(57)【要約】      （修正有）【課題】光の遮蔽を減らし、銀ペーストの使用量を下げると共に、印刷時に電池の周縁部において配線断線が生じることを回避した表面の電極設計を有する太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池構造は、表面１００ａを有する半導体基板１００と、第１の方向に沿って配列され、表面に設けられる複数のバスバー電極１０１ａ〜１０１ｃと、各バスバー電極の両側に設けられる複数の垂直接続電極１０５ａ〜１０５ｆと、第２の方向に沿って配列され、バスバー電極の一端に設けられる少なくとも１つの水平接続電極１０２ａ，１０２ｂと、第２の方向に沿って配列され、各バスバー電極と複数の垂直接続電極との間に設けられる複数のフィンガー電極１０３，１０３ａと、を含み、バスバー電極の線幅は水平接続電極の線幅よりも大きく、水平接続電極の線幅はフィンガー電極の線幅よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１
0003188303.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
表面を有する半導体基板と、
第１の方向に沿って配列され、前記表面に設けられる複数のバスバー電極と、
第２の方向に沿って配列され、各前記バスバー電極の両側に設けられる複数のフィンガー電極であって、隣接する２つのバスバー電極のフィンガー電極の末端の間に間隔が設けられる、複数のフィンガー電極と、
前記第２の方向に沿って配列され、前記表面に設けられ、前記複数のバスバー電極に接続される少なくとも１つの水平接続電極と、
を含む、太陽電池。
【請求項２】
前記水平接続電極の線幅は少なくとも１００μｍよりも大きい、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記バスバー電極の幅は０．５ｍｍ〜２ｍｍの間にある、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記フィンガー電極の幅は１０μｍ〜１００μｍの間にある、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記間隔の少なくとも一方側には、隣接する同じ側の前記フィンガー電極の末端を接続する垂直接続電極が有する、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記間隔の両側には、隣接する同じ側の前記フィンガー電極の末端を接続する垂直接続電極がそれぞれ有する、請求項４に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記垂直接続電極の幅は１０μｍ〜１００μｍの間にある、請求項５又は６に記載の太陽電池。
【請求項８】
隣接する前記フィンガー電極の間には、少なくとも１つの垂直フィンガー電極をさらに含む、請求項１、５又は６に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記垂直フィンガー電極の幅は１０μｍ〜１００μｍの間にある、請求項８に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記水平接続電極は前記バスバー電極の端部の外側に設けられ、前記バスバー電極の端部と前記水平接続電極との間には距離を有し、前記水平接続電極は少なくとも１つの垂直細配線を介して前記バスバー電極に接続される、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記垂直接続電極は、前記バスバー電極よりも大きい長さを有する、請求項８に記載の太陽電池。
【請求項１２】
表面を有する半導体基板と、
第１の方向に沿って配列され、前記表面に設けられる複数のバスバー電極と、
前記第１の方向に沿って、各前記バスバー電極の両側に設けられる複数の垂直接続電極と、
第２の方向に沿って配列され、前記垂直接続電極の両端にそれぞれ接続される２つの水平接続電極であって、前記水平接続電極及び前記垂直接続電極が各前記バスバー電極を囲んで複数の閉電極領域を構成し、前記複数の閉電極領域が前記水平接続電極のみを介して互いに接続される、２つの水平接続電極と、
前記第２の方向に沿って配列され、各前記閉電極領域内に設けられ、各前記バスバー電極と前記複数の垂直接続電極との間にある、複数のフィンガー電極と、
を含む、太陽電池。
【請求項１３】
前記水平接続電極の線幅は少なくとも１００μｍよりも大きい、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記バスバー電極の幅は０．５ｍｍ〜２ｍｍの間にある、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記フィンガー電極及び前記垂直接続電極の幅は１０μｍ〜１００μｍの間にある、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１６】
前記水平接続電極は前記バスバー電極の端部の外側に設けられ、前記バスバー電極の端部と前記水平接続電極との間には距離を有し、前記水平接続電極は少なくとも１つの垂直細配線を介して前記バスバー電極に接続される、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１７】
前記垂直接続電極は、前記バスバー電極よりも大きい長さを有する、請求項１６に記載の太陽電池。
【請求項１８】
前記水平接続電極は連続電極である、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１９】
隣接する前記フィンガー電極の間には、少なくとも１つの垂直フィンガー電極をさらに含む、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記垂直フィンガー電極の幅は１０μｍ〜１００μｍの間にある、請求項１９に記載の太陽電池。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、太陽電池の技術分野に関し、特に改善した表面の電極設計を有する太陽電池構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、入射光線が半導体基板を照射して、そのＰＮ接触面で電子と正孔の対が生じて、電子と正孔とが再結合する前に、それらを電池の表面（又は受光面）及び裏面を介して収集して、光電流を発生する。
【０００３】
一般には、電池の表面に形成された電極は、フィンガー電極及びバスバー電極（バス電極）を含んでもよく、その設計は太陽電池の光電変換効率に直接影響を与える。例えば、フィンガー電極及びとバスバー電極の面積が大きすぎると、入射光線を遮蔽し、太陽電池の有効照射面積が減少し、銀ペーストの使用量が増加してしまい、一方、小さすぎると、その抵抗の損失は大きくなってしまう。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は、改善した表面の電極設計を有する太陽電池構造を提供し、光の遮蔽を減らし、銀ペーストの使用量を下げると共に、印刷時に電池の周縁部において配線断線が生じることを回避することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の一の実施例によれば、表面を有する半導体基板と、第１の方向に沿って配列され、前記表面に設けられる複数のバスバー電極と、第２の方向に沿って配列され、各前記バスバー電極の両側に設けられる複数のフィンガー電極であって、隣接する２つのバスバー電極のフィンガー電極の末端の間に間隔が設けられる、複数のフィンガー電極と、前記第２の方向に沿って配列され、前記表面に設けられ、前記複数のバスバー電極に接続される少なくとも１つの水平接続電極と、を含み、前記バスバー電極の線幅は前記水平接続電極の線幅よりも大きく、前記水平接続電極の線幅は前記フィンガー電極の線幅よりも大きい、太陽電池を提供する。
【０００６】
本考案の他の実施例によれば、表面を有する半導体基板と、第１の方向に沿って配列され、前記表面に設けられる複数のバスバー電極と、前記第１の方向に沿って、各前記バスバー電極の両側に設けられる複数の垂直接続電極と、第２の方向に沿って配列され、前記垂直接続電極の両端にそれぞれ接続される２つの水平接続電極であって、前記水平接続電極及び前記垂直接続電極が各前記バスバー電極を囲んで複数の閉電極領域を構成し、前記複数の閉電極領域が前記水平接続電極のみを介して互いに接続される、２つの水平接続電極と、前記第２の方向に沿って配列され、各前記閉電極領域内に設けられ、各前記バスバー電極と前記複数の垂直接続電極との間にある、複数のフィンガー電極と、を含む、太陽電池を提供する。
【０００７】
以下、本考案の上記目的、特徴及び利点をより明らかになるため、添付した図面を参照しながら、好ましい実施例を詳細に説明する。ただし、以下のような好ましい実施例及び図面は、参考及び説明のみのために用いられ、本考案はそれらに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】改善した表面の電極設計を有する一種の太陽電池構造の平面図。
【図２】改善した表面の電極設計を有するもう一種の太陽電池構造の平面図。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
図１は、改善した表面の電極設計を有する一種の太陽電池構造の平面図である。図１に示すように、本考案に係る太陽電池構造１０は半導体基板１００を含み、その表面（受光面）１００ａには、平行する複数のバスバー電極（ｂｕｓｂａｒ）１０１が設けられ、例えば、バスバー電極１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは第１の方向に沿って配列され、三ゲートバスバー電極（３−ｂｕｓｂａｒ）の態様を構成する。勿論、図に示されるバスバー電極の数は単なる一例であり、他の実施例では、二ゲートバスバー電極（２−ｂｕｓｂａｒ）の態様、４ゲートバスバー電極又はさらに多いものであってもよい。各バスバー電極１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの両側には、複数の垂直接続電極１０５が設けられ、例えば、バスバー電極１０１ａの両側には、垂直接続電極１０５ａ、１０５ｂがそれぞれ設けられ、バスバー電極１０１ｂの両側には、垂直接続電極１０５ｃ、１０５ｄがそれぞれ設けられ、バスバー電極１０１ｃの両側には、垂直接続電極１０５ｅ、１０５ｆがそれぞれ設けられており、垂直接続電極１０５ｂ、１０５ｃは、バスバー電極１０１ａと１０１ｂの間にあり、且つ間隔Ｓ１を有し、垂直接続電極１０５ｄ、１０５ｅは、バスバー電極１０１ｂと１０１ｃの間にあり、且つ間隔Ｓ２を有する。
【００１０】
図１に示すように、本考案に係る太陽電池構造１０は、２つの水平接続電極１０２ａ、１０２ｂをさらに含み、該水平接続電極１０２ａ、１０２ｂは、第２の方向に沿って配列され、バスバー電極１０１の両端部にそれぞれ設置される。ここで、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂは、連続した、断続的ではないものであり、本実施例では、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂは、その幅が半導体基板１００の表面１００ａの全体の幅よりも小さく、且つ垂直接続電極１０５ａ〜１０５ｆに接続され、他の実施例では、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂの幅は、半導体基板１００の表面１００ａの幅にほぼ等しい。ここで、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及び垂直接続電極１０５ａ、１０５ｂは、バスバー電極１０１ａを囲んでおり、閉電極領域Ａを構成し、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及び垂直接続電極１０５ｃ、１０５ｄは、バスバー電極１０１ｂを囲んでおり、閉電極領域Ｂを構成し、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及び垂直接続電極１０５ｅ、１０５ｆは、バスバー電極１０１ｃを囲んでおり、閉電極領域Ｃを構成している。閉電極領域Ａ、Ｂ、Ｃは、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂのみを介して電気的に接続される。
【００１１】
本実施例では、閉電極領域Ａ、Ｂ、Ｃ内には、複数のフィンガー電極（ｆｉｎｇｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１０３がそれぞれ設けられ、該複数のフィンガー電極１０３は、第２の方向に沿って水平に配列され、バスバー電極１０１と垂直接続電極１０５とを接続する。本実施例では、バスバー電極１０１、垂直接続電極１０５、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及びフィンガー電極１０３は全て銀ペースト又は銀スラリーを用いて印刷方法により形成されてもよく、上記電極は、１回のスクリーン印刷の方式により半導体基板１００の表面に形成され、又は２回印刷或いは３回印刷などの分割印刷の方法により形成されてもよい。また、本実施例では、バスバー電極の線幅は最も太く、約０．５ｍｍ〜２ｍｍの間にあり、例えば１．５ｍｍであってもよく、次は、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂの線幅は少なくとも１００μｍ（ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ）よりも大きく、最も細いのはフィンガー電極１０３及び垂直接続電極１０５であり、その幅は約１０μｍ〜１００μｍの間にあり、例えば４０μｍであってもよい。
【００１２】
本実施例では、バスバー電極１０１の端部において、図１における拡大図に示すように、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂは、バスバー電極１０１の端部の外側に設けられることで、バスバー電極１０１の端部が内側へ縮み込む（ｉｎｄｅｎｔ）態様となっている、即ち、バスバー電極１０１の端部は、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂに直接接触することない。バスバー電極１０１の端部が内側へ縮み込むため、垂直接続電極１０５の長さはバスバー電極１０１の長さよりもやや長い。図１に示すように、バスバー電極１０１の端部と水平接続電極１０２ｂとの間には、フィンガー電極１０３ａ、及び垂直細配線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃをさらに有する。該バスバー電極１０１の端部は、垂直細配線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを介して、水平接続電極１０２ｂ及びフィンガー電極１０３ａにそれぞれ電気的に接続される。
【００１３】
他の実施例では、バスバー電極１０１の端部は、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂに直接接触し、且つ接続されてもよい、即ち、バスバー電極１０１の端部は内側へ縮み込むことなく、水平接続電極１０２ｂに直接接続されてもよく、この場合、垂直接続電極１０５の長さは、バスバー電極１０１の長さに等しい。
【００１４】
本考案の特徴としては、連続した水平接続電極１０２ａ、１０２ｂを用いて閉電極領域Ａ、Ｂ、Ｃを連結することで、幅広い水平接続電極１０２ａ、１０２ｂにより、印刷性を増加し、印刷時の配線断線が生じることを回避できるため、フィンガー電極の高い線抵抗（ｗｉｒｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の問題点を改善でき、プロセスの歩留率（ｙｉｅｌｄ  ｒａｔｅ）を増加でき、また、本実施例のバスバー電極１０１の端部が内側へ縮み込むことで、光の遮蔽面積を低減でき、光の入射面を増加できる。なお、図１には２つの水平接続電極１０２ａ、１０２ｂが示されているが、他の実施例では、本考案に係る太陽電池は１つのみの水平接続電極を有してもよく、該水平接続電極は、必ずしもバスバー電極１０１の端部に設置されなく、任意の位置に設置されてもよく、いずれの場合も印刷性の増加及び印刷配線断線の回避という利点を有する。
【００１５】
図２は、改善した表面の電極設計を有するもう一種の太陽電池構造の平面図である。図２に示すように、本考案に係る太陽電池構造１１は半導体基板１００を含み、同様に、その表面１００ａには、平行する複数のバスバー電極１０１が設けられ、例えば、バスバー電極１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは第１の方向に沿って配列され、三ゲートバスバー電極（３−ｂｕｓｂａｒ）の態様を構成する。勿論、図に示されるバスバー電極の数は単なる一例であり、他の実施例では、二ゲートバスバー電極（２−ｂｕｓｂａｒ）の態様であってもよい。各バスバー電極１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの両側には、同様に、複数の垂直接続電極１０５が設けられ、例えば、バスバー電極１０１ａの両側には、垂直接続電極１０５ａ、１０５ｂがそれぞれ設けられ、バスバー電極１０１ｂの両側には、垂直接続電極１０５ｃ、１０５ｄがそれぞれ設けられ、バスバー電極１０１ｃの両側には、垂直接続電極１０５ｅ、１０５ｆがそれぞれ設けられており、垂直接続電極１０５ｂ、１０５ｃは、バスバー電極１０１ａと１０１ｂの間にあり、且つ間隔Ｓ１を有し、垂直接続電極１０５ｄ、１０５ｅは、バスバー電極１０１ｂと１０１ｃの間にあり、且つ間隔Ｓ２を有する。図２に示すように、垂直接続電極１０５は、同様に第１の方向に沿って配列され、その長さがバスバー電極１０１の長さよりもやや長い。
【００１６】
図２に示すように、本考案に係る太陽電池構造１１は、２つの水平接続電極１０２ａ、１０２ｂをさらに含み、該水平接続電極１０２ａ、１０２ｂは、第２の方向に沿って配列され、バスバー電極１０１の両端部にそれぞれ設置され、且つバスバー電極１０１の両端部との間にある距離を有し、バスバー電極１０１の両端部に直接接触しない。水平接続電極１０２ａ、１０２ｂは、連続した、断続的ではないものであり、半導体基板１００の表面１００ａの全体の幅に亘り、且つ垂直接続電極１０５ａ〜１０５ｆにそれぞれ接続される。ここで、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及び垂直接続電極１０５ａ、１０５ｂは、バスバー電極１０１ａを囲んでおり、閉電極領域Ａを構成し、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及び垂直接続電極１０５ｃ、１０５ｄは、バスバー電極１０１ｂを囲んでおり、閉電極領域Ｂを構成し、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及び垂直接続電極１０５ｅ、１０５ｆは、バスバー電極１０１ｃを囲んでおり、閉電極領域Ｃを構成している。閉電極領域Ａ、Ｂ、Ｃは、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂのみを介して電気的に接続される。
【００１７】
本実施例では、閉電極領域Ａ、Ｂ、Ｃ内には、同様に、複数のフィンガー電極１０３がそれぞれ設けられ、該複数のフィンガー電極１０３は、第２の方向に沿って水平に配列され、バスバー電極１０１と垂直接続電極１０５とを接続する。本実施例では、バスバー電極１０１、垂直接続電極１０５、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂ、及びフィンガー電極１０３はいずれも、銀ペースト又は銀スラリーを用いて印刷方法により形成されてもよい。また、本実施例では、バスバー電極の線幅は最も広く、約０．５ｍｍ〜２ｍｍの間にあり、例えば１．５ｍｍであってもよく、次は、水平接続電極１０２ａ、１０２ｂの線幅は少なくとも１００μｍよりも大きく、最も細いのはフィンガー電極１０３及び垂直接続電極１０５であり、その幅は約１０μｍ〜１００μｍの間にあり、例えば４０μｍであってもよい。
【００１８】
図２における表面電極設計は、複数のフィンガー電極１０３の間に複数の垂直フィンガー電極１０６がさらに設けられ、隣接する２つのフィンガー電極１０３の間に間隔を隔てて設けられるという点において図１における表面電極設計と異なる。図２において、垂直フィンガー電極１０６は、大体バスバー電極１０１と垂直接続電極１０５との中間部に位置し、一つの直線に位置合わせている。但し、本考案はこれに限定されず、例えば、他の実施例では、垂直フィンガー電極１０６の位置は、バスバー電極１０１に近寄ってもよいし、或いは垂直接続電極１０５に近寄ってもよい。また、垂直フィンガー電極１０６は、一つの直線に位置合わせなくてもよい、即ち、これらの垂直フィンガー電極１０６は、バスバー電極１０１の方向に沿って、直線に配列される或いはジグザグ上に配列されるように、隣接する２つのフィンガー電極１０３の間に設置されてもよい。これらの垂直フィンガー電極１０６の設置は、エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、ＥＬ）テスト時により多くの電流経路を提供することができ、エレクトロルミネッセンステストにおけるフィンガー電極の高い線抵抗により生じる発光及び効率の降下をさらに低減することができ、フィンガー電極の配線断線の発生を低減できると共に、電池の性能を改善できる。
【００１９】
従って、本実施例に係る考案は、印刷性を増加し、印刷時の配線断線の発生を回避できると共に、フィンガー電極の高い線抵抗（ｗｉｒｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の問題点を改善でき、電池の性能を改善でき、エレクトロルミネッセンステストにおける誤判断を回避でき、プロセスの歩留率（ｙｉｅｌｄ  ｒａｔｅ）を増加できるという効果を有する。
【００２０】
以上、本考案の好適な実施例を説明しているが、本考案の請求の範囲に基づいて行った均等な変更や記載は、本考案の技術的範囲に属するべきである。
【符号の説明】
【００２１】
１０      太陽電池構造
１１      太陽電池構造
１００    半導体基板
１００ａ  表面
１０１、１０１ａ〜１０１ｃ  バスバー電極
１０２ａ、１０２ｂ  水平接続電極
１０３、１０３ａ  フィンガー電極
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ  垂直細配線
１０５、１０５ａ〜１０５ｆ  垂直接続電極
１０６    垂直フィンガー電極
Ａ、Ｂ、Ｃ  閉電極領域
Ｓ１、Ｓ２  間隔
【図１】
0003188303.tif 000003
【図２】
0003188303.tif 000004