太陽能電池模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種長期可靠性高的太陽能電池模塊。太陽能電池模塊具備：具有表面電極(6)的多個太陽能電池元件(101)；電連接該多個太陽能電池元件(101)的配線部件(25)。表面電極(6)具有：匯流電極(11)；具有與匯流電極(11)連接的多個線狀的第一指狀電極(12a)及未與匯流電極(11)連接的多個第二指狀電極(12b)的指狀電極(12)。表面電極(6)具備細線電極(13)，該細線電極(13)具有位于匯流電極(11)的長邊方向上且與第二指狀電極(12b)電連接的第一細線電極(13a)及與該第一細線電極(13a)交叉的第二細線電極(13b)。細線電極(13)具有比匯流電極(11)的第一尺寸D1及匯流電極(11)的第二尺寸D2小的寬度W1。配線部件(25)與第一細線電極(13a)和第二細線電極(13b)的交叉部S及匯流電極(11)連接。
【專利說明】太陽能電池模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及太陽能電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在設(shè)置于太陽能電池模塊的太陽能電池元件中，在第一面?zhèn)刃纬捎斜砻骐姌O。該表面電極例如具備指狀電極，該指狀電極將在構(gòu)成太陽能電池元件的一部分的硅基板產(chǎn)生的載流子集電。進而，該表面電極具備匯流電極，該匯流電極匯集上述載流子且與將相鄰的太陽能電池元件彼此電連接的配線部件連接。在日本特開2010-027778號公報中，公開了一種使用帶狀的匯流電極的太陽能電池元件。
[0003]近來，為了實現(xiàn)太陽能電池元件的更進一步低成本化，探討研究了在匯流電極的內(nèi)部設(shè)置多個開口部的方案。然而，具備這樣的太陽能電池元件的太陽能電池模塊存在長期維持高可靠性困難的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于提供一種長期可靠性高的太陽能電池模塊。
[0005]本發(fā)明的一實施方式涉及的太陽能電池模塊具備:多個太陽能電池元件，其分別具有表面及設(shè)置于該表面?zhèn)鹊谋砻骐姌O；配線部件，其電連接該多個太陽能電池元件且在第一方向上延伸。另外，在本實施方式中，所述表面電極具備:匯流電極，其在所述第一方向上延伸；指狀電極，其在所述第一方向上隔開間隔地排列配置，且具有與所述匯流電極連接的多個線狀的第一指狀電極及未與所述匯流電極連接的多個第二指狀電極。另外，所述表面電極還具有細線電極，其位于所述匯流電極的長邊方向上并與所述第二指狀電極電連接，且具有第一細線電極及與該第一細線電極交叉的第二細線電極。另外，在本實施方式中，所述細線電極具有比所述匯流電極的所述第一方向上的第一尺寸Dl及所述匯流電極的與所述第一方向正交的第二方向上的第二尺寸D2小的寬度W1。另外，在本實施方式中，所述配線部件與所述第一細線電極和所述第二細線電極的交叉部及所述匯流電極連接。
[0006]根據(jù)上述的太陽能電池模塊，能夠提高長期可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是說明本發(fā)明的第一實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖，(a)是從第一面?zhèn)扔^察的整體示意圖，(b)是(a)的部分A的放大平面圖。
[0008]圖2是從第二面?zhèn)扔^察圖1 (a)所示的太陽能電池元件的平面示意圖。
[0009]圖3是在圖1 (a)的B-B線剖切的截面示意圖。
[0010]圖4是說明本發(fā)明的第一實施方式涉及的太陽能電池模塊的平面示意圖，(a)是從第一面?zhèn)扔^察的局部示意圖，(b)是(a)的部分C的放大平面圖。
[0011]圖5是說明本發(fā)明的第一實施方式涉及的太陽能電池模塊的示意圖，(a)是太陽能電池模塊的一部分截面放大圖，(b)是從第一面?zhèn)扔^察太陽能電池模塊的平面圖。[0012]圖6是從第一面?zhèn)扔^察本發(fā)明的第二實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖，(a)是整體圖，(b)是(a)的部分D的放大平面圖，(C)是對連接了配線部件的狀態(tài)進行說明的(a)的部分D的放大平面圖。
[0013]圖7是從第一面?zhèn)扔^察本發(fā)明的第三實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖，(a)是整體圖，(b)是(a)的部分E的放大平面圖，(C)是對連接了配線部件的狀態(tài)進行說明的(a)的部分E的放大平面圖。
[0014]圖8是從第一面?zhèn)扔^察本發(fā)明的第四實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖。
[0015]圖9是從第一面?zhèn)扔^察本發(fā)明的第五實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖。
[0016]圖10是從第一面?zhèn)扔^察本發(fā)明的第六實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖，(a)是整體圖，(b)是(a)的部分F的放大平面圖，(C)是對連接了配線部件的狀態(tài)進行說明的(a)的部分F的放大平面圖。
[0017]圖11是從第一面?zhèn)扔^察本發(fā)明的第七實施方式涉及的太陽能電池模塊的太陽能電池元件的平面示意圖，(a)是整體圖，(b)是(a)的部分G的放大平面圖，(C)是對連接了配線部件的狀態(tài)進行說明的(a)的部分G的放大平面圖。
【具體實施方式】
[0018]《太陽能電池模塊》
[0019]〈第一實施方式〉
[0020]本發(fā)明的第一實施方式涉及的太陽能電池模塊201具備相互相鄰排列的多個太陽能電池元件101和電連接相鄰的太陽能電池元件101彼此的配線部件25。太陽能電池元件101具有光入射的受光面(為圖5的上表面，在以下稱為第一面)IOa和相當于該第一面IOa的背面的非受光面(為圖5的下表面，在以下稱為第二面)10b。S卩，第一面I (Oa相當于太陽能電池模塊201的表面?zhèn)鹊拿?，第二面IOb相當于太陽能電池模塊201的背面?zhèn)鹊拿妗?br> [0021]如圖5(a)所示，太陽能電池模塊201還具備透光性部件21、表面?zhèn)忍畛浼?2、背面?zhèn)忍畛浼?3、背面保護件24。如圖5所示，這些部件以透光性部件21、表面?zhèn)忍畛浼?2、多個太陽能電池元件101、背面?zhèn)忍畛浼?3及背面保護件24的順序配置且層疊。
[0022]〈透光性部件〉
[0023]透光性部件21配置于太陽能電池元件101的第一面IOa側(cè)而具有保護第一面IOa的功能，例如由玻璃等構(gòu)成。
[0024]〈表面?zhèn)忍畛浼氨趁鎮(zhèn)忍畛浼?br> [0025]表面?zhèn)忍畛浼?2及背面?zhèn)忍畛浼?3具有密封太陽能電池元件101的功能。作為表面?zhèn)忍畛浼?2，例如能夠舉出透明的烯烴系樹脂等。作為烯烴系樹脂，能夠使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等。作為背面?zhèn)忍畛浼?3，例如能夠舉出透明或白色的烯烴系樹脂等。
[0026]〈背面保護件〉
[0027]背面保護件24具有保護太陽能電池元件101的第二面IOb側(cè)的功能，例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氟乙烯樹脂(PVF)等的單層或?qū)盈B構(gòu)造構(gòu)成。[0028]〈配線部件〉
[0029]配線部件25具有電連接鄰接的太陽能電池元件101的功能，例如具有長尺狀的形狀。配線部件25對鄰接的太陽能電池元件101連接設(shè)置于一個太陽能電池元件101的第一面IOa側(cè)的第一電極6和設(shè)置于另一個太陽能電池元件101的第二面IOb側(cè)的第二電極
7。由此，鄰接的太陽能電池元件101相互電串聯(lián)連接。作為配線部件25，能夠使用用焊錫材料將厚度0.1?0.2mm左右、寬度2_左右的銅箔的整個面被覆的部件等。
[0030]〈太陽能電池元件〉
[0031]如圖1?圖4所示，太陽能電池元件101如前述那樣，具有光入射的受光面(第一面)IOa及相當于該第一面IOa的背面的非受光面(第二面)10b。
[0032]如圖1?圖3所示，在本實施方式中，太陽能電池元件101具備半導(dǎo)體基板1(第一半導(dǎo)體層2、第二半導(dǎo)體層3及第三半導(dǎo)體層4)、減反射層5、第一電極6及第二電極7。
[0033]另外，半導(dǎo)體基板I例如能夠使用板狀的硅基板。具體而言，如圖3所示，半導(dǎo)體基板I例如具有一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層即第一半導(dǎo)體層(P型半導(dǎo)體層)2及設(shè)置于該第一半導(dǎo)體層2的第一面IOa側(cè)的反向?qū)щ娦偷陌雽?dǎo)體層即第二半導(dǎo)體層(η型半導(dǎo)體層)3。
[0034]作為第一半導(dǎo)體層2，例如能夠使用呈現(xiàn)P型的板狀的半導(dǎo)體。作為構(gòu)成第一半導(dǎo)體層2的半導(dǎo)體，能夠使用單晶硅基板或多晶硅基板等。第一半導(dǎo)體層2的厚度例如能夠設(shè)為250 μ m以下、進而150 μ m以下。第一半導(dǎo)體層2的形狀并無特別限定，但從制法的觀點出發(fā)，可以設(shè)為俯視下多邊形狀，例如四邊形狀。若將由硅基板構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層2形成具有P型的狀況，則作為摻雜劑元素，例如能夠使用硼或鎵。
[0035]第二半導(dǎo)體層3為與第一半導(dǎo)體層2形成pn結(jié)的半導(dǎo)體層。第二半導(dǎo)體層3為具有與第一半導(dǎo)體層2反向的導(dǎo)電型、即η型的層。在第一半導(dǎo)體層2具有P型的導(dǎo)電型的娃基板中，例如第二半導(dǎo)體層3能夠通過向娃基板的第一面IOa側(cè)擴散磷等雜質(zhì)而形成。
[0036]如圖3所示，在半導(dǎo)體基板I的第一面IOa側(cè)設(shè)置凹凸形狀la。凹凸形狀I(lǐng)a的凸部的高度為0.1?10 μηι,凸部的寬度為0.1?20 μηι左右。該凹凸形狀I(lǐng)a的形狀并不限定于圖3所示的金字塔形狀，例如可以為凹部是大致球面狀的凹凸形狀。
[0037]需要說明的是，在此所說的凸部的高度是指將通過凹部底面的線設(shè)為基準線，與該基準線垂直的方向上的自該基準線至凸部頂面的距離。凸部的寬度是指與所述基準線平行的方向上的鄰接的凸部頂面之間的距離。
[0038]減反射層5是用于提高光的吸收的膜，形成于半導(dǎo)體基板I的第一面IOa側(cè)。更具體而言，減反射層5配置于第二半導(dǎo)體層3的第一面IOa側(cè)。另外，減反射層5例如由氮化硅膜、氧化鈦膜、氧化硅膜、氧化鎂膜、氧化銦錫膜、氧化錫膜或氧化鋅膜等形成。減反射層5的厚度能夠根據(jù)材料適宜選擇，只要采用對于適當?shù)娜肷涔饽軌驅(qū)崿F(xiàn)無反射條件的厚度即可。例如，能夠?qū)p反射層5的折射率設(shè)為1.8?2.3左右，將厚度設(shè)為500?12()()Λ左右。另外，在減反射層5由氮化硅膜構(gòu)成的情況下，還能夠具有鈍化效果。
[0039]第三半導(dǎo)體層4形成于半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)，具有與第一半導(dǎo)體層2相同的導(dǎo)電型。因此，在本實施方式中，第三半導(dǎo)體層4具有P型。并且，第三半導(dǎo)體層4含有的摻雜劑的濃度比第一半導(dǎo)體層2含有的摻雜劑的濃度高。即，在第三半導(dǎo)體層4中以比在第一半導(dǎo)體層2中為了具有一導(dǎo)電型而摻雜的摻雜劑元素的濃度高的濃度存在摻雜劑元素。這樣的第三半導(dǎo)體層4具有減少在半導(dǎo)體基板I的第二面IOb的附近由于載流子的復(fù)合而引起的轉(zhuǎn)換效率的降低的作用。因此，第三半導(dǎo)體層4是在半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)形成內(nèi)部電極的層。第三半導(dǎo)體層4例如能夠通過向半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)擴散硼或鋁等摻雜劑元素而形成。此時，第三半導(dǎo)體層4含有的摻雜劑元素的濃度例如能夠設(shè)為I X IO18?5 X 1021atom/cm3左右。
[0040]第二電極7為設(shè)置于半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)的電極(背面電極)，如圖2所示，具有第二輸出取出電極7a及第二集電電極7b。
[0041]第二輸出取出電極7a為第二電極7中的與配線部件25連接的部分。例如，第二輸出取出電極7a的厚度為10?30 μ m左右，短邊方向(在圖2中為X方向)的寬度為1.3?7mm左右。第二輸出取出電極7a例如可以通過在將以銀為主成分的導(dǎo)電性膏劑涂敷成期望的形狀后進行燒成而形成。
[0042]第二集電電極7b與第二輸出取出電極7a電連接，為將在半導(dǎo)體基板I內(nèi)生成的電力集電而向第二輸出取出電極7a輸送的部分。第二集電電極7b的厚度為15?50 μ m左右，第二集電電極7b例如形成于半導(dǎo)體基板I的第二面IOb中除去形成第二輸出取出電極7a的區(qū)域的大致整個面。該第二集電電極7b能夠通過在將鋁膏劑涂敷成期望的形狀后進行燒成而形成。
[0043]第一電極6為設(shè)置于半導(dǎo)體基板I的第一面IOa側(cè)的電極(表面電極)，如圖1所示，具有相當于第一輸出取出電極的匯流電極11及細線電極13和多個線狀的相當于第一集電電極的指狀電極12。
[0044]匯流電極11例如為沿相當于第一方向(Y方向)的配線方向延伸的長尺狀。這樣的匯流電極11例如為將第一方向設(shè)為長邊方向的帶狀。
[0045]多個指狀電極12在配線方向(在圖1中為Y方向)隔開規(guī)定的間隔排列，指狀電極12的長邊方向向與配線方向垂直的方向(在圖1中為X方向)延伸。需要說明的是，在本說明書中，配線方向是指太陽能電池元件101排列的排列方向。并且，如圖1所示，多個指狀電極12具有與匯流電極11連接的電極(第一指狀電極12a)及未與匯流電極11連接的電極(第二指狀電極12b)。
[0046]第一指狀電極12a連接于與配線方向平行的匯流電極11的側(cè)面。多個第二指狀電極12b中的至少一個與細線電極13電連接。需要說明的是，在本實施方式中，如圖1所示，所有的第二指狀電極12b與細線電極13電連接。
[0047]在細線電極13中，短邊方向的寬度Wl比匯流電極11的長邊方向(第一方向)的第一尺寸Dl及匯流電極11的與長邊方向正交的方向(第二方向)的第二尺寸D2小。另夕卜，如圖1(b)所示，細線電極13具有在指狀電極12的長邊方向(在圖1中為X方向)上延伸的第一細線電極13a。另外，細線電極13如圖1所示那樣具有在配線方向(在圖1中為Y方向)上延伸的第二細線電極13b。由此，第二細線電極13b以與第一細線電極13a交叉的方式配置。因此，在細線電極13形成第一細線電極13a和第二細線電極13b交叉的交叉部S。需要說明的是，細線電極13只要以具有交叉部S的方式形成即可，第一細線電極13a和第二細線電極13b可以不正交。
[0048]并且，如圖1及圖4所示，在本實施方式中，第一細線電極13a和第二細線電極13b的交叉部S及第一匯流電極11與配線電極25連接。由此，例如即使由于配線部件25的長邊方向上的每天的溫度循環(huán)而產(chǎn)生應(yīng)力作用于第一細線電極13a，上述應(yīng)力也經(jīng)由交叉部S向第二細線電極13b側(cè)分散。如上述那樣，第一尺寸Dl及第二尺寸D2比匯流電極11小，因此細線電極13容易受到上述應(yīng)力帶來的影響。因此，例如有配線部件25和第一細線電極13a的連接部與配線部件25和匯流電極11的連接部相比粘接力弱的可能性。對此,在本實施方式中，由于將配線部件25連接于交叉部S，因此上述應(yīng)力被分散而維持配線部件25和細線電極13的粘接力。其結(jié)果是，太陽能電池模塊201的長期的可靠性提高。另外，如上述那樣，在本實施方式中，由于設(shè)置具有比匯流電極11的第一尺寸Dl及第二尺寸D2小的寬度Wl的線狀的細線電極13，所以在減輕電極材料的使用量的同時，容易將在第二指狀電極12b集電的電力從配線部件25取出。由此，能夠以低成本制造太陽能電池模塊201。
[0049]該第二細線電極13b也可以以連接至少鄰接的一對第一細線電極13a(指狀電極12)的方式連接。由此，即使配線部件25從第一細線電極13a的一部分脫落，第二細線電極13b也與配線部件25連接，進而能夠?qū)⒓姷碾娏νㄟ^第二細線電極13b向鄰接的第一細線電極13a供給。由此，減少電力損失。
[0050]另外，如圖1所示，在本實施方式中，第二細線電極13b的短邊方向(在圖1中為X方向)的寬度W12比第一細線電極13a的短邊方向(在圖1中為Y方向)的寬度Wll大。由此，即使配線部件25從多個鄰接的第一細線電極13a脫落而在第二細線電極13b流動的電流量變多，也能夠更加減少電力損失。例如，第二細線電極13b的短邊方向的寬度W12相對于第一細線電極13a的短邊方向的寬度Wll以1.5?3倍左右較大地形成。
[0051]需要說明的是，第二細線電極13b可以設(shè)置多根，但只要為I根或兩根即可。如圖1所示，在本實施方式中，第二細線電極13b為沿配線方向(在圖1中為Y方向)設(shè)置的一對電極。并且，第二細線電極13b與匯流電極11連接并且隔開比匯流電極11的第二尺寸D2小的第一距離LI排列。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過第二細線電極13b電連接未與匯流電極11的側(cè)面連接的第二指狀電極12b和匯流電極11。其結(jié)果是，能夠更加減少電力損失。
[0052]另外，在本實施方式中，該第一細線電極13a可以為指狀電極12的一部分。S卩，在這樣的方式中，配線電極25與指狀電極12連接。因此，未與匯流電極11連接的第二指狀電極12b直接與配線電極25連接。由此，能夠?qū)⒌诙笭铍姌O12b集電的電力適當?shù)叵蚺渚€部件25取出。
[0053]作為匯流電極11的各尺寸，例如只要短邊方向(在圖1 (b)中為X方向)的第二尺寸D2為1.3?2.5mm左右，長邊方向(在圖1(b)中為Y方向)的第一尺寸Dl為1.5?IOmm左右即可。
[0054]進而，指狀電極12及細線電極13的短邊方向(在圖1(b)中為Y方向)的寬度W3、W1分別比匯流電極11的長邊方向的寬度(第一尺寸Dl)小。由此，能夠減輕電極材料的使用量。另外，細線電極13的短邊方向的寬度Wl (Wll)可以與指狀電極12的短邊方向的寬度W3相等或比其大。由此，能夠減輕電極材料的使用量。例如，指狀電極12及細線電極13的短邊方向的寬度W3、Wl為50?200 μ m左右。
[0055]另外，在本實施方式中，指狀電極12相互隔開1.5?3mm左右的間隔L12而設(shè)置多個。該間隔L12能夠根據(jù)第二半導(dǎo)體層3的薄層電阻等適當選擇。
[0056]第一電極6的厚度例如為10?40 μ m左右。這樣的第一電極6例如可以通過在將以銀為主成分的導(dǎo)電性膏劑用網(wǎng)板印刷等涂敷成期望的形狀后進行燒成而形成。需要說明的是，可以在太陽能電池元件101的端部設(shè)置連接鄰接的指狀電極12彼此的電極。[0057]如圖1所示，當從第一面IOa側(cè)平視時，配線部件25的端部可以與匯流電極11連接。由此，在第一電極6中，通過在與由于每天的溫度循環(huán)而容易施加大應(yīng)力的配線部件25的端部連接的部分設(shè)置第一尺寸Dl較大的匯流電極11，即使長期使用太陽能電池101，配線部件25也不易從第一電極6脫落。由此，太陽能電池模塊201的長期可靠性提高。
[0058]〈太陽能電池模塊的制造方法〉
[0059]參照圖5 (a)及圖5 (b)對本實施方式涉及的太陽能電池模塊201的制造方法進行詳細說明。在太陽能電池模塊201中，用配線部件25連接上述的多個太陽能電池元件101。
[0060]首先，準備上述的太陽能電池模塊201的各結(jié)構(gòu)部件。例如，本實施方式涉及的太陽能電池元件101能夠如以下那樣制造。
[0061]沿各工序?qū)μ柲茈姵卦?01的制造方法依次進行詳細說明。
[0062]首先，對準備具有第一半導(dǎo)體層(P型半導(dǎo)體層)2的半導(dǎo)體基板(多晶硅基板)I的基板準備工序進行說明。半導(dǎo)體基板I例如用現(xiàn)有的鑄造法等形成。需要說明的是，在以下，作為半導(dǎo)體基板1，對使用呈現(xiàn)P型的多晶硅基板的例子進行說明。
[0063]一開始，例如用鑄造法制作多晶硅的鑄塊。接著，將該鑄塊例如切片成250μπι以下的厚度。之后，為了清洗半導(dǎo)體基板I的剖切面的機械性損傷層及污染層，可以用NaOH、Κ0Η、氟酸或氫氟酸硝酸(fluoronitric acid)等極微量蝕刻半導(dǎo)體基板I的表面。
[0064]接著,在半導(dǎo)體基板I的第一面IOa形成凹凸形狀la。該凹凸形狀I(lǐng)a能夠用使用了 NaOH等堿性溶液或氫氟酸硝酸等酸性溶液的濕式蝕刻法或使用了 RIE等的干式蝕刻法形成。另外，當在第二面IOb形成凹凸形狀時，能夠用與上述凹凸形狀I(lǐng)a相同的方法形成凹凸形狀。
[0065]接著，對具有用上述工序形成的凹凸形狀I(lǐng)a的半導(dǎo)體基板I的第一面IOa進行形成第二半導(dǎo)體層3的工序。具體而言，在具有凹凸形狀I(lǐng)a的半導(dǎo)體基板I的第一面IOa側(cè)的表層內(nèi)形成η型的第二半導(dǎo)體層3。
[0066]這樣的第二半導(dǎo)體層3使用將形成膏劑狀態(tài)的P2O5涂敷于半導(dǎo)體基板I的表面且使其熱擴散的涂敷熱擴散法、將形成氣體狀態(tài)的POCI3(三氯氧化磷)作為擴散源的氣相熱擴散法等形成。該第二半導(dǎo)體層3以0.2?2μπι左右的深度、具有40?200Ω / 口左右的薄層電阻的方式形成。
[0067]需要說明的是，第二半導(dǎo)體層3的形成方法并不限定于上述方法，例如可以用薄膜技術(shù)將含有η型氫化非晶硅膜或微晶硅膜的晶體硅膜等作為第二半導(dǎo)體層3形成。進而，也可以在第一半導(dǎo)體層2和第二半導(dǎo)體層3之間形成i型硅區(qū)域。
[0068]通過以上，能夠準備在第一面IOa側(cè)配置有η型半導(dǎo)體層即第二半導(dǎo)體層3且在表面形成了凹凸形狀I(lǐng)a的、含有P型半導(dǎo)體層(第一半導(dǎo)體層)2的多晶硅基板(半導(dǎo)體基板)I。
[0069]接著，在半導(dǎo)體基板I的第一面IOa側(cè)即第二半導(dǎo)體層3上形成減反射層5。減反射層 5 例如使用 PECVD (plasma enhanced chemicalvapordeposition:等離子體增強化學(xué)氣相生長)法、蒸鍍法或濺射法等形成。例如，若為用PECVD法形成由氮化硅膜構(gòu)成的減反射膜5的情況，則用輝光放電分解使由氮(N2)稀釋的硅烷(SiH4)和氨氣(NH3)的混合氣體等離子化且使其沉積而形成減反射層5。此時的成膜室內(nèi)為500°C左右即可。
[0070]接著，在半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)形成高濃度擴散有一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層4。作為第三半導(dǎo)體層4的形成方法，例如能夠舉出以下的兩個方法。作為第一方法，是使用將三溴化硼(BBr3)作為擴散源的熱擴散法在800~1100°C左右形成的方法。作為第二方法，是將由鋁粉末及有機載體等構(gòu)成的鋁膏劑用印刷法涂敷后在600~850°C左右進行熱處理(燒成)而向半導(dǎo)體基板I進行擴散的方法。若使用該第二方法，則不僅能夠只在印刷面形成期望的擴散區(qū)域，也沒必要除去在第二半導(dǎo)體層3的形成工序中形成于第二面IOb側(cè)的η型的反向?qū)щ娦蛯?。因此，若使用第二方法，在形成期望的擴散區(qū)域后，用激光等只在第一面IOa或第二面IOb的外周部進行pn分離即可。需要說明的是，第三半導(dǎo)體層4的形成方法并不限定于上述方法，作為第三半導(dǎo)體層4，例如可以使用薄膜技術(shù)來形成含有氫化非晶硅膜或微晶硅膜的晶體硅膜等。進而，也可以在半導(dǎo)體基板I和第三半導(dǎo)體層4之間形成i型硅區(qū)域。
[0071]接著，用以下的方法形成第一電極6(匯流電極11、指狀電極12及細線電極13)及第二電極7 (第二輸出取出電極7a、第二集電電極7b)。
[0072]—開始，對第一電極6進行說明。第一電極6例如使用含有由銀(Ag)等構(gòu)成的金屬粉末、有機載體及玻璃粉的導(dǎo)電性膏劑制作。通過將該導(dǎo)電性膏劑涂敷于半導(dǎo)體基板I的第一面IOa后以600~850°C燒成數(shù)十秒~數(shù)十分鐘左右而形成第一電極6。作為涂敷法，能夠使用網(wǎng)板印刷法等，涂敷后可以在規(guī)定的溫度下使溶劑蒸騰而干燥。需要說明的是，如上述那樣，第一電極6具有匯流電極11、指狀電極12及細線電極13，可以通過使用網(wǎng)板印刷在一個工序中形成匯流電極11、指狀電極12及細線電極13。需要說明的是，匯流電極11、指狀電極12及細線電極13也可以通過各自的印刷工序形成。另外，匯流電極11、指狀電極12及細線電極13在一次印刷工序中形成后，為了較厚地形成指狀電極12，可以只再次網(wǎng)板印刷指狀電極12而形成。
[0073]接著，形成第二電極7。首先，第二集電電極7b例如使用含有鋁粉末及有機載體的鋁膏劑制作。將該鋁膏劑涂敷于除去形成第二輸出取出電極7a的部位的一部分的第二面IOb的大致整個面。作為涂敷·法，能夠使用網(wǎng)板印刷法等。如此可以在涂敷鋁膏劑后在規(guī)定的溫度下使溶劑蒸騰而干燥。在該情況下，在之后的操作時鋁膏劑不易粘付于其他的部分，因此操作性提高。另外，如在上述說明那樣，第三半導(dǎo)體層4和第二集電電極7b的形成可以在同一工序中進行。
[0074]接著，第二輸出取出電極7a例如使用含有由銀粉末等構(gòu)成的金屬粉末、有機載體及玻璃粉的銀膏劑制作。將該銀膏劑在第二面IOb涂敷成規(guī)定的形狀。需要說明的是，此時，通過將成為第二輸出取出電極7a的銀膏劑涂敷于與成為第二集電電極7b的鋁膏劑的一部分相接的位置而以第二輸出取出電極7a和第二集電電極7b的一部分重疊的方式形成。作為涂敷法，例如能夠使用網(wǎng)板印刷法等。可以在該涂敷后在規(guī)定的溫度下使溶劑蒸騰而干燥。
[0075]并且，如此通過將涂敷了鋁膏劑及銀膏劑的半導(dǎo)體基板I在燒成爐內(nèi)以600~850°C的條件燒成數(shù)十秒~數(shù)十分鐘左右而將第二電極7形成于半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)。
[0076]需要說明的是，在上述中，對于第一電極6及第二電極7的任一個均用印刷?燒成法形成了電極，但也能夠使用蒸鍍、濺射、鍍敷等方法形成。
[0077]如以上那樣，能夠制作太陽能電池元件101。[0078]接著，使用如此得到的太陽能電池元件101制作太陽能電池模塊201。
[0079]首先，準備配線部件25，用配線部件25電連接相鄰的多個太陽能電池元件101。作為配線部件25，如上述那樣，能夠使用由焊錫材料被覆的部件或由金屬箔構(gòu)成的部件。
[0080]作為配線部件25的連接方法，在使用由焊錫材料被覆的配線部件25的情況下，能夠使用烙鐵、熱風(fēng)焊接、激光或脈沖熱壓焊接等方法。通過這樣的方法，配線部件25焊接于匯流電極11、細線電極13及第二輸出取出電極7a等。
[0081]另外，配線部件25若為金屬箔構(gòu)成的情況，如果使用低溫固化型的導(dǎo)電性粘接齊U，則能夠?qū)⑴渚€部件25連接于匯流電極11、細線電極13及第二輸出取出電極7a等。在使用這樣的導(dǎo)電性粘接劑的方法的情況下，在匯流電極11、細線電極13或第二輸出取出電極7a上和配線部件25之間設(shè)置導(dǎo)電性粘接劑后，在150?250°C左右進行熱處理即可。需要說明的是，作為導(dǎo)電性粘接劑，例如能夠使用含有環(huán)氧樹脂、娃酮樹脂或聚氨酯樹脂等粘合劑和銀或碳鎳等導(dǎo)電性填充劑的組合物。
[0082]接著，在透光性部件21上依次層疊表面?zhèn)忍畛浼?2、用配線部件25相互連接的多個太陽能電池元件101、背面?zhèn)忍畛浼?3及背面保護件24而制作模塊基體。最后，在層壓機中將該模塊基體脫氣、加熱且對其進行按壓使其一體化，從而制作太陽能電池模塊201。
[0083]需要說明的是，如圖5(b)所示，可以根據(jù)需要在太陽能電池模塊201的外周嵌入鋁等的框體26。另外，如圖5(a)所示，用輸出取出配線28連接串聯(lián)連接的多個太陽能電池元件101中的最開始的太陽能電池元件101及最后的太陽能電池元件101的電極的一端部及向外部取出輸出的端子箱27。
[0084]通過上述程序，能夠得到本實施方式涉及的太陽能電池模塊201。
[0085]〈第二實施方式〉
[0086]其次，對本發(fā)明的另一實施方式進行說明。需要說明的是，在以下的說明中，對與第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)標注相同的符號，省略說明。
[0087]如圖6所示，在本發(fā)明的第二實施方式涉及的太陽能電池模塊201中，太陽能電池元件的第一電極6的形狀與太陽能電池元件101的第一電極6的形狀不同。
[0088]在圖6中，太陽能電池元件102的第一細線電極13a還形成于鄰接的第二指狀電極12b之間。并且，第一細線電極13a與第二細線電極13b電連接。由此，能夠使第一細線電極13a和第二細線電極13b的交叉部S增加，因此能夠更加緩和在第一細線電極13a產(chǎn)生的應(yīng)力。另外，在本實施方式中，鄰接的第一細線電極13a之間的距離變短。其結(jié)果是，更加減少電力損失。
[0089]需要說明的是，設(shè)置于第二指狀電極12b之間的第一細線電極13a可以設(shè)置多根，但只要有一根或兩根即可。在本實施方式中，第一細線電極13a之間的距離L13a為鄰接的第二指狀電極12b之間的距離L12的大致1/4?1/2。在這樣的情況下，容易得到電極材料的消減及電力損失的減少的效果。
[0090]〈第三實施方式〉
[0091]如圖7所示，在本發(fā)明的第三實施方式涉及的太陽能電池模塊中，太陽能電池元件的第一電極6的形狀與太陽能電池元件101的第一電極6的形狀不同。
[0092]在圖7中，太陽能電池元件103的細線電極13如圖7所示還具備第三細線電極13c,當從第一面IOa觀察時，第三細線電極13c連接相鄰的第二指狀電極13b彼此，并且與在第一方向(Y方向)上延伸的匯流電極11的一對側(cè)部連接。此時，第三細線電極13C以在Y方向上延伸的方式配置。在本實施方式中，該第三細線電極13c離開配線部件25，并且設(shè)置于配線部件25的兩側(cè)附近。由此，即使由于過度的應(yīng)力等作用，配線25從第一細線電極13a的一部分脫落，也能夠經(jīng)由第三細線電極13c向與上述第一細線電極13a鄰接的第一細線電極13a供給集電的電力。其結(jié)果是，電力損失減少。另外，若第三細線電極13c不與配線電極25連接，則配線電極25的由于溫度循環(huán)引起的應(yīng)力不易作用，所以第三細線電極13c不易斷線。需要說明的是，在本實施方式中，以第三細線電極13c分別從匯流電極11的一對側(cè)部延伸的方式形成，但并不限于此。第三細線電極13c例如可以為以與至少一個側(cè)部連接的方式而形成一根的方式。即使為這樣的方式，也減少電力損失。
[0093]另外，第三細線電極13c的短邊方向(在圖7中為X方向)的寬度W2可以比指狀電極12的短邊方向(在圖7中為Y方向)的寬度W3大。由此，能夠更加減少電力損失。例如，第三細線電極13c的短邊方向的寬度W2相對于指狀電極12的短邊方向的寬度W3以
1.5?3倍左右較大地形成。第三細線電極13c的短邊方向的寬度W2為75?600μπι左右。
[0094]需要說明的是，在將第三細線電極13c在配線部件25的兩端附近成對設(shè)置的情況下，如圖7(c)所示，第三細線電極13c之間的距離L14比配線部件25的短邊方向(在圖7中為X方向)的寬度W25大即可。另外，在本實施方式中，第三細線電極13c以與匯流電極11的側(cè)部連接的方式形成，但并不限于此。只要以滿足距離L14>寬度W25的方式形成第三細線電極13c,就能夠減少電力損失。
[0095]〈第四實施方式〉
[0096]如圖8所示，在本發(fā)明的第四實施方式涉及的太陽能電池模塊中，太陽能電池元件的第一電極6的形狀與太陽能電池元件103的第一電極6的形狀不同。
[0097]在圖8中，太陽能電池元件104的匯流電極11沿相當于第一方向的配線方向(在圖8中為Y方向)排列多個。由此，即使與太陽能電池元件103相比也能夠較大地形成與配線部件25的連接區(qū)域。此時，匯流電極11與配線部件25的連接面積相對于配線部件25的與太陽能電池元件104對置的表面積整體為2%以上且不足5%即可。由此，在本實施方式中，在維持高連接可靠性的同時減少電極材料的使用量。
[0098]另外，在太陽能電池元件104的第一電極6中，在配線方向(Y方向)的兩端部側(cè)設(shè)置匯流電極11。由此，在將配線部件25連接于太陽能電池元件104的第一電極6時，即使將太陽能電池元件104上下翻轉(zhuǎn)連接，也不易產(chǎn)生連接不良。由此，太陽能電池模塊的制造上的作業(yè)效率提聞。
[0099]〈第五實施方式〉
[0100]如圖9所示，在本發(fā)明的第五實施方式涉及的太陽能電池模塊中，太陽能電池元件的第一電極6的形狀與太陽能電池元件104的第一電極6的形狀不同。
[0101]在圖9的太陽能電池元件105中，在太陽能電池元件105的配線方向(Y方向)的兩端部以外也設(shè)置有匯流電極11。更加具體而言，在太陽能電池元件105中，沿配線方向設(shè)置四個匯流電極11。在這樣的方式中，容易將一個太陽能電池元件105分割而制作多個小型太陽能電池元件。此時，太陽能電池元件105以在分割后的小型太陽能電池元件中的配線部件25的端部所位于的部位分別配置有匯流電極11的方式被分割。由此，在分割后的小型太陽能電池元件中，也能夠得到與上述同樣的效果。
[0102]另外，在太陽能電池元件105中，多個匯流電極11中的與分割后的小型太陽能電池元件的配線部件25的端部連接的匯流電極11 (第一匯流電極Ila)的配線方向(在圖9中為Y方向)上的第四尺寸D4比其他匯流電極11 (第一匯流電極Ilb)的配線方向上的第五尺寸D5大。由此，用配線部件25將分割后的小型太陽能電池元件彼此電連接時，即使配線部件25的位置偏離也容易連接配線部件25的端部。其結(jié)果是，配線作業(yè)的作業(yè)效率及連接可靠性提高。
[0103]〈第六實施方式〉
[0104]如圖10所示，在本發(fā)明的第六實施方式涉及的太陽能電池模塊中，太陽能電池元件106的第一電極6的形狀與太陽能電池元件105的第一電極6的形狀不同。
[0105]在圖10中，太陽能電池元件106具有將匯流電極11排列于配線方向(在圖10中為Y方向)而成的多個島部14及連接多個島部14的連接部15。伴隨于此，在太陽能電池元件106的匯流電極11上設(shè)置有沿第一方向(Y方向)排列的、在第二方向(X方向)上延伸的間隙部16。另外，配線部件25的端部與島部14連接。并且，連接部15和正交于配線方向的方向(在圖10中為X方向)上的島部14的端部連接。并且，如圖10(b)所示，在該島部14中，配線方向(在圖10中為Y方向)上的第三尺寸D3比與配線方向正交的方向(在圖10中為X方向)上的第六尺寸D6小。即，島部14的短邊方向和配線方向相同。需要說明的是，上述第三尺寸D3相當于鄰接的間隙部16之間的距離。
[0106]通過將構(gòu)成匯流電極11的島部14以這樣的形狀設(shè)置，即使由于應(yīng)力的作用而引起配線部件25的端部從連接的島部14脫落，也能夠維持配線部件25與其他島部14的連接。由此，配線部件25不易完全從匯流電極11剝離，從而維持局部的連接。
[0107]另外，在本實施方式中，島部14的短邊方向上的第三尺寸D3比第一細線電極13a的短邊方向的寬度Wll大。另外，在本實施方式中，鄰接的島部14之間的第二距離L2比島部14的短邊方向上的第三尺寸D3小。由此，即使較長期地使用太陽能電池模塊，配線部件25也不易從第一電極6脫落。其結(jié)果是，容易確保匯流部件11和配線部件25的連接區(qū)域。需要說明的是，上述第二距離L2相當于Y方向的間隙部16的寬度。
[0108]在此，島部14的短邊方向(在圖10中為Y方向)上的第三尺寸D3例如為300?1000 μ m左右。島部14的長邊方向(在圖10中為X方向)上的第六尺寸D6與第一實施方式的匯流電極11的和配線方向正交的方向上的第二尺寸D2大致相等，例如為1.3?2.5mm左右。鄰接的島部14之間的第二距離L2例如具有50?250 μ m左右的大小。
[0109]另外，如圖10(b)所示，鄰接的第一細線電極13a之間的距離L13a比鄰接的島部14之間的第二距離L2大。由此，能夠減輕電極材料的使用量，并且，即使配線部件25從第一細線電極13a的一部分脫落，也能夠減少電力損失。
[0110]〈第七實施方式〉
[0111]如圖11所示，在本發(fā)明的第七實施方式涉及的太陽能電池模塊中，太陽能電池元件的第一電極6的形狀與太陽能電池元件106的第一電極6的形狀不同。
[0112]在圖7的太陽能電池元件107中，在第一電極6的兩端分別設(shè)置的匯流電極11上設(shè)置有向半導(dǎo)體基板I的外側(cè)延伸的第二細線電極13b及第三細線電極13c。該第二細線電極13b及第三細線電極13c連接于與匯流電極11相比位于更外側(cè)的指狀電極12。由此，也能夠經(jīng)由第二細線電極13b及第三細線電極13c從與匯流電極11相比位于更外側(cè)的指狀電極12集電。需要說明的是，在本實施方式中，設(shè)置有第二細線電極13b及第三細線電極13c，但至少設(shè)置一方細線電極即可。若為只具備第二細線電極13b及第三細線電極13c中的至少一方細線電極的方式，則能夠減輕電極材料的使用量。需要說明的是，與匯流電極11相比位于更外側(cè)的指狀電極12的根數(shù)例如為五根以下即可。此時，若指狀電極12的根數(shù)為一根，則能夠減少電阻損失。
[0113]以上，例示了本發(fā)明涉及的幾個實施方式，但本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，只要不脫離本發(fā)明的要旨，可以為任意的太陽能電池模塊。
[0114]例如可以在半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)設(shè)置鈍化膜。該鈍化膜為具有在半導(dǎo)體基板I的背面即第二面IOb減少載流子的復(fù)合的作用。作為鈍化膜，能夠使用氮化硅(Si3N4)膜、非晶硅氮化(a-SiNx)膜等硅系氮化膜、氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)或氧化鈦(TiO2)等膜。該鈍化膜的厚度為100~2000A左右即可。另外，鈍化膜例如使用PECVD法、蒸鍍法或濺射法等形成即可。如此，半導(dǎo)體基板I的第二面IOb側(cè)的結(jié)構(gòu)可以形成為使用于PERC(Paasivated Emitter and Rear Cell:鈍化發(fā)射極和背表面電池)結(jié)構(gòu)或PERL (Passivated Emitter Rear Locally-diffused:純化發(fā)射極背部局域擴散)結(jié)構(gòu)的第二面IOb側(cè)的構(gòu)造。另外，第二電極7的形狀可以與上述的第一電極6以相同的形狀形成。
[0115]【符號說明】
[0116]1-半導(dǎo)體基板
[0117]2-第一半導(dǎo)體層
[0118]3-第二半導(dǎo)體 層
[0119]4-第三半導(dǎo)體層
[0120]5-減反射層
[0121]6-第一電極(表面電極)
[0122]7-第二電極(背面電極)
[0123]IOa-第一面
[0124]IOb-第二面
[0125]11-匯流條電極(第一輸出取出電極)
[0126]12-指狀電極(第一集電電極)
[0127]13-細線電極
[0128]14-島部
[0129]15-連接部
[0130]16-間隙部
[0131]25-配線部件
[0132]101~107-太陽能電池元件
[0133]201-太陽能電池模塊
[0134]S-交叉部
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池模塊，具備: 多個太陽能電池元件，其分別具有表面及設(shè)置于該表面?zhèn)鹊谋砻骐姌O；配線部件，其電連接該多個太陽能電池元件且在第一方向上延伸， 所述表面電極具備: 匯流電極，其在所述第一方向上延伸； 指狀電極，其在所述第一方向上隔開間隔地排列配置，且具有與所述匯流電極連接的多個線狀的第一指狀電極及未與所述匯流電極連接的多個第二指狀電極； 細線電極，其位于所述匯流電極的長邊方向上并與所述第二指狀電極電連接，且具有第一細線電極及與該第一細線電極交叉的第二細線電極， 該細線電極具有比所述匯流電極的所述第一方向上的第一尺寸Dl及所述匯流電極的與所述第一方向正交的第二方向上的第二尺寸D2小的寬度W1， 所述配線部件與所述第一細線電極和所述第二細線電極的交叉部及所述匯流電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊,其中， 所述第一方向上的所述配線部件的端部與所述匯流電極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊,其中， 所述第一細線電極在所述第二方向上延伸， 所述第二細線電極在所述第一方向上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊，其中， 所述第一細線電極為所述第二指狀電極的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊，其中， 所述第一細線電極配置于鄰接的所述第二指狀電極之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊,其中， 所述第二細線電極的寬度W12比所述第一細線電極的寬度Wll大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊,其中， 所述第二細線電極為與所述匯流電極連接且隔開比所述匯流電極的所述第二尺寸D2小的第一距離LI而排列配置的一對電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊,其中， 所述細線電極還具有第三細線電極，該第三細線電極連接相鄰的所述第二指狀電極彼此，且與所述匯流電極的在所述第一方向上延伸的一對側(cè)部中的至少一方連接，并沿所述第一方向延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池模塊，其中， 所述第三細線電極以分別與所述匯流電極的所述一對側(cè)部連接且沿所述第一方向延伸的方式配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池模塊，其中， 所述第三細線電極的寬度W2比所述第二指狀電極的寬度W3大。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其中， 所述匯流電極具有沿所述第一方向排列的、向所述第二方向延伸的多個間隙部， 鄰接的所述間隙部之間的所述第一方向上的第三尺寸D3比所述第一細線電極的寬度Wll 大， 所述第一方向上的所述間隙部的第二距離L2比所述第三尺寸D3小。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊,其中， 所述匯流電極沿所述第一方向排列多個。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其中， 所述匯流電極沿所述第一方向排列多個，在所述排列多個的匯流電極中，連接所述配線部件的端部的所述匯流電極的所述第一方向上的第四尺寸D4比其他匯流電極的所述第一方向上的第五尺寸 D5大。
【文檔編號】H01L31/0224GK103797583SQ201280044669
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】小波本直也, 新池勇太, 三宅隆文, 吉岡賢泰 申請人:京瓷株式會社