太阳能电池及太阳能电池的制造方法与流程

文档序号:17440533发布日期:2019-04-17 04:42阅读:178来源:国知局
太阳能电池及太阳能电池的制造方法与流程

本公开涉及太阳能电池及太阳能电池的制造方法。



背景技术:

太阳能电池中有晶体系的太阳能电池和薄膜系的太阳能电池。薄膜系的太阳能电池一般具有排列于基板上的多个太阳能电池元件被串联地电连接的结构(例如,参照日本特开2007-317858号公报的记载)。



技术实现要素:

公开一种太阳能电池及太阳能电池的制造方法。

太阳能电池的一方式具备多个太阳能电池元件、连接部和透明部。所述多个太阳能电池元件包括沿着第一方向平面地排列且相邻的第一太阳能电池元件和第二太阳能电池元件。所述连接部对所述第一太阳能电池元件与所述第二太阳能电池元件进行电连接。所述透明部位于所述连接部与所述第二太阳能电池元件之间。各所述太阳能电池元件具有第一电极层、第二电极层和位于所述第一电极层与所述第二电极层之间的半导体层。所述第一太阳能电池元件的所述第一电极层和所述第二太阳能电池元件的所述第一电极层夹着第一间隙而排列。所述第一太阳能电池元件的所述第二电极层和所述第二太阳能电池元件的所述第二电极层夹着第二间隙而排列。所述第二间隙存在于比所述第一间隙更向所述第一方向偏离的位置。所述连接部对所述第一太阳能电池元件的所述第二电极层和所述第二太阳能电池元件的所述第一电极层进行电连接。所述透明部在所述第一太阳能电池元件的所述第二电极层和所述第二太阳能电池元件的所述第一电极层之间,存在于比所述连接部更向所述第一方向偏离的位置,且透光性高于所述半导体层,所述第一电极层及所述第二电极层之中的至少一方的电极层的透光性高于所述半导体层。

太阳能电池的制造方法的一方式具有工序(a)~工序(d)。在所述工序(a)中,准备基板。在所述工序(b)中,在所述基板的表面上形成沿着第一方向平面地排列的第一层的第一电极层和第二层的第一电极层。在所述工序(c)中,在所述第一层的第一电极层及所述第二层的第一电极层上形成钙钛矿太阳能电池用的半导体区域。在所述工序(d)中,形成连接部和第二电极层。所述连接部位于所述半导体区域之中的沿着所述第一方向平面地排列的第一层的半导体层和第二层的半导体层之间的间隙,且处于与所述第二层的第一电极层电连接的状态。所述第二电极层位于所述第一层的半导体层上,且处于与所述连接部电连接的状态。在形成所述半导体区域之后,通过加热位于所述半导体区域之中的所述第二层的第一电极层上的一部分,从而提高该一部分的透光性。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的太阳能电池的一例的结构的俯视图。

图2是表示沿着图1的ii-ii线的太阳能电池的剖面的剖视图。

图3是表示太阳能电池的制造方法的一例所涉及的流程的流程图。

图4是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图5是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图6是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图7是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图8是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图9是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图10是表示制造太阳能电池的中途的状态的一例的剖视图。

图11是表示第二实施方式所涉及的太阳能电池的一例的剖面的剖视图。

图12是表示第三实施方式所涉及的太阳能电池的一例的剖面的剖视图。

图13是表示第四实施方式所涉及的太阳能电池的一例的剖面的剖视图。

图14是表示第五实施方式所涉及的太阳能电池的一例的剖面的剖视图。

图15是表示太阳能电池的一例的结构的剖视图。

具体实施方式

作为薄膜系的太阳能电池,例如如图15所示,采用在基板13上排列有多个太阳能电池元件12的太阳能电池11。在此,各太阳能电池元件12具有第一电极层12a、具有pn结或者pin结的半导体层12b以及第二电极层12c被层叠的结构。进而,在相邻的太阳能电池元件12之间,第一电极层12a与第二电极层12c被电连接,由此该相邻的太阳能电池元件12被串联地电连接。具体地说,在相邻的太阳能电池元件12之间,例如存在将第一电极层12a与第二电极层12c电连接的部分(也称为连接部)14。还有,在相邻的太阳能电池元件12之间,例如存在将第一电极层12a彼此分离的区域(也称为第一分离区域)da1及将第二电极层12c彼此分离的区域(也称为第二分离区域)da2。

然而,在连接部14与第二分离区域da2之间,可存在虽然吸收入射光但无法进行与该入射光相应的光电变换的对发电没有贡献的作为死区空间(deadspace)的一部分ds1。换句话说,死区空间会成为不利用入射光的区域。该死区空间例如是在基板13上层叠第一电极层12a、半导体层12b与第二电极层12c后通过划片(scribing)等来形成第二分离区域da2之际产生的。在此,例如将连接部14与第二分离区域da2形成于分离开的位置,使得连接部14不会通过划片等而被切削,由此可形成死区空间。

于是,本申请发明人关于薄膜系的太阳能电池,创造出了能够有效地利用入射光的技术。

关于此,以下基于附图对各种实施方式进行说明。在附图中对具有同样的结构及功能的部分赋予相同的符号,在下述说明中会省略重复说明。再有,附图是示意性地被示出的图。对图1、图2及图4~图14赋予右手系的xyz坐标系。在该xyz坐标系中,将多个太阳能电池元件2排列的方向设为+x方向,将位于相邻的太阳能电池元件2之间的第三槽部p3的长边方向设为+y方向,将与+x方向及+y方向这两者正交的方向设为+z方向。

<1.第一实施方式>

<1-1.太阳能电池>

基于图1及图2来说明第一实施方式所涉及的太阳能电池1。

如图1及图2所示,太阳能电池1例如具备基板3、多个太阳能电池元件2、连接部4和透明部5。在第一实施方式中,采用钙钛矿太阳能电池。

基板3能够起到支承多个太阳能电池元件2的作用和保护多个太阳能电池元件2的作用。在此,例如,如果基板3具有针对特定范围的波长的光的透光性,则透过了基板3的光能入射至多个太阳能电池元件2。作为基板3,例如采用具有矩形状的盘面的平板。作为基板3的原材料,例如,如果采用玻璃或者丙烯酸或者聚碳酸酯等树脂,则能实现针对特定范围的波长的光具有透光性的基板3。作为玻璃,例如可采用白板玻璃、钢化玻璃及热反射玻璃等的光透过率高的材料。本说明书中特定范围的波长的光是指太阳能电池元件2能够进行光电变换的范围的波长。

多个太阳能电池元件2沿着作为第一方向的+x方向平面地排列。在此,平面地排列意味着:各太阳能电池元件2沿着虚拟或者实际的平面存在,且沿着虚拟或者实际的平面排列多个太阳能电池元件2。在第一实施方式中,多个太阳能电池元件2在基板3上沿着基板3的表面排列。更具体地说,多个太阳能电池元件2包括在基板3上沿着第一方向(+x方向)排列的5个太阳能电池元件2。5个太阳能电池元件2例如包含在+x方向上按顺序排列着的第一太阳能电池元件21、第二太阳能电池元件22、第三太阳能电池元件23、第四太阳能电池元件24及第五太阳能电池元件25。换句话说,多个太阳能电池元件2中包含第n太阳能电池元件2n(n为1~5的自然数)。

第一实施方式中,各太阳能电池元件2具有将+y方向作为长边方向的长方形的形态。各太阳能电池元件2具有第一电极层2a、半导体层2b和第二电极层2c。在此,例如只要第一电极层2a及第二电极层2c中的至少一方的电极层,与半导体层2b相比针对特定范围的波长的光的透光性高,则在各太阳能电池元件2中入射光就能够透过第一电极层2a及第二电极层2c中的至少一方的电极层。其结果是,入射光能照射至半导体层2b。

第一电极层2a位于基板3上。换句话说,第一电极层2a相比于第二电极层2c更靠基板3的附近。第一电极层2a能够收集与光对半导体层2b的照射对应地通过光电变换而产生的电荷。在此,例如在基板3具有透光性的情况下,只要第一电极层2a相比半导体层2b针对特定范围的波长的光的透光性高,则例如特定范围的波长的光就能经由基板3与第一电极层2a而入射至半导体层2b。由此,能实现具有透光性的基板3构成作为受光面的前面的太阳能电池1。

具体地说,例如作为第一电极层2a的原材料,如果采用针对特定范围的波长的光具有透光性的透明导电性氧化物(tco:transparentconductiveoxide),则特定范围的波长的光就能经由基板3与第一电极层2a而入射至半导体层2b。透明导电性氧化物可包含例如氧化铟锡(ito:indiumtinoxide)、掺氟的氧化锡(fto:fluorine-dopedtinoxide)或者氧化锌(zno)等。

第一实施方式中,在基板3上,5个第一电极层2a按顺序平面地排列在+x方向上。在此,第m太阳能电池元件2m(m为1~4的自然数)的第一电极层2a和第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)的第一电极层2a夹着间隙(也称为第一间隙)g1地排列。例如,第一太阳能电池元件21的第一电极层2a和第二太阳能电池元件22的第一电极层2a夹着间隙(也称为第一间隙)g1地排列。各第一间隙g1具有沿着+y方向的长边方向。再有,存在以基板3为底面且以夹持第一间隙g1的两个第一电极层2a的处于相互对置的状态的两个端面作为侧面的第一槽部p1。

半导体层2b位于第一电极层2a与第二电极层2c之间。第m太阳能电池元件2m的半导体层2b架设于+x方向上的相邻的第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)之中的第一电极层2a的-x方向的端部上。例如,第一太阳能电池元件21的半导体层2b架设于+x方向上的相邻的第二太阳能电池元件22之中的第一电极层2a的-x方向的端部上。

半导体层2b具有例如将具有钙钛矿结构的半导体(也称为钙钛矿半导体)的层(钙钛矿半导体层)和空穴传输层(htl:holetransportlayer)层叠而成的结构。在半导体层2b为钙钛矿半导体的情况下,特定范围的波长的光包括可见光及红外光。

钙钛矿半导体例如可包含卤化物系有机-无机钙钛矿半导体。卤化物系有机-无机钙钛矿半导体,例如可由ch3nh3pbi3等有机钙钛矿构成。有机钙钛矿例如能通过将原料液涂敷于位于基板3上的第一电极层2a上并进行干燥来形成。在此,有机钙钛矿是具有晶体性的薄膜。此时,例如第一间隙g1也被填充原料液,通过干燥在第一间隙g1也能形成钙钛矿半导体的一部分。在此,原料液例如能通过将作为原料的卤化烷基胺和卤化铅溶解于溶剂来生成。

空穴传输层(htl)能够收集并输出空穴。作为空穴传输层(htl)的原材料,例如能采用可溶性二胺衍生物、即spiro-ometad等。

在此,例如,如果钙钛矿半导体是本征半导体(i型半导体),空穴传输层是p型半导体,构成第一电极层2a的tco是n型半导体,则能形成pin结区域。在pin结区域中,通过与光的照射相应的光电变换,能进行发电。在半导体层2b中,例如n型半导体的层也可以位于钙钛矿半导体层和第一电极层2a之间。此时,仅通过半导体层2b就能形成pin结区域。

第二电极层2c位于半导体层2b上。第二电极层2c能够收集通过与光对半导体层2b的照射相应的光电变换而产生的电荷。在此,例如,如果第二电极层2c相比于半导体层2b针对特定范围的波长的光的透光性更高,则例如从与基板3相反的一侧入射的光能透过第二电极层2c后入射至半导体层2b。由此,能实现±z方向的两面为受光面的太阳能电池1。其结果是,能有效利用针对太阳能电池1的入射光。

具体地说,例如作为第二电极层2c的原材料,如果采用针对特定范围的波长的光具有透光性的透明导电性氧化物(tco),则特定范围的波长的光可经由第二电极层2c而入射至半导体层2b。透明导电性氧化物例如可包含氧化铟锡(ito)、掺氟的氧化锡(fto)或者氧化锌(zno)等。

第一实施方式中,5个第二电极层2c按顺序平面地排列于+x方向。在此,第m太阳能电池元件2m的第二电极层2c和第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)的第二电极层2c夹着间隙(也称为第二间隙)g2排列。例如,第一太阳能电池元件21的第二电极层2c和第二太阳能电池元件22的第二电极层2c夹着间隙(第二间隙)g2排列。各第二间隙g2例如具有沿着+y方向的长边方向。再有,构成将第一电极层2a作为底面的第三槽部p3。各太阳能电池元件2中,相比于第一电极层2a,第二电极层2c更向+x方向突出。从其他观点来看,第二间隙g2存在于比第一间隙g1更向第一方向(+x方向)偏离的位置。

连接部4将多个太阳能电池元件2之中的相邻的两个太阳能电池元件2串联地电连接。在第一实施方式中,第m连接部4m将第m太阳能电池元件2m和第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)电连接。例如,第一连接部41将第一太阳能电池元件21和第二太阳能电池元件22电连接。更具体地说,第m连接部4m将第m太阳能电池元件2m的第二电极层2c和第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)的第一电极层2a电连接。例如,第一连接部41将第一太阳能电池元件21的第二电极层2c和第二太阳能电池元件22的第一电极层2a电连接。由此,能串联地电连接多个太阳能电池元件2。

再有,连接部4在+x方向上位于半导体层2b和透明部5之间。从其他观点来看,存在将半导体层2b的+x方向的端面及透明部5的-x方向的端面作为两侧面、将第一电极层2a的-z方向的面作为底面的第二槽部p2。该第二槽部p2具有沿着+y方向的长边方向。而且,例如在该第二槽部p2内填充有连接部4。

透明部5相比于半导体层2b,针对特定范围的波长的光的透光性高。透明部5例如能通过将钙钛矿半导体层的一部分被局部加热而形成。

第一实施方式中,第m透明部5m位于第m太阳能电池元件2m的第m连接部4m和第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)之间。例如,第一透明部51位于第一太阳能电池元件21的第一连接部41和第二太阳能电池元件22之间。更具体地说,第m透明部5m在第m太阳能电池元件2m的第二电极层2c和第(m+1)太阳能电池元件2(m+1)的第一电极层2a之间,存在于比第m连接部4m更向第一方向(+x方向)偏离的位置。例如,第一透明部51在第一太阳能电池元件21的第二电极层2c和第二太阳能电池元件22的第一电极层2a之间,存在于比第一连接部41更向第一方向(+x方向)偏离的位置。通过上述那样的透明部5的存在,能够减少例如虽然吸收入射光但无法进行与该入射光相应的光电变换导致对发电没有贡献的死区空间。由此,能有效地利用入射光。

然而,在第一太阳能电池元件21中,存在第一电极层2a相比于半导体层2b及第二电极层2c更向-x方向突出的部分(也称为第一突出部)2ae。在第五太阳能电池元件25中,半导体层2b及第二电极层2c相比于第一电极层2a更向+x方向突出。而且,存在相比于第一电极层2a及半导体层2b更向+x方向突出的部分(也称为第二突出部)2ce。在第一突出部2ae上电连接第一极性的输出用的第一导体w1。在第二突出部2ce上电连接第二极性的输出用的第二导体w2。在此,例如如果第一极性为负极,则第二极性就为正极。例如,如果第一极性为正极,则第二极性就成为负极。

<1-2.太阳能电池的制造方法>

接下来,基于图3~图10对太阳能电池1的制造方法进行说明。

太阳能电池1例如如图3所示,能通过按照记载的顺序执行第一工序st1~第五工序st5来制造。

例如,在第一工序st1中,如图4所示,准备基板3。作为基板3,例如采用具有针对特定范围的波长的光的透光性且具有矩形状的盘面的平板。

在第二工序st2中,在基板3的表面上,形成沿着第一方向(+x方向)平面地排列的多个第一电极层2a。

在此,首先,如图5所示,在基板3的一方的盘面上形成电极层2a0。电极层2a0例如能通过溅射或者蒸镀等来形成。电极层2a0例如可由ito、fto或者zno等透明导电性氧化物构成。此时,电极层2a0的厚度例如可设定为10nm至1000nm左右。

接下来,如图6所示,电极层2a0被分离为多个第一电极层2a。例如,通过形成多个第一槽部p1(第一间隙g1),从而形成多个第一电极层2a。由此,例如在基板3的表面上形成沿着第一方向(+x方向)平面地排列的第一层至第五层的第一电极层2a。多个第一槽部p1(第一间隙g1)例如可通过向电极层2a0之中的期望图案的区域照射激光来形成。各第一槽部p1(各第一间隙g1)可形成为长边方向为+y方向。在此,各第一槽部p1(各第一间隙g1)的宽度例如设定为30μm至300μm左右。再者,各第一电极层2a的第一方向(+x方向)上的宽度,例如设定为1mm至10mm左右。第一槽部p1(第一间隙g1)例如也可以通过划片等来形成。

第三工序st3中,如图7所示,在多个第一电极层2a上形成钙钛矿太阳能电池用的半导体区域2b0。多个第一电极层2a例如包含第一层至第五层的第一电极层2a。

半导体区域2b0例如可通过原料液的涂敷及干燥等来形成。在此,半导体区域2b0具有将包括钙钛矿半导体层与空穴传输层的多层层叠而成的结构。该情况下,例如在通过第一原料液的涂敷及干燥而形成钙钛矿半导体层后,在该钙钛矿半导体层上通过第二原料液的涂敷及干燥,可形成空穴传输层。此时,半导体区域2b0的厚度例如可设定为100nm至2000nm左右。

此时,成为半导体区域2b0也进入多个第一槽部p1(第一间隙g1)内的状态。再有,在第一实施方式中,如图8所示,半导体区域2b0被分离为多个半导体层2b。例如,通过形成多个第二槽部p2,从而形成多个半导体层2b。由此,例如在多个第一电极层2a上形成沿着第一方向(+x方向)平面地排列的第一层至第五层的半导体层2b。第一方向(+x方向)上,例如,在半导体区域2b0之中的比第m个第一槽部p1更向+x方向偏离的位置的期望图案的区域,可通过划片等来形成第m个第二槽部p2。此时,例如,第m个第二槽部p2形成为在+x方向上距第m个第一槽部p1远离了10μm至100μm左右。各第二槽部p2能形成为长边方向为+y方向。在此,各第二槽部p2的宽度例如设定为30μm至300μm左右。

在第四工序st4中,形成连接部4及第二电极层2c。

在此,首先,如图9所示,在半导体区域2b0上形成电极层2c0。在此,电极层2c0例如能通过溅射或者蒸镀等来形成。电极层2c0例如能通过ito、fto或者zno等透明导电性氧化物构成。电极层2c0的厚度例如可设定为10nm至1000nm左右。此时,成为电极层2c0进入到半导体区域2b0所涉及的各第二槽部p2的状态。由此,形成第一连接部41、第二连接部42、第三连接部43及第四连接部44。换句话说,形成位于半导体区域2b0之中的第一方向(+x方向)上的第m层的半导体层2b和第(m+1)层的半导体层2b之间的间隙(第二槽部p2)的第m连接部4m。此时,第m连接部4m处于与第(m+1)层的第一电极层2a电连接的状态。例如,第一连接部41处于与第二层的第一电极层2a电连接的状态。

接下来,如图10所示,电极层2c0被分离为多个第二电极层2c。例如,通过形成多个第三槽部p3(第二间隙g2),从而形成多个第二电极层2c。由此,例如,在沿着第一方向(+x方向)平面地排列的第一层至第五层的半导体层2b上,形成沿着第一方向(+x方向)平面地排列的第一层至第五层的第二电极层2c。具体地说,第m层的第二电极层2c位于第m层的半导体层2b上。例如,第一层的第二电极层2c位于第一层的半导体层2b上。而且,第m层的第二电极层2c处于与第m连接部4m电连接的状态。例如,第一层的第二电极层2c处于与第一连接部41电连接的状态。

在此,第m个第三槽部p3(第二间隙g2),例如在半导体区域2b0之中的比第m个第二槽部p2更向+x方向偏离的位置的期望图案的区域,能通过划片等来形成。此时,例如,第m个第三槽部p3形成为在+x方向上距第m个第二槽部p2远离了10μm至100μm左右。在此,各第三槽部p3(各第二间隙g2)的宽度,例如设定为10μm至100μm左右。由此,各第二电极层2c的第一方向(+x方向)上的宽度,例如为1mm至10mm左右。而且,第一方向(+x方向)上的第m个第三槽部p3(第二间隙g2),存在于比第一方向(+x方向)上的第m个第一间隙g1及第m连接部4m更向第一方向(+x方向)偏离的位置。此时,在第m连接部4m和第m个第三槽部p3(第二间隙g2)之间,能形成作为半导体区域2b0的死区空间的第m个一部分ds1。在此,第m层的第二电极层2c从第m层的半导体层2b之上架设至第m个一部分ds1之上。

在第五工序st5中,作为半导体区域2b0的死区空间的一部分ds1被加热,由此形成这一部分ds1中的针对特定范围的波长的光的透光性得以提高的透明部5。在此,例如,位于半导体区域2b0之中的第(m+1)层的第一电极层2a上的第m个一部分ds1被加热,由此形成该第m个一部分中的针对特定范围的波长的光的透光性相较于半导体区域2b0有提高的透明部5。一部分ds1的加热例如可通过局部的激光的照射来实现。

在此,构成一部分ds1的钙钛矿半导体,例如通过基于激光的100℃至200℃左右的比较低温的加热,带隙扩大。其结果是,钙钛矿半导体与原来的钙钛矿半导体相比,能够变化为针对特定范围的波长的光的透光性高的宽间隙半导体。这样,作为与加热对应地针对特定范围的波长的光的透光性提高的钙钛矿半导体的原材料,例如考虑ch3nh3pbi3、cspbi3及nh2chnh2pbi3等具有pb-i的键合的钙钛矿半导体。认为钙钛矿半导体的pb-i的键合因加热引起的结构变化,其状态发生变化,由此带隙升高。再有,构成一部分ds1的空穴传输层能通过针对特定范围的波长的光的透光性高的材料来构成。因此,通过小能量赋予的比较低温的加热,能使作为死区空间的一部分ds1透明化。

具体地说,具有钙钛矿型的晶体结构或者与该晶体结构类似的晶体结构的化合物,通过abx3、a2bx4、ab’x4、a’bx4的通式来表示。在此,a例如表示ch3nh3+、ch(nh2)2+、cs+等1价的阳离子。a’及b表示pb2+、sn2+等2价的阳离子。b’表示bi3+、sb3+等3价的阳离子。x表示cl-、br-、i-等1价的阴离子。

而且,这些化合物例如通过加热,产生依据于式(1)至(4)的反应式的分解。

abx3→ax+bx2···(1)

a2bx4→2ax+bx2···(2)

ab’x4→ax+b’x3···(3)

a’bx4→a’x2+bx2···(4)。

在此,在通过激光的照射而使钙钛矿半导体透明化之际,激光的输出例如设定为0.1w至1w左右。激光束的光的波长例如设定为400nm至700nm左右。激光束的光束的直径例如设定为40μm左右。激光束的扫描的速度例如设定为1200mm/秒。400nm至700nm的波长的光不会被tco吸收,而是能被钙钛矿半导体吸收。由此,能够局部地加热钙钛矿半导体。

如上所述,通过形成透明部5,从而能够减少例如虽然吸收入射光但无法进行与该入射光相应的光电变换且对发电没有贡献的死区空间。由此,能有效地利用入射光。

<1-3.第一实施方式的总结>

第一实施方式所涉及的太阳能电池1中,例如由于透明部5的存在,能够减少虽然吸收入射光但无法进行与该入射光相应的光电变换且对发电没有贡献的死区空间。由此,能有效地利用入射光。

例如,如果由于透明部5的存在而能减少死区空间,则因死区空间的存在而成为光损失的入射光的一部分能够容易地从太阳能电池1的作为非受光面的里面射出。由此,例如能实现透过光多且外观优异的透视的太阳能电池。

<2.其他实施方式>

本公开并不限于上述的第一实施方式,在不脱离本公开的主旨的范围内能够实施各种变更、改善等。

<2-1.第二实施方式>

上述第一实施方式中,例如,如图11所示,基板3也可以不是位于前面侧,而是位于背面侧。图11示出的第二实施方式所涉及的太阳能电池1a具有将图2示出的第一实施方式所涉及的太阳能电池1的上下翻转后的结构。

在此,第二实施方式所涉及的太阳能电池1a例如具备基板3。在此,多个太阳能电池元件2在基板3上沿着该基板3的表面排列。第一电极层2a位于比第二电极层2c更靠基板3的附近的位置。而且,第二电极层2c相比于半导体层2b,针对特定范围的波长的光的透光性更高。如果采用上述那样的结构,则例如在基板3的相反侧是作为受光面的前面的太阳能电池1a中,能够有效利用入射光。

<2-2.第三实施方式>

上述第一实施方式及第二实施方式中,例如也可以存在使透过透明部5的特定范围的波长的光反射后入射至半导体层2b的反射部。换句话说,在穿过夹着透明部5而存在的第一电极层2a的一部分和第二电极层2c的一部分的虚拟的直线上,也可以存在能反射透过透明部5的特定范围的波长的光的反射部。如果采用上述那样的结构,则例如透过了透明部5的光在反射部被反射后能入射至半导体层2b。此时,在反射部被反射的光在半导体层2b中能利用于光电变换中。由此,能有效利用入射光。

例如,在上述第一实施方式中,作为第二电极层2c的原材料,如果采用针对特定范围的波长的光不具有透光性的金属,则第二电极层2c能够起到作为电极层(也称为金属电极层)的作用,该电极层作为能反射透过透明部5的特定范围的波长的光的反射部。再有,例如,上述第二实施方式中,作为第一电极层2a的原材料,如果采用针对特定范围的波长的光不具有透光性的金属,则第一电极层2a能够起到作为金属电极层的作用,该金属电极层作为能反射透过透明部5的特定范围的波长的光的反射部。换句话说,考虑将第一电极层2a及第二电极层2c之中的任意一方的电极层设为能反射透过透明部5的特定范围的波长的光的金属电极层。

作为金属电极层的原材料,例如能采用铝等导电性与光的反射特性优异的金属材料。该情况下,例如透过透明部5的特定范围的波长的光的至少一部分在金属电极层的表面被反射后能入射至半导体层2b。此时,例如,在金属电极层被反射的光在半导体层2b中能被利用于光电变换中。由此,能有效地利用针对太阳能电池1、1a的入射光。还有,例如,使透过了透明部5的光反射后入射至半导体层2b的结构不会成为大规模的结构,能容易地实现。

另外,例如,在上述第一实施方式中,如果第二电极层2c相比于半导体层2b而具有针对特定范围的波长的光的较高的透光性,则也可以在作为非受光面的背面侧追加使光反射的反射部。例如,如图12所示,也可以采用追加了白色背板等通过使光漫反射而能够使光散射的反射部bs1的太阳能电池1b。此时,反射部bs1例如只要通过乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)等的密封材料6等来支承即可。根据上述那样的结构,到此为止因死区空间的存在而变成光损失的入射光的一部分会与死区空间的减少相对应地透过透明部5。而且,例如透过透明部5的光在反射部bs1被反射,从而能入射至半导体层2b。此时,在太阳能电池1之中的半导体层2b的背面侧的区域内,光被吸收。在此被吸收的光的一部分可被利用于光电变换。因此,能有效利用入射光。

此外,例如,在上述第二实施方式中,如图13所示,也可以采用基板3具有针对来自+z侧的光的照射而将光反射的部分(也称为反射部)mr1的太阳能电池1c。根据上述那样的结构,到此为止因死区空间的存在而变成光损失的入射光的一部分会与死区空间的减少相对应地透过透明部5。而且,透过透明部5的光在反射部mr1被反射,在太阳能电池1之中的半导体层2b的背面侧的区域内能被吸收。在此被吸收的入射光的一部分可被利用于光电变换。因此,能有效利用入射光。

<2-3.第四实施方式>

上述第一实施方式及第二实施方式中,例如也可以存在接受透过平面地排列的多个太阳能电池元件2的光且与多个太阳能电池元件2不同的一种以上的其他太阳能电池元件sc1。例如,如图14所示,也可以采用在穿过夹着透明部5而存在的第一电极层2a的一部分和第二电极层2c的一部分的虚拟的直线上,具备与多个太阳能电池元件2不同的一种以上的其他太阳能电池元件sc1的太阳能电池1d。此时,例如只要第一电极层2a及第二电极层2c分别与半导体层2b相比针对特定范围的波长的光的透光性更高即可。例如,只要通过针对特定范围的波长的光的透光性比半导体层2b还高的tco等原材料来构成第一电极层2a及第二电极层2c即可。

在此,例如,作为顶部单电池的多个太阳能电池元件2吸收可见光及近红外光并将这些光利用于光电变换中。此时,形成底部单电池的其他太阳能电池元件sc1例如可考虑吸收相较于近红外光波长更长的红外光并将其利用于光电变换中的结构。作为该其他太阳能电池元件sc1,例如考虑具有由硅的晶体构成的半导体层的元件。

在采用上述串联式的太阳能电池1d的情况下,例如因为透过透明部5的光可被利用于其他太阳能电池元件sc1中的光电变换中,所以能有效利用入射光并能够增加发电量。其结果,可增大变换效率。

<3.其他>

上述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式及第四实施方式中,例如,只要是在形成半导体区域2b0之后,则也可以在任意的时刻使半导体区域2b0的一部分ds1或者与该一部分ds1对应的部分通过加热而变透明。例如,在半导体区域2b0形成第三槽部p3之后,如果半导体区域2b0的一部分ds1通过加热而变透明,则不易产生构成太阳能电池元件2的半导体层2b的恶化。

上述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式及第四实施方式中,例如,也可以取代激光束的照射,通过狭缝状的红外光的照射或者被加热的导线或者刃状构件的接触等,加热半导体区域2b0的一部分ds1。

上述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式及第四实施方式中,例如,多个第二电极层2c也可以通过基于使用了掩膜等的蒸镀等图案化,以预先具有第三槽部p3(第二间隙g2)的形态来形成。在采用上述那样的结构的情况下,例如第三槽部p3(第二间隙g2)只要是将多个第二电极层2c相互分离的部件即可,可以不到达半导体区域2b0。因此,例如能省略针对电极层2c0及半导体区域2b0的划线的工序。

上述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式及第四实施方式中,例如多个半导体层2b也可以通过基于使用了掩膜等的涂敷法等图案化,以预先具有第二槽部p2的形态来形成。该情况下,能省略在形成半导体区域2b0后通过划线等来形成第二槽部p2的工序。

上述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式及第四实施方式所涉及的太阳能电池1、1a、1b、1c、1d中,例如既可以平面地排列六个以上的太阳能电池元件2,也可以平面地排列两个以上且四个以下的太阳能电池元件2。

毋庸置疑,可在并不矛盾的范围内将分别构成上述各实施方式的全部或者一部分适当组合。

符号说明

1,1a,1b,1c,1d,11太阳能电池

2,12太阳能电池元件

2a,12a第一电极层

2a0电极层

2b,12b半导体层

2b0半导体区域

2c,12c第二电极层

2c0电极层

2m第m太阳能电池元件

2n第n太阳能电池元件

3,13基板

4.14连接部

4m第m连接部

21第一太阳能电池元件

22第二太阳能电池元件

23第三太阳能电池元件

24第四太阳能电池元件

25第五太阳能电池元件

41第一连接部

42第二连接部

43第三连接部

44第四连接部

5透明部

5m第m透明部

bs1反射部

ds1一部分(死区空间)

g1第一间隙

g2第二间隙

mr1反射部

p1第一槽部

p2第二槽部

p3第三槽部

sc1其他太阳能电池元件

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