JP2010182935A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接着工程でのタクトタイムの短縮、裏面電極層の傷つき防止、ゴミや埃等によるコンタクトラインの短絡防止等を可能とする。
【解決手段】透光性絶縁基板１１上に形成された透明導電膜１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４からなる太陽電池ストリング１０の前記裏面電極層１４上にバスバー２１を接着する接着工程を備え、前記接着工程は、前記裏面電極層１４に接着する前記バスバー２１の接着面に導電性テープ１８を接着する第１の工程と、導電性テープ１８が接着された前記バスバー２１を前記太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に接着する第２の工程とからなる。
【選択図】図３
【解決手段】透光性絶縁基板１１上に形成された透明導電膜１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４からなる太陽電池ストリング１０の前記裏面電極層１４上にバスバー２１を接着する接着工程を備え、前記接着工程は、前記裏面電極層１４に接着する前記バスバー２１の接着面に導電性テープ１８を接着する第１の工程と、導電性テープ１８が接着された前記バスバー２１を前記太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に接着する第２の工程とからなる。
【選択図】図３
Description
本発明は、薄膜太陽電池の製造方法に関する。
従来、薄膜太陽電池としては、ガラス等の光透過性絶縁基板上に、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＣｌ2等の透明導電膜が形成され、その上に、アモルファスシリコン等の薄膜半導体のｐ層、ｉ層、ｎ層が順次積層されて光電変換層が形成され、その上に、例えばＺｎＯ／Ａｇの裏面電極層が積層されてなる積層体（太陽電池セル）が直列、並列、または直並列に接続されて太陽電池ストリングが形成された集積型薄膜太陽電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、この特許文献１記載の集積型薄膜太陽電池では、導電性ペーストを介して裏面電極層に結合されたバスバーが薄膜太陽電池の出力取出し用の電極部として使用されることが提案されている。
ところで、アルミニウムと半田との接着性は一般的に悪く、裏面電極層にアルミニウムを用いる場合には、特別な半田を用いた場合のみアルミニウムと半田との良好な接着が可能である。例えば、上記した特許文献1記載の技術では、アルミニウムの厚みが薄い場合には該アルミニウムと半田との良好な接着性が得られ難いという問題があった。また、裏面電極層にアルミニウム以外の金属を用いた場合にも、接着強度をさらに高めることが望まれている。
そこで、このような問題を解決すべく、本出願人は、裏面電極層の金属膜の種類を限定せずに裏面電極層とバスバーとの間の接着強度を向上させることが可能で、信頼性の高い薄膜太陽電池の製造方法をすでに提案している（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２記載の薄膜太陽電池の製造方法は、透光性絶縁基板上に、透明導電膜、光電変換層及び裏面電極層をこの順で形成する工程と、裏面電極層上に、導電性テープを介してバスバーを接着する接着工程とを含み、前記接着工程では、導電性テープの裏面電極層上への仮圧着と、仮圧着後の裏面電極層とバスバーとの本圧着とによって行なう構成としている。
具体的に説明すると、導電性テープとして例えば異方性導電フィルム（ＡＦＣ:Anisotropic Conductive Film）を使用し、バスバー形成部位となる裏面電極層の表面上に、小片の導電性テープを所定の間隔を存して複数箇所にそれぞれ貼り付ける。図６は、小片の導電性テープの配置例を示す斜視図である。図６では、長さＸの導電性テープ８１が、裏面電極層８４上にピッチＹで配置されている。この場合、導電性テープ８１の長さＸとして例えば３〜１０ｍｍ程度、ピッチＹとして例えば８０〜１００ｍｍ程度とすることができる。ここで、バスバー形成部位となる裏面電極層８４の長さ（すなわち、太陽電池自体の長さ）は、１４００ｍｍ程度であるので、一つの裏面電極層８４上に導電性テープ８１を１４個接着する必要がある。すなわち、図６に示す例では、左側の裏面電極層８４上と右側の裏面電極層８４上の２つの裏面電極層上に計２８個の導電性テープ８１を接着する必要がある。なお、場合によっては中央部の裏面電極層上にもバスバーを接着する場合があるので、この場合には計４２個の導電性テープ８１を接着する必要がある。
この後、導電性テープ８１を貼り付けた裏面電極層８４，８４上に、例えば平角線のバスバー９１をそれぞれ載置し、バスバー９１上から圧力をかけた状態で、導電性テープ８１を完全に硬化させないような比較的低温の加熱を行なうことにより仮圧着する。例えば、導電性テープが熱硬化性樹脂と金属粒子とを含むものである場合、該熱硬化性樹脂の硬化温度より７０〜１００℃程度の低い温度で加熱を行なうことにより仮圧着を行なうことができる。ただし、熱硬化性樹脂のタック（べたつき）を利用して、熱をかけずに押し付けるだけで仮固定（仮圧着）することも可能である。次に、バスバー９１上から圧力をかけた状態で、導電性テープ８１を硬化させる温度の加熱を行なうことにより本圧着する。例えば、導電性テープが熱硬化性樹脂と金属粒子とを含むものである場合、該熱硬化性樹脂の硬化温度以上（例えば１７０〜１８０℃等）で加熱しながら圧力をかけることにより本圧着を行なうことで、裏面電極層８４上にバスバー９１を接着することができる。
上記製造方法によれば、裏面電極層とバスバーとを接着させるために導電性テープを用いることにより、裏面電極層を構成する金属膜の種類に左右されずに裏面電極層とバスバーとを良好に接着することができる。これにより、裏面電極層とバスバーとの間の良好かつ安定な導電性が確保され、信頼性の高い薄膜太陽電池を得ることができる。
上記従来の（特許文献２記載の）製造方法によれば、バスバーを裏面電極層上に接着する接着工程を、バスバー形成部位となる裏面電極層の表面上に、小片の導電性テープを所定の間隔を存して複数箇所にそれぞれ接着する第１の工程と、導電性テープを接着した裏面電極層上にバスバーを載置し、バスバー上から加圧しつつ加熱することにより、導電性テープを介して、バスバーを裏面電極層上に接着する第２の工程とで行っている。
すなわち、前処理工程で適宜処理された太陽電池ストリングが、接着工程まで搬送されてくると、この接着工程において、まず、バスバー形成部位となる裏面電極層の表面上に、導電性テープを所定の間隔を存して複数箇所にそれぞれ接着する第１の工程を実施することになる。上記したように、この第１の工程では、例えば１４個の導電性テープを左右両側の裏面電極層上にそれぞれ接着することになる。この場合、接着前の導電性テープは片面に離型紙が貼着されているので、裏面電極層上に導電性テープの接着面を押し付けて接着し、離型紙を剥がす、といった押し付け処理と剥がし処理とを、導電性テープの数だけ、すなわちこの場合には左右両側合計で計２８回繰り返すことになる。
実際の製造ラインでは、接着工程のステージ上に載置された太陽電池ストリングの左右両側に、裏面電極層に沿って往復移動する接着装置を配置し、この２台の接着装置において、それぞれの裏面電極層上に１４個の導電性テープを所定の間隔で一方向から順次接着していくことになる。
すなわち、上記従来の製造方法では、接着工程において、前処理工程から搬送されてきた太陽電池ストリング上に、２８個の導電性テープを順次接着する第１の工程を実施することになる。そのため、裏面電極層上への導電性テープの接着に時間がかかり、接着工程のタクトタイム（工程作業時間）が前後の工程に比べて長くなるといった問題があった。その結果、薄膜太陽電池の製造工程全体のタクトタイムも長くなり、生産性が低下するといった問題があった。
また、太陽電池ストリング上で導電性テープの接着処理と離型紙の剥がし処理とを繰り返すことによって、裏面電極層に傷を付けてしまう可能性があるといった問題もあった。
また、導電性テープの接着位置がずれたり、接着位置を間違えたりした場合には、裏面電極層上から導電性テープ自体を剥がす作業が必要となり、その間、ラインを停止せざるを得ないといった問題もあった。
また、裏面電極層上の正規の位置に導電性テープが正確に接着できたとしても、バスバー自体に蛇行やうねりがあるので、テンションを加えてこれらを矯正した状態でバスバーを裏面電極層上に接着するものの、蛇行やうねりを完全に解消することは難しいため、バスバーから導電性テープがはみ出してしまう可能性があるといった問題もあった。
さらに、太陽電池ストリング上で導電性テープの接着装置が稼働することから、太陽電池ストリングの裏面電極層上にゴミや埃が落ちる可能性もあった。太陽電池ストリングの裏面には、光電変換層をレーザでパターニングして短冊状に分離することで、透明導電膜と裏面電極層とを電気的に接続するためのコンタクトラインが形成されている。従って、裏面電極層上に落ちたゴミや埃が分離ラインの間に入った場合には、その部分で短絡が生じ、薄膜太陽電池の不良原因になるといった問題もあった。また、導電性テープを接着する接着面である裏面電極層上、及び接着後の導電性テープ上にゴミや埃が落ちた場合には、導電性テープの接着強度が低下し、その結果、バスバーと裏面電極層との接着力が低下するといった問題もあった。特に、太陽電池ストリング上の左右両側の裏面電極層だけでなく、中央部の裏面電極層上にも導電性テープを接着する場合、中央部の裏面電極層上に導電性テープを直接接着することが困難な状況になる可能性もある。
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、接着工程でのタクトタイムの短縮、裏面電極層の傷つき防止、ゴミや埃等によるコンタクトラインの短絡防止等を可能とした薄膜太陽電池の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、透光性絶縁基板上に形成された第１電極層、光電変換層及び第２電極層からなる太陽電池素子の前記第１電極層または第２電極層上にバスバーを接着する接着工程を備えた薄膜太陽電池の製造方法において、前記接着工程は、前記第１電極層または第２電極層に接着する前記バスバーの接着面に導電性テープを接着する第１の工程と、導電性テープが接着された前記バスバーを前記太陽電池素子の前記第１電極層または第２電極層上に接着する第２の工程とからなることを特徴としている。また、第１の工程では、導電性テープを前記バスバーの複数箇所に所定の間隔を存して接着し、第２の工程では、第１電極層または第２電極層上にバスバーの接着面を対向配置した状態で、前記バスバー上から前記導電性テープ部分を加熱しながら加圧することによって接着するようになっている。
すなわち、本発明によれば、接着工程の第１の工程において、まず、バスバーの接着面に導電性テープを接着し、この後、第２の工程で、導電性テープが接着されたバスバーを太陽電池素子（以下、「太陽電池ストリング」という。）の第１電極層または第２電極層上に接着するようになっている。つまり、第１の工程は、太陽電池ストリングが前処理工程から到着していなくても実施することが可能である。そのため、第１の工程は、前処理工程で太陽電池ストリングの処理を行っているときに、これと並行して実施することが可能である。そして、このように第１の工程を事前に実施しておくことで、前処理工程で処理された太陽電池ストリングが接着工程に搬送されてきたとき、当該接着工程では、導電性テープが接着されたバスバーを太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上に接着する第２の工程のみを実施するだけで、接着工程を完了することができる。
すなわち、本発明によれば、接着工程では、太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上にバスバーを接着する第２の工程を実施しているときに、次に前処理工程から搬送されてくる太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上に接着するためのバスバーに導電性テープを接着する第１の工程を並行して実施することができる。このような第１の工程と第２の工程とを、順次搬送されてくる太陽電池ストリングにタイミングを合わせて順次並行して行うことで、接着工程でのタクトタイムを大幅に短縮することが可能となる。
また、導電性テープをバスバー側に先に接着することから、蛇行やうねりのあるバスバーから導電性テープがはみ出しているか否かを、第１電極層または第２電極層上に接着する前に確認することが可能である。そのため、第２の工程においてバスバーを第１電極層または第２電極層上に接着したときに、導電性テープがバスバーからはみ出してずれるといった心配がない。さらに、導電性テープの接着位置がずれたり、接着位置を間違えたりした場合でも、そのバスバーだけを廃棄すればよく、上記した従来の製造方法のように、太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上からずれた導電性テープを剥がす、といった作業が不要となる。
また、従来のように太陽電池ストリング上で導電性テープの接着処理と離形紙の剥がし処理とを繰り返す必要がないので、第１電極層または第２電極層に傷を付けてしまう心配もない。
さらに、上記した従来の製造方法では、太陽電池ストリング上で接着装置が稼働することから、太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上にゴミや埃が落ちる可能性があったが、本発明の製造方法ではこのような太陽電池ストリング上での装置の稼働が無いことから、ゴミや埃の落下を防止することができる。そのため、第１電極層または第２電極層上に落ちたゴミや埃が分離ラインの間に入って短絡し、太陽電池ストリングの不良原因になるといった上記従来の製造方法の問題も、本発明の製造方法では発生しない。
なお、本発明においては、導電性テープが熱硬化性樹脂と導電性粒子とを含むことが好ましい。また、バスバーは、平角線の導電体にメッキが施されていることが好ましい。
本発明は上記のように構成したので、接着工程では、太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上にバスバーを接着する第２の工程を実施しているときに、次に前処理工程から搬送されてくる太陽電池ストリングの第１電極層または第２電極層上に接着するためのバスバーに導電性テープを接着する第１の工程を並行して実施することができるため、接着工程でのタクトタイムを大幅に短縮することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
＜本発明の製造方法によって製造される薄膜太陽電池の説明＞
本発明の製造方法によって製造される薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板と、透光性絶縁基板上に設けられた透明導電膜（請求項１に記載の第１電極層に相当）、光電変換層及び裏面電極層（請求項に記載の第２電極層に相当）と、裏面電極層上に設けられたバスバーと、を少なくとも備えている。バスバーは、導電性テープにより裏面電極層と電気的に接続されていることにより、裏面電極層が取り出し電極として使用される。ただし、バスバーは、透明導電膜に接続されても良い。バスバーを透明導電膜に接続する場合、例えばＹＡＧレーザの第二高調波やＹＶＯ4レーザなどのレーザを用いて、光電変換層及び裏面電極層を除去し透明導電膜を露出させ、露出部にバスバーを導電性テープにより電気的に接続する。このように、バスバーを透明導電膜に接続することにより透明導電膜を取り出し電極として使用することも可能である。
本発明の製造方法によって製造される薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板と、透光性絶縁基板上に設けられた透明導電膜（請求項１に記載の第１電極層に相当）、光電変換層及び裏面電極層（請求項に記載の第２電極層に相当）と、裏面電極層上に設けられたバスバーと、を少なくとも備えている。バスバーは、導電性テープにより裏面電極層と電気的に接続されていることにより、裏面電極層が取り出し電極として使用される。ただし、バスバーは、透明導電膜に接続されても良い。バスバーを透明導電膜に接続する場合、例えばＹＡＧレーザの第二高調波やＹＶＯ4レーザなどのレーザを用いて、光電変換層及び裏面電極層を除去し透明導電膜を露出させ、露出部にバスバーを導電性テープにより電気的に接続する。このように、バスバーを透明導電膜に接続することにより透明導電膜を取り出し電極として使用することも可能である。
図1は、本発明に係る薄膜太陽電池の構成例を示す断面図である。
図1に示す薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板１１上に、透明導電膜１２、光電変換層１３、裏面電極層１４からなる積層体（太陽電池セル）が形成され、これら積層体が直列、並列、または直並列に接続されて太陽電池ストリング１０が形成され、バスバー２１が、導電性テープ１８を介して裏面電極層１４と電気的に接続された構成となっている。本発明においては、裏面電極層１４とバスバー２１とを接着させるために導電性テープ１８を用いることにより、裏面電極層１４を構成する金属膜の種類に左右されずに裏面電極層１４とバスバー２１とを良好に接着することができる。これにより、裏面電極層１４とバスバー２１との間の良好かつ安定な導電性が確保され、信頼性の高い薄膜太陽電池を得ることができる。
導電性テープ１８としては、裏面電極層１４の金属膜の種類に左右されずに裏面電極層とバスバーとの接着強度を向上させる効果が特に大きい点で、熱硬化性樹脂と導電性粒子とを含むものが好ましい。また、好ましい熱硬化性樹脂としては、硬化温度が１５０〜２５０℃の範囲内ものを例示できる。熱硬化性樹脂の硬化温度が１５０℃以上である場合は、導電性テープ部分の物理的強度が大きく薄膜太陽電池の信頼性が特に良好である。また、熱硬化性樹脂の硬化温度が２５０℃以下である場合は、導電性テープ１８と裏面電極層１４またはバスバー２１とが剥離し難く薄膜太陽電池の信頼性が特に良好である。より好ましい熱硬化性樹脂としては、１５０〜２５０℃の範囲内の硬化温度において数秒程度で硬化する樹脂を例示できる。
熱硬化性樹脂の好ましい具体例としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を主成分とするものを例示できる。
好ましい導電性粒子としては、例えば、Ａｕメッキ樹脂粒子、ニッケル粒子、金等でメッキされたニッケル粒子や樹脂粒子等を例示できる。導電性粒子の平均粒径は、たとえば３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。バスバーにおける導電性テープとの接続側の表面の平坦度が良くない場合には、粒子径がより小さい導電性粒子を含む導電性テープを使用することが好ましい。
導電性テープの厚みは、例えば２０〜４０μｍの範囲内であることが好ましい。導電性テープの厚みが２０μｍ以上である場合は、裏面電極層とバスバーとの安定した接着性が得られる。また、導電性テープの厚みが４０μｍ以下である場合は、接着時の条件設定を容易に制御できるとともに製造コストの上昇を抑制できる。
導電性テープは、異方性導電テープであることが好ましい。ここで異方性導電テープとは、厚み方向に対しては導電性、圧着部の面方向に対しては絶縁性という電気的異方性を示すテープを意味する。異方性導電テープを用いる場合は、裏面電極層の金属膜の種類に左右されずに裏面電極層とバスバーとの良好な接着性を得る効果が特に良好である。
導電性テープ１８は、所定の間隔を存して複数箇所に配置されることが好ましい。この場合には、薄膜太陽電池の信頼性を損なわずに製造コストをさらに低減することができる。
図２は、本発明における導電性テープの配置例を示す斜視図である。図２は、バスバー２１の接着面（図２では下面側）に小片の導電性テープ１８を接着した状態を示している。図２では、長さＸの導電性テープ１８が、バスバー２１の接着面上にピッチＹで接着されている場合を例示している。本発明において、上記長さＸは例えば３〜１０ｍｍ程度、ピッチＹは例えば８０〜１００ｍｍ程度とすることができる。ここで、裏面電極層１４上に接着されるバスバー２１の長さ（すなわち、太陽電池ストリング１０自体の長さ）Ｚは、１４００ｍｍ程度であるので、１つのバスバー２１の接着面上に導電性テープ１８を例えば１２〜１７個接着する。なお、導電性テープ１８の幅はバスバーの幅よりも小さくされることが好ましい。
透光性絶縁基板としてはガラス基板等を使用することができる。透明導電膜としては、例えばＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＣｌ2等の、光透過性を有する導電性酸化物を使用することができる。光電変換層は、例えば半導体薄膜からなるｐ層、ｉ層、ｎ層が順次積層された構造とすることができる。また、半導体薄膜としては、例えば、アモルファスシリコン薄膜、結晶性シリコン薄膜、またはこれらを組み合わせたものを使用することができる。
裏面電極層としては、例えば、ＺｎＯ等の導電性酸化物からなる層と、銀、銀合金等の金属からなる層とを有するものを使用することができる。より一般的な裏面電極層としては、ＺｎＯ／Ａｇを積層したものを例示できる。
本発明においては、裏面電極層１４とバスバー２１とを導電性テープ１８によって電気的に接続するため、裏面電極層１４の厚みが比較的小さい場合でも、裏面電極層１４とバスバー２１とを良好に接着できる。
バスバー２１としては、平角線の導電体にメッキが施されてなるものを好適に使用できる。これにより半田成分を含まないバスバーも選択できるため、製造コストの上昇を抑えることができる。なお、メッキの材質としては、例えばニッケルメッキ等が使用可能である。
＜本発明に係わる薄膜太陽電池の製造方法の説明＞
次に、上記構成の薄膜太陽電池の製造方法を、太陽電池ストリングの形成工程、接着工程、配線及びラミネート工程に分けて、図３ないし図５を参照して説明する。
次に、上記構成の薄膜太陽電池の製造方法を、太陽電池ストリングの形成工程、接着工程、配線及びラミネート工程に分けて、図３ないし図５を参照して説明する。
（１）太陽電池ストリングの形成工程（図３（ａ）参照）
まず、ガラス基板等の透光性絶縁基板１１上に、透明導電膜１２として、例えばＳｎＯ2（酸化錫）を熱ＣＶＤ法等で形成する。次に、ＹＡＧレーザの基本波等を用いて透明導電膜１２のパターニングを行なう。次に、レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、透明導電膜１２を短冊状に分離して、分離ライン１５を形成した後、純水で超音波洗浄し、光電変換層１３を形成する。光電変換層１３としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる上部（受光面側）セル、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｉ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる下部セルを成膜する。
まず、ガラス基板等の透光性絶縁基板１１上に、透明導電膜１２として、例えばＳｎＯ2（酸化錫）を熱ＣＶＤ法等で形成する。次に、ＹＡＧレーザの基本波等を用いて透明導電膜１２のパターニングを行なう。次に、レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、透明導電膜１２を短冊状に分離して、分離ライン１５を形成した後、純水で超音波洗浄し、光電変換層１３を形成する。光電変換層１３としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる上部（受光面側）セル、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｉ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる下部セルを成膜する。
次に、例えばＹＡＧレーザの第二高調波やＹＶＯ4レーザを用いて、光電変換層１３をレーザでパターニングする。レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、光電変換層１３を短冊状に分離し、透明導電膜１２と裏面電極層１４とを電気的に接続するためのコンタクトライン１６を形成する。
次に、マグネトロンスパッタ法等により、裏面電極層１４として、ＺｎＯ（酸化亜鉛）／Ａｇを成膜する。ＺｎＯの厚みは５０ｎｍ程度とすることができる。なお、ＺｎＯの代わりに、ＩＴＯやＳｎＯ2等の透光性が高い膜を用いても良い。銀の膜厚は１２５ｎｍ程度とすることができる。なお、裏面電極層１４において上記のＺｎＯ等の透明性導電膜は割愛しても構わないが、高い変換効率を得るためにはあった方が望ましい。
次に、裏面電極層１４をレーザでパターニングする。レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、裏面電極層１４を短冊状に分離し、分離ライン１７を形成する。この際、レーザによる透明導電膜１２へのダメージを避けるため、レーザには、透明導電膜１２の透過性の良いＹＡＧレーザの第二高調波等を使用することが好ましく、ＹＶＯ4レーザを用いても構わない。また、透明導電膜１２へのダメージを最小限に抑え、かつ、裏面電極層１４の加工後の銀電極のバリの発生を抑制する加工条件を選択することが好ましい。
このようにして、図３（ａ）に示す太陽電池ストリング１０が形成される。
（２）接着工程（図３（ｂ），（ｃ）参照）
接着工程では、導電性テープ１８として例えば異方性導電フィルム(ＡＦＣ：Anisotropic Conductive Film)を使用し、裏面電極層１４に接着するためのバスバー２１の接着面に、導電性テープ１８を接着する第１の工程（図３（ｂ）参照）と、導電性テープ１８が接着されたバスバー２１を上記太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に接着する第２の工程（図３（ｃ）参照）とを実施する。
接着工程では、導電性テープ１８として例えば異方性導電フィルム(ＡＦＣ：Anisotropic Conductive Film)を使用し、裏面電極層１４に接着するためのバスバー２１の接着面に、導電性テープ１８を接着する第１の工程（図３（ｂ）参照）と、導電性テープ１８が接着されたバスバー２１を上記太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に接着する第２の工程（図３（ｃ）参照）とを実施する。
第１の工程では、まず、導電性テープ１８をバスバー２１の複数箇所に所定の間隔を存して接着する。すなわち、図２に示すように、長さＸの導電性テープ１８を、バスバー２１の接着面上にピッチＹで配置して貼り付ける。この場合、導電性テープ１８の長さＸを例えば１０ｍｍ、ピッチＹを例えば１００ｍｍとすると、バスバー２１の長さは１４００ｍｍであるので、一つのバスバー２１の接着面上に導電性テープ１８を１４個接着することになる。すなわち、図２に示す例では、左側のバスバー２１と右側のバスバー２１の２つのバスバーの接着面上に計２８個の導電性テープ１８を接着する。
第２の工程では、第１の工程において接着面に導電性テープ１８を接着したバスバー２１を、前処理工程から搬送されてきた太陽電池ストリング１０のそれぞれの裏面電極層１４上に載置し、バスバー２１上から圧力をかけた状態で、導電性テープ１８を完全に硬化させない程度の比較的低温で加熱することにより仮接着する。例えば、導電性テープが熱硬化性樹脂と金属粒子とを含むものである場合、該熱硬化性樹脂の硬化温度より低い７０〜１００℃程度の温度で加熱することにより仮接着を行なう。ただし、熱硬化性樹脂のタック（べたつき）を利用して、熱をかけずに押し付けるだけで仮固定（仮接着）することも可能である。次に、バスバー２１上から圧力をかけた状態で、導電性テープ１８を硬化させる温度の加熱を行なうことにより本接着を行う。例えば、導電性テープが熱硬化性樹脂と金属粒子とを含むものである場合、該熱硬化性樹脂の硬化温度以上の例えば１７０〜１８０℃程度の温度で加熱を行なうことにより本接着を行なう。これにより、裏面電極層１４上にバスバー２１を接着することができる。
（３）配線及びラミネート工程（図３（ｄ）、図４及び図５参照）
次に、上記構成の太陽電池ストリング１０上に、接着用のＥＶＡシート３１を配置し、そのＥＶＡシート３１上に、絶縁膜（以下、「絶縁フィルム」という。）４１で被覆されたフラットケーブルからなる正極リード線４２と負極リード線４３とを、互いの先端部を対向させた状態で一直線状に（若しくは幅方向にずらせた平行状態に）配置する。そして、正極リード線４２の一端部を、一方のバスバー（正極集電部）２１ａの中央位置に接続し、他端部を、太陽電池ストリング１０のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング１０の面に対して所定角度（図４では垂直方向）に折り曲げて出力リード部４２ａとする。同様に、負極リード線４３の一端部を、他方のバスバー（負極集電部）２１ｂの中央位置に接続し、他端部を、太陽電池ストリング１０のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング１０の面に対して所定角度（図４では垂直方向）に折り曲げて出力リード部４３ａとする。
次に、上記構成の太陽電池ストリング１０上に、接着用のＥＶＡシート３１を配置し、そのＥＶＡシート３１上に、絶縁膜（以下、「絶縁フィルム」という。）４１で被覆されたフラットケーブルからなる正極リード線４２と負極リード線４３とを、互いの先端部を対向させた状態で一直線状に（若しくは幅方向にずらせた平行状態に）配置する。そして、正極リード線４２の一端部を、一方のバスバー（正極集電部）２１ａの中央位置に接続し、他端部を、太陽電池ストリング１０のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング１０の面に対して所定角度（図４では垂直方向）に折り曲げて出力リード部４２ａとする。同様に、負極リード線４３の一端部を、他方のバスバー（負極集電部）２１ｂの中央位置に接続し、他端部を、太陽電池ストリング１０のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング１０の面に対して所定角度（図４では垂直方向）に折り曲げて出力リード部４３ａとする。
この状態において、図５に示すように、正極リード線４２及び負極リード線４３の各出力リード部４２ａ，４３ａを開口部４４ａ，４４ａ及び開口部４５ａ，４５ａにそれぞれ挿通する状態で、封止絶縁フィルム４４と耐候性・高絶縁性のための裏面保護シートとしてのバックフィルム４５とを配置し、この状態でラミネート工程及びキュア工程を経て、太陽電池ストリング１０の全面にバックフィルム４５をラミネート封止することによって、薄膜太陽電池（図３（ｄ）参照）を製造する。
上記説明でも分かるように、本発明の製造方法では、接着工程の第１の工程において、まず、バスバー２１の接着面に導電性テープ１８を接着し、この後、第２の工程で、導電性テープ１８が接着されたバスバー２１を太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に接着（仮接着及び本接着）するようになっている。つまり、第１の工程は、太陽電池ストリング１０が前処理工程から到着していなくても実施することが可能である。そのため、第１の工程は、前処理工程で太陽電池ストリング１０の処理を行っているときに、これと並行して実施することが可能である。そして、このように第１の工程を事前に実施しておくことで、前処理工程で処理された太陽電池ストリング１０が接着工程に搬送されてきたとき、当該接着工程では、導電性テープ１８が接着されたバスバー２１を太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に精度良く位置決めして接着する第２の工程のみを実施するだけで、接着工程を完了することができる。
すなわち、本発明の製造方法によれば、接着工程では、太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上にバスバー２１を接着する第２の工程を実施しているときに、次に前処理工程から搬送されてくる太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に接着するためのバスバー２１に導電性テープ１８を接着する第１の工程を並行して実施することができる。このような第１の工程と第２の工程とを、順次搬送されてくる太陽電池ストリング１０にタイミングを合わせて順次並行して行うことで、接着工程でのタクトタイムを大幅に短縮することが可能となる。
また、導電性テープ１８をバスバー２１側に先に接着することから、蛇行やうねりのあるバスバー２１から導電性テープ１８がはみ出しているか否かを、裏面電極層１４上に接着する前に確認することが可能である。そのため、第２の工程においてバスバー２１を裏面電極層１４上に接着したときに、導電性テープ１８がバスバー２１からはみ出してずれるといった心配がない。さらに、導電性テープ１８の接着位置がずれたり、接着位置を間違えたりした場合でも、そのバスバー２１だけを修正または廃棄等すればよく、上記した従来の製造方法のように、太陽電池ストリングの裏面電極層上からずれた導電性テープを剥がす、といった作業が不要となる。
また、従来のように太陽電池ストリング上で導電性テープの押し付け処理と離型紙の剥がし処理とを繰り返す必要がないので、裏面電極層に傷を付けてしまう心配もない。
さらに、上記した従来の製造方法では、太陽電池ストリング上で接着装置が稼働することから、太陽電池ストリングの裏面電極層上にゴミや埃が落ちる可能性があったが、本発明の製造方法ではこのような太陽電池ストリング上での装置の稼働が無いことから、ゴミや埃の落下を防止することができる。そのため、裏面電極層上に落ちたゴミや埃がこのコンタクトラインの間に入って短絡し、太陽電池ストリングの不良発生の原因になるといった上記従来の製造方法の問題も、本発明の製造方法では発生しない。
１０ 太陽電池ストリング
１１ 透光性絶縁基板
１２ 透明導電膜（第１電極層）
１３ 光電変換層
１４ 裏面電極層（第２電極層）
１５，１７ 分離ライン
１６ コンタクトライン
１８ 導電性テープ
２１（２１ａ，２１ｂ） バスバー
３１ ＥＶＡシート
４１ 絶縁膜（絶縁フィルム）
４２ 正極リード線
４２ａ，４３ａ 出力リード部
４３ 負極リード線
４４ 封止絶縁フィルム
４４ａ，４５ａ 開口部
４５ バックフィルム（裏面保護シート）
１１ 透光性絶縁基板
１２ 透明導電膜（第１電極層）
１３ 光電変換層
１４ 裏面電極層（第２電極層）
１５，１７ 分離ライン
１６ コンタクトライン
１８ 導電性テープ
２１（２１ａ，２１ｂ） バスバー
３１ ＥＶＡシート
４１ 絶縁膜（絶縁フィルム）
４２ 正極リード線
４２ａ，４３ａ 出力リード部
４３ 負極リード線
４４ 封止絶縁フィルム
４４ａ，４５ａ 開口部
４５ バックフィルム（裏面保護シート）
Claims (4)
- 透光性絶縁基板上に形成された第１電極層、光電変換層及び第２電極層からなる太陽電池素子の前記第１電極層または第２電極層上にバスバーを接着する接着工程を備えた薄膜太陽電池の製造方法において、
前記接着工程は、
前記第１電極層または第２電極層に接着する前記バスバーの接着面に導電性テープを接着する第１の工程と、
導電性テープが接着された前記バスバーを前記太陽電池素子の前記第１電極層または第２電極層上に接着する第２の工程とからなることを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法において、
前記第１の工程では、導電性テープを前記バスバーの複数箇所に間隔を存して接着し、
前記第２の工程では、前記第１電極層または第２電極層上に前記バスバーの接着面を対向配置した状態で、前記バスバー上から前記導電性テープ部分を加熱しながら加圧することによって接着することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 請求項１または請求項２に記載の薄膜太陽電池の製造方法において、
前記導電性テープが熱硬化性樹脂と導電性粒子とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池の製造方法において、
前記バスバーは、平角線の導電体にメッキが施されていることを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
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