太阳电池单元、太阳电池串、太阳电池模块

关联申请的相互参照

本申请基于日本专利申请2018－188155号主张优先权，通过引用纳入本申请说明书的记载中。

技术领域

本发明涉及适于搭迭连接的太阳电池单元、多个太阳电池单元通过搭迭连接而连接成的太阳电池串、及组合多个太阳电池串而成的太阳电池模块。

背景技术

以往，提出了一种具有各种结构的太阳电池单元。其中，有一种太阳电池单元，为了形成太阳电池串，能够进行搭迭连接(shingling connection)，该搭迭连接是例如像铺屋顶板那样，以使各单元小片的长边重叠的方式对长方形的多个太阳电池单元进行依次配置的方法。这种类型的太阳电池单元例如记载于日本特表2015－534288号公报中。通过进行搭迭连接，能够使相邻的太阳电池单元之间不产生间隙，由此，能够提高太阳电池模块内的多个太阳电池单元的充填率。因此，能够提高发电效率。

在日本特表2015－534288号公报记载的技术中，将该文献的图1A、图1B所示的长方形的太阳电池单元如该文献的图3A那样重叠并由此形成太阳电池串。

专利文献1：日本特表2015－534288号公报

因此，在太阳电池单元的制造现场，要求降低与制造成本相关的成本。在本申请的发明者对降低所述成本进行研究时发现，关于为了进行搭迭连接而对所述长方形的太阳电池单元进行重叠的部分，存在不会降低连接后的太阳电池串的性能、且能够节约材料费，具体来说能够节约构成电极的材料的费用的可能性。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种能够有助于降低制造成本的的太阳电池单元、太阳电池串、太阳电池模块。

本发明为太阳电池单元，是由半导体衬底构成的长方形的太阳电池单元，该太阳电池单元在用于发电时的受光面具有受光面集电极，在相对于所述受光面的相反面中的宽度方向的一端部具有形成在所述半导体衬底上的背面集电极，在所述相反面中的所述宽度方向的另一端部形成有不具备所述背面集电极的无电极区域。

另外，能够构成为，所述背面集电极包含至少一根沿所述宽度方向的一端部中的端缘的背面母线电极，所述无电极区域的所述宽度方向上的尺寸被形成为与从所述端缘到所述背面母线电极中的距所述端缘较远侧的端缘的距离对应的尺寸。

另外，能够构成为，所述受光面集电极或所述背面集电极包含多个指状电极，具有与所述多个指状电极的至少一部分交叉的辅助电极。

另外，本发明为太阳电池串，是多个由半导体衬底构成的长方形的太阳电池单元在宽度方向上并排并搭迭连接而成的集合体，各太阳电池单元在受光面具有受光面集电极，在所述受光面的相反面，在所述宽度方向的一端部具有背面集电极，在所述相反面中的所述宽度方向的另一端部形成有不具备所述背面集电极的无电极区域。

另外，能够构成为，所述无电极区域的宽度尺寸，在所述宽度方向上相邻的两个太阳电池单元中的所述搭迭连接的连接部位处，形成为与所述两个太阳电池单元的重叠量大致一致。

另外，能够构成为，所述各太阳电池单元的所述受光面集电极或所述背面集电极包含多个指状电极，所述各太阳电池单元具有与所述多个指状电极的至少一部分交叉的辅助电极。

另外，本发明为太阳电池模块，该太阳电池模块由多个所述太阳电池串组合而成。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的太阳电池单元的表面的主视图。

图2是表示所述太阳电池单元的背面的后视图。

图3是表示对图1及图2所示的多个太阳电池单元进行搭迭连接的要点的侧视概要图。

图4是表示本发明的第2实施方式的太阳电池单元的表面的主视图。

图5是表示所述太阳电池单元的背面的后视图。

图6是表示对图4及图5所示的多个太阳电池单元进行搭迭连接的要点的侧视概要图。

图7是表示将本发明应用于PERC型太阳电池单元的情况下的太阳电池单元的背面的后视图。

具体实施方式

关于本发明，列举两个实施方式并参照附图进行以下说明。此外，本说明中的“太阳电池单元”是指构成“太阳电池串”的各板状部分的名称。另外，关于宽度方向所使用的“一端”与“另一端”是指太阳电池单元1的表面11或背面12中的相对的部位。例如在“一端”为所述各面11、12的俯视时的上端(图1等中的上端)的情况下，“另一端”为与所述“一端”对置的端部，即俯视时的下端。此外，附图是概要地表示本实施方式的结构的图，与设计图不同。因此，图中的尺寸关系可能并不一定为准确尺寸。

(第1实施方式)

首先，对第1实施方式进行说明。如图3所示，本实施方式的太阳电池单元1被用于作为多个太阳电池单元1…1的集合体的太阳电池串10，所述太阳电池串10形成为，相邻的两块太阳电池单元1、1中，使第1太阳电池单元1的表面11侧的宽度方向(或短边方向)的一端部与第2太阳电池单元1的背面12侧的宽度方向的另一端部重叠。

该太阳电池单元1由半导体衬底，例如硅衬底构成。如图1所示，太阳电池单元1俯视观察时为长方形(大致长方形)，如图3所示，宽度方向的一端部与另一端部成为形成太阳电池串10时的重叠量。图1所示的太阳电池单元1的表面11在太阳电池串10中构成接受太阳光线照射的受光面。此外，与太阳电池单元1的发电及集电相关的基本结构与公知的结构相同。

该太阳电池单元1在与用于发电时的受光面对应的表面11和与相对于受光面相反的相反面对应的背面12分别具有作为集电极(受光面集电极、背面集电极)2的母线电极21a、21b及指状电极22a、22b。也就是说，在半导体衬底上形成有多个集电极2…2，这些多个集电极2…2包含至少一根母线电极21a、21b和多个指状电极22a…22a、22b…22b。因光照射到受光面而在半导体衬底中产生的电(电流)经由各指状电极22a、22b及各母线电极21a、21b被汇集，并能够从太阳电池串10被输出。此外，在该太阳电池单元1中，半导体衬底的表面及背面被与所述集电极2不同的透明电极(未图示)覆盖，在该透明电极上连接有所述集电极2。

这里，作为集电极2的材料，例如包括糊剂状的材料等，该糊剂状的材料含有由银等金属构成的微粒子和粘合剂树脂。另外，作为集电极2的形成方法，例如，包含网板印刷等印刷方法。不过不限于此。

在太阳电池单元1的表面11中形成有沿宽度方向(短边方向)的一个端缘的至少一根受光面母线电极21a。而且，以与受光面母线电极21a正交的方式形成有多根受光面指状电极22a…22a。另一方面，在太阳电池单元1的背面12中，形成有沿宽度方向的一个端缘的至少一根背面母线电极21b。而且，以与背面母线电极21b正交的方式形成有多根背面指状电极22b…22b。如图3所示，相对于受光面母线电极21a所设置一侧的端缘，背面母线电极21b被设在宽度方向的另一侧的端缘上。

这里，在集合有多个太阳电池单元1…1的太阳电池串10中，处于相邻关系的第1太阳电池单元1及第2太阳电池单元1沿第1方向排列。本实施方式的第1方向是指与各太阳电池单元1的宽度方向(图1中的上下方向、图2中的上下方向)一致的方向，是图3中的左右方向。

如图2所示，在太阳电池单元1的背面12形成有特定区域。特定区域所具有的两边的关系如下：在太阳电池单元1的背面12中，在将具有多个集电极2…2的一侧作为一端部侧的情况下，在另一端部侧(图示的下侧)，该两边的关系为第1长L1与第2长L2相交的两边(本实施方式中为纵横)的关系，其中，第1长L1为相对于所述第1方向的全长(也就是说，各太阳电池单元1的宽度尺寸)为规定比例的长度，第2长L2为相对于与所述太阳电池单元1的所述第1方向相交的(本实施方式中为正交)第2方向的全长(也就是说，各太阳电池单元1的长边方向尺寸)为规定比例的长度。该特定区域是没有形成集电极(背面集电极)2(背面母线电极21b及背面指状电极22b)的无电极区域3。也就是说，在太阳电池单元1的背面12中的宽度方向的一端部具有形成在半导体衬底上的多个集电极2…2(背面母线电极21b及背面指状电极22b)。而在太阳电池单元1的背面12中的宽度方向的另一端部形成有不具有所述多个集电极2…2的无电极区域3。

这里，无电极区域3的宽度方向上的尺寸即第1长L1是与距离L3对应的尺寸，该距离L3是从图2所示的太阳电池单元1的一端部中的端缘E1到背面母线电极21b中的距所述端缘E1较远侧的端缘E21b(该“端缘”不是太阳电池单元1中的端缘，而是指背面母线电极21b中的端缘)的距离L3。此外，关于该“对应”，是指一方的大小与另一方的大小之间存在关联关系的意思。该关联关系为以下关系，即与所述距离L3相关的尺寸是以搭迭连接的连接部位中的太阳电池单元1、1彼此的重叠量的宽度尺寸d(参照图3)为基础确定的，并且，如后述那样，该关联关系是根据与电极区域3相关的所述第1长L1以与重叠量相关的所述宽度尺寸d为基础被确定的情况所展现的关系。因此，若对与所述距离L3相关的尺寸和与无电极区域3相关的所述第1长L1进行比较，则L1＞L3、L1＝L3、L1＜L3的任何情况都有可能。而且，第1长L1，例如能够成为相对于各太阳电池单元1的宽度尺寸为5％以上且50％以下的长度。另外，第2长L2，例如能够成为相对于各太阳电池单元1的长边尺寸为60％以上且100％以下的长度。在本实施方式中，第2长L2与太阳电池单元1的长边尺寸一致。也就是说，第2长L2相对于太阳电池单元1的长边尺寸为100％。

这样，本实施方式的太阳电池单元1在背面12的宽度方向上的一个端部(另一端部)具有无电极区域3。因此，与设置无电极区域3的量对应地，能够减少形成多个集电极2…2所需要的导电材料的使用量，实现制造成本的成本降低。另外，在受光面(各太阳电池单元1的表面11)中因搭迭连接而被隐藏的区域因没有光照射而不会有助于发电。因此，与所述受光面对应，在各太阳电池单元1的背面12，即便使对应于所述被隐藏区域的部分1X(参照图3)成为无电极区域3，太阳电池串10的输出也几乎不会降低。因此，在几乎不会使搭迭连接了多个太阳电池单元1…1后的太阳电池串10的性能降低的情况下，能够节约构成多个集电极2…2的材料。

另外，搭迭连接的连接部位中的太阳电池单元1、1彼此的重叠量的宽度尺寸d(参照图3)与距离L3对应，该距离L3是如图2所示从宽度方向的一端部的端缘E1到背面母线电极21b中距所述端缘E1较远侧的端缘E21b的距离。此外，关于该“对应”，也与前述的L1与L3的关系相同，是指一者的大小与另一者的大小存在关联关系的意思。以从宽度方向的一端部中的端缘E1到背面母线电极21b中距所述端缘E1较远侧的端缘E21b的距离L3为基础确定无电极区域3的尺寸(尤其第1长L1)，由此，能够没有浪费地形成(具体来说不会对太阳电池串10的性能产生影响)无电极区域3的大小。

太阳电池串10中的多个太阳电池单元1…1排列方法如图3所示，在重叠状态下位于下侧的太阳电池单元1所具有的受光面母线电极21a上重叠有位于上侧的太阳电池单元1所具有的背面母线电极21b，各电极21a、21b重叠的部分经由导电性部件5被电连接(搭迭连接)。虽未图示，但通过组合多个该太阳电池串10，来构成太阳电池模块。

构成太阳电池串10的各太阳电池单元1中的无电极区域3的宽度尺寸形成为如下尺寸，即在宽度方向上相邻的两个太阳电池单元1、1中的搭迭连接的连接部位处，与两个太阳电池单元1、1的重叠量大致一致的宽度尺寸。这样，通过以两个太阳电池单元1、1的重叠量为基础来确定无电极区域3的尺寸，能够没有浪费地形成无电极区域3的大小。

(第2实施方式)

接下来，对第2实施方式进行说明。此外，对与第1实施方式具有相同功能的部分在附图中标注相同的标记，在没有必要的情况下不进行重复说明。与第1实施方式同样，在本实施方式的太阳电池单元1的表面11的一端部侧，受光面母线电极21a与各太阳电池单元1的长边方向平行地配置(参照图4)。而且，以与该受光面母线电极21a交叉的方式配置有多个受光面指状电极22a…22a。而且，在本实施方式中，在太阳电池单元1的表面11的另一端部侧，与各太阳电池单元1的长边方向平行地配置有连接多个受光面指状电极22a…22a的受光面辅助电极4a。在本实施方式中，受光面辅助电极4a在太阳电池单元1的长边方向上的一侧与另一侧分别形成。

另外，在太阳电池单元1的背面12的一端部侧，沿与各太阳电池单元1的长边方向平行的朝向配置有连接多个背面指状电极22b…22b的背面辅助电极4b(参照图5)。该背面辅助电极4b连接多个背面指状电极22b…22b的端部彼此。在本实施方式中，背面辅助电极4b在太阳电池单元1的长边方向上连续地形成。

这些辅助电极(受光面辅助电极4a及背面辅助电极4b)以与多个指状电极(受光面指状电极22a…22a及背面指状电极22b…22b)的至少一部分交叉的方式设置。在本实施方式中为正交。

在太阳电池单元1的表面11及背面12，在相邻的两个太阳电池单元1、1的重叠区域的、相当于端边的部位上设有辅助电极4a、4b，由此，即使指状电极22a、22b的一部分发生断线等导通不良的情况，也能够经由辅助电极4a、4b在相邻的导通的点进行经由健全的指状电极22a、22b的集电，能够降低因断线等导致的集电损失。其结果为，能够防止发电效率的降低。另外，在对搭迭连接时的太阳电池单元1、1彼此进行对位时，能够使基于作业者的对位目标不仅为太阳电池单元1的端缘，还能够使对位目标为辅助电极4a、4b。例如，如图6中双点划线L4所示，能够使辅助电极4a、4b与作为对位对象的太阳电池单元1的端缘一致。因此，能够提高太阳电池单元1、1彼此对位的精度，降低因电极连接的错位导致的太阳电池串10的输出损失。

(实施方式总结)

以上，根据第1实施方式及第2实施方式，通过搭迭连接多个太阳电池单元1…1而形成太阳电池串10，因此，因不会露出配线而使其具有优异的美观性。另外，通过在太阳电池单元1、1的重叠部分中不设置多个集电极2…2，而能够减少电极形成所需的材料的使用量，实现制造成本的成本降低。而且，在进行多个太阳电池单元1…1的搭迭配置时，例如能够以第2实施方式的辅助电极4a、4b为标准进行太阳电池单元1、1彼此的对位，因此，能够提高对位的精度。因此，能够提高制造太阳电池串10时的成品率。

(实施方式的变更例)

关于本发明列举了实施方式进行了说明，但本发明不限于所述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，在所述各实施方式中，在一个太阳电池单元1的表里各面中设置一根母线电极21a、21b。但是不限于此，还能够设置数根各母线电极21a、21b。另外，还可以集合数根较细的电极(例如与指状电极22a、22b为相同形态的细电极)来形成一根母线电极21a、21b。

另外，辅助电极4a、4b还能够设置在太阳电池单元1中的表面11或背面12的仅一方。

另外，本发明还能够适用于PERC(Passivated Emitterand Rear Cell)型太阳电池单元1。在PERC型太阳电池单元中，在背面不形成指状电极，取而代之在较大范围内形成铝合金制等面状的电极。该情况下，太阳电池单元的背面形状的一例如图7所示。在该PERC型太阳电池单元1的一端侧间歇地形成有线状的电极23b，该线状的电极23b相当于所述各实施方式的背面母线电极21b，面状的电极24b相当于所述各实施方式的背面指状电极22b。通过形成不设置所述面状的电极24b的区域，与所述各实施方式同样地，能够将该部分作为无电极区域3。图7所示的、与无电极区域3相关的第1长L1和与线状的电极23b相关的距离L3之间的关系与所述第1实施方式相同。另外，根据与所述各实施方式相同的理由，即在该PERC型太阳电池单元1中，在受光面中通过搭迭连接而被隐藏的区域，因不照射光而不会有助于发电，因此在无电极区域3中优选不形成掺杂层(对半导体掺杂了不同种金属的层)。

(实施方式的结构与作用)

关于所述实施方式的结构与作用，在以下进行总结记载。所述实施方式为由半导体衬底构成的长方形的太阳电池单元，在用于发电时的受光面具有受光面集电极，在相对于所述受光面的相反面中的宽度方向的一端部具有形成在所述半导体衬底上的背面集电极，在所述相反面中的所述宽度方向的另一端部形成有不具备所述背面集电极的无电极区域。

根据该结构，在搭迭连接的连接部位中受光面被隐藏的部分不会照射光因此不会帮助发电。因此，在相反面中通过在与受光面被隐藏的部分对应的宽度方向的另一端部形成无电极区域，而能够在几乎不使连接后的太阳电池串的性能降低的前提下节约构成电极的材料。

另外，所述背面集电极包含沿所述宽度方向的一端部的端缘的至少一根背面母线电极，所述无电极区域的在所述宽度方向上的尺寸能够成为与从所述端缘到所述背面母线电极中的距所述端缘较远侧的端缘的距离相对应的尺寸。

根据该结构，搭迭连接的连接部位中的太阳电池单元彼此的重叠量与从太阳电池单元的宽度方向的一端部中的端缘到背面母线电极中的距所述端缘较远端缘之间的距离有关。因此，以该距离为基础确定无电极区域的尺寸，由此能够没有浪费地形成无电极区域的大小。

另外，所述受光面集电极或所述背面集电极包括多个指状电极，具有与所述多个指状电极的至少一部分交叉的辅助电极。

根据该结构，即使在指状电极上发生断线等导通不良，也能够经由辅助电极进行集电。

另外，所述实施方式是太阳电池串，该太阳电池串是多个由半导体衬底构成的长方形的太阳电池单元在宽度方向上并列搭迭连接而成的集合体，各太阳电池单元在受光面具有受光面集电极，在相对于所述受光面的相反面，在所述宽度方向的一端部具有背面集电极，在所述相反面的所述宽度方向的另一端部形成有不具有所述背面集电极的无电极区域。

根据该结构，在搭迭连接的连接部位中受光面被隐藏的部分因不照射有光而不会有助于帮助发电。因此，在相反面中通过在与受光面被隐藏的部分对应的宽度方向的另一端部形成无电极区域，由此能够几乎不使太阳电池串的性能降低地节约构成电极的材料。

另外，所述无电极区域能够构成为，在所述宽度方向上相邻的两个太阳电池单元中的所述搭迭连接的连接部位处，形成为与所述两个太阳电池单元的重叠量大致一致的宽度尺寸。

根据该结构，通过以两个太阳电池单元的重叠量为基础来确定无电极区域的尺寸，从而能够没有浪费地形成无电极区域的大小。

另外，所述各太阳电池单元的所述受光面集电极或所述背面集电极包含多个指状电极，所述各太阳电池单元能够具有与所述多个指状电极的至少一部分交叉的辅助电极。

根据该结构，即使在指状电极中发生断线等导通不良，也能够经由辅助电极进行集电。

另外，所述实施方式为由多个所述太阳电池串组合而成的太阳电池模块。

根据该结构，能够提供具有所述优点的太阳电池模块。

所述实施方式能够在几乎不降低连接后的太阳电池串的性能的前提下节约构成电极的材料。因此，能够有助于制造成本的成本降低。

【附图标记说明】

1…太阳电池单元；10…太阳电池串；11…受光面、表面；12…受光面的相反面、背面；2…集电极(受光面集电极、背面集电极)；21a…母线电极、受光面母线电极；21b…母线电极、背面母线电极；22a…指状电极、受光面指状电极；22b…指状电极、背面指状电极；23b…线状的电极；24b…面状的电极；3…无电极区域；4a…受光面辅助电极；4b…背面辅助电极；E1…相反面的一端部的端缘；E21b…母线电极中的较远的端缘；L1…无电极区域的宽度方向上的尺寸，第1长；L3…从相反面的一端部的端缘到母线电极中的较远端缘的距离；d…重叠量的宽度尺寸。