太陽電池における有害な分極の防止
【課題】太陽電池素子における分極を抑制することで、分極による出力電圧の低下をなくした太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池素子２００の前面からフレーム２１１に電荷を抜き出す導電性経路２１２を設ける。導電性経路２１２は、誘電性パッシベーション層２０２内に正孔パターンを形成するか、反射防止コーティング２０１を導電性にするか、反射防止コーティング２０１の表面かまたは裏面に導電性材料の層を形成することにより形成した導電性の層とフレーム２１１間を抵抗器により接続する。
【解決手段】太陽電池素子２００の前面からフレーム２１１に電荷を抜き出す導電性経路２１２を設ける。導電性経路２１２は、誘電性パッシベーション層２０２内に正孔パターンを形成するか、反射防止コーティング２０１を導電性にするか、反射防止コーティング２０１の表面かまたは裏面に導電性材料の層を形成することにより形成した導電性の層とフレーム２１１間を抵抗器により接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は、一般に太陽電池に関し、特に、太陽電池の構造、モジュール、製造、及びフ
ィールド設置に関する（但しこれらに限定されない）。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
本出願は、2005年3月3日にファイリングされた米国特許仮出願第６０／６５８，７０６
の利益を請求し、その仮出願全体が参照によって本明細書内に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
２．背景技術の説明
太陽電池（ソーラーセル）は、太陽放射を電気的エネルギーに変換するための周知のデ
バイスである。半導体処理技術を用いて、半導体ウェーハ上にそれらを製造することがで
きる。一般的にいえば、ｐ型領域とｎ型領域とを１つのシリコン基板内に形成することに
より、太陽電池を製造することができる。各近傍のｐ型領域とｎ型領域とは、ｐｎ接合を
形成する。太陽電池上に当る太陽放射が、電子と正孔とを生じさせ、それらがｐ型及びｎ
型領域に移動し、それにより、ｐｎ接合間に電位差が生じる。裏面コンタクト太陽電池内
において、ｐ型領域とｎ型領域とが、該太陽電池の裏面上の金属コンタクトに結合され、
それにより、外部電子回路又はデバイスが、該太陽電池に結合されることが可能となり、
該太陽電池によって電力供給されることが可能となる。裏面コンタクト太陽電池はまた、
米国特許第５，０５３，０８３号、及び第４，９２７，７７０号において開示されており
、それら特許は両方とも、その全体が参照によって本明細書内に組み込まれる。
【特許文献１】米国特許第５，０５３，０８３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９２７，７７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
幾つかの太陽電池を互いに接続して、太陽電池アレイを形成することができる。該太陽
電池アレイを、保護層を含む太陽電池モジュール内へとパッケージ化することができ、そ
れにより、該太陽電池アレイが、環境条件に対する耐性ができ、フィールド内において使
用されることが可能となる。防止策がとられない場合には、太陽電池が、フィールド内に
おいて極度に分極されることになる可能性があり、それにより、出力電力が低減させられ
る可能性がある。太陽電池における有害な分極を防止するための技法が、本明細書内にお
いて開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
一実施形態において、太陽電池の前面側からウェーハのバルクに電荷を抜き出す（ブリ
ードする）導電経路を提供することによって、有害な太陽電池分極が防止されるか又は最
小化される。該導電経路には、例えば、誘電性パッシベーション層内か、導電性反射防止
コーティング内か、又は反射防止コーティングの表面上又は底面上に形成された導電性材
料の層内におけるパターン化された正孔を含めることができる。有害な太陽電池分極を、
該太陽電池の前面側上の太陽電池モジュールの領域をバイアスさせることによって防止す
ることもまた可能である。
【０００６】
本発明の、これらの及び他の特徴が、添付の図面及び特許請求の範囲を含む本開示全体
を読み解くことで当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【実施例】
【０００７】
異なる図面における同じ参照ラベルの使用は、同等か又は類似の構成要素を示す。別様
に注釈がつけられない限り、図面は必ずしも一定の縮尺に従っているとは限らない。
【０００８】
詳細な説明
本発明の開示において、本発明の実施例の完全な理解を提供するために、装置、構成要
素、及び方法、の例のような、多くの特定の詳細部が提供されている。しかしながら、１
つか又は複数のその特定の詳細部がなくても、本発明を実施することができることが、当
業者であれば認識されるであろう。他の例において、本発明の態様を不明瞭にすることを
避けるため、周知の詳細部が示されてないか又は説明されていない。
【０００９】
次に図１を参照すると、本発明の実施形態を利用することが可能な、一例の太陽電池モ
ジュール１００の分解図が示されている。このような太陽電池モジュールはまた、2003年
8月1日にファイリングされた、共通に譲渡された米国特許出願第１０／６３３，１８８内
において開示されている。しかしながら、本発明の実施形態がまた他の太陽電池モジュー
ルに対しても適用可能であることにも留意されたい。
【００１０】
図１の例において、太陽電池モジュール１００は、透過性カバー１０４と、カプセル材
料１０３（すなわち、１０３−１、１０３−２）と、相互接続された太陽電池２００を含
む太陽電池アレイ１１０と、裏面シート１０２とを含む。太陽電池モジュール１００は、
典型的には、屋根か、又は発電局による等の据え置き型の用途において使用される点で、
いわゆる「地球上の太陽電池モジュール」である。従って、太陽電池モジュール１００は
、太陽に向いている透過性カバー１０４と共に設置される。一実施形態において、透過性
カバー１０４は、ガラスを含む。太陽電池２００の前面側は、透過性カバー１０４を介し
て太陽の方に向いている。カプセル材料１０３は、太陽電池２００、カバー１０４、及び
裏面シート１０２を相互リンクさせ及び結合させて、保護パッケージを形成する。一実施
形態において、カプセル材料１０３は、ポリエチル酢酸ビニル（「ＥＶＡ」）を含む。
【００１１】
太陽電池２００の裏面側は、裏面シート１０２に面しており、カプセル材料１０３−１
に取り付けられている。一実施形態において、裏面シート１０２は、Ｍａｄｉｃｏ社によ
るＴｅｄｌａｒ／ポリエステル／ＥＶＡ（「ＴＰＥ」）を含む。該ＴＰＥにおいて、Ｔｅ
ｄｌａｒは、環境に対する保護を行う最も外側の層であり、該ポリエステルは、追加的な
電気的絶縁を提供し、該ＥＶＡは、カプセル材料１０３−１に対する粘着性を促進させる
相互リンクされない薄い層である。裏面シート７０３として使用されるためのＴＰＥの代
替は、例えば、Ｔｅｄｌａｒ／ポリエステル／Ｔｅｄｌａｒ（「ＴＰＴ」）を含む。
【００１２】
図２は、太陽電池モジュール１００の断面図を概略的に示す。図２は、理解を容易にす
るために例示的な材料と共に、注釈が付されている。しかしながら、本発明の利点を損な
うことなく、他の材料を用いることもまた可能であることにも留意されたい。本開示の目
的のために、太陽電池の前面側は、ウェーハ２０３の前面側上に（すなわち、パッシベー
ション層２０２からカバー１０４に向かって）、材料、構成要素、及び機能を含むが、太
陽電池の裏面側は、ウェーハ２０３の裏面上に（すなわち、ドープされた領域２０４から
裏面シート１０２に向かって）、材料、構成要素、及び機能を含む。太陽電池２００の前
面側上の材料は、通常動作中に、太陽に向けられるよう構成される。太陽電池２００の前
面側上の材料は、本質的に透過性であるか、又は太陽放射が通過して照らされることが可
能な厚みである。
【００１３】
図２の例において、ウェーハ２０３は、ｎ型前面側拡散領域２０７と共にｎ型シリコン
ウェーハを含む。前面側拡散領域２０７が、ウェーハ２０３のシリコン内にあることを示
すために、ダッシュ線によって図式的に分離されている。図２の例において、二酸化ケイ
素を含む誘電性パッシベーション層２０２は、ウェーハ２０３の前面側上に形成されてい
る。反射防止コーティング（「ＡＲＣ」）２０１は、誘電性パッシベーション層２０２の
上に形成されている。一実施形態において、反射防止コーティング２０１は、プラズマ化
学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって約４００オングストロームの厚みに形成された窒化
シリコンを含む。一実施形態において、前記パッシベーション層２０２は、約２００オン
グストロームの厚みに形成された二酸化シリコンを含む。前記パッシベーション層２０２
を、高温酸化によって、ウェーハ２０３の表面上に直接的に成長させることができる。
【００１４】
図２の例において、太陽電池２００の電荷収集接合（チャージ・コレクション・ジャン
クション）として機能するｐ型ドープされた（「Ｐ＋」）及びｎ型ドープされた（「Ｎ＋
」）領域２０４が、ウェーハ２０３内において形成されている。ｐ型及びｎ型ドープされ
た領域２０４を、本発明の利点を損なうことなく、ウェーハ２０３の裏面側上に形成され
た層内のような、ウェーハ２０３の外部に形成することもできる。金属コンタクト２０６
は、太陽電池２００の裏面側上に形成されており、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型
ドープされた収集領域に各金属コンタクト２０６が結合されている。酸化物層２０５がパ
ターン形成されることによって、ドープされた領域２０４に、金属コンタクト２０６が接
続されることが可能になる。典型的には、太陽電池アレイ１１０内の他の太陽電池２００
の金属コンタクトに金属コンタクト２０６が接続される。金属コンタクト２０６によって
、外部回路又はデバイスが、太陽電池モジュール１００からの電流を受けることが可能と
なる。太陽電池２００は、その収集領域に対する全ての電気的接続が太陽電池の裏面側に
形成されている点において、裏面側コンタクト太陽電池である。
【００１５】
図２内に示されるように、太陽電池２００は、裏面シート１０２、カプセル材料１０３
、及びカバー１０４によって保護されている。フレーム２１１が、太陽電池２００とその
保護層とを取り囲んでいる。ある条件下において、太陽電池モジュール１００の出力電力
生成能力が、実質的には低減される可能性がある。例えば、有利な電流流動方向における
高電圧によって太陽電池１００をバイアスさせることによって、太陽電池１００がその元
の条件に回復されることが可能であるということから、出力電力におけるこの低減を、元
に戻すことができる。矢印２１２によって示されるように太陽電池２００の前面側からフ
レーム２１１に電荷が漏れた時に分極状態になる太陽電池２００に、この出力電力低減が
起因するということを発明者は確信している。一例において、正の電荷キャリアが、太陽
電池２００の前面側から漏れ、それにより、反射防止コーティング２０１の表面が負に帯
電されたままとなる。反射防止コーティング２０１の表面上のその負の帯電が、正に帯電
された、光生成された正孔を引き寄せる。該光生成された正孔のうちの幾つかは、ドープ
された収集領域において収集される代りに、ｎ型シリコンウェーハ２０３内において電子
と再結合される。
【００１６】
太陽電池２００がｎ型前面側拡散領域を有することから、フィールド内において、誘電
性パッシベーション層２０２と前面側拡散領域２０７との間の境界面に対して、電子が反
発され、正孔が引き寄せられるような電界極性を誘電性パッシベーション層２０２が有す
る時に、すなわち、誘電性パッシベーション層２０２の電位が、前面側拡散領域２０７の
電位よりも低い時に、有害な分極が発生する可能性がある。太陽電池２００が、アースに
対して正の電圧において動作させられる時には、フィールド動作中、このことが生じるこ
ととなる。別の実施形態において、太陽電池が、ｎ型前面側拡散領域を有する場合には、
太陽電池が、フィールド内においてアースに対して負にバイアスさせられる時に（すなわ
ち、より負になる（よりマイナスになる））時に、有害な太陽電池分極が生じる可能性が
ある。周知なように、ｐ型シリコンウェーハをドープして、ｎ型前面側拡散領域を得るこ
とができる。同様に、ｎ型シリコンウェーハをドープして、ｐ型前面側拡散領域を得るこ
とができる。前記例の太陽電池２００は、ｎ型シリコンウェーハ内にｎ型前面側拡散領域
を有しているが、本発明の教示を、他のタイプの太陽電池基板に構成することもできる。
【００１７】
図３Ａは、太陽電池分極の要因であると発明者が確信するメカニズムについてのモデル
を概略的に示す。図３Ａのモデルにおいて、太陽電池にか又は太陽電池から、電流がガラ
ス（例えば、カバー１０４）の前面を通じて電流が流れ、該電流は、太陽電池の裏面側表
面への分路によって漏れている。抵抗Ｒｇｌは、窒化ＡＲＣ（例えば、反射防止コーティ
ング２０１）からガラス前面への漏れ抵抗を表し、抵抗Ｒｓｈは、窒化ＡＲＣから太陽電
池の裏面までの前記分路の漏れである。実際には 太陽電池間に生じる分散された電圧が
存在することになり、該電圧は、そのエッジにおける低電圧において開始し、その中間に
向かって増加する。任意の場合において、窒化ＡＲＣからシリコンウェーハまでの電圧は
、酸化膜破壊電圧（酸化物ブレークダウン電圧）を超えるべきではない。図３Ａ及び３Ｂ
において、キャパシタンス「Ｃ」は、誘電体として機能する酸化物パッシベーション層（
例えば、誘電性パッシベーション層２０２）と、第１のコンデンサプレートとして機能す
る窒化ＡＲＣと、第２のコンデンサプレートとして機能するシリコンウェーハとを含むコ
ンデンサを表す。
【００１８】
図３Ｂは、図３Ａの構成についてのまとめられた要素の近似等価回路を概略的に示す。
この分析の目的のために、その電圧は、太陽電池の裏面側に対して基準にされる。この回
路に対する過渡解は、開始ゲート電圧が零であると仮定すると、式ＥＱ．１によって示さ
れる。
【００１９】
【数１】
ここで、
【数２】
であり、Ｒｅｑは、並列な等価抵抗である。前面ＥＶＡカプセル材料における電圧をＶＧ
は表し、該前面ＥＶＡカプセル材料は、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）トランジスタのゲー
トのように振舞う。該ＭＯＳトランジスタのゲート酸化物は、酸化物誘電性パッシベーシ
ョン層である。上述のように、キャパシタンス「Ｃ」は、窒化ＡＲＣ、酸化物パッシベー
ション層、及びシリコンウェーハによって形成されたコンデンサを表す。
【００２０】
太陽電池の電力増加時、前記ゲート（すなわち、前面側ＥＶＡカプセル材料）が、上昇
していくことになり、電圧ＶＴに到達し、そのことが、式ＥＱ．２によって表された劣化
時間ｔｄｅｇの後に、ある劣化量を生じさせる。
【００２１】
【数３】
式ＥＱ．２において、「Ｖ」が正であると仮定されているが、電圧に対する絶対値が用
いられる場合には、マイナスＶ及びマイナスＶＴ（ＭＯＳトランジスタの閾値電圧）につ
いてもまた真である。
【００２２】
【数４】
である時の通常の場合には、式ＥＱ．２は、式ＥＱ．３に縮小される。
【００２３】
【数５】
式ＥＱ．３から、高電圧の場合には、ある特定の量の劣化に対する時間は、印加される
電圧に反比例することを、容易に理解することができる。
【００２４】
零印加電圧の場合のゲート電圧の回復は、ＥＱ．４によって提供される。
【００２５】
【数６】
ＶＴは、無視できるほどの劣化が生じた場合の閾値である場合には、回復時間ｔｒｅｃ
が、式ＥＱ．５によって提供される。
【００２６】
【数７】
紫外線が、存在する分路抵抗に並列に、追加的な分路抵抗を追加する効果を有すること
になる。このことは、紫外線が窒化ＡＲＣからシリコンウェーハへと電子を注入する比率
が、捕捉された電子の密度に比例するということを仮定することによって理解することが
できる。しかしながら、コンデンサ「Ｃ」間の電圧（図３Ｂを参照）は、前記捕捉された
電荷に比例するため、その電流がゲートコンデンサ上の電圧に（すなわち、抵抗のように
）比例する。この抵抗が、他の分路と比較して（効果を得るために必要であるだけ）小さ
いと仮定すると、光における回復時間ｔｒｅｃ，ｌｉｇｈｔは、式ＥＱ．６によって提供
される。
【００２７】
【数８】
太陽電池モジュールが劣化しないようにするために十分となるように、分路が引き起こ
される紫外線にとって必要な条件を、計算することができる。このことは、ＥＱ．７によ
って提供される条件が満足される必要がある。
【００２８】
【数９】
光における回復時間が式ＥＱ．８によって提供される時にＥＱ．７が満足されることを
示すために、上記の式を再構成することができる。
【００２９】
【数１０】
換言すると、提供されるバイアスによって暗闇内において劣化をもたらすよりも短時間
においてバイアスされない時に、太陽光線内においてモジュール太陽電池モジュールが回
復する場合には、その提供されるバイアスによって太陽光線内において該モジュールが安
定することになる。
【００３０】
幾つかの実施形態において、前面側反射防止コーティング／パッシベーション層のスタ
ックにおける垂直の導電率を増加させることによって、有害な太陽電池分極が、防止され
るか又は最小化される。これらの実施形態において、太陽電池の前面側からウェーハのバ
ルクへと電荷が抜き出される。これらの実施形態が、図４Ａ及び図４Ｂに関連して、次に
説明される。
【００３１】
図４Ａは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ａの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ａは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。パッシベー
ション層２０２として非常に薄い酸化物（すなわち、二酸化ケイ素）の層２０２Ａを用い
ていることと、反射防止コーティング２０１として反射防止コーティング２０１Ａを用い
ていることとを除いて、太陽電池２００Ａは太陽電池２００と同等である。図４Ａの例に
おいて、反射防止コーティング２０１Ａは、約４００オングストロームの厚みを有する炭
化シリコンを含むことができ、ウェーハ２０３は、Ｎ型シリコンウェーハを含む。薄い酸
化物層２０２Ａは、好適には、電荷増加を防ぐために、該ウェーハのバルクに電荷を抜き
出すのに十分なほど薄く、これにより、該電荷増加が比較的高電圧に発展した時に、酸化
破壊（酸化物ブレークダウン）が発生する。その薄い酸化物層２０２Ａを、ウェーハ２０
３上において直接的に形成することができる。一実施形態において、薄い酸化物層２０２
Ａは、脱イオン水内において浮遊させられたオゾンを含む槽内に該ウェーハ２０３を浸す
ことを含むオゾン酸化処理を用いて、約１０オングストローム〜２０オングストロームの
厚みに形成される。
【００３２】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｂの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｂは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。パターン成
形された誘電性パッシベーション層２０２Ｂをパッシベーションレベル２０２として用い
ていることを除いて、太陽電池２００Ｂは太陽電池２００と同等である。図４Ｂの例にお
いて、パッシベーション層２０２Ｂは二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１
は窒化シリコンを含み、ウェーハ２０３はＮ型シリコンウェーハを含む。図４Ｂに示され
るように、パッシベーション層２０２Ｂは、正孔を有するようにパターン成形されており
、それにより、窒化シリコン反射防止コーティング２０１がシリコンウェーハ２０３に接
触することが可能となる。このことにより、反射防止コーティング２０１上の電荷が、酸
化物パッシベーション層２０２Ｂ内の前記パターン成形された正孔を介して、ウェーハ２
０３のバルクに抜き出されることが可能となる。パッシベーション層２０２Ｂ内の各正孔
を、従来のリソグラフィ処理を用いて形成することができ、利用可能なリソグラフィ装置
に許されるほどに小さくすることができる。前記パターン成形される正孔を、例えば、約
０．１ｍｍから約２．０ｍｍだけ互いに隔離することができる。穴が開けられたパッシベ
ーション層２０２Ｂは、反射防止コーティング２０１内において電荷が増加するのを防止
することによって、太陽電池分極を有利に防止する。
【００３３】
幾つかの実施形態において、前面側上の及び太陽電池のエッジに向う水平方向の伝導が
、太陽電池分極を防止するために増加させられる。パッシベーション層はそれら全体で固
有の欠乏（すなわち、もともと形成された正孔）を有するため、蓄積された電荷を該欠乏
を通じてウェーハのバルクに抜き出させることが、導電性反射防止コーティングにとって
可能である。しかしながら、幾つかの太陽電池反射防止コーティングは、このことを生じ
させるのに十分なほどには導電性がない可能性がある。従って、幾つかの実施形態におい
て、反射防止コーティングに接触させるために導電層は水平方向に形成される。これによ
り、該導電層とパッシベーション層内の固有の欠乏とを介して、反射防止コーティングか
らウェーハのバルクに電荷が抜き出されることが可能となる。他の実施形態において、反
射防止コーティングは、それ自体が十分に導電性を有する。これらの実施形態が、図５Ａ
〜５Ｄに関連して、次に説明される。
【００３４】
図５Ａは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｃの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｃは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。透過性の導
電性コーティング５０１が、反射防止コーティング２０１の表面上に形成されていること
を除いて、太陽電池２００Ｃは太陽電池２００と同等である。図５Ａの例において、パッ
シベーション層２０２は二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコ
ンを含み、ウェーハ２０３はＮ型シリコンウェーハを含む。一実施形態において、透過性
の導電性コーティング５０１は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｂａｙｔｒｏｎ−Ｐ）コーティン
グのような導電性の有機性コーティングを含む。透過性の導電性コーティング５０１を、
反射防止コーティング２０１上に直接的に、噴霧するか又はスクリーン印刷することがで
きる。透過性の導電性コーティング５０１を、例えば、約１００オングストロームの厚み
に形成することができる。透過性の導電性コーティング５０１を、カプセル化の直前に、
太陽電池の製造プロセス内の最終ステップとして、太陽電池２００に提供することができ
る。
【００３５】
窒化シリコン反射防止コーティング２０１は、十分に導電性が無いため、該窒化シリコ
ン内の電荷は、パッシベーション層２０２内の固有の欠乏に到達するには不十分な短距離
しか伝搬することができない。透過性の導電性コーティング５０１によって、反射防止コ
ーティング２０１内の電荷が、パッシベーション層２０２内の固有の欠乏に到達するのに
十分な距離を伝搬することができ、ウェーハ２０３のバルクに抜き出されることができる
。
【００３６】
図５Ｂは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｄの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｄは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。導電性反射
防止コーティング（ＡＲＣ）２０１Ｂが反射防止コーティング２０１として用いられるこ
とを除いて、太陽電池２００Ｄは太陽電池２００と同等である。図５Ｂの例において、パ
ッシベーション層２０２は二酸化ケイ素を含み、ウェーハ２０３はＮ型シリコンウェーハ
を含む。導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、その中に電荷が蓄積されることが防止されることによ
り、太陽電池分極を有利に最小化する。前記導電性ＡＲＣ２０１Ｂ内の電荷は、パッシベ
ーション層２０２内の固有の欠乏を介して、ウェーハのバルクに抜き出されることが可能
である。
【００３７】
一実施形態において、導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、酸化チタン（ＴｉＯ２）のような、も
ともと導電性の（すなわち、不純物を追加することなく導電性である）反射防止コーティ
ングを含む。
【００３８】
別の実施形態において、導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、不純物の追加によって導電性にされ
る非導電性の反射防止材料を含む。このようにすることの１つの方法は、パッシベーショ
ン層２０２上における反射防止材料の形成中に、金属ガス源から金属不純物を追加するこ
とによる。例えば、前記導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、フッ素がドープされた酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ：Ｆ）か、ホウ素がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｂ）か、或いはリンがドープされ
た炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｐ）又はホウ素がドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｂ）を
含むことができる。ある特定の例として、蒸着中でのリン化水素ガス（ＰＨ３）か又はシ
ボランガス（Ｂ２Ｈ６）の追加による炭化シリコン（ＳｉＣ）のプラズマ化学気相成長法
（ＰＥＣＶＤ）によって約４００オングストロームの厚みに導電性ＡＲＣ２０１Ｂを形成
することができる。
【００３９】
図５Ｃは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｅの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｅは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。透過性の導
電層５０２が反射防止コーティング２０１の上に形成されていることを除いて、太陽電池
２００Ｅは太陽電池２００と同等である。図５Ｃの例において、パッシベーション層２０
２は二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコンを含み、シリコン
ウェーハ２０３はＮ型ウェーハを含む。太陽電池２００Ｃ導電性コーティング５０１（図
５Ａ）のように、透過性の導電層５０２によって、反射防止コーティング２０１内の電荷
が、パッシベーション層２０２内における固有の欠乏に到達するのに十分な距離を伝搬す
ることが可能となり、ウェーハ２０３のバルクに抜き出されることが可能となる。
【００４０】
透過性の導電層５０２は、蒸着されるか、スパッター蒸着されるか、又は反射防止コー
ティング２０１の上に直接蒸着されることが可能である。透過性の導電層５０２は、約２
００オングストロームの厚みが形成された、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ：Ｆ
）か、ホウ素がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｂ）か、或いはリンがドープされた炭化
シリコン（ＳｉＣ：Ｐ）又はホウ素がドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｂ）のような
、透過性の導電性酸化物を含むことができる。
【００４１】
図５Ｄは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｆの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｆは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。パッシベー
ション層２０２と反射防止コーティング２０１との間に比較的薄い（例えば、約２００オ
ングストロームの）導電層５０３が形成されていることを除いて、太陽電池２００Ｆは太
陽電池２００と同等である。図５Ｄの例において、パッシベーション層２０２は二酸化ケ
イ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコンを含み、シリコンウェーハ２０
３はＮ型ウェーハを含む。前記薄い導電層５０３によって、電荷が、反射防止コーティン
グ２０１から該薄い導電層５０３へ、及びウェーハ２０３のバルクへと、パッシベーショ
ン層２０２内の固有の欠乏を介して抜き出されることが可能となる。一実施形態において
、導電層５０３は、パッシベーション層２０２の表面上に直接的に約２００オングストロ
ームの厚みに形成されたポリシリコンを含む。反射防止コーティング２０１を、導電層５
０３の表面上に直接形成することができる。導電層５０３を、反射防止コーティング２０
１の形成と共にＰＥＣＶＤ及びプロセスが生じる場所（すなわち、同じチャンバ内か又は
１ローディング内のクラスタツール）によって、形成することができる。導電層５０３は
また、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ：Ｆ）か、ホウ素がドープされた酸化亜鉛
（ＺｎＯ：Ｂ）か、或いは約２００オングストロームの厚みが形成された、リンがドープ
された炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｐ）又はホウ素がドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｂ
）を含むことができる。
【００４２】
図４及び図５の実施形態において、太陽電池の前面側からウェーハのバルクへの導電性
が増加させられて、有害な太陽電池分極が防止される。このことは、図３Ｂのモデル内の
分路抵抗Ｒｓｈを下げることと等価である。他の実施形態において、太陽電池の前面側か
らモジュールの残りまでの、透過性カバーを介した抵抗が増加させられて、電荷漏れが防
止される。このことは、図３Ｂのモデル内の抵抗Ｒｇｌを増加させることと等価である。
太陽電池の前面側から太陽電池モジュールの残りまでの抵抗を、図６に関連して次に説明
されるように、電荷漏れ経路を遮断することによって増加させることができる。
【００４３】
図６は、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｇの断面を概略的に示す。太陽電池
２００Ｇは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。透過性の電気
的絶縁体層６９１が反射防止コーティング２０１上にわたって形成されていることを除い
て、太陽電池２００Ｇは太陽電池２００と同等である。図６の例において、パッシベーシ
ョン層２０２は二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコンを含み
、シリコンウェーハ２０３はＮ型ウェーハを含む。前記電気的絶縁体層６９１が、反射防
止コーティング２０１上にわたって形成されて、太陽電池２００Ｇの前面側からカバー１
０４に向って電荷が漏れ出ることが防止されることにより（図２を参照）太陽電池分極が
防止されている。一実施形態において、前記電気的絶縁体層６９１は、常圧化学的気相堆
積法（ＡＰＣＶＤ）によって約０．１〜１．０μｍの厚みに形成された二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ２）を含む。
【００４４】
有害な太陽電池分極を、図７Ａに関連して次に説明されるように、太陽電池の前面側上
の太陽電池モジュールの、ある領域を、バイアスさせることによって防止することもでき
る。
【００４５】
図７Ａは、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール１００Ａを概略的に示す。太
陽電池モジュール１００Ａは、図２に示される太陽電池モジュール１００のある特定の実
施形態である。幾つかの太陽電池２００が、それらの相互接続２００と共に、図７Ａ内に
示されている。相互接続２００が、一方の太陽電池を他方の太陽電池に直列に接続してい
る。有害な漏れ電流を防ぐためにセルの前におけるモジュールの一部分の電位を引き上げ
るために（すなわち、ｎ型セルモジュールの場合には３０Ｖより上にか、３０Ｖにか、又
は３０Ｖ内において）、電気的な導電性経路が追加されていることを除いて、太陽電池モ
ジュール１００Ａは太陽電池モジュール１００と本質的には同じである。一実施形態にお
いて、導電性経路は、透過性カバー１０４（例えば、ガラス）の裏面上に透過性導電層６
８４を配置して、該透過性導電層６８４を太陽電池２００の裏面上に接続することによっ
て形成される。図７Ａの例において、導電層６８４は、１つの相互接続６８２に電気的に
接続され、電気的接続６８３を介して太陽電池２００の裏面側に接続される。図７Ａの例
において、相互接続２００に接続されることになる導電層６８４にとっての好適実施形態
は、すなわち、該導電層６８４が、ｎ型前面側拡散領域を有するセルについてのアレイ内
の最も高い（すなわち、最も正の）か又は最も高い電位付近の太陽電池２００に接続され
、及び、ｐ型前面側拡散領域を有するセルについてのアレイ内の最も低い（すなわち、最
も負の）か又は最も負の電位付近の太陽電池２００に接続される。高電圧がモジュール外
にある場合の、安全でない条件を防止するために、太陽電池モジュール１００Ａのフレー
ムから導電層６８４は絶縁される。導電層６８４は、フッ素がドープされた酸化スズ（Ｓ
ｎＯ：Ｆ）か、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）か、酸化亜鉛（ＺｎＯ）か、或いは他の透
過性の酸化物か又は透過性の有機性伝導物を含むことができる。好適実施形態において、
この導電層は、約５ｅ４オーム／平方のシート抵抗を有する。裏面シート１０２が、前述
のようにカプセル材料１０３の底面上に形成されている。代替の一実施形態において、カ
プセル材料１０３が、導電性にさせられて、太陽電池２００の上の等ポテンシャルフィー
ルドの付近を形成する。すなわち、モジュールのエッジにおけるカプセル材料が、電気的
に絶縁のままとなって、高電圧がモジュール外にある場合の、安全でない条件が防止され
る。
【００４６】
システムレベルのアプローチにおいて、太陽電池の前面側から電荷が漏れることを防止
するために、太陽エネルギーシステム全体が考慮される。例えば、太陽電池モジュールの
アレイを、バイアスさせることができる。これにより、太陽電池の前面側から伝搬される
電荷の漏れが防止される。太陽電池分極問題に対する、例示的なシステムレベルのアプロ
ーチが、図７Ｂ及び７Ｃに関連して、次に説明される。
【００４７】
図７Ｂは、本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステム７９０を概略的に示す。
図７Ｂの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０は、相互接続された太陽電池２０
０を含む幾つかの太陽電池モジュールを有する。太陽電池モジュールアレイ６３０の正の
出力端子が、ノード６１６としてラベル付けられている一方で、その負の出力端子が、ノ
ード６１７としてラベル付けられている。図７Ｂの例において、太陽電池２００は、それ
らの正の端子がノード６１６に向うように、及びそれらの負の端子がノード６１７に向う
ように、直列接続されている。図７Ｂ内に示される直列接続に並列に、他の直列接続され
た太陽電池２００を存在させることもできる。
【００４８】
図７Ｂの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０が、インバータ６００に結合さ
れている。インバータは、直流電流（ＤＣ）を交流電流（ＡＣ）に変換する。太陽エネル
ギーシステム７９０において、インバータ６００は、太陽電池モジュールアレイ６３０か
らの直流電流を受けて、電力グリッドに交流電流を出力する。図７Ｂ内において示される
ように、ＤＣ−ＤＣ変換器６０１が、太陽電池モジュールアレイ６３０からの直流電流を
別の直流電流に変換する。ＤＣ−ＤＣ変換器６０１の直流電流出力は、ＤＣ−ＡＣ変換器
６０２によって交流電流に変換される。ＤＣ−ＡＣ変換器６０２の交流電流出力は、絶縁
回路６０３を介して電力グリッドに提供される。代替的には、絶縁回路６０３は、ＤＣ−
ＤＣ変換器６０１とＤＣ−ＡＣ変換器６０２との間において直列接続とすることもできる
。
【００４９】
太陽エネルギーシステム７９０において、太陽電池アレイモジュール６３０の正の端子
は接地される。該太陽エネルギーシステム７９０に類似するシステムを、北米及び日本と
他の国々との間において用いることができる。太陽電池モジュールアレイ６３０内におけ
る全ての太陽電池モジュールのフレームを表すフレーム６１４がまた、ラベル６１１によ
って示されるように接地される。太陽電池モジュールアレイ６３０の正の端子と、フレー
ム６１４とを接地することは、太陽電池２００とフレーム６１４との間の電位差を低減し
て、太陽電池２００の前面側からの漏れを最小化する。太陽電池モジュールアレイ６３０
の正の端子を、インバータ６００内においてか、又はインバータ６００の外側において、
アースに結合することができる。
【００５０】
図７Ｂの例において、各太陽電池２００は、ｎ型前面側拡散領域を有する。この場合に
は、太陽電池２００が、アースに対して正にバイアスさせられることになるため、有害な
太陽電池分極が生じる。有害な分極を防止するためには、太陽電池モジュールアレイ６３
０の最も高い電位か又は最も高い電位付近（この場合にはノード６１６）が、従って、ア
ースに結合される。別の実施形態において、太陽電池がｐ型前面側拡散領域を有する場合
には、アースに対して太陽電池が負にバイアスされる時に、有害な分極が生じる可能性が
ある。この場合には、アレイ内における最も低い電位か又は最も低い電位付近の太陽電池
（例えば、太陽電池モジュールアレイの負の出力端子）を、アースに結合して、有害な太
陽電池分極を防止することができる。
【００５１】
図７Ｃは、本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステム７９５を概略的に示す。
図７Ｃの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０は、幾つかの相互接続された太陽
電池２００を含む幾つかの太陽電池モジュールを有する。太陽電池モジュールアレイ６３
０の正の出力端子が、ノード６１６としてラベル付けられている一方で、その負の出力端
子が、ノード６１７としてラベル付けられている。図７Ｃの例において、太陽電池２００
は、それらの正の端子がノード６１６に向うように、及びそれらの負の端子がノード６１
７に向うように、直列接続されている。図７Ｃ内に示される直列接続に並列に、他の直列
接続された太陽電池２００を存在させることもできる。
【００５２】
図７Ｃの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０が、インバータ６５０に結合さ
れている。インバータ６５０は、太陽電池モジュールアレイ６３０からの直流電流を受け
て、電力グリッドに対して交流電流を出力する。図７Ｃ内において示されているように、
ＤＣ−ＤＣ変換器６５１は、太陽電池モジュールアレイ６３０からの直流電流を、別の直
流電流に変換する。ＤＣ−ＤＣ変換器６５１の直流電流出力は、絶縁回路６５３によって
、ＤＣ−ＡＣ変換器６５２に結合される。ＤＣ−ＡＣ変換器６５２の交流電流出力は、電
力グリッドに提供される。代替的には、絶縁回路６５３を、ＤＣ−ＡＣ変換器６５２の出
力に配置して、電力グリッドに対してＡＣ出力を提供することができる。太陽エネルギー
システム７９５に類似するシステムを、欧州の国々の大部分、連合王国、及び他の国々の
ようなＩＥＣレギュレーションによってカバーされる国々内において用いることができる
。
【００５３】
図７Ｃの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力が、太陽電池モジュール
アレイ６３０の総電圧の値の＋／−１／２（すなわちプラス／マイナス・半分）の値に平
衡がとられる。すなわち、ノード６１６における電圧は、理想的には、太陽電池モジュー
ルアレイ６３０の総電圧の＋１／２である一方、ノード６１７における電圧は、理想的に
は、太陽電池モジュールアレイ６３０の総電圧の−１／２である。抵抗器６７２及び６７
３は、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力を、接地点付近において平衡させる高い値
の抵抗器（又はバリスタ）である。実際には、平衡抵抗器６７２と６７３とが、高抵抗（
例えば、各々約１０ＭΩ）を有するので、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力が、ほ
ぼ平衡がとられるだけである。
【００５４】
典型的な実装において、太陽電池モジュールアレイ６３０は浮遊することになる。何故
ならば、抵抗器６１７が存在せず、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力と電力グリッ
ドに対するＡＣ出力との間において、インバータ６５０がＤＣ−ＤＣ絶縁を有するからで
ある。しかしながら、そのような実装が、太陽電池２００の有害な分極を生じさせること
になることを、本発明者は発見した。一実施形態において、太陽電池モジュールアレイ６
３０の正の端子は、抵抗器６７１を介してアースに結合される。抵抗器６７１は、本発明
の利点を損なうこと無く、固定されるか、可変されるか、又は電気的に制御される抵抗と
することができる。抵抗器６７１は、太陽電池モジュールアレイ６３０を、その出力の正
の側近くにバイアスさせて、正の電荷が、太陽電池２００の前面側から漏れることが防止
される。換言すると、抵抗器６７１は、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力を、正の
方向に「不平衡」にさせて、太陽電池分極を防止する。同様に、太陽電池２００の前面側
から漏れる（正の電荷でなく）電子によって太陽電池分極が生じられた場合には、ノード
６１７を（ノード６１６の代りに）、抵抗器６７１を介してアースに接続して、太陽電池
モジュールアレイ６３０を、その負の出力に向ってバイアスさせることができる。抵抗器
６７１は、平衡抵抗器（すなわち、抵抗器６７２か又は６７３）の値の約１／１０ｔｈ以
下の抵抗を有することができる。太陽電池モジュールアレイ６３０の、平衡がとられた出
力を、漏れる電荷キャリア（すなわち、電子か又は正孔）極性に依存して、正か又は負の
方向に向って、インバータが不平衡にさせるように、インバータ６５０がまた構成される
ことに留意されたい。例えば、抵抗器６７２の値を、抵抗器６７３に対して増加させて、
抵抗器６７１を用いることなく、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力を不平衡にさせ
ることができる。
【００５５】
抵抗器６７１はまた、電気的に制御される抵抗も含む。例えば、抵抗器６７１の抵抗を
、条件に依存して異なる抵抗値に切り換えることによって電子回路により制御することが
できる。このような電子回路は、例えば、雨が降っている時のような、太陽電池モジュー
ルアレイ抵抗がアースレベルに低減された時の、より低い抵抗が必要とされる場合を検出
するセンサーを有することができる。
【００５６】
図７Ｃの例において、各太陽電池２００は、ｎ型前面側拡散領域を有する。この場合に
は、太陽電池２００がアースに対して正にバイアスさせられることになるため、有害な太
陽電池分極が生じる。有害な分極を防止するためには、太陽電池モジュールアレイ６３０
における最も高い電位か又は最も高い電位付近が（この場合には、ノード６１６）が、従
って、抵抗（例えば、抵抗器６７１）を介してアースに結合される。別の実施形態におい
て、太陽電池がｐ型前面側拡散領域を有する場合には、太陽電池がアースに対して負にバ
イアスされることになる時に、有害な分極が生じる可能性がある。この場合には、アレイ
内における最も低い電位か又は最も低い電位付近の太陽電池（例えば、太陽電池モジュー
ルアレイの負の出力端子）を、抵抗を介してアースに結合して、有害な太陽電池分極を防
止することができる。
【００５７】
有害な太陽電池分極を防止するための技法が開示された。本発明の特定の実施形態が提
供されたが、これらの実施形態は例示する目的のためであり、制限するためではないこと
を理解されたい。この開示を読み解く当業者によって、多くの更なる実施形態が明らかに
されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態を利用ことが可能な一例の太陽電池モジュールの分解図を示す図である。
【図２】図１の太陽電池モジュールの断面を概略的に示す図である。
【図３Ａ】太陽電池分極が生じることを発明者が確信するメカニズムについてのモデルを示す図である。
【図３Ｂ】太陽電池分極が生じることを発明者が確信するメカニズムについてのモデルを示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールを概略的に示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステムを概略的に示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステムを概略的に示す図である。
【技術分野】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は、一般に太陽電池に関し、特に、太陽電池の構造、モジュール、製造、及びフ
ィールド設置に関する（但しこれらに限定されない）。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
本出願は、2005年3月3日にファイリングされた米国特許仮出願第６０／６５８，７０６
の利益を請求し、その仮出願全体が参照によって本明細書内に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
２．背景技術の説明
太陽電池（ソーラーセル）は、太陽放射を電気的エネルギーに変換するための周知のデ
バイスである。半導体処理技術を用いて、半導体ウェーハ上にそれらを製造することがで
きる。一般的にいえば、ｐ型領域とｎ型領域とを１つのシリコン基板内に形成することに
より、太陽電池を製造することができる。各近傍のｐ型領域とｎ型領域とは、ｐｎ接合を
形成する。太陽電池上に当る太陽放射が、電子と正孔とを生じさせ、それらがｐ型及びｎ
型領域に移動し、それにより、ｐｎ接合間に電位差が生じる。裏面コンタクト太陽電池内
において、ｐ型領域とｎ型領域とが、該太陽電池の裏面上の金属コンタクトに結合され、
それにより、外部電子回路又はデバイスが、該太陽電池に結合されることが可能となり、
該太陽電池によって電力供給されることが可能となる。裏面コンタクト太陽電池はまた、
米国特許第５，０５３，０８３号、及び第４，９２７，７７０号において開示されており
、それら特許は両方とも、その全体が参照によって本明細書内に組み込まれる。
【特許文献１】米国特許第５，０５３，０８３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９２７，７７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
幾つかの太陽電池を互いに接続して、太陽電池アレイを形成することができる。該太陽
電池アレイを、保護層を含む太陽電池モジュール内へとパッケージ化することができ、そ
れにより、該太陽電池アレイが、環境条件に対する耐性ができ、フィールド内において使
用されることが可能となる。防止策がとられない場合には、太陽電池が、フィールド内に
おいて極度に分極されることになる可能性があり、それにより、出力電力が低減させられ
る可能性がある。太陽電池における有害な分極を防止するための技法が、本明細書内にお
いて開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
一実施形態において、太陽電池の前面側からウェーハのバルクに電荷を抜き出す（ブリ
ードする）導電経路を提供することによって、有害な太陽電池分極が防止されるか又は最
小化される。該導電経路には、例えば、誘電性パッシベーション層内か、導電性反射防止
コーティング内か、又は反射防止コーティングの表面上又は底面上に形成された導電性材
料の層内におけるパターン化された正孔を含めることができる。有害な太陽電池分極を、
該太陽電池の前面側上の太陽電池モジュールの領域をバイアスさせることによって防止す
ることもまた可能である。
【０００６】
本発明の、これらの及び他の特徴が、添付の図面及び特許請求の範囲を含む本開示全体
を読み解くことで当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【実施例】
【０００７】
異なる図面における同じ参照ラベルの使用は、同等か又は類似の構成要素を示す。別様
に注釈がつけられない限り、図面は必ずしも一定の縮尺に従っているとは限らない。
【０００８】
詳細な説明
本発明の開示において、本発明の実施例の完全な理解を提供するために、装置、構成要
素、及び方法、の例のような、多くの特定の詳細部が提供されている。しかしながら、１
つか又は複数のその特定の詳細部がなくても、本発明を実施することができることが、当
業者であれば認識されるであろう。他の例において、本発明の態様を不明瞭にすることを
避けるため、周知の詳細部が示されてないか又は説明されていない。
【０００９】
次に図１を参照すると、本発明の実施形態を利用することが可能な、一例の太陽電池モ
ジュール１００の分解図が示されている。このような太陽電池モジュールはまた、2003年
8月1日にファイリングされた、共通に譲渡された米国特許出願第１０／６３３，１８８内
において開示されている。しかしながら、本発明の実施形態がまた他の太陽電池モジュー
ルに対しても適用可能であることにも留意されたい。
【００１０】
図１の例において、太陽電池モジュール１００は、透過性カバー１０４と、カプセル材
料１０３（すなわち、１０３−１、１０３−２）と、相互接続された太陽電池２００を含
む太陽電池アレイ１１０と、裏面シート１０２とを含む。太陽電池モジュール１００は、
典型的には、屋根か、又は発電局による等の据え置き型の用途において使用される点で、
いわゆる「地球上の太陽電池モジュール」である。従って、太陽電池モジュール１００は
、太陽に向いている透過性カバー１０４と共に設置される。一実施形態において、透過性
カバー１０４は、ガラスを含む。太陽電池２００の前面側は、透過性カバー１０４を介し
て太陽の方に向いている。カプセル材料１０３は、太陽電池２００、カバー１０４、及び
裏面シート１０２を相互リンクさせ及び結合させて、保護パッケージを形成する。一実施
形態において、カプセル材料１０３は、ポリエチル酢酸ビニル（「ＥＶＡ」）を含む。
【００１１】
太陽電池２００の裏面側は、裏面シート１０２に面しており、カプセル材料１０３−１
に取り付けられている。一実施形態において、裏面シート１０２は、Ｍａｄｉｃｏ社によ
るＴｅｄｌａｒ／ポリエステル／ＥＶＡ（「ＴＰＥ」）を含む。該ＴＰＥにおいて、Ｔｅ
ｄｌａｒは、環境に対する保護を行う最も外側の層であり、該ポリエステルは、追加的な
電気的絶縁を提供し、該ＥＶＡは、カプセル材料１０３−１に対する粘着性を促進させる
相互リンクされない薄い層である。裏面シート７０３として使用されるためのＴＰＥの代
替は、例えば、Ｔｅｄｌａｒ／ポリエステル／Ｔｅｄｌａｒ（「ＴＰＴ」）を含む。
【００１２】
図２は、太陽電池モジュール１００の断面図を概略的に示す。図２は、理解を容易にす
るために例示的な材料と共に、注釈が付されている。しかしながら、本発明の利点を損な
うことなく、他の材料を用いることもまた可能であることにも留意されたい。本開示の目
的のために、太陽電池の前面側は、ウェーハ２０３の前面側上に（すなわち、パッシベー
ション層２０２からカバー１０４に向かって）、材料、構成要素、及び機能を含むが、太
陽電池の裏面側は、ウェーハ２０３の裏面上に（すなわち、ドープされた領域２０４から
裏面シート１０２に向かって）、材料、構成要素、及び機能を含む。太陽電池２００の前
面側上の材料は、通常動作中に、太陽に向けられるよう構成される。太陽電池２００の前
面側上の材料は、本質的に透過性であるか、又は太陽放射が通過して照らされることが可
能な厚みである。
【００１３】
図２の例において、ウェーハ２０３は、ｎ型前面側拡散領域２０７と共にｎ型シリコン
ウェーハを含む。前面側拡散領域２０７が、ウェーハ２０３のシリコン内にあることを示
すために、ダッシュ線によって図式的に分離されている。図２の例において、二酸化ケイ
素を含む誘電性パッシベーション層２０２は、ウェーハ２０３の前面側上に形成されてい
る。反射防止コーティング（「ＡＲＣ」）２０１は、誘電性パッシベーション層２０２の
上に形成されている。一実施形態において、反射防止コーティング２０１は、プラズマ化
学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって約４００オングストロームの厚みに形成された窒化
シリコンを含む。一実施形態において、前記パッシベーション層２０２は、約２００オン
グストロームの厚みに形成された二酸化シリコンを含む。前記パッシベーション層２０２
を、高温酸化によって、ウェーハ２０３の表面上に直接的に成長させることができる。
【００１４】
図２の例において、太陽電池２００の電荷収集接合（チャージ・コレクション・ジャン
クション）として機能するｐ型ドープされた（「Ｐ＋」）及びｎ型ドープされた（「Ｎ＋
」）領域２０４が、ウェーハ２０３内において形成されている。ｐ型及びｎ型ドープされ
た領域２０４を、本発明の利点を損なうことなく、ウェーハ２０３の裏面側上に形成され
た層内のような、ウェーハ２０３の外部に形成することもできる。金属コンタクト２０６
は、太陽電池２００の裏面側上に形成されており、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型
ドープされた収集領域に各金属コンタクト２０６が結合されている。酸化物層２０５がパ
ターン形成されることによって、ドープされた領域２０４に、金属コンタクト２０６が接
続されることが可能になる。典型的には、太陽電池アレイ１１０内の他の太陽電池２００
の金属コンタクトに金属コンタクト２０６が接続される。金属コンタクト２０６によって
、外部回路又はデバイスが、太陽電池モジュール１００からの電流を受けることが可能と
なる。太陽電池２００は、その収集領域に対する全ての電気的接続が太陽電池の裏面側に
形成されている点において、裏面側コンタクト太陽電池である。
【００１５】
図２内に示されるように、太陽電池２００は、裏面シート１０２、カプセル材料１０３
、及びカバー１０４によって保護されている。フレーム２１１が、太陽電池２００とその
保護層とを取り囲んでいる。ある条件下において、太陽電池モジュール１００の出力電力
生成能力が、実質的には低減される可能性がある。例えば、有利な電流流動方向における
高電圧によって太陽電池１００をバイアスさせることによって、太陽電池１００がその元
の条件に回復されることが可能であるということから、出力電力におけるこの低減を、元
に戻すことができる。矢印２１２によって示されるように太陽電池２００の前面側からフ
レーム２１１に電荷が漏れた時に分極状態になる太陽電池２００に、この出力電力低減が
起因するということを発明者は確信している。一例において、正の電荷キャリアが、太陽
電池２００の前面側から漏れ、それにより、反射防止コーティング２０１の表面が負に帯
電されたままとなる。反射防止コーティング２０１の表面上のその負の帯電が、正に帯電
された、光生成された正孔を引き寄せる。該光生成された正孔のうちの幾つかは、ドープ
された収集領域において収集される代りに、ｎ型シリコンウェーハ２０３内において電子
と再結合される。
【００１６】
太陽電池２００がｎ型前面側拡散領域を有することから、フィールド内において、誘電
性パッシベーション層２０２と前面側拡散領域２０７との間の境界面に対して、電子が反
発され、正孔が引き寄せられるような電界極性を誘電性パッシベーション層２０２が有す
る時に、すなわち、誘電性パッシベーション層２０２の電位が、前面側拡散領域２０７の
電位よりも低い時に、有害な分極が発生する可能性がある。太陽電池２００が、アースに
対して正の電圧において動作させられる時には、フィールド動作中、このことが生じるこ
ととなる。別の実施形態において、太陽電池が、ｎ型前面側拡散領域を有する場合には、
太陽電池が、フィールド内においてアースに対して負にバイアスさせられる時に（すなわ
ち、より負になる（よりマイナスになる））時に、有害な太陽電池分極が生じる可能性が
ある。周知なように、ｐ型シリコンウェーハをドープして、ｎ型前面側拡散領域を得るこ
とができる。同様に、ｎ型シリコンウェーハをドープして、ｐ型前面側拡散領域を得るこ
とができる。前記例の太陽電池２００は、ｎ型シリコンウェーハ内にｎ型前面側拡散領域
を有しているが、本発明の教示を、他のタイプの太陽電池基板に構成することもできる。
【００１７】
図３Ａは、太陽電池分極の要因であると発明者が確信するメカニズムについてのモデル
を概略的に示す。図３Ａのモデルにおいて、太陽電池にか又は太陽電池から、電流がガラ
ス（例えば、カバー１０４）の前面を通じて電流が流れ、該電流は、太陽電池の裏面側表
面への分路によって漏れている。抵抗Ｒｇｌは、窒化ＡＲＣ（例えば、反射防止コーティ
ング２０１）からガラス前面への漏れ抵抗を表し、抵抗Ｒｓｈは、窒化ＡＲＣから太陽電
池の裏面までの前記分路の漏れである。実際には 太陽電池間に生じる分散された電圧が
存在することになり、該電圧は、そのエッジにおける低電圧において開始し、その中間に
向かって増加する。任意の場合において、窒化ＡＲＣからシリコンウェーハまでの電圧は
、酸化膜破壊電圧（酸化物ブレークダウン電圧）を超えるべきではない。図３Ａ及び３Ｂ
において、キャパシタンス「Ｃ」は、誘電体として機能する酸化物パッシベーション層（
例えば、誘電性パッシベーション層２０２）と、第１のコンデンサプレートとして機能す
る窒化ＡＲＣと、第２のコンデンサプレートとして機能するシリコンウェーハとを含むコ
ンデンサを表す。
【００１８】
図３Ｂは、図３Ａの構成についてのまとめられた要素の近似等価回路を概略的に示す。
この分析の目的のために、その電圧は、太陽電池の裏面側に対して基準にされる。この回
路に対する過渡解は、開始ゲート電圧が零であると仮定すると、式ＥＱ．１によって示さ
れる。
【００１９】
【数１】
ここで、
【数２】
であり、Ｒｅｑは、並列な等価抵抗である。前面ＥＶＡカプセル材料における電圧をＶＧ
は表し、該前面ＥＶＡカプセル材料は、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）トランジスタのゲー
トのように振舞う。該ＭＯＳトランジスタのゲート酸化物は、酸化物誘電性パッシベーシ
ョン層である。上述のように、キャパシタンス「Ｃ」は、窒化ＡＲＣ、酸化物パッシベー
ション層、及びシリコンウェーハによって形成されたコンデンサを表す。
【００２０】
太陽電池の電力増加時、前記ゲート（すなわち、前面側ＥＶＡカプセル材料）が、上昇
していくことになり、電圧ＶＴに到達し、そのことが、式ＥＱ．２によって表された劣化
時間ｔｄｅｇの後に、ある劣化量を生じさせる。
【００２１】
【数３】
式ＥＱ．２において、「Ｖ」が正であると仮定されているが、電圧に対する絶対値が用
いられる場合には、マイナスＶ及びマイナスＶＴ（ＭＯＳトランジスタの閾値電圧）につ
いてもまた真である。
【００２２】
【数４】
である時の通常の場合には、式ＥＱ．２は、式ＥＱ．３に縮小される。
【００２３】
【数５】
式ＥＱ．３から、高電圧の場合には、ある特定の量の劣化に対する時間は、印加される
電圧に反比例することを、容易に理解することができる。
【００２４】
零印加電圧の場合のゲート電圧の回復は、ＥＱ．４によって提供される。
【００２５】
【数６】
ＶＴは、無視できるほどの劣化が生じた場合の閾値である場合には、回復時間ｔｒｅｃ
が、式ＥＱ．５によって提供される。
【００２６】
【数７】
紫外線が、存在する分路抵抗に並列に、追加的な分路抵抗を追加する効果を有すること
になる。このことは、紫外線が窒化ＡＲＣからシリコンウェーハへと電子を注入する比率
が、捕捉された電子の密度に比例するということを仮定することによって理解することが
できる。しかしながら、コンデンサ「Ｃ」間の電圧（図３Ｂを参照）は、前記捕捉された
電荷に比例するため、その電流がゲートコンデンサ上の電圧に（すなわち、抵抗のように
）比例する。この抵抗が、他の分路と比較して（効果を得るために必要であるだけ）小さ
いと仮定すると、光における回復時間ｔｒｅｃ，ｌｉｇｈｔは、式ＥＱ．６によって提供
される。
【００２７】
【数８】
太陽電池モジュールが劣化しないようにするために十分となるように、分路が引き起こ
される紫外線にとって必要な条件を、計算することができる。このことは、ＥＱ．７によ
って提供される条件が満足される必要がある。
【００２８】
【数９】
光における回復時間が式ＥＱ．８によって提供される時にＥＱ．７が満足されることを
示すために、上記の式を再構成することができる。
【００２９】
【数１０】
換言すると、提供されるバイアスによって暗闇内において劣化をもたらすよりも短時間
においてバイアスされない時に、太陽光線内においてモジュール太陽電池モジュールが回
復する場合には、その提供されるバイアスによって太陽光線内において該モジュールが安
定することになる。
【００３０】
幾つかの実施形態において、前面側反射防止コーティング／パッシベーション層のスタ
ックにおける垂直の導電率を増加させることによって、有害な太陽電池分極が、防止され
るか又は最小化される。これらの実施形態において、太陽電池の前面側からウェーハのバ
ルクへと電荷が抜き出される。これらの実施形態が、図４Ａ及び図４Ｂに関連して、次に
説明される。
【００３１】
図４Ａは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ａの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ａは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。パッシベー
ション層２０２として非常に薄い酸化物（すなわち、二酸化ケイ素）の層２０２Ａを用い
ていることと、反射防止コーティング２０１として反射防止コーティング２０１Ａを用い
ていることとを除いて、太陽電池２００Ａは太陽電池２００と同等である。図４Ａの例に
おいて、反射防止コーティング２０１Ａは、約４００オングストロームの厚みを有する炭
化シリコンを含むことができ、ウェーハ２０３は、Ｎ型シリコンウェーハを含む。薄い酸
化物層２０２Ａは、好適には、電荷増加を防ぐために、該ウェーハのバルクに電荷を抜き
出すのに十分なほど薄く、これにより、該電荷増加が比較的高電圧に発展した時に、酸化
破壊（酸化物ブレークダウン）が発生する。その薄い酸化物層２０２Ａを、ウェーハ２０
３上において直接的に形成することができる。一実施形態において、薄い酸化物層２０２
Ａは、脱イオン水内において浮遊させられたオゾンを含む槽内に該ウェーハ２０３を浸す
ことを含むオゾン酸化処理を用いて、約１０オングストローム〜２０オングストロームの
厚みに形成される。
【００３２】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｂの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｂは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。パターン成
形された誘電性パッシベーション層２０２Ｂをパッシベーションレベル２０２として用い
ていることを除いて、太陽電池２００Ｂは太陽電池２００と同等である。図４Ｂの例にお
いて、パッシベーション層２０２Ｂは二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１
は窒化シリコンを含み、ウェーハ２０３はＮ型シリコンウェーハを含む。図４Ｂに示され
るように、パッシベーション層２０２Ｂは、正孔を有するようにパターン成形されており
、それにより、窒化シリコン反射防止コーティング２０１がシリコンウェーハ２０３に接
触することが可能となる。このことにより、反射防止コーティング２０１上の電荷が、酸
化物パッシベーション層２０２Ｂ内の前記パターン成形された正孔を介して、ウェーハ２
０３のバルクに抜き出されることが可能となる。パッシベーション層２０２Ｂ内の各正孔
を、従来のリソグラフィ処理を用いて形成することができ、利用可能なリソグラフィ装置
に許されるほどに小さくすることができる。前記パターン成形される正孔を、例えば、約
０．１ｍｍから約２．０ｍｍだけ互いに隔離することができる。穴が開けられたパッシベ
ーション層２０２Ｂは、反射防止コーティング２０１内において電荷が増加するのを防止
することによって、太陽電池分極を有利に防止する。
【００３３】
幾つかの実施形態において、前面側上の及び太陽電池のエッジに向う水平方向の伝導が
、太陽電池分極を防止するために増加させられる。パッシベーション層はそれら全体で固
有の欠乏（すなわち、もともと形成された正孔）を有するため、蓄積された電荷を該欠乏
を通じてウェーハのバルクに抜き出させることが、導電性反射防止コーティングにとって
可能である。しかしながら、幾つかの太陽電池反射防止コーティングは、このことを生じ
させるのに十分なほどには導電性がない可能性がある。従って、幾つかの実施形態におい
て、反射防止コーティングに接触させるために導電層は水平方向に形成される。これによ
り、該導電層とパッシベーション層内の固有の欠乏とを介して、反射防止コーティングか
らウェーハのバルクに電荷が抜き出されることが可能となる。他の実施形態において、反
射防止コーティングは、それ自体が十分に導電性を有する。これらの実施形態が、図５Ａ
〜５Ｄに関連して、次に説明される。
【００３４】
図５Ａは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｃの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｃは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。透過性の導
電性コーティング５０１が、反射防止コーティング２０１の表面上に形成されていること
を除いて、太陽電池２００Ｃは太陽電池２００と同等である。図５Ａの例において、パッ
シベーション層２０２は二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコ
ンを含み、ウェーハ２０３はＮ型シリコンウェーハを含む。一実施形態において、透過性
の導電性コーティング５０１は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｂａｙｔｒｏｎ−Ｐ）コーティン
グのような導電性の有機性コーティングを含む。透過性の導電性コーティング５０１を、
反射防止コーティング２０１上に直接的に、噴霧するか又はスクリーン印刷することがで
きる。透過性の導電性コーティング５０１を、例えば、約１００オングストロームの厚み
に形成することができる。透過性の導電性コーティング５０１を、カプセル化の直前に、
太陽電池の製造プロセス内の最終ステップとして、太陽電池２００に提供することができ
る。
【００３５】
窒化シリコン反射防止コーティング２０１は、十分に導電性が無いため、該窒化シリコ
ン内の電荷は、パッシベーション層２０２内の固有の欠乏に到達するには不十分な短距離
しか伝搬することができない。透過性の導電性コーティング５０１によって、反射防止コ
ーティング２０１内の電荷が、パッシベーション層２０２内の固有の欠乏に到達するのに
十分な距離を伝搬することができ、ウェーハ２０３のバルクに抜き出されることができる
。
【００３６】
図５Ｂは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｄの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｄは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。導電性反射
防止コーティング（ＡＲＣ）２０１Ｂが反射防止コーティング２０１として用いられるこ
とを除いて、太陽電池２００Ｄは太陽電池２００と同等である。図５Ｂの例において、パ
ッシベーション層２０２は二酸化ケイ素を含み、ウェーハ２０３はＮ型シリコンウェーハ
を含む。導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、その中に電荷が蓄積されることが防止されることによ
り、太陽電池分極を有利に最小化する。前記導電性ＡＲＣ２０１Ｂ内の電荷は、パッシベ
ーション層２０２内の固有の欠乏を介して、ウェーハのバルクに抜き出されることが可能
である。
【００３７】
一実施形態において、導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、酸化チタン（ＴｉＯ２）のような、も
ともと導電性の（すなわち、不純物を追加することなく導電性である）反射防止コーティ
ングを含む。
【００３８】
別の実施形態において、導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、不純物の追加によって導電性にされ
る非導電性の反射防止材料を含む。このようにすることの１つの方法は、パッシベーショ
ン層２０２上における反射防止材料の形成中に、金属ガス源から金属不純物を追加するこ
とによる。例えば、前記導電性ＡＲＣ２０１Ｂは、フッ素がドープされた酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ：Ｆ）か、ホウ素がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｂ）か、或いはリンがドープされ
た炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｐ）又はホウ素がドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｂ）を
含むことができる。ある特定の例として、蒸着中でのリン化水素ガス（ＰＨ３）か又はシ
ボランガス（Ｂ２Ｈ６）の追加による炭化シリコン（ＳｉＣ）のプラズマ化学気相成長法
（ＰＥＣＶＤ）によって約４００オングストロームの厚みに導電性ＡＲＣ２０１Ｂを形成
することができる。
【００３９】
図５Ｃは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｅの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｅは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。透過性の導
電層５０２が反射防止コーティング２０１の上に形成されていることを除いて、太陽電池
２００Ｅは太陽電池２００と同等である。図５Ｃの例において、パッシベーション層２０
２は二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコンを含み、シリコン
ウェーハ２０３はＮ型ウェーハを含む。太陽電池２００Ｃ導電性コーティング５０１（図
５Ａ）のように、透過性の導電層５０２によって、反射防止コーティング２０１内の電荷
が、パッシベーション層２０２内における固有の欠乏に到達するのに十分な距離を伝搬す
ることが可能となり、ウェーハ２０３のバルクに抜き出されることが可能となる。
【００４０】
透過性の導電層５０２は、蒸着されるか、スパッター蒸着されるか、又は反射防止コー
ティング２０１の上に直接蒸着されることが可能である。透過性の導電層５０２は、約２
００オングストロームの厚みが形成された、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ：Ｆ
）か、ホウ素がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｂ）か、或いはリンがドープされた炭化
シリコン（ＳｉＣ：Ｐ）又はホウ素がドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｂ）のような
、透過性の導電性酸化物を含むことができる。
【００４１】
図５Ｄは、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｆの断面を概略的に示す。太陽電
池２００Ｆは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。パッシベー
ション層２０２と反射防止コーティング２０１との間に比較的薄い（例えば、約２００オ
ングストロームの）導電層５０３が形成されていることを除いて、太陽電池２００Ｆは太
陽電池２００と同等である。図５Ｄの例において、パッシベーション層２０２は二酸化ケ
イ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコンを含み、シリコンウェーハ２０
３はＮ型ウェーハを含む。前記薄い導電層５０３によって、電荷が、反射防止コーティン
グ２０１から該薄い導電層５０３へ、及びウェーハ２０３のバルクへと、パッシベーショ
ン層２０２内の固有の欠乏を介して抜き出されることが可能となる。一実施形態において
、導電層５０３は、パッシベーション層２０２の表面上に直接的に約２００オングストロ
ームの厚みに形成されたポリシリコンを含む。反射防止コーティング２０１を、導電層５
０３の表面上に直接形成することができる。導電層５０３を、反射防止コーティング２０
１の形成と共にＰＥＣＶＤ及びプロセスが生じる場所（すなわち、同じチャンバ内か又は
１ローディング内のクラスタツール）によって、形成することができる。導電層５０３は
また、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ：Ｆ）か、ホウ素がドープされた酸化亜鉛
（ＺｎＯ：Ｂ）か、或いは約２００オングストロームの厚みが形成された、リンがドープ
された炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｐ）又はホウ素がドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ：Ｂ
）を含むことができる。
【００４２】
図４及び図５の実施形態において、太陽電池の前面側からウェーハのバルクへの導電性
が増加させられて、有害な太陽電池分極が防止される。このことは、図３Ｂのモデル内の
分路抵抗Ｒｓｈを下げることと等価である。他の実施形態において、太陽電池の前面側か
らモジュールの残りまでの、透過性カバーを介した抵抗が増加させられて、電荷漏れが防
止される。このことは、図３Ｂのモデル内の抵抗Ｒｇｌを増加させることと等価である。
太陽電池の前面側から太陽電池モジュールの残りまでの抵抗を、図６に関連して次に説明
されるように、電荷漏れ経路を遮断することによって増加させることができる。
【００４３】
図６は、本発明の一実施形態による太陽電池２００Ｇの断面を概略的に示す。太陽電池
２００Ｇは、図２に示される太陽電池２００のある特定の実施形態である。透過性の電気
的絶縁体層６９１が反射防止コーティング２０１上にわたって形成されていることを除い
て、太陽電池２００Ｇは太陽電池２００と同等である。図６の例において、パッシベーシ
ョン層２０２は二酸化ケイ素を含み、反射防止コーティング２０１は窒化シリコンを含み
、シリコンウェーハ２０３はＮ型ウェーハを含む。前記電気的絶縁体層６９１が、反射防
止コーティング２０１上にわたって形成されて、太陽電池２００Ｇの前面側からカバー１
０４に向って電荷が漏れ出ることが防止されることにより（図２を参照）太陽電池分極が
防止されている。一実施形態において、前記電気的絶縁体層６９１は、常圧化学的気相堆
積法（ＡＰＣＶＤ）によって約０．１〜１．０μｍの厚みに形成された二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ２）を含む。
【００４４】
有害な太陽電池分極を、図７Ａに関連して次に説明されるように、太陽電池の前面側上
の太陽電池モジュールの、ある領域を、バイアスさせることによって防止することもでき
る。
【００４５】
図７Ａは、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール１００Ａを概略的に示す。太
陽電池モジュール１００Ａは、図２に示される太陽電池モジュール１００のある特定の実
施形態である。幾つかの太陽電池２００が、それらの相互接続２００と共に、図７Ａ内に
示されている。相互接続２００が、一方の太陽電池を他方の太陽電池に直列に接続してい
る。有害な漏れ電流を防ぐためにセルの前におけるモジュールの一部分の電位を引き上げ
るために（すなわち、ｎ型セルモジュールの場合には３０Ｖより上にか、３０Ｖにか、又
は３０Ｖ内において）、電気的な導電性経路が追加されていることを除いて、太陽電池モ
ジュール１００Ａは太陽電池モジュール１００と本質的には同じである。一実施形態にお
いて、導電性経路は、透過性カバー１０４（例えば、ガラス）の裏面上に透過性導電層６
８４を配置して、該透過性導電層６８４を太陽電池２００の裏面上に接続することによっ
て形成される。図７Ａの例において、導電層６８４は、１つの相互接続６８２に電気的に
接続され、電気的接続６８３を介して太陽電池２００の裏面側に接続される。図７Ａの例
において、相互接続２００に接続されることになる導電層６８４にとっての好適実施形態
は、すなわち、該導電層６８４が、ｎ型前面側拡散領域を有するセルについてのアレイ内
の最も高い（すなわち、最も正の）か又は最も高い電位付近の太陽電池２００に接続され
、及び、ｐ型前面側拡散領域を有するセルについてのアレイ内の最も低い（すなわち、最
も負の）か又は最も負の電位付近の太陽電池２００に接続される。高電圧がモジュール外
にある場合の、安全でない条件を防止するために、太陽電池モジュール１００Ａのフレー
ムから導電層６８４は絶縁される。導電層６８４は、フッ素がドープされた酸化スズ（Ｓ
ｎＯ：Ｆ）か、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）か、酸化亜鉛（ＺｎＯ）か、或いは他の透
過性の酸化物か又は透過性の有機性伝導物を含むことができる。好適実施形態において、
この導電層は、約５ｅ４オーム／平方のシート抵抗を有する。裏面シート１０２が、前述
のようにカプセル材料１０３の底面上に形成されている。代替の一実施形態において、カ
プセル材料１０３が、導電性にさせられて、太陽電池２００の上の等ポテンシャルフィー
ルドの付近を形成する。すなわち、モジュールのエッジにおけるカプセル材料が、電気的
に絶縁のままとなって、高電圧がモジュール外にある場合の、安全でない条件が防止され
る。
【００４６】
システムレベルのアプローチにおいて、太陽電池の前面側から電荷が漏れることを防止
するために、太陽エネルギーシステム全体が考慮される。例えば、太陽電池モジュールの
アレイを、バイアスさせることができる。これにより、太陽電池の前面側から伝搬される
電荷の漏れが防止される。太陽電池分極問題に対する、例示的なシステムレベルのアプロ
ーチが、図７Ｂ及び７Ｃに関連して、次に説明される。
【００４７】
図７Ｂは、本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステム７９０を概略的に示す。
図７Ｂの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０は、相互接続された太陽電池２０
０を含む幾つかの太陽電池モジュールを有する。太陽電池モジュールアレイ６３０の正の
出力端子が、ノード６１６としてラベル付けられている一方で、その負の出力端子が、ノ
ード６１７としてラベル付けられている。図７Ｂの例において、太陽電池２００は、それ
らの正の端子がノード６１６に向うように、及びそれらの負の端子がノード６１７に向う
ように、直列接続されている。図７Ｂ内に示される直列接続に並列に、他の直列接続され
た太陽電池２００を存在させることもできる。
【００４８】
図７Ｂの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０が、インバータ６００に結合さ
れている。インバータは、直流電流（ＤＣ）を交流電流（ＡＣ）に変換する。太陽エネル
ギーシステム７９０において、インバータ６００は、太陽電池モジュールアレイ６３０か
らの直流電流を受けて、電力グリッドに交流電流を出力する。図７Ｂ内において示される
ように、ＤＣ−ＤＣ変換器６０１が、太陽電池モジュールアレイ６３０からの直流電流を
別の直流電流に変換する。ＤＣ−ＤＣ変換器６０１の直流電流出力は、ＤＣ−ＡＣ変換器
６０２によって交流電流に変換される。ＤＣ−ＡＣ変換器６０２の交流電流出力は、絶縁
回路６０３を介して電力グリッドに提供される。代替的には、絶縁回路６０３は、ＤＣ−
ＤＣ変換器６０１とＤＣ−ＡＣ変換器６０２との間において直列接続とすることもできる
。
【００４９】
太陽エネルギーシステム７９０において、太陽電池アレイモジュール６３０の正の端子
は接地される。該太陽エネルギーシステム７９０に類似するシステムを、北米及び日本と
他の国々との間において用いることができる。太陽電池モジュールアレイ６３０内におけ
る全ての太陽電池モジュールのフレームを表すフレーム６１４がまた、ラベル６１１によ
って示されるように接地される。太陽電池モジュールアレイ６３０の正の端子と、フレー
ム６１４とを接地することは、太陽電池２００とフレーム６１４との間の電位差を低減し
て、太陽電池２００の前面側からの漏れを最小化する。太陽電池モジュールアレイ６３０
の正の端子を、インバータ６００内においてか、又はインバータ６００の外側において、
アースに結合することができる。
【００５０】
図７Ｂの例において、各太陽電池２００は、ｎ型前面側拡散領域を有する。この場合に
は、太陽電池２００が、アースに対して正にバイアスさせられることになるため、有害な
太陽電池分極が生じる。有害な分極を防止するためには、太陽電池モジュールアレイ６３
０の最も高い電位か又は最も高い電位付近（この場合にはノード６１６）が、従って、ア
ースに結合される。別の実施形態において、太陽電池がｐ型前面側拡散領域を有する場合
には、アースに対して太陽電池が負にバイアスされる時に、有害な分極が生じる可能性が
ある。この場合には、アレイ内における最も低い電位か又は最も低い電位付近の太陽電池
（例えば、太陽電池モジュールアレイの負の出力端子）を、アースに結合して、有害な太
陽電池分極を防止することができる。
【００５１】
図７Ｃは、本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステム７９５を概略的に示す。
図７Ｃの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０は、幾つかの相互接続された太陽
電池２００を含む幾つかの太陽電池モジュールを有する。太陽電池モジュールアレイ６３
０の正の出力端子が、ノード６１６としてラベル付けられている一方で、その負の出力端
子が、ノード６１７としてラベル付けられている。図７Ｃの例において、太陽電池２００
は、それらの正の端子がノード６１６に向うように、及びそれらの負の端子がノード６１
７に向うように、直列接続されている。図７Ｃ内に示される直列接続に並列に、他の直列
接続された太陽電池２００を存在させることもできる。
【００５２】
図７Ｃの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０が、インバータ６５０に結合さ
れている。インバータ６５０は、太陽電池モジュールアレイ６３０からの直流電流を受け
て、電力グリッドに対して交流電流を出力する。図７Ｃ内において示されているように、
ＤＣ−ＤＣ変換器６５１は、太陽電池モジュールアレイ６３０からの直流電流を、別の直
流電流に変換する。ＤＣ−ＤＣ変換器６５１の直流電流出力は、絶縁回路６５３によって
、ＤＣ−ＡＣ変換器６５２に結合される。ＤＣ−ＡＣ変換器６５２の交流電流出力は、電
力グリッドに提供される。代替的には、絶縁回路６５３を、ＤＣ−ＡＣ変換器６５２の出
力に配置して、電力グリッドに対してＡＣ出力を提供することができる。太陽エネルギー
システム７９５に類似するシステムを、欧州の国々の大部分、連合王国、及び他の国々の
ようなＩＥＣレギュレーションによってカバーされる国々内において用いることができる
。
【００５３】
図７Ｃの例において、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力が、太陽電池モジュール
アレイ６３０の総電圧の値の＋／−１／２（すなわちプラス／マイナス・半分）の値に平
衡がとられる。すなわち、ノード６１６における電圧は、理想的には、太陽電池モジュー
ルアレイ６３０の総電圧の＋１／２である一方、ノード６１７における電圧は、理想的に
は、太陽電池モジュールアレイ６３０の総電圧の−１／２である。抵抗器６７２及び６７
３は、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力を、接地点付近において平衡させる高い値
の抵抗器（又はバリスタ）である。実際には、平衡抵抗器６７２と６７３とが、高抵抗（
例えば、各々約１０ＭΩ）を有するので、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力が、ほ
ぼ平衡がとられるだけである。
【００５４】
典型的な実装において、太陽電池モジュールアレイ６３０は浮遊することになる。何故
ならば、抵抗器６１７が存在せず、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力と電力グリッ
ドに対するＡＣ出力との間において、インバータ６５０がＤＣ−ＤＣ絶縁を有するからで
ある。しかしながら、そのような実装が、太陽電池２００の有害な分極を生じさせること
になることを、本発明者は発見した。一実施形態において、太陽電池モジュールアレイ６
３０の正の端子は、抵抗器６７１を介してアースに結合される。抵抗器６７１は、本発明
の利点を損なうこと無く、固定されるか、可変されるか、又は電気的に制御される抵抗と
することができる。抵抗器６７１は、太陽電池モジュールアレイ６３０を、その出力の正
の側近くにバイアスさせて、正の電荷が、太陽電池２００の前面側から漏れることが防止
される。換言すると、抵抗器６７１は、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力を、正の
方向に「不平衡」にさせて、太陽電池分極を防止する。同様に、太陽電池２００の前面側
から漏れる（正の電荷でなく）電子によって太陽電池分極が生じられた場合には、ノード
６１７を（ノード６１６の代りに）、抵抗器６７１を介してアースに接続して、太陽電池
モジュールアレイ６３０を、その負の出力に向ってバイアスさせることができる。抵抗器
６７１は、平衡抵抗器（すなわち、抵抗器６７２か又は６７３）の値の約１／１０ｔｈ以
下の抵抗を有することができる。太陽電池モジュールアレイ６３０の、平衡がとられた出
力を、漏れる電荷キャリア（すなわち、電子か又は正孔）極性に依存して、正か又は負の
方向に向って、インバータが不平衡にさせるように、インバータ６５０がまた構成される
ことに留意されたい。例えば、抵抗器６７２の値を、抵抗器６７３に対して増加させて、
抵抗器６７１を用いることなく、太陽電池モジュールアレイ６３０の出力を不平衡にさせ
ることができる。
【００５５】
抵抗器６７１はまた、電気的に制御される抵抗も含む。例えば、抵抗器６７１の抵抗を
、条件に依存して異なる抵抗値に切り換えることによって電子回路により制御することが
できる。このような電子回路は、例えば、雨が降っている時のような、太陽電池モジュー
ルアレイ抵抗がアースレベルに低減された時の、より低い抵抗が必要とされる場合を検出
するセンサーを有することができる。
【００５６】
図７Ｃの例において、各太陽電池２００は、ｎ型前面側拡散領域を有する。この場合に
は、太陽電池２００がアースに対して正にバイアスさせられることになるため、有害な太
陽電池分極が生じる。有害な分極を防止するためには、太陽電池モジュールアレイ６３０
における最も高い電位か又は最も高い電位付近が（この場合には、ノード６１６）が、従
って、抵抗（例えば、抵抗器６７１）を介してアースに結合される。別の実施形態におい
て、太陽電池がｐ型前面側拡散領域を有する場合には、太陽電池がアースに対して負にバ
イアスされることになる時に、有害な分極が生じる可能性がある。この場合には、アレイ
内における最も低い電位か又は最も低い電位付近の太陽電池（例えば、太陽電池モジュー
ルアレイの負の出力端子）を、抵抗を介してアースに結合して、有害な太陽電池分極を防
止することができる。
【００５７】
有害な太陽電池分極を防止するための技法が開示された。本発明の特定の実施形態が提
供されたが、これらの実施形態は例示する目的のためであり、制限するためではないこと
を理解されたい。この開示を読み解く当業者によって、多くの更なる実施形態が明らかに
されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態を利用ことが可能な一例の太陽電池モジュールの分解図を示す図である。
【図２】図１の太陽電池モジュールの断面を概略的に示す図である。
【図３Ａ】太陽電池分極が生じることを発明者が確信するメカニズムについてのモデルを示す図である。
【図３Ｂ】太陽電池分極が生じることを発明者が確信するメカニズムについてのモデルを示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による太陽電池の断面を概略的に示す図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールを概略的に示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステムを概略的に示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態による太陽エネルギーシステムを概略的に示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側と裏面側とを有する太陽電池であって、該太陽電池の該前面側は、通常動作中、
太陽に面しており、該太陽電池が、
前記太陽電池の前記裏面側上に形成された複数の金属コンタクトであって、該金属コ
ンタクトの各々が、前記太陽電池における、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型ドープ
された収集領域に結合されていることからなる、複数の金属コンタクトと、
前記太陽電池の前記前面側に面しているシリコンウェーハの表面上に直接的に形成さ
れた誘電性パッシベーション層と、
前記誘電性パッシベーション層上に形成された反射防止コーティングと、
前記太陽電池の前記前面側から前記シリコンウェーハのバルクへと電荷を抜き出すこ
とによって、前記太陽電池における有害な分極を防止するよう構成された導電性経路
とを備えることからなる、太陽電池。
【請求項２】
前記導電性経路が、前記誘電性パッシベーション層を含み、前記誘電性パッシベーショ
ン層が、約１０〜２０オングストロームの厚みを有する二酸化ケイ素を含むことからなる
、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記導電性経路が、前記誘電性パッシベーション層を通じてパターン成形された正孔を
含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
通常動作中には太陽に面した前記反射防止コーティングの表面上に直接的に形成された
導電性コーティングを、前記導電性経路が含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
導電性にされて、前記誘電性パッシベーション層内の固有の欠乏を介して前記ウェーハ
のバルクに電荷が抜き出されるように、前記反射防止コーティングが構成される、請求項
１に記載の太陽電池。
【請求項６】
金属不純物がドープされた反射防止材料を、前記反射防止コーティングが含む、請求項
５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記反射防止コーティングが、もともと導電性である、請求項５に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記反射防止コーティングの表面上に直接的に形成された導電性材料の層を更に含む、
請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記反射防止コーティングと前記誘電性パッシベーション層との間に形成された導電性
材料の層を更に含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記導電性材料の層が、前記誘電性パッシベーション層の表面と前記反射防止コーティ
ングの表面とに直接的に接触する、請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
ａ）直列に接続された複数の太陽電池であって、該複数の太陽電池内のうちの少なくと
も１つの太陽電池が、前面側と裏面側とを有し、通常動作中、該太陽電池の該前面側が太
陽に面しており、該太陽電池が、
（i）前記太陽電池の裏面側上に形成された複数の金属コンタクトであって、該金属
コンタクトの各々が、前記太陽電池内における、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型ド
ープされた収集領域に結合されていることからなる、複数の金属コンタクトと、
（ii）前記太陽電池の前記前面側に面しているシリコンウェーハの表面上に直接的に
形成された誘電性パッシベーション層と、
（iii）前記誘電性パッシベーション層上に形成された反射防止コーティング
とを含むことからなる、太陽電池と、
ｂ）前記複数の太陽電池を保護するように覆うカプセル材料と、
ｃ）前記複数の太陽電池の前記前面側上の透過性カバーと、
ｄ）前記透過性カバーと、前記太陽電池の前記前面側との間の導電層であって、太陽電
池分極を防止するために、前記太陽電池の前記裏面側上の金属コンタクトに電気的に結合
されている、導電層
とを備える、太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記透過性カバーが、ガラスを含む、請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記太陽電池が、ｎ型前面側拡散領域を有し、前記太陽電池が、前記複数の太陽電池内
における最も低い電位の太陽電池よりも、より正である電位にある、請求項１１に記載の
太陽電池モジュール。
【請求項１４】
（ａ）複数の太陽電池であって、該太陽電池の各々が、
（i）前面側及び裏面側であって、通常動作中、該前面側が太陽に面することからな
る、前面側及び裏面側と、
（ii）前記裏面側上に形成された複数の金属コンタクトであって、該金属コンタクト
の各々が、前記太陽電池の、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型ドープされた収集領域
に結合されていることからなる、複数の金属コンタクトと、
（iii）通常動作中には太陽に面したウェーハの表面上に形成された誘電性パッシベ
ーション層と、
（iv）前記誘電性パッシベーション層上に形成された反射防止コーティング
とを含むことからなる、複数の太陽電池と、
（ｂ）前記複数の太陽電池を含む太陽電池モジュールアレイであって、正の電圧におけ
る正の端子と、負の電圧における負の端子とを有する、太陽電池モジュールアレイと、
（ｃ）前記太陽電池モジュールアレイ内の太陽電池モジュールのフレームに対するアー
ス接続と、
（ｄ）前記太陽電池モジュールアレイによって生成された直流電流を、電力グリッドに
提供されることになる交流電流に、変換するよう構成されたインバータであって、前記太
陽電池モジュールアレイの前記正の端子に結合された正の端子と、前記太陽電池モジュー
ルアレイの前記負の端子に結合された負の端子とを有する、インバータ
とを備え、
前記太陽電池モジュールアレイがバイアスさせられることにより、前記太陽電池の前記
前面側から前記太陽電池モジュールの前記フレームへと電荷が漏れることが防止されるこ
とからなる、太陽エネルギーシステム。
【請求項１５】
平衡がとられた電圧を前記太陽電池モジュールアレイから受け取るよう前記インバータ
が構成され、
前記太陽電池モジュールアレイからの前記平衡がとられた電圧を不平衡にさせることに
より、前記太陽電池の前記前面側から電荷が漏れることを防止するために、前記太陽電池
モジュールアレイの端子をアースに結合させる抵抗を更に含むことからなる、請求項１４
に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項１６】
前記抵抗が、前記太陽電池モジュールアレイの前記正の端子をアースに結合させる、請
求項１５に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項１７】
前記複数の太陽電池内の各太陽電池が、ｎ型前面側拡散領域を有し、前記太陽電池モジ
ュールアレイの前記正の端子をアース電位に接続することにより、前記太陽電池モジュー
ルアレイがバイアスさせられることからなる、請求項１４に記載の太陽エネルギーシステ
ム。
【請求項１８】
前記複数の太陽電池内の各太陽電池が、ｐ型前面側拡散領域を有し、前記太陽電池モジ
ュールアレイの前記負の端子をアース電位に接続することにより、前記太陽電池モジュー
ルアレイがバイアスさせられることからなる、請求項１４に記載の太陽エネルギーシステ
ム。
【請求項１９】
前記太陽電池モジュールアレイの前記正の端子が、抵抗を介してアースに接続される、
請求項１７に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項１】
前面側と裏面側とを有する太陽電池であって、該太陽電池の該前面側は、通常動作中、
太陽に面しており、該太陽電池が、
前記太陽電池の前記裏面側上に形成された複数の金属コンタクトであって、該金属コ
ンタクトの各々が、前記太陽電池における、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型ドープ
された収集領域に結合されていることからなる、複数の金属コンタクトと、
前記太陽電池の前記前面側に面しているシリコンウェーハの表面上に直接的に形成さ
れた誘電性パッシベーション層と、
前記誘電性パッシベーション層上に形成された反射防止コーティングと、
前記太陽電池の前記前面側から前記シリコンウェーハのバルクへと電荷を抜き出すこ
とによって、前記太陽電池における有害な分極を防止するよう構成された導電性経路
とを備えることからなる、太陽電池。
【請求項２】
前記導電性経路が、前記誘電性パッシベーション層を含み、前記誘電性パッシベーショ
ン層が、約１０〜２０オングストロームの厚みを有する二酸化ケイ素を含むことからなる
、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記導電性経路が、前記誘電性パッシベーション層を通じてパターン成形された正孔を
含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
通常動作中には太陽に面した前記反射防止コーティングの表面上に直接的に形成された
導電性コーティングを、前記導電性経路が含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
導電性にされて、前記誘電性パッシベーション層内の固有の欠乏を介して前記ウェーハ
のバルクに電荷が抜き出されるように、前記反射防止コーティングが構成される、請求項
１に記載の太陽電池。
【請求項６】
金属不純物がドープされた反射防止材料を、前記反射防止コーティングが含む、請求項
５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記反射防止コーティングが、もともと導電性である、請求項５に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記反射防止コーティングの表面上に直接的に形成された導電性材料の層を更に含む、
請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記反射防止コーティングと前記誘電性パッシベーション層との間に形成された導電性
材料の層を更に含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記導電性材料の層が、前記誘電性パッシベーション層の表面と前記反射防止コーティ
ングの表面とに直接的に接触する、請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
ａ）直列に接続された複数の太陽電池であって、該複数の太陽電池内のうちの少なくと
も１つの太陽電池が、前面側と裏面側とを有し、通常動作中、該太陽電池の該前面側が太
陽に面しており、該太陽電池が、
（i）前記太陽電池の裏面側上に形成された複数の金属コンタクトであって、該金属
コンタクトの各々が、前記太陽電池内における、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型ド
ープされた収集領域に結合されていることからなる、複数の金属コンタクトと、
（ii）前記太陽電池の前記前面側に面しているシリコンウェーハの表面上に直接的に
形成された誘電性パッシベーション層と、
（iii）前記誘電性パッシベーション層上に形成された反射防止コーティング
とを含むことからなる、太陽電池と、
ｂ）前記複数の太陽電池を保護するように覆うカプセル材料と、
ｃ）前記複数の太陽電池の前記前面側上の透過性カバーと、
ｄ）前記透過性カバーと、前記太陽電池の前記前面側との間の導電層であって、太陽電
池分極を防止するために、前記太陽電池の前記裏面側上の金属コンタクトに電気的に結合
されている、導電層
とを備える、太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記透過性カバーが、ガラスを含む、請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記太陽電池が、ｎ型前面側拡散領域を有し、前記太陽電池が、前記複数の太陽電池内
における最も低い電位の太陽電池よりも、より正である電位にある、請求項１１に記載の
太陽電池モジュール。
【請求項１４】
（ａ）複数の太陽電池であって、該太陽電池の各々が、
（i）前面側及び裏面側であって、通常動作中、該前面側が太陽に面することからな
る、前面側及び裏面側と、
（ii）前記裏面側上に形成された複数の金属コンタクトであって、該金属コンタクト
の各々が、前記太陽電池の、対応するｐ型ドープされたか又はｎ型ドープされた収集領域
に結合されていることからなる、複数の金属コンタクトと、
（iii）通常動作中には太陽に面したウェーハの表面上に形成された誘電性パッシベ
ーション層と、
（iv）前記誘電性パッシベーション層上に形成された反射防止コーティング
とを含むことからなる、複数の太陽電池と、
（ｂ）前記複数の太陽電池を含む太陽電池モジュールアレイであって、正の電圧におけ
る正の端子と、負の電圧における負の端子とを有する、太陽電池モジュールアレイと、
（ｃ）前記太陽電池モジュールアレイ内の太陽電池モジュールのフレームに対するアー
ス接続と、
（ｄ）前記太陽電池モジュールアレイによって生成された直流電流を、電力グリッドに
提供されることになる交流電流に、変換するよう構成されたインバータであって、前記太
陽電池モジュールアレイの前記正の端子に結合された正の端子と、前記太陽電池モジュー
ルアレイの前記負の端子に結合された負の端子とを有する、インバータ
とを備え、
前記太陽電池モジュールアレイがバイアスさせられることにより、前記太陽電池の前記
前面側から前記太陽電池モジュールの前記フレームへと電荷が漏れることが防止されるこ
とからなる、太陽エネルギーシステム。
【請求項１５】
平衡がとられた電圧を前記太陽電池モジュールアレイから受け取るよう前記インバータ
が構成され、
前記太陽電池モジュールアレイからの前記平衡がとられた電圧を不平衡にさせることに
より、前記太陽電池の前記前面側から電荷が漏れることを防止するために、前記太陽電池
モジュールアレイの端子をアースに結合させる抵抗を更に含むことからなる、請求項１４
に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項１６】
前記抵抗が、前記太陽電池モジュールアレイの前記正の端子をアースに結合させる、請
求項１５に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項１７】
前記複数の太陽電池内の各太陽電池が、ｎ型前面側拡散領域を有し、前記太陽電池モジ
ュールアレイの前記正の端子をアース電位に接続することにより、前記太陽電池モジュー
ルアレイがバイアスさせられることからなる、請求項１４に記載の太陽エネルギーシステ
ム。
【請求項１８】
前記複数の太陽電池内の各太陽電池が、ｐ型前面側拡散領域を有し、前記太陽電池モジ
ュールアレイの前記負の端子をアース電位に接続することにより、前記太陽電池モジュー
ルアレイがバイアスさせられることからなる、請求項１４に記載の太陽エネルギーシステ
ム。
【請求項１９】
前記太陽電池モジュールアレイの前記正の端子が、抵抗を介してアースに接続される、
請求項１７に記載の太陽エネルギーシステム。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【公開番号】特開２０１１−９７０７８（Ｐ２０１１−９７０７８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２９１０３５（Ｐ２０１０−２９１０３５）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【分割の表示】特願２００７−５５８００５（Ｐ２００７−５５８００５）の分割
【原出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（５０５３７９４６７）サンパワー コーポレイション (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１０３５（Ｐ２０１０−２９１０３５）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【分割の表示】特願２００７−５５８００５（Ｐ２００７−５５８００５）の分割
【原出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（５０５３７９４６７）サンパワー コーポレイション (41)
【Ｆターム（参考）】
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