JP2009266848A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ｎ側電極及びｐ側電極によって効率的に光生成キャリアを収集できる太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】接続部材２０の第１部分２１の第１表面２１Ｓは第１導電領域２１ａを含み、接続部材２０の第２部分２２の第２表面２２Ｓは第２導電領域２２ａを含む。第１導電領域２１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に沿って形成され、ｎ側電極３２に電気的に接続される。第２導電領域２２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に沿って形成され、ｐ側電極３４に電気的に接続される。第１導電領域２１ａと第２導電領域２２ａとは、電気的に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換部の裏面上に形成されたｎ側電極とｐ側電極とを有する太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。

太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換する。従って、太陽電池は、新しいエネルギー源として期待されている。

太陽電池１枚当りの出力は数Ｗ程度である。従って、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、配列方向に沿って配列された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールが用いられる。複数の太陽電池は、配線材によって互いに電気的に接続される。

従来、光電変換部の裏面側に複数のｎ型領域と複数のｐ型領域とが配列方向に沿って形成された、いわゆる裏面接合型の太陽電池が提案されている（特許文献１参照）。各ｎ型領域と各ｐ型領域とは、配列方向に略直交する方向において交互に形成される。各ｎ型領域上には、光電変換部によって生成された電子を収集するｎ側電極が形成される。各ｐ型領域上には、光電変換部によって生成された正孔を収集するｐ側電極が形成される。

ここで、第１太陽電池の各ｎ側電極と、第１太陽電池に隣接する第２太陽電池の各ｐ側電極とは、配線材によって電気的に接続される。具体的には、第１太陽電池の各ｎ側電極の一端部は、光電変換部の裏面上に形成されるｎ側集電部に接続される。第２太陽電池の各ｐ側電極の一端部は、光電変換部の裏面上に形成されるｐ側集電部に接続される。配線材は、ｎ側集電部とｐ側集電部とに接続される。

このように、従来の裏面接合型の太陽電池は、光電変換部の裏面上に形成されたｎ側集電部とｐ側集電部とを有していた。
特開２００５−１９１４７９号公報

しかしながら、光電変換部の裏面のうちｎ側集電部とｐ側集電部とが形成された領域から光生成キャリアを収集することは困難である。そのため、光生成キャリアの収集効率を向上させることが困難であるという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、裏面上に形成されたｎ側電極及びｐ側電極によって効率的に光生成キャリアを収集できる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールは、配列方向に沿って配列された第１太陽電池と第２太陽電池とを電気的に接続する接続部材を備え、第１太陽電池と第２太陽電池それぞれは、光が入射する受光面と受光面の反対側に設けられる裏面とを有する光電変換部と、光電変換部の裏面上において、配列方向に沿って形成されるｎ側電極と、光電変換部の裏面上において、配列方向に沿って形成されるｐ側電極とを有しており、接続部材は、第１太陽電池が有する光電変換部の裏面と対向する第１表面を有する第１部分と、第２太陽電池が有する光電変換部の裏面と対向する第２表面を有する第２部分とを有し、第１表面は、第１太陽電池が有するｎ側電極に沿って形成される第１導電領域を含み、第２表面は、第２太陽電池が有するｐ側電極に沿って形成される第２導電領域と、第２導電領域に沿って形成される第２絶縁領域とを含んでおり、第１導電領域は、ｎ側電極に電気的に接続され、第２導電領域は、ｐ側電極に電気的に接続され、第１導電領域と第２導電領域とは電気的に接続されることを要旨とする。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールによれば、第１太陽電池が有するｎ側電極と第２太陽電池が有するｐ側電極とは、第１導電領域と第２導電領域とによって電気的に接続される。従って、配列方向に沿って第１太陽電池の略全長に渡ってｎ側電極を形成できる。同様に、配列方向に沿って第２太陽電池の略全長に渡ってｐ側電極を形成できる。その結果、第１太陽電池及び第２太陽電池から光生成キャリアを効率的に収集できる。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、接続部材と第１太陽電池との間、及び接続部材と第２太陽電池との間に設けられる接着層を備え、接着層の母材は、絶縁性を有する樹脂材料であってもよい。この場合、接着層は、導電性を有する複数の粒子を含み、接着層は、裏面に略垂直な方向において導電性を有し、裏面に略平行な方向において絶縁性を有していてもよい。また、複数の粒子それぞれの直径は、第１太陽電池が有するｎ側電極とｐ側電極との間隔より小さく、第２太陽電池が有するｎ側電極とｐ側電極との間隔より小さくてもよい。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、第１導電領域は、第１表面において、第１導電領域に沿って形成され、絶縁性を有する第１絶縁領域によって挟まれ、第２表面において、第２導電領域は、第２導電領域に沿って形成され、絶縁性を有する第１絶縁領域によって挟まれていてもよい。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、第１部分は、第１太陽電池の配列方向中央部に配置され、第２部分は、第２太陽電池の配列方向中央部に配置されていてもよい。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、接続部材は、導電性材料によって形成される第３部分を有し、第３部分は、第１部分と第２部分とに電気的に接続されており、第３部分と第１太陽電池との間、及び第３部分と第２太陽電池との間には、絶縁性樹脂材料が配設されていてもよい。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、第１部分は、第１太陽電池が有する光電変換部の裏面の略全域を覆い、第２部分は、第２太陽電池が有する光電変換部の裏面の略全域を覆っていてもよい。

本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、第１部分と第２部分とは、一体成形されていてもよい。

本発明によると、裏面上に形成されたｎ側電極及びｐ側電極によって効率的に光生成キャリアを収集できる太陽電池モジュールを提供することができる。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

[第１実施形態]
（太陽電池モジュールの構成）
第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１を示す側面図である。

図１に示すように、太陽電池モジュール１は、太陽電池ストリング１０１、受光面側保護材１１、裏面側保護材１２、封止材１３を備える。

太陽電池ストリング１０１は、複数の太陽電池１０と、接続部材２０とを備える。複数の太陽電池１０は、図１に示すように、配列方向に沿って配列される。複数の太陽電池１０は、接続部材２０によって互いに電気的に接続される。太陽電池ストリング１０１の構成については後述する。

受光面側保護材１１は、太陽電池モジュール１の上面側に配置される。受光面側保護材１１は、複数の太陽電池１０の受光面側を保護する。受光面側保護材１１は、透光性及び耐候性を有するガラスやプラスチックなどによって形成することができる。

裏面側保護材１２は、太陽電池モジュール１の背面側に配置される。裏面側保護材１２は、複数の太陽電池１０の裏面側を保護する。裏面側保護材１２は、耐候性を有するガラス、プラスチック、樹脂フィルムの単層体、又は、金属箔を樹脂フィルムの間に挟んだ積層体などによって形成することができる。

封止材１３は、受光面側保護材１１と裏面側保護材１２との間で複数の太陽電池１０を封止する。封止材１３は、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢなどの透光性樹脂によって形成することができる。

（太陽電池ストリングの構成）
図２は、太陽電池ストリング１０１の背面図である。図３は、太陽電池ストリング１０１の上面図である。図２及び図３に示すように、複数の太陽電池１０は、互いに接続部材２０によって接続される。以下、太陽電池１０と接続部材２０との構成について説明する。

図４は、太陽電池１０の背面図である。図５は、図４のＬ−Ｌ断面図である。図４に示すように、太陽電池１０は、光電変換部３０と、ｎ側電極３２と、ｐ側電極３４とを有する。

光電変換部３０は、光が入射する受光面と受光面の反対側に設けられる裏面とを有する。光電変換部３０は、ｎ型又はｐ型の導電型を有する単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料などの一般的な半導体材料によって構成される。

光電変換部３０は、図５に示すように、裏面側に形成されたｎ型領域３６とｐ型領域３８とを含む。光電変換部３０は、受光面における受光により光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、光が光電変換部３０に吸収されて生成される正孔と電子とをいう。ｎ型領域３６とｐ型領域３８とは、配列方向に沿って太陽電池１０の略全長に渡って形成される。ｎ型領域３６とｐ型領域３８とは、配列方向に略直交する直交方向において交互に形成される。

ｎ型領域３６は、光電変換部３０の裏面に不純物（リンなど）をドーピングすることにより形成される高濃度のｎ型拡散領域である。光電変換部３０内部で生成される電子は、ｎ型領域３６に集まる。

ｐ型領域３８は、光電変換部３０の裏面に不純物（ボロン、アルミニウムなど）をドーピングすることにより形成される高濃度のｐ型拡散領域である。光電変換部３０内部で生成される正孔は、ｐ型領域３８に集まる。

ｎ側電極３２は、ｎ型領域３６上に形成される。従って、ｎ側電極３２は、配列方向に沿って太陽電池１０の略全長に渡って形成される。ｎ側電極３２は、ｎ型領域３６に集まる電子を収集する収集電極である。ｎ側電極３２は、例えば、銀をスパッタリングすることや、樹脂型導電性ペーストや焼結型導電性ペーストなどを印刷することにより形成することができる。

ｐ側電極３４は、ｐ型領域３８上に形成される。従って、ｐ側電極３４は、配列方向に沿って太陽電池１０の略全長に渡って形成される。ｐ側電極３４は、ｐ型領域３８に集まる正孔を収集する収集電極である。ｐ側電極３４は、ｎ側電極３２と同様に形成することができる。

図６は、接続部材２０の上面図である。図６に示すように、接続部材２０は、第１部分２１と、第２部分２２と、第３部分２３とを有する。第１実施形態では、接続部材２０は、硝子エポキシ樹脂などの絶縁性材料を基材として構成されるものとする。

第１部分２１は、一の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面と接合される第１表面２１Ｓを有する。第１表面２１Ｓは、導電性を有する第１導電領域２１ａと、絶縁性を有する第１絶縁領域２１ｂとを含む。第１導電領域２１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に沿って形成される。第１導電領域２１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に電気的に接続される。第１導電領域２１ａは、第１絶縁領域２１ｂによって挟まれる。

第２部分２２は、一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面と接合される第２表面２２Ｓを有する。第２表面２２Ｓは、導電性を有する第２導電領域２２ａと、絶縁性を有する第２絶縁領域２２ｂとを含む。第２導電領域２２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に沿って形成される。第２導電領域２２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に電気的に接続される。第２導電領域２２ａは、第２絶縁領域２２ｂによって挟まれている。

第３部分２３は、接続部材２０のうち、第１部分２１と第２部分２２とに挟まれた部分である。従って、第３部分２３は、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０との間に露出する第３表面２３Ｓを有する（図３参照）。第３表面２３Ｓは、導電性を有する第３導電領域２３ａと、絶縁性を有する第３絶縁領域２３ｂとを含む。

ここで、図６に示すように、第１導電領域２１ａと第２導電領域２２ａとは、第３導電領域２３ａによって電気的に接続されている。

図７は、図２のＭ−Ｍ断面図である。図７に示すように、接続部材２０の第１部分２１は、接続部材２０の基材（絶縁材）上に形成された導電体２４を有する。第１導電領域２１ａは、導電体２４の表面である。第１導電領域２１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２と対向する。第１絶縁領域２１ｂは、接続部材２０の基材（絶縁材）の表面である。第１絶縁領域２１ｂは、ｐ側電極３４と対向する。

ここで、一の太陽電池１０と接続部材２０（第１部分２１）との間には、接着層４０が設けられる。接着層４０は、接続部材２０を一の太陽電池１０に接合する。このような接着層４０としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いることができる。

具体的には、接着層４０は、母材としての絶縁性を有する樹脂と、導電性を有する複数の粒子とを含む。接着層４０の母材としては、例えば、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた２液反応系接着剤などを用いることができる。導電性を有する粒子としては、ニッケル、金コート付きニッケルなどを用いることができる。

このような接着層４０は、一の太陽電池１０の裏面に略垂直な垂直方向において導電性を有し、裏面に略平行な方向において絶縁性を有する。従って、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２は、第１導電領域２１ａに電気的に接続される。一方、一の太陽電池１０が有するｐ側電極３４は、第１導電領域２１ａから電気的に分離されている。

なお、接着層４０に含まれる複数の粒子それぞれの直径は、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２とｐ側電極３４との間隔α（図７参照）より小さいことが好ましい。

図８は、図２のＮ−Ｎ断面図である。図８に示すように、接続部材２０の第２部分２２は、接続部材２０の基材（絶縁材）上に形成された導電体２４を有する。第２導電領域２２ａは、導電体２４の表面である。第２導電領域２２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４と対向する。第２絶縁領域２２ｂは、接続部材２０の基材（絶縁材）の表面である。第２絶縁領域２２ｂは、ｎ側電極３２と対向する。

なお、他の太陽電池１０と接続部材２０（第２部分２２）との間にも、接着層４０が設けられる。従って、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４は、第２導電領域２２ａに電気的に接続される。一方、他の太陽電池１０が有するｎ側電極３２は、第２導電領域２２ａから電気的に分離されている。

なお、接着層４０に含まれる複数の粒子それぞれの直径は、他の太陽電池１０が有するｎ側電極３２とｐ側電極３４との間隔β（図８参照）より小さいことが好ましい。

（作用及び効果）
第１実施形態では、接続部材２０の第１部分２１の第１表面２１Ｓは第１導電領域２１ａを含み、接続部材２０の第２部分２２の第２表面２２Ｓは第２導電領域２２ａを含む。第１導電領域２１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に沿って形成され、ｎ側電極３２に電気的に接続される。第２導電領域２２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に沿って形成され、ｐ側電極３４に電気的に接続される。第１導電領域２１ａと第２導電領域２２ａとは、電気的に接続される。

このように、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２と他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４とは、第１導電領域２１ａと第２導電領域２２ａとによって電気的に接続される。従って、一の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面上において、配列方向に沿って一の太陽電池１０の略全長に渡ってｎ側電極３２を形成できる。同様に、他の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面上において、配列方向に沿って他の太陽電池１０の略全長に渡ってｐ側電極３４を形成できる。その結果、一の太陽電池１０及び他の太陽電池１０から光生成キャリアを効率的に収集することができる。

また、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１は、接続部材２０と一の太陽電池１０との間、及び接続部材２０と他の太陽電池１０との間に設けられる接着層４０を備える。接着層４０は、絶縁性を有する樹脂材料と、導電性を有する複数の粒子とを含む。接着層４０は、光電変換部３０の裏面に略垂直な垂直方向において導電性を有する。

従って、一の太陽電池１０において、接続部材２０とｎ側電極３２との電気的な接続を図りつつ、ｎ側電極３２とｐ側電極３４との絶縁性を確保できる。同様に、他の太陽電池１０において、接続部材２０とｐ側電極３４との電気的な接続を図りつつ、ｎ側電極３２とｐ側電極３４との絶縁性を確保できる。

また、複数の粒子それぞれの直径は、一の太陽電池１０のｎ側電極３２とｐ側電極３４との間隔αより小さく、他の太陽電池１０のｎ側電極３２とｐ側電極３４との間隔βより小さい。従って、粒子が介在することによって、ｎ側電極３２とｐ側電極３４とが短絡することを抑制できる。

[第２実施形態]
以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。第２実施形態では、接続部材が、第１部分と第２部分とに分離されている。第１部分と第２部分とは、導電体によって電気的に接続される。

（太陽電池モジュールの構成）
第２実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図９を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る太陽電池モジュール２を示す側面図である。

図９に示すように、太陽電池モジュール２は、太陽電池ストリング１０２を備える。太陽電池ストリング１０２は、複数の太陽電池１０と、緩衝材１４と、接続部材５０とを備える。

（太陽電池ストリングの構成）
図１０は、太陽電池ストリング１０２の背面図である。図１１は、太陽電池ストリング１０２の上面図である。図１０及び図１１に示すように、複数の太陽電池１０それぞれは、接続部材５０によって接続される。以下、接続部材５０の構成について説明する。なお、各太陽電池１０の構成は、第１実施形態と同様である。

図１２は、第２実施形態に係る接続部材５０の上面図である。図１２に示すように、接続部材５０は、第１部分５１と、第２部分５２と、第３部分５３とを有する。第２実施形態では、接続部材５０は、銅薄板などの導電性材料を基材として構成されている。

第１部分５１は、一の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面と接合される第１表面５１Ｓを有する。第１表面５１Ｓは、導電性を有する第１導電領域５１ａと、絶縁性を有する第１絶縁領域５１ｂとを含む。第１導電領域５１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に沿って形成される。第１導電領域５１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に電気的に接続される。第１導電領域５１ａは、第１絶縁領域５１ｂによって挟まれる。なお、第２実施形態では、第１部分５１は、図１０に示すように、一の太陽電池１０の配列方向中央部に配置される。

第２部分５２は、他の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面と接合される第２表面５２Ｓを有する。第２表面５２Ｓは、導電性を有する第２導電領域５２ａと、絶縁性を有する第２絶縁領域５２ｂとを含む。第２導電領域５２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に沿って形成される。第２導電領域５２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に電気的に接続される。第２導電領域５２ａは、第２絶縁領域５２ｂによって挟まれている。なお、第２実施形態では、第２部分５２は、図１０に示すように、他の太陽電池１０の配列方向中央部に配置される。

第３部分５３は、第１部分５１と第２部分５２とを電気的に接続する導電体である。第３部分５３は、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０との間に露出する（図１１参照）。

図１３は、図１０のＰ−Ｐ断面図である。図１３に示すように、接続部材５０の第１部分５１は、導電体５４と絶縁体５５とを有する。第１導電領域５１ａは、導電体５４の表面である。第１導電領域５１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２と対向する。第１絶縁領域５１ｂは、絶縁体５５の表面である。第１絶縁領域５１ｂは、ｐ側電極３４と対向する。

図１４は、図１０のＱ−Ｑ断面図である。図１４に示すように、接続部材５０の第２部分５２は、導電体５４と絶縁体５５とを有する。第２導電領域５２ａは、導電体５４の表面である。第２導電領域５２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４と対向する。第２絶縁領域５２ｂは、絶縁体５５の表面である。第２絶縁領域５２ｂは、ｎ側電極３２と対向する。

なお、絶縁体５５は、第１部分２１の表面に選択的に絶縁処理を施すことによって形成することができる。また、太陽電池１０と接続部材５０との間には、接着層４０が設けられる。従って、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２は、第１導電領域５１ａに電気的に接続される。一方、一の太陽電池１０が有するｐ側電極３４は、第１導電領域５１ａから電気的に分離されている。

図１５は、図１０のＲ−Ｒ断面図である。図１５に示すように、接続部材５０の第１部分５１の第１導電領域５１ａは、接着層４０を介して、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に電気的に接続される。

図１６は、図１０のＳ−Ｓ断面図である。図１６に示すように、第１部分５１の第１絶縁領域５１ｂは、接着層４０を介して、一の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に接続される。第１絶縁領域５１ｂとｐ側電極３４とは、電気的に分離されている。

また、図１６に示すように、第３部分５３と一の太陽電池１０との間には、緩衝材１４が配設されている。緩衝材１４は、封止材１３と同様に、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢなどの樹脂材料によって形成することができる。

（作用及び効果）
第２実施形態では、第１導電領域５１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に沿って形成され、ｎ側電極３２に電気的に接続される。第２導電領域５２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に沿って形成され、ｐ側電極３４に電気的に接続される。第１導電領域５１ａと第２導電領域５２ａとは、電気的に接続される。

従って、一の太陽電池１０の略全長に渡ってｎ側電極３２を形成でき、他の太陽電池１０の略全長に渡ってｐ側電極３４を形成できる。その結果、一の太陽電池１０及び他の太陽電池１０から光生成キャリアを効率的に収集できる。

また、第２実施形態では、第１部分５１は、一の太陽電池１０の配列方向中央部に配置され、第２部分５２は、他の太陽電池１０の配列方向中央部に配置される。従って、光生成キャリアがｎ側電極３２又はｐ側電極３４の内部を移動する距離を短くすることができる。その結果、ｎ側電極３２又はｐ側電極３４の内部における光生成キャリアの抵抗損失を低減することができる。

また、第２実施形態では、第１部分５１は、一の太陽電池１０の配列方向中央部に配置され、第２部分５２は、他の太陽電池１０の配列方向中央部に配置される。従って、一の太陽電池１０及び他の太陽電池１０の配列方向端部に接続部材５０が押し付けられることを抑制できる。その結果、一の太陽電池１０及び他の太陽電池１０の端部に割れや欠けが発生することを抑制できる。

また、第３部分５３と一の太陽電池１０との間、及び第３部分５３と他の太陽電池１０との間には、緩衝材１４が配設される。従って、導電性を有する第３部分５３が、太陽電池１０に接触することによって太陽電池１０が破損することを抑制できる。また、第３部分５３と太陽電池１０との間での短絡の発生を抑制できる。

[第３実施形態]
以下において、第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。第３実施形態では、接続部材が太陽電池の裏面側を覆っている。

（太陽電池モジュールの構成）
第３実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、第３実施形態に係る太陽電池モジュール３を示す側面図である。

図１７に示すように、太陽電池モジュール３は、太陽電池ストリング１０３を備える。太陽電池ストリング１０３は、複数の太陽電池１０と接続部材６０とを備える。

（太陽電池ストリングの構成）
図１８は、第３実施形態に係る太陽電池ストリング１０３の上面図である。図１８に示すように、太陽電池ストリング１０３の上面図は、第1実施形態に係る太陽電池ストリング１０１と同様である。ただし、第３実施形態では、複数の太陽電池１０は、接続部材６０上に配置される。接続部材６０は、複数の太陽電池１０の裏面側を覆っている。以下、接続部材６０の構成について説明する。なお、各太陽電池１０の構成は、第１実施形態と同様である。

図１９は、第３実施形態に係る接続部材６０の上面図である。図２０は、図１９の部分拡大図である。図１９に示すように、接続部材６０は、第１部分６１と、第２部分６２と、第３部分６３とを有する。第３実施形態では、第１部分６１、第２部分６２及び第３部分６３は、絶縁性材料を基材として一体成形されている。

第１部分６１は、一の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面に接合される第１表面６１Ｓを有する。図２０に示すように、第１表面６１Ｓは、導電性を有する第１導電領域６１ａと、絶縁性を有する第１絶縁領域６１ｂとを含む。第３実施形態では、第１導電領域６１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に対応した形状を有する（図４参照）。すなわち、第１導電領域６１ａは、配列方向における一の太陽電池１０の幅と同等の長さを有する。第１導電領域６１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に電気的に接続される。

第２部分６２は、他の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面と接合される第２表面６２Ｓを有する。第２表面６２Ｓは、導電性を有する第２導電領域６２ａと、絶縁性を有する第２絶縁領域６２ｂとを含む。第２導電領域６２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に対応した形状を有する（図４参照）。すなわち、第２導電領域６２ａは、配列方向における他の太陽電池１０の幅と同等の長さを有する。第２導電領域６２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に電気的に接続される。

第３部分６３は、接続部材６０のうち、第１部分６１と第２部分６２とに挟まれる部分である。第３部分６３は、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０との間に露出する第３表面６３Ｓを有する（図１８参照）。第３表面６３Ｓは、導電性を有する第３導電領域６３ａと、絶縁性を有する第３絶縁領域６３ｂとを含む。

ここで、図２０に示すように、第１導電領域６１ａと第２導電領域６２ａとは、第３導電領域６３ａによって電気的に接続されている。

図２１は、図１８のＳ−Ｓ断面図である。図２１に示すように、接続部材６０の第１部分６１は、接続部材６０の基材（絶縁材）上に形成された導電体６４を有する。第１導電領域６１ａは、導電体６４の表面である。第１導電領域６１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２と対向する。第１絶縁領域６１ｂは、接続部材６０の基材の表面である。

ここで、一の太陽電池１０と第１部分６１との間には、接着層４５が設けられる。接着層４５は、第１部分６１を一の太陽電池１０に接合する。このような接着層４５としては、絶縁性を有する樹脂接着剤を用いることができる。第３実施形態では、導電体６４とｎ側電極３２とが直接接するとともに、導電体６４とｐ側電極３４とが直接接している。従って、接着層４５は、垂直方向において導電性を有していなくてもよい。具体的には、接着層４５として、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた２液反応系接着剤などを用いることができる。

図２２は、図１８のＴ−Ｔ断面図である。図２２に示すように、接続部材６０の第２部分６２は、接続部材６０の基材（絶縁材）上に形成された導電体６４を有する。第２導電領域６２ａは、導電体６４の表面である。第２導電領域６２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４と対向する。第２絶縁領域６２ｂは、接続部材６０の基材の表面である。

なお、他の太陽電池１０と第２部分６２との間にも、接着層４５が設けられる。第３実施形態では、導電体６４とｐ側電極３４とが直接接するとともに、導電体６４とｎ側電極３２とが直接接している。

（作用及び効果）
第３実施形態では、第１導電領域６１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２に沿って形成され、ｎ側電極３２に電気的に接続される。第２導電領域６２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４に沿って形成され、ｐ側電極３４に電気的に接続される。第１導電領域６１ａと第２導電領域６２ａとは、電気的に接続される。

従って、一の太陽電池１０の略全長に渡ってｎ側電極３２を形成でき、他の太陽電池１０の略全長に渡ってｐ側電極３４を形成できる。その結果、一の太陽電池１０及び他の太陽電池１０から光生成キャリアを効率的に収集できる。

また、第３実施形態では、第１部分６１は、一の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面の略全域を覆い、第２部分６２は、他の太陽電池１０が有する光電変換部３０の裏面の略全域を覆う。従って、太陽電池１０に接続部材６０を貼り付ける際に、太陽電池１０全体に均等に圧力を加えることができる。従って、太陽電池１０の破損を抑制できる。

また、第３実施形態では、接続部材６０は複数の太陽電池１０の支持材として機能する。具体的には、接続部材６０は各太陽電池１０の光電変換部３０の裏面略全域を覆っている。従って、複数の太陽電池１０を接続部材６０に接着することによって、製造工程中における太陽電池１０の取り扱いが容易になる。また、これにより、製造工程中における太陽電池１０に割れや欠けが発生することを抑制できる。

また、第３実施形態では、第１部分６１と第２部分６２とは、一体成形されている。第１部分６１上に一の太陽電池１０を配置し、第２部分６２上に他の太陽電池１０を配置することによって、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０とを電気的に接続できる。従って、太陽電池モジュール３の製造工程を簡略化することができる。

また、第３実施形態では、第１導電領域６１ａは、一の太陽電池１０が有するｎ側電極３２と略全長に渡って接続される。同様に、第２導電領域６２ａは、他の太陽電池１０が有するｐ側電極３４と略全長に渡って接続される。従って、ｎ側電極３２と接続部材６０との間、及びｐ側電極３４と接続部材６０との間における電気抵抗を低減することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、いわゆる裏面接合型の太陽電池を例にあげて説明したが、本発明は、裏面上にｎ側電極とｐ側電極とが形成される太陽電池に対して適用することができる。具体的には、例えば、受光面上に形成された受光面側収集電極と、光電変換部を貫通するスルーホール電極と、裏面上に形成された裏面側収集電極とを有する太陽電池において適用できる。この場合、受光面側収集電極によって収集された光生成キャリアは、スルーホール電極によって裏面側に運ばれる。

また、上記実施形態では、ｎ型領域３６及びｐ型領域３８は、半導体基板内に不純物を拡散することによって形成される領域であることとしたが、ｎ型領域３６及びｐ型領域３８は、ｎ型及びｐ型の導電層であってもよい。

また、上記実施形態では特に触れていないが、第３導電領域の形状は上記実施形態に示したものには限られない。本発明は、第３導電領域の形状を限定するものではない。

また、上記実施形態では特に触れていないが、１０ｃｍ角の太陽電池１０を用いる場合には、ｎ側電極３２とｐ側電極３４とを光電変換部３０の裏面上に数百本ずつ形成することができる。

また、上記第１及び第２実施形態では、接着層４０として異方性導電フィルムを用いたが、絶縁性の樹脂接着剤を用いてもよい。この場合、ｎ側電極及びｐ側電極の高さを大きくすることが好ましい。これによって、ｎ側電極と第１導電領域とを接触させ、ｐ側電極と第２導電領域とを接触させることができる。

また、上記第３実施形態では、接続部材６０上に４枚の太陽電池１０を配置したが、接続部材６０上に配置される太陽電池１０の枚数はこれに限られない。例えば、１つの接続部材６０上に１枚の太陽電池１０を配置してもよい。

また、上記第３実施形態では、接着層４５として絶縁性の樹脂接着剤を用いたが、これに限らず異方性導電接着剤（接着層４０）を用いてもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

以下、本発明に係る太陽電池について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。

（実施例）
まず、寸法１００ｍｍ角のｎ型単結晶シリコン基板を洗浄した。次に、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面上にパッシベーション層を形成した。続いて、ＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面上にｉ型アモルファスシリコン層を形成した。

次に、インクジェット法を用いて、ｉ型アモルファスシリコン層上にｎ型拡散材を含むｎ型塗布層とｐ型拡散材を含むｐ型塗布層とを、所定方向に沿って交互に形成した。この際、両者をｎ型単結晶シリコン基板の裏面全長に渡って形成した。ｎ型塗布層とｐ型塗布層との間隔を５０μｍ、ｎ型塗布層とｐ型塗布層それぞれの幅を１５０μｍとした。

次に、ＹＡＧレーザの３倍波をｎ型塗布層とｐ型塗布層とに照射した。これにより、ｎ型拡散材とｐ型拡散材とをｎ型単結晶シリコン基板に拡散させることにより、複数本のｎ型領域と複数本のｐ型領域とを形成した。

次に、スクリーン印刷法を用いて、各ｎ型領域上及び各ｐ型領域上に銀を主成分とする導電性ペーストを配置した。導電性ペーストを配置する間隔を５０μｍ、導電性ペーストの幅を１５０μｍとした。

次に、硝子エポキシ基板上に設けられた銅薄膜をエッチングすることによって、図６に示すパターンで導電領域を形成した。導電領域の間隔を２５０μｍ、導電領域の幅を１５０μｍとした。

次に、図２，７，８に示したように、異方性導電フィルムを用いて、一の太陽電池の裏面に硝子エポキシ基板の一端部を圧着した。続いて、異方性導電フィルムを用いて、他の太陽電池の裏面に硝子エポキシ基板の他端部を圧着した。これにより、硝子エポキシ基板を介して、一の太陽電池の各ｎ側電極と他の太陽電池の各ｐ側電極とを電気的に接続した。当該工程を繰返すことによって、太陽電池ストリングを作製した。

このような太陽電池ストリングを、ガラスとＰＥＴフィルムの間でＥＶＡによって封止することにより実施例に係る太陽電池モジュールを作製した。

（比較例）
比較例では、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面上に、各ｎ側電極に接続されたｎ型集電部と、各ｐ側電極に接続されたｐ型集電部とを形成した。一の太陽電池のｎ型集電部と他の太陽電池のｐ型集電部とを配線材によって接続した。その他は実施例と同様である。

（出力測定）
実施例に係る太陽電池モジュールと比較例に係る太陽電池モジュールとの出力を測定した。

測定の結果、実施例では、比較例に比べて出力が約１％向上された。これは、実施例において、裏面全域にｎ側電極とｐ側電極とを形成できたためである。一方、比較例では、ｎ側集電部とｐ側集電部とを形成したため、光生成キャリアの収集効率が低下した。以上より、実施例に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池から効率的に光生成キャリアを収集できることが確認された。

第１実施形態に係る太陽電池モジュール１を示す側面図である。 第１実施形態に係る太陽電池ストリング１０１の背面図である。 第１実施形態に係る太陽電池ストリング１０１の上面図である。 第１実施形態に係る太陽電池１０の背面図である。 図４のＬ−Ｌ断面図である。 第１実施形態に係る接続部材２０の上面図である。 図２のＭ−Ｍ断面図である。 図２のＮ−Ｎ断面図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュール２を示す側面図である。 第２実施形態に係る太陽電池ストリング１０２の背面図である。 第２実施形態に係る太陽電池ストリング１０２の上面図である。 第２実施形態に係る接続部材５０の上面図である。 図１０のＰ−Ｐ断面図である。 図１０のＱ−Ｑ断面図である。 図１０のＲ−Ｒ断面図である。 図１０のＳ−Ｓ断面図である。 第３実施形態に係る太陽電池モジュール３を示す側面図である。 第３実施形態に係る太陽電池ストリング１０３の上面図である。 第３実施形態に係る接続部材６０の上面図である。 図１９の部分拡大図である。 図１８のＳ−Ｓ断面図である。 図１８のＴ−Ｔ断面図である。

符号の説明

１、２、３…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１１…受光面側保護材
１２…裏面側保護材
１３…封止材
１４…緩衝材
２０、５０、６０…接続部材
２１、５１、６１…第１部分
２１Ｓ、５１Ｓ、６１Ｓ…第１表面
２１ａ、５１ａ、６１ａ…第１導電領域
２１ｂ、５１ｂ、６１ｂ…第１絶縁領域
２２、５２、６２…第２部分
２２Ｓ、５２Ｓ、６２Ｓ…第２表面
２２ａ、５２ａ、６２ａ…第２導電領域
２２ｂ、５２ｂ、６２ｂ…第２絶縁領域
２３、５３、６３…第３部分
２３Ｓ、６３Ｓ…第３表面
２３ａ、６３ａ…第３導電領域
２３ｂ、６３ｂ…第３絶縁領域
２４、５４、６４…導電体
３０…光電変換部
３２…ｎ側電極
３４…ｐ側電極
３６…ｎ型領域
３８…ｐ型領域
４０、４５…接着層
５５…絶縁体
１０１、１０２、１０３…太陽電池ストリング

Claims (9)

1. 配列方向に沿って配列された第１太陽電池と第２太陽電池とを電気的に接続する接続部材を備え、
   前記第１太陽電池と前記第２太陽電池それぞれは、
   光が入射する受光面と前記受光面の反対側に設けられる裏面とを有する光電変換部と、
   前記光電変換部の前記裏面上において、前記配列方向に沿って形成されるｎ側電極と、
   前記光電変換部の前記裏面上において、前記配列方向に沿って形成されるｐ側電極と
   を有しており、
   前記接続部材は、
   前記第１太陽電池が有する前記光電変換部の前記裏面と対向する第１表面を有する第１部分と、
   前記第２太陽電池が有する前記光電変換部の前記裏面と対向する第２表面を有する第２部分と
   を有し、
   前記第１表面は、前記第１太陽電池が有する前記ｎ側電極に沿って形成される第１導電領域を含み、
   前記第２表面は、前記第２太陽電池が有する前記ｐ側電極に沿って形成される第２導電領域を含んでおり、
   前記第１導電領域は、前記ｎ側電極に電気的に接続され、
   前記第２導電領域は、前記ｐ側電極に電気的に接続され、
   前記第１導電領域と前記第２導電領域とは電気的に接続される
   ことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記接続部材と前記第１太陽電池との間、及び前記接続部材と前記第２太陽電池との間に設けられる接着層を備え、
   前記接着層の母材は、絶縁性を有する樹脂材料である
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記接着層は、導電性を有する複数の粒子を含み、
   前記接着層は、前記裏面に略垂直な方向において導電性を有し、前記裏面に略平行な方向において絶縁性を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記複数の粒子それぞれの直径は、前記第１太陽電池が有する前記ｎ側電極と前記ｐ側電極との間隔より小さく、前記第２太陽電池が有する前記ｎ側電極と前記ｐ側電極との間隔より小さい
   ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記第１導電領域は、前記第１表面において、前記第１導電領域に沿って形成され、絶縁性を有する第１絶縁領域によって挟まれ、
   前記第２導電領域は、前記第２表面において、前記第２導電領域に沿って形成され、絶縁性を有する第２絶縁領域によって挟まれる
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の太陽電池モジュール。
6. 前記第１部分は、前記第１太陽電池の配列方向中央部に配置され、
   前記第２部分は、前記第２太陽電池の配列方向中央部に配置される
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の太陽電池モジュール。
7. 前記接続部材は、導電性材料によって形成される第３部分を有し、
   前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分とに電気的に接続されており、
   前記第３部分と前記第１太陽電池との間、及び前記第３部分と前記第２太陽電池との間には、絶縁性樹脂材料が配設される
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記第１部分は、前記第１太陽電池が有する前記光電変換部の前記裏面の略全域を覆い、
   前記第２部分は、前記第２太陽電池が有する前記光電変換部の前記裏面の略全域を覆う
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の太陽電池モジュール。
9. 前記第１部分と前記第２部分とは、一体成形されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の太陽電池モジュール。

Images