(57)【要約】【課題】太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】半導体基板の第１主面上の第１バスバー電極と半導体基板の第２主面上の第２バスバー電極は半導体基板に関して互いにほぼ対称となる位置に配置されており、隣接する第１接続部の間に位置する第１非接続部の長さが隣接する第２接続部の間に位置する第２非接続部の長さよりも長い、または、隣接する第２接続部の間に位置する第２非接続部の長さが隣接する第１接続部の間に位置する第１非接続部の長さよりも長い太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールである。【選択図】図３
2007173288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の第１主面上に、第１バスバー電極と、前記第１バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極と、が備えられており、
前記半導体基板の前記第１主面と反対側の第２主面上に、第２バスバー電極、が備えられ、
前記第１バスバー電極は、インターコネクタに接続するための複数の第１接続部と、インターコネクタに接続されない第１非接続部と、が交互に配列することにより構成され、
前記第２バスバー電極は、インターコネクタに接続するための複数の第２接続部と、インターコネクタに接続されない第２非接続部と、が交互に配列することにより構成されており、
前記第１バスバー電極と前記第２バスバー電極は、前記半導体基板に関して互いにほぼ対称となる位置に配置されており、
隣接する前記第１接続部の間に位置する前記第１非接続部の長さが隣接する前記第２接続部の間に位置する前記第２非接続部の長さよりも長い、または、隣接する前記第２接続部の間に位置する前記第２非接続部の長さが隣接する前記第１接続部の間に位置する前記第１非接続部の長さよりも長い、ことを特徴とする、太陽電池。
【請求項２】
前記第１バスバー電極は、前記第１非接続部の周縁が前記第１バスバー電極で取り囲まれた中空パターン部を有することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記中空パターン部における前記第１バスバー電極の幅は、前記第１接続部における前記第１バスバー電極の幅よりも狭いことを特徴とする、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第１主面の端部に隣接する前記第１接続部の少なくとも１つは、前記第１主面の端部から離れて設置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池が複数接続された太陽電池ストリングであって、隣接する前記太陽電池において、一方の前記太陽電池の前記第１接続部と他方の前記太陽電池の前記第２接続部とがインターコネクタに接続されている、太陽電池ストリング。
【請求項６】
前記インターコネクタは、前記太陽電池の端部において屈曲していることを特徴とする、請求項５に記載の太陽電池ストリング。
【請求項７】
前記インターコネクタは、前記第１非接続部に対応する箇所および前記第２非接続部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項５または６に記載の太陽電池ストリング。
【請求項８】
前記インターコネクタは、前記第１非接続部に対応する箇所および前記第２非接続部に対応する箇所のすべての箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項５または６に記載の太陽電池ストリング。
【請求項９】
請求項２に記載の太陽電池が複数接続された太陽電池ストリングであって、
隣接する前記太陽電池において、一方の前記太陽電池の前記第１接続部と他方の前記太陽電池の前記第２接続部とがインターコネクタに接続されている、太陽電池ストリング。
【請求項１０】
前記インターコネクタは、前記中空パターン部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項９に記載の太陽電池ストリング。
【請求項１１】
前記インターコネクタは、前記中空パターン部に対応する箇所のすべての箇所に、前記インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することを特徴とする、請求項９に記載の太陽電池ストリング。
【請求項１２】
請求項５から１１のいずれかの太陽電池ストリングが封止材によって封止されてなる、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、太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関し、特に、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。
【０００３】
図６に、従来の太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池においては、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンからなるｐ型シリコン基板１０の受光面にｎ+層１１が形成されることによって、ｐ型シリコン基板１０とｎ+層１１とによりｐｎ接合が形成されており、ｐ型シリコン基板１０の受光面上には反射防止膜１２および銀電極１３がそれぞれ形成されている。また、ｐ型シリコン基板１０の受光面と反対側の裏面にはｐ+層１５が形成されている。そして、ｐ型シリコン基板１０の裏面上にはアルミニウム電極１４および銀電極１６がそれぞれ形成されている。
【０００４】
図７に、単結晶シリコンを用いた太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。単結晶シリコンからなるｐ型シリコン基板１０は、１辺が１２５ｍｍまたは１５５ｍｍの略四角形状となっている。まず、マルチワイヤソーにてスライスされたｐ型シリコン基板１０の表面に残っているスライスダメージ層を除去した後、ｐ型シリコン基板１０の表面の反射率を低減させるためにアルカリ溶液にてランダムテクスチャ構造を形成する。
【０００５】
次に、そのランダムテクスチャ構造の形成後のｐ型シリコン基板１０の表面に反射防止膜およびｐｎ接合を形成するための拡散源であるドーパント溶液を高さ一定にて回転するコーターにて塗布し、それを拡散炉に入れて、８００℃〜９００℃の温度で５〜３０分間熱処理を施し、その表面のｎ型の不純物を拡散させることによって、ｐ型シリコン基板１０の表面にｎ+層１１を形成する。こうして形成されたｎ+層１１の形成側の表面を太陽電池の受光面とし、その反対側の表面を太陽電池の裏面とする。
【０００６】
すなわち、ｐ型シリコン基板１０に、ｎ+層１１からなるｎ型領域とｐ型シリコン基板１０からなるｐ型領域とが形成され、ｎ型領域とｐ型領域の界面にｐｎ接合部４が形成される。その後、電力取り出し用の銀電極１３および銀電極１６を形成するために、たとえば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷法により印刷した後に焼成する。すなわち、ｐ型シリコン基板１０の受光面にはグリッド状に、裏面にはほぼ全面に、上記の銀ペーストが印刷され、ｐ型シリコン基板１０のそれぞれの表面に印刷された銀ペーストをｎ型領域およびｐ型領域のそれぞれとオーミック接触をとるために、ファイヤースルーによってｐ型シリコン基板１０の受光面および裏面の銀ペーストを焼成して、銀電極１３および銀電極１６をそれぞれ形成する。
【０００７】
図８（ａ）〜（ｉ）に、多結晶シリコンを用いた太陽電池の製造方法の一例を示す。まず、図８（ａ）に示すように、ｐ型シリコン結晶の原料を坩堝で溶解した後に再結晶化して得られたシリコンインゴッド１７をシリコンブロック１８に切断する。次に、図８（ｂ）に示すように、シリコンブロック１８をワイヤソーで切断することにより、多結晶シリコンからなるｐ型シリコン基板１０が得られる。
【０００８】
次いで、アルカリまたは酸によってｐ型シリコン基板１０の表面をエッチングすることによって、図８（ｃ）に示すｐ型シリコン基板１０のスライス時のダメージ層１９を除去する。このとき、エッチング条件を調整すると、ｐ型シリコン基板１０の表面に微小な凹凸（図示せず）を形成することができる。この凹凸により、ｐ型シリコン基板１０の表面に入射する太陽光の反射が低減されて、太陽電池の変換効率を高めることができる。
【０００９】
続いて、図８（ｄ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の一方の主面（以下、「第１主面」という）上にリンを含む化合物を含有したドーパント液２０を塗布する。そして、ドーパント液２０の塗布後のｐ型シリコン基板１０を８００℃〜９５０℃の温度で５〜３０分間熱処理することによりｐ型シリコン基板１０の第１主面にｎ型ドーパントであるリンが拡散して、図８（ｅ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第１主面にｎ+層１１が形成される。なお、ｎ+層１１の形成方法としては、ドーパント液を塗布する方法以外にも、Ｐ2Ｏ5やＰＯＣｌ3を用いた気相拡散による方法がある。
【００１０】
次いで、リンの拡散時にｐ型シリコン基板１０の第１主面に形成されるガラス層を酸処理により除去した後、図８（ｆ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上に反射防止膜１２を形成する。反射防止膜１２の形成方法としては、常圧ＣＶＤ法を用いて酸化チタン膜を形成する方法やプラズマＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜を形成する方法などが知られている。また、ドーパント液を塗布する方法によりリンを拡散する場合には、リンに加えて反射防止膜１２の材料も含ませたドーパント液を用いることによって、ｎ+層１１と反射防止膜１２とを同時に形成することもできる。また、反射防止膜１２の形成は、銀電極の形成後に行なう場合もある。
【００１１】
そして、図８（ｇ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の他方の主面（以下、「第２主面」という）上にアルミニウム電極１４を形成するとともにｐ型シリコン基板１０の第２主面にｐ+層１５を形成する。アルミニウム電極１４およびｐ+層１５は、たとえば、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなるアルミニウムペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、ｐ型シリコン基板１０を熱処理することによって、アルミニウムが溶融してシリコンと合金化することにより形成されたアルミニウム−シリコン合金層下にｐ+層１５が形成されるとともに、ｐ型シリコン基板１０の第２主面上にアルミニウム電極１４が形成される。また、ｐ型シリコン基板１０とｐ+層１５のドーパント濃度差が、ｐ型シリコン基板１０とｐ+層１５の界面に電位差（電位障壁として働く）をもたらし、光生成されたキャリアがｐ型シリコン基板１０の第２主面付近で再結合するのを防いでいる。これにより、太陽電池の短絡電流（Ｉｓｃ：short circuit current）および開放電圧（Ｖｏｃ：open circuit voltage）が共に向上する。
【００１２】
その後、図８（ｈ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第２主面上に銀電極１６を形成する。銀電極１６は、たとえば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、ｐ型シリコン基板１０を熱処理することによって得ることができる。
【００１３】
そして、図８（ｉ）に示すように、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上に銀電極１３を形成する。銀電極１３は、ｐ型シリコン基板１０との接触抵抗を含む直列抵抗を低く抑えるとともに銀電極１３の形成面積を少なくして太陽光の入射量を減少させないようにするため、銀電極１３の線幅、ピッチおよび厚さなどのパターン設計が重要である。銀電極１３の形成方法としては、たとえば、反射防止膜１２の表面上に銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤からなる銀ペーストをスクリーン印刷などにより印刷した後に、ｐ型シリコン基板１０を熱処理することによって、銀ペーストが反射防止膜１２を貫通してｐ型シリコン基板１０の第１主面と良好な電気的接触が可能なファイアスルー方式が量産ラインで用いられている。
【００１４】
以上のようにして、多結晶シリコンを用いた太陽電池を製造することができる。なお、銀電極１３および銀電極１６の形成後のｐ型シリコン基板１０を溶融半田槽に浸漬することによって銀電極１３および銀電極１６の表面に半田をコーティングすることもできる。この半田のコーティングは、プロセスによっては省略される場合もある。また、上記のようにして製造された太陽電池にソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧（ＩＶ）特性を測定してＩＶ特性を検査することもできる。
【００１５】
また、太陽電池は、その複数が直列に接続されて太陽電池ストリングとされた後、太陽電池ストリングを封止材によって封止して太陽電池モジュールとして販売および使用されることが多い。
【００１６】
図９（ａ）〜（ｅ）に、従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す。まず、図９（ａ）に示すように、太陽電池３０の第１主面の銀電極上に導電性部材であるインターコネクタ３１を接続する。
【００１７】
次に、図９（ｂ）に示すように、インターコネクタ３１が接続された太陽電池３０を一列に配列し、太陽電池３０の第１主面の銀電極に接続されているインターコネクタ３１の他端を他の太陽電池３０の第２主面の銀電極に接続して、太陽電池ストリング３４を作製する。
【００１８】
次いで、図９（ｃ）に示すように、太陽電池ストリング３４を並べて、太陽電池ストリング３４の両端から突出しているインターコネクタ３１と、他の太陽電池ストリング３４の両端から突出しているインターコネクタ３１とを導電性部材である配線材３３を用いて直列に接続することによって、太陽電池ストリング同士を互いに接続する。
【００１９】
続いて、図９（ｄ）に示すように、接続された太陽電池ストリング３４を封止材としてのＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）フィルム３６で挟み込み、その後、ガラス板３５とバックフィルム３７との間に挟む。そして、ＥＶＡフィルム３６間に入った気泡を減圧して抜き、加熱すると、ＥＶＡフィルム３６が硬化して、太陽電池ストリングがＥＶＡ中に封止される。これにより、太陽電池モジュールが作製される。
【００２０】
その後、図９（ｅ）に示すように、太陽電池モジュールは、アルミニウム枠４０内に配置され、ケーブル３９を備えた端子ボックス３８が太陽電池モジュールに取り付けられる。そして、上記のようにして製造された太陽電池モジュールにソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、太陽電池の電流−電圧（ＩＶ）特性を測定してＩＶ特性が検査される。
【００２１】
図１０に、従来の太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板１０の第１主面上に形成された銀電極１３のパターンを示す。ここで、銀電極１３は、比較的幅の大きい１本の線状の第１バスバー電極１３ａと、第１バスバー電極１３ａから伸びる複数の比較的幅の小さい線状のフィンガー電極１３ｂと、から構成されている。
【００２２】
図１１に、図１０に示す従来の太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板１０の第２主面上に形成されたアルミニウム電極１４と銀電極１６のパターンを示す。ここで、アルミニウム電極１４はｐ型シリコン基板１０の第２主面のほぼ全面に形成されており、銀電極１６はｐ型シリコン基板１０の第２主面の一部のみに形成されている。そして、インターコネクタに接続するための銀電極１６と、銀電極１６の長手方向に隣接する銀電極１６の間のアルミニウム電極１４からなる間隙２４とから第２バスバー電極２３が構成されている。
【００２３】
図１２に、図１０に示す受光面および図１１に示す裏面を有する太陽電池を直列に接続した太陽電池ストリングの模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池の受光面の第１バスバー電極１３ａに半田などによって固定されて接続されたインターコネクタ３１は、隣接する他の太陽電池の裏面の銀電極１６に半田などによって固定されて接続されている。なお、図１２においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。
【特許文献１】特開２００５−１４２２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
太陽光発電システムが急速に普及するにつれ、太陽電池の製造コストの低減は必要不可欠となっている。太陽電池の製造コストの低減において、半導体基板であるシリコン基板の大型化および薄型化は非常に有効な手段である。しかしながら、シリコン基板の大型化および薄型化に伴い、太陽電池ストリングを形成する際、太陽電池の電極と銅からなるインターコネクタとを半田などによって固定して接続する加熱工程後の冷却工程において、太陽電池のシリコン基板とインターコネクタとの熱膨張係数差（シリコンの熱膨張係数３．５×１０-6／Ｋに対し、銅は１７．６×１０-6／Ｋであり５倍程度の差がある）により、シリコン基板とインターコネクタとの間に大きな内部応力が発生し、太陽電池が大きく反るという問題が生じていた。
【００２５】
これは、上記の加熱工程において太陽電池の電極とインターコネクタとを固定した後、加熱状態にあった太陽電池の電極とインターコネクタを室温まで冷却すると、インターコネクタが太陽電池よりも大きく収縮するため、太陽電池に凹状の反りが発生する。太陽電
池に生じた反りは、自動化された太陽電池モジュールの作製ラインの搬送系において搬送エラーや太陽電池の割れを引き起こす原因となる。また、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に反りが生じている場合には、太陽電池モジュールの作製のための封止材による封止工程において太陽電池ストリングを構成する各太陽電池に局部的に強い力が加わり、太陽電池に割れが生じる原因となる。
【００２６】
たとえば、特許文献１には、隣接する太陽電池を接続するインターコネクタに断面積が局部的に縮小された小断面積部を設ける方法が開示されている。上述したように、上記の加熱工程により加熱状態にあったインターコネクタおよび太陽電池は室温まで冷却する際に太陽電池に凹状の反りが発生する。その際、太陽電池には元の形状に戻ろうとする力（復元力）が発生し、この復元力はインターコネクタに対して引張り応力を加える。特許文献１に開示された方法によれば、インターコネクタに引張り応力が加えられたときに他の部分と比べて比較的強度の弱い小断面積部が延伸して、太陽電池の反りが低減されるが、さらなる改善が望まれる。
【００２７】
そこで、本発明の目的は、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよ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】
【００２８】
本発明は、半導体基板の第１主面上に、第１バスバー電極と第１バスバー電極から伸びる複数の線状のフィンガー電極とが備えられており、半導体基板の第１主面と反対側の第２主面上に第２バスバー電極が備えられ、第１バスバー電極はインターコネクタに接続するための複数の第１接続部とインターコネクタに接続されない第１非接続部とが交互に配列することにより構成され、第２バスバー電極はインターコネクタに接続するための複数の第２接続部とインターコネクタに接続されない第２非接続部とが交互に配列することにより構成されており、第１バスバー電極と第２バスバー電極は半導体基板に関して互いにほぼ対称となる位置に配置されており、隣接する第１接続部の間に位置する第１非接続部の長さが隣接する第２接続部の間に位置する第２非接続部の長さよりも長い、または、隣接する第２接続部の間に位置する第２非接続部の長さが隣接する第１接続部の間に位置する第１非接続部の長さよりも長いことを特徴とする太陽電池である。
【００２９】
ここで、本発明の太陽電池においては、第１バスバー電極が第１非接続部の周縁が第１バスバー電極で取り囲まれた中空パターン部を有していてもよい。
【００３０】
また、本発明の太陽電池において、中空パターン部における第１バスバー電極の幅は第１接続部における第１バスバー電極の幅よりも狭くてもよい。
【００３１】
また、本発明の太陽電池において、第１主面の端部に隣接する第１接続部の少なくとも１つは第１主面の端部から離れて設置されていてもよい。
【００３２】
また、本発明は、上記の太陽電池が複数接続された太陽電池ストリングであって、隣接する太陽電池において、一方の太陽電池の第１接続部と他方の太陽電池の第２接続部とがインターコネクタに接続されている太陽電池ストリングである。
【００３３】
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、太陽電池の端部において屈曲していてもよい。
【００３４】
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第１非接続部に対応する箇所および第２非接続部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。
【００３５】
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、第１非接続部に対応する箇所および第２非接続部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。
【００３６】
また、本発明は、上記の太陽電池が複数接続された太陽電池ストリングであって、隣接する太陽電池において、一方の太陽電池の第１接続部と他方の太陽電池の第２接続部とがインターコネクタに接続されている太陽電池ストリングである。
【００３７】
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、中空パターン部に対応する箇所の少なくとも１箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。
【００３８】
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタは、中空パターン部に対応する箇所のすべての箇所に、インターコネクタの断面積が局部的に縮小された小断面積部を有することが好ましい。
【００３９】
さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池ストリングが封止材によって封止されてなる太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。また、本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池にインターコネクタを接続する際に太陽電池に発生する割れおよびクラックを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００４２】
図１に、本発明の太陽電池の受光面の一例の模式的な平面図を示す。ここで、本発明の太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板１０の第１主面においては、紙面の左右方向に伸びる比較的幅の広い線状の第１バスバー電極１３ａと、第１バスバー電極１３ａから紙面の上下方向に伸びる複数の幅の狭い線状のフィンガー電極１３ｂと、が備えられている。また、第１バスバー電極１３ａは、インターコネクタに固定して接続するための線状の第１接続部５１と、インターコネクタに接続されない第１非接続部（第１間隙）７とを含み、第１接続部５１と第１非接続部（第１間隙）７とが交互に配列して形成されている。また、図１に示す１本の第１バスバー電極１３ａにおいては、第１接続部５１が３つ形成されており、隣接する第１接続部５１の間に第１非接続部（第１間隙）７が１つ形成されており、ｐ型シリコン基板１０の第１主面の端部に第１非接続部（空隙）４２が１つ形成されている。なお、本発明において、「端部」とは、第１バスバー電極の第１接続部と第１非接続部とが交互に配列されている方向の端部のことをいう。また、本発明において、「長さ」とは、第１バスバー電極の第１接続部と第１非接続部とが交互に配列されている方向の長さのことをいい、「幅」とは、第１バスバー電極の第１接続部と第１非接続部とが交互に配列されている方向と直交する方向の長さのことをいう。
【００４３】
ここで、第１バスバー電極１３ａは、隣接する第１接続部５１の間隙である第１非接続部（第１間隙）７が第１バスバー電極１３ａによってその周縁を取り囲まれた中空パターン部を有している。第１接続部５１における第１バスバー電極１３ａの幅は一定の幅で連続しているが、第１非接続部（第１間隙）７の幅が第１接続部５１における第１バスバー電極１３ａの幅よりも広く形成されているため、中空パターン部における第１バスバー電極１３ａの幅は第１接続部５１における第１バスバー電極１３ａの幅よりも狭くなっている。また、ｐ型シリコン基板１０の第１主面の紙面の左側の端部に隣接する第１接続部５１は、ｐ型シリコン基板１０の第１主面の紙面の左側の端部から離れて設置されている。
【００４４】
図２に、図１に示す太陽電池の裏面の模式的な平面図を示す。本発明の太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板１０の第２主面においては、インターコネクタに接続するための第２接続部としての銀電極１６と、インターコネクタに接続されない第２非接続部（第２間隙）８とが交互に形成されており、銀電極１６および第２非接続部（第２間隙）８から第２バスバー電極２３が形成されている。ここで、第２非接続部（第２間隙）８は、隣接する銀電極１６の間のアルミニウム電極１４からなる。
【００４５】
また、ｐ型シリコン基板１０の第２主面上の第２接続部としての銀電極１６は、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上の第１接続部５１とｐ型シリコン基板１０に関して互いにほぼ対称となる位置に形成されており、ｐ型シリコン基板１０の第２主面上の銀電極１６の長手方向に隣接している銀電極１６の間に位置する第２非接続部（第２間隙）８の長さ（すなわち、銀電極１６の長手方向に隣接している銀電極１６の間の最短距離）よりも、ｐ型シリコン基板１０の第１主面上の第１接続部５１の長手方向に隣接している第１接続部５１の間に位置する第１非接続部（第１間隙）７の長さ（すなわち、第１接続部５１の長手方向に隣接している第１接続部５１の間の最短距離）の方が長くなっている。
【００４６】
図３に、図１および図２に示す本発明の太陽電池を直列に接続した本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図を示す。ここで、互いに隣接する太陽電池の一方の太陽電池の第１接続部５１と他方の太陽電池の第２接続部である銀電極１６とがそれぞれ半田などにより１本の導電性部材からなるインターコネクタ３１に固定されて接続されている。また、太陽電池の第１非接続部（空隙）４２、第１非接続部（第１間隙）７および第２非接続部（第２間隙）８はそれぞれインターコネクタ３１に固定されておらず、接続されていない。なお、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲している。また、図３においては、ｎ+層とｐ+層の記載は省略されている。
【００４７】
また、図４に、本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図を示す。ここで、インターコネクタ３１は、インターコネクタ３１の長手方向に垂直な断面の断面積が局部的に縮小された小断面積部４１を有している。ここで、インターコネクタ３１は、図３に示す第１非接続部（第１間隙）７に対応する箇所ならびに第２非接続部（第２間隙）８に対応する箇所の少なくとも１箇所、好ましくはすべての箇所に小断面積部４１が配置されるように接続されることが好ましい。この場合には、比較的断面積の小さい小断面積部４１が太陽電池に固定されておらず、自由に延伸することによって応力を緩和することができるため、小断面積部４１を有しないインターコネクタを用いた場合と比べて太陽電池ストリングを構成する太陽電池の反りをより低減することができる傾向にある。なお、図３に示す本発明の太陽電池ストリングにおいて、インターコネクタ３１の小断面積部４１はそれぞれ、太陽電池の受光面の中空パターン部（第１非接続部（第１間隙）７）に対応するすべての箇所および第２非接続部（第２間隙）８に対応する箇所のいずれかに配置されている。
【００４８】
このような構成の本発明の太陽電池ストリングにおいては、図１２に示した従来の太陽電池ストリングと比べて、インターコネクタと太陽電池の第１接続部との接続長さを低減することができる。このようにインターコネクタと太陽電池の第１接続部との接続長さを低減した場合には、インターコネクタと太陽電池を構成するｐ型シリコン基板との熱膨張係数差による応力を低減することができる。さらに、インターコネクタと太陽電池との接続部が太陽電池の受光面および裏面でそれぞれｐ型シリコン基板に関してほぼ対称な位置となるため、インターコネクタと太陽電池のｐ型シリコン基板との熱膨張係数差に起因して発生する応力が、太陽電池の受光面と裏面とでほぼ等しくなる。これにより、本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の受光面および裏面のそれぞれから等しい力が太陽電池に働くことになる。これらの効果によって、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができる。
【００４９】
さらに、本発明の太陽電池ストリングにおいては、本発明の太陽電池ストリングを作製する際に太陽電池に発生する割れおよびクラックを大幅に低減することができる。このような効果は、太陽電池の裏面の第２非接続部（第２間隙）８の長さよりも太陽電池の受光面の第１非接続部（第１間隙）７の長さの方が長くなっていることにより得られるものと考えられる。
【００５０】
また、図５に、本発明の太陽電池ストリングの他の一例の模式的な断面図を示す。ここで、図５に示す本発明の太陽電池ストリングにおいては、太陽電池の裏面の第２非接続部（第２間隙）８の長さよりも太陽電池の受光面の第１非接続部（第１間隙）７の長さの方が短くなっていることに特徴がある。その他の説明は、図３に示す本発明の太陽電池ストリングの説明と同様である。
【００５１】
このような構成とすることによっても、図３に示す本発明の太陽電池ストリングと同様に、インターコネクタと太陽電池の第１接続部との接続長さが低減することおよびインターコネクタと太陽電池との接続部が太陽電池の受光面および裏面でそれぞれｐ型シリコン基板に関してほぼ対称な位置にあることによって、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りを低減することができるとともに、本発明の太陽電池ストリングを作製する際に太陽電池に発生する割れおよびクラックを大幅に低減することができる。
【００５２】
図３および図５にそれぞれ一例を示した本発明の太陽電池ストリングを従来から公知の方法によりＥＶＡなどの封止材に封止することによって、本発明の太陽電池モジュールを得ることができる。
【００５３】
なお、上記の実施の形態におけるその他の説明は、上記の背景技術の欄における説明と同様であるが、その説明に限定されるものではない。たとえば、本発明においては、ｐ型シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよく、上記の背景技術の欄の説明のｐ型とｎ型の導電型を入れ替えてもよい。また、本発明においては、第１接続部および第２接続部は必ずしも銀電極である必要はない。また、本発明においては、第１非接続部は空隙である必要はなく、第２非接続部はアルミニウム電極である必要はない。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
図１に示す受光面の構成と図２に示す裏面の構成とを有する太陽電池を作製した。この太陽電池の幅は１５６．５ｍｍであり、長さは１５６．５ｍｍであって、太陽電池全体の厚みは１２０μｍであった。
【００５５】
ここで、図１に示す受光面の第１接続部５１の幅は３ｍｍであり、長さは約４０ｍｍであって、中空パターン部の空隙である第１非接続部（第１間隙）７の幅は４．４ｍｍであり、長さは９ｍｍであった。また、第１非接続部（第１間隙）７の周囲を取り囲む第１バスバー電極１３ａの幅は６００μｍであった。また、２本の第１バスバー電極１３ａ間の距離は７４ｍｍであった。なお、第１バスバー電極１３ａおよびフィンガー電極１３ｂは銀からなっている。
【００５６】
また、図２に示す裏面の銀電極１６からなる第２接続部の幅は４ｍｍであり、長さは約４０ｍｍであって、第２接続部の間に位置するアルミニウム電極１４からなる第２非接続部（第２間隙）８の幅は４ｍｍであり、長さは７ｍｍであった。なお、図１に示す第１接続部５１と図２に示す第２接続部とはｐ型シリコン基板１０に関して互いにほぼ対称となる位置に形成されており、図１に示す第１非接続部（第１間隙）７と図２に示す第２非接続部（第２間隙）８とはｐ型シリコン基板１０に関して互いにほぼ対称となる位置に形成されている。また、第１非接続部（第１間隙）７の長さの方が第２非接続部（第２間隙）８の長さよりも長く形成されている。
【００５７】
そして、上記の構成の太陽電池を２つ用意し、一方の太陽電池の受光面の第１接続部５１と他方の太陽電池の裏面の第２接続部とをそれぞれ半田により図３に示すインターコネクタ３１に接続して実施例１の太陽電池ストリングを形成した。なお、インターコネクタ３１は、太陽電池の端部において屈曲している。また、インターコネクタ３１は銅から形成されており、その厚みは２００μｍであった。また、インターコネクタ３１の幅は２．５ｍｍであった。
【００５８】
そして、実施例１の太陽電池ストリングの作製に際してインターコネクタの接続時に太陽電池に発生する割れおよびクラックの発生率をカウントするとともに、作製後の実施例１の太陽電池ストリングの反りを測定した。
【００５９】
その結果、実施例１の太陽電池ストリングの作製に際してインターコネクタの接続時に太陽電池に発生する割れおよびクラックの発生率は、後述する比較例１の太陽電池ストリングを作製する場合と比べて大幅に低減していた。
【００６０】
また、実施例１の太陽電池ストリングを構成する太陽電池の反りは、後述する比較例１の太陽電池ストリングを構成する太陽電池の反りと比べて大幅に低減されていた。
【００６１】
（比較例１）
図１３に模式的断面図を示す太陽電池ストリングを形成したこと以外は実施例１と同様にして太陽電池ストリングを作製した。そして、太陽電池ストリングの作製に際してインターコネクタの接続時に太陽電池に発生する割れおよびクラックの発生率をカウントするとともに、作製後の太陽電池ストリングの反りを測定した。
【００６２】
ここで、比較例１の太陽電池ストリングにおいては、図１４の模式的拡大断面図に示すように、第１非接続部（第１間隙）７の長さと第２非接続部（第２間隙）８の長さとがともに７ｍｍで等しくなっている。
【００６３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明によれば、インターコネクタと太陽電池との熱膨張係数差による応力が緩和されるので、その結果として、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りが低減されるとともに、インターコネクタと太陽電池との接続の信頼性も向上する。
【００６５】
また、本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する太陽電池に生じる反りが低減されるので、太陽電池モジュールの作製ラインの搬送系における搬送エラーや太陽電池の割れも低減する。
【００６６】
さらに、本発明によれば、太陽電池モジュールの作製のための封止工程における太陽電池の割れも低減することができるので、太陽電池モジュールの歩留と生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の太陽電池の受光面の一例の模式的な平面図である。
【図２】図１に示す太陽電池の裏面の模式的な平面図である。
【図３】図１および図２に示す本発明の太陽電池を直列に接続した本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な断面図である。
【図４】本発明に用いられるインターコネクタの一例の模式的な平面図である。
【図５】本発明の太陽電池ストリングの他の一例の模式的な断面図である。
【図６】従来の太陽電池の一例の模式的な断面図である。
【図７】単結晶シリコンを用いた太陽電池の一例の模式的な断面図である。
【図８】多結晶シリコンを用いた太陽電池の製造方法の一例を図解するための図である。
【図９】従来の太陽電池モジュールの製造方法の一例を図解するための図である。
【図１０】従来の太陽電池の受光面となるｐ型シリコン基板の第１主面上に形成された銀電極のパターンを示す模式的な平面図である。
【図１１】図１０に示す従来の太陽電池の裏面となるｐ型シリコン基板の第２主面上に形成されたアルミニウム電極と銀電極のパターンを示す模式的な平面図である。
【図１２】図１０に示す受光面および図１１に示す裏面を有する太陽電池を直列に接続した太陽電池ストリングの模式的な断面図である。
【図１３】比較例１の太陽電池ストリングの模式的な断面図である。
【図１４】図１３に示す比較例１の太陽電池ストリングの模式的な拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
４  ｐｎ接合部、７  第１非接続部（第１間隙）、８  第２非接続部（第２間隙）、１０  ｐ型シリコン基板、１１  ｎ+層、１２  反射防止膜、１３，１６  銀電極、１３ａ  第１バスバー電極、１３ｂ  フィンガー電極、１４  アルミニウム電極、１５  ｐ+層、１７  シリコンインゴッド、１８  シリコンブロック、２０  ドーパント液、２３  第２バスバー電極、２４  間隙、３０  太陽電池、３１  インターコネクタ、３３  配線材、３４  太陽電池ストリング、３５  ガラス板、３６  ＥＶＡフィルム、３７  バックフィルム、３８  端子ボックス、３９  ケーブル、４０  アルミニウム枠、４１  小断面積部、４２  第１非接続部（空隙）、５１  第１接続部。
【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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