(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐｎ接合を有する半導体基板と、
前記半導体基板における受光面側において第１の方向に延在して設けられた受光面バス電極と、前記受光面バス電極と交差する第２方向に平行に設けられて前記受光面バス電極に接続された複数の受光面グリッド電極と、を有する受光面電極と、
前記半導体基板における前記受光面と反対側を向く裏面側において前記第１の方向に沿って分散配置されて設けられた複数の裏面接続電極と、前記裏面における前記裏面接続電極以外の領域の全体に設けられて複数の前記裏面接続電極に接続された裏面集電電極と、を有する裏面電極と、
を備え、
前記受光面バス電極は、前記受光面バス電極の厚み方向に貫通した複数の貫通孔が前記第１の方向に沿って設けられ、
前記裏面接続電極は、前記受光面バス電極における前記複数の貫通孔を除いた領域と前記半導体基板の厚み方向において相対する位置に配置されており、
前記受光面バス電極は、
前記第１の方向において、前記貫通孔が設けられていない複数の第１領域と、
前記第１の方向において、前記貫通孔が設けられた複数の第２領域と、
を備え、
前記裏面接続電極は、前記複数の第１領域と前記半導体基板の厚み方向において相対する位置に配置されており、
前記第１の方向において、前記受光面バス電極の第１領域は、前記半導体基板の厚み方向において相対する位置に配置されている前記裏面接続電極よりも長く、
前記第１の方向において、前記受光面バス電極の複数の第１領域の長さの合計は、複数の前記裏面接続電極の長さの合計よりも長く、
前記受光面電極と前記裏面接続電極とは、銀とガラスとを含むペースト電極であり、
前記受光面電極は、電極材料における銀の比率が前記裏面接続電極よりも高く、
前記裏面接続電極は、電極材料におけるガラスの比率が前記受光面電極よりも高いこと、
を特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記受光面バス電極は、前記半導体基板の面内において前記第１の方向と直交する第２の方向における両端部が前記第１の方向に平行な直線状であること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記第１の方向における受光面バス電極の両端が前記第１領域によって構成されていること、
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記第１の方向の端部側において隣り合う前記第１領域間の間隔は、前記第１の方向の内部側において隣り合う前記第１領域間の間隔よりも短いこと、
を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記半導体基板が、前記第１の方向における前記太陽電池セルの端部である第１端辺部と、前記第１の方向における前記第１端辺部と反対側の前記太陽電池セルの端部である第２端辺部と、を有する長方形状を有し、
前記第２端辺部に隣り合う前記裏面接続電極と前記第２端辺部との距離が、前記第１端辺部に隣り合う前記裏面接続電極と前記第１端辺部との距離よりも長いこと、
を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の太陽電池セル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の複数の太陽電池セルと、
前記第１の方向において隣り合う２つの前記太陽電池セルにおいて、一方の前記太陽電池セルの前記受光面バス電極と、他方の前記太陽電池セルの前記裏面接続電極と、を接続するリード線と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項７】
一方の太陽電池セルの前記第２端辺部と他方の太陽電池セルの前記第１端辺部とが対向した状態で配置されて前記第１の方向において隣り合う請求項５に記載の２つの太陽電池セルと、
前記一方の太陽電池セルの前記裏面接続電極と、前記他方の太陽電池セルの前記受光面バス電極と、を接続するリード線と、
を備え、
前記リード線は、前記一方の太陽電池セルにおける前記第２端辺部側の前記裏面接続電極と、前記他方の太陽電池セルにおける前記第１端辺部側の前記受光面バス電極と、を接続すること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記受光面バス電極の幅と、前記リード線の幅とが等しく、
前記リード線は、前記半導体基板の面内において前記第１の方向と直交する第２の方向における前記受光面バス電極の両側の側面の位置と、前記第２の方向における前記リード線の両側の側面の位置と、が同じ位置とされて前記受光面バス電極に重ねて接続されていること、
を特徴とする請求項６または７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、リード線で接続されることで太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルおよびこの太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルをモジュール化する際には、複数の太陽電池セルを電気的に直列に接続して電気出力を取り出す目的で、平角銅線からなるリード線が各太陽電池セルにはんだ付けによって接合される。リード線は、通常、はんだ付け直後の高温状態から常温に冷却される際に収縮する。そして、リード線のはんだ付け後の太陽電池セルには、リード線の収縮によって反りが発生する。この太陽電池セルの反りは、太陽電池セルの破損の原因となっている。【０００３】
太陽電池セルの受光面と裏面とには、太陽電池セルで発生した電気を取り出すためのグリッド電極と、全てのグリッド電極から電気を収集するためのバス電極とが配置される。グリッド電極は、太陽電池セルの発電面積を向上させるために、細線化と多本数化とが進んでいる。一方、バス電極は、太陽電池セルとリード線との接着強度の確保と配置精度との関係から、細線化が困難である。さらにグリッド電極とバス電極との形成時の熱処理が発電層にダメージを発生させ、太陽電池セルの発電効率を低下させるため、電極材料に高価な銀を使用することと相まってその面積を極力低減する必要がある。【０００４】
特許文献１には、半導体基板の主面に形成されるバスバー部が、該バスバー部の長手方向に沿って複数のスリットが配されたスリット部を部分的に有するように、電極ペーストをスクリーン印刷法によって印刷すること、が開示されている。特許文献１の技術によれば、バスバー電極とリード線との良好な接着強度を維持しつつバスバー電極の面積を低減させることができるが、リード線の接合後に発生する太陽電池セルの反りについては解決がされていない。【０００５】
一方、太陽電池セルの裏面については受光面と同様に裏面リード線との接合のためにバス電極が必要となるが、直線状に配置されたバス電極では電極材料を多量に必要とするため、直線状の形状ではなく、アイランド状の接合電極を配置することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２８４３６８号公報
【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、近年、太陽電池セルに使用されるシリコン基板の厚さは年々減少しており、今後も減少し続けると考えられる。太陽電池モジュールの製造工程においてはリード線と太陽電池セルとの熱膨張係数の差に起因する反りが発生するため、モジュール製造工程での反りの低減が必要となる。そして、この反りの発生は、シリコン基板の厚さが薄くなるほど顕著となる。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池セルへのリード線の接合に起因した太陽電池セルの反りを抑制可能な太陽電池セルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ｐｎ接合を有する半導体基板と、半導体基板における受光面側において第１の方向に延在して設けられた受光面バス電極と、受光面バス電極と交差する第２方向に平行に設けられて受光面バス電極に接続された複数の受光面グリッド電極と、を有する受光面電極と、半導体基板における受光面と反対側を向く裏面側において第１の方向に沿って分散配置されて設けられた複数の裏面接続電極と、裏面における裏面接続電極以外の領域の全体に設けられて複数の裏面接続電極に接続された裏面集電電極と、を有する裏面電極と、を備える。受光面バス電極は、受光面バス電極の厚み方向に貫通した複数の貫通孔が第１の方向に沿って設けられ、裏面接続電極は、受光面バス電極における複数の貫通孔を除いた領域と半導体基板の厚み方向において相対する位置に配置されている。受光面バス電極は、第１の方向において、貫通孔が設けられていない複数の第１領域と、第１の方向において、貫通孔が設けられた複数の第２領域と、を備える。裏面接続電極は、複数の第１領域と半導体基板の厚み方向において相対する位置に配置されている。第１の方向において、受光面バス電極の第１領域は、半導体基板の厚み方向において相対する位置に配置されている裏面接続電極よりも長い。第１の方向において、受光面バス電極の複数の第１領域の長さの合計は、複数の裏面接続電極の長さの合計よりも長い。受光面電極と裏面接続電極とは、銀とガラスとを含むペースト電極である。受光面電極は、電極材料における銀の比率が裏面接続電極よりも高い。裏面接続電極は、電極材料におけるガラスの比率が受光面電極よりも高い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる太陽電池セルは、太陽電池セルへのリード線の接合に起因した太陽電池セルの反りを抑制可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの要部断面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池アレイを裏面側から見た斜視図
【図５】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリングを受光面側から見た斜視図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリングを裏面側から見た斜視図
【図７】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを受光面側から見た平面図
【図８】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを受光面側と反対側を向く裏面側から見た平面図
【図９】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す断面図であり、図７におけるＩＸ−ＩＸ線における要部断面図
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す断面図であり、図７におけるＸ−Ｘ線における要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの受光面バス電極の形状を示す平面図
【図１２】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの受光面バス電極上にリード線をはんだ付けした状態を示す平面図
【図１３】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す断面図であり、図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における要部断面図
【図１４】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す断面図であり、図１２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線における要部断面図
【図１５】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の手順を説明するフローチャート
【図１６】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図１７】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図１８】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図１９】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図２０】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図２１】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図２２】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を示す要部断面図
【図２３】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法の手順を示すフローチャート
【図２４】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルを受光面側から見た平面図
【図２５】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルを受光面側と反対側を向く裏面側から見た平面図
【図２６】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの構成を示す要部断面図
【図２７】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの受光面電極の構成条件を示す図
【図２８】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの裏面接続電極の構成条件を示す図
【図２９】本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セルの構成を示す断面図
【図３０】本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セルの受光面電極の構成条件を示す図
【図３１】本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セルの裏面接続電極の構成条件を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を受光面側から見た斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を受光面側から見た分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の要部断面図である。本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００は、図１から図３に示すように、太陽電池アレイ７０における受光面側が受光面側封止材３３および受光面保護部３１で覆われ、太陽電池アレイ７０における受光面と反対側を向く裏面側が裏面側封止材３４および裏面保護部３２で覆われているとともに、外周縁部の周囲が補強用のフレーム４０で囲まれている。
【００１４】
図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池アレイ７０を裏面側から見た斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリング５０を受光面側から見た斜視図である。図６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリング５０を裏面側から見た斜視図である。
【００１５】
図４に示すように、太陽電池アレイ７０は、複数の太陽電池ストリング５０が、横リード線２５および出力リード線２６で電気的および機械的に直列または並列に接合されて構成されている。
【００１６】
また、図３から図６に示すように、太陽電池ストリング５０は、隣り合って配置された四角形状を呈する複数の太陽電池セル１０がリード線２０で電気的および機械的に直列に相互に接続されて構成されている。複数の太陽電池セル１０は、図３から図６に示すように、リード線２０により、第１の方向である図中Ｘ方向に直列に接続されている。第１の方向は、リード線２０により接続された複数の太陽電池セル１０の連結方向である。
【００１７】
太陽電池ストリング５０においては、隣り合う２つの太陽電池セル１０のうち一方の太陽電池セル１０の第１主面である受光面側に形成された電極と、隣り合う２つの太陽電池セル１０のうち他方の太陽電池セル１０の第２主面である裏面側に形成された電極とが、交互にリード線２０で接続されている。そして、リード線２０は、後述する太陽電池セル１０の裏面側に形成された裏面接続電極１３Ｂに一端側がはんだ接合され、隣接する太陽電池セル１０の受光面側に形成された受光面バス電極１２Ｂに他端側がはんだ接合されている。すなわち、太陽電池セル１０の受光面側に形成された受光面バス電極１２Ｂと接続したリード線２０は、隣接する太陽電池セル１０の裏面側に形成された裏面接続電極１３Ｂに接続されることで、複数の太陽電池セル１０を直列に接続している。
【００１８】
図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を受光面側から見た平面図である。図８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を受光面側と反対側を向く裏面側から見た平面図である。図９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の構成を示す断面図であり、図７におけるＩＸ−ＩＸ線における要部断面図である。図１０は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の構成を示す断面図であり、図７におけるＸ−Ｘ線における要部断面図である。なお、図９および図１０においては、太陽電池セル１０に接続されるリード線２０を併せて示している。
【００１９】
太陽電池セル１０は、不純物拡散層が形成されてｐｎ接合が構成された四角形状を呈する半導体基板１１を備える。すなわち、太陽電池セル１０においては、第１導電型であるｐ型のシリコンからなる半導体基板１の表面である受光面側に、リン拡散によってｎ型の不純物が拡散された不純物拡散層であるｎ型不純物拡散層２が形成されている。ｎ型不純物拡散層２は、半導体基板１１の受光面１１Ａ側に形成されている。半導体基板１１の外形は、半導体基板１１の面方向において正方形状、すなわち長方形状を有する。
【００２０】
太陽電池セル１０は、半導体基板１１の第１主面である半導体基板の受光面１１Ａ側に、光の集光率を高めるためにテクスチャーエッチングにより凹凸形状が形成されている。すなわち、半導体基板１１の表面には、テクスチャー構造として微小凹凸が形成されている。微小凹凸は、受光面１１Ａにおいて外部からの光を吸収する面積を増加し、受光面１１Ａにおける反射率を抑え、光を閉じ込める構造となっている。なお、図９および図１０においては、便宜上、微小凹凸の図示を省略している。また、太陽電池セル１０は、半導体基板１１の第１主面である半導体基板の受光面１１Ａ側に、シリコン窒化膜よりなる反射防止膜３が形成されている。
【００２１】
半導体基板１には、ｐ型の単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶のシリコン基板を用いることができる。なお、半導体基板１はこれに限定されるものではなく、ｎ型の単結晶シリコン基板、ｎ型多結晶のシリコン基板またはその他のシリコン系基板を用いてもよい。また、反射防止膜３には、シリコン酸化膜を用いてもよい。
【００２２】
また、太陽電池セル１０は、半導体基板の受光面１１Ａ側に受光面電極１２が、半導体基板１１の第２主面である半導体基板の裏面１１Ｂ側に裏面電極１３が形成されている。
【００２３】
半導体基板１の受光面側には、上述した受光面電極１２が、反射防止膜３を突き抜けてｎ型不純物拡散層２に電気的に接続して設けられている。受光面電極１２としては、半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において長尺細長の受光面グリッド電極１２Ｇが複数並べて設けられている。受光面グリッド電極１２Ｇは、太陽電池セル１０で発電された光電流を半導体基板１１の受光面１１Ａ側から集めるための電極である。受光面グリッド電極１２Ｇは、底面部においてｎ型不純物拡散層２に電気的に接続している。受光面グリッド電極１２Ｇは、金属粒子を有する導電性ペーストを所望の範囲に塗布して焼成することで形成されたペースト電極である。
【００２４】
また、受光面グリッド電極１２Ｇと導通する受光面バス電極１２Ｂが、半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において受光面グリッド電極１２Ｇと直交して設けられている。受光面バス電極１２Ｂは、図７に示すように太陽電池セル１０の連結方向である第１の方向に沿って、太陽電池セル１０のほぼ全長に渡ってライン状に４列に設けられている。すなわち、受光面バス電極１２Ｂの長手方向は、上述した第１の方向と同じ方向であり、リード線２０により接続された複数の太陽電池セル１０の連結方向である。また、受光面バス電極１２Ｂの配列方向は、半導体基板１１の面内において第１の方向と直交する第２の方向と同じ方向とされる。受光面バス電極１２Ｂは、全ての受光面グリッド電極１２Ｇと接続して設けられている。受光面バス電極１２Ｂは、底面部においてｎ型不純物拡散層２に電気的に接続している。なお、便宜上、図１、図２、図４および図５においては、受光面バス電極１２Ｂが２列に設けられている場合を示している。
【００２５】
受光面バス電極１２Ｂは、受光面グリッド電極１２Ｇに集められた光電流を集電するため、およびリード線２０と電気的に接合するために設けられる電極である。受光面バス電極１２Ｂは、金属粒子を有する導電性ペーストを所望の範囲に塗布して焼成することで形成されたペースト電極である。受光面バス電極１２Ｂには、太陽電池セル１０を用いて太陽電池モジュール１００を製造する際に、図９および図１０に示すようにリード線２０がはんだ付けされる。なお、図９および図１０においては、受光面電極１２のうち受光面バス電極１２Ｂのみを示している。
【００２６】
図１１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂの形状を示す平面図である。受光面バス電極１２Ｂの内側には、図７および図１１に示すように、受光面バス電極１２Ｂを厚み方向に貫通した複数の貫通孔６０が、太陽電池セル１０の面内方向、すなわち半導体基板１１の面内方向において第１の方向に沿って飛び石状に設けられている。図７においては、一例として第１の方向に沿って７つの貫通孔６０が受光面バス電極１２Ｂに設けられている場合について示している。
【００２７】
すなわち、受光面バス電極１２Ｂは、第１の方向において、貫通孔６０が設けられていない複数の第１領域６１と、貫通孔６０が設けられた複数の第２領域６２とを備える。複数の第１領域６１と複数の第２領域６２とは、受光面バス電極１２Ｂの伸長方向において、すなわち第１の方向において交互に設けられている。第２領域６２においては、受光面バス電極１２Ｂの幅方向における外縁領域に設けられた接続部６３によって、受光面バス電極１２Ｂの伸長方向において隣り合う第１領域６１同士を接続する。したがって、１本の受光面バス電極１２Ｂにおける全ての第１領域６１および第２領域６２とは電気的に接続されている。
【００２８】
また、受光面バス電極１２Ｂへのリード線２０のはんだ付けは、主として第１領域６１とリード線２０とのはんだ付けにより行われる。したがって、受光面バス電極１２Ｂとリード線２０とのはんだ付け面積は、第１領域６１とリード線２０とのはんだ付け面積に近似される。
【００２９】
受光面バス電極１２Ｂに複数の貫通孔６０を設けることにより、受光面バス電極１２Ｂに使用する電極材料の使用量を低減することができ、太陽電池セル１０の製造コストを低減することができる。
【００３０】
また、貫通孔６０の寸法および位置は、後述する裏面接続電極１３Ｂの寸法および位置に合わせればよい。裏面接続電極１３Ｂの寸法および位置は、太陽電池セル１０の特性を考慮して決められる。
【００３１】
また、受光面バス電極１２Ｂに貫通孔６０を設けることに起因した受光面バス電極１２Ｂの電気抵抗の増加は、受光面バス電極１２Ｂの高さを高くすることによって抑制することが可能である。
【００３２】
また、受光面バス電極１２Ｂは、図１１に示すように、長手方向にわたって同一幅とされており、第１領域６１における幅と第２領域６２における幅とが等しく、かつ第２の方向における両端部が、第１の方向に平行な直線状とされている。第２の方向は、図１１においてＹ方向に対応する。そして、太陽電池セル１０の電極へリード線２０を接続して太陽電池モジュール１００を製造する際には、受光面バス電極１２Ｂと同じ幅のリード線２０が、第２の方向における位置を受光面バス電極１２Ｂに合わせて受光面バス電極１２Ｂ上に重ねた状態で、受光面バス電極１２Ｂにはんだ付けされる。
【００３３】
図１２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂ上にリード線２０をはんだ付けした状態を示す平面図である。図１３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の構成を示す断面図であり、図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における要部断面図である。図１４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の構成を示す断面図であり、図１２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線における要部断面図である。
【００３４】
図１３および図１４に示すように、リード線２０は、受光面バス電極１２Ｂと平行に、且つリード線２０の幅方向において受光面バス電極１２Ｂと重なる位置で、受光面バス電極１２Ｂ上に重ねて配置されて、受光面バス電極１２Ｂの上面にはんだ付けされている。すなわち、受光面バス電極１２Ｂには、第２の方向において、幅方向における受光面バス電極の側面１２Ｂａに、リード線の幅方向の側面２０ｂが重なる状態で、リード線２０がはんだ付けされる。受光面バス電極１２Ｂにはんだ付けされた状態のリード線２０の長手方向は、受光面バス電極１２Ｂの長手方向と同じ方向であり、上述した第１の方向と同じ方向、すなわちＸ方向である。受光面バス電極１２Ｂにはんだ付けされた状態のリード線２０の幅方向は、受光面バス電極１２Ｂの幅と同じ方向であり、上述した第２の方向と同じ方向、すなわちＹ方向である。
【００３５】
図１２に示すように、リード線２０は、長手方向にわたって同一幅とされており、受光面バス電極１２Ｂの幅と同じ幅で構成されている。したがって、図１３に示すように、貫通孔６０が設けられている複数の第２領域６２では、リード線２０の幅は、第２領域６２の幅、すなわち第２の方向において対向する２つの接続部の外側の側面６３ａ間の長さと同じ寸法である。接続部の外側の側面６３ａは、第２領域６２における、受光面バス電極の側面１２Ｂａに対応する。図１４に示すように、貫通孔６０が設けられていない複数の第１領域６１では、リード線２０の幅は、第１領域６１の幅、すなわち第２の方向における第１領域６１の長さと同じ寸法である。
【００３６】
貫通孔６０が設けられた複数の第２領域６２における、受光面バス電極１２Ｂへのリード線２０のはんだ付けは、受光面バス電極１２Ｂの幅方向における外縁領域に設けられた接続部６３とリード線２０とのはんだ付けにより、リード線２０の幅方向における両端部で行われている。
【００３７】
受光面バス電極１２Ｂの幅は、０．６ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下である。受光面グリッド電極１２Ｇの幅は、３０μｍ以上、８０μｍ以下である。接続部６３の幅は、６０μｍ以上、１６０μｍ以下である。接続部６３の幅は、受光面バス電極１２Ｂの幅に対して、１／１５以上、１／５以下程度の幅である。受光面バス電極１２Ｂの幅が上記の範囲である場合には、受光面バス電極１２Ｂに使用する電極材料の使用量の低減、および貫通孔６０を設けることに起因した受光面バス電極１２Ｂの電気抵抗の増加といったことを考慮すると、接続部６３の幅は、受光面バス電極１２Ｂの幅の１／１０程度の幅が最も好ましい。
【００３８】
また、受光面グリッド電極１２Ｇの幅が上記の範囲である場合には、接続部６３の幅は、受光面グリッド電極１２Ｇの幅に対して、２倍程度の幅である。受光面バス電極１２Ｂに使用する電極材料の使用量の低減、および貫通孔６０を設けることに起因した受光面バス電極１２Ｂの電気抵抗の増加といったことを考慮すると、接続部６３の幅は、受光面バス電極１２Ｂの高さにもよるが受光面グリッド電極１２Ｇの幅の２倍程度の幅が最も好ましい。
【００３９】
受光面グリッド電極１２Ｇの幅を細線化した場合には、受光面グリッド電極１２Ｇの幅を細線化した分だけ受光面グリッド電極１２Ｇの本数を増やすと、受光量と電極抵抗損失とが同じ状態で、キャリアが受光面グリッド電極１２Ｇに到達するまでにｎ型不純物拡散層２中を流れる距離が短くなるためｎ型不純物拡散層２での抵抗損失が減る。このため、受光面グリッド電極１２Ｇの幅の細線化は、抵抗損失の観点から好ましい。しかしながら、受光面グリッド電極１２Ｇの幅は、製造上の制限から、下限幅が選択される。特に、安価なスクリーン印刷で受光面グリッド電極１２Ｇを形成する場合、細線化において形成可能な受光面グリッド電極１２Ｇの下限幅は３０μｍ以上、１００μｍ以下が限界である。
【００４０】
接続部６３の幅についても、電極材料の使用量の低減の観点から、細線化することが好ましい。しかしながら、製造上の制限および太陽電池セル１０の特性の制限から、下限幅が選択される。受光面グリッド電極１２Ｇと接続部６３とは、受光面バス電極１２Ｂとともに１枚の印刷マスクを用いて同時にスクリーン印刷により印刷される。したがって、スクリーン印刷により印刷された、受光面グリッド電極１２Ｇの高さと接続部６３の高さと受光面バス電極１２Ｂの高さとは、同程度の高さとなる。受光面グリッド電極１２Ｇの高さと接続部６３の高さとが同じ高さである場合、接続部６３には、数本、すなわち２，３本から５，６本の受光面グリッド電極１２Ｇに流れる分の電流が流れるため、接続部６３の幅は受光面グリッド電極１２Ｇの２倍程度とすることが好ましい。
【００４１】
上述したように、受光面バス電極１２Ｂは、第２の方向における両端部が、第１の方向に平行な直線状とされている。すなわち、受光面バス電極１２Ｂは、第２の方向において対向する２つの接続部の外側の側面６３ａが、第１の方向に平行な直線状とされている。そして、太陽電池セル１０の電極へリード線２０を接続して太陽電池モジュール１００を製造する際には、受光面バス電極１２Ｂには、第２の方向において、幅方向における受光面バス電極の側面１２Ｂａに、リード線の幅方向の側面２０ｂが重なる状態で、リード線２０がはんだ付けされる。すなわち、受光面バス電極の側面１２Ｂａの位置と、リード線の幅方向の側面２０ｂの位置と、が半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において同じ位置とされる。
【００４２】
したがって、リード線２０が受光面バス電極１２Ｂにはんだ付けされた状態において、接続部６３は、第１領域６１よりも外側に突出することがない。すなわち、リード線２０が受光面バス電極１２Ｂにはんだ付けされた状態で、接続部６３は、半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において、リード線２０に内包されている。
【００４３】
このため、太陽電池セル１０は、半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において、リード線２０の下面とはんだ付けされずにリード線２０からはみ出した状態の接続部６３が存在することに起因した、太陽電池セル１０の受光量の低下を防止できる。すなわち、リード線２０からはみ出した状態の受光面バス電極１２Ｂが半導体基板１１の受光面１１Ａに不要な影を形成することによる受光面積の減少を防止して、光電変換効率の低下を防止できる。
【００４４】
たとえば、接続部６３が第２の方向において第１領域６１よりも外側に突出して設けられた場合には、接続部６３は、受光面バス電極１２Ｂに接続されたリード線２０からはみ出した面積分だけ、太陽電池セル１０の受光量が低下することになり、光電変換効率の低下の原因となる。
【００４５】
また、受光面バス電極１２Ｂは、第２の方向における両端部が、第１の方向に平行な直線状とされているため、接続部６３は、第１の方向において隣り合う第１領域６１を半導体基板１１の面内方向において最短距離で接続する。このため、受光面バス電極１２Ｂに集電された光電流が、第１領域６１よりも幅の狭い接続部６３を流れることに起因した、第２領域６２における抵抗損失を抑制することができる。
【００４６】
また、受光面グリッド電極１２Ｇとリード線２０とがはんだ付けされると、受光面グリッド電極１２Ｇにはんだ付け時の応力が集中して受光面グリッド電極１２Ｇが断線する場合がある。太陽電池セル１０では、第２領域６２では接続部６３がリード線２０とはんだ付けされ、受光面グリッド電極１２Ｇとリード線２０とははんだ付けされない。このため、太陽電池セル１０は、受光面グリッド電極１２Ｇとリード線２０とのはんだ付けによる受光面グリッド電極１２Ｇの断線を抑制することができる。
【００４７】
また、太陽電池セル１０は、太陽電池セル１０の電極へリード線２０を接続して太陽電池モジュール１００を製造する際には、長手方向にわたって同一幅とされた一般的なリード線２０を使用可能であり、太陽電池セル１０専用の形状を有するリード線２０が不要である。
【００４８】
太陽電池モジュール１００は、長手方向にわたって同一幅とされた一般的なリード線２０を使用する。これにより、太陽電池セル１０にリード線２０をはんだ付けする際に、受光面バス電極１２Ｂとリード線２０との長手方向における、太陽電池セル１０とリード線２０との位置決め、すなわち受光面バス電極１２Ｂとリード線２０との位置決めが不要になる。したがって、太陽電池モジュール１００は、受光面バス電極１２Ｂとリード線２０との長手方向における任意の位置で、受光面バス電極１２Ｂとリード線２０とをはんだ付けできるため、製造が容易である。
【００４９】
一方、半導体基板の裏面１１Ｂ側には、図６および図８に示すようにアルミニウム（Ａｌ）を含む裏面集電電極１３Ａおよび銀（Ａｇ）を含むドット状の複数の裏面接続電極１３Ｂが形成され、裏面電極１３を構成している。また、半導体基板１の裏面の表層における裏面集電電極１３Ａに接する領域周辺には、開放電圧および短絡電流を向上させるための裏面電界層であり裏面集電電極１３Ａからアルミニウムが半導体基板１の裏面側の表層に高濃度に拡散したｐ＋領域である裏面電界（ＢＳＦ：Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）層４が形成されている。
【００５０】
裏面集電電極１３Ａは、ＢＳＦ層４を形成するため、および太陽電池セル１０で発電された光電流を半導体基板１１の裏面１１Ｂ側から集めるために設けられる電極であり、太陽電池セル１０の裏面のほぼ全域を覆う。裏面集電電極１３Ａは、電極材料であるＡｌの金属粒子を有する導電性ペーストを所望の範囲に塗布して焼成することで形成されたペースト電極である。
【００５１】
また、裏面接続電極１３Ｂは、裏面集電電極１３Ａで集電された光電流を外部に取り出し、外部電極とコンタクトを取るために設けられる電極である。すなわち、裏面接続電極１３Ｂは、リード線２０と接合するために設けられる電極である。裏面接続電極１３Ｂは、受光面バス電極１２Ｂと同様に、太陽電池セル１０の連結方向である第１の方向に沿って設けられている。裏面接続電極１３Ｂは、電極材料であるＡｇの金属粒子を有する導電性ペーストを所望の範囲に塗布して焼成することで形成されたペースト電極である。
【００５２】
裏面接続電極１３Ｂは、半導体基板１１を挟んで、受光面バス電極１２Ｂと対向する位置に配置されている。また、裏面接続電極１３Ｂは、図８に示すように太陽電池セル１０の連結方向である第１の方向に沿って、太陽電池セル１０のほぼ全長に渡って飛び石状に分散配置されて、４列に設けられている。裏面接続電極１３Ｂを飛び石状に形成することにより、銀の使用量を抑えて製造コストを抑制することができる。
【００５３】
そして、裏面接続電極１３Ｂの位置は、図９および図１０に示すように、太陽電池セル１０の面内方向、すなわち半導体基板１１の面内方向において、受光面バス電極１２Ｂにおける貫通孔６０の位置と一致しない位置とされている。換言すると、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１と裏面接続電極１３Ｂとは、半導体基板１１を介して半導体基板１１の厚み方向において相対する位置に配置されている。したがって、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１と裏面接続電極１３Ｂとは、半導体基板１１の面内において対応する位置に配置されている。
【００５４】
したがって、１つの太陽電池セル１０において、受光面側において受光面バス電極１２Ｂにはんだ付けされるリード線２０と、裏面側において裏面接続電極１３Ｂに接続されるリード線２０とは、太陽電池セル１０の面内方向、すなわち半導体基板１１の面内方向において、同じ位置で太陽電池セル１０にはんだ付けされる。すなわち、１つの太陽電池セル１０において、太陽電池セル１０の受光面側にはんだ付けされるリード線２０と、太陽電池セル１０の裏面側にはんだ付けされるリード線２０とは、半導体基板１１の厚み方向において相対する位置ではんだ付けされる。
【００５５】
そして、太陽電池セル１０の面内方向における、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１の面積と、裏面接続電極１３Ｂの面積とをほぼ同じとすることで、受光面バス電極１２Ｂとリード線２０とのはんだ付け面積と、裏面接続電極１３Ｂとリード線２０とのはんだ付け面積とがほぼ等しくなる。
【００５６】
これにより、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０においては、複数の太陽電池セル１０を形成するために太陽電池セル１０にリード線２０をはんだ付けした際の、リード線２０と受光面バス電極１２Ｂとの接続部およびリード線２０と裏面接続電極１３Ｂとの接続部に生じる内部応力のほとんどを相殺することができる。
【００５７】
太陽電池セル１０の電極へリード線２０を接続して太陽電池モジュール１００を製造する際には、図９および図１０に示すようにリード線２０が受光面バス電極１２Ｂおよび裏面接続電極１３Ｂにはんだ付けされる。受光面バス電極１２Ｂが貫通孔６０を有しておらず、裏面接続電極１３Ｂが飛び石状に分散配置されている場合には、半導体基板１１の面内における受光面バス電極１２Ｂの面積と、半導体基板１１の面内における裏面接続電極１３Ｂの面積との差が大きくなる。このため、太陽電池モジュール１００の作製時におけるリード線２０のはんだ付けに起因して生じる、リード線２０と受光面バス電極１２Ｂとの接続部に生じる内部応力と、リード線２０と裏面接続電極１３Ｂとの接続部に生じる内部応力と、の差が大きくなる。この場合、太陽電池セル１０の受光面側においてリード線２０と受光面バス電極１２Ｂとの接続部に生じる内部応力と、太陽電池セル１０の裏面側においてリード線２０と裏面接続電極１３Ｂとの接続部に生じる内部応力と、の釣り合いが取れず、内部応力の差が太陽電池セル１０の反りの要因となる。
【００５８】
この結果、金属からなるリード線２０と半導体基板１１のシリコンとの熱膨張係数の差に起因する反りが発生する。一般的にはリード線２０を構成する金属の熱膨張係数が、シリコンの熱膨張係数より大きい。このため、受光面バス電極１２Ｂが貫通孔６０を有しておらず裏面接続電極１３Ｂが飛び石状に分散配置されている場合、すなわち半導体基板１１の面内における受光面バス電極１２Ｂの面積が半導体基板１１の面内における裏面接続電極１３Ｂの面積よりも大きい場合には、はんだ付け後に太陽電池セル１０には裏面側に凸となる反りが発生する。
【００５９】
一方、太陽電池セル１０においては、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１と裏面接続電極１３Ｂとが、半導体基板１１の面内において対応する位置に配置され、且つ太陽電池セル１０の面内方向における、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１の面積と、裏面接続電極１３Ｂの面積とがほぼ同じとされることで、受光面バス電極１２Ｂとリード線２０とのはんだ付け面積と、裏面接続電極１３Ｂとリード線２０とのはんだ付け面積とがほぼ等しくなる。これにより、はんだ付けによる受光面バス電極１２Ｂとリード線２０との固定位置と、はんだ付けによる裏面接続電極１３Ｂとリード線２０との固定位置とが、半導体基板１１の面内において同じ位置となり、太陽電池セル１０においては、太陽電池セル１０の受光面側と裏面側とにおける上述した内部応力のバランスを取ることができる。このため、太陽電池セル１０は、太陽電池モジュール１００の作製時における太陽電池セル１０へのリード線２０のはんだ付けに起因した太陽電池セル１０の反りを抑制することができる。したがって、太陽電池セル１０は、太陽電池モジュール１００の作製時における太陽電池セル１０の反りによる太陽電池セル１０の破損率を低減させることが可能である。
【００６０】
そして、太陽電池セル１０の面内方向における、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１の面積と、裏面接続電極１３Ｂの面積とを正確に同じ面積とすることによって、太陽電池セル１０の受光面側と裏面側とにおける上述した内部応力のバランスを精度良く取ることができる。
【００６１】
また、太陽電池セル１０においては、上述したように太陽電池モジュール１００の作製時における太陽電池セル１０の反りを抑制できるため、半導体基板１１の薄板化に対応することが可能であり、より薄い半導体基板１１を用いて半導体基板１１のコストを低減し、安価な太陽電池セル１０の実現に対応可能である。
【００６２】
なお、上述した本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の構成は一例であり、バルク型の太陽電池セルの構造については上記の記載に限定されない。
【００６３】
また、図７および図８においては、代表例として受光面バス電極１２Ｂおよび裏面接続電極１３Ｂが４本である場合について示しているが、受光面バス電極１２Ｂおよび裏面接続電極１３Ｂの本数は上記の記載に限定されない。
【００６４】
つぎに、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の製法方法について、図１５から図２２を参照して説明する。図１５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の製造工程の手順を説明するフローチャートである。図１６から図２２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の製造工程を示す要部断面図である。なお、図２０から図２２では、図９に対応した図を示している。
【００６５】
まず、半導体基板１として、図１６に示すように、例えば民生用太陽電池向けとして最も多く使用されている正方形状のｐ型単結晶シリコン基板を用意する。ここで、半導体基板１の厚さおよび寸法は特に限定されるものではないが、一例として半導体基板１の厚みは２００μｍ、半導体基板１の面方向における外形寸法は１５６ｍｍ×１５６ｍｍである。
【００６６】
半導体基板１は、溶融したシリコンを冷却固化して形成されたシリコンインゴットをワイヤーソーでスライスすることで製造されるため、表面にスライス時のダメージが残っている。そこで、まずはダメージ層の除去も兼ねて、半導体基板１を酸溶液または加熱したアルカリ溶液中に浸漬して表面をエッチングすることにより、半導体基板１の切り出し時に発生して半導体基板１の表面近くに存在するダメージ領域を取り除く。アルカリ溶液の一例としては、水酸化ナトリウム水溶液が挙げられる。
【００６７】
つぎに、ステップＳ１０において、半導体基板１における受光面側の表面にテクスチャー構造として図示しない微小凹凸が形成される。微小凹凸は、たとえばアルカリ性水溶液である水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコールとの混合溶液に半導体基板１を浸漬して半導体基板１のウェットエッチングを行うことで形成される。
【００６８】
つぎに、ステップＳ２０において、テクスチャー構造として表面に微小凹凸が形成された半導体基板１を熱拡散炉へ投入し、ｎ型の不純物であるリン（Ｐ）の雰囲気下で加熱して半導体基板１の全面にｐｎ接合を形成する。この工程によって半導体基板１の表面から半導体基板１にリンを拡散させて、図１７に示すように半導体基板１の表層にｎ型不純物拡散層２を形成してｐｎ接合を形成する。これにより、ｐｎ接合が構成された半導体基板１１が得られる。
【００６９】
ｎ型不純物拡散層２の形成は、たとえば半導体基板１を熱拡散炉に投入し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガスと酸素ガスとの混合雰囲気中において、例えば７５０℃から９００℃程度の温度で加熱することにより行われる。半導体基板１の表層に拡散させるリンの濃度は、オキシ塩化リンガスの濃度、雰囲気温度および加熱時間などの条件により制御することが可能である。ここで、ｎ型不純物拡散層２の形成後の表面には、リンの酸化物を主成分とするシリコン酸化膜とリン酸化物との混成物である図示しないリンガラス層が形成されている。このため、ｎ型不純物拡散層２の表面のリンガラス層が、フッ酸水溶液といった薬剤を用いて除去される。
【００７０】
つぎに、ステップＳ３０において、ｐ型電極である裏面電極１３とｎ型電極である受光面電極１２とを電気的に絶縁するｐｎ分離工程が行われて、図１８に示すように半導体基板１１の端部のｎ型不純物拡散層２が除去される。ｎ型不純物拡散層２は、半導体基板１の表面に一様に形成されるので、半導体基板１１の受光面１１Ａと裏面１１Ｂとは電気的に接続された状態にある。このため、半導体基板１１に裏面電極１３と受光面電極１２とを形成した場合には、裏面電極１３と受光面電極１２とが電気的に接続される。この電気的接続を遮断するために、ｐｎ分離が行われる。ｐｎ分離は、例えばプラズマエッチングを用いた端面エッチングまたはレーザ加工を用いた溶融分離などが例示される。
【００７１】
つぎに、ステップＳ４０において、半導体基板１１の受光面側に、すなわちｎ型不純物拡散層２上に、表面保護および光電変換効率改善のために、図１９に示すように反射防止膜３としてたとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜が形成される。反射防止膜３の形成には、例えばプラズマ化学気相成長（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）法を使用し、シランとアンモニアとの混合ガスを用いて反射防止膜３として窒化シリコン膜を形成する。反射防止膜３の膜厚および屈折率は、光反射を最も抑制する値に設定する。
【００７２】
つぎに、電極が形成される。まず、ステップＳ５０において、半導体基板１１の受光面側に受光面電極１２がスクリーン印刷によって印刷される。すなわち、図２０に示すように銀とガラスフリットとを含む電極材料ペーストである銀電極ペースト１２ａが、半導体基板１１の受光面側の反射防止膜３上に、受光面電極１２の形状に印刷される。ここで、銀電極ペースト１２ａは、図７および図１１に示した、複数の第１領域６１と複数の第２領域６２とを備える受光面バス電極１２Ｂの形状に印刷される。その後、銀電極ペースト１２ａを乾燥させる。
【００７３】
つぎに、ステップＳ６０において、半導体基板１１の裏面に裏面電極１３がスクリーン印刷によって印刷される。裏面集電電極１３Ａの印刷と裏面接続電極１３Ｂの印刷とは、どちらが先に行われても問題ないが、ここでは裏面接続電極１３Ｂを先に印刷する場合について示す。
【００７４】
まず、図２１に示すように半導体基板１１における裏面に、銀とガラスフリットとを含む電極材料ペーストである銀電極ペースト１３ｂが、裏面接続電極１３Ｂの形状に印刷される。銀電極ペースト１３ｂは、半導体基板１１の裏面の面内において、半導体基板１１の受光面における受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１が形成される位置に対応した位置に開口パターンを有する印刷マスクを使用して印刷される。その後、銀電極ペースト１３ｂを２００℃の温度で５分間乾燥させる。
【００７５】
つぎに、図２１に示すように半導体基板１１における裏面に、アルミニウムとガラスフリットとを含む電極材料ペーストであるアルミニウム電極ペースト１３ａが裏面集電電極１３Ａの形状に印刷される。アルミニウム電極ペースト１３ａは、半導体基板１１の裏面の面内において、裏面接続電極１３Ｂの印刷領域および外縁領域の一部を除いた裏面全体に開口パターンを有する印刷マスクを使用して印刷される。なお、アルミニウム電極ペースト１３ａは、少なくとも一部が銀電極ペースト１３ｂに電気的に接続する状態に印刷される。その後、アルミニウム電極ペースト１３ａを２００℃の温度で５分間乾燥させる。
【００７６】
その後、ステップＳ７０において、印刷されたペーストの焼成処理を実施する電極焼成が行われる。半導体基板１１に印刷された電極ペーストを焼成することで、図２２に示すように受光面電極１２としての受光面グリッド電極１２Ｇおよび受光面バス電極１２Ｂと、裏面電極１３としての裏面集電電極１３Ａおよび裏面接続電極１３Ｂと、が得られる。焼成は、赤外線加熱炉を用いて、大気雰囲気中において７５０℃以上、且つ９００℃以下程度で行われる。焼成温度の選択は、太陽電池セル１０の構造および電極ペーストの種類を考慮して行う。
【００７７】
焼成によって、半導体基板１１の受光面側では、受光面電極１２の銀が絶縁膜である反射防止膜３をファイヤースルーして貫通し、ｎ型不純物拡散層２と受光面電極１２とが電気的に接続する。これにより、ｎ型不純物拡散層２は、受光面電極１２と良好な抵抗性接合を得ることができる。
【００７８】
一方、半導体基板１１の裏面側では、アルミニウム電極ペースト１３ａおよび銀電極ペースト１３ｂが焼成されて、裏面集電電極１３Ａと裏面接続電極１３Ｂとが形成されると共に、アルミニウムと銀とによって構成される図示しない合金部が形成される。
【００７９】
裏面集電電極１３Ａが形成される際、アルミニウム電極ペースト１３ａは、半導体基板１１の裏面のｐ型の単結晶シリコンとも反応し、反応後に固化することによって、アルミニウムを含むｐ＋層であるＢＳＦ層４が形成される。すなわち、半導体基板１１の裏面１１Ｂ側に形成されていたｎ型不純物拡散層２のうち裏面集電電極１３Ａの直下の領域が、アルミニウムの拡散によりＢＳＦ層４に変わる。また、半導体基板１１の裏面側に形成されていたｎ型不純物拡散層２のうち、裏面集電電極１３Ａの直下以外の領域は、アルミニウムが拡散されてｐ型の領域になる。
【００８０】
つぎに、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を備える太陽電池モジュール１００を製造する方法について説明する。図２３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【００８１】
まず、ステップＳ１１０において、一方の太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂと他方の太陽電池セル１０の裏面接続電極１３Ｂとにリード線２０をはんだ付けして接合することによって、複数の太陽電池セル１０がリード線２０によって電気的に接続され、太陽電池ストリング５０が形成される。
【００８２】
つぎに、ステップＳ１２０において、受光面保護部３１上に、受光面側封止材３３のシート、太陽電池ストリング５０、裏面側封止材３４のシート、裏面保護部３２が順次積層され、積層体が形成される。
【００８３】
つぎに、ステップＳ１３０において、積層体をラミネート装置に装着し、１４０℃以上、且つ１６０℃以下程度の温度で３０分前後の熱処理およびラミネート処理を行う。これにより、積層体の各部材が、受光面側封止材３３および裏面側封止材３４を介して一体化され、太陽電池モジュール１００が得られる。
【００８４】
その後、太陽電池モジュール１００の外縁部が全周にわたってフレーム４０によって保持される。
【００８５】
上述したように、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０は、受光面バス電極１２Ｂに複数の貫通孔６０が設けられている。これにより、太陽電池セル１０においては、受光面バス電極１２Ｂに使用する電極材料の使用量を低減することが可能であり、太陽電池セル１０の製造コストを低減することが可能である。
【００８６】
また、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０は、受光面バス電極１２Ｂの第１領域６１と裏面接続電極１３Ｂとが、半導体基板１１の面内において対応する位置に配置され、半導体基板１１を介して半導体基板１１の厚み方向において相対している。これにより、太陽電池セル１０は、太陽電池モジュール１００の作製時の太陽電池セル１０へのリード線２０のはんだ付けに起因した太陽電池セル１０の反りを抑制することができ、太陽電池モジュール１００の作製時における太陽電池セル１０の反りによる太陽電池セル１０の破損率を低減させることが可能である。
【００８７】
また、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０では、受光面バス電極１２Ｂは、長手方向にわたって同一幅とされ、第２の方向における両端部が第１の方向に平行な直線状である。受光面バス電極１２Ｂの幅は、受光面バス電極１２Ｂの幅に接続される、長手方向にわたって同一幅とされたリード線２０の幅と同じ幅とされている。そして、太陽電池モジュール１００の作製時には、第２の方向における受光面バス電極１２Ｂの両側の受光面バス電極の側面１２Ｂａの位置と、第２の方向におけるリード線２０の両側のリード線の幅方向の側面２０ｂの位置と、が半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において同じ位置とされる。受光面バス電極の側面１２Ｂａの位置と、リード線の幅方向の側面２０ｂの位置と、が半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向において同じ位置とされる。これにより、太陽電池セル１０は、半導体基板１１の受光面１１Ａの面内方向においてリード線２０からはみ出した受光面バス電極１２Ｂに起因した、太陽電池セル１０の受光量の低下を防止して、光電変換効率の低下を防止できる。
【００８８】
また、太陽電池セル１０は、太陽電池モジュール１００の作製時における太陽電池セル１０の反りを抑制できるため、より薄い半導体基板１１を用いて半導体基板１１のコストを低減し、安価な太陽電池セル１０の実現に対応可能である。
【００８９】
したがって、本実施の形態１にかかる太陽電池セル１０によれば、太陽電池セルへのリード線の接合に起因した太陽電池セルの反りを抑制可能である、という効果を奏する。
【００９０】
実施の形態２．
図２４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０を受光面側から見た平面図である。図２５は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０を受光面側と反対側を向く裏面側から見た平面図である。図２６は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの構成を示す要部断面図である。図２６は、図３に対応する図であり、太陽電池セル１１０によって構成された本実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの要部断面図である。図２６における太陽電池セル１１０の断面図は、図２４におけるＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線における要部断面図である。図２７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０の受光面電極１１２の構成条件を示す図である。図２８は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０の裏面接続電極１１３Ｂの構成条件を示す図である。
【００９１】
本実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０は、受光面グリッド電極１２Ｇと受光面バス電極１２Ｂとによって構成される受光面電極１２の代わりに、受光面グリッド電極１２Ｇと受光面バス電極１１２Ｂとによって構成される受光面電極１１２を備える。また、太陽電池セル１１０は、裏面集電電極１３Ａと裏面接続電極１３Ｂとによって構成される裏面電極１３の代わりに、裏面集電電極１３Ａと裏面接続電極１１３Ｂとによって構成される裏面電極１１３を備える。太陽電池セル１１０は、受光面電極１１２および裏面電極１１３の構成以外は、実施の形態１にかかる太陽電池セル１０と同じ構成を有する。太陽電池セル１１０において実施の形態１にかかる太陽電池セル１０と同じ構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９２】
受光面バス電極１１２Ｂは、受光面バス電極１２Ｂと配置が異なる。裏面接続電極１１３Ｂは、裏面接続電極１３Ｂと配置が異なる。
【００９３】
受光面バス電極１１２Ｂは、太陽電池セル１１０において４本設けられている。太陽電池セル１１０は、半導体基板１１が長方形状を有し、互いに平行な一対の端部である第１端辺部と第２端辺部とを有する。ここでは、第１端辺部は、第１の方向における太陽電池セル１１０の一方の端部である一端１０１側の辺である。また、第２端辺部は、第１の方向における太陽電池セル１１０の他方の端部であって、一端１０１と平行であり第１の方向において一端１０１と反対側の他端１０２側の辺である。各々の受光面バス電極１１２Ｂにおいて、第１の方向において太陽電池セル１１０の一端１０１側から他端１０２側に向かって、第１領域６１１、第１領域６１２、第１領域６１３、第１領域６１４、第１領域６１５、第１領域６１６、第１領域６１７、第１領域６１８が配置されている。
【００９４】
ここで、第１の方向における太陽電池セル１１０の一端１０１側は、受光面バス電極１１２Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置される側の端部側であり、図２４から図２６における太陽電池セル１１０の左側に対応する。太陽電池セル１１０において、受光面バス電極１１２Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置される側の端部は、受光面側における相互接続側の端部である。
【００９５】
また、第１の方向における太陽電池セル１１０の他端１０２側は、受光面バス電極１１２Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置されない側の端部側であり、図２４から図２６における太陽電池セル１１０の右側に対応する。太陽電池セル１１０において、受光面バス電極１１２Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置されない側の端部は、受光面側における非相互接続側の端部である。
【００９６】
また、受光面バス電極１１２Ｂの長手方向における第１領域の長さ、すなわち第１の方向における第１領域の長さは、第１領域６１１の長さが第１領域長さＡ１、第１領域６１２の長さが第１領域長さＡ２、第１領域６１３の長さが第１領域長さＡ３、第１領域６１４の長さが第１領域長さＡ４、第１領域６１５の長さが第１領域長さＡ５、第１領域６１６の長さが第１領域長さＡ６、第１領域６１７の長さが第１領域長さＡ７、第１領域６１８の長さが第１領域長さＡ８である。
【００９７】
また、第１の方向において、太陽電池セル１１０の一端１０１から第１領域６１１までの距離が距離Ｂ１、第１領域６１１と第１領域６１２との間の距離が距離Ｂ２、第１領域６１２と第１領域６１３との間の距離が距離Ｂ３、第１領域６１３と第１領域６１４との間の距離が距離Ｂ４、第１領域６１４と第１領域６１５との間の距離が距離Ｂ５、第１領域６１５と第１領域６１６との間の距離が距離Ｂ６、第１領域６１６と第１領域６１７との間の距離が距離Ｂ７、第１領域６１７と第１領域６１８との間の距離が距離Ｂ８、第１領域６１８から太陽電池セル１１０の他端１０２までの距離が距離Ｂ９である。
【００９８】
裏面接続電極１１３Ｂは、太陽電池セル１１０において４本設けられている。半導体基板１１の面内において第１領域６１に対応する位置に、受光面バス電極１１２Ｂの第１領域６１の数量と同数の裏面接続電極１１３Ｂが設けられている。各々の裏面接続電極１１３Ｂにおいて、第１の方向において太陽電池セル１１０の一端１０１側から他端１０２側に向かって、裏面接続電極１１３１、裏面接続電極１１３２、裏面接続電極１１３３、裏面接続電極１１３４、裏面接続電極１１３５、裏面接続電極１１３６、裏面接続電極１１３７、裏面接続電極１１３８が配置されている。
【００９９】
裏面接続電極１１３Ｂは、半導体基板１１の面内において第１領域６１に対応する位置に配置されている。したがって、半導体基板１１の面内において、裏面接続電極１１３１は、第１領域６１１と対応する位置に、裏面接続電極１１３２は、第１領域６１２と対応する位置に、裏面接続電極１１３３は、第１領域６１３と対応する位置に、裏面接続電極１１３４は、第１領域６１４と対応する位置に、裏面接続電極１１３５は、第１領域６１５と対応する位置に、裏面接続電極１１３６は、第１領域６１６と対応する位置に、裏面接続電極１１３７は、第１領域６１７と対応する位置に、裏面接続電極１１３８は、第１領域６１８と対応する位置に配置されている。
【０１００】
ここで、上述した第１の方向における太陽電池セル１１０の一端１０１側は、裏面接続電極１１３Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置されない側の端部側である。太陽電池セル１１０において、裏面接続電極１１３Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置されない側の端部は、裏面側における非相互接続側の端部である。
【０１０１】
また、第１の方向における太陽電池セル１１０の他端１０２側は、裏面接続電極１１３Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置される側の端部側である。太陽電池セル１１０において、裏面接続電極１１３Ｂがリード線２０によって接続される隣接する太陽電池セル１１０が配置される側の端部は、裏面側における相互接続側の端部である。
【０１０２】
また、第１の方向における裏面接続電極１１３Ｂの長さは、裏面接続電極１１３１の長さが裏面接続電極長さＣ１、裏面接続電極１１３２の長さが裏面接続電極長さＣ２、裏面接続電極１１３３の長さが裏面接続電極長さＣ３、裏面接続電極１１３４の長さが裏面接続電極長さＣ４、裏面接続電極１１３５の長さが裏面接続電極長さＣ５、裏面接続電極１１３６の長さが裏面接続電極長さＣ６、裏面接続電極１１３７の長さが裏面接続電極長さＣ７、裏面接続電極１１３８の長さが裏面接続電極長さＣ８である。
【０１０３】
また、第１の方向において、太陽電池セル１１０の一端１０１から裏面接続電極１１３１までの距離が距離Ｄ１、裏面接続電極１１３１と裏面接続電極１１３２との間の距離が距離Ｄ２、裏面接続電極１１３２と裏面接続電極１１３３との間の距離が距離Ｄ３、裏面接続電極１１３３と裏面接続電極１１３４との間の距離が距離Ｄ４、裏面接続電極１１３４と裏面接続電極１１３５との間の距離が距離Ｄ５、裏面接続電極１１３５と裏面接続電極１１３６との間の距離が距離Ｄ６、裏面接続電極１１３６と裏面接続電極１１３７との間の距離が距離Ｄ７、裏面接続電極１１３７と裏面接続電極１１３８との間の距離が距離Ｄ８、裏面接続電極１１３８から太陽電池セル１１０の他端１０２までの距離が距離Ｄ９である。
【０１０４】
半導体基板１１は、例えば１５６ｍｍ角の正方形状である。第１領域長さＡ１、第１領域長さＡ２、第１領域長さＡ３、第１領域長さＡ４、第１領域長さＡ５、第１領域長さＡ６および第１領域長さＡ７は、例えば５ｍｍである。第１領域長さＡ８は、第１領域長さＡ１から第１領域長さＡ７よりも長く、例えば１１ｍｍである。距離Ｂ１および距離Ｂ９は、例えば０．５ｍｍである。距離Ｂ２および距離Ｂ８は、例えば７ｍｍである。距離Ｂ３、距離Ｂ４、距離Ｂ５、距離Ｂ６および距離Ｂ７は、例えば１９ｍｍである。
【０１０５】
裏面接続電極長さＣ１、裏面接続電極長さＣ２、裏面接続電極長さＣ３、裏面接続電極長さＣ４、裏面接続電極長さＣ５、裏面接続電極長さＣ６、裏面接続電極長さＣ７および裏面接続電極長さＣ８は、例えば５ｍｍである。距離Ｄ９は距離Ｄ１よりも長く、距離Ｄ１＜距離Ｄ９の関係がある。例えば距離Ｄ１＝０．５ｍｍ、距離Ｄ９＝６．５ｍｍである。距離Ｄ２および距離Ｄ８は、例えば７ｍｍである。距離Ｄ３、距離Ｄ４、距離Ｄ５、距離Ｄ６および距離Ｄ７は、例えば１９ｍｍである。
【０１０６】
太陽電池セル１１０の受光面側では、第１の方向において、太陽電池セル１１０の両端まで受光面バス電極１１２Ｂを設けることが好ましい。一方で、太陽電池セル１１０の裏面側では、特にリード線接続側となる他端１０２側では、第１の方向において、太陽電池セル１１０の端面から裏面接続電極１１３Ｂまでの距離を長くすることが好ましい。
【０１０７】
太陽電池セル１１０の受光面側は、凸状の曲面となる。すなわち、アルミニウムを含む電極材料を使用した裏面集電電極１３Ａが太陽電池セル１１０の裏面全体に形成されているため、アルミニウムとシリコンの熱膨張係数の差に起因する反りが太陽電池セル１１０に発生する。一般的にはアルミニウムの熱膨張係数がシリコンの熱膨張係数より大きいため、電極の焼成の熱処理後に太陽電池セル１１０には受光面側に凸となる反りが発生する。
【０１０８】
そして、太陽電池セル１１０にリード線２０をはんだ付けした際には、受光面が凸状であるので、太陽電池セル１１０とリード線２０との間において、太陽電池セル１１０の受光面と垂直方向にリード線２０を剥離する応力が発生する。そして、この剥離する応力は、太陽電池セル１１０の端部で最も大きくなる。
【０１０９】
そこで、太陽電池セル１１０の受光面側では、第１の方向における半導体基板１１の両端まで受光面バス電極１１２Ｂを設けることにより、太陽電池セル１１０の端部側における受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との間の接合強度を強くすることができる。すなわち、上述したように、第１の方向において距離Ｂ１および距離Ｂ９が０．５ｍｍとされる位置まで、受光面グリッド電極１２Ｇを形成する。そして、第１の方向における両端の受光面グリッド電極１２Ｇまで受光面バス電極１１２Ｂを設け、第１の方向における半導体基板１１の両端の位置まで受光面バス電極１１２Ｂを設ける。これにより、太陽電池セル１１０は、端部側における受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との間の接合強度をより強くすることができる。そして、第１の方向における受光面バス電極１１２Ｂの両端が第１領域によって構成されることで、端部側における受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との間の接合強度を強くすることができる。第１の方向における受光面バス電極１１２Ｂの両端が第２領域６２によって構成されている場合には、受光面バス電極１１２Ｂの端部では接続部６３のみでリード線２０とはんだ付けされるため、接合強度が低下する。
【０１１０】
また、太陽電池セル１１０では、半導体基板１１が、第１の方向における太陽電池セル１１０の端部である第１端辺部と、第１の方向における第１端辺部と反対側の太陽電池セル１１０の端部である第２端辺部と、を有する長方形状を有する。そして、第２端辺部に隣り合う裏面接続電極１１３Ｂと第２端辺部との距離が、第１端辺部に隣り合う裏面接続電極１１３Ｂと第１端辺部との距離よりも長くされている。
【０１１１】
上述した実施の形態１にかかる太陽電池セル１０は、第１の方向において、第１の方向における中央位置に対して対称の構成を有する。したがって、太陽電池セル１０同士をリード線２０によって接続した場合、図３に示すようにリード線２０が、図中の左下から右上にわたって配置されて、隣り合う太陽電池セル１０同士を接続する構成と、図３に示す隣り合う太陽電池セル１０に対して、リード線２０が左上から右下にわたって配置されて、隣り合う太陽電池セル１０同士を接続する構成とは等価の構成である。
【０１１２】
これに対して、本実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０は、第１の方向において、第１の方向における中央位置に対して非対称の構成を有する。したがって、太陽電池セル１１０同士をリード線２０によって接続した場合、図２６に示すようにリード線２０が、図中の左下から右上にわたって配置されて、隣り合う太陽電池セル１１０同士を接続する構成と、図２６に示す隣り合う太陽電池セル１１０に対して、リード線２０が左上から右下にわたって配置されて、隣り合う太陽電池セル１１０同士を接続する構成とは等価の構成とはならない。
【０１１３】
ここで、リード線２０が左下から右上にわたって配置されて、隣り合う太陽電池セル１０同士を接続する構成は、図３に示すように左右に配置された太陽電池セル１０のうち、左側の太陽電池セル１０の裏面接続電極１３Ｂと、右側の太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂとがリード線２０によって接続される構成である。また、リード線２０が左上から右下にわたって配置されて、隣り合う太陽電池セル１０同士を接続する構成は、左右に配置された太陽電池セル１０のうち、左側の太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂと、右側の太陽電池セル１０の裏面接続電極１３Ｂとがリード線２０によって接続される構成である。
【０１１４】
上記の構成を有する太陽電池セル１１０の裏面側では、太陽電池セル１１０における裏面側の相互接続側の端部である太陽電池セル１１０の他端１０２側で、太陽電池セル１１０の端面から裏面接続電極１１３Ｂまでの距離、すなわち裏面接続電極１１３８から太陽電池セル１１０の他端１０２までの距離Ｄ９を長くすることにより、以下の効果がある。
【０１１５】
図２６に示すように、本実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セル１１０をリード線２０で接続して一方の太陽電池セル１１０ａの裏面側から、他方の太陽電池セル１１０ｂの受光面側に曲線状にリード線２０が接続される。すなわち、本実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、図２６において左側に配置されている一方の太陽電池セル１１０の第２端辺部と、図２６において右側に配置されている他方の太陽電池セル１１０の第１端辺部とが対向した状態で配置されて、一方の太陽電池セル１１０と他方の太陽電池セル１１０とが第１の方向において隣り合っている。また、本実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、一方の太陽電池セル１１０の裏面接続電極１１３Ｂと、他方の太陽電池セル１１０の受光面バス電極１１２Ｂと、を接続するリード線２０を有する。そして、リード線２０は、一方の太陽電池セル１１０における第２端辺部側の裏面接続電極１１３Ｂと、他方の太陽電池セル１１０における第１端辺部側の受光面バス電極１１２Ｂと、を接続する。
【０１１６】
距離Ｄ１＜距離Ｄ９とし、且つ太陽電池セル１１０ａの裏面側から隣の太陽電池セル１１０ｂの受光面側にリード線２０を配線することで、リード線２０を曲線状に曲げる曲げ部２０ａの長さが長くなるため、リード線２０の曲げ部２０ａの曲げ半径が大きくなり、リード線２０の曲げ部２０ａへの応力集中が低減する。特に、太陽電池モジュールは１０年以上の寿命を期待して設計されるが、受光面保護部３１となる受光面ガラスとリード線２０との線膨張係数の差等に起因して、昼夜の温度サイクルによりリード線２０の曲げ部２０ａに繰返し応力が発生して断線が発生し、故障の要因になる。ここで、リード線２０の曲げ部２０ａの曲げ半径を大きくすることで、曲げ部２０ａに掛かる繰り返し応力を小さくすることができるため、長期信頼性に優れた太陽電池モジュールが実現できる。
【０１１７】
太陽電池セル１１０では、受光面側における非相互接続側の端部側以外の第１領域６１、すなわち他端１０２側以外の第１領域６１と、裏面接続電極１１３Ｂとは、受光面と裏面とで対応する位置に設けることが好ましい。すなわち、第１領域６１１から第１領域６１７は、それぞれ裏面接続電極１１３１から裏面接続電極１１３７と、太陽電池セル１１０の面内において対応する位置に設けることが好ましい。これにより、第１領域６１８と裏面接続電極１１３８と以外は、受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との固定位置と、はんだ付けによる裏面接続電極１１３Ｂとリード線２０との固定位置とが、半導体基板１１の面内において同じ位置となる。これにより、太陽電池セル１１０は、上述した太陽電池セル１０と同様に、太陽電池モジュールの作製時における太陽電池セル１１０へのリード線２０のはんだ付けに起因した太陽電池セル１１０の反りを抑制することができる。したがって、太陽電池セル１１０は、太陽電池モジュールの作製時における太陽電池セル１１０の反りによる太陽電池セル１１０の破損率を低減させることが可能である。
【０１１８】
受光面バス電極１１２Ｂにおいて、第１の方向の端部側において隣り合う第１領域間の間隔は、第１の方向の中央部において隣り合う第１領域間の間隔を含む、第１の方向の内部側において隣り合う第１領域間の間隔よりも短いことが好ましい。すなわち、受光面バス電極１１２Ｂにおいて、第１の方向の端部側の第２領域の長さは、第１の方向の内部側の第２領域の長さよりも短いことが好ましい。したがって、（距離Ｂ２＝距離Ｄ２＝距離Ｂ８＝距離Ｄ８）＜（距離Ｂ３＝距離Ｄ３、距離Ｂ４＝距離Ｄ４、距離Ｂ５＝距離Ｄ５、距離Ｂ６＝距離Ｄ６、距離Ｂ７＝距離Ｄ７）とすることが好ましい。
【０１１９】
上記のように、太陽電池セル１１０にリード線２０をはんだ付けした際には、太陽電池セル１１０は、受光面側が凸状であるので、太陽電池セル１１０とリード線２０との間において、太陽電池セル１１０の受光面に垂直な方向にリード線２０を剥離する応力は第１の方向の端部側で最も大きくなる。これに対して、第１の方向の端部側の第２領域の長さを、第１の方向の内部側の第２領域の長さよりも短くすることで、第１の方向の端部側の受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との接合強度を強くすることができる。
【０１２０】
上述したように、本実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０においては、第１領域６１８と裏面接続電極１１３８と以外は、受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との固定位置と、はんだ付けによる裏面接続電極１１３Ｂとリード線２０との固定位置とが、半導体基板１１の面内において同じ位置となる。これにより、太陽電池セル１１０は、上述した太陽電池セル１０と同様に、太陽電池モジュールの作製時における太陽電池セル１１０の反りによる太陽電池セル１１０の破損率を低減させることが可能である。
【０１２１】
また、本実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０においては、太陽電池セル１１０における裏面側における相互接続側の端部である太陽電池セル１１０の他端１０２側で、太陽電池セル１１０の端面から裏面接続電極１１３Ｂまでの距離を長くする。これにより、隣り合う太陽電池セル１１０を接続するリード線２０を曲線状に曲げる曲げ部２０ａの長さが長くなる。これにより、リード線２０の曲げ部２０ａへの応力集中を低減することができ、受光面保護部３１となる受光面ガラスとリード線２０との線膨張係数の差等に起因して、昼夜の温度サイクルによって曲げ部２０ａに掛かる繰り返し応力を小さくすることができるため、長期信頼性に優れた太陽電池モジュールが実現できる。
【０１２２】
実施の形態３．
図２９は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０の構成を示す断面図である。図２９は、貫通孔６０を通る、受光面電極２１２の長手方向に沿った断面であり、理解の容易のため裏面集電電極１３Ａの図示を省略している。図３０は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０の受光面電極２１２の構成条件を示す図である。図３１は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０の裏面接続電極２１３Ｂの構成条件を示す図である。
【０１２３】
本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０は、受光面バス電極１１２Ｂの代わりに受光面バス電極２１２Ｂを有する、受光面電極２１２を備える。また、本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０は、裏面接続電極１１３Ｂの代わりに裏面接続電極２１３Ｂを有する、裏面電極２１３を備える。太陽電池セル２１０は、受光面電極２１２および裏面電極２１３の構成以外は、実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０と同じ構成を有する。太陽電池セル２１０において実施の形態１にかかる太陽電池セル１０または実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０と同じ構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１２４】
受光面バス電極２１２Ｂは、受光面バス電極１１２Ｂと配置が異なる。裏面接続電極２１３Ｂは、裏面接続電極１１３Ｂと配置が異なる。
【０１２５】
受光面バス電極２１２Ｂは、受光面バス電極１１２Ｂと同様に、太陽電池セル２１０において４本設けられている。また、各々の受光面バス電極２１２Ｂにおいては、受光面バス電極１１２Ｂと同様に、第１領域６１１、第１領域６１２、第１領域６１３、第１領域６１４、第１領域６１５、第１領域６１６、第１領域６１７、第１領域６１８が第１の方向に沿って配置されている。裏面接続電極２１３Ｂは、裏面接続電極１１３Ｂと同様に、第１の方向に沿って、太陽電池セル２１０のほぼ全長に渡って飛び石状に８箇所に分散配置されて、４列に設けられている。
【０１２６】
半導体基板１１の面内において第１領域６１に対応する位置に、受光面バス電極２１２Ｂの第１領域６１の数量と同数の裏面接続電極２１３Ｂが設けられている。
【０１２７】
そして、受光面バス電極２１２Ｂにおいて第１の方向における端部側以外に位置する、すなわち第１の方向において内部側に位置する第１領域６１と、裏面接続電極２１３Ｂとは、半導体基板１１の面内方向に垂直な方向から半導体基板１１を透視した場合に、第１の方向における中心位置が同じ位置とされている。すなわち、第１の方向において、第１領域６１２の中心位置は、裏面接続電極１１３２の中心位置と同じ位置とされている。第１領域６１３の中心位置と裏面接続電極１１３３との中心位置、第１領域６１４の中心位置と裏面接続電極１１３４との中心位置、第１領域６１５の中心位置と裏面接続電極１１３５との中心位置、第１領域６１６の中心位置と裏面接続電極１１３６との中心位置、および第１領域６１７の中心位置と裏面接続電極１１３７の中心位置についても同様である。
【０１２８】
一方、受光面バス電極２１２Ｂにおいて第１の方向における端部側に位置する第１領域６１１と、裏面接続電極１１３１とは、半導体基板１１の面内方向に垂直な方向から半導体基板１１を透視した場合に、第１の方向における中心位置が同じ位置とされていない。すなわち、第１の方向において、第１領域６１１の中心位置は、裏面接続電極１１３１の中心位置とは異なる。同様に、第１の方向において、第１領域６１８の中心位置は、裏面接続電極１１３８の中心位置とは異なる。
【０１２９】
第１の方向の内部側において隣り合う２つの第１領域６１の配置ピッチは、全て同じ配置ピッチである。また、第１の方向における内部側において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂの配置ピッチは、全て同じ配置ピッチである。そして、第１の方向における内部側において隣り合う２つの第１領域６１の配置ピッチと、第１の方向における内部側において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂの配置ピッチとは、同じ配置ピッチである。第１領域６１の配置ピッチは、第１の方向における第１領域６１の中心位置間の距離である。裏面接続電極２１３Ｂの配置ピッチは、第１の方向における裏面接続電極２１３Ｂの中心位置間の距離である。
【０１３０】
すなわち、第１領域６１２と第１領域６１３との配置ピッチ、第１領域６１３と第１領域６１４との配置ピッチ、第１領域６１４と第１領域６１５との配置ピッチ、第１領域６１５と第１領域６１６との配置ピッチ、第１領域６１６と第１領域６１７との配置ピッチ、裏面接続電極１１３２と裏面接続電極１１３３との配置ピッチ、裏面接続電極１１３３と裏面接続電極１１３４との配置ピッチ、裏面接続電極１１３４と裏面接続電極１１３５との配置ピッチ、裏面接続電極１１３５と裏面接続電極１１３６との配置ピッチ、裏面接続電極１１３６と裏面接続電極１１３７との配置ピッチは、同じ配置ピッチである。
【０１３１】
第１領域長さＡ２、第１領域長さＡ３、第１領域長さＡ４、第１領域長さＡ５、第１領域長さＡ６および第１領域長さＡ７は、同じである。裏面接続電極長さＣ２、裏面接続電極長さＣ３、裏面接続電極長さＣ４、裏面接続電極長さＣ５、裏面接続電極長さＣ６および裏面接続電極長さＣ７は、同じである。そして、第１領域長さＡ２は、裏面接続電極長さＣ２よりも長い。
【０１３２】
距離Ｂ３、距離Ｂ４、距離Ｂ５、距離Ｂ６および距離Ｂ７は、同じである。距離Ｄ３、距離Ｄ４、距離Ｄ５、距離Ｄ６および距離Ｄ７は、同じである。そして、距離Ｄ３は、距離Ｂ３よりも長い。
【０１３３】
したがって、（第１領域長さＡ２＋距離Ｂ３）＝（第１領域長さＡ３＋距離Ｂ４）＝（第１領域長さＡ４＋距離Ｂ５）＝（第１領域長さＡ５＋距離Ｂ６）＝（第１領域長さＡ６＋距離Ｂ７）＝（裏面接続電極長さＣ２＋距離Ｄ３）＝（裏面接続電極長さＣ３＋距離Ｄ４）＝（裏面接続電極長さＣ４＋距離Ｄ５）＝（裏面接続電極長さＣ５＋距離Ｄ６）＝（裏面接続電極長さＣ６＋距離Ｄ７）である。
【０１３４】
第１の方向における第１領域６１２の中心位置と第１の方向における裏面接続電極１１３２の中心位置とを一致させるために、第１の方向において、太陽電池セル２１０の一端１０１から第１領域６１２の中心位置までの距離と、太陽電池セル２１０の一端１０１から裏面接続電極１１３２の中心位置までの距離と、は同じ距離とされている。すなわち、（距離Ｂ１＋第１領域長さＡ１＋距離Ｂ２＋第１領域長さＡ２／２）＝（距離Ｄ１＋裏面接続電極長さＣ１＋距離Ｄ２＋裏面接続電極長さＣ２／２）とされている。
【０１３５】
第１の方向における第１領域６１７の中心位置と第１の方向における裏面接続電極１１３７の中心位置とを一致させるために、第１の方向において、太陽電池セル２１０の他端１０２から第１領域６１７の中心位置までの距離と、太陽電池セル２１０の他端１０２から裏面接続電極１１３７の中心位置までの距離と、は同じ距離とされている。すなわち、（距離Ｂ９＋第１領域長さＡ８＋距離Ｂ８＋第１領域長さＡ７／２）＝（距離Ｄ９＋裏面接続電極長さＣ８＋距離Ｄ８＋裏面接続電極長さＣ７／２）とされている。
【０１３６】
第１領域長さＡ１は、裏面接続電極長さＣ１よりも長い。半導体基板１１の面内方向に垂直な方向から半導体基板１１を透視した場合に、第１の方向において、裏面接続電極１１３１は、第１領域６１１の内側において第１領域６１１に重なる位置、すなわち、第１の方向において、裏面接続電極１１３１は、第１領域６１１に包含される位置に配置されている。
【０１３７】
第１領域長さＡ８は、裏面接続電極長さＣ８よりも長い。半導体基板１１の面内方向に垂直な方向から半導体基板１１を透視した場合に、第１の方向において、裏面接続電極１１３８は、第１領域６１８の内側において第１領域６１８に重なる位置、すなわち、第１の方向において、裏面接続電極１１３８は、第１領域６１８に包含される位置に配置されている。
【０１３８】
裏面接続電極長さＣ１および裏面接続電極長さＣ８は、裏面接続電極長さＣ２と同じである。
【０１３９】
第１の方向において、第１の方向の端部側において隣り合う２つの第１領域６１の配置ピッチは、第１の方向の内部側において隣り合う２つの第１領域６１の配置ピッチよりも短い。すなわち、受光面バス電極２１２Ｂにおいて、第１の方向の端部側において隣り合う２つの第１領域６１間の間隔は、第１の方向の中央部において隣り合う２つの第１領域６１間の間隔を含む、第１の方向の内部側において隣り合う２つの第１領域６１間の間隔よりも短い。したがって、距離Ｂ２および距離Ｂ８は、距離Ｂ３、距離Ｂ４、距離Ｂ５、距離Ｂ６および距離Ｂ７よりも短い。
【０１４０】
第１の方向において、第１の方向の端部側において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂの配置ピッチは、第１の方向の内部側において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂの配置ピッチよりも短い。すなわち、１列の裏面接続電極２１３Ｂにおいて、第１の方向の端部側において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂ間の間隔は、第１の方向の中央部において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂ間の間隔を含む、第１の方向の内部側において隣り合う２つの裏面接続電極２１３Ｂ間の間隔よりも短い。したがって、距離Ｄ２および距離Ｄ８は、距離Ｄ３、距離Ｄ４、距離Ｄ５、距離Ｄ６および距離Ｄ７よりも短い。
【０１４１】
本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０においては、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂの第１領域長さの合計が、実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０の受光面バス電極１１２Ｂの第１領域長さの合計よりも大幅に長くされている。すなわち、図３０に示すように、太陽電池セル２１０における第１領域長さの合計、すなわち第１領域長さＡ１から第１領域長さＡ８までの合計は、７６ｍｍである。一方、図２７に示すように、実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０の受光面バス電極１１２Ｂにおける第１領域長さの合計、すなわち第１領域長さＡ１から第１領域長さＡ８までの合計は、４６ｍｍである。
【０１４２】
受光面バス電極２１２Ｂへのリード線２０のはんだ付けは、主として第１領域６１とリード線２０とのはんだ付けにより行われる。したがって、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さは、第１領域長さの合計に近似される。したがって、第１領域長さの合計は、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さと考えられる。
【０１４３】
また、本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０においては、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂの第１領域長さの合計が、第１の方向における裏面接続電極２１３Ｂの長さの合計よりも長い。したがって、本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０においては、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さは、第１の方向における裏面接続電極２１３Ｂとリード線２０との接続領域の長さよりも長い。すなわち、図３１に示すように、裏面接続電極長さＣ１から裏面接続電極長さＣ８までの合計は、４８ｍｍである。一方、図３０に示すように、第１領域長さの合計、すなわち第１領域長さＡ１から第１領域長さＡ８までの合計は、７６ｍｍである。
【０１４４】
太陽電池セル２１０は、アルミニウムを含む電極材料を使用した裏面集電電極１３Ａが太陽電池セル２１０の裏面全体に形成されているため、電極の焼成の熱処理後に太陽電池セル２１０には受光面側に凸となる反りが発生する。このため、凸状の曲面である太陽電池セル２１０の受光面側では、電極とリード線２０との間に、リード線２０を剥離する応力が太陽電池セル２１０の裏面側よりも多く掛かる。
【０１４５】
太陽電池セル２１０においては、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さが、第１の方向における裏面接続電極２１３Ｂの長さよりも長くされている。そして、太陽電池セル２１０においては、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さが、実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０での第１の方向における受光面バス電極１１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さよりも、長くされている。これにより、太陽電池セル２１０は、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さを長く確保することで、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接合強度を高めて、リード線２０の剥離を抑制することができる。
【０１４６】
一方、銀を含む電極材料を使用した銀ペーストが塗布および焼成されて形成される銀ペースト電極である裏面接続電極２１３Ｂは、銀ペースト電極である受光面電極２１２よりも、焼成処理後の状態において、ガラス成分が多い構成とされている。銀ペースト電極は、焼成処理後は、大半の部分が銀とガラスとで構成される。銀ペースト電極において、銀は電流を流す機能を有する。銀ペースト電極において、ガラスは、半導体基板１１と電極との接合強度を保つ機能を有する。
【０１４７】
銀ペースト電極である受光面電極２１２と銀ペースト電極である裏面接続電極２１３Ｂとを比較すると、受光面電極２１２は、電極での抵抗を下げるために、電極材料における銀の比率が裏面接続電極２１３Ｂよりも高くされている。受光面電極２１２では、電極での抵抗を下げるために、電極材料における銀の比率を極力高くすることが好ましい。一方、太陽電池セル２１０の裏面側では、半導体基板１１からの集電の機能は、アルミニウムを含む電極材料を使用した裏面集電電極１３Ａが受け持つ。このため、裏面接続電極２１３Ｂでは、電極材料における銀の比率を低くして、電極材料におけるガラス成分の比率を高くすることで、半導体基板１１との接合強度を高めることができる。
【０１４８】
したがって、太陽電池セル２１０は、焼成処理後の状態の裏面接続電極２１３Ｂでの電極材料におけるガラス成分の比率を、焼成処理後の状態の受光面電極２１２での電極材料におけるガラス成分の比率よりも高くすることで、半導体基板１１と裏面接続電極２１３Ｂとの間の接合強度を、裏面接続電極２１３Ｂが剥離しない高いレベルに保つことが可能である。これにより、太陽電池セル２１０は、第１の方向における裏面接続電極２１３Ｂの長さの合計を、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂの第１領域長さの合計の長さよりも短くしても、半導体基板１１と裏面接続電極２１３Ｂとの間の接合強度を、裏面接続電極２１３Ｂが剥離しない高いレベルに保つことが可能である。
【０１４９】
上述したように、本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０においては、受光面バス電極２１２Ｂの第１領域６１と裏面接続電極２１３Ｂとは、半導体基板１１の面内において対応する位置に配置されている。これにより、太陽電池セル２１０は、上述した太陽電池セル１０および太陽電池セル１１０と同様に、太陽電池モジュールの作製時における太陽電池セル２１０の反りによる太陽電池セル２１０の破損率を低減させることが可能である。
【０１５０】
また、本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０においては、太陽電池セル２１０における裏面側における相互接続側の端部である太陽電池セル２１０の他端１０２側で、太陽電池セル２１０の端面から裏面接続電極２１３Ｂまでの距離を長くする。これにより、実施の形態２にかかる太陽電池セル１１０と同様に、リード線２０の曲げ部２０ａへの応力集中を低減することができ、受光面保護部３１となる受光面ガラスとリード線２０との線膨張係数の差等に起因して、昼夜の温度サイクルによって曲げ部２０ａに掛かる繰り返し応力を小さくすることができるため、長期信頼性に優れた太陽電池モジュールが実現できる。
【０１５１】
また、本実施の形態３にかかる太陽電池セル２１０においては、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さが、第１の方向における裏面接続電極２１３Ｂとリード線２０との接続領域の長さよりも長くされている。これにより、太陽電池セル２１０は、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接続領域の長さを長く確保することで、第１の方向における受光面バス電極２１２Ｂとリード線２０との接合強度を高めて、リード線２０の剥離を抑制することができる。
【０１５２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１，１１  半導体基板、２  ｎ型不純物拡散層、３  反射防止膜、４  ＢＳＦ層、１０，１１０，２１０  太陽電池セル、１１Ａ  受光面、１１Ｂ  裏面、１２，１１２，２１２  受光面電極、１２Ｂ，１１２Ｂ，２１２Ｂ  受光面バス電極、１２Ｂａ  受光面バス電極の側面、１２Ｇ  受光面グリッド電極、１２ａ，１３ｂ  銀電極ペースト、１３，１１３，２１３  裏面電極、１３Ａ  裏面集電電極、１３Ｂ，１１３Ｂ，２１３Ｂ，１１３１，１１３２，１１３３，１１３４，１１３５，１１３６，１１３７，１１３８  裏面接続電極、１３ａ  アルミニウム電極ペースト、２０  リード線、２０ａ  曲げ部、２０ｂ  リード線の幅方向の側面、２５  横リード線、２６  出力リード線、３１  受光面保護部、３２  裏面保護部、３３  受光面側封止材、３４  裏面側封止材、４０  フレーム、５０  太陽電池ストリング、６０  貫通孔、６１，６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６，６１７，６１８  第１領域、６２  第２領域、６３  接続部、６３ａ  接続部の外側の側面、７０  太陽電池アレイ、１００  太陽電池モジュール、１０１  一端、１０２  他端、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８  第１領域長さ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８，Ｂ９  距離、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８  裏面接続電極長さ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ９  距離。
【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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