(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面側に少数キャリアを収集する第１の電極及び多数キャリアを収集する第２の電極を有する複数の太陽電池と、
前記複数の太陽電池を電気的に接続し、光反射面を備える配線材と、
前記複数の太陽電池の受光面側に配された透光性の第１の保護部材と、
を備え、
前記第１の電極は、一辺に沿うように配された第１のバスバー部と、該第１のバスバー部に電気的に接続された複数の第１のフィンガー部とを有し、
前記第２の電極は、前記一辺に対向する他辺に沿うように配された第２のバスバー部と、該第２のバスバー部に電気的に接続された複数の第２のフィンガー部とを有し、
互いに隣り合う前記太陽電池の一方の太陽電池の前記第１のバスバー部と他方の太陽電池の前記第２のバスバー部とが対向しており、前記配線材は、前記一方の太陽電池の前記第１のバスバー部と前記他方の太陽電池の前記第２のバスバー部とを電気的に接続しており、
前記光反射面は、法線が前記一方の太陽電池側を向く第１の斜面部と、法線が前記他方の太陽電池側を向く第２の斜面部を含み、前記第１の斜面部の占める面積が前記第２の斜面部の占める面積よりも大きい、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記配線材は、前記第１及び第２のバスバー部に接続される面に、第２の凹凸面を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の斜面部と前記第２の斜面部とで形成される凹凸面と前記第２の凹凸面とは、互いに異なる形状を有する、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記光反射面は、前記配線材の前記第１の保護部材の側に配された反射部材によって構成され、前記反射部材は、絶縁性を有する表面を備える、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池を有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の裏面接合型の太陽電池を備える太陽電池モジュールが知られている（例えば特許文献１を参照）。裏面接合型の太陽電池では、受光面に電極を設ける必要が必ずしもない。従って、裏面接合型の太陽電池を備える太陽電池モジュールによれば、改善された出力特性を実現し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９１４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、太陽電池モジュールのさらなる出力特性の向上が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、透光性の第１の保護部材とを備えている。太陽電池は、裏面側に少数キャリアを収集する第１の電極及び多数キャリアを収集する第２の電極を有する。第１の保護部材は、複数の太陽電池の受光面側に配されている。第１の電極は、一辺に沿うように配された第１のバスバー部と、該第１のバスバー部に電気的に接続された複数の第１のフィンガー部とを有する。第２の電極は、一辺に対向する他辺に沿うように配された第２のバスバー部と、該第２のバスバー部に電気的に接続された複数の第２のフィンガー部とを有する。互いに隣り合う太陽電池の一方の太陽電池の第１のバスバー部と他方の太陽電池の第２のバスバー部とが対向している。本発明に係る太陽電池モジュールは、一方の太陽電池と他方の太陽電池との間の領域に配された光反射面をさらに備えている。光反射面は、第１の保護部材側から領域に入射した光を、他方の太陽電池側よりも一方の太陽電池側に多く反射させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】図１のＩＩ部分を拡大した略図的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールに含まれる複数の太陽電池の部分的な略図的平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの効果を説明するための説明図である。
【図５】第１の実施形態における配線材の略図的断面図である。
【図６】第２の実施形態における配線材の略図的断面図である。
【図７】第３の実施形態における光反射面を説明するための略図的断面図である。
【図８】第４の実施形態における光反射面を説明するための略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１に示されるように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、第１の保護部材１６と、第２の保護部材１７と、第1の保護部材１６および第２の保護部材１７の間で、封止材１５中に封止された複数の太陽電池１０を備えている。
【００１２】
第１の保護部材１６は、透光性を有し、太陽電池１０の受光面側を保護する。第1の保護部材１６は、例えばガラス板や透光性プラスチック板等の、透光性を有する板体により構成することができる。太陽電池モジュール１に入射する光のうち、第１の保護部材１６を透過した光の少なくとも一部は、太陽電池１０の受光面に入射する。
【００１３】
第２の保護部材１７は、太陽電池１０の裏面側を保護する。第２の保護部材１７は、例えば耐候性樹脂フィルムや、金属箔を一対の樹脂フィルム間に挟持してなる積層フィルム等の耐候性の部材により構成することができる。
【００１４】
封止材１５は、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリウレタン(ＰＵ)などの樹脂材料により構成することができる。
【００１５】
太陽電池モジュール１は、第２の保護部材１７の表面上に、複数の太陽電池１０の発電電力を外部に取出すための端子ボックスを有しても良い。また、周縁部に金属製或いは樹脂製の枠体を有していても良い。
【００１６】
太陽電池１０は、裏面接合型の太陽電池である。太陽電池１０は、光電変換部１２（図２及び図３を参照）を有する。光電変換部１２は、受光面１２ａ及び裏面１２ｂを有し、裏面１２ｂ上に電極を有する。電極の構成については後述する。
【００１７】
受光面１２ａは、主として受光する面のことであり、第1の保護部材１６側に配される。光電変換部１２は、受光面１２ａでの受光によりキャリアを発生させる。太陽電池１０は、受光面１２a上に、パッシベーション層や反射防止層を有していても良い。
【００１８】
光電変換部１２は、裏面１２ｂにｐ型表面及びｎ型表面（図示せず）を有するものである限りにおいて特に限定されない。光電変換部１２は、一の導電型を有する半導体材料からなる基板と、基板の裏面上に配されたｐ型半導体層及びｎ型半導体層とを備えるものであってもよい。その場合、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層と基板との間に、実質的に発電に寄与しない程度の厚みの実質的に真性なｉ型半導体層が配されていてもよい。また、光電変換部１２は、半導体材料からなる基板の裏面に、ｐ型ドーパント拡散領域及びｎ型ドーパント拡散領域を有するものであってもよい。
【００１９】
光電変換部１２の裏面１２ｂの上には、第１の電極１３及び第２の電極１４が配されている。第１の電極１３及び第２の電極１４の一方がｐ型表面の上に配されており、他方がｎ型表面の上に配されている。第１の電極１３は、少数キャリアを収集する電極である一方、第２の電極１４は、多数キャリアを収集する電極である。例えば、光電変換部１２が、ｎ型の半導体材料からなる基板を備える場合は、第１の電極１３はｐ側の電極であり、第２の電極１４はｎ側の電極である。
【００２０】
第１の電極１３は、複数の第１のフィンガー部１３ａと、第１のバスバー部１３ｂとを有する。第１のバスバー部１３ｂは、概略矩形状を有する光電変換部１２の一辺に沿うようにｙ方向（第１の方向）に延びて配されている。図３に示されるように、光電変換部１２の形状は、概ね正方形の形状であって、４隅がカットされた略矩形の形状であっても良い。複数の第１のフィンガー部１３ａのそれぞれは、ｙ方向と交差するｘ方向（第２の方向）に沿ってライン状に延び、ｙ方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。第１のバスバー部１３ｂは、複数の第１のフィンガー部１３ａに電気的に接続されている。第1のバスバー部１３ｂは、それぞれの第１のフィンガー部１３ａで収集された少数キャリアを集電する。このため、第１のバスバー部１３ｂの幅は、第１のフィンガー部１３ａの幅よりも大きくされ、第１のバスバー部１３ｂでの抵抗損失が抑制されている。
【００２１】
第２の電極１４は、複数の第２のフィンガー部１４ａと、第２のバスバー部１４ｂとを有する。第２のバスバー部１４ｂは、光電変換部１２の、上述の第１のバスバー部１３ｂが沿う一辺と対向する他辺に沿うようにｙ方向に延びて配されている。複数の第２のフィンガー部１４ａのそれぞれは、ｘ方向に沿ってライン状に延び、ｙ方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数の第１のフィンガー部１３ａと複数の第２のフィンガー部１４ａとは、ｙ方向に沿って間隔をおいて交互に配置されている。第２のバスバー部１４ｂは、複数の第２のフィンガー部１４ａに電気的に接続されている。第２のバスバー部１４ｂは、それぞれの第２のフィンガー部１４ａで収集された多数キャリアを集電する。このため、第２のバスバー部１４ｂの幅は、第２のフィンガー部１４ａの幅よりも大きくされ、第２のバスバー部１４ｂでの抵抗損失が抑制されている。
【００２２】
複数の太陽電池１０は、配線材２０により電気的に接続されている。配線材２０は、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０の間に配されている。隣り合う太陽電池１０は、一方の太陽電池１０の第１のバスバー部１３ｂと、他方の太陽電池の第２のバスバー部１４ｂとが対向するように配置される。配線材２０は、一方の太陽電池１０の第１のバスバー部１３ｂと、他方の太陽電池１０の第２のバスバー部１４ｂとを電気的に接続する。
【００２３】
太陽電池モジュール１は、配線材２０によって接続されている太陽電池１０間の領域に、第1の保護部材１６と対向する光反射面２１をさらに備えている。光反射面２１は、配線材２０の表面によって構成されている。具体的には、配線材２０は、第１の保護部材１６側の表面に、第１の凹凸面２０ａを有する。第１の凹凸面２０ａは、配線材２０によって接続されている太陽電池１０間の中央部を含んで設けられている。光反射面２１は、この第１の凹凸面２０ａによって構成されている。
【００２４】
なお、本発明において、「凹凸面」は、凸面のみにより構成されている面、凹面のみにより構成されている面、凸面と凹面とにより構成されている面の総称である。
【００２５】
図４に示されるように、第１の凹凸面２０ａにより構成された光反射面２１は、第１の保護部材１６を透過し、隣り合う太陽電池１０間に入射した光Ｌを、一方の太陽電池１０側（光反射面２１のｘ方向のｘ１側に位置する太陽電池１０側）に主として反射させる。すなわち、光反射面２１によって反射された光のうち、他方の側（光反射面２１のｘ２側）に位置する太陽電池１０側に反射させる光の量よりも、一方の太陽電池１０側に反射させる光の量が多くなるように、隣り合う太陽電池１０間に光反射面２１が設けられている。光反射面２１によって反射された光の多くは、封止材１５と第１の保護部材１６との界面や、第１の保護部材１６と空気との界面によって反射された後に、一方の太陽電池１０の受光面１２ａに入射する。尚、図４では、封止材１５と第１の保護部材１６との界面で反射される光の光路のみが記載されている。
【００２６】
具体的には、図５に示されるように、光反射面２１を構成している第１の凹凸面２０ａは、法線が一方の太陽電池１０側を向く第１の斜面部２０ａ１と、法線が他方の太陽電池１０側を向く第２の斜面部２０ａ２とを含む。第１の凹凸面２０ａは、平面視において（ｚ方向から視た際に）、第１の斜面部２０ａ１の占める面積が第２の斜面部２０ａ２の占める面積よりも大きくなるように構成されている。すなわち、第１の斜面部２０ａ１の底角θ１は、第２の斜面部２０ａ２の底角θ２よりも小さい（θ２＞θ１）。第１の斜面部２０ａ１及び第２の斜面部２０ａ２のそれぞれの高さや角度θ１或いは数は、光反射面２１によって一方の太陽電池１０側に反射された光の多くが、太陽電池１０に遮られることなく第１の保護部材１６に到達するように、適宜設定される。
【００２７】
また、配線材２０は、太陽電池１０側の表面に、上述の第１の凹凸面２０ａと共に第２の凹凸面２０ｂを有する。第２の凹凸面２０ｂは、太陽電池１０の裏面に対向して配されている。第２の凹凸面２０ｂは、接着剤層３０により太陽電池１０に接着されている。このように、太陽電池１０に接着されている配線材２０の表面が第２の凹凸面２０ｂにより構成されているため、接着面積が増大し、太陽電池１０と配線材２０との接着強度を改善することができる。なお、本実施形態において、太陽電池１０と配線材２０との接着領域は、第２の凹凸面２０ｂで形成されているが、凹凸面ではなく平坦であっても良い。
【００２８】
第２の凹凸面２０ｂと第１の凹凸面２０ａとは、同じ形状を有していても良いし、互いに異なる形状を有していても良い。本実施形態では、第１の凹凸面２０ａを構成している各凸部の２つの斜面２０ａ１,２０ａ２異なる底角を有するが、第２の凹凸面２０ｂを構成している各凸部の２つの斜面は、略等しい底角を有する。また、第１の凹凸面２０ａの凹凸高さＨ１（図５を参照）は、第２の凹凸面２０ｂの凹凸高さＨ２よりも大きい。第２の凹凸面２０ｂと第１の凹凸面２０ａの形状は、夫々の機能に応じて適宜設定すれば良い。
【００２９】
ところで、太陽電池の特性を向上させるためには、光電変換部１２で発生した少数キャリアの収集効率を高めることが重要とされている。ところが、裏面接合型の太陽電池１０では、光電変換部１２のうち、多数キャリアを集電する第２のバスバー部１４ｂが配された部分において発生した少数キャリアは、第１の電極１３（第１のフィンガー部１３ａ）によって収集されるまでに移動しなければならない距離が長い。よって、光電変換部１２のうち、多数キャリアを集電する第２のバスバー部１４ｂが配された部分において発生した少数キャリアは、第１の電極１３に到達する前に多数キャリアと再結合して消失しやすい。
【００３０】
このため、光反射面２１によって隣り合う太陽電池１０間に入射した光を両方の太陽電池１０の側に均等に反射させても、第１のバスバー部１３ｂを備えた太陽電池１０と第２のバスバー部１４ｂを備えた太陽電池１０とでは、それぞれの受光面１２aに入射した光の発電への寄与度が異なる。すなわち、光反射面２１側に第２のバスバー部１４ｂを備えた太陽電池１０の受光面１２aに入射した光は、光反射面２１側に第１のバスバー部１３ｂを備えた太陽電池１０ほど、発電に有効に寄与することができない。
【００３１】
そこで、太陽電池モジュール１では、光反射面２１に入射した光Ｌを、配線材２０が少数キャリアを集電する第１のバスバー部１３ｂに接続された一方の太陽電池１０側に多く反射させるように、光反射面２１が設けられている。このため、一方の太陽電池１０に再度入射した光を有効に発電に利用することができ、その結果、改善された出力特性を実現することができる。
【００３２】
また、光反射面２１は、配線材２０によって構成されている。このため、光反射面２１を構成するための部材を別途設ける必要がない。従って、太陽電池モジュール１の作製に必要な部品点数を少なくでき、製造プロセスの簡易化を図ることができると共に、太陽電池モジュール１のコストを低減することができる。
【００３３】
また、配線材２０は、太陽電池１０に対して接着剤層３０により固定されているため、配線材２０によって光反射面２１を構成することにより、光反射面２１の配置精度を容易に高めることができる。
【００３４】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００３５】
（第２の実施形態）
図６は、本実施形態における配線材２２の略図的断面図である。
【００３６】
配線材２２の光入射面２３は、ひとつの凸部により構成されており、ひとつの第１の斜面部２２ａ１と、ひとつの第２の斜面部２２ａ２とを有する第１の凹凸面２２ａを有する。そして、光反射面２３は、配線材２２によって構成されている。なお、第２の凹凸面２２ｂは、第１の実施形態における第２の凹凸面２０ｂと同様の構成である。
【００３７】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態における光反射面２５を説明するための略図的断面図である。第１及び第２の実施形態では、光反射面が配線材によって構成されている例について説明したが、光反射面は、配線材とは異なる部材によって構成されていてもよい。本実施形態では、配線材２４の第１の凹凸面２４ａ上に設けられた反射部材４０が光反射面２５を構成する。
【００３８】
このように、反射部材４０は、配線材２４の上に配されている。このため、反射部材４０の位置決めを太陽電池１０に固定された配線材２４を用いて行うことができる。従って、光反射面２５を高い位置精度で容易に配することができる。
【００３９】
反射部材４０は、導電性または絶縁性のいずれを有するものであっても良いが、反射部材４０は、絶縁性を有する表面を備えていることが好ましい。この場合、反射部材４０が光電変換部１２に接触しても短絡しない。従って、反射部材４０と光電変換部１２が接触しても出力特性が低下しない。
【００４０】
反射部材４０が、絶縁性の表面を有するものである場合には、反射部材４０は、例えば白色樹脂等の絶縁材料により構成することができる。また、絶縁性のコーティング膜によりコーティングされた金属部材によって反射部材４０を構成することもできる。また、反射部材４０が、導電性を有する表面を有するものである場合は、例えば、反射部材４０は、銀やアルミニウムなどの金属により構成することができる。なお、第２の凹凸面２４ｂは、第１の実施形態における第２の凹凸面２０ｂと同様の構成である。
【００４１】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態における光反射面２７を説明するための略図的断面図である。同図に示されるように、配線材２６の上に配された反射部材４１は表面に凹凸面４１aを有し、この凹凸面４１aによって光反射面２７が構成される。なお、第２の凹凸面２６ｂは、第１の実施形態における第２の凹凸面２０ｂと同様の構成である。
【００４２】
なお、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、反射部材は、配線材と隔離して配されていてもよい。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。
【符号の説明】
【００４３】
１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１２…光電変換部
１２ａ…受光面
１２ｂ…裏面
１３…第１の電極
１３ａ…第１のフィンガー部
１３ｂ…第１のバスバー部
１４…第２の電極
１４ａ…第２のフィンガー部
１４ｂ…第２のバスバー部
１５…封止材
２０，２２，２４，２６…配線材
２０ａ，２２ａ…第１の凹凸面
２０ａ１，２２ａ１…第１の斜面部
２０ａ２，２２ａ２…第２の斜面部
２０ｂ…第２の凹凸面
２１，２３，２５，２７…光反射面
３０…接着剤層
４０，４１…反射部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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