JP2010272582A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】バスバーの端部切断時に、接着部分に応力がかかって剥がれることを防止する。
【解決手段】第１押さえ機構部３１によりバスバー２１を上から押さえた状態で裏面電極層１４上に接着する接着工程と、接着後のバスバー２１の端部を切断する切断工程とを備え、切断工程では、第１押さえ機構部３１によりバスバー２１を押さえた状態で、第１押さえ機構部３１とバスバー２１の接着部１８１との間を第２押さえ機構部３２で押さえる工程と、第１押さえ機構部３１及び第２押さえ機構部３２でバスバー２１を押さえた状態で、チャック部材５４を基板１１側に移動させることにより、バスバー部分２１ａを弛ませて変形させる工程と、第１押さえ機構部３１をバスバー２１から離す工程と、チェック部材５４を上方に移動させることにより、バスバー部分２１ａを基板１１から浮かせる工程と、浮かせたバスバー部分２１ａを切断する工程と、を実施する。
【選択図】図３
【解決手段】第１押さえ機構部３１によりバスバー２１を上から押さえた状態で裏面電極層１４上に接着する接着工程と、接着後のバスバー２１の端部を切断する切断工程とを備え、切断工程では、第１押さえ機構部３１によりバスバー２１を押さえた状態で、第１押さえ機構部３１とバスバー２１の接着部１８１との間を第２押さえ機構部３２で押さえる工程と、第１押さえ機構部３１及び第２押さえ機構部３２でバスバー２１を押さえた状態で、チャック部材５４を基板１１側に移動させることにより、バスバー部分２１ａを弛ませて変形させる工程と、第１押さえ機構部３１をバスバー２１から離す工程と、チェック部材５４を上方に移動させることにより、バスバー部分２１ａを基板１１から浮かせる工程と、浮かせたバスバー部分２１ａを切断する工程と、を実施する。
【選択図】図３
Description
本発明は、太陽電池の製造方法に係り、特に、太陽電池素子の電極層上に接着したバスバーの端部を切断する切断工程を備えた太陽電池の製造方法に関する。
従来の太陽電池の製造方法の一例を、図７に示す各工程図を参照して説明する。
従来の太陽電池の製造方法は、大別すると、（ａ）太陽電池ストリング形成工程、（ｂ）バスバー接着工程、（ｃ）バスバー端部切断工程、（ｄ）配線工程、（ｅ）ラミネート工程、からなる。ただし、図７では、配線工程とラミネート工程については図示を省略している。
（ａ）太陽電池ストリング形成工程（図７（ａ）参照）
まず、透光性絶縁基板１１上に透明導電膜１２を形成し、パターニングの後、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、その後、光電変換層１３を形成する。次に、光電変換層１３をパターニングした後、光電変換層１３を短冊状に分離して、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、裏面電極層１４を形成し、パターニングの後、裏面電極層１４を短冊状に分離して分離ライン１７を形成する。その後、透光性絶縁基板１１側から分離ライン１７の長手方向に直交する方向に第１レーザ光を照射することによって、分離ライン１７の長手方向の両端のそれぞれの近傍に位置する光電変換層１３及び裏面電極層１４を帯状に除去して、第１レーザ光の照射領域に周縁溝１９を形成する。この後、周縁溝１９のさらに外側の領域については、分離ライン１７の長手方向に直交する方向に透光性絶縁基板１１側から第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を照射することによって、周縁溝１９のさらに外側の領域（透光性絶縁基板１１の周縁部全周）に位置する透明電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４（図７（ａ）中、破線により示す）を除去（トリミング）する。また、透光性絶縁基板１１側から分離ライン１７の長手方向に第２レーザ光を照射することによって、分離ライン１７の長手方向に直交する方向の両端に位置する透明電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４をそれぞれ帯状に除去（トリミング）する。このトリミング領域は、後に透光性絶縁基板１１の周縁部全周に取り付けられる金属フレームとの間の電気絶縁耐圧を向上させるために形成される。これにより、図７（ａ）に示す太陽電池ストリングが形成される。
まず、透光性絶縁基板１１上に透明導電膜１２を形成し、パターニングの後、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、その後、光電変換層１３を形成する。次に、光電変換層１３をパターニングした後、光電変換層１３を短冊状に分離して、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、裏面電極層１４を形成し、パターニングの後、裏面電極層１４を短冊状に分離して分離ライン１７を形成する。その後、透光性絶縁基板１１側から分離ライン１７の長手方向に直交する方向に第１レーザ光を照射することによって、分離ライン１７の長手方向の両端のそれぞれの近傍に位置する光電変換層１３及び裏面電極層１４を帯状に除去して、第１レーザ光の照射領域に周縁溝１９を形成する。この後、周縁溝１９のさらに外側の領域については、分離ライン１７の長手方向に直交する方向に透光性絶縁基板１１側から第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を照射することによって、周縁溝１９のさらに外側の領域（透光性絶縁基板１１の周縁部全周）に位置する透明電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４（図７（ａ）中、破線により示す）を除去（トリミング）する。また、透光性絶縁基板１１側から分離ライン１７の長手方向に第２レーザ光を照射することによって、分離ライン１７の長手方向に直交する方向の両端に位置する透明電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４をそれぞれ帯状に除去（トリミング）する。このトリミング領域は、後に透光性絶縁基板１１の周縁部全周に取り付けられる金属フレームとの間の電気絶縁耐圧を向上させるために形成される。これにより、図７（ａ）に示す太陽電池ストリングが形成される。
（ｂ）バスバー接着工程（図７（ｂ）参照）
バスバー接着工程では、前記裏面電極層１４上に、両端部をチャック部材１１１によって支持されたテープ状のバスバー（電流取り出し用の電極）１１２を、導電性接着部材を介して（若しくは半田付けによって）接着する。
バスバー接着工程では、前記裏面電極層１４上に、両端部をチャック部材１１１によって支持されたテープ状のバスバー（電流取り出し用の電極）１１２を、導電性接着部材を介して（若しくは半田付けによって）接着する。
（ｃ）バスバー端部切断工程（図７（ｃ）参照）
バスバー端部切断工程では、透光性絶縁基板１１上に形成された裏面電極層１４から横にはみ出したバスバー１１２の端部を持ち上げることにより、バスバー１１２の最も外側の接着部１１３より外側のバスバー部分１１１ａを透光性絶縁基板１１から浮かせ、この状態で、浮かせたバスバー部分１１１ａをニッパ等の刃物１１５を用いて切断することで、透光性絶縁基板１１の端部（すなわち、トリミングされた領域）からバスバー１１１を除去する。すなわち、トリミング領域にバスバー１１１の端部がはみ出さないように除去する。これは、バスバー１１１の端部がトリミング領域にはみ出すと、裏面電極層１４の端部と表面電極層である透明導電膜１２の端部とがバスバー１１１により短絡されるか、または、バスバー１１１を通じてトリミング領域の絶縁耐圧が低下する恐れがあるからである。
バスバー端部切断工程では、透光性絶縁基板１１上に形成された裏面電極層１４から横にはみ出したバスバー１１２の端部を持ち上げることにより、バスバー１１２の最も外側の接着部１１３より外側のバスバー部分１１１ａを透光性絶縁基板１１から浮かせ、この状態で、浮かせたバスバー部分１１１ａをニッパ等の刃物１１５を用いて切断することで、透光性絶縁基板１１の端部（すなわち、トリミングされた領域）からバスバー１１１を除去する。すなわち、トリミング領域にバスバー１１１の端部がはみ出さないように除去する。これは、バスバー１１１の端部がトリミング領域にはみ出すと、裏面電極層１４の端部と表面電極層である透明導電膜１２の端部とがバスバー１１１により短絡されるか、または、バスバー１１１を通じてトリミング領域の絶縁耐圧が低下する恐れがあるからである。
（ｄ）配線工程
配線工程では、太陽電ストリングの裏面電極層上に、接着用のシートを配置し、そのシート上に正極リード線と負極リード線とを対向配置し、各リード線の一端部をそれぞれのバスバーに接続し、他端部を電極層上のほぼ中央部に位置させ、かつ所定角度に折り曲げて出力リード部とする。
配線工程では、太陽電ストリングの裏面電極層上に、接着用のシートを配置し、そのシート上に正極リード線と負極リード線とを対向配置し、各リード線の一端部をそれぞれのバスバーに接続し、他端部を電極層上のほぼ中央部に位置させ、かつ所定角度に折り曲げて出力リード部とする。
（ｅ）ラミネート工程
ラミネート工程では、各出力リード部にそれぞれの開口部を挿通させた状態で、封止絶縁フィルムと裏面保護シートとを配置し、これらを加熱圧着することによってラミネートを実施する。
ラミネート工程では、各出力リード部にそれぞれの開口部を挿通させた状態で、封止絶縁フィルムと裏面保護シートとを配置し、これらを加熱圧着することによってラミネートを実施する。
このような太陽電池の製造方法としては、例えば特許文献１にも類似の方法が開示されている。
上記したように、従来の太陽電池の製造方法におけるバスバー端部切断工程では、基板上から横にはみ出したバスバー１１１の端部を持ち上げることにより、バスバー１１１の最も外側の接着部１１３より外側のバスバー部分１１１ａを透光性絶縁基板１１から浮かせている。この際、バスバー１１１の最も外側の接着部１１３が、その外側のバスバー部分１１１ａを浮かせるための起点となり、この接着部分１１３に曲げ応力が集中的にかかることになる。また、浮かせたバスバー部分１１１ａをニッパ等の刃物１１５を用いて切断しているが、この切断の際にも、切断による反動が接着部分１１３に負荷としてかかってしまうことになる。そのため、従来のバスバー端部切断工程では、バスバー１１１を浮かせて切断するときに、この接着部分１１３が剥がれる可能性があるといった問題があった。
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、バスバーを浮かせて切断するときに、接着部分に応力がかかって剥がれることなく、確実にバスバーの不要部分を切断することのできる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、本発明の太陽電池の製造方法は、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電極層または前記第２電極層上に、両端部をチャック部材によって支持されたテープ状のバスバーを、導電性接着部材を介して接着する接着工程と、接着後のバスバーを、前記基板の縁から所定距離内側に入ったところで切断する切断工程とを備えた太陽電池の製造方法において、前記接着工程は、前記基板の端部上方に配置された第１押さえ機構部により前記バスバーを上から押さえた状態で接着し、前記切断工程は、前記第１押さえ機構部により前記バスバーを押さえた状態で、前記第１押さえ機構部と前記バスバーの最も外側の接着部との間を第２押さえ機構部で押さえる第１工程と、第１工程実施後に、前記第１押さえ機構部及び第２押さえ機構部でバスバーを押さえた状態で、前記チャック部材を基板側に移動させることにより、前記チャック部材と前記第１押さえ機構部との間のバスバー部分を弛ませて変形させる第２工程と、第２工程実施後に、前記第１押さえ機構部を前記バスバーから離す第３工程と、第３工程実施後に、前記第２押さえ機構部より外側のバスバー部分を前記基板から浮かせる第４工程と、第４工程実施後に、前記第２押さえ機構部の外側において浮かせたバスバー部分を切断する第５工程と、からなることを特徴としている。
すなわち、切断工程の第１工程では、接着工程で使用した第１押さえ機構部によりバスバーを押さえた状態で、この第１押さえ機構部とバスバーの最も外側の接着部との間（より好ましくは接着部の近傍）を第２押さえ機構部で押さえる。第２押さえ機構部で接着部近傍を押さえることで、以後の工程において、この接着部に応力がかからないようにしている。
切断工程の第２工程では、第１押さえ機構部及び第２押さえ機構部でバスバーを押さえた状態で、チャック部材を基板側に移動させることにより、チャック部材と第１押さえ機構部との間のバスバー部分を弛ませて変形させる。このときの弛みの起点は、第１押さえ機構部による押さえ位置となる。また、チャック部材を基板側に移動させることによるバスバーの基板側への押し圧力は、第２押さえ機構部によって阻止され、その直後の接着部に押し圧力がかかることはない。また、バスバー部分を弛ませることで、その後の工程において、基板とバスバーとの間に隙間を発生させやすくすることができる。
切断工程の第３工程では、第１押さえ機構部をバスバーから離す。
切断工程の第４工程では、この状態でチャック部材を上方に移動させることにより、または、基板を第２押さえ機構部とともに下方に移動させることにより、第２押さえ機構部より外側のバスバー部分を基板から浮かせる。このとき、バスバー部分には上向きの応力が発生するが、この応力は第２押さえ機構部の押さえ部分が発生の起点となり、内側の接着部への伝達が防止されている。また、このとき外側のバスバー部分は弛んだ状態で屈曲しているため、バスバー部分と基板との間に十分な隙間を作ることができる。すなわち、基板からバスバー部分を十分に離すことができる。
切断工程の第５工程では、第２押さえ機構部の外側の浮かせたバスバー部分と基板との間の隙間に切断部材（ニッパ等）を差し込んで、将来のトリミング領域となる基板端部から、バスバー部分を切断して除去する。
この後、第２押さえ機構部をバスバーから離すことによって、切断工程を終了する。
以上の工程により、接着部に応力がかからないようにして、不要なバスバー部分を除去することができる。
なお、上記の第３工程と第４工程とは、第１押さえ機構部及びチャック部材を共に上方に移動させるだけであるから、同時に実施することが可能である。
本発明は上記のように構成したので、バスバーの切断工程において、バスバーを浮かせて切断するときに、接着部分に負荷をかけることなく、確実に切断することができる。これにより、接着部分の剥がれ等の不具合が発生せず、太陽電池の製品品質を向上させることができる。
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。なお、以下の実施形態は、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲が以下の実施形態及び図面に限定されるものではない。
＜本発明の製造方法によって製造される太陽電池の説明＞
本発明の製造方法によって製造される太陽電池の一例として、ここでは薄膜太陽電池を例に挙げて説明する。
本発明の製造方法によって製造される太陽電池の一例として、ここでは薄膜太陽電池を例に挙げて説明する。
本実施形態の薄膜太陽電池は、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導電性部材からなるバスバーと、を少なくとも備えている。バスバーは、導電性接着部材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、裏面電極層の取り出し電極として使用される。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接着部材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、本実施形態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、導電性接着部材（例えば、導電性接着剤）１８により裏面電極層１４と電気的に接続された構成となっている。
透光性絶縁基板１１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１２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１３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１４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。
導電性接着剤１８としては、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、導電性接着剤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、導電性接着剤１８と裏面電極層１４またはバスバー２１とが剥離し難く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、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、例えば３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
また、導電性接着剤１８として導電性テープを用いることが可能である。この場合、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。なお、本発明の導電性接着部材として、本実施形態の導電性接着剤や導電性テープの他にも、半田や導電性ペーストなどを用いることも可能である。
導電性接着剤１８は、バスバー形成部位となる裏面電極層１４の表面上に、長手方向に沿って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。
また、バスバー２１はテープ状のものを使用している。バスバー２１の材質としては、例えば、銅、銀、金、白金、アルミニウム、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金等の電気抵抗の低い材料が好適に用いられる。また、接着性の向上や電気的導通性の向上、さらには腐食防止や酸化防止などを目的として、表面に薄い金属層を形成しても良い。表面に形成される金属層としては、銀、パラジウム、銀とパラジウムの合金、金などの腐食されにくい貴金属や、ニッケル、スズなどの耐食性に優れた金属が好適である。
＜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、接着剤塗布工程、バスバー配置工程、接着工程、バスバー端部切断工程、配線工程、ラミネート工程、に分けて、図２ないし図６を参照して説明する。ただし、図２に示す工程図は、形成される太陽電池ストリングを一側面から見た概略断面の工程図、図３は、同じく形成される太陽電池ストリングを前記一側面と直交する他の側面から見た概略断面の工程図であり、図３は主にバスバーの配置から切断までの工程を示している。また、図４は、導電性接着剤の配置例を示す斜視図、図５は、配線工程の説明図、図６は、ラミネート工程の説明図である。
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、接着剤塗布工程、バスバー配置工程、接着工程、バスバー端部切断工程、配線工程、ラミネート工程、に分けて、図２ないし図６を参照して説明する。ただし、図２に示す工程図は、形成される太陽電池ストリングを一側面から見た概略断面の工程図、図３は、同じく形成される太陽電池ストリングを前記一側面と直交する他の側面から見た概略断面の工程図であり、図３は主にバスバーの配置から切断までの工程を示している。また、図４は、導電性接着剤の配置例を示す斜視図、図５は、配線工程の説明図、図６は、ラミネート工程の説明図である。
（１）太陽電池ストリングの形成工程（図２（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層からなる上部（受光面側）セル、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ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層からなる上部（受光面側）セル、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ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。
次に、透光性絶縁基板１１側から分離ライン１７の長手方向に直交する方向に第１レーザ光を照射することによって、分離ライン１７の長手方向の両端のそれぞれの近傍に位置する光電変換層１３及び裏面電極層１４を帯状に除去して、第１レーザ光の照射領域に周縁溝１９を形成する。この後、周縁溝１９のさらに外側の領域については、分離ライン１７の長手方向に直交する方向に透光性絶縁基板１１側から第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を照射することによって、周縁溝１９のさらに外側の領域（透光性絶縁基板１１の周縁部全周）に位置する透明電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４（図２（ａ）中、破線により示す）を除去（トリミング）する。また、透光性絶縁基板１１側から分離ライン１７の長手方向に第２レーザ光を照射することによって、分離ライン１７の長手方向に直交する方向の両端に位置する透明電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４をそれぞれ帯状に除去（トリミング）する。このトリミング領域は、後に透光性絶縁基板１１の周縁部全周に取り付けられる金属フレームとの間の電気絶縁耐圧を向上させるために形成される。このようにして、図２（ａ）に示す太陽電池ストリング１０が形成される。
（２）塗布工程（図２（ｂ）及び図４参照）
塗布工程では、上記構成の太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に所定の間隔を存して導電性接着剤１８を塗布する。
塗布工程では、上記構成の太陽電池ストリング１０の裏面電極層１４上に所定の間隔を存して導電性接着剤１８を塗布する。
具体的に説明すると、バスバー形成部位となる裏面電極層１４の表面上に、導電性接着剤１８（１８ａ，１８ａ，・・・）を所定の間隔を存して複数箇所にそれぞれ塗布する。すなわち、図４に示すように、塗布長さＸの導電性接着剤１８ａが、裏面電極層１４上にピッチＹで塗布されている。この場合、導電性接着剤１８ａの塗布長さＸとして例えば３〜１０ｍｍ程度、ピッチＹとして例えば７０〜１００ｍｍ程度とすることができる。また、塗布する厚さは３０μｍ程度とする。ここで、バスバー形成部位となる裏面電極層１４の長さＺは、１４００ｍｍ程度であるので、一つの裏面電極層１４上に導電性接着剤１８ａを１４〜２０箇所塗布することになる。図３に示す例では、左側の裏面電極層１４上と右側の裏面電極層１４上の２つの裏面電極層上の計２８箇所に導電性接着剤１８ａを塗布する。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箇所に導電性接着剤１８ａを塗布する。
なお、この塗布工程では、塗布する接着材料として導電性接着剤１８を例示しているが、半田を裏面電極層１４上に所定の間隔を存して塗布してもよい。また、導電性接着剤１８の代わりに導電性テープを裏面電極層１４上に所定の間隔を存して接着してもよい。
（３）バスバー配置工程（図２（ｃ）及び図３（ａ）参照）
バスバー配置工程では、リールに予め巻回されているテープ状の導電性線材をテンションをかけながら裏面電極層の長手方向に沿って引き出す工程を実施する。
バスバー配置工程では、リールに予め巻回されているテープ状の導電性線材をテンションをかけながら裏面電極層の長手方向に沿って引き出す工程を実施する。
すなわち、導電性接着剤１８ａを塗布したそれぞれの裏面電極層１４，１４上に、テープ状のバスバー２１を配置する。
バスバー２１の引き出し方法は、リール５１から出ているバスバー２１の先端部をチャック部材５４でチャックし、このチャック部材５４を裏面電極層１４の一方の端部（図３（ａ）中右側）から他方の端部（図３（ａ）中左側）まで図示しない駆動手段によって水平移動させればよい。
また、引き出し時にバスバー２１にかけるテンションは、各リール５１に繰り出し機構部５５を設け、この繰り出し機構部５５によって、引き出されるバスバー２１に常に一定のテンションがかかるように構成しておけばよい。
なお、上記説明では、バスバー２１の引き出しを裏面電極層１４上で行っているが、バスバー２１を引き出した後、その下に裏面電極層１４が位置するように太陽電池ストリング１０を移動させるようにしてもよい。
（４）接着工程（図２（ｃ）及び図３（ｂ）参照）
接着工程では、引き出したバスバー２１にテンションをかけた状態で、裏面電極層上に塗布されている導電性接着剤に押し当てて接着する工程を実施する。なお、裏面電極層上に導電性接着剤の代わりに半田が塗布されている場合には、押し当てながら加熱する工程を実施することになる。
接着工程では、引き出したバスバー２１にテンションをかけた状態で、裏面電極層上に塗布されている導電性接着剤に押し当てて接着する工程を実施する。なお、裏面電極層上に導電性接着剤の代わりに半田が塗布されている場合には、押し当てながら加熱する工程を実施することになる。
すなわち、上記バスバー配置工程において引き出したテープ状のバスバー２１を、裏面電極層１４上に塗布されている導電性接着剤１８（１８ａ）に押し当てて接着する。
具体的に説明すると、引き出したバスバー２１をその状態のまま降下（または、太陽電池ストリング１０側をバスバー２１に向かって上昇）させることによって、バスバー２１を裏面電極層１４上の導電性接着剤１８（１８ａ）に押し当てる（図２（ｃ）及び図３（ｂ）参照）。すなわち、塗布されている導電性接着剤１８（１８ａ）の箇所を図示しないプレス装置によってバスバー２１の上方から加圧する。このとき、図３（ｂ）に示すように、透光性絶縁基板（以下、単に「基板」ともいう。）１１の端部上方に配置された昇降可能な第１押さえ機構部３１を降下させてバスバー２１を上から押さえた状態で接着する。
そして、この状態で、導電性接着剤１８（１８ａ）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接着する。例えば、導電性接着剤１８（１８ａ）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接着を行なうことができる。この後、導電性接着剤１８（１８ａ）を硬化させる温度の加熱を行なうことにより本接着する。例えば、導電性接着剤１８（１８ａ）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）で加熱を行なうことにより本接着を行なうことで、裏面電極層１４上にバスバー２１を接着することができる。
（５）バスバー端部切断工程（図３（ｃ）〜（ｆ）参照）
バスバー端部切断工程は、第１工程〜第５工程からなる。
バスバー端部切断工程は、第１工程〜第５工程からなる。
第１工程（図３（ｃ）参照）では、接着工程で使用した第１押さえ機構部３１によりバスバー２１を押さえた状態で、この第１押さえ機構部３１とバスバー２１の最も外側の接着部１８１（最も外側に塗布された導電性接着剤１８ａの位置）との間（より好ましくは接着部１８１の近傍）の上方に配置された昇降可能な第２押さえ機構部３２を降下させて、バスバー２１を押さえる。このように、第２押さえ機構部３２でバスバー２１の接着部１８１近傍を押さえることで、以後の工程において、この接着部１８１に応力がかからないようにしている。
第２工程（図３（ｄ）参照）では、第１押さえ機構部３１及び第２押さえ機構部３２でバスバー２１を押さえた状態で、チャック部材５４を基板１１側（図３（ｄ）中右方向）Ｘ１に水平移動させることにより、チャック部材５４と第１押さえ機構部３１との間のバスバー部分２１ａを弛ませて変形させる。このときの弛みの起点は、第１押さえ機構部３１による押さえ位置となる。
この場合、第１押さえ機構部３１は、基板１１の端部からチャック部材５４側に若干はみ出した状態で配置されていることから、バスバー部分２１ａは、第１押さえ機構部３１の起点部分で下側に押し曲げられることになる。その結果、バスバー部分２１ａの弛みによる変形は、略Ｎ字形状の変形となる。つまり、第１押さえ機構部３１の起点部分では、バスバー部分２１ａは常に下側に押し曲げられて同じ形状となるようにしている。これは、バスバー部分２１ａの変形形状が同一形状でないと、後述する切断部材４７の位置が固定であった場合、切断刃の間にバスバー部分２１ａの切断箇所がうまく入らない可能性があるからである。
また、チャック部材５４を基板１１側に移動させることによるバスバー部分２１ａの基板１１側への押し圧力は、第２押さえ機構部３２によって阻止され、その直後の接着部１８１に押し圧力がかかることはない。また、バスバー部分２１ａを弛ませることで、その後の工程において、基板１１とバスバー２１との間に隙間を発生させやすくすることができる（これについては後述する）。
第３及び第４工程（図３（ｅ）参照）では、第１押さえ機構部を上昇させてバスバー２１から離し（図示省略）、この状態でチャック部材５４を上方Ｙ１に移動させることにより、第２押さえ機構部３２より外側のバスバー部分２１ａを基板１１から浮かせるように変形させる。ただし、第１押さえ機構部３１を上昇させてバスバー２１から離した状態で、チャック部材５４はそのままの位置をキープし、基板１１側を第２押さえ機構部３２とともに下方に移動させることにより、第２押さえ機構部３２より外側のバスバー部分２１ａを基板１１から浮かせるように変形させてもよい。
なお、第１押さえ機構部の上昇（第３工程）と、チャック部材５４の上方Ｙ１への移動、または、基板１１と第２押さえ機構部３２の下方への移動（第４工程）とは、同時に実施してもよい。このとき、バスバー部分２１ａには上向きの応力が発生するが、この応力は第２押さえ機構部３２の押さえ部分が発生の起点となっており、内側の接着部１８１への伝達が防止されている。
また、このとき外側のバスバー部分２１ａは弛んだ状態で上方に屈曲しているため、バスバー部分２１ａと基板１１との間に十分な隙間Ｐを作ることができる。すなわち、基板１１からバスバー部分２１ａを十分に離すことができる。ここで、バスバー部分２１ａを弛ませずにピンと張った状態で第４工程を実施した場合、チャック部材５４から第２押さえ機構部３２までの直線距離が若干長くなるため、ピンと張ったバスバー部分２１ａには曲げ圧力よりも引っ張り圧力の方が強くかかり、十分な曲げ効果が得られない。これに対し、本実施形態のようにバスバー部分２１ａを弛んだ状態で屈曲させておくと、引っ張り圧力は屈曲したバスバー部分２１ａが若干伸びるように変形することで吸収できるため、バスバー部分２１ａを十分に屈曲させることができるものである。
第５工程（図３（ｆ）参照）では、第２押さえ機構部３２の外側において、浮かせたバスバー部分２１ａと基板１１との間の隙間Ｐに切断部材（ニッパ等）４７を差し込み、基板１１の端部（トリミング領域）にバスバー２１がはみ出さないように、バスバー部分２１ａを切断して除去する。
この後、図示は省略しているが、第２押さえ機構部３２を上昇させて、バスバー２１の端部の切断を終了する。
なお、上記のようにしてバスバー２１の一方の端部を切断すると、基板１１を１８０度水平回転させて、今度はバスバー２１の他方の端部をチャック部材５４でチャックし、この後、上記第１工程から第５工程（図３（ｃ）〜（ｆ））までを実施して、他方の端部の切断も行う。ただし、バスバー端部切断工程（図３（ｃ）〜（ｆ））では、第１押さえ機構部３１と第２押さえ機構部３２とチャック部材５４とを基板１１の反対側の端部にも設けておき、基板１１の両端部（トリミング領域）にはみ出したバスバー２１の両端部分を同時に切断する構成としてもよい。このようにすれば、基板１１を１８０度水平回転させる工程が不要となる。
（６）配線工程（図５参照）
次の配線工程では、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３５を配置し、そのＥＶＡシート３５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５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５では垂直方向）に折り曲げて出力リード部４３ａとする。
次の配線工程では、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３５を配置し、そのＥＶＡシート３５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５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５では垂直方向）に折り曲げて出力リード部４３ａとする。
（７）ラミネート工程（図６参照）
上記のように各リード線４２，４３を配置した後、次に図６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に開口部４４ａ，４４ａ及び開口部４５ａ，４５ａをそれぞれ挿通させた状態で、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、これらを加熱圧着することによってラミネート工程（及びキュア工程）を実施し、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。
上記のように各リード線４２，４３を配置した後、次に図６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に開口部４４ａ，４４ａ及び開口部４５ａ，４５ａをそれぞれ挿通させた状態で、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、これらを加熱圧着することによってラミネート工程（及びキュア工程）を実施し、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。
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（１８ａ） 導電性接着部材（導電性接着剤）
１８１ 接着部
２１ バスバー
２１ａ バスバー部分
３１ 第１押さえ機構部
３２ 第２押さえ機構部
３５ 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）
４７ 切断部材（ニッパ等）
５１ リール
５４ チャック部材
５５ 繰り出し機構部
１１１ バスバー
１１１ａ バスバー部分
１１３ 接着部
１１５ ニッパ等の刃物
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（１８ａ） 導電性接着部材（導電性接着剤）
１８１ 接着部
２１ バスバー
２１ａ バスバー部分
３１ 第１押さえ機構部
３２ 第２押さえ機構部
３５ 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）
４７ 切断部材（ニッパ等）
５１ リール
５４ チャック部材
５５ 繰り出し機構部
１１１ バスバー
１１１ａ バスバー部分
１１３ 接着部
１１５ ニッパ等の刃物
Claims (4)
- 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電極層または前記第２電極層上に、両端部をチャック部材によって支持されたテープ状のバスバーを、導電性接着部材を介して接着する接着工程と、
接着後のバスバーを、前記基板の縁から所定距離内側に入ったところで切断する切断工程とを備えた太陽電池の製造方法において、
前記接着工程は、前記基板の端部上方に配置された第１押さえ機構部により前記バスバーを上から押さえた状態で接着し、
前記切断工程は、
前記第１押さえ機構部により前記バスバーを押さえた状態で、前記第１押さえ機構部と前記バスバーの接着部との間を第２押さえ機構部で押さえる第１工程と、
第１工程実施後に、前記第１押さえ機構部及び第２押さえ機構部でバスバーを押さえた状態で、前記チャック部材を基板側に移動させることにより、前記チャック部材と前記第１押さえ機構部との間のバスバー部分を弛ませて変形させる第２工程と、
第２工程実施後に、前記第１押さえ機構部を前記バスバーから離す第３工程と、
第３工程実施後に、前記第２押さえ機構部より外側のバスバー部分を前記基板から浮かせる第４工程と、
第４工程実施後に、前記第２押さえ機構部の外側において浮かせたバスバー部分を切断する第５工程と、からなることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第４工程では、前記基板を前記第２押さえ機構部とともに下方に移動させることにより、前記第２押さえ機構部より外側のバスバー部分を前記基板から浮かせることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第４工程では、前記チェックを上方に移動させることにより、前記第２押さえ機構部より外側のバスバー部分を前記基板から浮かせることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第３工程と前記第４工程とを同時に実施することを特徴とする太陽電池の製造方法。
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Patent Citations (2)
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