JP4467466B2 - Manufacturing method of solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は太陽電池素子同士を、インターコネクタで接続した太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell module in which solar cell elements are connected by an interconnector.

太陽電池素子の一般的な構造を図10に示す。図10(a)は太陽電池素子Sの断面の構造を示す図であり、図10(b)は、図10(a)の太陽電池素子Sを組み合わせて構成した従来の太陽電池モジュールTである。また、図10(c)は図10(b)の太陽電池モジュールTの内部構造の部分拡大図である。図9は、電極形状の一例を示す図であり、図9(a)は太陽電池素子Sの受光面側(表面)、図9(b)は太陽電池素子Sの非受光面側(裏面)である。   A general structure of the solar cell element is shown in FIG. FIG. 10A is a diagram showing a cross-sectional structure of the solar cell element S, and FIG. 10B is a conventional solar cell module T configured by combining the solar cell elements S of FIG. 10A. . Moreover, FIG.10 (c) is the elements on larger scale of the internal structure of the solar cell module T of FIG.10 (b). FIG. 9 is a diagram showing an example of the electrode shape. FIG. 9A is a light receiving surface side (front surface) of the solar cell element S, and FIG. 9B is a non-light receiving surface side (back surface) of the solar cell element S. It is.

このような太陽電池素子Sは次のようにして作製される。   Such a solar cell element S is manufactured as follows.

まず、厚み0.2mm〜0.5mm程度、大きさ100mm〜150mm角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン等からなるp型半導体の半導体基板1を準備する。そして、半導体基板1にn型を呈する拡散層2を設け、p型の半導体基板1との間にpn接合を形成する。このような拡散層2は、半導体基板1を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン(POCl)中で加熱することによって、半導体基板1の表面部全体にn型不純物であるリン原子を拡散させて、厚み0.2μm〜0.5μm程度の拡散層2として形成することができる。その後、側面部と底面部の拡散層の部分を除去する。 First, a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon or polycrystalline silicon having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm and a size of about 100 mm to 150 mm square is prepared. Then, an n-type diffusion layer 2 is provided on the semiconductor substrate 1, and a pn junction is formed between the semiconductor substrate 1 and the p-type semiconductor substrate 1. In such a diffusion layer 2, the semiconductor substrate 1 is placed in a diffusion furnace and heated in phosphorus oxychloride (POCl 3 ), whereby phosphorus atoms that are n-type impurities are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1. By diffusing, it can be formed as a diffusion layer 2 having a thickness of about 0.2 μm to 0.5 μm. Thereafter, the diffusion layer portions on the side surface portion and the bottom surface portion are removed.

太陽電池素子Sの受光面側には、例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止膜3が形成される。このような反射防止膜3は、例えばプラズマCVD法等で形成され、パッシベーション膜としての機能も有する。   On the light receiving surface side of the solar cell element S, for example, an antireflection film 3 made of a silicon nitride film is formed. Such an antireflection film 3 is formed, for example, by a plasma CVD method or the like, and also has a function as a passivation film.

そして、半導体基板1の表面に銀ペーストを、裏面にはアルミニウムペーストおよび銀ペーストを塗布して焼成することにより、表面電極4および裏面電極5を同時に形成する。   Then, the front electrode 4 and the back electrode 5 are simultaneously formed by applying and baking a silver paste on the surface of the semiconductor substrate 1 and applying an aluminum paste and a silver paste on the back surface.

図9(a)に示されるように表面電極4は表面から出力を取り出すための表面バスバー電極4aと、これに直交するように設けられた集電用の表面フィンガー電極4bとから構成される。また、図9(b)に示されるように裏面電極5は裏面から出力を取り出すための裏面バスバー電極5aと裏面集電電極5bからなる。   As shown in FIG. 9A, the surface electrode 4 is composed of a surface bus bar electrode 4a for extracting output from the surface, and a surface finger electrode 4b for current collection provided so as to be orthogonal thereto. Further, as shown in FIG. 9B, the back electrode 5 is composed of a back bus bar electrode 5a and a back collecting electrode 5b for extracting output from the back.

裏面集電電極5bは、アルミニウムペーストをスクリーン印刷法で塗布して焼き付けることによって形成され、このときに半導体基板1中にシリコンの半導体基板1に対してp型不純物元素として作用するアルミニウムが拡散して、高濃度の裏面電界領域6が形成される。この裏面電界領域6はBSF層(Back Surface Field)と呼ばれ、裏面での少数キャリア再結合を防止しキャリアの収集効率を向上させ、太陽電池特性を向上させる働きがある。また、表面バスバー電極4a、表面フィンガー電極4b、裏面バスバー電極5aは銀ペーストをスクリーン印刷法で塗布して焼成する方法によって形成される。なお、表面電極4は、反射防止膜3の電極に相当する部分をエッチング除去して形成される場合と、もしくは反射防止膜3の上から、ファイアースルーという手法によって直接形成される場合とがある。   The back surface collecting electrode 5b is formed by applying and baking an aluminum paste by a screen printing method. At this time, aluminum acting as a p-type impurity element diffuses into the semiconductor substrate 1 of silicon. Thus, the high-concentration back surface electric field region 6 is formed. This back surface electric field region 6 is called a BSF layer (Back Surface Field) and has a function of preventing minority carrier recombination on the back surface, improving carrier collection efficiency, and improving solar cell characteristics. Moreover, the front surface bus bar electrode 4a, the front surface finger electrode 4b, and the rear surface bus bar electrode 5a are formed by a method in which a silver paste is applied and baked by a screen printing method. The surface electrode 4 may be formed by etching away a portion corresponding to the electrode of the antireflection film 3 or may be formed directly from above the antireflection film 3 by a technique called fire-through. .

また、これら太陽電池素子Sの電極部には出力を外部に取り出すための配線を容易にするためや、電極の耐久性を維持するために半田が被覆される場合もあり、この半田の被覆には、ディップ法、噴流式等が採用されている。   In addition, the electrodes of these solar cell elements S may be covered with solder in order to facilitate wiring for taking out the output to the outside or to maintain the durability of the electrodes. The dip method, jet type, etc. are adopted.

太陽電池素子一枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子Sを直列接続や並列接続して、実用的な出力が取り出せるようにする必要がある。図10(b)に、一般的な太陽電池モジュールとして図10(a)に示す太陽電池素子Sを組み合わせてなる太陽電池モジュールTを示す。   Since one solar cell element generates a small electrical output, it is necessary to connect a plurality of solar cell elements S in series or in parallel so that a practical output can be taken out. FIG. 10B shows a solar cell module T obtained by combining the solar cell element S shown in FIG. 10A as a general solar cell module.

図10(b)に示すように、複数の太陽電池素子Sは、インターコネクタ27によって電気的に接続される。インターコネクタ27を太陽電池素子Sの表面バスバー電極4aと裏面バスバー電極5aの部分的、全長もしくは複数箇所をホットエアー、半田ごてなどの熱溶着等により接続し、太陽電池素子Sどうしを接続している。このインターコネクタ27としては、例えば、その表面全体に20μm〜70μm程度の半田を被覆した厚さ50μm〜500μm程度の銅箔を所定の長さに切断したものを用いる。   As shown in FIG. 10B, the plurality of solar cell elements S are electrically connected by the interconnector 27. The interconnector 27 is connected to a part of the front bus bar electrode 4a and the back bus bar electrode 5a of the solar cell element S by partial welding or hot welding such as hot air or a soldering iron to connect the solar cell elements S to each other. ing. As the interconnector 27, for example, a copper foil having a thickness of about 50 μm to 500 μm that is coated with a solder of about 20 μm to 70 μm on the entire surface is cut into a predetermined length.

その後、透光性パネル8と裏面保護材10の間にエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)などを主成分とする充填材9で気密に封入されて、太陽電池モジュールTを構成している。太陽電池モジュールTの出力は、出力配線11を経て端子ボックス12に接続されている。図10(c)に、図10(b)の太陽電池モジュールTの内部構造の部分拡大図を示す。   Thereafter, the solar cell module T is configured by being hermetically sealed between the translucent panel 8 and the back surface protective material 10 with a filler 9 mainly composed of ethylene vinyl acetate copolymer (EVA). The output of the solar cell module T is connected to the terminal box 12 via the output wiring 11. FIG. 10 (c) shows a partially enlarged view of the internal structure of the solar cell module T of FIG. 10 (b).

図10(c)に示すように、太陽電池素子S1の表面バスバー電極4aと、隣接する太陽電池素子S2の裏面バスバー電極5aとをインターコネクタ27によって接続して、複数の太陽電池素子S同士が電気的に接続されている。一般的にインターコネクタ27は厚さ0.1mm〜0.3mm程度の銅箔等の全面を半田被覆したものを用いており、このインターコネクタ27と太陽電池素子Sのバスバー電極(4a、5a)を加熱し、部分的、全長もしくは複数箇所で接続させることにより太陽電池素子Sとインターコネクタ27とを半田によって接続する。(例えば特許文献1参照)
特開平11−312820号公報
As shown in FIG.10 (c), the front surface bus-bar electrode 4a of solar cell element S1 and the back surface bus-bar electrode 5a of adjacent solar cell element S2 are connected by the interconnector 27, and several solar cell elements S are mutually connected. Electrically connected. In general, the interconnector 27 is made of a copper foil having a thickness of about 0.1 mm to 0.3 mm that is entirely coated with solder. The interconnector 27 and the bus bar electrode (4a, 5a) of the solar cell element S are used. The solar cell element S and the interconnector 27 are connected by soldering by heating and partially or full length or by connecting at a plurality of locations. (For example, see Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 11-312820

上述したように、一般的な太陽電池素子Sのバスバー電極4とインターコネクタ27をホットエアー、半田ごてなどの熱溶着によって接続している。その後、インターコネクタ27と接続された太陽電池素子Sを室温下に置かれた取り出しカセット等に収納される。   As described above, the bus bar electrode 4 of the general solar cell element S and the interconnector 27 are connected by hot welding such as hot air or a soldering iron. Thereafter, the solar cell element S connected to the interconnector 27 is stored in a take-out cassette or the like placed at room temperature.

このように、太陽電池素子Sを半田溶融後すぐに室温下へ置いた場合、太陽電池素子Sのバスバー電極4付近では、太陽電池素子Sの端部と比較して急激に太陽電池素子Sの温度が低下する。この太陽電池素子Sの熱履歴の差異によって特に温度変化の大きいバスバー電極4a、5a付近に熱応力が集中し、太陽電池素子Sに反りや歪みが発生する。その結果、太陽電池素子Sに割れ、欠け、クラック等が生じて、太陽電池素子Sの歩留まりが低下する問題があった。   As described above, when the solar cell element S is placed at room temperature immediately after the solder is melted, in the vicinity of the bus bar electrode 4 of the solar cell element S, the solar cell element S is drastically compared with the end of the solar cell element S. The temperature drops. Due to the difference in the thermal history of the solar cell element S, thermal stress concentrates in the vicinity of the bus bar electrodes 4a and 5a where the temperature change is particularly large, and the solar cell element S is warped and distorted. As a result, there is a problem that the solar cell element S is cracked, chipped, cracked or the like, and the yield of the solar cell element S is reduced.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池素子を室温に戻したときに発生する太陽電池素子Sの割れ、欠け、クラックを抑制し、製品歩留りを向上させる信頼性の高い太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is a reliability that improves cracking, chipping, and cracking of the solar cell element S that occurs when the solar cell element is returned to room temperature, and improves product yield. It aims at providing the manufacturing method of a high solar cell module.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子の表面に設けられ、且つ出力を外部へ取り出すためのバスバー電極と、前記バスバー電極に半田を介してインターコネクタを接合してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、前記半田を溶融する第1工程と、前記半田の溶融温度よりも低く室温よりも高い雰囲気温度で、前記太陽電池素子を所定時間保持する第2工程と、を有するようにした。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a solar cell module according to claim 1 of the present invention includes a bus bar electrode provided on the surface of a solar cell element for taking out output to the outside, and soldering to the bus bar electrode. A method of manufacturing a solar cell module in which an interconnector is joined via a first step of melting the solder, and the solar cell element at an ambient temperature lower than the melting temperature of the solder and higher than room temperature The second step of holding for a predetermined time.

本発明の請求項2に係る太陽電池モジュールの製造方法は、請求項1に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記半田は、鉛フリー半田であるようにした。   The method for manufacturing a solar cell module according to claim 2 of the present invention is the method for manufacturing the solar cell module according to claim 1, wherein the solder is lead-free solder.

本発明の請求項3に係る太陽電池モジュールの製造方法は、請求項1又は請求項2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記半田を溶融した後、前記半田の溶融温度よりも低い雰囲気温度で、前記バスバー電極を前記太陽電池素子方向へ押圧するようにした。   A method for manufacturing a solar cell module according to claim 3 of the present invention is the method for manufacturing a solar cell module according to claim 1 or 2, wherein after the solder is melted, the melting temperature of the solder is exceeded. The bus bar electrode was pressed toward the solar cell element at a low ambient temperature.

本発明の請求項4に係る太陽電池モジュールの製造方法は、請求項3に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記半田の雰囲気温度は、室温よりも高いようにした。   A method for manufacturing a solar cell module according to claim 4 of the present invention is the method for manufacturing a solar cell module according to claim 3, wherein the ambient temperature of the solder is higher than room temperature.

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子の表面に設けられ、且つ出力を外部へ取り出すためのバスバー電極と、前記バスバー電極に半田を介してインターコネクタを接合してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、前記半田を溶融する第1工程と、前記半田の溶融温度よりも低く室温よりも高い雰囲気温度で、前記太陽電池素子を所定時間保持する第2工程と、を有するようにした。   A method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes a bus bar electrode provided on the surface of a solar cell element for taking out output to the outside, and a solar cell formed by joining an interconnector to the bus bar electrode via solder. A method for manufacturing a module, comprising: a first step of melting the solder; and a second step of holding the solar cell element for a predetermined time at an atmospheric temperature lower than the melting temperature of the solder and higher than room temperature. I did it.

この結果、太陽電池素子の熱履歴の差異を緩和し、太陽電池素子内部に生じる熱応力を抑制することができるため、太陽電池素子の割れ、欠け、クラックを防止し、歩留まりを向上させることができる。   As a result, the difference in the thermal history of the solar cell element can be relaxed and the thermal stress generated inside the solar cell element can be suppressed, so that cracking, chipping and cracking of the solar cell element can be prevented and the yield can be improved. it can.

以下、本発明の太陽電池モジュールを添付図面に基づき詳細に説明する。また、本明細書中において室温とは25℃を指すこととする。   Hereinafter, the solar cell module of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification, room temperature refers to 25 ° C.

図1(a)は、本発明の太陽電池モジュールYにかかる太陽電池素子Xの断面の構造を示す図である。また、図9は本発明に係る電極形状の一例を示す図であり、(a)は受光面側(表面)、(b)は非受光面側(裏面)である。   Fig.1 (a) is a figure which shows the structure of the cross section of the solar cell element X concerning the solar cell module Y of this invention. FIG. 9 is a diagram showing an example of the electrode shape according to the present invention, where (a) is the light receiving surface side (front surface), and (b) is the non-light receiving surface side (back surface).

図1(a)、図9において、1は半導体基板、2は拡散層、3は反射防止膜、4は表面電極、4aは表面バスバー電極、4bは表面フィンガー電極、5は裏面電極、5aは裏面バスバー電極、5bは裏面集電電極、6は裏面電界領域を示す。   In FIGS. 1A and 9, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a diffusion layer, 3 is an antireflection film, 4 is a surface electrode, 4a is a surface bus bar electrode, 4b is a surface finger electrode, 5 is a back electrode, and 5a is The back side bus bar electrodes, 5b are back side collecting electrodes, and 6 is a back side electric field region.

太陽電池素子Xの受光面側である反射防止膜3の側から光が入射すると、主にp型半導体である半導体基板1のバルク領域で吸収・光電変換されて電子−正孔対(電子キャリアおよび正孔キャリア)が生成される。この光励起起源の電子キャリアおよび正孔キャリア(光生成キャリア)によって、太陽電池素子Xの受光面側(表面)に設けられた表面電極4と、非受光面側(裏側)に設けられた裏面電極5との間に光起電力を生ずる。なお、反射防止膜3は反射防止膜となる膜の屈折率と膜厚とによって所望の光波長領域で反射率を低減させて、光生成キャリア量を増大させる役割を果たし、太陽電池素子Xの光電流密度Jscを向上させる。   When light is incident from the side of the antireflection film 3 that is the light receiving surface side of the solar cell element X, it is absorbed and photoelectrically converted in the bulk region of the semiconductor substrate 1 that is mainly a p-type semiconductor, and electron-hole pairs (electron carriers) And hole carriers). The surface electrode 4 provided on the light-receiving surface side (front surface) of the solar cell element X and the back electrode provided on the non-light-receiving surface side (back side) by the electron carrier and hole carrier (photogenerated carrier) originating from the photoexcitation. 5 generates a photovoltaic power. The antireflection film 3 serves to increase the amount of photogenerated carriers by reducing the reflectance in a desired light wavelength region depending on the refractive index and the film thickness of the film serving as the antireflection film. The photocurrent density Jsc is improved.

また、裏面電極5の裏面集電電極5bは、通常、半導体基板であるシリコンに対して、p型不純物元素として作用するアルミニウムを用いて形成されるので、シリコン基板の裏面側表層部にp領域となった裏面電界領域6を形成する。裏面電界領域6は、BSF(Back Surface Field)領域とも呼ばれ、半導体基板1の裏面近くで光生成キャリアにより再結合に起因する発電効率の低下を防ぐ。そのため半導体基板1の裏面近くで発生した光生成キャリアが、この電界によって加速される結果、電力が有効に取り出されることとなり、特に長波長の光感度が増加する。この結果、光電流密度Jscが向上し、またこの裏面電界領域6では少数キャリア(電子)密度が低減されるので、裏面電極5に接する領域でのダイオード電流量(暗電流量)を低減する働きをすることで、開放電圧Vocが向上する。 Moreover, since the back surface collecting electrode 5b of the back surface electrode 5 is normally formed using aluminum which acts as a p-type impurity element with respect to silicon which is a semiconductor substrate, p + The back surface electric field area | region 6 used as the area | region is formed. The back surface electric field region 6 is also called a BSF (Back Surface Field) region, and prevents a decrease in power generation efficiency due to recombination due to photogenerated carriers near the back surface of the semiconductor substrate 1. For this reason, photogenerated carriers generated near the back surface of the semiconductor substrate 1 are accelerated by this electric field, so that electric power is effectively extracted, and in particular, photosensitivity of a long wavelength is increased. As a result, the photocurrent density Jsc is improved, and the minority carrier (electron) density is reduced in the back surface electric field region 6, so that the diode current amount (dark current amount) in the region in contact with the back electrode 5 is reduced. As a result, the open circuit voltage Voc is improved.

図2に本発明に係る太陽電池素子Xの接続方法を示す。図2において、X1、X2は太陽電池素子、4aは表面バスバー電極、4bはフィンガー電極、7はインターコネクタである。図2に示すように受光面側(表面)及び/又は非受光面側(裏面)に出力を取り出すためのバスバー電極(4a、5a)が設けられた太陽電池素子同士を直列に接続する場合には、第1太陽電池素子X1の受光面側のバスバー電極4aと、略同一平面上に間隙を空けて配置された第2太陽電池素子X2の非受光面側のバスバー電極5aと、をインターコネクタ7により電気的に接続し、図1(b)に示す太陽電池モジュールYとしている。   FIG. 2 shows a method for connecting solar cell elements X according to the present invention. In FIG. 2, X1 and X2 are solar cell elements, 4a is a surface bus bar electrode, 4b is a finger electrode, and 7 is an interconnector. As shown in FIG. 2, when solar cell elements provided with bus bar electrodes (4a, 5a) for taking out outputs on the light receiving surface side (front surface) and / or the non-light receiving surface side (back surface) are connected in series. The interconnector includes a bus bar electrode 4a on the light receiving surface side of the first solar cell element X1 and a bus bar electrode 5a on the non-light receiving surface side of the second solar cell element X2 arranged with a gap on substantially the same plane. 7 is electrically connected to form a solar cell module Y shown in FIG.

次に、本発明に係る太陽電池モジュールYの製造工程を説明する。まず、単結晶シリコンや多結晶シリコン等からなるp型の半導体基板1を準備する。この半導体基板1は、ボロン(B)などの一導電型半導体不純物を1×1016atoms/cm〜1×1018atoms/cm程度含有し、比抵抗0.2Ω・cm〜2.0Ω・cm程度の基板である。単結晶シリコン基板の場合は引き上げ法などによって形成され、多結晶シリコン基板の場合は鋳造法などによって形成される。多結晶シリコン基板は、大量生産が可能であり、製造コスト面で単結晶シリコン基板よりも有利である。引き上げ法や鋳造法によって形成されたインゴットを10cm×10cmまたは15cm×15cm等、適当な大きさに切断して500μm以下、より好ましくは300μm以下の厚みにスライスして半導体基板1とする。 Next, the manufacturing process of the solar cell module Y according to the present invention will be described. First, a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or the like is prepared. The semiconductor substrate 1 contains about 1 × 10 16 atoms / cm 3 to 1 × 10 18 atoms / cm 3 of one conductivity type semiconductor impurity such as boron (B), and has a specific resistance of 0.2Ω · cm to 2.0Ω. -It is a substrate of about cm. A single crystal silicon substrate is formed by a pulling method or the like, and a polycrystalline silicon substrate is formed by a casting method or the like. The polycrystalline silicon substrate can be mass-produced and is more advantageous than the single crystal silicon substrate in terms of manufacturing cost. An ingot formed by a pulling method or a casting method is cut into an appropriate size such as 10 cm × 10 cm or 15 cm × 15 cm, and sliced to a thickness of 500 μm or less, more preferably 300 μm or less to obtain a semiconductor substrate 1.

その後、基板の切断面を清浄化するために表面をNaOHやKOHあるいは、フッ酸やフッ硝酸などでごく微量エッチングする。   Thereafter, a very small amount of the surface is etched with NaOH, KOH, hydrofluoric acid, or hydrofluoric acid in order to clean the cut surface of the substrate.

さらに、光を有効に基板内に取り込むためにドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、半導体基板の受光面側となる表面に微小な突起を形成するのが望ましい。   Further, it is desirable to form minute protrusions on the surface on the light receiving surface side of the semiconductor substrate by using a dry etching method or a wet etching method in order to effectively take light into the substrate.

次に、半導体基板1を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リンなどの不純物元素を含むガス中で熱処理することによって、半導体基板1の表面部分にリン原子を拡散させてシート抵抗が30Ω/□〜300Ω/□程度、厚みが0.2μm〜0.5μm程度のn型の導電型を呈する拡散層2を形成する。   Next, the semiconductor substrate 1 is placed in a diffusion furnace and heat-treated in a gas containing an impurity element such as phosphorus oxychloride, whereby phosphorus atoms are diffused into the surface portion of the semiconductor substrate 1 and the sheet resistance is 30Ω / A diffusion layer 2 exhibiting an n-type conductivity having a thickness of about □ to 300Ω / □ and a thickness of about 0.2 μm to 0.5 μm is formed.

そして、半導体基板1の表面側のみにn型拡散層2を残して他の部分を除去した後、純水で洗浄する。この半導体基板1の表面側以外のn型拡散層2の除去は、例えば半導体基板1の表面側にレジスト膜を塗布し、フッ酸と硝酸の混合液を用いてエッチング除去した後、レジスト膜を除去することなどにより行う。   Then, the n-type diffusion layer 2 is left only on the surface side of the semiconductor substrate 1 and other portions are removed, followed by washing with pure water. The removal of the n-type diffusion layer 2 other than the surface side of the semiconductor substrate 1 is performed by, for example, applying a resist film on the surface side of the semiconductor substrate 1 and etching and removing it using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid. This is done by removing it.

さらに、半導体基板1の表面側に反射防止膜3を形成する。この反射防止膜3は例えば窒化シリコン膜などから成り、例えばシランとアンモニアとの混合ガスをグロー放電分解でプラズマ化させて堆積させるプラズマCVD法などで形成される。この反射防止膜3は、半導体基板1との屈折率差などを考慮して、屈折率が1.8〜2.3程度になるように形成され、厚み500Å〜1000Å程度の厚みに形成される。この窒化シリコン膜は、形成の際に、パッシベーション効果があり、反射防止の機能と併せて、太陽電池の電気特性を向上させる効果がある。   Further, an antireflection film 3 is formed on the surface side of the semiconductor substrate 1. The antireflection film 3 is made of, for example, a silicon nitride film, and is formed by, for example, a plasma CVD method in which a mixed gas of silane and ammonia is plasmatized by glow discharge decomposition and deposited. This antireflection film 3 is formed so as to have a refractive index of about 1.8 to 2.3 in consideration of a refractive index difference with respect to the semiconductor substrate 1, and is formed to a thickness of about 500 to 1000 mm. . This silicon nitride film has a passivation effect when formed, and has an effect of improving the electrical characteristics of the solar cell together with an antireflection function.

そして、半導体基板1の表面に銀ペーストを、裏面にはアルミニウムペーストおよび銀ペーストを塗布して焼成することにより、表面電極4および裏面電極5を同時に形成する。   Then, the front electrode 4 and the back electrode 5 are simultaneously formed by applying and baking a silver paste on the surface of the semiconductor substrate 1 and applying an aluminum paste and a silver paste on the back surface.

図2(a)に示されるように表面電極4は表面から出力を取り出すための表面バスバー電極4aと、これに直交するように設けられた集電用の表面フィンガー電極4bとから構成される。また、裏面電極5は裏面から出力を取り出すための裏面バスバー電極5aと裏面集電電極5bからなる。   As shown in FIG. 2A, the surface electrode 4 is composed of a surface bus bar electrode 4a for taking out an output from the surface and a surface finger electrode 4b for current collection provided so as to be orthogonal thereto. The back electrode 5 includes a back bus bar electrode 5a for extracting output from the back surface and a back current collecting electrode 5b.

裏面集電電極5bはアルミニウム粉末と有機ビヒクルとガラスフリットをアルミニウム100重量部に対してそれぞれ10重量部〜30重量部、0.1重量部〜5重量部を添加してペースト状にしたアルミニウムペーストを、例えばスクリーン印刷法で塗布し、乾燥後に600℃〜800℃で1分〜30分程度焼成することにより焼き付けられる。そして、この時に半導体基板1中にアルミニウムが拡散して、裏面で発生したキャリアが再結合することを防ぐ裏面電界領域6が形成することができる。この裏面電界領域6によって、半導体基板1の裏面近くで光生成キャリアの再結合による効率の低下を防ぐ。そのため半導体基板1の裏面近くで発生した光生成キャリアが、この電界によって加速される結果、電力が有効に取り出されることとなり、特に長波長の光感度が増加する。この結果、光電流密度Jscが向上し、またこの裏面電界領域6では少数キャリア(電子)密度が低減されるので、裏面電極5に接する領域でのダイオード電流量(暗電流量)を低減する働きをすることで、開放電圧Vocが向上する。   The back surface collecting electrode 5b is an aluminum paste in which aluminum powder, organic vehicle and glass frit are added in a paste form by adding 10 to 30 parts by weight and 0.1 to 5 parts by weight, respectively, with respect to 100 parts by weight of aluminum. Is baked by applying it by, for example, a screen printing method and baking it at 600 to 800 ° C. for about 1 to 30 minutes. At this time, the back surface electric field region 6 that prevents aluminum from diffusing into the semiconductor substrate 1 and recombination of carriers generated on the back surface can be formed. The back surface electric field region 6 prevents a decrease in efficiency due to recombination of photogenerated carriers near the back surface of the semiconductor substrate 1. For this reason, photogenerated carriers generated near the back surface of the semiconductor substrate 1 are accelerated by this electric field, so that electric power is effectively extracted, and in particular, photosensitivity of a long wavelength is increased. As a result, the photocurrent density Jsc is improved, and since the minority carrier (electron) density is reduced in the back surface electric field region 6, the diode current amount (dark current amount) in the region in contact with the back electrode 5 is reduced. As a result, the open circuit voltage Voc is improved.

また、表面バスバー電極4a、表面フィンガー電極4b、裏面バスバー電極5aは、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀100重量部に対してそれぞれ10重量部〜30重量部、0.1重量部〜5重量部を添加してペースト状にした銀ペーストを、例えばスクリーン印刷法で塗布、乾燥後に600℃〜800℃で1分〜30分程度焼成することにより焼き付けられる。なお、塗布法としては、スクリーン印刷法以外の周知の方法を用いても構わない。また、表面電極4は、反射防止膜3の電極に相当する部分をエッチング除去して形成してもよいし、もしくは反射防止膜3の上から、ファイアースルーという手法によって直接形成してもよい。   The front bus bar electrode 4a, the front finger electrode 4b, and the rear bus bar electrode 5a are composed of 10 parts by weight to 30 parts by weight and 0.1 parts by weight to 5 parts by weight of silver powder, organic vehicle, and glass frit, respectively, with respect to 100 parts by weight of silver. The silver paste, which is made into a paste by adding parts by weight, is baked by, for example, screen printing, drying and baking at 600 to 800 ° C. for about 1 to 30 minutes. As a coating method, a known method other than the screen printing method may be used. The surface electrode 4 may be formed by etching away a portion corresponding to the electrode of the antireflection film 3 or may be directly formed on the antireflection film 3 by a technique called fire-through.

出力取り出し用の裏面バスバー電極5aを形成した後、裏面集電電極5bを裏面バスバー電極5aの一部を覆わないように形成する。なお、この裏面バスバー電極5aと裏面集電電極5bを形成する順番はこの逆でもよい。また、裏面電極5においては上記構造をとらず、表面電極4と同様の銀を主成分とするバスバー電極とフィンガー電極で構成された構造としてもよい。   After the back bus bar electrode 5a for output extraction is formed, the back current collecting electrode 5b is formed so as not to cover a part of the back bus bar electrode 5a. Note that the order of forming the back surface bus bar electrode 5a and the back surface collecting electrode 5b may be reversed. Further, the back electrode 5 does not have the above-described structure, and may have a structure composed of a bus bar electrode mainly composed of silver and finger electrodes similar to the front electrode 4.

太陽電池素子一枚では発生する出力が小さいため、複数の太陽電池素子をインターコネクタ7によって組み合わせて電気的に接続する必要がある。このインターコネクタとバスバー電極との接続後の工程が本発明の特徴部分であるため、後に詳細に説明する。   Since the generated output is small in one solar cell element, it is necessary to combine a plurality of solar cell elements by the interconnector 7 and connect them electrically. Since the process after the connection between the interconnector and the bus bar electrode is a characteristic part of the present invention, it will be described in detail later.

そして、図1(b)に、図1(a)の太陽電池素子Xを組み合わせて構成した太陽電池モジュールYを示す。また、図8に図1(b)で示した太陽電池モジュールの外形を示す。Xは太陽電池素子、7はインターコネクタ、8は透光性パネル、22は枠体である。図8に示すように本発明に係る太陽電池モジュールとして完成する。   FIG. 1B shows a solar cell module Y configured by combining the solar cell elements X of FIG. FIG. 8 shows the outer shape of the solar cell module shown in FIG. X is a solar cell element, 7 is an interconnector, 8 is a translucent panel, and 22 is a frame. As shown in FIG. 8, the solar cell module according to the present invention is completed.

図1(b)に示すように、複数の太陽電池素子Xは、インターコネクタ7によって電気的に接続され、透光性パネル8と裏面保護材10の間にエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)などを主成分とする充填材9で気密に封入されて、太陽電池モジュールYを構成している。また、太陽電池モジュールYの出力は、出力配線11を経て端子ボックス12に接続されている。   As shown in FIG.1 (b), the several solar cell element X is electrically connected by the interconnector 7, and an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) between the translucent panel 8 and the back surface protection material 10 is shown. A solar cell module Y is configured by being hermetically sealed with a filler 9 containing, for example, a main component. The output of the solar cell module Y is connected to the terminal box 12 via the output wiring 11.

以下に、本発明の特徴部分であるインターコネクタ7接続後の工程について詳細に説明する。まず、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の第1実施形態について説明する。図3は、本発明に係る第1工程の一例を示した側面図である。図3において、1は半導体基板、7はインターコネクタ、X1、X2は太陽電池素子、4a、5aは太陽電池素子上のバスバー電極、20は押し付け冶具、21は熱風排出口を表す。   Below, the process after the interconnector 7 connection which is the characteristic part of this invention is demonstrated in detail. First, 1st Embodiment of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on this invention is described. FIG. 3 is a side view showing an example of the first step according to the present invention. In FIG. 3, 1 is a semiconductor substrate, 7 is an interconnector, X1 and X2 are solar cell elements, 4a and 5a are bus bar electrodes on the solar cell element, 20 is a pressing jig, and 21 is a hot air outlet.

まず、本発明に係る第1工程では、バスバー電極4a、5a上へインターコネクタ7を載置した後、押し付け治具20を用いてインターコネクタ7をバスバー電極4a、5aに押しつける。このとき、押し付け冶具20は、インターコネクタ7の位置合わせのと、熱風排出口21からの熱風によりインターコネクタのばたつきを抑える役目を有している。そして、400℃〜500℃程度の熱風を半田に数秒吹き付け、インターコネクタ7とバスバー電極4a、5aの間に介在した半田を溶融させた後、押し付け冶具20を上げて第1工程を終了する。   First, in the first step according to the present invention, after the interconnector 7 is placed on the bus bar electrodes 4a, 5a, the interconnector 7 is pressed against the bus bar electrodes 4a, 5a using the pressing jig 20. At this time, the pressing jig 20 has a function of suppressing the flapping of the interconnector by the alignment of the interconnector 7 and the hot air from the hot air discharge port 21. Then, hot air of about 400 ° C. to 500 ° C. is blown onto the solder for several seconds to melt the solder interposed between the interconnector 7 and the bus bar electrodes 4a and 5a, and then the pressing jig 20 is raised to complete the first step.

このとき、インターコネクタ7としては、例えば、その表面全体に20μm〜70μm程度の半田を被覆した厚さ50μm〜400μm程度の銅箔を所定の長さに切断したものを用いることが好ましい。   At this time, as the interconnector 7, for example, it is preferable to use a copper foil having a thickness of about 50 μm to 400 μm cut to a predetermined length and covering the entire surface with a solder of about 20 μm to 70 μm.

また、予め太陽電池素子Xのバスバー電極(4a、5a)の表面には半田を被覆しておかず、インターコネクタ7に被覆されている半田を溶融させることにより、太陽電池素子Xとインターコネクタ7を接続してもよい。   Further, the surface of the bus bar electrodes (4a, 5a) of the solar cell element X is not previously coated with solder, and the solar cell element X and the interconnector 7 are connected by melting the solder coated on the interconnector 7. You may connect.

上述した第1工程を経た直後の太陽電池素子Xのバスバー電極4a、5a付近の太陽電池素子Xpの温度は200℃近傍まで上昇している。しかしながら、太陽電池素子1の端部では、熱風による温度上昇はあるものの、放熱によってバスバー電極4a、5aよりも低温となっている。そこで、この温度の不均一を緩和するために以下に示す第2工程を有するようにした。   The temperature of the solar cell element Xp in the vicinity of the bus bar electrodes 4a, 5a of the solar cell element X immediately after the first step described above has risen to around 200 ° C. However, although the temperature rises due to hot air at the end of the solar cell element 1, the temperature is lower than that of the bus bar electrodes 4a and 5a due to heat radiation. Therefore, in order to alleviate this temperature non-uniformity, the following second step is provided.

図4に本発明の第1実施形態に係る第2工程の一例を示す。図4において、インターコネクタが付いた太陽電池素子Xp、15は半田付け部、16は吸着パッド、17は搬送用ベルトコンベア、19a、19b、19c、19dは加熱部を示す(以下19a〜19dと記載する)。   FIG. 4 shows an example of the second step according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, solar cell elements Xp with interconnectors 15 and 15 are soldering parts, 16 is a suction pad, 17 is a conveyor belt for conveyance, 19a, 19b, 19c and 19d are heating parts (hereinafter referred to as 19a to 19d). To describe).

図4に示すように、半田付け部15によって第1工程を経た後に、太陽電池素子Xpは、吸着パッド16により搬送用ベルトコンベア17に乗せられる。   As shown in FIG. 4, after passing through the first step by the soldering unit 15, the solar cell element Xp is placed on the conveyor belt conveyor 17 by the suction pad 16.

ここで、搬送用ベルトコンベア17は、金属や耐熱性の樹脂等のベルトで構成されている。また搬送用ベルトコンベア17の下部には加熱部19a〜19dが配置されている。そして、加熱部19a〜19dには各々温度制御が可能なヒーターが内蔵されており、加熱部19a〜19dは、その近傍に配置された熱電対などの温度センサー(不図示)によって、自動的に設定された温度になるように、独立して制御されている。この温度センサーで得られた温度を本発明での雰囲気温度とした。   Here, the conveyor belt conveyor 17 is composed of a belt made of metal or heat-resistant resin. In addition, heating units 19 a to 19 d are arranged below the conveyor belt conveyor 17. The heaters 19a to 19d each have a built-in heater capable of controlling the temperature, and the heaters 19a to 19d are automatically detected by a temperature sensor (not shown) such as a thermocouple disposed in the vicinity thereof. It is controlled independently to reach the set temperature. The temperature obtained by this temperature sensor was used as the ambient temperature in the present invention.

ここで、インターコネクタ7の半田付けが終わった直後の太陽電池素子Xの雰囲気温度は、170℃〜200℃近傍である。ゆえに、図3中の加熱部19aは、搬送用ベルトコンベア上が140℃〜150℃程度の雰囲気温度で所定時間保持することが好ましい。加熱部19bは、搬送用ベルトコンベア上が110℃〜120℃程度の雰囲気温度になるように所定時間保持することが好ましい。さらに、加熱部19cは、搬送用ベルトコンベアの直上部が80℃〜90℃程度の雰囲気温度になるように所定時間保持し、最後の加熱部19dは、搬送用ベルトコンベア上が40℃〜50℃程度の雰囲気温度になるように所定時間保持することが好ましい。   Here, the atmospheric temperature of the solar cell element X immediately after the soldering of the interconnector 7 is finished is around 170 ° C. to 200 ° C. Therefore, it is preferable that the heating unit 19a in FIG. 3 is held for a predetermined time at an atmospheric temperature of about 140 ° C. to 150 ° C. on the conveyor belt conveyor. The heating unit 19b is preferably held for a predetermined time so that the conveying belt conveyor has an atmospheric temperature of about 110 ° C to 120 ° C. Furthermore, the heating unit 19c is held for a predetermined time so that the upper part of the conveyor belt conveyor reaches an atmospheric temperature of about 80 ° C. to 90 ° C., and the last heating unit 19d is 40 ° C. to 50 ° C. on the conveyor belt conveyor. It is preferable to hold for a predetermined time so that the ambient temperature is about 0C.

上述したように、第2工程で搬送用ベルトコンベア17に乗せられた太陽電池素子Xpは、半田付け時の太陽電池素子Xの温度よりも低く、かつ室温以上に制御された複数の加熱部19a〜19dの上を搬送用ベルトコンベア17で所定時間保持することにより、半田を熱溶着した後の太陽電池素子Xの熱履歴の差異を抑制することができ、急激な温度変化に伴い太陽電池素子Xpの内部に残留する内部応力や、反りを緩和して内部応力に起因するクラックを防止することができる。   As described above, the solar cell element Xp placed on the transfer belt conveyor 17 in the second step is lower than the temperature of the solar cell element X at the time of soldering, and is controlled to a room temperature or higher. The difference in thermal history of the solar cell element X after heat-welding the solder can be suppressed by holding the upper part of ˜19d on the conveyor belt conveyor 17 for a predetermined time. The internal stress remaining inside Xp and the warp can be alleviated and cracks caused by the internal stress can be prevented.

また、上述の搬送用ベルトコンベア17上で太陽電池素子Xpを保持した合計時間は、半田付け後に、太陽電池素子を室温で放置し50℃に至るまでの時間の2倍〜8倍であることが好ましい。2倍未満の場合は、太陽電池素子にクラックを生じるような大きな反りや歪みが発生する場合があり、8倍よりも長い時間をかけて徐冷した場合では、8倍の時間をかけた場合と大きな効果の違いは見られなかった。   Further, the total time for holding the solar cell element Xp on the above-described conveyor belt conveyor 17 is 2 to 8 times the time until the solar cell element is left at room temperature after soldering and reaches 50 ° C. Is preferred. In the case of less than 2 times, a large warp or distortion that causes a crack in the solar cell element may occur, and in the case of slow cooling over a time longer than 8 times, it takes 8 times the time. There was no significant difference in effect.

このように、本発明に係る太陽電池モジュールYの製造方法は、太陽電池素子Xの表面に設けられ、且つ出力を外部へ取り出すためのバスバー電極4a、5aと、このバスバー電極4a、5aに半田を介してインターコネクタ7を接合してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、この半田を溶融する第1工程と、この半田の溶融温度よりも低く室温よりも高い雰囲気温度で、太陽電池素子Xを所定時間保持する第2工程と、を有するようにした。   As described above, the manufacturing method of the solar cell module Y according to the present invention is provided on the surface of the solar cell element X, and the bus bar electrodes 4a and 5a for taking out the output to the outside, and the bus bar electrodes 4a and 5a are soldered. A method of manufacturing a solar cell module in which an interconnector 7 is joined via a first step of melting the solder, and a solar cell element at an ambient temperature lower than the melting temperature of the solder and higher than room temperature. A second step of holding X for a predetermined time.

この結果、太陽電池素子の熱履歴の差異を緩和し、太陽電池素子内部に生じる熱応力を抑制することができるため、太陽電池素子の割れ、欠け、クラックを防止し、歩留まりを向上させることができる。   As a result, the difference in the thermal history of the solar cell element can be relaxed and the thermal stress generated inside the solar cell element can be suppressed, so that cracking, chipping and cracking of the solar cell element can be prevented and the yield can be improved. it can.

尚、搬送用ベルトコンベア17は、太陽電池素子Xpに雰囲気温度の不均一の発生を防止するために、太陽電池上面部や側面部をトンネルのように覆う様にしても良いし、加熱部19の配置位置は下部に限定されることはなく、上部や側部に配置しても良いし、また上部、下部、側部に加熱体を組み合わせて配置しても良い。また、搬送用ベルトコンベア17の長さやスピード、加熱部19の数、各加熱部の温度設定等は、インターコネクタ7の半田付け方法や使用する半田、太陽電池素子の大きさ、半田付け速度などを考慮して、最適な値を決定すれば良い。   Note that the conveyor belt conveyor 17 may cover the solar cell upper surface portion and the side surface portion like a tunnel in order to prevent the solar cell element Xp from generating non-uniform atmosphere temperature, or the heating unit 19. The arrangement position is not limited to the lower part, and may be arranged in the upper part or the side part, or may be arranged by combining heating elements in the upper part, the lower part, or the side part. Further, the length and speed of the conveyor belt conveyor 17, the number of heating units 19, the temperature setting of each heating unit, etc., the soldering method of the interconnector 7, the solder used, the size of the solar cell element, the soldering speed, etc. The optimal value may be determined in consideration of the above.

そして、本発明に係る半田は鉛フリー半田であることが望ましい。近年、環境への配慮からSn−Cu−Ni系鉛フリー半田や、Sn−Ag−Cu系等の鉛フリー半田が使用されている。これら鉛フリー半田は、Sn−Pb系半田よりも溶融温度が高く、半田を溶融する第1工程において太陽電池素子にかかる熱量が大きいが、本発明によって太陽電池素子内部に生じる熱応力を効果的に抑制することができるため鉛フリー半田を好適に用いることができる。   The solder according to the present invention is preferably lead-free solder. In recent years, Sn-Cu-Ni-based lead-free solders and Sn-Ag-Cu-based lead-free solders have been used in consideration of the environment. These lead-free solders have a melting temperature higher than that of Sn-Pb solder, and a large amount of heat is applied to the solar cell element in the first step of melting the solder. However, the present invention effectively reduces the thermal stress generated inside the solar cell element. Therefore, lead-free solder can be preferably used.

次に、図5に本発明に係る第2実施形態を示す。図5において7はインターコネクタ、Xは太陽電池素子、17は搬送用ベルトコンベア、20は押圧用敷板、21は錘を示す。   Next, FIG. 5 shows a second embodiment according to the present invention. In FIG. 5, 7 is an interconnector, X is a solar cell element, 17 is a conveyor belt conveyor, 20 is a flooring for pressing, and 21 is a weight.

上述した第1工程を経た後、この太陽電池素子Xを図4に示す加熱部19を具備した搬送用ベルトコンベア17に移し、徐冷してもよい。図5に示すように、バスバー電極4a、5a上に押圧用敷板20を置き、半田の溶融温度よりも低い雰囲気温度で押圧用敷板20上に錘21を置いて、バスバー電極4a、5aを太陽電池素子Xpの方向に押圧しながら、太陽電池素子Xpの雰囲気温度を低下させることが望ましい。   After passing through the first step described above, the solar cell element X may be transferred to a conveyor belt conveyor 17 having a heating unit 19 shown in FIG. As shown in FIG. 5, a pressing floor plate 20 is placed on the bus bar electrodes 4a and 5a, and a weight 21 is placed on the pressing floor plate 20 at an ambient temperature lower than the melting temperature of the solder, so that the bus bar electrodes 4a and 5a are It is desirable to lower the ambient temperature of the solar cell element Xp while pressing in the direction of the battery element Xp.

太陽電池素子Xpの雰囲気温度を半田の溶融温度よりも低くしながら、バスバー電極4a、5aを太陽電池素子方向に押圧することによって、バスバー電極4a、5aの塑性変形が生じ、バスバー電極4a、5aと半導体基板1との間の接合面積を増加させることができるため、バスバー電極4a、5aと半導体基板1との接続強度が強固なものとなる。この結果、太陽電池モジュールYの信頼性を向上させることができる。   The bus bar electrodes 4a and 5a are plastically deformed by pressing the bus bar electrodes 4a and 5a toward the solar cell element while lowering the atmospheric temperature of the solar cell element Xp below the melting temperature of the solder, and the bus bar electrodes 4a and 5a Since the bonding area between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1 can be increased, the connection strength between the bus bar electrodes 4a and 5a and the semiconductor substrate 1 becomes strong. As a result, the reliability of the solar cell module Y can be improved.

また、図6に本発明に係る他の実施形態を示す。図6においてXpは太陽電池素子、7はインターコネクタ、17は搬送用ベルトコンベア、20は押圧用敷板、21は錘を示す。図6に示すように、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、必ずしもインターコネクタの上から押圧する必要はなく、バスバー電極4a、5aを半導体基板1方向へ押圧することで効果を奏するため、小型太陽電池素子に多く見られるようなインターコネクタ7がバスバー電極4a、5aを全て覆っていないような場合であっても、本発明の効果を十分に得ることができる。この結果、バスバー電極4a、5aと半導体基板1との接続強度が向上する。   FIG. 6 shows another embodiment according to the present invention. In FIG. 6, Xp is a solar cell element, 7 is an interconnector, 17 is a conveyor belt conveyor, 20 is a laying board for pressing, and 21 is a weight. As shown in FIG. 6, in the manufacturing method of the solar cell module according to the present invention, it is not always necessary to press from above the interconnector, and the effect is obtained by pressing the bus bar electrodes 4a and 5a toward the semiconductor substrate 1. The effect of the present invention can be sufficiently obtained even when the interconnector 7 as often seen in small solar cell elements does not cover all the bus bar electrodes 4a and 5a. As a result, the connection strength between the bus bar electrodes 4a and 5a and the semiconductor substrate 1 is improved.

さらに、上述した太陽電池モジュールYの製造方法では、バスバー電極4a、5aの押圧時において半田の雰囲気温度が、室温よりも高いようにした方が好ましい。   Furthermore, in the manufacturing method of the solar cell module Y described above, it is preferable that the solder ambient temperature is higher than the room temperature when the bus bar electrodes 4a and 5a are pressed.

上述の効果に加えて半田溶融温度から室温に至る間にバスバー電極4a、5aを押圧することによって、室温以下で押圧するよりもバスバー電極4a、5aの塑性変形が生じ易く、バスバー電極4a、5aと半導体基板1との間の接合面積をさらに増加させることができる。この結果、接続強度をさらに向上させることができる。   In addition to the effects described above, pressing the bus bar electrodes 4a and 5a during the period from the solder melting temperature to room temperature makes the bus bar electrodes 4a and 5a more likely to be plastically deformed than pressing at room temperature or lower. The junction area between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1 can be further increased. As a result, the connection strength can be further improved.

ここで、半田溶融温度よりも低い雰囲気温度とは、上述した第2工程で太陽電池素子Xを所定時間保持する間でももちろんよい。   Here, the ambient temperature lower than the solder melting temperature may of course be during the above-described second step while the solar cell element X is held for a predetermined time.

また、押圧用敷板20は、錘21による圧力をバスバー電極4a、5aに均一にかけるためのものであり、厚さ0.5mm〜1.0mm程度で半田が付着しないようにステンレスやアルミニウム等のインターコネクタ7と濡れ性の悪い材料で製作される。   Further, the pressing floor plate 20 is for uniformly applying pressure by the weight 21 to the bus bar electrodes 4a and 5a, and is made of stainless steel, aluminum or the like so as not to adhere solder with a thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm. Made of interconnector 7 and poor wettability material.

そして、錘21の重量は、バスバー電極4a、5aにかかる圧力が単位平方センチメートル当たり50g以上、900g以上となるようにすることが望ましい。50g未満ではインターコネクタの接続強度向上の効果が十分発生しない場合があり、また900g未満ではバスバー電極やインターコネクタの凹凸により太陽電池素子Xを構成する半導体基板自体に割れや欠け、クラックなどが発生するためである。   The weight 21 is preferably set so that the pressure applied to the bus bar electrodes 4a and 5a is 50 g or more and 900 g or more per unit square centimeter. If it is less than 50 g, the effect of improving the connection strength of the interconnector may not occur sufficiently, and if it is less than 900 g, the semiconductor substrate itself constituting the solar cell element X may be cracked, chipped or cracked due to the unevenness of the bus bar electrode or interconnector. It is to do.

さらに、図7に本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す。図7(a)は断面を示す構造図であり、図7(b)は上視図である。図7中、1は半導体基板、4aは受光面側バスバー電極、5aは非受光面側バスバー電極、23は可動式電極押し付け部である。   Furthermore, the other example of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on FIG. 7 at this invention is shown. FIG. 7A is a structural view showing a cross section, and FIG. 7B is a top view. In FIG. 7, 1 is a semiconductor substrate, 4a is a light receiving surface side bus bar electrode, 5a is a non light receiving surface side bus bar electrode, and 23 is a movable electrode pressing portion.

図7に示すように、搬送用ベルトコンベア17に電極押し付け機構を設けておけば接合強度の強い太陽電池素子Xをより効率的に製造することが可能となる。すなわちこの可動式電極押し付け部23はその先端に直方体状の押圧部を具備しており、搬送用ベルトコンベア23の両側に複数個備えられている。またこの可動式電極押し付け部23は搬送用ベルトコンベア23と同期して移動するようになっている。   As shown in FIG. 7, if an electrode pressing mechanism is provided on the conveyor belt conveyor 17, it is possible to more efficiently manufacture the solar cell element X having a high bonding strength. That is, the movable electrode pressing portion 23 has a rectangular parallelepiped pressing portion at the tip thereof, and a plurality of movable electrode pressing portions 23 are provided on both sides of the conveying belt conveyor 23. The movable electrode pressing portion 23 is moved in synchronization with the conveyor belt conveyor 23.

このようなラインにおいて、この可動式電極押し付け部23は通常外側に開いた位置にあるが、搬送用ベルトコンベア17上にインターコネクタ7の半田付けが済んだ直後の太陽電池素子が載置されると、この太陽電池素子が載置されたことをセンサーなどで感知して、可動式電極押し付け部が回動して、図7(b)に示すように所定の圧力で押圧部が太陽電池素子Xp上のインターコネクタ7を押圧しながら、搬送用ベルトコンベア17の動きに合わせて移動してゆく。これによりインターコネクタ7の半田付け直後のバスバー電極4a、5aの押圧が自動化でき、より効率的に製造することが可能となる。   In such a line, the movable electrode pressing portion 23 is normally in a position opened outward, but the solar cell element immediately after the soldering of the interconnector 7 is placed on the conveyor belt conveyor 17 is placed. Then, it is detected by a sensor or the like that the solar cell element is placed, and the movable electrode pressing portion rotates, so that the pressing portion is moved to the solar cell element with a predetermined pressure as shown in FIG. While pressing the interconnector 7 on Xp, it moves along with the movement of the conveyor belt conveyor 17. This makes it possible to automate the pressing of the bus bar electrodes 4a and 5a immediately after the soldering of the interconnector 7, and to manufacture more efficiently.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、上述した小型太陽電池素子や、薄膜系太陽電池等にも適用可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention. For example, the solar cell element is not limited to a crystalline solar cell such as single crystal or polycrystalline silicon, and can be applied to the above-described small solar cell element, thin film solar cell, and the like.

(a)太陽電池素子Xの断面の構造を示す図である。(b)太陽電池素子Xを組み合わせて構成した太陽電池モジュールYである。(c)図1(b)の部分拡大図である。(A) It is a figure which shows the structure of the cross section of the solar cell element X. FIG. (B) A solar cell module Y configured by combining solar cell elements X. (C) It is the elements on larger scale of FIG.1 (b). 本発明に係る太陽電池素子Xの接続状態を示す図である。It is a figure which shows the connection state of the solar cell element X which concerns on this invention. 本発明に係る第1工程の一例を示した側面図である。It is the side view which showed an example of the 1st process concerning the present invention. 本発明の第1実施形態に係る第2工程の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the 2nd process concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on this invention. 本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on this invention. 本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す図である。(a)本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す断面構造図である。(b)本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す上視図である。It is a figure which shows the other example of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on this invention. (A) It is a cross-section figure which shows the other example of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on this invention. (B) It is an upper view which shows the other example of the manufacturing method of the solar cell module which concerns on this invention. 本発明に係る太陽電池モジュールYの外形図である。It is an outline drawing of solar cell module Y concerning the present invention. 電極形状の一例を示す図である。(a)太陽電池素子Sの受光面側(表面)を示す図である。(b)太陽電池素子Sの非受光面側(裏面)を示す図である。It is a figure which shows an example of an electrode shape. (A) It is a figure which shows the light-receiving surface side (surface) of the solar cell element S. FIG. (B) It is a figure which shows the non-light-receiving surface side (back surface) of the solar cell element S. FIG. (a)一般的な太陽電池素子Sの断面の構造を示す図である。(b)一般的な太陽電池素子Sを組み合わせて構成した従来の太陽電池モジュールTである。(c)図10(b)の部分拡大図である。(A) It is a figure which shows the structure of the cross section of the general solar cell element S. FIG. (B) A conventional solar cell module T configured by combining general solar cell elements S. (C) It is the elements on larger scale of FIG.10 (b).

符号の説明Explanation of symbols

1:半導体基板
2:拡散層
3:反射防止膜
4:表面電極
4a:表面バスバー電極
4b:表面フィンガー電極
5:裏面電極
5a:裏面バスバー電極
5b:裏面集電電極
6:裏面電界領域
7:インターコネクタ
8:透光性パネル
9:充填材
10:裏面保護材
11:出力配線
12:端子ボックス
15:半田付け部
16:吸着パッド
17:搬送用ベルトコンベア
19:加熱部
19a、19b、19c、19d:加熱部
20:押し付け冶具
21:熱風排出口
22:枠体
23:可動式電極押し付け部
27:従来のインターコネクタ
X,S:太陽電池素子
Y、T:太陽電池モジュール
1: Semiconductor substrate 2: Diffusion layer 3: Antireflection film 4: Front electrode 4a: Front bus bar electrode 4b: Front finger electrode 5: Back electrode 5a: Back bus bar electrode 5b: Back current collecting electrode 6: Back surface electric field region 7: Inter Connector 8: Translucent panel 9: Filler 10: Back surface protective material 11: Output wiring 12: Terminal box 15: Soldering part 16: Adsorption pad 17: Conveyor belt conveyor 19: Heating part 19a, 19b, 19c, 19d : Heating unit 20: pressing jig 21: hot air outlet 22: frame body 23: movable electrode pressing unit 27: conventional interconnector X, S: solar cell element Y, T: solar cell module

Claims (4)

太陽電池素子の表面に設けられ、且つ出力を外部へ取り出すためのバスバー電極と、前記バスバー電極に半田を介してインターコネクタを接合してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記半田を溶融する第1工程と、
前記半田の溶融温度よりも低く室温よりも高い雰囲気温度で、前記太陽電池素子を所定時間保持する第2工程と、
を有する太陽電池モジュールの製造方法。
A bus bar electrode provided on the surface of the solar cell element and for taking out the output to the outside, and a manufacturing method of a solar cell module formed by joining an interconnector to the bus bar electrode via solder,
A first step of melting the solder;
A second step of holding the solar cell element for a predetermined time at an atmospheric temperature lower than the melting temperature of the solder and higher than room temperature;
The manufacturing method of the solar cell module which has.
前記半田は、鉛フリー半田である請求項1に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The method for manufacturing a solar cell module according to claim 1, wherein the solder is lead-free solder. 前記半田を溶融した後、前記半田の溶融温度よりも低い雰囲気温度で、前記バスバー電極を前記太陽電池素子方向へ押圧する請求項1又は請求項2に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 3. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 1, wherein after melting the solder, the bus bar electrode is pressed toward the solar cell element at an atmospheric temperature lower than the melting temperature of the solder. 前記半田の雰囲気温度は、室温よりも高いようにした請求項3に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The method for manufacturing a solar cell module according to claim 3, wherein an ambient temperature of the solder is higher than room temperature.
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