JP2012009706A - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減を実現し、生産性が高く、長期にわたって高い耐久性能を維持する太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】隣接する太陽電池セル１０，１０間を直列、及び／又は並列で電気的接続する導通接続部材２０の接続面に、封止工程における封止条件の範囲内で硬化する導電性接着剤層２２を形成して作製される太陽電池モジュール１及びその製造方法である。
【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関するものである。

現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。
図５は、従来の太陽電池モジュールの構成を示す図である。図５（ａ）に示すように、従来の太陽電池モジュール１００は、格子状に配設され、導電性接続部材１２０によって互いに電気的に直列及び並列接続された複数の太陽電池セル１１０を有する。具体的には、所定の長さの間隔を隔てて配列された２つの太陽電池セル１１０，１１０が導電性接続部材１２０によって直列接続されている。そして、２つの直列接続された４列の太陽電池セル１１０、１１０のそれぞれから突出した導電性接続部材１２０の両端部が並列接続され、それぞれ入出力端子１６０，１６０とされている。

複数の太陽電池セル１１０の直列接続は、図５（ｂ）に示すように、所定の長さの間隔を隔てて配列された隣接する２つの太陽電池セル１１０，１１０のうち、一方の太陽電池セル１１０の裏面電極１１０ａと他方の太陽電池セル１１０の表面電極１１０ｂとが接続部材１２０によって直列接続されてなる。
そして、図５（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１００は、導電性接続部材１２０によって直列及び／又は並列に接続された複数の太陽電池セル１１０を、太陽光を受光する基板（例えば、ガラス板）１３０とバックシート１４０とに挟んで封止材１５０によって封止されてなる。

図６及び図７は、太陽電池モジュールの製造方法を示す図である。
太陽電池セル１１０は、図６（ａ）に示すように、光電変換機能を有する半導体素子１１１と、該半導体素子１１１上に設けられる複数の集電電極１１２と、該集電電極１１２を接続するバスバー１１３とを有する。
従来の太陽電池モジュール１００の製造方法としては、接続工程と、積層工程と、封止工程とを含むのが一般的である。

接続工程は、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、複数の太陽電池セル１１０を導電性接続部材１２０によって直列及び／又は並列に接続する工程である。導電性接続部材１２０には、表面に半田が被覆された銅製の帯状体（バスリボンと呼ばれることがある。）が用いられ、帯状体の表面に被覆された半田の一方の端部１２０ａ及び他方の端部１２０ｂをそれぞれ融着させて、複数の太陽電池セル１１０，１１０間の接続がなされる。

積層工程は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、基板１３０と、導電性接続部材１２０で接続された複数の太陽電池セル１１０，１１０と、封止材１５０と、バックシート１４０とをこの順で積層する工程である。
封止工程は、図７（ｃ）に示すように、積層工程によって配置された基板１３０、複数の太陽電池セル１１０、封止材１５０、及びバックシート１４０を加熱加圧することによって、複数の太陽電池セル１１０が基板１３０とバックシート１４０とに挟まれるようにして封止材１５０に封止されて太陽電池モジュール１００を得る工程である。

ここで、前記接続工程においては、半田付けロボット等を用いて自動化された溶着であると、複雑な回路部分の融着には不適であるため、複雑な回路の溶着には、熟練工によって手作業で半田付けを行うことが必要となり、太陽電池モジュール１００の生産効率を著しく低下させているのが現状である。
そこで、半田による融着を用いた接続工程に替えて、生産効率の低下を低減する接続工程を含む技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的に、特許文献１に開示された太陽電池モジュールは、銀粒子をフィラーとしたエポキシ系導電接着剤をアルミ箔上に塗布したものを導電性接続部材として採用したものである。すなわち、先ず、複数の太陽電池セル１１０，１１０間に導電性接続部材１２０を貼り付け、そのまま１３０℃で一時間熱処理し、次の工程として、絶縁のために使ったＰＴＦＥシートを取り外し、ナイロンシートとＥＶＡシートで包み真空ラミネーターでラミネートして太陽電池モジュール１００を作製する技術である。このように、特許文献１に開示された太陽電池モジュール１００は、従来の半田付けによる接続工程を回避することによって、残存フラックスのセルへの悪影響の虞も払拭されるとしている。

特開平６−１９６７４３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された太陽電池モジュールの製造方法では、近年の太陽電池の製造コスト低減の更なる要請を満足することができないため、更に生産効率を向上させる技術が望まれてきている。
また、特許文献１には、「該導電接着剤として感圧型アクリル系導電性接着剤を用いることによって熱処理さえも不要となり従来の接続方法に比較して作業の簡略化を更に促進できる。」との記載がある。確かに、特許文献１の太陽電池モジュールを作製した直後の性能としては、半田付け工程を経て作製された従来の太陽電池モジュールに比べて、遜色はない。しかし、長期高温高湿耐久試験の結果、これらの粘着力だけで導電性粒子を保持している感圧型導電性接着剤では、現在市場で求められているような、１０〜２０年間の安定稼動を保障する太陽電池モジュールを実現できていないのが現状である。
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、製造コストの低減を実現し、生産性が高く、長期にわたって高い耐久性能を維持する太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することである。

本発明者らは、鋭意検討した結果、隣接する太陽電池セルのバスバー同士を接続する導電性接続部材を封止材の物性に基づく材料で構成することにより、生産性の悪さによって発現するコストを画期的に低減し、しかも、長期にわたって高い耐久性能を維持する太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することを見出し、本発明を完成するに至った。
上記課題を解決するための本発明の請求項１による太陽電池モジュールは、光電変換機能を有し、表面に形成されたバスバー同士が導電性接続部材によって接続された複数の太陽電池セルが封止材によって封止され、該封止材が基板とバックシートとに挟持されてなる太陽電池モジュールにおいて、
前記導電性接続部材の前記バスバーに接続される接続面に、前記封止材を溶融及び硬化させる封止工程の条件によって溶融及び硬化する硬化材料を有する導電性接着剤層が形成されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記バスバーに接続される前記導電性接続部材の少なくとも一方の接続面に導電性接着剤層が形成されたことにより、半田付けによる接続工程を経ることなく、基板と、複数の太陽電池セルと、封止材と、バックシートとを積層させた後、前記複数の太陽電池セル同士の電気的接続を形成させ得る封止工程を行うことができる。したがって、製造工数が少なくなり、製造コストの低減を実現し、高い生産性で太陽電池モジュールを製造することができ、長期にわたって高い耐久性能を維持する太陽電池モジュールを提供することができる。また、請求項１に記載の発明によれば、半田付けによる接続工程を経ていないので、半田付けの際の太陽電池セルへの加熱損傷を回避することもでき、結果として歩留まりが向上する。

また、本発明の請求項２による太陽電池モジュールは、請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記硬化材料が、一液性熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
また、本発明の請求項３による太陽電池モジュールは、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記導電性接続部材の前記バスバーに接続される接続面に、複数の前記導電性接着剤層が形成されたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するための本発明の請求項４による太陽電池モジュールの製造方法は、２つのシート状の封止材のそれぞれに保持された導電性接続部材を、光電変換機能を有する複数の太陽電池セルの各バスバーに位置合わせして前記複数の太陽電池セルを挟むように配置し、さらに、基板及びバックシートで挟むように積層する積層工程と、
前記２つの封止材を溶融及び硬化させて、前記複数の太陽電池セルを前記基板と前記バックシートとの間に封止する封止工程とを含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記積層工程では、前記導電性接続部材の前記バスバーに接続される接続面に、前記２つの封止材を溶融及び硬化させる条件によって溶融及び硬化する硬化材料を有する導電性接着剤層を形成することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、半田付けによる接続工程を経ることなく、基板と、複数の太陽電池セルと、封止材と、バックシートとを積層させた後、前記複数の太陽電池セル同士の電気的接続を形成させ得る封止工程を行うことができる。したがって、製造工数が少なくなり、製造コストの低減を実現し、高い生産性で太陽電池モジュールを製造することができ、長期にわたって高い耐久性能を維持する太陽電池モジュールを提供することができる。また、請求項４に記載の発明によれば、半田付けによる接続工程を経ていないので、半田付けの際の太陽電池セルへの加熱損傷を回避することもでき、結果として歩留まりが向上する。
また、本発明の請求項５による太陽電池モジュールの製造方法は、請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、前記硬化材料が、一液性熱硬化性樹脂であることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、製造コストの低減を実現し、生産性が高く、長期にわたって高い耐久性能を維持する太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の１ａ−１ａ線に沿う断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの構成を示す斜視図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ太陽電池セルの構成の一例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態における導電性接続部材の構成を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュール製造方法の一実施形態を示す断面図である。 従来の太陽電池モジュールの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の５ａ−５ａ線に沿う断面図である。 従来の太陽電池モジュールの製造方法を示す図である。 従来の太陽電池モジュールの製造方法を示す図である。

以下、本発明に係る太陽電池モジュールの一実施の形態について、図面を参照して説明する。
＜構成＞
図１は、本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の１ａ−１ａ線に沿う断面図である。また、図２は、本発明に係る太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの構成を示す斜視図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ太陽電池セルの構成の一例を示す斜視図である。また、図３は、本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態における導電性接続部材の構成を示す断面図である。

図１（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１は、格子状に配設され、導電性接続部材２０によって互いに電気的に直列及び並列接続された複数の太陽電池セル１０を有する。具体的には、所定の長さの間隔を隔てて配列された２つの太陽電池セル１０，１０が導電性接続部材２０によって直列接続されている。そして、２つの直列接続された４列の太陽電池セル１０，１０のそれぞれから突出した導電性接続部材２０の両端部が並列接続され、それぞれ入出力端子６０，６０とされている。

複数の太陽電池セル１０の直列接続は、図１（ｂ）に示すように、所定の長さの間隔を隔てて配列された隣接する２つの太陽電池セル１０，１０のうち、一方の太陽電池セル１０の裏面電極１０ａと他方の太陽電池セル１０の表面電極１０ｂとが接続部材２０によって直列接続されてなる。
そして、図１（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１は、導電性接続部材２０によって直列及び／又は並列に接続された複数の太陽電池セル１０を、太陽光を受光し、透過する基板（例えば、ガラス板）３０とバックシート４０とに挟んで封止材５０によって封止されてなる。

＜太陽電池セル＞
太陽電池セル１０は、図２（ａ）に示すように、光電変換機能を有する半導体層１１と、基板３０を透過した太陽光が照射されることによって半導体層１１で発生した光生成キャリアを取り出すための正負１対の電極とを備えている。正負１対の電極は、通常、半導体層１１の太陽光入射面及び背面にそれぞれ設けられる。この場合、１対の電極のうち半導体層１１の太陽光入射面に設けられる電極は、入射光を遮る面積をできるだけ小さくするために、複数の幅狭の集電電極１２と幅広のバスバー１３とを組み合わせて例えば櫛型状の形状に形成される。集電電極１２は半導体層１１で生成された光生成キャリアの収集用の電極であり、半導体層１１の太陽光入射面のほぼ全域にわたって、幅狭の集電電極１２が所定の間隔で並んで形成される。また、バスバー１３は、複数の集電電極１２で収集された光生成キャリアの集電用の電極であり、総ての集電電極１２と交差するように、幅広のバスバー１３が所定の間隔で並んで形成される。このバスバー１３は、複数の集電電極１２を流れる光生成キャリアを集電するだけではなく、後述するように、複数の太陽電池セル同士を電気回路的に接続するためのターミナル（端子）としても機能する。なお、バスバー１３の数は、太陽電池セル１０の大きさや抵抗を考慮して適宜適当な数に設定される。

ここで、太陽電池セル１０は、図２（ｂ）に示すように、光電変換機能を有する半導体層１１と、該半導体層１１上に設けられる複数の集電電極１２と、これら複数の集電電極１２で収集された光生成キャリアの集電用の電極であり、総ての集電電極１２と交差するように所定の間隔で並んで形成される集電用透明導電線１４と、該集電用透明導電線１４によって集められた光生成キャリアを引き出す接続用ターミナル（接続端子）１５とを有してもよい。接続用ターミナル（接続端子）１５は、図２（ａ）に示すバスバー１３と同様に、後述する複数の太陽電池セル同士を電気回路的に接続するためのターミナル（端子）として機能する。

＜導電性接続部材＞
導電性接続部材２０は、帯状体をなし、導電性の材料を有してなる。導電性接続部材２０は、隣接して設けられた太陽電池セル（図２（ａ）に示す太陽電池セル）１０，１０のそれぞれのバスバー１３，１３に一方の端部２０ａ及び他方の端部２０ｂ（図３（ａ）〜（ｃ）参照）がそれぞれ接続されることによって、太陽電池セル１０，１０を直列に接続する部材である。

導電性接続部材２０は、後述する封止工程において封止材が溶融及び硬化する条件で、溶融及び硬化する硬化材料を有する導電性接着剤層が、導電性基材における少なくともバスバー１３に接続する接続面に形成される。例えば、隣接する太陽電池セル１０，１０の各バスバー１３，１３を直接に接続する導電性接続部材２０にあっては、図３（ａ）に示すように、バスバー１３に対する接続面が表面及び裏面となるので、導電性基材２１の表面及び裏面に導電性接着剤層２２が形成された導電性接続部材となる。一方、バスバー１３に対する接続面が表面又は裏面だけとなる導電性接続部材２０（図１における接続端子６０）においては、図３（ｂ）に示すように、導電性基材２１の表面又は裏面に導電性接着剤層２２が形成された導電性接続部材２０となる。また、図３（ｃ）に示すように、導電性接着剤層２２を複数層積層させることによって導電性接続部材２０を形成してもよい。導電性基材の本来持つべき電気回路設計上必要な電流密度を確保できる断面積と同じだけの電流密度を確保できる導電性接着剤層２２を複数積層することで導電性接続部材２０を構成することによって、導電性基材２１に要するコストを削減することができる。なお、導電性接続部材２０は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、接続面方向に２段階で屈曲させた状態で封止することができる。

ここで、導電性接続部材２０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、剛性を有する導電性基材２１を備える場合には、この導電性基材２１自身の形状を保持する性能によって、接続面方向に２段階で屈曲させることができる。しかし、図３（ｃ）に示すように、導電性接着剤層２２を複数層積層させることによって導電性接続部材２０が形成されている場合には、導電性接続部材２０と封止材５０との間に保持部材（図示せず）を介在させることによって屈曲形態を維持させたまま、封止工程が行われる。保持部材（図示せず）は、「封止材」と同一の材料、若しくは封止工程において、少なくとも前記「封止材」の機能を阻害しない材料からなる。
また、導電性基材２１は、導電性の帯状体であればよく、屈曲させたときの形状がある程度維持される材料からなることが好ましく、例えば、銅製の帯状体（表面に半田が被覆されていないバスリボン）でもよい。

［導電性接着剤層］
導電性接着剤層２２は、硬化材料としてのバインダーと、フィラーとしての導電性粒子とを有する導電性接着剤によって形成される層である。
［導電性接着剤の製造方法］
導電性接着剤は、バインダーと導電性粒子とをプラネタリーミキサーなどで混合することにより得られる。バインダーと導電性粒子との好適な比率は、これらの合量中、バインダーが３〜１６質量％で、導電性粒子が８４〜９７質量％の範囲である。このような比率であると、導電性粒子やバインダーの量がそれぞれ十分となり、導電性粒子同士が良好に融着接続し、かつ、その信頼性も高まる。

［バインダー］
前記バインダーとしては、後述する封止材を溶融させ、かつ硬化させる封止工程の条件によって溶融及び硬化する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ここで、「封止工程の条件」は、溶融温度、圧力、及び溶融させた封止材が硬化するのに要する時間に限られない。例えば、バインダーは、その融点が、硬化材料として機能する範囲内で、後述する封止工程における封止材の溶融温度よりも低く、封止工程において溶融した封止材が硬化するのに要する時間内で硬化する材料が選択されてもよい。なお、「封止工程における封止材の溶融温度」は、「封止材の融点」ではなく、封止工程において封止材を溶融するために設定された温度である。

一方、バインダーの融点よりも低い融点の封止材が用いられる場合でも、封止材の融点に基づいた溶融温度以外の封止工程における他の条件を変えて封止材を溶融及び硬化させることができれば、その封止工程における条件で溶融及び硬化を完了するバインダーを選択すればよい。
すなわち、前記バインダーは、封止工程において設定される条件下で、封止材と共に溶融及び硬化する材料が選択されればよく、封止材そのものの物性値に依存して材料を選択する必要はない。

このような材料としては、熱硬化性樹脂が挙げられ、その中でも、一液性熱硬化性樹脂が好ましい。一液性熱硬化性樹脂としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、１分子中に１個以上のグリシジル基を有する液状エポキシ化合物、メラミン樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの中ではエポキシ樹脂が好ましく、具体的なものとして、アミン系エポキシ硬化剤、酸無水物系エポキシ硬化材、イソシアネート系硬化材、イミダゾール系硬化材などが挙げられる。

また、前記熱硬化性樹脂は、常温では固体であるか、又は、表面の被覆膜等によってカプセル化されてモノマー樹脂と直接常温では反応しづらくしたものである。
また、前記熱硬化性樹脂としては、「潜在性硬化剤」等の名称で市販されているものが取り扱いやすく、より好ましい。
さらに、前記熱硬化性樹脂は、いずれも、１種単独で使用しても２種以上を併用してもよく、必要に応じて上記以外の熱可塑性樹脂が含まれていてもよい。

但し、本発明における「バインダー」としては、熱硬化性樹脂は必須であり、このバインダーとして、アクリル系の熱可塑性樹脂だけを用いたり、ゴム系の樹脂だけを用いたりすると、加熱による硬化処理こそ不要になり、いわゆる感圧性バインダーとして機能はしても、その後、太陽電池セルと共に封止材、バックシート、基板とで挟持してなる太陽電池モジュールを作製した場合、長期安定性試験のひとつである、８５℃で８５％ＲＨ下 １０００時間保持試験を実施した場合、当該バインダーを用いて接続した部分には、「ふくれ」と呼ばれる空気だまりのような部分が発生し、同時に太陽電池モジュールの発電能力が大きく低下するので好ましくない。

［導電性粒子］
導電性粒子は、平均粒子径や組成には特に制限はないが、レーザー回折式粒度分布測定装置による平均一次粒子径は導電性などの点から１〜５００μｍが好ましく、１〜１００μｍがより好ましい。導電性粒子の平均粒子径は、導電性接着剤層の厚み、コストの観点から５００μｍ以下、導電性粒子の酸化を防ぐ観点及び導電性接着剤の粘度、導通抵抗の観点から１μｍ以上が好ましい。
導電性粒子の組成としては、金属単体の微粒子を用いても良いが、合金組成が好ましい。合金を構成する金属種としては、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＺｎＳｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｏ，Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＰからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有するものが好ましい。
なお、導電性粒子は、以上のような合金組成を有する粒子１種類からなるものでもよいが、例えば、このような合金組成を有する粒子と、銀粒子、銅粒子、ニッケル粒子、銀メッキ銅粒子などとを含む混合粒子でもよい。

導電性粒子の製造方法には特に制限はないが、導電性粒子に準安定相や安定合金相を形成させるために、急冷凝固法である不活性ガスアトマイズ法を採用することが好ましい。また、この方法では、不活性ガスとして、通常、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが使用されるが、これらの中でもヘリウムガスを用いることが好ましい。冷却速度としては、５００℃／秒以上が好ましく、１０００℃／秒以上がさらに好ましい。

また、導電性粒子としては、ポリマー粒子の表面に金属を被覆したものとしてもよい。その場合の被覆方法としては、めっき法、スパッタ法、蒸気法、スプレーコーティング法、ディップ法などで表面処理し、選択的に特定金属を熱拡散させる方法などで製造できる。めっき法の例として、無電解めっき方法、電解めっき法が挙げられ、無電解めっき法の例として、置換めっき法が挙げられる。
また、導電性粒子としては、含有酸素量が０．１〜３．０質量％であることが好ましく、０．２〜２．５質量％がより好ましく、０．３〜２．０質量％がさらに好ましい。このような範囲であると、導電性粒子の耐イオンマイグレーション性、導電性、導電接続信頼性、バインダーへの分散性が良好となる。

［酸化膜除去剤］
導電性接着剤には、さらに酸化膜除去剤を配合することが好ましい。酸化膜除去剤を配合することによって、導電性粒子の表面酸化膜を除去でき、その結果、融着接続性を向上させることができる。酸化膜除去剤としては、一般的に市販されているフラックス、表面処理剤のほか、アジピン酸、ステアリン酸などのカルボン酸類、ビニルエーテルなどを用いてカルボン酸の活性をブロックしたブロックカルボン酸、ステアリルアミンなどのアミン類、ホウ素系化合物などを用いてアミンの活性をブロックしたブロックアミンなどを使用できる。

また、酸化膜除去剤の配合量は、導電性粒子１００質量部に対して、０．１〜４．０質量部であることが好ましい。配合量は、融着接続性の観点から０．１質量部以上、導電接続信頼性の観点から４．０質量部以下が好ましい。酸化膜除去剤の添加方法としては特に制限はなく、導電性粒子とバインダーとを混合し、ペースト化する際に直接添加してもよいし、導電性粒子を予め酸化膜除去剤で被覆しておいてもよい。被覆の方法としては、粉体同士を混合したり、粉体と液体とを混合、分散したりする際に使用する装置を適宜使用でき、その機種などに制限はない。その際、酸化膜除去剤を直接導電性粒子に接触させてもよいが、酸化膜除去剤をあらかじめ適当な液体に溶解または分散させ、これに導電性粒子を投入し、スラリー状として処理してもよい。このような方法によれば、均一かつ確実に導電性粒子を酸化膜除去剤で被覆できる。その後、必要に応じて真空乾燥機などによる乾燥工程を行ってもよい。
また、導電性接着剤には、さらに分散剤、希釈剤としての有機溶剤などの他の成分が必要に応じて含まれていてもよい。

＜基板＞
基板３０としては、太陽光を透過して太陽電池セル１０の表面（光電変換するための機能面）に到達させ、かつ電気的に絶縁性を示す材料からなるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。基板３０としては、ガラスや光透過性のプラスチックなどが挙げられる。
＜バックシート＞
バックシート４０としては、基板３０から入射し、再帰反射された光を閉じ込め、かつ太陽電池セル１０の裏面側の保護をするリフレクタとして機能するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。バックシート４０の材料としては、例えば、フッ素樹脂フィルムＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）を用いることができる。また、バックシート４０の形態としては、電気絶縁フィルムを貼り付けたり、電気絶縁性塗料にて塗装されたアルミニウム板やステンレス板を用いることもできる。

＜封止材＞
封止材５０は、硬化後において光透過性を有する熱可塑性樹脂（有機材料）であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。封止材５０の材料としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）、ポリビニルブチラール、アイオノマー、シリコン樹脂が好ましい。
なお、封止材５０の封止工程における封止条件は、導電性接着剤層２２を構成する導電性接着剤に含まれる硬化材料（バインダー）の溶融及び硬化条件（例えば、溶融温度、圧力、及び溶融した硬化材料が硬化するのに要する時間）が含まれる条件で行われる。封止材５０としては、溶融温度が１８０℃以下である熱可塑性樹脂が好ましい。例えば、ＥＶＡ樹脂（ウルトラパールＰＶシーラー、サンビック社製）は封止工程の条件を１５０℃、１５分間とすることができ、好適である。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る太陽電池モジュール製造方法の一実施形態を示す断面図である。
本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法は、積層工程と、封止工程とを含む。

［積層工程］
積層工程では、図４（ａ）に示すように、２枚のシート状の封止材５０，５０のそれぞれに、導電性接続部材２０を保持し、該導電性接続部材２０が各バスバー１３，１３に位置合わせされるように複数の太陽電池セル１０が封止材５０，５０に挟まれるように配置される。このとき、２枚のシート状の封止材５０，５０のそれぞれに保持される導電性接続部材２０，２０は、それぞれが対向するように２枚のシート状の封止材５０，５０のそれぞれに保持される。

ここで、導電性接続部材２０は、加熱により自己粘着性を発現させて封止材５０，５０に配置及び固定されてもよいし、両面テープによって封止材５０に固定されてもよい。封止材５０，５０に対する導電性接続部材２０の配置及び固定は、封止材５０が光透過性を有するため、作業者による場合には、各バスバー１３，１３の位置を目視で把握しやすく、容易である。また、この位置合わせについて、工業的に自動化ラインを組む場合には、作業者が目視で位置合わせをしたように、センサーを用いて封止材５０上にある導電性接続部材２０の位置とバスバー１３との位置をそれぞれ認識しながら最適な位置にロボットアーム等で導電性接続部材２０が配置及び固定された封止材５０をバスバー１３上に配置させることで実現される。
そして、基板３０と、導電性接続部材２０が保持された封止材５０と、複数の太陽電池セル１０，１０と、導電性接続部材２０が保持された封止材５０と、バックシート４０とをこの順で積層する。

［封止工程］
封止工程は、図４（ｂ）に示すように、例えば、真空ラミネーターによるラミネーション（大気圧による加圧に相当）によって、前記積層工程において積層された２つの封止材５０，５０を所定の条件（例えば、溶融温度、圧力、及び溶融させた封止材が硬化するのに要する時間）で溶融及び硬化させて、複数の太陽電池セル１０を基板３０とバックシート４０との間に封止する工程である。このとき、２つの封止材５０，５０が溶融及び硬化する所定の条件によって、導電性接続部材２０の接続面（バスバー１３に対向する面）に形成された導電性接着剤層２２を構成する導電性接着剤も同時に溶融及び硬化されて、導電性接続部材２０とバスバー１３との接続がなされる。

このようにして、基板３０、導電性接続部材２０が保持された封止材５０、太陽電池セル１０、導電性接続部材２０が保持された封止材５０、及びバックシート４０をこの順で積層した積層体をラミネーションすることによって、封止材５０，５０が溶融して一体となり、図４（ｃ）に示すように、封止材５０で封止され、基板３０及びバックシート４０に太陽電池セル１０が挟まれるように配置された太陽電池モジュール１が得られる。
以上述べたように、本発明によれば、複数枚の太陽電池セルを直列及び／又は並列に電気的に接続してなる太陽電池モジュールにおいて、従来のような、半田付けによる接続工程を省くことによって、その生産性の悪さを解消し、結果として生産コストを画期的に低減することができる。

以下、本発明に係る太陽電池モジュール及びその製造方法の実施例について説明する。
（実施例１）
＜太陽電池セルの作製＞
半導体素子の材料を結晶系シリコンとし、６インチ×６インチで標準太陽光下での発電電流８アンペア、電圧０．５Ｖの太陽電池セルを複数作製した。
＜導電性接続部材の作製＞
次に、導電性接続部材を作製した。導電性接続部材は、導電性基材として銅製の帯状体（表面に半田が被覆されていないバスリボン）を用いた。
導電性接着剤のバインダーとして、１５０℃、１５分間にて、ビスフェノールＡエポキシ樹脂と、該ビスフェノールＡエポキシ樹脂とを硬化完了できる一液性硬化性である潜在性硬化剤（ノバキュア，旭化成イーマテリアルズ社製）を用いた。
導電性粒子としては、銅の表面に銀が被覆された直径２０μｍ以下のアトマイズ法によって得られた球状金属微粒子を用いた。

これらバインダーと導電性粒子とを質量比で１９：６の比率でプラネタリーミキサーを用いて混合することにより導電性接着剤を得た。得られた導電性接着剤は、保存期間も長く、５℃で３ヶ月間性能を維持することができた。
得られた導電性接着剤を導電性基材（三光金属株式会社製、０．１５ｍｍ厚×２ｍｍ幅、Ｓｎ／Ａｇ系Ｐｂフリーはんだメッキ銅線）の表面及び／又は裏面に塗布して導電性接着剤層を形成し、導電性接続部材を作製した。導電性接着剤層の厚さは、約０．１ｍｍとした。

次に、積層工程として、２枚のシート状の封止材のそれぞれに、積層方向に屈曲させた導電性接続部材を保持し、該導電性接続部材が各バスバーに位置合わせされるように複数の太陽電池セルを２枚の封止材に挟まれるように配置した。そして、基板と、導電性接続部材が保持された封止材と、複数の太陽電池セルと、導電性接続部材が保持された封止材と、バックシートとをこの順で積層した。
ここで、本実施例に用いられる封止材は、ＥＶＡ樹脂系封止材（サンビック社製、ウルトラパールＰＶシーラー）を用いた。また、封止工程の条件として、真空ラミネーターを用い、１５０℃にて、最初５分間０．１Ｔｏｒｒにて５分間保持して系中を脱気する真空処理を行い、その後１０分間加熱保持した。
次に、封止工程として、前記積層工程で積層された積層体を、真空ラミネーターを用いてラミネーションした。これにより、各封止材が溶融して、複数の太陽電池セルが基板とバックシートとの間に封止され、太陽電池モジュールを得た。

このようにして得られた太陽電池モジュールについて、品質（長期高温高湿耐久性）の検証を行った。具体的には、得られた太陽電池モジュールを恒温恒湿オープン中にセットし、８５℃で８５％ＲＨ下 １０００時間保持試験を実施した。その結果、当該「導電性接続部材」を用いて接続した部分の周囲にある透明な「封止材」中には、「ふくれ」と呼ばれる空気だまりのような部分の発生などは全く見られなかった。そして、ソーラーシミュレーター（英弘精機（ＥＫＯ）社製、ＳＳ−２１０ＸＩＭ）と、太陽電池評価装置（英弘精機（ＥＫＯ）社製、Ｉ−Ｖカーブトレーサー ＭＰ―１６０）とを用い、標準光ＡＭ１５、１００ｍＷ／ｃｍ²下にて該太陽電池モジュールの発電能力を測定したところ、１０００時間の８５℃で８５％ＲＨ下保持実験後でも低下しなかった。

（実施例２）
導電性粒子として、１５０℃以下の１３８℃の溶融点を持つＢｉ５８％、Ｓｎ４２％の低融点金属の微粒子（粒子径１０〜２０μｍ）を１０体積％含有した導電性接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを得た。
得られた太陽電池モジュールについて、実施例１と同様に品質（長期高温高湿耐久性）の検証としてＩ−Ｖカーブを測定した。その結果、本実施例で得られた太陽電池モジュールは、Ｉ−Ｖカーブによる台形上曲線とその極値（Ｐmax値）に位置するショルダー部分が実施例１によって得られた太陽電池モジュールに比べてより高い位置に来ていた。このことから、本実施例で得られた太陽電池モジュールの方が、内部損失抵抗がより小さいものであることが確認された。
従って、本実施例で作製された太陽電池モジュールは、１５０℃での加熱加圧の封止材の封止工程での金属微粒子の溶融接着効果が該導電性接着剤のバインダーの接着効果との相乗効果によって、内部接続抵抗値の極めて低い太陽電池モジュールとすることができた。

このように、導電性接着剤の硬化接着条件（温度圧力）と太陽電池モジュールの封止に用いる封止材の封止工程条件（温度圧力）とが今回のように１５０℃×１５分間、真空ラミネーション圧力（大気圧）と同じであることは、複数枚の太陽電池セルの電極同士を導電性接着剤によって電気的接続の工程と有機材料の封止材による複数枚の太陽電池セルの封止工程との工程の加熱加圧時間条件が同時にできることを意味し、２工程を同時に同条件で完了させることができた。結果として、工程の簡略化によるコストの低減に繋がり、品質においても、長期高温高湿耐久性の高い太陽電池モジュールを得ることができた。

（比較例１）
実施例１において、導電性接着材と金属粒子によって得られた導電性接続部材について、バインダー樹脂と導電性粒子に替えて、２５℃、３時間処理タイプの導電性接着部材（藤倉化成（株）社製、ドータイト Ｄ−３６２、アクリル樹脂系）を用いて、実施例１と同じ導電性基材と太陽電池セルのバスバーとを接着硬化させた。得られたものを以下実施例１で用いたものと同一の封止材、バックシートにて積層し真空ラミネーターにて１５０℃にて、最初５分間０．１Ｔｏｒｒにて５分間保持して系中を脱気し、その後１０分間加熱保持して封止工程を完了させて太陽電池モジュールを得た。

得られた太陽電池モジュールを実施例１同様に、恒温恒湿オープン中にセットし、８５℃で８５％ＲＨ下 １０００時間保持試験を実施した。その結果、当該「導電性接続部材」を用いて接続した部分の周囲にある透明な「封止材」中には、「ふくれ」と呼ばれる空気だまりのような部分が発生していた。
そして更に、ソーラーシミュレーター（英弘精機（ＥＫＯ）社製、ＳＳ−２１０ＸＩＭ）と、太陽電池評価装置（英弘精機（ＥＫＯ）社製、Ｉ−Ｖカーブトレーサー ＭＰ―１６０）とを用い、標準光ＡＭ１５、１００ｍＷ／ｃｍ²下にて該太陽電池モジュールの発電能力を測定したところ、１０００時間の８５℃で８５％ＲＨ下保持実験後Ｐｍａｘ値は、約４３％低下した値となり発電能力が大きく低下した。

１ 太陽電池モジュール
１０ 太陽電池セル
１１ 半導体素子
１２ 集電電極
１３ バスバー
１４ 集電用透明導電線
１５ 接続用ターミナル（接続端子）
２０ 接続部材
２１ 導電性基材
２２ 導電性接着剤層
３０ 基板
４０ バックシート
５０ 封止材

Claims (5)

1. 光電変換機能を有し、表面に形成されたバスバー同士が導電性接続部材によって接続された複数の太陽電池セルが封止材によって封止され、該封止材が基板とバックシートとに挟持されてなる太陽電池モジュールにおいて、
   前記導電性接続部材の前記バスバーに接続される接続面に、前記封止材を溶融及び硬化させる封止工程の条件によって溶融及び硬化する硬化材料を有する導電性接着剤層が形成されたことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記硬化材料が、一液性熱硬化性樹脂であ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。
3. 前記導電性接続部材の前記バスバーに接続される接続面に、複数の前記導電性接着剤層が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. ２つのシート状の封止材のそれぞれに保持された導電性接続部材を、光電変換機能を有する複数の太陽電池セルの各バスバーに位置合わせして前記複数の太陽電池セルを挟むように配置し、さらに、基板及びバックシートで挟むように積層する積層工程と、
   前記２つの封止材を溶融及び硬化させて、前記複数の太陽電池セルを前記基板と前記バックシートとの間に封止する封止工程とを含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記積層工程では、前記導電性接続部材の前記バスバーに接続される接続面に、前記２つの封止材を溶融及び硬化させる条件によって溶融及び硬化する硬化材料を有する導電性接着剤層を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記硬化材料が、一液性熱硬化性樹脂である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の製造方法。

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