(57)【要約】  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。  フィンガー部２１ａは、フィンガー部本体２１ａ１と、フィンガー部本体２１ａ１よりも幅広であり、配線材３０に電気的に接続されている幅広部２１ａ２と、フィンガー部本体２１ａ１よりも幅狭である幅狭部２１ａ３とを含む。フィンガー部２２ａは、フィンガー部本体２２ａ１と、フィンガー部本体２２ａ１よりも幅広であり、配線材３０に電気的に接続されている幅広部２２ａ２と、フィンガー部本体２２ａ１よりも幅狭である幅狭部２２ａ３とを含む。幅広部２１ａ２と幅狭部２２ａ３とが他の方向ｙにおいて重なるように配されている。幅広部２２ａ２と幅狭部２１ａ３とが他の方向ｙにおいて重なるように配されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に第１及び第２の電極を有する太陽電池と、
前記太陽電池に電気的に接続されている配線材と、
を備え、
前記第１及び第２の電極は、一の方向に沿って延び、前記一の方向に対して垂直な他の方向に沿って交互に配列されたフィンガー部を有し、
前記第１の電極のフィンガー部は、
第１のフィンガー部本体と、
前記第１のフィンガー部本体よりも幅広であり、前記配線材に電気的に接続されている第１の幅広部と、
前記第１のフィンガー部本体よりも幅狭である第１の幅狭部と、
を含み、
前記第２の電極のフィンガー部は、
第２のフィンガー部本体と、
前記第２のフィンガー部本体よりも幅広であり、前記配線材に電気的に接続されている第２の幅広部と、
前記第２のフィンガー部本体よりも幅狭である第２の幅狭部と、
を含み、
前記第１の幅広部と前記第２の幅狭部とが前記他の方向において重なるように配されていると共に、前記第２の幅広部と前記第１の幅狭部とが前記他の方向において重なるように配されている、太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記幅広部が前記第１の電極のフィンガー部の前記一の方向の一方側部分に配されており、前記幅狭部が他方側部分に配されている。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記第１の電極は、前記フィンガー部の前記一の方向の一方側に配されたバスバー部を有し、
前記第２の電極は、前記フィンガー部の前記一の方向の他方側に配されたバスバー部を有する。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記第１及び第２の電極のそれぞれは、前記フィンガー部を複数有し、
前記第１の電極の複数のフィンガー部の少なくともひとつが前記第１の幅広部と前記第１の幅狭部とを有し、
前記第２の電極の複数のフィンガー部の少なくともひとつが前記第２の幅広部と前記第２の幅狭部とを有する。
【請求項５】
一主面に第１及び第２の電極を備え、
前記第１及び第２の電極は、一の方向に沿って延び、前記一の方向に対して垂直な他の方向に沿って交互に配列されたフィンガー部を有し、
前記第１の電極のフィンガー部は、
第１のフィンガー部本体と、
前記第１のフィンガー部本体よりも幅広であり、前記配線材に電気的に接続されている第１の幅広部と、
前記第１のフィンガー部本体よりも幅狭である第１の幅狭部と、
を含み、
前記第２の電極のフィンガー部は、
第２のフィンガー部本体と、
前記第２のフィンガー部本体よりも幅広であり、前記配線材に電気的に接続されている第２の幅広部と、
前記第２のフィンガー部本体よりも幅狭である第２の幅狭部と、
を含み、
前記第１の幅広部と前記第２の幅狭部とが前記他の方向において重なるように配されていると共に、前記第２の幅広部と前記第１の幅狭部とが前記他の方向において重なるように配されている、太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているような、配線材により電気的に接続された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。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では、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２００９−２６６８４８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出力特性をさらに改善したいという要望がある。【０００５】
本発明は、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を主な目的とする。
【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、太陽電池と、配線材とを備えている。太陽電池は、一主面に第１及び第２の電極を有する。配線材は、太陽電池に電気的に接続されている。第１及び第２の電極は、一の方向に沿って延び、一の方向に対して垂直な他の方向に沿って交互に配列されたフィンガー部を有する。第１の電極のフィンガー部は、第１のフィンガー部本体と、第１の幅広部と、第１の幅狭部とを含む。第１の幅広部は、第１のフィンガー部本体よりも幅広である。第１の幅広部は、配線材に電気的に接続されている。第１の幅狭部は、第１のフィンガー部本体よりも幅狭である。第２の電極のフィンガー部は、第２のフィンガー部本体と、第２の幅広部と、第２の幅狭部とを含む。第２の幅広部は、第２のフィンガー部本体よりも幅広である。第２の幅広部は、配線材に電気的に接続されている。第２の幅狭部は、第２のフィンガー部本体よりも幅狭である。第１の幅広部と第２の幅狭部とが他の方向において重なるように配されている。第２の幅広部と第１の幅狭部とが他の方向において重なるように配されている。【０００７】
本発明に係る太陽電池は、一主面に第１及び第２の電極を有する。第１及び第２の電極は、一の方向に沿って延び、一の方向に対して垂直な他の方向に沿って交互に配列されたフィンガー部を有する。第１の電極のフィンガー部は、第１のフィンガー部本体と、第１の幅広部と、第１の幅狭部とを含む。第１の幅広部は、第１のフィンガー部本体よりも幅広である。第１の幅広部は、配線材に電気的に接続されている。第１の幅狭部は、第１のフィンガー部本体よりも幅狭である。第２の電極のフィンガー部は、第２のフィンガー部本体と、第２の幅広部と、第２の幅狭部とを含む。第２の幅広部は、第２のフィンガー部本体よりも幅広である。第２の幅広部は、配線材に電気的に接続されている。第２の幅狭部は、第２のフィンガー部本体よりも幅狭である。第１の幅広部と第２の幅狭部とが他の方向において重なるように配されている。第２の幅広部と第１の幅狭部とが他の方向において重なるように配されている。
【発明の効果】
【０００８】
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】
【０００９】
【図１】図１は、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２は、第１の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。
【図６】図６は、第３の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図７】図７は、第３の実施形態における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。
【図８】図８は、第４の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図９】図９は、第４の実施形態における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。
【図１０】図１０は、第５の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１に示されるように、太陽電池モジュール１は、太陽電池ストリング１０を備えている。太陽電池ストリング１０は、受光面側に位置する第１の保護部材１１と、裏面側に位置する第２の保護部材１２との間に配されている。第１の保護部材１１と第２の保護部材１２との間には、充填材層１３が設けられている。太陽電池ストリング１０は、充填材層１３によって封止されている。
【００１３】
第１の保護部材１１は、例えば、ガラス基板、樹脂基板等の透光性を有する部材により構成することができる。第２の保護部材１２は、例えば、樹脂シート、金属箔を介在させた樹脂シート、ガラス基板、樹脂基板等により構成することができる。充填材層１３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、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)などの樹脂により構成することができる。
【００１４】
太陽電池ストリング１０は、ｘ方向（第１の方向）に沿って配された複数の太陽電池２０を備えている。複数の太陽電池２０は、配線材３０によって電気的に接続されている。
【００１５】
太陽電池２０は、第１及び第２の主面２０ａ、２０ｂを有する。太陽電池２０は、第１の主面２０ａにおいて受光する。このため、第１の主面２０ａを受光面といい、第２の主面２０ｂを裏面ということがある。太陽電池２０は、受光面を構成している第１の主面２０ａにおいて受光したときにのみ発電するものであってもよいし、第１及び第２の主面２０ａ、２０ｂのいずれにおいて受光したときにも発電する両面受光型の太陽電池であってもよい。
【００１６】
なお、太陽電池２０の種類は、特に限定されない。太陽電池２０は、例えば、結晶性シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池により構成することができる。
【００１７】
図２に太陽電池２０の略図的裏面図を示す。図２に示すように、太陽電池２０は、第２の主面２０ｂ側に第１及び第２の電極２１，２２を有する。具体的には、太陽電池２０は、光電変換部２３と、光電変換部２３の裏面側の主面の上に第１及び第２の電極２１，２２とを有する。第１及び第２の電極２１，２２のうちの一方が、電子を収集する電極であり、他方が正孔を収集する電極である。
【００１８】
第１及び第２の電極２１，２２のそれぞれは、くし歯状に設けられている。第１の電極２１と第２の電極２２とは、互いに間挿し合っている。具体的には、第１及び第２の電極２１，２２のそれぞれは、複数のフィンガー部２１ａ、２２ａを有する。複数のフィンガー部２１ａ、２２ａのそれぞれは、一の方向（ｘ方向）に沿って延びている。複数のフィンガー部２１ａ、２２ａは、一の方向（ｘ方向）に対して垂直な他の方向（ｙ方向）に沿って、相互に間隔をおいて交互に配列されている。
【００１９】
複数のフィンガー部２１ａは、バスバー部２１ｂに電気的に接続されている。バスバー部２１ｂは、複数のフィンガー部２１ａのｘ方向における一方側（ｘ１側）に配されている。バスバー部２１ｂは、太陽電池２０のｘ方向におけるｘ１側端部において、ｙ方向の一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
【００２０】
同様に、複数のフィンガー部２２ａは、バスバー部２２ｂに電気的に接続されている。バスバー部２２ｂは、複数のフィンガー部２２ａのｘ方向における他方側（ｘ２側）に配されている。バスバー部２２ｂは、太陽電池２０のｘ方向におけるｘ２側端部において、ｙ方向の一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
【００２１】
図３に示されるように、ｘ方向において隣り合う太陽電池２０の一方の太陽電池２０の第１の電極２１と、他方の太陽電池２０の第２の電極２２とが配線材３０によって電気的に接続されている。詳細には、配線材３０は、配線３１を有する。配線３１は、一の方向（ｘ方向）に沿って延びる第１の線状部３１ａと、第１の線状部３１ａに電気的に接続されており、一の方向（ｘ方向）に沿って延びる第２の線状部３１ｂとを有する。第１の線状部３１ａが、ｘ方向において隣り合う太陽電池２０のｘ２側の太陽電池２０の第１の電極２１のフィンガー部２１ａに電気的に接続されている。第２の線状部３１ｂが、ｘ方向において隣り合う太陽電池２０のｘ１側の太陽電池２０の第２の電極２２のフィンガー部２２ａに電気的に接続されている。
【００２２】
なお、配線材３０と太陽電池２０とは、図示しない接着層により接着されている。接着層は、例えば、半田、樹脂接着剤の硬化物、導電材を含む樹脂接着剤の硬化物により構成することができる。
【００２３】
複数のフィンガー部２１ａの少なくともひとつは、フィンガー部本体２１ａ１と、配線３１の第１の線状部３１ａが電気的に接続されている幅広部２１ａ２と、幅狭部２１ａ３とを含む。複数のフィンガー部２１ａのすべてがフィンガー部本体２１ａ１、幅広部２１ａ２及び幅狭部２１ａ３を含んでいてもよいし、複数のフィンガー部２１ａには、フィンガー部本体２１ａ１、幅広部２１ａ２及び幅狭部２１ａ３のすべてを含まないものが存在していてもよい。例えば、複数のフィンガー部２１ａには、フィンガー部本体２１ａ１のみにより構成されているものが含まれていてもよい。
【００２４】
フィンガー部本体２１ａ１のｙ方向に沿った幅は、実質的に一定である。幅広部２１ａ２のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２１ａ１のｙ方向に沿った幅よりも広い。幅広部２１ａ２のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２１ａ１のｙ方向に沿った幅の１．２倍〜１．８倍であることが好ましく、１．５倍〜１．７５倍であることがより好ましい。
【００２５】
幅狭部２１ａ３のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２１ａ１のｙ方向に沿った幅よりも狭い。幅狭部２１ａ３のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２１ａ１のｙ方向に沿った幅の０．２倍〜０．８倍であることが好ましく、０．２５倍〜０．５倍であることがより好ましい。
【００２６】
同様に、複数のフィンガー部２２ａの少なくともひとつは、フィンガー部本体２２ａ１と、配線３１の第２の線状部３１ｂが電気的に接続されている幅広部２２ａ２と、幅狭部２２ａ３とを含む。複数のフィンガー部２２ａのすべてがフィンガー部本体２２ａ１、幅広部２２ａ２及び幅狭部２２ａ３を含んでいてもよいし、複数のフィンガー部２２ａには、フィンガー部本体２２ａ１、幅広部２２ａ２及び幅狭部２２ａ３のすべてを含まないものが存在していてもよい。例えば、複数のフィンガー部２２ａには、フィンガー部本体２２ａ１のみにより構成されているものが含まれていてもよい。
【００２７】
フィンガー部本体２２ａ１のｙ方向に沿った幅は、実質的に一定である。幅広部２２ａ２のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２２ａ１のｙ方向に沿った幅よりも広い。幅広部２２ａ２のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２２ａ１のｙ方向に沿った幅の１．２倍〜１．８倍であることが好ましく、１．５倍〜１．７５倍であることがより好ましい。
【００２８】
幅狭部２２ａ３のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２２ａ１のｙ方向に沿った幅よりも狭い。幅狭部２２ａ３のｙ方向に沿った幅は、フィンガー部本体２２ａ１のｙ方向に沿った幅の０．２倍〜０．８倍であることが好ましく、０．２５倍〜０．５倍であることがより好ましい。
【００２９】
フィンガー部本体２１ａ１のｙ方向に沿った幅及びフィンガー部２２ａ１のｙ方向に沿った幅の合計と、幅広部２１ａ２のｙ方向に沿った幅及び幅狭部２２ａ３のｙ方向に沿った幅の合計と、幅狭部２１ａ３のｙ方向に沿った幅及び幅広部２２ａ２のｙ方向に沿った幅の合計とが、実質的に等しいことが好ましい。
【００３０】
幅広部２１ａ２と幅狭部２２ａ３とが他の方向（ｙ方向）において重なるように配されている。また、幅狭部２１ａ３と幅広部２２ａ２とが他の方向（ｙ方向）において重なるように配されている。具体的には、幅広部２１ａ２がフィンガー部２１ａのｘ１側の先端に設けられている。即ち、幅広部２１ａ２は、フィンガー部２１ａのバスバー部２１ｂに対する接続部に設けられている。幅狭部２２ａ３は、フィンガー部２２ａのｘ１側の先端に設けられている。幅広部２２ａ２がフィンガー部２２ａのｘ２側の先端に設けられている。即ち、幅広部２２ａ２は、フィンガー部２２ａのバスバー部２２ｂに対する接続部に設けられている。幅狭部２１ａ３は、フィンガー部２１ａのｘ２側の先端に設けられている。
【００３１】
ところで、太陽電池モジュール１では、太陽電池２０に光が照射されると、光電変換部２３において正孔や電子などのキャリアが生成する。そのキャリアが第１または第２の電極２１，２２により収集され、太陽電池モジュール１から電力として取り出される。このため、太陽電池モジュール１の出力特性を改善するためには、キャリアの再結合による消失を抑制することにより太陽電池２０の光電変換効率を改善することが必要となる。
【００３２】
キャリアの再結合を抑制するためには、光電変換部２３において生じたキャリアが第１または第２の電極２１，２２に収集するまでに光電変換部２３中を移動しなければならない距離を短くする必要がある。このため、フィンガー部２１ａ、２２ａを細くすることが好ましい。しかしながら、フィンガー部を細くすると、配線とフィンガー部とを接続することが困難となる。例えば配線が他導電型のフィンガー部と接触してしまうと、短絡が生じるため、光電変換効率が低くなってしまう。従って、フィンガー部を十分に細くすることは、実際上困難である。
【００３３】
それに対して、太陽電池モジュール１では、フィンガー部２１ａ、２２ａに、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１よりも太い幅広部２１ａ２，２２ａ２が設けられており、この幅広部２１ａ２，２２ａ２において配線材３０と電気的に接続されている。このため、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１を細くした場合であっても、フィンガー部２１ａ、２２ａと配線３１とを確実に電気的に接続することが容易である。また、幅広部２１ａ２，２２ａ２に対応して幅狭部２１ａ３，２２ａ３が設けられている。つまり、収集するキャリアの少ないフィンガー部２１ａ，２２ａの先端部は、細くされ、幅狭部２１ａ３，２２ａ３とされる。これにより、隣り合うフィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１の間の間隔を広くすることなく、面積当たりのフィンガー部２１ａ，２２ａの本数を多くすることができる。従って、改善された出力特性を実現することができる。
【００３４】
フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１を細くしつつ、フィンガー部２１ａ、２２ａと配線３１との電気的接続を容易にする観点からは、幅広部２１ａ２，２２ａ２の幅は、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１の幅の１．２倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましい。但し、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１の幅に対して、幅狭部２１ａ３，２２ａ３の幅が小さすぎると、十分にキャリアを収集できない場合がある。従って、幅広部２１ａ２，２２ａ２の幅は、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１の幅の１．８倍以下であることが好ましく、１．７５倍以下であることがより好ましい。
【００３５】
また、太陽電池モジュール１では、幅広部２１ａ２，２２ａ２が、電力が集中しやすい、フィンガー部２１ａ、２２ａのバスバー部２１ｂ、２２ｂとの接続部に設けられている。従って、電極２１，２２の電気抵抗に起因するキャリアの収集ロスを抑制することができる。その結果、さらに改善された出力特性を実現することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
（第２及び第３の実施形態）
第１の実施形態では、ｙ方向に沿ってフィンガー部２１ａ、２２ａのひとつおきに幅広部２１ａ２，２２ａ２が設けられている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図４〜図７に示されるように、実質的にすべてのフィンガー部２１ａ、２２ａに幅広部２１ａ２，２２ａ２が設けられていてもよい。その場合、図４及び図５に示すように、幅広部２１ａ２，２２ａ２は、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１からｙ方向の一方側にのみ膨出した形状を有していてもよい。また、図６及び図７に示すように、幅広部２１ａ２，２２ａ２は、フィンガー部本体２１ａ１，２２ａ１からｙ方向の両側に膨出した形状を有していてもよい。
【００３８】
（第４の実施形態）
第３の実施形態では、フィンガー部２１ａとフィンガー部２２ａとの両方に幅広部２１ａ２，２２ａ２及び幅狭部２１ａ３，２２ａ３が設けられている例について説明した。それに対して、第４の実施形態では、フィンガー部２１ａに幅広部２１ａ２が設けられている一方、フィンガー部２２ａには、幅広部が設けられていない。フィンガー部２２ａに幅狭部２２ａ３が設けられている一方、フィンガー部２１ａには幅狭部が設けられていない。幅広部２１ａ２が設けられており、幅狭部が設けられていないフィンガー部２１ａが属する第１の電極２１が少数キャリアを収集する電極である。幅狭部２２ａ３が設けられており、幅広部が設けられていないフィンガー部２２ａが属する第２の電極２２が多数キャリアを収集する電極である。このように、少数キャリアを収集する第１の電極２１に幅広部２１ａ２を設け、幅狭部を設けないようにすることにより、少数キャリアの再結合による消失を抑制することができる。その結果、改善された光電変換効率を実現することができる。
【００３９】
（第５の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、第１及び第２の電極２１，２２がバスバー部２１ｂ、２２ｂを有する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図１０に示されるように、第１及び第２の電極２１，２２のそれぞれがフィンガー部２１ａ、２２ａのみにより構成されていてもよい。
【００４０】
尚、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、幅広部及び幅狭部のそれぞれは、フィンガー部の先端部や基端部ではなく、途中部に設けられていてもよい。
【００４１】
配線材は、幅広部のみならずバスバー部にも直接電気的に接続されていてもよい。
【００４２】
以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。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
２０…太陽電池
２１…第１の電極
２２…第２の電極
２１ａ、２２ａ…フィンガー部
２１ａ１、２２ａ１…フィンガー部本体
２１ａ２，２２ａ２…幅広部
２１ａ３、２２ａ３…幅狭部
２１ｂ、２２ｂ…バスバー部
２３…光電変換部
３０…配線材
【図１】
2013042417.tif 000003
【図２】
2013042417.tif 000004
【図３】
2013042417.tif 000005
【図４】
2013042417.tif 000006
【図５】
2013042417.tif 000007
【図６】
2013042417.tif 000008
【図７】
2013042417.tif 000009
【図８】
2013042417.tif 000010
【図９】
2013042417.tif 000011
【図１０】
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【国際調査報告】
2013042417.tif 000013
2013042417.tif 000014
2013042417.tif 000015
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