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JP2005260157A - Solar cell and solar cell module - Google Patents

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JP2005260157A JP2004072932A JP2004072932A JP2005260157A JP 2005260157 A JP2005260157 A JP 2005260157A JP 2004072932 A JP2004072932 A JP 2004072932A JP 2004072932 A JP2004072932 A JP 2004072932A JP 2005260157 A JP2005260157 A JP 2005260157A
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layer
electrode
solar cell
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finger
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JP2004072932A
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Kunio Kamimura
邦夫 上村
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
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Abstract

【課題】 裏面の面積が大きくなった場合でも出力の低下を有効に抑止することができる太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 半導体基板の受光面の反対側にある裏面にｐ+層とｎ+層とが形成されている太陽電池セルであって、ｐ+層およびｎ+層上にフィンガー電極が形成されており、フィンガー電極に交差するバスバー電極の少なくとも１本が太陽電池セルの裏面の内部に形成されている太陽電池セルである。また、半導体基板の受光面の反対側にある裏面にｐ+層とｎ+層とが形成されている太陽電池セルが複数組み合わされてなる太陽電池モジュールであって、ｐ+層およびｎ+層上にフィンガー電極が形成され、フィンガー電極に交差するバスバー電極の少なくとも１本が太陽電池モジュールの裏面の内部に形成されている太陽電池モジュールである。
【選択図】 図１０PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell and a solar cell module capable of effectively suppressing a decrease in output even when the area of the back surface is increased.
A solar cell in which a p + layer and an n + layer are formed on a back surface opposite to a light receiving surface of a semiconductor substrate, and finger electrodes are formed on the p + layer and the n + layer. And at least one bus bar electrode intersecting the finger electrode is a solar battery cell formed inside the back surface of the solar battery cell. A solar cell module in which a plurality of solar cells each having a p + layer and an n + layer formed on the back surface opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate are combined, and the p + layer and the n + layer The solar cell module has a finger electrode formed thereon and at least one bus bar electrode intersecting the finger electrode is formed inside the back surface of the solar cell module.
[Selection] Figure 10

Description

本発明は太陽電池セルおよび太陽電池モジュールに関し、特に裏面の面積が大きくなった場合でも出力の低下を有効に抑止することができる太陽電池セルおよび太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar battery cell and a solar battery module, and more particularly to a solar battery cell and a solar battery module capable of effectively suppressing a decrease in output even when the area of the back surface is increased.

近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池セルを用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。 In recent years, development of clean energy has been demanded due to problems of depletion of energy resources and global environmental problems such as an increase in CO 2 in the atmosphere. In particular, solar power generation using solar cells is a new energy source. It has been developed, put into practical use, and is on the path of development.

従来から、太陽電池セルは、たとえば、単結晶または多結晶のシリコン基板の面のうち太陽光が入射する側の面（受光面）にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側にある裏面にそれぞれ電極を形成して製造される。また、シリコン基板の裏面にはシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。   Conventionally, for example, a solar cell diffuses an impurity having a conductivity type opposite to that of a silicon substrate into a surface (light-receiving surface) on a side where sunlight enters, out of a surface of a monocrystalline or polycrystalline silicon substrate. Thus, a pn junction is formed, and electrodes are formed on the light receiving surface of the silicon substrate and the back surface on the opposite side. It is also common to increase the output by the back surface field effect by diffusing impurities of the same conductivity type as the silicon substrate at a high concentration on the back surface of the silicon substrate.

しかしながら、このような構造の太陽電池セルにおいては、受光面に形成される電極が入射する太陽光を遮るため、太陽電池セルの出力が低下してしまうという問題があった。そこで、シリコン基板の受光面には電極を形成せず、シリコン基板の裏面のみに異なる導電型の電極を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池セルが開発されている。   However, in the solar cell having such a structure, there is a problem that the output of the solar cell is lowered because the electrode formed on the light receiving surface blocks sunlight incident thereon. Therefore, so-called back junction solar cells have been developed in which electrodes are not formed on the light receiving surface of a silicon substrate, but electrodes of different conductivity types are formed only on the back surface of the silicon substrate.

裏面接合型太陽電池セルにおいては、電極が形成されているシリコン基板の裏面側からしか電力を取り出すことができないため、その電極の構造は裏面接合型太陽電池セルの出力の観点から非常に重要である。   In a back junction solar cell, power can be extracted only from the back side of the silicon substrate on which the electrode is formed. Therefore, the structure of the electrode is very important from the viewpoint of the output of the back junction solar cell. is there.

図１３に従来の裏面接合型太陽電池セルの一例の模式的な断面図を示す。この従来の裏面接合型太陽電池セルは、たとえばｐ型のシリコン基板１０１の受光面に反射防止膜１０９が形成されており、シリコン基板１０１の裏面にｎ+層１０５とｐ+層１０６とが裏面に沿って交互に所定の間隔をあけて形成されている。そして、ｐ+層１０６上にはフィンガーｐ電極１１１が形成され、ｎ+層１０５上にはフィンガーｎ電極１１２が形成されている。   FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of an example of a conventional back junction solar cell. In this conventional back junction solar cell, for example, an antireflection film 109 is formed on the light receiving surface of a p-type silicon substrate 101, and an n + layer 105 and a p + layer 106 are formed on the back surface of the silicon substrate 101. Are formed at predetermined intervals alternately. A finger p electrode 111 is formed on the p + layer 106, and a finger n electrode 112 is formed on the n + layer 105.

この裏面接合型太陽電池セルの受光面に太陽光が入射すると、半導体基板１０１の受光面近傍で生じたキャリアが裏面に形成されたｐｎ接合まで到達し、フィンガーｐ電極１１１およびフィンガーｎ電極１１２に収集されて外部に取り出される。   When sunlight is incident on the light receiving surface of the back junction solar cell, carriers generated in the vicinity of the light receiving surface of the semiconductor substrate 101 reach the pn junction formed on the back surface, and reach the finger p electrode 111 and the finger n electrode 112. Collected and taken out.

図１４に従来の裏面接合型太陽電池セルの裏面の電極構造の一例の模式的な平面図を示す。この従来の電極構造においては、太陽電池セルの出力を向上させる観点から、シリコン基板１０１の裏面の内部にフィンガーｐ電極１１１およびフィンガーｎ電極１１２が裏面全体を覆うように形成されており、シリコン基板１０１の裏面の端部にフィンガーｐ電極１１１と交差しているバスバーｐ電極１１３、フィンガーｎ電極１１２と交差しているバスバーｎ電極１１４がそれぞれ形成されている。   FIG. 14 shows a schematic plan view of an example of an electrode structure on the back surface of a conventional back junction solar cell. In this conventional electrode structure, from the viewpoint of improving the output of the solar battery cell, the finger p electrode 111 and the finger n electrode 112 are formed inside the back surface of the silicon substrate 101 so as to cover the entire back surface. A bus bar p-electrode 113 that intersects the finger p-electrode 111 and a bus-bar n-electrode 114 that intersects the finger n-electrode 112 are formed at the end of the back surface of 101.

ここで、フィンガーｐ電極１１１およびフィンガーｎ電極１１２は、シリーズ抵抗が大きくなると出力の損失になることから、一般的にシリーズ抵抗を小さくする観点から断面積（電極の幅×高さ）が大きくなるように設計される。しかしながら、太陽電池セルの裏面の面積が大きくなると、フィンガーｐ電極１１１およびフィンガーｎ電極１１２の長さＬ0をより長くする必要がある一方、これらの電極の高さには限界があることから、断面積を大きくするためには電極の幅Ｗ0を大きくする必要があった。電極の幅Ｗ0を大きくした場合には、フィンガーｐ電極１１１とフィンガーｎ電極１１２との間のピッチＰ0が大きくなってシリコン基板１０１内におけるキャリアの移動距離が長くなり、太陽電池セルの出力が低下してしまうという問題があった。
特開２００２−３５９３８８号公報 特開２００１−６８６９９号公報 Here, since the finger p electrode 111 and the finger n electrode 112 lose output when the series resistance is increased, the sectional area (electrode width × height) is generally increased from the viewpoint of reducing the series resistance. Designed as such. However, when the area of the back surface of the solar battery cell becomes large, the length L 0 of the finger p electrode 111 and the finger n electrode 112 needs to be longer, but the height of these electrodes is limited, In order to increase the cross-sectional area, it was necessary to increase the electrode width W 0 . When the electrode width W 0 is increased, the pitch P 0 between the finger p electrode 111 and the finger n electrode 112 is increased, and the carrier moving distance in the silicon substrate 101 is increased, and the output of the solar cell is increased. There was a problem that would decrease.
JP 2002-359388 A JP 2001-68699 A

本発明の目的は、裏面の面積が大きくなった場合でも出力の低下を有効に抑止することができる太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a solar cell and a solar cell module that can effectively suppress a decrease in output even when the area of the back surface is increased.

本発明は、半導体基板の受光面の反対側にある裏面にｐ+層とｎ+層とが形成されている太陽電池セルであって、ｐ+層およびｎ+層上にフィンガー電極が形成されており、フィンガー電極に交差するバスバー電極の少なくとも１本が太陽電池セルの裏面の内部に形成されている太陽電池セルである。   The present invention is a solar cell in which a p + layer and an n + layer are formed on the back surface opposite to the light receiving surface of a semiconductor substrate, and finger electrodes are formed on the p + layer and the n + layer. And at least one of the bus bar electrodes intersecting the finger electrode is a solar battery cell formed inside the back surface of the solar battery cell.

ここで、本発明の太陽電池セルにおいては、ｐ+層およびｎ+層が半導体基板の裏面に沿って交互に形成されていることが好ましい。   Here, in the solar battery cell of the present invention, it is preferable that the p + layer and the n + layer are alternately formed along the back surface of the semiconductor substrate.

また、本発明の太陽電池セルにおいては、ｐ+層およびｎ+層が複数形成されていることが好ましい。   In the solar cell of the present invention, it is preferable that a plurality of p + layers and n + layers are formed.

また、本発明の太陽電池セルにおいては、フィンガー電極の長さが、太陽電池セルの裏面のフィンガー電極の長手方向における長さの１／２以下であることが好ましい。   Moreover, in the photovoltaic cell of this invention, it is preferable that the length of a finger electrode is 1/2 or less of the length in the longitudinal direction of the finger electrode of the back surface of a photovoltaic cell.

さらに、本発明は、半導体基板の受光面の反対側にある裏面にｐ+層とｎ+層とが形成されている太陽電池セルが複数組み合わされてなる太陽電池モジュールであって、ｐ+層およびｎ+層上にフィンガー電極が形成され、フィンガー電極に交差するバスバー電極の少なくとも１本が太陽電池モジュールの裏面の内部に形成されている太陽電池モジュールである。   Furthermore, the present invention is a solar cell module in which a plurality of solar cells each having a p + layer and an n + layer formed on the back surface opposite to the light receiving surface of a semiconductor substrate are combined, and the p + layer In the solar cell module, finger electrodes are formed on the n + layer, and at least one bus bar electrode intersecting the finger electrodes is formed inside the back surface of the solar cell module.

ここで、本発明の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルのうち出力の低い太陽電池セルに配線がされていないことが好ましい。   Here, in the solar cell module of this invention, it is preferable that wiring is not carried out to the photovoltaic cell with low output among photovoltaic cells.

本発明によれば、裏面の面積が大きくなった場合でも出力の低下を有効に抑止することができる太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the area of a back surface becomes large, the photovoltaic cell and solar cell module which can suppress a fall of an output effectively can be provided.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表わすものとする。   Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present application, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.

図１から図９の模式的断面図に、本発明の太陽電池セルの製造工程の好ましい一例を示す。まず、図１に示すように、シリコン結晶のインゴッドをスライスして得られた半導体基板としてのシリコン基板１は、スライスの際にその表面近傍にダメージ層１ａが存在する。そこで、図２に示すように、酸性またはアルカリ性の溶液を用いてダメージ層１ａがエッチングされる。ここで、シリコン基板１はｎ型でもｐ型でもよく、シリコン基板１の大きさや厚さは制限されない。ただし、入射する太陽光の反射の損失を抑制するため、シリコン基板１の受光面にテクスチャと呼ばれるピラミッド状の微細構造を形成する場合にはシリコン基板１の受光面の面方位が（１００）であることが好ましい。   The schematic cross-sectional views of FIGS. 1 to 9 show a preferred example of the manufacturing process of the solar battery cell of the present invention. First, as shown in FIG. 1, a silicon substrate 1 as a semiconductor substrate obtained by slicing an ingot of a silicon crystal has a damaged layer 1a in the vicinity of the surface at the time of slicing. Therefore, as shown in FIG. 2, the damaged layer 1a is etched using an acidic or alkaline solution. Here, the silicon substrate 1 may be n-type or p-type, and the size and thickness of the silicon substrate 1 are not limited. However, when a pyramidal microstructure called a texture is formed on the light receiving surface of the silicon substrate 1 in order to suppress the loss of reflection of incident sunlight, the surface orientation of the light receiving surface of the silicon substrate 1 is (100). Preferably there is.

次に、図３に示すように、シリコン基板１の受光面の反対側にある裏面にｐ型不純物としてたとえばボロンを含むｐ型ペースト材２と、ｎ型不純物としてたとえばリンを含むｎ型ペースト材３とを所望のパターン形状に付着させ、これらのペースト材に含まれる有機溶媒成分を蒸発させるためにシリコン基板１をたとえば１００℃〜２００℃の温度に加熱した後に、ペースト材が付着した裏面全体を拡散防止膜４で覆う。ここで、ペースト材を所望のパターン形状に付着させる手段としては、たとえばスクリーン印刷やインクジェット印刷などを用いることができる。また、パターン形状としては、シリコン基板１内に発生するキャリアを効率良く収集するため、図３に示すように、ｐ型ペースト材２とｎ型ペースト材３とがシリコン基板１の裏面に沿って交互に間隔をあけて形成されることが好ましい。また、拡散防止膜４は、たとえば酸化シリコン膜からなり、常圧ＣＶＤ法による成膜または酸化シリコンを含む塗布液を乾燥させることによって形成することができる。   Next, as shown in FIG. 3, a p-type paste material 2 containing, for example, boron as a p-type impurity on the back surface opposite to the light-receiving surface of the silicon substrate 1, and an n-type paste material containing, for example, phosphorus as an n-type impurity. 3 is attached in a desired pattern shape, and the silicon substrate 1 is heated to a temperature of, for example, 100 ° C. to 200 ° C. in order to evaporate the organic solvent component contained in these paste materials. Is covered with a diffusion prevention film 4. Here, as means for attaching the paste material to a desired pattern shape, for example, screen printing or ink jet printing can be used. Further, as a pattern shape, in order to efficiently collect carriers generated in the silicon substrate 1, a p-type paste material 2 and an n-type paste material 3 are arranged along the back surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. Preferably, they are formed at alternately spaced intervals. The diffusion prevention film 4 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by forming a film by atmospheric pressure CVD or drying a coating solution containing silicon oxide.

続いて、シリコン基板１は、たとえば９００℃〜１０００℃に加熱された石英炉内に投入され、たとえば３０分〜６０分間石英炉内に設置されることによって、ｐ型ペースト材２に含まれるボロンおよびｎ型ペースト材３に含まれるリンがシリコン基板１中に拡散し、図４に示すように、シリコン基板１の裏面に沿って複数のｐ+層６およびｎ+層５が交互に間隔をあけて形成される。ここで、シリコン基板１の裏面には拡散防止膜４が形成されているため、ｐ型ペースト材２に含まれるボロンおよびｎ型ペースト材３に含まれるリンはシリコン基板１中に拡散する際にシリコン基板１の外部に拡散することが防止される。   Subsequently, the silicon substrate 1 is put into a quartz furnace heated to, for example, 900 ° C. to 1000 ° C., and placed in the quartz furnace, for example, for 30 minutes to 60 minutes, whereby boron contained in the p-type paste material 2 is contained. Then, phosphorus contained in the n-type paste material 3 diffuses into the silicon substrate 1, and a plurality of p + layers 6 and n + layers 5 are alternately spaced along the back surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. Open and formed. Here, since the diffusion prevention film 4 is formed on the back surface of the silicon substrate 1, boron contained in the p-type paste material 2 and phosphorus contained in the n-type paste material 3 are diffused into the silicon substrate 1. Diffusion outside the silicon substrate 1 is prevented.

次いで、シリコン基板１は、たとえば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などを含む高温水溶液に浸漬され、シリコン結晶方位に沿った異方性エッチングが進行することにより、図５に示すように、シリコン基板１の受光面に（１１１）面による微細なピラミッド状のテクスチャ構造８が形成される。ここで、シリコン基板１の裏面には拡散防止膜４が形成されているため、シリコン基板１の裏面はエッチングされない。   Next, the silicon substrate 1 is immersed in a high-temperature aqueous solution containing, for example, an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide and isopropyl alcohol (IPA), and anisotropic etching along the silicon crystal orientation proceeds. As shown in FIG. 5, a fine pyramid-like texture structure 8 having a (111) plane is formed on the light receiving surface of the silicon substrate 1. Here, since the diffusion prevention film 4 is formed on the back surface of the silicon substrate 1, the back surface of the silicon substrate 1 is not etched.

次に、図６に示すように、シリコン基板１はフッ酸などに浸漬させられることにより、シリコン基板１の裏面の拡散保護膜４、ｐ型ペースト材２およびｎ型ペースト材３が除去される。そして、図７に示すように、シリコン基板１の受光面および裏面にキャリアの表面再結合を抑制するためのパッシベーション膜９、１０が形成される。パッシベーション膜９、１０としては、たとえば熱酸化によるシリコン酸化膜やプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜を用いることによって、キャリアの表面再結合を有効に抑制することができる。ここで、シリコン基板１の受光面に形成されるパッシベーション膜９としてシリコン窒化膜を用いた場合にはその屈折率が２．１程度となるため、シリコン窒化膜はシリコン基板１の受光面における太陽光の反射を抑制する反射防止膜としても用いることができる。   Next, as shown in FIG. 6, the silicon substrate 1 is immersed in hydrofluoric acid or the like to remove the diffusion protective film 4, the p-type paste material 2, and the n-type paste material 3 on the back surface of the silicon substrate 1. . Then, as shown in FIG. 7, passivation films 9 and 10 for suppressing the surface recombination of carriers are formed on the light receiving surface and the back surface of the silicon substrate 1. As the passivation films 9 and 10, for example, a silicon oxide film by thermal oxidation or a silicon nitride film by plasma CVD can be used to effectively suppress the surface recombination of carriers. Here, when a silicon nitride film is used as the passivation film 9 formed on the light receiving surface of the silicon substrate 1, the refractive index thereof is about 2.1. Therefore, the silicon nitride film is the sun on the light receiving surface of the silicon substrate 1. It can also be used as an antireflection film that suppresses reflection of light.

次に、シリコン基板１の裏面のｐ+層６およびｎ+層５との電気的接続を行なうために、図８に示すように、シリコン基板１の裏面に形成されたパッシベーション膜１０が所望のパターン形状に除去される。パッシベーション膜１０はたとえばドット状またはライン状などの形態で除去され、ｐ+層６およびｎ+層５の配列に応じてその除去形態が決定されることが好ましい。また、ｐ+層６およびｎ+層５以外の部分に電極が形成されることがないように、ｐ+層６およびｎ+層５の端部よりも内部にあるパッシベーション膜１０が除去されることが好ましい。   Next, in order to make electrical connection with the p + layer 6 and the n + layer 5 on the back surface of the silicon substrate 1, a passivation film 10 formed on the back surface of the silicon substrate 1 is desired as shown in FIG. Removed into pattern shape. Passivation film 10 is preferably removed in the form of dots or lines, for example, and the removal form is preferably determined according to the arrangement of p + layer 6 and n + layer 5. Further, the passivation film 10 inside the end portions of the p + layer 6 and the n + layer 5 is removed so that electrodes are not formed in portions other than the p + layer 6 and the n + layer 5. It is preferable.

最後に、図９に示すように、パッシベーション膜１０が除去された部分に合わせて、ｐ+層６上にフィンガーｐ電極１１が形成されるとともにｎ+層５上にフィンガーｎ電極１２が形成される。ここで、フィンガーｐ電極１１およびフィンガーｎ電極１２の電極材料としては、太陽電池セルに発生する電流を外部に十分に取り出すことができるように、銀またはアルミニウムなどの高導電材料が用いられることが好ましい。また、フィンガーｐ電極１１およびフィンガーｎ電極１２の形成手段としては、たとえば高真空中における電子ビーム加熱による電極材料の蒸着、電極材料を含むペーストのスクリーン印刷または電極材料のメッキなどの手段を用いることができる。さらに、シリコン基板１とフィンガーｐ電極１１およびフィンガーｎ電極１２との良好なオーミック接触を得るために、シリコン基板１への電極材料の付着後に４００℃〜５００℃の熱処理が行なわれることが好ましい。なお、これらのフィンガー電極とともに、フィンガー電極と交差するバスバー電極も形成される。   Finally, as shown in FIG. 9, the finger p electrode 11 is formed on the p + layer 6 and the finger n electrode 12 is formed on the n + layer 5 in accordance with the portion from which the passivation film 10 has been removed. The Here, as the electrode material of the finger p electrode 11 and the finger n electrode 12, a highly conductive material such as silver or aluminum may be used so that a current generated in the solar battery cell can be taken out sufficiently. preferable. Further, as means for forming the finger p electrode 11 and the finger n electrode 12, for example, means such as vapor deposition of an electrode material by electron beam heating in high vacuum, screen printing of a paste containing the electrode material, or plating of the electrode material is used. Can do. Furthermore, in order to obtain good ohmic contact between the silicon substrate 1 and the finger p-electrode 11 and the finger n-electrode 12, it is preferable that a heat treatment at 400 ° C. to 500 ° C. is performed after the electrode material is attached to the silicon substrate 1. In addition, the bus-bar electrode which cross | intersects a finger electrode is also formed with these finger electrodes.

図１０の模式的平面図に、上記のようにして得られた本発明の太陽電池セルの裏面の電極構造の好ましい一例を示す。図１０に示すように、この太陽電池セルの裏面には、複数のフィンガーｐ電極１１とフィンガーｎ電極１２とが交互に太陽電池セルの裏面全体を覆うように直線状に形成されており、フィンガーｎ電極１２と交差するバスバーｎ電極１４は裏面の内部に形成されているが、フィンガーｐ電極１１と交差するバスバーｐ電極１３は裏面の端部に形成されている。このようにすることによって、本発明と従来とで太陽電池セルの裏面の面積が同じ場合であっても、本発明の太陽電池セルの裏面のフィンガーｎ電極１２およびフィンガーｐ電極１１の長さＬ1は、図１４に示す従来のフィンガーｎ電極１１２およびフィンガーｐ電極１１１の長さＬ0よりも短くなる。それゆえ、太陽電池セルの裏面の面積が大きくなった場合でもシリーズ抵抗を小さく抑えることができ、フィンガーｎ電極１２およびフィンガーｐ電極１１の幅Ｗ1だけでなくフィンガーｐ電極１１とフィンガーｎ電極１２の間のピッチＰ1も小さくすることができる。したがって、本発明においては、太陽電池セルの裏面の面積が大きくなった場合でもシリコン基板１内におけるキャリアの移動距離が長くならず、フィンガー電極におけるキャリアの収集効率を向上させることが可能になることから、太陽電池セルの出力の低下を有効に抑止することができる。 The schematic plan view of FIG. 10 shows a preferred example of the electrode structure on the back surface of the solar battery cell of the present invention obtained as described above. As shown in FIG. 10, a plurality of finger p-electrodes 11 and finger n-electrodes 12 are linearly formed on the back surface of the solar cell so as to cover the entire back surface of the solar cell alternately. The bus bar n electrode 14 that intersects the n electrode 12 is formed inside the back surface, whereas the bus bar p electrode 13 that intersects the finger p electrode 11 is formed at the end of the back surface. By doing in this way, even if it is a case where the area of the back surface of a photovoltaic cell is the same by this invention and the conventional, the length L of the finger n electrode 12 and the finger p electrode 11 of the back surface of the photovoltaic cell of this invention 1 becomes shorter than the length L 0 of the conventional finger n electrode 112 and finger p electrode 111 shown in FIG. Therefore, even when the area of the back surface of the solar battery cell is increased, the series resistance can be reduced, and not only the width W 1 of the finger n electrode 12 and the finger p electrode 11 but also the finger p electrode 11 and the finger n electrode 12. The pitch P 1 between these can also be reduced. Therefore, in the present invention, even when the area of the back surface of the solar battery cell is increased, the carrier moving distance in the silicon substrate 1 is not increased, and the carrier collection efficiency in the finger electrode can be improved. Thus, a decrease in the output of the solar battery cell can be effectively suppressed.

図１１の模式的平面図に、本発明の太陽電池セルの裏面の電極構造の好ましい他の一例を示す。図１１に示すように、この太陽電池セルの裏面の内部には、フィンガーｎ電極１２と交差するバスバーｎ電極１４が２本、フィンガーｐ電極１１と交差するバスバーｐ電極１３が１本形成されている。したがって、太陽電池セルの裏面の面積が大きくなった場合でもフィンガーｎ電極１２およびフィンガーｐ電極１１の長さＬ1を短くすることができることから、この場合にも太陽電池セルの出力の低下を有効に抑止することができる。 The schematic plan view of FIG. 11 shows another preferred example of the electrode structure on the back surface of the solar battery cell of the present invention. As shown in FIG. 11, two bus bar n electrodes 14 intersecting the finger n electrode 12 and one bus bar p electrode 13 intersecting the finger p electrode 11 are formed inside the back surface of the solar battery cell. Yes. Therefore, even when the area of the back surface of the solar battery cell is increased, the length L 1 of the finger n electrode 12 and the finger p electrode 11 can be shortened. Can be deterred.

図１０および図１１において、フィンガーｎ電極１２およびフィンガーｐ電極１１の長さＬ1は、太陽電池セルの裏面のフィンガー電極の長手方向における長さＬの１／２以下であることが好ましく、１／４以下であることがより好ましく、１／６以下であることがさらに好ましい。Ｌ1がＬの１／２よりも大きいときには太陽電池セルの裏面の面積が大きくなった場合に太陽電池セルの出力の低下を有効に抑止することができない傾向にあり、Ｌ1がＬの１／４以下、特に１／６以下であるときには太陽電池セルの裏面の面積が大きくなった場合でも太陽電池セルの出力の低下を特に有効に抑止することができる傾向にある。 10 and 11, the length L 1 of the finger n electrode 12 and the finger p electrode 11 is preferably not more than ½ of the length L in the longitudinal direction of the finger electrode on the back surface of the solar battery cell. / 4 or less is more preferable, and 1/6 or less is more preferable. L 1 is tend to not be able to effectively suppress a drop in output of the solar cell if it becomes large back surface area of the solar cell when greater than half of L, 1 L 1 is L When it is / 4 or less, particularly 1/6 or less, even when the area of the back surface of the solar battery cell becomes large, a decrease in the output of the solar battery cell tends to be particularly effectively suppressed.

なお、本明細書において、フィンガー電極の長さＬ1は、図１０および図１１に示すように、フィンガー電極とバスバー電極の接点からの長さのことをいう。また、フィンガー電極が複数ある場合にはその少なくとも１本の長さが上記範囲にあればよいが、すべてのフィンガー電極の長さが上記範囲にあることが好ましい。 In the present specification, the length L 1 of the finger electrode refers to the length from the contact point between the finger electrode and the bus bar electrode, as shown in FIGS. Further, when there are a plurality of finger electrodes, at least one of the finger electrodes may be in the above range, but it is preferable that all finger electrodes have a length in the above range.

図１２の模式的平面図に、本発明の太陽電池モジュールの裏面の電極構造の好ましい一例を示す。図１２に示すように、この太陽電池モジュールは、裏面にｐ+層とｎ+層とが裏面に沿って交互に形成されている太陽電池セル５０ａ、５０ｂ、５０c、５０ｄが４つ組み合わされて構成されている。太陽電池セル５０ａ、５０ｂ、５０c、５０ｄの裏面の両端部にはバスバーｐ電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄおよびバスバーｎ電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがそれぞれ形成されているが、個々の太陽電池セル５０ａ、５０ｂ、５０c、５０ｄの裏面の内部にはバスバー電極は形成されていない。   The schematic plan view of FIG. 12 shows a preferred example of the electrode structure on the back surface of the solar cell module of the present invention. As shown in FIG. 12, this solar cell module is a combination of four solar cells 50a, 50b, 50c, and 50d in which p + layers and n + layers are alternately formed on the back surface along the back surface. It is configured. Bus bar p-electrodes 13a, 13b, 13c, 13d and bus-bar n-electrodes 14a, 14b, 14c, 14d are respectively formed at both ends of the back surface of the solar cells 50a, 50b, 50c, 50d. Bus bar electrodes are not formed inside the back surfaces of the cells 50a, 50b, 50c, 50d.

しかしながら、太陽電池セル５０ａ、５０ｂ、５０c、５０ｄのバスバーｎ電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを共通して１本のバスバーｎ電極とすることにより、太陽電池モジュール全体としては１本のバスバーｎ電極が太陽電池モジュールの裏面の内部に形成されていることになるため、上述の太陽電池セルの場合と同様に、太陽電池モジュールの裏面の面積が大きくなった場合でも出力の低下を有効に抑止することができる傾向にある。そして、バスバーｐ電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは分離されて別個独立に存在していることから、各太陽電池セル５０ａ、５０ｂ、５０c、５０ｄのＩ−Ｖ特性を評価し、その評価から得られた出力が太陽電池モジュール全体の出力に悪影響を及ぼしていると考えられる太陽電池セルがある場合にはその太陽電池セルのバスバーｐ電極に配線をしないことによって太陽電池モジュール全体の出力の低下をさらに有効に抑止することができる。   However, the bus bar n electrodes 14a, 14b, 14c, and 14d of the solar cells 50a, 50b, 50c, and 50d are commonly used as one bus bar n electrode, so that the entire solar cell module has one bus bar n electrode. Is formed inside the back surface of the solar cell module, and as in the case of the above-described solar cell, even if the area of the back surface of the solar cell module becomes large, the reduction in output is effectively suppressed. Tend to be able to. Since the bus bar p-electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d are separated and exist independently, the IV characteristics of the solar cells 50a, 50b, 50c, and 50d are evaluated and obtained from the evaluation. When there is a solar cell that is considered to have an adverse effect on the output of the entire solar cell module, the output of the entire solar cell module is reduced by not wiring the bus bar p electrode of the solar cell. Further, it can be effectively suppressed.

なお、上記太陽電池モジュールにおいては、裏面の端部にのみバスバー電極が形成されている太陽電池セルを用いたが、裏面の内部にバスバー電極が形成されている太陽電池セルを用いてもよい。また、太陽電池モジュールにおける好適なフィンガー電極の長さは上記太陽電池セルの場合と同様であることは言うまでもない。   In addition, in the said solar cell module, although the solar cell in which a bus-bar electrode was formed only in the edge part of a back surface was used, you may use the solar cell in which a bus-bar electrode is formed in the inside of a back surface. Needless to say, the preferred finger electrode length in the solar cell module is the same as that in the solar cell.

また、上記太陽電池セルおよび太陽電池モジュールにおいては、ｐとｎの導電型が入れ替わっていてもよいことは言うまでもない。   Needless to say, in the solar battery cell and the solar battery module, the conductivity types of p and n may be interchanged.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明によれば裏面の面積が大きくなった場合でも出力の低下を有効に抑止することができる太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供することができることから、本発明は、裏面接合型の太陽電池セルまたは裏面接合型の太陽電池セルを複数組み合わせた太陽電池モジュールに好適に利用することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a solar battery cell and a solar battery module that can effectively suppress a decrease in output even when the area of the back surface increases. It can utilize suitably for the solar cell module which combined multiple cells or a back surface joining type solar cell.

本発明に用いられるシリコン基板のインゴッドからのスライス後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after the slice from the ingot of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板のダメージ層のエッチング後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after the etching of the damage layer of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板の拡散防止膜の形成後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after formation of the diffusion prevention film of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板のｐ+層およびｎ+層の形成後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after formation of the p <+> layer and n <+> layer of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板のテクスチャ構造の形成後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after formation of the texture structure of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板の拡散保護膜およびペースト材の除去後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after the removal of the diffusion protective film and paste material of a silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板のパッシベーション膜の形成後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after formation of the passivation film of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板のパッシベーション膜の除去後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after the removal of the passivation film of the silicon substrate used for this invention. 本発明に用いられるシリコン基板の電極形成後の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing after electrode formation of the silicon substrate used for this invention. 本発明の太陽電池セルの裏面の電極構造の好ましい一例の模式的な平面図である。It is a typical top view of a preferable example of the electrode structure of the back surface of the photovoltaic cell of this invention. 本発明の太陽電池セルの裏面の電極構造の好ましい他の一例の模式的な平面図である。It is a schematic plan view of another preferred example of the electrode structure on the back surface of the solar battery cell of the present invention. 本発明の太陽電池モジュールの裏面の電極構造の好ましい一例の模式的な平面図である。It is a typical top view of a preferable example of the electrode structure of the back surface of the solar cell module of this invention. 従来の裏面接合型太陽電池セルの一例の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of an example of the conventional back junction type photovoltaic cell. 従来の裏面接合型太陽電池セルの裏面の電極構造の一例の模式的な平面図である。It is a typical top view of an example of the electrode structure of the back surface of the conventional back junction type photovoltaic cell.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０１ シリコン基板、２ ｐ型ペースト材、３ ｎ型ペースト材、４ 拡散防止膜、５，１０５ ｎ+層、６，１０６ ｐ+層、８ テクスチャ構造、９，１０ パッシベーション膜、１１，１１１ フィンガーｐ電極、１２，１１２ フィンガーｎ電極、１３，１３ａ，１３ｂ，１３c，１３ｄ，１１３ バスバーｐ電極、１４，１４ａ，１４ｂ，１４c，１４ｄ，１１４ バスバーｎ電極、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 太陽電池セル、１０９ 反射防止膜。   1,101 Silicon substrate, 2 p-type paste material, 3 n-type paste material, 4 diffusion prevention film, 5,105 n + layer, 6,106 p + layer, 8 texture structure, 9,10 passivation film, 11,111 Finger p electrode, 12, 112 Finger n electrode, 13, 13a, 13b, 13c, 13d, 113 Bus bar p electrode, 14, 14a, 14b, 14c, 14d, 114 Bus bar n electrode, 50a, 50b, 50c, 50d Solar cell Cell, 109 Antireflection film.

Claims (6)

半導体基板の受光面の反対側にある裏面にｐ+層とｎ+層とが形成されている太陽電池セルであって、前記ｐ+層および前記ｎ+層上にフィンガー電極が形成されており、前記フィンガー電極に交差するバスバー電極の少なくとも１本が前記太陽電池セルの裏面の内部に形成されていることを特徴とする、太陽電池セル。   A solar cell in which a p + layer and an n + layer are formed on a back surface opposite to a light receiving surface of a semiconductor substrate, and finger electrodes are formed on the p + layer and the n + layer. A solar battery cell, wherein at least one bus bar electrode intersecting the finger electrode is formed inside the back surface of the solar battery cell. 前記ｐ+層と前記ｎ+層とが前記半導体基板の裏面に沿って交互に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池セル。   The solar cell according to claim 1, wherein the p + layer and the n + layer are alternately formed along the back surface of the semiconductor substrate. 前記ｐ+層および前記ｎ+層が複数形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池セル。   The solar cell according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the p + layer and the n + layer are formed. 前記フィンガー電極の長さが、前記太陽電池セルの裏面の前記フィンガー電極の長手方向における長さの１／２以下であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池セル。   The length of the said finger electrode is 1/2 or less of the length in the longitudinal direction of the said finger electrode of the back surface of the said photovoltaic cell, The solar cell in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. cell. 半導体基板の受光面の反対側にある裏面にｐ+層とｎ+層とが形成されている太陽電池セルが複数組み合わされてなる太陽電池モジュールであって、前記ｐ+層および前記ｎ+層上にフィンガー電極が形成され、前記フィンガー電極に交差するバスバー電極の少なくとも１本が前記太陽電池モジュールの裏面の内部に形成されていることを特徴とする、太陽電池モジュール。   A solar cell module comprising a plurality of solar cells each having a p + layer and an n + layer formed on the back surface opposite to the light receiving surface of a semiconductor substrate, wherein the p + layer and the n + layer A solar cell module, wherein a finger electrode is formed thereon and at least one bus bar electrode intersecting with the finger electrode is formed inside the back surface of the solar cell module. 前記太陽電池セルのうち出力の低い太陽電池セルに配線がされていないことを特徴とする、請求項５に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 5, wherein no wiring is provided to a low-power solar cell among the solar cells.
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