JP2013161855A - Interconnector for solar battery, and solar battery cell with interconnector - Google Patents

Interconnector for solar battery, and solar battery cell with interconnector Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an interconnector having high environmental resistance.SOLUTION: An interconnector 10 for a solar battery is formed of metal knitted cloth 100 obtained by knitting metal fibers in a cloth shape, or metal woven cloth obtained by weaving metal fibers in a cloth shape.

Description

本発明は、太陽電池用インターコネクタおよびインターコネクタ付き太陽電池セルに関し、特に、人工衛星などの宇宙機器に搭載される太陽電池用インターコネクタおよびインターコネクタ付き太陽電池セルに関する。   The present invention relates to a solar cell interconnector and a solar cell with an interconnector, and more particularly to a solar cell interconnector and a solar cell with an interconnector mounted on a space device such as an artificial satellite.

太陽電池用インターコネクタは、太陽電池の用途に応じて種々の材料で形成されている。住宅用太陽電池システムなどの汎用的な太陽電池セルを接続するインターコネクタには、所定の太さおよび強度を有する銅線に半田被覆した材料が主に用いられている。   The solar cell interconnector is formed of various materials depending on the use of the solar cell. A material in which a copper wire having a predetermined thickness and strength is coated with solder is mainly used for an interconnector for connecting a general-purpose solar battery cell such as a residential solar battery system.

人工衛星を代表とする宇宙機器に搭載される太陽電池セルを接続するインターコネクタには、非常に厳しい耐環境性の要求に応えるため、箔状で所定の形状を有して銀などを主成分とする材料が主に用いられている。   In order to meet the extremely demanding environmental resistance requirements, the interconnector that connects solar cells mounted in space equipment typified by artificial satellites has a predetermined shape in the form of foil and is mainly composed of silver. The following materials are mainly used.

宇宙機器に搭載される太陽電池セルを接続するインターコネクタを開示した先行文献として、特開平６−１９６７４４号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載されたインターコネクタにおいては、銀などの耐候性の高い材料を薄い箔状にして用いることでその重量を低減し、かつ、形状を工夫することで熱振動などによるストレスを緩和して、厳しい環境に耐えられる高い信頼性を獲得している。   Japanese Patent Laid-Open No. 6-196744 (Patent Document 1) is a prior art document that discloses an interconnector for connecting solar cells mounted on space equipment. In the interconnector described in Patent Document 1, the weight is reduced by using a highly weather-resistant material such as silver in the form of a thin foil, and the stress due to thermal vibration is alleviated by devising the shape. In this way, we have acquired high reliability that can withstand harsh environments.

特開平６−１９６７４４号公報JP-A-6-196744

近年、宇宙利用目的の多様化によって人工衛星などの宇宙用機器に要求される性能はさらに厳しくなってきている。それに伴い、宇宙用機器の搭載部品に求められる耐環境性能も同様に厳しくなってきている。   In recent years, performance required for space equipment such as artificial satellites has become more severe due to diversification of space utilization purposes. Along with this, the environmental resistance required for components mounted on space equipment has also become severe.

太陽電池セルの電極に接続されたインターコネクタは、太陽電池セルから電力を取り出す配線の役割を担っている。そのため、インターコネクタは、半導体または金属など種類の異なる材料からなる電極間で、環境温度変化のサイクルおよび物理的な振動によるストレスに耐えて、太陽電池セルと太陽電池セルと間、または、太陽電池セルと外部配線との間の電気的な接続を維持できなければならない。   The interconnector connected to the electrode of the solar battery cell serves as a wiring for extracting power from the solar battery cell. For this reason, the interconnector can withstand stress due to environmental temperature change cycles and physical vibration between electrodes made of different types of materials such as semiconductors or metals, or between solar cells or solar cells. It must be possible to maintain an electrical connection between the cell and the external wiring.

一般的な人工衛星用の太陽電池セルは、インターコネクタなどにより直列に複数接続された後、アルミニウム製の基板上にシリコーン系の樹脂を介して貼り付けられる。太陽電池セルの主材料である半導体と、アルミニウム製の基板またはシリコーン系の樹脂とは、熱膨張係数に差を有するため、環境温度の変化によって太陽電池セル同士の間隔などが変化する。   A plurality of solar cells for a general artificial satellite are connected in series by an interconnector or the like, and then attached to an aluminum substrate via a silicone resin. Since the semiconductor, which is the main material of the solar battery cell, and the aluminum substrate or the silicone resin have a difference in thermal expansion coefficient, the distance between the solar battery cells changes due to a change in environmental temperature.

よって、環境温度変化が繰り返された場合、太陽電池セル間を繋いでいるインターコネクタは、接続している太陽電池セルに引っ張られる形で伸び縮みを繰り返す。環境温度の変化量が大きくなる、または、環境温度変化のサイクル数が多くなるなど環境条件が厳しくなってくると、インターコネクタにかかるストレスが増加する。その結果、接続している太陽電池セルとの接合部などにおける剥離、または、インターコネクタ自身の破損などが生じやすくなる。   Therefore, when an environmental temperature change is repeated, the interconnector that connects the solar cells repeatedly expands and contracts in a manner that the interconnector is pulled by the connected solar cells. When the environmental conditions become severe, such as when the amount of change in environmental temperature increases or the number of cycles of environmental temperature change increases, the stress applied to the interconnector increases. As a result, peeling at the junction with the connected solar battery cells or damage to the interconnector itself is likely to occur.

このような現象に対して、製造プロセスの面からインターコネクタの耐環境性を向上することは難しい。たとえば、インターコネクタと太陽電池セルとが溶接で接続されている場合、溶接箇所の強度を上げるために溶接プロセスで投入する電力を上げていくと、その大きな電力の制御が難しくなって製造工程の安定性が失われる。そのため、製造プロセスでの改良を、インターコネクタの耐環境性を向上する方法として採用することができなかった。   For such a phenomenon, it is difficult to improve the environmental resistance of the interconnector from the viewpoint of the manufacturing process. For example, when the interconnector and solar cells are connected by welding, if the power input in the welding process is increased to increase the strength of the welded part, the control of the large power becomes difficult and the manufacturing process becomes difficult. Stability is lost. Therefore, the improvement in the manufacturing process could not be employed as a method for improving the environmental resistance of the interconnector.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、高い耐環境性を有する太陽電池用インターコネクタおよびインターコネクタ付き太陽電池セルを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said problem, Comprising: It aims at providing the solar cell interconnector and solar cell with an interconnector which have high environmental resistance.

本発明に基づく太陽電池用インターコネクタは、金属繊維を布状に編んだ金属編布、または、金属繊維を布状に織った金属織布から形成されている。   The solar cell interconnector according to the present invention is formed from a metal knitted fabric in which metal fibers are knitted into a cloth shape, or a metal woven fabric in which metal fibers are woven into a cloth shape.

本発明の一形態においては、金属編布または金属織布は、表面に金属被覆が施されている。   In one embodiment of the present invention, the metal knitted fabric or metal woven fabric has a metal coating on the surface.

本発明の一形態においては、太陽電池用インターコネクタは、金属編布または金属織布から切り出されて形成されている。周端部に位置する金属繊維の切断部において、互いに隣接する金属繊維同士が溶着されている。   In one embodiment of the present invention, the solar cell interconnector is formed by cutting out from a metal knitted fabric or a metal woven fabric. The metal fibers adjacent to each other are welded to each other at the cut portion of the metal fibers located at the peripheral end.

本発明の一形態においては、金属繊維が金または銀を含む。
本発明の一形態においては、金属織布が綾織物である。 In one form of the invention, the metal fibers comprise gold or silver.
In one embodiment of the present invention, the metal woven fabric is a twill fabric.

本発明の一形態においては、金属編布がリブ編物である。
本発明に基づくインターコネクタ付き太陽電池セルは、上記のいずれかに記載の太陽電池用インターコネクタと、電極を有する太陽電池セルとを備える。太陽電池用インターコネクタは溶接により上記電極に接続されている。 In one embodiment of the present invention, the metal knitted fabric is a rib knitted fabric.
The photovoltaic cell with an interconnector based on this invention is equipped with the interconnector for solar cells in any one of said, and the photovoltaic cell which has an electrode. The solar cell interconnector is connected to the electrode by welding.

本発明によれば、高い耐環境性を有するインターコネクタを得ることができる。   According to the present invention, an interconnector having high environmental resistance can be obtained.

本発明の実施形態１に係る太陽電池用インターコネクタを、金属繊維を布状に織った金属織布から切り出して形成する状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which cuts out and forms the interconnector for solar cells which concerns on Embodiment 1 of this invention from the metal woven fabric which woven the metal fiber in the cloth form. 図１のＩＩ部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the II section of FIG. 本発明の実施形態１に係るインターコネクタ付き太陽電池セルの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the photovoltaic cell with an interconnector which concerns on Embodiment 1 of this invention. 同実施形態に係る太陽電池セルの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the photovoltaic cell concerning the embodiment. 本発明の実施形態２に係る太陽電池用インターコネクタを、金属繊維を布状に編んだ金属編布から切り出して形成する状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which cuts out and forms the interconnector for solar cells which concerns on Embodiment 2 of this invention from the metal knitted fabric which knitted the metal fiber in the cloth form. 図５のＶＩ部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the VI section of FIG. 本発明の実施形態２に係るインターコネクタ付き太陽電池セルの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the photovoltaic cell with an interconnector which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明の実施形態１に係る太陽電池用インターコネクタおよびインターコネクタ付き太陽電池セルについて説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, the solar cell interconnector and the solar cell with the interconnector according to Embodiment 1 of the present invention will be described. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る太陽電池用インターコネクタを、金属繊維を布状に織った金属織布から切り出して形成する状態を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ部を拡大して示す図である。図３は、本発明の実施形態１に係るインターコネクタ付き太陽電池セルの構成を示す平面図である。図４は、本実施形態に係る太陽電池セルの構成を示す平面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing a state in which the solar cell interconnector according to Embodiment 1 of the present invention is cut out from a metal woven fabric in which metal fibers are woven into a cloth shape. FIG. 2 is an enlarged view showing a portion II in FIG. FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a solar battery cell with an interconnector according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the solar battery cell according to the present embodiment.

図１，２に示すように、本発明の実施形態１に係る太陽電池用インターコネクタ１０は、金属繊維を布状に織った金属織布１００から切り出して形成されている。金属織布１００は、図１，２に示す矢印１１０で示す方向に向かって織られている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the solar cell interconnector 10 according to Embodiment 1 of the present invention is formed by cutting out a metal woven fabric 100 in which metal fibers are woven into a cloth shape. The metal woven fabric 100 is woven in the direction indicated by the arrow 110 shown in FIGS.

本実施形態においては、金属織布１００は、図２で示すように、金属繊維束１２０と金属繊維束１３０とが綾織された綾織物である。金属繊維束１２０および金属繊維束１３０の各々は、約１０μｍの太さの銀線を５本束ねて構成されている。ただし、金属繊維束１２０および金属繊維束１３０の構成はこれに限られず、たとえば金線を複数本束ねて構成してもよい。   In the present embodiment, the metal woven fabric 100 is a twill fabric in which a metal fiber bundle 120 and a metal fiber bundle 130 are twilled as shown in FIG. Each of the metal fiber bundle 120 and the metal fiber bundle 130 is configured by bundling five silver wires having a thickness of about 10 μm. However, the configuration of the metal fiber bundle 120 and the metal fiber bundle 130 is not limited to this, and for example, a plurality of gold wires may be bundled.

本実施形態においては、金属織布１００は、表面に金属被覆が施されている。具体的には、金属織布１００に銀メッキを行なって、たとえば、厚さが２μｍ以上５μｍ以下のメッキ膜を形成している。これにより、金属繊維と金属繊維との接触部をメッキ膜で固定することができるため、太陽電池用インターコネクタ１０の物理的特性を安定させることができる。具体的には、金属繊維の偏りを抑制できる。   In the present embodiment, the metal woven fabric 100 has a metal coating on the surface. Specifically, silver plating is performed on the metal woven fabric 100 to form, for example, a plating film having a thickness of 2 μm to 5 μm. Thereby, since the contact part of a metal fiber and a metal fiber can be fixed with a plating film, the physical characteristic of the interconnector 10 for solar cells can be stabilized. Specifically, the bias of the metal fibers can be suppressed.

太陽電池用インターコネクタ１０を金属織布１００から切り出す際は、金属織布１００の織り進む方向である矢印１１０で示す方向に対して角度θ1で交差する方向が長手方向となるように金属織布１００を切断する。角度θ1は、たとえば、４５°である。太陽電池用インターコネクタ１０の形状は、たとえば、幅３ｍｍ、長さ１０ｍｍの矩形状である。 When the solar cell interconnector 10 is cut out from the metal woven fabric 100, the metal woven is so formed that the direction intersecting at an angle θ 1 with respect to the direction indicated by the arrow 110, which is the direction in which the metal woven fabric 100 advances, is the longitudinal direction. The cloth 100 is cut. The angle θ 1 is, for example, 45 °. The shape of the solar cell interconnector 10 is, for example, a rectangular shape having a width of 3 mm and a length of 10 mm.

本実施形態においては、高温に熱した切断歯によって金属織布１００を切断している。そのため、太陽電池用インターコネクタ１０の周端部に位置する金属繊維の切断部において、互いに隣接する金属繊維同士が溶着されている。このようにすることにより、切断部における金属繊維の位置を安定させられるとともに、切断部から金属繊維がほつれることを防止できる。   In this embodiment, the metal woven fabric 100 is cut by cutting teeth heated to a high temperature. Therefore, the metal fibers adjacent to each other are welded to each other at the cut portion of the metal fibers located at the peripheral end portion of the solar cell interconnector 10. By doing in this way, while being able to stabilize the position of the metal fiber in a cutting part, it can prevent that a metal fiber frays from a cutting part.

ただし、太陽電池用インターコネクタ１０を金属織布１００から切り出す方法は上記に限られず、たとえば、切断歯の両側面に沿うように隣接する圧着部を有する切断装置を用いて金属織布１００を切断してもよい。この場合、太陽電池用インターコネクタ１０の周端部に位置する金属繊維の切断部において、互いに隣接する金属繊維同士を圧着させることができる。この場合にも、切断部における金属繊維の位置を安定させられるとともに、切断部から金属繊維がほつれることを防止できる。   However, the method of cutting out the solar cell interconnector 10 from the metal woven fabric 100 is not limited to the above. For example, the metal woven fabric 100 is cut using a cutting device having adjacent crimping portions along both side surfaces of the cutting teeth. May be. In this case, the metal fibers adjacent to each other can be crimped to each other at the cut portion of the metal fibers located at the peripheral end of the solar cell interconnector 10. Also in this case, the position of the metal fiber in the cut portion can be stabilized and the metal fiber can be prevented from fraying from the cut portion.

上記の太陽電池用インターコネクタ１０を複数用いて、複数の太陽電池セルを直列または並列に電気的および物理的に接続する。   A plurality of solar cell interconnectors 10 are used to electrically and physically connect a plurality of solar cells in series or in parallel.

図３，４に示すように、太陽電池セル３０は、基材と、基材の表面上に形成された複数のグリッド電極３１およびバスバー電極３２とを含む。また、太陽電池セル３０は、基材の裏面全体に形成されている図示しない裏面電極を含む。   As shown in FIGS. 3 and 4, solar cell 30 includes a base material and a plurality of grid electrodes 31 and bus bar electrodes 32 formed on the surface of the base material. Moreover, the photovoltaic cell 30 contains the back surface electrode which is not illustrated currently formed in the whole back surface of a base material.

複数のグリッド電極３１は、互いに間隔を置いて平行に配置されている。バスバー電極３２は、複数のグリッド電極３１の並ぶ方向に延在して、全てのグリッド電極３１と接続されている。また、バスバー電極３２は、太陽電池用インターコネクタ１０との接続用の幅広部を有している。   The plurality of grid electrodes 31 are arranged in parallel at intervals. The bus bar electrode 32 extends in the direction in which the plurality of grid electrodes 31 are arranged, and is connected to all the grid electrodes 31. The bus bar electrode 32 has a wide portion for connection to the solar cell interconnector 10.

図３に示すように、太陽電池用インターコネクタ１０の長手方向の一端がバスバー電極３２の幅広部と接続されている。太陽電池用インターコネクタ１０の長手方向の他端が裏面電極と接続されている。具体的には、太陽電池用インターコネクタ１０とバスバー電極３２および裏面電極とは、溶接により接続されている。   As shown in FIG. 3, one end in the longitudinal direction of the solar cell interconnector 10 is connected to the wide portion of the bus bar electrode 32. The other end in the longitudinal direction of the solar cell interconnector 10 is connected to the back electrode. Specifically, the solar cell interconnector 10, the bus bar electrode 32, and the back electrode are connected by welding.

溶接方法としては、パラレルギャップ溶接または超音波溶接などの任意の溶接プロセスを採用することができる。溶接によって、太陽電池用インターコネクタ１０を構成している複数の金属繊維の一部が太陽電池セル３０の電極と溶着され、太陽電池用インターコネクタ１０と太陽電池セル３０とが物理的にも電気的にも接続される。その結果、インターコネクタ付き太陽電池セル４０が形成される。   As a welding method, any welding process such as parallel gap welding or ultrasonic welding can be adopted. By welding, some of the plurality of metal fibers constituting the solar cell interconnector 10 are welded to the electrodes of the solar cell 30, so that the solar cell interconnector 10 and the solar cell 30 are also physically electrically connected. Connected. As a result, the solar cell 40 with an interconnector is formed.

図３に示すように、複数のインターコネクタ付き太陽電池セル４０が相互に接続されることにより、太陽電池ストリングが形成される。太陽電池ストリングを樹脂で封止することにより太陽電池モジュールが形成される。   As shown in FIG. 3, a plurality of solar cells 40 with interconnectors are connected to each other to form a solar cell string. A solar cell module is formed by sealing the solar cell string with resin.

上記の太陽電池用インターコネクタ１０を構成する金属繊維単体の引張強度は、従来の箔状のインターコネクタの引張強度に比較して低い。しかし、複数の金属繊維を束にして織り込むことにより、箔状のインターコネクタより大きな引張強度を有する太陽電池用インターコネクタ１０を形成することができる。   The tensile strength of the single metal fiber constituting the solar cell interconnector 10 is lower than the tensile strength of the conventional foil-like interconnector. However, by interweaving a plurality of metal fibers in a bundle, the solar cell interconnector 10 having a higher tensile strength than the foil-like interconnector can be formed.

また、金属織布は柔軟性および伸縮性を有するため、金属織布から形成された太陽電池用インターコネクタ１０は、環境温度変化などの要因により繰り返し負荷されるストレスを緩和しつつ吸収することができる。特に、金または銀を含む金属繊維からなる金属織布は、柔軟性と引張強度とを兼ね備えるため、宇宙機器に搭載される太陽電池用インターコネクタの材料として耐環境性の面から好ましい。   In addition, since the metal woven fabric has flexibility and stretchability, the solar cell interconnector 10 formed from the metal woven fabric can absorb stress while being repeatedly relieved by factors such as environmental temperature changes. it can. In particular, a metal woven fabric made of metal fibers containing gold or silver is preferable from the viewpoint of environmental resistance as a material for an interconnector for a solar cell mounted on a space device because it has both flexibility and tensile strength.

金属織布を綾織物とすることにより、ストレスの緩和能力と引張強度とを兼ね備えた太陽電池用インターコネクタ１０を形成することができる。インターコネクタに負荷されるストレスおよびインターコネクタの電気抵抗を考慮すると、上記のように、綾織物の織り進む方向に対して４５°で交差する方向に綾織物を切断して太陽電池用インターコネクタ１０を形成することが好ましい。   By making the metal woven fabric a twill woven fabric, it is possible to form the solar cell interconnector 10 having both stress relaxation ability and tensile strength. Considering the stress applied to the interconnector and the electrical resistance of the interconnector, as described above, the interconnector 10 for the solar cell is cut by cutting the twill fabric in a direction intersecting at 45 ° with the direction in which the weave fabric is woven. Is preferably formed.

その理由は、ストレス緩和の観点から、ストレスの負荷方向と金属織布の伸縮方向とを一致させることが好ましく、金属織布１００の伸縮方向は綾織物の織り進む方向に対して４５°で交差する方向である。また、電気抵抗の観点から、電流の流れる方向と金属織布の電気抵抗が少ない方向とを一致させることが好ましいが、金属織布１００の電気抵抗は綾織物の織り進む方向に対していずれの方向においても大きな差はない。よって、この２つの要件を満たす上記の形成方法により太陽電池用インターコネクタ１０を形成することが好ましい。なお、金属織布１００の織り方は綾織に限られない。   The reason for this is that, from the viewpoint of stress relaxation, it is preferable that the stress load direction coincides with the expansion / contraction direction of the metal woven fabric, and the expansion / contraction direction of the metal woven fabric 100 intersects with the direction in which the twill woven proceeds 45 °. Direction. Further, from the viewpoint of electrical resistance, it is preferable to match the direction in which the current flows and the direction in which the metal woven fabric has a small electrical resistance. There is no significant difference in direction. Therefore, it is preferable to form the solar cell interconnector 10 by the above-described forming method that satisfies these two requirements. The weaving method of the metal woven fabric 100 is not limited to twill.

本実施形態に係るインターコネクタ付き太陽電池セル４０においては、太陽電池用インターコネクタ１０と太陽電池セル３０の電極との接合部で、複数の金属繊維が電極とそれぞれ溶着されているため、接点数を増やすことができる。   In the solar cell 40 with an interconnector according to the present embodiment, since a plurality of metal fibers are welded to the electrode at the junction between the solar cell interconnector 10 and the electrode of the solar cell 30, the number of contacts Can be increased.

そのため、太陽電池用インターコネクタ１０と太陽電池セル３０との間にストレスが負荷された場合に、各接点での破壊分離に冗長性を持たせつつ、金属繊維の柔軟性により負荷されたストレスを複数の金属繊維に分散させることができる。よって、太陽電池用インターコネクタ１０と太陽電池セル３０との接続を安定して維持することができる。   Therefore, when stress is applied between the solar cell interconnector 10 and the solar battery cell 30, the stress applied due to the flexibility of the metal fiber is provided while providing redundancy for break separation at each contact. It can be dispersed in a plurality of metal fibers. Therefore, the connection between the solar battery interconnector 10 and the solar battery cell 30 can be stably maintained.

以下、本発明の実施形態２に係る太陽電池用インターコネクタおよびインターコネクタ付き太陽電池セルについて説明する。   Hereinafter, the solar cell interconnector and the solar cell with the interconnector according to Embodiment 2 of the present invention will be described.

(実施形態２)
図５は、本発明の実施形態２に係る太陽電池用インターコネクタを、金属繊維を布状に編んだ金属編布から切り出して形成する状態を示す平面図である。図６は、図５のＶＩ部を拡大して示す図である。図７は、本発明の実施形態２に係るインターコネクタ付き太陽電池セルの構成を示す平面図である。 (Embodiment 2)
FIG. 5: is a top view which shows the state which cuts out and forms the interconnector for solar cells which concerns on Embodiment 2 of this invention from the metal knitted fabric which knit the metal fiber in the cloth form. FIG. 6 is an enlarged view of the VI part of FIG. FIG. 7: is a top view which shows the structure of the photovoltaic cell with an interconnector which concerns on Embodiment 2 of this invention.

図５，６に示すように、本発明の実施形態２に係る太陽電池用インターコネクタ２０は、金属繊維を布状に編んだ金属編布２００から切り出して形成されている。金属編布２００は、図５，６に示す矢印２１０で示す方向に向かって編まれている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the solar cell interconnector 20 according to the second embodiment of the present invention is formed by cutting out a metal knitted fabric 200 in which metal fibers are knitted into a cloth shape. The metal knitted fabric 200 is knitted in the direction indicated by the arrow 210 shown in FIGS.

本実施形態においては、金属編布２００は、図６で示すように、金属繊維束２２０と金属繊維束２３０とがリブ編されたリブ編物である。金属繊維束２２０および金属繊維束２３０の各々は、約１０μｍの太さの銀線を５本束ねて構成されている。ただし、金属繊維束２２０および金属繊維束２３０の構成はこれに限られず、たとえば金線を複数本束ねて構成してもよい。   In the present embodiment, the metal knitted fabric 200 is a rib knitted fabric in which a metal fiber bundle 220 and a metal fiber bundle 230 are rib-knitted as shown in FIG. Each of the metal fiber bundle 220 and the metal fiber bundle 230 is configured by bundling five silver wires having a thickness of about 10 μm. However, the configuration of the metal fiber bundle 220 and the metal fiber bundle 230 is not limited to this, and for example, a plurality of gold wires may be bundled.

本実施形態においては、金属編布２００は、表面に金属被覆が施されている。具体的には、金属編布２００に銀メッキを行なって、たとえば、厚さが２μｍ以上５μｍ以下のメッキ膜を形成している。これにより、金属繊維と金属繊維との接触部をメッキ膜で固定することができるため、太陽電池用インターコネクタ２０の物理的特性を安定させることができる。具体的には、金属繊維の偏りを抑制できる。   In the present embodiment, the metal knitted fabric 200 has a metal coating on the surface. Specifically, silver plating is performed on the metal knitted fabric 200 to form, for example, a plating film having a thickness of 2 μm to 5 μm. Thereby, since the contact part of a metal fiber and a metal fiber can be fixed with a plating film, the physical characteristic of the interconnector 20 for solar cells can be stabilized. Specifically, the unevenness of the metal fibers can be suppressed.

太陽電池用インターコネクタ２０を金属編布２００から切り出す際は、金属編布２００の織り進む方向である矢印２１０で示す方向に対して角度θ2で交差する方向が長手方向となるように金属編布２００を切断する。角度θ2は、たとえば、９０°である。太陽電池用インターコネクタ２０の形状は、たとえば、幅３ｍｍ、長さ１０ｍｍの矩形状である。 When the solar cell interconnector 20 is cut out from the metal knitted fabric 200, the metal knitted so that the direction intersecting at an angle θ 2 with respect to the direction indicated by the arrow 210, which is the weaving direction of the metal knitted fabric 200, is the longitudinal direction. The cloth 200 is cut. The angle θ 2 is 90 °, for example. The shape of the solar cell interconnector 20 is, for example, a rectangular shape having a width of 3 mm and a length of 10 mm.

本実施形態においては、高温に熱した切断歯によって金属編布２００を切断している。そのため、太陽電池用インターコネクタ２０の周端部に位置する金属繊維の切断部において、互いに隣接する金属繊維同士が溶着されている。このようにすることにより、切断部における金属繊維の位置を安定させられるとともに、切断部から金属繊維がほつれることを防止できる。   In the present embodiment, the metal knitted fabric 200 is cut by cutting teeth heated to a high temperature. Therefore, the metal fibers adjacent to each other are welded to each other at the cut portion of the metal fibers located at the peripheral end portion of the solar cell interconnector 20. By doing in this way, while being able to stabilize the position of the metal fiber in a cutting part, it can prevent that a metal fiber frays from a cutting part.

ただし、太陽電池用インターコネクタ２０を金属編布２００から切り出す方法は上記に限られず、たとえば、切断歯の両側面に沿うように隣接する圧着部を有する切断装置を用いて金属編布２００を切断してもよい。この場合、太陽電池用インターコネクタ２０の周端部に位置する金属繊維の切断部において、互いに隣接する金属繊維同士を圧着させることができる。この場合にも、切断部における金属繊維の位置を安定させられるとともに、切断部から金属繊維がほつれることを防止できる。   However, the method of cutting out the solar cell interconnector 20 from the metal knitted fabric 200 is not limited to the above. For example, the metal knitted fabric 200 is cut using a cutting device having adjacent crimping portions along both side surfaces of the cutting teeth. May be. In this case, the metal fibers adjacent to each other can be pressure-bonded at the cut portion of the metal fibers located at the peripheral end of the solar cell interconnector 20. Also in this case, the position of the metal fiber in the cut portion can be stabilized and the metal fiber can be prevented from fraying from the cut portion.

上記の太陽電池用インターコネクタ２０を複数用いて、複数の太陽電池セルを直列または並列に電気的および物理的に接続する。   A plurality of solar cell interconnectors 20 are used to electrically and physically connect a plurality of solar cells in series or in parallel.

図４，７に示すように、太陽電池用インターコネクタ２０の長手方向の一端がバスバー電極３２の幅広部と接続されている。太陽電池用インターコネクタ２０の長手方向の他端が裏面電極と接続されている。具体的には、太陽電池用インターコネクタ２０とバスバー電極３２および裏面電極とは、溶接により接続されている。   As shown in FIGS. 4 and 7, one end of the solar cell interconnector 20 in the longitudinal direction is connected to the wide portion of the bus bar electrode 32. The other end of the solar cell interconnector 20 in the longitudinal direction is connected to the back electrode. Specifically, the solar cell interconnector 20, the bus bar electrode 32, and the back electrode are connected by welding.

溶接方法としては、パラレルギャップ溶接または超音波溶接などの任意の溶接プロセスを採用することができる。溶接によって、太陽電池用インターコネクタ２０を構成している複数の金属繊維の一部が太陽電池セル３０の電極と溶着され、太陽電池用インターコネクタ２０と太陽電池セル３０とが物理的にも電気的にも接続される。その結果、インターコネクタ付き太陽電池セル５０が形成される。   As a welding method, any welding process such as parallel gap welding or ultrasonic welding can be adopted. By welding, a part of the plurality of metal fibers constituting the solar cell interconnector 20 is welded to the electrodes of the solar cell 30, and the solar cell interconnector 20 and the solar cell 30 are physically and electrically connected. Connected. As a result, the solar cell 50 with an interconnector is formed.

図７に示すように、複数のインターコネクタ付き太陽電池セル５０が相互に接続されることにより、太陽電池ストリングが形成される。太陽電池ストリングを樹脂で封止することにより太陽電池モジュールが形成される。   As shown in FIG. 7, a plurality of interconnector-attached solar battery cells 50 are connected to each other to form a solar battery string. A solar cell module is formed by sealing the solar cell string with resin.

上記の太陽電池用インターコネクタ２０を構成する金属繊維単体の引張強度は、従来の箔状のインターコネクタの引張強度に比較して低い。しかし、複数の金属繊維を束にして編み込むことにより、箔状のインターコネクタより大きな引張強度を有する太陽電池用インターコネクタ２０を形成することができる。   The tensile strength of a single metal fiber constituting the solar cell interconnector 20 is lower than that of a conventional foil-like interconnector. However, by interconnecting and braiding a plurality of metal fibers, the solar cell interconnector 20 having a higher tensile strength than the foil-like interconnector can be formed.

また、金属編布は柔軟性および伸縮性を有するため、金属編布から形成された太陽電池用インターコネクタ２０は、環境温度変化などの要因により繰り返し負荷されるストレスを緩和しつつ吸収することができる。特に、金または銀を含む金属繊維からなる金属編布は、柔軟性と引張強度とを兼ね備えるため、宇宙機器に搭載される太陽電池用インターコネクタの材料として好ましい。   Further, since the metal knitted fabric has flexibility and stretchability, the solar cell interconnector 20 formed from the metal knitted fabric can absorb stress that is repeatedly applied due to factors such as changes in environmental temperature. it can. In particular, a metal knitted fabric made of metal fibers containing gold or silver is preferable as a material for an interconnector for solar cells mounted on a space device because it has both flexibility and tensile strength.

金属編布をリブ編物とすることにより、ストレスの緩和能力と引張強度とを兼ね備えた太陽電池用インターコネクタ２０を形成することができる。インターコネクタに負荷されるストレスおよびインターコネクタの電気抵抗を考慮すると、上記のように、リブ編物の織り進む方向に対して９０°で交差する方向にリブ編物を切断して太陽電池用インターコネクタ２０を形成することが好ましい。   By using a metal knitted fabric as a rib knitted fabric, the solar cell interconnector 20 having both stress relaxation ability and tensile strength can be formed. In consideration of the stress applied to the interconnector and the electrical resistance of the interconnector, the rib knitted fabric is cut in a direction intersecting at 90 ° with respect to the direction in which the rib knitted fabric advances, as described above. Is preferably formed.

その理由は、ストレス緩和の観点から、ストレスの負荷方向と金属織布の伸縮方向とを一致させることが好ましく、金属編布２００の伸縮方向はリブ編物の編み進む方向に対して９０°で交差する方向である。また、電気抵抗の観点から、電流の流れる方向と金属編布の電気抵抗が少ない方向とを一致させることが好ましく、金属編布２００の電気抵抗の少ない方向はリブ編物の編み進む方向に対して９０°で交差する方向である。よって、この２つの要件を満たす上記の形成方法により太陽電池用インターコネクタ２０を形成することが耐環境性の面から好ましい。なお、金属編布２００の編み方はリブ編に限られない。   The reason is that, from the viewpoint of stress relaxation, it is preferable that the stress load direction and the expansion / contraction direction of the metal woven fabric coincide with each other, and the expansion / contraction direction of the metal knitted fabric 200 intersects with the direction in which the rib knitting proceeds at 90 ° Direction. Further, from the viewpoint of electrical resistance, it is preferable that the direction in which the current flows and the direction in which the electrical resistance of the metal knitted fabric is low match, and the direction in which the electrical resistance of the metal knitted fabric 200 is low is relative to the direction in which the rib knitting proceeds. The direction intersects at 90 °. Therefore, it is preferable from the viewpoint of environmental resistance to form the solar cell interconnector 20 by the above-described forming method that satisfies these two requirements. The knitting method of the metal knitted fabric 200 is not limited to the rib knitting.

本実施形態に係るインターコネクタ付き太陽電池セル５０においては、太陽電池用インターコネクタ２０と太陽電池セル３０の電極との接合部で、複数の金属繊維が電極とそれぞれ溶着されているため、接点数を増やすことができる。   In the solar cell 50 with an interconnector according to the present embodiment, a plurality of metal fibers are welded to the electrode at the junction between the solar cell interconnector 20 and the electrode of the solar cell 30, respectively. Can be increased.

そのため、太陽電池用インターコネクタ２０と太陽電池セル３０との間にストレスが負荷された場合に、各接点での破壊分離に冗長性を持たせつつ、金属繊維の柔軟性により負荷されたストレスを複数の金属繊維に分散させることができる。よって、太陽電池用インターコネクタ２０と太陽電池セル３０との接続を安定して維持することができる。   Therefore, when a stress is applied between the solar cell interconnector 20 and the solar battery cell 30, the stress applied by the flexibility of the metal fiber is provided while providing redundancy for the fracture separation at each contact. It can be dispersed in a plurality of metal fibers. Therefore, the connection between the solar battery interconnector 20 and the solar battery cell 30 can be stably maintained.

今回開示された実施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。   It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. 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.

１０，２０ 太陽電池用インターコネクタ、３０ 太陽電池セル、３１ グリッド電極、３２ バスバー電極、４０，５０ インターコネクタ付き太陽電池セル、１００ 金属織布、１２０，１３０，２２０，２３０ 金属繊維束、２００ 金属編布。   10,20 Solar cell interconnector, 30 solar cell, 31 grid electrode, 32 bus bar electrode, 40, 50 solar cell with interconnector, 100 metal woven fabric, 120, 130, 220, 230 metal fiber bundle, 200 metal Knitted fabric.

Claims (7)

金属繊維を布状に編んだ金属編布、または、金属繊維を布状に織った金属織布から形成された、太陽電池用インターコネクタ。   An interconnector for solar cells, formed from a metal knitted fabric in which metal fibers are knitted into a cloth or a metal woven fabric in which metal fibers are woven into a cloth. 前記金属編布または前記金属織布は、表面に金属被覆が施されている、請求項１に記載の太陽電池用インターコネクタ。   The interconnector for solar cells according to claim 1, wherein the metal knitted fabric or the metal woven fabric has a metal coating on a surface thereof. 前記金属編布または前記金属織布から切り出されて形成され、
周端部に位置する前記金属繊維の切断部において、互いに隣接する金属繊維同士が溶着されている、請求項１または２に記載の太陽電池用インターコネクタ It is formed by cutting from the metal knitted fabric or the metal woven fabric,
The interconnector for solar cells according to claim 1 or 2, wherein metal fibers adjacent to each other are welded to each other at a cut portion of the metal fibers located at a peripheral end portion. 前記金属繊維が金または銀を含む、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池用インターコネクタ。   The interconnector for solar cells according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal fiber includes gold or silver. 前記金属織布が綾織物である、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池用インターコネクタ。   The interconnector for solar cells according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal woven fabric is a twill fabric. 前記金属編布がリブ編物である、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池用インターコネクタ。   The interconnector for solar cells according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal knitted fabric is a rib knitted fabric. 請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池用インターコネクタと、
電極を有する太陽電池セルと
を備え、
前記太陽電池用インターコネクタが溶接により前記電極に接続された、インターコネクタ付き太陽電池セル。 An interconnector for solar cells according to any one of claims 1 to 6,
A solar cell having an electrode,
A solar cell with an interconnector, wherein the interconnector for solar cells is connected to the electrode by welding.
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