JP2001284614A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面倒な配線作業を自動化も可能なものとし、
生産性向上、製造コスト削減可能な太陽電池モジュール
を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１に透明電極２、光起電力層
となる半導体層３、裏面電極４が形成され、裏面電極４
を樹脂コート５で被覆保護し、樹脂コート５に設けられ
た開口部６を介して裏面金属４と配線タブが接続される
太陽電池モジュールにおいて、樹脂コート５の少なくと
も開口部６の下に位置する箇所に電解銅箔７が配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は太陽電池モジュー
ルに関し、特に太陽電池モジュールの電力取り出し部分
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題への関心の高まりと
共に、太陽光発電システムへの関心が高まっている。こ
れらいわゆる電力用太陽光発電システムは長期間屋外で
使用されることから、従来民生用と呼ばれていた室内使
用を前提とした小電力用の太陽電池の形態とは異なり、
太陽電池パネル、いわゆる太陽電池モジュールの設計、
製造には注意を払う必要がある。

【０００３】一般的な太陽電池装置は、ガラス基板上
に、透明導電膜、内部にｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉか
らなる非晶質半導体層及び裏面金属電極膜をこの順序で
積層して形成されている。そして、これら太陽電池装置
を屋外の屋根などに設置して電力用として用いるため
に、裏面金属電極膜上に、水がしみ込まないよう、防水
・防湿のためのエポキシ系樹脂コートが施されている。

【０００４】また、太陽電池モジュールから電力を取り
出すためには、太陽電池装置の電極に対して配線を接続
する必要がある。そこで、電力取り出し且つ上記の封止
の目的を達成するために、通常、配線タブと呼ばれる帯
状の配線材料が用いられる。

【０００５】従来の太陽電池モジュールの太陽電池部分
の構造を図５に示す。この太陽電池装置は、ガラス基板
１上に、透明導電膜２、内部にｐｉｎ接合を有するａ−
Ｓｉからなる非晶質半導体層３及び裏面金属４がこの順
序で積層形成されている。そして、太陽電池モジュール
を形成する際には、一部に開口部６を有し、裏面電極４
が露出するようにエポキシ系樹脂封止材料をスクリーン
印刷によって塗布し、加熱処理することによって硬化さ
せて樹脂コート５を設ける。この樹脂コート５は、太陽
電池装置の裏面電極４の保護層の役割を果たす。そし
て、裏面電極４側の電極取り出し部分については、開口
部６から露出した裏面電極４に対して配線タブを半田付
けすることにより、電気的に接続する。

【０００６】また、住宅用に太陽電池モジュールを用い
る場合には、屋根材として太陽電池モジュールを使用す
る用途がある。かかる用途の場合、樹脂コートの裏面側
に更に補強や耐火性の目的からエチレンビニールアセテ
ート（ＥＶＡ）等の封止材を用いて金属板を接着してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した配線タブを太
陽電池装置の構成材料である電極に接続する際には、そ
の電極材料の半田への濡れ性が不十分なために、例え
ば、電極表面を機械的に荒らした上で、手作業で一ヶ所
ごとに半田付けすることが必要となる。このため、製造
時における生産性の低下、人件費コストの上昇により、
製品コストを押し上げる大きな要因となっていた。

【０００８】また、裏面樹脂コート５の厚みは１５μｍ
程度である。また、配線タブの厚みは４０〜８０μｍ程
度である。この構造において、上記したように、補強や
耐火性の目的から金属板に貼り付けるタイプの太陽電池
モジュールの場合、配線タブの半田部の盛り上がりは少
なくとも１ｍｍ以下である必要がある。なぜなら、半田
部が盛り上がっていると、エチレンビニールアセテート
（ＥＶＡ）等の封止材を用いて金属板を接着した際など
にそこの箇所で絶縁不良を起こす可能性が高くなるから
である。

【０００９】一方、従来の方法では、高温対応の半田を
電極上につけてその上に脂入り半田を少量載せ、半田付
きのタブを載せて上から押さえつけて配線タブをつけて
いる。この作業において、高温対応の半田を下地におく
のは信頼性の向上のためである。すなわち、半田付きタ
ブを手作業で押さえつけるときに溶けないようにするた
めである。

【００１０】このように、従来太陽電池モジュール構造
では、裏面電極と半田の濡れ性が良くないため、超音波
半田ごて等の手法を用いる必要があり、作業が煩雑なも
のであった。

【００１１】そこで、この発明は、面倒な配線作業を自
動化も可能なものとし、生産性向上、製造コスト削減が
可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
を解決するために、支持基板に第１の導電膜、光起電力
層となる半導体層、第２の導電膜が形成され、前記第２
の導電膜を樹脂封止材で被覆し、前記樹脂封止材に設け
られた開口部を介して第２の導電膜と配線タブが接続さ
れる太陽電池モジュールにおいて、前記樹脂封止材の少
なくとも開口部の下に位置する箇所に表面処理された金
属箔が配置されていることを特徴とする。

【００１３】前記金属箔として電解銅箔を用いればよ
い。

【００１４】表面処理された金属箔は、半田に対する濡
れ性が良いため、手作業による半田付によらなくても、
熱圧着によって容易に電気的接続が取れる。従って、太
陽電池モジュール製造が容易になり、自動化も可能とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面を参照して説明する。この実施の形態で形成した
太陽電池モジュールは、ガラス基板型アモルファスシリ
コン太陽電池を用いて構成した太陽電池モジュールであ
る。

【００１６】その構造は太陽電池部分に関しては図１に
示すように、ガラス基板１上に表面透明電極２が形成さ
れる。そして、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ３１、真性（ｉ型）
ａ−Ｓｉ：Ｈ３２、ｎ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ３３からなる非
晶質半導体層３がプラズマＣＶＤ法などにより形成され
る。非晶質半導体層３上に裏面電極４が設けられる。

【００１７】この実施の形態においては、表面透明電極
２の材料としては、酸化錫（Ｓｎ０ ₂）を、裏面電極４
の材料としては、銀（Ａｇ）を用いている。

【００１８】この発明の太陽電池モジュールの構造を図
２及び図３に示す。図２は斜視図、図３は図２のＡ−
Ａ’線断面図である。

【００１９】図２及び図３に示すように、裏面電極４と
樹脂コート材料５の間に、厚さ２００ミクロンの電解金
属として電解銅箔７を挟み込み、従来構造と同様に、一
部に開口部６を持たせ、裏面電極４と樹脂コート材料の
間に挟まれた電解銅箔７が露出するようにして、樹脂コ
ート材料を硬化させて、樹脂コート５を形成している。
電解銅箔７は微視的に見ると表面形状が凹凸となってお
り、半田に対する濡れ性が非常によい。そのため、配線
タブについている半田が溶けるのに必要な熱を加えて電
解銅箔７に押しつけるだけで、容易に電気的接続が取れ
る。すなわち、熱圧着で両者の電気的接続が得られる。

【００２０】ここで、電解金属とは、電鋳法で作製され
た銅、ニッケル、鉄等の厚さ１０〜５００μｍ程度の金
属箔、またはこれらの合金からなる金属箔のことであ
る。この実施形態では、電鋳法で作製された電解銅箔を
用いた。

【００２１】電鋳法とは、例えば「湿式プロセスハンド
ブック」（財団法人新世代研究所、１９９６年３月２２
日発行、ｐ１０８〜１２３）に記載されている如く、一
般に電解浴にドラムを浸漬し、ドラム上に厚く金属を電
析させ、その電析物をドラムより剥離させて、それを製
品、または複製物とする方法である。電鋳法で銅箔を作
製する場合、電鋳法に利用される銅電解液は、一般に２
００ｇ／ｌの硫酸銅を含む酸性硫酸銅である。この酸性
硫酸銅を満たした電解浴のなかに、チタン、ステンレス
鋼などで作られたドラムを一部浸し、そのドラム表面上
に電析させ、それを連続的に剥離して帯状の銅箔を製造
する。陽極には不溶性陽極（鉛、アンチモン）を用い、
電解浴中の銅イオンの減少は銅を化学的に溶解させて補
給することによって行われる。

【００２２】このような電鋳法で作製された電鋳箔は圧
延による箔と異なり、結晶が面に対して垂直に生成され
るため、電鋳法で作成された電解金属には、十点平均粗
さ（Ｒｚ）０．１〜１０μｍ程度の凹凸形状が形成され
る。

【００２３】この電鋳法においては、使用する電解液を
変えることにより、ニッケル、鉄を同様に作成できる。
例えば、ニッケルはスルファミン酸ニッケルを用いた電
解浴中にドラムを浸漬して形成でき、また鉄は塩化第一
鉄やスルファミン酸第一鉄を用いた電解浴中にドラムを
浸漬して形成することができる。

【００２４】この発明により、太陽電池モジュール一枚
当たりの配線タブ付け作業時間は、例えば約９０cm×３
０ｃｍの太陽電池モジュールでは従来平均で３分かかっ
ていたものが、機械的に一括で行えるため１５秒程度と
大幅に短縮できる。又、太陽電池モジュールの性能につ
いても、信頼性試験の結果、従来のものと比較して何ら
遜色ないことが確認できる。

【００２５】裏面に耐火・補強のために金属板を設ける
場合は、図４に示すように、上記のように熱圧着によ
り、電解銅箔７に配線タブ１１を接続した裏面側にＥＶ
Ａからなるシート１２を載置し、減圧下で熱プレスを施
すことにより、金属板１３と一体化される。

【００２６】上記した作業においても、この発明によれ
ば、半田接続部分を薄くすることができ、絶縁不良など
の発生が低減する。また、手作業でなく機械化が可能に
なることにより、低温で溶ける半田を用いることができ
る。このため、下地の太陽電池へのダメージの低減、ス
ループットの向上などの利点もある。

【００２７】なお、上記した実施の形態については、ガ
ラス基板型アモルファスシリコン太陽電池モジュールの
裏面電極側の取り出し部に本発明を用いた例を示した
が、全く同様にして表面電極側の電極取り出し部分にも
適用することが可能である。

【００２８】また、金属基板・フィルム基板などを用い
た、いわゆるサブストレート型の太陽電池モジュールの
電極取り出し部分に適用することももちろん可能であ
る。

【００２９】さらには、太陽電池構成材料はアモルファ
スシリコンに限ったことではなく、アモルファスシリコ
ンゲルマニウム、アモルファスシリコンカーバイド、あ
るいは微結晶シリコン、微結晶シリコンゲルマニウムな
どの非単結晶シリコン系材料を用いた太陽電池モジュー
ルに関しても、効果は全く同様である。

【００３０】同様に、裏面電極材料として、ＡｌやＴ
ｉ、Ｍｏ等のような材料であっても、本発明の効果は変
わらない。又、本実施の形態では、最も簡便に手にはい
る電解銅箔を用いた例を挙げたが、その他の金属箔、例
えばニッケル箔等でもその効果は同等である。

【００３１】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明に従っ
て、太陽電池モジュールの電極取り出し部分の製造時の
生産性を大幅に向上することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の太陽電池モジュールの太陽電池部分
を示す断面図である。

【図２】この発明の太陽電池モジュールを示す斜視図で
ある。

【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。

【図４】この発明の太陽電池モジュールを金属板と一体
化する場合を示す斜視図である。

【図５】従来の太陽電池モジュールの太陽電池部分の構
造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 表面透明電極 ３ 非晶質半導体層 ４ 裏面電極 ５ 樹脂コート ６ 開口部 ７ 電解銅箔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持基板に第１の導電膜、光起電力層と
   なる半導体層、第２の導電膜が形成され、前記第２の導
   電膜を樹脂封止材で被覆し、前記樹脂封止材に設けられ
   た開口部を介して第２の導電膜と配線タブが接続される
   太陽電池モジュールにおいて、前記樹脂封止材の少なく
   とも開口部の下に位置する箇所に表面処理された金属箔
   が配置されていることを特徴とする太陽電池モジュー
   ル。
2. 【請求項２】 前記金属箔は電解銅箔であることを特徴
   とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。