WO2020218026A1 - 結晶シリコン太陽電池及び結晶シリコン太陽電池の集合セル - Google Patents

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WO2020218026A1
WO2020218026A1 PCT/JP2020/016065 JP2020016065W WO2020218026A1 WO 2020218026 A1 WO2020218026 A1 WO 2020218026A1 JP 2020016065 W JP2020016065 W JP 2020016065W WO 2020218026 A1 WO2020218026 A1 WO 2020218026A1
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solar cell
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single crystal
silicon substrate
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訓太 吉河
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株式会社カネカ
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Definitions

  • the present invention relates to a crystalline silicon solar cell including a solar cell string in which a plurality of solar cell cells are connected by a single ring connection, and an aggregate cell of crystalline silicon solar cells.
  • crystalline silicon solar cells having various structures have been proposed.
  • a solar module including a solar cell string Patent Document 1.
  • a plurality of strip-shaped solar cells are arranged side by side so that the long sides of each of two adjacent solar cells overlap each other, for example, by roofing a roof plate. Connect the ends of the solar cell to form a solar cell string.
  • this solar module by arranging the solar cells in an overlapping manner, a gap between each of two adjacent solar cells is eliminated. As a result, the charging rate of the solar cell in the solar module can be improved, and the module efficiency can be improved.
  • a solar cell constituting a crystalline silicon solar cell there is a PERC (Passivated Emitter and Real Cell) type solar cell (Patent Document 2).
  • This solar cell includes a p-type silicon substrate, an n-type impurity diffusion region and a light receiving surface electrode sequentially laminated on the light receiving surface side of the silicon substrate, and a back surface passivation film and a back surface sequentially laminated on the back surface side of the silicon substrate. It is equipped with an electrode.
  • the back surface passivation film is a film provided with a plurality of openings. In such a solar cell, the passivation film on the back surface terminates the unbonded hands of silicon atoms on the surface layer on the back surface of the silicon substrate. Therefore, in this solar cell, recombination is suppressed.
  • the connection position when the solar cells are connected to each other is not particularly limited.
  • An object of the present invention is to provide a crystalline silicon solar cell formed by connecting a PERC type solar cell in a single ring, and to provide a crystalline silicon solar cell having an optimized structure and an aggregate cell of the crystalline silicon solar cell.
  • the crystalline silicon solar cell of the present invention has a plurality of solar cells, each of which is a PERC type, and two adjacent solar cells among the plurality of solar cells are connected to each other by a single ring.
  • Each of the plurality of solar cells, including the solar cell string has a monoconductive single crystal silicon substrate having a first main surface and a second main surface, and a reverse conductive diffusion in contact with the first main surface.
  • a second collecting electrode connected to the single crystal silicon substrate via a portion and a second connecting electrode contacting the second collecting electrode on the side opposite to the side in contact with the insulating layer are provided.
  • the first connecting electrode and the second connecting electrode are separated from each other when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface, and the solar cell strings are adjacent to each other.
  • Each of the two solar cells overlaps with each other, and in the overlapping area, the sun of one of the two adjacent solar cells when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface.
  • the first connection electrode of the battery cell and the second connection electrode of the other solar cell of the two adjacent solar cells are connected in an overlapping state, and in each of the plurality of solar cells.
  • the second collecting electrode and the single crystal silicon substrate are separated from each other via the insulating layer.
  • the second connecting electrode in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string is arranged on the second collecting electrode of each of the plurality of solar cells. It may be arranged between the edge of the single crystal silicon substrate located on one side of the solar cell and the second connection electrode.
  • the second connection electrode and the single crystal silicon substrate may be separated from each other via the insulating layer.
  • the first main surface may be a light receiving surface.
  • the edge located on one side of the solar cell has a surface substantially perpendicular to the first main surface and a slope formed by laser irradiation when forming each of the plurality of solar cells.
  • the side on which the first connecting electrode is arranged in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string of the second collecting electrode Even if the distance between the edge located on the other side and the edge located on the other side of the single crystal silicon substrate is 40% or more and 90% or less of the dimension of the overlapping region in the alignment direction. Good.
  • the side on which the first connection electrode is arranged in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string of the second collection electrode in each of the plurality of solar cells, the side on which the first connection electrode is arranged in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string of the second collection electrode.
  • the distance between the edge located on the other side of the single crystal silicon substrate and the edge located on the other side of the single crystal silicon substrate may be 0.4 mm or more.
  • the second connection electrodes are spaced in a direction substantially orthogonal to both the arrangement direction of the plurality of solar cell cells in the solar cell string and the thickness direction of the single crystal silicon substrate.
  • the opening of the insulating layer may be arranged in the spaced region of the second connection electrode.
  • the aggregated cell of the crystalline silicon solar cell of the present invention is an aggregated cell of a crystalline silicon solar cell in which a plurality of small sections are assembled into a plurality of PERC type solar cells when each is divided, and the aggregated cell is described above.
  • the cell has one side and the opposite side of the one side, and each of the plurality of subsections is defined by a demarcation line which is a straight line substantially parallel to the one side of the aggregate cell.
  • Each of the subsections of the above is a monoconductive single crystal silicon substrate having a first main surface and a second main surface, a reverse conductive diffusion layer in contact with the first main surface, and the single crystal silicon substrate.
  • the first collecting electrode that contacts the diffusion layer on the side opposite to the contacting side, the first connecting electrode that contacts the diffusion layer and the first collecting electrode, and the second main surface are in contact with each other and
  • the insulating layer having at least one penetrating opening is in contact with the insulating layer on the side opposite to the side in contact with the single crystal silicon substrate, and the single crystal silicon substrate is contacted through the at least one opening.
  • a second collecting electrode connected to the insulating layer and a second connecting electrode contacting the second collecting electrode on the side opposite to the side in contact with the insulating layer are provided, and in each of the plurality of subsections, the said When viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface, the first connection electrode and the second connection electrode are separated from each other, and the second collection electrode is from a direction substantially perpendicular to the second main surface. When viewed, it is separated from the one side of the assembly cell and from the opposite side of the one side of the assembly cell, and the second connection electrode is the assembly of the plurality of subsections.
  • the subsection including the one side of the cell is provided along the demarcation line far from the one side of the set cell, and among the plurality of subsections, the subsection including the opposite side of the set cell. Is provided along the demarcation line far from the opposite side of the aggregate cell.
  • FIG. 1 is a side view of the crystalline silicon solar cell according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the solar cell constituting the crystalline silicon solar cell.
  • FIG. 3 is a bottom view of the solar cell.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the second connection electrode of the solar cell of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
  • FIG. 8 is a plan view of an assembled cell, which is a semi-finished product of the solar cell.
  • FIG. 9 is a bottom view of the assembled cell.
  • FIG. 1 is a side view of the crystalline silicon solar cell according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the solar cell constituting the crystalline silicon solar cell.
  • FIG. 3 is a bottom view of the solar
  • FIG. 10A is a schematic diagram for explaining a process of forming a solar cell string from the assembled cells, and is a schematic diagram showing before the divided cells.
  • FIG. 10B is a schematic diagram for explaining a process of forming a solar cell string from the assembled cell, and is a schematic diagram showing the solar cell string.
  • the present invention will be described below with reference to one embodiment.
  • the term "solar cell” in the following description refers to individual plate-shaped portions constituting the "solar cell string”.
  • the drawing is a schematic representation of the configuration of the present embodiment and is different from the design drawing. Therefore, there is a point that the dimensional relationship in the drawing is not always correct.
  • the crystalline silicon solar cell 100 of the present embodiment has a plurality of solar cells 1, and two adjacent solar cells 1 and 1 in each solar cell 1 are connected to each other by a single ring.
  • the solar cell string 10 includes one end of one of the two adjacent solar cells 1 and 1 in the arrangement direction of the solar cells 1 ... 1 and the sun of the other solar cell 1. It is formed by overlapping the other end of the battery cells 1 ... 1 in the arrangement direction.
  • Each of these plurality of solar cell cells 1 ... 1 is a PERC type, and as shown in FIGS. 2 and 3, it has a strip shape (substantially rectangular shape) when viewed from a direction substantially perpendicular to the main surface.
  • the dimension of the solar cell 1 in the lateral direction is, for example, about 25 mm.
  • the solar cell 1 is provided on the monoconductive single crystal silicon substrate 2 having the first main surface 21 and the second main surface 22 and on the first main surface 21 side. It also includes a reverse conductive diffusion layer 3, a first collecting electrode 4 (see FIG. 5), and a first connecting electrode 5. Further, as shown in FIG. 7, the solar cell 1 also includes a first insulating layer 6 provided on the first main surface 21 side.
  • the solar cell 1 includes a second insulating layer (insulating layer) 7, a second collecting electrode 8, and a second connecting electrode 9 provided on the second main surface 22 side. Further, the solar cell 1 is, for example, a single-sided light receiving type solar cell.
  • the solar cell string 10 has an overlapping region 11 in which two adjacent solar cell cells 1 and 1 overlap each other.
  • this overlapping region 11 when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface 21, it is adjacent to the first connection electrode 5 of one of the two adjacent solar cell cells 1 and 1.
  • the second connection electrode 9 of the other solar cell 1 is connected in an overlapping state (single ring connection).
  • the overlapping region 11 includes a first overlapping region 111 located on one side on which the second connection electrode 9 is arranged in the alignment direction of the solar cell 1 and a first connection electrode 5 in the alignment direction of the solar cell 1. Includes a second overlapping region 112 located on the other side where is located (see FIGS. 4 and 5).
  • Monocrystalline silicon substrate 2 of the conductivity type may be a p-type in n-type, for example, a p-type doped about 1e15 / cm 3 of B concentration.
  • the first main surface 21 of the single crystal silicon substrate 2 is a single light receiving surface when the solar cell 1 is a single-sided light receiving type.
  • At least one base portion 23 is provided on the second main surface 22 side of the single crystal silicon substrate 2. The base portion 23 is formed at a portion in contact with the second collection electrode 8, has the same conductive type as the substrate, and efficiently recovers a large number of carriers by using a higher concentration of doping than the substrate, for example, B. 1e18 is a p ++ portion is diffused to a concentration of approximately / cm 3.
  • the base portion 23 has a shape that follows the shape of the opening of the second insulating layer 7, which will be described later, and is substantially orthogonal to both the arrangement direction of the solar cell 1 and the thickness direction of the single crystal silicon substrate 2. It is a line that extends in the direction of the silicon.
  • One end edge 24 of the single crystal silicon substrate 2 of the present embodiment (the end edge located on one side on the side where the second connection electrode 9 is arranged in the arrangement direction of the solar cell 1) is on the first main surface 21. It has a vertical surface (cleavage surface) 240 which is a substantially vertical surface, and a slope 241 which is a laser mark formed by laser irradiation when forming a solar cell 1 described later (see FIG. 6).
  • cleavage surface 240 which is a substantially vertical surface
  • a slope 241 which is a laser mark formed by laser irradiation when forming a solar cell 1 described later (see FIG. 6).
  • FIGS. 4 and 5 one end edge 24 of the single crystal silicon substrate 2 and the other end edge 25 of the single crystal silicon substrate 2 (positions on the other side, which is the side on which the first connection electrode 5 is arranged in the alignment direction).
  • the shape of the edge was shown as a vertical surface, but it is actually the shape shown in FIG.
  • the first collecting electrode 4 is a finger electrode extending from the first connecting electrode 5 along the arrangement direction of the solar cell 1 (see FIG. 2).
  • the first collection electrode 4 contacts the diffusion layer 3 on the side opposite to the side in contact with the single crystal silicon substrate 2 (see FIG. 5). Specifically, the first collection electrode 4 is in contact with the surface 31 of the diffusion layer 3.
  • the first connection electrode 5 is a bus bar electrode.
  • the first connection electrode 5 is connected to the second connection electrode 9 of the solar cell 1 to be connected in a state where two adjacent solar cell cells 1 and 1 are connected in a single ring (see FIG. 1). .. Further, the first connection electrode 5 is in contact with the diffusion layer 3 (specifically, the surface 31 of the diffusion layer 3) and the first collection electrode 4 (see FIGS. 4 and 5).
  • the material of the first collecting electrode 4 and the first connecting electrode 5 includes, for example, a paste-like material containing fine particles made of a metal such as silver and a binder resin.
  • Examples of the method for forming the first collection electrode 4 and the first collection electrode 4 include a printing method such as screen printing and a solidification method by firing or the like.
  • Diffusion layer 3 of the conductivity type can, if the first conductivity type opposite conductivity type may be a p-type in n-type, for example, n ++ obtained by diffusing P to a concentration of about 1e18 / cm 3 It is a department.
  • the diffusion layer 3 is in contact with the first main surface 21 of the single crystal silicon substrate 2.
  • silicon nitride silicon nitride, SiN X
  • the diffusion layer 3 is formed, for example, by printing and firing a first collecting electrode 4 and a first connecting electrode 5 containing a metal such as silver on a silicon nitride layer.
  • the first insulating layer 6 is laminated on the surface 31 of the diffusion layer 3 where the first collecting electrode 4 and the first connecting electrode 5 are not provided.
  • the material of the first insulating layer 6 for example, silicon nitride (silicon nitride, SiN X) are included.
  • the first insulating layer 6 contacts the diffusion layer 3 on the side opposite to the side in contact with the single crystal silicon substrate 2 (see FIG. 4). Further, the first insulating layer 6 is in contact with the diffusion layer 3 (for example, the surface 31 of the diffusion layer 3), the first collection electrode 4, and the first connection electrode 5 (see FIGS. 4 and 5).
  • the second insulating layer 7 comes into contact with the second main surface 22 of the single crystal silicon substrate 2 (see FIG. 5).
  • silicon nitride silicon nitride, SiN X
  • At least one opening 70 penetrates the second insulating layer 7. That is, the second insulating layer 7 has at least one penetrating opening 70.
  • the second insulating layer 7 is provided with a plurality of openings 70.
  • the opening 70 is formed, for example, by irradiating the second insulating layer 7 with a laser.
  • the opening 70 is at least the first connection electrode 5 and the second connection electrode 9 when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface 21 of the single crystal silicon substrate 2. It is provided in the area sandwiched between.
  • the opening 70 provided in this region has, for example, a line shape extending in a direction substantially orthogonal to both the arrangement direction of the solar cell 1 and the thickness direction of the single crystal silicon substrate 2 (see FIG. 3).
  • the size of the opening 70 in the lateral direction is, for example, about 1 mm to 3 mm.
  • the opening 70 is also provided in a region where the second connection electrode 9 described later is spaced 90 apart.
  • the second collecting electrode 8 contacts the second insulating layer 7 on the side opposite to the side in contact with the single crystal silicon substrate 2 (see FIGS. 4 and 5).
  • the second collecting electrode 8 is connected to the single crystal silicon substrate 2 via the opening 70 of the second insulating layer 7.
  • the second collecting electrode 8 of the present embodiment is formed in a plate shape along the second main surface 22 of the single crystal silicon substrate 2.
  • the second collecting electrode 8 forms a base portion 23 on the single crystal silicon substrate 2 by coming into contact with the single crystal silicon substrate 2.
  • the second collecting electrode 8 is separated from the single crystal silicon substrate 2 via the second insulating layer 7 in most of the second overlapping region 112 (overlapping region 11 located on the left side of FIGS. 4 and 5). There is.
  • the majority of the second overlapping region 112 referred to here is the majority except for a part of the second overlapping region 112.
  • the second collecting electrode 8 may be separated from the single crystal silicon substrate 2 via the second insulating layer 7 in the entire area of the second overlapping region 112.
  • the second collecting electrode 8 and the single crystal silicon substrate 2 are separated from each other in the portion of the second overlapping region 112 excluding the inner end in the alignment direction, while the second overlapping region
  • the second collecting electrode 8 and the single crystal silicon substrate 2 are in contact with each other at the inner end portion of the 112 in the alignment direction.
  • the second collecting electrode 8 is provided with sunlight between the overlapping solar cells 1 even in the portion arranged in the second overlapping region 112, particularly in the inner region of the second overlapping region 112 in the alignment direction. Is in contact with the single crystal silicon substrate 2 in order to collect the carriers generated when the cells enter.
  • the second collecting electrode 8 and the single crystal silicon substrate 2 are also in contact with each other in a part of the first overlapping region 111 (overlapping region 11 located on the right side of FIGS. 4 and 5) of the present embodiment.
  • the second collecting electrode 8 is in contact with the single crystal silicon substrate 2 in order to collect carriers generated at an end located on one side of the single crystal silicon substrate 2 in the alignment direction.
  • the second collecting electrode 8 of the present embodiment is at least between one end edge 24 of the single crystal silicon substrate 2 (the end edge located on one side in the arrangement direction of the solar cell 1) and the second connecting electrode 9. Have been placed. Further, as shown in FIG. 6, one end edge 81, which is an end edge located on one side of the second collecting electrode 8 in the arrangement direction of the solar cell 1, and a vertical plane 240 of the one end edge 24 of the single crystal silicon substrate 2.
  • the distance L1 from the single crystal silicon substrate 2 is 150% or more of the width W in the alignment direction of the slope 241 of the one end edge 24 of the single crystal silicon substrate 2.
  • the distance L2 between the other end edge 82 located on the other side where the first connection electrode 5 is arranged in the alignment direction of the second collection electrode 8 and the other end edge 25 of the single crystal silicon substrate 2 is second. It is 40% or more and 90% or less of the dimension L3 in the alignment direction of the overlapping region 112.
  • the distance L2 between the other end edge 82 of the second collecting electrode 8 and the other end edge 25 of the single crystal silicon substrate 2 is, for example, 0.4 mm or more.
  • the dimension L3 of the second overlapping region 112 in the alignment direction is about 1.5 mm to 2.0 mm.
  • the second collecting electrode 8 As a material for the second collecting electrode 8, for example, by contacting the single crystal silicon substrate 2, holes are doped in a part of the single crystal silicon substrate 2, and a region in which holes are excessive (for example, p). A paste-like material containing fine particles made of a metal such as aluminum capable of forming a base portion 23) which is a ++ portion and a binder resin is included.
  • the method for forming the second collecting electrode 8 includes, for example, a printing method such as screen printing and a solidification method by firing or the like.
  • the aluminum reacts with the single crystal silicon substrate 2 to form AlSi (aluminum silicide) at a portion overlapping the opening 70 of the second insulating layer 7, and thus the second collecting electrode 8 is discolored.
  • AlSi aluminum silicide
  • the second connecting electrode 9 comes into contact with the second collecting electrode 8 on the side opposite to the side in contact with the second insulating layer 7.
  • the second connection electrode 9 is separated from the single crystal silicon substrate 2 via the second insulating layer 7. Further, the second connection electrodes 9 are arranged at intervals of 90 in a direction substantially orthogonal to both the arrangement direction of the solar cell 1 and the thickness direction of the single crystal silicon substrate 2 (FIGS. 3 and 7). reference).
  • the width of the second connection electrode 9 at intervals 90 in the direction orthogonal to the extending direction is, for example, about 5 mm.
  • the second connection electrode 9 As a material for the second connection electrode 9, for example, fine particles made of a metal such as silver that do not form a region where holes are excessive (for example, a base portion 23 which is a p ++ portion) even when in contact with a single crystal silicon substrate 2.
  • a paste-like material containing a binder resin and the like are included.
  • the method for forming the second connection electrode 9 includes, for example, a printing method such as screen printing and a solidification method by firing or the like.
  • the carriers generated in the single crystal silicon substrate 2 are oriented substantially orthogonal to both the arrangement direction of the solar cell 1 and the arrangement direction and the thickness direction of the single crystal silicon substrate 2. Moves to the second connecting electrode 9 via the base portion 23 and the second collecting electrode 8 (see FIGS. 4 to 7).
  • Such a solar cell 1 can be obtained by dividing a semi-finished product cell 12 in which a portion (small compartment 120) to be a solar cell 1 is assembled by a laser or the like along a demarcation line 124.
  • the aggregate cell 12 has one side 121 and an opposite side 122 facing the one side 121.
  • a plurality of subsections 120 are straight lines substantially parallel to one side 121 of the set cell 12 (straight lines extending in the vertical direction in FIGS. 8 and 9). It is defined by the demarcation line 124.
  • the collecting cell 12 has, for example, a square plate shape, but may have a rectangular plate shape, an octagonal shape (an octagonal shape in which the corners of the square are omitted), or the like.
  • the number of subsections 120 included in the set cell 12 is, for example, 5, but may be another number such as 6 as long as it is plural.
  • Each of the subsections 120 has a configuration corresponding to the solar cell 1.
  • the second collecting electrode 8 is separated from one side 121 and separated from the opposite side 122 facing the one side 121 when viewed from a direction substantially perpendicular to the second main surface 22. ..
  • the second connection electrode 9 is provided along the demarcation line 124 far from the one side 121 for the small section 120 including the one side 121 among the plurality of small sections 120. Further, the second connection electrode 9 is provided along the demarcation line 124 far from the opposite side 122 for the small section 120 including the opposite side 122 among the plurality of small sections 120. Specifically, the second connection electrode 9 is provided along the demarcation line 124 in the vicinity of the demarcation line 124 far from the one side 121 in the subsection 120 including the one side 121, and the subsection 120 including the opposite side 122 is provided. Is provided along the demarcation line 124 in the vicinity of the demarcation line 124 far from the opposite side 122.
  • the lifetime of the end 26 including one side 121 and the opposite side 122 of the set cell 12 tends to be lower than that of other regions.
  • the thickness of each layer may vary. For example, at the end portion 26 of the assembly cell 12, the thickness of the first insulating layer 6 located above the single crystal silicon substrate 2 tends to be smaller than the thickness of other parts of the first insulating layer 6.
  • the solar cell string 10 is obtained by connecting the solar cell 1 obtained from the assembled cell 12 with a single ring.
  • the solar cell string 10 is obtained by connecting the solar cell 1 obtained by dividing the assembled cell 12 by the alternate long and short dash line in FIG. 10A with a single ring so that the end portion 26 is hidden as shown in FIG. 10B. Be done.
  • the first connection electrode 5 and the second connection electrode 9 of each of the two adjacent solar cells 1 and 1 are connected by the metal paste 13 (see FIG. 1).
  • the metal paste 13 is, for example, a silver paste, which is applied to the first connection electrode 5 and the second connection electrode 9 by a dispenser.
  • the second collecting electrode 8 for collecting carriers is not arranged in most of the first overlapping region 111 and most of the second overlapping region 112, but the first is shaded. It is difficult to generate electricity in the overlapping region 111. Therefore, there is no problem even if the second collecting electrode 8 is not provided in the first overlapping region 111 or the second overlapping region 112, and the consumption of the material of the second collecting electrode 8 can be suppressed. Thereby, the crystalline silicon solar cell 100 having an optimized structure can be provided.
  • the second collecting electrode 8 does not lengthen the path of movement of the carrier generated in the single crystal silicon substrate 2 from the single crystal silicon substrate 2 (movement according to the charge conservation law). You can collect this carrier. Therefore, the dark current can be suppressed to improve the output, and the resistance can be reduced to improve the output.
  • the second connection electrode 9 and the single crystal silicon substrate 2 are present. Is non-contact. Therefore, the recombination of minority carriers caused by these contacts is suppressed, and the decrease in lifetime is suppressed.
  • the second connection electrode 9 since the second connection electrode 9 is silver, it does not form a P ++ portion like the base portion 23, so that the second connection electrode 9 is a single crystal silicon substrate 2. It is useful to be non-contact.
  • the crystalline silicon solar cell 100 of the present embodiment includes the solar cell 1 in which the first main surface 21 of the single crystal silicon substrate 2 is the light receiving surface, the crystalline silicon solar cell 100 can be used as a general PERC type solar cell. Applicable.
  • the second collecting electrode 8 when irradiating a laser to cut the assembled cell 12 in the manufacturing process of the solar cell 1, the second collecting electrode 8 is a laser on one side in the alignment direction. Since it is located away from the irradiation site, the second collection electrode 8 is not easily damaged.
  • the crystalline silicon solar cell 100 of the present embodiment when the solar cell 1 is connected in a single ring in the process of manufacturing the solar cell string, for example, the first two adjacent solar cells 1 and 1 are connected.
  • a metal paste 13 may be applied between the one connection electrode 5 and the second connection electrode 9.
  • the result of the metal paste 13 being crushed by the first connection electrode 5 and the second connection electrode 9 protrudes, and the protruding metal paste 13 extends from the portion of one solar cell 1 to which the metal paste 13 is applied. Even if it wraps around to the back side, the other end edge 82 of the second collecting electrode in the arrangement direction of the solar cell 1 is retracted to the inside (one side in the arrangement direction) of the other end edge 25 of the single crystal silicon substrate 2. Therefore, leakage due to the connection between the first connection electrode 5 and the second collection electrode 8 by the metal paste 13 is unlikely to occur.
  • the second connection electrode 9 since the second connection electrode 9 is separated, a current can flow from the opening 70 to the adjacent second connection electrode 9, so that the second connection electrode 9 can be passed.
  • the resistance caused by 9 can be reduced to further improve the output.
  • each subsection 120 of the assembly cell 12 is separated, and each subsection 120 is divided into each solar cell 1
  • the single-sided connection can be made so that the portions that were one side 121 and the opposite side 122 of the collective cell 12 are located in the overlapping overlapping area 11 of each solar cell 1.
  • the single crystal silicon substrate 2 is shaded in the overlapping region 11, power generation is difficult to be performed, so that the influence on the output can be suppressed.
  • the solar cell string 10 since the end portion 26 of the silicon wafer is hidden when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface 21, for example, the first insulating layer 6 laminated on the end portion 26 of the assembly cell 12. Even if the thickness of the first insulating layer 6 is smaller than the thickness of other parts of the first insulating layer 6, the crystalline silicon solar cell 100 having excellent design can be obtained.
  • the second collecting electrode 8 and the single crystal silicon substrate are formed at a part of the second overlapping region 112, for example, at the inner end of the second overlapping region 112 in the alignment direction. 2 is in contact. Therefore, since the second collecting electrode 8 can collect the carriers generated in the region close to the second overlapping region 112 (the region near the second overlapping region 112 in the single crystal silicon substrate 2), the output can be improved.
  • the crystalline silicon solar cell of the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment, and a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment.
  • some of the configurations of certain embodiments can be deleted.
  • the second collecting electrode 8 and the single crystal silicon substrate 2 are in contact with each other in a part of the first overlapping region 111 and a part of the second overlapping region 112.
  • the second collecting electrode 8 and the single crystal silicon substrate 2 are interposed via the first insulating layer 6 and the second insulating layer 7. It may be separated.
  • each layer constituting the solar cell 1 are not limited to those of the above embodiment.
  • the second connection electrode 9 of the above embodiment extends with an interval of 90 in a direction substantially orthogonal to both the arrangement direction of the solar cell 1 and the thickness direction of the single crystal silicon substrate 2, but the interval. It may be extended without opening.
  • the solar cell 1 may be a double-sided light receiving type, and in this case, a structure in which light is incident from the second main surface 22 side of the single crystal silicon substrate 2 having a plurality of line-shaped or lattice-shaped second collecting electrodes. It becomes. Further, in this case, the first main surface 21 of the single crystal silicon substrate 2 is one light receiving surface, and the second main surface 22 is the other light receiving surface.
  • the crystalline silicon solar cell of the present invention has a plurality of solar cells, each of which is a PERC type, and two adjacent solar cells among the plurality of solar cells are connected to each other by a single ring.
  • Each of the plurality of solar cells, including the solar cell string has a monoconductive single crystal silicon substrate having a first main surface and a second main surface, and a reverse conductive diffusion in contact with the first main surface.
  • a second collecting electrode connected to the single crystal silicon substrate via a portion and a second connecting electrode contacting the second collecting electrode on the side opposite to the side in contact with the insulating layer are provided.
  • the first connecting electrode and the second connecting electrode are separated from each other when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface, and the solar cell strings are adjacent to each other.
  • Each of the two solar cells overlaps with each other, and in the overlapping area, one of the two adjacent solar cells, the sun, when viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface.
  • the first connection electrode of the battery cell and the second connection electrode of the other solar cell of the two adjacent solar cells are connected in an overlapping state, and in each of the plurality of solar cells.
  • the second collecting electrode and the single crystal silicon substrate are separated from each other via the insulating layer.
  • the second connecting electrode in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string is arranged on the second collecting electrode of each of the plurality of solar cells. It may be arranged between the edge of the single crystal silicon substrate located on one side of the solar cell and the second connection electrode.
  • carriers can be collected by the second collection electrode without lengthening the movement path from the single crystal silicon substrate, so that dark current is suppressed to improve the output, and resistance is reduced to improve the output. it can.
  • the second connection electrode and the single crystal silicon substrate may be separated from each other via the insulating layer.
  • the first main surface may be a light receiving surface.
  • this crystalline silicon solar cell can be applied to a general PERC type solar cell.
  • the edge located on one side of the solar cell has a surface substantially perpendicular to the first main surface and a slope formed by laser irradiation when forming each of the plurality of solar cells.
  • the second collecting electrode is located away from the laser irradiation site. Hard to damage.
  • the side on which the first connecting electrode is arranged in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string of the second collecting electrode Even if the distance between the edge located on the other side and the edge located on the other side of the single crystal silicon substrate is 40% or more and 90% or less of the dimension of the overlapping region in the alignment direction. Good.
  • the side on which the first connection electrode is arranged in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string of the second collection electrode in each of the plurality of solar cells, the side on which the first connection electrode is arranged in the arrangement direction of the plurality of solar cells in the solar cell string of the second collection electrode.
  • the distance between the edge located on the other side of the single crystal silicon substrate and the edge located on the other side of the single crystal silicon substrate may be 0.4 mm or more.
  • the solar cells are singlingly connected in the process of manufacturing the solar cell string, for example, between the first connection electrode and the second connection electrode connected in the adjacent solar cell.
  • Metal paste may be applied.
  • the edge of the second collection electrode on the other side in the alignment direction is the single crystal silicon substrate. Since it is retracted to the inside (one side in the alignment direction) from the edge on the other side, leakage due to the connection between the first connection electrode and the second collection electrode by the metal paste is unlikely to occur.
  • the second connection electrodes are spaced in a direction substantially orthogonal to both the arrangement direction of the plurality of solar cell cells in the solar cell string and the thickness direction of the single crystal silicon substrate.
  • the opening of the insulating layer may be arranged in the spaced region of the second connection electrode.
  • the aggregated cell of the crystalline silicon solar cell of the present invention is an aggregated cell of a crystalline silicon solar cell in which a plurality of small sections are assembled into a plurality of PERC type solar cells when each is divided, and the aggregated cell is described above.
  • the cell has one side and the opposite side of the one side, and each of the plurality of subsections is defined by a demarcation line which is a straight line substantially parallel to the one side of the aggregate cell.
  • Each of the subsections of the above is a monoconductive single crystal silicon substrate having a first main surface and a second main surface, a reverse conductive diffusion layer in contact with the first main surface, and the single crystal silicon substrate.
  • the first collecting electrode that contacts the diffusion layer on the side opposite to the contacting side, the first connecting electrode that contacts the diffusion layer and the first collecting electrode, and the second main surface are in contact with each other and
  • the insulating layer having at least one penetrating opening is in contact with the insulating layer on the side opposite to the side in contact with the single crystal silicon substrate, and the single crystal silicon substrate is contacted through the at least one opening.
  • a second collecting electrode connected to the insulating layer and a second connecting electrode contacting the second collecting electrode on the side opposite to the side in contact with the insulating layer are provided, and in each of the plurality of subsections, the said When viewed from a direction substantially perpendicular to the first main surface, the first connection electrode and the second connection electrode are separated from each other, and the second collection electrode is from a direction substantially perpendicular to the second main surface. When viewed, it is separated from the one side of the assembly cell and from the opposite side of the one side of the assembly cell, and the second connection electrode is the assembly of the plurality of subsections.
  • the subsection including the one side of the cell is provided along the demarcation line far from the one side of the set cell, and among the plurality of subsections, the subsection including the opposite side of the set cell. Is provided along the demarcation line far from the opposite side of the aggregate cell.
  • the lifetime of the minority carriers is low at the end of the aggregate cell, but when each subsection of the aggregate cell is separated and each subsection is single-ring connected as each solar cell, the aggregate cell
  • the single ring connection can be made so that one side or the opposite side is located in the overlapping overlapping area of each solar cell. In this case, since it is shaded in the overlapping region, it is difficult to generate power, so that the influence on the output can be suppressed.

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Abstract

PERC型の太陽電池セル1がシングリング接続されてなる太陽電池ストリング10を含み、太陽電池セル1は、単結晶シリコン基板2と、拡散層3と、拡散層3と接触する第一収集電極4と、拡散層3及び第一収集電極4と接触する第一接続電極5と、開口部70が貫通した絶縁層7と、絶縁層7と接触するとともに、開口部70を介して単結晶シリコン基板2に接続される第二収集電極8と、第二収集電極8と接触する第二接続電極9と、を備え、第一接続電極5と第二接続電極9とは離間しており、隣接する各二つの太陽電池セル1の重複領域11の大半或いは全域では、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが絶縁層7を介して離間した結晶シリコン太陽電池100である。

Description

結晶シリコン太陽電池及び結晶シリコン太陽電池の集合セル 関連出願の相互参照
 本願は、日本国特願2019-081587号の優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
 本発明は、複数の太陽電池セルがシングリング接続により接続された太陽電池ストリングを含む結晶シリコン太陽電池及び結晶シリコン太陽電池の集合セルに関する。
 従来、種々の構造を有する結晶シリコン太陽電池が提案されている。このような結晶シリコン太陽電池として、太陽電池ストリングを含むソーラーモジュールがある(特許文献1)。このソーラーモジュールでは、短冊状である複数の太陽電池セルを、例えば、屋根板を葺くようにして、隣接する各二つの太陽電池セルの長辺が互いに重なるように並んだ状態で太陽電池セルの端部同士を接続して太陽電池ストリングを形成する。また、このソーラーモジュールでは、太陽電池セルを重ねて配置することで、隣接する各二つの太陽電池セルの間の隙間を無くす。これにより、ソーラーモジュール内における太陽電池セルの充電率を向上して、モジュール効率を高めることができる。
 また、結晶シリコン太陽電池を構成する太陽電池セルとして、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)型の太陽電池がある(特許文献2)。この太陽電池は、p型のシリコン基板と、シリコン基板の受光面側に順に積層されたn型の不純物拡散領域及び受光面電極と、シリコン基板の裏面側に順に積層された裏面パッシベーション膜及び裏面電極とを備える。裏面パッシベーション膜は、複数の開口部が設けられた膜である。このような太陽電池では、裏面パッシベーション膜によりシリコン基板の裏面表層部のシリコン原子の未結合手が終端される。そのため、この太陽電池では、再結合が抑制される。なお、この太陽電池セル同士を接続する場合の接続位置については、特に限定されていない。
日本国特表2017-517145号公報 日本国特開2004-6565号公報
 ところで、上述のように太陽電池を重ねて配置する、即ち、シングリング接続(shingling connect)してなるソーラーモジュールに、上記PERC型の太陽電池を適用した構造について、十分な検討がなされていない。そのため、最適構造が提供されていなかった。
 本発明は、PERC型の太陽電池をシングリング接続してなる結晶シリコン太陽電池であって、構造を最適化した結晶シリコン太陽電池及び結晶シリコン太陽電池の集合セルを提供することを目的とする。
 本発明の結晶シリコン太陽電池は、それぞれがPERC型である複数の太陽電池セルを有し、且つ、前記複数の太陽電池セルのうち隣接する各二つの太陽電池セルが互いにシングリング接続されてなる太陽電池ストリングを含み、前記複数の太陽電池セルの各々は、第一主面及び第二主面を有する一導電型の単結晶シリコン基板と、前記第一主面と接触する逆導電型の拡散層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記拡散層と接触する第一収集電極と、前記拡散層及び前記第一収集電極と接触する第一接続電極と、前記第二主面と接触し、且つ、少なくとも一つの貫通した開口部を有する絶縁層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記絶縁層と接触するとともに、前記少なくとも一つの開口部を介して前記単結晶シリコン基板に接続される第二収集電極と、前記絶縁層と接触している側と反対側で前記第二収集電極と接触する第二接続電極と、を備え、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記第一接続電極と前記第二接続電極とは離間しており、前記太陽電池ストリングは、前記隣接する各二つの太陽電池セルが重複する重複領域を有し、前記重複領域では、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記隣接する各二つの太陽電池セルのうち一方の太陽電池セルの前記第一接続電極と、前記隣接する各二つの太陽電池セルのうち他方の太陽電池セルの前記第二接続電極とが重なった状態で接続され、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記重複領域の一部を除く大半或いは前記重複領域の全域では、前記第二収集電極と前記単結晶シリコン基板とが前記絶縁層を介して離間している。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々の前記第二収集電極は、少なくとも、前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向の前記第二接続電極が配置された側である一方側に位置する前記単結晶シリコン基板の端縁と、前記第二接続電極との間に配置されていてもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記第二接続電極と前記単結晶シリコン基板とが前記絶縁層を介して離間していてもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記第一主面が受光面であってもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記単結晶シリコン基板の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第二接続電極が配置された側である一方側に位置する端縁は、前記第一主面に略垂直な面と、前記複数の太陽電池セルの各々を形成する際のレーザー照射により形成された斜面とを有し、前記第二収集電極の前記一方側に位置する端縁と前記単結晶シリコン基板の前記第一主面に略垂直な面との距離は、前記斜面の前記並び方向における幅の150%以上であってもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第二収集電極の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第一接続電極が配置された側である他方側に位置する端縁と、前記単結晶シリコン基板の前記他方側に位置する端縁との距離は、前記重複領域の前記並び方向における寸法の40%以上90%以下であってもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第二収集電極の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第一接続電極が配置された側である他方側に位置する端縁と、前記単結晶シリコン基板の前記他方側に位置する端縁との距離は、0.4mm以上であってもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記第二接続電極は、前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向及び前記単結晶シリコン基板の厚み方向のいずれにも略直交する方向において、間隔をあけて配置され、前記第二接続電極の前記間隔があけられた領域には、前記絶縁層の開口部が配置されてもよい。
 本発明の結晶シリコン太陽電池の集合セルは、それぞれが分割されることでPERC型である複数の太陽電池セルとなる複数の小区画が集合した結晶シリコン太陽電池の集合セルであって、前記集合セルは、一の辺と該一の辺の対辺とを有し、前記複数の小区画の各々は、前記集合セルの前記一の辺に略平行な直線である画定線により画定され、前記複数の小区画の各々は、第一主面及び第二主面を有する一導電型の単結晶シリコン基板と、前記第一主面と接触する逆導電型の拡散層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記拡散層と接触する第一収集電極と、前記拡散層及び前記第一収集電極と接触する第一接続電極と、前記第二主面と接触し、且つ、少なくとも一つの貫通した開口部を有する絶縁層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記絶縁層と接触するとともに、前記少なくとも一つの開口部を介して前記単結晶シリコン基板に接続される第二収集電極と、前記絶縁層と接触している側と反対側で前記第二収集電極と接触する第二接続電極と、を備え、前記複数の小区画の各々において、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記第一接続電極と前記第二接続電極とは離間しており、前記第二収集電極は、前記第二主面に略垂直な方向から視たとき、前記集合セルの前記一の辺から離間するとともに、前記集合セルの前記一の辺の対辺から離間しており、前記第二接続電極は、前記複数の小区画のうち、前記集合セルの前記一の辺を含む小区画については、前記集合セルの前記一の辺から遠い前記画定線に沿って設けられ、前記複数の小区画のうち、前記集合セルの前記対辺を含む小区画については、前記集合セルの前記対辺から遠い前記画定線に沿って設けられる。
図1は、本実施形態に係る結晶シリコン太陽電池の側面図である。 図2は、前記結晶シリコン太陽電池を構成する太陽電池セルの平面図である。 図3は、前記太陽電池セルの底面図である。 図4は、図2のIV-IV位置における断面図である。 図5は、図2のV-V位置における断面図である。 図6は、図5の前記太陽電池セルの第二接続電極近傍の拡大図である。 図7は、図3のVI-VI位置における断面図である。 図8は、前記太陽電池セルの半製品である集合セルの平面図である。 図9は、前記集合セルの底面図である。 図10Aは、前記集合セルから太陽電池ストリングを形成する工程を説明するための模式図であって、集合セルの分割前を示す模式図である。 図10Bは、前記集合セルから太陽電池ストリングを形成する工程を説明するための模式図であって、太陽電池ストリングを示す模式図である。
 本発明につき、一実施形態を取り上げて、図面とともに以下説明を行う。なお、以下の説明における「太陽電池セル」とは、「太陽電池ストリング」を構成する個々の板状部分を指す名称である。また、図面は本実施形態の構成を略示したものであって設計図面とは異なる。このため、図中の寸法関係は必ずしも正しくない点がある。
 本実施形態の結晶シリコン太陽電池100は、図1に示すように、複数の太陽電池セル1を有し、各太陽電池セル1における隣接する各二つの太陽電池セル1,1が互いにシングリング接続されてなる太陽電池ストリング10を含む。この太陽電池ストリング10は、隣接する各二つの太陽電池セル1,1のうち、一方の太陽電池セル1の太陽電池セル1…1の並び方向における一端部と、他方の太陽電池セル1の太陽電池セル1…1の並び方向における他端部と、を重ねることで形成される。
 これら複数の太陽電池セル1…1の各々は、PERC型であり、図2及び図3に示すように、主面に略垂直な方向から視たとき短冊状(略長方形状)である。太陽電池セル1の短手方向における寸法は、例えば、25mm程度である。この太陽電池セル1は、図4及び図5に示すように、第一主面21及び第二主面22を有する一導電型の単結晶シリコン基板2と、第一主面21側に設けられた逆導電型の拡散層3、第一収集電極4(図5参照)、及び、第一接続電極5と、を備える。さらに、この太陽電池セル1は、図7にも示すように、第一主面21側に設けられた第一絶縁層6も備える。また、この太陽電池セル1は、第二主面22側に設けられた第二絶縁層(絶縁層)7、第二収集電極8、及び、第二接続電極9、を備える。また、この太陽電池セル1は、例えば、片面受光型の太陽電池セルである。
 太陽電池セル1では、単結晶シリコン基板2の第一主面21に略垂直な方向から視たとき、同一の単結晶シリコン基板2に設けられた第一接続電極5と第二接続電極9とは離間している(図1参照)。また、太陽電池ストリング10は、隣接する各二つの太陽電池セル1,1が重複する重複領域11と、を有する。この重複領域11では、第一主面21に略垂直な方向から視たとき、隣接する各二つの太陽電池セル1,1のうち一方の太陽電池セル1の第一接続電極5と、隣接する各二つの太陽電池セル1,1のうち他方の太陽電池セル1の第二接続電極9とが重なった状態で接続される(シングリング接続される)。重複領域11は、太陽電池セル1の並び方向における第二接続電極9が配置された側である一方側に位置する第一重複領域111と、太陽電池セル1の並び方向における第一接続電極5が配置された側である他方側に位置する第二重複領域112と、を含む(図4、図5参照)。
 単結晶シリコン基板2の導電型(一導電型)は、n型でもp型でもよく、例えば、B濃度を1e15/cm程度ドーピングしたp型である。また、単結晶シリコン基板2の第一主面21は、太陽電池セル1が片面受光型である場合には、単一の受光面である。単結晶シリコン基板2の第二主面22側には、少なくとも一つのベース部位23が設けられている。ベース部位23は、第二収集電極8と接触する部位に形成され、基板と同じ導電型であり、且つ基板よりも高濃度のドーピングを用いることで多数キャリアを効率良く回収する、例えば、Bを1e18/cm程度の濃度に拡散させたp++部である。なお、ベース部位23は、後述する第二絶縁層7の開口部の形状に沿った形状であり、例えば、太陽電池セル1の並び方向及び単結晶シリコン基板2の厚み方向のいずれにも略直交した方向に延びるライン状である。
 本実施形態の単結晶シリコン基板2の一端縁24(太陽電池セル1の並び方向における第二接続電極9が配置された側である一方側に位置する端縁)は、第一主面21に略垂直な面である垂直面(へき開面)240と、後述する太陽電池セル1を形成する際のレーザー照射により形成されたレーザー痕である斜面241と、を有する(図6参照)。なお、図4、図5では、単結晶シリコン基板2の一端縁24や単結晶シリコン基板2の他端縁25(前記並び方向における第一接続電極5が配置された側である他方側に位置する端縁)の形状は、垂直な面として示されていたが、実際には図6のような形状である。
 第一収集電極4は、第一接続電極5から太陽電池セル1の並び方向に沿って延びるフィンガー電極である(図2参照)。この第一収集電極4は、単結晶シリコン基板2と接触している側と反対側で拡散層3と接触する(図5参照)。具体的に、第一収集電極4は、拡散層3の表面31に接触している。
 第一接続電極5は、バスバー電極である。この第一接続電極5は、隣接する各二つの太陽電池セル1,1がシングリング接続された状態で、接続対象の太陽電池セル1の第二接続電極9と接続される(図1参照)。また、第一接続電極5は、拡散層3(具体的に、拡散層3の表面31)及び第一収集電極4と接触している(図4、図5参照)。
 第一収集電極4及び第一接続電極5の材料として、例えば、銀等の金属からなる微粒子とバインダー樹脂とを含むペースト状の材料等が含まれる。第一収集電極4及び第一収集電極4の形成方法として、例えば、スクリーン印刷等の印刷方法と、焼成等による固化方法とが含まれる。
 拡散層3の導電型(逆導電型)は、第一導電型と逆の導電型であればn型でもp型でもよく、例えば、Pを1e18/cm程度の濃度に拡散させたn++部である。この拡散層3は、単結晶シリコン基板2の第一主面21と接触している。拡散層3の材料として、例えば、窒化シリコン(シリコンナイトライド、SiN)が含まれる。拡散層3は、例えば、窒化シリコン層に、銀等の金属を含む第一収集電極4や第一接続電極5を印刷及び焼成することで形成される。
 第一絶縁層6は、拡散層3の表面31のうち第一収集電極4及び第一接続電極5が設けられていない部位に積層されている。第一絶縁層6の材料として、例えば、窒化シリコン(シリコンナイトライド、SiN)が含まれる。第一絶縁層6は、単結晶シリコン基板2と接触している側と反対側で拡散層3と接触する(図4参照)。また、第一絶縁層6は、拡散層3(例えば、拡散層3の表面31)、第一収集電極4、及び、第一接続電極5と接触している(図4、図5参照)。
 第二絶縁層7は、単結晶シリコン基板2の第二主面22と接触する(図5参照)。第二絶縁層7の材料として、例えば、窒化シリコン(シリコンナイトライド、SiN)が含まれる。第二絶縁層7には、少なくとも一つの開口部70が貫通している。即ち、第二絶縁層7は、少なくとも一つの貫通した開口部70を有する。この第二絶縁層7には、複数の開口部70が設けられている。
 開口部70は、例えば、第二絶縁層7に対するレーザー照射により形成される。本実施形態の第二絶縁層7では、開口部70は、単結晶シリコン基板2の第一主面21と略垂直な方向から視たとき、少なくとも、第一接続電極5と第二接続電極9とで挟まれた領域に設けられている。この領域に設けられる開口部70は、例えば、太陽電池セル1の並び方向及び単結晶シリコン基板2の厚み方向のいずれにも略直交した方向に延びるライン状である(図3参照)。なお、この開口部70の短手方向における寸法は、例えば、1mm~3mm程度である。本実施形態の第二絶縁層7では、開口部70は、後述する第二接続電極9の間隔90があけられた領域にも設けられている。
 第二収集電極8は、単結晶シリコン基板2と接触している側と反対側で、第二絶縁層7と接触する(図4、図5参照)。この第二収集電極8は、第二絶縁層7の開口部70を介して、単結晶シリコン基板2に接続される。本実施形態の第二収集電極8は、単結晶シリコン基板2の第二主面22に沿った板状に形成されている。第二収集電極8は、単結晶シリコン基板2に接触することにより、単結晶シリコン基板2にベース部位23を形成する。
 また、第二収集電極8は、第二重複領域112(図4、図5の左側に位置する重複領域11)の大半において、第二絶縁層7を介して単結晶シリコン基板2と離間している。なお、ここでいう第二重複領域112の大半とは、第二重複領域112の一部を除く大半である。なお、第二収集電極8は、第二重複領域112の全域において、第二絶縁層7を介して単結晶シリコン基板2と離間していてもよい。本実施形態の太陽電池セル1では、第二重複領域112の前記並び方向における内側の端部を除く部分において、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが離間する一方、第二重複領域112の前記並び方向における内側の端部において、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが接触している。この第二収集電極8は、第二重複領域112に配置された部位であっても、特に第二重複領域112の前記並び方向における内側の領域において、重複する太陽電池セル1の間に太陽光が入り込んだ場合に生じるキャリアを収集すべく単結晶シリコン基板2に接触している。
 本実施形態の第一重複領域111(図4、図5の右側に位置する重複領域11)の一部においても、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが接触している。この第二収集電極8は、単結晶シリコン基板2の前記並び方向における一方側に位置する端部で生じるキャリアを収集すべく単結晶シリコン基板2に接触している。
 本実施形態の第二収集電極8は、少なくとも、単結晶シリコン基板2の一端縁24(太陽電池セル1の並び方向における一方側に位置する端縁)と、第二接続電極9との間に配置されている。また、図6に示すように、第二収集電極8の太陽電池セル1の並び方向における一方側に位置する端縁である一端縁81と、単結晶シリコン基板2の一端縁24の垂直面240との距離L1は、単結晶シリコン基板2の一端縁24の斜面241の前記並び方向における幅Wの150%以上である。
 さらに、第二収集電極8の前記並び方向における第一接続電極5が配置された他方側に位置する他端縁82と、単結晶シリコン基板2の他端縁25との距離L2は、第二重複領域112の前記並び方向における寸法L3の40%以上90%以下である。また、第二収集電極8の他端縁82と、単結晶シリコン基板2の他端縁25との距離L2は、例えば、0.4mm以上である。なお、第二重複領域112の前記並び方向における寸法L3は、1.5mm~2.0mm程度である。
 第二収集電極8の材料として、例えば、単結晶シリコン基板2に接触することによりこの単結晶シリコン基板2の一部に対して正孔をドープして、正孔が過剰な領域(例えば、p++部であるベース部位23)を形成可能なアルミニウム等の金属からなる微粒子とバインダー樹脂とを含むペースト状の材料等が含まれる。第二収集電極8の形成方法として、例えば、スクリーン印刷等の印刷方法と、焼成等による固化方法とが含まれる。第二収集電極8は、アルミニウムを含む場合、第二絶縁層7の開口部70と重なる部位において、アルミニウムが単結晶シリコン基板2と反応してAlSi(アルミシリサイド)となることにより変色するため、第二収集電極8の外観から開口部70の位置を把握することができる。
 第二接続電極9は、第二絶縁層7と接触している側と反対側で、第二収集電極8と接触する。この第二接続電極9は、第二絶縁層7を介して単結晶シリコン基板2と離間している。また、第二接続電極9は、太陽電池セル1の並び方向及び単結晶シリコン基板2の厚み方向のいずれにも略直交する方向において、間隔90をあけて配置されている(図3、図7参照)。なお、間隔90の第二接続電極9の延びる方向に直交する方向における幅は、例えば、5mm程度である。
 第二接続電極9の材料として、例えば、単結晶シリコン基板2に接触しても正孔が過剰な領域(例えば、p++部であるベース部位23)を形成しない銀等の金属からなる微粒子とバインダー樹脂とを含むペースト状の材料等が含まれる。第二接続電極9の形成方法として、例えば、スクリーン印刷等の印刷方法と、焼成等による固化方法とが含まれる。
 なお、太陽電池セル1では、単結晶シリコン基板2で生じたキャリアは、太陽電池セル1の並び方向、及び、この並び方向及び単結晶シリコン基板2の厚み方向のいずれにも略直交する方向において、ベース部位23及び第二収集電極8を介して、第二接続電極9に移動する(図4~図7参照)。
 このような太陽電池セル1は、太陽電池セル1となる部分(小区画120)が集合した半製品である集合セル12を、画定線124においてレーザー等により分割することで得られる。集合セル12は、一の辺121と、一の辺121と対向する対辺122と、を有する。また、集合セル12では、図8及び図9に示すように、複数の小区画120が、集合セル12の一の辺121に略平行な直線(図8及び図9における上下方向に延びる直線)である画定線124により画定される。集合セル12は、例えば、正方形の板状であるが、矩形板状や、八角形状(正方形の隅部を欠けさせた八角形状)等であってもよい。集合セル12に含まれる小区画120の数は、例えば、5個であるが、複数であれば6個等の他の数であってもよい。
 小区画120の各々は、太陽電池セル1と対応した構成を有する。集合セル12において、第二収集電極8は、第二主面22に略垂直な方向から視たとき、一の辺121から離間するとともに、一の辺121と対向する対辺122から離間している。
 第二接続電極9は、複数の小区画120のうち、一の辺121を含む小区画120については、一の辺121から遠い画定線124に沿って設けられる。また、第二接続電極9は、複数の小区画120のうち、対辺122を含む小区画120については、対辺122から遠い画定線124に沿って設けられる。具体的に、第二接続電極9は、一の辺121を含む小区画120において一の辺121から遠い画定線124の近傍でこの画定線124に沿って設けられ、対辺122を含む小区画120において対辺122から遠い画定線124の近傍でこの画定線124に沿って設けられる。
 なお、集合セル12の一の辺121や対辺122を含む端部26では、他の領域と比べてライフタイムが低くなりやすい。また、集合セル12では各層の厚みがばらつくことがある。例えば、集合セル12の端部26では、単結晶シリコン基板2の上方に位置する第一絶縁層6の厚みが、第一絶縁層6の他の部位の厚みより小さくなりやすい。
 太陽電池ストリング10は、集合セル12から得られた太陽電池セル1をシングリング接続することで得られる。例えば、図10Aの一点鎖線で集合セル12を分割して得られた太陽電池セル1を、図10Bに示すように端部26が隠れるようにシングリング接続することで、太陽電池ストリング10が得られる。このシングリング接続では、隣接する各二つの太陽電池セル1,1の第一接続電極5と第二接続電極9とが、金属ペースト13により接続される(図1参照)。この金属ペースト13は、例えば、銀ペーストであり、ディスペンサーにより第一接続電極5や第二接続電極9に塗布される。
 以上の結晶シリコン太陽電池100によれば、第一重複領域111の大半や第二重複領域112の大半にキャリアを収集するための第二収集電極8が配置されていないが、日陰になる第一重複領域111では発電が行われにくい。そのため、第一重複領域111や第二重複領域112に第二収集電極8がなくても支障が無く、第二収集電極8の材料の消費も抑えられる。これにより、構造を最適化した結晶シリコン太陽電池100を提供できる。
 本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、単結晶シリコン基板2で生じたキャリアの単結晶シリコン基板2からの移動(電荷保存則による移動)の経路を長くせずに、第二収集電極8でこのキャリアを収集できる。そのため、暗電流を抑制して出力を向上すると共に、抵抗を低減して出力を向上できる。
 また、本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、第二接続電極9と単結晶シリコン基板2との間に第二絶縁層7が存在することにより、第二接続電極9と単結晶シリコン基板2とが非接触である。そのため、これらの接触により生じる少数キャリアの再結合が抑えられ、ライフタイムの低下が抑制される。特に、本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、第二接続電極9が銀であることによりベース部位23のようなP++部を形成しないため、第二接続電極9が単結晶シリコン基板2と非接触であることが有用である。
 さらに、本実施形態の結晶シリコン太陽電池100が単結晶シリコン基板2の第一主面21が受光面である太陽電池セル1を含むため、結晶シリコン太陽電池100を一般的なPERC型太陽電池に適用できる。
 本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、太陽電池セル1の製造過程において集合セル12を切断するためにレーザーを照射する際に、前記並び方向における一方側において、第二収集電極8がレーザーの照射部位から離れて位置するため、第二収集電極8が損傷しにくい。
 また、本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、太陽電池ストリングの製造過程において太陽電池セル1をシングリング接続する際に、例えば、隣接する各二つの太陽電池セル1,1において接続される第一接続電極5と第二接続電極9との間に金属ペースト13を塗布することがある。この場合、この金属ペースト13が第一接続電極5と第二接続電極9とにより押しつぶされた結果はみ出して、はみ出た金属ペースト13が一方の太陽電池セル1の金属ペースト13が塗布された部位から裏側に回り込んだとしても、第二収集電極の太陽電池セル1の並び方向における他端縁82が、単結晶シリコン基板2の他端縁25よりも内側(前記並び方向における一方側)に退避しているため、第一接続電極5と第二収集電極8とが金属ペースト13により接続することに起因するリークが生じにくい。
 さらに、本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、第二接続電極9が分離されていることにより、開口部70から隣接する第二接続電極9に電流を流すことができるため、第二接続電極9に起因する抵抗を低減して出力をさらに向上できる。
 本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、集合セル12の端部26では少数キャリアのライフタイムが低いが、集合セル12の各小区画120を分離し、各小区画120を各太陽電池セル1としてシングリング接続する際に、集合セル12の一の辺121や対辺122であった部分が各太陽電池セル1の重複する重複領域11に位置するように、シングリング接続することができる。この場合、重複領域11では単結晶シリコン基板2が日陰になることから発電が行われにくいため、出力への影響を抑えることができる。しかも、太陽電池ストリング10において、第一主面21に略垂直な方向から視たときシリコンウエハの端部26が隠れるため、例えば、集合セル12の端部26に積層される第一絶縁層6の厚みが、第一絶縁層6の他の部位の厚みより小さくても、意匠性に優れた結晶シリコン太陽電池100が得られる。
 また、本実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、第二重複領域112の一部、例えば、第二重複領域112の前記並び方向における内側の端部において、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが接触している。そのため、この第二収集電極8が、第二重複領域112に近い領域(単結晶シリコン基板2における第二重複領域112近傍の領域)で生じたキャリアを収集可能であるため、出力を向上できる。
 尚、本発明の結晶シリコン太陽電池は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
 例えば、上記実施形態の結晶シリコン太陽電池100では、第一重複領域111の一部や第二重複領域112の一部において、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが接触していたが、第一重複領域111の全域、及び、第二重複領域112の全域の少なくとも一方において、第二収集電極8と単結晶シリコン基板2とが第一絶縁層6や第二絶縁層7を介して離間していてもよい。
 また、太陽電池セル1を構成する各層の材料や形状は上記実施形態のものに限らない。例えば、上記実施形態の第二接続電極9は、太陽電池セル1の並び方向及び単結晶シリコン基板2の厚み方向のいずれにも略直交する方向において、間隔90をあけて延びていたが、間隔をあけずに延びていてもよい。
 さらに、太陽電池セル1は両面受光型であってもよく、この場合、第二収集電極が複数のライン状や格子状といった単結晶シリコン基板2の第二主面22側から光が入射する構造となる。また、この場合、単結晶シリコン基板2の第一主面21が一方の受光面であり、第二主面22が他方の受光面となる。
 以上より、本発明によれば、PERC型の太陽電池をシングリング接続してなる結晶シリコン太陽電池であって、構造を最適化した結晶シリコン太陽電池を提供することができる。
 本発明の結晶シリコン太陽電池は、それぞれがPERC型である複数の太陽電池セルを有し、且つ、前記複数の太陽電池セルのうち隣接する各二つの太陽電池セルが互いにシングリング接続されてなる太陽電池ストリングを含み、前記複数の太陽電池セルの各々は、第一主面及び第二主面を有する一導電型の単結晶シリコン基板と、前記第一主面と接触する逆導電型の拡散層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記拡散層と接触する第一収集電極と、前記拡散層及び前記第一収集電極と接触する第一接続電極と、前記第二主面と接触し、且つ、少なくとも一つの貫通した開口部を有する絶縁層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記絶縁層と接触するとともに、前記少なくとも一つの開口部を介して前記単結晶シリコン基板に接続される第二収集電極と、前記絶縁層と接触している側と反対側で前記第二収集電極と接触する第二接続電極と、を備え、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記第一接続電極と前記第二接続電極とは離間しており、前記太陽電池ストリングは、前記隣接する各二つの太陽電池セルが重複する重複領域を有し、前記重複領域では、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記隣接する各二つの太陽電池セルのうち一方の太陽電池セルの前記第一接続電極と、前記隣接する各二つの太陽電池セルのうち他方の太陽電池セルの前記第二接続電極とが重なった状態で接続され、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記重複領域の一部を除く大半或いは前記重複領域の全域では、前記第二収集電極と前記単結晶シリコン基板とが前記絶縁層を介して離間している。
 かかる構成によれば、日陰になっている重複領域では発電が行われにくいため、重複領域の大半にキャリアを収集するための第二収集電極が配置されなくても支障が無く、第二収集電極が配置されない分だけ第二収集電極の材料の消費も抑えられる。これにより、構造を最適化した結晶シリコン太陽電池を提供できる。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々の前記第二収集電極は、少なくとも、前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向の前記第二接続電極が配置された側である一方側に位置する前記単結晶シリコン基板の端縁と、前記第二接続電極との間に配置されていてもよい。
 かかる構成によれば、単結晶シリコン基板からの移動経路を長くせずに第二収集電極でキャリアを収集できるため、暗電流を抑制して出力を向上すると共に、抵抗を低減して出力を向上できる。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記第二接続電極と前記単結晶シリコン基板とが前記絶縁層を介して離間していてもよい。
 かかる構成によれば、第二接続電極と単結晶シリコン基板とが非接触であるため、これらの接触により生じる少数キャリアの再結合を抑えて、ライフタイムの低下を抑制できる。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記第一主面が受光面であってもよい。
 かかる構成によれば、この結晶シリコン太陽電池を一般的なPERC型太陽電池に適用できる。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記単結晶シリコン基板の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第二接続電極が配置された側である一方側に位置する端縁は、前記第一主面に略垂直な面と、前記複数の太陽電池セルの各々を形成する際のレーザー照射により形成された斜面とを有し、前記第二収集電極の前記一方側に位置する端縁と前記単結晶シリコン基板の前記第一主面に略垂直な面との距離は、前記斜面の前記並び方向における幅の150%以上であってもよい。
 かかる構成によれば、太陽電池セルの製造過程において太陽電池セルの半製品(集合セル)に切断のためのレーザーを照射する際に、第二収集電極がレーザーの照射部位から離れて位置するため損傷しにくい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第二収集電極の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第一接続電極が配置された側である他方側に位置する端縁と、前記単結晶シリコン基板の前記他方側に位置する端縁との距離は、前記重複領域の前記並び方向における寸法の40%以上90%以下であってもよい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第二収集電極の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第一接続電極が配置された側である他方側に位置する端縁と、前記単結晶シリコン基板の前記他方側に位置する端縁との距離は、0.4mm以上であってもよい。
 このような構成によれば、太陽電池ストリングの製造過程において太陽電池セルをシングリング接続する際に、例えば、隣接する太陽電池セルにおいて接続される第一接続電極と第二接続電極との間に金属ペーストを塗布することがある。この場合、この金属ペーストが一方の太陽電池セルの金属ペーストが塗布された部位から裏側に回り込んだとしても、第二収集電極の前記並び方向における他方側の端縁が、単結晶シリコン基板の他方側の端縁よりも内側(前記並び方向における一方側)に退避しているため、第一接続電極と第二収集電極とが金属ペーストにより接続することに起因するリークが生じにくい。
 また、前記結晶シリコン太陽電池では、前記第二接続電極は、前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向及び前記単結晶シリコン基板の厚み方向のいずれにも略直交する方向において、間隔をあけて配置され、前記第二接続電極の前記間隔があけられた領域には、前記絶縁層の開口部が配置されてもよい。
 かかる構成によれば、第二接続電極が分離されていることにより、各開口部から隣接する第二接続電極に電流を流すことができるため、抵抗を低減して出力をさらに向上できる。
 本発明の結晶シリコン太陽電池の集合セルは、それぞれが分割されることでPERC型である複数の太陽電池セルとなる複数の小区画が集合した結晶シリコン太陽電池の集合セルであって、前記集合セルは、一の辺と該一の辺の対辺とを有し、前記複数の小区画の各々は、前記集合セルの前記一の辺に略平行な直線である画定線により画定され、前記複数の小区画の各々は、第一主面及び第二主面を有する一導電型の単結晶シリコン基板と、前記第一主面と接触する逆導電型の拡散層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記拡散層と接触する第一収集電極と、前記拡散層及び前記第一収集電極と接触する第一接続電極と、前記第二主面と接触し、且つ、少なくとも一つの貫通した開口部を有する絶縁層と、前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記絶縁層と接触するとともに、前記少なくとも一つの開口部を介して前記単結晶シリコン基板に接続される第二収集電極と、前記絶縁層と接触している側と反対側で前記第二収集電極と接触する第二接続電極と、を備え、前記複数の小区画の各々において、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記第一接続電極と前記第二接続電極とは離間しており、前記第二収集電極は、前記第二主面に略垂直な方向から視たとき、前記集合セルの前記一の辺から離間するとともに、前記集合セルの前記一の辺の対辺から離間しており、前記第二接続電極は、前記複数の小区画のうち、前記集合セルの前記一の辺を含む小区画については、前記集合セルの前記一の辺から遠い前記画定線に沿って設けられ、前記複数の小区画のうち、前記集合セルの前記対辺を含む小区画については、前記集合セルの前記対辺から遠い前記画定線に沿って設けられる。
 かかる構成によれば、集合セルの端部では少数キャリアのライフタイムが低いが、集合セルの各小区画を分離し、各小区画を各太陽電池セルとしてシングリング接続する際に、集合セルの一の辺や対辺であった部分が各太陽電池セルの重複する重複領域に位置するように、シングリング接続することができる。この場合、重複領域では日陰になることから発電が行われにくいため、出力への影響を抑えることができる。
 1…太陽電池セル、2…単結晶シリコン基板、3…拡散層、4…第一収集電極、5…第一接続電極、6…第一絶縁層、7…第二絶縁層(絶縁層)、8…第二収集電極、9…第二接続電極、10…太陽電池ストリング、11…重複領域、12…集合セル、13…金属ペースト、21…第一主面、22…第二主面、23…ベース部位、24…一端縁、25…他端縁、26…端部、31…表面、70…開口部、81…一端縁、82…他端縁、90…間隔、100…結晶シリコン太陽電池、111…第一重複領域、112…第二重複領域、120…小区画、121…位置の辺、122…対辺、124…画定線、240…垂直面(へき開面)、241…斜面、L1、L2…距離、L3…寸法、W…幅

Claims (9)

  1.  それぞれがPERC型である複数の太陽電池セルを有し、且つ、前記複数の太陽電池セルのうち隣接する各二つの太陽電池セルが互いにシングリング接続されてなる太陽電池ストリングを含み、
     前記複数の太陽電池セルの各々は、
      第一主面及び第二主面を有する一導電型の単結晶シリコン基板と、
      前記第一主面と接触する逆導電型の拡散層と、
      前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記拡散層と接触する第一収集電極と、
      前記拡散層及び前記第一収集電極と接触する第一接続電極と、
      前記第二主面と接触し、且つ、少なくとも一つの貫通した開口部を有する絶縁層と、
      前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記絶縁層と接触するとともに、前記少なくとも一つの開口部を介して前記単結晶シリコン基板に接続される第二収集電極と、
      前記絶縁層と接触している側と反対側で前記第二収集電極と接触する第二接続電極と、を備え、
     前記複数の太陽電池セルの各々において、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記第一接続電極と前記第二接続電極とは離間しており、
     前記太陽電池ストリングは、前記隣接する各二つの太陽電池セルが重複する重複領域を有し、
     前記重複領域では、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記隣接する各二つの太陽電池セルのうち一方の太陽電池セルの前記第一接続電極と、前記隣接する各二つの太陽電池セルのうち他方の太陽電池セルの前記第二接続電極とが重なった状態で接続され
     前記複数の太陽電池セルの各々において、
     前記重複領域の一部を除く大半或いは前記重複領域の全域では、前記第二収集電極と前記単結晶シリコン基板とが前記絶縁層を介して離間している、結晶シリコン太陽電池。
  2.  前記複数の太陽電池セルの各々の前記第二収集電極は、少なくとも、前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向の前記第二接続電極が配置された側である一方側に位置する前記単結晶シリコン基板の端縁と、前記第二接続電極との間に配置されている、請求項1に記載の結晶シリコン太陽電池。
  3.  前記第二接続電極と前記単結晶シリコン基板とが前記絶縁層を介して離間している、請求項1又は請求項2に記載の結晶シリコン太陽電池。
  4.  前記第一主面が受光面である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の結晶シリコン太陽電池。
  5.  前記複数の太陽電池セルの各々において、
     前記単結晶シリコン基板の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第二接続電極が配置された側である一方側に位置する端縁は、前記第一主面に略垂直な面と、前記複数の太陽電池セルの各々を形成する際のレーザー照射により形成された斜面とを有し、
     前記第二収集電極の前記一方側に位置する端縁と前記単結晶シリコン基板の前記第一主面に略垂直な面との距離は、前記斜面の前記並び方向における幅の150%以上である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の結晶シリコン太陽電池。
  6.  前記複数の太陽電池セルの各々において、
     前記第二収集電極の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第一接続電極が配置された側である他方側に位置する端縁と、前記単結晶シリコン基板の前記他方側に位置する端縁との距離は、前記重複領域の前記並び方向における寸法の40%以上90%以下である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の結晶シリコン太陽電池。
  7.  前記複数の太陽電池セルの各々において、
     前記第二収集電極の前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向における前記第一接続電極が配置された側である他方側に位置する端縁と、前記単結晶シリコン基板の前記他方側に位置する端縁との距離は、0.4mm以上である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の結晶シリコン太陽電池。
  8.  前記第二接続電極は、前記太陽電池ストリングにおける前記複数の太陽電池セルの並び方向及び前記単結晶シリコン基板の厚み方向のいずれにも略直交する方向において、間隔をあけて配置され、
     前記第二接続電極の前記間隔があけられた領域には、前記絶縁層の開口部が配置される、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の結晶シリコン太陽電池。
  9.  それぞれが分割されることでPERC型である複数の太陽電池セルとなる複数の小区画が集合した結晶シリコン太陽電池の集合セルであって、
     前記集合セルは、一の辺と該一の辺の対辺とを有し、
     前記複数の小区画の各々は、前記集合セルの前記一の辺に略平行な直線である画定線により画定され、
     前記複数の小区画の各々は、
      第一主面及び第二主面を有する一導電型の単結晶シリコン基板と、
      前記第一主面と接触する逆導電型の拡散層と、
      前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記拡散層と接触する第一収集電極と、
      前記拡散層及び前記第一収集電極と接触する第一接続電極と、
      前記第二主面と接触し、且つ、少なくとも一つの貫通した開口部を有する絶縁層と、
      前記単結晶シリコン基板と接触している側と反対側で前記絶縁層と接触するとともに、前記少なくとも一つの開口部を介して前記単結晶シリコン基板に接続される第二収集電極と、
      前記絶縁層と接触している側と反対側で前記第二収集電極と接触する第二接続電極と、を備え、
     前記複数の小区画の各々において、前記第一主面に略垂直な方向から視たとき、前記第一接続電極と前記第二接続電極とは離間しており、
     前記第二収集電極は、前記第二主面に略垂直な方向から視たとき、前記集合セルの前記一の辺から離間するとともに、前記集合セルの前記一の辺の対辺から離間しており、
     前記第二接続電極は、
      前記複数の小区画のうち、前記集合セルの前記一の辺を含む小区画については、前記集合セルの前記一の辺から遠い前記画定線に沿って設けられ、
      前記複数の小区画のうち、前記集合セルの前記対辺を含む小区画については、前記集合セルの前記対辺から遠い前記画定線に沿って設けられる、結晶シリコン太陽電池の集合セル。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106129162A (zh) * 2016-07-29 2016-11-16 无锡嘉瑞光伏有限公司 一种太阳能电池片及组件及其制备工艺
WO2018142544A1 (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 三菱電機株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
CN208570638U (zh) * 2018-06-14 2019-03-01 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 太阳能电池栅线结构、太阳能电池片及太阳能叠片组件
JP2019050375A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池パネル

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2068369A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-10 Interuniversitair Microelektronica Centrum (IMEC) Photovoltaic cells having metal wrap through and improved passivation
JP6141223B2 (ja) * 2013-06-14 2017-06-07 三菱電機株式会社 受光素子モジュールおよびその製造方法
CN106531829B (zh) * 2016-12-23 2018-11-30 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能叠片电池片间互连结构与太阳能叠片电池
CN108987509A (zh) * 2018-08-03 2018-12-11 浙江爱旭太阳能科技有限公司 双面叠瓦太阳能电池组件及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106129162A (zh) * 2016-07-29 2016-11-16 无锡嘉瑞光伏有限公司 一种太阳能电池片及组件及其制备工艺
WO2018142544A1 (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 三菱電機株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
JP2019050375A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池パネル
CN208570638U (zh) * 2018-06-14 2019-03-01 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 太阳能电池栅线结构、太阳能电池片及太阳能叠片组件

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