JP6272964B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

太陽電池は、光電効果を用いて起電力を得る発電装置であり、ｐ−ｎ接合をなす半導体基板で作られた電子と正孔はそれぞれｎ電極とｐ電極に収集される。また、太陽電池は、基板と電極との間の電位障壁を形成する後面電界部が含まれており、後面電界部は基板と同じ導電性の不純物を高濃度でドーピングして形成される。

このような太陽電池は、隣接したもの同士をインターコネクタに接続して太陽電池モジュールを構成し、これを上部基板と下部基板に密封して太陽電池のアセンブリを構成した後、屋外などに設置して太陽光発電に用いる。
〔先行技術文献〕
〔特許文献〕
〔特許文献１〕国際公開第２００９／０７６７４０号

本発明はこのような技術的背景から創案されたもので、本発明の目的は、光電変換効率とデザインを改善した太陽電池モジュールを提供することにある。

好適な一実施の形態において、太陽電池モジュールは、前面基板と、前記前面基板と対向する後面基板と、前記前面基板と前記後面基板との間に位置し、複数の太陽電池がマトリックス配列を成し、互いに接続される太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルをパッケージングする保護膜と、前記太陽電池パネルの外周を包むフレームと、前記太陽電池パネルにおいて互いに隣接する二つのストリングを接続させる接続端子と、前記接続端子を見えないように包むカバー部材を含む。

前記カバー部材は、前記後面基板と同一の物質からなる。

前記カバー部材の表面は斜面を成している凹凸を含む。

前記カバー部材は、前記上部基板と下部基板との間で、前記保護膜でパッケージングされている。

前記カバー部材は、前記上部基板の表面に位置する。

前記カバー部材は、接続端子の表面をコーティングして形成される。

前記接続端子は、前記太陽電池の電極と同一の物質であるか、または前記配線材と同一の物質からなる。

前記接続端子は、前記配線材と異なる外形を有し、前記配線材と同様に、コア層と前記コア層をコーティングするコーティング層を含む。

前記配線材は、線幅が０．２４ｍｍ乃至０．５３ｍｍのワイヤ形状であり、１０個乃至１８個以下の配線材が隣接した二つの太陽電池を接続している。

前記配線材の一方は、隣接する二つの太陽電池の中の第１の太陽電池の前面に形成された電極に接続され、他方は第２の太陽電池の後面に形成された電極に接続される。

前記隣接する太陽電池を接続する配線材の数の２倍の配線材が前記接続端子に接続される。

本発明の他の実施の形態において、太陽電池モジュールは前記前面基板と、前記前面基板と対向する後面基板と、前記前面基板と前記後面基板との間に位置し、複数の太陽電池がマトリックス配列を成し、互いに接続される太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルをパッケージングする保護膜と、前記太陽電池パネルの外周を包むフレームと、前記後面基板の後面に位置し、隣接する二つのストリングを接続させる接続端子を含む。

前記接続端子は、前記フレームと前記太陽電池パネルの間にサンドイッチされている。

前記保護膜と前記下部フレームを貫通するリード穴を含み、前記二つのストリングにそれぞれ接続された配線材は、前記リード穴を介して前記接続端子に接続される。

前記二つのストリングにそれぞれ接続された配線材は、前記太陽電池パネルの外周を回って、前記接続端子にそれぞれ接続される。

前記接続端子は、前記太陽電池の電極と同一の物質であるかまたは前記配線材と同一の物質からなる。

前記配線材は線幅が、０．２４ｍｍ乃至０．５３ｍｍであるワイヤの形状であり、１０個乃至１８個以下の配線材が隣接する二つの太陽電池を接続する。

前記配線材の一方は隣接する二つの太陽電池の内の第１太陽電池の前面に形成された電極に接続され、他方は第２の太陽電池の後面に形成された電極に接続される。

前記隣接する太陽電池を接続する配線材の数の２倍の配線材が前記接続端子に接続される。

本発明の他の実施の形態において、太陽電池モジュールは、半導体基板と、前記半導体基板とｐ−ｎ接合を形成するエミッタ部と、前記エミッタ部に接続される第１電極と前記半導体基板の後面に接続される第２電極を含む複数の太陽電池と、前記複数の太陽電池を電気的に互いに直列接続するために前記第１電極または前記第２電極に接続する複数の配線材を含み、前記複数の太陽電池のうちの１つの太陽電池に備えられた前記第１電極または前記第２電極に接続される前記複数の配線材の数は６〜３０個であり、前記複数の配線材の幅は、最小ｘ＝３．１１０１×ｙ２−９０．５５２×ｙ＋９１１．２（ｘ＝配線材の幅、ｙ＝配線材の数）と同じか大きく、最大ｘ＝０．７２２５×ｙ２−５１．３８×ｙ＋１１６２．１（ｘ＝配線材の幅、ｙ＝配線材の数）である。

前記配線材の数は９個乃至２３個であるか、または、好ましく、１０個乃至１８個である。

前記第１電極は、互いに並行に一方向に長く延長されている複数の前面フィンガーと、前記複数の前面フィンガーと前記複数の配線材が交差する交差点に形成された複数のパッド部を含む。

前記第１電極は、前記複数のパッド部を前記前面フィンガーと交差する方向で接続する接続電極をさらに含む。

本発明に係る太陽電池モジュールは、一つの太陽電池に備えられた前記第１電極または前記第２電極に接続される複数の配線材の数を１０個乃至１８個の間に限定して、太陽電池モジュールの効率をさらに向上させ、モジュールの製造コストをさらに節減することができる。

本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの平面の様子を示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面の様子を示す図である。 太陽電池が配線材で接続された平面の様子を示す図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿った断面の様子を示す図である。 配線材の様子を示す図である。 隣接する２つの列のストリングが接続端子で接続された様子を示す図である。 図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面の様子を示す図である。 図６のＤ−Ｄ線に沿って切断した断面の様子を示す図である。 図６のＤ−Ｄ線に沿って切断した断面の様子を示す図である。 カバー部材が上部基板の表面に形成された断面の様子を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュールの様子を示す図である。 図１１のＥ−Ｅ線に沿った断面の様子を示す図である。 接続端子が、太陽電池パネルの後面に位置する断面の様子を示す図である。 リード穴なしで太陽電池が接続端子に接続された様子を示す図である。 接続端子がフレームと太陽電池パネルの間にサンドイッチされている様子を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの一例を説明するための図である。 図１６に示された太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例を説明するための一部斜視図である。 図１７においてＣＳ３−ＣＳ３ラインに沿った断面である。 図１６に示された配線材の抵抗に応じた太陽電池モジュールの出力減少量を示すグラフである。 図１６に示された配線材によって隠されるシェーディング面積を除外した残りの発展可能な面積によるモジュールの出力をシミュレーションしたグラフである。 配線材の幅が０．２５ｍｍである場合に、配線材の数に応じたモジュールの出力をシミュレーションした結果である。 配線材の幅が０．３ｍｍである場合に、配線材の数に応じたモジュールの出力をシミュレーションした結果である。 配線材の幅が０．２ｍｍである場合に、配線材の数に応じたモジュールの出力をシミュレーションした結果である。 配線材の材料費と影（shadowing）の面積を比較例と比較したグラフである。 配線材の数が１１個であるとき、配線材の厚さに応じたモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフである。 配線材の数が１３個であるとき、配線材の厚さに応じたモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフである。 配線材の数が１５個であるとき、配線材の厚さに応じたモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフである。 配線材の数が１７個であるとき、配線材の厚さに応じたモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフである。 配線材の直径と数を変更しながら、太陽電池の発電量を比較例と比較した結果を示す表である。 図２９の結果を表で示したものである。 図２９の結果をグラフで示したものである。 太陽電池のもう一つの例として、電極と配線材のみ図式的に示している図である。

この明細書に添付された図面は、発明を容易に説明するために図式化した様子を示す。ため、添付された図面は、実際とは異なる場合がある。
以下において説明される実施の形態は、好ましい一形態であるだけで本願発明をすべて示すものではない。特に、以下において実施の形態を介して説明される各構成要素を選択的に取捨選択し、これらを結合して作成された実施の形態もまた、各構成要素は、既に説明されたものなのであるから、これもまた本願発明に属するものである。

また、以下、本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。説明にあたって、図中の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、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの平面の様子を示し、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面の様子を示す図である。

示されたように、この実施の形態において、太陽電池のアセンブリは、太陽電池パネルと、これを支持するフレーム２０を含む。

フレーム２０は、太陽電池パネルの外周を包む形で太陽電池パネルに結合されている。このフレーム２０は、ステンレスまたはアルミニウムのような軽い金属材で作られる。

太陽電池パネル１３は、複数の太陽電池がマトリックス配列を成しており、これらが電気的に接続されることにより構成される。複数の太陽電池１１は、配線材３０で互に接続され、１列のストリング１１ａを構成し、複数列のストリング１１ａが集まって電気的に接続されることにより太陽電池パネル１３が作られる。図１においては９つの太陽電池が集まって１列のストリング１１ａを構成し、そして６列のストリングが接続端子４０を介して互に接続されて太陽電池パネル１３が構成されたことを示している。

接続端子４０は、太陽電池パネル１３とフレーム２０の間に、上部及び下部にそれぞれ配置されて隣接した二つのストリングを電気的に接続させており、接続端子４０の上には、カバー部材５０が位置して接続端子４０が見えないようにする。これについては、別の図で詳細に説明する。

太陽電池パネル１３は、図２に示すように、前面（入射面）の上部基板８０と後面の下部基板９０にサンドイッチされており、その間にＥＶＡ（ethylene vinyl acetate）などからなる透明な上部保護膜６０と下部保護膜７０が位置し、太陽電池パネル１３をパッケージングしている。この実施の形態では、上部保護膜６０と下部保護膜７０は、分かれているとして説明するが、液状物質を熱処理して保護膜（６０、７０）を形成することも可能であり、シートの形で存在する上部保護膜６０と下部保護膜７０をゲル型化させて作ることも可能である。この場合、保護膜（６０、７０）は、この実施の形態とは異なり、単一層で作られる。

上部基板８０は、透過性絶縁基板として、好ましくは強化ガラスが用いられる。強化ガラスは、鉄成分の含有量が低い低鉄強化ガラス（low iron tempered glass）であることが好ましく、光の散乱効果を高めるために、内側の表面に、凹凸面を形成することができる。

下部基板９０は、太陽電池パネルに湿気が浸透することを防止し、外部環境から太陽電池パネルを保護するために、水分と酸素の浸透を防止する層、化学的腐食を防止する層、絶縁特性を有する層のような多層の機能層を含むことができ、このような機能層は単一層で作られる。

太陽電池１１は、前面に位置する前面電極１１３が、次の行の太陽電池の中で後面に位置する後面電極１１５に配線材３０に接続される。

図３は図１において太陽電池が配線材に接続された様子を示す平面であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

示されるように、太陽電池１１は、電極が半導体基板１１１の前面と後面にそれぞれ位置するコンベンショナル（conventional）構造をなしている。

半導体基板１１１は、ｐ−ｎ接合を成しており、第１導電性不純物を含みｎ型またはｐ型半導体基板から構成されている。

半導体基板１１１の前面には、前面電極１１３が位置されており、後面には、後面電極１１５が位置している。この前面電極１１３と後面電極１１５は、互いに反対の極性の電荷を収集する。

前面電極１１３と後面電極１１５は、互いに交差する方向に形成されている。一例として、前面電極１１３が縦方向に隣接したものと並行するように形成されると、後面電極１１５は、横方向に形成されている。

半導体基板１１１と前面電極１１３/後面電極１１５の間には、電位障壁を下げるエミッタ層と後面電界部、そして電荷が表面から再結合することを防止するパッシベーション膜が存在するが、図では、この構成を省略した。

このような構成を有する太陽電池１１は、配線材３０によって隣接した二つの太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）が接続される。この配線材３０は、図５の（Ａ）で例示するところのようなワイヤ形状をなしている。図５において（Ｂ）は、配線材３０の断面形状を示す。

示されたような、配線材３０は、コーティング層３３がコア層３１を薄い厚さ（１２（μｍ）内外）でコーティングした断面の様子を有し、全体で３００（μｍ）-５００（μｍ ）の厚さを有する。

コア層３１は、導電性が良いＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌのような金属物質からなり、コーティング層３３は、Ｐｂ、ＳｎまたはＳｎＩｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＰｂ、Ｓｎ、ＳｎＣｕＡｇ、ＳｎＣｕのような化学式を有する金属物質からなり、またはこれらの混合で作られる。

したがって、配線材３０は、はんだ付け（soldering）を介して電極（１１３、１１５）に簡単に接続することができる。

二つの太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を接続するとき、この配線材３０は、半導体基板が１５６（ｍｍ）＊１５６（ｍｍ）大きさを有する場合に、１０個〜１８個が使用され、基板の大きさや電極の構造などを変数として調整される。これについては、以下で詳しく後述する。

このような配線材３０は、隣接した二つの太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を接続するが、一方は、第１太陽電池（Ｃ１）の前面電極１１３に接続され、他方では、第２太陽電池（Ｃ２）の後面電極１１５に接続される。そこで、前面電極１１３と配線材３０は、交差する方向に配置されて接続され、後面電極１１５は、配線材３０と並行する方向に配置されて接続される。

接続方法の一例は、配線材３０を隣接した二つの太陽電池１１の前面と後面にそれぞれ位置させ、配線材３０が前面電極１１３及び後面電極１１５と、それぞれ対向にして、この状態で配線材３０のコーティング層３１を溶融温度以上で数秒間加熱することである。これにより、コーティング層３１が溶融され、冷却されて配線材３０が電極（１１３、１１５）に取り付けられる。

図６は、隣接する２つの列のストリングが接続端子４０で接続された様子を示す図であり、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。

図６及び図７において、接続端子４０は、上部保護膜６０と下部保護膜７０によってパッケージング（packaging）されており、その上にはカバー部材５０が位置して接続端子４０が見えないようにする。

太陽電池パネルの外周は、絶縁材料からなるシール材（ＳＰ）を間に置いて、フレーム２０が包んでいる。シール材（ＳＰ）は、熱加工が容易な絶縁性樹脂であるか、絶縁テープであり、フレーム２０は、アルミニウムまたはステンレスなどの軽い金属製で作られている。このフレーム２０は、中に中空を有する「逆コ」字型のフランジ部２１を含む。フランジ部２１がパネルの外周に嵌められることにより、フレーム２０は、パネルに容易に結合される。

接続端子４０は、フレーム２０と太陽電池パネル１３の間に上部保護膜６０の上に位置し、導電性金属物質で作られている。一例として、この接続端子４０電極（１１３、１１５）と同じ金属物質、例としては、銀（Ａｇ）で作ることができ、または配線材４０と同じ物質でも構成されたもので有り得る。

また、この接続端子４０は、薄い厚さを有する方形帯状を有している。この接続端子４０は、隣接した二つの太陽電池（１１ａ、１１ｂ）の横幅を合わせた距離より小さい幅を有しており、少なくとも二つの太陽電池（１１ａ、１１ｂ）から引き出された配線材（３０ｂ）をすべてを合わせた幅よりは大きな幅を有する。

示されたような、接続端子４０は、長方形平面形状であり、配線材０と交差する方向にさらに長く形成され、太陽電池（１１ａ、１１ｂ）で引き出されたすべての配線材（３０ｂ）と接続されるように構成されている。

この例においては、接続端子４０が四角帯状を有するものと例示するが、形状に拘らはない。したがって、配線材３０と同じように、ワイヤ形状であることも可能である。ここで、ワイヤ形状の配線材３０は、厚さと幅が同じ円形断面を有することができる。

そして、接続端子４０の四角帯状は厚さより幅が大きいリボンの形で有り得る。

この接続端子４０は、配線材（ＩＣ）と同様に、コア層とコーティング層を含めてなり得るが、コア層とコーティング層を構成する各物質は、配線材とは異なることがある。そして、配線材（ＩＣ）と比較して厚さ、幅、長さなどが異なり、全体的な外形が異なることがある。本発明においては、基本的には、接続端子４０の厚さや幅がワイヤの厚さや幅より大きいことが望ましいことがある。

１列のストリングを構成する最後の太陽電池１１ａにおいて、第１配線材３０ａは、太陽電池１１ａの前面電極１１３に接続されたまま接続端子４０に延長されている。２列のストリングを構成する第１太陽電池１１ｂにおいて、第２配線材３０ｂは、太陽電池１１ｂの後面電極１１５に接続されたまま接続端子４０に延長されている。

そして、第１配線材３０ａと第２配線材３０ｂは、接続端子４０にそれぞれ電気的に接続され、１列のストリングと２列のストリングが電気的に接続される。第１配線材３０ａと第２配線材３０ｂは、それぞれ接続端子４０に半田付け（soldering）されるか、液体または固体状態の導電性接着剤で接続端子４０に電気的に接続される。

このような接続構造は、すべてのストリングに同じであり、図１に基づいて、太陽電池パネル１０の上部に２つの接続端子４０が配置されて、２列と３列、そして４列と５列ストリングをこのように接続していることを例示している。そして、太陽電池パネル１０の下側には、３つの接続端子４０が配置され、１列と２列、３列と４列、５列と６列のストリングを、このように接続していることを例示している。

一方、保護膜（６０、７０）は、透明な絶縁性物質で構成されているものの、接続端子４０は、金属物質で作られたため、容易にみられる。この実施の形態においては、カバー部材５０が接続端子４０を隠され見えないようにしている。

カバー部材５０は、接続端子４０を十分に隠されることができるように、横幅と縦幅が接続端子４０より大きい。そして、接続端子４０が見えないように、不透明な物質で作られている。一例において、このカバー部材５０は、後面基板９０と同じ色を有するように後面基板９０と同一の物質で作られることが好ましく、この場合、カバー部材５０が後面基板９０と同一の物質で作成されるので、正面から接続端子４０だけでなく、カバー部材５０もよく見えないので、デザイン的効果が大きい。

さらに、カバー部材５０は、形状加工が容易な不透明な合成樹脂の表面を反射物質でコーティングしたもので有り得る。

このようなカバー部材５０は、両面テープで付着したり、接着剤で固定することができる。またはこのカバー部材５０は、液状物質またはシート状をなしていたことを、ゲル型化させて固定することも可能である。

以上の説明では、カバー部材５０が接続端子４０とは別に構成されてカバー部材５０が接続端子４０を隠すことで説明したが、これとは異なりカバー部材５０は、接続端子４０それぞれの表面をコーティング物質でコーティングして形成されることもまた可能である。この場合にも、カバー部材５０は、好ましくは、後面基板と同じ色を有したり、またはブラック色を有する。

カバー部材５０の表面は、図８に示すような凹凸を含むことができる。カバー部材５０が凹凸面５１を含んでいるから、光がカバー部材５０で反射されながら、隣接した太陽電池１１に伝達されることができる。光の反射をより良くするためには、カバー部材５０の厚さ（ＳＢ１）が、太陽電池１１の厚さ（ＳＡ１）より大きいことが望ましい。

また、カバー部材５０は、図９で例示したところのような表面が傾斜面５１ａを有することも可能である。傾斜面５１ａは、隣接した太陽電池の方向に下り傾斜面で構成されることが好ましく、光の散乱をさらに良くするために傾斜面に凹凸がさらに形成されることもある。

これにより、カバー部材５０の表面に入射された光は、下り傾斜面に対応する角度だけさらに折れ太陽電池の方向に入射がされ、また、斜面が凹凸をさらに含んでおり、光は多様な経路で太陽電池の方向に入射する。

一方、図１０は、カバー部材４０が下部保護膜７０の代わりに、上部基板８０の表面に形成された様子を示している。一般的に、太陽電池パネルは、太陽電池パネル１３の上下にシートタイプの保護膜（６０、７０）と、基板（８０、９０）を順次積層させた状態で、これらを積層させて形成する。したがって、図１０のようにカバー部材４０を上部基板８０の表面に形成すると、太陽電池パネルは、従来と同様に生産し、生産された太陽電池パネルに単にテープの形で製作されたカバー部材４０を取り付けるだけで、、作業が容易する長所と作業工程を修正しなくても良い利点がある。

図１１は、本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュールの様子を示し、図１２は、図１１のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。この実施の形態を図１の実施の形態と比較すると、カバー部材４０が存在しない代わりに、接続端子４０がフレーム２０の下に隠されているという点で違いがある。

図１１及び図１２に示されたところのように、接続端子４０は、パネルの端で下部保護膜６０の上に位置するまま上部保護膜６０によってパッケージングされている。

そして、フランジ部２１が太陽電池パネルの外周を「逆コ」字型で包んでいる。このフランジ部２１は、上部レッグ２１ａと下部レッグ２１ｂを含む。

上部レッグ２１ａは、本体部２１ｃから横方向に一定距離だけ突出しており、パネルの外周の上面の一部を隠しており、下部レッグ２１ｂもまた本体部２１ｃから横方向に一定距離だけ突出しており、パネルの外周を上部レッグ２１ａと下部レッグ２１ｂがサンドイッチしている。

このように、フランジ部２１が基板の外周を包んいるので、一定距離（ｄ１）に対応するだけはフランジ部２１に隠されたベゼル領域（ＳＡ）となる。一方、フランジ部２１は、金属物質で作成されるので、ベゼル領域（ＳＡ）は、目に見えない領域に対応する。

この実施の形態において、接続端子４０は、このベゼル領域（ＳＡ）に位置しているので、モジュール正面から見たときに接続端子４０は見えない。

一方、接続端子４０は、第１幅（w1）を有し、ベゼル領域（ＳＡ）は、このより大きな第２幅（ｄ１）を有する。そして、パネルの端から、ストリングの第１の太陽電池（１１ｃ）までの距離は、これらのより大きな「ｔ１」である。したがって好ましく、ベゼル領域の幅（ｄ１）は、接続端子４０の幅（ｗ１）と同じか大きく、「ｔ１」と同じか小さい。

図１３は、接続端子４０が以上の説明とは異なる太陽電池パネルの後面に位置する断面の様子を示す。

この実施の形態において、後面保護膜７０と後面基板９０は、それぞれ同一線上に位置するリード穴（ＬＨ）が含まれており、接続端子４０は、このリード穴（ＬＨ）に隣接して位置している。このリード穴（ＬＨ）は、ベゼル領域（ＳＡ）の中に位置してモジュールの正面から見えない。

太陽電池１１に接続された配線材３０は、リード穴（ＬＨ）を介して後面基板９０の後面に位置する接続端子４０に接続され、前述したところのように接続端子４０を介して隣接した２列のストリングが電気的に接続される。

この実施の形態において、配線材３０は、リード穴（ＬＨ）を介して引出されるため、配線材３０の損傷を軽減するために、リード穴（ＬＨ）が絶縁性部材４３で満たされる.ことが望ましい。一例で、絶縁性部材４３は、液相から固相に変化する絶縁性接着剤であるか、保護膜と同じ物質であるか、シール材（ｓｐ）と同一の物質で有り得る。

この実施の形態においては、このように接続端子４０が後面基板９０に位置しており、後面基板９０は、不透明であるので、正面から見えない。この実施の形態を、図１２の実施の形態と比較すると、この実施の形態においては、ベゼル領域に接続端子４０が位置しなく、後面基板９０の後面に位置しているので、ベゼル領域（ＳＡ）を減らし、スリムなベゼルを実現することができる。

図１４は、図１３の実施の形態と比較して、リード穴（ＬＨ）がないという点で違いがある。この実施の形態でも、接続端子４０は、太陽電池パネルの後面に位置している。

太陽電池１１に接続されている配線材３０は、上部保護膜６０と下部保護膜７０の間にリードアウトされ、太陽電池パネルの外周を包みながら外に引出されて接続端子４０に接続される。

この実施の形態において、配線材３０は、リードアウトされた状態で接続端子４０に引き出しされるため、物理的な衝撃などから簡単切れることができる。この実施の形態では、このような点を考慮して配線材３０が下部基板９０に触れないようにシール材（ＳＰ）に埋め込まれたままそとに引出されたり、絶縁被覆でコーティングされたことが望ましい。

図１５は、図１４の実施の形態と比較して、接続端子４０の位置のみが差がある。

この実施の形態において、接続端子４０は、フランジ部２１の下部レッグ２１ｂと下部基板９０との間にサンドイッチされている。この実施の形態においては、接続端子４０をこのようにフランジ部２１内に隠されて構成することにより、接続端子４０に加えられる物理的な衝撃から接続端子４０と配線材３０が離れることを防止する。

以上の実施の形態の説明は、太陽電池のアセンブリに関するものであり、以下からは太陽電池モジュールを構成するときに必要な配線材の適正数について説明する。

図１６は、本発明に係る太陽電池モジュールの一例を説明するための図であり、具体的には、図１６において（Ａ）は、本発明に係る太陽電池モジュールを前面から見た形状であり、（Ｂ）は、ＣＳ１−ＣＳ１ラインに沿った断面、（Ｃ）は、ＣＳ２−ＣＳ２ラインに沿った断面である。

さらに、図１７は、本発明の太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例を説明するための一部斜視図であり、図１８は、図１７においてＣＳ３−ＣＳ３ラインに沿った断面である。

図１６の（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）と、それぞれの太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）に接続される複数の配線材（ＩＣ）を含む。

ここで、本発明に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例は、図１７及び図１８に示すように、半導体基板１１０、エミッタ部１２０、反射防止膜１３０、複数の第１電極１４０、後面電界部（back surface field：BSF）１７２、そして第２電極１５０を備えることができる。

ここで、後面電界部１７２は省略されることもあるが、後面電界部１７２がある場合、太陽電池の効率がさらに向上するので、以下では、後面電界部１７２が含まれることを一例として説明する。

半導体基板１１０は、第１導電型、例えば、ｐ型導電型を有することができ、このような半導体基板１１０は、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは非結晶質シリコンの内いずれか１つの形で形成することができる。一例として、半導体基板１１０は、結晶質シリコンウエハに形成することができる。

半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、ホウ素（Ｂ）、ガリウム、インジウムなどのような３が元素の不純物が半導体基板１１０にドーピング（doping）される。しかし、これとは異なり、半導体基板１１０は、ｎ型導電型で有り得る。半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、りん（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５が元素の不純物が半導体基板１１０にドーピングされることができる。

このような半導体基板１１０の前面は、複数の凹凸面を有する。便宜上、図２において、半導体基板１１０の端の部分だけ凹凸面に示して、その上に位置するエミッタ部１２０もまたその端の部分だけ凹凸面に示す。しかし、実質的に半導体基板１１０の前面全体が凹凸面を有しており、これにより、半導体基板１１０の前面上に位置するエミッタ部１２０もまた凹凸面を有する。

複数の凹凸を有している半導体基板１１０の前面の方向に入射される光は、エミッタ部１２０と、半導体基板１１０の表面に形成された複数の凹凸により、複数回の反射動作が発生しながら、半導体基板１１０の内部に入射される。これにより、半導体基板１１０の前面から反射される光の量が減少して、半導体基板１１０の内部に入射される光の量が増加する。また、凹凸表面のために、光が入射される半導体基板１１０とエミッタ部１２０の表面積が増加し、半導体基板１１０に入射される光の量もまた増加する。

エミッタ部１２０は、図１７及び図１８に示すように、第１導電型の半導体基板１１０の入射面である前面に形成され、第１導電型と反対の第２導電型、例えば、ｎ型の導電型の不純物が半導体基板１１０にドープされた領域に、光が入射される面、すなわち、半導体基板１１０の前面の内側に位置することができる。したがって、第２導電型のエミッタ部１２０は、半導体基板１１０の内、第１導電型の部分とｐ−ｎ接合を形成する。

このような半導体基板１１０に入射された光は、電子と正孔に分離され、電子はｎ型の方向に移動し、正孔はｐ型の方向に移動することができる。したがって、半導体基板１１０がｐ型であり、エミッタ部１２０がｎ型である場合、分離された正孔は、半導体基板１１０の後面の方向に移動し、分離された電子は、エミッタ部１２０方向に移動することができる。

エミッタ部１２０は半導体基板１１０すなわち、半導体基板１１０の第１導電型の部分とｐ−ｎ接合を形成するので、本実施の形態と異なり、半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２０はｐ型の導電型を有することができる。この場合、分離された電子は半導体基板１１０の後面の方向に移動し、分離された正孔はエミッタ部１２０の方向に移動することができる。

エミッタ部１２０がｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２０は５価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングし形成され得、反対にｐ型の導電型を有する場合、３価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングし形成され得る。

反射防止膜１３０は、半導体基板１１０の入射面の上部に位置し、図２及び図３に示すように、エミッタ部１２０が、半導体基板１１０の入射面に位置する場合、反射防止膜１３０は、エミッタ部１２０の上部に位置することができる。

このような反射防止膜１３０は、水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン窒化酸化膜（ＳｉＮｘＯｙ：Ｈ）、及び水素化された非結晶質シリコン（ａ− Ｓｉ：Ｈ）の内の少なくともいずれか一つを含むことができる。

このような反射防止膜１３０は、反射防止膜１３０に含まれる水素（Ｈ）により、半導体基板１１０の表面及びその付近に主に存在するダングリングボンド（dangling bond）のような欠陥（defect）を安定結合に変えて欠陥によって半導体基板１１０の表面の方向に移動した電荷が消滅することを減少させるパッシベーション機能（passivation function）を実行する。したがって、欠陥によって半導体基板１１０の表面やその近くで失われる電荷の量を減少させる。

このような反射防止膜１３０は、半導体基板１１０が凹凸表面を有する場合、半導体基板１１０と類似に、複数の凹凸を備えた凹凸面を有するようになる。

一般的に、欠陥は、半導体基板１１０の表面やその近くに、主に多く存在するので、実施の形態の場合と同様に反射防止膜１３０が、半導体基板１１０の表面に直接接している場合、パッシベーション機能がさらに向上する。

また、このような反射防止膜１３０は、前述した水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン窒化酸化膜（ＳｉＮｘＯｙ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ）、水素化された非結晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の内の少なくともいずれか１つが複数の層で形成することもできる。

例えば、反射防止膜１３０は、水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）が２つの層に形成することもできる。

このようにすることにより、反射防止膜１３０のパッシベーション機能をさらに強化することができ、太陽電池の光電効率をさらに向上させることができる。

複数の第１電極１４０は、図１７及び図１８に示すように、半導体基板１１０の前面に位置し、半導体基板１１０の前面上に互いに離隔して位置し、それぞれが第１方向（ｘ）に長く伸びて位置することができる。

このように、半導体基板１１０の前面に互いに離隔して、第１方向（ｘ）に長く伸び位置する電極を前面フィンガーと命名することができる。

このとき、複数の第１電極１４０は、反射防止膜１３０を通過してエミッタ部１２０に接続することができる。

これにより、複数の第１電極１４０は、銀（Ａｇ）のような少なくとも一つの導電性物質からなり、エミッタ部１２０の方向に移動した電荷、例えば、電子を収集することができる。

このとき、本発明に係る太陽電池は、複数の第１電極１４０が共通接続されるように、第１方向（ｘ）と交差する第２方向（ｙ）に長く形成されるバスバー電極を含まないことができる。

通常的に、バスバー電極には、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を互接続する配線材（ＩＣ）が接続されるが、本発明に係る太陽電池では、このようなバスバー電極を備えていない代わり 配線材（ＩＣ）が、前述した複数の第１電極１４０のそれぞれに直接接続することができる。

後面電界部１７２は、半導体基板１１０の前面の反対面である後面に位置することができ、半導体基板１１０と同じ導電型の不純物が半導体基板１１０より高濃度にドープされた領域、例えば、Ｐ＋領域である。

このような半導体基板１１０の第１導電領域と後面電界部１７２との間の不純物濃度の違いにより電位障壁が形成され、これにより、正孔の移動方向である後面電界部１７２の方向に電子移動を妨害するものの、後面電界部１７２の方向に正孔の移動を容易にする。したがって、半導体基板１１０の後面とその付近で電子と正孔の再結合で失われる電荷の量を減らし、所望する電荷（例えば、正孔）の移動を加速化させ、第２電極１５０への電荷移動量を増加させる。

第２電極１５０は、後面電極層１５１と、複数の後面バスバー１５２を備えることができる。後面電極層１５１は、半導体基板１１０の後面に位置する後面電界部１７２と接触しており、半導体基板１１０の後面の端と後面バスバー１５２が位置する部分を徐外すれば、実質的に半導体基板１１０の後面全体に位置することができる。

後面電極層１５１は、アルミニウム（Ａｌ）のような導電性物質を含有している。

このような後面電極層１５１は、後面電界部１７２の方向から移動する電荷、例えば正孔を収集する。

このとき、後面電極層１５１が、半導体基板１１０より高い不純物濃度で維持する後面電界部１７２と接触しているので、半導体基板１１０、すなわち、後面電界部１７２と後面電極層１５１との間の接触抵抗が減少して、半導体基板１１０から後面電極層１５１への電荷転送効率が向上する。

複数の後面バスバー１５２は、後面電極層１５１が位置しない半導体基板１１０の後面上に位置し、隣接する後面電極層１５１と接続されている。

このような複数の後面バスバー１５２は、後面電極層１５１から伝達される電荷を収集することができる。

複数の後面バスバー１５２には、配線材（ＩＣ）が接続されて、複数の後面バスバー１５２によって収集された電荷（例えば、正孔）は配線材（ＩＣ）を介して隣接する他の太陽電池に伝達することができる。

このような複数の後面バスバー１５２は、後面電極層１５１より良好な伝導度を有する物質からなることができ、例えば、銀（Ａｇ）のような少なくとも一つの導電性物質を含有することができる。

このような複数の後面バスバー１５２のそれぞれには、それぞれの配線材（ＩＣ）が接続されることができる。

このような構造を有する太陽電池の動作は次の通りである。

太陽電池で光が照射されエミッタ部１２０を介して、半導体部であるエミッタ部１２０と、半導体基板１１０に入射されると、光エネルギーによって、半導体部から電子-正孔の対が発生する。このとき、半導体基板１１０の凹凸表面とエミッタ部１２０によって半導体基板１１０に入射される光の反射損失が減少して半導体基板１１０に入射される光の量が増加する。

これらの電子−正孔対は、半導体基板１１０とエミッタ部１２０のｐ−ｎ接合によって互いに分離され、電子と正孔は、例えば、ｎ型の導電型を有するエミッタ部１２０とｐ型の導電型を有する半導体基板１１０の方向にそれぞれ移動する。このように、エミッタ部１２０の方向に移動した電子は、複数の第１電極１４０によって収集され、配線材（ＩＣ）に伝達され、半導体基板１１０の方向に移動した正孔は、隣接する後面電極層１５１と、複数の後面バスバー１５２によって収集され、配線材（ＩＣ）に伝達される。

これまでの図１７及び図１８では、半導体基板１１０を中心に、第１電極１４０が、半導体基板１１０の前面に位置し、第２電極１５０が、半導体基板１１０の後面に位置するコンベンショナル太陽電池の構造を一例として説明したが、半導体基板１１０の後面に第１電極１４０と第２電極１５０が位置する構造を有する太陽電池にも適用が可能である。

さらに、図１７及び図１８においては、半導体基板１１０の後面に後面バスバー１５２が含まれている場合を一例として示したが、これとは異なり後面バスバー１５２が省略されることも可能である。つまり、第２電極１５０が後面電極層１５１だけで形成されることも可能である。

さらに、太陽電池の一例は、この他にも様々な形態が可能だが、これについては、本発明に係る太陽電池モジュールに適用される配線材（ＩＣ）の数と幅について、まず説明した後に、追加で説明する。図２９〜図３１で説明する。

以下では、説明の便宜上、前述した図１７及び図１８に示された太陽電池の構造を有する場合を一例として説明する。

次に、再び図１６の（Ａ）に示すように、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれの第１電極１４０の長さ方向が第１方向（ｘ）に配置され、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）は、第１方向（ｘ）と交差する第２方向（ｙ）に配列することができる。

このとき、図１６の（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、複数の配線材（ＩＣ）が複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を電気的に互いに直列接続するために、第１電極１４０又は第２電極１５０に接続することができる。

さらに具体的には、図１６の（Ｂ）に示すように、本発明と他の太陽電池モジュールにおいて複数の配線材（ＩＣ）は、第２方向（ｙ）に長く配置されて、第１太陽電池の第１電極１４０と第２太陽電池の第２電極１５０を互いに直列に接続することができる。

複数の配線材（ＩＣ）は、ワイヤの形態を有することができる。このとき、図１６の（Ａ）に示すように、複数の配線材（ＩＣ）のそれぞれの断面は、曲面を含むことができる。すなわち、図１６の（Ａ）では、複数の配線材（ＩＣ）のそれぞれの断面が円形である場合を一例として示したが、複数の配線材（ＩＣ）のそれぞれの断面は楕円形、半円形、長方形、または台形のいずれか１つを含むことができる。

これにより、外部からの入射光が配線材（ＩＣ）の斜面によって反射され、半導体基板１１０の方向に入射したり、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）の前面に位置する透明基板に再反射されたり、半導体基板１１０の方向に入射するようにして、太陽電池に入射される光の量を最大化させることができる。

このような複数の配線材（ＩＣ）は、太陽電池の第１電極１４０や第２電極１５０にスズ（Ｓｎ）のような金属物質を含有するはんだペーストまたは導電性金属粒子が絶縁性樹脂内に含まれる導電性ペースト（conductive paste）や導電性接着フィルム（conductive adhesive film）のような導電性材質などが利用されることができる。

一方、前述した太陽電池モジュールにおいて複数の配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）は、特定の値に限定することができる。

すなわち、複数の配線材（ＩＣ）の抵抗、複数の配線材（ＩＣ）によって隠されるシェーディング（shading）の面積、及び太陽電池の出力を考慮して、本発明の太陽電池モジュールの複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれにおいて、１つの太陽電池に備えられた第１電極１４０または第２電極１５０に接続される複数の配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）は、１０個乃至１８個の間で有り得、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）は、０．２４ｍｍ乃至０．５３ｍｍの間で有り得る。

ここで、本発明に係る太陽電池モジュールの配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）を限定した理由について注意深く見ると、次の通りである。

参考として、図１９〜図２０のグラフで示すモジュールの出力値は、例示的なもので、絶対的な値ではなく、各太陽電池の構成やモジュールに適用される太陽電池の数や他の条件によって異なることがあることを前提とする。

図１９は、図１６に示された配線材（ＩＣ）の抵抗に応じた太陽電池モジュールの出力減少量を示すグラフである。

図１９においては、配線材（ＩＣ）によって半導体基板１１０が隠されるシェーディング（shading）面積を考慮せずに、純粋に配線材（ＩＣ）の抵抗と太陽電池モジュールの出力が減少される出力減少量との関係をシミュレーションした結果を示した。

図１９を参照すると、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）と数（ＮＩＣ）が増加するにつれて、太陽電池モジュールの出力減少量が減少することが確認できる。

さらに具体的には、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が減少するほど配線材（ＩＣ）の抵抗が増加し、それに応じて太陽電池モジュールの出力減少量が大きくなることが確認できる。すなわち、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が増加するほど配線材（ＩＣ）による抵抗が向上されて、出力減少量が減少することを確認することができる。

さらに、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）がある程度以上増加しても、太陽電池モジュールの出力減少量は、約０．０５Ｗに収束することを確認することができる。

結局、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が増加するほど抵抗が減少して太陽電池モジュールの出力が増加することを確認することができ、併せて、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）がある程度以上増加した以降からはモジュールの出力増加が鈍化することを確認することができる。

これは、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が増加するほど配線材（ＩＣ）の抵抗が減少し、配線材（ＩＣ）の抵抗がある程度水準以下に向上すると、太陽電池モジュールの出力が各太陽電池によって可能な出力の極大値に到達するものと解釈することができる。

このとき、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が相対的に小さい場合（例えば、幅（ＷＩＣ）が０．１５ｍｍである場合）、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）による出力減少量の差が相対的に大きく示され、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が相対的に大きい場合（一例として、幅（ＷＩＣ）が０．４ｍｍである場合）、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）による出力減少量の差が相対的に小さく示されることを確認することができる。

図２０は、図１６に示された配線材（ＩＣ）によって隠されるシェーディング面積を除外した残りの発展可能な面積によるモジュールの出力をシミュレーションしたグラフである。

このような図２０に示されたグラフは、配線材（ＩＣ）の抵抗による影響を除外した値である。

図２０においては、配線材（ＩＣ）がない場合、太陽電池モジュールで、各セルの最大出力が５Ｗである場合を一例に設定した状態で、モジュールに適用される配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）を調節することによって出力される太陽電池の出力値をシミュレーションした。

図２０に示すように、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が増加するほど配線材（ＩＣ）によるシェーディング面積が増加し、太陽電池の出力が減少することを確認することができる。

このとき、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が小さくなる場合には、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が多かったり小さくても、太陽電池の出力変化量が相対的小さいことが示され、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が増加した場合には、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）に影響を相対的に多く受け、太陽電池の出力が大きく異なるを確認することができる。

すなわち、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が増加するほど配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）による影響が相対的に増加して、太陽電池の出力が相対的に大きく低下することが確認できる。

したがって、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．１５ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が７個から２１個の間に変化しても配線材（ＩＣ）によって隠されるシェーディング面積の増加が大きくないため、太陽電池の出力が大幅に減少することはない。

しかし、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．４ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が７個から２１個まで増加する場合、配線材（ＩＣ）によって隠されるシェーディング面積が大きく増加して太陽電池の出力が大幅に減少することが確認できる。

このように、図１９及び図２０のようなシミュレーションの結果によって知ることができるのは、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が増加する場合、配線材（ＩＣ）による抵抗が減少するが、配線材（ＩＣ）によって隠されるシェーディング面積が増加して太陽電池の出力に影響を与え、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）が減少する場合、抵抗が増加するがシェーディング面積が相対的に減少して太陽電池の出力に影響を与えることを確認することができる。

したがって、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）と幅（ＷＩＣ）を適切に決定するとモジュールに適用される各太陽電池の出力をさらに極大化させることができることを確認することができる。

したがって、本発明においては、まず、適切な配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）を見つけるためには、まず配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）を任意に設定して、各幅（ＷＩＣ）で配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）に応じたモジュール出力をシミュレーションした。

図２１は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２５ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）に応じたモジュールの出力をシミュレーションした結果であり、図２２は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．３ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）に応じたモジュールの出力をシミュレーションした結果であり、図２３は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）に応じたモジュールの出力をシミュレーションした結果である。

参考として、図２１〜図２３のグラフで示すモジュールの出力値は、例示的なもので、絶対的な値ではなく、各太陽電池の構成やモジュールに適用される太陽電池の数や他の条件によって異なることがあることを前提とする。

図２１〜図２３においては、一例として、各太陽電池の許容可能な最大出力が５Ｗであり、１つの太陽電池モジュールに６０個の太陽電池が適用される場合を一例とした。したがって、１つの太陽電池モジュールからの出力可能な最大出力は３００Ｗである。

さらに、図２１〜図２３において比較例には、太陽電池モジュールにおいて配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が３個であり、幅（ＷＩＣ）が１．５ｍｍである場合、太陽電池モジュールの出力をシミュレーションした結果である。このとき、太陽電池モジュールの出力は２８５．４Ｗである。

さらに、図２１〜図２３は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）に応じたモジュールの出力は、配線材（ＩＣ）の抵抗とシェーディング面積のすべてを考慮したシミュレーション結果である。

まず、図２１に示すように、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２５ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１つから９つまでは比較例より低い出力値を有し、１０個から２８個までは比較例より高い出力を有し、２９個を超えてからは、比較例より低い出力値を有することを確認できる。このとき、モジュールの最高出力は配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１７個であるときであり、出力値は、比較例の出力値より約２Ｗ程度高い２８７．５Ｗであった。

さらに、図２２に示すように、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．３ｍｍである場合には、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１つから７つ未満までは比較例より低い出力値を有し、７個から２６個までは比較例より高い出力を有し、２７個を超えてからは比較例より低い出力値を有することを確認することができる。このとき、モジュールの最高出力は配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１３個である時であり、出力値は、比較例の出力値より約３．２Ｗ程度高い２８８．６Ｗであった。

また、図２３に示すように、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１つから１９個未満までは比較例より低い出力値を有し、１９個から３２個までは比較例より高い出力を有し、３２個を超えてからは比較例より低い出力値を有することを確認することができる。このとき、モジュールの最高出力は配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が２４個であるときであり、出力値は、比較例の出力値より約０．６３Ｗ高い２８６．０３Ｗであった。

ここで、シミュレーション結果、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２ｍｍである場合には、比較例と比較して、最大出力値が１Ｗ未満であり、意味のある出力値の差がないので、本発明の配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）を設定する根拠から除外し、図２１と図２２に基づいて設定した。

図２１と図２２で、比較例より常に高い出力値を有する配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）は、１０個〜２６個の間であることを確認することができる。

さらに、このように比較例より高い出力値を有する配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）の範囲に、本発明は、配線材（ＩＣ）の材料費と影の面積を比較例の場合と比較した。

図２４は、配線材（ＩＣ）の材料費と影（shadowing）の面積をそれぞれ比較例と比較したグラフである。

ここで、比較例は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が３個であり、幅（ＷＩＣ）が１．５ｍｍである場合であり、本発明に係る配線材（ＩＣ）は、幅（ＷＩＣ）が０．２５ｍｍである場合を一例として設定した。

図２４の（ａ）に示すように、配線材（ＩＣ）の材料費は、セルごとに配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が３２個である場合、比較例と同じ材料費が消費されることを確認することができる。

したがって、配線材（ＩＣ）が、３２個以下の場合、本発明に係る配線材（ＩＣ）の材料費が比較例よりさらに節減されることを確認することができる。

さらに、図２４の（Ｂ）に示すように、幅（ＷＩＣ）が０．２５ｍｍである場合、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１８個である場合、比較例と同じ影面積を有することがわかり、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１８個を超える場合、比較例より影面積が増加することを確認することができる。

したがって、先の図２１〜図２３のシミュレーション結果と図２４のグラフを考慮すると、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１８個を超えない場合、配線材（ＩＣ）の材料費がさらに節減され、影の面積が比較例以下であることがわかる。

したがって、図２１と図２２による導出された１０個〜２６個において図２４を考慮すると、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１０個〜１８個の間がさらに効率的であり安価なものであることを確認することができる。

したがって、このような図２１〜図２４を考慮して、本発明に係る太陽電池モジュールにおいての配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）は、１０個から１８個の間であることで決定した。

さらに、本発明に係る配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）は、前述したような配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が決定された状態で、いくつかのケースについてシミュレーションして、最適のモジュール出力を有する配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）を設定した。

次の図２５〜図２８のシミュレーション結果のグラフは、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１１個、１３個、１５個、１７個であるとき、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）に基づくモジュール出力のシミュレーション結果のグラフである。

具体的に、図２５は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１１個である時、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）に基づくモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフであり、図２６は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１３個である時、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）に基づくモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフであり、図２７は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１５個である時、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）に応じたモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフであり、図２８は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１７個である時、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）に基づくモジュールの出力値のシミュレーション結果のグラフである。

図２５〜図２８のグラフで示すモジュールの出力値は、例示的なもので、絶対的な値ではなく、各太陽電池の構成やモジュールに適用される太陽電池の数など他の条件によって異なる場合があることを前提とする。

図２５〜図２８においては、一例として、各太陽電池の許容可能な最大出力が５Ｗであり、１つの太陽電池モジュールに６０個の太陽電池が適用される場合を一例とした。したがって、１つの太陽電池モジュールからの出力可能な最大出力は３００Ｗである。

ここで、比較例は、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が３個であり、幅（ＷＩＣ）が１．５ｍｍである場合であり、このとき、比較例に係る太陽電池モジュールの出力値は２８５．４Ｗである。

まず、図２５に示すように、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１１個であって、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２４ｍｍから０．８５ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が比較例に係る太陽電池モジュールの出力より優れることを確認することができ、さらに配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．３ｍｍ乃至０．６７ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が２８８Ｗ以上で良好なことを確認することができる。

このとき、太陽電池モジュールの最大出力は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．４ｍｍのときであり、出力値は２８９．４Ｗで比較例の出力値より４Ｗ程度高いことが示された。

次に、図２６に示すように、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１３個であって、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２４ｍｍ乃至０．７２ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が比較例に係る太陽電池モジュールの出力より優れていることを確認することができ、さらに配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２８ｍｍ乃至０．５４ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が２８８Ｗ以上で良好なことを確認することができる。

このとき、太陽電池モジュールの最大出力は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．３８ｍｍのときであり、出力値は２８９．３Ｗで比較例の出力値より３．９Ｗ程度高いことが示された。

次に、図２７に示すように、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１５個であって、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２２ｍｍ乃至０．６２ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が比較例に係る太陽電池モジュールの出力より優れていることを確認することができ、さらに配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２８ｍｍ乃至０．４５ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が２８８Ｗ以上で良好なことを確認することができる。

このとき、太陽電池モジュールの最大出力は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．３５ｍｍのときであり、出力値は２８８．７Ｗで比較例の出力値より３．３Ｗ程度高いことを示した。

次に、図２８に示すように、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１７個であって、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２１ｍｍ乃至０．５３ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が比較例に係る太陽電池モジュールの出力より優れることを確認することができ、さらに配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２８ｍｍ乃至０．３８ｍｍのとき、本発明に係る太陽電池モジュールの出力が２８８Ｗ以上で良好なことを確認することができる。

このとき、太陽電池モジュールの最大出力は、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．３ｍｍのときであり、出力値は２８８．７Ｗで比較例の出力値より３．３Ｗ程度高いことと示した。

したがって、図２５〜図２８に沿ったシミュレーション結果のグラフを考慮すると、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１０個乃至１８個の間であるとき、本発明のように、配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）が０．２４ｍｍ乃至０．５３ｍｍの間である場合、太陽電池モジュールの出力値が比較例よりさらに優れることを確認することができる。

さらに、配線材（ＩＣ）の数（ＮＩＣ）が１０個乃至１８個の間であるとき、本発明に係る配線材（ＩＣ）の幅（ＷＩＣ）は、０．３ｍｍ乃至０．３８ｍｍの間で有り得る。このとき、前述した図２５〜図２８のように、太陽電池モジュールの出力値が比較例よりはるかに優れることを確認することができる。

一方、本発明者は、配線材の幅に応じた配線材の数の相関関係を調べてるため、ワイヤ径と、数を変更しながら、太陽電池の発電量を比較例と比較した。その結果が、図２９に示す。ここで、比較例は、いわゆる３−バスバー（ｂｕｓ ｂａｒ）構造の太陽電池で、３つのバスとリボンを用いて、太陽電池を互に接続させた構造である。

発明者は、ワイヤ幅は２５０（μｍ）、３００（μｍ）、３４０（μｍ）、３６０（μｍ）、４００（μｍ）、５００（μｍ）である場合、それぞれのワイヤ幅について配線材の数を６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０個と変更しながら、太陽電池の出力をシミュレーションし、シミュレーションした結果を比較例と比較した。

図２９において「出力」は、比較例の出力値でシミュレーションした結果を減算して求められた値である。したがって、負の値は、シミュレーションの結果が比較例より悪い場合であり、正の値は、比較例より良い出力値を示すので、シミュレーションの結果が負の値で正の値に変わる地点がワイヤ数の最小値に対応する。

シミュレーション結果、配線材の幅が２５０（μｍ）である場合に、配線材の数は１５個が最小値であり、３００（μｍ）は１１個、３４０（μｍ）/３６０（μｍ）は９個、４００（μｍ）は７個、５００（μｍ）は６個が最小値に対応する。

また、逆に出力値が高くなるが小さくなる地点が配線材の数の最大値に対応するので、５００（μｍ）である場合、最大値は１７個 、４００（μｍ）は２１個、３６０（μｍ）は２３個、３４０（μｍ）は２４個、３００（μｍ）は２８個、２５０（μｍ）は、シミュレーションの範囲を超えて３３個であるとき、最大出力値を示した。

図３０は、この結果を表で示し、図３１は、グラフに示す。

以上の結果を関数で表現すると、最小値は配線材の数と幅を変数として、以下の関数１のように表現され、最大値は、関数２のように表現される。このとき、誤差範囲は±５％である。

［関数１]
ｘ＝３．１１０１×ｙ² − ９０．５５２×ｙ＋９１１．２、ｘ＝配線材の幅、ｙ＝配線材数

［関数２]
ｘ＝０．７２２５×ｙ² − ５１．３８×ｙ＋１１６２．１、ｘ＝配線材の幅、ｙ＝配線材数

以上の結果を総合して見ると、配線材の数が６個から３０個の間の薄い線幅を有する配線材を用いて、太陽電池モジュールを構成するときに、前記関数１と関数２を満足するように配線材を選択して太陽電池モジュールを構成する場合、効率を以前より効果的に上昇させることができる。

さらに、上述した図１９〜図２８の結果を考慮すれば、配線材の数は１０個乃至１８個の間を用いて、前記の関数１と２を満足するように配線材を選択して、太陽電池モジュールを構成すると、太陽電池モジュールの効率をさらに効果的に上昇させることができる。

また、材料費と工程マージンなどを考慮すれば、配線材の幅は、３４０乃至３６０（μｍ）であることが望ましい。したがって、図３０に例示されたところのような配線材の数は９個乃至２４個を用いることが望ましい。

図３２は、太陽電池の別の一例を示す図であり、この実施の形態で例示する太陽電池は、図１６で説明する太陽電池のように、第１電極１４０と第２電極１５０がそれぞれ半導体基板１１０の前面と後面にそれぞれ位置するコンベンショナル構造の太陽電池で、図では、電極の平面の様子だけを簡単に示す。

この実施の形態では、第１電極１４０は、隣接したものと並行する方向に長く形成されている前面フィンガー１４１とこの前面フィンガー１４１と交差する方向で、これらの接続している接続電極１４０３を含む。

この実施の形態において、接続電極１４０３のすぐ上には、前述したインターコネクタ（ＩＣ）が位置して、接続電極と電気的に接続されている。したがって、接続電極１４０３の数は、インターコネクタ（ＩＣ）の数と同じで有り得る。

そして、接続電極１４０３は、前面フィンガー１４０１を互に接続させながらインターコネクタ（ＩＣ）と接続しなければならないので、前面フィンガー１４０１と同じか大きく、インターコネクタ（ＩＣ）の線幅と同じか小さい線幅を有することが好ましい。接続電極の線幅が大きくなるほど太陽電池の製造コストが増加するので、太陽電池の性能と製造コストを考慮してこのように設定されることが望ましい。

そして、接続電極１４０３と、前面フィンガー１４０１が交差する交差点に沿って選択的にパッド部（Ｐｄ）をさらに形成することができる。このパッド部（Ｐｄ）は、交差点の領域を大きくしてインターコネクタ（ＩＣ）が交差点で強固に付着することができるようにする。このパッド部（Ｐｄ）は毎交差点ごとに形成することもできるが、好ましくは、接続電極１４０３もまたインターコネクタ（ＩＣ）と接続されるため、選択的に形成されることが望ましい。図では、パッド部（Ｐｄ）が、６ラインごとに形成されることを例示したが、これに限定されるものではなく様々な変数、一例として、太陽電池の出力、インターコネクタの結合強度などを考慮して、その数と位置が決定される。

Claims (7)

1. それぞれが第１導電性を有する半導体基板と、前記半導体基板と反対の第２導電性を有するエミッタ部、前記エミッタ部に接続される第１電極及び前記半導体基板に接続される第２電極を含み、互いに隣接する第１太陽電池及び第２太陽電池を含む複数の太陽電池と、
   前記複数の太陽電池を電気的に互いに直列接続するために前記第１太陽電池の第１電極と前記第２太陽電池の前記第２電極に接続する複数の配線材とを含み、
   前記第１電極は、互いに並行に一方向に長く延長する複数の前面フィンガーと、前記複数の前面フィンガーと前記複数の配線材が交差する複数の交差点に前記前面フィンガー及び前記配線材の線幅より大きい複数のパッド部を備え、
   前記複数のパッド部は、前記複数の交差点の内、一部の交差点に選択的に備えられ、
   前記複数の配線材の数は、６個乃至３０個であり、
   前記複数の配線材の幅は、最小で以下の関数１と同じか大きく、最大で以下の関数２と同じか小さい、太陽電池モジュール。
   ［関数１］
   ｘ＝３．１１０１×ｙ^２ − ９０．５５２×ｙ＋９１１．２、ｘ＝配線材の幅、ｙ=配線材数
   ［関数２］
   ｘ＝０．７２２５×ｙ^２ − ５１．３８×ｙ＋１１６２．１、ｘ＝配線材の幅、ｙ＝配線材の数
2. 前記配線材の数は、９個乃至２３個である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記配線材の数は、１０個乃至１８個である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記複数のパッド部を前記前面フィンガーと交差する方向で接続する接続電極をさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記複数の配線材の幅は、０．２４ｍｍ乃至０．５３ｍｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記複数の配線材の幅は０．３ｍｍ乃至０．３８ｍｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記配線材の断面は、円形または楕円形である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。

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