裏面接合型太陽電池及びそれを用いた太陽電池モジュール
【課題】 この発明は、受光面にフローティング電位を無くし、特性の安定した太陽電池を提供する。
【解決手段】 この発明の裏面接合型太陽電池は、ｎ型の単結晶シリコン基板１の非受光面側に形成された線状のｎ型領域３とｐ型領域４、ｎ型領域３と接続されるｎ電極６と、ｐ型領域４と接続されるｐ電極７と、基板１の受光面側に形成されたパッシベーション膜８と、パッシベーション膜８上に形成された透明導電膜９とを備え、透明導電膜９は基板１側面にまで延びて形成され、ｎ電極６と電気的に接続されている。
【解決手段】 この発明の裏面接合型太陽電池は、ｎ型の単結晶シリコン基板１の非受光面側に形成された線状のｎ型領域３とｐ型領域４、ｎ型領域３と接続されるｎ電極６と、ｐ型領域４と接続されるｐ電極７と、基板１の受光面側に形成されたパッシベーション膜８と、パッシベーション膜８上に形成された透明導電膜９とを備え、透明導電膜９は基板１側面にまで延びて形成され、ｎ電極６と電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受光面と反対の裏面側に正負の電極が配置される裏面接合型太陽電池及びそれを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールを構成する太陽電池は、例えば、単結晶又は多結晶のシリコン基板の面のうち太陽光が入射する側の面（受光面）にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる層を設けてｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側にある裏面にそれぞれ電極を形成して製造される。また、シリコン基板の裏面にはシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度に拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的に用いられている。しかしながら、このような構造の太陽電池においては、受光面側に形成される電極が入射する太陽光を遮るため、太陽電池の出力が低下するという問題があった。
【０００３】
そこで、シリコン基板の受光面には電極を形成せずに、シリコン基板の裏面のみに電極を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池が開発されている。
【０００４】
裏面接合型太陽電池は、太陽電池の受光面側に電極を形成せずに、シリコン基板の裏面にｐ型領域、ｎ型領域を形成し、正負両キャリアの取り出しを櫛型に形成した取り出し電極から取り出すものである。この裏面接合型太陽電池は、受光面側に収集電極やバスバー電極、配線がないため、電流の取り出しを向上させることができる。
【０００５】
ただし、太陽光で発生した小数キャリアは、シリコン基板の中を数百μｍ〜１ｍｍ程度移動する間に再結合してしまう。そのため、裏面接合型太陽電池は、ｐとｎとの領域のピッチを小さくし、ｐとｎの領域ピッチをキャリアの拡散長より短くする必要がある。この構造を実現するために、ｐｎ領域やコンタクト電極の形成を、フォトリソグラフィ、インクジェット、ディスペンサ、スクリーン印刷やメタルマスクなどを用いてパターニングする手法が考えられている。
【０００６】
ヘテロ接合の界面を改善したいわゆるＨＩＴ（Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer）構造を用いた裏面接合型太陽電池の概略断面図を図１１に示す。ｎ型シリコン基板１０１の受光面には、真性（ｉ型）のアモルファスシリコン層１０５およびｎ型のアモルファス層１０６を形成し、その上部に反射防止用の絶縁膜（ＡＲ層）１０７を形成している。ｉ型アモルファスシリコン層１０５およびｎ型アモルファスシリコン層１０６は、パッシベーション膜として用いられる。また、このｉ型アモルファスシリコン層１０５およびｎ型アモルファスシリコン層１０６は、シリコン基板１０１表面でのキャリアの再結合を抑制し、電界により少数キャリアを基板内部に跳ね返す効果がある。
【０００７】
基板の非受光面（裏面）には、略全面に真性のアモルファスシリコン層１０２が形成され、その上部にｎ型アモルファスシリコン層１０３、ｐ型アモルファスシリコン層１０４が櫛型に交互に形成されている。そして、このｎ型、ｐ型アモルファスシリコン層１０３、１０４にそれぞれ取り出し電極１１６、１１７が設けられ、タブ１２０により太陽電池、で発生した電荷をホールはｐ側、電子はｎ側から取り出す。さらに、この太陽電池を直列に接続することで太陽電池モジュールが作製される。
【０００８】
太陽電池モジュールは、一方の太陽電池のｐ側電極１１７と他方の太陽電池、のｎ側電極１１６とを接続タブ１２０を用いて電気的に接続し、ストリング状にする。太陽電池モジュールは、さらに、受光面側からガラス１１０、ＥＶＡ（ethylene vinyl acetate：エチレン酢酸ビニル）等の透光性を有する封止材１０８、ストリング状の太陽電池、透光性の封止材１０８、裏面バックシート１１１でラミネートされ、アルミニウムなどのフレームに嵌め込んで作成されている。
【０００９】
ところで、上記の裏面接合型太陽電池を用いたモジュールにおいては、しばらく光照射を行うと電流値が大幅に減少する。この現象について、この発明者は以下のように考えている。光照射時の太陽電池、１枚の最大動作電圧（Ｐｍａｘ）が０．６Ｖとすれば、２枚で１．２Ｖ、１０枚で６Ｖ、２０枚で１２Ｖとなる。電流値は１枚の動作電流値と略同等である。図１１に示すように、光を照射し発電させると、ＡＲ層１０７、封止層１０８に常時直流バイアスが数Ｖから数十Ｖ印加されることになる。このため、空間電荷制限電流がＡＲ層１０７、封止層１０８において僅かであるが流れ、ＡＲ層１０７、封止層１０８が帯電、即ち、分極することになる。帯電は高電圧の太陽電池ほど大きくなる。この分極により、発電特性が大きく低下すると考えられる。
【００１０】
この分極による問題を解決するために、特許文献１においては、太陽電池モジュールのガラスに透明導電膜を形成し、この透明導電膜と太陽電池の裏面電極とを電気的に接続して帯電を防止することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００８―５３２３１１号公報（図７Ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記した特許文献１のものでは、ガラスに透明導電膜を形成し、このガラスの透明導電膜と太陽電池とを封止材の中を通って導電性部材で電気的に接続するものであり、構造が複雑になるとともに、ラミネート工程により、導電性部材が切断され、電気的接続ができなくなる虞があるなどの問題がある。
【００１３】
この発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたものにして、構造が簡単にして、受光面にフローティング電位を無くし、特性の安定した太陽電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の裏面接合型太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、前記第１の電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の裏面接合型太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、少なくとも前記半導体基板と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記パッシベーション膜は、前記半導体基板側に形成された真性のアモルファスシリコン層と、この真性のアモルファスシリコン層上に形成された一導電型のアモルファスシリコン層と、とで構成するとよい。
【００１７】
さらに、前記パッシベーション膜と透明導電膜との間に絶縁性反射防止膜を介在させるとよい。
【００１８】
また、上記太陽電池を複数個用い、複数の太陽電池を電気的に接続して含む太陽電池モジュールを構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、基板の受光面側に基板または裏面電極と接続する透明導電膜を設けることにより、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図４】この発明の第４の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図５】この発明の第５の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図６】この発明の第６の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図７】この発明の第７の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図８】この発明の太陽電池の裏面側から見た模式的平面図である。
【図９】この発明の太陽電池を接続タブを用いて接続した状態を示す模式的平面図である。
【図１０】太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。
【図１１】ＨＩＴ構造を用いた裏面接合型太陽電池の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。図１に示すように、太陽電池は、ｎ型単結晶シリコン（Ｓｉ）基板１の裏面に、略全面に真性（ｉ型）のアモルファスシリコン層２が形成され、真性アモルファス層２を介してｎ型アモルファスシリコン層からなるｎ型領域３、ｐ型アモルファスシリコン層からなるｐ型領域４が櫛型に交互に形成されている。上記したｉ型アモルファスシリコン層２は、基板１の側面まで覆うように形成されている。
【００２３】
ｎ型領域３上にはフィンガー電極としてｎ電極６、ｐ型領域４にはフィンガー電極としてｐ電極７が形成されている。この電極６、７の材料としては、太陽電池に発生する電流を外部に十分に取り出すことができるように、銀又はアルミニウムなどの高導電材料が用いられる。さらに、メッキにより銅などをアルミニウムの下地電極上に成長させ、低抵抗の電極を形成しても良い。
【００２４】
ｎ電極６、ｐ電極７は、電極材料を含むペーストのスクリーン印刷により形成することができる。基板１の裏面側には、これらのフィンガー電極とともに、フィンガー電極と交差するバスバー電極も形成される。フィンガー電極としてのｎ電極６、ｐ電極７は、主に太陽電池に発生した電流を収集する電極であり、バスバー電極は、フィンガー電極が収集した電流を集め、主に他の太陽電池との接続に用いられる。
【００２５】
基板１の受光面側には、キャリアの表面再結合を抑制するために、パッシベーション膜８が設けられる。このパッシベーション膜８は、基板１の側面まで覆うように形成されている。パッシベーション膜８としては、プラズマＣＶＤ法などにより形成されるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などが用いられる。ここで、基板１の受光面に形成されるパッシベーション膜８として、シリコン窒化膜を用いた場合には、その屈折率が２．１程度となるため、シリコン窒化膜は基板１の受光面における太陽光の反射を抑制する反射防止膜（ＡＲ層）としても用いることができる。
【００２６】
この発明においては、パッシベーション膜８の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜９を形成し、この透明導電膜９を基板１の側面を覆うように形成し、基板１の裏面のｎ電極６と接続するように形成している。この透明導電膜９は、反射防止膜としても用いることができる。この第１の実施形態では、基板１の端部に位置するｎ電極６は、基板１の側面まで延びるようにして形成されている。
【００２７】
この発明において、透明導電膜９が接続される電極は、基板１と同導電型の電極である。上記の実施形態では、基板１としてｎ型単結晶シリコン基板を用いているので、透明導電膜９はｎ電極６と接続される。透明導電膜９が接続される電極は、基板１と同導電型の電極とするのは、透明導電膜９を介して基板と異種導電型の導電層とがリークすることを防止するためである。例えば、p型の基板を用いた場合には、透明導電膜９をｐ電極に接続することになる。
【００２８】
また、上記のことから、基板１と同導電型の導電領域を基板１の端部に形成する方が透明導電膜９との接続が容易になる。
【００２９】
このように、基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００３０】
そして、この発明の太陽電池を複数個用い、複数の太陽電池を電気的に接続して太陽電池モジュールを形成した場合、個々の太陽電池で帯電防止対策を施しているので、従来の特許文献１に記載のように特別の部品を必要とせず製造工程を簡略化できる。
【００３１】
さらに、個々の太陽電池で帯電防止対策を施すので、透明導電膜９と太陽電池上部との間の電位差を０．７Ｖと小さくすることができ、パッシベーション膜８の劣化を抑制することができる。
【００３２】
また、基板１として、Ｓｉ（１００）基板を用いた場合、基板側面には＜０１１＞、＜０１−１＞の劈開面が存在することになる。この実施形態では、基板１の側面までパッシベーション膜８で覆われているため、基板１の側面を保護することにもなり、耐衝撃性が向上する。
【００３３】
次に、図１に示す太陽電池の製造方法の一例について説明する。
【００３４】
ｎ型単結晶シリコン（Ｓｉ）基板１を用意する。この基板１のスライス時のダメージを除去すると共に、表面の汚れ（金属、有機物）を落とすために、酸やアルカリ溶液で、洗浄し、表面にテクスチャーと呼ばれるピラミッド状の凹凸を形成する。
【００３５】
その後、受光面のテクスチャーの凹凸上に、パッシベーション膜８をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で形成する。マスクを用いずに成膜すれば、基板１側面にまでデポジション膜が形成される。
【００３６】
続いて、基板１の裏面全面に、ｉ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層をＣＶＤ法で成膜する。その後、メタルマスクを用いてｐ型、ｎ型のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層３、４をＣＶＤ法でそれぞれ成膜する。ｎ型領域３は多数キャリア領域、ｐ型領域４は少数キャリア領域となる。
【００３７】
その後、それぞれの領域３、４にコンタクト用のアルミニウム（Ａｌ）などの電極を形成し、メッキにより銅（Ｃｕ）などの電極をコンタクト用下地金属上に成長させ、低抵抗の電極６、７とする。メッキ法は、熱ストレスが小さいため、基板１が薄い場合でも反り量を小さくすることが出来る。そのため、片側のみに電極６、７がある裏面接合太陽電池には適している。
【００３８】
続いて、マスクを用いずに、ＩＴＯからなる透明導電膜９をスパッタリング法で成膜する。マスクを用いずに成膜すれば、基板１側面にまで透明導電膜９が形成され、ｎ電極６と透明導電膜９とが電気的に接続される。以上により、ＨＩＴ型裏面接合太陽電池が得られる。
【００３９】
次に、この発明の第２の実施形態につき、図２を参照して説明する。この第２の実施形態は、ｎ型領域１２、ｐ型領域１３をｎ型単結晶シリコン基板１１に拡散により形成したものである。
【００４０】
シリコン基板１１の受光面の反対側にある裏面に沿って複数のｐ型領域１３およびｎ型領域１２が交互に間隔をあけて拡散により形成されている。
【００４１】
シリコン基板１１の受光面および裏面にキャリアの表面再結合を抑制するためのパッシベーション膜１４、１８が形成される。パッシベーション膜１４、１８としては、たとえば熱酸化によるシリコン酸化膜やプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜などが用いられ、パッシベーション膜１４、１８を形成することによってキャリアの表面再結合を有効に抑制することができる。なお、この実施形態においては、パッシベーション膜１８を設けるときにマスクを用いて、基板１１の側面には、パッシベーション膜１８は形成されていない。
【００４２】
そして、シリコン基板１１の裏面のｐ型領域１３およびｎ型領域１２との電気的接続を行なうために、シリコン基板１１の裏面に形成されたパッシベーション膜１４が所望のパターン形状に除去される。パッシベーション膜１４が除去された部分に合わせて、ｐ型領域１３上にフィンガーのｐ電極１７が形成されるとともにｎ型領域１２上にフィンガーの電極１６が形成されている。
【００４３】
そして、パッシベーション膜１８の上にＩＴＯなどの透明導電膜１９を形成し、この透明導電膜１９を基板１の側面を覆うように形成し、基板１の裏面のｎ電極１６と接続するように形成している。この透明導電膜１９は、反射防止膜としても用いることができる。
【００４４】
このように、基板１１の受光面側に基板１１の裏面のｎ電極１６と接続する透明導電膜１９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００４５】
次に、この発明の第３の実施形態につき、図３に従い説明する。図３に示す第３の実施形態は、第１の実施形態におけるパッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成したものである。その他の構成は、図１に示す実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００４６】
図３に示すように、基板１の受光面側に、パッシベーション膜８として、ｉ型アモルファスシリコン層８１、電界反射層となるｎ型アモルファスシリコン層８２を設ける。そして、ｎ型アモルファスシリコン層８１を成膜する時には、メタルマスクの周辺部の遮蔽を無くしておく。この結果、基板１のｎ型領域３と受光面側のｎ型アモルファスシリコン層８１が基板側面で接続されている。尚、ｉ型アモルファスシリコン膜８１は、熱酸化膜より優れたパッシベーション性能を有している。
【００４７】
このｎ型アモルファスシリコン層８１上にＩＴＯなどの透明導電膜９を形成し、この透明導電膜９を基板１の側面を覆うように形成し、基板１の裏面のｎ電極６と接続するように形成している。
【００４８】
次に、この発明の第４の実施形態につき、図４に従い説明する。図４に示す第４の実施形態は、第１の実施形態におけるパッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成し、透明導電膜９とｎ型アモルファスシリコン膜８２との間にシリコン窒化膜などの絶縁性反射防止膜（ＡＲ層）１０を設けたものである。
【００４９】
なお、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２は、成膜の際にメタルマスクにより、基板１の側面を覆わないように形成している。その他の構成は、図１に示す実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００５０】
絶縁性の反射防止膜１０が介在しているが、その上に形成される透明導電膜９は、基板１の側面を覆いｎ電極３と電気的に接続されている。
【００５１】
基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００５２】
また、反射防止膜１０を設けることで、透明導電膜９に反射防止機能を持たす必要がなくなり、透明導電膜９は電気的接続が得られる程度の薄い膜に形成することができる。この結果、透明導電膜９での光吸収を最小限に抑えた反射防止効果が得られる。
【００５３】
次に、この発明の第５の実施形態につき、図５に従い説明する。図５に示す第５の実施形態は、第４の実施形態と同様に、第１の実施形態におけるパッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成し、透明導電膜９とｎ型アモルファスシリコン膜８２との間にシリコン窒化膜などの絶縁性反射防止膜１０を設けたものである。なお、この第５の実施形態は、ｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２は、成膜の際にメタルマスクを用いず、基板１の側面まで覆うように膜を形成している。その他の構成は、図４に示す実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００５４】
第４の実施形態と同様に、絶縁性の反射防止膜１０が介在しているが、その上に形成される透明導電膜９は、基板１の側面を覆いｎ電極３と電気的に接続されている。
【００５５】
基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００５６】
次に、この発明の第６の実施形態につき、図６に従い説明する。第１の実施形態ないし第５の実施形態と同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００５７】
第１ないし第５の実施形態は、受光面側の透明導電膜９（１９）を裏面側の電極６（１６）と接続するように形成しているが、図６に示す第６の実施形態は、基板１の側面と透明導電膜９とを電気的に接続したものである。この第４の実施形態と同様に、パッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成している。基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２は、成膜のする際にメタルマスクを用いて、基板１の側面にはアモルファスシリコン層は形成していない。ｎ型アモルファスシリコン層８１上に形成する透明導電膜９は、メタルマスクを用いずに成膜し、透明導電膜９と基板１とを電気的に接続している。基板１側面と直接透明導電膜９が接続されているので、基板側面での抵抗が非常に小さくできる。
【００５８】
基板１の受光面側に基板１と接続する透明導電膜９を設けることで、基板１を介して電荷が流れ、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００５９】
次に、この発明の第７の実施形態につき、図７に従い説明する。第６の実施形態と同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００６０】
第１ないし第５の実施形態は、受光面側の透明導電膜９（１９）を裏面側の電極６（１６）と接続するように形成しているが、図７に示す第７の実施形態は、第６の実施形態と同様に、基板１の側面と透明導電膜９（１９）とを電気的に接続したものである。そして、第４の実施形態と同様に、透明導電膜９とｎ型アモルファスシリコン膜８２との間にシリコン窒化膜などの絶縁性反射防止膜１０を設けたものである。
【００６１】
この第７の実施形態においては、絶縁性の反射防止膜１０が介在しているが、その上に形成される透明導電膜９は、基板１の側面を覆い基板１と電気的に接続されている。
【００６２】
基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００６３】
図８は、この発明の太陽電池の裏面側から見た模式的平面図である。上記のように形成された太陽電池２０の裏面には、複数のフィンガー電極で形成されたｎ電極６と、ｐ電極７とが交互に太陽電池の裏面全体を覆うように直線状に形成されている。ｐ電極７と交差するバスバー電極７０は裏面の左側端部に設けられ、ｎ電極６と交差するバスバー電極６０は裏面の右側端部に設けられている。
【００６４】
図９に示すように、ｎ側のバスバー電極６０とｐ側のバスバー電極７０が直線状に並ぶように、太陽電池２０が配列され、ｐ側のバスバー電極７０とｎ型バスバー電極６０とが銅箔等から成る接続タブ８０により電気的に接続され、複数の太陽電池２０が直列に接続されストリングスが形成される。
【００６５】
太陽電池モジュールは、さらに、受光面側からガラス、ＥＶＡ等の透光性を有する封止材、ストリング状の太陽電池２０、透光性の封止材、裏面バックシートでラミネートされ、図１０に示すように、アルミニウムなどのフレーム２５に嵌め込んで作成されている。
【００６６】
また、シリコン単結晶基板を用いているが、多結晶シリコン基板を用いても良い。また、半導体材料の伝導型が上記実施例以外の組み合わせでも良い。
【００６７】
基板の凹凸化は両面に行う必要はなく、片面のみでも良い。片面の場合、裏面を平坦にする方がパターン作成時に容易に微細なパターンを作製できるために良い。凹凸化はアルカリで作製するピラミッド形状が望ましいが、酸で作成するディスク形状、プラズマやガスによるエッチングで作成する形状でも良い。
【００６８】
裏面電極の形成は、銀を主成分とする導電ペースト材を用い、スクリーン印刷により収集電極を形成しでもよい。電極材料は銀の他、銅など導電性の高い金属のペーストが良い。また、スクリーン印刷以外に他の印刷法やインクジェット、ディスペンサなどを用いても良い。導電ペーストによる電極形成は簡便な手法であり、プロセス時間を短縮することができる
今回開示された実施の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。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【符号の説明】
【００６９】
１ ｎ型単結晶シリコン（Ｓｉ）
２ 真性（ｉ型）のアモルファスシリコン層
３ ｎ型アモルファスシリコン層からなるｎ型領域
４ ｐ型アモルファスシリコン層からなるｐ型領域
６ ｎ電極
７ ｐ電極
８ パッシベーション膜
９ 透明導電膜
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受光面と反対の裏面側に正負の電極が配置される裏面接合型太陽電池及びそれを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールを構成する太陽電池は、例えば、単結晶又は多結晶のシリコン基板の面のうち太陽光が入射する側の面（受光面）にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる層を設けてｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側にある裏面にそれぞれ電極を形成して製造される。また、シリコン基板の裏面にはシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度に拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的に用いられている。しかしながら、このような構造の太陽電池においては、受光面側に形成される電極が入射する太陽光を遮るため、太陽電池の出力が低下するという問題があった。
【０００３】
そこで、シリコン基板の受光面には電極を形成せずに、シリコン基板の裏面のみに電極を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池が開発されている。
【０００４】
裏面接合型太陽電池は、太陽電池の受光面側に電極を形成せずに、シリコン基板の裏面にｐ型領域、ｎ型領域を形成し、正負両キャリアの取り出しを櫛型に形成した取り出し電極から取り出すものである。この裏面接合型太陽電池は、受光面側に収集電極やバスバー電極、配線がないため、電流の取り出しを向上させることができる。
【０００５】
ただし、太陽光で発生した小数キャリアは、シリコン基板の中を数百μｍ〜１ｍｍ程度移動する間に再結合してしまう。そのため、裏面接合型太陽電池は、ｐとｎとの領域のピッチを小さくし、ｐとｎの領域ピッチをキャリアの拡散長より短くする必要がある。この構造を実現するために、ｐｎ領域やコンタクト電極の形成を、フォトリソグラフィ、インクジェット、ディスペンサ、スクリーン印刷やメタルマスクなどを用いてパターニングする手法が考えられている。
【０００６】
ヘテロ接合の界面を改善したいわゆるＨＩＴ（Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer）構造を用いた裏面接合型太陽電池の概略断面図を図１１に示す。ｎ型シリコン基板１０１の受光面には、真性（ｉ型）のアモルファスシリコン層１０５およびｎ型のアモルファス層１０６を形成し、その上部に反射防止用の絶縁膜（ＡＲ層）１０７を形成している。ｉ型アモルファスシリコン層１０５およびｎ型アモルファスシリコン層１０６は、パッシベーション膜として用いられる。また、このｉ型アモルファスシリコン層１０５およびｎ型アモルファスシリコン層１０６は、シリコン基板１０１表面でのキャリアの再結合を抑制し、電界により少数キャリアを基板内部に跳ね返す効果がある。
【０００７】
基板の非受光面（裏面）には、略全面に真性のアモルファスシリコン層１０２が形成され、その上部にｎ型アモルファスシリコン層１０３、ｐ型アモルファスシリコン層１０４が櫛型に交互に形成されている。そして、このｎ型、ｐ型アモルファスシリコン層１０３、１０４にそれぞれ取り出し電極１１６、１１７が設けられ、タブ１２０により太陽電池、で発生した電荷をホールはｐ側、電子はｎ側から取り出す。さらに、この太陽電池を直列に接続することで太陽電池モジュールが作製される。
【０００８】
太陽電池モジュールは、一方の太陽電池のｐ側電極１１７と他方の太陽電池、のｎ側電極１１６とを接続タブ１２０を用いて電気的に接続し、ストリング状にする。太陽電池モジュールは、さらに、受光面側からガラス１１０、ＥＶＡ（ethylene vinyl acetate：エチレン酢酸ビニル）等の透光性を有する封止材１０８、ストリング状の太陽電池、透光性の封止材１０８、裏面バックシート１１１でラミネートされ、アルミニウムなどのフレームに嵌め込んで作成されている。
【０００９】
ところで、上記の裏面接合型太陽電池を用いたモジュールにおいては、しばらく光照射を行うと電流値が大幅に減少する。この現象について、この発明者は以下のように考えている。光照射時の太陽電池、１枚の最大動作電圧（Ｐｍａｘ）が０．６Ｖとすれば、２枚で１．２Ｖ、１０枚で６Ｖ、２０枚で１２Ｖとなる。電流値は１枚の動作電流値と略同等である。図１１に示すように、光を照射し発電させると、ＡＲ層１０７、封止層１０８に常時直流バイアスが数Ｖから数十Ｖ印加されることになる。このため、空間電荷制限電流がＡＲ層１０７、封止層１０８において僅かであるが流れ、ＡＲ層１０７、封止層１０８が帯電、即ち、分極することになる。帯電は高電圧の太陽電池ほど大きくなる。この分極により、発電特性が大きく低下すると考えられる。
【００１０】
この分極による問題を解決するために、特許文献１においては、太陽電池モジュールのガラスに透明導電膜を形成し、この透明導電膜と太陽電池の裏面電極とを電気的に接続して帯電を防止することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００８―５３２３１１号公報（図７Ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記した特許文献１のものでは、ガラスに透明導電膜を形成し、このガラスの透明導電膜と太陽電池とを封止材の中を通って導電性部材で電気的に接続するものであり、構造が複雑になるとともに、ラミネート工程により、導電性部材が切断され、電気的接続ができなくなる虞があるなどの問題がある。
【００１３】
この発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたものにして、構造が簡単にして、受光面にフローティング電位を無くし、特性の安定した太陽電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の裏面接合型太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、前記第１の電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の裏面接合型太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、少なくとも前記半導体基板と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記パッシベーション膜は、前記半導体基板側に形成された真性のアモルファスシリコン層と、この真性のアモルファスシリコン層上に形成された一導電型のアモルファスシリコン層と、とで構成するとよい。
【００１７】
さらに、前記パッシベーション膜と透明導電膜との間に絶縁性反射防止膜を介在させるとよい。
【００１８】
また、上記太陽電池を複数個用い、複数の太陽電池を電気的に接続して含む太陽電池モジュールを構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、基板の受光面側に基板または裏面電極と接続する透明導電膜を設けることにより、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図４】この発明の第４の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図５】この発明の第５の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図６】この発明の第６の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図７】この発明の第７の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。
【図８】この発明の太陽電池の裏面側から見た模式的平面図である。
【図９】この発明の太陽電池を接続タブを用いて接続した状態を示す模式的平面図である。
【図１０】太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。
【図１１】ＨＩＴ構造を用いた裏面接合型太陽電池の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池を示す模式的断面図である。図１に示すように、太陽電池は、ｎ型単結晶シリコン（Ｓｉ）基板１の裏面に、略全面に真性（ｉ型）のアモルファスシリコン層２が形成され、真性アモルファス層２を介してｎ型アモルファスシリコン層からなるｎ型領域３、ｐ型アモルファスシリコン層からなるｐ型領域４が櫛型に交互に形成されている。上記したｉ型アモルファスシリコン層２は、基板１の側面まで覆うように形成されている。
【００２３】
ｎ型領域３上にはフィンガー電極としてｎ電極６、ｐ型領域４にはフィンガー電極としてｐ電極７が形成されている。この電極６、７の材料としては、太陽電池に発生する電流を外部に十分に取り出すことができるように、銀又はアルミニウムなどの高導電材料が用いられる。さらに、メッキにより銅などをアルミニウムの下地電極上に成長させ、低抵抗の電極を形成しても良い。
【００２４】
ｎ電極６、ｐ電極７は、電極材料を含むペーストのスクリーン印刷により形成することができる。基板１の裏面側には、これらのフィンガー電極とともに、フィンガー電極と交差するバスバー電極も形成される。フィンガー電極としてのｎ電極６、ｐ電極７は、主に太陽電池に発生した電流を収集する電極であり、バスバー電極は、フィンガー電極が収集した電流を集め、主に他の太陽電池との接続に用いられる。
【００２５】
基板１の受光面側には、キャリアの表面再結合を抑制するために、パッシベーション膜８が設けられる。このパッシベーション膜８は、基板１の側面まで覆うように形成されている。パッシベーション膜８としては、プラズマＣＶＤ法などにより形成されるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などが用いられる。ここで、基板１の受光面に形成されるパッシベーション膜８として、シリコン窒化膜を用いた場合には、その屈折率が２．１程度となるため、シリコン窒化膜は基板１の受光面における太陽光の反射を抑制する反射防止膜（ＡＲ層）としても用いることができる。
【００２６】
この発明においては、パッシベーション膜８の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜９を形成し、この透明導電膜９を基板１の側面を覆うように形成し、基板１の裏面のｎ電極６と接続するように形成している。この透明導電膜９は、反射防止膜としても用いることができる。この第１の実施形態では、基板１の端部に位置するｎ電極６は、基板１の側面まで延びるようにして形成されている。
【００２７】
この発明において、透明導電膜９が接続される電極は、基板１と同導電型の電極である。上記の実施形態では、基板１としてｎ型単結晶シリコン基板を用いているので、透明導電膜９はｎ電極６と接続される。透明導電膜９が接続される電極は、基板１と同導電型の電極とするのは、透明導電膜９を介して基板と異種導電型の導電層とがリークすることを防止するためである。例えば、p型の基板を用いた場合には、透明導電膜９をｐ電極に接続することになる。
【００２８】
また、上記のことから、基板１と同導電型の導電領域を基板１の端部に形成する方が透明導電膜９との接続が容易になる。
【００２９】
このように、基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００３０】
そして、この発明の太陽電池を複数個用い、複数の太陽電池を電気的に接続して太陽電池モジュールを形成した場合、個々の太陽電池で帯電防止対策を施しているので、従来の特許文献１に記載のように特別の部品を必要とせず製造工程を簡略化できる。
【００３１】
さらに、個々の太陽電池で帯電防止対策を施すので、透明導電膜９と太陽電池上部との間の電位差を０．７Ｖと小さくすることができ、パッシベーション膜８の劣化を抑制することができる。
【００３２】
また、基板１として、Ｓｉ（１００）基板を用いた場合、基板側面には＜０１１＞、＜０１−１＞の劈開面が存在することになる。この実施形態では、基板１の側面までパッシベーション膜８で覆われているため、基板１の側面を保護することにもなり、耐衝撃性が向上する。
【００３３】
次に、図１に示す太陽電池の製造方法の一例について説明する。
【００３４】
ｎ型単結晶シリコン（Ｓｉ）基板１を用意する。この基板１のスライス時のダメージを除去すると共に、表面の汚れ（金属、有機物）を落とすために、酸やアルカリ溶液で、洗浄し、表面にテクスチャーと呼ばれるピラミッド状の凹凸を形成する。
【００３５】
その後、受光面のテクスチャーの凹凸上に、パッシベーション膜８をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で形成する。マスクを用いずに成膜すれば、基板１側面にまでデポジション膜が形成される。
【００３６】
続いて、基板１の裏面全面に、ｉ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層をＣＶＤ法で成膜する。その後、メタルマスクを用いてｐ型、ｎ型のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層３、４をＣＶＤ法でそれぞれ成膜する。ｎ型領域３は多数キャリア領域、ｐ型領域４は少数キャリア領域となる。
【００３７】
その後、それぞれの領域３、４にコンタクト用のアルミニウム（Ａｌ）などの電極を形成し、メッキにより銅（Ｃｕ）などの電極をコンタクト用下地金属上に成長させ、低抵抗の電極６、７とする。メッキ法は、熱ストレスが小さいため、基板１が薄い場合でも反り量を小さくすることが出来る。そのため、片側のみに電極６、７がある裏面接合太陽電池には適している。
【００３８】
続いて、マスクを用いずに、ＩＴＯからなる透明導電膜９をスパッタリング法で成膜する。マスクを用いずに成膜すれば、基板１側面にまで透明導電膜９が形成され、ｎ電極６と透明導電膜９とが電気的に接続される。以上により、ＨＩＴ型裏面接合太陽電池が得られる。
【００３９】
次に、この発明の第２の実施形態につき、図２を参照して説明する。この第２の実施形態は、ｎ型領域１２、ｐ型領域１３をｎ型単結晶シリコン基板１１に拡散により形成したものである。
【００４０】
シリコン基板１１の受光面の反対側にある裏面に沿って複数のｐ型領域１３およびｎ型領域１２が交互に間隔をあけて拡散により形成されている。
【００４１】
シリコン基板１１の受光面および裏面にキャリアの表面再結合を抑制するためのパッシベーション膜１４、１８が形成される。パッシベーション膜１４、１８としては、たとえば熱酸化によるシリコン酸化膜やプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜などが用いられ、パッシベーション膜１４、１８を形成することによってキャリアの表面再結合を有効に抑制することができる。なお、この実施形態においては、パッシベーション膜１８を設けるときにマスクを用いて、基板１１の側面には、パッシベーション膜１８は形成されていない。
【００４２】
そして、シリコン基板１１の裏面のｐ型領域１３およびｎ型領域１２との電気的接続を行なうために、シリコン基板１１の裏面に形成されたパッシベーション膜１４が所望のパターン形状に除去される。パッシベーション膜１４が除去された部分に合わせて、ｐ型領域１３上にフィンガーのｐ電極１７が形成されるとともにｎ型領域１２上にフィンガーの電極１６が形成されている。
【００４３】
そして、パッシベーション膜１８の上にＩＴＯなどの透明導電膜１９を形成し、この透明導電膜１９を基板１の側面を覆うように形成し、基板１の裏面のｎ電極１６と接続するように形成している。この透明導電膜１９は、反射防止膜としても用いることができる。
【００４４】
このように、基板１１の受光面側に基板１１の裏面のｎ電極１６と接続する透明導電膜１９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００４５】
次に、この発明の第３の実施形態につき、図３に従い説明する。図３に示す第３の実施形態は、第１の実施形態におけるパッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成したものである。その他の構成は、図１に示す実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００４６】
図３に示すように、基板１の受光面側に、パッシベーション膜８として、ｉ型アモルファスシリコン層８１、電界反射層となるｎ型アモルファスシリコン層８２を設ける。そして、ｎ型アモルファスシリコン層８１を成膜する時には、メタルマスクの周辺部の遮蔽を無くしておく。この結果、基板１のｎ型領域３と受光面側のｎ型アモルファスシリコン層８１が基板側面で接続されている。尚、ｉ型アモルファスシリコン膜８１は、熱酸化膜より優れたパッシベーション性能を有している。
【００４７】
このｎ型アモルファスシリコン層８１上にＩＴＯなどの透明導電膜９を形成し、この透明導電膜９を基板１の側面を覆うように形成し、基板１の裏面のｎ電極６と接続するように形成している。
【００４８】
次に、この発明の第４の実施形態につき、図４に従い説明する。図４に示す第４の実施形態は、第１の実施形態におけるパッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成し、透明導電膜９とｎ型アモルファスシリコン膜８２との間にシリコン窒化膜などの絶縁性反射防止膜（ＡＲ層）１０を設けたものである。
【００４９】
なお、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２は、成膜の際にメタルマスクにより、基板１の側面を覆わないように形成している。その他の構成は、図１に示す実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００５０】
絶縁性の反射防止膜１０が介在しているが、その上に形成される透明導電膜９は、基板１の側面を覆いｎ電極３と電気的に接続されている。
【００５１】
基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００５２】
また、反射防止膜１０を設けることで、透明導電膜９に反射防止機能を持たす必要がなくなり、透明導電膜９は電気的接続が得られる程度の薄い膜に形成することができる。この結果、透明導電膜９での光吸収を最小限に抑えた反射防止効果が得られる。
【００５３】
次に、この発明の第５の実施形態につき、図５に従い説明する。図５に示す第５の実施形態は、第４の実施形態と同様に、第１の実施形態におけるパッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成し、透明導電膜９とｎ型アモルファスシリコン膜８２との間にシリコン窒化膜などの絶縁性反射防止膜１０を設けたものである。なお、この第５の実施形態は、ｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２は、成膜の際にメタルマスクを用いず、基板１の側面まで覆うように膜を形成している。その他の構成は、図４に示す実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００５４】
第４の実施形態と同様に、絶縁性の反射防止膜１０が介在しているが、その上に形成される透明導電膜９は、基板１の側面を覆いｎ電極３と電気的に接続されている。
【００５５】
基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００５６】
次に、この発明の第６の実施形態につき、図６に従い説明する。第１の実施形態ないし第５の実施形態と同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００５７】
第１ないし第５の実施形態は、受光面側の透明導電膜９（１９）を裏面側の電極６（１６）と接続するように形成しているが、図６に示す第６の実施形態は、基板１の側面と透明導電膜９とを電気的に接続したものである。この第４の実施形態と同様に、パッシベーション膜８として、基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２を形成している。基板１上にｉ型アモルファスシリコン膜８１、ｎ型アモルファスシリコン膜８２は、成膜のする際にメタルマスクを用いて、基板１の側面にはアモルファスシリコン層は形成していない。ｎ型アモルファスシリコン層８１上に形成する透明導電膜９は、メタルマスクを用いずに成膜し、透明導電膜９と基板１とを電気的に接続している。基板１側面と直接透明導電膜９が接続されているので、基板側面での抵抗が非常に小さくできる。
【００５８】
基板１の受光面側に基板１と接続する透明導電膜９を設けることで、基板１を介して電荷が流れ、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００５９】
次に、この発明の第７の実施形態につき、図７に従い説明する。第６の実施形態と同一部分には、同一符号を付し、説明を割愛する。
【００６０】
第１ないし第５の実施形態は、受光面側の透明導電膜９（１９）を裏面側の電極６（１６）と接続するように形成しているが、図７に示す第７の実施形態は、第６の実施形態と同様に、基板１の側面と透明導電膜９（１９）とを電気的に接続したものである。そして、第４の実施形態と同様に、透明導電膜９とｎ型アモルファスシリコン膜８２との間にシリコン窒化膜などの絶縁性反射防止膜１０を設けたものである。
【００６１】
この第７の実施形態においては、絶縁性の反射防止膜１０が介在しているが、その上に形成される透明導電膜９は、基板１の側面を覆い基板１と電気的に接続されている。
【００６２】
基板１の受光面側に基板１の裏面のｎ電極６と接続する透明導電膜９を設けることで、受光面がフローティング電位でなくなり、受光面の電位を一定に保ち、特性を安定化することができる。
【００６３】
図８は、この発明の太陽電池の裏面側から見た模式的平面図である。上記のように形成された太陽電池２０の裏面には、複数のフィンガー電極で形成されたｎ電極６と、ｐ電極７とが交互に太陽電池の裏面全体を覆うように直線状に形成されている。ｐ電極７と交差するバスバー電極７０は裏面の左側端部に設けられ、ｎ電極６と交差するバスバー電極６０は裏面の右側端部に設けられている。
【００６４】
図９に示すように、ｎ側のバスバー電極６０とｐ側のバスバー電極７０が直線状に並ぶように、太陽電池２０が配列され、ｐ側のバスバー電極７０とｎ型バスバー電極６０とが銅箔等から成る接続タブ８０により電気的に接続され、複数の太陽電池２０が直列に接続されストリングスが形成される。
【００６５】
太陽電池モジュールは、さらに、受光面側からガラス、ＥＶＡ等の透光性を有する封止材、ストリング状の太陽電池２０、透光性の封止材、裏面バックシートでラミネートされ、図１０に示すように、アルミニウムなどのフレーム２５に嵌め込んで作成されている。
【００６６】
また、シリコン単結晶基板を用いているが、多結晶シリコン基板を用いても良い。また、半導体材料の伝導型が上記実施例以外の組み合わせでも良い。
【００６７】
基板の凹凸化は両面に行う必要はなく、片面のみでも良い。片面の場合、裏面を平坦にする方がパターン作成時に容易に微細なパターンを作製できるために良い。凹凸化はアルカリで作製するピラミッド形状が望ましいが、酸で作成するディスク形状、プラズマやガスによるエッチングで作成する形状でも良い。
【００６８】
裏面電極の形成は、銀を主成分とする導電ペースト材を用い、スクリーン印刷により収集電極を形成しでもよい。電極材料は銀の他、銅など導電性の高い金属のペーストが良い。また、スクリーン印刷以外に他の印刷法やインクジェット、ディスペンサなどを用いても良い。導電ペーストによる電極形成は簡便な手法であり、プロセス時間を短縮することができる
今回開示された実施の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。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【符号の説明】
【００６９】
１ ｎ型単結晶シリコン（Ｓｉ）
２ 真性（ｉ型）のアモルファスシリコン層
３ ｎ型アモルファスシリコン層からなるｎ型領域
４ ｐ型アモルファスシリコン層からなるｐ型領域
６ ｎ電極
７ ｐ電極
８ パッシベーション膜
９ 透明導電膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、前記第１の電極と電気的に接続されていることを特徴とする裏面接合型太陽電池。
【請求項２】
第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、少なくとも前記半導体基板と電気的に接続されていることを特徴とする裏面接合型太陽電池。
【請求項３】
前記パッシベーション膜は、前記半導体基板側に形成された真性のアモルファスシリコン層と、この真性のアモルファスシリコン層上に形成された一導電型のアモルファスシリコン層と、からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項４】
前記パッシベーション膜と透明導電膜との間に絶縁性反射防止膜を介在させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項５】
電気的に接続されている複数の太陽電池を含む太陽電池モジュールであって、前記太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、前記第１の電極又は第２の電極と電気的に接続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６】
電気的に接続されている複数の太陽電池を含む太陽電池モジュールであって、前記太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、少なくとも前記半導体基板と電気的に接続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１】
第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、前記第１の電極と電気的に接続されていることを特徴とする裏面接合型太陽電池。
【請求項２】
第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、少なくとも前記半導体基板と電気的に接続されていることを特徴とする裏面接合型太陽電池。
【請求項３】
前記パッシベーション膜は、前記半導体基板側に形成された真性のアモルファスシリコン層と、この真性のアモルファスシリコン層上に形成された一導電型のアモルファスシリコン層と、からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項４】
前記パッシベーション膜と透明導電膜との間に絶縁性反射防止膜を介在させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項５】
電気的に接続されている複数の太陽電池を含む太陽電池モジュールであって、前記太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、前記第１の電極又は第２の電極と電気的に接続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６】
電気的に接続されている複数の太陽電池を含む太陽電池モジュールであって、前記太陽電池は、第１導電型の半導体基板の非受光面側に形成された第１導電型の領域と第２導電型の領域と、前記第１導電型の領域と接続される第１の電極と、前記第２導電型の領域と接続される第２の電極と、前記半導体基板の受光面側に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された透明導電膜とを備え、前記透明導電膜は前記半導体基板側面にまで延びて形成され、少なくとも前記半導体基板と電気的に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−３５０９２（Ｐ２０１１−３５０９２Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７８６７２（Ｐ２００９−１７８６７２）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]