JP2007149871A - Interconnect, method of connecting interconnect, solar cell string, method of manufacturing solar cell string, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インターコネクタ、インターコネクタの接続方法、太陽電池ストリング、太陽電池ストリングの製造方法および太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to an interconnector, an interconnector connection method, a solar cell string, a solar cell string manufacturing method, and a solar cell module.
太陽光エネルギを電気エネルギに変換して発電を行なう太陽光発電システムは、近年、特に地球環境問題の観点から次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽光発電システムが急速に普及するにつれ、太陽電池セルの製造コストの低減は必要不可欠となっており、製造コストの低減において、基板となるシリコンウェハの大型化および薄型化は非常に有効な手段である。 In recent years, a solar power generation system that generates power by converting solar energy into electric energy has been rapidly expected as a next-generation energy source particularly from the viewpoint of global environmental problems. As solar power generation systems spread rapidly, it is indispensable to reduce the manufacturing cost of solar cells. To reduce the manufacturing cost, it is very effective to increase the size and thickness of the silicon wafer as the substrate. It is.
しかしながら、シリコンウェハの大型化、薄型化に伴い、従来より用いられてきたインターコネクタ(隣接する太陽電池セルを電気的に接続するための導電部材)と太陽電池セルの電極を接続をして太陽電池ストリングを製造する際に、インターコネクタと太陽電池セルの電極とを接続するための加熱工程において、太陽電池セルの基板であるシリコンウェハと、インターコネクタの導電部材である銅などとの熱膨張係数差により、室温まで温度が低下した際に太陽電池セルが大きく反るという問題が生じる。 However, as silicon wafers become larger and thinner, the interconnector (conductive member for electrically connecting adjacent solar cells) that has been used in the past and solar cell electrodes are connected to the solar wafer. When manufacturing a battery string, in a heating process for connecting the interconnector and the electrode of the solar battery cell, thermal expansion between the silicon wafer as the substrate of the solar battery cell and copper as the conductive member of the interconnector Due to the coefficient difference, there arises a problem that the solar battery cell is greatly warped when the temperature is lowered to room temperature.
また、太陽電池セルに生じた反りは、自動化されたモジュール作製ラインの搬送系において搬送エラーやセル割れを引き起こす原因となる。また、複数の太陽電池セルがインターコネクタによって電気的に接続された太陽電池ストリングにおいては、各太陽電池セルに反りがあると、太陽電池モジュールの製造時における太陽電池ストリングの樹脂封止工程において、太陽電池ストリングを構成する各太陽電池セルに局部的に強い力が加わり、太陽電池セルに割れが生ずる原因となる。 Further, the warpage generated in the solar battery cell causes a transport error and a cell crack in the transport system of the automated module manufacturing line. Moreover, in the solar battery string in which a plurality of solar battery cells are electrically connected by an interconnector, if each solar battery cell is warped, in the resin sealing process of the solar battery string at the time of manufacturing the solar battery module, A strong force is locally applied to each solar battery cell constituting the solar battery string, causing cracks in the solar battery cell.
このような問題に対処するため、インターコネクタを縒り線で形成し、このインターコネクタを太陽電池セルの電極の両端の2点で接続する方法が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。この方法によれば、インターコネクタは縒りの方向に伸縮するので、太陽電池の基板の表面に平行な方向(インターコネクタの長手方向)への伸縮が小さくなり、インターコネクタの接続後の太陽電池セルの反りを小さくすることができる。 In order to cope with such a problem, a method is disclosed in which an interconnector is formed by a twisted line, and this interconnector is connected at two points on both ends of an electrode of a solar battery cell (see, for example, Patent Document 1). According to this method, since the interconnector expands and contracts in the direction of turning, the expansion and contraction in the direction parallel to the surface of the substrate of the solar cell (longitudinal direction of the interconnector) is reduced, and the solar cell after connection of the interconnector Can reduce the warpage.
また、インターコネクタと太陽電池セルとの間の熱膨張係数差を小さくするために、熱膨張係数が小さい材料と銅とのクラッド材をインターコネクタに用いる方法も知られている。
しかしながら、上記のインターコネクタを縒り線で形成する方法では、太陽電池セルの電極にインターコネクタが固定されていない部分が存在するため、太陽電池モジュールの完成後に太陽電池モジュールが受ける熱サイクルによって太陽電池ストリングを封止する樹脂が軟化して流動すると、その固定されていない部分からインターコネクタが外れたり、場合によっては断線する可能性があるため、長期的な信頼性に欠けるという問題があった。 However, in the above method of forming the interconnector with a twisted line, there is a portion where the interconnector is not fixed to the electrode of the solar battery cell, so that the solar battery is subjected to the thermal cycle received by the solar battery module after completion of the solar battery module. When the resin that seals the string softens and flows, there is a possibility that the interconnector may come off from an unfixed portion or may be disconnected in some cases, so that there is a problem of lack of long-term reliability.
また、上記の熱膨張係数が小さい材料と銅とのクラッド材をインターコネクタに用いる方法では、銅のみからなるインターコネクタと比較して抵抗値が大きくなり、インターコネクタにおいて電気出力をロスする問題がある。 Moreover, in the method of using a clad material of copper and a material having a small coefficient of thermal expansion as described above, the resistance value becomes large as compared with an interconnector made only of copper, and there is a problem of loss of electrical output in the interconnector. is there.
本発明の目的は、太陽電池セルとの接続後における太陽電池セルの反りを低減することができるとともに、接続後の信頼性を向上することができ、さらにインターコネクタにおける電気出力のロスも低減することができるインターコネクタ、そのインターコネクタの接続方法、そのインターコネクタを用いて太陽電池セルを接続した太陽電池ストリング、その太陽電池ストリングの製造方法およびその太陽電池ストリングを含む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 is to reduce the warpage of the solar battery cell after connection with the solar battery cell, to improve the reliability after connection, and to reduce the loss of electrical output in the interconnector. PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interconnector that can be connected, a method for connecting the interconnector, a solar cell string in which solar cells are connected using the interconnector, a method for manufacturing the solar cell string, and a solar cell module including the solar cell string It is in.
本発明は、隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続するためのインターコネクタであって、インターコネクタは導電部材を備え、インターコネクタはその両端に太陽電池の電極に接続するための接続部を有しており、少なくとも接続部における導電部材の表面は第1ハンダ層で被覆され、第1ハンダ層の表面は第1ハンダ層と融点が異なる第2ハンダ層で被覆されているインターコネクタである。ここで、本発明のインターコネクタにおいて、第1ハンダ層は太陽電池セルの電極に接触する導電部材の表面に少なくとも被覆されていればよく、太陽電池セルの電極に接触しない導電部材の表面には被覆されていてもよく、被覆されていなくてもよい。 The present invention is an interconnector for electrically connecting electrodes of adjacent solar battery cells, the interconnector includes a conductive member, and the interconnector is connected to connect to solar battery electrodes at both ends thereof. Interconnector wherein at least the surface of the conductive member in the connecting portion is covered with a first solder layer, and the surface of the first solder layer is covered with a second solder layer having a melting point different from that of the first solder layer It is. Here, in the interconnector of the present invention, the first solder layer only needs to be coated at least on the surface of the conductive member that contacts the electrode of the solar battery cell, and on the surface of the conductive member that does not contact the electrode of the solar battery cell. It may be coated or uncoated.
また、本発明のインターコネクタにおいては、第2ハンダ層の融点は第1ハンダ層の融点よりも低いことが好ましい。 In the interconnector of the present invention, the melting point of the second solder layer is preferably lower than the melting point of the first solder layer.
また、本発明のインターコネクタにおいては、第1ハンダ層がSn−Ag−Cuからなり、第2ハンダ層がSn−Zn−Biからなっていてもよい。 In the interconnector of the present invention, the first solder layer may be made of Sn—Ag—Cu, and the second solder layer may be made of Sn—Zn—Bi.
また、本発明のインターコネクタにおいて、第1ハンダ層は導電部材の表面に圧着されることにより形成され、第2ハンダ層は第1ハンダ層の表面に圧着されることにより形成されてもよい。 In the interconnector of the present invention, the first solder layer may be formed by being pressed onto the surface of the conductive member, and the second solder layer may be formed by being pressed onto the surface of the first solder layer.
また、本発明のインターコネクタにおいて、第1ハンダ層は導電部材の表面にディップされることにより形成され、第2ハンダ層は第1ハンダ層の表面にディップされることにより形成されてもよい。 In the interconnector of the present invention, the first solder layer may be formed by dipping on the surface of the conductive member, and the second solder layer may be formed by dipping on the surface of the first solder layer.
また、本発明は、上記のいずれかのインターコネクタを太陽電池セルの電極に接続する方法であって、インターコネクタを第1ハンダ層の融点以上の温度で太陽電池セルの電極に接続するインターコネクタの接続方法である。 In addition, the present invention is a method for connecting any of the above interconnectors to an electrode of a solar battery cell, wherein the interconnector is connected to the electrode of the solar battery cell at a temperature equal to or higher than the melting point of the first solder layer. This is the connection method.
また、本発明は、隣接する太陽電池セルの電極同士が上記のいずれかのインターコネクタにより電気的に接続されてなる太陽電池ストリングである。 Further, the present invention is a solar cell string in which electrodes of adjacent solar cells are electrically connected by any of the above interconnectors.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、太陽電池セルのそれぞれの表面は各辺の長さがそれぞれ155mm以上である正方形または矩形であることが好ましい。 Moreover, in the solar cell string of this invention, it is preferable that each surface of a photovoltaic cell is a square or a rectangle whose length of each side is 155 mm or more, respectively.
また、本発明の太陽電池ストリングにおいて、太陽電池セルのそれぞれの厚さは300μm以下であることが好ましい。 Moreover, in the solar cell string of this invention, it is preferable that each thickness of a photovoltaic cell is 300 micrometers or less.
また、本発明は、上記のいずれかの太陽電池ストリングを製造する方法であって、ヒータ加熱、ランプ加熱およびリフロー方式からなる群から選択された少なくとも1種によって、太陽電池セルの電極とインターコネクタの接続部とを電気的に接続する太陽電池ストリングの製造方法である。 Further, the present invention is a method for producing any one of the above-described solar cell strings, wherein at least one selected from the group consisting of a heater heating, a lamp heating and a reflow method, and an electrode of the solar cell and an interconnector It is a manufacturing method of the solar cell string which electrically connects with the connection part.
さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを封止する封止材と、太陽電池ストリングから封止材を介して外部に伸びる一対の外部端子と、を備えた、太陽電池モジュールである。 Furthermore, the present invention includes any one of the above solar cell strings, a sealing material that seals the solar cell strings, and a pair of external terminals that extend from the solar cell string to the outside via the sealing material. A solar cell module.
本発明によれば、太陽電池セルとの接続後における太陽電池セルの反りを低減することができるとともに、接続後の信頼性を向上することができ、さらにインターコネクタにおける電気出力のロスも低減することができるインターコネクタ、そのインターコネクタの接続方法、そのインターコネクタを用いて太陽電池セルを接続した太陽電池ストリング、その太陽電池ストリングの製造方法およびその太陽電池ストリングを含む太陽電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to reduce the curvature of the photovoltaic cell after a connection with a photovoltaic cell, the reliability after a connection can be improved, and also the loss of the electrical output in an interconnector is also reduced. PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interconnector that can be connected, a method for connecting the interconnector, a solar cell string in which solar cells are connected using the interconnector, a method for manufacturing the solar cell string, and a solar cell module including the solar cell string Can do.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
図1に、本発明のインターコネクタを含む本発明の太陽電池ストリングの好ましい一例の模式的な上面図を示す。図1に示すように、本発明のインターコネクタ1は、隣接する2つの太陽電池セル9の一方の太陽電池セル9の受光面側の電極(図示せず)と他方の太陽電池セル9の裏面側の電極(図示せず)とを電気的に接続しており、インターコネクタ1は太陽電池セル9のこれらの電極(図示せず)と電気的に接続するための接続部5を有している。
In FIG. 1, the typical top view of a preferable example of the solar cell string of this invention containing the interconnector of this invention is shown. As shown in FIG. 1, the
図2に、図1に示すインターコネクタ1の模式的な断面図を示す。ここで、インターコネクタ1は、細長い導電部材6を含み、その導電部材6の表面は第1ハンダ層7で被覆されており、第1ハンダ層7の表面は第2ハンダ層8で被覆されている。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the
図3の模式的側面図に示すように、本発明のインターコネクタ1は、太陽電池セル9の電極(図示せず)にインターコネクタ1の接続部5を図3に示す矢印の方向に押さえつけた状態で加熱することによって、太陽電池セル9の電極に接続される。
As shown in the schematic side view of FIG. 3, the
図4の模式的断面図に、本発明のインターコネクタ1を太陽電池セル9の電極に接続した後の状態の一例を示す。接続前のインターコネクタ1は、図2に示すように、導電部材6に近い方から第1ハンダ層7および第2ハンダ層8が順次被覆されている。そして、本発明のインターコネクタ1の接続時においては太陽電池セル9に近い位置の低い融点を有する第2ハンダ層8がまず溶融して、溶融状態の第2ハンダ層8が太陽電池セル9の電極(図示せず)の大部分を被覆することになる。そして、加熱温度を第1ハンダ層7の融点以上の温度に上昇させることにより、導電部材6に近い位置の高い融点を有する第1ハンダ層7が溶融して太陽電池セル9の電極(図示せず)の一部を被覆する。その後、加熱を中止して、加熱温度が低下していく際に、まず、高い融点を有する第1ハンダ層7が先に固化し、引き続き、低い融点を有する第2ハンダ層8が固化する。
An example of the state after connecting the
このように本発明のインターコネクタ1は、高い融点を有する第1ハンダ層7が固化しても太陽電池セル9の電極とインターコネクタ1とは部分的に接続されているだけなので、加熱温度が低下していく際に導電部材6が収縮しても溶融状態の第2ハンダ層8によって導電部材6の収縮に伴う応力を緩和することができる。また、第2ハンダ層8の融点以下の温度にまで冷却されて第1ハンダ層7および第2ハンダ層8が固化することによってインターコネクタ1が太陽電池セル9の電極に接続された後には、太陽電池セル9が高温環境下に曝されて第2ハンダ層8が溶融した場合でも、第1ハンダ層7によりインターコネクタ1は太陽電池セル9の電極に固定されるためにインターコネクタ1が外れにくい。
Thus, since the
すなわち、従来のインターコネクタの接続時において加熱状態にあったインターコネクタと太陽電池セルとを室温まで冷却すると、図5の模式的側面図に示すように、太陽電池セル9とインターコネクタ10との間の熱膨張率差により、インターコネクタ10は太陽電池セル9よりも大きく収縮するため、太陽電池セル9には凹状の反りが発生する。このとき、太陽電池セル9には、元の形状に戻ろうとする力(復元力)が発生しており、この復元力は、図5に示す矢印の方向にインターコネクタ10に対して引張応力を与える。
That is, when the interconnector and the solar battery cells that have been in a heated state at the time of connecting the conventional interconnector are cooled to room temperature, as shown in the schematic side view of FIG. Due to the difference in thermal expansion coefficient between them, the
また、熱膨張率は温度に比例するため、加熱時と冷却時の温度差が大きい程太陽電池セル9の反りは大きくなる。従来のインターコネクタ10の構成を、高い融点を有する第1ハンダ層のみを導電部材の表面に被覆した構成とした場合には、インターコネクタ10と太陽電池セル9との接続時における加熱温度を高くする必要があるために加熱時と冷却時の温度差が大きくなり、太陽電池セル9の反りは大きくなる。
Further, since the coefficient of thermal expansion is proportional to the temperature, the warpage of the
一方、従来のインターコネクタ10の構成を、低い融点を有する第2ハンダ層のみを導電部材の表面に被覆した構成とした場合には、太陽電池セル9が高温環境下に曝されると第2ハンダ層が溶融して、インターコネクタ10が太陽電池セル9の電極から外れてしまう。
On the other hand, when the configuration of the
しかしながら、本発明のインターコネクタにおいては、上述したように、導電部材の表面に高い融点の第1ハンダ層と低い融点の第2ハンダ層とが順次被覆された構成となっているため、太陽電池セルの反りを低減することができるとともに、太陽電池セルとの接続後においても太陽電池セルから外れにくいことから信頼性も向上することができ、さらに熱膨張係数が小さい材料とのクラッド材を用いる必要もないためインターコネクタにおける電気出力のロスも低減することができる。 However, in the interconnector of the present invention, as described above, the surface of the conductive member has a structure in which the first solder layer having a high melting point and the second solder layer having a low melting point are sequentially coated. Cell warpage can be reduced, reliability is improved because it is difficult to be detached from the solar battery cell even after connection with the solar battery cell, and a cladding material made of a material having a low thermal expansion coefficient is used. Since it is not necessary, the loss of electrical output in the interconnector can also be reduced.
なお、本発明において、太陽電池セルとしては、アモルファス、多結晶、単結晶シリコンなどの元素半導体、GaAsなどの化合物半導体などを用いて形成されたものが含まれる。 In the present invention, the solar battery cell includes those formed using an elemental semiconductor such as amorphous, polycrystalline, or single crystal silicon, or a compound semiconductor such as GaAs.
また、本発明において、導電部材は、たとえば箔状または板状などの帯状に形成された導電体からなることが好ましく、なかでも板状に形成された導電体からなることが好ましい。導電部材が板状に形成された導電体からなる場合には、本発明のインターコネクタと太陽電池セルとの接触面積が大きくなり、安定して信頼性の高い接続ができる傾向にある。 Moreover, in this invention, it is preferable that a conductive member consists of a conductor formed in strip | belt shape, such as foil shape or plate shape, for example, and it is preferable to consist of a conductor formed in plate shape especially. When the conductive member is made of a conductor formed in a plate shape, the contact area between the interconnector of the present invention and the solar battery cell is increased, and there is a tendency that stable and reliable connection can be achieved.
また、本発明において、導電部材が帯状である場合、導電部材の幅は、本発明のインターコネクタの強度と太陽電池セルへの太陽光の照射面積とを考慮すると、0.5mm以上5.0mm以下であることが好ましく、0.5mm以上3.0mm以下であることがより好ましく、2.5mm程度であることが特に好ましい。 In the present invention, when the conductive member has a strip shape, the width of the conductive member is 0.5 mm or more and 5.0 mm in consideration of the strength of the interconnector of the present invention and the irradiation area of sunlight on the solar battery cell. Or less, more preferably 0.5 mm or more and 3.0 mm or less, and particularly preferably about 2.5 mm.
また、本発明において、導電部材が帯状である場合、導電部材の厚さは、本発明のインターコネクタの電気抵抗と温度変化によって本発明のインターコネクタが太陽電池セルに与える応力とを考慮すると、0.05mm以上0.5mm以下であることが好ましく、0.05mm以上0.3mm以下であることがさらに好ましく、0.2mm程度であることが特に好ましい。 Further, in the present invention, when the conductive member has a strip shape, the thickness of the conductive member takes into account the electrical resistance of the interconnector of the present invention and the stress applied to the solar cells by the interconnector of the present invention due to temperature changes. It is preferably 0.05 mm or more and 0.5 mm or less, more preferably 0.05 mm or more and 0.3 mm or less, and particularly preferably about 0.2 mm.
また、本発明において、導電部材の一端または両端は複数本に分岐されていてもよい。たとえば、隣接する太陽電池セルの一方がその受光面側に複数の電極を備え、他方がその裏面側に1つの電極を有している場合、一端が複数本に分岐された導電部材からなるインターコネクタを用いることが、電気抵抗を低下させる観点から好ましい。 In the present invention, one end or both ends of the conductive member may be branched into a plurality. For example, when one of the adjacent solar cells has a plurality of electrodes on the light receiving surface side and the other has one electrode on the back surface side, an interface made of a conductive member having one end branched into a plurality of electrodes. It is preferable to use a connector from the viewpoint of reducing electrical resistance.
また、本発明において、導電部材には、種々の金属または合金などが含まれ、導電部材には、たとえば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケル、チタンなどの金属、またはこれらの合金が含まれ、導電部材としては、なかでも銅を用いることが好ましい。導電部材として銅を用いた場合には、導電率が高いために本発明のインターコネクタの断面積を小さくすることができる傾向にある。 In the present invention, the conductive member includes various metals or alloys, and the conductive member includes, for example, metals such as gold, silver, copper, platinum, aluminum, nickel, titanium, or alloys thereof. In particular, it is preferable to use copper as the conductive member. When copper is used as the conductive member, the cross-sectional area of the interconnector of the present invention tends to be reduced because of its high conductivity.
また、本発明において、導電部材の表面には第1ハンダ層および第2ハンダ層が順次被覆されるが、その被覆方法としては、たとえば、高い融点を有する溶融状態の第1ハンダ層中に導電部材を通すことによって導電部材の表面に第1ハンダ層をディップして固化させた後に、低い融点を有する溶融状態の第2ハンダ層中に第1ハンダ層が被覆された導電部材を通すことによって第1ハンダ層の表面に第2ハンダ層をディップして固化する方法が挙げられる。 In the present invention, the first solder layer and the second solder layer are sequentially coated on the surface of the conductive member. As the coating method, for example, the conductive material is conductive in the molten first solder layer having a high melting point. The first solder layer is dipped and solidified on the surface of the conductive member by passing the member, and then the conductive member coated with the first solder layer is passed through the second solder layer in a molten state having a low melting point. There is a method of dipping the second solder layer on the surface of the first solder layer and solidifying it.
また、本発明において、第1ハンダ層および第2ハンダ層を被覆する別の方法としては、たとえば、高い融点を有する第1ハンダ層が固化している状態で第1ハンダ層を導電部材の表面に押さえつけながら加熱して第1ハンダ層の一部を溶融させた後に固化することによって導電部材の表面に第1ハンダ層を圧着させ、その後、低い融点を有する第2ハンダ層が固化している状態で第2ハンダ層を第1ハンダ層の表面に押さえつけながら加熱して第2ハンダ層の一部を溶融させた後に固化することによって第1ハンダ層の表面に第2ハンダ層を圧着する方法が挙げられる。 In the present invention, as another method of covering the first solder layer and the second solder layer, for example, the first solder layer is formed on the surface of the conductive member in a state where the first solder layer having a high melting point is solidified. The first solder layer is pressure-bonded to the surface of the conductive member by solidifying after being heated while being pressed to melt a part of the first solder layer, and then the second solder layer having a low melting point is solidified. A method in which the second solder layer is pressed against the surface of the first solder layer by heating while pressing the second solder layer against the surface of the first solder layer in a state to melt a part of the second solder layer Is mentioned.
また、本発明のインターコネクタは、隣接する太陽電池セルの電極同士が本発明のインターコネクタにより電気的に接続されてなるが、本発明のインターコネクタを構成する太陽電池セルのそれぞれの表面は各辺の長さがそれぞれ155mm以上である正方形または矩形であることが好ましい。また、本発明のインターコネクタを構成する太陽電池セルのそれぞれの厚さは300μm以下であることが好ましい。 Further, the interconnector of the present invention is formed by electrically connecting the electrodes of adjacent solar battery cells by the interconnector of the present invention. Each surface of the solar battery cell constituting the interconnector of the present invention is It is preferable that each side is a square or a rectangle having a length of 155 mm or more. Moreover, it is preferable that each thickness of the photovoltaic cell which comprises the interconnector of this invention is 300 micrometers or less.
つまり、太陽電池セルが大きくなればなるほど、また、薄くなればなるほど、太陽電池セルの反りの問題は顕著になるが、各辺の長さがそれぞれ155mm以上である正方形または矩形である表面を有する太陽電池セルまたはそれぞれの厚さが300μm以下である太陽電池セルを用いた場合、特に、各辺の長さがそれぞれ155mm以上である正方形または矩形である表面を有するとともに厚さが300μm以下である太陽電池セルを用いた場合には、インターコネクタとの接続時に生ずる反りが効果的に低減され、生産性の向上が図られるためである。 That is, as the solar cell becomes larger and thinner, the problem of warpage of the solar cell becomes more prominent, but each side has a surface that is a square or a rectangle whose length is 155 mm or more. When solar cells or solar cells each having a thickness of 300 μm or less are used, in particular, each side has a square or rectangular surface with a length of 155 mm or more and a thickness of 300 μm or less. This is because when a solar battery cell is used, warpage that occurs during connection with the interconnector is effectively reduced, and productivity is improved.
また、本発明の太陽電池ストリングを製造する方法は、ヒータ加熱、ランプ加熱およびリフロー方式からなる群から選択された少なくとも1種によって、太陽電池セルの電極とインターコネクタの接続部とを電気的に接続する方法である。このような製造方法によれば、太陽電池セルの電極とインターコネクタの接続部とがヒーター加熱、ランプ加熱、およびリフロー方式のいずれかの方法で接続されることにより、太陽電池セルの電極の全面にわたってインターコネクタの接続部が接続され、完成後の太陽電池ストリングの長期的な信頼性が高められる。 Further, the method of manufacturing the solar cell string of the present invention electrically connects the electrode of the solar cell and the connecting portion of the interconnector by at least one selected from the group consisting of heater heating, lamp heating, and reflow method. How to connect. According to such a manufacturing method, the electrode of the solar battery cell and the connecting portion of the interconnector are connected by any one of heater heating, lamp heating, and reflow methods, so that the entire surface of the electrode of the solar battery cell is obtained. The connecting portion of the interconnector is connected over the entire length, and the long-term reliability of the completed solar cell string is improved.
また、本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池ストリングと、本発明の太陽電池ストリングを封止する封止材と、本発明の太陽電池ストリングから封止材を介して外部に伸びる一対の外部端子と、を備えた、太陽電池モジュールである。 The solar cell module of the present invention includes a pair of solar cell strings of the present invention, a sealing material that seals the solar cell string of the present invention, and a pair extending from the solar cell string of the present invention to the outside through the sealing material. It is a solar cell module provided with.
このように、本発明の太陽電池モジュールにおいては、本発明の太陽電池ストリングを封止材で封止することにより、本発明の太陽電池ストリングの耐環境性が高められる。封止材としては、たとえば、エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いることができる。また、本発明の太陽電池モジュールは、受光面側にガラスやポリカーボネートなどからなる表面保護層をさらに備え、裏面側にアクリル樹脂からなる裏面フィルムをさらに備え、周囲にアルミニウムからなるフレームをさらに備えても良い。 Thus, in the solar cell module of the present invention, the environmental resistance of the solar cell string of the present invention is enhanced by sealing the solar cell string of the present invention with the sealing material. As the sealing material, for example, an ethylene-vinyl acetate copolymer can be used. The solar cell module of the present invention further includes a surface protective layer made of glass or polycarbonate on the light receiving surface side, further includes a back film made of acrylic resin on the back surface side, and further includes a frame made of aluminum around the periphery. Also good.
また、本発明の太陽電池モジュールは、瓦一体モジュール、スレート瓦一体モジュールまたは採光型のモジュールなどの様々な形態の太陽電池モジュールとすることができる。 Moreover, the solar cell module of the present invention can be a solar cell module of various forms such as a roof tile integrated module, a slate roof tile integrated module, or a daylighting module.
(実施例1)
まず、長さ290mm、幅2mmおよび厚さ0.2mmの板状の銅からなる導電部材の表面全体に、ディップ法により、Sn(錫)、Ag(銀)およびCu(銅)の三元合金である融点が約218℃のSn−Ag−Cuを第1ハンダ層として0.02mmの厚みで被覆した。次に、第1ハンダ層の固化後に、第1ハンダ層の表面全体に、ディップ法により、Sn(錫)、Zn(亜鉛)およびBi(ビスマス)の三元合金である融点が約187℃のSn−Zn−Biを第2ハンダ層として0.02mmの厚みで被覆した。これにより、実施例1のインターコネクタを作製した。
Example 1
First, a ternary alloy of Sn (tin), Ag (silver), and Cu (copper) is formed on the entire surface of a conductive member made of plate-like copper having a length of 290 mm, a width of 2 mm, and a thickness of 0.2 mm by dipping. As a first solder layer, Sn—Ag—Cu having a melting point of about 218 ° C. was coated with a thickness of 0.02 mm. Next, after solidification of the first solder layer, the melting point, which is a ternary alloy of Sn (tin), Zn (zinc), and Bi (bismuth), is about 187 ° C. over the entire surface of the first solder layer by dipping. Sn—Zn—Bi was coated as a second solder layer with a thickness of 0.02 mm. This produced the interconnector of Example 1.
そして、1辺の長さが150mmの正方形の表面を有し、厚さが200μmである太陽電池セルの電極に、上記の実施例1のインターコネクタを240℃のリフロー炉を用いてリフロー法により太陽電池セルの電極と実施例1のインターコネクタの接続部とを電気的に接続した。 Then, the electrode of the solar battery cell having a square surface with a side length of 150 mm and a thickness of 200 μm is formed by reflowing the interconnector of Example 1 using a reflow furnace at 240 ° C. The electrode of the photovoltaic cell and the connection part of the interconnector of Example 1 were electrically connected.
続いて、図6の模式的側面図に示すように、実施例1のインターコネクタ1の接続後の太陽電池セル9を平坦な台60の表面上に置いて、図6に示す反り量を測定した。その結果を表1の反り量の欄に示す。
Subsequently, as shown in the schematic side view of FIG. 6, the
また、図6に示す実施例1のインターコネクタ1を200℃に加熱した状態でインターコネクタ1を上方に持ち上げたときにインターコネクタ1が外れるかどうかの評価も行なった。その結果を表1の評価の欄に示す。なお、表1の評価の欄における○の評価はインターコネクタ1が太陽電池セル9から外れなかったことを意味しており、表1の評価の欄における×の評価はインターコネクタ1が太陽電池セル9から外れたことを意味している。
Further, whether the
(比較例1)
実施例1と同一の形状および大きさの銅からなる導電部材の表面全体に、ディップ法により、Sn、AgおよびCuの三元合金である融点が約218℃のSn−Ag−Cuからなる第1ハンダ層のみを0.04mmの厚みで被覆して、比較例1のインターコネクタを作製した。
(Comparative Example 1)
The entire surface of the conductive member made of copper having the same shape and size as in Example 1 is formed by Sn-Ag-Cu having a melting point of about 218 ° C., which is a ternary alloy of Sn, Ag, and Cu, by dipping. Only one solder layer was coated with a thickness of 0.04 mm to produce an interconnector of Comparative Example 1.
そして、比較例1のインターコネクタについて、実施例1と同様にして、反り量の測定およびインターコネクタの外れの評価を行なった。これらの結果をそれぞれ表1に示す。 And about the interconnector of the comparative example 1, it carried out similarly to Example 1, and measured the amount of curvature, and evaluated disconnection of the interconnector. These results are shown in Table 1, respectively.
(比較例2)
実施例1と同一の形状および大きさの銅からなる導電部材の表面全体に、ディップ法により、Sn、ZnおよびBiの三元合金である融点が約187℃のSn−Zn−Biからなる第2ハンダ層のみを0.04mmの厚みで被覆して、比較例2のインターコネクタを作製した。
(Comparative Example 2)
The entire surface of the conductive member made of copper having the same shape and size as in Example 1 is formed by Sn-Zn-Bi having a melting point of about 187 ° C., which is a ternary alloy of Sn, Zn, and Bi, by dipping. Only the two solder layers were coated with a thickness of 0.04 mm to produce an interconnector of Comparative Example 2.
そして、比較例2のインターコネクタについて、実施例1と同様にして、反り量の測定およびインターコネクタの外れの評価を行なった。これらの結果をそれぞれ表1に示す。 And about the interconnector of the comparative example 2, it carried out similarly to Example 1, and measured the amount of curvature, and evaluated disconnection of the interconnector. These results are shown in Table 1, respectively.
表1に示すように、低い融点の第2ハンダ層のみが被覆された比較例2のインターコネクタを接続した場合の反り量が最も小さく、高い融点の第1ハンダ層のみが被覆された比較例1のインターコネクタを接続した場合の反り量が最も大きくなり、第1ハンダ層および第2ハンダ層の双方が被覆された実施例1のインターコネクタを接続した場合の反り量はその中間であった。 As shown in Table 1, the amount of warping when the interconnector of Comparative Example 2 in which only the second solder layer having a low melting point was coated was the smallest, and the comparative example in which only the first solder layer having a high melting point was coated. The amount of warping when connecting one interconnector was the largest, and the amount of warping when connecting the interconnector of Example 1 in which both the first solder layer and the second solder layer were coated was in the middle. .
しかしながら、表1に示すように、比較例2のインターコネクタを接続した場合には、インターコネクタの外れの評価においてインターコネクタが外れる結果となったが、実施例1のインターコネクタを接続した場合にはインターコネクタの外れの評価においてインターコネクタは外れなかった。 However, as shown in Table 1, when the interconnector of Comparative Example 2 was connected, the interconnector was disconnected in the evaluation of disconnection of the interconnector, but when the interconnector of Example 1 was connected, In the evaluation of disconnection of the interconnector, the interconnector did not disconnect.
以上の結果から、第1ハンダ層および第2ハンダ層の双方が被覆された実施例1のインターコネクタを接続した場合には、反り量の低減を図ることができるとともに、インターコネクタの接続後の信頼性を向上できることがわかった。 From the above results, when the interconnector of Example 1 in which both the first solder layer and the second solder layer are coated is connected, the amount of warpage can be reduced, and the interconnector after the interconnector is connected It was found that reliability can be improved.
(実施例2)
図7に、本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な側面図を示す。ここで、太陽電池ストリング51は、隣接する太陽電池セル9の電極(図示せず)同士が実施例1のインターコネクタ1によって電気的に接続される構成を有している。このような構成を有している太陽電池ストリング51においては、実施例1のインターコネクタ1によって太陽電池セル9の電極同士が電気的に接続されているため、太陽電池セル9の反り量の低減を図ることができるとともに、インターコネクタ1の接続後の信頼性を向上することができる。
(Example 2)
In FIG. 7, the typical side view of an example of the solar cell string of this invention is shown. Here, the
(実施例3)
図8に、本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な断面図を示す。ここで、太陽電池モジュール52は、隣接する太陽電池セル9の電極(図示せず)同士が実施例1のインターコネクタ1によって電気的に接続された太陽電池ストリング51が封止材53によって封止されており、封止材53を介して太陽電池ストリング51から外部に一対の外部端子55、56が伸びている。
(Example 3)
In FIG. 8, typical sectional drawing of an example of the solar cell module of this invention is shown. Here, in the
また、太陽電池ストリング51を封止する封止材53の受光面側にはガラスで形成された表面保護層57が設置されており、封止材53の裏面側にはアクリル樹脂で形成された裏面フィルム59が設置されている。また、これらの部材の周囲にはアルミニウムで形成されたフレーム61が設置されている。
Further, a surface
このような構成を有している太陽電池モジュール52においては、実施例1のインターコネクタ1によって太陽電池セル9の電極同士が電気的に接続された太陽電池ストリング51を用いているため、太陽電池セル9の反り量の低減を図ることができるために封止材53による封止工程での太陽電池セル9の割れを減少させることができるとともに、インターコネクタ1の接続後の信頼性も向上することができる。
In the
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,10 インターコネクタ、5 接続部、6 導電部材、7 第1ハンダ層、8 第2ハンダ層、9 太陽電池セル、51 太陽電池ストリング、52 太陽電池モジュール、53 封止材、55,56 外部端子、57 表面保護層、59 裏面フィルム、60 台、61 フレーム。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
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