(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板の受光面側に形成された表面電極と、前記半導体基板の非受光面側に形成された裏面電極と、前記裏面電極上に形成された銅箔と、を備えた複数の太陽電池素子と、
一の太陽電池素子と、前記一の太陽電池素子と隣り合う他の太陽電池素子とを電気的に接続するリードと、
を備えた太陽電池モジュールであって、
前記リードは、
一端が、前記一の太陽電池素子の裏面電極に、前記銅箔を介して接続され、
他端が、前記他の太陽電池素子の表面電極に直接接続されるとともに、
前記銅箔は、前記表面電極の短手方向の幅よりも幅が広い
ことを特徴とする、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記裏面電極と前記銅箔とが複数箇所で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記複数の接合箇所の間隔が、前記銅箔の長手方向に沿って等間隔であることを特徴とする請求項１又は２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】
本発明は太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池装置を図４（ａ）（ｂ）に示す。図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は平面図である。図４（ａ）（ｂ）中、１１はシリコン基板、１５（１５ａ）は表面電極、１６（１６ａ）は裏面電極、１８はリード線である。シリコン基板１１内にはＮ型領域１２とＰ型領域１３とが形成されている。Ｎ型領域１２の表面には表面電極１５（１５ａ）が設けられ、Ｐ型領域１３の表面には裏面電極１６（１６ａ）が設けられている。この表面電極１５はリード線接続用のバスバー部１５ａと集電用のフィンガー部１５ｂとから成る。また、裏面電極１６もバスバー部１６ａとフィンガー部（不図示）とから成る。裏面電極１６のバスバー部１６ａには、抵抗損失を小さくするために銅箔１７がハンダ付されている。
【０００３】
複数の太陽電池素子を接続するためのリード線１８は平角状の銅箔などから成り、一方端が表面電極１５（１５ａ）上の略全長にわたって配設され、その複数箇所を表面電極１５（１５ａ）と接合することによって表面電極１５のバスバー部１５ａに接続され、他方端が銅箔１７を介して裏面電極１６のバスバー部１６ａの端部にハンダ付けされて裏面電極１６に接続される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来の太陽電池装置では、太陽電池素子のセル面積の増大化に伴ない、発生電流が増加したり、また表面電極１５のバスバー部１５ａが長くなり、そのために抵抗損失が増大して変換効率が低下するという問題があった。
【０００５】
変換効率の低下を防止するためには、表面電極１５部分のリード線１８や裏面電極１６部分の銅箔１７の断面積を増加させればよいが、表面電極１５部分のリード線１８は、受光面積を減少させないようにするために、その厚みを厚くして断面積を増加させなければならない。
【０００６】
ところが、リード線１８が厚くなると、このリード線１８をホットエアーやハンダ鏝で表面電極１５に溶着する際に、このホットエアーやハンダ鏝の熱が表面電極１５部分のハンダまで伝わりにくく、表面電極１５とリード線１８の溶着に時間がかかり、リード線１８の熱膨張による伸びが大きくなるという問題があった。リード線１８が伸びた状態で表面電極１５に接合されると、リード線１８が縮む際に、シリコン基板１１に圧縮応力が印加されて、シリコン基板１１に大きな反りが発生し、セル割れや電極剥がれなどを誘発し、製造歩留りが低下するという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来装置の問題点に鑑みてなされたものであり、セル面積の増大にともなって発生する抵抗損失の増大と、その対向策であるバスバー部の銅箔を厚くすることによって発生するセルの反り、セル割れ、或いは電極剥がれなどの問題を解消した太陽電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の太陽電池モジュールは、半導体基板と、前記半導体基板の受光面側に形成された表面電極と、前記半導体基板の非受光面側に形成された裏面電極と、前記裏面電極上に形成された銅箔と、を備えた複数の太陽電池素子と、一の太陽電池素子と、前記一の太陽電池素子と隣り合う他の前記太陽電池素子とを電気的に接続するリードと、を備えた太陽電池モジュールであって、前記リードは、一端が、前記一の太陽電池素子の裏面電極に、前記銅箔を介して接続され、他端が、前記他の太陽電池素子の表面電極に直接接続されるとともに、前記銅箔は、前記表面電極の短手方向の幅よりも幅が広いことを特徴とする。
ある実施態様においては、前記裏面電極と前記銅箔とが複数箇所で接合されていることを特徴とする。
ある実施態様においては、前記複数の接合箇所の間隔が、前記銅箔の長手方向に沿って等間隔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
また、本発明に係る発明によれば、銅箔を表面電極に複数箇所で接合することから、基板の反りをより効果的に小さくすることができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る発明によれば、太陽電池装置で抵抗損失が増大して変換効率が低下するという問題を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の一実施形態を示す断面図、図１（ｂ）は平面図であり、１は半導体基板、５は表面電極、７は裏面電極、９はリード線である。
【００２０】
半導体基板１は、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板１内には、Ｎ型領域２とＰ型領域３があり、Ｎ型領域２とＰ型領域３との界面部分で半導体接合部４が形成される。このＮ型領域２はＰ型のシリコン基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）中で加熱することによって、シリコン基板１の全体の表面部にリン原子を拡散させ、その後に側面部と底面部の拡散層を除去することにより、厚み０．３〜０．４μｍ程度に形成する。なお、この半導体基板１は単結晶ガリウム砒素などで形成してもよい。
【００２１】
Ｎ型領域２の表面部分には、表面電極５が形成されている。この表面電極５は、リード線９を接続するためのバスバー部５ａとこのバスバー部５ａと交差して分岐して形成された集電用のフィンガー部５ｂとから成る。バスバー部５ａは基板１の略全域にわたって二本平行に形成されており、フィンガー部５ｂはバスバー部５ｂに交差して多数本が基板１の略全長にわたって形成されている。バスバー部５ａは例えば２ｍｍ程度の幅に形成され、フィンガー部５ｂは例えば０．２ｍｍ程度の幅に形成される。このような表面電極５は、例えば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤などから成るペーストをスクリーン印刷して７００〜８００℃程度の温度で焼き付け、全体をハンダ層で被覆することにより形成される。
【００２２】
基板１の表面側には、図示されていないが、例えば窒化シリコン膜などから成る反射防止膜が形成される。このような反射防止膜は例えばプラズマＣＶＤ法などで形成される。
【００２３】
基板１の裏面側には裏面電極７が設けられている。この裏面電極７も、リード線９を接続するためのバスバー部７ａとこのバスバー部７ａと交差して分岐して多数本形成されるフィンガー部（不図示）とから成る。バスバー部７ａは基板１の略全長にわたって二本平行に形成されており、フィンガー部はバスバー部７ａに交差して多数本が基板１の略全域にわたって形成されている。バスバー部７ａは例えば５ｍｍ程度の幅に形成され、フィンガー部は例えば０．５ｍｍ程度の幅に形成される。基板１の裏面側は、受光面積の減少を考慮しなくてもよいことから、表面電極５のバスバー部５ａよりも幅広に形成でき、裏面電極７側での抵抗損失を低減できる。このような裏面電極７は、例えば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤などから成るペーストをスクリーン印刷して焼き付け、ハンダ層で被覆することにより形成される。なお、裏面電極７は、バスバー部７ａとフィンガー部７ｂを交差して設ける場合に限らず、基板１の裏面側の全面に設けてもよい。
【００２４】
この裏面電極７上には銅箔８が貼りつけられている。この銅箔８は、幅５ｍｍ程度、厚み０．１ｍｍ程度に形成される。このような銅箔８を裏面電極７のバスバー部７ａ上に例えば等間隔に５点で接合する。このように裏面電極７のバスバー部７ａと銅箔８を複数箇所のみで接合すると、温度変化によって銅箔８の長さが変化しても、銅箔８が切断したり、基板１に反りを生じることがない。
【００２５】
表面電極５のバスバー部５ａと裏面電極７のバスバー部７ａをリード線９で接続する。このリード線９は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、直径０．０５〜０．１ｍｍ程度の銅の細線９ａが９０〜３６０本程度同心円状に最密充填され、捩じることで縒り線とされている。なお、図２（ａ）はリード線９の断面図であり、図２（ｂ）はリード線９の側面図である。
【００２６】
このリード線９における表面電極５のバスバー部５ａ側は、図3 に示すように、バスバー部５ａの長さ方向における両端部の二点で接合される。このように、リード線９を縒り線で構成して、表面電極５のバスバー部５ａにホットエアー１０などで接合する場合、リード線９は縒りの方向ｘに、基板１とは所定の角度をもって延びたり縮んだりするので、基板１の幅方向ｙでの伸びや縮みは、従来の平角銅箔に比べてはるかに小さくなる。したがって、基板１が１５０ｍｍ角程度に大型化しても基板１の反りを極力小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る発明の太陽電池装置に用いられる太陽電池素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明に係る発明の太陽電池装置に用いられるリード線を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明に係る太陽電池装置におけるリード線の接続の接続方法を示す図である。
【図４】太陽電池装置を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：基板
５、５ａ、５ｂ：表面電極
７、７ａ：裏面電極
８：裏面電極の銅箔
９：リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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