太陽能電池、太陽能電池組件、太陽能電池的制造方法
【專利摘要】本發明為一種太陽能電池（1），其包括匯流條部（3b、4b）和指部（3a、4a），其中上述指部（3a、4a）包括在上述指部（3a、4a）的長度方向延伸的第一端部和與上述匯流條部（3b、4b）連接的第二端部，上述第一端部的截面為三角形，上述第二端部的截面為梯形。
【專利說明】太陽能電池、太陽能電池組件、太陽能電池的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池、太陽能電池組件和太陽能電池的制造方法。
【背景技術】
[0002]對于太陽能電池，要求提高單位面積的發電量而提高效率。鑒于這種情況，提案有降低遮光損失的太陽能電池的電極結構(例如參照專利文獻I)。專利文獻I中公開了將寬度不同的指部組合的結構。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本實用新型登錄第3154145號公報
【發明內容】
[0006]發明要解決的技術問題
[0007]專利文獻I中記載有利用指(finger)部的寬度實現輸出的提高的太陽能電池。但是，近年來要求進一步提高太陽能電池的輸出。
[0008]用于解決技術問題的方案
[0009]本發明的太陽能電池包括匯流條部和指部，其中，上述指部包括在上述指部的長度方向延伸的第一端部和與上述匯流條部連接的第二端部，上述第一端部的截面為三角形，上述第二端部的截面為梯形。
[0010]本發明的太陽能電池的制造方法，是包括匯流條部和指部的太陽能電池的制造方法，上述匯流條部和上述指部由絲網印刷法形成，在上述指部的長度方向延伸的第一端部，在上述絲網印刷法的截面三角形形成條件區域形成。
[0011]發明的效果
[0012]根據本發明，能夠提高太陽能電池的輸出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的一個實施方式的太陽能電池的正面側平面圖和背面側平面圖。
[0014]圖2是圖1的AA線截面圖、BB線截面圖和CC線截面圖。
[0015]圖3是圖1的DD線截面圖。
[0016]圖4是圖1的EE線截面圖。
[0017]圖5是本發明的一個實施方式的太陽能電池組件的截面圖。
[0018]圖6是表示本發明的一個實施方式的電極高度與網版開口寬度的關系的圖。
[0019]圖7是圖6的各網版開口寬度的情況下的截面形狀的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下參照附圖對本發明的一個實施方式的太陽能電池1、太陽能電池組件10、太陽能電池I的制造方法進行詳細說明。
[0021]此外，本發明不限于以下的實施方式。另外，實施方式中參照的附圖是示意性地記載的圖，附圖中描畫的結構元素的尺寸比例等有時與實物不同。具體的尺寸比例要參考以下的說明來判斷。
[0022](太陽能電池)
[0023]首先，參照圖1對本發明的一個實施方式的太陽能電池I的正面和背面的結構進行說明。
[0024]圖1 (a)是太陽能電池I的正面側平面圖，圖1 (b)是背面側平面圖。
[0025]在太陽能電池I的正面具有包括光電轉換部2、指部3a和匯流條部3b的正面電極3。
[0026]光電轉換部2未圖示，例如包括由η型結晶類硅構成的基板、在該基板的正面側依次層疊的本征的非晶硅層、P型的非晶硅層，在該基板的背面側依次層疊的本征的非晶硅層、η型的非晶硅層。另外，也可以在η型的結晶類硅基板的正面層疊η型的非晶硅層，在背面側層疊P型的非晶硅層。
[0027]指部3a是主要收集由光電轉換產生的載流子的電極，包括在指部3a的長度方向即X方向延伸的第一端部和與匯流條(bus bar,總線)部3b連接的第二端部。在此,第一端部由于是越遠離匯流條部3b其寬度越變細的結構，所以具有錐形形狀。例如，第一端部的寬度為10 μ m?70 μ m,第二端部的寬度為75 μ m?200 μ m。另外,指部3a的間距寬度為Imm?3mm,設置有40根?120根。其中，出于降低遮光損失的觀點，優選以第一端部的寬度為40 μ m,第二端部的寬度為100 μ m,間距寬度2.2mm設置55根指部3a。
[0028]匯流條部3b是聚集由指部3a收集的載流子的電極。在此，匯流條部3b以寬度50μπι?2mm設置有2根。
[0029]在太陽能電池I的背面側具有包括光電轉換部2、指部4a和匯流條部4b的背面電極4。
[0030]指部4a是主要收集由光電轉換產生的載流子的電極，包括在指部4a的長度方向即X方向延伸的第一端部和與匯流條(bus bar)部4b連接的第二端部。在此,第一端部由于為越遠離匯流條部4b其寬度越細的結構,所以具有錐形形狀。例如，第一端部的寬度為10 μ m?70 μ m,第二端部的寬度為75 μ m?200 μ m。另外,指部4a的間距寬度比指部3a的間距寬度窄，為250μπι?1mm，設置有120根?480根。其中，在背面側也出于降低遮光損失的觀點，優選以第一端部的寬度為40nm ( μ m),第二端部的寬度為80nm ( μπι),間距寬度500 μ m設置240根指部3a。本實施方式中，為了在背面側也實現光利用效率的提高，太陽能電池I為兩面受光型。在此，所謂兩面受光型，是指不僅在太陽能電池I的正面側，在背面側也向光電轉換部2入射光。另外，除了兩面受光型以外，單面受光型也能夠享受本發明的效果。
[0031]匯流條部4b是聚集由指部4a收集的載流子的電極。在此，匯流條部4b以寬度50 μ m?4mm設置有2根。
[0032]接著，參照圖2，對本實施方式的太陽能電池I的截面結構進行說明。
[0033]圖2 (a)是圖1的AA線截面圖、圖2 (b)是圖1的BB線截面圖，圖2 (C)是圖1的CC線截面圖。[0034]如圖2(a)所示，在指部3a、4a的第一端部側，截面為三角形，其電極高度為13 μπι。如圖2 (b)所示，在指部3a、4a的第二端部側，截面為梯形，其電極高度為23μπι。如圖2(C)所示，在指部3a、4a的第一端部，截面為三角形，其電極高度為13μπι。在此，所謂三角形和梯形，分別是指大致三角形和大致梯形。即，在三角形和梯形的比較中，接近三角形時視作三角形，接近梯形時視作梯形。例如，圖2 (a)、(c)的三角形的y方向的上部側的頂角也可以為圓角，在該頂角也可以稍微具有寬度。另外，也可以在圖2 (b)的梯形的y方向的上部側的上底具有一定的寬度。
[0035]圖3是圖1的DD線截面圖。
[0036]指部3a、4a在x方向延伸，隨著從匯流條部3b、4b離開,最初，電極高度一定，而其后電極高度逐漸變低。即包括電極高度一定的區域和電極高度逐漸變低的區域。
[0037]圖4是圖1的EE線截面圖。
[0038]在2根匯流條部3b、3b間和匯流條部4b、4b間，與匯流條部3b、4b連接的指部3a、4a的第一端部彼此連接，隨著從匯流條部3b、4b離開,最初，電極高度一定，而其后電極高度逐漸變低。即指部3a、4a包括電極高度一定的區域和電極高度逐漸變低的區域，成為第一端部彼此連接的結構。
[0039]如上所述，指部3a、4a的平面結構具有在指部3a、4a的長度方向上隨著從匯流條部3b、4b離開而變細的錐形形狀，所以能夠降低遮光損失。而且，在該錐形形狀的基礎上，在指部3a、4a的長度方向延伸的第一端部側的截面具有三角形，所以能夠使入射到太陽能電池I的指部3a、4a的光高效率地對發電做貢獻。對這一情況在后面論述。由此，能夠提高太陽能電池I的輸出。
[0040]另外，指部3a、4a的電極高度在第一端部側和第二端部側不同。即，具有指部3a、4a的電極高度逐漸變低的區域。于是，能夠抑制指部的電極高度導致對以規定的角度入射至IJ太陽能電池I的光的遮蔽，所以能夠進一步提高太陽能電池I的輸出。
[0041]但是，在指部3a、4a,在其長度方向的部分作用有與其長度方向的體積相應的應力。因此，隨著遠離匯流條部3b、4b，應力變大。即，第一端部被施加有比第二端部更大的應力。但是，在本實施方式中，由于第一端部比第二端部電極高度低，所以能夠抑制第一端部側的應力的增加。其結果是，能夠抑制指部3a、4a從光電轉換部2剝離的情況，能夠提高太陽能電池I的可靠性。
[0042](太陽能電池組件)
[0043]圖5是太陽能電池組件10的截面圖。太陽能電池組件10，隔著填充件5由正面保護部件6和背面保護部件7夾著上述的太陽能電池1，能夠通過進行公知的層壓處理來制作。在此，作為填充件5例如使用EVA。作為正面保護部件6例如使用玻璃。作為背面保護部件7例如使用PET。
[0044]圖5是太陽能電池組件10中的指部3a和4a的截面形狀為三角形的部分的截面圖，表示光入射到太陽能電池組件10的狀態。
[0045]光入射到太陽能電池組件10時，指部3a的截面為三角形的邊的部分對光進行反射，該反射光在正面保護部件6和空氣的界面再反射，該再反射光入射到光電轉換部2。其結果是，入射到光電轉換部2的光的比例增加，所以太陽能電池組件10的輸出提高。另一方面，入射到太陽能電池組件10的光透過光電轉換部2的情況下，指部4a的截面為三角形的邊的部分對光進行反射，該反射光在填充件5和背面保護部件7的界面再反射，該再反射光入射到光電轉換部2。其結果是，入射到光電轉換部2的光的比例增加，所以太陽能電池組件10的輸出提高。另外，在由太陽能電池組件10密封的太陽能電池I為多個的情況下，在這些多個太陽能電池I間入射光的情況下也同樣。
[0046](太陽能電池的制造方法)
[0047]接著，對太陽能電池I的制造方法進行說明。
[0048]圖6是表示用絲網印刷法形成指部時的電極高度與網版(印刷板)的開口寬度(幅度)的關系的圖。
[0049]圖6表示實驗I?3的結果。實驗I?3中，以相同的條件進行絲網印刷。根據這些實驗結果的任一個可知，在規定的網版開口寬度以上時，指部的電極高度一定，而當成為規定的網版開口寬度以下時，隨著開口寬度的減小，指部的電極高度逐漸變低。
[0050]圖7是圖6的實驗I的各網版開口寬度I?V時的截面形狀的示意圖。在指部的電極高度為一定的區域中，截面為梯形，在指部的電極高度逐漸變低的區域中，截面為三角形。實驗2?3中也為同樣的截面形狀。以下，將截面為三角形的網版寬度的區域稱為截面三角形形成條件區域，將截面形成為梯形的網版開口寬度的區域稱為截面梯形形成條件區域。本實施方式中，在光電轉換部2的正面和背面通過絲網印刷法形成包括指部3a、4a和匯流條部3b、4b的正面電極3和背面電極4。
[0051]如上所述，指部3a、4a成為在其長度方向上隨著遠離匯流條部3b、4b而變細的錐形的網版開口寬度。此時，第一端部成為作為截面三角形形成條件區域的網版開口寬度，第二端部成為作為截面梯形形成條件區域的網版開口寬度。
[0052]本實施方式中，使用熱固化型的銀膏，所以優選使用規定的粘度的銀膏。
[0053]另外，匯流條部3b、4b在形成指部3a、4a的同時通過絲網印刷法印刷而形成。
[0054]然后，使指部3a、4a和匯流條部3b、4b在200°C干燥而固化。
[0055]用以上的制造方法制作的太陽能電池I通過公知的方法，由填充件5將連接了配線件(未圖示)的太陽能電池I密封的狀態下夾于正面保護部件6和背面保護部件7，通過層壓而形成。
[0056]本實施方式的制造方法中，通過絲網印刷法的截面三角形形成條件區域形成在指部3a、4a的長度方向延伸的第一端部，所以能夠使第一端部的截面為三角形。于是，對于入射的光，能夠在三角形的部分高效率地對光進行反射。
[0057]另外，通過絲網印刷法的截面梯形形成條件區域形成指部3a、4a的與匯流條部3b,4b連接的第二端部，所以能夠使第二端部的截面為梯形。于是，對于指部3a、4a和匯流條部3b、4b的接觸面積，由于能夠比截面形成為三角形的情況大，所以能夠降低指部3a、4a和匯流條部3b、4b的連接電阻。其結果是，能夠制造使輸出提高的太陽能電池I。
[0058]而且，通過絲網印刷法的截面三角形形成條件區域，以在2根匯流條3b、4b之間使與各個匯流條部連接的指部3a、4a的第一端部彼此連接的方式形成,所以能夠使該連接的部分的截面形成為三角形。其結果是，對于在該連接的部分入射的光，能夠在截面為三角形部分高效率地對光進行反射，能夠提供使輸出提高的太陽能電池I。
[0059]另外，匯流條部3b、4b可以為直線形狀，也可以為鋸齒狀的非直線形狀。
[0060]指部3a、4a可以為一層結構，也可以為多層結構。此時，正面側和背面側的上述層結構可以相同，也可以不同。在指部3a、4a的絲網印刷法中，可以為一層印刷，也可以為多層印刷。
[0061]另外，光電轉換部2并不限定于本實施方式。只要是具有光電轉換功能的材料即可，例如可以是單晶娃、多晶娃等都可以。
[0062]另外，也可以在光電轉換部的正面側和背面側雙方不設置指部和匯流條部兩者。例如，在正面側設置指部和匯流條部兩者，在背面側，通過在光電轉換層的表面上配置金屬層而不設置指部、僅設置匯流條部。
[0063]附圖標記的說明
[0064]I 太陽能電池
[0065]2 光電轉換部
[0066]3 正面電極
[0067]3a 指部
[0068]3b匯流條部
[0069]4 背面電極
[0070]4a 指部
[0071]4b匯流條部
[0072]5 填充件
[0073]6 正面保護部件
[0074]7 背面保護部件
[0075]10太陽能電池組件
【權利要求】
1.一種太陽能電池，其包括匯流條部和指部，所述太陽能電池的特征在于: 所述指部包括在所述指部的長度方向延伸的第一端部和與所述匯流條部連接的第二端部， 所述第一端部的截面為三角形， 所述第二端部的截面為梯形。
2.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于: 所述第一端部的電極高度比所述第二端部的電極高度低。
3.如權利要求1或2所述的太陽能電池，其特征在于: 所述太陽能電池具有多個所述匯流條部， 在多個所述匯流條部之間，與各個匯流條部連接的所述指部的第一端部彼此連接。
4.一種太陽能電池組件，其包括權利要求1?3中任一項所述的太陽能電池，所述太陽能電池組件的特征在于: 包括正面保護部件、填充件和背面保護部件， 所述太陽能電池在所述填充件中通過配線件連接。
5.一種太陽能電池的制造方法，所述太陽能電池包括匯流條部和指部，所述太陽能電池的制造方法的特征在于: 所述匯流條部和所述指部通過絲網印刷法形成， 在所述指部的長度方向延伸的第一端部，在所述絲網印刷法中的截面三角形形成條件區域形成。
6.如權利要求5所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于: 所述指部的與所述匯流條部連接的第二端部，在所述絲網印刷法的截面梯形形成條件區域形成。
7.如權利要求5或6所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于: 通過所述絲網印刷法形成多個所述匯流條部，以使得在多個所述匯流條部之間，與各個匯流條部連接的所述指部的第一端部彼此連接的方式，在所述截面三角形形成條件區域形成該指部。
【文檔編號】H01L31/0747GK103733348SQ201280037913
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年3月21日 優先權日:2011年7月28日
【發明者】東方田悟司 申請人:三洋電機株式會社