(57)【要約】【課題】信頼性が高く、しかも、製造が容易な太陽電池と、その製造方法を提供する。【解決手段】Ｇｅ基板の表面に、複数のｐｎ接合を含むエピタキシャル層が形成される。そのエピタキシャル層上に表面電極５ａ，５ｂが形成される。次に、所定のメサエッチングを施すことによって、太陽電池セル本体となるエピタキシャル層３ａと、バイパスダイオードとなるエピタキシャル層３ｂが残される。次に、支持基板を接着してＧｅ基板が除去された後に裏面電極１５が形成されて支持基板が取外される。裏面電極１５のうち、バイパスダイオード９の裏面電極１５ｂを、太陽電池セル本体７の裏面電極１５ａに対して折り曲げることにより、裏面電極１５ｂが裏面電極１５ａに重ね合わせられて、バイパスダイオード９が太陽電池セル本体７の裏側に配設された化合物太陽電池１０が製造される。【選択図】図１
2008153429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の半導体層から形成された太陽電池セル本体と、
前記太陽電池セル本体と電気的に接続され、前記太陽電池セル本体に逆バイアスが作用する場合に前記太陽電池セル本体に電流が流れないように電流をバイパスさせるためのバイパスダイオードと
を備え、
前記バイパスダイオードは、所定の前記半導体層と同じ層からなる部分を含んで形成された、太陽電池。
【請求項２】
前記太陽電池セル本体の受光面とは反対側の裏面に形成された裏面電極を備え、
前記バイパスダイオードの一方の端子が、前記裏面電極に接触するように配設された、請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
前記裏面電極は、前記太陽電池セル本体が位置する側とは反対の側に折り曲げられた折り曲げ部を含み、
前記バイパスダイオードは、前記折り曲げ部の上に形成された、請求項２記載の太陽電池。
【請求項４】
前記太陽電池セル本体と前記バイパスダイオードとは、前記半導体層として、エピタキシャル成長のための基板の上に成長させたエピタキシャル層の部分から形成された、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
前記太陽電池セル本体と前記バイパスダイオードを含む太陽電池セルを複数備え、
複数の前記太陽電池セルでは、
複数の前記太陽電池セルのそれぞれの前記太陽電池セル本体が互いに直列に接続され、
複数の前記太陽電池セルのそれぞれの前記バイパスダイオードは、複数の前記太陽電池セルにおける一の太陽電池セルの前記太陽電池セル本体に逆バイアスが負荷された場合に、前記一の太陽電池セル本体に流れようとする電流をバイパスさせて、前記一の太陽電池セルに接続された隣りの他の太陽電池セルに流すように接続された、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項６】
半導体基板上に所定の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層に加工を施すことによって、互いに分離された太陽電池セル本体およびバイパスダイオードをそれぞれ形成する素子形成工程と
を備えた、太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記素子形成工程は、
前記半導体層上にマスク部材を形成する工程と、
前記マスク部材をマスクとして前記半導体層にエッチングを施すことにより、互いに分離された前記太陽電池セル本体および前記バイパスダイオードを形成する工程と
を含む、請求項６記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記素子形成工程は、
互いに分離された前記太陽電池セル本体および前記バイパスダイオードを形成した後、
前記太陽電池セル本体および前記バイパスダイオードの表面を覆うように支持基板を装着する工程と、
前記支持基板により前記太陽電池セルと前記バイパスダイオードとを保持した状態で前記半導体基板を取除く工程と、
前記半導体基板が取除かれて露出した前記太陽電池セル本体および前記バイパスダイオードのそれぞれの裏面を覆うように裏面電極を形成する工程と、
前記支持基板を取除く工程と
を備えた、請求項６または７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記素子形成工程は、前記支持基板を取除いた後に、前記バイパスダイオードが位置する前記裏面電極の部分を前記太陽電池セル本体が位置する側とは反対の側に折り曲げて、前記太陽電池セル本体が位置する前記裏面電極の部分に重ね合わせることにより、前記バイパスダイオードを前記太陽電池セル本体の受光面とは反対側の裏面に配設する工程を備えた、請求項８記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記太陽電池セル本体と前記バイパスダイオードを含む太陽電池セルを複数製造する工程と、
複数の太陽電池セルのそれぞれの前記太陽電池セル本体を、互いに直列に接続する工程と、
複数の前記太陽電池セルのそれぞれの前記バイパスダイオードを、複数の前記太陽電池セルにおける一の太陽電池セルの前記太陽電池セル本体に逆バイアスが負荷された場合に、前記一の太陽電池セル本体に流れようとする電流をバイパスさせて、前記一の太陽電池セルに接続された隣りの他の太陽電池セルに流すように接続する工程と
を備えた、請求項６〜９のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池およびその製造方法に関し、特に、バイパスダイオードを備えた太陽電池と、そのようなバイパスダイオードを備えた太陽電池の製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の太陽電池セル本体を接続して発電を行なう場合に、天候状態によっては雲などによって太陽光線が遮られてしまい、複数の太陽電池セル本体のうちのいくつかの太陽電池セル本体に対しては、太陽光線が照射されない状況が生じる場合がある。
【０００３】
この場合、太陽光線が照射されない太陽電池セル本体には、他の太陽電池セル本体によって発電された電流が逆方向のバイアスとして印加されることになって、太陽電池セル本体の破損や不要な電力の消費を招くことがある。これを解消するためにバイパスダイオードが設けられる。
【０００４】
バイパスダイオードにおいては、太陽電池セル本体が発電中の場合には、ダイオード特性の逆方向にバイアスが作用するために電流をバイパスさせることはない。一方、発電に寄与していない太陽電池セル本体に逆方向のバイアスが作用する場合には、ダイオード特性の順方向に電流を流す（バイパスする）ことによって、その太陽電池セル本体に電流が流れるのを阻止して、太陽電池セル本体が破損するのを防ぐことができる。
【０００５】
一般に、太陽電池としてシリコン太陽電池セル本体などの場合では逆バイアス耐性が比較的強く、数個から数十個のシリコン太陽電池セル本体のシリーズに対して、１つのバイパスダイオードが設けられる。一方、化合物太陽電池セル本体などの場合では逆バイアス耐性が弱いために、１つの化合物太陽電池セル本体に対して１つのバイパスダイオードが設けられる。一般に、そのような太陽電池セル本体とバイパスダイオードとは別々の材料によって個々に製造されて、後の工程においてインタコネクタのような配線によって太陽電池セル本体とバイパスダイオードとが接続されることになる。
【０００６】
ここで、従来の太陽電池の一例として、一般的な化合物太陽電池を例に挙げて具体的に説明する。図３０および図３１に示すように、従来の多接合型の化合物太陽電池１１０は、多接合型の太陽電池セル本体１０６とバイパスダイオード１０８を備えている。太陽電池セル本体１０６とバイパスダイオード１０８とは、後述するように所定の極同士がインターコネクタ１０９ａ，１０９ｂによって電気的に接続されている。
【０００７】
図３２に示すように、太陽電池セル本体１０６では、厚さ約１５０μｍ程度のＧｅ基板１０１（あるいは、ＧｅＡｓ基板）の表面に、ｐｎ接合を有する所定のエピタキシャル層１０２が形成されている。そのエピタキシャル層１０２の表面（受光面側）の所定の領域に、表面電極（Ｎ型電極）１０４ａがコンタクト部１０３を介して形成されている。Ｇｅ基板１０１の裏面側の表面に、裏面電極１０５ａ（Ｐ型電極）が形成されている。
【０００８】
一方、バイパスダイオード１０８では、ダイオードとしてシリコン基板に拡散によって形成されたｐｎ接合からなるダイオード本体１０７が適用されている。そのダイオード本体１０７の表面（受光面）に、表面電極１０４ｂ（Ｐ型電極）が形成されている。ダイオード本体１０７の裏面側の表面に、裏面電極１０５ｂ（Ｎ型電極）が形成されている。
【０００９】
太陽電池セル本体１０６の表面電極（Ｎ型電極）１０４ａとバイパスダイオード１０８の表面電極（Ｐ型電極）１０４ｂとが、インターコネクタ１０９ａによって電気的に接続されている。また、太陽電池セル本体１０６の裏面電極（Ｐ型電極）１０５ａとバイパスダイオード１０８の裏面電極（Ｎ型電極）１０５ｂとが、インターコネクタ１０９ｂによって電気的に接続されている。
【００１０】
この太陽電池セル本体１０６とバイパスダイオード１０８を備えた化合物太陽電池１１０の等価回路を図３３に示す。図３３に示すように、太陽電池セル本体１０６が発電をしていない場合において、その太陽電池セル本体１０６に逆方向の電圧（Ｎ電極側に正の電位）が印加された場合には、矢印に示すように電流はバイパスダイオード１０６を流れることになる。これにより、太陽電池セル本体１０６に対して逆方向の電圧が印加されるのを防いでいる。
【００１１】
また、近年、たとえば、特許文献１では、所定の基板の上に形成された太陽電池セル本体となるエピタキシャル層の上に、ダイオードとなるエピタキシャル層を形成した太陽電池が提案されている。さらに、最近では、エピタキシャル成長をさせる基板を薄く加工した化合物太陽電池が開発されている。そして、特許文献２および特許文献３では、エピタキシャル成長をさせる基板にエピタキシャル層を形成した後に、その基板を除去したエピタキシャル層からなる太陽電池が提案されている。この太陽電池は、軽量でフレキシブルであるという点で注目を集めている。
【特許文献１】特表２００２−５１７０９８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９９３４号公報
【特許文献３】特開２００４−３２７８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の太陽電池では次のような問題点があった。まず、基板を薄く加工することによって製造される化合物太陽電池では、薄さの利点を生かすために、化合物太陽電池セル本体に加えてバイパスダイオードも薄く加工する必要がある。
【００１３】
このとき、ダイオードを化合物太陽電池セル本体とは別個の半導体基板から形成して、これを化合物太陽電池セル本体に接続させようとすると、ダイオードそのものを薄く加工する技術と、薄く加工されたダイオードと化合物太陽電池セル本体とを接続する技術が必要となって、技術的なハードルが高くなるという問題があった。
【００１４】
また、太陽電池セル本体となるエピタキシャル層の上に、ダイオードとなるエピタキシャル層を形成して化合物太陽電池を形成する手法では、太陽電池となるエピタキシャル層との関係で、その上に位置するダイオードとなるエピタキシャル層の加工が複雑になり、結果として化合物太陽電池としての信頼性に欠けるというおそれがあった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、信頼性が高く、しかも、製造が容易な太陽電池を提供することであり、他の目的は、そのような太陽電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る太陽電池は、太陽電池セル本体とバイパスダイオードとを備えている。太陽電池セル本体は、所定の半導体層から形成されている。バイパスダイオードは、太陽電池セル本体と電気的に接続され、太陽電池セル本体に逆バイアスが作用する場合に太陽電池本体に電流が流れないように電流をバイパスさせる。そのバイパスダイオードは、所定の半導体層と同じ層からなる部分を含んで形成されている。
【００１７】
この構成によれば、太陽電池セル本体とバイパスダイオードとが同じ半導体層からなる部分を含んでいることで、太陽電池セル本体とバイパスダイオードとを別個に製造することなく同時に形成することができる。
【００１８】
また、太陽電池セル本体の受光面とは反対側の裏面に形成された裏面電極を備え、バイパスダイオードの一方の端子が、その裏面電極に接触するように配設されていることが好ましい。
【００１９】
この場合には、太陽電池セル本体およびバイパスダイオードが裏面電極を共有することになり、太陽電池セル本体とバイパスダイオードとにおける裏面電極側の接続を別途行なう必要がなくなる。
【００２０】
その裏面電極は、太陽電池セル本体が位置する側とは反対の側に折り曲げられた折り曲げ部を含み、バイパスダイオードは、その折り曲げ部の上に形成されていることが好ましい。
【００２１】
この場合には、バイパスダイオードが太陽電池セル本体における受光面とは反対側の面に配設されることで、限られた領域内に太陽電池セル本体を有効に配設することができる。
【００２２】
その太陽電池セル本体とバイパスダイオードとは、半導体層として、具体的には所定のエピタキシャル成長のための基板の上に成長させたエピタキシャル層の部分から形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、太陽電池としてストリング態様の太陽電池とする場合には、まず、太陽電池セル本体と前記バイパスダイオードを含む太陽電池セルを複数備え、複数の太陽電池セルでは、複数の太陽電池セルのそれぞれの太陽電池セル本体が互いに直列に接続され、複数の太陽電池セルのそれぞれのバイパスダイオードは、複数の太陽電池セルにおける一の太陽電池セルの太陽電池セル本体に逆バイアスが負荷された場合に、その一の太陽電池セル本体に流れようとする電流をバイパスさせて、一の太陽電池セルに接続された隣りの他の太陽電池セルに流すように接続されていることが好ましい。
【００２４】
これにより、太陽光線が雲などによって遮られて、一の太陽電池セル本体が発電に寄与しなくなった場合には、一の太陽電池セル本体に流れようとする電流は、バイパスダイオードを流れて、他の太陽電池セルに流れることになり、一の太陽電池セル本体に電流が流れることに伴う一の太陽電池セル本体の破壊や劣化等を防ぐことができる。
【００２５】
本発明に係る太陽電池の製造方法は以下の工程を備えている。半導体基板上に所定の半導体層を形成する。その半導体層に加工を施すことによって、互いに分離された太陽電池セル本体およびバイパスダイオードをそれぞれ形成する。
【００２６】
この方法によれば、太陽電池セル本体とバイパスダイオードとを別個に製造することなく、同じ半導体層から同時に形成することができる。
【００２７】
より具体的に、太陽電池セル本体およびバイパスダイオードをそれぞれ形成する素子形成工程は、半導体層上にマスク部材を形成する工程と、そのマスク部材をマスクとして半導体層にエッチングを施すことにより、互いに分離された太陽電池セル本体およびバイパスダイオードを形成する工程とを含んでいてもよい。
【００２８】
また、素子形成工程は、互いに分離された太陽電池セル本体およびバイパスダイオードを形成した後、太陽電池セル本体およびバイパスダイオードの表面を覆うように支持基板を装着する工程と、支持基板により太陽電池セルとバイパスダイオードとを保持した状態で半導体基板を取除く工程と、半導体基板が取除かれて露出した太陽電池セル本体およびバイパスダイオードのそれぞれの裏面を覆うように裏面電極を形成する工程と、支持基板を取除く工程とを備えてもよい。
【００２９】
この場合には、半導体層を形成するための基板が取り除かれて、太陽電池の薄型化と軽量化を図ることができる。
【００３０】
さらに、素子形成工程は、支持基板を取除いた後に、バイパスダイオードが位置する裏面電極の部分を太陽電池セル本体が位置する側とは反対の側に折り曲げて、太陽電池セル本体が位置する裏面電極の部分に重ね合わせることにより、バイパスダイオードを太陽電池セル本体の受光面とは反対側の裏面に配設する工程を備えていてもよい。
【００３１】
この場合には、バイパスダイオードが太陽電池セル本体における受光面とは反対側の裏面に配設されることで、限られた領域内に太陽電池セル本体を有効に配設することができる。
【００３２】
そして、太陽電池としてストリング態様の太陽電池を製造するには、太陽電池セル本体とバイパスダイオードを含む太陽電池セルを複数製造する工程と、複数の太陽電池セルのそれぞれの太陽電池セル本体を、互いに直列に接続する工程と、複数の太陽電池セルのそれぞれのバイパスダイオードを、複数の太陽電池セルにおける一の太陽電池セルの太陽電池セル本体に逆バイアスが負荷された場合に、一の太陽電池セル本体に流れようとする電流をバイパスさせて、一の太陽電池セルに接続された隣りの他の太陽電池セルに流すように接続する工程とを備えていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る化合物太陽電池について説明する。図１に示すように、化合物太陽電池１０は、太陽電池セル１０ａとして、太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９を備えて構成される。
【００３４】
太陽電池セル本体７は、ｐｎ接合を含む所定のエピタキシャル層を積層させたエピタキシャル層３ａ、表面電極５ａおよび裏面電極１５を備えて構成される。表面電極５ａは、エピタキシャル層３ａの受光面側の表面に形成されている。裏面電極１５は、エピタキシャル層３ａの受光面とは反対側の裏面に形成されている。
【００３５】
バイパスダイオード９は、ｐｎ接合を含むエピタキシャル層３ｂ、表面電極５ｂおよび裏面電極１５ｂを備えて構成される。表面電極５ｂは、エピタキシャル層３ｂの表面に形成されている。裏面電極１５ｂは、太陽電池セル本体７の裏面電極１５ａと同じ層から形成される部分を折り曲げて裏面電極１５ａに重ね合わせることにより形成されている。
【００３６】
上述した化合物太陽太陽電池１０は、以下のように形成される。まず、所定の半導体基板の表面に、太陽電池セル本体７およびバイパスダイオード９となるエピタキシャル層３ａ，３ｂがそれぞれ形成された後に半導体基板が除去される。そして、露出したエピタキシャル層３ａ，３ｂの裏面に裏面電極が形成され、その裏面電極のうち、バイパスダイオード９の裏面電極５ｂの部分を折り曲げて、太陽電池セル本体７の裏面電極５ａに重ね合わせることにより、太陽電池セル本体７の裏面側にバイパスダイオード９が配設されることになる。
【００３７】
これにより、この化合物太陽電池１０では、半導体基板が取除かれることで、太陽電池セル本体７およびバイパスダイオード９を含む太陽電池セル１０ａを備えた化合物太陽電池１０として薄型化と軽量化を図ることができる。また、同じエピタキシャル層３ａ，３ｂから形成された太陽電池セル本体７およびバイパスダイオード９が裏面電極１５を共有することになり、太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９との電気的な接続を別途行なう必要がなくなる。また、バイパスダイオード９が太陽電池セル本体７における受光面とは反対側の裏面に配設されることで、限られた領域内に太陽電池セル本体７を有効に配設することができる。
【００３８】
実施の形態２
次に、上述した化合物太陽電池の製造方法について、より詳細に説明する。まず、図２に示すように、エピタキシャル成長のための基板としてＧｅ基板（ｐ型、１００ｍｍφ）１が用意される。そのＧｅ基板１の表面に、ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）法によって複数のｐｎ接合を含むエピタキシャル層３が形成される。そのエピタキシャル層３として、たとえば、図３に示すように、ｐ型ＧａＡｓ層３ａ、ｐ型ＩｎＧａＰ層３ｂ、ｐ型ＧａＡｓ層３ｃ、ｎ型ＧａＡｓ層３ｄ、ｎ型ＡｌＩｎＰ層３ｅ、ｎ型ＩｎＧａＰ層３ｆ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層３ｇ、ｐ型ＡｌＩｎＰ層３ｈ、ｐ型ＩｎＧａＰ層３ｉ、ｎ型ＩｎＧａＰ層３ｊ、ｎ型ＡｌＩｎＰ層３ｋおよびｎ型ＧａＡｓ層３ｍが、それぞれ所定の有機金属材料を用いて順次形成される。このとき、Ｇｅ基板１の厚さ１５０μｍに対して、エピタキシャル層３は１０μｍに満たない厚さとされる。
【００３９】
次に、エピタキシャル層３上に表面電極を形成するために、フォトリソグラフィによって、表面電極に対応した開口パターンを有するレジストパターン（図示せず）が形成される。次に、真空蒸着装置を用い、抵抗加熱法によって、レジストパターン上にＧｅを１２％含有する厚さ約１００ｎｍのＡｕ層が形成され、さらに、ＥＢ（Electron-Beam）蒸着法によって、厚さ約２０ｎｍのＮｉ層および厚さ約５０００ｎｍのＡｕ層（いずれも図示せず）が連続的に形成される。次に、リフトオフ法によって、レジストパターンを除去することにより、図４に示すように、表面電極として、太陽電池セル本体の表面電極５ａとバイパスダイオード９の表面電極５ｂがそれぞれ形成される。
【００４０】
次に、表面電極５ａ，５ｂをマスクとして、アルカリ性水溶液によるエッチングを施すことによって、エピタキシャル層３の最表面に位置するｎ型ＧａＡｓ層３ｍ（図３参照）が除去される。次に、フォトリソグラフィによって、メサエッチングのための開口パターンを有するレジストパターン（図示せず）が形成される。
【００４１】
そのレジストパターンをマスクとして、所定のアルカリ性水溶液および酸性水溶液によるエッチングを施すことによって、Ｇｅ基板の表面が露出するようにエピタキシャル層３が除去されて、図５に示すように、領域Ａでは、太陽電池セル本体となるエピタキシャル層３ａが残される。そして、領域Ｂでは、バイパスダイオードとなるエピタキシャル層３ｂが残される。これにより、物理的に分離されたエピタキシャル層３ａとエピタキシャル層３ｂとが形成されることになる。なお、この後、必要に応じて反射防止膜としてＴｉＯ2膜あるいはＡｌ2Ｏ3膜等を形成してもよい。
【００４２】
次に、図６に示すように、エピタキシャル層３ａ，３ｂを覆うようにＧｅ基板１上に所定の接着剤１１が塗布されて、用意された支持基板１３が接着される。次に、支持基板１３を支持した状態で、たとえば所定の薬液によるエッチングを施すことによってＧｅ基板１が除去される。次に、図７に示すように、Ｇｅ基板１が除去されることで露出したエピタキシャル層３ａ，３ｂのそれぞれの表面（裏面）を覆うように、ＥＢ蒸着法によって厚さ約３μｍのＡｕ層を形成することにより裏面電極１５が形成される。
【００４３】
次に、接着剤１１を除去して支持基板１３を取外すことにより、図８に示すように、裏面電極１５によって互いに接続された太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９が形成される。次に、裏面電極１５のうち領域Ａに位置する部分を裏面電極１５ａとし、領域Ｂに位置する部分を裏面電極１５ｂとして、裏面電極１５ｂをエピタキシャル層３ａ，３ｂが形成されている側とは反対側の裏面側に折り曲げることにより、図９に示すように、裏面電極１５ｂが裏面電極１５ａに重ね合わせられる。
【００４４】
こうして、太陽電池セル本体７における受光面とは反対側の裏面側に、バイパスダイオード９が配設された図１に示す化合物太陽電池１０が製造される。
【００４５】
上述した化合物太陽電池の製造方法では、太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９とは、その面積が数ｃｍ2〜数百ｃｍ2程度で、厚さが数μｍ〜数十μｍ程度であるため、太陽電池セル本体７にバイパスダイオード９を重ね合わせても、薄さによる有利性が損なわれることはなく、軽量であって化合物太陽電池として十分に機能を発揮することができる。
【００４６】
また、太陽電池セル本体７の裏側にバイパスダイオード９を配設することによって、バイパスダイオード９への接続がより容易になる。また、太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９とが裏面電極１５によって繋がれていることによって、それぞれ薄い太陽電池セル本体とバイパスダイオードの状態で両者を接続をする必要がなくなる。さらに、太陽電池セル本体７の裏側にバイパスダイオード９が位置することで、限られた領域内に太陽電池セル本体７を有効に配設することができて、単位面積あたりの光電変換効率を向上することができる。
【００４７】
そして、このような太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９を含む太陽電池セル１０ａを複数用意して、所定のインターコネクタによって接続させたストリング態様の化合物太陽電池１０を形成する場合には、太陽電池セル本体７とバイパスダイオード９とが裏面電極１５によってあらかじめ繋がれていることによって、インターコネクタによる接続もより容易になって、化合物太陽電池（ストリング）の信頼性を向上することができる。
【００４８】
実施の形態３
ここでは、化合物太陽電池として、それぞれ太陽電池セル本体とバイパスダイオードとを含む複数の太陽電池セルをインターコネクタによって接続したストリング態様の化合物太陽電池を例に挙げて説明する。
【００４９】
まず、図１０〜図１３に示すように、前述した製造方法によって製造された複数の太陽電池セル１０ａ，１０ｂ等が用意される。太陽電池セル１０ａにおける太陽電池セル本体７ａの受光面には表面電極５ａが形成され、受光面とは反対の裏面側にはバイパスダイオード９ａが配設されている。また、太陽電池セル１０ｂにおける太陽電池セル本体７ｂの受光面には表面電極５ａが形成され、受光面とは反対の裏面側にはバイパスダイオード９ｂが配設されている。
【００５０】
次に、図１４〜図１６に示すように、太陽電池セル１０ａにおける太陽電池セル本体７ａの表面電極５ａおよび太陽電池セル１０ｂにおける太陽電池セル本体７ｂの表面電極５ａのそれぞれの所定の領域にインターコネクタ１７の一端部が接続される。次に、図１７〜図１９に示すように、太陽電池セル１０ｂにおける太陽電池セル本体７ｂの表面電極５ａに一端部が接続されたインターコネクタ１７の他端部が、太陽電池セル１０ａにおける太陽電池セル本体７ａの裏面電極１５に接続される。
【００５１】
次に、図２０〜図２２に示すように、太陽電池セル１０ｂにおける太陽電池セル本体７ｂの裏面電極１５にインターコネクタ１８の一端部が接続され、そのインターコネクタ１８の他端部が、太陽電池セル１０ａのバイパスダイオード９ａ（表面電極）に接続される。同様にして、図２３〜図２６に示すように、太陽電池セル１０ｃにおける太陽電池セル本体７ｃの表面電極５ａに一端部が接続されたインターコネクタ１７の他端部が、太陽電池セル１０ｂにおける太陽電池セル本体７ｂの裏面電極１５に接続される。
【００５２】
また、太陽電池セル１０ｃにおける太陽電池セル本体７ｃの裏面電極１５に一端部が接続されたインターコネクタ１８の他端部が、太陽電池セル１０ｂのバイパスダイオード９ｂに接続される。以下、同様の工程を経て、複数の太陽電池セル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ等がインターコネクタ１７，１８によって順次接続されて、ストリング態様の化合物太陽電池１０が製造される。
【００５３】
以上のようにして製造されたストリング態様の化合物太陽電池１０の各太陽電池セル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ等における太陽電池本体７ａ，７ｂ，７ｃ等とバイパスダイオード９ａ，９ｂ，９ｃ等のそれぞれの極性を図２７に示す。図２７に示すように、たとえば太陽電池セル本体７ｂのＮ電極側に正の電位が印加される場合、すなわち、太陽電池セル本体７ｂに逆方向の電圧が印加されるような状態においては、太陽電池セル本体７ｂに流れようとする電流がバイパスダイオード９ａを流れるように、バイパスダイオード９ａのＰ型電極は太陽電池セル本体７ｂのＮ型電極に接続され、バイパスダイオード９ａのＮ型電極は太陽電池セル本体７ｂのＰ型電極に接続されている。他の太陽電池セル本体７ａ，７ｃ等とバイパスダイオード９ｂ，９ｃ等についても同様に接続されている。
【００５４】
このストリング態様の化合物太陽電池１０では、太陽光線が化合物太陽電池１０の全体を照射して複数の太陽電池セル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ等のそれぞれが発電を行なっている場合には、図２８に示すように、各太陽電池セルセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ等において発電された電気は、一の太陽電池セル本体セルのＰ型電極と隣接する太陽電池セル本体のＮ型電極とを接続するインターコネクタ１７を順次流れることになる。
【００５５】
一方、太陽光線が雲などによって遮られて、たとえば太陽電池セル１０ｂにおける太陽電池セル本体７ｂが発電に寄与しなくなった場合には、図２９に示すように、太陽電池セル本体７ｂに流れようとする電流は、矢印に示すようにバイパスダイオード９ａからインターコネクタ１８を介して太陽電池セル本体７ｃに流れることになる。これにより、太陽電池セル本体７ｂに電流が流れることに伴う太陽電池セル本体７ｂの破壊や劣化等を防ぐことができる。
【００５６】
なお、各実施の形態では、太陽電池として化合物太陽電池を例に挙げて説明したが、上述した構造は、化合物太陽電池以外の、たとえばシリコン太陽電池等へも適用することが可能である。
【００５７】
今回開示された実施の形態は例示にすぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る化合物太陽電池の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る化合物太陽電池の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】同実施の形態において、図２に示すエピタキシャル層の構造を示す部分拡大断面図である。
【図４】同実施の形態において、図２に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図５】同実施の形態において、図４に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図７】同実施の形態において、図６に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るストリング態様の化合物太陽電池の製造方法の一工程を示す上面図である。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示す工程における化合物太陽電池の下面図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す断面線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【図１３】同実施の形態において、図１０に示す断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面図である。
【図１４】同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行なわれる工程を示す上面図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す工程における化合物太陽電池の下面図である。
【図１６】同実施の形態において、図１４および図１５にそれぞれ示す断面線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける断面図である。
【図１７】同実施の形態において、図１４に示す工程の後に行なわれる工程を示す上面図である。
【図１８】同実施の形態において、図１７に示す工程における化合物太陽電池の下面図である。
【図１９】同実施の形態において、図１７および図１８にそれぞれ示す断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面図である。
【図２０】同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行なわれる工程を示す上面図である。
【図２１】同実施の形態において、図２０に示す工程における化合物太陽電池の下面図である。
【図２２】同実施の形態において、図２０および図２１にそれぞれ示す断面線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける断面図である。
【図２３】同実施の形態において、図２０に示す工程の後に行なわれる工程を示す上面図である。
【図２４】同実施の形態において、図２３に示す工程における化合物太陽電池の下面図である。
【図２５】同実施の形態において、図２３および図２４にそれぞれ示す断面線ＸＸＶ−ＸＸＶにおける断面図である。
【図２６】同実施の形態において、図２３および図２４にそれぞれ示す断面線ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面図である。
【図２７】同実施の形態において、太陽電池セル本体とバイパスダイオードの極性の関係を示す図である。
【図２８】同実施の形態において、化合物太陽電池における電流の流れを示す図である。
【図２９】同実施の形態において、化合物太陽電池におけるバイパスダイオードを流れる電流の流れを示す図である。
【図３０】従来の化合物太陽電池の上面図である。
【図３１】従来の化合物太陽電池の側面図である。
【図３２】図３０に示す断面線ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面図である。
【図３３】太陽電池セルとバイパスダイオードの等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  Ｇｅ基板、３，３ａ〜３ｋ、３ｍ  エピタキシャル層、５，５ａ，５ｂ  表面電極、７，７ａ，７ｂ，７ｃ  太陽電池セル本体、９，９ａ，９ｂ，９ｃ  バイパスダイオード、１０  化合物太陽電池、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  太陽電池セル、１１  接着剤、１３  支持基板、１５  裏面電極、１５ａ  裏面電極折り曲げ部、１７，１８  インターコネクタ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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