JP2005191117A - Inner lead for connecting solar cell element and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池素子接続用インナーリードに関するものであり、また、複数の太陽電池素子を上記太陽電池素子接続用インナーリードにより電気的に接続した太陽電池モジュールに関するものである。 The present invention relates to an inner lead for connecting solar cell elements, and also relates to a solar cell module in which a plurality of solar cell elements are electrically connected by the inner lead for connecting solar cell elements.
従来の太陽電池素子の断面図を図3に示す。図3において、13は半導体基板、2は拡散層、3は反射防止膜、4はBSF層、5は表面電極、6は裏面電極、7は半田層を示す。 A sectional view of a conventional solar cell element is shown in FIG. In FIG. 3, 13 is a semiconductor substrate, 2 is a diffusion layer, 3 is an antireflection film, 4 is a BSF layer, 5 is a front electrode, 6 is a back electrode, and 7 is a solder layer.
図3に示すように太陽電池素子1は、P型領域とN型領域から形成されており、N型領域の表面には表面電極5が設けられており、P型領域の表面には裏面電極6が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
太陽電池素子の表面に形成する電極は、電極材料をスクリーン印刷法によって半導体基板上12の表裏面に塗布し焼きつけることによって得る方法が一般的である。 The electrode formed on the surface of the solar cell element is generally obtained by applying and baking an electrode material on the front and back surfaces of the semiconductor substrate 12 by screen printing.
図4は一般的な太陽電池素子の表面構造を説明するための図である。 FIG. 4 is a view for explaining the surface structure of a general solar cell element.
表面電極5は、図4に示すように太陽電池素子接続用インナーリード接続用電極のバスバー電極8と集電用電極のフィンガー電極9から形成されている。
As shown in FIG. 4, the
ここでいう太陽電池素子接続用インナーリードは太陽電池素子同士を電気的に接続するもので、通常、厚さ0.1mm程度、幅2mm程度の銅箔の全面を半田コートしたものを、所定の長さに切断し、太陽電池素子の電極上に半田付けして用いる。太陽電池素子接続用インナーリードは、例えば直列接続する場合には、隣接する太陽電池素子同士の受光面側の電極と裏面側の電極を交互に接続する。 The solar cell element connecting inner lead here is for electrically connecting the solar cell elements. Usually, a copper foil having a thickness of about 0.1 mm and a width of about 2 mm is solder-coated on the entire surface. Cut into length and soldered onto the electrode of the solar cell element. For example, when the solar cell element connecting inner leads are connected in series, the light receiving surface side electrodes and the back surface side electrodes of the adjacent solar cell elements are alternately connected.
図3では裏面電極6を裏面全面に均一に形成している図を示したが、裏面電極6も太陽電池素子接続用インナーリードの接続用バスバー電極と集電電極から構成してもよい。表裏面のバスバー電極8の表面には、断面積を大きくし抵抗損失を小さくするため、また長期信頼性を確保するため、さらに複数の太陽電池素子を接続しやすくするために半田層7を形成する。また太陽電池素子1同士を接続するために太陽電池素子接続用インナーリード10が接続される。
Although FIG. 3 shows a view in which the
図5は従来の太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリードの断面を示した図、図6は一般的な太陽電池モジュールの配線状態を説明するための断面図、図7は一般的な太陽電池モジュールの配線状態を説明するための表面から見たときの平面図である。 FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a solar cell element connecting inner lead used in a conventional solar cell module, FIG. 6 is a cross sectional view for explaining a wiring state of a general solar cell module, and FIG. It is a top view when it sees from the surface for demonstrating the wiring state of a solar cell module.
太陽電池素子接続用インナーリード10は、図5にその模式図を示すように平角状の銅箔15の周囲に半田層7を形成した構成となる。そして図6および図7に示すように一方端を表面電極5上のほぼ全長にわたって配線し、その複数箇所を表面電極5と溶着することで、バスバー電極8と太陽電池素子接続用インナーリード10を接続する。他方端は隣接する太陽電池素子1の裏面電極6のバスバー電極8に溶着することで太陽電池素子1同士が接続される。これを繰り返すことにより太陽電池モジュールを形成する。
The solar cell element connecting
太陽電池素子1と太陽電池素子接続用インナーリード10を接続するためには半田鏝やホットエアーなどで両方の半田を加熱し、圧着する方法が一般的である。このとき両者を別々に加熱して圧着することも可能であるが、太陽電池素子1の電極上に太陽電池素子接続用インナーリード10を配線し、その上から加熱して両者の半田を溶融させ圧着する方が生産性の面で効率的である。
In order to connect the
太陽電池素子接続用インナーリード10は太陽電池素子1のバスバー電極8の全長にわたり溶着することも可能である。しかし溶着の際に加えられる熱に起因して、太陽電池素子1と太陽電池素子接続用インナーリード10の熱収縮率の違いにより、太陽電池素子1に反りが発生し割れの原因となる。また太陽電池素子1のバスバー電極8が端部から剥離してしまうこともある。そのため、太陽電池素子1のバスバー電極8上の複数箇所で太陽電池素子接続用インナーリード10と溶着する方法が多用されている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば溶着していない部分でストレスがある程度吸収され、太陽電池素子1の反りを緩和することができ、割れを抑制することが可能になる。
しかしながら、この従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池素子1と太陽電池素子接続用インナーリード10の熱収縮率の違いによるストレスはすべて溶着部にかかってしまう。
However, in this conventional solar cell module, all stress due to the difference in thermal shrinkage between the
図8は一般的な太陽電池素子の半導体基板表面に形成されたバスバー電極の断面図、図9は従来の太陽電池モジュールのうち、電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配線したときの状態を説明するための断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view of a bus bar electrode formed on the surface of a semiconductor substrate of a general solar cell element, and FIG. 9 is a state when an inner lead for connecting a solar cell element is wired on the electrode in a conventional solar cell module. It is sectional drawing for demonstrating.
電極材料を塗布し焼きつけることによって電極を形成した太陽電池素子1の半導体基板13表面に形成されたバスバー電極8および半田が被覆された状態での断面は、図8に示すように中央が高く端にいくにつれ低くなる形状をしている。ここに図5に示すように中央に板状の銅箔15がある太陽電池素子接続用インナーリード10を接続するため、太陽電池素子1の半導体基板13表面に形成された表面電極5上に太陽電池素子接続用インナーリード10を配置した状態で、太陽電池素子接続用インナーリード10の上からホットエアーや半田鏝などで熱を加えると、太陽電池素子接続用インナーリード10の半田層7は外部から溶融が始まり、表面電極5に外側からなだれ込むようにして外側から溶着が始まり、内側に向かって進行する。太陽電池素子接続用インナーリード10の半田が外側から表面電極5上に流れ込み溶着が始まると、溶着部は内部に空気を取り込んだ状態になり、図9に示すように内部に気泡(以下、ボイドと呼ぶ)12を有する状態となってしまう。そして1度取り込まれたボイド12は、後から熱を加えても、逃げ場を失ってしまい外部に出ることはない。ボイド12が存在すると、その部分の半田は弱くなってしまい、半田に亀裂がはいってしまうという問題が発生することがあった。
The cross section in the state where the
また、太陽電池モジュールは、通常、屋外で長期間使用されることになるので、日中は周囲温度以上の高温となり、夜間は周囲温度程度の低温となる。また、季節変化にも影響される。この温度サイクルにより、太陽電池素子接続用インナーリード10の熱膨張、収縮が繰り返されることで、溶着部に大きな応力がかかり、亀裂や剥離が進行し、表面電極5と太陽電池素子接続用インナーリード10が剥がれ、太陽電池モジュールの特性が低下したり、場合によっては極端に抵抗が高くなってしまい、発熱し太陽電池モジュールの充填材(図不示)を溶かしてしまうという問題が発生することがあった。
In addition, since the solar cell module is usually used outdoors for a long time, the temperature is higher than the ambient temperature during the day, and the temperature is lower than the ambient temperature during the night. It is also affected by seasonal changes. The thermal expansion and contraction of the solar cell element connecting
表面電極5と太陽電池素子接続用インナーリード10の半田溶着部のボイド12の発生を抑制するためには、太陽電池素子接続用インナーリード10の幅を表面電極5の幅より小さくすればよいが、太陽電池素子接続用インナーリード10の抵抗損失が大きくなってしまうため、太陽電池素子接続用インナーリード10を厚くして断面積を増加させなければならなくなる。
In order to suppress the generation of the void 12 in the solder welded portion between the
ところが、太陽電池素子接続用インナーリード10が厚くなると、この太陽電池素子接続用インナーリード10をホットエアーなどで表面電極5に溶着する際に、表面電極5の半田層7まで熱が伝わりにくく、表面電極5と太陽電池素子接続用インナーリード10の溶着に時間がかかり、太陽電池素子接続用インナーリード10の熱膨張による伸びが更に大きくなるという問題があった。太陽電池素子接続用インナーリード10が伸びた状態で表面電極5に溶着されると、太陽電池素子接続用インナーリード10が縮む際に、溶着部に更に大きな圧縮応力が印加されてしまうという問題がある。
However, when the solar cell element connecting
また半田溶着部のボイド12の発生を抑制する別の方法としては、銅箔15の厚みを薄くして表面電極5の形状に沿いやすくしてやればよい。しかしこの方法では、太陽電池素子接続用インナーリード10の抵抗損失が大きくなってしまうため、太陽電池素子接続用インナーリード10の幅を広くして断面積を増加させなければならなくなる。このようにしてしまえばさらに多くのボイド12が発生したり、大きなボイド12になってしまう。
Further, as another method for suppressing the generation of the void 12 in the solder welded portion, the thickness of the
本発明の目的は、このような従来の太陽電池モジュールの問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールの出力特性は維持しつつ、太陽電池素子接続用インナーリードが太陽電池素子の電極に半田付けにて接続した部分のボイド発生を抑制した太陽電池モジュールを提供することにある。 The object of the present invention has been made in view of the problems of such a conventional solar cell module, and the inner leads for connecting the solar cell element are electrodes of the solar cell element while maintaining the output characteristics of the solar cell module. An object of the present invention is to provide a solar cell module that suppresses the generation of voids in the portion connected to the solder by soldering.
本発明の他の目的は、上記太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続した信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a highly reliable solar cell module in which a plurality of solar cell elements are electrically connected using the solar cell element connecting inner lead.
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池素子接続用インナーリードは、隣接する2つの太陽電池素子の一方の太陽電池素子の受光面側電極と他方の裏面側電極を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極との半田付けをする部分に貫通穴を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the inner lead for connecting solar cell elements of the present invention connects the light receiving surface side electrode of one solar cell element and the other back side electrode of two adjacent solar cell elements by soldering. A strip-shaped inner lead for connecting a solar cell element formed by coating a metal foil with solder, wherein a through hole is provided in a portion of the metal foil to be soldered to the electrode Features.
また、本発明の他の太陽電池素子接続用インナーリードは、隣接する2つの太陽電池素子の受光面側電極同士若しくは裏面側電極同士を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極との半田付けをする部分に貫通穴を設けたことを特徴とする。 Further, another solar cell element connecting inner lead of the present invention is provided on a metal foil provided to connect the light receiving surface side electrodes or the back surface side electrodes of two adjacent solar cell elements by soldering. A strip-shaped inner lead for connecting solar cell elements formed by covering with solder, wherein a through hole is provided in a portion of the metal foil to be soldered to the electrode.
また、本発明の更なる他の太陽電池素子接続用インナーリードは、前記金属箔が銅より構成されていることを特徴とする。 Further, in another solar cell element connecting inner lead of the present invention, the metal foil is made of copper.
また、本発明の太陽電池モジュールは、請求項1または2に記載の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続したことを特徴とする。
Moreover, the solar cell module of the present invention is characterized in that a plurality of solar cell elements are electrically connected using the solar cell element connecting inner lead according to
本発明に係る太陽電池素子接続用インナーリードによれば、隣接する2つの太陽電池素子の一方の太陽電池素子の受光面側電極と他方の裏面側電極を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用接続タブであって、前記金属箔の前記電極との半田付けをする部分に貫通穴を設けたことにより、複数の太陽電池素子を電気的に直列に接続した場合において、太陽電池素子の半導体基板に形成された表面電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配置した状態で、太陽電池素子接続用インナーリードの上からホットエアーや半田鏝などで熱を加え、太陽電池素子接続用インナーリードの半田層は外部から溶融が始まり、電極に外側からなだれ込むようにして外側から溶着が始まり、内側に向かって進行したときに、内側の半田は金属箔の貫通穴から太陽電池素子接続用インナーリードの上側に押し出される。よって内部にボイドが発生しにくくなる。 The inner lead for connecting solar cell elements according to the present invention is provided for connecting the light receiving surface side electrode of one of the two adjacent solar cell elements and the other back side electrode by soldering. In addition, a strip-shaped connection tab for connecting solar cells to a metal foil, wherein a plurality of solar cells are provided by providing a through hole in a portion where the metal foil is soldered to the electrode. When the elements are electrically connected in series, the solar cell element connecting inner leads are placed on the surface electrode formed on the semiconductor substrate of the solar cell element, and the solar cell element connecting inner leads are hot. Heat is applied with air, soldering iron, etc., and the solder layer of the inner lead for connecting the solar cell element begins to melt from the outside. When selfish proceeded, the inside of the solder is pushed out from the through holes of the metal foil on the upper side of the solar cell elements connected inner leads. Therefore, voids are less likely to occur inside.
本発明に係る他の太陽電池素子接続用インナーリードによれば、隣接する2つの太陽電池素子の受光面側電極同士若しくは裏面側電極同士を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極との半田付けをする部分に貫通穴を設けたことにより、複数の太陽電池素子を電気的に並列に接続した場合において、太陽電池素子の半導体基板に形成された表面電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配置した状態で、太陽電池素子接続用インナーリードの上からホットエアーや半田鏝などで熱を加え、太陽電池素子接続用インナーリードの半田層は外部から溶融が始まり、電極に外側からなだれ込むようにして外側から溶着が始まり、内側に向かって進行したときに、内側の半田は金属箔の貫通穴から太陽電池素子接続用インナーリードの上側に押し出される。よって内部にボイドが発生しにくくなる。 According to the other inner lead for connecting solar cell elements according to the present invention, the metal foil provided for connecting the light receiving surface side electrodes or the back surface side electrodes of two adjacent solar cell elements by soldering A strip-shaped inner lead for connecting a solar cell element to which a plurality of solar cell elements are electrically connected by providing a through hole in a portion where the metal foil is soldered to the electrode. When the solar cell element connecting inner leads are arranged on the surface electrode formed on the semiconductor substrate of the solar cell element, hot air or solder iron is applied over the solar cell element connecting inner lead. The solder layer of the inner lead for connecting the solar cell element begins to melt from the outside, starts welding from the outside so as to sag into the electrode from the outside, and faces inward. When traveling I, the inside of the solder is pushed out from the through holes of the metal foil on the upper side of the solar cell elements connected inner leads. Therefore, voids are less likely to occur inside.
また万一ボイドが発生しても、外部より熱をかけつづけ、圧着することにより内部にボイドを含む内側の半田は金属箔の貫通穴から太陽電池素子接続用インナーリードの上側に押し出されることになり、太陽電池素子接続用インナーリードと表面電極の間にボイドを含む半田が残ることはない。 In addition, even if a void occurs, the inside solder containing the void is pushed out from the through hole of the metal foil to the upper side of the inner lead for connecting the solar cell element by applying heat from outside and pressing it. Thus, no solder containing voids remains between the inner lead for connecting the solar cell element and the surface electrode.
よって、半田溶着部分の半田強度が向上し、長期信頼性にも優れた太陽電池モジュールを得ることができるようになる。 Therefore, the solder strength of the solder welded portion is improved, and a solar cell module with excellent long-term reliability can be obtained.
さらに、前記金属箔が銅より構成されるようにしたことで、前記太陽電池素子接続用インナーリードの導電性がよく、半田付けもしやすい。 Further, since the metal foil is made of copper, the inner lead for connecting the solar cell element has good conductivity and is easy to solder.
また、本発明の太陽電池素子接続用インナーリードは、特に太陽電池素子の特性を向上させるため、バスバー電極上の半田の厚みを厚くしたモジュール、もしくは抵抗損失を減らすため太陽電池素子接続用インナーリード内の銅箔の断面積を大きくした、特に厚みを厚くした太陽電池モジュールに使用すれば、特にその効果を有効に発揮する。 Further, the inner lead for connecting a solar cell element of the present invention is a module in which the thickness of solder on the bus bar electrode is increased in order to improve the characteristics of the solar cell element, or the inner lead for connecting solar cell element to reduce resistance loss. When used in a solar cell module having a larger cross-sectional area of the inner copper foil, particularly a thicker one, the effect is particularly effectively exhibited.
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、請求項1または2に記載の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続したことで、太陽電池素子接続用インナーリードが太陽電池素子の電極に半田付けにて接続した部分のボイド発生を抑制することができ、より信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
Moreover, according to the solar cell module of the present invention, a plurality of solar cell elements are electrically connected using the inner lead for connecting solar cell elements according to
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図3は、本発明に係る太陽電池素子の断面図を示す。また図2は本発明にかかる太陽電池モジュールのうち、電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配線したときの状態を説明するための断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a solar cell element according to the present invention. Moreover, FIG. 2 is sectional drawing for demonstrating a state when the inner lead for solar cell element connection is wired on the electrode among the solar cell modules concerning this invention.
図2及び図3において、13は半導体基板、2はn型拡散層、3は反射防止膜、4はBSF層、5は表面電極、6は裏面電極、7は半田層、8はバスバー電極、9はフィンガー電極、10は太陽電池素子接続用インナーリード、11は金属箔である。 2 and 3, 13 is a semiconductor substrate, 2 is an n-type diffusion layer, 3 is an antireflection film, 4 is a BSF layer, 5 is a front electrode, 6 is a back electrode, 7 is a solder layer, 8 is a bus bar electrode, 9 is a finger electrode, 10 is an inner lead for connecting a solar cell element, and 11 is a metal foil.
本発明において、太陽電池素子の基本的な構造は従来のものと同じである。ここでは半導体基板13としてP型のシリコン基板を使用する場合を例にとり説明する。
In the present invention, the basic structure of the solar cell element is the same as the conventional one. Here, a case where a P-type silicon substrate is used as the
半導体基板13は、厚み0.3mm程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどからなる。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1×1016〜1018atoms・cm−3程度含有し、比抵抗は1〜5Ω・cm程度である。
The
この半導体基板13を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン(POCl3)などを用いて加熱することによって半導体基板13の表面部にリン原子を1×1016〜1018atoms・cm−3程度拡散させ、厚み0.3〜0.4μm程度の拡散層2を形成する。
By placing this
次に半導体基板13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(SiNX)などからなり、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)との混合ガスを用いたプラズマCVD法などで厚み500〜1000nm、屈折率1.90〜2.30程度に形成される。この反射防止膜3は、半導体基板13の表面で光が反射するのを防止して、半導体基板13内に光を有効的に取り込むために設ける。
Next, the
次に裏面にはアルミニウムペーストを塗布し焼き付けることによってBSF層4を形成し、表面に残ったアルミニウムを除去する。その後半導体基板13の表裏面に銀ペーストをスクリーン印刷法などで塗布し、600〜800℃で1〜30分程度焼き付けることによって、フィンガー電極9とバスバー電極8からなる表面電極5と裏面電極6を形成する。
Next, a
太陽電池素子1の裏面の構造は図3に示した上述の構造以外に、銀からなる出力取出電極(バスバー電極)とアルミニウムからなる集電電極で構成された構造にしてもよい。この構造では、集電電極を形成するのと同時にBSF層を形成することができる。
The structure of the back surface of the
表面電極5と裏面電極6の表面には、電極の面積を増大させ抵抗を下げるため、また電極の表面を保護し長期信頼性を確保するため、さらに複数の素子を接続する際の配線性を向上させる目的で、半田層7を形成する。半田層7は溶融半田に太陽電池素子1を浸漬させることにより形成する。
On the surface of the
その後図6および図7に示すように太陽電池素子接続用インナーリード10の一方端を表面電極5上のほぼ全長にわたって配線し、その複数箇所を表面電極5と溶着することで、バスバー電極8と太陽電池素子接続用インナーリード10を接続する。他方端は隣接する太陽電池素子1の裏面電極6のバスバー電極8に溶着することで太陽電池素子1同士が接続される。これを繰り返すことにより太陽電池モジュールを形成する。
Thereafter, as shown in FIGS. 6 and 7, one end of the solar cell element connecting
太陽電池素子1と太陽電池素子接続用インナーリード10を接続するためには半田鏝やホットエアーなどで両方の半田を加熱し、圧着する方法が一般的である。このとき両者を別々に加熱して圧着することも可能であるが、太陽電池素子1の半導体基板13表面に形成された表面電極5上に太陽電池素子接続用インナーリード10を配線し、その上から加熱して両者の半田を溶融させ圧着する方が生産性の面で効率的である。
In order to connect the
太陽電池素子接続用インナーリード10は太陽電池素子1のバスバー電極8の全長にわたり溶着することも可能である。しかし溶着の際に加えられる熱に起因して、太陽電池素子1と太陽電池素子接続用インナーリード10の熱収縮率の違いにより、太陽電池素子1に反りが発生し割れの原因となる。また太陽電池素子1のバスバー電極8が端部から剥離してしまうこともある。そのため、太陽電池素子1のバスバー電極8上の複数箇所で太陽電池素子接続用インナーリード10と溶着する方法が多用されている。この方法によれば溶着していない部分でストレスがある程度吸収され、太陽電池素子1の反りを緩和することができ、割れを抑制することが可能になる。
The
図1は本発明に係る太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリードの金属箔の一実施例を示した図である。本発明に係る太陽電池素子接続用インナーリード10は金属箔11が太陽電池素子1の電極との半田付けをする部分の金属箔11に貫通穴14を設けたことを特徴とする。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a metal foil of a solar cell element connecting inner lead used in a solar cell module according to the present invention. The solar cell element connecting
このようにすることにより、太陽電池素子1の半導体基板13表面に形成された表面電極上に太陽電池素子接続用インナーリード10を配置した状態で、太陽電池素子接続用インナーリード10の上からホットエアーや半田鏝などで熱を加え、太陽電池素子接続用インナーリード10の半田層7は外部から溶融が始まり、電極に外側からなだれ込むようにして外側から溶着が始まり、内側に向かって進行したときに、内側の半田は金属箔の穴から太陽電池素子接続用インナーリードの上側に押し出される。よって内部にボイドが発生しにくくなる。
By doing in this way, it is hot from the top of the solar cell element connection
また万一ボイドが発生しても、外部より熱をかけつづけ、圧着することにより内部にボイドを含む内側の半田は金属箔の穴から太陽電池素子接続用インナーリードの上側に押し出されることになり、太陽電池素子接続用インナーリードと表面電極の間にボイドを含む半田が残ることはない。 Even if a void occurs, the inside solder containing the void is pushed out from the hole of the metal foil to the upper side of the inner lead for connecting the solar cell element by applying heat from outside and pressing it. The solder containing voids does not remain between the inner lead for connecting the solar cell element and the surface electrode.
よって、半田溶着部分の半田強度が向上し、長期信頼性にも優れた太陽電池モジュールを得ることができるようになる。 Therefore, the solder strength of the solder welded portion is improved, and a solar cell module with excellent long-term reliability can be obtained.
本発明では半田溶着部の太陽電池素子接続用インナーリード内の金属箔に貫通穴があいていることが特徴であり、太陽電池素子接続用インナーリードに貫通穴は形成されていなくてもよい。 The present invention is characterized in that a through hole is formed in the metal foil in the inner lead for connecting the solar cell element of the solder welded portion, and the through hole may not be formed in the inner lead for connecting the solar cell element.
上記金属材は、銀、銅、アルミニウム、鉄などの良導電性の金属で作製されるが、その導電性や取り扱いの容易さ、また材料のコストなどを考慮して、銅で作製されるのが好適である。 The metal material is made of a highly conductive metal such as silver, copper, aluminum, or iron, but is made of copper in consideration of its conductivity, ease of handling, material cost, and the like. Is preferred.
太陽電池素子接続用インナーリードに銅箔を使用する場合において、太陽電池素子接続用インナーリードは通常銅箔を半田融液に浸漬させることにより形成するが、本発明に使用する太陽電池素子接続用インナーリードはすでに貫通穴が開いている銅箔を半田融液に浸漬して形成してもよいし、従来の太陽電池素子接続用インナーリードに、溶着予定位置が決まった段階で後から貫通穴をあけてもよい。ただしこの場合には銅箔が酸化する可能性があるので、溶着の直前に貫通穴をあけることが望ましい。 In the case of using a copper foil for the solar cell element connecting inner lead, the solar cell element connecting inner lead is usually formed by immersing the copper foil in a solder melt, but for the solar cell element connecting used in the present invention. The inner lead may be formed by immersing a copper foil in which a through hole has already been formed in a solder melt, or the through hole will be formed later on the conventional inner lead for connecting a solar cell element when the position to be welded is determined. May be opened. However, in this case, since the copper foil may be oxidized, it is desirable to make a through hole immediately before welding.
また貫通穴の形状は図面に記載した円形に限定されるものではなく、楕円もしくは多角形形状であっても構わない。また個数も半田溶着部に一つと限定されるものではなく、複数形成しても構わない。さらに貫通穴の大きさは、導電抵抗を極力抑えつつ、本発明の目的である半田内部のボイドの発生を抑制する目的から適宜選択することが可能であり、これらは太陽電池素子の出力特性、太陽電池素子上の半田溶着部の位置、溶着方法、溶着条件により最適な大きさや形状、個数を選択すればよい。 The shape of the through hole is not limited to the circular shape shown in the drawings, and may be an ellipse or a polygon. Further, the number is not limited to one for the solder welded portion, and a plurality of the number may be formed. Furthermore, the size of the through hole can be appropriately selected from the purpose of suppressing void generation inside the solder, which is the object of the present invention, while suppressing the conductive resistance as much as possible, and these are the output characteristics of the solar cell element, What is necessary is just to select the optimal magnitude | size, shape, and number by the position of the solder welding part on a solar cell element, the welding method, and welding conditions.
なお、上記においては、1つの太陽電池素子の受光面側電極と隣接する太陽電池素子の裏面側電極を接続する直列接続の場合を例示して説明したが、隣接する太陽電池素子の受光面側電極同士若しくは裏面側電極同士を接続する並列接続の場合でも同様の効果が有ることは言うまでもない。 In addition, in the above, although demonstrated in the case of the serial connection which connects the light reception surface side electrode of one solar cell element, and the back surface side electrode of the adjacent solar cell element, the light reception surface side of the adjacent solar cell element It goes without saying that the same effect can be obtained even in the case of parallel connection in which the electrodes or the backside electrodes are connected.
以上本発明の実施形態を詳細に説明したが、これにとらわれるものではない。例えば表裏の電極上に別の太陽電池素子接続用インナーリードを配線しておき、その太陽電池素子接続用インナーリード同士を太陽電池素子の裏面側、表面側、もしくは素子間で接続することも可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this. For example, it is possible to wire different solar cell element connecting inner leads on the front and back electrodes, and connect the solar cell element connecting inner leads to the back side, the front side, or between the solar cell elements. It is.
またバスバー電極は太陽電池素子上に二本図示したが、一本であっても、三本以上であっても構わない。 Two bus bar electrodes are shown on the solar cell element, but may be one or three or more.
また太陽電池素子の裏面電極として、バスバー電極を区別することなく、全面に半田が被覆された太陽電池素子を使用することも可能である。 Moreover, it is also possible to use a solar cell element whose entire surface is coated with solder without distinguishing the bus bar electrode as the back electrode of the solar cell element.
また上記説明では電極材料を塗布し焼きつけることによって得た電極を例にとり説明したがこれに限定されるものではない。例えばフォトリソ法を用いてスパッタ・蒸着法によるなどして得た、上端が平坦な電極であっても、その表面に被覆された半田は濡れ性から略半円の形状となるため、本発明はその効果を発揮する。 In the above description, an electrode obtained by applying and baking an electrode material has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, even if the upper end of the electrode is obtained by sputtering or vapor deposition using a photolithographic method, the solder coated on the surface of the electrode has a substantially semicircular shape because of wettability. The effect is demonstrated.
さらに半田種はSn−Pbのいわゆる6−4半田であっても、Pbを含有しないいわゆる鉛フリー半田であっても構わない。 Further, the solder type may be Sn-Pb so-called 6-4 solder or so-called lead-free solder which does not contain Pb.
また、太陽電池素子の電極上に半田層のない太陽電池素子に、太陽電池素子接続用インナーリード接続する構造の太陽電池モジュールであっても本発明は有効にその効果を発揮する。 Further, the present invention effectively exhibits the effect even if the solar cell module has a structure in which a solar cell element having no solder layer on the electrode of the solar cell element is connected to the inner lead for connecting the solar cell element.
さらに太陽電池素子接続用インナーリード同士を接続する箇所に本発明を応用することも可能である。 Furthermore, the present invention can be applied to a place where the inner leads for connecting solar cell elements are connected.
1:半導体基板
2:拡散層
3:反射防止膜
4:BSF層
5:表面電極
6:裏面電極
7:半田層
8:バスバー電極
9:フィンガー電極
10:太陽電池素子接続用インナーリード
11:金属箔
12:ボイド
13:半導体基板
14:貫通穴
15:銅箔
1: Semiconductor substrate 2: Diffusion layer 3: Antireflection film 4: BSF layer 5: Front electrode 6: Back electrode 7: Solder layer 8: Bus bar electrode 9: Finger electrode 10: Inner lead 11 for connecting solar cell elements: Metal foil 12: Void 13: Semiconductor substrate 14: Through hole 15: Copper foil
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003428078A JP2005191117A (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Inner lead for connecting solar cell element and solar cell module |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009212396A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar-battery module and production method thereof |
KR101359681B1 (en) | 2012-08-13 | 2014-02-07 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | Metallic oxide thin film substrate, method of fabricating thereof, photovoltaic and oled including the same |
-
2003
- 2003-12-24 JP JP2003428078A patent/JP2005191117A/en active Pending
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