(57)【要約】【課題】配線材による光学損失を低減し、朝夕を含めた太陽電池モジュールの総発電量を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池と、配線材と、受光面側保護材と、裏面側保護材と、封止材とを備える。太陽電池の受光面側の集電極と配線材の裏面側の面とは接着されている。太陽電池の集電極上に位置する配線材の受光面側の面に、複数の略四角錐の凸部からなる凹凸が形成されている。略四角錐の底面と側面とのなす角度θが、２０°＜θ＜４０°を満たすことが好ましい。平面視において、配線材の幅方向に平行な線と、略四角錐の稜線とのなす角度φが、４５°＜φ≦９０°を満たすことが好ましい。【選択図】図５
2016086154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、配線材と、前記太陽電池の受光面側に設けられた受光面側保護材と、前記太陽電池の裏面側に設けられた裏面側保護材と、前記受光面側保護材および前記裏面側保護材の間に充填された封止材と、を備える太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池は、受光面側に集電極を有し、
前記太陽電池の集電極と前記配線材の裏面側の面とが接着されており、
前記太陽電池の集電極上に位置する前記配線材の受光面側の面に、複数の略四角錐の凸部からなる凹凸が形成され、
前記凸部は、少なくとも一方向に並ぶように設けられ、
前記略四角錐の底面と側面とのなす角度θが、２０°＜θ＜４０°を満たし、
平面視において、前記配線材の幅方向に平行な線と、前記略四角錐の稜線とのなす角度φが、４５°＜φ≦９０°を満たし、
前記太陽電池は、前記封止材により前記受光面側保護材および前記裏面側保護材の間に封止されており、
前記配線材を介して、前記太陽電池が他の太陽電池または外部回路と接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記角度θが、２５°≦θ≦３５°を満たす、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記角度φが、８０°≦φ≦９０°を満たす、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池の集電極上に位置する前記配線材の受光面側の全面に、前記凹凸が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記凸部の高さをｄ、前記配線材の厚みをｄｔ、および前記太陽電池の受光面から前記受光面側保護材までの前記封止材の厚みをＤとしたとき、ｄ＝２０μｍ〜９０μｍ、ｄｔ＝１５０μｍ〜３００μｍ、およびＤ＝４００μｍ〜９００μｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池の集電極と前記配線材の裏面側の面とが、導電性微粒子を含有する樹脂製接着剤により接着されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記他の太陽電池は、裏面側に裏面電極を有し、
前記他の太陽電池の裏面電極と前記配線材の受光面側の面とが接着されており、
前記他の太陽電池の裏面電極と接する前記配線材の面にも、前記凹凸が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項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】
無尽蔵に降り注ぐ太陽エネルギーを利用して発電することができ、排気ガスを排出することなくクリーンであり、さらに放射能を放出するといった危険もなく安全であることから、太陽電池が注目を集めている。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池を備えており、一の太陽電池と、他の太陽電池または外部回線とは、配線材によって電気的に直列または並列に接続される。
【０００３】
近年、太陽電池モジュールの更なる高効率化が期待されており、光学損失の低減や、モジュール化した際の信頼性向上が求められている。太陽電池の集電極は、光入射により生成された光キャリアを収集するための複数の細いフィンガー電極と、フィンガー電極で収集された光キャリアを外部へ取り出すための比較的太いバスバー電極とにより構成されている。一般的に、バスバー電極はフィンガー電極より太く設計されており、バスバー電極上に配線材が設けられている。そのため、配線材による光学損失は大きく、この光学損失を低減させることが求められている。
【０００４】
そこで、配線材上や、隣り合う太陽電池同士の間等、太陽電池モジュールの発電に寄与しない領域に凹凸構造等の光拡散部を形成し、該光拡散部に入射した光を斜め上方に反射させ、受光面側保護材で再度反射させて太陽電池の受光面に入射させるようにした構造が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、配線材上に、白色のシートや表面に凹凸構造を有する光拡散部を備えた構造が提案されている。特許文献２では、光拡散部として、配線材の幅方向および長さ方向に並ぶように複数の凹凸構造を形成することが提案されている。特許文献２では、凹凸構造を有する配線材を用いることで、光取り込み量を向上できる旨が記載されている。
【０００６】
特許文献３では、太陽電池素子以外の領域に光反射部材を形成することで、太陽電池素子に入射せず当該光反射部材に入射した光を再度素子に入射させる旨が開示されている。特許文献３においては、光反射部材としてピラミッドや逆ピラミッドの凹凸構造を用い、当該光反射部材の底面の辺が素子に対して、０°以外の所定の角度を有するように配置する旨が記載されている。
【０００７】
特許文献４では、配線材の表面に設けられる凹凸のうち、太陽電池の周縁領域における凹凸が他の領域における凹凸よりも低い構造が開示されている。特許文献４には、配線材と接触する可能性が高い太陽電池の周縁領域（例えば、配線材の屈曲部等）における凹凸を他の領域（例えば、太陽電池の中央付近等）における凹凸より低く形成することにより、配線材との接触に起因する太陽電池の破損を抑制することができる旨が記載されている。特許文献４には、屈曲部等に設けられる凹凸の断面形状の具体例として、凸部の先端が平坦化された形状や、凸部の先端の曲率半径が相対的に大きい曲面形状が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１９９０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３４０６号公報
【特許文献３】特開２００９−１０２２２号公報
【特許文献４】国際公開第２０１３／１４０６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
太陽電池の発電量は、太陽光が垂直に入射する場合が最も多く、入射角が大きくなるにつれて取りこめる光の量が減少するため少なくなる。近年、発電量をさらに増加させる観点から、入射角が大きい朝夕を含めた１日の総発電量を増加させることが望まれている。
【００１０】
特許文献２では、凹凸構造を有する配線材を適用した太陽電池モジュールの性能が検討されているが、太陽電池モジュールの出力測定の照射条件として、ＡＭ１．５の照射光を垂直入射させた場合のみが検討されている。上述のとおり、朝夕を含めた発電を考える場合、垂直入射以外の角度からも光が入射されてくるため、特許文献２においては、検討が十分でないと考えられる。特許文献２に記載されている太陽電池モジュールの特性について本発明者らが検討したところ、垂直入射以外の角度からや散乱光からの発電を考えた場合には、特性が低下することが明らかとなった。
【００１１】
特許文献３には、季節毎に変化する太陽の角度に追随するようにモジュールの受光面が所定の角度で可変する制御手段を備えることで、最大量の太陽光を入射できることが記載されている。しかし、制御手段の設置は非常にコストが高く、生産性が低下すると考えられる。
【００１２】
特許文献４では、太陽電池の破損を抑制するために、太陽電池と対向する側の面に設けられる凹凸の形状等を調整することが検討されているのみであり、発電量を向上させるために、受光面側の面に設けられる凹凸の形状等を調整することについては何ら検討されていない。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、配線材による光学損失を低減し、朝夕を含めた太陽電池モジュールの総発電量を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは鋭意検討した結果、太陽電池の集電極上に配置される配線材に所定の凹凸構造を形成することにより、朝夕を含めた総発電量の向上が可能であることを見出し、本発明に至った。
【００１５】
本発明は、太陽電池と、配線材と、太陽電池の受光面側に設けられた受光面側保護材と、太陽電池の裏面側に設けられた裏面側保護材と、受光面側保護材および裏面側保護材の間に充填された封止材と、を備える太陽電池モジュールに関する。太陽電池は、封止材により受光面側保護材および裏面側保護材の間に封止されている。配線材を介して、太陽電池が他の太陽電池または外部回路と接続されている。太陽電池は、受光面側に集電極を有し、太陽電池の集電極と配線材の裏面側の面とが接着されている。太陽電池の集電極上に位置する配線材の受光面側の面に、複数の略四角錐の凸部からなる凹凸が形成されている。凸部は、少なくとも一方向に並ぶように設けられていることが好ましい。略四角錐の底面と側面とのなす角度θが、２０°＜θ＜４０°を満たすことが好ましい。平面視において、配線材の幅方向に平行な線と、略四角錐の稜線とのなす角度φが、４５°＜φ≦９０°を満たすことが好ましい。
【００１６】
角度θが、２５°≦θ≦３５°を満たすことが好ましい。
【００１７】
角度φが、８０°≦φ≦９０°を満たすことが好ましい。
【００１８】
太陽電池の集電極上に位置する配線材の受光面側の全面に、凹凸が形成されていることが好ましい。
【００１９】
凸部の高さをｄ、配線材の厚みをｄｔ、および太陽電池の受光面から受光面側保護材までの封止材の厚みをＤとしたとき、ｄ＝２０μｍ〜９０μｍ、ｄｔ＝１５０μｍ〜３００μｍ、およびＤ＝４００μｍ〜９００μｍであることが好ましい。
【００２０】
太陽電池の集電極と配線材の裏面側の面とが、導電性微粒子を含有する樹脂製接着剤により接着されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、所定の凹凸構造を有する配線材を用いることにより、入射光の入射角度γが大きい場合でも、配線材で反射した光が受光面側保護材で再度反射されて太陽電池の受光面に入射させることができるため、太陽電池モジュールの総発電量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図２】太陽電池および配線材の受光面側の模式的平面図である。
【図３】太陽電池および配線材の裏面側の模式的平面図である。
【図４】太陽電池と配線材との電気的接続を模式的に示す断面図である。
【図５】一実施形態に係る配線材の模式的平面図である。
【図６】図６（ａ）は図５のＡ−Ａ線断面図、図６（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】凸部を構成する四角錐の一例を示す斜視図である。
【図８】凸部を構成する四角錐の一例を示す平面図である。
【図９】従来技術の配線材の一例の模式的斜視図である。
【図１０】図９に示す配線材における入射光（入射角度γ＝０°）の光路の模式図である。
【図１１】図９に示す配線材における入射光（入射角度０°＜γ＜９０°）の光路の模式図である。
【図１２】従来技術の配線材の他の例の模式的平面図である。
【図１３】図１２に示す配線材における光反射を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１２に示す配線材における光反射を模式的に示す平面図である。
【図１５】本発明の配線材における光反射を模式的に示す平面図である。
【図１６】凸部の他の例を示す正面図である。
【図１７】他の実施形態に係る配線材の模式的平面図である。
【図１８】他の実施形態に係る配線材の模式的平面図である。
【図１９】一実施形態に係るヘテロ接合太陽電池の模式的断面図である。
【図２０】本発明の太陽電池モジュールのＪｓｃ増加率と従来の太陽電池ジュールのＪｓｃ増加率とを比較したグラフである。
【図２１】本発明の太陽電池モジュールにおけるＪｓｃ増加率の角度θ依存性を示すグラフである。
【図２２】本発明の太陽電池モジュールにおけるＪｓｃ増加率の角度φ依存性を示すグラフである。
【図２３】四角錐の頂部を平坦化した際のＪｓｃ増加率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、本発明の太陽電池モジュールは、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
（太陽電池モジュールの基本的構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの模式的断面図である。図１に示す太陽電池モジュール２００は、複数の太陽電池１００を備える。太陽電池１００は、配線材３００によって他の太陽電池または外部電極と電気的に接続されている。これにより、複数の太陽電池１００が直列または並列に接続されている。太陽電池１００と配線部材３００とは、導電性微粒子を含有する樹脂製接着剤４００により接着されていることが好ましい。
【００２５】
複数の太陽電池１００の受光面側および裏面側には、それぞれ保護材２０１および２０２が配置されている。受光面側保護材２０１と裏面側保護材２０２との間には封止材２０３が設けられており、封止材２０３により、複数の太陽電池１００が封止されている。
【００２６】
図２は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池および配線材の受光面側の模式的平面図である。太陽電池１００は、受光面側に集電極７を有している。図２では、集電極７は、一定間隔を隔てて互いに平行に延在する複数のフィンガー電極７１と、フィンガー電極７１により収集された電流を集めるバスバー電極７２とによって構成されている。一般的に、バスバー電極７２は、フィンガー電極７１に略垂直になるように形成される。受光面側では、集電極７のバスバー電極７２上に配線材３００が配置されることが好ましい。後述するように、バスバー電極７２は必ずしも必要ではなく、フィンガー電極７１上に配線材が配置されてもよい。また、バスバー電極は直線状でなくてもよく、ジグザグ状等の非直線状であってもよい。バスバー電極が非直線状である場合も、バスバー電極の延在方向がフィンガー電極に略垂直になるように形成されることが好ましい。
【００２７】
図３は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池および配線材の裏面側の模式的平面図である。太陽電池１００は、裏面側に裏面電極８を有している。図３では、裏面電極８が太陽電池１００の裏面の全面を覆い、裏面電極８と配線材３００とが接続されている。裏面電極８は、グリッド状に形成されても全面に形成されてもよいが、低抵抗化の点からは全面に形成されることが好ましい。
【００２８】
（太陽電池と配線材との電気的接続）
図４は、図１の部分拡大図であり、太陽電池と配線材との電気的接続を模式的に示している。図４に示すように、太陽電池１００の集電極７と配線材３００とが接着されることで、太陽電池１００の集電極７と配線材３００とが電気的に接続されている。図４では、配線材３００の一端部の下面（裏面側の面）が、樹脂製接着剤４００を介して太陽電池１００の集電極７と接着されている。一方、配線材３００の他端部の上面（受光面側の面）は、樹脂製接着剤４００を介して他の太陽電池１１０の裏面電極８と接着されている。さらに、太陽電池１００の裏面電極８と他の配線材３０１とが接着されることで、太陽電池１００の裏面電極８と配線材３０１とが電気的に接続されている。図４では、配線材３０１の一端部の上面が、樹脂製接着剤４００を介して太陽電池１００の裏面電極８と接着されている。
【００２９】
集電極と配線材とを接続する方法としては、導電性微粒子を含有する樹脂製接着剤を用いて接着する方法の他、半田付けにより接合する方法等が挙げられる。集電極や裏面電極が金属からなる場合、該金属との接合のしやすさや熱ダメージを抑制する観点から、導電性微粒子を含有する樹脂製接着剤を用いて接着する方法が好ましい。特に、耐熱温度が２５０℃以下の太陽電池（ヘテロ接合太陽電池等）では、半田に比べて低温で接着できるため、樹脂製接着剤を用いる方法が好ましい。また、配線材との接着面積を大きくできる観点からも、樹脂製接着剤を用いる方法が好ましい。
【００３０】
樹脂製接着剤としては、例えば、導電性微粒子を樹脂ペーストに添加したものを用いることができる。樹脂ペーストとしては、例えば、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂等が用いられる。導電性微粒子としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｉｎ等の金属粉が用いられる。金属粉以外に、炭素粉等の導電性の紛体や、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等からなる絶縁性微粒子の表面が金属等の導電性材料でコーティングされたものを、導電性微粒子として用いることもできる。
【００３１】
（配線材）
本発明においては、図４に示すように、配線材の表面に、複数の凹凸が形成されている。具体的には、凹凸は複数の略四角錐の凸部からなり、太陽電池の集電極上に位置する配線材の受光面側の面に形成されている。凸部は、少なくとも一方向に並ぶように設けられており、略四角錐の底面と側面とのなす角度θが、２０°＜θ＜４０°を満たし、かつ、平面視において、配線材の幅方向に平行な線と、略四角錐の稜線とのなす角度φが、４５°＜φ≦９０°を満たしている。
【００３２】
図５は、一実施形態に係る配線材の模式的平面図である。図６（ａ）は図５のＡ−Ａ線断面図、図６（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３３】
図５では、配線材３００の表面の全面に、複数の四角錐の凸部からなる凹凸が形成されている。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、凸部は、配線材の幅方向および長さ方向に並ぶように設けられている。また、図５において、底辺を共有する四角錐に着目した場合、凸部は、配線材の長さ方向に対して斜め方向に並んでいる。
【００３４】
図７は、凸部を構成する四角錐の一例を示す斜視図である。本実施形態では、四角錐の底面と側面とのなす角度θが、２０°＜θ＜４０°を満たしている。図８は、凸部を構成する四角錐の一例を示す平面図である。図８中、配線材の幅方向をＷ、長さ方向をＬで示している。本実施形態では、平面視において、配線材の幅方向Ｗに平行な線と、四角錐の稜線とのなす角度φが、４５°＜φ≦９０°を満たしている。図５および図８では、φ＝９０°の例を示している。
【００３５】
以下、本発明の配線材における光反射について、従来技術の配線材における光反射と対比しながら説明する。
【００３６】
図９は、従来技術の配線材の一例の模式的斜視図である。図９に示す配線材５１０は、特許文献２に記載されており、配線材の幅方向の断面形状が三角形であり、長さ方向に延在する凹凸が形成されている。
【００３７】
図１０および図１１は、図９に示す配線材における入射光の光路の模式図である。図１０に示すように、入射光（Ｌ１）が太陽電池モジュールに対して垂直入射（入射角度γ＝０°）に近い場合においては、配線材５１０上の凹凸により反射された入射光（Ｌ２）が、受光面側保護材２０１と空気との界面で全反射（Ｌ３）し、再び太陽電池１００の受光面に照射され発電に寄与する。
【００３８】
しかしながら、図１１に示すように、光の入射角度が大きくなると、入射光（Ｌ１）が凹凸で反射され（Ｌ２）、その反射光（Ｌ２）が更に対向する凹凸表面で二回目の反射を起こす（Ｌ３）。そのため、二回目の反射光（Ｌ３）が、全反射の臨界角よりも小さい角度で受光面側保護材２０１と空気との界面に到達すると、全反射を起こさずに太陽電池モジュール内からモジュール外に放出される（Ｌ４）。このように、図９に示す配線材５１０では、入射角がモジュールに対して垂直（入射角度γ＝０°）に近い場合は出力の向上が期待できるが、入射角度が大きくなっていくと出力が低下する問題がある。
【００３９】
図１２は、従来技術の配線材の他の例の模式的平面図である。図１２に示す配線材５２０は、特許文献２に記載されており、φ＝４５°であることを除いて、図５と同様の凹凸が形成されている。
【００４０】
図１３は、図１２に示す配線材における光反射を模式的に示す斜視図である。図１３中のＬ１で表されているような一部の光は、図１１と同様に太陽電池モジュールから放出されてしまい、太陽電池モジュール内に閉じ込めることができないと考えられる。一方、Ｌ２で表されているような光では、一回目の凹凸表面での反射光が、対向する凹凸の隙間から抜けることができるため、二回目の反射が起きる確率が下がる。このため、図１２に示す凹凸構造においては、図９に示す凹凸構造と比較した場合、大きな入射角において、太陽電池モジュールから放出される光を低減させることができると考えられる。しかしながら、図１２に示す凹凸構造においては、配線材の長さ方向に反射された反射光が、全反射後に再び配線材上に戻ってくるという問題があり、その分だけ出力低下が起きる。
【００４１】
図１４は、図１２に示す配線材における光反射を模式的に示す平面図であり、配線材上の凹凸の配置により、どの方向に光が反射されるかを示している。図１４に示すように、φ＝４５°の場合は、Ｌ１およびＬ３で表される反射光は、配線材５２０から太陽電池の方向へ向かうため、発電に寄与すると考えられるが、Ｌ２およびＬ４で表される反射光は、再び配線材５２０上に戻ってくるため、発電に寄与しないと考えられる。
【００４２】
これに対し、図１５は、本発明の配線材における光反射を模式的に示す平面図である。図１５に示すように、φ＝９０°の場合は、Ｌ１〜Ｌ４に示される光が全て配線材３００から太陽電池の方向へ向かって反射されるため、発電効率が向上すると考えられる。
【００４３】
以上より、配線材の表面に四角錐の凸部からなる凹凸を形成することにより、入射角γが広角（例えば０°＜γ＜６０°）の場合においても太陽電池モジュールの出力を高くすることができる。さらに、配線材の幅方向に平行な線と四角錐の稜線とのなす角度φを４５°より大きくすることで、配線材の長さ方向に反射された後、全反射して再び配線材上に戻ってくる反射光の割合を小さくでき、発電効率を向上させることができる。
【００４４】
また、太陽電池モジュールを作製する際、通常は、図４に示すように、太陽電池の受光面側に配線材を配置した後、裏返して他の太陽電池の裏面側に配線材を接続させるため、配線材が折り曲がる。図９に示す配線材５１０を用いる場合、配線材５１０は折り曲げにくいため、折り曲げる際の力が太陽電池にもかかってしまい、太陽電池の端部から破損が生じやすい。特に、近年は厚みが薄い太陽電池が好ましく用いられるため、破損が生じやすい。一方、図１２に示す配線材５２０を用いる場合、配線材５２０は折り曲がりすぎるため、断線するという問題が生じてしまう。これに対し、本発明のような角度φで四角錐を配置した配線材を用いることで、太陽電池の端部に生じる破損、および断線を防止することができる。
【００４５】
さらに、特許文献３では、太陽光をより多く取り込んで発電量を増加させるために、太陽光の角度に追随してモジュールが可変する制御手段をモジュールに付与していた。これに対し、本発明においては、配線材の表面に所定の凹凸を形成することにより、モジュールに上記制御手段を設けなくても、より多くの光を取り込むことができる。
【００４６】
配線材の長さ方向に反射された後、全反射して再び配線材上に戻ってくる反射光の割合を小さくする観点から、配線材の幅方向に平行な線と四角錐の稜線とのなす角度φは、４５°＜φ≦９０°が好ましく、７０°≦φ≦９０°がより好ましく、８０°≦φ≦９０°が特に好ましく、９０°が最も好ましい。
【００４７】
四角錐の底面と側面とのなす角度θは、２０°＜θ＜４０°が好ましく、２５°≦θ≦３５°がより好ましく、θ＝３０°が最も好ましい。上記範囲を満たすことにより、受光面側保護材と空気との界面において全反射が起こりやすく、光閉じ込め効果がより期待できる。
【００４８】
以上、発電量を増加させる観点から、上記角度φおよび角度θは、７０°≦φ≦９０°かつ２０°＜θ＜４０°が好ましく、８０°≦φ≦９０°かつ２５°≦θ≦３５°がより好ましく、８０°≦φ≦９０°かつθ＝３０°がさらに好ましく、φ＝９０°かつθ＝３０°が最も好ましい。上記範囲にすることにより、例えば１０〜１４時の日中だけでなく、８〜１０時の朝方や、１４〜１６時の夕方といった広い時間帯において、太陽光を取り込むことができる。
【００４９】
四角錐の底辺の長さｘは、太陽電池の発電に寄与する光の波長程度よりも長く、配線材の幅に収まる範囲であれば、どのような長さでもよいが、０．５μｍ≦ｘ≦１０００μｍが好ましく、１０μｍ≦ｘ≦５００μｍがより好ましく、１００μｍ≦ｘ≦３００μｍが特に好ましい。四角錐の底面の形状は必ずしも正方形である必要はなく、長方形であってもよい。四角錐の底面の形状が長方形である場合、四角錐の底面と側面とのなす角度θは、底面の長辺を共有する側面と底面とのなす角度でもよく、底面の短辺を共有する側面と底面とのなす角度でもよい。
【００５０】
四角錐の高さ（凸部の高さ）ｄは、０．１μｍ≦ｄ≦３００μｍが好ましく、２μｍ≦ｄ≦１５０μｍがより好ましく、２０μｍ≦ｄ≦９０μｍが特に好ましい。上記範囲とすることで、光閉じ込めの効果が得られるだけでなく、裏面電極や樹脂製接着剤との接着強度を向上でき、温度変化による配線材の剥離を防止できる。
【００５１】
四角錐の高さ、および、四角錐の底辺の長さは、断面ＳＥＭにより求めることができる。配線材の表面に形成される四角錐の大きさは、すべて同じであることが好ましいが、一部の四角錐の大きさが異なっていてもよい。
【００５２】
本発明において、配線材の表面に形成される凹凸の凸部の形状は、完全な四角錐でなくてもよく、頂部が欠けた略四角錐であってもよい。本明細書において、「略四角錐」には、完全な四角錐だけでなく、後述するような四角錐の頂部が欠けた形状等も含まれる。
【００５３】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、凸部の他の例を示す正面図である。凸部の形状は、図１６（ａ）に示すように、四角錐の頂部が平坦化された形状であってもよい。この場合、略四角錐の高さをｄ、完全な四角錐と仮定した場合の高さをｄｏとすると、ｄ／ｄｏの値は、０．４以上１．０未満が好ましく、０．６以上１．０未満がより好ましく、０．８以上１．０未満がさらに好ましく、０．９以上１．０未満が特に好ましい。
【００５４】
また、凸部の形状は、図１６（ｂ）に示すように、四角錐の頂部が丸みを有する形状であってもよい。光を効果的に反射させて太陽電池に取り込む観点からは、頂部が平坦化された形状よりも頂部が丸みを有する形状の方が好ましい。この場合、頂部の曲率半径Ｒは、下記式（１）を満たす範囲が好ましく、下記式（２）を満たす範囲がより好ましい。
【数１】
2016086154.tif 000003
【数２】
2016086154.tif 000004
【００５５】
図５に示す配線材３００では、配線材の幅方向および長さ方向にも凸部が並んでいるが、凸部は少なくとも一方向に並んでいればよい。例えば、図１７に示す配線材３１０のように、底辺を共有する四角錐に着目した際、配線材の長さ方向に対して斜め方向に並ぶように凸部が設けられていてもよい。
【００５６】
本発明において、上記凹凸は、配線材の受光面側の面のうち、太陽電池の集電極上に位置する面に形成されていればよい。上記凹凸は、配線材の表面の全面に形成されていることが好ましいが、配線材の表面の一部に凹凸が形成されていない箇所があってもよい。例えば、図１８に示すように、配線材３２０の幅方向の端部に略四角錐が形成されていなくてもよい。また、隣接する略四角錐の間に隙間があってもよい。配線材上に平坦な領域が存在すると、その領域で反射した入射光は、受光面側保護材と空気との界面における全反射の臨界角に、理想的には到達しないため、太陽電池モジュール内での光閉じ込めに寄与しなくなる。この観点から、複数の略四角錐の凸部からなる凹凸は、太陽電池の集電極上に位置する配線材の表面の９０％以上に形成されることが好ましく、９５％以上に形成されることがより好ましく、１００％すなわち全面に形成されていることが最も好ましい。
【００５７】
上記凹凸は、配線材の受光面側の面のうち、太陽電池の集電極上に位置する面以外に形成されていてもよい。例えば、図４において、太陽電池１００と太陽電池１１０との間に位置する配線材の屈曲部に凹凸が形成されていてもよいし、太陽電池１１０の裏面電極８と接する面に凹凸が形成されていてもよい。また、配線材の裏面側の面（太陽電池１００の集電極７と接する面）に凹凸が形成されていてもよい。太陽電池の集電極や裏面電極と接する面に凹凸が形成されていると、これらの電極や樹脂製接着剤との接着強度を高くすることができる。太陽電池１１０の裏面電極と接する面や太陽電池１００の集電極と接する面に凹凸が形成されている場合は、凹凸の形状が、四角錐の頂部が欠けた形状であることが好ましい。四角錐の頂部が欠けた形状であると、太陽電池の集電極や裏面電極との接合等を良好にすることもできる。
【００５８】
配線材の厚みｄｔは、５０μｍ≦ｄｔ≦５００μｍが好ましく、１００μｍ≦ｄｔ≦４００μｍがより好ましく、１５０μｍ≦ｄｔ≦３００μｍが特に好ましい。配線材の厚みｄｔを上記範囲にすることにより、温度変化によるセル割れを防止できる。本明細書においては、配線材の厚みｄｔは、配線材の一方の面に凹凸を有する場合は、凸部の頂点から底面までの距離を意味し、配線材の両面に凹凸を有する場合は、頂点同士の距離を意味する。配線材の厚みは、断面ＳＥＭにより求めることができる。
【００５９】
太陽電池の受光面から受光面側保護材までの封止材の厚みＤは、２００μｍ≦Ｄ≦１２００μｍが好ましく、３００μｍ≦Ｄ≦１０００μｍがより好ましく、４００μｍ≦Ｄ≦９００μｍが特に好ましい。封止材の厚みＤを上記範囲にすることにより、温度変化によるセル割れを防止できる。
【００６０】
配線材の幅は、太陽電池に配置する配線材の本数にも依存するため、太陽電池モジュールのデザインに応じて最適な幅に設計すればよい。光閉じ込めの観点からは、配線材が細ければ細いほど遮光損失が小さくなる一方で、電気抵抗損失が増大する。このため、例えば、１つの太陽電池に３本の配線材を配置する場合、配線材の幅は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上２ｍｍ以下がより好ましい。
【００６１】
配線材の材料は、抵抗損失低減の観点から、より抵抗率の低い材料であることが好ましく、特に製造コストの観点から、銅を主成分とする材料であることが好ましい。また、配線材上の凹凸により光を反射させる観点から、配線材の表面は、高い反射率特性を持つことが好ましく、例えば、金、銀、銅、アルミ等の高反射材料で表面が覆われていることが好ましい。表面を覆う高反射材料の厚みは、０．５μｍ以上３μｍ以下が好ましく、１．２μｍ以上２．０μｍ以下がより好ましい。
【００６２】
（太陽電池）
本発明の太陽電池モジュールを構成する太陽電池は特に限定されず、結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池等、太陽電池間を配線材によりインターコネクトするタイプのものであれば、どのような太陽電池であってもよい。中でも、非晶質半導体層を有する太陽電池が好ましく、ヘテロ接合太陽電池がより好ましい。
【００６３】
以下、ヘテロ接合太陽電池を例として、太陽電池の構成をより詳細に説明する。ヘテロ接合太陽電池は、一導電型の単結晶シリコン基板の表面に、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なるシリコン系薄膜を有することで、拡散電位が形成された結晶シリコン系太陽電池である。シリコン系薄膜としては、非晶質のものが好ましい。中でも、拡散電位を形成するための導電型非晶質シリコン系薄膜と結晶シリコン基板の間に、薄い真性の非晶質シリコン層を介在させたものは、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つとして知られている。
【００６４】
図１９は、一実施形態に係るヘテロ接合太陽電池の模式的断面図である。図１９に示す太陽電池１０１は、光電変換部５０として、基板１の一方の面（光入射側の面、受光面）上に、導電型シリコン系薄膜３ａおよび透明電極層６ａをこの順に有する。基板１の他方の面（光入射側と反対の面、裏面）上に、導電型シリコン系薄膜３ｂおよび透明電極層６ｂをこの順に有する。光電変換部５０表面の透明電極層６ａ上には、集電極７が設けられており、透明電極層６ｂ上には、裏面電極８が積層されている。太陽電池１０１は、基板１と導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂとの間に、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂを有することが好ましい。
【００６５】
基板１は、一導電型単結晶シリコン基板によって形成されている。一般的に単結晶シリコン基板には、シリコン原子に電子を導入するための原子（例えばリン）を含有させたｎ型と、シリコン原子に正孔を導入する原子（例えばホウ素）を含有させたｐ型がある。すなわち、「一導電型」とは、ｎ型またはｐ型のどちらか一方であることをいう。つまり、基板１は、ｎ型またはｐ型のどちらか一方であることを意味する。本実施形態において、基板１は、ｎ型単結晶シリコン基板であることが好ましい。
【００６６】
基板１は、表面にテクスチャ構造を有することが好ましい。すなわち、基板１を基体として形成される光電変換部５０もテクスチャ構造を備えることが好ましい。この場合、太陽電池１０１は、入射した光を光電変換部５０に閉じ込めることができ、発電効率が向上する。
【００６７】
基板１の厚みは、光入射により生成された光キャリアの再結合中心の数が減少するという観点から薄い方が好ましく、この場合、薄膜化により、低コスト化、低資源化が見込める。基板１の厚みは、２５０μｍ以下が好ましく、１７０μｍ以下がより好ましく、１２０μｍ以下が特に好ましい。基板１の厚みは、１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、８０μｍ以上が特に好ましい。基板１の厚みが上記範囲である場合、通常は、配線材との接合の際、セル端部に応力がかかりやすく破損が生じやすい。本発明においては、所定の凹凸が形成された配線材を用いることにより、セルの破損を抑制することができる。
【００６８】
シリコン系薄膜２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂの製膜方法としては、プラズマＣＶＤ法が好ましい。導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂは、一導電型または逆導電型のシリコン系薄膜である。「逆導電型」とは、「一導電型」と異なる導電型であることをいう。例えば、「一導電型」がｎ型である場合には、「逆導電型」はｐ型である。本実施形態では、導電型シリコン系薄膜３ａは、逆導電型シリコン系薄膜であり、導電型シリコン系薄膜３ｂは、一導電型シリコン系薄膜であることが好ましい。シリコン系薄膜としては、非晶質シリコン薄膜、微結晶シリコン（非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含む薄膜）等が挙げられる。中でも非晶質シリコン系薄膜を用いることが好ましい。本実施形態では、導電型シリコン系薄膜３ａがｐ型非晶質シリコン系薄膜であり、導電型シリコン系薄膜３ｂがｎ型非晶質シリコン系薄膜であることが好ましい。
【００６９】
真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂとしては、シリコンと水素で構成されるｉ型水素化非晶質シリコンが好ましい。
【００７０】
太陽電池１０１の光電変換部５０は、導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂ上に、透明電極層６ａ，６ｂを備えることが好ましい。透明電極層６ａ，６ｂは、導電性酸化物を主成分とすることが好ましい。導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独または混合して用いることができる。導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を主成分とするものがより好ましい。ここで「主成分とする」とは、含有量が５０重量％より多いことを意味し、７０重量％以上が好ましく、９０％重量以上がより好ましい。透明電極層は、単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。
【００７１】
透明電極層には、ドーピング剤を添加することができる。例えば、透明電極層として酸化亜鉛が用いられる場合、ドーピング剤としては、アルミニウムやガリウム、ホウ素、ケイ素、炭素等が挙げられる。透明電極層として酸化インジウムが用いられる場合、ドーピング剤としては、亜鉛や錫、チタン、タングステン、モリブデン、ケイ素等が挙げられる。透明電極層として酸化錫が用いられる場合、ドーピング剤としては、フッ素等が挙げられる。
【００７２】
ドーピング剤は、受光面側の透明電極層６ａおよび裏面側の透明電極層６ｂの一方もしくは両方に添加することができる。特に、受光面側の透明電極層６ａにドーピング剤を添加することが好ましい。受光面側の透明電極層６ａにドーピング剤を添加することで、透明電極層自体が低抵抗化されるとともに、透明電極層６ａと集電極７との間での抵抗損を抑制することができる。
【００７３】
受光面側の透明電極層６ａの膜厚は、透明性、導電性、および光反射低減の観点から、１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下であることが好ましい。透明電極層６ａの役割は、集電極７へのキャリアの輸送であり、そのために必要な導電性があればよく、膜厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚を１４０ｎｍ以下にすることにより、透明電極層６ａでの吸収ロスが小さく、透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。また、透明電極層６ａの膜厚が上記範囲内であれば、透明電極層内のキャリア濃度上昇も防ぐことができるため、赤外域の透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制される。
【００７４】
透明電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等が好ましい。
【００７５】
受光面側の透明電極層６ａ上には、集電極７が形成される。集電極７の材料は、特に限定されず、金、銀、銅、アルミ等を用いることができるが、導電率の点から、銀や銅を用いることが好ましい。集電極７は、インクジェット法、スクリーン印刷法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法等の公知技術によって作製でき、生産性の観点から、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法や、銅を用いたメッキ法等が好ましい。集電極７は受光面側に形成されるため、遮光損をより抑制できる観点から、櫛形状に形成することが好ましい。集電極７は、単層でもよく、複数層でもよい。
【００７６】
集電極７は、図２に示したように、複数のフィンガー電極７１と、複数のフィンガー電極を接続するバスバー電極７２により構成されていてもよいし、複数のフィンガー電極７１のみから構成されていてもよい。
【００７７】
裏面側の透明電極層６ｂの上には、裏面電極８が形成される。裏面電極８としては、金属膜や導電性ペースト等を用いることができ、低抵抗化の観点から、金属膜を用いることが好ましい。裏面電極８は、単層でもよく、複数層でもよく、コストや長期信頼性の観点から、複数層が好ましい。
【００７８】
裏面電極が複数層である場合、例えば、裏面側の透明電極層６ｂ側から順に、第一導電層および第二導電層からなる２層構造が挙げられる。この際、第一導電層の材料としては、近赤外から赤外域の反射率が高く、導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。このような材料としては、銀、金、アルミニウム等が挙げられる。中でも、銀を用いることが特に好ましい。第二導電層の材料としては、コスト抑制の観点からアルミニウム、銅を用いることが好ましく、導電率の観点から銅を主成分とすることがより好ましい。
【００７９】
裏面電極として、例えば、銅を主成分とした第二導電層を用いる場合等には、第二導電層の酸化や、封止材への拡散の抑制のため、第二導電層上にさらに導電性保護層を形成することが好ましい。導電性保護層の材料として、変性を抑制できる観点からは銀が好ましく、より酸化されにくく、より低コストで作製できる観点からは、チタンや錫、クロム等がより好ましい。
【００８０】
裏面電極８は、集電極７と同様の櫛形状であってもよい。この場合、太陽電池の両面を受光面として利用できる。そのため、太陽電池モジュールの裏面保護材を透光性とすることにより、両面受光型の太陽電池モジュールとすることが可能である。
【００８１】
（太陽電池モジュールの作製方法）
太陽電池モジュールの作製においては、まず、複数の太陽電池１００が配線材３００を介して互いに接続された、太陽電池ストリングを作製する。上記のとおり、太陽電池１００と配線材３００とは、樹脂製接着剤４００を介して接続されることが好ましい。この太陽電池ストリングが、封止材２０３を介して、受光面側保護材２０１および裏面側保護材２０２に挟持され、太陽電池モジュールが形成される。この際、図１に示すように、受光面側保護材２０１上に、封止材２０３、太陽電池ストリング、封止材２０３および裏面側保護材２０２を順次積層して積層体とすることが好ましい。その後、上記積層体を所定条件で加熱することにより、封止材２０３を硬化させることが好ましい。そして、アルミニウムフレーム（不図示）等を取り付けることで太陽電池モジュール２００を作製することができる。
【００８２】
受光面側保護材２０１は、複数の太陽電池１００のそれぞれの受光面側に配置され、太陽電池モジュールの表面を保護することが好ましい。受光面側保護材としては、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。裏面側保護材２０２は、複数の太陽電池１００のそれぞれの裏面側に配置され、太陽電池モジュールの裏面を保護することが好ましい。裏面側保護材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム、アルミニウム箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルム等を用いることができる。
【００８３】
封止材２０３は、受光面側保護材２０１と裏面側保護材２０２との間で太陽電池ストリングを封止する。封止材として、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン／α−オレフィン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることが好ましい。
【００８４】
以上のようにして太陽電池モジュール２００を作製することができるが、本発明の太陽電池モジュールの構成および作製方法は上記に限定されるものではない。
【実施例】
【００８５】
以下、図１９に示すヘテロ接合太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。本実施例は、Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製の「ＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ」を使用して、レイ・トレーシングシミュレーションにて実施した。
【００８６】
（実施例１）
実施例１のヘテロ接合太陽電池におけるシミュレーションモデルを以下のように設定した。
【００８７】
表面に凹凸形状を有する厚み２００μｍの一導電型単結晶シリコン基板１の受光面側に、真性シリコン系薄膜２ａとしてｉ型非晶質シリコンを５ｎｍの膜厚で配置し、その上に、逆導電型シリコン系薄膜３ａとしてｐ型非晶質シリコンを７ｎｍの膜厚で配置した。次に、一導電型単結晶シリコン基板１の裏面側に、真性シリコン系薄膜２ｂとしてｉ型非晶質シリコン層を６ｎｍの膜厚で配置し、その上に、一導電型シリコン系薄膜３ｂとしてｎ型非晶質シリコン層を４ｎｍの膜厚で配置した。逆導電型シリコン系薄膜３ａおよび一導電型シリコン系薄膜３ｂの上に、透明電極層６ａおよび６ｂとして、各々酸化インジウム錫（ＩＴＯ、屈折率：１．９）を１００ｎｍの膜厚で配置した。
【００８８】
この際、受光面側の透明電極層６ａにおける光の干渉はレイトレーシングでは取り扱えないため、特性マトリクスを利用して、様々な入射角における透明電極層６ａの透過率および反射率を計算し、コーティングファイルとして計算に取り込んだ。更に、裏面側の全面に、裏面電極８としてＡｇ層を１００ｎｍの膜厚で配置した。これらの材料に用いたパラメータは、一般的な材料のパラメータを用いた。
【００８９】
上記受光面側の透明電極層６ａ上には、スクリーン印刷法を用いてＡｇペーストにて集電極７を形成した。集電極７上に、幅１．５ｍｍ、厚さｄｔ２２０μｍの配線材を５２ｍｍ間隔で３本配置した。配線材上には、図７に示す角度θ＝３０°の四角錐を、角度φ＝９０°として配置した。この際、四角錐の底面の長さｘを１７７μｍ、四角錐の高さｄを５１μｍとし、また、凹凸表面は１００％光が反射するとして取り扱った。このように設定した太陽電池の両側を、封止材として厚み６００μｍのＥＶＡで封止し、受光面側保護材として厚さ３ｍｍのガラスを設置した。
【００９０】
照射光の光源サイズは太陽電池と同じ面積とし、境界条件としては、配線材で反射されて太陽電池の外側に漏れた光はカウントしないものとした。これは、配線材の大部分が、太陽電池の周縁部から比較的離れた位置に配置されているため、隣のセルからの影響が小さいと考えらえるためである。そして、入射光の入射角度γを０°から７５°まで５°刻みで変化させ、それぞれの入射角において、太陽電池の短絡電流密度（Ｊｓｃ）を計算した。計算したＪｓｃの値を用いて、１００％の反射率を持つ完全に平坦な配線材を用いた場合におけるＪｓｃからの増加率を求めた。Ｊｓｃを計算する際、入射光の入射角度は一定とし、様々な方向から太陽電池に降り注ぐように設定した。
【００９１】
（実施例２）
配線材上の四角錐の角度θをθ＝２５°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９２】
（実施例３）
配線材上の四角錐の角度θをθ＝３５°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９３】
（実施例４）
配線材の角度φをφ＝７５°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９４】
（実施例５）
配線材の角度φをφ＝８５°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９５】
（比較例１）
図９に示されているように配線材上に凹凸を形成した。この際、配線材の幅方向の断面において、凸部の底面の幅（三角形の底辺の長さ）は２５０μｍとし、凸部の傾斜角度（三角形の底角の大きさ）を３０°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９６】
（比較例２）
図１２に示されているように配線材上に凹凸を形成した。この際、配線材の角度φをφ＝４５°とし、凸部の底面の幅を２５０μｍとしたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９７】
（比較例３）
配線材上の四角錐の角度θをθ＝２０°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９８】
（比較例４）
配線材上の四角錐の角度θをθ＝４０°としたことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【００９９】
図２０に、実施例１、比較例１および比較例２における、平坦な配線材を用いた場合からのＪｓｃの増加率を示す。図９に示されている配線材の構造を有する比較例１では、入射角度γが３０°程度までは、図１０のように配線材上の入射光を太陽電池の受光面に取り込むことができていると考えられるが、入射角が３０°程度から急激にＪｓｃの増加率が低下していることが分かる。これは、図１１に示した例のように、配線材上の凹凸で反射した光が太陽電池モジュール最表面で全反射せず、太陽電池に再び戻ってこないこと等に起因すると考えられる。
【０１００】
比較例２においては、前述したように凹凸での２回反射等が抑制されるため、入射角度が大きい場合においても、ある程度のＪｓｃ増加率が見られる。しかしながら、入射角が０°（太陽電池モジュールに対して垂直入射）の場合は、配線材上の凹凸で反射した光が太陽電池に取り込まれずに再び配線材に戻ってくることによると考えられるＪｓｃ増加率の低下が見られる。
【０１０１】
これに対し、実施例１においては、入射角が５０°程度まで高いＪｓｃ増加率を保っていることが分かる。また、入射角５５°〜６０°程度において、Ｊｓｃ増加率が大きく低下しているが、通常、６０°以下程度の入射角で一日の電力生産量の大部分を生産することができるため、太陽電池モジュールの電力生産量には大きく寄与しないと考えてよい。
【０１０２】
図２１に、実施例１〜実施例３のシミュレーション結果を示す。図２１から分かるように、四角錐の角度θが３０°であるときに、最もＪｓｃ増加率が大きな入射角まで保たれていることが分かる。このようにθ＝３０°のときが最も好ましくなるが、２５°≦θ≦３５°の範囲ではＪｓｃ増加率が比較的高く、一日の太陽電池モジュールの電力生産量が高くなると考えられる。
【０１０３】
図２２に、配線材上の四角錐の角度φとＪｓｃ増加率との関係を示す。四角錐の角度φが、８５°以上のときに特に、大きな入射角までＪｓｃ増加率が高く保たれており、φ＝９０°のときが最も良いことが分かる。このことから、四角錐の角度φは７５°以上が好ましく、８５°以上が特に好ましく、９０°が最も好ましいことが分かる。
【０１０４】
（実施例６）
配線材上に配置する凹凸の形状を図１６（ａ）に示す略四角錐（ｄ／ｄｏ＝０．９）に変更したことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【０１０５】
（実施例７）
配線材上に配置する凹凸の形状を図１６（ａ）に示す略四角錐（ｄ／ｄｏ＝０．８）に変更したことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【０１０６】
（実施例８）
配線材上に配置する凹凸の形状を図１６（ａ）に示す略四角錐（ｄ／ｄｏ＝０．７）に変更したことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【０１０７】
（実施例９）
配線材上に配置する凹凸の形状を図１６（ａ）に示す略四角錐（ｄ／ｄｏ＝０．６）に変更したことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【０１０８】
（実施例１０）
配線材上に配置する凹凸の形状を図１６（ａ）に示す略四角錐（ｄ／ｄｏ＝０．５）に変更したことを除き、実施例１と同様にシミュレーションを行った。
【０１０９】
図２３に、略四角錐の高さとＪｓｃ増加率との関係を示す。ｄ／ｄｏの値が１より小さくなるほど、Ｊｓｃ増加率は低くなる傾向があるものの、いずれの実施例も比較例１および比較例２に比べて高いＪｓｃ増加率を示している。この結果から、配線材上に形成された凹凸の形状は、完全な四角錐である必要はなく、頂部が欠けた略四角錐であってもよいことが分かる。
【０１１０】
例えば、金型を用いて配線材の凹凸を形成する場合、当初の金型では完全な四角錐の凹凸が形成されていても、時間の経過とともに金型が変形し、四角錐の頂部が欠けた凹凸が形成される場合がある。図２３の結果からは、多少変形した金型を用いて凹凸が形成された場合であっても、太陽電池モジュールの特性が保持されると考えられる。そのため、金型の交換頻度を少なくすることができ、太陽電池モジュールの製造コストの低減や製造効率の向上に繋がると考えられる。
【０１１１】
以上、実施例で説明したように、本発明によれば、配線材に適用する凹凸構造として、略四角錐の底面と側面とのなす角度θが２０°＜θ＜４０°を満たし、かつ、配線材の幅方向に平行な線と、略四角錐の稜線とのなす角度φが４５°＜φ≦９０°を満たすことにより、入射光の角度が３０°を超えた場合でも、配線材で反射した光が受光面側保護材で再度反射され、太陽電池の受光面に入射させることができるため、太陽電池モジュールの実発電を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１．一導電型単結晶シリコン基板
２ａ，２ｂ．真性シリコン系薄膜
３ａ，３ｂ．導電型シリコン系薄膜
６ａ，６ｂ．透明電極層
７．集電極
７１．フィンガー電極
７２．バスバー電極
８．裏面電極
５０．光電変換部
１００，１０１，１１０．太陽電池
２００．太陽電池モジュール
２０１．受光面側保護材
２０２．裏面側保護材
２０３．封止材
３００，３１０，３２０，５００，５１０．配線材
４００．樹脂性接着剤
【図１】
2016086154.tif 000005
【図２】
2016086154.tif 000006
【図３】
2016086154.tif 000007
【図４】
2016086154.tif 000008
【図５】
2016086154.tif 000009
【図６】
2016086154.tif 000010
【図７】
2016086154.tif 000011
【図８】
2016086154.tif 000012
【図９】
2016086154.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2016086154.tif 000016
【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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