太陽電池ストリング、太陽電池モジュールおよび太陽電池セル
【課題】太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池ストリングを提供する。
【解決手段】この太陽電池ストリング１は、複数の太陽電池セル２と、配線基板３とを備える。太陽電池セル２の半導体基板１０は、ｎ型導電領域１０ｃと、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に設けられたｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆとを含む。配線基板３は、太陽電池セル２ａのｎ+型導電領域１０ｄと太陽電池セル２ｂのｐ型導電領域１０ｅとを電気的に接続し、太陽電池セル２ａのｐ型導電領域１０ｆと太陽電池セル２ｂのｎ+型導電領域１０ｄとを電気的に接続する。
【解決手段】この太陽電池ストリング１は、複数の太陽電池セル２と、配線基板３とを備える。太陽電池セル２の半導体基板１０は、ｎ型導電領域１０ｃと、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に設けられたｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆとを含む。配線基板３は、太陽電池セル２ａのｎ+型導電領域１０ｄと太陽電池セル２ｂのｐ型導電領域１０ｅとを電気的に接続し、太陽電池セル２ａのｐ型導電領域１０ｆと太陽電池セル２ｂのｎ+型導電領域１０ｄとを電気的に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池ストリング、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから、環境負荷の小さなクリーンなエネルギー源として注目が高まっている。
【０００３】
太陽電池に用いられる材料としては、化合物半導体材料や有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在はシリコン結晶を用いたものが主流となっている。
【０００４】
太陽電池は、通常、太陽電池セル単体で使用されることは少なく、所定の出力が得られるように、複数の太陽電池セルが直列や並列に接続され、太陽電池ストリングが形成される。そして、太陽電池ストリングを封止材で封止することにより、太陽電池モジュールとして用いられる。
【０００５】
しかしながら、太陽電池モジュールの使用中に、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合には、他の太陽電池セルで発生する電圧が、影が生じた太陽電池セルに逆バイアス電圧として印加される。この逆バイアス電圧が、影が生じた太陽電池セルのブレークダウン電圧を超えると、影が生じた太陽電池セルが短絡破壊し、太陽電池モジュール全体の出力が低下する。
【０００６】
そこで、逆バイアス電圧による破壊を抑制するために、種々の構造が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００７】
上記特許文献１には、直列に接続された複数の太陽電池セルと、複数のバイパスダイオードとを備えた太陽電池モジュールが開示されている。
【０００８】
この太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの受光面側の電極は、リード線などを用いて、一方側に隣接する太陽電池セルの裏面側の電極に接続されている。また、太陽電池セルの裏面側の電極は、リード線などを用いて、他方側に隣接する太陽電池セルの受光面側の電極に接続されている。このようにして、複数の太陽電池セルが直列に接続されている。
【０００９】
また、この太陽電池モジュールでは、バイパスダイオードが、太陽電池セル毎に、太陽電池セルに並列に外付けされている。このため、この太陽電池モジュールでは、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合に、影が生じた太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、影が生じた太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【００１０】
上記特許文献２には、光電変換用のｐｎ接合と、光電変換用のｐｎ接合に並列に接続されたバイパス用のｐｎ接合とが一体的に形成された太陽電池セルが開示されている。
【００１１】
この太陽電池セルでは、ｐ型シリコン基板の受光面にｎ+型拡散層を形成し、ｐ型シリコン基板とｎ+型拡散層とによって光電変換用のｐｎ接合を構成している。また、ｐ型シリコン基板の裏面の一部の領域に、ｎ型拡散領域を形成するとともに、ｎ型拡散領域の裏面の一部にｐ型拡散層を形成し、ｎ型拡散領域とｐ型拡散層とによってバイパス用のｐｎ接合を構成している。
【００１２】
また、ｐ型シリコン基板の受光面上には、ｎ+型拡散層に電気的に接続される表面電極が形成されており、ｐ型シリコン基板の裏面上には、ｐ型シリコン基板に電気的に接続される裏面電極が形成されている。また、表面電極の一部は、ｐ型シリコン基板の側面を通過するとともに裏面側まで達するように形成されており、ｐ型拡散層に電気的に接続されている。また、ｐ型シリコン基板の側面上などには、表面電極がｐ型シリコン基板やｎ型拡散領域に短絡するのを抑制するために、酸化膜が形成されている。
【００１３】
上記特許文献２では、表面電極の一部を裏面側まで達するように形成しているので、隣接する太陽電池セル同士を、裏面側のみで接続することができる。
【００１４】
また、上記特許文献２では、バイパス用のｐｎ接合を光電変換用のｐｎ接合に並列に接続することによって、上記特許文献１と同様、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合に、影が生じた太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができる。これにより、影が生じた太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−１５２５９６号公報（第１図）
【特許文献２】特開平３−２４７６８号公報（第４頁、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記特許文献１では、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けするので、太陽電池セルと同じ数だけバイパスダイオードを取り付ける必要がある。このため、太陽電池モジュールの製造に時間がかかるとともに、太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの実装密度が低下するという問題点がある。
【００１７】
また、上記特許文献１では、隣接する太陽電池セル同士を電気的に接続して太陽電池モジュールを製造する際に、太陽電池セルの受光面側の電極と裏面側の電極との両方を配線する必要があるので、太陽電池モジュールの構造が複雑になるとともに、製造にさらに時間がかかるという問題点がある。また、隣接する太陽電池セル同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要があるので、太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの実装密度が低下するという問題点がある。
【００１８】
また、上記特許文献２では、ｐ型シリコン基板の側面上などに酸化膜を形成するとともに、表面電極の一部を裏面側まで達するように形成するので、太陽電池セルの製造に時間がかかるという問題点がある。
【００１９】
また、上記特許文献２では、ｐ型シリコン基板とｎ+型拡散層とによって光電変換用のｐｎ接合を構成するとともに、ｎ型拡散領域とｐ型拡散層とによってバイパス用のｐｎ接合を構成している。すなわち、光電変換用のｐｎ接合とバイパス用のｐｎ接合とを別々に形成しているので、太陽電池セルの製造に、さらに時間がかかるという問題点がある。
【００２０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池ストリング、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による太陽電池ストリングは、複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セル同士を電気的に接続する接続部材とを備え、太陽電池セルは、第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、半導体基板の裏面に設けられ、第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを含み、複数の太陽電池セルは、互いに電気的に接続される第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとを含み、接続部材は、第１の太陽電池セルの第２領域と第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続する第１接続部と、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続する第２接続部とを含む。
【００２２】
この第１の局面による太陽電池ストリングでは、第４領域と第１領域とにより、ダイオードを形成することができる。また、上記のように、接続部材を、第１の太陽電池セルの第２領域と第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続する第１接続部と、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続する第２接続部とを含むように構成することによって、第１の太陽電池セルの第２領域と第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続することができるとともに、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続することができる。これらにより、第２の太陽電池セルに並列に、第１の太陽電池セルの上記ダイオードを接続することができ、このダイオードを、バイパスダイオードとして機能させることができる。このため、何らかの原因で第２の太陽電池セルに影が生じた場合に、第２の太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、第２の太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【００２３】
このように、第１の局面による太陽電池ストリングでは、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする必要がなくなるので、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする場合に比べて、太陽電池ストリングの製造時間を短縮することができるとともに、太陽電池ストリングにおける太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制することができる。
【００２４】
また、第１の局面による太陽電池ストリングでは、第１導電型の第１領域と第２導電型の第３領域とにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードが形成される。また、上記のように、第４領域と第１領域とにより、バイパスダイオードが形成される。すなわち、第１領域を、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとに共用することができる。これにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとを別々に形成する場合に比べて、太陽電池セルの製造時間を短縮することができる。
【００２５】
また、第１の局面による太陽電池ストリングでは、上記のように、半導体基板の裏面に、第２領域、第３領域および第４領域を設けることによって、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、構造を簡素化することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【００２６】
また、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、隣接する太陽電池セル同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要がない。これにより、太陽電池セルの実装密度が低下するのをより抑制することができる。
【００２７】
また、半導体基板の裏面に第２領域、第３領域および第４領域を設けることによって、半導体基板の受光面側に電極を設け、その電極の一部を裏面側まで達するように形成する必要がない。これにより、太陽電池セルの製造に時間がかかるのをより抑制することができる。
【００２８】
また、第１の局面による太陽電池ストリングでは、太陽電池セルの受光面に、例えば電極などを設ける必要がないので、太陽電池セルの受光面積が小さくなるのを抑制することができる。これにより、発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００２９】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、接続部材は、絶縁性の基材と、基材の表面上に形成された配線層からなる第１接続部および第２接続部とを含む。このように構成すれば、接続部材を用いて、第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとを容易に電気的に接続することができる。また、上記のような接続部材を用いれば、接続部材上に複数の太陽電池セルを搭載した後、例えばリフロー処理などを行うことにより、複数の太陽電池セルと接続部材とを一度に電気的に接続することができる。これにより、太陽電池ストリングを容易に製造することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【００３０】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、太陽電池セルは、半導体基板の受光面に設けられ、第４領域の受光面側を覆う遮光部を含む。このように構成すれば、第４領域が太陽光に照射されるのを抑制することができる。これにより、第４領域と第１領域とにより形成されるダイオード（パイパスダイオード）が発電することによる電力損失を抑制できるので、太陽電池セルの発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００３１】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、第４領域は、半導体基板の裏面の端部近傍に設けられている。このように構成すれば、接続部材の第１接続部と第２接続部とが交差するのを容易に抑制することができる。すなわち、第１接続部および第２接続部の配線が複雑になるのを抑制することができる。
【００３２】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、太陽電池セルの各々には、第４領域が複数設けられている。このように構成すれば、第４領域と第１領域とにより形成されるダイオード（バイパスダイオード）に電流が流れる際に生じる熱を、分散させることができる。これにより、太陽電池セルが高温になるのを抑制することができるので、太陽電池セルの発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、第３領域と第４領域との間に、第２領域が配置されていてもよい。
【００３４】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、第２領域、第３領域および第４領域上には、それぞれ、第１電極、第２電極および第３電極が設けられている。このように構成すれば、太陽電池セルの第２領域、第３領域および第４領域を、容易に、接続部材に電気的に接続することができる。
【００３５】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、１つの接続部材に対して１つのバイパスダイオードが設けられており、バイパスダイオードは、第１の太陽電池セルに並列に接続されている。このように構成すれば、全ての太陽電池セルの各々に、並列にバイパスダイオード（第４領域と第１領域とにより形成されるダイオードを含む）を接続することができるので、いずれの太陽電池セルに影が生じた場合にも、太陽電池セルが破壊するのを抑制することができる。
【００３６】
この発明の第２の局面による太陽電池モジュールは、上記の構成の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを封止する封止材とを備える。このように構成すれば、太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池モジュールを得ることができる。
【００３７】
この発明の第３の局面による太陽電池セルは、第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、半導体基板の裏面に設けられ、第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを備える。
【００３８】
この第３の局面による太陽電池セルでは、第４領域と第１領域とにより、ダイオードを形成することができる。また、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、複数の太陽電池セルのうちの第１の太陽電池セルの第２領域と複数の太陽電池セルのうちの第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続するとともに、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続すれば、第２の太陽電池セルに並列に、第１の太陽電池セルの上記ダイオードを接続することができ、このダイオードを、バイパスダイオードとして機能させることができる。このため、何らかの原因で第２の太陽電池セルに影が生じた場合に、第２の太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、第２の太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【００３９】
このように、第３の局面による太陽電池セルを用いれば、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする必要がなくなるので、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする場合に比べて、太陽電池ストリングの製造時間を短縮することができるとともに、太陽電池ストリングにおける太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制することができる。
【００４０】
また、第３の局面による太陽電池セルでは、第１導電型の第１領域と第２導電型の第３領域とにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードが形成される。また、上記のように、第４領域と第１領域とにより、バイパスダイオードが形成される。すなわち、第１領域を、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとに共用することができる。これにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとを別々に形成する場合に比べて、太陽電池セルの製造時間を短縮することができる。
【００４１】
また、第３の局面による太陽電池セルでは、上記のように、半導体基板の裏面に、第２領域、第３領域および第４領域を設ける。これにより、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、太陽電池ストリングの構造を簡素化することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【００４２】
また、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、隣接する太陽電池セル同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要がない。これにより、太陽電池セルの実装密度が低下するのをより抑制することができる。
【００４３】
また、半導体基板の裏面に第２領域、第３領域および第４領域を設けることによって、半導体基板の受光面側に電極を設け、その電極の一部を裏面側まで達するように形成する必要がない。これにより、太陽電池セルの製造に時間がかかるのをより抑制することができる。
【００４４】
また、第３の局面による太陽電池セルでは、太陽電池セルの受光面に、例えば電極などを設ける必要がないので、太陽電池セルの受光面積が小さくなるのを抑制することができる。これにより、発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００４５】
上記第３の局面による太陽電池セルにおいて、好ましくは、半導体基板の受光面に設けられ、第４領域の受光面側を覆う遮光部をさらに備える。このように構成すれば、第４領域が太陽光に照射されるのを抑制することができる。これにより、第４領域と第１領域とにより形成されるダイオード（パイパスダイオード）が発電することによる電力損失を抑制できるので、太陽電池セルの発電効率が低下するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００４６】
以上のように、本発明によれば、太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池ストリングおよびそれを備えた太陽電池モジュールを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの構造を示した平面図である。
【図２】図１の１００−１００線に沿った断面図である。
【図３】図１の１５０−１５０線に沿った断面図である。
【図４】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの構造を示した平面図である。
【図５】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの構造を示した底面図である。
【図６】図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図７】図４の２５０−２５０線に沿った断面図である。
【図８】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの配線基板の構造を示した平面図である。
【図９】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの等価回路を示した図である。
【図１０】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの動作を説明するための図である。
【図１１】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの動作を説明するための図である。
【図１２】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１３】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１４】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１５】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１６】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１７】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１８】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１９】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２０】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２１】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２２】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２３】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールの構造を示した断面図である。
【図２４】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４９】
まず、図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１の構造について説明する。なお、理解を容易にするために、平面図や底面図であってもハッチングを施す場合もある。
【００５０】
本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１は、図１〜図３に示すように、複数の太陽電池セル２と、複数の太陽電池セル２を電気的に直列に接続する配線基板３とを備えている。なお、配線基板３は、本発明の「接続部材」の一例である。
【００５１】
太陽電池セル２は、図４〜図７に示すように、半導体基板１０と、半導体基板１０の受光面１０ａ上に設けられた遮光膜１１と、半導体基板１０の裏面１０ｂ上に設けられたｎ電極１２、ｐ電極１３および１４とを含んでいる。なお、遮光膜１１は、本発明の「遮光部」の一例であり、ｎ電極１２は、本発明の「第１電極」の一例である。また、ｐ電極１３は、本発明の「第２電極」の一例であり、ｐ電極１４は、本発明の「第３電極」の一例である。
【００５２】
半導体基板１０は、ｎ型のシリコン基板を用いて形成されているとともに、例えば、約５０μｍ〜約４００μｍの厚みに形成されている。また、半導体基板１０の受光面１０ａには、テクスチャ構造（図示せず）が形成されていることが好ましく、半導体基板１０の受光面１０ａ上には、反射防止膜（図示せず）が配置されていることが好ましい。このように構成すれば、太陽光が半導体基板１０の受光面１０ａで反射するのを抑制することが可能である。
【００５３】
ここで、本実施形態では、半導体基板１０は、ｎ型導電領域１０ｃと、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に設けられ、ｎ型導電領域１０ｃよりも高濃度の不純物を有するｎ+型導電領域１０ｄと、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に設けられたｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆとを含んでいる。そして、ｎ型導電領域１０ｃとｐ型導電領域１０ｅとは、ｐｎ接合されており、ｎ型導電領域１０ｃとｐ型導電領域１０ｅとによって、太陽光に照射されることにより発電するダイオード１０ｇが形成されている。なお、ｎ型導電領域１０ｃ、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよびｐ型導電領域１０ｆは、それぞれ、本発明の「第１領域」、「第２領域」、「第３領域」および「第４領域」の一例である。また、ｎ型およびｎ+型は、本発明の「第１導電型」の一例であり、ｐ型は、本発明の「第２導電型」の一例である。
【００５４】
図５に示すように、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅは、共に櫛形状に形成されている。そして、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅは、それぞれの櫛歯が互いに向かい合うように配置されているとともに、それぞれの櫛歯が噛み合わさって交互になるように配置されている。
【００５５】
また、図５〜図７に示すように、ｎ+型導電領域１０ｄ上に、ｎ+型導電領域１０ｄとオーミック接触するｎ電極１２が形成されている。また、ｐ型導電領域１０ｅ上に、ｐ型導電領域１０ｅとオーミック接触するｐ電極１３が形成されている。これらｎ電極１２およびｐ電極１３も、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅと同様、共に櫛形状に形成されている。また、ｎ電極１２およびｐ電極１３も、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅと同様、それぞれの櫛歯が互いに向かい合うように配置されているとともに、それぞれの櫛歯が噛み合わさって交互になるように配置されている。
【００５６】
また、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅ、ｎ電極１２およびｐ電極１３は、それぞれの櫛歯がＡ方向（複数の太陽電池セル２（図１参照）が配置される方向）に延びるように配置されている。
【００５７】
ｐ型導電領域１０ｆは、半導体基板１０の裏面１０ｂのＡ方向の一方側（Ａ１方向）の端部近傍で、かつ、Ｂ方向（Ａ方向と直交する方向）の両端部近傍に１つずつ設けられている。すなわち、ｐ型導電領域１０ｆは、半導体基板１０の裏面１０ｂのＡ１方向のコーナー部近傍に２つ設けられている。また、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとは、ｐｎ接合されており、後述するように、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとによって、バイパスダイオード１０ｈが形成されている。
【００５８】
また、ｐ型導電領域１０ｆ上に、ｐ型導電領域１０ｆとオーミック接触するｐ電極１４が形成されている。
【００５９】
遮光膜１１は、約３００ｎｍ以上約１２００ｎｍ以下の波長の光を透過しない材料を用いて形成されている。例えば、遮光膜１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテートなどの絶縁性基材や、銀、銅またはアルミニウムなどの金属膜などを用いて形成することが可能であるが、遮光膜１１の材料は、遮光性を有していれば上記のものに限定されない。
【００６０】
また、遮光膜１１は、半導体基板１０の受光面１０ａ上のＡ方向の一方側（Ａ１方向）の端部で、かつ、Ｂ方向の両端部に１つずつ設けられている。すなわち、遮光膜１１は、半導体基板１０の受光面１０ａ上のＡ１方向のコーナー部に２つ設けられている。
【００６１】
また、本実施形態では、遮光膜１１は、平面的に見てｐ型導電領域１０ｆよりも大きい面積を有しているとともに、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うように配置されている。具体的には、遮光膜１１は、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うとともに、ｎ型導電領域１０ｃのうちのｐ型導電領域１０ｆの近傍に配置された部分の受光面１０ａ側を覆い、かつ、ｎ+型導電領域１０ｄのうちのｐ型導電領域１０ｆの近傍に配置された部分の受光面１０ａ側を覆うように配置されている。これにより、遮光膜１１で覆われた部分は太陽光に照射されることがないので、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとによって、発電に寄与しないダイオード（バイパスダイオード１０ｈ）が形成されている。
【００６２】
配線基板３は、図１〜図３に示したように、例えば３つの太陽電池セル２が搭載されるように形成されている。なお、本実施形態では、配線基板３に３つの太陽電池セル２が搭載される場合について説明するが、配線基板３に、２つまたは４つ以上の太陽電池セル２を搭載してもよい。
【００６３】
また、配線基板３は、図２および図８に示すように、Ａ方向に延びるように形成されている。また、配線基板３は、一定の厚みに形成された絶縁性の基材２０と、基材２０の一方面２０ａ上に形成された金属配線層からなる電極部２１、２２、２３および２４とによって形成されている。これら電極部２１、２２、２３および２４は、基材２０の一方面２０ａ上に形成された金属配線層を、例えばエッチングなどによりパターニングすることによって形成されている。このため、電極部２１、２２、２３および２４の上面は、同じ高さに形成されている。なお、一方面２０ａは、本発明の「表面」の一例である。
【００６４】
基材２０は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテートなどの絶縁性基材を用いて形成することが可能であるが、基材２０の材料は、絶縁性を有していれば上記のものに限定されない。
【００６５】
電極部２１、２２、２３および２４は、例えば、銀、銅またはアルミニウムなどの金属により形成することが可能であるが、電極部２１、２２、２３および２４の材質は、導電性を有していれば上記のものに限定されない。
【００６６】
また、図５および図８に示すように、電極部２１、２２、２３および２４は、太陽電池セル２のｎ電極１２、ｐ電極１３および１４に対応した形状に形成されている。
【００６７】
具体的には、電極部２１は、太陽電池セル２のｐ電極１３に対応する櫛形状の部分２１ａと、基材２０のＡ方向の他方側（Ａ２方向側）の端部近傍に設けられた外部接続用の端子部２１ｂとを含んでいる。電極部２２は、太陽電池セル２のｎ電極１２に対応する櫛形状の部分２２ａと、ｐ電極１３に対応する櫛形状の部分２２ｂとを含んでいる。電極部２３は、ｐ電極１４に対応する部分２３ａと、ｎ電極１２に対応する櫛形状の部分２３ｂと、ｐ電極１３に対応する櫛形状の部分２３ｃとを含んでいる。電極部２４は、ｐ電極１４に対応する部分２４ａと、ｎ電極１２に対応する櫛形状の部分２４ｂと、基材２０のＡ１方向の端部近傍に設けられた外部接続用の端子部２４ｃとを含んでいる。
【００６８】
そして、図２および図３に示すように、３つの太陽電池セル２のうちの最もＡ２方向側に配置される太陽電池セル２ａのｎ電極１２、ｐ電極１３および１４は、それぞれ、電極部２２の部分２２ａ、電極部２１の部分２１ａおよび電極部２３の部分２３ａに電気的に接続されている。
【００６９】
また、３つの太陽電池セル２のうちの中央に配置される太陽電池セル２ｂのｎ電極１２、ｐ電極１３および１４は、それぞれ、電極部２３の部分２３ｂ、電極部２２の部分２２ｂおよび電極部２４の部分２４ａに電気的に接続されている。
【００７０】
また、３つの太陽電池セル２のうちの最もＡ１方向側に配置される太陽電池セル２ｃのｎ電極１２およびｐ電極１３は、それぞれ、電極部２４の部分２４ｂ、電極部２３の部分２３ｃに電気的に接続されている。なお、本実施形態では、太陽電池セル２ｃのｐ電極１４は、配線基板３には電気的に接続されていない。
【００７１】
３つの太陽電池セル２ａ、２ｂおよび２ｃを配線基板３に上記のように電気的に接続することによって、太陽電池セル２ａのｎ+型導電領域１０ｄと太陽電池セル２ｂのｐ型導電領域１０ｅとが、電極部２２を介して電気的に接続されているとともに、太陽電池セル２ａのｐ型導電領域１０ｆと太陽電池セル２ｂのｎ+型導電領域１０ｄとが、電極部２３を介して電気的に接続されている。この場合、太陽電池セル２ａは、本発明の「第１の太陽電池セル」となり、太陽電池セル２ｂは、本発明の「第２の太陽電池セル」となる。また、電極部２２は、本発明の「第１接続部」となり、電極部２３は、本発明の「第２接続部」となる。
【００７２】
そして、図９に示すように、太陽電池セル２ａのバイパスダイオード１０ｈが、太陽電池セル２ｂに並列に接続されている。なお、図９において、一点鎖線で囲われた領域は、太陽光が照射されない領域を示している。
【００７３】
同様に、図２および図３に示すように、太陽電池セル２ｂのｎ+型導電領域１０ｄと太陽電池セル２ｃのｐ型導電領域１０ｅとが、電極部２３を介して電気的に接続されているとともに、太陽電池セル２ｂのｐ型導電領域１０ｆと太陽電池セル２ｃのｎ+型導電領域１０ｄとが、電極部２４を介して電気的に接続されている。この場合、太陽電池セル２ｂは、本発明の「第１の太陽電池セル」となり、太陽電池セル２ｃは、本発明の「第２の太陽電池セル」となる。また、電極部２３は、本発明の「第１接続部」となり、電極部２４は、本発明の「第２接続部」となる。
【００７４】
そして、図９に示すように、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈが、太陽電池セル２ｃに並列に接続されている。
【００７５】
また、本実施形態では、配線基板３には、太陽電池セル２ａに並列になるように、外付けのバイパスダイオード３０が接続されている。なお、外付けのバイパスダイオード３０は、本発明の「バイパスダイオード」の一例である。また、図１〜図３では、外付けのバイパスダイオード３０は省略している。
【００７６】
また、本実施形態では、外付けのバイパスダイオード３０は、１つの配線基板３に対して１つだけ設けられている。また、バイパスダイオード３０のｐｎ接合部は、発電しないように遮光されている。
【００７７】
また、太陽電池セル２と配線基板３との電気的な接続は、半田などの導電性接着層（図示せず）を用いて行ってもよいし、後述するように、太陽電池モジュール１０１に製造する際に、封止材１０２および１０４などを用いて太陽電池セル２および配線基板３を上下方向から挟み込むように加圧することにより行ってもよい。いずれの場合にも、配線基板３上に複数の太陽電池セル２を搭載した後、例えばリフロー処理や封止材１０２および１０４を用いた加圧処理を行うことにより、複数の太陽電池セル２と配線基板３を一度に電気的に接続することが可能である。これにより、太陽電池ストリング１の製造時間を短縮することが可能である。
【００７８】
なお、配線基板３に、太陽電池セル２を２つだけ搭載する場合、配線基板３には、電極部２３を設けず、電極部２１、２２および２４のみを設ければよい。また、配線基板３に、太陽電池セル２を４つ以上搭載する場合、配線基板３には、太陽電池セル２が増えた分だけ、電極部２２と電極部２４との間に電極部２３を追加すればよい。
【００７９】
次に、図１０および図１１を参照して、太陽電池ストリング１の動作について説明する。なお、図１０および図１１において、一点鎖線で囲われた領域は、太陽光が照射されない領域を示している。
【００８０】
図１０に示すように、太陽電池ストリング１の使用中に、いずれの太陽電池セル２にも影が生じない場合、全ての太陽電池セル２のダイオード１０ｇに電流（Ｉ）が流れる。このとき、バイパスダイオード１０ｈおよび外付けのバイパスダイオード３０には、電流（Ｉ）は流れない。
【００８１】
その一方、図１１に示すように、例えば太陽電池セル２ｃに影が生じた場合、太陽電池セル２ａおよび２ｂが発電することにより、太陽電池セル２ｃに逆バイアス電圧が印加される。そして、太陽電池セル２ｃのダイオード１０ｇのｎ側（ｎ+型導電領域１０ｄ）が正電位なるとともにｐ側（ｐ型導電領域１０ｅ）が負電位になり、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈのｎ側（ｎ+型導電領域１０ｄ）が負電位なるとともにｐ側（ｐ型導電領域１０ｆ）が正電位になる。
【００８２】
このため、太陽電池セル２ｃのダイオード１０ｇには電流（Ｉ）が流れず、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈに電流（Ｉ）が流れる。すなわち、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈおよびダイオード１０ｇと、太陽電池セル２ａのダイオード１０ｇとに、電流（Ｉ）が流れる。なお、このとき、太陽電池セル２ａのバイパスダイオード１０ｈと、外付けのバイパスダイオード３０とには、電流（Ｉ）は流れない。
【００８３】
このようにして、影が生じた太陽電池セル２ｃに電流が流れないように、電流がバイパスされ、逆バイアス電圧の上昇が抑制される。
【００８４】
次に、図６、図７および図１２〜図２２を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池セル２の製造プロセスについて説明する。なお、図１３、図１５、図１７、図１９および図２１は、図４の２００−２００線に沿った断面に対応しており、図１４、図１６、図１８、図２０および図２２は、図４の２５０−２５０線に沿った断面に対応している。
【００８５】
まず、図１２に示すように、例えば、約５０μｍ〜約４００μｍの厚みに形成された、ｎ型のシリコン基板からなる半導体基板１０を準備する。なお、半導体基板１０の厚みおよび材質は、上記のものに限定されない。
【００８６】
そして、半導体基板１０の少なくとも裏面１０ｂの全面上に、３００ｎｍ程度の厚みを有するＳｉＯ2膜などからなる拡散防止マスク５０を形成する。このとき、半導体基板１０の受光面１０ａ上にも拡散防止マスク５０が形成されてもよい。なお、拡散防止マスク５０は、例えば熱酸化法などにより、半導体基板１０の受光面１０ａおよび裏面１０ｂに形成してもよい。
【００８７】
その後、図１３および図１４に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、拡散防止マスク５０の裏面上のうち、ｎ+型導電領域１０ｄ（図６および図７参照）が形成される予定の領域以外の領域下の部分に、フォトレジスト５１を形成する。
【００８８】
そして、フォトレジスト５１をマスクとしてエッチングを行うことにより、拡散防止マスク５０の所定領域を除去する。これにより、半導体基板１０のｎ+型導電領域１０ｄが形成される予定の領域の裏面１０ｂが露出する。その後、図１５および図１６に示すように、フォトレジスト５１を除去した後、ｎ型不純物である、例えばリンを含有するＰＯＣｌ3（オキシ塩化リン）を拡散源として、約７７０度の温度で３０分程度気相拡散処理を行うことによって、半導体基板１０の裏面１０ｂ側の所定の領域に、ｎ+型導電領域１０ｄを形成する。
【００８９】
次に、フッ化水素酸水溶液を用いて拡散防止マスク５０を除去した後、図１７および図１８に示すように、半導体基板１０の少なくとも裏面１０ｂの全面上に、４００ｎｍ程度の厚みを有するＳｉＯ2膜などからなる拡散防止マスク５２を形成する。このとき、半導体基板１０の受光面１０ａ上にも拡散防止マスク５２が形成されてもよい。なお、拡散防止マスク５２は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、形成してもよい。
【００９０】
この拡散防止マスク５２は、ｎ+型導電領域１０ｄを保護する機能と、後述するｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆの形成時において、ｐ型不純物が半導体基板１０の所定領域以外の領域に拡散するのを防止する機能とを有する。
【００９１】
そして、図１９および図２０に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、拡散防止マスク５２の裏面上のうち、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆ（図６および図７参照）が形成される予定の領域以外の領域下の部分上に、フォトレジスト５３を形成する。
【００９２】
その後、フォトレジスト５３をマスクとしてエッチングを行うことにより、拡散防止マスク５２の所定領域を除去する。これにより、半導体基板１０のｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆが形成される予定の領域の裏面１０ｂが露出する。そして、図２１および図２２に示すように、フォトレジスト５３を除去した後、ｐ型不純物である、例えばＢ（ボロン）を含有するＢＢｒ3（三臭化ホウ素）を拡散源として、約９７０度の温度で５０分程度気相拡散処理を行うことによって、半導体基板１０の裏面１０ｂ側の所定の領域に、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを形成する。
【００９３】
その後、拡散防止マスク５２を除去した後、図６および図７に示すように、半導体基板１０のｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆの裏面１０ｂ上に、ｎ電極１２、ｐ電極１３および１４をそれぞれ形成する。なお、ｎ電極１２、ｐ電極１３および１４は、例えば、フォトリソグラフィ技術や真空蒸着法などを用いて形成することが可能である。
【００９４】
次に、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うように、半導体基板１０の受光面１０ａ上に、遮光膜１１を形成する。
【００９５】
なお、半導体基板１０の受光面１０ａには、例えば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液を用いたエッチングプロセスにより、テクスチャ構造（図示せず）を形成することが好ましい。また、テクスチャ構造を形成した後、半導体基板１０の受光面１０ａ上に、反射防止膜（図示せず）を形成することが好ましい。
【００９６】
次に、図２３を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１を備えた太陽電池モジュール１０１の構造について説明する。
【００９７】
本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１を備えた太陽電池モジュール１０１は、図２３に示すように、太陽電池ストリング１と、太陽電池ストリング１の受光面側を覆う封止材１０２および透明基板１０３と、太陽電池ストリング１の裏面側を覆う封止材１０４および裏面フィルム１０５と、これらの外周部を固定する枠体１０６とを備えている。なお、太陽電池モジュール１０１には、発生した電流を外部に取り出すための端子ボックス（図示せず）が取り付けられている。
【００９８】
封止材１０２は、例えば太陽光に対して透明な樹脂などを用いて形成されている。例えば、封止材１０２は、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも１つの透明樹脂を用いることが可能である。なお、封止材１０２の材料は、太陽光に対して透明であれば上記のものに限定されない。
【００９９】
透明基板１０３は、例えば太陽光に対して透明なガラス基板などを用いて形成することが可能であるが、透明基板１０３の材質は、太陽光に対して透明であれば特に限定されない。
【０１００】
封止材１０４は、封止材１０２と同じ樹脂を用いて形成してもよい。また、封止材１０４は、封止材１０２と異なり、例えば太陽光に対して透明ではない樹脂などを用いて形成してもよい。なお、図２３では、封止材１０２と封止材１０４とは互いに接していないが、封止材１０２と封止材１０４とが互いに接着することにより一体的に形成されていてもよい。
【０１０１】
裏面フィルム１０５は、例えば従来から用いられている耐候性フィルムからなるシート材などを用いることが可能である。耐候性フィルムからなるシート材としては、絶縁性フィルムの間に金属フィルムを挟み込んだものを用いることが好ましい。なお、絶縁性フィルムおよび金属フィルムとしては、従来から公知であるものを用いることが可能である。例えば、絶縁性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどを用いることが可能である。また、金属フィルムとして、アルミニウムなどの金属フィルムを用いれば、例えば、水分や酸素などが封止材１０４側に透過するのを十分に抑制することが可能であり、太陽電池モジュール１０１の長期信頼性を十分に確保することが可能である。
【０１０２】
枠体１０６は、例えばアルミニウムなどにより形成されている。
【０１０３】
次に、図２３および図２４を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール１０１の製造プロセスについて説明する。
【０１０４】
まず、図２４に示すように、太陽電池ストリング１を、封止材１０２と封止材１０４との間に配置する。そして、封止材１０２、太陽電池ストリング１および封止材１０４を、透明基板１０３と裏面フィルム１０５との間に配置する。
【０１０５】
その後、透明基板１０３および裏面フィルム１０５を上下方向から加圧しながら、封止材１０２および１０４を加熱し硬化させる。これにより、透明基板１０３から裏面フィルム１０５までが一体化される。
【０１０６】
なお、太陽電池ストリング１を封止材１０２と封止材１０４との間に配置した状態で、太陽電池セル２と配線基板３とを、半田などの導電性接着層により予め固定していてもよいし、固定していなくてもよい。
【０１０７】
太陽電池セル２と配線基板３とを導電性接着層により予め固定していない場合であっても、封止材１０２および１０４を硬化させた状態では、封止材１０２および１０４の硬化による圧力により、太陽電池セル２と配線基板３とは電気的に接続される。このように、太陽電池セル２と配線基板３とを、半田などの導電性接着層を用いずに電気的に接続すれば、使用する材料の数を削減することが可能であるとともに、製造工程を簡略化することが可能である。
【０１０８】
そして、図２３に示すように、一体化した透明基板１０３から裏面フィルム１０５までの外周部を、枠体１０６に嵌め込むことにより、太陽電池モジュール１０１が作製される。
【０１０９】
本実施形態では、上記のように、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆う遮光膜１１を設けることによって、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとにより、発電に寄与しないダイオード（バイパスダイオード１０ｈ）を形成することができる。また、太陽電池セル２ａのバイパスダイオード１０ｈを、太陽電池セル２ｂに並列に接続するとともに、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈを、太陽電池セル２ｃに並列に接続することによって、何らかの原因で太陽電池セル２ｂや太陽電池セル２ｃに影が生じた場合に、太陽電池セル２ｂや太陽電池セル２ｃに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、太陽電池セル２ｂや太陽電池セル２ｃが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【０１１０】
このように、本実施形態では、太陽電池セル２毎にバイパスダイオード３０を外付けする必要がなくなるので、太陽電池セル２毎にバイパスダイオード３０を外付けする場合に比べて、太陽電池ストリング１の製造時間を短縮することができるとともに、太陽電池ストリング１における太陽電池セル２の実装密度が低下するのを抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、上記のように、ｎ型導電領域１０ｃとｐ型導電領域１０ｅとにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオード１０ｇを形成している。また、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとにより、バイパスダイオード１０ｈを形成している。すなわち、ｎ型導電領域１０ｃを、ダイオード１０ｇとバイパスダイオード１０ｈとに共用している。これにより、ダイオード１０ｇとバイパスダイオード１０ｈとを別々に形成する場合に比べて、太陽電池セル２の製造時間を短縮することができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、上記のように、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを設けることによって、半導体基板１０の裏面１０ｂ側のみで配線することができるので、太陽電池ストリング１の構造を簡素化することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【０１１３】
また、半導体基板１０の裏面１０ｂ側のみで配線することができるので、隣接する太陽電池セル２同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要がない。これにより、太陽電池セル２の実装密度が低下するのをより抑制することができる。
【０１１４】
また、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを設けることによって、半導体基板１０の受光面１０ａ側に電極を設け、その電極の一部を裏面側まで達するように形成する必要がない。これにより、太陽電池セル２の製造に時間がかかるのをより抑制することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池セル２の受光面１０ａ上に、遮光膜１１以外のもの（例えば電極など）を設ける必要がないので、太陽電池セル２の受光面積が小さくなるのを抑制することができる。これにより、発電効率が低下するのを抑制することができる。
【０１１６】
また、本実施形態では、上記のように、ｐ型導電領域１０ｆを、半導体基板１０の裏面１０ｂの端部近傍に設けることによって、配線基板３の、例えば、電極部２２と電極部２３とが交差するのを容易に抑制することができる。すなわち、例えば、配線基板３の配線が複雑になるのを抑制することができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池セル２の各々に、ｐ型導電領域１０ｆを複数（２つ）設けることによって、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとにより形成されるダイオード（バイパスダイオード１０ｈ）に電流が流れる際に生じる熱を、分散させることができる。これにより、太陽電池セル２が高温になるのを抑制することができるので、太陽電池セル２の発電効率が低下するのを抑制することができる。
【０１１８】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池セル２ａに並列に、バイパスダイオード３０を接続することによって、全ての太陽電池セル２に並列に、バイパスダイオード３０または１０ｈを接続することができるので、いずれの太陽電池セル２に影が生じた場合にも、太陽電池セル２が破壊するのを抑制することができる。
【０１１９】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１２０】
例えば、上記実施形態では、第１導電型をｎ型またはｎ+型とし、第２導電型をｐ型とした例について示したが、本発明はこれに限らず、第１導電型をｐ型またはｐ+型とし、第２導電型をｎ型としてもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態では、複数の太陽電池セルを直列に接続することにより太陽電池ストリングを構成する場合について示したが、本発明はこれに限らず、複数の太陽電池セルを直列および並列に接続することにより太陽電池ストリングを構成してもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態では、シリコン基板からなる半導体基板を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよい。
【０１２３】
また、上記実施形態では、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うように遮光膜１１を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側に遮光膜１１を設けなくてもよい。
【０１２４】
また、上記実施形態では、配線基板を用いて太陽電池セル同士を電気的に接続した例について示したが、本発明はこれに限らず、配線基板以外の接続部材を用いて、太陽電池セル同士を電気的に接続してもよい。
【０１２５】
また、上記実施形態では、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを、気相拡散処理を行うことにより形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを、塗布拡散法を行うことにより形成してもよいし、不純物イオンをイオン注入することにより形成してもよい。また、例えばＣＶＤ法などを用いて、半導体基板に不純物層を積層することにより形成してもよい。
【０１２６】
また、上記実施形態では、ｎ型不純物として、リンを含有するＰＯＣｌ3を用いるとともに、ｐ型不純物として、Ｂを含有するＢＢｒ3を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ型不純物およびｐ型不純物として、ＰＯＣｌ3やＢＢｒ3以外の不純物を用いてもよい。
【０１２７】
また、上記実施形態では、例えば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液を用いて、半導体基板の受光面にテクスチャ構造を形成する例について示したが、本発明はこれに限らず、酸性水溶液や、反応性プラズマなどを用いて、半導体基板の受光面にテクスチャ構造を形成してもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態では、太陽電池モジュールに枠体を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、太陽電池モジュールに枠体を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 太陽電池ストリング
２ 太陽電池セル
２ａ 太陽電池セル（第１の太陽電池セル）
２ｂ 太陽電池セル（第１の太陽電池セル、第２の太陽電池セル）
２ｃ 太陽電池セル（第２の太陽電池セル）
３ 配線基板（接続部材）
１０ 半導体基板
１０ａ 受光面
１０ｂ 裏面
１０ｃ ｎ型導電領域（第１領域）
１０ｄ ｎ+型導電領域（第２領域）
１０ｅ ｐ型導電領域（第３領域）
１０ｆ ｐ型導電領域（第４領域）
１１ 遮光膜（遮光部）
１２ ｎ電極（第１電極）
１３ ｐ電極（第２電極）
１４ ｐ電極（第３電極）
２０ 基材
２０ａ 一方面（表面）
２２ 電極部（第１接続部）
２３ 電極部（第１接続部、第２接続部）
２４ 電極部（第２接続部）
３０ バイパスダイオード
１０１ 太陽電池モジュール
１０２ 封止材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池ストリング、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから、環境負荷の小さなクリーンなエネルギー源として注目が高まっている。
【０００３】
太陽電池に用いられる材料としては、化合物半導体材料や有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在はシリコン結晶を用いたものが主流となっている。
【０００４】
太陽電池は、通常、太陽電池セル単体で使用されることは少なく、所定の出力が得られるように、複数の太陽電池セルが直列や並列に接続され、太陽電池ストリングが形成される。そして、太陽電池ストリングを封止材で封止することにより、太陽電池モジュールとして用いられる。
【０００５】
しかしながら、太陽電池モジュールの使用中に、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合には、他の太陽電池セルで発生する電圧が、影が生じた太陽電池セルに逆バイアス電圧として印加される。この逆バイアス電圧が、影が生じた太陽電池セルのブレークダウン電圧を超えると、影が生じた太陽電池セルが短絡破壊し、太陽電池モジュール全体の出力が低下する。
【０００６】
そこで、逆バイアス電圧による破壊を抑制するために、種々の構造が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００７】
上記特許文献１には、直列に接続された複数の太陽電池セルと、複数のバイパスダイオードとを備えた太陽電池モジュールが開示されている。
【０００８】
この太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの受光面側の電極は、リード線などを用いて、一方側に隣接する太陽電池セルの裏面側の電極に接続されている。また、太陽電池セルの裏面側の電極は、リード線などを用いて、他方側に隣接する太陽電池セルの受光面側の電極に接続されている。このようにして、複数の太陽電池セルが直列に接続されている。
【０００９】
また、この太陽電池モジュールでは、バイパスダイオードが、太陽電池セル毎に、太陽電池セルに並列に外付けされている。このため、この太陽電池モジュールでは、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合に、影が生じた太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、影が生じた太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【００１０】
上記特許文献２には、光電変換用のｐｎ接合と、光電変換用のｐｎ接合に並列に接続されたバイパス用のｐｎ接合とが一体的に形成された太陽電池セルが開示されている。
【００１１】
この太陽電池セルでは、ｐ型シリコン基板の受光面にｎ+型拡散層を形成し、ｐ型シリコン基板とｎ+型拡散層とによって光電変換用のｐｎ接合を構成している。また、ｐ型シリコン基板の裏面の一部の領域に、ｎ型拡散領域を形成するとともに、ｎ型拡散領域の裏面の一部にｐ型拡散層を形成し、ｎ型拡散領域とｐ型拡散層とによってバイパス用のｐｎ接合を構成している。
【００１２】
また、ｐ型シリコン基板の受光面上には、ｎ+型拡散層に電気的に接続される表面電極が形成されており、ｐ型シリコン基板の裏面上には、ｐ型シリコン基板に電気的に接続される裏面電極が形成されている。また、表面電極の一部は、ｐ型シリコン基板の側面を通過するとともに裏面側まで達するように形成されており、ｐ型拡散層に電気的に接続されている。また、ｐ型シリコン基板の側面上などには、表面電極がｐ型シリコン基板やｎ型拡散領域に短絡するのを抑制するために、酸化膜が形成されている。
【００１３】
上記特許文献２では、表面電極の一部を裏面側まで達するように形成しているので、隣接する太陽電池セル同士を、裏面側のみで接続することができる。
【００１４】
また、上記特許文献２では、バイパス用のｐｎ接合を光電変換用のｐｎ接合に並列に接続することによって、上記特許文献１と同様、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合に、影が生じた太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができる。これにより、影が生じた太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−１５２５９６号公報（第１図）
【特許文献２】特開平３−２４７６８号公報（第４頁、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記特許文献１では、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けするので、太陽電池セルと同じ数だけバイパスダイオードを取り付ける必要がある。このため、太陽電池モジュールの製造に時間がかかるとともに、太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの実装密度が低下するという問題点がある。
【００１７】
また、上記特許文献１では、隣接する太陽電池セル同士を電気的に接続して太陽電池モジュールを製造する際に、太陽電池セルの受光面側の電極と裏面側の電極との両方を配線する必要があるので、太陽電池モジュールの構造が複雑になるとともに、製造にさらに時間がかかるという問題点がある。また、隣接する太陽電池セル同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要があるので、太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの実装密度が低下するという問題点がある。
【００１８】
また、上記特許文献２では、ｐ型シリコン基板の側面上などに酸化膜を形成するとともに、表面電極の一部を裏面側まで達するように形成するので、太陽電池セルの製造に時間がかかるという問題点がある。
【００１９】
また、上記特許文献２では、ｐ型シリコン基板とｎ+型拡散層とによって光電変換用のｐｎ接合を構成するとともに、ｎ型拡散領域とｐ型拡散層とによってバイパス用のｐｎ接合を構成している。すなわち、光電変換用のｐｎ接合とバイパス用のｐｎ接合とを別々に形成しているので、太陽電池セルの製造に、さらに時間がかかるという問題点がある。
【００２０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池ストリング、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による太陽電池ストリングは、複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セル同士を電気的に接続する接続部材とを備え、太陽電池セルは、第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、半導体基板の裏面に設けられ、第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを含み、複数の太陽電池セルは、互いに電気的に接続される第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとを含み、接続部材は、第１の太陽電池セルの第２領域と第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続する第１接続部と、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続する第２接続部とを含む。
【００２２】
この第１の局面による太陽電池ストリングでは、第４領域と第１領域とにより、ダイオードを形成することができる。また、上記のように、接続部材を、第１の太陽電池セルの第２領域と第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続する第１接続部と、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続する第２接続部とを含むように構成することによって、第１の太陽電池セルの第２領域と第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続することができるとともに、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続することができる。これらにより、第２の太陽電池セルに並列に、第１の太陽電池セルの上記ダイオードを接続することができ、このダイオードを、バイパスダイオードとして機能させることができる。このため、何らかの原因で第２の太陽電池セルに影が生じた場合に、第２の太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、第２の太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【００２３】
このように、第１の局面による太陽電池ストリングでは、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする必要がなくなるので、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする場合に比べて、太陽電池ストリングの製造時間を短縮することができるとともに、太陽電池ストリングにおける太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制することができる。
【００２４】
また、第１の局面による太陽電池ストリングでは、第１導電型の第１領域と第２導電型の第３領域とにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードが形成される。また、上記のように、第４領域と第１領域とにより、バイパスダイオードが形成される。すなわち、第１領域を、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとに共用することができる。これにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとを別々に形成する場合に比べて、太陽電池セルの製造時間を短縮することができる。
【００２５】
また、第１の局面による太陽電池ストリングでは、上記のように、半導体基板の裏面に、第２領域、第３領域および第４領域を設けることによって、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、構造を簡素化することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【００２６】
また、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、隣接する太陽電池セル同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要がない。これにより、太陽電池セルの実装密度が低下するのをより抑制することができる。
【００２７】
また、半導体基板の裏面に第２領域、第３領域および第４領域を設けることによって、半導体基板の受光面側に電極を設け、その電極の一部を裏面側まで達するように形成する必要がない。これにより、太陽電池セルの製造に時間がかかるのをより抑制することができる。
【００２８】
また、第１の局面による太陽電池ストリングでは、太陽電池セルの受光面に、例えば電極などを設ける必要がないので、太陽電池セルの受光面積が小さくなるのを抑制することができる。これにより、発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００２９】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、接続部材は、絶縁性の基材と、基材の表面上に形成された配線層からなる第１接続部および第２接続部とを含む。このように構成すれば、接続部材を用いて、第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとを容易に電気的に接続することができる。また、上記のような接続部材を用いれば、接続部材上に複数の太陽電池セルを搭載した後、例えばリフロー処理などを行うことにより、複数の太陽電池セルと接続部材とを一度に電気的に接続することができる。これにより、太陽電池ストリングを容易に製造することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【００３０】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、太陽電池セルは、半導体基板の受光面に設けられ、第４領域の受光面側を覆う遮光部を含む。このように構成すれば、第４領域が太陽光に照射されるのを抑制することができる。これにより、第４領域と第１領域とにより形成されるダイオード（パイパスダイオード）が発電することによる電力損失を抑制できるので、太陽電池セルの発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００３１】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、第４領域は、半導体基板の裏面の端部近傍に設けられている。このように構成すれば、接続部材の第１接続部と第２接続部とが交差するのを容易に抑制することができる。すなわち、第１接続部および第２接続部の配線が複雑になるのを抑制することができる。
【００３２】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、太陽電池セルの各々には、第４領域が複数設けられている。このように構成すれば、第４領域と第１領域とにより形成されるダイオード（バイパスダイオード）に電流が流れる際に生じる熱を、分散させることができる。これにより、太陽電池セルが高温になるのを抑制することができるので、太陽電池セルの発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、第３領域と第４領域との間に、第２領域が配置されていてもよい。
【００３４】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、第２領域、第３領域および第４領域上には、それぞれ、第１電極、第２電極および第３電極が設けられている。このように構成すれば、太陽電池セルの第２領域、第３領域および第４領域を、容易に、接続部材に電気的に接続することができる。
【００３５】
上記第１の局面による太陽電池ストリングにおいて、好ましくは、１つの接続部材に対して１つのバイパスダイオードが設けられており、バイパスダイオードは、第１の太陽電池セルに並列に接続されている。このように構成すれば、全ての太陽電池セルの各々に、並列にバイパスダイオード（第４領域と第１領域とにより形成されるダイオードを含む）を接続することができるので、いずれの太陽電池セルに影が生じた場合にも、太陽電池セルが破壊するのを抑制することができる。
【００３６】
この発明の第２の局面による太陽電池モジュールは、上記の構成の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを封止する封止材とを備える。このように構成すれば、太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池モジュールを得ることができる。
【００３７】
この発明の第３の局面による太陽電池セルは、第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、半導体基板の裏面に設けられ、第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを備える。
【００３８】
この第３の局面による太陽電池セルでは、第４領域と第１領域とにより、ダイオードを形成することができる。また、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、複数の太陽電池セルのうちの第１の太陽電池セルの第２領域と複数の太陽電池セルのうちの第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続するとともに、第１の太陽電池セルの第４領域と第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続すれば、第２の太陽電池セルに並列に、第１の太陽電池セルの上記ダイオードを接続することができ、このダイオードを、バイパスダイオードとして機能させることができる。このため、何らかの原因で第２の太陽電池セルに影が生じた場合に、第２の太陽電池セルに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、第２の太陽電池セルが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【００３９】
このように、第３の局面による太陽電池セルを用いれば、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする必要がなくなるので、太陽電池セル毎にバイパスダイオードを外付けする場合に比べて、太陽電池ストリングの製造時間を短縮することができるとともに、太陽電池ストリングにおける太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制することができる。
【００４０】
また、第３の局面による太陽電池セルでは、第１導電型の第１領域と第２導電型の第３領域とにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードが形成される。また、上記のように、第４領域と第１領域とにより、バイパスダイオードが形成される。すなわち、第１領域を、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとに共用することができる。これにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオードと、バイパスダイオードとを別々に形成する場合に比べて、太陽電池セルの製造時間を短縮することができる。
【００４１】
また、第３の局面による太陽電池セルでは、上記のように、半導体基板の裏面に、第２領域、第３領域および第４領域を設ける。これにより、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、太陽電池ストリングの構造を簡素化することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【００４２】
また、複数の太陽電池セルにより太陽電池ストリングを構成する場合に、半導体基板の裏面側のみで配線することができるので、隣接する太陽電池セル同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要がない。これにより、太陽電池セルの実装密度が低下するのをより抑制することができる。
【００４３】
また、半導体基板の裏面に第２領域、第３領域および第４領域を設けることによって、半導体基板の受光面側に電極を設け、その電極の一部を裏面側まで達するように形成する必要がない。これにより、太陽電池セルの製造に時間がかかるのをより抑制することができる。
【００４４】
また、第３の局面による太陽電池セルでは、太陽電池セルの受光面に、例えば電極などを設ける必要がないので、太陽電池セルの受光面積が小さくなるのを抑制することができる。これにより、発電効率が低下するのを抑制することができる。
【００４５】
上記第３の局面による太陽電池セルにおいて、好ましくは、半導体基板の受光面に設けられ、第４領域の受光面側を覆う遮光部をさらに備える。このように構成すれば、第４領域が太陽光に照射されるのを抑制することができる。これにより、第４領域と第１領域とにより形成されるダイオード（パイパスダイオード）が発電することによる電力損失を抑制できるので、太陽電池セルの発電効率が低下するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００４６】
以上のように、本発明によれば、太陽電池セルの実装密度が低下するのを抑制し、かつ、製造時間を短縮しながら、太陽電池セルの破壊を抑制することが可能な太陽電池ストリングおよびそれを備えた太陽電池モジュールを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの構造を示した平面図である。
【図２】図１の１００−１００線に沿った断面図である。
【図３】図１の１５０−１５０線に沿った断面図である。
【図４】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの構造を示した平面図である。
【図５】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの構造を示した底面図である。
【図６】図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図７】図４の２５０−２５０線に沿った断面図である。
【図８】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの配線基板の構造を示した平面図である。
【図９】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの等価回路を示した図である。
【図１０】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの動作を説明するための図である。
【図１１】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの動作を説明するための図である。
【図１２】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１３】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１４】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１５】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１６】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１７】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１８】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１９】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２０】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２１】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２２】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングの太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２３】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールの構造を示した断面図である。
【図２４】図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４９】
まず、図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１の構造について説明する。なお、理解を容易にするために、平面図や底面図であってもハッチングを施す場合もある。
【００５０】
本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１は、図１〜図３に示すように、複数の太陽電池セル２と、複数の太陽電池セル２を電気的に直列に接続する配線基板３とを備えている。なお、配線基板３は、本発明の「接続部材」の一例である。
【００５１】
太陽電池セル２は、図４〜図７に示すように、半導体基板１０と、半導体基板１０の受光面１０ａ上に設けられた遮光膜１１と、半導体基板１０の裏面１０ｂ上に設けられたｎ電極１２、ｐ電極１３および１４とを含んでいる。なお、遮光膜１１は、本発明の「遮光部」の一例であり、ｎ電極１２は、本発明の「第１電極」の一例である。また、ｐ電極１３は、本発明の「第２電極」の一例であり、ｐ電極１４は、本発明の「第３電極」の一例である。
【００５２】
半導体基板１０は、ｎ型のシリコン基板を用いて形成されているとともに、例えば、約５０μｍ〜約４００μｍの厚みに形成されている。また、半導体基板１０の受光面１０ａには、テクスチャ構造（図示せず）が形成されていることが好ましく、半導体基板１０の受光面１０ａ上には、反射防止膜（図示せず）が配置されていることが好ましい。このように構成すれば、太陽光が半導体基板１０の受光面１０ａで反射するのを抑制することが可能である。
【００５３】
ここで、本実施形態では、半導体基板１０は、ｎ型導電領域１０ｃと、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に設けられ、ｎ型導電領域１０ｃよりも高濃度の不純物を有するｎ+型導電領域１０ｄと、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に設けられたｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆとを含んでいる。そして、ｎ型導電領域１０ｃとｐ型導電領域１０ｅとは、ｐｎ接合されており、ｎ型導電領域１０ｃとｐ型導電領域１０ｅとによって、太陽光に照射されることにより発電するダイオード１０ｇが形成されている。なお、ｎ型導電領域１０ｃ、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよびｐ型導電領域１０ｆは、それぞれ、本発明の「第１領域」、「第２領域」、「第３領域」および「第４領域」の一例である。また、ｎ型およびｎ+型は、本発明の「第１導電型」の一例であり、ｐ型は、本発明の「第２導電型」の一例である。
【００５４】
図５に示すように、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅは、共に櫛形状に形成されている。そして、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅは、それぞれの櫛歯が互いに向かい合うように配置されているとともに、それぞれの櫛歯が噛み合わさって交互になるように配置されている。
【００５５】
また、図５〜図７に示すように、ｎ+型導電領域１０ｄ上に、ｎ+型導電領域１０ｄとオーミック接触するｎ電極１２が形成されている。また、ｐ型導電領域１０ｅ上に、ｐ型導電領域１０ｅとオーミック接触するｐ電極１３が形成されている。これらｎ電極１２およびｐ電極１３も、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅと同様、共に櫛形状に形成されている。また、ｎ電極１２およびｐ電極１３も、ｎ+型導電領域１０ｄおよびｐ型導電領域１０ｅと同様、それぞれの櫛歯が互いに向かい合うように配置されているとともに、それぞれの櫛歯が噛み合わさって交互になるように配置されている。
【００５６】
また、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅ、ｎ電極１２およびｐ電極１３は、それぞれの櫛歯がＡ方向（複数の太陽電池セル２（図１参照）が配置される方向）に延びるように配置されている。
【００５７】
ｐ型導電領域１０ｆは、半導体基板１０の裏面１０ｂのＡ方向の一方側（Ａ１方向）の端部近傍で、かつ、Ｂ方向（Ａ方向と直交する方向）の両端部近傍に１つずつ設けられている。すなわち、ｐ型導電領域１０ｆは、半導体基板１０の裏面１０ｂのＡ１方向のコーナー部近傍に２つ設けられている。また、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとは、ｐｎ接合されており、後述するように、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとによって、バイパスダイオード１０ｈが形成されている。
【００５８】
また、ｐ型導電領域１０ｆ上に、ｐ型導電領域１０ｆとオーミック接触するｐ電極１４が形成されている。
【００５９】
遮光膜１１は、約３００ｎｍ以上約１２００ｎｍ以下の波長の光を透過しない材料を用いて形成されている。例えば、遮光膜１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテートなどの絶縁性基材や、銀、銅またはアルミニウムなどの金属膜などを用いて形成することが可能であるが、遮光膜１１の材料は、遮光性を有していれば上記のものに限定されない。
【００６０】
また、遮光膜１１は、半導体基板１０の受光面１０ａ上のＡ方向の一方側（Ａ１方向）の端部で、かつ、Ｂ方向の両端部に１つずつ設けられている。すなわち、遮光膜１１は、半導体基板１０の受光面１０ａ上のＡ１方向のコーナー部に２つ設けられている。
【００６１】
また、本実施形態では、遮光膜１１は、平面的に見てｐ型導電領域１０ｆよりも大きい面積を有しているとともに、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うように配置されている。具体的には、遮光膜１１は、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うとともに、ｎ型導電領域１０ｃのうちのｐ型導電領域１０ｆの近傍に配置された部分の受光面１０ａ側を覆い、かつ、ｎ+型導電領域１０ｄのうちのｐ型導電領域１０ｆの近傍に配置された部分の受光面１０ａ側を覆うように配置されている。これにより、遮光膜１１で覆われた部分は太陽光に照射されることがないので、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとによって、発電に寄与しないダイオード（バイパスダイオード１０ｈ）が形成されている。
【００６２】
配線基板３は、図１〜図３に示したように、例えば３つの太陽電池セル２が搭載されるように形成されている。なお、本実施形態では、配線基板３に３つの太陽電池セル２が搭載される場合について説明するが、配線基板３に、２つまたは４つ以上の太陽電池セル２を搭載してもよい。
【００６３】
また、配線基板３は、図２および図８に示すように、Ａ方向に延びるように形成されている。また、配線基板３は、一定の厚みに形成された絶縁性の基材２０と、基材２０の一方面２０ａ上に形成された金属配線層からなる電極部２１、２２、２３および２４とによって形成されている。これら電極部２１、２２、２３および２４は、基材２０の一方面２０ａ上に形成された金属配線層を、例えばエッチングなどによりパターニングすることによって形成されている。このため、電極部２１、２２、２３および２４の上面は、同じ高さに形成されている。なお、一方面２０ａは、本発明の「表面」の一例である。
【００６４】
基材２０は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテートなどの絶縁性基材を用いて形成することが可能であるが、基材２０の材料は、絶縁性を有していれば上記のものに限定されない。
【００６５】
電極部２１、２２、２３および２４は、例えば、銀、銅またはアルミニウムなどの金属により形成することが可能であるが、電極部２１、２２、２３および２４の材質は、導電性を有していれば上記のものに限定されない。
【００６６】
また、図５および図８に示すように、電極部２１、２２、２３および２４は、太陽電池セル２のｎ電極１２、ｐ電極１３および１４に対応した形状に形成されている。
【００６７】
具体的には、電極部２１は、太陽電池セル２のｐ電極１３に対応する櫛形状の部分２１ａと、基材２０のＡ方向の他方側（Ａ２方向側）の端部近傍に設けられた外部接続用の端子部２１ｂとを含んでいる。電極部２２は、太陽電池セル２のｎ電極１２に対応する櫛形状の部分２２ａと、ｐ電極１３に対応する櫛形状の部分２２ｂとを含んでいる。電極部２３は、ｐ電極１４に対応する部分２３ａと、ｎ電極１２に対応する櫛形状の部分２３ｂと、ｐ電極１３に対応する櫛形状の部分２３ｃとを含んでいる。電極部２４は、ｐ電極１４に対応する部分２４ａと、ｎ電極１２に対応する櫛形状の部分２４ｂと、基材２０のＡ１方向の端部近傍に設けられた外部接続用の端子部２４ｃとを含んでいる。
【００６８】
そして、図２および図３に示すように、３つの太陽電池セル２のうちの最もＡ２方向側に配置される太陽電池セル２ａのｎ電極１２、ｐ電極１３および１４は、それぞれ、電極部２２の部分２２ａ、電極部２１の部分２１ａおよび電極部２３の部分２３ａに電気的に接続されている。
【００６９】
また、３つの太陽電池セル２のうちの中央に配置される太陽電池セル２ｂのｎ電極１２、ｐ電極１３および１４は、それぞれ、電極部２３の部分２３ｂ、電極部２２の部分２２ｂおよび電極部２４の部分２４ａに電気的に接続されている。
【００７０】
また、３つの太陽電池セル２のうちの最もＡ１方向側に配置される太陽電池セル２ｃのｎ電極１２およびｐ電極１３は、それぞれ、電極部２４の部分２４ｂ、電極部２３の部分２３ｃに電気的に接続されている。なお、本実施形態では、太陽電池セル２ｃのｐ電極１４は、配線基板３には電気的に接続されていない。
【００７１】
３つの太陽電池セル２ａ、２ｂおよび２ｃを配線基板３に上記のように電気的に接続することによって、太陽電池セル２ａのｎ+型導電領域１０ｄと太陽電池セル２ｂのｐ型導電領域１０ｅとが、電極部２２を介して電気的に接続されているとともに、太陽電池セル２ａのｐ型導電領域１０ｆと太陽電池セル２ｂのｎ+型導電領域１０ｄとが、電極部２３を介して電気的に接続されている。この場合、太陽電池セル２ａは、本発明の「第１の太陽電池セル」となり、太陽電池セル２ｂは、本発明の「第２の太陽電池セル」となる。また、電極部２２は、本発明の「第１接続部」となり、電極部２３は、本発明の「第２接続部」となる。
【００７２】
そして、図９に示すように、太陽電池セル２ａのバイパスダイオード１０ｈが、太陽電池セル２ｂに並列に接続されている。なお、図９において、一点鎖線で囲われた領域は、太陽光が照射されない領域を示している。
【００７３】
同様に、図２および図３に示すように、太陽電池セル２ｂのｎ+型導電領域１０ｄと太陽電池セル２ｃのｐ型導電領域１０ｅとが、電極部２３を介して電気的に接続されているとともに、太陽電池セル２ｂのｐ型導電領域１０ｆと太陽電池セル２ｃのｎ+型導電領域１０ｄとが、電極部２４を介して電気的に接続されている。この場合、太陽電池セル２ｂは、本発明の「第１の太陽電池セル」となり、太陽電池セル２ｃは、本発明の「第２の太陽電池セル」となる。また、電極部２３は、本発明の「第１接続部」となり、電極部２４は、本発明の「第２接続部」となる。
【００７４】
そして、図９に示すように、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈが、太陽電池セル２ｃに並列に接続されている。
【００７５】
また、本実施形態では、配線基板３には、太陽電池セル２ａに並列になるように、外付けのバイパスダイオード３０が接続されている。なお、外付けのバイパスダイオード３０は、本発明の「バイパスダイオード」の一例である。また、図１〜図３では、外付けのバイパスダイオード３０は省略している。
【００７６】
また、本実施形態では、外付けのバイパスダイオード３０は、１つの配線基板３に対して１つだけ設けられている。また、バイパスダイオード３０のｐｎ接合部は、発電しないように遮光されている。
【００７７】
また、太陽電池セル２と配線基板３との電気的な接続は、半田などの導電性接着層（図示せず）を用いて行ってもよいし、後述するように、太陽電池モジュール１０１に製造する際に、封止材１０２および１０４などを用いて太陽電池セル２および配線基板３を上下方向から挟み込むように加圧することにより行ってもよい。いずれの場合にも、配線基板３上に複数の太陽電池セル２を搭載した後、例えばリフロー処理や封止材１０２および１０４を用いた加圧処理を行うことにより、複数の太陽電池セル２と配線基板３を一度に電気的に接続することが可能である。これにより、太陽電池ストリング１の製造時間を短縮することが可能である。
【００７８】
なお、配線基板３に、太陽電池セル２を２つだけ搭載する場合、配線基板３には、電極部２３を設けず、電極部２１、２２および２４のみを設ければよい。また、配線基板３に、太陽電池セル２を４つ以上搭載する場合、配線基板３には、太陽電池セル２が増えた分だけ、電極部２２と電極部２４との間に電極部２３を追加すればよい。
【００７９】
次に、図１０および図１１を参照して、太陽電池ストリング１の動作について説明する。なお、図１０および図１１において、一点鎖線で囲われた領域は、太陽光が照射されない領域を示している。
【００８０】
図１０に示すように、太陽電池ストリング１の使用中に、いずれの太陽電池セル２にも影が生じない場合、全ての太陽電池セル２のダイオード１０ｇに電流（Ｉ）が流れる。このとき、バイパスダイオード１０ｈおよび外付けのバイパスダイオード３０には、電流（Ｉ）は流れない。
【００８１】
その一方、図１１に示すように、例えば太陽電池セル２ｃに影が生じた場合、太陽電池セル２ａおよび２ｂが発電することにより、太陽電池セル２ｃに逆バイアス電圧が印加される。そして、太陽電池セル２ｃのダイオード１０ｇのｎ側（ｎ+型導電領域１０ｄ）が正電位なるとともにｐ側（ｐ型導電領域１０ｅ）が負電位になり、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈのｎ側（ｎ+型導電領域１０ｄ）が負電位なるとともにｐ側（ｐ型導電領域１０ｆ）が正電位になる。
【００８２】
このため、太陽電池セル２ｃのダイオード１０ｇには電流（Ｉ）が流れず、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈに電流（Ｉ）が流れる。すなわち、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈおよびダイオード１０ｇと、太陽電池セル２ａのダイオード１０ｇとに、電流（Ｉ）が流れる。なお、このとき、太陽電池セル２ａのバイパスダイオード１０ｈと、外付けのバイパスダイオード３０とには、電流（Ｉ）は流れない。
【００８３】
このようにして、影が生じた太陽電池セル２ｃに電流が流れないように、電流がバイパスされ、逆バイアス電圧の上昇が抑制される。
【００８４】
次に、図６、図７および図１２〜図２２を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池セル２の製造プロセスについて説明する。なお、図１３、図１５、図１７、図１９および図２１は、図４の２００−２００線に沿った断面に対応しており、図１４、図１６、図１８、図２０および図２２は、図４の２５０−２５０線に沿った断面に対応している。
【００８５】
まず、図１２に示すように、例えば、約５０μｍ〜約４００μｍの厚みに形成された、ｎ型のシリコン基板からなる半導体基板１０を準備する。なお、半導体基板１０の厚みおよび材質は、上記のものに限定されない。
【００８６】
そして、半導体基板１０の少なくとも裏面１０ｂの全面上に、３００ｎｍ程度の厚みを有するＳｉＯ2膜などからなる拡散防止マスク５０を形成する。このとき、半導体基板１０の受光面１０ａ上にも拡散防止マスク５０が形成されてもよい。なお、拡散防止マスク５０は、例えば熱酸化法などにより、半導体基板１０の受光面１０ａおよび裏面１０ｂに形成してもよい。
【００８７】
その後、図１３および図１４に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、拡散防止マスク５０の裏面上のうち、ｎ+型導電領域１０ｄ（図６および図７参照）が形成される予定の領域以外の領域下の部分に、フォトレジスト５１を形成する。
【００８８】
そして、フォトレジスト５１をマスクとしてエッチングを行うことにより、拡散防止マスク５０の所定領域を除去する。これにより、半導体基板１０のｎ+型導電領域１０ｄが形成される予定の領域の裏面１０ｂが露出する。その後、図１５および図１６に示すように、フォトレジスト５１を除去した後、ｎ型不純物である、例えばリンを含有するＰＯＣｌ3（オキシ塩化リン）を拡散源として、約７７０度の温度で３０分程度気相拡散処理を行うことによって、半導体基板１０の裏面１０ｂ側の所定の領域に、ｎ+型導電領域１０ｄを形成する。
【００８９】
次に、フッ化水素酸水溶液を用いて拡散防止マスク５０を除去した後、図１７および図１８に示すように、半導体基板１０の少なくとも裏面１０ｂの全面上に、４００ｎｍ程度の厚みを有するＳｉＯ2膜などからなる拡散防止マスク５２を形成する。このとき、半導体基板１０の受光面１０ａ上にも拡散防止マスク５２が形成されてもよい。なお、拡散防止マスク５２は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、形成してもよい。
【００９０】
この拡散防止マスク５２は、ｎ+型導電領域１０ｄを保護する機能と、後述するｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆの形成時において、ｐ型不純物が半導体基板１０の所定領域以外の領域に拡散するのを防止する機能とを有する。
【００９１】
そして、図１９および図２０に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、拡散防止マスク５２の裏面上のうち、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆ（図６および図７参照）が形成される予定の領域以外の領域下の部分上に、フォトレジスト５３を形成する。
【００９２】
その後、フォトレジスト５３をマスクとしてエッチングを行うことにより、拡散防止マスク５２の所定領域を除去する。これにより、半導体基板１０のｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆが形成される予定の領域の裏面１０ｂが露出する。そして、図２１および図２２に示すように、フォトレジスト５３を除去した後、ｐ型不純物である、例えばＢ（ボロン）を含有するＢＢｒ3（三臭化ホウ素）を拡散源として、約９７０度の温度で５０分程度気相拡散処理を行うことによって、半導体基板１０の裏面１０ｂ側の所定の領域に、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを形成する。
【００９３】
その後、拡散防止マスク５２を除去した後、図６および図７に示すように、半導体基板１０のｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆの裏面１０ｂ上に、ｎ電極１２、ｐ電極１３および１４をそれぞれ形成する。なお、ｎ電極１２、ｐ電極１３および１４は、例えば、フォトリソグラフィ技術や真空蒸着法などを用いて形成することが可能である。
【００９４】
次に、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うように、半導体基板１０の受光面１０ａ上に、遮光膜１１を形成する。
【００９５】
なお、半導体基板１０の受光面１０ａには、例えば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液を用いたエッチングプロセスにより、テクスチャ構造（図示せず）を形成することが好ましい。また、テクスチャ構造を形成した後、半導体基板１０の受光面１０ａ上に、反射防止膜（図示せず）を形成することが好ましい。
【００９６】
次に、図２３を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１を備えた太陽電池モジュール１０１の構造について説明する。
【００９７】
本発明の一実施形態による太陽電池ストリング１を備えた太陽電池モジュール１０１は、図２３に示すように、太陽電池ストリング１と、太陽電池ストリング１の受光面側を覆う封止材１０２および透明基板１０３と、太陽電池ストリング１の裏面側を覆う封止材１０４および裏面フィルム１０５と、これらの外周部を固定する枠体１０６とを備えている。なお、太陽電池モジュール１０１には、発生した電流を外部に取り出すための端子ボックス（図示せず）が取り付けられている。
【００９８】
封止材１０２は、例えば太陽光に対して透明な樹脂などを用いて形成されている。例えば、封止材１０２は、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも１つの透明樹脂を用いることが可能である。なお、封止材１０２の材料は、太陽光に対して透明であれば上記のものに限定されない。
【００９９】
透明基板１０３は、例えば太陽光に対して透明なガラス基板などを用いて形成することが可能であるが、透明基板１０３の材質は、太陽光に対して透明であれば特に限定されない。
【０１００】
封止材１０４は、封止材１０２と同じ樹脂を用いて形成してもよい。また、封止材１０４は、封止材１０２と異なり、例えば太陽光に対して透明ではない樹脂などを用いて形成してもよい。なお、図２３では、封止材１０２と封止材１０４とは互いに接していないが、封止材１０２と封止材１０４とが互いに接着することにより一体的に形成されていてもよい。
【０１０１】
裏面フィルム１０５は、例えば従来から用いられている耐候性フィルムからなるシート材などを用いることが可能である。耐候性フィルムからなるシート材としては、絶縁性フィルムの間に金属フィルムを挟み込んだものを用いることが好ましい。なお、絶縁性フィルムおよび金属フィルムとしては、従来から公知であるものを用いることが可能である。例えば、絶縁性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどを用いることが可能である。また、金属フィルムとして、アルミニウムなどの金属フィルムを用いれば、例えば、水分や酸素などが封止材１０４側に透過するのを十分に抑制することが可能であり、太陽電池モジュール１０１の長期信頼性を十分に確保することが可能である。
【０１０２】
枠体１０６は、例えばアルミニウムなどにより形成されている。
【０１０３】
次に、図２３および図２４を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール１０１の製造プロセスについて説明する。
【０１０４】
まず、図２４に示すように、太陽電池ストリング１を、封止材１０２と封止材１０４との間に配置する。そして、封止材１０２、太陽電池ストリング１および封止材１０４を、透明基板１０３と裏面フィルム１０５との間に配置する。
【０１０５】
その後、透明基板１０３および裏面フィルム１０５を上下方向から加圧しながら、封止材１０２および１０４を加熱し硬化させる。これにより、透明基板１０３から裏面フィルム１０５までが一体化される。
【０１０６】
なお、太陽電池ストリング１を封止材１０２と封止材１０４との間に配置した状態で、太陽電池セル２と配線基板３とを、半田などの導電性接着層により予め固定していてもよいし、固定していなくてもよい。
【０１０７】
太陽電池セル２と配線基板３とを導電性接着層により予め固定していない場合であっても、封止材１０２および１０４を硬化させた状態では、封止材１０２および１０４の硬化による圧力により、太陽電池セル２と配線基板３とは電気的に接続される。このように、太陽電池セル２と配線基板３とを、半田などの導電性接着層を用いずに電気的に接続すれば、使用する材料の数を削減することが可能であるとともに、製造工程を簡略化することが可能である。
【０１０８】
そして、図２３に示すように、一体化した透明基板１０３から裏面フィルム１０５までの外周部を、枠体１０６に嵌め込むことにより、太陽電池モジュール１０１が作製される。
【０１０９】
本実施形態では、上記のように、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆う遮光膜１１を設けることによって、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとにより、発電に寄与しないダイオード（バイパスダイオード１０ｈ）を形成することができる。また、太陽電池セル２ａのバイパスダイオード１０ｈを、太陽電池セル２ｂに並列に接続するとともに、太陽電池セル２ｂのバイパスダイオード１０ｈを、太陽電池セル２ｃに並列に接続することによって、何らかの原因で太陽電池セル２ｂや太陽電池セル２ｃに影が生じた場合に、太陽電池セル２ｂや太陽電池セル２ｃに電流が流れないように電流をバイパスさせることができるので、太陽電池セル２ｂや太陽電池セル２ｃが逆バイアス電圧により破壊されるのを抑制することができる。
【０１１０】
このように、本実施形態では、太陽電池セル２毎にバイパスダイオード３０を外付けする必要がなくなるので、太陽電池セル２毎にバイパスダイオード３０を外付けする場合に比べて、太陽電池ストリング１の製造時間を短縮することができるとともに、太陽電池ストリング１における太陽電池セル２の実装密度が低下するのを抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、上記のように、ｎ型導電領域１０ｃとｐ型導電領域１０ｅとにより、太陽光に照射されることにより発電するダイオード１０ｇを形成している。また、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとにより、バイパスダイオード１０ｈを形成している。すなわち、ｎ型導電領域１０ｃを、ダイオード１０ｇとバイパスダイオード１０ｈとに共用している。これにより、ダイオード１０ｇとバイパスダイオード１０ｈとを別々に形成する場合に比べて、太陽電池セル２の製造時間を短縮することができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、上記のように、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを設けることによって、半導体基板１０の裏面１０ｂ側のみで配線することができるので、太陽電池ストリング１の構造を簡素化することができるとともに、製造時間をより短縮することができる。
【０１１３】
また、半導体基板１０の裏面１０ｂ側のみで配線することができるので、隣接する太陽電池セル２同士の間に、リード線などを通すための隙間を設ける必要がない。これにより、太陽電池セル２の実装密度が低下するのをより抑制することができる。
【０１１４】
また、半導体基板１０の裏面１０ｂ側に、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを設けることによって、半導体基板１０の受光面１０ａ側に電極を設け、その電極の一部を裏面側まで達するように形成する必要がない。これにより、太陽電池セル２の製造に時間がかかるのをより抑制することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池セル２の受光面１０ａ上に、遮光膜１１以外のもの（例えば電極など）を設ける必要がないので、太陽電池セル２の受光面積が小さくなるのを抑制することができる。これにより、発電効率が低下するのを抑制することができる。
【０１１６】
また、本実施形態では、上記のように、ｐ型導電領域１０ｆを、半導体基板１０の裏面１０ｂの端部近傍に設けることによって、配線基板３の、例えば、電極部２２と電極部２３とが交差するのを容易に抑制することができる。すなわち、例えば、配線基板３の配線が複雑になるのを抑制することができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池セル２の各々に、ｐ型導電領域１０ｆを複数（２つ）設けることによって、ｐ型導電領域１０ｆとｎ型導電領域１０ｃとにより形成されるダイオード（バイパスダイオード１０ｈ）に電流が流れる際に生じる熱を、分散させることができる。これにより、太陽電池セル２が高温になるのを抑制することができるので、太陽電池セル２の発電効率が低下するのを抑制することができる。
【０１１８】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池セル２ａに並列に、バイパスダイオード３０を接続することによって、全ての太陽電池セル２に並列に、バイパスダイオード３０または１０ｈを接続することができるので、いずれの太陽電池セル２に影が生じた場合にも、太陽電池セル２が破壊するのを抑制することができる。
【０１１９】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１２０】
例えば、上記実施形態では、第１導電型をｎ型またはｎ+型とし、第２導電型をｐ型とした例について示したが、本発明はこれに限らず、第１導電型をｐ型またはｐ+型とし、第２導電型をｎ型としてもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態では、複数の太陽電池セルを直列に接続することにより太陽電池ストリングを構成する場合について示したが、本発明はこれに限らず、複数の太陽電池セルを直列および並列に接続することにより太陽電池ストリングを構成してもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態では、シリコン基板からなる半導体基板を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよい。
【０１２３】
また、上記実施形態では、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側を覆うように遮光膜１１を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、ｐ型導電領域１０ｆの受光面１０ａ側に遮光膜１１を設けなくてもよい。
【０１２４】
また、上記実施形態では、配線基板を用いて太陽電池セル同士を電気的に接続した例について示したが、本発明はこれに限らず、配線基板以外の接続部材を用いて、太陽電池セル同士を電気的に接続してもよい。
【０１２５】
また、上記実施形態では、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを、気相拡散処理を行うことにより形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ+型導電領域１０ｄ、ｐ型導電領域１０ｅおよび１０ｆを、塗布拡散法を行うことにより形成してもよいし、不純物イオンをイオン注入することにより形成してもよい。また、例えばＣＶＤ法などを用いて、半導体基板に不純物層を積層することにより形成してもよい。
【０１２６】
また、上記実施形態では、ｎ型不純物として、リンを含有するＰＯＣｌ3を用いるとともに、ｐ型不純物として、Ｂを含有するＢＢｒ3を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ型不純物およびｐ型不純物として、ＰＯＣｌ3やＢＢｒ3以外の不純物を用いてもよい。
【０１２７】
また、上記実施形態では、例えば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液を用いて、半導体基板の受光面にテクスチャ構造を形成する例について示したが、本発明はこれに限らず、酸性水溶液や、反応性プラズマなどを用いて、半導体基板の受光面にテクスチャ構造を形成してもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態では、太陽電池モジュールに枠体を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、太陽電池モジュールに枠体を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 太陽電池ストリング
２ 太陽電池セル
２ａ 太陽電池セル（第１の太陽電池セル）
２ｂ 太陽電池セル（第１の太陽電池セル、第２の太陽電池セル）
２ｃ 太陽電池セル（第２の太陽電池セル）
３ 配線基板（接続部材）
１０ 半導体基板
１０ａ 受光面
１０ｂ 裏面
１０ｃ ｎ型導電領域（第１領域）
１０ｄ ｎ+型導電領域（第２領域）
１０ｅ ｐ型導電領域（第３領域）
１０ｆ ｐ型導電領域（第４領域）
１１ 遮光膜（遮光部）
１２ ｎ電極（第１電極）
１３ ｐ電極（第２電極）
１４ ｐ電極（第３電極）
２０ 基材
２０ａ 一方面（表面）
２２ 電極部（第１接続部）
２３ 電極部（第１接続部、第２接続部）
２４ 電極部（第２接続部）
３０ バイパスダイオード
１０１ 太陽電池モジュール
１０２ 封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セル同士を電気的に接続する接続部材とを備え、
前記太陽電池セルは、
第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板の裏面に設けられ、前記第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、
前記半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを含み、
前記複数の太陽電池セルは、互いに電気的に接続される第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとを含み、
前記接続部材は、
前記第１の太陽電池セルの第２領域と前記第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続する第１接続部と、
前記第１の太陽電池セルの第４領域と前記第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続する第２接続部とを含むことを特徴とする太陽電池ストリング。
【請求項２】
前記接続部材は、
絶縁性の基材と、
前記基材の表面上に形成された配線層からなる前記第１接続部および前記第２接続部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ストリング。
【請求項３】
前記太陽電池セルは、前記半導体基板の受光面に設けられ、前記第４領域の前記受光面側を覆う遮光部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池ストリング。
【請求項４】
前記第４領域は、前記半導体基板の裏面の端部近傍に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項５】
前記太陽電池セルの各々には、前記第４領域が複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項６】
前記第３領域と前記第４領域との間に、前記第２領域が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項７】
前記第２領域、前記第３領域および前記第４領域上には、それぞれ、第１電極、第２電極および第３電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項８】
１つの前記接続部材に対して１つのバイパスダイオードが設けられており、
前記バイパスダイオードは、前記第１の太陽電池セルに並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池ストリングと、
前記太陽電池ストリングを封止する封止材とを備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１０】
第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板の裏面に設けられ、前記第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、
前記半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを備えることを特徴とする太陽電池セル。
【請求項１１】
前記半導体基板の受光面に設けられ、前記第４領域の前記受光面側を覆う遮光部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池セル。
【請求項１】
複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セル同士を電気的に接続する接続部材とを備え、
前記太陽電池セルは、
第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板の裏面に設けられ、前記第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、
前記半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを含み、
前記複数の太陽電池セルは、互いに電気的に接続される第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとを含み、
前記接続部材は、
前記第１の太陽電池セルの第２領域と前記第２の太陽電池セルの第３領域とを電気的に接続する第１接続部と、
前記第１の太陽電池セルの第４領域と前記第２の太陽電池セルの第２領域とを電気的に接続する第２接続部とを含むことを特徴とする太陽電池ストリング。
【請求項２】
前記接続部材は、
絶縁性の基材と、
前記基材の表面上に形成された配線層からなる前記第１接続部および前記第２接続部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ストリング。
【請求項３】
前記太陽電池セルは、前記半導体基板の受光面に設けられ、前記第４領域の前記受光面側を覆う遮光部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池ストリング。
【請求項４】
前記第４領域は、前記半導体基板の裏面の端部近傍に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項５】
前記太陽電池セルの各々には、前記第４領域が複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項６】
前記第３領域と前記第４領域との間に、前記第２領域が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項７】
前記第２領域、前記第３領域および前記第４領域上には、それぞれ、第１電極、第２電極および第３電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項８】
１つの前記接続部材に対して１つのバイパスダイオードが設けられており、
前記バイパスダイオードは、前記第１の太陽電池セルに並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池ストリングと、
前記太陽電池ストリングを封止する封止材とを備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１０】
第１導電型の第１領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板の裏面に設けられ、前記第１領域よりも高濃度の不純物を有する第１導電型の第２領域と、
前記半導体基板の裏面に設けられた第２導電型の第３領域および第４領域とを備えることを特徴とする太陽電池セル。
【請求項１１】
前記半導体基板の受光面に設けられ、前記第４領域の前記受光面側を覆う遮光部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池セル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図７】
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【図１０】
【図１１】
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【図１４】
【図１５】
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【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−１６５８３７（Ｐ２０１１−１６５８３７Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１１１（Ｐ２０１０−２６１１１）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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