太陽電池素子および太陽電池モジュール
【課題】 大きい電力を得ることができる太陽電池素子を提供する。
【解決手段】 第１導電型を示す半導体基板２と、半導体基板２の一主面Ａ側に形成された第１の電極４と、半導体基板２の一主面Ａから他主面Ｂにかけて形成された貫通孔７と、貫通孔７内に形成された第２の電極８と、第２の電極８の他端が接続されて第１の電極４と接続されている第３の電極11と、半導体基板２の他主面Ｂ上に第３の電極11とは絶縁されて形成された、第３の電極11とは極性が異なる第４の電極12とを有しており、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が形成されている半導体基板２の一部と反対側の外周の近傍まで延在している太陽電池素子１である。
【解決手段】 第１導電型を示す半導体基板２と、半導体基板２の一主面Ａ側に形成された第１の電極４と、半導体基板２の一主面Ａから他主面Ｂにかけて形成された貫通孔７と、貫通孔７内に形成された第２の電極８と、第２の電極８の他端が接続されて第１の電極４と接続されている第３の電極11と、半導体基板２の他主面Ｂ上に第３の電極11とは絶縁されて形成された、第３の電極11とは極性が異なる第４の電極12とを有しており、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が形成されている半導体基板２の一部と反対側の外周の近傍まで延在している太陽電池素子１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光が照射されることによって光起電力効果によって電力を生じる太陽電池素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池素子として、例えば特許文献１には、一導電型を示す半導体基板と、半導体基板の一主面に形成され、一導電型と逆の導電型を示す第一逆導電型層と、半導体基板の一主面から他主面に至り、内壁が第二逆導電型層或いは第一絶縁材料層で覆われた複数の貫通孔と、一主面側から貫通孔内を介して他主面側に至るように形成され、第一逆導電型層と接続された第一電極と、他主面上に形成され、第一電極と極性を異にする第二電極と、他主面と第一電極との間に介在された第二絶縁材料層とを有してなる構成のものが提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の太陽電池素子によれば、半導体基板の他主面に逆導電型層を設けることなく、半導体基板の一導電型領域と第一電極との間の絶縁を図ることができるため、第二電極の形成領域をより広くして太陽電池素子の特性向上を図ることが可能となるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2008−34609号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１には、第一電極を構成する３つの他主面側電極が半導体基板の他主面において半導体基板の一方の外周辺およびこれに対向する他方の外周辺に平行に帯状に形成されており、この他主面側電極に沿ってそれぞれ８つの貫通孔が半導体基板に形成されている構成が開示されている。なお、この構成において、平行に形成された３つの他主面側電極のうち最も半導体基板の一方の外周辺に近い場所に形成された他主面側電極の長さ方向における側部と半導体基板の一方の外周辺との間の領域には、第二電極が形成されている。また、平行に形成された３つの他主面側電極のうち最も半導体基板の他方の外周辺に近い場所に形成された他主面側電極の長さ方向における側部と半導体基板の他方の外周辺との間の領域には、別の第二電極が形成されている。また、３つそれぞれの他主面側電極の間の領域には、さらに別の第二電極がそれぞれ形成されている。従って、合計で４つの第二電極が他主面側電極に平行に形成されている。
【０００６】
しかしながら、このような太陽電池素子の構成においては、第一電極と第二電極との間の間隔が６つ存在することとなる。従って、第二電極の形成領域はその分狭くなってしまい、太陽電池素子の特性向上を図ることが困難になるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献１には、前述した構成の太陽電池素子が配線材によって複数接続された構成の太陽電池モジュールが開示されている。ここでは、それぞれの太陽電池素子は配線材のみが接続されている。
【０００８】
しかしながら、このような太陽電池モジュールの構成においては、それぞれの太陽電池素子が配線材以外の部材と接していないため、光の照射によってそれぞれの太陽電池素子で生じた熱が素子の外部に逃げにくいので、太陽電池モジュールの特性向上を図ることが
困難になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記のような従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極の形成領域を増大させることにより太陽電池素子の特性向上を図ることにある。
【００１０】
また、本発明は上記のような従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池素子の放熱性を向上させることにより太陽電池モジュールの特性向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の太陽電池素子は、第１導電型を示す半導体基板と、該半導体基板の一主面側に形成された、前記第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層と、前記半導体基板の一主面側で前記第２導電型層の上に形成された第１の電極と、前記半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層または第１の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、該貫通孔内に形成された、一端が前記第２導電型層を貫通して前記第１電極に接続されており、他端が前記半導体基板の他主面に露出している第２の電極と、前記半導体基板の他主面の前記貫通孔の開口の周囲に形成された、前記第２の電極の他端が貫通している第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層と、前記第３の第２導電型層または前記第２の絶縁材料層の上に形成された、前記第２の電極の前記他端が接続されて前記第１の電極と接続されている第３の電極と、前記半導体基板の他主面に前記第３の電極とは絶縁されて形成された、該第３の電極とは極性が異なる第４の電極とを有しており、前記貫通孔は、複数個が前記半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の前記貫通孔のそれぞれに対応して形成された前記第１の電極は、前記半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、前記第４の電極は、前記第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池素子が、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第１の電極パッドおよび第２の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、前記第３の電極および前記第４の電極がそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールは、上記構成において、前記太陽電池素子の前記第３の電極および前記第４の電極に、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ積層されており、前記第３の電極パッドおよび前記第４の電極パッドがそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池素子によれば、第１導電型を示す半導体基板と、半導体基板の一主面側に形成された、第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層と、半導体基板の一主面側で第２導電型層の上に形成された第１の電極と、半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層または第１の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、貫通孔内に形成された、一端が第２導電型層を貫通して第１電極に接続されており、他端が半導体基板の他主面に露出している第２の電極と、半導体基板の他主面の貫通孔の開口の周囲に形成された、第２の電極の他端が貫通している第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層と、第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層の上に形成された、第２の電極の他端が接続されて第１の電極と接続されている第３の電極と、半導体基板の他主面上に第３の電極とは絶縁されて形成された、第３の電極とは極性が異なる第４の電極とを有し
ており、貫通孔は、複数個が半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔のそれぞれに対応して形成された第１の電極は、半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、第４の電極は、第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることから、複数個の貫通孔内にそれぞれ形成された第２の電極も半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第２の電極と接続されている第３の電極も、半導体基板の他主面において半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
【００１５】
また、第４の電極は、第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在しているため、半導体基板の他主面において、第３の電極および第４の電極の絶縁のために設けられる電極間領域と第３の電極が形成されている領域とを除いた全ての領域が、第４の電極の形成が可能な領域となる。
【００１６】
従って、第４の電極が広い領域に形成されていることとなるので、第４の電極と半導体基板との接触面が大きくなり、第４の電極に流入した電子が半導体基板中の正孔と結合するための領域が大きくなる。例えば、第３の電極を外部の電子部品のマイナス側端子に接続し、第４の電極を外部の電子部品のプラス側端子に接続した場合には、第２導電型層と半導体基板との接触面において生じて、第１の電極，第２の電極，第３の電極および外部の電子部品を介して第４の電極に流入した電子が、半導体基板中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
【００１７】
その結果、より多くの電子が太陽電池素子中を流れることとなるので、より大きい電力が得られる太陽電池素子を提供することができる。
【００１８】
本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の太陽電池素子が、第３の電極および第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第１の電極パッドおよび第２の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、第３の電極および第４の電極がそれぞれ第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることから、第３の電極と第１の電極パッドとの接触面および第４の電極と第２の電極パッドとの接触面がそれぞれ大きくなるので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が、第３の電極および第４の電極のそれぞれを介して第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに伝導されやすくなる。そして、第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに伝導された熱が支持基板を介して外部に放熱される。
【００１９】
また、特に、本発明の太陽電池素子は、第４の電極が広い領域に形成されており、第４の電極と半導体基板との接触面が大きいので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が第４の電極に効率良く伝導されることとなる。また、第４の電極に伝導された熱は、第２の電極パッドおよび支持基板を介して外部に良好に放熱される。
【００２０】
その結果、太陽電池素子で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の太陽電池素子の第３の電極および第４の電極に、第３の電極および第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ積層されており、第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに電気的に接続されているときには、第３の電極と第３の電極パッドとの接触面および第４の電極と第４の電極パッドとの接触面がそれぞれ大きくなるので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が、第３の電極および第４の電極のそれぞれを介して第３の電極パッドおよび第４の電極パッドに伝導されやすくなる。また、第３の電極パッドおよび第４の電極パッ
ドに伝導された熱が、第１の電極パッドおよび第２の電極パッドのそれぞれを介して支持基板に伝導されやすくなる。そして、支持基板に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
【００２２】
また、特に、本発明の太陽電池素子は第４の電極が広い領域に形成されており、第４の電極と半導体基板との接触面が大きいので、光の照射によって太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が第４の電極に効率良く伝導されることとなる。また、第４の電極に伝導された熱は、第４の電極パッド，第２の電極パッドおよび支持基板を介して外部に良好に放熱される。
【００２３】
その結果、太陽電池素子で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の太陽電池素子の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の太陽電池素子の実施の形態の一例を示す下面図である。
【図２】図１に示す太陽電池素子の実施の形態の一例のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は10個の太陽電池素子が実装された太陽電池モジュールの例を示す上面図であり、（ｂ）はその太陽電池モジュールを構成する支持基板の例を示す上面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の太陽電池素子の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の圧電部品の実施の形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明の太陽電池素子１の実施の形態の一例を示す上面図であり、図１（ｂ）は本発明の太陽電池素子１の実施の形態の一例を示す下面図である。図２は、図１に示す太陽電池素子１の実施の形態の一例のＸ−Ｘ線における断面図である。
【００２７】
図１および図２に示す例の太陽電池素子１は、第１導電型を示す半導体基板２と、半導体基板２の一主面Ａ側に形成された、第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層３と、半導体基板２の一主面Ａ側で第２導電型層３の上に形成された第１の電極４と、半導体基板２の一主面Ａから他主面Ｂにかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層５または第１の絶縁材料層６で覆われた貫通孔７と、貫通孔７内に形成された、一端が第２導電型層３を貫通して第１電極に接続されており、他端が半導体基板２の他主面Ｂに露出している第２の電極８と、半導体基板２の他主面Ｂの貫通孔７の開口の周囲に形成された、第２の電極８の他端が貫通している第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10と、第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10の上に形成された、第２の電極８の他端が接続されて第１の電極４と接続されている第３の電極11と、半導体基板２の他主面Ｂ上に第３の電極11とは絶縁されて形成された、第３の電極11とは極性が異なる第４の電極12とを有しており、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が形成されている半導体基板２の一部と反対側の外周の近傍まで延在している。
【００２８】
なお、半導体基板２の主面について、図２におけるＡが一主面（受光面）であり、Ｂが他主面（裏面）である。また、図１における半導体基板２を平面視した際の外周における一方の辺をＣとし、この一方の辺Ｃに対向する他方の辺をＤとする。
【００２９】
半導体基板２は、第１導電型を示す。以下、第１導電型を示す半導体基板２として、Ｐ型のシリコンを使用する場合を例にとり説明する。なお、Ｎ型のシリコンを用いても良いのは言うまでもなく、その場合には電極の極性を逆にすればよい。
【００３０】
半導体基板２を構成するシリコンは、単結晶シリコンであれば、ＦＺ法やＣＺ法など公知の製法で作製された単結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得られる。また、多結晶シリコンであれば、キャスト法や鋳型内凝固法などの公知の製法で作製された多結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得られる。また、リボン法等の引き上げ法で得られた板状シリコンを用いる場合は、この板状シリコンを所定の大きさにカットし、必要に応じて表面研磨処理等を施すことで所望のシリコン基板を得ることが可能である。
【００３１】
半導体基板２を構成するシリコンの導電型の制御は、各シリコンインゴット製造方法において、ドーパント元素そのもの、またはドーパント元素がシリコン中に適量含まれたドーパント材を、適量、シリコン融液中に溶かすことで実現できる。
【００３２】
以下、Ｂ（ボロン）あるいはＧａ（ガリウム）が１×10１５〜１×10１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度ドープされたＰ型結晶シリコンを用いて半導体基板２を形成した場合について説明する。ここで、Ｇａを用いれば、基板中のＯ（酸素）とＢとが関係して生じる光劣化現象を回避できるので、高効率化に好適である。また、シリコン基板の厚みは300μｍ以
下にすることが好ましく、より好ましくは250μｍ以下、さらに好ましくは150μｍ以下にすればよい。
【００３３】
なお、インゴットからの半導体基板２の切り出し（スライス）に伴う基板表層部の機械的ダメージ層や汚染層を除去するために、この半導体基板２の受光面側および裏面側の表層部をＮａＯＨやＫＯＨ、あるいはフッ酸と硝酸との混合液などでそれぞれ10〜20μｍ程度エッチングし、その後、純水などで洗浄する。
【００３４】
第２導電型層３は、半導体基板２の一主面Ａ側に形成された、第１導電型とは異なる導電型の半導体層である。この第２導電型層３は、Ｎ型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたＮ型の層である。より詳細には、Ｎ型を形成するためのＮ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300Ω程度のＮ
＋型とする。これによって上述のＰ型のシリコンからなる半導体との間にＰＮ接合部が形成される。
【００３５】
第２導電型層３は、ペースト状態にしたＰ２Ｏ５を半導体基板２の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法，ガス状態にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）を拡散源とした気相熱拡散法およびＰ＋イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法等によって形成される。この第２導電型層３は、0.2〜0.5μｍ程度の厚みに形成されることが好ましい。
【００３６】
なお、図１および図２に示す例においては、この第２導電型層３は、半導体基板２の一主面Ａ側の全面に一様に形成されている。また、その厚みは0.1ｍｍ程度である。
【００３７】
第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ側で第２導電型層３の上に形成されている。
【００３８】
図１（ａ）に示す例においては、この第１の電極４は、半導体基板２を平面視した際の
外周における一方の辺Ｃ側から対向する他方の辺Ｄ側に線形状に形成されている。この構成の場合には、第１の電極４が半導体基板２上に長い距離をもって形成されているため、第２導電型層３と半導体基板２との接触面で生じた電荷を多く集めることができる。従って、太陽電池素子１の特性向上を図ることができるので好ましい。
【００３９】
第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａに塗布法を用いて導電性ペーストを塗布すればよく、例えば銀等からなる金属粉末，有機ビヒクルおよびガラスフリットを、金属100
質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜５質量部で添加してペースト状にしてなる
導電性ペーストを、図１（ａ）に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより形成される。なお、導電性ペーストの塗布後に、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させたほうが好ましい。
【００４０】
また、図１（ａ）に示す例においては、第１の電極４が平行に７つ形成されているが、数は７つに限られない。例えば、２〜10本の第１の電極４が平行に形成されていてもよい。
【００４１】
貫通孔７は、半導体基板２の一主面Ａから他主面Ｂにかけて形成されており、内壁が第２の第２導電型層５または第１の絶縁材料層６で覆われている。
【００４２】
貫通孔７は、機械的ドリル，ウォータージェット装置またはレーザー装置等を用いて、半導体基板２の裏面（他主面Ｂ）側から受光面（一主面Ａ）側に向けて形成すればよい。また、用いる装置や条件において孔加工による半導体基板２への損傷が少なければ、受光面（一主面Ａ）側から裏面（他主面Ｂ）側に向けて貫通孔７を形成してもよい。また、貫通孔７の形成位置以外のところにレジストやマスクを配置し、化学エッチングによって貫通孔７を形成しても構わない。
【００４３】
貫通孔７は、図１（ａ）に示す例においては、一方の辺Ｃ側に、この一方の辺Ｃに沿って７つ形成されている。なお、これら貫通孔７の数は７つに限られない。例えば、２〜10個の貫通孔７が形成されていてもよい。
【００４４】
この貫通孔７の内径は、0.1〜0.5ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４５】
第２の第２導電型層５は、貫通孔７の内壁を覆うように、Ｎ型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたＮ型の層である。より詳細には、Ｎ型を形成するためのＮ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300
Ω程度のＮ＋型とするとよい。
【００４６】
第２の第２導電型層５は、第２導電型層３と同様の形成方法が用いられる。また、この第２の第２導電型層５は、0.2〜0.5μｍ程度の厚みに形成されることが好ましい。
【００４７】
第１の絶縁材料層６は、貫通孔７の内壁を覆うように、酸化膜や窒化膜等によって形成された層である。より詳細には、第１の絶縁材料層６は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などを、厚さ10ｎｍ〜50μｍ程度で形成する。また、あらかじめ一主面Ａ側にレジスト膜を塗布し、第１の絶縁材料層６を形成後にレジスト膜を除去することによって、半導体基板２の一主面Ａ上に第１の絶縁材料層６が形成されることを防ぐことができる。
【００４８】
第２の電極８は、貫通孔７内に形成された、一端が第２導電型層３を貫通して第１電極４に接続されており、他端が半導体基板２の他主面Ｂに露出している。
【００４９】
この第２の電極８は、半導体基板２の貫通孔７に塗布法を用いて導電性ペーストを充填して、第１の電極４の形成方法で示した構成配分の導電性ペーストを図２の例に示すような所定の電極形状に塗布し、第１の電極４の形成方法で示した焼成条件で焼成することによって形成される。
【００５０】
第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10は、半導体基板２の他主面Ｂの貫通孔７の開口の周囲に形成された、第２の電極８の他端が貫通している。
【００５１】
第３の第２導電型層９は、半導体基板２の他主面Ｂの貫通孔７の開口の周囲にＮ型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたＮ型の半導体層である。より詳細には、Ｎ型を形成するためのＮ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300Ω程度のＮ＋型とするとよい。
【００５２】
第３の第２導電型層９の形成には、第２導電型層３と同様の形成方法が用いられる。また、この第２の第２導電型層５は、0.2〜0.5μｍ程度の厚みに形成されることが好ましい。
【００５３】
なお、第３の第２導電型層９を他主面Ｂに部分的に形成するためには、第２導電型層３の形成方法で第３の第２導電型層９を形成する際に、第３の第２導電型層９を形成しない領域に予めレジスト膜を塗布してから、第３の第２導電型層９を形成するようにする。
【００５４】
また、第２の絶縁材料層10は、酸化膜や窒化膜等によって形成された層である。より詳細には、第２の絶縁材料層10は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などを、厚さ10ｎｍ〜50μｍ程度で形成する。また、貫通孔７の内壁に形成される第１の絶縁材料層６と、半導体基板２の他主面Ｂに形成される第２の絶縁材料層10とは、それぞれ別工程によって形成されても構わないが、同時に形成すれば工程を単純化することができる。
【００５５】
第３の電極11は、第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10の上に形成されて、第２の電極８の他端が接続されて第１の電極４と接続されている。
【００５６】
図１（ｂ）に示す例においては、第３の電極11は、半導体基板２の他主面Ｂの一方の辺Ｃ側に、この一方の辺Ｃに沿って帯状に形成されている。
【００５７】
なお、第３の電極11は、この例のような形状や大きさだけでなく、半導体基板２の他主面Ｂの一方の辺Ｃ側に形成されている限り、互いに離間して複数がポイント状に形成されていてもよい。この場合には、第２の電極８が、それぞれのポイント状の第３の電極11に電気的に接続されている。
【００５８】
この第３の電極11は、半導体基板２の他主面Ｂに塗布法を用いて導電性ペーストを塗布して、第１の電極４の形成方法で示した構成配分の導電性ペーストを図１（ｂ）に示すような所定の電極形状に塗布し、第１の電極４の形成方法で示した焼成条件で焼成することによって形成される。
【００５９】
なお、第１の電極４，第２の電極８および第３の電極11は、一体で焼成して形成してもよいし、それぞれ個別に焼成することによって形成してもよい。
【００６０】
第４の電極12は、半導体基板２の他主面Ｂ上に第３の電極11とは絶縁されて形成された、第３の電極11とは極性が異なっている電極である。
【００６１】
第４の電極12は、塗布法を用いて、半導体基板２の他主面Ｂに導電性ペーストを塗布して形成すればよく、例えばアルミニウムまたは銀等からなる金属粉末に、有機ビヒクルおよびガラスフリットを金属粉末100質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜５質量部を添加してペースト状にしてなる導電性ペーストを、図１（ｂ）に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって集電電極として形成する。
【００６２】
なお、第４の電極12が第３の電極11と絶縁されているためには、両電極間に電極間領域が確保されている必要がある。なお、この電極間領域における第４の電極12と第３の電極11との間には、少なくとも１〜２ｍｍ程度の間隔が設けられている必要がある。この範囲の間隔があれば、第４の電極12と第３の電極11とは互いに絶縁を保っていることができる。
【００６３】
以上で説明した太陽電池素子１を使用する際は、例えば、外部の電子部品のマイナス側端子に第３の電極11を接続し、外部の電子部品のプラス側端子に第４の電極12を接続する。そして、本発明の太陽電池素子１の一主面Ａから光が当たって、第２導電型層３と半導体基板２との接触面において価電子が光（光子）によって励起されることによって生じた電子が、第１の電極４，第２の電極８および第３の電極11を介して外部の電子部品を通り、第４の電極12を介して半導体基板２中の正孔と結合することにより、電力が生じる。
【００６４】
ここで、第２導電型層３と半導体基板２との接触面において多くの電子が生じ、第４の電極12の正孔と速やかに結合する程、得られる電力は大きくなる。
【００６５】
しかしながら、従来例の太陽電池素子のように、半導体基板の裏面において、第一電極と第二電極との間の間隔が数多く存在する構成であった場合には、第二電極の形成領域は、その分狭くなってしまい、太陽電池素子の特性向上を図ることが困難になるという問題点があった。
【００６６】
これに対して、本発明の太陽電池素子１によれば、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在している。
【００６７】
そのため、複数個の貫通孔７内にそれぞれ形成された第２の電極８も半導体基板２の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第２の電極８と接続されている第３の電極11も、半導体基板２の他主面Ｂにおいて半導体基板２の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
【００６８】
また、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在しているため、半導体基板２の他主面Ｂにおいて、第３の電極11および第４の電極12の絶縁のために設けられる電極間領域と第３の電極11が形成されている領域とを除いた全ての領域が、第４の電極12の形成が可能な領域となる。
【００６９】
従って、第４の電極12が広い領域に形成されていることとなるので、第４の電極12と半導体基板２との接触面が大きくなる。従って、第４の電極12に流入した電子が半導体基板２中の正孔と結合するための領域が大きくなる。例えば、第３の電極11を外部の電子部品のマイナス側端子に接続し、第４の電極12を外部の電子部品のプラス側端子に接続した場合には、第２導電型層３と半導体基板２との接触面において生じて、第１の電極４，第２
の電極８，第３の電極11および外部の電子部品を介して第４の電極12に流入した電子が、半導体基板２中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
【００７０】
その結果、より多くの電子が太陽電池素子１中を流れることとなるので、より大きい電力が生じることとなる。
【００７１】
次に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を、図３を参照して説明する。図３は、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【００７２】
図３に示す例の太陽電池モジュール18によれば、本発明の太陽電池素子１が、第３の電極11および第４の電極12の形状とそれぞれ略同一である第１の電極パッド13および第２の電極パッド14が一主面Ａに形成された支持基板15に、第３の電極11および第４の電極12がそれぞれ第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に電気的に接続されて実装されているときには、第３の電極11と第１の電極パッド13との接触面および第４の電極12と第２の電極パッド14との接触面がそれぞれ大きくなるので、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中において発生した熱が、第３の電極11および第４の電極12のそれぞれを介して第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に伝導されやすくなる。また、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に伝導された熱が支持基板15を介して外部に良好に放熱される。
【００７３】
その結果、太陽電池素子１で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００７４】
支持基板15は、例えばガラスエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂等の材料からなるものであり、その寸法は、例えば長さが20ｍｍであり、幅が15ｍｍであり、厚みが0.3ｍｍであ
る。
【００７５】
第１の電極パッド13の寸法は、第３の電極11の寸法に対応して形成されている。例えば、第３の電極11の貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである場合には、第１の電極パッド13の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである。
【００７６】
第２の電極パッド14も、同様に、第４の電極12の寸法に対応して形成されているものである。例えば、第４の電極12の貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである場合には、第２の電極パッド14の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである。
【００７７】
なお、電極間領域における第３の電極11と第４の電極12との間隔の寸法が、例えば１ｍｍであった場合は、第１の電極パッド13と第２の電極パッド14との間隔の寸法も１ｍｍである。
【００７８】
第１の電極パッド13および第２の電極パッド14は、銀を主成分とした金属材料からなることが好ましい。この場合には、太陽電池素子１の半導体基板２中で生じ、第３の電極11および第４の電極12にそれぞれ伝導された熱が第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれに伝導されやすくなる。従って、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14にそれぞれ伝導された熱が支持基板15を介して外部に放熱されやすくなる。その結果、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００７９】
次に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を、図４を参照して説明する。図４は、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【００８０】
本例の太陽電池モジュール18によれば、本発明の太陽電池素子１の第３の電極11および第４の電極12に、第３の電極11および第４の電極12とそれぞれ略同一である第３の電極パッド16および第４の電極パッド17がそれぞれ積層されており、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17がそれぞれ第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に電気的に接続されているときには、第３の電極11と第３の電極パッド16との接触面および第４の電極12と第４の電極パッド17との接触面がそれぞれ大きくなるので、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中において発生した熱が、第３の電極11および第４の電極12のそれぞれを介して第３の電極パッド16および第４の電極パッド17に伝導されやすくなる。また、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17に伝導された熱が、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれを介して支持基板15に伝導されやすくなる。また、支持基板15に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
【００８１】
また、特に、太陽電池素子１は、第４の電極12が広い領域に形成されており、第４の電極12と半導体基板２との接触面が大きいので、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中において発生した熱が第４の電極12に効率良く伝導されることとなる。また、第４の電極12に伝導された熱は、第４の電極パッド17，第２の電極パッド14および支持基板15を介して外部に良好に放熱される。
【００８２】
その結果、太陽電池素子１で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００８３】
第３の電極パッド16の寸法は、第３の電極11の寸法に対応して設定されているものである。例えば、第３の電極11の貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである場合には、第１の電極パッド13の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである。
【００８４】
第４の電極パッド17も、同様に、第４の電極12の寸法に対応して形成されているものである。例えば、第４の電極12の、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである場合には、第１の電極パッド13の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである。
【００８５】
なお、電極間領域における第３の電極11と第４の電極12との間隔の寸法が、例えば１ｍｍであった場合には、第３の電極パッド16と第４の電極パッド17との間隔の寸法も１ｍｍである。
【００８６】
第３の電極パッド16および第４の電極パッド17は、銀を主成分とした金属材料からなることが好ましい。この場合には、太陽電池素子１の半導体基板２中で生じ、第３の電極11および第４の電極12にそれぞれ伝導された熱が、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17のそれぞれに伝導されやすくなる。従って、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17にそれぞれ伝導された熱が、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれと支持基板15とを介して外部に放熱されやすくなる。その結果、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００８７】
なお、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17は、第１の電極パッド13および第
２の電極パッド14と、それぞれ半田（図示せず）を介して電気的に接続されていることが好ましい。また、この場合の半田は錫を主成分とする合金等が使用される。この場合には、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中で生じ、第３の電極11および第４の電極12に伝導された熱が、半田を介することによって、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれに効率よく伝導されることとなる。また、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれに伝導された熱は、支持基板15を介して外部に放熱されるので、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００８８】
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良等が可能である。
【００８９】
例えば、太陽電池モジュール18として、１つの太陽電池素子１が１つの支持基板15に実装された例を用いて説明したが、それぞれの太陽電池素子１において、第３の電極11および第４の電極12がそれぞれ第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に電気的に接続されていれば、複数の太陽電池素子１が１つの支持基板15に実装されていてもよい。なお、その際の複数の太陽電池素子１間の接続は、直列接続または並列接続のいずれであってもよい。また、太陽電池素子１の並べ方の一例を図５に示す。図５（ａ）は10個の太陽電池素子１が実装された太陽電池モジュール18の一例を示す上面図であり、図５（ｂ）はその太陽電池モジュール18を構成する支持基板15の一例を示す上面図である。図５に示す例では、10個の太陽電池素子１は５個ずつ２列に並べて、各列で一方の辺Ｃが一直線になるようにそろえて太陽電池モジュール18の周縁部に配置されている。このような構成により、例えば、太陽電池モジュール18の周縁部を別体の支持部材に固定する際に、その支持部材に固定される部分は各太陽電池素子１の貫通孔７が配置された部分となる。ここで、各太陽電池素子１において、貫通孔７の存在する部分は、第２導電型層３が形成されていないので、光を受光しても、各太陽電池素子１の電力の発生に寄与しない。従って、別体の支持部材によって、各太陽電池素子１の貫通孔７が配置された部分を支持することにより、貫通孔７が配置された部分に光が照射されにくくなっても、各太陽電池素子１の電力の発生の低減を抑制できるので好ましい。また、各列で隣り合う一対の太陽電池素子１が、他方の辺Ｄ同士を互いに突き合わせるように配置されている。
【００９０】
なお、図５に示す例においては、支持基板15の一主面において、一方の太陽電池素子１の第３の電極11が接続される第１の電極パッド13と、隣接する他方の太陽電池素子１の第４の電極12が接続される第２の電極パッド14とが、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続されている。この構成によって、図５に示す例の太陽電池モジュール18においては、複数の太陽電池素子１が直列に接続されている。
【００９１】
また、図１に示す例の太陽電池素子１では、平面視で長方形状である例を用いて説明したが、貫通孔７は複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していれば、太陽電池素子１の形状は、平面視で三角形状または円形状であってもよい。それぞれの例を図６に示す。図６（ａ）および図６（ｂ）は、それぞれ本発明の太陽電池素子１の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【００９２】
図６（ａ）に示す例においては、太陽電池素子１の形状が平面視で三角形状である。なお、この太陽電池素子１の貫通孔７は、三角形状である半導体基板２の辺のうちの１つに沿って配置されている。また、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は半導体基板２の一主面Ａ上で貫通孔７が近傍に配置されている辺と直交する方向
に互いに平行に、各貫通孔７から貫通孔７が配置されていない側の辺に向かって延びるように配置されている。また、第４の電極（不図示）は第３の電極（不図示）の近傍から、三角形状である半導体基板２の辺のうちの他の２辺の近傍まで延在している。
【００９３】
図６（ｂ）に示す例においては、太陽電池素子１の形状が平面視で円形状である。なお、この太陽電池素子１の貫通孔７は、円形状である半導体基板２の円周の一部に沿って配置されている。また、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は半導体基板２の一主面Ａ上で、直径と平行な方向に各貫通孔７から貫通孔７が配置されていない側の円周に向かって延びるように配置されている。また、第４の電極（不図示）は第３の電極（不図示）の近傍から、貫通孔７が配置されている円周の一部以外の円周の近傍まで延在している。
【００９４】
また、図５に示す例の太陽電池モジュール18は、太陽電池素子１の受光面を覆うように透明放熱板を配置することが好ましい。より詳細には、この透明放熱板の下面を太陽電池素子１の受光面に接触させておくという構成である。この透明放熱板は、結晶ガラス，水晶ガラス，ダイヤモンドガラス，サファイアガラスまたは石英ガラスのいずれかから成るとよい。これらの材料は、透明である上に熱伝導性が高いので、太陽電池素子１で生じた熱が第２導電型層３および第１の電極４を介してこの透明放熱板に伝わり、外部へ放熱される。従って、太陽電池素子１の受光面へ入射する光を遮ることなく、太陽電池素子１の放熱性を向上させ、動作効率を高めることができる。
【００９５】
またこのとき、太陽電池素子１の受光面に透明放熱板を配置した太陽電池モジュール18の全体を透明の樹脂材料によってモールドしておくことが好ましい。これによって、太陽電池モジュール18の機械的強度を向上させることができる。なお、透明放熱板を配置していない太陽電池モジュール18であっても、機械的強度の向上の点で、太陽電池モジュール18の全体を透明の樹脂材料によってモールドしておくことが好ましい。この透明の樹脂材料には、例えば、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂が用いられる。
【実施例】
【００９６】
本発明の太陽電池モジュール18の実施例を以下に説明する。なお、本実施例においては、図１および図２に示す例の太陽電池素子１を10個使用することによって、図５に示す例の太陽電池モジュール18を作製した。
【００９７】
まず、それぞれの太陽電池素子１の構成を以下に説明する。
【００９８】
半導体基板２は、Ｐ型の単結晶シリコンによって作製した。単結晶シリコンは、ＣＺ法で作製された単結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得た。この単結晶シリコンに、Ｇａ（ガリウム）を、１×10１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ドープした。半導体基板２は長さが20ｍｍであり、幅が12ｍｍである長方形状であり、厚みは250μｍとした。
【００９９】
貫通孔７は、レーザー装置を用いて、半導体基板２の裏面（他主面Ｂ）側から受光面（一主面Ａ）側に向けて、対向する２つの短辺のうち一方の辺Ｃ側に、この一方の辺Ｃに沿って７つ形成した。それぞれの貫通孔７の内径は0.5ｍｍとした。
【０１００】
第２導電型層３，第２の第２導電型層５および第３の第２導電型層９は、それぞれ所定の部位に、Ｐ（リン）を塗布熱拡散法によって塗布して熱拡散させて形成した。それぞれの層の厚みは0.1ｍｍ程度とした。
【０１０１】
第２導電型層３は、半導体基板２の一主面Ａ上に、半導体基板２と同じ寸法で形成した。第２の第２導電型層５は、貫通孔７の内壁に形成した。第３の第２導電型層９は、他主
面Ｂ上であって一方の辺Ｃ側に一方の辺Ｃに沿って形成し、寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を２ｍｍとして、７つの貫通孔７の開口の周囲に形成した。
【０１０２】
第１の電極４，第２の電極８，第３の電極11および第４の電極12は、それぞれ所定の部位に、塗布法を用いて導電性ペーストを塗布して焼成して形成した。
【０１０３】
第１の電極４は、半導体基板２の一方の辺Ｃ側から対向する他方の辺Ｄ側に線形状に、互いに平行に７つ形成し、寸法は、長さ方向を19ｍｍとし、幅方向を0.1ｍｍとし、厚み
を30μｍとした。
【０１０４】
第２の電極８は、第１の電極４および第３の電極11を接続するように、半導体基板２の貫通孔７に形成した。
【０１０５】
第３の電極11は、第３の第２導電型層９の表面に、30μｍの厚みをもって、貫通孔７が並んでいる方向に10ｍｍ、第１の電極４の長さ方向に２ｍｍの寸法で形成した。
【０１０６】
第４の電極12は、第３の電極11とは１ｍｍ離間させて形成し、寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を15ｍｍとした。
【０１０７】
次に、以上の太陽電池素子１を10個実装してなる太陽電池モジュール18の構成を以下に説明する。
【０１０８】
支持基板15は、ガラスエポキシ樹脂からなるものであり、寸法は、長さが65ｍｍであり、幅が40ｍｍであり、厚みが0.3ｍｍであるものとした。
【０１０９】
支持基板15に形成された10個の第１の電極パッド13のそれぞれの寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を２ｍｍとし、厚みを30μｍとした。
【０１１０】
支持基板15に形成された10個の第２の電極パッド14のそれぞれの寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を15ｍｍとし、厚みを30μｍとした。
【０１１１】
第１の電極パッド13および第２の電極パッド14の間隔の寸法は１ｍｍとした。
【０１１２】
第１の電極パッド13および第２の電極パッド14は、銀を主成分とする金属材料で作製した。
【０１１３】
第３の電極パッド16は、第３の電極11の表面に、30μｍの厚みをもって、貫通孔７が並んでいる方向に10ｍｍ、第１の電極４の長さ方向に２ｍｍの寸法で形成した。
【０１１４】
第４の電極パッド17は、第４の電極12の表面に、30μｍの厚みをもって、貫通孔７が並んでいる方向に10ｍｍ、第１の電極４の長さ方向に15ｍｍの寸法で形成した。
【０１１５】
10個の太陽電池素子１を１つの支持基板15に実装して太陽電池モジュール18とした。10個の太陽電池素子１は５個ずつ２列に並べて、各列で一方の辺Ｃが一直線になるように配置し、また、各列で隣り合う一対の太陽電池素子１が、他方の辺Ｄ同士を互いに突き合わせるように配置した。なお、支持基板15の一主面において、一方の太陽電池素子１の第３の電極11が接続される第１の電極パッド13と、隣接する他方の太陽電池素子１の第４の電
極12が接続される第２の電極パッド14とを、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続した。
【０１１６】
そして、本実施例の太陽電池モジュール18を以下の条件で使用して、出力電力を測定した。その条件とは、放射照度が100ｍＷ/ｃｍ２であり、温度が25℃であり、ＡＭが1.5で
ある。ここで、ＡＭとは、Air Massの略で、太陽光が大気を通過する路程の長さを意味する。太陽光が大気に垂直に入る場合の、太陽光が大気を通過する路程の長さを基準として、ＡＭを１とする。そして、太陽光が大気に斜めに入り、太陽光が大気を通過する路程の長さが1.5倍になる場合をＡＭ1.5とするものである。
【０１１７】
以上の条件で測定を行なった結果、360ｍＷの最大出力電力を得た。太陽電池業界では
、携帯型電子機器に使用される太陽電池モジュール18として、例えば300ｍＷ以上の最大
出力電力を有するものが要求される。この結果、本実施例の太陽電池モジュール18によれば、300ｍＷ以上の最大出力電力を得ることができるので、この基準を満たしていること
が分かった。
【０１１８】
また、本実施例および比較例の太陽電池モジュールを、放射照度が100ｍＷ/ｃｍ２であり、温度が25℃であり、ＡＭが1.5である条件下で使用した際の、10個の太陽電池素子の
温度をそれぞれ計測し、それらの平均を算出して互いに比較した。
【０１１９】
その結果、本実施例の太陽電池モジュール18を構成する10個の太陽電池素子１の温度の平均は、比較例の太陽電池モジュールを構成する10個の太陽電池素子の温度の平均より低かった。
【０１２０】
この結果から、太陽電池モジュール18を構成する太陽電池素子１において、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることによって、第４の電極12を広く形成することができるので、太陽電池モジュール18の電力の発生を大きくすることができ、また、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く外部に放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができることが分かった。
【符号の説明】
【０１２１】
１：太陽電池素子
２：半導体基板
３：第２導電型層
４：第１の電極
５：第２の第２導電型層
６：第１の絶縁材料層
７：貫通孔
８：第２の電極
９：第３の第２導電型層
10：第２の絶縁材料層
11：第３の電極
12：第４の電極
13：第１の電極パッド
14：第２の電極パッド
15：支持基板
16：第３の電極パッド
17：第４の電極パッド
18：太陽電池モジュール
Ａ：一主面
Ｂ：他主面
Ｃ：一方の辺
Ｄ：他方の辺
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光が照射されることによって光起電力効果によって電力を生じる太陽電池素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池素子として、例えば特許文献１には、一導電型を示す半導体基板と、半導体基板の一主面に形成され、一導電型と逆の導電型を示す第一逆導電型層と、半導体基板の一主面から他主面に至り、内壁が第二逆導電型層或いは第一絶縁材料層で覆われた複数の貫通孔と、一主面側から貫通孔内を介して他主面側に至るように形成され、第一逆導電型層と接続された第一電極と、他主面上に形成され、第一電極と極性を異にする第二電極と、他主面と第一電極との間に介在された第二絶縁材料層とを有してなる構成のものが提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の太陽電池素子によれば、半導体基板の他主面に逆導電型層を設けることなく、半導体基板の一導電型領域と第一電極との間の絶縁を図ることができるため、第二電極の形成領域をより広くして太陽電池素子の特性向上を図ることが可能となるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2008−34609号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１には、第一電極を構成する３つの他主面側電極が半導体基板の他主面において半導体基板の一方の外周辺およびこれに対向する他方の外周辺に平行に帯状に形成されており、この他主面側電極に沿ってそれぞれ８つの貫通孔が半導体基板に形成されている構成が開示されている。なお、この構成において、平行に形成された３つの他主面側電極のうち最も半導体基板の一方の外周辺に近い場所に形成された他主面側電極の長さ方向における側部と半導体基板の一方の外周辺との間の領域には、第二電極が形成されている。また、平行に形成された３つの他主面側電極のうち最も半導体基板の他方の外周辺に近い場所に形成された他主面側電極の長さ方向における側部と半導体基板の他方の外周辺との間の領域には、別の第二電極が形成されている。また、３つそれぞれの他主面側電極の間の領域には、さらに別の第二電極がそれぞれ形成されている。従って、合計で４つの第二電極が他主面側電極に平行に形成されている。
【０００６】
しかしながら、このような太陽電池素子の構成においては、第一電極と第二電極との間の間隔が６つ存在することとなる。従って、第二電極の形成領域はその分狭くなってしまい、太陽電池素子の特性向上を図ることが困難になるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献１には、前述した構成の太陽電池素子が配線材によって複数接続された構成の太陽電池モジュールが開示されている。ここでは、それぞれの太陽電池素子は配線材のみが接続されている。
【０００８】
しかしながら、このような太陽電池モジュールの構成においては、それぞれの太陽電池素子が配線材以外の部材と接していないため、光の照射によってそれぞれの太陽電池素子で生じた熱が素子の外部に逃げにくいので、太陽電池モジュールの特性向上を図ることが
困難になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記のような従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極の形成領域を増大させることにより太陽電池素子の特性向上を図ることにある。
【００１０】
また、本発明は上記のような従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池素子の放熱性を向上させることにより太陽電池モジュールの特性向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の太陽電池素子は、第１導電型を示す半導体基板と、該半導体基板の一主面側に形成された、前記第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層と、前記半導体基板の一主面側で前記第２導電型層の上に形成された第１の電極と、前記半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層または第１の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、該貫通孔内に形成された、一端が前記第２導電型層を貫通して前記第１電極に接続されており、他端が前記半導体基板の他主面に露出している第２の電極と、前記半導体基板の他主面の前記貫通孔の開口の周囲に形成された、前記第２の電極の他端が貫通している第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層と、前記第３の第２導電型層または前記第２の絶縁材料層の上に形成された、前記第２の電極の前記他端が接続されて前記第１の電極と接続されている第３の電極と、前記半導体基板の他主面に前記第３の電極とは絶縁されて形成された、該第３の電極とは極性が異なる第４の電極とを有しており、前記貫通孔は、複数個が前記半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の前記貫通孔のそれぞれに対応して形成された前記第１の電極は、前記半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、前記第４の電極は、前記第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池素子が、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第１の電極パッドおよび第２の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、前記第３の電極および前記第４の電極がそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールは、上記構成において、前記太陽電池素子の前記第３の電極および前記第４の電極に、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ積層されており、前記第３の電極パッドおよび前記第４の電極パッドがそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池素子によれば、第１導電型を示す半導体基板と、半導体基板の一主面側に形成された、第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層と、半導体基板の一主面側で第２導電型層の上に形成された第１の電極と、半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層または第１の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、貫通孔内に形成された、一端が第２導電型層を貫通して第１電極に接続されており、他端が半導体基板の他主面に露出している第２の電極と、半導体基板の他主面の貫通孔の開口の周囲に形成された、第２の電極の他端が貫通している第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層と、第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層の上に形成された、第２の電極の他端が接続されて第１の電極と接続されている第３の電極と、半導体基板の他主面上に第３の電極とは絶縁されて形成された、第３の電極とは極性が異なる第４の電極とを有し
ており、貫通孔は、複数個が半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔のそれぞれに対応して形成された第１の電極は、半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、第４の電極は、第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることから、複数個の貫通孔内にそれぞれ形成された第２の電極も半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第２の電極と接続されている第３の電極も、半導体基板の他主面において半導体基板の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
【００１５】
また、第４の電極は、第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在しているため、半導体基板の他主面において、第３の電極および第４の電極の絶縁のために設けられる電極間領域と第３の電極が形成されている領域とを除いた全ての領域が、第４の電極の形成が可能な領域となる。
【００１６】
従って、第４の電極が広い領域に形成されていることとなるので、第４の電極と半導体基板との接触面が大きくなり、第４の電極に流入した電子が半導体基板中の正孔と結合するための領域が大きくなる。例えば、第３の電極を外部の電子部品のマイナス側端子に接続し、第４の電極を外部の電子部品のプラス側端子に接続した場合には、第２導電型層と半導体基板との接触面において生じて、第１の電極，第２の電極，第３の電極および外部の電子部品を介して第４の電極に流入した電子が、半導体基板中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
【００１７】
その結果、より多くの電子が太陽電池素子中を流れることとなるので、より大きい電力が得られる太陽電池素子を提供することができる。
【００１８】
本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の太陽電池素子が、第３の電極および第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第１の電極パッドおよび第２の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、第３の電極および第４の電極がそれぞれ第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることから、第３の電極と第１の電極パッドとの接触面および第４の電極と第２の電極パッドとの接触面がそれぞれ大きくなるので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が、第３の電極および第４の電極のそれぞれを介して第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに伝導されやすくなる。そして、第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに伝導された熱が支持基板を介して外部に放熱される。
【００１９】
また、特に、本発明の太陽電池素子は、第４の電極が広い領域に形成されており、第４の電極と半導体基板との接触面が大きいので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が第４の電極に効率良く伝導されることとなる。また、第４の電極に伝導された熱は、第２の電極パッドおよび支持基板を介して外部に良好に放熱される。
【００２０】
その結果、太陽電池素子で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の太陽電池素子の第３の電極および第４の電極に、第３の電極および第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ積層されており、第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ第１の電極パッドおよび第２の電極パッドに電気的に接続されているときには、第３の電極と第３の電極パッドとの接触面および第４の電極と第４の電極パッドとの接触面がそれぞれ大きくなるので、太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が、第３の電極および第４の電極のそれぞれを介して第３の電極パッドおよび第４の電極パッドに伝導されやすくなる。また、第３の電極パッドおよび第４の電極パッ
ドに伝導された熱が、第１の電極パッドおよび第２の電極パッドのそれぞれを介して支持基板に伝導されやすくなる。そして、支持基板に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
【００２２】
また、特に、本発明の太陽電池素子は第４の電極が広い領域に形成されており、第４の電極と半導体基板との接触面が大きいので、光の照射によって太陽電池素子の半導体基板中において発生した熱が第４の電極に効率良く伝導されることとなる。また、第４の電極に伝導された熱は、第４の電極パッド，第２の電極パッドおよび支持基板を介して外部に良好に放熱される。
【００２３】
その結果、太陽電池素子で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の太陽電池素子の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の太陽電池素子の実施の形態の一例を示す下面図である。
【図２】図１に示す太陽電池素子の実施の形態の一例のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は10個の太陽電池素子が実装された太陽電池モジュールの例を示す上面図であり、（ｂ）はその太陽電池モジュールを構成する支持基板の例を示す上面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の太陽電池素子の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の圧電部品の実施の形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明の太陽電池素子１の実施の形態の一例を示す上面図であり、図１（ｂ）は本発明の太陽電池素子１の実施の形態の一例を示す下面図である。図２は、図１に示す太陽電池素子１の実施の形態の一例のＸ−Ｘ線における断面図である。
【００２７】
図１および図２に示す例の太陽電池素子１は、第１導電型を示す半導体基板２と、半導体基板２の一主面Ａ側に形成された、第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層３と、半導体基板２の一主面Ａ側で第２導電型層３の上に形成された第１の電極４と、半導体基板２の一主面Ａから他主面Ｂにかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層５または第１の絶縁材料層６で覆われた貫通孔７と、貫通孔７内に形成された、一端が第２導電型層３を貫通して第１電極に接続されており、他端が半導体基板２の他主面Ｂに露出している第２の電極８と、半導体基板２の他主面Ｂの貫通孔７の開口の周囲に形成された、第２の電極８の他端が貫通している第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10と、第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10の上に形成された、第２の電極８の他端が接続されて第１の電極４と接続されている第３の電極11と、半導体基板２の他主面Ｂ上に第３の電極11とは絶縁されて形成された、第３の電極11とは極性が異なる第４の電極12とを有しており、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が形成されている半導体基板２の一部と反対側の外周の近傍まで延在している。
【００２８】
なお、半導体基板２の主面について、図２におけるＡが一主面（受光面）であり、Ｂが他主面（裏面）である。また、図１における半導体基板２を平面視した際の外周における一方の辺をＣとし、この一方の辺Ｃに対向する他方の辺をＤとする。
【００２９】
半導体基板２は、第１導電型を示す。以下、第１導電型を示す半導体基板２として、Ｐ型のシリコンを使用する場合を例にとり説明する。なお、Ｎ型のシリコンを用いても良いのは言うまでもなく、その場合には電極の極性を逆にすればよい。
【００３０】
半導体基板２を構成するシリコンは、単結晶シリコンであれば、ＦＺ法やＣＺ法など公知の製法で作製された単結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得られる。また、多結晶シリコンであれば、キャスト法や鋳型内凝固法などの公知の製法で作製された多結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得られる。また、リボン法等の引き上げ法で得られた板状シリコンを用いる場合は、この板状シリコンを所定の大きさにカットし、必要に応じて表面研磨処理等を施すことで所望のシリコン基板を得ることが可能である。
【００３１】
半導体基板２を構成するシリコンの導電型の制御は、各シリコンインゴット製造方法において、ドーパント元素そのもの、またはドーパント元素がシリコン中に適量含まれたドーパント材を、適量、シリコン融液中に溶かすことで実現できる。
【００３２】
以下、Ｂ（ボロン）あるいはＧａ（ガリウム）が１×10１５〜１×10１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度ドープされたＰ型結晶シリコンを用いて半導体基板２を形成した場合について説明する。ここで、Ｇａを用いれば、基板中のＯ（酸素）とＢとが関係して生じる光劣化現象を回避できるので、高効率化に好適である。また、シリコン基板の厚みは300μｍ以
下にすることが好ましく、より好ましくは250μｍ以下、さらに好ましくは150μｍ以下にすればよい。
【００３３】
なお、インゴットからの半導体基板２の切り出し（スライス）に伴う基板表層部の機械的ダメージ層や汚染層を除去するために、この半導体基板２の受光面側および裏面側の表層部をＮａＯＨやＫＯＨ、あるいはフッ酸と硝酸との混合液などでそれぞれ10〜20μｍ程度エッチングし、その後、純水などで洗浄する。
【００３４】
第２導電型層３は、半導体基板２の一主面Ａ側に形成された、第１導電型とは異なる導電型の半導体層である。この第２導電型層３は、Ｎ型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたＮ型の層である。より詳細には、Ｎ型を形成するためのＮ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300Ω程度のＮ
＋型とする。これによって上述のＰ型のシリコンからなる半導体との間にＰＮ接合部が形成される。
【００３５】
第２導電型層３は、ペースト状態にしたＰ２Ｏ５を半導体基板２の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法，ガス状態にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）を拡散源とした気相熱拡散法およびＰ＋イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法等によって形成される。この第２導電型層３は、0.2〜0.5μｍ程度の厚みに形成されることが好ましい。
【００３６】
なお、図１および図２に示す例においては、この第２導電型層３は、半導体基板２の一主面Ａ側の全面に一様に形成されている。また、その厚みは0.1ｍｍ程度である。
【００３７】
第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ側で第２導電型層３の上に形成されている。
【００３８】
図１（ａ）に示す例においては、この第１の電極４は、半導体基板２を平面視した際の
外周における一方の辺Ｃ側から対向する他方の辺Ｄ側に線形状に形成されている。この構成の場合には、第１の電極４が半導体基板２上に長い距離をもって形成されているため、第２導電型層３と半導体基板２との接触面で生じた電荷を多く集めることができる。従って、太陽電池素子１の特性向上を図ることができるので好ましい。
【００３９】
第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａに塗布法を用いて導電性ペーストを塗布すればよく、例えば銀等からなる金属粉末，有機ビヒクルおよびガラスフリットを、金属100
質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜５質量部で添加してペースト状にしてなる
導電性ペーストを、図１（ａ）に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより形成される。なお、導電性ペーストの塗布後に、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させたほうが好ましい。
【００４０】
また、図１（ａ）に示す例においては、第１の電極４が平行に７つ形成されているが、数は７つに限られない。例えば、２〜10本の第１の電極４が平行に形成されていてもよい。
【００４１】
貫通孔７は、半導体基板２の一主面Ａから他主面Ｂにかけて形成されており、内壁が第２の第２導電型層５または第１の絶縁材料層６で覆われている。
【００４２】
貫通孔７は、機械的ドリル，ウォータージェット装置またはレーザー装置等を用いて、半導体基板２の裏面（他主面Ｂ）側から受光面（一主面Ａ）側に向けて形成すればよい。また、用いる装置や条件において孔加工による半導体基板２への損傷が少なければ、受光面（一主面Ａ）側から裏面（他主面Ｂ）側に向けて貫通孔７を形成してもよい。また、貫通孔７の形成位置以外のところにレジストやマスクを配置し、化学エッチングによって貫通孔７を形成しても構わない。
【００４３】
貫通孔７は、図１（ａ）に示す例においては、一方の辺Ｃ側に、この一方の辺Ｃに沿って７つ形成されている。なお、これら貫通孔７の数は７つに限られない。例えば、２〜10個の貫通孔７が形成されていてもよい。
【００４４】
この貫通孔７の内径は、0.1〜0.5ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４５】
第２の第２導電型層５は、貫通孔７の内壁を覆うように、Ｎ型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたＮ型の層である。より詳細には、Ｎ型を形成するためのＮ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300
Ω程度のＮ＋型とするとよい。
【００４６】
第２の第２導電型層５は、第２導電型層３と同様の形成方法が用いられる。また、この第２の第２導電型層５は、0.2〜0.5μｍ程度の厚みに形成されることが好ましい。
【００４７】
第１の絶縁材料層６は、貫通孔７の内壁を覆うように、酸化膜や窒化膜等によって形成された層である。より詳細には、第１の絶縁材料層６は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などを、厚さ10ｎｍ〜50μｍ程度で形成する。また、あらかじめ一主面Ａ側にレジスト膜を塗布し、第１の絶縁材料層６を形成後にレジスト膜を除去することによって、半導体基板２の一主面Ａ上に第１の絶縁材料層６が形成されることを防ぐことができる。
【００４８】
第２の電極８は、貫通孔７内に形成された、一端が第２導電型層３を貫通して第１電極４に接続されており、他端が半導体基板２の他主面Ｂに露出している。
【００４９】
この第２の電極８は、半導体基板２の貫通孔７に塗布法を用いて導電性ペーストを充填して、第１の電極４の形成方法で示した構成配分の導電性ペーストを図２の例に示すような所定の電極形状に塗布し、第１の電極４の形成方法で示した焼成条件で焼成することによって形成される。
【００５０】
第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10は、半導体基板２の他主面Ｂの貫通孔７の開口の周囲に形成された、第２の電極８の他端が貫通している。
【００５１】
第３の第２導電型層９は、半導体基板２の他主面Ｂの貫通孔７の開口の周囲にＮ型化ドーピング元素を拡散させることによって形成されたＮ型の半導体層である。より詳細には、Ｎ型を形成するためのＮ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が60〜300Ω程度のＮ＋型とするとよい。
【００５２】
第３の第２導電型層９の形成には、第２導電型層３と同様の形成方法が用いられる。また、この第２の第２導電型層５は、0.2〜0.5μｍ程度の厚みに形成されることが好ましい。
【００５３】
なお、第３の第２導電型層９を他主面Ｂに部分的に形成するためには、第２導電型層３の形成方法で第３の第２導電型層９を形成する際に、第３の第２導電型層９を形成しない領域に予めレジスト膜を塗布してから、第３の第２導電型層９を形成するようにする。
【００５４】
また、第２の絶縁材料層10は、酸化膜や窒化膜等によって形成された層である。より詳細には、第２の絶縁材料層10は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などを、厚さ10ｎｍ〜50μｍ程度で形成する。また、貫通孔７の内壁に形成される第１の絶縁材料層６と、半導体基板２の他主面Ｂに形成される第２の絶縁材料層10とは、それぞれ別工程によって形成されても構わないが、同時に形成すれば工程を単純化することができる。
【００５５】
第３の電極11は、第３の第２導電型層９または第２の絶縁材料層10の上に形成されて、第２の電極８の他端が接続されて第１の電極４と接続されている。
【００５６】
図１（ｂ）に示す例においては、第３の電極11は、半導体基板２の他主面Ｂの一方の辺Ｃ側に、この一方の辺Ｃに沿って帯状に形成されている。
【００５７】
なお、第３の電極11は、この例のような形状や大きさだけでなく、半導体基板２の他主面Ｂの一方の辺Ｃ側に形成されている限り、互いに離間して複数がポイント状に形成されていてもよい。この場合には、第２の電極８が、それぞれのポイント状の第３の電極11に電気的に接続されている。
【００５８】
この第３の電極11は、半導体基板２の他主面Ｂに塗布法を用いて導電性ペーストを塗布して、第１の電極４の形成方法で示した構成配分の導電性ペーストを図１（ｂ）に示すような所定の電極形状に塗布し、第１の電極４の形成方法で示した焼成条件で焼成することによって形成される。
【００５９】
なお、第１の電極４，第２の電極８および第３の電極11は、一体で焼成して形成してもよいし、それぞれ個別に焼成することによって形成してもよい。
【００６０】
第４の電極12は、半導体基板２の他主面Ｂ上に第３の電極11とは絶縁されて形成された、第３の電極11とは極性が異なっている電極である。
【００６１】
第４の電極12は、塗布法を用いて、半導体基板２の他主面Ｂに導電性ペーストを塗布して形成すればよく、例えばアルミニウムまたは銀等からなる金属粉末に、有機ビヒクルおよびガラスフリットを金属粉末100質量部に対してそれぞれ10〜30質量部、0.1〜５質量部を添加してペースト状にしてなる導電性ペーストを、図１（ｂ）に示すような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって集電電極として形成する。
【００６２】
なお、第４の電極12が第３の電極11と絶縁されているためには、両電極間に電極間領域が確保されている必要がある。なお、この電極間領域における第４の電極12と第３の電極11との間には、少なくとも１〜２ｍｍ程度の間隔が設けられている必要がある。この範囲の間隔があれば、第４の電極12と第３の電極11とは互いに絶縁を保っていることができる。
【００６３】
以上で説明した太陽電池素子１を使用する際は、例えば、外部の電子部品のマイナス側端子に第３の電極11を接続し、外部の電子部品のプラス側端子に第４の電極12を接続する。そして、本発明の太陽電池素子１の一主面Ａから光が当たって、第２導電型層３と半導体基板２との接触面において価電子が光（光子）によって励起されることによって生じた電子が、第１の電極４，第２の電極８および第３の電極11を介して外部の電子部品を通り、第４の電極12を介して半導体基板２中の正孔と結合することにより、電力が生じる。
【００６４】
ここで、第２導電型層３と半導体基板２との接触面において多くの電子が生じ、第４の電極12の正孔と速やかに結合する程、得られる電力は大きくなる。
【００６５】
しかしながら、従来例の太陽電池素子のように、半導体基板の裏面において、第一電極と第二電極との間の間隔が数多く存在する構成であった場合には、第二電極の形成領域は、その分狭くなってしまい、太陽電池素子の特性向上を図ることが困難になるという問題点があった。
【００６６】
これに対して、本発明の太陽電池素子１によれば、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在している。
【００６７】
そのため、複数個の貫通孔７内にそれぞれ形成された第２の電極８も半導体基板２の外周の一部に沿って配置されていることとなる。従って、それぞれの第２の電極８と接続されている第３の電極11も、半導体基板２の他主面Ｂにおいて半導体基板２の外周の一部に沿って配置されていることとなる。
【００６８】
また、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在しているため、半導体基板２の他主面Ｂにおいて、第３の電極11および第４の電極12の絶縁のために設けられる電極間領域と第３の電極11が形成されている領域とを除いた全ての領域が、第４の電極12の形成が可能な領域となる。
【００６９】
従って、第４の電極12が広い領域に形成されていることとなるので、第４の電極12と半導体基板２との接触面が大きくなる。従って、第４の電極12に流入した電子が半導体基板２中の正孔と結合するための領域が大きくなる。例えば、第３の電極11を外部の電子部品のマイナス側端子に接続し、第４の電極12を外部の電子部品のプラス側端子に接続した場合には、第２導電型層３と半導体基板２との接触面において生じて、第１の電極４，第２
の電極８，第３の電極11および外部の電子部品を介して第４の電極12に流入した電子が、半導体基板２中の正孔と結合するための領域が大きくなる。
【００７０】
その結果、より多くの電子が太陽電池素子１中を流れることとなるので、より大きい電力が生じることとなる。
【００７１】
次に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を、図３を参照して説明する。図３は、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【００７２】
図３に示す例の太陽電池モジュール18によれば、本発明の太陽電池素子１が、第３の電極11および第４の電極12の形状とそれぞれ略同一である第１の電極パッド13および第２の電極パッド14が一主面Ａに形成された支持基板15に、第３の電極11および第４の電極12がそれぞれ第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に電気的に接続されて実装されているときには、第３の電極11と第１の電極パッド13との接触面および第４の電極12と第２の電極パッド14との接触面がそれぞれ大きくなるので、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中において発生した熱が、第３の電極11および第４の電極12のそれぞれを介して第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に伝導されやすくなる。また、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に伝導された熱が支持基板15を介して外部に良好に放熱される。
【００７３】
その結果、太陽電池素子１で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００７４】
支持基板15は、例えばガラスエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂等の材料からなるものであり、その寸法は、例えば長さが20ｍｍであり、幅が15ｍｍであり、厚みが0.3ｍｍであ
る。
【００７５】
第１の電極パッド13の寸法は、第３の電極11の寸法に対応して形成されている。例えば、第３の電極11の貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである場合には、第１の電極パッド13の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである。
【００７６】
第２の電極パッド14も、同様に、第４の電極12の寸法に対応して形成されているものである。例えば、第４の電極12の貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである場合には、第２の電極パッド14の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである。
【００７７】
なお、電極間領域における第３の電極11と第４の電極12との間隔の寸法が、例えば１ｍｍであった場合は、第１の電極パッド13と第２の電極パッド14との間隔の寸法も１ｍｍである。
【００７８】
第１の電極パッド13および第２の電極パッド14は、銀を主成分とした金属材料からなることが好ましい。この場合には、太陽電池素子１の半導体基板２中で生じ、第３の電極11および第４の電極12にそれぞれ伝導された熱が第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれに伝導されやすくなる。従って、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14にそれぞれ伝導された熱が支持基板15を介して外部に放熱されやすくなる。その結果、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００７９】
次に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を、図４を参照して説明する。図４は、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【００８０】
本例の太陽電池モジュール18によれば、本発明の太陽電池素子１の第３の電極11および第４の電極12に、第３の電極11および第４の電極12とそれぞれ略同一である第３の電極パッド16および第４の電極パッド17がそれぞれ積層されており、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17がそれぞれ第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に電気的に接続されているときには、第３の電極11と第３の電極パッド16との接触面および第４の電極12と第４の電極パッド17との接触面がそれぞれ大きくなるので、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中において発生した熱が、第３の電極11および第４の電極12のそれぞれを介して第３の電極パッド16および第４の電極パッド17に伝導されやすくなる。また、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17に伝導された熱が、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれを介して支持基板15に伝導されやすくなる。また、支持基板15に伝導された熱は外部に良好に放熱される。
【００８１】
また、特に、太陽電池素子１は、第４の電極12が広い領域に形成されており、第４の電極12と半導体基板２との接触面が大きいので、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中において発生した熱が第４の電極12に効率良く伝導されることとなる。また、第４の電極12に伝導された熱は、第４の電極パッド17，第２の電極パッド14および支持基板15を介して外部に良好に放熱される。
【００８２】
その結果、太陽電池素子１で生じた熱が効率よく外部に放熱されるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００８３】
第３の電極パッド16の寸法は、第３の電極11の寸法に対応して設定されているものである。例えば、第３の電極11の貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである場合には、第１の電極パッド13の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が２ｍｍである。
【００８４】
第４の電極パッド17も、同様に、第４の電極12の寸法に対応して形成されているものである。例えば、第４の電極12の、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである場合には、第１の電極パッド13の寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法が10ｍｍであり、第１の電極４の長さ方向の寸法が15ｍｍである。
【００８５】
なお、電極間領域における第３の電極11と第４の電極12との間隔の寸法が、例えば１ｍｍであった場合には、第３の電極パッド16と第４の電極パッド17との間隔の寸法も１ｍｍである。
【００８６】
第３の電極パッド16および第４の電極パッド17は、銀を主成分とした金属材料からなることが好ましい。この場合には、太陽電池素子１の半導体基板２中で生じ、第３の電極11および第４の電極12にそれぞれ伝導された熱が、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17のそれぞれに伝導されやすくなる。従って、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17にそれぞれ伝導された熱が、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれと支持基板15とを介して外部に放熱されやすくなる。その結果、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００８７】
なお、第３の電極パッド16および第４の電極パッド17は、第１の電極パッド13および第
２の電極パッド14と、それぞれ半田（図示せず）を介して電気的に接続されていることが好ましい。また、この場合の半田は錫を主成分とする合金等が使用される。この場合には、光の照射によって太陽電池素子１の半導体基板２中で生じ、第３の電極11および第４の電極12に伝導された熱が、半田を介することによって、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれに効率よく伝導されることとなる。また、第１の電極パッド13および第２の電極パッド14のそれぞれに伝導された熱は、支持基板15を介して外部に放熱されるので、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール18を提供することができる。
【００８８】
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良等が可能である。
【００８９】
例えば、太陽電池モジュール18として、１つの太陽電池素子１が１つの支持基板15に実装された例を用いて説明したが、それぞれの太陽電池素子１において、第３の電極11および第４の電極12がそれぞれ第１の電極パッド13および第２の電極パッド14に電気的に接続されていれば、複数の太陽電池素子１が１つの支持基板15に実装されていてもよい。なお、その際の複数の太陽電池素子１間の接続は、直列接続または並列接続のいずれであってもよい。また、太陽電池素子１の並べ方の一例を図５に示す。図５（ａ）は10個の太陽電池素子１が実装された太陽電池モジュール18の一例を示す上面図であり、図５（ｂ）はその太陽電池モジュール18を構成する支持基板15の一例を示す上面図である。図５に示す例では、10個の太陽電池素子１は５個ずつ２列に並べて、各列で一方の辺Ｃが一直線になるようにそろえて太陽電池モジュール18の周縁部に配置されている。このような構成により、例えば、太陽電池モジュール18の周縁部を別体の支持部材に固定する際に、その支持部材に固定される部分は各太陽電池素子１の貫通孔７が配置された部分となる。ここで、各太陽電池素子１において、貫通孔７の存在する部分は、第２導電型層３が形成されていないので、光を受光しても、各太陽電池素子１の電力の発生に寄与しない。従って、別体の支持部材によって、各太陽電池素子１の貫通孔７が配置された部分を支持することにより、貫通孔７が配置された部分に光が照射されにくくなっても、各太陽電池素子１の電力の発生の低減を抑制できるので好ましい。また、各列で隣り合う一対の太陽電池素子１が、他方の辺Ｄ同士を互いに突き合わせるように配置されている。
【００９０】
なお、図５に示す例においては、支持基板15の一主面において、一方の太陽電池素子１の第３の電極11が接続される第１の電極パッド13と、隣接する他方の太陽電池素子１の第４の電極12が接続される第２の電極パッド14とが、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続されている。この構成によって、図５に示す例の太陽電池モジュール18においては、複数の太陽電池素子１が直列に接続されている。
【００９１】
また、図１に示す例の太陽電池素子１では、平面視で長方形状である例を用いて説明したが、貫通孔７は複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していれば、太陽電池素子１の形状は、平面視で三角形状または円形状であってもよい。それぞれの例を図６に示す。図６（ａ）および図６（ｂ）は、それぞれ本発明の太陽電池素子１の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【００９２】
図６（ａ）に示す例においては、太陽電池素子１の形状が平面視で三角形状である。なお、この太陽電池素子１の貫通孔７は、三角形状である半導体基板２の辺のうちの１つに沿って配置されている。また、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は半導体基板２の一主面Ａ上で貫通孔７が近傍に配置されている辺と直交する方向
に互いに平行に、各貫通孔７から貫通孔７が配置されていない側の辺に向かって延びるように配置されている。また、第４の電極（不図示）は第３の電極（不図示）の近傍から、三角形状である半導体基板２の辺のうちの他の２辺の近傍まで延在している。
【００９３】
図６（ｂ）に示す例においては、太陽電池素子１の形状が平面視で円形状である。なお、この太陽電池素子１の貫通孔７は、円形状である半導体基板２の円周の一部に沿って配置されている。また、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は半導体基板２の一主面Ａ上で、直径と平行な方向に各貫通孔７から貫通孔７が配置されていない側の円周に向かって延びるように配置されている。また、第４の電極（不図示）は第３の電極（不図示）の近傍から、貫通孔７が配置されている円周の一部以外の円周の近傍まで延在している。
【００９４】
また、図５に示す例の太陽電池モジュール18は、太陽電池素子１の受光面を覆うように透明放熱板を配置することが好ましい。より詳細には、この透明放熱板の下面を太陽電池素子１の受光面に接触させておくという構成である。この透明放熱板は、結晶ガラス，水晶ガラス，ダイヤモンドガラス，サファイアガラスまたは石英ガラスのいずれかから成るとよい。これらの材料は、透明である上に熱伝導性が高いので、太陽電池素子１で生じた熱が第２導電型層３および第１の電極４を介してこの透明放熱板に伝わり、外部へ放熱される。従って、太陽電池素子１の受光面へ入射する光を遮ることなく、太陽電池素子１の放熱性を向上させ、動作効率を高めることができる。
【００９５】
またこのとき、太陽電池素子１の受光面に透明放熱板を配置した太陽電池モジュール18の全体を透明の樹脂材料によってモールドしておくことが好ましい。これによって、太陽電池モジュール18の機械的強度を向上させることができる。なお、透明放熱板を配置していない太陽電池モジュール18であっても、機械的強度の向上の点で、太陽電池モジュール18の全体を透明の樹脂材料によってモールドしておくことが好ましい。この透明の樹脂材料には、例えば、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂が用いられる。
【実施例】
【００９６】
本発明の太陽電池モジュール18の実施例を以下に説明する。なお、本実施例においては、図１および図２に示す例の太陽電池素子１を10個使用することによって、図５に示す例の太陽電池モジュール18を作製した。
【００９７】
まず、それぞれの太陽電池素子１の構成を以下に説明する。
【００９８】
半導体基板２は、Ｐ型の単結晶シリコンによって作製した。単結晶シリコンは、ＣＺ法で作製された単結晶シリコンインゴットから切り出すことによって得た。この単結晶シリコンに、Ｇａ（ガリウム）を、１×10１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ドープした。半導体基板２は長さが20ｍｍであり、幅が12ｍｍである長方形状であり、厚みは250μｍとした。
【００９９】
貫通孔７は、レーザー装置を用いて、半導体基板２の裏面（他主面Ｂ）側から受光面（一主面Ａ）側に向けて、対向する２つの短辺のうち一方の辺Ｃ側に、この一方の辺Ｃに沿って７つ形成した。それぞれの貫通孔７の内径は0.5ｍｍとした。
【０１００】
第２導電型層３，第２の第２導電型層５および第３の第２導電型層９は、それぞれ所定の部位に、Ｐ（リン）を塗布熱拡散法によって塗布して熱拡散させて形成した。それぞれの層の厚みは0.1ｍｍ程度とした。
【０１０１】
第２導電型層３は、半導体基板２の一主面Ａ上に、半導体基板２と同じ寸法で形成した。第２の第２導電型層５は、貫通孔７の内壁に形成した。第３の第２導電型層９は、他主
面Ｂ上であって一方の辺Ｃ側に一方の辺Ｃに沿って形成し、寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を２ｍｍとして、７つの貫通孔７の開口の周囲に形成した。
【０１０２】
第１の電極４，第２の電極８，第３の電極11および第４の電極12は、それぞれ所定の部位に、塗布法を用いて導電性ペーストを塗布して焼成して形成した。
【０１０３】
第１の電極４は、半導体基板２の一方の辺Ｃ側から対向する他方の辺Ｄ側に線形状に、互いに平行に７つ形成し、寸法は、長さ方向を19ｍｍとし、幅方向を0.1ｍｍとし、厚み
を30μｍとした。
【０１０４】
第２の電極８は、第１の電極４および第３の電極11を接続するように、半導体基板２の貫通孔７に形成した。
【０１０５】
第３の電極11は、第３の第２導電型層９の表面に、30μｍの厚みをもって、貫通孔７が並んでいる方向に10ｍｍ、第１の電極４の長さ方向に２ｍｍの寸法で形成した。
【０１０６】
第４の電極12は、第３の電極11とは１ｍｍ離間させて形成し、寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を15ｍｍとした。
【０１０７】
次に、以上の太陽電池素子１を10個実装してなる太陽電池モジュール18の構成を以下に説明する。
【０１０８】
支持基板15は、ガラスエポキシ樹脂からなるものであり、寸法は、長さが65ｍｍであり、幅が40ｍｍであり、厚みが0.3ｍｍであるものとした。
【０１０９】
支持基板15に形成された10個の第１の電極パッド13のそれぞれの寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を２ｍｍとし、厚みを30μｍとした。
【０１１０】
支持基板15に形成された10個の第２の電極パッド14のそれぞれの寸法は、貫通孔７が並んでいる方向の寸法を10ｍｍとし、第１の電極４の長さ方向の寸法を15ｍｍとし、厚みを30μｍとした。
【０１１１】
第１の電極パッド13および第２の電極パッド14の間隔の寸法は１ｍｍとした。
【０１１２】
第１の電極パッド13および第２の電極パッド14は、銀を主成分とする金属材料で作製した。
【０１１３】
第３の電極パッド16は、第３の電極11の表面に、30μｍの厚みをもって、貫通孔７が並んでいる方向に10ｍｍ、第１の電極４の長さ方向に２ｍｍの寸法で形成した。
【０１１４】
第４の電極パッド17は、第４の電極12の表面に、30μｍの厚みをもって、貫通孔７が並んでいる方向に10ｍｍ、第１の電極４の長さ方向に15ｍｍの寸法で形成した。
【０１１５】
10個の太陽電池素子１を１つの支持基板15に実装して太陽電池モジュール18とした。10個の太陽電池素子１は５個ずつ２列に並べて、各列で一方の辺Ｃが一直線になるように配置し、また、各列で隣り合う一対の太陽電池素子１が、他方の辺Ｄ同士を互いに突き合わせるように配置した。なお、支持基板15の一主面において、一方の太陽電池素子１の第３の電極11が接続される第１の電極パッド13と、隣接する他方の太陽電池素子１の第４の電
極12が接続される第２の電極パッド14とを、支持基板15上に形成された配線材19によって互いに接続した。
【０１１６】
そして、本実施例の太陽電池モジュール18を以下の条件で使用して、出力電力を測定した。その条件とは、放射照度が100ｍＷ/ｃｍ２であり、温度が25℃であり、ＡＭが1.5で
ある。ここで、ＡＭとは、Air Massの略で、太陽光が大気を通過する路程の長さを意味する。太陽光が大気に垂直に入る場合の、太陽光が大気を通過する路程の長さを基準として、ＡＭを１とする。そして、太陽光が大気に斜めに入り、太陽光が大気を通過する路程の長さが1.5倍になる場合をＡＭ1.5とするものである。
【０１１７】
以上の条件で測定を行なった結果、360ｍＷの最大出力電力を得た。太陽電池業界では
、携帯型電子機器に使用される太陽電池モジュール18として、例えば300ｍＷ以上の最大
出力電力を有するものが要求される。この結果、本実施例の太陽電池モジュール18によれば、300ｍＷ以上の最大出力電力を得ることができるので、この基準を満たしていること
が分かった。
【０１１８】
また、本実施例および比較例の太陽電池モジュールを、放射照度が100ｍＷ/ｃｍ２であり、温度が25℃であり、ＡＭが1.5である条件下で使用した際の、10個の太陽電池素子の
温度をそれぞれ計測し、それらの平均を算出して互いに比較した。
【０１１９】
その結果、本実施例の太陽電池モジュール18を構成する10個の太陽電池素子１の温度の平均は、比較例の太陽電池モジュールを構成する10個の太陽電池素子の温度の平均より低かった。
【０１２０】
この結果から、太陽電池モジュール18を構成する太陽電池素子１において、貫通孔７は、複数個が半導体基板２の外周の一部に沿って配置されており、複数個の貫通孔７のそれぞれに対応して形成された第１の電極４は、半導体基板２の一主面Ａ上で互いに平行に配置されており、第４の電極12は、第３の電極11の近傍から貫通孔７が配置されている半導体基板２の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることによって、第４の電極12を広く形成することができるので、太陽電池モジュール18の電力の発生を大きくすることができ、また、太陽電池素子１で生じた熱を効率良く外部に放熱することができるので、動作効率の低下を抑制することができることが分かった。
【符号の説明】
【０１２１】
１：太陽電池素子
２：半導体基板
３：第２導電型層
４：第１の電極
５：第２の第２導電型層
６：第１の絶縁材料層
７：貫通孔
８：第２の電極
９：第３の第２導電型層
10：第２の絶縁材料層
11：第３の電極
12：第４の電極
13：第１の電極パッド
14：第２の電極パッド
15：支持基板
16：第３の電極パッド
17：第４の電極パッド
18：太陽電池モジュール
Ａ：一主面
Ｂ：他主面
Ｃ：一方の辺
Ｄ：他方の辺
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型を示す半導体基板と、
該半導体基板の一主面側に形成された、前記第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層と、
前記半導体基板の一主面側で前記第２導電型層の上に形成された第１の電極と、
前記半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層または第１の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、
該貫通孔内に形成された、一端が前記第２導電型層を貫通して前記第１電極に接続されており、他端が前記半導体基板の他主面に露出している第２の電極と、
前記半導体基板の他主面の前記貫通孔の開口の周囲に形成された、前記第２の電極の他端が貫通している第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層と、
前記第３の第２導電型層または前記第２の絶縁材料層の上に形成された、前記第２の電極の前記他端が接続されて前記第１の電極と接続されている第３の電極と、
前記半導体基板の他主面に前記第３の電極とは絶縁されて形成された、該第３の電極とは極性が異なる第４の電極とを有しており、
前記貫通孔は、複数個が前記半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の前記貫通孔のそれぞれに対応して形成された前記第１の電極は、前記半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、前記第４の電極は、前記第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることを特徴とする太陽電池素子。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池素子が、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第１の電極パッドおよび第２の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、前記第３の電極および前記第４の電極がそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池素子の前記第３の電極および前記第４の電極に、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ積層されており、前記第３の電極パッドおよび前記第４の電極パッドがそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
第１導電型を示す半導体基板と、
該半導体基板の一主面側に形成された、前記第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層と、
前記半導体基板の一主面側で前記第２導電型層の上に形成された第１の電極と、
前記半導体基板の一主面から他主面にかけて形成された、内壁が第２の第２導電型層または第１の絶縁材料層で覆われた貫通孔と、
該貫通孔内に形成された、一端が前記第２導電型層を貫通して前記第１電極に接続されており、他端が前記半導体基板の他主面に露出している第２の電極と、
前記半導体基板の他主面の前記貫通孔の開口の周囲に形成された、前記第２の電極の他端が貫通している第３の第２導電型層または第２の絶縁材料層と、
前記第３の第２導電型層または前記第２の絶縁材料層の上に形成された、前記第２の電極の前記他端が接続されて前記第１の電極と接続されている第３の電極と、
前記半導体基板の他主面に前記第３の電極とは絶縁されて形成された、該第３の電極とは極性が異なる第４の電極とを有しており、
前記貫通孔は、複数個が前記半導体基板の外周の一部に沿って配置されており、複数個の前記貫通孔のそれぞれに対応して形成された前記第１の電極は、前記半導体基板の一主面上で互いに平行に配置されており、前記第４の電極は、前記第３の電極の近傍から前記貫通孔が配置されている前記半導体基板の外周の一部と反対側の外周の近傍まで延在していることを特徴とする太陽電池素子。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池素子が、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第１の電極パッドおよび第２の電極パッドが一主面に形成された支持基板に、前記第３の電極および前記第４の電極がそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されて実装されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池素子の前記第３の電極および前記第４の電極に、前記第３の電極および前記第４の電極の形状とそれぞれ略同一形状である第３の電極パッドおよび第４の電極パッドがそれぞれ積層されており、前記第３の電極パッドおよび前記第４の電極パッドがそれぞれ前記第１の電極パッドおよび前記第２の電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１５５０４１（Ｐ２０１１−１５５０４１Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４０７９（Ｐ２０１０−１４０７９）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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