JPH10135497A - 太陽電池素子及び太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池素子及び太陽電池モジュールInfo
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- JPH10135497A JPH10135497A JP8290707A JP29070796A JPH10135497A JP H10135497 A JPH10135497 A JP H10135497A JP 8290707 A JP8290707 A JP 8290707A JP 29070796 A JP29070796 A JP 29070796A JP H10135497 A JPH10135497 A JP H10135497A
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- conductive film
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板の反りがない太陽電池素子を提供する。
【解決手段】 結晶系半導体からなる基板１の背面側
に、透光性導電膜６及び集電極７からなる背面電極を備
えたので、基板１が反ることがない。
に、透光性導電膜６及び集電極７からなる背面電極を備
えたので、基板１が反ることがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光入射により光起
電力を発生する太陽電池素子、及び複数個の太陽電池素
子から構成される太陽電池モジュールに関する。
電力を発生する太陽電池素子、及び複数個の太陽電池素
子から構成される太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽光を直接電気に変換できる太陽電池
素子は、従来から電卓や腕時計等の民生機器用の電源と
して商品化されており、近年においてはビルや個人住宅
等の電源としても使用されている。
素子は、従来から電卓や腕時計等の民生機器用の電源と
して商品化されており、近年においてはビルや個人住宅
等の電源としても使用されている。
【０００３】斯かる従来の太陽電池素子について、図８
に示した素子構造断面図を参照して説明する。
に示した素子構造断面図を参照して説明する。
【０００４】同図に於いて、１０１は単結晶シリコン或
いは多結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｐ型の基
板であり、該基板１０１の受光面には、ＰＯＣｌ3ガス
を用いた約９００℃の温度での熱拡散によりＰ（リン）
が拡散されてなるｎ型層１０２が形成されている。そし
て、該ｎ型層１０２上にはＴｉＯ2からなる反射防止膜
１０３及び櫛型状の受光面電極１０４が積層されてい
る。
いは多結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｐ型の基
板であり、該基板１０１の受光面には、ＰＯＣｌ3ガス
を用いた約９００℃の温度での熱拡散によりＰ（リン）
が拡散されてなるｎ型層１０２が形成されている。そし
て、該ｎ型層１０２上にはＴｉＯ2からなる反射防止膜
１０３及び櫛型状の受光面電極１０４が積層されてい
る。
【０００５】また、上記基板１０１の背面には、ｐ型の
不純物であるＡｌが高濃度にドープされたｐ型の不純物
層１０５、及びＡｌからなる背面電極１０６が設けられ
ている。
不純物であるＡｌが高濃度にドープされたｐ型の不純物
層１０５、及びＡｌからなる背面電極１０６が設けられ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】斯かる従来の太陽電池
素子に於いて、上記不純物層１０５を形成するにあたっ
ては、まず前記基板１０１の背面に背面電極１０６とな
るＡｌ膜を形成し、斯かる後に約７００℃の温度でＡｌ
膜中のＡｌを基板１０１の背面に熱拡散させて形成して
いた。然し乍ら、ＡｌとＳｉとの熱膨張係数が異なるた
めに、この工程中で結晶系シリコン基板１０１に反りが
生じ易く、この反りのためにその後の工程で基板１０１
の割れが発生し、歩留が低下する、という課題があっ
た。
素子に於いて、上記不純物層１０５を形成するにあたっ
ては、まず前記基板１０１の背面に背面電極１０６とな
るＡｌ膜を形成し、斯かる後に約７００℃の温度でＡｌ
膜中のＡｌを基板１０１の背面に熱拡散させて形成して
いた。然し乍ら、ＡｌとＳｉとの熱膨張係数が異なるた
めに、この工程中で結晶系シリコン基板１０１に反りが
生じ易く、この反りのためにその後の工程で基板１０１
の割れが発生し、歩留が低下する、という課題があっ
た。
【０００７】特に、近年においては材料費の節減のため
に基板の薄膜化が検討されており、上述した基板の反り
の問題は、基板の薄膜化が進む程顕著になっていた。
に基板の薄膜化が検討されており、上述した基板の反り
の問題は、基板の薄膜化が進む程顕著になっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するた
めに、本発明の太陽電池素子は、結晶系半導体を備えて
なる太陽電池素子であって、前記結晶系半導体の背面
に、透光性導電膜を備えたことを特徴としており、前記
透光性導電膜上に、集電極を備えたことを特徴としてい
る。
めに、本発明の太陽電池素子は、結晶系半導体を備えて
なる太陽電池素子であって、前記結晶系半導体の背面
に、透光性導電膜を備えたことを特徴としており、前記
透光性導電膜上に、集電極を備えたことを特徴としてい
る。
【０００９】また、前記結晶系半導体が一導電型を有す
ると共に、該結晶系半導体と前記背面電極との間に、前
記結晶系半導体と同導電型の不純物が高濃度にドープさ
れた不純物層を備えたことを特徴としており、前記不純
物層が、非晶質半導体からなることを特徴としている。
ると共に、該結晶系半導体と前記背面電極との間に、前
記結晶系半導体と同導電型の不純物が高濃度にドープさ
れた不純物層を備えたことを特徴としており、前記不純
物層が、非晶質半導体からなることを特徴としている。
【００１０】加えて、前記透光性導電膜の屈折率（ｎ）
と膜厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、４２００〜５４００Å
の範囲にあることを特徴としている。
と膜厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、４２００〜５４００Å
の範囲にあることを特徴としている。
【００１１】さらに、本発明太陽電池モジュールは、複
数個の太陽電池素子が、透光性部材と背面部材との間に
挟持されてなる太陽電池モジュールであって、前記太陽
電池素子の背面電極が透光性を有することを特徴として
いる。
数個の太陽電池素子が、透光性部材と背面部材との間に
挟持されてなる太陽電池モジュールであって、前記太陽
電池素子の背面電極が透光性を有することを特徴として
いる。
【００１２】ここで、本発明にあっては、前記背面電極
が、透光性導電膜と、集電極と、からなることを特徴と
おり、また、前記背面部材が透光性を有することを特徴
としている。
が、透光性導電膜と、集電極と、からなることを特徴と
おり、また、前記背面部材が透光性を有することを特徴
としている。
【００１３】加えて、前記透光性導電膜の屈折率（ｎ）
と膜厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、１４００〜２４００Å
の範囲にあることを特徴としている。
と膜厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、１４００〜２４００Å
の範囲にあることを特徴としている。
【００１４】或いは、本発明太陽電池モジュールは、前
記太陽電池素子と前記背面部材との間に、反射膜を備え
たことを特徴としており、前記太陽電池素子と、前記反
射膜との間に透光性充填層を備えたことを特徴としてお
り、加えて前記反射膜が、白色の樹脂からなることを特
徴としている。
記太陽電池素子と前記背面部材との間に、反射膜を備え
たことを特徴としており、前記太陽電池素子と、前記反
射膜との間に透光性充填層を備えたことを特徴としてお
り、加えて前記反射膜が、白色の樹脂からなることを特
徴としている。
【００１５】もしくは、前記背面部材が反射性を有する
材料からなることを特徴としている。
材料からなることを特徴としている。
【００１６】さらには前記透光性導電材の屈折率（ｎ）
と膜厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、２６００〜３６００Å
の範囲にあることを特徴としている。
と膜厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、２６００〜３６００Å
の範囲にあることを特徴としている。
【００１７】
【実施の形態】図１は本発明の実施形態に係わる太陽電
池素子の素子構造断面図である。図中１は単結晶シリコ
ンや多結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｐ型の基
板であり、該基板１の受光面にはｎ型層２が形成されて
いる。 ３は該ｎ型層２上に形成されたＴｉＯX、ＳｉＯ
X、ＳｉＮX、ＩＴＯ等からなる反射防止膜、４はＡｇか
らなる櫛型状の受光面電極である。
池素子の素子構造断面図である。図中１は単結晶シリコ
ンや多結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｐ型の基
板であり、該基板１の受光面にはｎ型層２が形成されて
いる。 ３は該ｎ型層２上に形成されたＴｉＯX、ＳｉＯ
X、ＳｉＮX、ＩＴＯ等からなる反射防止膜、４はＡｇか
らなる櫛型状の受光面電極である。
【００１８】さらに、前記基板１の背面には前記基板１
と同導電型のｐ型不純物が高濃度にドープされた不純物
層５が設けられ、そしてこの不純物層５上にＩＴＯ，Ｓ
ｎＯ 2或いはＺｎＯX等の透明導電材からなる透明導電膜
６が形成されている。
と同導電型のｐ型不純物が高濃度にドープされた不純物
層５が設けられ、そしてこの不純物層５上にＩＴＯ，Ｓ
ｎＯ 2或いはＺｎＯX等の透明導電材からなる透明導電膜
６が形成されている。
【００１９】斯かる構成の本発明太陽電池素子によれ
ば、上記透明導電膜６をスパッタ法、蒸着法或いはスク
リーン印刷法等の方法を用いて約２００℃以下の温度で
形成することができるので、従来のような基板１の反り
の発生を抑制でき、歩留の向上した太陽電池素子を得る
ことができる。
ば、上記透明導電膜６をスパッタ法、蒸着法或いはスク
リーン印刷法等の方法を用いて約２００℃以下の温度で
形成することができるので、従来のような基板１の反り
の発生を抑制でき、歩留の向上した太陽電池素子を得る
ことができる。
【００２０】尚、上記透明導電膜６はそのシート抵抗が
高いので、光照射により上記単結晶シリコン基板１内で
発生した光生成キャリアを外部に有効に取り出すために
は、透明導電膜６上にＡｇからなる櫛型状の集電極７を
設けることが好ましい。
高いので、光照射により上記単結晶シリコン基板１内で
発生した光生成キャリアを外部に有効に取り出すために
は、透明導電膜６上にＡｇからなる櫛型状の集電極７を
設けることが好ましい。
【００２１】以下に、斯かる本発明の太陽電池素子を製
造する工程を図面を参照して説明する。
造する工程を図面を参照して説明する。
【００２２】図２は、本実施形態の太陽電池素子を製造
する工程を説明するための工程別素子構造図であり、図
１に示した素子構造図と同一の部分には同一の符号を付
している。
する工程を説明するための工程別素子構造図であり、図
１に示した素子構造図と同一の部分には同一の符号を付
している。
【００２３】まず、同図（Ａ）に示す工程に於いては、
抵抗率が１Ω・ｃｍで厚さが約３５０μｍのｐ型単結晶
シリコン基板１の受光面の深さ約１μｍ迄の領域に、Ｐ
ＯＣｌ3ガスを用いて約９００℃の温度でＰ（リン）を
熱拡散してｎ型層２を形成する。
抵抗率が１Ω・ｃｍで厚さが約３５０μｍのｐ型単結晶
シリコン基板１の受光面の深さ約１μｍ迄の領域に、Ｐ
ＯＣｌ3ガスを用いて約９００℃の温度でＰ（リン）を
熱拡散してｎ型層２を形成する。
【００２４】次いで、同図（Ｂ）に示す工程に於いて
は、前記ｎ型層２上にスパッタ法を用いてＴｉＯXから
なる反射防止膜３を形成し、該反射防止膜上にＡｇペー
ストを用いて櫛型状の受光面電極４をスクリーン印刷法
により形成する。また、基板１の背面にＡｌペーストを
用いてＡｌ膜６’をスクリーン印刷法により形成する。
尚、上記反射防止膜３としてはＳｉＯX，ＳｉＮX，或い
はＩＴＯを用いてもよい。
は、前記ｎ型層２上にスパッタ法を用いてＴｉＯXから
なる反射防止膜３を形成し、該反射防止膜上にＡｇペー
ストを用いて櫛型状の受光面電極４をスクリーン印刷法
により形成する。また、基板１の背面にＡｌペーストを
用いてＡｌ膜６’をスクリーン印刷法により形成する。
尚、上記反射防止膜３としてはＳｉＯX，ＳｉＮX，或い
はＩＴＯを用いてもよい。
【００２５】そして、同図（Ｃ）に示す工程に於いて
は、Ａｌ膜６’が形成された上記基板１を約７００℃の
温度で加熱し、上記受光面電極４を焼成すると共にその
一部に前記反射防止膜３を貫通させ、上記ｎ型層２と接
触させる。加えて、前記Ａｌ膜６’からＡｌを基板１に
熱拡散させ、Ａｌが高濃度にドープされたｐ型の不純物
層５を形成する。尚、この工程中でＳｉとＡｌとの熱膨
張係数の違いにより基板１に反りが発生することとな
る。
は、Ａｌ膜６’が形成された上記基板１を約７００℃の
温度で加熱し、上記受光面電極４を焼成すると共にその
一部に前記反射防止膜３を貫通させ、上記ｎ型層２と接
触させる。加えて、前記Ａｌ膜６’からＡｌを基板１に
熱拡散させ、Ａｌが高濃度にドープされたｐ型の不純物
層５を形成する。尚、この工程中でＳｉとＡｌとの熱膨
張係数の違いにより基板１に反りが発生することとな
る。
【００２６】そして、同図（Ｄ）に示す工程に於いて
は、上記Ａｌ膜６’を例えば塩酸等のエッチング溶液で
除去する。斯かる如くＡｌ膜６’を除去することで上述
した基板１の反りが解消される。
は、上記Ａｌ膜６’を例えば塩酸等のエッチング溶液で
除去する。斯かる如くＡｌ膜６’を除去することで上述
した基板１の反りが解消される。
【００２７】さらに、同図（Ｅ）に示す工程に於いて
は、上記不純物層５上に、ＩＴＯからなる透光性導電膜
６及びＡｇからなる櫛型状の集電極７を、夫々スパッタ
法及びスクリーン印刷法を用いて形成する。
は、上記不純物層５上に、ＩＴＯからなる透光性導電膜
６及びＡｇからなる櫛型状の集電極７を、夫々スパッタ
法及びスクリーン印刷法を用いて形成する。
【００２８】以上の工程により本実施形態の太陽電池素
子が製造される。
子が製造される。
【００２９】表１に、種々の膜厚の単結晶シリコン基板
を用いて製造した本発明太陽電池素子と、従来構造の太
陽電池素子との歩留を測定した結果を示す。
を用いて製造した本発明太陽電池素子と、従来構造の太
陽電池素子との歩留を測定した結果を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１に示す如く、本発明によれば基板の膜
厚を１００μｍまで薄膜化した場合であっても約９８％
と、従来の太陽電池素子よりも高い歩留を有しており、
基板の薄膜化が可能であることがわかる。
厚を１００μｍまで薄膜化した場合であっても約９８％
と、従来の太陽電池素子よりも高い歩留を有しており、
基板の薄膜化が可能であることがわかる。
【００３２】尚、本実施形態に於いては、上記不純物層
５をＡｌに熱拡散により形成したが、これに限らずｐ型
の不純物が高濃度にドープされた非晶質半導体を用いて
も良い。
５をＡｌに熱拡散により形成したが、これに限らずｐ型
の不純物が高濃度にドープされた非晶質半導体を用いて
も良い。
【００３３】図３は、斯かる非晶質半導体を不純物層５
に用いた、本発明の他の実施形態に係わる太陽電池素子
の素子構造断面図である。尚、図２に示した太陽電池素
子と同一の部分には同一の符号を付している。
に用いた、本発明の他の実施形態に係わる太陽電池素子
の素子構造断面図である。尚、図２に示した太陽電池素
子と同一の部分には同一の符号を付している。
【００３４】同図に示す如く、本実施形態によれば結晶
系シリコン基板１の背面に、ｐ型の不純物であるＢが高
濃度にドープされた非晶質半導体からなるｐ型の不純物
層５’が形成されている。
系シリコン基板１の背面に、ｐ型の不純物であるＢが高
濃度にドープされた非晶質半導体からなるｐ型の不純物
層５’が形成されている。
【００３５】斯かる非晶質半導体からなる不純物層５’
はプラズマＣＶＤ法を用いて約２００℃以下の低温で形
成することができるので、基板１に反りが生じることが
ない。加えて、前述した実施形態の如く、不純物層の形
成にあたって一端Ａｌ膜を形成し、この膜中のＡｌを熱
拡散させた後に該Ａｌ膜をエッチングにより除去する、
という複雑な工程が不要となるので、生産性の向上も図
ることができる。
はプラズマＣＶＤ法を用いて約２００℃以下の低温で形
成することができるので、基板１に反りが生じることが
ない。加えて、前述した実施形態の如く、不純物層の形
成にあたって一端Ａｌ膜を形成し、この膜中のＡｌを熱
拡散させた後に該Ａｌ膜をエッチングにより除去する、
という複雑な工程が不要となるので、生産性の向上も図
ることができる。
【００３６】尚、図３に示した太陽電池素子に於いて、
結晶系シリコン基板１と不純物層５’との間に、不純物
を添加せずに形成した、膜厚１００Å程度の実質的に真
性の非晶質半導体層を設けてもよい。斯かる構成とすれ
ば、結晶系シリコン基板１と、非晶質半導体からなる不
純物層５’とが接する界面の特性を向上することがで
き、光電変換効率の向上を図ることも可能となる。
結晶系シリコン基板１と不純物層５’との間に、不純物
を添加せずに形成した、膜厚１００Å程度の実質的に真
性の非晶質半導体層を設けてもよい。斯かる構成とすれ
ば、結晶系シリコン基板１と、非晶質半導体からなる不
純物層５’とが接する界面の特性を向上することがで
き、光電変換効率の向上を図ることも可能となる。
【００３７】また、基板１の受光面に配される反射防止
膜３及び受光面電極４の配置は、本実施形態の如く受光
面電極４を基板１の受光面に配置し、これを反射防止膜
３で覆う形態としても構わない。
膜３及び受光面電極４の配置は、本実施形態の如く受光
面電極４を基板１の受光面に配置し、これを反射防止膜
３で覆う形態としても構わない。
【００３８】図４は、本発明太陽電池素子のさらに別の
実施形態を示す素子構造断面図である。本実施形態に於
いては、ｎ型の結晶系シリコン基板１１の受光面に、膜
厚約１００Åの真性の非晶質シリコンからなるｉ型層１
２及び膜厚約１００Åのｐ型非晶質シリコンからなるｐ
型層１３がこの順に積層されている。そして、該ｐ型層
１３上には膜厚約７００ÅのＩＴＯからなる透光性導電
膜１４及びＡｇからなる櫛型状の受光面電極１５が形成
される。
実施形態を示す素子構造断面図である。本実施形態に於
いては、ｎ型の結晶系シリコン基板１１の受光面に、膜
厚約１００Åの真性の非晶質シリコンからなるｉ型層１
２及び膜厚約１００Åのｐ型非晶質シリコンからなるｐ
型層１３がこの順に積層されている。そして、該ｐ型層
１３上には膜厚約７００ÅのＩＴＯからなる透光性導電
膜１４及びＡｇからなる櫛型状の受光面電極１５が形成
される。
【００３９】また、前記基板１１の背面には、膜厚約１
００Åの真性の非晶質シリコンからなるｉ型層１５及び
膜厚約１００Åの高濃度にドープされたｎ型非晶質シリ
コンからなる不純物層１６がこの順に積層されている。
そして、該不純物層１６上にはＩＴＯからなる透光性電
極膜１７及びＡｇからなる櫛型状の集電極１８が形成さ
れている。
００Åの真性の非晶質シリコンからなるｉ型層１５及び
膜厚約１００Åの高濃度にドープされたｎ型非晶質シリ
コンからなる不純物層１６がこの順に積層されている。
そして、該不純物層１６上にはＩＴＯからなる透光性電
極膜１７及びＡｇからなる櫛型状の集電極１８が形成さ
れている。
【００４０】斯かる構造の太陽電池素子によれば、結晶
系シリコン基板以外の各層の形成を、プラズマＣＶＤ
法、スパッタ法、蒸着法、或いはスクリーン印刷法等の
方法を用いて全て約２００℃以下の温度で行うことがで
きるので、基板の反りの発生を防止でき、且つ製造コス
トの低減も図ることができる。
系シリコン基板以外の各層の形成を、プラズマＣＶＤ
法、スパッタ法、蒸着法、或いはスクリーン印刷法等の
方法を用いて全て約２００℃以下の温度で行うことがで
きるので、基板の反りの発生を防止でき、且つ製造コス
トの低減も図ることができる。
【００４１】ところで、上述の各実施形態に示した本発
明太陽電池素子にあっては、結晶系シリコン基板の背面
に備えられる透明導電膜と櫛型状の集電極とから、背面
電極が構成されることとなる。従って、この背面電極は
透光性を有しており、このため結晶系半導体基板を透過
して背面電極に達した光は、その殆どが該背面電極を透
過して外部に失われてしまう。
明太陽電池素子にあっては、結晶系シリコン基板の背面
に備えられる透明導電膜と櫛型状の集電極とから、背面
電極が構成されることとなる。従って、この背面電極は
透光性を有しており、このため結晶系半導体基板を透過
して背面電極に達した光は、その殆どが該背面電極を透
過して外部に失われてしまう。
【００４２】そこで、本発明にあっては、透光性導電膜
の屈折率（ｎ）と膜厚（ｄ）の積ｎｄを約４５００〜５
０００Åの範囲とすることで、結晶系シリコン基板を透
過した光を、該基板と透光性導電膜との接触界面で反射
させるようにした。即ち、この接触界面での光の反射は
結晶系シリコン基板と透光性導電膜との屈折率の差によ
り生じるため、透光性導電膜の屈折率と膜厚の積ｎｄを
上記範囲とすることで、接触界面での光の反射を最大と
でき、光電変換効率の向上を図ることができる。
の屈折率（ｎ）と膜厚（ｄ）の積ｎｄを約４５００〜５
０００Åの範囲とすることで、結晶系シリコン基板を透
過した光を、該基板と透光性導電膜との接触界面で反射
させるようにした。即ち、この接触界面での光の反射は
結晶系シリコン基板と透光性導電膜との屈折率の差によ
り生じるため、透光性導電膜の屈折率と膜厚の積ｎｄを
上記範囲とすることで、接触界面での光の反射を最大と
でき、光電変換効率の向上を図ることができる。
【００４３】次に、本発明太陽電池素子を用いた太陽電
池モジュールについて図面を参照して説明する。
池モジュールについて図面を参照して説明する。
【００４４】図５は、本発明太陽電池モジュ−ルの実施
形態を示すモジュール構造断面図であり、図中２１…
は、透光性を有する背面電極を備えた複数個の太陽電池
素子であり、例えば前述した本発明に係わる太陽電池素
子を用いることができる。
形態を示すモジュール構造断面図であり、図中２１…
は、透光性を有する背面電極を備えた複数個の太陽電池
素子であり、例えば前述した本発明に係わる太陽電池素
子を用いることができる。
【００４５】これら太陽電池素子２１…は接続体２２…
により互いに電気的に直列接続されている。また、２３
及び２４は、いずれも透光性を有するガラス、プラスチ
ック等からなる透光性部材及び背面部材であり、上記太
陽電池素子２１…は透光性樹脂２５を介してこれら透光
性部材２３及び背面部材２４の間に挟持され、そしてア
ルミニウムからなる枠部材２６によって一体化されるこ
とで本実施形態の太陽電池モジュール２０が構成され
る。
により互いに電気的に直列接続されている。また、２３
及び２４は、いずれも透光性を有するガラス、プラスチ
ック等からなる透光性部材及び背面部材であり、上記太
陽電池素子２１…は透光性樹脂２５を介してこれら透光
性部材２３及び背面部材２４の間に挟持され、そしてア
ルミニウムからなる枠部材２６によって一体化されるこ
とで本実施形態の太陽電池モジュール２０が構成され
る。
【００４６】図６は、斯かる本発明太陽電池モジュール
を複数個立設してなる太陽光発電システムの側面図であ
る。
を複数個立設してなる太陽光発電システムの側面図であ
る。
【００４７】同図に示すように、複数の太陽電池モジュ
ール２０…は、支持体３０…により、夫々における発電
量が最大となるようにいずれも南向きに所定の角度傾け
て、立設配置されている。
ール２０…は、支持体３０…により、夫々における発電
量が最大となるようにいずれも南向きに所定の角度傾け
て、立設配置されている。
【００４８】斯かる太陽光発電システムに於いては、太
陽電池素子の背面電極が透光性を有しており、且つ背面
部材も透光性を有しているので、モジュール２０…の背
面側から入射する光も発電に利用することができる。
陽電池素子の背面電極が透光性を有しており、且つ背面
部材も透光性を有しているので、モジュール２０…の背
面側から入射する光も発電に利用することができる。
【００４９】例えば、図中Ａで示す矢印の方向に入射し
た光は、太陽電池モジュール２０の表面で矢印Ｂに示す
方向に反射され、そして隣接する一方の太陽電池モジュ
ール２０に背面側から入射し、該モジュール２０で発電
に寄与することとなる。
た光は、太陽電池モジュール２０の表面で矢印Ｂに示す
方向に反射され、そして隣接する一方の太陽電池モジュ
ール２０に背面側から入射し、該モジュール２０で発電
に寄与することとなる。
【００５０】従って、本発明太陽電池モジュールを用い
た太陽電池システムにあっては、従来は利用できなかっ
た背面側から入射する光も発電に利用でき、システムの
効率が向上する。
た太陽電池システムにあっては、従来は利用できなかっ
た背面側から入射する光も発電に利用でき、システムの
効率が向上する。
【００５１】尚、本実施形態にあっては、太陽電池素子
の背面電極となる透光性導電膜を反射防止膜としても用
いることができる。この時、透光性導電膜の屈折率
（ｎ）と膜厚（ｄ）との積ｎｄを１４００〜２４００Å
とすることで、結晶系半導体からなる太陽電池素子が最
も高い感度を有する約６００〜７００ｎｍの光に対する
反射率を最小とすることが可能となり、太陽電池素子自
体の光電変換効率を向上させることができる。
の背面電極となる透光性導電膜を反射防止膜としても用
いることができる。この時、透光性導電膜の屈折率
（ｎ）と膜厚（ｄ）との積ｎｄを１４００〜２４００Å
とすることで、結晶系半導体からなる太陽電池素子が最
も高い感度を有する約６００〜７００ｎｍの光に対する
反射率を最小とすることが可能となり、太陽電池素子自
体の光電変換効率を向上させることができる。
【００５２】図７は、本発明の他の実施形態に係わる太
陽電池モジュールのモジュール構造断面図であり、図６
に示した太陽電池モジュールと同一の部分には同一の符
号を付している。
陽電池モジュールのモジュール構造断面図であり、図６
に示した太陽電池モジュールと同一の部分には同一の符
号を付している。
【００５３】同図において、透光性を有する背面電極を
備えた複数個の太陽電池素子２１…は、夫々接続体２２
…により電気的に直列接続されている。これら太陽電池
素子２１…は前述の実施例と同様、透光性樹脂２５を介
して透光性部材２３及び背面部材２４により挟持され、
そして枠部材２６により一体化されている。
備えた複数個の太陽電池素子２１…は、夫々接続体２２
…により電気的に直列接続されている。これら太陽電池
素子２１…は前述の実施例と同様、透光性樹脂２５を介
して透光性部材２３及び背面部材２４により挟持され、
そして枠部材２６により一体化されている。
【００５４】ここで、本実施形態の太陽電池モジュール
にあっては、上記太陽電池素子２１…と背面部材２４と
の間に、白色のＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチ
レンナフタレート）等の樹脂からなる反射膜２７が設け
てある。従って、本実施形態にあっては太陽電池素子２
１…を一端透過した光を反射膜２７により反射し、再度
太陽電池素子２１…に背面側から入射させて光電変換に
利用することが可能となる。
にあっては、上記太陽電池素子２１…と背面部材２４と
の間に、白色のＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチ
レンナフタレート）等の樹脂からなる反射膜２７が設け
てある。従って、本実施形態にあっては太陽電池素子２
１…を一端透過した光を反射膜２７により反射し、再度
太陽電池素子２１…に背面側から入射させて光電変換に
利用することが可能となる。
【００５５】この時、太陽電池素子２１…に背面側から
入射する光は一端太陽電池素子２１…を透過した光なの
で、約１０００ｎｍ以上の長波長領域の成分が多い。従
って、太陽電池素子２１の背面電極を構成する透光性導
電膜は、この波長での反射率が最小となるべく設定する
ことが必要であり、透光性導電膜の屈折率（ｎ）と膜厚
（ｄ）との積ｎｄを、２６００〜３６００Åの範囲とす
ることが好ましい。
入射する光は一端太陽電池素子２１…を透過した光なの
で、約１０００ｎｍ以上の長波長領域の成分が多い。従
って、太陽電池素子２１の背面電極を構成する透光性導
電膜は、この波長での反射率が最小となるべく設定する
ことが必要であり、透光性導電膜の屈折率（ｎ）と膜厚
（ｄ）との積ｎｄを、２６００〜３６００Åの範囲とす
ることが好ましい。
【００５６】さらに、上記反射膜２７は、透光性充填層
２５を介して背面部材２４側に設けることが好ましい。
斯かる如く構成することで、太陽電池素子２１…間に入
射した光も光電変換に利用することが可能となり、一層
の光電変換効率の向上を図ることができる。
２５を介して背面部材２４側に設けることが好ましい。
斯かる如く構成することで、太陽電池素子２１…間に入
射した光も光電変換に利用することが可能となり、一層
の光電変換効率の向上を図ることができる。
【００５７】尚、上記反射膜２７としてはＡｇ、Ａｌ等
の金属を用いても良いが、モジュール化の工程中で太陽
電池素子２１…と背面部材２４との間に挟持されて圧着
されることから、太陽電池素子２１…間での短絡を防止
するために、本実施形態の如く樹脂等の絶縁性を有する
ものから構成することが好ましい。
の金属を用いても良いが、モジュール化の工程中で太陽
電池素子２１…と背面部材２４との間に挟持されて圧着
されることから、太陽電池素子２１…間での短絡を防止
するために、本実施形態の如く樹脂等の絶縁性を有する
ものから構成することが好ましい。
【００５８】また、本実施形態に於いては太陽電池素子
２１…の背面側に反射膜２７を設けることから、背面部
材２４は必ずしも透光性を有する必要はない。
２１…の背面側に反射膜２７を設けることから、背面部
材２４は必ずしも透光性を有する必要はない。
【００５９】或いは、背面部材２４自体を白色のＰＶ
Ｆ、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂、或いはＡｇ，Ａｌ等の金
属のような反射性を有する材料から構成することで、上
記反射膜２７を備えずとも同様の効果を有することは言
うまでもない。
Ｆ、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂、或いはＡｇ，Ａｌ等の金
属のような反射性を有する材料から構成することで、上
記反射膜２７を備えずとも同様の効果を有することは言
うまでもない。
【００６０】さらに、本発明太陽電池モジュールにおい
て使用する太陽電池素子は透光性を有する背面電極を備
えたものであれば良く、結晶系半導体以外にアモルファ
スシリコンに代表される非晶質半導体や、ＧａＡｓ，Ｉ
ｎＰなどの化合物半導体を用いたものであっても良い。
て使用する太陽電池素子は透光性を有する背面電極を備
えたものであれば良く、結晶系半導体以外にアモルファ
スシリコンに代表される非晶質半導体や、ＧａＡｓ，Ｉ
ｎＰなどの化合物半導体を用いたものであっても良い。
【００６１】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明太陽電池素子
によれば、結晶系半導体基板を備えて成る太陽電池素子
の背面に透光性導電膜を備えたので、従来のように基板
の反りが発生することがなく歩留が向上する。
によれば、結晶系半導体基板を備えて成る太陽電池素子
の背面に透光性導電膜を備えたので、従来のように基板
の反りが発生することがなく歩留が向上する。
【００６２】また、本発明に係わる太陽電池素子のよう
に、透光性を有する背面電極を備えた太陽電池素子を用
いた本発明太陽電池モジュールによれば、従来は利用で
きなかったモジュール表面での反射光の利用が可能な太
陽光発電システムを構築でき、また一端太陽電池素子を
透過した光をも利用できるようになる。
に、透光性を有する背面電極を備えた太陽電池素子を用
いた本発明太陽電池モジュールによれば、従来は利用で
きなかったモジュール表面での反射光の利用が可能な太
陽光発電システムを構築でき、また一端太陽電池素子を
透過した光をも利用できるようになる。
【図１】本発明の実施形態に係わる太陽電池素子の素子
構造断面図である。
構造断面図である。
【図２】本発明太陽電池素子の製造工程を説明するため
の、工程別素子構造図である。
の、工程別素子構造図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係わる太陽電池素子の
素子構造断面図である。
素子構造断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態に係わる太陽電池
素子の素子構造断面図である。
素子の素子構造断面図である。
【図５】本発明太陽電池モジュールのモジュール構造断
面図である。
面図である。
【図６】本発明太陽電池モジュールを用いた太陽光発電
システムの側面図である。
システムの側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係わる太陽電池モジュ
ールのモジュール構造断面図である。
ールのモジュール構造断面図である。
【図８】従来の太陽電池素子の素子構造断面図である。
【符号の従明】１…単結晶シリコン基板、２…ｎ型層、
３…反射防止膜、４…受光面電極 ５…ｐ型層、６…透光性導電膜、７…集電極 １１…単結晶シリクン基板、１２，１６…ｉ型非晶質シ
リコン層、１３…ｐ型非晶質シリコン層、１４…透光性
導電膜、１５…受光面電極 １７…ｎ型非晶質シリコン層、１８…透光性導電膜、１
９…集電極 ２１…太陽電池素子、２２…接続体、２３…透光性部
材、２４…背面部材 ２５…透光性充填材 １０１…単結晶シリコン基板、１０２…ｎ型層、１０３
…反射防止膜 １０４…受光面電極、１０５…ｐ型層、１０６…背面電
極
３…反射防止膜、４…受光面電極 ５…ｐ型層、６…透光性導電膜、７…集電極 １１…単結晶シリクン基板、１２，１６…ｉ型非晶質シ
リコン層、１３…ｐ型非晶質シリコン層、１４…透光性
導電膜、１５…受光面電極 １７…ｎ型非晶質シリコン層、１８…透光性導電膜、１
９…集電極 ２１…太陽電池素子、２２…接続体、２３…透光性部
材、２４…背面部材 ２５…透光性充填材 １０１…単結晶シリコン基板、１０２…ｎ型層、１０３
…反射防止膜 １０４…受光面電極、１０５…ｐ型層、１０６…背面電
極
Claims (14)
- 【請求項１】 結晶系半導体を備えてなる太陽電池素子
であって、前記結晶系半導体の背面に、透光性導電膜を
備えたことを特徴とする太陽電池素子。 - 【請求項２】 前記透光性導電膜上に、集電極を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池素子。 - 【請求項３】 前記結晶系半導体が一導電型を有すると
共に、該結晶系半導体と前記背面電極との間に、前記結
晶系半導体と同導電型の不純物が高濃度にドープされた
不純物層を備えたことを特徴とする請求項１または２記
載の太陽電池素子。 - 【請求項４】 前記不純物層が、非晶質半導体からなる
ことを特徴とする請求項３記載の太陽電池素子。 - 【請求項５】 前記透光性導電膜の屈折率（ｎ）と膜厚
（ｄ）との積（ｎｄ）が、４２００〜５４００Åの範囲
にあることを特徴とする請求項１乃至４記載の太陽電池
素子。 - 【請求項６】 複数個の太陽電池素子が、透光性部材と
背面部材との間に挟持されてなる太陽電池モジュールで
あって、前記太陽電池素子の背面電極が透光性を有する
ことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 【請求項７】 前記背面電極が、透光性導電膜と、集電
極と、からなることを特徴とする請求項６記載の太陽電
池モジュール。 - 【請求項８】 前記背面部材が透光性を有することを特
徴とする請求項６または７記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項９】 前記透光性導電膜の屈折率（ｎ）と膜厚
（ｄ）との積（ｎｄ）が、１４００〜２４００Åの範囲
にあることを特徴とする請求項８記載の太陽電池素子。 - 【請求項１０】 前記太陽電池素子と前記背面部材との
間に、反射膜を備えたことを特徴とする請求項６または
７記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項１１】 前記太陽電池素子と、前記反射膜との
間に透光性充填層を備えたことを特徴とする請求項１０
記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項１２】 前記反射膜が、白色の樹脂からなるこ
とを特徴とする請求項１０または１１記載の太陽電池モ
ジュール。 - 【請求項１３】 前記背面部材が反射性を有する材料か
らなることを特徴とする請求項６または７記載の太陽電
池モジュール。 - 【請求項１４】 前記透光性導電材の屈折率（ｎ）と膜
厚（ｄ）との積（ｎｄ）が、２６００〜３６００Åの範
囲にあることを特徴とする請求項１０乃至１３記載の太
陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29070796A JP3469729B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 太陽電池素子 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29070796A JP3469729B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 太陽電池素子 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135497A true JPH10135497A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3469729B2 JP3469729B2 (ja) | 2003-11-25 |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| ATE553501T1 (de) | 2005-02-25 | 2012-04-15 | Sanyo Electric Co | Photovoltaische zelle |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29070796A patent/JP3469729B2/ja not_active Expired - Fee Related
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