JP2004031839A

JP2004031839A - 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池セルの分離方法

Info

Publication number: JP2004031839A
Application number: JP2002188802A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakauchi; 仲内　淳
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP4036692B2

Abstract

【課題】大面積の太陽電池セルより、小面積の太陽電池セルを分割するに際して、特性低下がなく、また、複数の小面積の太陽電池セルを、容易に接続する製造方法を提供する。
【解決手段】受光面側に受光して発電機能を有する半導体接合領域を備える半導体基板２からなる板状太陽電池セル１において、裏面側に第１サブセル１Ａと第２サブセル１Ｂに区分するために、横断する分割溝３０を太陽電池セル１の厚み方向の途中までの深さで形成する工程と、複数の太陽電池セル１を隣接して並べて、電気接続部材で接続する工程と、各太陽電池セル１において、分割溝３０にて太陽電池セル１を分離することにより、第１サブセル１Ａを接続した太陽電池モジュールと、第２サブセル１Ｂを接続した太陽電池モジュールを製造する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池セルの分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池モジュールが、例えば、特開平７−１０６６１９号に開示されている。小面積の太陽電池セルを作成する場合は、段落番号００１５に記載があるように、大面積の半導体基板からなる太陽電池セルを、受光面側よりダイシングソーを用いて分割して、小面積の太陽電池セルを作成していた。
【０００３】
また、太陽電池セルを電気接続する場合には、隣接する太陽電池セルをリード線を用いて連結して、電気接続する構造が開示されている。そして、小面積の太陽電池セルを連結するとき（上記公報図３参照）も、大面積の太陽電池セルを連結するとき（上記公報図５参照）も、太陽電池セルを用意した後、連結していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来においては、大面積の半導体基板からなる太陽電池セルを、小面積の太陽電池セルに分割すると、特性が低いものであった。また、太陽電池セルを連結する手順、製造方法は、太陽電池セルが面積の大きいものでも、小さいものでも、同じ手順を採用するので、特に、小面積の太陽電池セルを連結するときには、小面積のため作業が難しく、生産性が悪いものであった。
【０００５】
本発明は、上述のような問題点を解決するために成されたものであり、大面積の太陽電池セルより、小面積の太陽電池セルを分割するに際して、特性低下がない製造方法を提供することを目的とする。加えて、このような製造方法を利用して、複数の小面積の太陽電池セルを、容易に接続する製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の主要な構成は、受光面側に受光して発電機能を有する半導体接合領域を備える半導体基板からなる板状太陽電池セルにおいて、受光面とは反対側である裏面側に、前記太陽電池セルを第１サブセルと第２サブセルに区分の分割溝を、前記太陽電池セルの厚み方向の途中までの深さで形成する工程と、複数の前記太陽電池セルを隣接して並べて、隣接する前記第１サブセルを電気接続部材で接続し、隣接する前記第２サブセルを電気接続部材で接続する工程と、各前記太陽電池セルにおいて、前記分割溝にて前記太陽電池セルを分離することにより、前記第１サブセルを接続した太陽電池モジュールと、前記第２サブセルを接続した太陽電池モジュールを製造することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の主要な構成は、受光面側に半導体接合領域を備える半導体基板からなる板状太陽電池セルにおいて、前記受光面とは反対側である裏面側において、分割溝を前記太陽電池セルの厚み方向の途中までの深さで形成する工程と、前記分割溝にて、前記太陽電池セルを分離することにより、第１サブセルと第２サブセルに分離することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を、図面を用いて、詳細に説明する。図１に示す板状太陽電池セル１は、結晶系半導体基板２を備えている。この半導体基板２は、コーナー部をカットした約１００ｍｍ角の正方形で、厚さ約１００〜５００μｍのｎ型の単結晶シリコン（抵抗率＝約０．５〜４Ωｃｍ）からなる。
【０００９】
そして、太陽電池セル１は、拡大断面図の図２に示すように、基板２の受光面である表面上に、プラズマＣＶＤ法を用いて形成された非晶質シリコンの真性半導体層真性半導体層３（約５０〜２００Å）、プラズマＣＶＤ法を用いて形成されたｐ型非晶質シリコンの導電型半導体層４（約５０〜２００Å）、ＩＴＯからなる透明導電膜５（約１０００Å）を積層している。また、基板２の裏面上に、プラズマＣＶＤ法を用いて形成された非晶質シリコンの真性半導体層６（約５０〜２００Å）、プラズマＣＶＤ法を用いて形成されたｎ型非晶質シリコンの導電型半導体層７（約１００〜５００Å）、ＩＴＯからなる透明導電膜８（約１０００Å）を積層している。
【００１０】
以上の構成においては、受光面側に、結晶系半導体基板２の表面側近傍／真性半導体層真性半導体層３／導電型半導体層４の領域を備えることになり、受光して発電機能を備える半導体接合領域となる。
【００１１】
そして、受光面側の透明導電膜５上、裏面側の透明導電膜８上には、銀ペーストをスクリーン印刷して形成された集電極１０、２０を備えている。　図に示すように、集電極１０、２０は、側辺と平行に延びる２本のバス電極部１１、２１（幅約２ｍｍ）と、このバス電極部１１、２１より直交して延びる複数のフィンガー電極部１２、２２（幅約５０μｍ、間隔約２〜３ｍｍ）とからなる。
【００１２】
裏面側においては、２本のバス電極部２１間で、これらと平行に裏面を横断する分割溝３０（幅約０．１ｍｍ）が形成されている。この分割溝３０は、太陽電池セル１の厚み方向の途中までの深さを備えている。この分割溝３０により、第１サブセル１Ａと、第２サブセル１Ｂとに、等しい面積で、区分されることになる。ここで、分割溝３０の深さについては、後述する分離工程で容易に分離できると共に、分割溝３０が入った状態でハンドリング等の衝撃により不所望に太陽電池セル１が分離されてしまわないように、その深さは、太陽電池セル１の厚みの１／２から２／３が適当である。特に、分割溝３０が、受光面側の半導体接合領域まで、到達しないことが重要である。つまり、従来例においては、受光面側よりダイシングソーにて切断して、太陽電池セルを分割していたことより、分割溝において、受光面側の半導体接合領域が破壊され特性が低下していたものと考えられる。
【００１３】
次に、図３に示す工程においては、複数の太陽電池セル１を隣接して並べ、一方の太陽電池セル１の受光面側のバス電極部１１と、これと隣接する他方の太陽電池セル１の裏面側のバス電極部２１とを、金属箔等からなる２本の電気接続部材３１、３１で半田付け等にて接続することにより、複数の太陽電池セル１は、電気的に直列接続される。つまり、複数の区分された第１サブセル１Ａ同士、第２サブセル１Ｂ同士が、電気接続部材３１にて、接続されることになる。
【００１４】
次に、図４に示す工程においては、分割溝３０を境として、両側に位置する第１サブセル１Ａ、第２サブセル１Ｂに力を加えて、各太陽電池セル１を、第１サブセル１Ａ、第２サブセル１Ｂに割って分離することにより、図４に示すように、第１サブセル１Ａを接続した太陽電池モジュール４０Ａと、第２サブセル１Ｂを接続した太陽電池モジュール４０Ｂとが、完成する。
【００１５】
以上の実施例においては、予め分割溝３０が形成された大面積の太陽電池セル１において、第１サブセル１Ａ同士、第２サブセル１Ｂ同士を、電気接続部材３１にて接続した後、分離溝３０にて分離し、第１サブセル１Ａを接続した太陽電池モジュール４０Ａと、第２サブセル１Ｂを接続した太陽電池モジュール４０Ｂとを完成している。従って、従来例のように、予め分離された小面積の太陽電池セルを複数用意して、電気接続して小面積の太陽電池セルからなる太陽電池モジュールを、２つ製造するよりも、本実施例は容易に製造することができる。つまり、太陽電池セルを接続するに際しては、太陽電池セルを逆側に裏返す作業が必要であり、従来例のように、半分割したような小面積の太陽電池セルを利用すると、２倍の数のセルを裏返して電気接続する必要があるが、本実施例においては、大面積の太陽電池セル１を利用して電気接続するので、半分の手間で裏返すことができる。
【００１６】
また、電気接続部材３１の接続に際して、自動接続装置を利用する場合においては、標準的なサイズである大面積の太陽電池セル１に自動接続装置を調整、各種条件を設定している。本実施例においては大面積である太陽電池セル１の大きさのままで、電気接続部材を接続するので、自動接続装置を小面積の太陽電池セルの接続に調整、設定することなく、自動接続装置をそのまま或いは同様の調整、設定で利用することができる。
【００１７】
更には、本実施例においては、裏面を横断する分割溝３０は、太陽電池セル１の厚み方向の途中までの深さを備えていることより、分割溝３０が、受光面側の半導体接合領域まで到達せず、受光面側の半導体接合領域が破壊され特性が低下することもない。更には、分割溝３０にて、太陽電池セル１を割って分離しても、特性低下がないことを確認した。
【００１８】
受光面側に受光して発電機能を有する半導体接合領域について、本実施例においては、結晶系半導体基板２の表面側近傍／真性半導体層真性半導体層３／導電型半導体層４からなる領域であるが、これに代わって、一導電型の多結晶系又は単結晶系半導体基板において、その受光面側に熱拡散法等により逆導電型半導体層を形成して、発電機能を有する半導体接合領域を形成してもよい。
【００１９】
なお、本実施例では、第１サブセル１Ａと、第２サブセル１Ｂとを等面積に区分しているが、等面積でなくてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明においては、予め分割溝が形成された大面積の太陽電池セルにおいて、第１サブセル、第２サブセル同士を、電気接続部材にて接続した後、分離溝にて分離し、第１サブセルを接続した太陽電池モジュールと、第２サブセルを接続した太陽電池モジュールとを完成している。従って、従来例のように、予め分離された小面積の太陽電池セルを複数用意して、電気接続して小面積の太陽電池セルからなる太陽電池モジュールを、２つ製造するよりも、本発明は容易に製造することができる。つまり、太陽電池セルを接続するに際しては、太陽電池セルを逆側に裏返す作業が必要であり、従来例のように、半分割したような小面積の太陽電池セルを利用すると、２倍の数のセルを裏返して電気接続する必要があるが、本発明においては、大面積の太陽電池セルを利用して電気接続するので、半分の手間で裏返すことができる。
【００２１】
また、電気接続部材の接続に際して、自動接続装置を利用する場合においては、標準的なサイズである大面積の太陽電池セルに自動接続装置を調整、各種条件を設定している。本発明においては、大面積である太陽電池セルの大きさのままで、電気接続部材を接続するので、自動接続装置を小面積の太陽電池セルの接続に調整、設定することなく、自動接続装置をそのまま或いは同様の調整、設定で利用することができる。
【００２２】
更に、本発明においては、裏面を横断する分割溝は、太陽電池セルの厚み方向の途中までの深さを備えていることより、分割溝が、受光面側の半導体接合領域まで到達せず、受光面側の半導体接合領域が破壊され特性が低下することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１工程を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ拡大断面図である。
【図３】本発明の第３工程を示す図である。
【図４】本発明の第４工程を示す図である。
【符号の説明】
１　太陽電池セル
１Ａ　第１サブセル
１Ｂ　第２サブセル
２　結晶系半導体基板
３０　分割溝
３１　電気接続部材

Claims

受光面側に受光して発電機能を有する半導体接合領域を備える半導体基板からなる板状太陽電池セルにおいて、受光面とは反対側である裏面側に、前記太陽電池セルを第１サブセルと第２サブセルに区分するための前記裏面を横断する分割溝を、前記太陽電池セルの厚み方向の途中までの深さで形成する工程と、
複数の前記太陽電池セルを隣接して並べて、隣接する前記第１サブセルを電気接続部材で接続し、隣接する前記第２サブセルを電気接続部材で接続する工程と、
各前記太陽電池セルにおいて、前記分割溝にて前記太陽電池セルを分離することにより、前記第１サブセルを接続した太陽電池モジュールと、前記第２サブセルを接続した太陽電池モジュールを製造することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
受光面側に半導体接合領域を備える半導体基板からなる板状太陽電池セルにおいて、前記受光面とは反対側である裏面側において、分割溝を前記太陽電池セルの厚み方向の途中までの深さで形成する工程と、
前記分割溝にて、前記太陽電池セルを分離することにより、第１サブセルと第２サブセルに分離することを特徴とする太陽電池セルの分離方法。