、直線形状を有するインターコネクタ15を用いて簡単に直列接続を行なうことができる。
Referring to FIG. 12, bus bar p-
図13は、太陽電池セルを並列接続したセルユニットを直列接続した状態を示した上面図である。 FIG. 13 is a top view showing a state in which cell units in which solar cells are connected in parallel are connected in series.
図13を参照して、隣り合う太陽電池セルにおけるバスバーp電極13どうし/バスバーn電極14どうしがインターコネクタ15によって接続(並列接続)されている。このようにして形成されるセルユニットが複数準備され、一方のセルユニットを180°回転させた後、上記インターコネクタ15によって一方のセルユニットにおけるバスバーp電極13と他方のセルユニットにおけるバスバーn電極14とが接続(直列接続)されている。すなわち、図13に示す構造においては、並列接続と直列接続とが繰り返されている。
Referring to FIG. 13, bus bar p-
上述した内容について要約すると、以下のようになる。 The above contents are summarized as follows.
本実施の形態に係る太陽電池セルは、シリコン基板1(半導体基板)と、シリコン基板1の主表面上に形成された電極部とを備え、電極部は、バスバーp電極13(第1母線部)と、シリコン基板1の主表面上においてバスバーp電極13と隣り合う位置に間隔を空けて形成されたバスバーn電極14と、バスバーp電極13からバスバーn電極14に向けて延びるフィンガーp電極11(第1フィンガー部)と、バスバーn電極14からバスバーp電極13に向けて延び、フィンガーp電極11の近傍に達するフィンガーn電極12(第2フィンガー部)とを有し、バスバーp電極13およびバスバーn電極14がシリコン基板1の主表面上で複数形成され、バスバーp電極13およびバスバーn電極14が交互に形成されている。
The solar cell according to the present embodiment includes a silicon substrate 1 (semiconductor substrate) and an electrode portion formed on the main surface of the
これにより、フィンガー電極の長さを比較的小さくすることができるので、該電極の抵抗を抑制することができる。結果として、太陽電池セルの出力が向上する。 Thereby, since the length of a finger electrode can be made comparatively small, resistance of this electrode can be controlled. As a result, the output of the solar battery cell is improved.
なお、上記太陽電池セルにおいて、バスバーp電極13およびバスバーn電極14の一方のみが複数形成される構造とすることも考えられる。
In addition, in the said photovoltaic cell, it is also considered that only one of the bus
バスバーp電極13およびバスバーn電極14は、シリコン基板1の主表面上において同数形成され、バスバーp電極13からシリコン基板1の周縁部までの距離とバスバーn電極14からシリコン基板1の周縁部までの距離とがほぼ等しいことが好ましい。
The bus
これにより、複数の太陽電池セルの直列接続が行ないやすくなる。 Thereby, it becomes easy to perform a series connection of a plurality of photovoltaic cells.
本実施の形態に係る太陽電池モジュールは、互いに電気的に接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールであって、1つの局面では、太陽電池セルにおけるシリコン基板1の裏面上に形成されるp型(第1導電型)のp+不純物層6(第1不純物領域)およびn型(第2導電型)のn+不純物層5(第2不純物領域)と、p+不純物層6上に形成されるフィンガーp電極11(第1フィンガー電極)およびシリコン基板1の裏面上においてフィンガーp電極11に交差する方向に形成されるバスバーp電極13(第1母線電極)と、n+不純物層5上に形成されるフィンガーn電極12(第2フィンガー電極)およびシリコン基板1の裏面上においてフィンガーn電極12に交差する方向にバスバーp電極13と同数形成されるバスバーn電極14(第2母線電極)とを備え、太陽電池セルにおけるバスバーp電極13の端部と他の太陽電池セルにおけるバスバーn電極14の端部とが向かい合うように複数の太陽電池セルが配置され、バスバーp電極13およびバスバーn電極14がインターコネクタ15(接続部材)により電気的に接続(すなわち、直列接続)されている。
The solar cell module according to the present embodiment is a solar cell module including a plurality of solar cells electrically connected to each other. In one aspect, the solar cell module is formed on the back surface of the
上記太陽電池モジュールにおいて、他の局面では、複数の太陽電池セルにおけるバスバーp電極13の端部どうし/バスバーn電極14の端部どうしが向かい合うように複数の太陽電池セルが配置され、バスバーp電極13の端部どうし/バスバーn電極14の端部どうしがインターコネクタ15により電気的に接続(すなわち、並列接続)されている。
In the above solar cell module, in another aspect, the plurality of solar cells are arranged so that the end portions of the bus bar p-
また、複数の上記太陽電池セルが並列接続されたセルユニットを形成した後、該セルユニットを直列接続したり、複数の上記太陽電池セルが直列接続されたセルユニットを形成した後、該セルユニットを並列接続したりすることも考えられる。 In addition, after forming a cell unit in which a plurality of the solar cells are connected in parallel, the cell units are connected in series, or after forming a cell unit in which the plurality of solar cells are connected in series, the cell unit May be connected in parallel.
上記いずれの局面においても、フィンガー電極13,14の長さが小さくなることにより該電極の抵抗が抑制され、結果として、太陽電池モジュールの出力が向上する。
In any of the above aspects, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,101 シリコン基板、1a ダメージ層、2 p型ペースト材、3 n型ペースト材、4 拡散防止膜、5,105 n+不純物層、6,106 p+不純物層、8 テクスチャ構造、9,10,109,110 パッシベーション膜、11,111 フィンガーp電極、12,112 フィンガーn電極、13,113 バスバーp電極、14,114 バスバーn電極、15 インターコネクタ。 1,101 Silicon substrate, 1a damage layer, 2 p-type paste material, 3 n-type paste material, 4 diffusion prevention film, 5,105 n + impurity layer, 6,106 p + impurity layer, 8 texture structure, 9, 10, 109 , 110 Passivation film, 11, 111 Finger p electrode, 12, 112 Finger n electrode, 13, 113 Bus bar p electrode, 14, 114 Bus bar n electrode, 15 Interconnector.
Claims (2)
前記半導体基板の主表面上に形成された電極部とを備え、
前記電極部は、第1母線部と、
前記半導体基板の主表面上において前記第1母線部と隣り合う位置に間隔を空けて形成された第2母線部と、
前記第1母線部から前記第2母線部に向けて延びる第1フィンガー部と、
前記第2母線部から前記第1母線部に向けて延び、前記第1フィンガー部の近傍に達する第2フィンガー部とを有し、
前記第1と第2母線部は、前記第1と第2フィンガー部を形成する際に併せて形成され、前記第1と第2フィンガー部および前記第1と第2母線部は単層構造を有し、
前記第1と第2母線部の少なくとも一方が前記半導体基板の主表面上で複数形成され、前記第1と第2母線部が交互に形成され、
前記第1と第2母線部は、前記半導体基板の主表面上において同数形成され、前記第1母線部から前記半導体基板の周縁部における該半導体基板の端部までの距離と前記第2母線部から前記半導体基板の周縁部における該半導体基板の端部までの距離とが等しい太陽電池セルを複数含み、前記太陽電池セルを互いに電気的に接続して構成した太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池セルにおける半導体基板の裏面上に形成される第1導電型の第1不純物領域および第2導電型の第2不純物領域を備え、
前記第1フィンガー部は、前記第1不純物領域上に形成され、前記第1母線部は、前記半導体基板の裏面上において前記第1フィンガー部に交差する方向に形成され、
前記第2フィンガー部は、前記第2不純物領域上に形成され、前記第2母線部は、前記半導体基板の裏面上において前記第2フィンガー部に交差する方向に前記第1母線部と同数形成され、
前記太陽電池セルにおける前記第1母線部の端部と他の前記太陽電池セルにおける前記第2母線部の端部とが向かい合うように複数の前記太陽電池セルが配置され、前記第1と第2母線部が接続部材により電気的に接続された太陽電池モジュール。 A semiconductor substrate;
An electrode portion formed on the main surface of the semiconductor substrate,
The electrode portion includes a first busbar portion,
A second bus bar portion formed on the main surface of the semiconductor substrate at a position adjacent to the first bus bar portion,
A first finger portion extending from the first bus portion toward the second bus portion;
A second finger portion extending from the second bus portion toward the first bus portion and reaching the vicinity of the first finger portion;
The first and second busbar portions are formed together when forming the first and second finger portions, and the first and second finger portions and the first and second busbar portions have a single layer structure. Have
A plurality of at least one of the first and second busbar portions are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the first and second busbar portions are alternately formed;
The same number of first and second bus bars are formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the distance from the first bus bar to the edge of the semiconductor substrate at the peripheral edge of the semiconductor substrate and the second bus bar A plurality of solar cells having the same distance from the periphery of the semiconductor substrate to the edge of the semiconductor substrate, and the solar cell module configured by electrically connecting the solar cells to each other,
A first conductivity type first impurity region and a second conductivity type second impurity region formed on the back surface of the semiconductor substrate in the solar cell;
The first finger part is formed on the first impurity region, and the first bus bar part is formed on the back surface of the semiconductor substrate in a direction intersecting the first finger part,
The second finger part is formed on the second impurity region, and the same number of the second bus bar parts as the first bus bar parts are formed on the back surface of the semiconductor substrate in a direction intersecting the second finger part. ,
The plurality of solar cells are arranged such that the end of the first bus bar in the solar cell faces the end of the second bus in other solar cells, and the first and second A solar cell module in which a busbar portion is electrically connected by a connecting member.
前記半導体基板の主表面上に形成された電極部とを備え、
前記電極部は、第1母線部と、
前記半導体基板の主表面上において前記第1母線部と隣り合う位置に間隔を空けて形成された第2母線部と、
前記第1母線部から前記第2母線部に向けて延びる第1フィンガー部と、
前記第2母線部から前記第1母線部に向けて延び、前記第1フィンガー部の近傍に達する第2フィンガー部とを有し、
前記第1と第2母線部は、前記第1と第2フィンガー部を形成する際に併せて形成され、前記第1と第2フィンガー部および前記第1と第2母線部は単層構造を有し、
前記第1と第2母線部の少なくとも一方が前記半導体基板の主表面上で複数形成され、前記第1と第2母線部が交互に形成され、
前記第1と第2母線部は、前記半導体基板の主表面上において同数形成され、前記第1母線部から前記半導体基板の周縁部における該半導体基板の端部までの距離と前記第2母線部から前記半導体基板の周縁部における該半導体基板の端部までの距離とが等しい太陽電池セルを複数含み、前記太陽電池セルを互いに電気的に接続して構成した太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池セルにおける半導体基板の裏面上に形成される第1導電型の第1不純物領域および第2導電型の第2不純物領域を備え、
前記第1フィンガー部は、前記第1不純物領域上に形成され、前記第1母線部は、前記半導体基板の裏面上において前記第1フィンガー部に交差する方向に形成され、
前記第2フィンガー部は、前記第2不純物領域上に形成され、前記第2母線部は、前記半導体基板の裏面上において前記第2フィンガー部に交差する方向に前記第1母線部と同数形成され、
複数の前記太陽電池セルにおける前記第1母線部の端部どうし、および、前記第2母線部の端部どうしが各々向かい合うように複数の前記太陽電池セルが配置され、前記第1母線部の端部どうし、および、前記第2母線部の端部どうしが各々接続部材により電気的に接続された太陽電池モジュール。 A semiconductor substrate;
An electrode portion formed on the main surface of the semiconductor substrate,
The electrode portion includes a first busbar portion,
A second bus bar portion formed on the main surface of the semiconductor substrate at a position adjacent to the first bus bar portion,
A first finger portion extending from the first bus portion toward the second bus portion;
A second finger portion extending from the second bus portion toward the first bus portion and reaching the vicinity of the first finger portion;
The first and second busbar portions are formed together when forming the first and second finger portions, and the first and second finger portions and the first and second busbar portions have a single layer structure. Have
A plurality of at least one of the first and second busbar portions are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the first and second busbar portions are alternately formed;
The same number of first and second bus bars are formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the distance from the first bus bar to the edge of the semiconductor substrate at the peripheral edge of the semiconductor substrate and the second bus bar A plurality of solar cells having the same distance from the periphery of the semiconductor substrate to the edge of the semiconductor substrate, and the solar cell module configured by electrically connecting the solar cells to each other,
A first conductivity type first impurity region and a second conductivity type second impurity region formed on the back surface of the semiconductor substrate in the solar cell;
The first finger part is formed on the first impurity region, and the first bus bar part is formed on the back surface of the semiconductor substrate in a direction intersecting the first finger part,
The second finger part is formed on the second impurity region, and the same number of the second bus bar parts as the first bus bar parts are formed on the back surface of the semiconductor substrate in a direction intersecting the second finger part. ,
And if the end of the first bus portion at a plurality of the solar cells, and, the end each other of the second bus portion are arranged a plurality of the solar cells so as to face each of the first bus portion and what end, and electrically connected solar cell modules by each connecting member end portion to each other is the second bus portion.
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