JP2011187555A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光が太陽電池セルに向けて反射可能である領域にかかるインターコネクタの領域を小さくすることで、反射光のロスを減らし、変換効率の向上が図られた太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】第１方向Ｘに配設された複数の太陽電池セル４を有するセルストリング８を第１方向Ｘと交差する第２方向Ｙに所定の間隔で配置する。第１方向Ｘに隣接する太陽電池セル４，４を電気的に接続するインターコネクタ６を、第２方向Ｙに隣接するセルストリングス８，８間に形成された領域Ａ_２内に配置することで、第１方向に隣接する太陽電池セル４，４間に形成された受光有効エリアＡ_１にかかるインターコネクタ６の長さを減少させる。反射板５表面において受光有効エリアＡ_１にかかるインターコネクタ６の領域を小さくすることで、太陽電池セル４に入射する反射光のロスを小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射板を備えた集光型の太陽電池モジュールに関するものである。

従来、このような分野の技術として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる透明部材（封止部）内で離間して配置された複数枚の両面光入射型の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールが知られている。封止部には、表面側に位置するガラス製の透明板が設けられ、裏面側に位置するアルミニウム又はステンレス製の基板（反射板）が設けられている。モジュールの透明板から入射した太陽光は、太陽電池セルの表面側に直接光として入射される。さらに、隣り合う太陽電池セル間を通り抜けて基板に達した太陽光は、太陽電池セルの表面側に間接光として入射される。このような構成の太陽電池モジュールは、隣り合う太陽電池セル間に入射した光を有効に利用でき、発電効率の向上を図ることができる。下記特許文献１に記載された太陽電池モジュールでは、インターコネクタを用いてセル間を直列に接続している。

特開２００５−１２９７７３号公報

上記特許文献１に記載の技術では、インターコネクタが、反射板表面にかかる領域に配置されている。従来の太陽電池モジュールでは、反射板表面にかかる領域で、かつ、太陽光が反射板で反射してセルに入射可能である光路上に、インターコネクタが配置されているので、反射板にインターコネクタによる影ができ、セルに入射可能な反射光をロスしてしまうという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、太陽光が太陽電池セルに向けて反射可能である領域にかかるインターコネクタの領域を小さくすることで、反射光のロスを減らし、変換効率の向上が図られた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明による太陽電池モジュールは、太陽電池セルが封入される封止部と、この封止部に固着されて、太陽光を入射させる透明板と、透明板に対向して配置されて封止部に固着されると共に、太陽光を太陽電池セルに向けて反射させる反射板と、隣接する太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタとを備えた太陽電池モジュールであって、第１の方向に配設された複数の太陽電池セルを有するセルストリングスが、第１の方向と交差する第２の方向に配設され、インターコネクタは、第２の方向に隣接するセルストリングス間に形成された領域内で引き回されて、隣接する太陽電池セルを電気的に接続していることを特徴としている。

このような太陽電池モジュールでは、第１の方向に配設された複数の太陽電池セルを有する複数のセルストリングスを備えている。複数のセルストリングスは、第１の方向と交差する第２の方向に所定の間隔で配置されている。隣接する太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタは、第２の方向に隣接するセルストリングス間に形成された領域内で引き回されている。そのため、第１の方向に隣接する太陽電池セル間に形成された領域（反射可能領域、受光有効エリア）にかかるインターコネクタの長さを短縮することできる。その結果、反射板表面において、受光有効エリアにかかるインターコネクタの領域を小さくすることで、太陽電池セルに入射する反射光のロスを小さくすることができる。すなわち、インターコネクタの配置に起因する出力低下を抑制することができる。集光型太陽電池モジュールでは、一般的な太陽電池モジュールと比較してインターコネクタの長さが長くなるため、インターコネクタに起因する出力低下を抑制することは、特に有効である。

また、インターコネクタは、太陽光を反射する反射材で被覆されていることが好ましい。インターコネクタを反射率の高い高反射材で被覆することで、インターコネクタに照射された太陽光を反射させて、太陽電池セルに入射可能である太陽光のロスを小さくすることができる。

また、インターコネクタのうち、隣接する太陽電池セル間に配置された部分のみが、反射材で被覆されていることが好適である。インターコネクタのうち、隣接する太陽電池セル間に配置された部分のみを、反射率の高い高反射材で被覆することで、高反射材で被覆される範囲の適正化を図り小さくすることが可能となる。その結果、製造コストを抑えつつ、変換効率の向上を図ることができる。

また、反射材は、表面に凹凸が形成されていることが好ましい。インターコネクタを被覆する反射材の表面に凹凸形状が形成されているので、封止部への入射光、および、反射板による反射光のインターコネクタにおける吸収を低減することが可能となる。その結果、太陽電池セルに入射可能な太陽光のロスを小さくすることができる。

また、反射材は、ラミネート処理された樹脂または金属によって形成されていることが好適である。これにより、封止部への入射光、および、反射板による反射光のインターコネクタにおける吸収を低減することが可能となる。その結果、太陽電池セルに入射可能な太陽光のロスを小さくすることができる。

本発明の太陽電池モジュールによれば、隣接する太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタが、第２の方向に隣接するセルストリングス間に形成された領域内で引き回されているため、第１の方向に隣接する太陽電池セル間に形成された領域（反射可能領域）にかかるインターコネクタの長さを短縮することできる。これにより、反射板表面において、太陽光が太陽電池セルに向けて反射可能である領域にかかるインターコネクタの領域を小さくすることが可能となり、太陽電池セルに入射する反射光のロスを小さくすることができる。その結果、変換効率の向上が図られた太陽電池モジュールを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。 図１中の太陽電池セルおよびインターコネクタの配置を示す平面図である。 図２中の要部Ａを拡大して示す拡大図である。 高反射材で被覆されたインターコネクタを示す断面図である。 ラミネート処理された樹脂で被覆されたインターコネクタを示す断面図である。 表面に凹凸形状を有するインターコネクタの製造方法を説明するための概略図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。 図７中の太陽電池セルおよびインターコネクタの配置を示す平面図である。 図８中の要部Ｂを拡大して示す拡大図である。 第３実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。 図１０中の太陽電池セルおよびインターコネクタの配置を示す平面図である。 第３実施形態に係る太陽電池セルの製造方法を説明するための概略図である。 電極部のブレード送り速度Ｖｄ、および非電極部のブレード送り速度Ｖｎの範囲を示す図である。 電極部およびその近傍を含む電極部領域αのブレード送り速度Ｖｒ、および非電極部領域βのブレード送り速度Ｖｃの範囲を示す図である。 太陽電池セルにおける応力分布を示す図である。 ダイシングの位置を示す図である。 従来のダイシング方法によって製造された太陽電池セルに発生する欠け、割れの一例を示す図である。 従来のダイシング方法によって製造された太陽電池セルの電極部周辺の応力分布を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る太陽電池モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図には、ＸＹＺ直交座標系が図示されている。

（第１実施形態）
図１に示すように、集光型太陽電池モジュール１は、自動車のルーフや家屋の屋根などに設置され、効率の良い太陽光発電を可能にしている。この太陽電池モジュール１は、太陽光の入射を可能にした略均一な厚みの透明板２を有する。この透明板２は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂などがあり、これらのうち強度、耐熱性、長期信頼性、コストの観点からソーダガラスが好ましい。

この透明板２に固着された封止部３内には、マトリックス状に配列された太陽電池セル４が封入され、この封止部３に利用される封止材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好ましい。

太陽電池セル４は、太陽光を両面で捕らえるタイプと片面で捕らえるタイプとがあり、この実施形態では、両面受光型の太陽電池セルが利用されている。セルの種類は、単結晶Ｓｉセル、多結晶Ｓｉセル、薄膜Ｓｉセル、III−Ｖ族セル、化合物系セル、有機セルなどがある。

封止部３の表面側に配置された透明板２に対面するように、封止部３の裏面側には、断面山形の反射板５が固着されている。略均一な厚みの反射板５は、凹凸形状をなし、プレスによる形状付形性、長期信頼性、コストの観点から、金属板、プラスチック板又はガラス板であっても、これら材質を基材にして、表面に銀又はアルミが反射膜として蒸着されたものであってもよい。

反射板５を利用することで、隣り合う太陽電池セル４間を通り抜けて反射板５に達した太陽光を、反射板５の反射面５ａで反射された後、太陽電池セル４の裏面側に入射させることができる。これによって、太陽電池セル４の表面側に入射した太陽光と太陽電池セル４の裏面側に入射した太陽光とによって、太陽電池セル４で高出力の電気を発生させることができる。

太陽電池セル４は、隣接する太陽電池セル４と、導電性を有するインターコネクタ６によって電気的に接続されている。インターコネクタ６は、例えば平角形状（板状）の導電体によって構成されている。インターコネクタ６としては、はんだメッキが施された線材を用いることができる。インターコネクタ６の一方の端部６ａが、太陽電池セル４の表面側（透明板２側）に接合され、他方の端部６ｃが隣接する太陽電池セル４の裏面側（反射板５側）に接合され、隣接する太陽電池セル４，４同士を直列に接続している。

次に、太陽電池モジュール１における太陽電池セル４の配置について図２を参照して説明する。図２では、平面視における太陽電池セル４とインターコネクタ６との位置関係について示している。太陽電池モジュール１では、第１の方向Ｘに配設された複数の太陽電池セル４を備えた組（群）であるセルストリングス８を複数組有する。そして、複数のセルストリングス８は、第１の方向Ｘと交差する第２の方向Ｙに配設されている。

セルストリングス８は、Ｘ方向に所定の間隔で配置された複数の太陽電池セル４を備え、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４，４間には、領域（受光有効エリア）Ａ_１が形成されている。複数のセルストリングス８は、Ｙ方向に所定の間隔で配置され、Ｙ方向に隣接するセルストリングス８，８間には、領域Ａ_２が形成されている。領域Ａ_２は、Ｘ方向に連続して形成されている。

太陽電池セル４は、平面視において短冊状（矩形状）を成している。太陽電池セル４の寸法は、長辺が１５６ｍｍ程度、短辺が１０ｍｍ程度とされている。太陽電池セル４は、長辺の延在方向（長手方向）が、Ｙ方向に沿うように、短辺の延在方向がＸ方向に沿うように配置されている。また、複数の太陽電池セル４がＸ方向に配置されたセルストリングス８では、隣接する太陽電池セル４が、一定間隔（例えば１５ｍｍ程度）離間されて配置されている。そして、セルストリングス８は、Ｙ方向に一定間隔（例えば６ｍｍ程度）離間されて配置されている。また、隣接するセルストリングス８の太陽電池セル４は、Ｘ方向において同じ位置に配置されている。換言すれば、太陽電池セル４は、Ｙ方向に延在する所定の直線上に配列されている。

ここで、太陽電池モジュール１では、インターコネクタ６が、Ｙ方向に隣接するセルストリングス８，８間に形成された領域Ａ_２内で引き回され、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４に電気的に接続されている。インターコネクタ６の一方の接合部６ａは、太陽電池セル４の表面側でＹ方向に延在し、インターコネクタ６は、太陽電池セル４のＹ方向の端部から外方へ突出し、隣接するセルストリングス８との間で屈曲されてＸ方向に延在している（中間部６ｂ）。隣接するセルストリングス８，８間でＸ方向に延在するインターコネクタ６は、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４に対応する位置で、Ｙ方向に屈曲され、インターコネクタ６の他方の接合部６ｃは、隣接する太陽電池セル４の裏面側でＹ方向に延在している。端部６ａ，６ｃ間で連続するインターコネクタ６の中間部６ｂは、図１に示すように、太陽電池モジュール１の厚さ方向（Ｚ方向）において、太陽電池セル４の表面側から、隣接する太陽電池セル４の裏面側へ傾斜して配置されている。

図３では、図２において破線で示す範囲Ａを拡大して示している。太陽電池セル４からＹ方向に延出されたインターコネクタ６は、隣接するセルストリングス８，８間で、Ｙ方向の中央でＸ方向に屈曲されている。Ｙ方向に隣接する太陽電池セル４，４の間隔ｄ_１は、例えば６ｍｍ程度であり、インターコネクタ６の幅Ｗ_１は、２ｍｍ程度である。インターコネクタ６の中間部６ｂと、太陽電池セル４とのＹ方向における距離ｄ_２は、２ｍｍ程度である。また、太陽電池セル４上で、Ｙ方向に延在するインターコネクタ６の接合部６ａは、Ｘ方向において太陽電池セル４の端から距離ｄ_３の間隔を空けて配置されている。

次に、図４〜図６を参照して、インターコネクタ６について詳説する。インターコネクタ６は、例えばテープ状を成している。インターコネクタ６としては、厚さ０．１ｍｍ程度の銅製の平角線を用いることができる。銅製の平角線では、通常、厚さ２０μｍ〜５０μｍ程度のはんだメッキが施工されている。図４は、高反射材６ｄによって被覆されたインターコネクタ６を示す断面図である。インターコネクタ６は、太陽光を反射する反射材によって被覆されていることが好ましい。本実施形態のインターコネクタ６は、太陽電池セル４と接着されていない部分である非接着部分（中間部６ｂ（図２参照））において、受光面側（透明板２側）および非受光面側（反射板５側）に、反射材によって形成された高反射層６ｄを有している。インターコネクタ６は、銅製の平角線である心線６ｃの外側に高反射層６ｄを備えている。高反射層６ｄの全光線反射率は、９０％以上であることが好ましい。また、高反射層６ｄの平行線反射率は、１０％以下であることが好適である。なお、高反射層６ｄは、インターコネクタ６の全長、全周に設けられていてもよく、部分的に設けられていてもよい。また、高反射層６が設けられていないインターコネクタ６を使用することも可能である。

また、インターコネクタ６の高反射層は、ラミネート処理された樹脂または金属によって形成されていてもよい。図５は、ラミネート処理された樹脂で被覆されたインターコネクタを示す断面図である。図５に示すインターコネクタ６Ｂでは、心線６ｃの外側に高反射層である銀蒸着層６ｅが形成され、この銀蒸着層６ｅの外側にアンカーコート層６ｆが形成され、このアンカーコート層６ｆの外側に透明ＰＥＴ層６ｇが形成されている。アンカーコート層６ｆおよび透明ＰＥＴ層６ｇは、銀蒸着層６ｅを保護する機能を有する。銀蒸着層６ｅの厚さは、１０μｍ程度であり、アンカーコート層６ｆの厚さは、２０μｍ程度であり、透明ＰＥＴ層６ｇの厚さは、２０μｍ程度である。

また、インターコネクタ６の高反射層は、外表面に凹凸形状が形成されていてもよい。図６は、表面にエンボス加工が施されたインターコネクタ１６の製造方法を説明するための概略図である。まず、エンボス加工が施されていないインターコネクタ１６ａを準備する。そして、外周面に凹凸形状が形成された一対のギアロール１１，１１間に、インターコネクタ１６ａを挿通させる。このとき、インターコネクタ１６ａを挟んで両側に配置されたギアロール１１，１１によって挟まれて、ギアロール１１の外周面と接触してプレスされることで、インターコネクタ１６の外表面に、エンボス加工が施される。これにより、テープ状（平角状）のインターコネクタ１６の両側の表面に凹凸加工が施工される。

次に、太陽電池モジュール１の仕様について例示する。透明板２としては、白板熱処理ガラス（ＡＧＣ旭ガラス社製、板厚ｔ＝３．２ｍｍ）を使用することができる。封止部３としては、太陽電池用ＥＶＡ（ブリヂストン社製）を使用することが可能である。太陽電池セル４は、板厚ｔ＝０．２ｍｍとすることができる。反射板５としては、ステンレス製の板材（板厚ｔ＝０．２ｍｍ）に銀蒸着フィルムが貼り合わせられたものを使用することが可能である。

このように構成された太陽電池モジュール１によれば、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４を電気的に接続するインターコネクタ６が、Ｙ方向に隣接するセルストリングス８，８間に形成された領域Ａ_２内に収まるように配置されているため、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４，４間に形成された受光有効エリアＡ_１にかかるインターコネクタ６を減少させることができる。このように受光有効エリアＡ_１を避けて、インターコネクタ６を設けることで、反射板５に形成される影が減少し、太陽電池セル４に入射する反射光のロスを小さくすることができる。受光有効エリアＡ_１を通り、反射板５に達した太陽光は、反射板５で反射されて、太陽電池セル４に照射されて、発電に利用される。

また、インターコネクタ６が反射板５に対して作る影を減少させることで、封止部３における温度分布の均一化を図り、ホットスポットの発生を抑制し、太陽電池モジュール１の信頼性の向上を図ることができる。

太陽電池セル４は、光学設計に基づいた一定の距離を保ちながら配置されている。集光型太陽電池モジュールでは、一般的な太陽電池モジュールと比較してインターコネクタの長さが長くなることが多い。本実施形態の太陽電池モジュール１では、インターコネクタ６が、隣接するセルストリングス８，８間で引き回され、受光有効エイアを避けて配置されているので、インターコネクタ６が長くなる集光型太陽電池モジュールの出力低下を抑制する場合に、特に効果的である。

集光型太陽電池モジュールでは、高性能化が求められ、太陽電池モジュール１に入射する太陽光を不足なく太陽電池セル４に集めることが求められている。そして、反射板５で反射する反射光や、透明板２と封止部３との界面で全反射した光を損失させずに捕捉することが特に重要である。Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４，４間に形成された領域Ａ_１を通り、反射板５に到達した太陽光は、反射板５で反射され太陽電池セル４の裏面側に到達し、発電に利用される。

また、インターコネクタ６は、反射率の高い高反射材で被覆されているので、インターコネクタ６に照射された太陽光を反射させて、太陽光のロスを減少させ、出力低下を抑制することができる。太陽電池モジュール１では、封止部３に入射した入射光や、反射板５で反射した光が、インターコネクタ６で吸収されることが防止され、入射光のロス、反射光のロスを減少させることが可能である。そのため、太陽電池モジュール１における出力低下が抑制されている。その結果、変換効率の向上が図られた太陽電池モジュール１を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、図７〜図９を参照して本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール２１について説明する。第２実施形態の太陽電池モジュール２１が、第１実施形態の太陽電池モジュール１と違う点は、インターコネクタ２６の配線が異なる点である。太陽電池モジュール２１では、Ｙ方向に隣接する太陽電池セル４同士を直列に接続するインターコネクタ２６を備えることで、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４同士を接続するインターコネクタを削減している。

太陽電池モジュール２１は、第１の方向（集光方向、Ｘ方向）に配設された複数の太陽電池セル４を有するセルストリングス８が、第１の方向と交差する第２の方向（非集光方向、Ｙ方向）に配設されている。そして、インターコネクタ２６は、Ｙ方向に延在し、Ｙ方向に隣接する太陽電池セル４を電気的に直列に接続している。また、インターコネクタ２６は、反射率の高い高反射材によって被覆されている。

ここで、太陽電池モジュール２１では、インターコネクタ２６が、Ｙ方向において隣接するセルストリングス８，８間に形成された領域Ａ_２内で引き回されて、Ｙ方向に隣接する太陽電池セル４に電気的に接続されている。インターコネクタ２６は、領域Ａ_２を通り、領域Ａ_１を避けるように設けられている。インターコネクタ２６の一方の接合部２６ａは、太陽電池セル４の表面側でＹ方向に延在し、インターコネクタ２６は、太陽電池セル４のＹ方向の端部から外方へ突出し、隣接するセルストリングス８との間でＹ方向に沿って配置されている（中間部２６ｂ）。インターコネクタ２６の他方の接合部２６ｃは、Ｙ方向に隣接する太陽電池セル４の裏面側でＹ方向に延在している。端部２６ａ，２６ｃ間で連続するインターコネクタ２６の中間部２６ｂは、太陽電池モジュール２１の厚さ方向（Ｚ方向）において、太陽電池セル４の表面側から、隣接する太陽電池セル４の裏面側へ傾斜して配置されている。

図９では、図８において破線で示す範囲Ｂを拡大して示している。インターコネクタ２６は、太陽電池セル４の幅方向（Ｘ方向）の中央に延在している。太陽電池セル４の幅Ｗ_２は、１０ｍｍ程度であり、インターコネクタ６の幅Ｗ_１は、２ｍｍ程度である。太陽電池セル４のＸ方向の端部と、インターコネクタ６のＸ方向の端部との距離ｄ_４は、４ｍｍ程度である。

太陽電池モジュール２１では、１次元集光構造に関して、非集光方向Ｙに太陽電池セル４が直列に電気的に接続され、セルストリング化されている。

このように構成された第２実施形態に係る太陽電池モジュール２１にあっても、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の作用、効果を奏する。また、太陽電池モジュール２１では、インターコネクタ２６が直線的に配線され、屈曲部を減らすことが可能であるため、インターコネクタに生じる応力を減らすことができ、太陽電池モジュール２１の信頼性を向上させることができる。太陽電池モジュール２１では、タブ同士の接続を減らすことができる。

（第３実施形態）
次に、図１０〜図１５を参照して第３実施形態に係る太陽電池モジュール３１について説明する。第３実施形態の太陽電池モジュール３１が、第１実施形態の太陽電池モジュール１と違う点は、インターコネクタ３６の配線が異なる点である。太陽電池モジュール３１では、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４同士を直列に接続するインターコネクタ３６を備えている。

太陽電池モジュール３１は、第１の方向（集光方向、Ｘ方向）に配設された複数の太陽電池セル４を有するセルストリングス８が、第１の方向と交差する第２の方向（非集光方向、Ｙ方向）に配設されている。そして、インターコネクタ３６は、Ｘ方向に延在し、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４を電気的に直列に接続している。また、インターコネクタ３６は、反射率の高い高反射材によって被覆されている。なお、図１１では、Ｙ方向に隣接するセルストリングス８の図示を省略しているが、セルストリングス８は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて複数設けられている。

セルストリングス８では、隣接する太陽電池セル４，４同士を接続する一対のインターコネクタ３６，３６が平行に配置されている。インターコネクタ３６の一方の端部３６ａは、太陽電池セル４の表面側でＸ方向に延在して、太陽電池セル４のＸ方向の端部から外方へ突出して、Ｘ方向に延在し、隣接する太陽電池セル４の裏面側でＸ方向に延在している。端部３６ａ，３６ｃ間で連続するインターコネクタ３６の中間部３６ｂは、太陽電池モジュール３１の厚さ方向（Ｚ方向）において、太陽電池セル４の表面側から、隣接する太陽電池セル４の裏面側へ傾斜して配置されている。

次に、図面を参照して、本実施形態に係るダイシング方法を用いた太陽電池セルの製造方法について説明する。図１２は、本実施形態に係るダイシング方法を説明するための概略図であり、図１２（Ａ）は、個別のセル４に切り分けられる前の元セル１４を示す平面図、図１２（Ｂ）は、切り分けられた個別のセル４を示す平面図、図１２（Ｃ）は、隣接するセル４が直列に電気的に接続されたセルストリングス８を示す平面図である。

本実施形態のダイシング方法は、元セル１４を任意の幅に切削して個別のセル４（カットセル）に切り分ける（ダイシングする）ダイシング工程（第１工程）と、所定の大きさにダイシングされたカットセル４とインターコネクタをレイアップして、過熱してハンダ接合する接合工程（第２工程）とを備える。

ダイシング工程は、半導体ウエハ用などのダイシング装置を使用して実行されることが好ましい。これにより、高精度、高安定性、かつ、低コストでセルをカットすることが可能となる。半導体ウエハを切削するダイシング装置では、回転するブレードを元セルの任意の面に押し当てることで、セル４を切り分けるものである。

従来のダイシング方法によって切削されたセルの加工面をミクロ的に観察した場合、例えば図１７に示すように、僅かながら欠け１２ａや傷１２ｂを検出することがある。これは、被切側（セル４）とブレードとのカット中の相対関係に起因するものであると考えられる。そこで、本実施形態に係るダイシング方法では、ブレードの回転速度や、送り速度を調節することで、加工面における欠け１２ａや傷１２ｂの発生を抑制することを目的としている。すなわち、送り速度を低下させることで、加工面における欠け１２ａや傷１２ｂの発生を抑制しようとするものである。

集光型太陽電池モジュールでは、使用環境下における温度変化に伴い熱収縮が発生する。特に、封止部３や反射板５では、他の部材と比較して熱収縮量が大きくなる傾向になる。この熱収縮に伴いセルストリングス８には引張りまたは圧縮が発生し、インターコネクタ３６と太陽電池セル４との接合部７では、周辺と比較して応力が大きくなるおそれがある（図１８参照）。このとき、加工面の欠け１２ａや傷１２ｂが接合部７近辺に存在していると、応力集中によりセル４に割れ１３が生じるおそれがある。

上述したセル４の割れ１３を防止するために、ブレードの送り速度を低下させた場合には、生産性が極端に低下するという問題が生じる。そのため、ダイシング工程における加工時間が長くなり、コストの増加を招くこととなる。また、加工時間が長くなることで、所定の生産量を確保することができないという問題が生じる。この問題を解決するために、ダイシング装置の設置数量を増加させることも考えられるが、この場合には、装置の導入コストがかさみ、コストの増加を招くこととなる。

そこで、ダイシング工程では、式Ｖ_ｄ＜Ｖ_ｎ…（１）が成立する送り速度としている。なお、Ｖ_ｄは、電極部７におけるブレード送り速度であり、Ｖ_ｄは、非電極部のブレード送り速度である（図１３参照）。

本実施形態に係るダイシング工程では、電極部（接合部７）に対応する領域のみにおいて、ブレードの送り速度を低下させている。そのため、生産性の大幅な低下を抑えつつ、電極部に対応する領域の加工面における欠け１２ａや傷１２ｂの発生を防止することが可能となる。このようなダイシング工程を用いて製造された太陽電池セル４では、使用環境下における温度変化が生じた場合であっても、カットセル４の割れ１３の発生が抑制される。

また、ダイシング工程では、電極部７の幅をｈとして、電極部中心線Ｌ_１からそれぞれ３ｈ／２の範囲を電極部領域αとした場合、式Ｖ_ｒ＜Ｖ_ｃ…（２）が成立する送り速度とすることが好適である。なお、Ｖ_ｒは、電極部領域αにおけるブレード送り速度であり、Ｖ_ｃは、電極部領域αではない非電極部領域βにおけるブレード送り速度である（図１４参照）。

ここで、電極部領域αの設定の根拠について説明する。図１５は、セル４における応力分布を示す図である。上述した通り熱収縮に起因する応力は、インターコネクタ３６との接合部７（電極部）に発生する。それは、封止部３や反射板５の収縮が、セルストリングス８全体に引張応力または圧縮応力を発生させ、発生した引張応力および圧縮応力は、複数のセル４を接続するインターコネクタ３６を介して伝達されるためである。インターコネクタ３６は、太陽電池セル４に対して幅が狭いため、接合部７を中心として応力に分布が発生する。この応力分布は、電極中心線から３ｈ／２以上離れた場所では、応力分布の勾配が小さくなることが明らかである。

すなわち、応力分布の勾配が小さい領域βであれば、多少の欠け１２ａや傷１２ｂが存在している場合であっても、割れ１３として進展する可能性が極めて低くなる。このように本実施形態に係るダイシング工程では、電極部領域αにおいて、ブレード送りを低下させている。そのため、生産性の大幅な低下を抑えつつ、加工面における欠けや傷の発生を抑制することができる。また、本実施形態に係るブレード工程を有する太陽電池セルの製造方法は、前述の実施形態に係る太陽電池モジュール１，２１の製造にも適用可能である。

図１６に示す元セル１４を用いて、ダイシング工程を実施した。この元セル１４の外形寸法Ｗ_３は、１５６ｍｍであり、電極部７の幅ｈは、２ｍｍである。元セル１４は、両面受光型単結晶Ｓｉセルであり、その厚みは、２００μｍである。

まず、元セル１４の両面に、キャリアテープを張り（ステップＳ１）、元セル１４表面におけるキズの発生や、異物の付着を防止した。次に、ディスコ社製ダイシングソー（ＤＦＤ６４１）を使用して、ダイシング台と位置合わせをしながら部材（元セル１４）を配置した（ステップＳ２）。

次に、元セル１４のＸ方向の端部１４ａからＸ_１＝２０ｍｍの位置にブレードを落とし、蒸留水をかけながら元セル１４のＹ方向の端部１４ｂからカットを行った（ステップＳ３）。そのときのブレードの回転数および送り速度を表１に示す。

次に、ブレードをＸ方向にＸ_２＝１５ｍｍずらし、ステップＳ３と同様の条件でカットした。これを繰り返し実行して、８枚のカットセルを取得した（ステップＳ４）。最後に、カットセルからキャリアテープを剥がして乾燥させた（ステップＳ５）。

また、比較例として、ブレードの回転数および送り速度を表２に示す条件に変更して、上記のステップＳ１〜ステップＳ５を行った。

実施例と比較例について、電極部７における欠け１２ａや傷１２ｂのサイズ（加工面における欠けの長さ）を計測し、その結果を表３に示す。

表３に示すように、実施例のカットセルでは、電極部７における欠けのサイズが最大２０μｍであったのに対し、比較例のカットセルでは、電極部７における欠けのサイズが最大４００μｍであった。これにより、本実施形態のダイシング工程を行うことで、電極部に生じる欠けを減少させることが確認できた。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、反射板５からの入光を可能にした太陽電池モジュールであっても適用可能である。また、封止部３の前面及び背面に透光可能な反射板を配置した太陽電池モジュールであってもよい。反射板５は、凹凸形状の断面山形又は波形、平板形状であってもよい。また、本発明は、反射板５の凹凸の大小に拘わらず適用可能である。

また、インターコネクタ６は、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４，４間に形成された領域内に配置されていてもよい。要は、Ｙ方向に隣接するセルストリングス８，８間で、インターコネクタ６を引き回すことで、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル４，４間に形成された領域内に配置されるインターコネクタ６の長さを減らし、反射板５に生じる影を縮小し、反射光のロスを減らして、太陽電池セル４の出力低下を抑制可能であればよい。

また、本発明は、反射材によって被覆されていないインターコネクタを備える太陽電池モジュールであっても適用可能である。

また、セルストリングス８は、Ｙ方向に延在する複数の太陽電池セル４を備えていてもよい。換言すれば、セルストリングス８は、Ｘ方向に配設された複数の太陽電池セル４からなる組を複数組備える構成でもよい。

１，２１，３１…太陽電池モジュール、２…透明板、３…封止部、４…太陽電池セル、５…反射板、６，６Ｂ，１６，２６，３６…インターコネクタ、６ｄ，６ｅ…反射層、８…セルストリングス。

Claims (5)

1. 太陽電池セルが封入される封止部と、この封止部に固着されて、太陽光を入射させる透明板と、前記透明板に対向して配置されて前記封止部に固着されると共に、太陽光を前記太陽電池セルに向けて反射させる反射板と、隣接する太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタとを備えた太陽電池モジュールであって、
   第１の方向に配設された複数の太陽電池セルを有するセルストリングスが、前記第１の方向と交差する第２の方向に配設され、
   前記インターコネクタは、前記第２の方向に隣接するセルストリングス間に形成された領域内で引き回されて、隣接する前記太陽電池セルを電気的に接続していることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記インターコネクタは、太陽光を反射する反射材で被覆されてい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。
3. 前記インターコネクタのうち、隣接する太陽電池セル間に配置された部分のみが、前記反射材で被覆されていることを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
4. 前記反射材は、表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の太陽電池モジュール。
5. 前記反射材は、ラミネート処理された樹脂または金属によって形成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。

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