(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの製造時に光電変換素子に反りの発生を低減でき、量産性に優れた光電変換素子及び太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】第１主面１ｂおよび第２主面１ａを有する半導体基板５と、第１主面１ｂ上に配置された一方電極２ｃと他方電極３ｂとを具備する光電変換素子１であって、仮想線１０によって第１主面１ｂを第１領域Ｓと第２領域Ｔとに２分割したときに、一方電極２ｃは第１領域Ｓにおいて仮想線１０に交差する第１方向に延びる第１電極２ｃ１と第２領域Ｔにおいて第１方向に延びる第２電極２ｃ２とを有し、他方電極３ｂは第１領域Ｓにおいて第１方向に延びる第３電極３ｂ１と第２領域Ｔにおいて第１方向に延びる第４電極３ｂ２とを有し、第１電極２ｃ１の延長線上に第４電極３ｂ２が重なっているとともに第３電極３ｂ１の延長線上に第２電極２ｃ２が重なっている。【選択図】図１
2015065285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面および該第１主面の裏面である第２主面を有する半導体基板と、
前記第１主面上に配置された一方電極と他方電極とを具備する光電変換素子であって、
仮想線によって前記第１主面を第１領域と第２領域とに２分割したときに、前記一方電極は前記第１領域において前記仮想線に交差する第１方向に延びる第１電極と前記第２領域において前記第１方向に延びる第２電極とを有し、前記他方電極は前記第１領域において前記第１方向に延びる第３電極と前記第２領域において前記第１方向に延びる第４電極とを有し、
前記第１電極の延長線上に前記第４電極が重なっているとともに前記第３電極の延長線上に前記第２電極が重なっている光電変換素子。
【請求項２】
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極および前記第４電極はそれぞれ複数存在し、前記第１電極と前記第３電極とが交互に等間隔で並んでいるとともに前記第２電極と前記第４電極とが交互に等間隔で並んでいる、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極および前記第４電極の少なくとも１つは、互いに隙間をあけて帯状に並んだ複数の補助電極から成る、請求項１または２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記第１主面の前記仮想線の両端部の近傍に基準ポイントが配置されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記基準ポイントは、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極および前記第４電極と同じ材料を含む、請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記基準ポイントは絶縁樹脂を含む、請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光電変換素子を前記仮想線で分割して形成された前記第１領域側の第１サブセルと前記第２領域側の第２サブセルとが隙間を介してそれぞれの分割面同士が対向するように配置されており、前記第１電極と前記第４電極とが帯状の配線導体で電気的に接続されるかまたは、前記第２電極と前記第３電極とが帯状の配線導体で電気的に接続されている太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電変換素子及び太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
結晶系シリコン光電変換素子を用いた太陽電池モジュールは、通常金属製の帯状の配線導体（インターコネクタ）を光電変換素子の電極に取り付けることによって、複数の光電変換素子を電気的に接続して、所定の電気出力を得るようにしている。
【０００３】
太陽電池モジュールの製造工程において、光電変換素子の電極にこの配線導体をハンダ付けによって接続する場合、接続する材料間の熱膨張率の違いによって熱応力が生じる。これにより、光電変換素子に反りが発生して、光電変換素子に割れやクラックが発生し、製造歩留りを低下させることがあった。
【０００４】
特に、光電変換素子としてバックコンタクト型光電変換素子を用いた場合では、プラス側およびマイナス側の両電極が光電変換素子の裏面側（非受光面側）に形成されるため、配線導体が全て光電変換素子の裏面側へ接続されることになるので、太陽電池モジュールの製造時に大きな反りが発生しやすく、歩留りへの影響が大きくなる。
【０００５】
そこで、バックコンタクト型光電変換素子に帯状の配線導体をハンダ付けで接続した後に、光電変換素子に変形力を作用させることによって、光電変換素子の一部領域を導線側に突出させて、反りを小さくすることが提案されている（下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／８７４６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の太陽電池モジュールの製造方法では、光電変換素子に帯状の配線導体で接続した直後に反りが生じている光電変換素子に対して変形力を作用させるので、光電変換素子に割れ，クラックが発生しやすい。
【０００８】
そこで、本発明の一つの目的は、太陽電池モジュールの製造時に光電変換素子に反りの発生を低減でき、量産性に優れた光電変換素子及び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】
【０００９】
本実施形態に係る光電変換素子では、第１主面および該第１主面の裏面である第２主面を有する半導体基板と、前記第１主面上に配置された一方電極と他方電極とを具備する光電変換素子であって、仮想線によって前記第１主面を第１領域と第２領域とに２分割したときに、前記一方電極は前記第１領域において前記仮想線に交差する第１方向に延びる第１電極と前記第２領域において前記第１方向に延びる第２電極とを有し、前記他方電極は前記第１領域において前記第１方向に延びる第３電極と前記第２領域において前記第１方向に延びる第４電極とを有し、前記第１電極の延長線上に前記第４電極が重なっているとともに前記第３電極の延長線上に前記第２電極が重なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記の光電変換素子によれば、該光電変換素子を２分割したサブセルを用いた場合、太陽電池モジュールの製造工程において光電変換素子に大きな反りが生じるのを低減して帯状の配線導体により光電変換素子同士を接続することが可能となり、太陽電池モジュールの量産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る光電変換素子を模式的に示すための平面図であり、図１（ａ）はこの光電変換素子の第２主面側に形成された電極形状の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）はこの光電変換素子の第１主面側に形成された電極形状の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す光電変換素子の部分拡大断面図であり、図２（ａ）は図１（ａ）のＥ−Ｅ線の矢印方向における断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＦ−Ｆ線の矢印方向における断面図である。
【図３】図３は本発明のまた別の実施形態に係る光電変換素子を模式的に示すための平面図であり、図３（ａ）は、この光電変換素子の第２主面側に形成された電極形状の一例を示す平面図であり、図３（ｂ）はこの光電変換素子の第１主面側に形成された電極形状の一例を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの受光面側平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルの分解断面図である。
【図５】２つのサブセルの第１主面側において光電変換素子同士を直列に接続した様子を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る光電変換素子及び太陽電池モジュールの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更し得る。
【００１３】
＜光電変換素子＞
本発明の一実施形態に係るバックコンタクト型の光電変換素子１について、図１および図２を用いて説明する。
【００１４】
光電変換素子１は、正方形、長方形、角部にＲ部をもつ４角形や円形などの形状の半導体基板５を具備し、図１（ａ）に示すような、太陽光を主に受光する表面である第２主面１ａと、図１（ｂ）に示すような、第２主面１ａの裏側に位置する第１主面（非受光面）１ｂとを有している。また半導体基板５は、第１主面１ｂの面積をほぼ２等分する仮想線１０によって、第１主面１ｂを第１領域Ｓと第２領域Ｔに分けられている。
【００１５】
半導体基板５は一導電型を有し、この半導体基板５の第２主面１ａおよび第１主面１ｂには、図２（ａ），（ｂ）に示すように、半導体基板５の導電型と異なる逆導電型半導体層６（第１逆導電型半導体層６ａ、第３逆導電型半導体層６ｃ）を有する。
【００１６】
一導電型を示す半導体基板５としてボロンをドープしたｐ型のシリコン基板を使用する場合、このような逆導電型半導体層６はｎ型となり、例えばリンなどのｎ型不純物を半導体基板５の表面に拡散して形成される。
【００１７】
これにおいて、半導体基板５には第２主面１ａ側と第１主面１ｂ側とを貫通する複数の電極用貫通孔８を有する。この電極用貫通孔８の内部には導電性充填材が充填され、一極性の電極２は貫通孔電極２ｂを有している。また半導体基板５の電極用貫通孔８の内面には、第２逆導電型半導体層６ｂが設けられている。
【００１８】
さらに半導体基板５の第２主面１ａ側に形成された受光面電極２ａは、図１（ａ）に示すように、一極性の電極２の一つであり、その線幅が５０〜２００μｍ程度の、複数本の直線状細線の電極がほぼ等間隔に設けられ、さらに各々１本の受光面電極２ａ上には貫通孔電極２ｂが１〜５個程度接続されている。一本の受光面電極２ａに複数の貫通孔電極２ｂを備えることが、一つの貫通孔電極２ｂにおける電流密度を小さくし、光電変換素子の直列抵抗成分を低減できるため望ましい。
【００１９】
この第２主面１ａの電極に対応する第１主面１ｂに形成された電極の形状は、図１（ｂ）に示すように、まず貫通孔電極２ｂの直下に、これと電気的に接続された一極性の電極２の一つである一方電極２ｃが複数個、一直線上にほぼ一定間隔で配置され、一方電極２ｃの一つには、貫通孔電極２ｂが一つまたは複数個、接続されている。すなわち第1領域Ｓにおいては、仮想線１０に交差する第1方向（図２（ｂ）におけるＹ方向）に延びる一方電極２ｃの第1電極２ｃ１が配置され、第２領域Ｔにおいても、仮想線１０に交差する第1方向（Ｙ方向）に延びる一方電極２ｃの第２電極２ｃ２が配置される。
【００２０】
さらに、第１主面１ｂには、一極性の電極２とは別の極性を持った他極性の電極３が設けられ、この他極性の電極３は集電電極３ａと他方電極３ｂとから成る。すなわち、上記の直線状に配置された一方電極２とその周辺部以外の部分に、アルミニウムなどを主成分とする導電性ペーストを焼成して形成された集電電極３ａが配置される。また、図２（ａ）において、集電電極３ａの電極材料として、特にアルミニウムが用いられた場合、これを塗布、焼成して集電電極３ａを形成する際に、高濃度ドープ層４を同時に形成することができ、これにより、半導体基板５中で生成されたキャリアが効率よく集電される。ここで、高濃度とは半導体基板１における一導電型不純物の濃度よりも不純物濃度が大きいことを意味する。
【００２１】
この集電電極３ａと一部接するように銀を主成分とする導電ペーストなどから形成された他方電極３ｂが設けられる。これにおいても、第1領域Ｓにおいては、仮想線１０に交
差する第1方向（Ｙ方向）に延びる他方電極３ｂの第３電極３ｂ１が配置され、第２領域
Ｔにおいては、仮想線１０に交差する第1方向（Ｙ方向）に延びる他方電極３ｂの第４電
極３ｂ２が配置される。
【００２２】
さらに半導体基板５の一導電型（例えばｐ型）と逆導電型層（例えばｎ型）を電気的に分離（ｐｎ分離）するため、図１（ａ）に示すように、一方電極２を取り囲むように、その周辺部に分離溝９ａが設けられ、さらに半導体基板５の第１主面１ｂの第1領域Ｓと第2領域Ｔの周辺部に分離溝９ｂが設けられる。
【００２３】
このように、本発明に係る光電変換素子１では、その第２主面１ａおよび電極用貫通孔８内部に、受光面電極２ａおよび貫通孔電極２ｂが設けられ、その第１主面１ｂ上においては、逆導電型半導体層６上に一方電極２ｃが設けられ、また逆導電型半導体層６の非形成部には他極性の電極３として、集電電極３ａと他方電極３ｂとが設けられる。
【００２４】
これにおいて、本実施形態の光電変換素子１は、第１電極２ｃ１の延長線上に第４電極３ｂ２が配置されているとともに、第３電極３ｂ１の延長線上に第２電極２ｃ２が配置されていることを特徴とする。
【００２５】
このような構造とすることにより、仮想線１０により光電変換素子１を２分割し、分割した後の一方のサブセルの第１電極２ｃ１、第３電極３ｂ１と他方のサブセルの第２電極２ｃ２、第４電極３ｂ２に帯状の配線導体をハンダ付けなどで接続した場合、配線導体と半導体基板の熱膨張率の差異によりサブセルに発生する熱応力に起因する反りは、理論上
分割前の光電変換素子に発生する反りの１／４にすることができ、反りによる製造歩留り低下を抑制し、量産に適したバックコンタクト型光電変換素子の提供が可能となる。また、分割した後のサブセルのうち一方を１８０°回転することなしに、サブセルを適当な隙間を介して配置するだけで、直ちに配線導体で接続することができるので、光電変換モジュールの作製工程を容易にすることができる。
【００２６】
また、光電変換素子１は、仮想線１０の両端部の近傍に基準ポイントＫ１〜４を備えることが望ましい。すなわち基準ポイントＫ１〜４は、仮想線１０から所定距離、離間した位置に、仮想線１０の両端部の両側に４点設けられる。基準ポイントＫ１〜４を設けることにより、光電変換素子１を2分割するときの分割位置の決定が簡単になると共に、分割
した後のサブセルに帯状の配線導体を接続する場合のサブセルの位置決めをも簡単、確実にすることができ、自動化するときに時に特に有効に用いることができる。
【００２７】
基準ポイントＫ１〜４の形状は、丸型やＸ字、十字などで、その大きさは光電変換素子１の大きさなどを考慮して、最適なものに決定すればよいが、図１（ｂ）の一例では直径０．５〜２ｍｍ程度の丸型である。
【００２８】
基準ポイントＫ１〜４は、第１電極２ｃ１、第２電極２ｃ２、第３電極３ｂ１および第４電極３ｂ２と同じ材料である、例えば銀を主成分とする導電ペーストなどから形成されることが、これらの電極形成時に同時に基準ポイントＫ１〜４が形成できるため望ましい。また基準ポイントＫ１〜４は、太陽電池モジュール作製時などに、基準ポイントＫ１〜４の剥離などから電極間の短絡が発生する危険を避ける為、絶縁樹脂材料を用いて形成しても良い。
【００２９】
第１電極２ｃ１、第２電極２ｃ２、第３電極３ｂ１および第４電極３ｂ２の少なくとも１つは、互いに隙間をあけて帯状に並んだ複数の補助電極から成ることが望ましい。すなわち、例えば図１（ｂ）に示す、第３電極３ｂ１、第４電極３ｂ２は直線状に連続して示されてあるが、これに限定されるものではなく、互いに隙間をあけて帯状に並んだ複数の補助電極から成るようにしても良い。第１電極２ｃ１、第２電極２ｃ２、第３電極３ｂ１、第４電極３ｂ２が、直線状に連続したものでは、太陽電池モジュール作製時に帯状の配線導体をこれらの電極にハンダ付けした場合、ハンダ付けされた領域はこれらの電極略全域配に亘ることになるため、配線導体と半導体基板の熱膨張率の差異により発生する熱応力が、電極の長手方向の両端部に集中することになり、電極の両端部からの剥離が発生し易くなる場合があるが、互いに隙間をあけて帯状に並んだ複数の補助電極から成るようにした場合、熱応力の集中が低減され、電極の剥離を抑制することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば、バックコンタクト型光電変換素子は、上述した内容に限定されるものではなく、貫通孔を有しないＩＢＣ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｃｏｎｔａｃｔ）構造の太陽電池素子にも適用可能である。
【００３１】
また、電極より導出、延長された接続導体との接続部を別途備える光電変換素子にも応用可能である。
【００３２】
＜光電変換素子の製造方法＞
次に、本実施形態に係る光電変換素子の製造方法について説明する。
【００３３】
（半導体基板の準備工程）
まず、一導電型を示す半導体基板５として、例えばボロンなどがドープされたｐ型のシリコン基板を準備する。このシリコン基板は、シリコンインゴットから切り出された単結
晶シリコン基板または多結晶シリコン基板からなるシリコン基板を用いればよく、シリコン基板の比抵抗は０．２〜２．０Ω・ｃｍ程度が好適であり、シリコン基板の大きさは、例えば一辺１４０〜１８０ｍｍ程度の正方形または矩形で、その厚みは１５０μｍ〜２５０μｍ程度にすればよい。
【００３４】
（電極用貫通孔の形成工程）
次に、半導体基板５の第２主面１ａと第１主面１ｂとの間に電極用貫通孔８を形成する。
【００３５】
この電極用貫通孔８は、機械的ドリル、ウォータージェットまたはレーザー装置等を用いて、例えば半導体基板５の第２主面１ａ側から第１主面１ｂ側に向けて形成される。特に電極用貫通孔８形成時または形成後のマイクロクラックの発生抑制のために、レーザーなどが好適に用いられる。
【００３６】
このようなレーザーとしては、例えばエキシマレーザー、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザーまたはＹＶＯ４（イットリウム・バナデイト）レーザー等を使用することができる。
【００３７】
（表面エッチング）
電極用貫通孔８を設けた半導体基板５の表面を、１０〜３０質量％程度、６０〜９０℃の水酸化ナトリウム水溶液で深さ５〜２０μｍ程度エッチングを施し、洗浄する。
【００３８】
これにより、電極用貫通孔８内部の側面もエッチングされ、その表面が清浄化される。
【００３９】
（逆導電型層の形成工程）
次に、半導体基板５の表面に逆導電型半導体層６を形成する。逆導電型半導体層６を形成するためのｎ型ドーピング元素としてはＰ（リン）を用い、シート抵抗が６０〜３００Ω／□程度のｎ型とすることで、半導体基板５の内部にｐｎ接合が形成される。
【００４０】
さらに、この逆導電型半導体層６の形成に例えば気相拡散法を用いた場合、半導体基板５の両面および電極用貫通孔８の内壁に、同時に逆導電型半導体層６を形成することができる。
【００４１】
（反射防止膜の形成工程）
次に、第１逆導電型半導体層６ａの上には、反射防止膜７を形成することが好ましい。反射防止膜７は、第２主面１ａにおける光の反射率を低減させて、半導体基板５に吸収される光の量を増大させ、光電変換素子１の光電変換効率の向上に寄与する。反射防止膜７は、例えば、窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜、もしくは酸化アルミニウム膜、またはそれらの積層膜からなる。反射防止膜７の厚みは、構成する材料によって適宜選択されるが、例えば窒化シリコン膜では屈折率は１．８〜２．３程度、厚み５０〜１２０ｎｍ程度が好ましい。また、反射防止膜７は逆導電型半導体層６の表面および粒界でのキャリアの再結合による変換効率の低下を低減する、パッシベーション膜としての効果も有することができる。反射防止膜７の形成方法としては、ＰＥＣＶＤ法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いることができる。
【００４２】
（受光面電極と貫通孔電極の形成工程）
次に、半導体基板５に、受光面電極２ａと貫通孔電極２ｂを形成する。
【００４３】
これらの電極は、半導体基板５の第２主面１ａにスクリーン印刷法などの塗布法を用いて導電性ペーストを塗布すればよく、例えば銀を主成分として、ガラスフリットや有機ビ
ヒクル等からなる導電性ペーストを、最高温度５００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって形成される。
【００４４】
（第１主面側電極の形成工程）
次に、半導体基板５の第１主面１ｂ上に、集電電極３ａを形成する。
【００４５】
集電電極３ａは、例えばスクリーン印刷法を用いて、半導体基板５の第１主面１ｂ上に導電性ペーストを塗布すればよく、例えばアルミニウムを主成分として、ガラスフリットや有機ビヒクル等からなるからなる導電性ペーストを、集電電極３ａとなるような所定の電極形状に塗布し、最高温度５００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって形成できる。
【００４６】
これにより、一導電型半導体不純物であるアルミニウムが高濃度に拡散された高濃度ドープ層４も同時に形成することも可能となる。
【００４７】
次に、半導体基板５の第１主面１ｂ上に一方電極２と他方電極３ｂを形成する。
【００４８】
上述の塗布法を用いて、半導体基板５の第１主面１ｂに導電性ペーストを塗布すればよく、例えば上述の銀等からなる導電性ペーストを、例えば、図１（ｂ）の電極形状となるようにスクリーン印刷法を用いて塗布し、最高温度５００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、一方電極２と他方電極３ｂとを形成する。
【００４９】
（ｐｎ分離工程）
ｐｎ分離は、第１主面１ｂの周辺部のみに酸化珪素やアルミナなどの粉末を高圧で吹きつけて、第１主面１ｂの周辺部の逆導電型層を削り取るブラスト加工法、または第１主面１ｂの周辺端部に分離溝９ｂを形成するレーザー加工法を用いることで可能である。
【００５０】
次に、一方電極２周辺部分のｐｎ分離を行う場合は、一方電極２の外周部分にＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）、またはＳＨＧ（second harmonic Generation）−ＹＡＧレーザー（波長５３２ｎｍ）などを用いてレーザー光を照射し、ｐｎ接合面より深い分離溝９ａを形成することで行う。
【００５１】
以上のようにして、本実施形態の光電変換素子が完成する。
【００５２】
＜光電変換素子の他の実施形態＞
他の実施形態に係る光電変換素子１´においては、上述のように仮想線によって第１主面１ｂを第１領域Ｓと第２領域Ｔとに２分割したときに、一方電極２ｃは第１領域Ｓにおいて仮想線１０に交差する第１方向（図３（ｂ）に示すＹ方向）に延びる第１電極２ｃ１と第２領域Ｔにおいて第１方向（Ｙ方向）に延びる第２電極２ｃ２とを有し、他方電極３ｂは第１領域Ｓにおいて第１方向（Ｙ方向）に延びる第３電極３ｂ１と第２領域Ｔにおいて第１方向（Ｙ方向）に延びる第４電極３ｂ２とを有し、第１電極２ｃ１の延長線上に第４電極３ｂ２が重なっているとともに前記第３電極３ｂ１の延長線上に第２電極２ｃ２が重なっている。
【００５３】
さらに光電変換素子１´では、図３（ａ）（ｂ）に示すように、第１電極２ｃ１、第２電極２ｃ２、第３電極３ｂ１および第４電極３ｂ２はそれぞれ複数存在し、第１電極２ｃ１と第３電極３ｂ１とが交互に等間隔で並んでいるとともに、第２電極２ｃ２と第４電極３ｂ２とが交互に等間隔で並んでいることを特徴とする。すなわち第１領域Ｓにおいて、互いに隣接する第１電極２ｃ１と第３電極３ｂ１は、各々の中心間がそれぞれ距離Ｌだけ隔てて設けられており、第２領域Ｔにおいても、互いに隣接する第２電極２ｃ２と第４電
極３ｂ２とは各々の中心間がそれぞれ距離Ｌだけ隔てて設けられていることを特徴とする。
【００５４】
このような構造とすることにより、仮想線１０により光電変換素子１´を2分割し、分
割した後のサブセルの第１電極２ｃ１、第２電極２ｃ２、第３電極３ｂ１、第４電極３ｂ２に帯状の配線導体を接続した場合、隣接する配線導体の距離を最大限離間させることができ、配線導体同士が接触して短絡する危険を低減させることができる。さらに太陽電池モジュールの受光面側から観た場合、サブセルの隙間から見える配線導体が等間隔に見えるため、太陽電池モジュールの美観を向上させることができる。
【００５５】
＜太陽電池モジュール＞
図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュールＭは、透光性部材１２と裏面保護材１３との間に、受光面側充填剤１４と裏面側充填剤１５で封入した、光電変換素子１を分割したサブセルＳＢを配置した構造の太陽電池パネルＰの外周部に、枠体２１を取り付けており、さらに、発電電力を出力配線１６を通じて外部回路に接続するための端子箱１７を太陽電池パネルＰの裏面に取り付けて構成されたものである。
【００５６】
＜光電変換素子の接続＞
光電変換素子１は、仮想線１０で２分割し、第１領域Ｓ側の第１第１サブセルＳＢ１と第２領域Ｔ側の第２サブセルＳＢ２とする。この分割は、ダイシングソーなどの切断機械で分割してもよく、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザーなどを用いて、半導体基板５の厚さ方向の１／２〜１／４程度の切り込み溝を形成した後、半導体基板５を切り込み溝を広げる方向に曲げて、割るように分割しても良い。
【００５７】
分割された第１サブセルＳＢ１と第２サブセルＳＢ２は、図５に示すように隙間Ｇを介して、第１サブセルＳＢ１の分割面２０ａと第２サブセルＳＢ２の分割面２０ｂが対向するように配置される。隙間Ｇの寸法は、サブセルＳＢの位置決め精度や完成した太陽電池モジュールの大きさや外観などを考慮して決定すればよいが、一例では１〜５ｍｍ程度である。
【００５８】
その後、第１主面１ｂ側において帯状の配線導体１８によって互いに電気的に接続される。すなわち、例えば第１サブセルＳＢ１の第１電極２ｃ１と第２サブセルＳＢ２の第４電極３ｂ２とが、帯状の第１配線導体１８ａで電気的に接続される。この接続は導電性の接着剤などを用いて行っても良いが、ハンダ付けにより行うことが、接続部分の抵抗成分を小さくできるため望ましい。
【００５９】
本実施形態に係る帯状の接続導体１８は、例えば厚さ０．１〜０．６ｍｍ程度であり、幅１．０〜４．０ｍｍ程度の直線形状の銅またはアルミニウムなどの良導電性金属から成るものであり、さらにこの銅またはアルミニウムなどの表面をハンダまたはニッケルなどを用いたメッキなどで被覆してもよい。また、帯状の接続導体１８の長さは、サブセルＳＢの大きさや隙間Ｇなどを考慮して最適な長さに決定すればよい。
【００６０】
さらに第１サブセルＳＢ１の第３電極３ｂ１には、第２配線導体１８ｂの一端部側が接続され、この第２配線導体１８ｂの他端部側は、図５の−Ｙ方向に配置されるまた別のサブセル（不図示）の第２電極２ｃ２に接続される。また第２サブセルＳＢ２の第２電極２ｃ２には、第３配線導体１８ｃが接続され、この第３配線導体１８ｃの他端部側は、＋Ｙ方向に配置されるまた別のサブセル（不図示）の第３電極３ｂ１に接続される。このようにして所定数のサブセルＳＢを直列に接続することができる。
【００６１】
このような接続は、上記と同様にまず第２サブセルＳＢ２の第２電極２ｃ２と第１サブ
セルＳＢ１の第３電極３ｂ１とが配線導体で電気的に接続するようにすることでも可能である。
【００６２】
所定数のサブセルＳＢを直線状に接続したストリングを複数本作製した後、ストリングを配列し、このストリング両端のサブセルＳＢから導出された配線導体１８同士を、配線導体１８と略直交する方向の接続配線１９で接続する。また両端部のストリングの端部から導出された配線導体１８には、出力配線１６を接続する。
【００６３】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
太陽電池モジュールの製造方法は、まず透光性基板１２、受光面側充填剤１４及び裏面側充填剤１５、裏面保護材１３を準備する。これにおいて、透光性基板１２としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。ガラス板ついては、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが使用される。他方、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板を用いた場合には、厚みが５ｍｍ程度のものが多く使用される。
【００６４】
受光面側充填剤１４及び裏面側充填剤１５は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略す）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から成り、Ｔダイと押し出し機により厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状に成形されたものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着して他の部材と一体化するものである。なお、裏面側充填剤１５に用いるＥＶＡやＰＶＢは透明でも構わないし、太陽電池モジュールの設置される周囲の設置環境に合わせ酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させても構わない。
【００６５】
裏面保護材１３は、水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。
【００６６】
その後、図４（ｂ）に示すように、透光性基板１２上に受光面側充填剤１４を置き、さらにその上に上述のように配線導体１８、接続配線１９や出力配線１６を接続したサブセルＳＢを置く。さらにその上に、裏面側充填剤１５及び裏面保護材１３を順次積層する。
【００６７】
このような状態にして、ラミネート装置にセットし、減圧下にて加圧しながら１００〜２００℃で例えば１５分〜１時間加熱することにより、これらが一体化した太陽電池パネルＰを作製する。
【００６８】
この太陽電池パネルＰの外周部に、アルミニウムまたは樹脂などによって作製された枠体２１をビス止めする。さらに、出力配線１６を太陽電池パネルＰの裏面側に接着剤などで取り付けられた樹脂製の端子箱１７内部の所定部位に接続し、太陽電池モジュールＭが完成する。
【００６９】
本実施形態では、バックコンタクト型光電変換素子１を用いているため光電変換効率が高く、製造歩留りもよく、また量産性にも優れた太陽電池モジュールＭを提供することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１：光電変換素子
１ａ：第２主面
１ｂ：第１主面
２：一極性の電極
２ａ：受光面電極
２ｂ：貫通孔電極
２ｃ：一方電極
２ｃ１：第１電極
２ｃ２：第２電極
３：他極性の電極
３ａ：集電電極
３ｂ：他方電極
３ｂ１：第３電極
３ｂ２：第４電極
４：高濃度ドープ層
５：半導体基板
６：逆導電型半導体層
６ａ；第１逆導電型層
６ｂ：第２逆導電型層
６ｃ；第３逆導電型層
７：反射防止膜
８：電極用貫通孔
９：分割溝
９ａ：周辺部の分離溝
９ｂ：外周端部の分離溝
１０： 中心線
１１：帯状の配線導体
１２：透光性部材
１３：裏面保護材
１４：受光面側充填剤
１５：裏面側充填剤
１６：出力配線
１７：端子箱
１８：配線導体
１８ａ：第１配線導体
１８ｂ：第２配線導体
１８ｃ：第３配線導体
１９：接続配線
２１：枠体
Ｇ：隙間部
Ｍ：太陽電池モジュール
Ｐ：太陽電池パネル
Ｓ：第１領域
Ｔ：第２領域
ＳＢ：サブセル
ＳＢ１：第１サブセル
ＳＢ２：第２サブセル
【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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