(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、前記半導体基板の裏面側に形成された配線を接続するための裏面電極とを備えた太陽電池において、前記裏面電極は複数に分割され、分割された分割電極の先端を細くした形状のはんだ溜まりが形成され、分割された部分間の隙間がコ字状又は曲線状の細線で接続されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記裏面電極は、配線の接続方向に対して平行もしくは垂直に分割されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
前記裏面電極は、配線の接続方向に対して斜めに分割されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項４】
前記裏面電極の分割された部分間の隙間は、０.０１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
前記細線は、幅０.０１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池の電極に関し、より詳しくは、複数の太陽電池をリード線によって接続する際のリード線との接続を確実にすることができる裏面電極の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の一般的な太陽電池１の断面図で、Ｐ型Ｓｉ（シリコン）基板２の表面に活性不純物を浅く拡散してＮ＋の拡散層３とし表面近くにＰＮ接合を形成し、その上に太陽光の反射を防ぐためＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＳｉＮ等からなる反射防止膜４を形成する。太陽電池１の表裏両面に複数個の太陽電池素子を接続するための電極部５，８をスクリーン印刷法，蒸着法，スパッタ法等を用いて形成する。このうち配線を接続するための裏面電極８は、図７，図８に示すように、リード線２２等の配線を接続しやすいよう、通常接続の方向Ｂに長い長方形の形状をしており、図８に示すように複数の太陽電池がリード線２２によって、太陽電池１の裏面と隣接する太陽電池１′の受光面とが接続される。この際、リード線２２は、受光面（表面）電極５及び裏面電極８にはんだ付けして接続されるため、各太陽電池１，１′の表裏両電極に予めはんだ層６，９を形成しておく。このようなはんだ層６，９を表裏両電極５，８上に形成する場合、図９に示すように、はんだディップ法により、表裏電極５，８が形成された太陽電池１をはんだ槽２１に浸漬し、引き上げて行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の太陽電池素子では、裏面側電極上に形成されたはんだ層の厚みが薄かったり、電極上ではんだ層がうまく形成されなかったり、部分的に、はんだ層が形成されなかった場合があり、太陽電池素子を複数接続する際のリード線と裏面側電極部との接着が不十分であった。
また、はんだ溜まりの量が多く厚くなりすぎることがあり、太陽電池素子をガラス基板などに接着するラミネート工程で、太陽電池に破損が生じるという不具合があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、裏面電極部と太陽電池間を接続する配線との接続を良好にすることのできる裏面電極を備えた太陽電池の供給を目的とする。
また本発明は、太陽電池とガラス基板等とのラミネート工程で、破損が生じない太陽電池の供給を目的とする。
【０００５】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、ＰＮ接合を有する半導体基板と、前記半導体基板の裏面側に形成された配線を接続するための裏面電極とを備えた太陽電池において、前記裏面電極は複数に分割され、分割された分割電極の先端を細くした形状のはんだ溜まりが形成され、分割された部分間の隙間がコ字状又は曲線状の細線で接続されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の太陽電池において、前記裏面電極は、配線の接続方向に対して平行もしくは垂直に分割されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の太陽電池において、前記裏面電極は、配線の接続方向に対して斜めに分割されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池において、前記裏面電極の分割された部分間の隙間は、０.０１ｍｍ以上であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池において、前記細線は、幅０.０１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面によって本発明の実施例について詳細に説明する。
なお、以下の図及び説明において、従来例と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
図１は、本発明の一実施例を説明するための図であって、太陽電池１の裏面図である。図１に示す太陽電池１の断面図は従来例で示した図６と同様であるので図６を用いて説明する。２はＰ型Ｓｉ（シリコン）基板、３は活性不純物を拡散して形成されたＮ＋の拡散層、４は太陽光の反射を防ぐためＳｉＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＮ等からなる反射防止膜、５は太陽光を受光する銀ペーストからなるマイナス側の受光面電極、７はＡｌ（アルミニウム）ペーストからなるプラス側電極、８は配線を接続するための裏面電極で銀ペーストを印刷焼成して形成する。裏面電極８は、分割電極１０，１１，１２より構成される。６及び９は直列抵抗を減少させるとともに、複数の太陽電池素子１を接続する際に必要とするはんだ層である。
【０００８】
図２は、裏面電極８の一実施例を拡大して示す分割電極パターンを示す図である。この電極パターンは、リード線の接続方向に対して垂直に３つに分かれた分割電極１０，１１，１２により形成されている。
【０００９】
図５は裏面電極８にはんだ層を形成するはんだディップ工程を示す図である。
図５のように、はんだディップ時のはんだ槽２１からの引き上げ時、引き上げ方向Ａとは逆の方向の先端部１３，１４，１５がはんだ溜まり形成部分となり、はんだが溜まる。
裏面電極８が分割されていない従来例の場合、リード線２２と接着できるはんだ溜まり形成部分１３，１４，１５が１個所でしか形成できず、その他の部分ははんだが薄いためリード線２２等との接着が不安定になるが、本実施例によればはんだ溜まり形成部分が３個所あるため、多数の点でリード線２２と接着でき、十分な接着強度が得られる。
【００１０】
また図２のように、この分割電極８の引き上げ方向Ａとは逆の方向の先端部１３，１４，１５を、はんだ溜まり形成部分として先端を細くした形状にすることによって、はんだ槽２１からの引き上げ速度を変化させることなく、はんだの溜まる量を適当な量に制御することができる。この先端部を太くするとはんだ溜まりの量が多くなり、太陽電池１をガラス基板などに接着するラミネート工程で、太陽電池に破損などを生じる可能性がでてくる。この実施例では、はんだ溜まり形成部分を小さくさせるために電極先端部を三角形状に細くしており、十分な強度でリード線と接着でき、しかも、太陽電池に破損などを生じないはんだ量がはんだ溜まり形成部分に溜まる。
本実施例では分割電極部を３つに分割しているが、２とするかまたは４以上に分割してもよく、リード線２２の特性に適した分割数とすればよい。
【００１１】
また、図３は裏面電極８の他の電極パターンの例を示し、図３（Ａ）のように、この裏面電極８は分割電極１０，１１がリード線の接続方向に対して平行に分割されていても上述の効果がある。
また図３（Ｂ）のように、この裏面電極８の分割電極１０，１１，１２がリード線の接続方向に対して斜めに分割されていると上述の効果の他に、リード線の接続方向に対して接続点が斜めに形成されるため、接着がさらに安定するという効果がある。
図４は裏面電極８の分割電極１０，１１，１２の形状の例を示し、この分割電極８の形状は、例えば、図４のような多角形、もしくは円、楕円あるいはそれらの組み合わせでもよい。先端部１３，１４，１５の形状を選ぶことにより、はんだの溜まる量を適当な量に制御することができる。
この分割電極１０，１１，１２間の距離は、図２の実施例では２ｍｍとした。分割電極間の距離を短くすると、分割電極１０と１１、もしくは分割電極１１と１２がはんだによってつながり、はんだ溜まりを形成できない可能性がある。この分割電極間の距離は最低０.０１ｍｍは必要である。
この裏面側分割電極１０，１１，１２は図２のように細線１６，１７で電気的に接続されていると、複数の太陽電池素子間をリード線２２で接続するとき、図２中の分割電極１０，１１，１２のいずれかがリード線と接続できなかった場合、この細線１６，１７を設けておくことで電気的分離は免れることができる。
【００１２】
図２に示すように、細線１６，１７は分割電極１０，１１，１２を最短距離で結ぶのではなく、コ字状あるいは曲線状であるとさらによい。図２中の分割電極１０，１１，１２の真下に直線で細線を形成すると、はんだディップ時のはんだ槽からの引き上げで、上部電極からのはんだが下部の電極部に流れ出し、一番下の電極部にしか、はんだ溜まりを形成することができない。また、０.０１ｍｍ以上の幅があると、電気的な抵抗が小さくなり、いずれかの分割電極がリード線と接続できなかった場合でも抵抗の増大を抑えることができる。
【００１３】
次に、はんだディップの方法について述べる。シリコン基板２に図２のように、配線の接続方向に対して垂直に分割された先端部を細くした５角形の裏面分割電極１０，１１，１２をスクリーン印刷法で印刷し、４００℃〜７００℃程度の温度で銀ペーストの焼成を行う。次に、水溶性フラックス等にこの太陽電池１を浸漬させ、１５０℃程度の温度で乾燥させ、つづいて、はんだ槽２１に浸漬させる。このときのはんだ槽の温度は２００℃前後である。
【００１４】
図５のように、はんだ槽２１に浸漬させた太陽電池１を、分割電極先端部１３，１４，１５を下方にして、１０ｃｍ／ｍｉｎ程度の速度で引き上げる。このとき図３に示すように電極上部から引き上げ方向とは反対に重力方向に余分なはんだは流れ出す。しかし、分割電極下部では、はんだは流れ落ちるすべがなく、溜まる。したがって、裏面電極８を複数に分割することによってその数の分、はんだ槽２１からの引き上げ方向とは逆方向にはんだ溜まりを図２中、分割電極先端部１３，１４，１５の各部分に、形成することができる。
このとき、分割電極先端部１３，１４，１５を下方にして引き上げるのであるが、分割電極先端部を必ずしも真下にする必要はなく、斜め下の方向にして引き上げ、はんだ溜まりの位置及び量を制御することができる。
【００１５】
本実施例では角形のシリコン基板の図を用いて説明したが、形状はこれに限ったものではなく、例えば丸形，扇形，４隅の欠けた角形等どんな形状でもよいし、基板もシリコンに限られたものではなく、ＧａＡｓ等の化合物半導体基板等太陽電池に用いられる基板であればよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、太陽電池の裏面電極を複数に分割することで、複数のはんだ溜まりを形成することができ、十分な強度でリード線を接続することができる。また、分割電極先端部の形状を選ぶことにより、はんだ量を適切な量に制御することができる。即ち、分割電極先端部を細くすれば、はんだ溜まりを少なくすることができる。このようにはんだ溜まりを形成することによって太陽電池間を接続するリード線等の配線との接続を良好にすることができる。
また、太陽電池をガラス基板上にラミネートする工程中に太陽電池が破損することを防ぐことができる。よって、太陽電池素子とリード線の接続も十分に確保でき、信頼性の高い太陽電池モジュールを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す太陽電池裏面図である。
【図２】  本発明の一実施例を示す裏面電極を拡大して示す分割電極パターンである。
【図３】  本発明の他の実施例を示す裏面分割電極パターンである。
【図４】  本発明の他の実施例を示す裏面分割電極パターンである。
【図５】  本発明の一実施例を示すはんだディップ工程を示す略図である。
【図６】  従来の太陽電池の断面図である。
【図７】  従来の太陽電池の裏面図である。
【図８】  従来の太陽電池複数が、リード線により太陽電池の裏面と隣接する太陽電池の採光面とが接続された状態を示す裏面図である。
【図９】  従来のはんだディップ工程を示す略図である。
【符号の説明】
１…太陽電池、２…Ｐ型シリコン基板、３…Ｎ＋拡散層、４…反射防止膜、５…受光面側電極、６，９…はんだ層、７…裏面側Ａｌ電極、８…裏面側銀電極、１０，１１，１２…分割電極、１３，１４，１５…はんだ溜まり形成部分、１６，１７…分割電極間を電気的に接続する細線、２１…はんだ槽、２２…リード線、Ａ…引き上げ方向、Ｂ…リード線接続方向。
【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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