CN101651168B - 太阳电池模块的制造方法和太阳电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳电池模块的制造方法和太阳电池的制造方法。本发明实施方式的太阳电池模块(100)的制造方法包括：将多个细线电极(13a)各自的一端部连接到连接用电极(14L)的工序A；在橡皮布(63)上配置树脂层15的工序B；和将树脂层(15)复制到光电变换部(63)上的工序C。在工序B中，在第一树脂层(15a)中与连接用电极(14L)的外缘对应的部分上形成多个凹部(15p)。在工序C中，在多个细线电极(13a)各自的一端部上配置多个凹部(15p)的各个。

Description

太阳电池模块的制造方法和太阳电池的制造方法

本申请基于并要求2008年7月25日提出的在先日本专利申请2008-192718号的优先权，其全部内容并入本文以作参考。

技术领域

本发明涉及太阳电池模块的制造方法和太阳电池的制造方法，该太阳电池模块包括具有保护膜的太阳电池。

背景技术

由于太阳电池能够将清洁且取之不尽的太阳光直接变换为电，所以期待作为新的能源。

通常，每个太阳电池的输出为几W左右。因此，在将太阳电池用作房屋或大楼等的电源时，采用通过将多个太阳电池电连接而提高输出的太阳电池模块。多个太阳电池通过配线材料相互电连接。各太阳电池包括生成光生载流子的光电变换部、收集光生载流子的多个细线电极和连接有配线材料的连接用电极。多个细线电极和连接用电极形成在光电变换部上。

在此，以提高太阳电池的耐候性和耐擦伤性为目的，已知在光电变换部上形成覆盖多个细线电极的树脂层的方案(例如参照日本特开2008-34592号公报)。这样的树脂层例如采用胶版印刷法，通过在光电变换部上涂布树脂材料而形成。具体而言，通过将配置有树脂材料的橡皮布按压在光电变换部上，将树脂材料复制到光电变换部上。橡皮布形成为圆柱状，橡皮布的柱面例如由硅橡胶等弹性部件构成。

在此，在被按压在形成于光电变换部上的多个细线电极上的橡皮布的柱面上，形成与各细线电极对应的凹陷。因此，将橡皮布按压在光电变换部上时，进入凹陷中的多余的树脂材料被各细线电极压出，树脂材料会涂布到连接用电极上。结果，存在连接用电极与配线材料的接合性降低的问题。

另一方面，虽然也考虑到与连接用电极充分隔开地形成树脂层，但是此时太阳电池的耐候性和耐擦伤性降低。

发明内容

本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于提供一种太阳电池模块的制造方法和太阳电池的制造方法，能够通过以高精度在光电变换部上形成树脂层，抑制连接用电极和配线材料的接合性的降低。

本发明提供一种太阳电池模块的制造方法，该太阳电池模块具备第一和第二太阳电池、以及将第一和第二太阳电池相互连接的配线材料，该方法的特征在于，包括：工序A，在第一和第二太阳电池各自的光电变换部上，形成多个细线电极和与上述多个细线电极各自的一端部连接的连接用电极；工序B，在印刷机的橡皮布(blanket)上配置具有透光性的树脂层；工序C，通过将橡皮布按压在第一和第二太阳电池各自的光电变换部上，将树脂层复制到光电变换部上；和工序D，将配线材料与第一和第二太阳电池各自的连接用电极连接，其中，在工序B中，在俯视橡皮布时，树脂层中与连接用电极的外缘对应的部分形成多个凹部，在工序C中，在俯视光电变换部时，多个细线电极各自的一端部上配置多个凹部的各个。

根据本发明特征的太阳电池模块的制造方法，各凹部与各细线电极中与连接用电极连接的部分重叠。因此，将橡皮布按压在光电变换部上时，进入在橡皮布的柱面上与各细线电极对应形成的凹陷中的多余的树脂材料被导入到各凹部中。因此，能够抑制由于在连接用电极上涂布树脂材料而导致的连接用电极与配线材料的接合性的降低。

在本发明特征的太阳电池模块的制造方法中，在工序C中，可以从多个细线电极各自的另一端部上向一端部上依次复制树脂层。

本发明提供一种太阳电池的制造方法，该太阳电池电连接有配线材料，该方法的特征在于，包括：工序A，在光电变换部上形成多个细线电极和与上述多个细线电极各自的一端部连接的连接用电极；工序B，在印刷机的橡皮布上配置具有透光性的树脂层；和工序C，通过将橡皮布按压在光电变换部上，将树脂层复制到光电变换部上，其中，在工序B中，在俯视橡皮布时，树脂层中与连接用电极的外缘对应的部分形成多个凹部，在工序C中，在俯视光电变换部时，多个细线电极各自的一端部上配置多个凹部的各个。

根据本发明，提供一种太阳电池模块的制造方法和太阳电池的制造方法，能够通过以高精度在光电变换部上形成树脂层，抑制连接用电极和配线材料的接合性的降低。

附图说明

图1是本发明实施方式的太阳电池模块100的侧面图。

图2是本发明实施方式的太阳电池10的受光面侧的平面图。

图3是图2的X部分的放大图。

图4是图2的Y-Y线的放大截面图。

图5是本发明实施方式中形成树脂层15所使用的胶版印刷机的示意图。

图6是表示在本发明实施方式的版胴61的柱面上形成的凹版部61a～61c的图。

图7是表示在本发明实施方式的橡皮布62的柱面上配置的树脂层15的图。

具体实施方式

下面，利用附图说明本发明的实施方式。在下面附图的记载中，相同或类似的部分标注相同或类似的符号。其中，应该注意附图仅为示意图，各尺寸的比率等与现实不同。因此，具体的尺寸等应该参考下面的说明来判断。此外，当然也包括在附图之间的各尺寸的关系和比率不同的部分。

(太阳电池模块的结构)

下面，参考图1说明本发明实施方式的太阳电池模块的结构。图1是本发明实施方式的太阳电池模块100的侧面图。

如图1所示，太阳电池模块100包括多个太阳电池10、配线材料20、受光面侧保护材料30、背面侧保护材料40和密封材料50。

太阳电池10具备太阳电池基板11和树脂层15。太阳电池基板11具备光电变换部12、多个细线电极13和连接用电极14。光电变换部12具有太阳光射入的受光面和设置在受光面的相对侧的背面。受光面和背面是光电变换部12的主面。多个细线电极13和连接用电极14各自形成在光电变换部12的受光面上和背面上。太阳电池10的详细结构将在下面描述。

配线材料20将沿配列方向配列的多个太阳电池10电连接。具体而言，配线材料20将一个太阳电池10所具备的在光电变换部12的受光面上形成的连接用电极14和与一个太阳电池10邻接的另一个太阳电池10所具备的在光电变换部12的背面上形成的连接用电极14连接。由此，将一个太阳电池10与另一个太阳电池10电连接。

作为配线材料20，可以使用形成为薄板状或捻线状的铜等导电材料。并且，可以在用作配线材料20的薄板状铜等的表面上电镀焊锡等导电体。

受光面侧保护材料30配置在密封材料50的受光面侧，保护太阳电池模块100的表面。作为受光面侧保护材料30，可以使用具有透光性和挡水性的玻璃、透光性塑料等。

背面侧保护材料40配置在密封材料50的背面侧，保护太阳电池模块100的背面。作为背面侧保护材料40，可以使用PET(PolyethyleneTerephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)等树脂膜、具有由树脂膜夹着铝箔等金属箔的结构的叠层膜等。

密封材料50在受光面侧保护材料30和背面侧保护材料40之间，密封由配线材料20相互电连接的多个太阳电池10。作为密封材料50，可以使用EVA、EEA、PVB、硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等透光性树脂。

并且，可以在具有以上结构的太阳电池模块100的外周安装铝框架。

(太阳电池的结构)

下面，参考图2说明本发明实施方式的太阳电池的结构。图2是本发明实施方式的太阳电池10的受光面侧的平面图。

如图2所示，太阳电池10具备光电变换部12、多个细线电极13、连接用电极14和树脂层15。

光电变换部12通过在受光面接受太阳光而生成光生载流子。所谓的光生载流子是指太阳光被光电变换部12吸收而产生的空穴和电子。光电变换部12在内部具有n型区域和p型区域，在n型区域和p型区域的界面形成半导体结。光电变换部12可以使用半导体基板形成，该半导体基板由单晶硅、多晶硅等结晶系半导体材料，GaAs、InP等化合物半导体材料等半导体材料构成。并且，光电变换部12具有所谓的HIT结构，在该结构中，通过在单晶硅基板和非晶硅层之间实质地夹入本征非晶硅层，降低其界面上的缺陷，改善异性结合界面的特性。

多个细线电极13是收集来自光电变换部12的光生载流子的电极。如图2所示，多个细线电极13形成在光电变换部12的受光面的大致整个区域上。多个细线电极13可以由以树脂材料为粘接剂、以银颗粒等导电性颗粒为填充物的树脂型导电性膏，或者烧结型导电性膏(所谓的陶瓷膏)等形成。

在此，在本实施方式中，多个细线电极13由多个细线电极13a、多个细线电极13b和多个细线电极13c构成。

各细线电极13a沿正交方向形成为线状。如图2所示，各细线电极13a的一端部与连接用电极14L连接。

此外，各细线电极13b沿正交方向形成为线状。各细线电极13b的一端部与连接用电极14L连接，另一端部与连接用电极14R连接。

此外，各细线电极13c沿正交方向形成为线状。各细线电极13c的一端部与连接用电极14R连接。在本实施方式中，各细线电极13a、各细线电极13b和各细线电极13c沿正交方向配置在一条直线上。

并且，细线电极13的尺寸、形状和数量可以考虑光电变换部12的尺寸和物性等，设定为适当的数量。例如，在光电变换部12的尺寸是大约100mm的四边形的情况下，可以形成大约50个细线电极13。

连接用电极14是电连接有配线材料20的电极。如图2所示，连接用电极14沿配列方向形成。连接用电极14可以使用与多个细线电极13相同的材料形成。

在此，在本实施方式中，连接用电极14由连接用电极14L和连接用电极14R构成。如上所述，在连接用电极14L上连接有多个细线电极13a各自的一端部和多个细线电极13b各自的一端部。并且，在连接用电极14R上连接有多个细线电极13b各自的另一端部和多个细线电极13c各自的一端部。其中，连接用电极14的尺寸、形状和数量可以根据光电变换部12的尺寸和物性等，设定为适当的数量。

树脂层15是保护光电变换部12的薄膜。具体而言，树脂层15在光电变换部12的受光面和背面上以覆盖多个细线电极13的方式形成。树脂层15使光电变换部12和多个细线电极13的耐候性和耐擦伤性提高。特别是树脂层15能够抑制光电变换部12由于空气中的水分而离子化从而导致光电变换部12内部的pn半导体结的恶化。这样，树脂层15具有抑制光电变换部12的光电变换效率降低的功能。

作为树脂层15，可以使用EVA、PVA、PVB、硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚硅氨烷等透光性树脂。并且，也可以在这些树脂中添加氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锌等添加剂。

在本实施方式中，如图2所示，树脂层15由第一树脂层15a、第二树脂层15b和第三树脂层15c构成。

第一树脂层15a以覆盖多个细线电极13a的方式形成。在此，在第一树脂层15a的俯视图中，在第一树脂层15a中连接用电极14L侧的端部，即第一树脂层15a中与连接用电极14L的外缘对应的部分，形成有多个凹部15p。多个凹部15p沿配列方向以规定的间隔形成。在各凹部15p中，各细线电极13a的一端部露出。即，第一树脂层15a不覆盖各细线电极13a中与连接用电极14L连接的部分。

第二树脂层15b以覆盖多个细线电极13b的方式形成。在第二树脂层15b的俯视图中，在第二树脂层15b的连接用电极14L侧的端部，即第二树脂层15b中与连接用电极14L的外缘对应的部分，形成有多个凹部15p。在各凹部15p中，各细线电极13b的一端部露出。同样，在第二树脂层15b的连接用电极14R侧的端部，即第二树脂层15b中与连接用电极14R的外缘对应的部分，形成有多个凹部15p。在各凹部15p中，各细线电极13b的另一端部露出。即，第二树脂层15b不覆盖各细线电极13b的两端部分。

第三树脂层15c以覆盖多个细线电极13c的方式构成。在第三树脂层15c的俯视图中，在第三树脂层15c的连接用电极14R侧的端部，即第三树脂层15c中与连接用电极14R的外缘对应的部分，形成有多个凹部15p。多个凹部15p沿配列方向以规定的间隔形成。在各凹部15p中，各细线电极13c的一端部露出。即，第三树脂层15c不覆盖各细线电极13c中与连接用电极14R连接的部分。

(树脂层的形状)

下面，参照附图说明树脂层15的详细形状。图3是图2的X部分的放大图。图4是图2的Y-Y线的放大截面图。

如图3和图4所示，第一树脂层15a的凹部15p配置在细线电极13a上。因此，细线电极13a包括在光电变换部12的受光面上露出的露出部13a₁和被第一树脂层15a覆盖的被覆部13a₂。露出部13a₁相当于细线电极13a中与连接用电极14L连接的一端部。

同样，第二树脂层15b的凹部15p配置在细线电极13b上。因此，细线电极13b包括在光电变换部12的受光面上露出的露出部13b₁和被第二树脂层15b覆盖的被覆部13b₂。露出部13b₁相当于细线电极13b中与连接用电极14L连接的一端部。

此外，树脂层15与连接用电极14离开配置。如图3所示，树脂层15和连接用电极14的间隔是α。此外，如图4所示，树脂层15的凹部15p的最深部和连接用电极14的间隔是β。α和β可以考虑构成树脂层15的树脂材料的粘性和厚度等设定。此外，由于凹部15p与细线电极13对应设置，所以凹部15p的尺寸、形状等可以根据细线电极13的尺寸、形状、间隔等适当设定。

(太阳电池模块的制造方法)

接着，说明本发明实施方式的太阳电池模块的制造方法。

首先，形成光电变换部12。接着，在光电变换部12的受光面上沿第一方向形成多个细线电极13，并沿与第一方向大致正交的第二方向形成两个连接用电极14L、14R。同样，在光电变换部12的背面上，也形成多个细线电极13和两个连接用电极14L、14R。从而形成太阳电池基板11。

接着，在光电变换部12的受光面上形成由透光性树脂构成的树脂层15。作为形成树脂层15的方法，可以采用下述方法(例如胶版印刷法、辊涂法等)，通过使辊一边转动，一边按压在光电变换部12的受光面上，将配置在辊的曲面上的液态或凝胶状的透光性树脂层复制到光电变换部12的受光面上。

具体而言，参照附图说明形成树脂层15的方法。图5是本发明实施方式中形成树脂层15所使用的胶版印刷机的示意图。胶版印刷机具备版胴61、树脂槽62、橡皮布63、搬送装置64和载置台65。

圆柱状的版胴61向转动方向γ转动。如图6所示，在版胴61的柱面上形成有特定图案的凹版部61a～61c。在此，所谓的特定图案是与配置在光电变换部12的受光面上的树脂层15的形状对应的形状(参照图2)。即，在俯视图中，在凹版部61a中的凹版部61b侧设置有多个凹部。并且，在俯视图中，在凹版部61b中的凹版部61a和凹版部61c侧设置有多个凹部。此外，在俯视图中，在凹版部61c中的凹版部61b侧设置有多个凹部。

树脂槽62蓄积液态或凝胶状的透光性树脂。正在转动的版胴61浸渍在树脂槽62中蓄积的液态或凝胶状的透光性树脂中。如图6所示，在版胴61的曲面上，附着在凹版部61a～61c以外的区域上的透光性树脂被除去，仅在凹版部61a残留有树脂。

圆柱状的橡皮布63向转动方向δ转动。橡皮布63的柱面由硅橡胶等弹性部件构成。通过使橡皮布63的柱面与版胴61的柱面接触，残留在版胴61的凹版部61a～61c中的树脂复制到橡皮布63的柱面上。由此，树脂层15配置在橡皮布63的柱面上。配置在橡皮布63的柱面上的树脂层15的平面形状是上述特定图案。即，如图7所示，是在树脂层15中与连接用电极14的外缘对应的部分上形成有多个凹部15p的图案。

搬送装置64(例如皮带输送机等)将载置在平板的载置台65上的太阳电池基板11向规定的搬送方向搬送。搬送装置64将太阳电池基板11沿正交方向(参照图2)搬送，同时，使其在沿转动方向δ转动的橡皮布63下通过。通过将橡皮布63按压在太阳电池基板11上，配置在橡皮布63的柱面上的树脂层15被复制到太阳电池基板11的受光面上。

具体而言，如图7所示，树脂层15沿转动方向δ移动，同时太阳电池基板11沿正交方向移动。因此，第一树脂层15a从光电变换部12的形成受光面的端边侧向连接用电极14L侧依次复制。即，第一树脂层15a朝向多个细线电极13a各自的与连接用电极14L连接的一端部依次复制。

此外，第二树脂层15b朝向多个细线电极13b各自的与连接用电极14R连接的一端部依次复制。此时，应该注意，在光电变换部12的俯视图中，多个凹部15p分别配置在多个细线电极13a、13b各自的一端部上。

之后，通过对复制到太阳电池基板11的受光面上的树脂层15进行干燥，使其硬化。由此，制作太阳电池10。

接着，在一个太阳电池10的连接用电极14上连接配线材料20的一端部，并且在另一个太阳电池10的连接用电极14上连接配线材料20的另一端部。由此，将一个太阳电池10与另一个太阳电池10电连接。

接着，在受光面侧保护材料30上依次叠层密封材料50、由配线材料20相互连接的多个太阳电池10、密封材料50和背面侧保护材料40，构成叠层体。

然后，通过在真空气氛下对叠层体进行加热压合，制成太阳电池模块100。

(作用和效果)

本发明实施方式的太阳电池模块100的制造方法包括：工序A，将多个细线电极13a各自的一端部连接到连接用电极14L上；工序B，在橡皮布63上以特定图案配置树脂层15；工序C，通过将橡皮布63按压在光电变换部12上，将树脂层15复制到光电变换部63上。在工序B中，在第一树脂层15a中与连接用电极14L的外缘对应的部分上形成多个凹部15p。在工序C中，在俯视光电变换部12时，多个细线电极13a各自的一端部上配置多个凹部15p的各个。

这样，各凹部15p与各细线电极13a中与连接用电极14L连接的部分重叠。因此，当将橡皮布63按压在光电变换部12上时，进入在橡皮布63的柱面上与各细线电极13a对应形成的凹陷中的多余的树脂材料被导入到各凹部15p中。因此，能够抑制树脂材料被涂布在连接用电极14L上，从而能够抑制连接用电极14L和配线材料20的粘接性的降低。

此外，在本实施方式中，在第二树脂层15b中与连接用电极14L和连接用电极14R的外缘对应的部分分别形成多个凹部15p。因此，各凹部15p与各细线电极13b各自的两端部重叠。

并且，在本实施方式中，在第三树脂层15c中与连接用电极14R的外缘对应的部分形成多个凹部15p。因此，各凹部15p和各细线电极13c中与连接用电极14R连接的部分重叠。

这样，根据本实施方式的太阳电池模块100的制造方法，能够以高精度在光电变换部12上形成树脂层15，所以能够抑制连接用电极14和配线材料20的粘接性的降低。

在此，第一树脂层15a从光电变换部12的形成受光面的端边侧向连接用电极14L侧依次复制。此外，第二树脂层15b向多个细线电极13b各自中的与连接用电极14R连接的一端部依次复制。因此，在各细线电极13a中与连接用电极14L连接的部分和各细线电极13b中与连接用电极14R连接的部分中，树脂材料特别容易在连接用电极14上渗出。即使在这种情况下，根据本实施方式的太阳电池模块100的制造方法，能够将多余的树脂材料导入到各凹部15p中，所以能够抑制树脂材料被涂布在连接用电极14上。

(其他的实施方式)

虽然本发明通过上述实施方式记载，但是不应该理解为构成公开一部分的论述和附图用于限定本发明。根据公开内容，本领域技术人员可以清楚各种替代实施方式、实施例和应用技术。

例如，在上述实施方式中，在光电变换部12的受光面上和背面上形成树脂层15，但是树脂层15也可以仅形成在光电变换部12的受光面上或背面上的任何一个上。在这种情况下，优选树脂层15形成在距离在光电变换部12的内部形成的pn半导体结近的面上。光电变换效率降低主要是因为pn半导体结的恶化所导致的。

此外，在上述实施方式中，在利用胶版印刷法形成树脂层15的工序中，使用圆柱状的橡皮布63，但是不限于此，例如，也可以使用平板状的橡皮布形成树脂层15。

此外，在上述实施方式中，与连接用电极14L和连接用电极14R离开地设置树脂层15，但是也可以使树脂层15与连接用电极14L和连接用电极14R接触。即使在这种情况下，多余的树脂材料也会被导入到各凹部15p中。

此外，在上述实施方式中，与光电变换部12的形成受光面的各端边隔开地设置树脂层15，但是不限于此，也可以形成树脂层15直到各端边。

此外，在上述实施方式中，在版胴61的曲面上，去除树脂的区域和残留树脂的区域可以没有高低差。具体而言，去除树脂的区域和残留树脂的区域可以被化学分离。

此外，在上述实施方式中，在光电变换部12的背面上形成多个细线电极13和连接用电极14，但是不限于此。具体而言，收集光生载流子的电极可以以覆盖光电变换部12的背面的整个表面的方式形成。本发明不限定形成在光电变换部12的背面上的电极的形状。

此外，在上述实施方式中，多个细线电极13在光电变换部12的受光面上沿正交方向形成为直线状，但是各细线电极13的形状也可以不是直线状。本发明不限定各细线电极13的形状。

如上所述，本发明当然也包括未在此记载的各种实施方式。因此，本发明的技术范围仅由根据上述说明的妥当的权利要求的发明特定事项所决定。

Claims (3)

1.一种太阳电池模块的制造方法，该太阳电池模块具备第一和第二太阳电池、以及将所述第一和第二太阳电池相互连接的配线材料，该方法的特征在于，包括：

工序A，在所述第一和第二太阳电池各自的光电变换部上，形成多个细线电极和与所述多个细线电极各自的一端部连接的连接用电极；

工序B，在印刷机的橡皮布上配置具有透光性的树脂层；

工序C，通过将所述橡皮布按压在所述第一和第二太阳电池各自的所述光电变换部上，将所述树脂层复制到所述光电变换部上；和

工序D，将所述配线材料与所述第一和第二太阳电池各自的所述连接用电极连接，其中，

在所述工序B中，在俯视所述橡皮布时，所述树脂层中与所述连接用电极的外缘对应的部分形成多个凹部，

在所述工序C中，在俯视所述光电变换部时，在所述多个细线电极各自的所述一端部上配置所述多个凹部的各个。

2.如权利要求1所述的太阳电池模块的制造方法，其特征在于：

在所述工序C中，从所述多个细线电极各自的另一端部上向所述一端部上依次复制所述树脂层。

3.一种太阳电池的制造方法，该太阳电池电连接有配线材料，该方法的特征在于，包括：

工序A，在光电变换部上形成多个细线电极和与所述多个细线电极各自的一端部连接的连接用电极；

工序B，在印刷机的橡皮布上配置具有透光性的树脂层；和

工序C，通过将所述橡皮布按压在所述光电变换部上，将所述树脂层复制到所述光电变换部上，其中，

在所述工序B中，在俯视所述橡皮布时，所述树脂层中与所述连接用电极的外缘对应的部分形成多个凹部，

在所述工序C中，在俯视所述光电变换部时，所述多个细线电极各自的所述一端部上配置所述多个凹部的各个。

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