JP2008235354A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セルの厚みを低減し、生産性を向上する。
【解決手段】太陽電池セル１上に形成されたフィンガー電極１１と、裏面に形成されたフィンガー電極１２とが、太陽電池セル１の受光面又は裏面と平行な投影面上において、個々のフィンガー電極が互いに重なり合う位置、具体的には、フィンガー電極１１の中心線とフィンガー電極１２の中心線とが略一致するように形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、隣接する太陽電池セルの表面上に形成されたフィンガー電極をタブによって接続することにより互いに接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールに関する。

太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。

このような太陽電池を家屋或いはビル等の電源として用いるにあたっては、太陽電池セル１枚あたりの出力が数Ｗと小さいことから、通常複数の太陽電池セルを電気的に直列或いは並列に接続することで、出力を数１００Ｗにまで高めた太陽電池モジュールとして使用する。図７及び図８に、従来の太陽電池モジュールの一部分を示す。図８は、図７のＥ−Ｅ’線に伴う断面の、タブ１４１近傍の一部分を拡大して示す拡大断面図である。

複数の太陽電池セル１０１は、互いに銅箔等の導電材よりなるタブ１４１により、タブの幅と略同等若しくはそれ以上に印刷形成された集電極（バスバー電極１２１）に半田付けによって電気的に接続される。ここで、タブ１４１は、銅等の金属からなる薄板である。またタブ１４１の周囲には、半田１４２がコートされている。また、太陽電池セル１０１は、ガラス、透光性プラスチックのような透光性を有する表面部材と、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの樹脂フィルムや鋼板或いはガラス板等からなる裏面部材との間に、ＥＶＡ等の透光性を有する充填材により封止されている。そして、図７に示すように、隣接する太陽電池セルそれぞれは、一方の太陽電池セルの受光面側に設けられた集電極におけるバスバー電極１２１と、他方の太陽電池の裏面電極とがタブ１４１により接続されることで、互いに電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、太陽電池の低コスト化、低資源化のためには、太陽電池セルを薄型化することが求められている。太陽電池セルを薄くすると、太陽電池セル上のバスバー電極１２１に半田を用いてタブ１４１を接続する際に、例えば銅箔等でなるタブ１４１と、シリコン基板で構成される太陽電池セルとの線膨張係数が大きく異なるために、半田付け作業で加えられる加熱、冷却によって素材それぞれの膨張、収縮することにより、反り応力が発生してセル割れや電極剥がれなどが発生するおそれがある。このため、太陽電池セルを薄くすることが困難であった。

また、タブの厚みを大きくすることで、タブの直列抵抗を低減して太陽電池モジュールの出力を高くしようとする場合にも、同様に物性面での不具合が生じやすくなるという問題があった。

そこで本願出願人は、樹脂接着剤を用いて太陽電池上にタブを接続する方法を出願している（特願２００６−２２９２０９）。図９乃至図１１は、この方法を用いてタブ接続を行った太陽電池モジュールの一部分を示している。図１０は、図９のＦ−Ｆ’線に伴う断面の、２４１近傍の一部分を拡大して示す拡大断面図である。図１１は、図９のＧ−Ｇ’線に伴う断面の一部を示す拡大断面図である。

複数の太陽電池セル２０１は、主面上に一方向に沿って伸びると共に互いに並行に配列された複数のフィンガー電極２１１を有している。また、タブ２４１は、銅等の低抵抗体から構成されており、表面に半田等の軟導電体層２４２が付与されている。そして、図１１及び図１２に示すように、タブ２４１は、樹脂接着剤２３１によって接続されている。また、図１２に示すように、フィンガー電極２１１の先端が軟導電体層２４２中に埋設することによって、タブ２４１とフィンガー電極２１１とが電気的に接続されている。

また、太陽電池セル２０１は、ガラスや透光性プラスチック等の透光性を有する表面部材と、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルムや樹脂フィルムと金属フィルムとの積層フィルム、或いは鋼板やステンレス板等からなる裏面部材との間にＥＶＡ等の透光性を有する充填材により封止されている。

この方法では、タブ接続に樹脂接着剤を用いるので、半田による接続に比べ、接着時の温度を低減することができる。このため、前述の熱膨張に起因する影響を低減できるので、太陽電池セルの厚みを従来に比べて薄くすることが可能となる。
特開２００２−３５９３８８号公報

しかしながらタブ接続を樹脂接着剤でより行う方法では、フィンガー電極の先端部を軟導電体層２４２に埋設するために、タブ２４１を太陽電池セル方向に加圧する必要がある。このときの圧力の一部は、フィンガー電極を通じて太陽電池セルに伝わる。そして、特に、太陽電池セルの受光面に配したフィンガー電極２１１と裏面側に配したフィンガー電極との位置関係によっては、以下のような課題が生じる虞がある。

図１２は、この場合の太陽電池セル２０１のＧ−Ｇ’断面を示している。図１２に示すように、樹脂接着剤によりタブ接続を行う方法では、太陽電池セル２０１の受光面に形成されたフィンガー電極２１１と裏面に形成されたフィンガー電極２１２の位置関係が完全にずれている構造になっていると、表裏両側から表裏のタブを同時に圧着する工程で、太陽電池セル２０１に剪断応力が働き、セルにその負荷が蓄積されて、クラック２２１ａ、２２１ｂを生じやすい。

そこで、本発明は、上述したようなクラックの発生を抑制でき、歩留まり低下を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の請求項１に係る太陽電池モジュールは、受光面側に配設された受光面部材と、反受光面側に配設された裏面部材と、前記受光面部材及び裏面部材の間に配設され、配線タブによって電気的に接続された複数の太陽電池セルと、前記受光面部材と裏面部材との間に配設され、前記複数の太陽電池セルを埋設する封止材と、を備え、前記太陽電池セルは、受光面に配設され、前記配線タブと接続される複数の第１フィンガー電極と、裏面に配設され、前記配線タブと接続される複数の第２フィンガー電極とを有し、前記第１フィンガー電極と前記第２フィンガー電極とは、前記受光面或いは裏面と平行な投影面上において、少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置されてい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は、第１フィンガー電極と第２フィンガー電極とを、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置したことにより、配線タブを太陽電池セル方向に加圧して接着する際に、太陽電池セル上のフィンガー電極形成部分にかかる圧力を緩和することができる。これにより、太陽電池セルを薄くした場合でも、セル割れを防止することができる。また、太陽電池セルの機械的強度が向上することで、製造時における歩留まりの低下を改善することができ、生産性を向上することができる。

また、本発明の請求項２に係る太陽電池モジュールは、請求項１の太陽電池モジュールにおいて、前記第１のフィンガー電極と前記第２のフィンガー電極が互いに同数形成されており、前記第２のフィンガー電極の電極幅が前記第１のフィンガー電極の電極幅よりも大きいことを特徴とする。

請求項２に記載の太陽電池モジュールは、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、第２のフィンガー電極の電極幅が第１のフィンガー電極の電極幅よりも大きいので、太陽電池セルの受光面と裏面とにフィンガー電極を形成する工程における制限が緩やかになり、製造時における歩留まりの低下を改善することができるとともに生産性を向上することができる。

また、請求項３に係る太陽電池モジュールは、請求項１の太陽電池モジュールにおいて、第２のフィンガー電極が第１フィンガー電極よりも本数が多く形成されており、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、第１のフィンガー電極と重ならない位置に形成された第２のフィンガー電極が存在することを特徴とする。

請求項３に記載の太陽電池モジュールは、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、第２のフィンガー電極が第１フィンガー電極よりも本数が多く形成されているので、太陽電池セルの受光面と裏面とにフィンガー電極を形成する工程における制限が緩やかになり、製造時における歩留まりの低下を改善することができるとともに生産性を向上することができる。

また、請求項４に係る太陽電池モジュールは、請求項１の太陽電池モジュールにおいて、第２のフィンガー電極が第１フィンガー電極よりも本数が多く形成されており、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、第１のフィンガー電極と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置された第２のフィンガー電極の裏面からの高さは、第１のフィンガー電極と重なり合う位置にない第２のフィンガー電極の高さよりも高いことを特徴とする。

請求項４に記載の太陽電池モジュールは、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、第１のフィンガー電極と少なくとも一部が重なり合う位置にない第２のフィンガー電極の高さが第１のフィンガー電極と少なくとも一部が重なり合う位置にある第２のフィンガー電極の高さよりも高いことにより、配線タブを太陽電池セル方向に加圧して接着する際に、太陽電池セル上のフィンガー電極形成部分にかかる圧力を緩和することができる。これにより、太陽電池セルを薄くした場合でも、セル割れを防止することができる。また、太陽電池セルの機械的強度が向上することで、製造時における歩留まりの低下を改善することができ、生産性を向上することができる。

更にまた、請求項５に係る太陽電池モジュールは、請求項４の太陽電池モジュールにおいて、配線タブが複数のフィンガー電極との電気的接続をとるための導電層を表面に有しており、受光面或いは裏面と平行な投影面上において、第１のフィンガー電極と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置された第２のフィンガー電極の裏面からの高さと、第１のフィンガー電極と重なり合う位置にない第２のフィンガー電極の高さの差が導電層厚よりも小さいことを特徴とする。

請求項５に記載の太陽電池モジュールは、第１のフィンガー電極と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置された第２のフィンガー電極の裏面からの高さと、第１のフィンガー電極と重なり合う位置にない第２のフィンガー電極の高さの差が導電層厚よりも小さいことにより、配線タブを太陽電池セル方向に加圧して接着する際に、太陽電池セル上のフィンガー電極形成部分にかかる圧力を緩和することができる。これにより、太陽電池セルを薄くした場合でも、セル割れを防止することができる。また、太陽電池セルの機械的強度が向上することで、製造時における歩留まりの低下を改善することができ、生産性を向上することができる。

本発明によれば、生産性を向上でき、太陽電池セルの厚みを低減できる太陽電池モジュールを提供することができる。

次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（太陽電池モジュール）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図１〜図３を参照して説明する。図１は、太陽電池モジュール中における太陽電池セルの平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面を示し、図３は、Ａ−Ａ’断面の要部を拡大したものである。

本実施形態に係る太陽電池セル１は、厚み０．１５ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン等の結晶系半導体からなり、１辺が１００ｍｍの略正方形を有する。この太陽電池セル１内には、ｎ型領域とｐ型領域とがあり、ｎ型領域とｐ型領域との界面部分で半導体接合部が形成されている。この他に単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ結合界面の特性を改善した構造、いわゆるＨＩＴ構造を有する太陽電池セルであってもよい。

太陽電池セル１の受光面側表面（以下において、「受光面」という。）部分には、表面電極が形成されている。この表面電極は、互いに並行に形成された複数のフィンガー電極１１からなる。フィンガー電極１１は、例えば、フィンガー電極幅１００μｍ、ピッチ２ｍｍ、電極厚み６０μｍであり、太陽電池セル１の表面上に５０本程度形成される。このような表面電極は、例えば、銀ペーストをスクリーン印刷して百数十度の温度で硬化させて形成したものである。

また、太陽電池セル１の裏面側の表面（以下において、「裏面」という。）にも同様に裏面電極が設けられている。この裏面電極も、互いに並行に形成された複数のフィンガー電極１２とからなる。フィンガー電極１２は、例えば、フィンガー電極幅１００μｍ、ピッチ２ｍｍ、電極厚み６０μｍであり、太陽電池セル１の裏面上に５０本程度形成される。このような表面電極は、例えば、銀ペーストをスクリーン印刷して百数十度の温度で硬化させて形成したものである。

そして、第１実施形態では、太陽電池セル１の主面上に所定の配列方向に従ってライン状に形成されるフィンガー電極１１と、裏面にライン状に形成されるフィンガー電極１２とが、太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、個々のフィンガー電極の少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されていることを特徴とする。第１実施形態では特に、フィンガー電極１１の中心線とフィンガー電極１２の中心線とが略一致するように形成した（図３参照）。

受光面側及び裏面側のフィンガー電極１１又はフィンガー電極１２には、接着層３１、３２を介して、タブ４１、４２が圧着されている。接着層３１，３２としては、エポキシ樹脂を主成分とし、１８０℃の加熱で急速に架橋が促進され、１５秒程度で硬化が完了するような架橋促進剤を配合している。この接着層３１，３２の厚みは、０．０１〜０．０５ｍｍであり、幅は入射光の遮蔽を考慮して、タブ４１と同等若しくはタブ厚より小であることが好ましい。本実施形態では、幅１．５ｍｍ、厚み０．０２ｍｍの帯状フィルムシートに成形された樹脂接着剤を用いる。

また、タブ４１，４２は、銅薄板でなり、このタブ４１の表面には、錫をメッキすることによって形成した軟導電体層５１を有している。なお、本実施形態では、タブ４１，４２をコートしている軟導電体層５１として、錫を用いると説明したが、基本的には、フィンガー電極１１，１２より軟らかい導電材料であって、且つ接着層３１，３２が硬化する温度で軟化する材料を用いることが望ましい。融点を引き下げた共晶半田を含めて、軟らかい導電性金属を使用することができる。

図３には、太陽電池セルのＡ−Ａ’断面における要部が拡大して示されている。図３に示すように、第１実施形態として示す太陽電池モジュールは、太陽電池セル１の表面又は裏面上のフィンガー電極１１，１２が、太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、互いに重なり合う位置関係で形成されるので、圧着時にかかる圧力が表裏で相殺され、セルに対する剪断応力を緩和することが可能となる。これにより、圧着時のセルの破断等に起因する太陽電池モジュールの不具合を低減することができる。

太陽電池セル１の不具合が緩和されることを確認するために、表裏フィンガー電極の中心ずれが実質的に０μｍになるように表裏のフィンガー電極を形成し、太陽電池セル１の厚みを変化させて太陽電池セルを作製し、歩留まりを評価した。

実施例の太陽電池セルは、セルサイズ１０４ｍｍ角とし、セル厚みを２００μｍ、１６０μｍ、１２０μｍ、８０μｍとしたものを作製した。また、作製した太陽電池モジュールでは、フィンガー電極１１，１２ともに、フィンガー電極幅は１００μｍであり、フィンガー電極間ピッチは２ｍｍであり、フィンガー電極の厚さは６０μｍとした。また、タブ幅は１．５ｍｍであり、タブ厚さ２００μｍの銅薄板に、軟導電体層としてＳｎＡｇＣｕメッキ層を厚さ４０μｍで形成した。

また、比較例として、太陽電池セル表面に、フィンガー電極幅１００μｍ、フィンガー電極間ピッチ２ｍｍ、フィンガー電極の厚さは６０μｍでフィンガー電極１１を形成した。セルの厚さは、実施例と同一の４種類（２００μｍ、１６０μｍ、１２０μｍ、８０μｍ）を用意した。また、この太陽電池セル裏面に、フィンガー電極幅１００μｍ、フィンガー電極間ピッチ２ｍｍ、フィンガー電極の厚さは３０μｍでフィンガー電極１２を形成した太陽電池セルを用意した。比較例の太陽電池セルは、表裏両面に形成された各フィンガー電極の中心が１２０μｍずれた関係にある。なお、フィンガー電極１１とフィンガー電極１２の位置関係は、フィンガー全長に亘って略同一である。

また、圧着条件は、実施例、比較例ともに、１８０℃に加熱した熱板で２Ｍｐａの圧力で表裏両方向から１５秒間圧着した。第１実施形態の圧着後の断面状態は図３に示す。

歩留まりの算出は、太陽電池セルの厚み２００μｍ、１６０μｍ、１２０μｍ、８０μｍに対して、それぞれ１００枚の太陽電池セルを作製し、「ＥＬ発光強度分布」により評価した。太陽電池セルに２Ａの電流を流すと、１０００ｎｍ近傍の紫外光の発光が観察される。この不可視な発光を捉えることのできる撮像装置と映像化するソフトウェアで構成されるＥＬ発光測定装置を用いて、タブを圧着したセルを観測すると、圧着時に発生したクラック部は、発光しないため、視認不可能なクラックを検出することができる。１枚の太陽電池セルに１カ所でもクラックが発見された場合、ＮＧとして、歩留まりを算出した。歩留まりは、比較例として作製した太陽電池セルの厚み２００μｍを１とする相対値で表している。結果を表１に示す。表１は、表裏フィンガー電極の中心ずれが実質的に０μｍの場合の結果である。

表１に示す結果から、太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、フィンガー電極１１の中心線とフィンガー電極１２の中心線とが略一致するように形成したことにより、太陽電池セルの厚みを薄くしたときの歩留まりの低下を抑止できることが確認できた。

なお、本実施形態では、接着層３１として、エポキシ樹脂を主成分としたものを用いると説明したが、半田接合より低い温度、好ましくは２００℃以下の温度で接着でき、生産性を著しく阻害しない、２０秒程度で硬化が完了するものであれば良い。例えば、硬化温度が低く、熱ストレスの軽減に寄与できるアクリル系樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他に、ＥＶＡ樹脂系、合成ゴム系などの熱可塑性接着剤、低温での接合作業が可能となるエポキシ樹脂、アクリル樹脂、或いはウレタン樹脂を主剤にして硬化剤を混ぜ合わせて接着する２液反応系接着剤なども用いることができる。

また、本実施形態では、接着層３１として樹脂接着剤を用いているが、接着層３１としては、樹脂製のものに限らず、半田より低温で接着可能な材料であれば使用できる。

また、樹脂製の接着層とした場合には、樹脂接着剤に微粒子を含有すると、太陽電池モジュールの機械的強度を向上させることができる。ここで、微粒子とは、２〜３０μｍ、好ましくは、平均粒径１０μｍ程度の大きさであり、ニッケル、金コート付ニッケル、或いは、プラスチックに導電性金属をコートしたもの（例えば、金をコートしたプラスチック）を単体又は混合して用いることができる。これら微粒子を混合することにより、樹脂本来の接着力を損なうことなく、セルの応力耐性を高めることができる。樹脂中に混入させた異種微粒子は、例えば、セメントに骨材、鉄材を加えることで圧縮、伸縮等の耐性を高めることが可能であることと同様の効果を得ることができ、太陽電池モジュールの長期信頼性を更に高めることができる。

（作用及び効果）
第１実施形態に係る太陽電池モジュールは、フィンガー電極１１とフィンガー電極１２が太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、個々のフィンガー電極が互いに重なり合う位置に形成されてなる複数の太陽電池セルが、フィンガー電極１１とフィンガー電極１２とに電気的に直接接続されるタブ４１，４２により連結されている。

従って、第１実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池セル１の主面（表面）に形成されたフィンガー電極１１と、これに対応する裏面位置にフィンガー電極１２が形成されていることにより、圧着時に太陽電池セルに加わる応力が緩和される。また、これにより、太陽電池セルへのダメージ蓄積を防止でき、製造時における歩留まり低下を抑止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との差異を主として説明する。なお、第２実施形態として示す太陽電池モジュールの平面外観は、第１実施形態の太陽電池モジュールと変わらないため、断面の位置関係を示すのに図１を用いて説明する。

第２実施形態は、太陽電池セル１の表面に形成されたフィンガー電極１１と裏面に形成されたフィンガー電極１２とが、太陽電池セル１の主面に平行な投影面において、少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されている場合の実施形態である。

太陽電池セル１の不具合が緩和されることを確認するために、第１実施形態と同一条件で太陽電池モジュールを作製した。そして、太陽電池セル１の主面（表面）に形成されたフィンガー電極１１と、これに対応する裏面位置に形成されたフィンガー電極１２の中心（フィンガー中心）のずれｘを０μｍ＜ｘ＜１２０μｍの範囲で変化させて、歩留まりを評価した。第２実施形態の圧着後の断面状態を図４に示す。また、歩留まり評価の結果を表２に示す。なお、歩留まりは、第１実施形態と同様に「ＥＬ発光強度分布」により評価した。

ずれｘが０μｍのとき、歩留まりは１であり、ずれ２０μｍのとき歩留まりは１であり、ずれ５０μｍのとき歩留まりは０．９９であり、ずれ１００μｍのとき歩留まりは０．９５であり、ずれ１１０μｍのとき歩留まりは０．８０であり、ずれ１２０μｍのとき歩留まりは０．７５である。

表２に示す結果によると、ずれｘが１１０μｍを超えると、歩留まりは、急激に低下し、ずれｘが１２０μｍに近づくにつれて、歩留まりは更に低下する。すなわち、太陽電池セル１の表面に形成されたフィンガー電極１１と裏面に形成されたフィンガー電極１２とが、太陽電池セル１の主面に平行な投影面において、少なくとも一部が重なり合う位置関係にあることで太陽電池セル１に及ぼされる剪断応力が緩和されていることが判る。

なお、第２実施形態は、太陽電池セル１の表面に形成されたフィンガー電極１１と裏面に形成されたフィンガー電極１２とが、太陽電池セル１の主面に平行な投影面において、少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されていれば、第１実施形態と同等の効果が見込まれることを説明するための例であり、０μｍ＜ｘ＜１２０μｍという数値範囲は、本実施形態においてフィンガー電極幅が１００μｍであることに起因する数値範囲であって、これに限定されない。

（作用及び効果）
第２実施形態に係る太陽電池モジュールは、フィンガー電極１１とフィンガー電極１２が太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、個々のフィンガー電極の少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されてなる複数の太陽電池セルが、フィンガー電極１１とフィンガー電極１２とに電気的に直接接続されるタブ４１，４２により連結されている。

第２実施形態に係る太陽電池モジュールは、フィンガー電極１１，フィンガー電極１２の中心のずれｘが１１０μｍを超えると、歩留まりは、急激に低下するものの、太陽電池セル１の主面に平行な投影面において、少なくとも一部が重なり合う位置関係にあれば、圧着時に太陽電池セル１に及ぼされる剪断応力を緩和することができ、歩留まりの低下を抑止する効果があるといえる。

［第３実施形態］
続いて、本発明の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第３実施形態との差異について主として説明する。なお、第３実施形態として示す太陽電池モジュールの平面外観は、第１実施形態の太陽電池モジュールと変わらないため、断面の位置関係を示すのに図１を用いて説明する。

第３実施形態は、太陽電池セル１の裏面上に、フィンガー電極１３が表面上に形成されたフィンガー電極１１と同数形成されており、フィンガー電極１３のライン幅の長さは、フィンガー電極１１のライン幅の長さより大であることを特徴とする。このような太陽電池モジュールは、太陽電池セル１の主面に平行な投影面において、フィンガー電極１１がフィンガー電極１３に完全に重なり合う位置に形成されている。

第３実施形態では、太陽電池セル１の表面に形成されたフィンガー電極１１の幅が１００μｍであることに対して、裏面に形成されたフィンガー電極１３の幅を２００μｍとした。接着後の断面状態を図５に示す。なお、第２実施形態では、太陽電池セル１の表面に形成されたフィンガー電極１１のフィンガー中心と、裏面に形成されたフィンガー電極１３のフィンガー中心とのずれが１０μｍ以下になるようにした。

第３実施形態では、太陽電池セル１の裏面上に形成されるフィンガー電極１３のフィンガー電極幅を表面上に形成されるフィンガー電極１１より大とすることで、太陽電池セル１の表面と裏面とでフィンガー電極の形成位置、すなわちフィンガー中心のずれｘを調整するための条件が緩やかになる。したがって、第１実施形態と同一条件で同様の歩留まりを維持することができた。これにより、生産性を向上させることができる。

また、太陽電池セル１の裏面上に形成するフィンガー電極の電極幅を大とすることで、フィンガー電極の本数を増やすことと同様の効果が得られ、裏面電極側での抵抗損失を低減することができる。これにより、第３実施形態では、太陽電池セル１の裏面側における変換効率が向上し、出力特性のうち曲線因子（Ｆ．Ｆ）が０．５％改善した。

（作用及び効果）
第３実施形態として示す太陽電池モジュールによれば、太陽電池セル１の裏面上に形成されるフィンガー電極１３のライン幅を、表面に形成されるフィンガー電極１１のライン幅よりも大としたことにより、太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、自ずと個々の集電極の少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されるので、太陽電池セル１の表面と裏面とにフィンガー電極を形成する工程における制限を緩やかにすることができ、生産性を向上させることができる。また、太陽電池セル１の裏面上に形成するフィンガー電極の電極幅を大とすることで、裏面電極側での抵抗損失を低減することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第４実施形態との差異について説明する。なお、第４実施形態として示す太陽電池モジュールの平面外観は、第１実施形態の太陽電池モジュールと変わらないため、断面の位置関係を示すのに図１を用いて説明する。

第１実施形態では、太陽電池セル１の裏面上に形成されるフィンガー電極１２の本数は、表面上に形成されるフィンガー電極１１のそれと同数としたが、太陽電池セル１の裏面は、太陽光の入射面ではないため、フィンガー電極における抵抗ロスを考慮すると、太陽電池セル１の裏面では、一般的にフィンガー電極の数を増やした方が出力向上が期待できる。そこで、第４実施形態として、第１実施形態の太陽電池セル１の裏面において、表裏面に対称位置に形成されるフィンガー電極１４の間に、フィンガー電極１５を追加した構造とした。

太陽電池セル１の裏面上に形成されるフィンガー電極１４，１５の高さが全て同じであってもよいが、第４実施形態は、太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、フィンガー電極１１と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されたフィンガー電極１４の太陽電池セル１からの高さｈｆ２が、太陽電池セル１の主面と平行な投影面上において、フィンガー電極１１と重なり合う位置にないフィンガー電極１５の高さｈｆ１より高いことが特徴である。第１実施形態と同一条件で第４実施形態として示す太陽電池モジュールを作製した。第４実施形態の圧着後の断面状態を図６に示す。

第４実施形態として示す太陽電池モジュールは、太陽電池セル１に及ぶ剪断応力を考慮すると、フィンガー電極１５の高さｈｆ１をフィンガー電極１４の高さｈｆ２よりも低くすると、圧着時に、太陽電池セル１の表面と裏面とで対称位置に存在するフィンガー電極１１及びフィンガー電極１４がタブ４１，４２の周囲にコートされた軟導電体層５１，５２にめり込んだ後、裏面においては、タブ４２の軟導電体層５２に高さの低いフィンガー電極１５が緩やかに接触し、めり込むと考えられる。これにより、圧着時の応力分散を図ることができる。歩留まりは、第１実施形態と同様に算出した結果、表１と同等の効果を得ることができた。

なお、太陽電池セル１の裏面上のフィンガー電極１４，１５の高さの差（ｈｆ２−ｈｆ１）は、タブ４１，４２の周囲にコートされた軟導電体層５１，５２の厚みｈｍよりも小さいことが好ましい。この構成にすることにより、太陽電池セル１の薄型化に伴う歩留まりの低下を改善することが図れるとともに、変換効率を向上することができる。第４実施形態では、太陽電池セル１の裏面上に形成された２種類のフィンガー電極の高さの差（ｈｆ２−ｈｆ１）は、３０μｍで実質的に統一されるようにした。

（作用及び効果）
上述したように、第４実施形態として示す太陽電池モジュールは、太陽電池セル１の受光面よりも裏面にフィンガー電極がより多く形成されており、太陽電池セル１の受光面或いは裏面と平行な投影面上において、フィンガー電極１１と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に形成されたフィンガー電極１４の太陽電池セル１からの高さが、太陽電池セル１の受光面或いは裏面と平行な投影面上において、フィンガー電極１１と重なり合う位置にないフィンガー電極１５の高さよりも高いので、圧着時における太陽電池セル１の応力を分散することができる。また、フィンガー電極１４とフィンガー電極１５の高さの差は、タブ４１の周囲にコートされた軟導電体層５１，５２の層厚よりも小さいことが好ましい。軟導電体層５１，５２の層厚よりも小とすることにより、圧着時に太陽電池セル１に加わる応力を効率よく分散することができる。

（その他の変更例）
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの平面図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールのＡ−Ａ’断面を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールのＡ−Ａ’断面の要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールのＡ−Ａ’断面の要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールのＡ−Ａ’断面の要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュールのＡ−Ａ’断面の要部を拡大して示す断面図である。 従来の太陽電池モジュール１００を説明する平面図である。 従来の太陽電池モジュール１００の太陽電池セルのＥ−Ｅ’断面を説明する断面図である。 従来の太陽電池モジュールを示す平面図である。 従来の太陽電池モジュールのＦ−Ｆ’断面を示す断面図である。 従来の太陽電池モジュールのＧ−Ｇ’断面の要部を拡大して示す断面図である。 従来の太陽電池モジュールの課題を説明する、Ｇ−Ｇ’断面の要部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１…太陽電池セル、１１，１２，１３，１４，１５…フィンガー電極、３１，３２…接着層、４１，４２…タブ、５１，５２…軟導電体層

Claims (5)

1. 受光面側に配設された受光面部材と、
   反受光面側に配設された裏面部材と、
   前記受光面部材及び裏面部材の間に配設され、配線タブによって電気的に接続された複数の太陽電池セルと、
   前記受光面部材と裏面部材との間に配設され、前記複数の太陽電池セルを埋設する封止材と、を備え、
   前記太陽電池セルは、受光面に配設され、前記配線タブと接続される複数の第１フィンガー電極と、裏面に配設され、前記配線タブと接続される複数の第２フィンガー電極とを有し、
   前記第１フィンガー電極と前記第２フィンガー電極とは、前記受光面或いは裏面と平行な投影面上において、少なくとも一部が互いに重なり合う位置に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. 前記第１のフィンガー電極と前記第２のフィンガー電極は、互いに同数形成されており、前記第２のフィンガー電極の電極幅は、前記第１のフィンガー電極の電極幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. 前記第２のフィンガー電極は、前記第１フィンガー電極よりも本数が多く形成されており、前記受光面或いは裏面と平行な投影面上において、前記第１のフィンガー電極と重ならない位置に形成された前記第２のフィンガー電極が存在することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
4. 前記第２のフィンガー電極は、前記第１フィンガー電極よりも本数が多く形成されており、前記受光面或いは裏面と平行な投影面上において、前記第１のフィンガー電極と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置された前記第２のフィンガー電極の前記裏面からの高さは、前記第１のフィンガー電極と重なり合う位置にない前記第２のフィンガー電極の高さより高い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。
5. 前記配線タブは、前記複数のフィンガー電極との電気的接続をとるための導電層を表面に有し、
   前記受光面或いは裏面と平行な投影面上において、前記第１のフィンガー電極と少なくとも一部が互いに重なり合う位置に配置された前記第２のフィンガー電極の前記裏面からの高さと、前記第１のフィンガー電極と重なり合う位置にない前記第２のフィンガー電極の高さの差は、前記導電層厚よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。

Images