JP2012033870A - 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールにおける内部配線用の太陽電池用集電シートであって、電極間の短絡を防ぐことのできる絶縁層を有する太陽電池用集電シート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】この太陽電池用集電シート２は、樹脂基材２１の表面に、金属の配線部２２１と、非配線部２２２と、からなる回路２２が形成されていて、回路２２上に絶縁層２３が形成されており、配線部２２１上の絶縁層２３には、絶縁層２３を介して、太陽電池素子１の非受光面側の電極４と、これに対応する配線部２２１とを導通するために配線部２２１が露出する導通凹部２４が形成されている。
【選択図】図５

Description

この発明は、樹脂を基材とする太陽電池用集電シートに関し、更に詳しくは、太陽電池モジュールの内部において配線として使用される太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、表面側封止材シート、太陽電池素子、裏面側封止材シート、及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。

太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、回路になる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池用集電シートが使用される（特許文献１を参照）。

集電回路用シートは、樹脂シート等の基材と基材上に積層された金属箔等の回路とからなる積層体を少なくとも備えるシートである。また、回路上に絶縁層等を形成した場合、絶縁層等を含む積層体も太陽電池用集電シートである。太陽電池用集電シートにおいて、太陽電池素子から得られた電気は回路を通じて集電ボックス等に集められる。

ところで、太陽電池素子は、太陽光を受光する受光面と、その裏側に位置する非受光面とを含むが、受光面における太陽光線の受光効率を高めるために、受光面には電極を配置せず、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子が知られている。

バックコンタクト形の太陽電池素子には種々の方式がある。受光面と非受光面とを貫通する複数のスルーホールを有する半導体基板を備え、非受光面に極性が異なる複数の電極が設けられたメタルラップスルー（ＭＷＴ）方式、或いはエミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子がある他、スルーホールを有しない構造の太陽電池素子もある。ここで、特にスルーホールを有する構造の太陽電池素子の電極から直接電気を取り出す場合に、正負いずれかの極性を有する非受光面側素子と、非受光面側素子上に配置され非受光面側素子とは異なる極性を有する電極に対応する配線部との間で短絡を起こす危険がある。

特開２００７−０８１２３７号公報

このため、これらのバックコンタクト型の太陽電池素子から安全に電気を取り出すために、これらの太陽電池素子と接合した際に、上述した短絡を確実に防ぐことができる太陽電池用集電シートが求められていた。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、太陽電池用集電シートであって、正負いずれかの極性を有する非受光面側素子と、非受光面側素子上に配置され非受光面側素子とは異なる極性を有する電極に対応する配線部との間の短絡を確実に防止しうる太陽電池用集電シート及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、樹脂を基材とする太陽電池用集電シートの導電部である回路上に、導電凹部を有する絶縁層をパターン形成することで上述した短絡を確実に防ぐことを見出し、本発明を完成するに至った。

また、太陽電池用集電シートの基材としてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂を用いることがコスト面等からは望ましい。しかし、基材としてこれらのガラス転移点（Ｔｇ）が低く耐熱性に乏しい樹脂を用いた太陽電池用集電シートにおいては、熱硬化性樹脂からなる絶縁層の硬化を予備硬化と本硬化の２段階とすることで、これらの低Ｔｇ基材を使用することが可能となることを見出した。具体的に本発明は以下のものを提供する。

（１）本発明は、樹脂基材の表面に、金属の配線部と、非配線部と、からなる回路が形成されている太陽電池用集電シートであって、前記回路上に絶縁層が形成されており、前記配線部上の絶縁層には、当該絶縁層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出する導通凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池用集電シートである。

（２）また本発明は、前記導通凹部として、前記太陽電池素子の受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される第１電極位置に対応する第１導通凹部と、前記太陽電池素子の非受光面側素子の第２電極位置に対応する第２導通凹部と、を備える（１）記載の太陽電池用集電シートである。

（３）また本発明は、前記太陽電池用集電シートの樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以下であり、前記絶縁層が熱硬化型絶縁インキからなり、前記絶縁層が、前記ガラス転移温度未満の温度で指触乾燥させた未硬化絶縁インキ層である（１）又は（２）に記載の太陽電池用集電シートである。

（４）また本発明は、前記熱硬化型絶縁インキがエポキシ−フェノール系インキである（３）記載の太陽電池用集電シートである。

（５）また本発明は、前記太陽電池用集電シートの樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以下であり、前記絶縁層が紫外線硬化型絶縁インキである（１）又は（２）に記載の太陽電池用集電シートである。

（６）また本発明は、（３）又は（４）に記載の太陽電池用集電シートにおける前記熱硬化型絶縁インキを前記ガラス転移温度未満の温度で指触乾燥し、その後のモジュール化工程において前記ガラス転移温度以上の硬化可能な温度で前記熱硬化型絶縁インキの硬化を行う太陽電池モジュールの製造方法である。

（７）また本発明は、前記樹脂基材の裏面側には、他の層が積層されており、裏面保護シートと一体化されている（１）から（５）いずれか記載の裏面一体化太陽電池用集電シートである。

（８）また本発明は、（１）から（５）又は（７）いずれか記載の太陽電池用集電シートの製造方法であって、樹脂基材の表面に金属箔を積層した後に、前記金属箔をエッチングして回路を形成する工程と、前記配線部及び非配線部の前記導通凹部以外に前記絶縁層をパターン形成する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法である。

（９）また本発明は、（２）から（５）又は（７）いずれか記載の太陽電池用集電シートが、ＭＷＴ方式又はＥＷＴ方式のスルーホールを有する太陽電池素子の非受光面側に積層されてなる接合部材を備える太陽電池モジュールであって、前記太陽電池素子が受光面側素子と非受光面側素子とからなり、前記受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される第１電極と、前記非受光面側素子上に形成される第２電極と、を備え、前記太陽電池用集電シートの前記導通凹部には導電性材料が充填されており、前記第１電極と、前記第１導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合され、前記第２電極と、前記第２導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合されている太陽電池モジュールである。

（１０）また本発明は、ＭＷＴ方式又はＥＷＴ方式のスルーホールを有する太陽電池素子の非受光面側に、絶縁層を介して、樹脂基材の表面に金属の配線部と非配線部とからなる回路が形成されている未絶縁太陽電池用集電シートが積層された接合部材、を備える太陽電池モジュールであって、前記絶縁層の一部には、当該絶縁層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出している導通凹部が形成されている太陽電池モジュールである。

（１１）また本発明は、前記絶縁層が、あらかじめ前記太陽電池素子の非受光面側に形成されており、その後に前記未絶縁太陽電池用集電シートと積層される（１０）記載の太陽電池モジュールの製造方法である。

本発明によれば、太陽電池素子に接合される太陽電池用集電シートであって、正負いずれかの極性を有する非受光面側素子と、非受光面側素子上に配置され非受光面側素子とは異なる極性を有する電極に対応する配線部との間の短絡を防ぐことのできる絶縁層を有する太陽電池用集電シート及びその製造方法が提供される。

スルーホールを有するバックコンタクト型の太陽電池素子を模式的に表した斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 太陽電池素子と本発明の太陽電池用集電シートの接合部材を模式的に表した斜視図である。 図３のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。 図４の接合部材を太陽電池素子と太陽電池用集電シートに分離した図である。 熱硬化型絶縁インキからなる絶縁層と紫外線硬化型絶縁インキからなる絶縁層のそれぞれの硬化後の平滑性について測定対比した結果を表すグラフである。

以下、本発明の太陽電池用集電シートの一実施形態、本発明の太陽電池用集電シートの製造方法の一実施態様、について説明する。

まず、図１、図２を参照しながら本発明の太陽電池用集電シートの一実施形態において用いられる、スルーホールを有するバックコンタクト型の太陽電池素子１について説明する。図１は、太陽電池素子１を模式的に表した斜視図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

本実施形態において用いられる太陽電池素子１は、上下に積層される正負いずれかの極性を有する受光面側素子１１と、受光面側素子１１とは異なる極性を有する非受光面側素子１２とからなり、受光面側素子１１と非受光面側素子を貫通する複数のスルーホール１３と、受光面側素子１１からスルーホール１３を経て非受光面側素子１２上のスルーホール１３の直下の位置に形成される第１電極４１と、非受光面側素子１２上のスルーホール１３の直下以外の場所に形成される第２電極４２とを備える。バックコンタクト型の太陽電池素子においては、受光面側素子１１の極性が負である場合、第１電極は負極となり、第２電極は正極となるが、反対に受光面側素子１１の極性が正である場合、第１電極は正極となり、第２電極は負極となる。

本実施形態において用いられるスルーホール１３を有するバックコンタクト型の太陽電池素子１の例として、メタルラップスルー（ＭＷＴ）方式やエミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子が挙げられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子１の、スルーホール１３内に銀ペースト１４等の金属を充填し、金属を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第１電極４１より取り出す構造の太陽電池素子をいう。ＥＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子１のスルーホール１３の内壁に拡散層を設け、拡散層を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第１電極４１より取り出す構造の太陽電池素子をいう。

図２の太陽電池素子１において、通常の太陽電池用集電シートを使用して電極４から直接電気を取り出すと、正負いずれかの極性を有する非受光面側素子１２と、非受光面側素子１２上に配置され非受光面側素子１２とは異なる極性を有する第１電極４１に対応する配線部２２１との間での電気的な短絡が懸念される。この問題を解消するため、太陽電池素子１の電極４を有する非受光面側素子１２と、太陽電池用集電シートとの間に非常に高い絶縁レベルを有する絶縁層を形成することが本発明の最初の特徴である。ここで、高い絶縁レベルとは、ＪＩＳ Ｃ６４８１で測定した体積抵抗値が１０^７Ω以上、好ましくは１０^１１Ω以上である。具体的には、本発明の太陽電池用集電シート２は、太陽電池素子１と接合すると非受光面側素子１２と第１電極４１に対応する配線部２２１との間を確実に絶縁することのできる絶縁層を備えており、この太陽電池用集電シート２を用いて電気を取り出すようにすることにより、上記の短絡を防ぐことができる。

図３から図５を参照しながら、本発明の太陽電池用集電シート２の実施形態について説明する。図３は、スルーホール１３を有するバックコンタクト型の太陽電池素子１と本発明の太陽電池用集電シート２の接合部材３を模式的に表した斜視図である。図４は、図３のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。図５は図４の接合部材３を太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２に分離した図である。

＜太陽電池用集電シート＞
本実施形態の太陽電池用集電シート２は、樹脂基材２１と、回路２２と、絶縁層２３と、絶縁層２３の一部に形成された導通凹部２４と、を備える。樹脂基材２１の表面に例えば銅等の金属箔からなる配線部２２１と、非配線部２２２からなる回路２２が形成されている。そして、回路２２を覆って絶縁層２３が形成されている。また絶縁層の上部表面から回路の上部表面まで貫通する導通凹部２４が形成されている。

樹脂基材２１は、シート状に成型された樹脂である。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、本発明において両者に差はない。樹脂基材２１を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。

そして、本発明によれば、後述するようにガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以下である、ＰＥＴ等も樹脂基材２１として用いることができるという特徴がある。

樹脂基材２１の厚さは、太陽電池用集電シート２に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材２１の厚さは、特に限定されないが、一例として２０〜２５０μｍが挙げられる。

回路２２は、所望の配線形状となるように太陽電池用集電シート２の表面に形成された電気配線である。回路２２の配線部２２１は、例えば銅等の金属箔からなる層である。回路２２を樹脂基材２１の表面に形成するためには、樹脂基材２１の表面に銅箔を接合させ、その後、エッチング処理等によりその銅箔をパターニングする方法が例示される。

回路２２の厚さは、太陽電池用集電シート２に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。回路２２の厚さは、特に限定されないが、一例として１０〜５０μｍが挙げられる。

図４に示すように、導通凹部２４は、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合時において、太陽電池素子１の第１電極４１の直下に形成される第１導通凹部２４１と、太陽電池素子１の第２電極４２の直下に形成される第２導通凹部２４２とからなる。第１導通凹部２４１は太陽電池素子の上面側から見た平面視における形状及び面積がスルーホール１３と略同一であり、絶縁層２３の上面部から配線部２２１の上面まで貫通する孔である。一方、第２導通凹部２４２は同じく絶縁層２３を貫通する孔であるが、その形状及び面積は、第２電極４２と接合されればよく、第２電極４２の形状位置に応じて適宜設計される。

太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合時において、第１導通凹部２４１は第１電極４１を間に挟んで対応するスルーホール１３と上下に重なる位置に形成され、また第２導通凹部２４２は第２電極４２の直下の位置に形成される。第１導通凹部２４１と第２導通凹部２４２の空間部分には、例えばハンダ等の導電性材料２５が充填されている。

絶縁層２３は上記の高い絶縁レベルが要求されるため、熱硬化樹脂又は紫外線硬化型絶縁コート剤により形成される。熱硬化型絶縁インキとしては、従来公知のエポキシ−フェノール系インキが好ましい。紫外線硬化型絶縁コート剤としては、従来公知のアクリル系のコート剤が好ましい。

上記の高い絶縁レベルを得るために、絶縁層２３の厚さは５μｍ以上〜２５μｍ以下が好ましい。５μｍ未満であると絶縁性が不十分となるので好ましくなく、２５μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部２４の塗布によるパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。

＜太陽電池用集電シートの製造方法＞
次に、回路２２上に形成される絶縁層２３について主に図４を参照しながら説明する。絶縁層２３は、回路２２の配線部２２１及び非配線部２２２を覆って、熱硬化性の絶縁インキによりコーティングを行うことによって形成される。ただし、導通凹部２４が形成される部分についてはコーティングを行わないようにして導通凹部２４を形成するようにする。

本実施態様の太陽電池用集電シート２の製造方法では、まず樹脂基材２１の表面に、銅等の金属箔からなる導電層が積層された積層シートが使用される。この積層シートに対して、エッチング工程及び剥離工程を施すことにより、太陽電池用集電シート２上に回路２２が形成される。更に回路２２が形成された積層シートに対して、絶縁コーティング工程を施すことにより、回路２２上に絶縁層２３が形成される。以下、エッチング工程、剥離工程、及び絶縁コーティング工程について説明する。

［エッチング工程］
まず、エッチング工程について説明する。この工程は、所望の回路２２の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）を上記の積層シートの表面に作製した後でエッチング処理を行うことにより、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を除去する工程である。

既に説明したように、この工程で使用される積層シートは、樹脂基材２１の表面に銅等の金属箔からなる導電層が形成されたものである。樹脂基材２１の表面に銅等の金属箔からなる導電層を形成させる方法については、銅箔を接着剤によって樹脂基材２１の表面に接着する方法、樹脂基材２１の表面に銅箔を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材２１の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材２１の表面に接着する方法が好ましい。

この工程では、まず、上記の積層シートの表面（すなわち上記の導電層の表面）に所望の配線部２２１の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）が作製される。エッチングマスクは、エッチング工程において、将来配線部２２１となる導電層が浸漬液による腐食を免れるために設けられる。このようなエッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。エッチングマスクは、後に説明する剥離工程において、アルカリ性の剥離液で剥離できることが必要である。このような観点からは、フォトレジスト又はドライフィルムを使用してエッチングマスクを作製することが好ましい。

次に、エッチング工程におけるエッチング処理について説明する。この処理は、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を浸漬液により除去する処理である。この処理を経ることにより、導電層のうち、配線部２２１となる箇所以外の部分が除去されるので、樹脂基材２１の表面には、所望とする配線部２２１の形状に導電層が残ることになる。

［剥離工程］
次に、剥離工程でアルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する。この工程を経ることにより、エッチングマスクが配線部２２１の表面から除去される。剥離工程で使用されるアルカリ性の剥離液としては、例えば、所定濃度の苛性ソーダの水溶液が挙げられる。

［絶縁コーティング工程］
絶縁コーティングは熱硬化型絶縁インキを回路２２の配線部２２１及び非配線部２２２のうち導通凹部２４を除いた部分を覆って塗布した後、これを加熱して硬化させることにより行う。熱硬化型絶縁インキとしては、上記のエポキシ−フェノール系インキが好ましい。なお、絶縁コーティングには紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることもできるが、これについては後述する。

ここで、エポキシ−フェノール系インキ等の熱硬化型絶縁インキを架橋硬化させるためには熱硬化型絶縁インキを架橋進行温度、例えば１５０℃付近まで加熱する必要がある。ところがそのような加熱を行うと、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を材料とする場合、太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１のＴｇ（ガラス転移温度）を越えてその熱により収縮、変形してしまうという問題が生じる。このためよりＴｇの高いポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を使用する必要があるが、ＰＥＮは高コストである。

そこで、本発明においては、熱硬化型絶縁インキを太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１のＴｇ未満、好ましくは例えば７０℃の温度で指触乾燥する。このようにＴｇ未満の加熱であれば、太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１が熱により収縮、変形することはない。このため樹脂基材２１としてＰＥＴ基材を使用できる。また、この指触乾燥によっては、熱硬化型絶縁インキの硬化は起きないが、タックは生じていないので巻き取って保存が可能である。すなわち、この段階で太陽電池用集電シート２は流通可能な第一の段階の完成品となる。なお、本発明でいう指触乾燥とは、ＪＩＳ Ｋ５６００−１−１に規定されている通り、塗面の中央に指先で軽く触れて、指先が汚れない状態とする、予備乾燥である。

なお、樹脂基材２１のＴｇが１００℃以上と充分に高ければ、この段階で架橋温度まで温度をかけて完全に熱硬化させてもよい。このような樹脂基材２１としては、例えば、上記のＰＥＮの他、ポリイミド（ＰＩ）が挙げられる。

次に、絶縁コーティングに紫外線硬化型絶縁インキ（紫外線硬化型絶縁コート剤）を用いる場合について説明する。この場合は、紫外線硬化型絶縁コート剤を回路２２の配線部２２１及び非配線部２２２のうち導通凹部２４を除いた部分を覆って塗布した後、これに紫外線を照射して硬化させることにより行う。紫外線硬化型絶縁コート剤としては、上記のアクリル系のコート剤が好ましい。

なお、この場合、紫外線照射は樹脂基材２１への加熱処理を伴わないため、樹脂基材２１の熱収縮の問題は生じない。このためＴｇ１００℃以下のＰＥＴ基材が好適に使用できる。また、工程としても、紫外線硬化の方が熱硬化よりも硬化時間が短く経済性に優れるため、絶縁層２３を形成するためのコート剤として、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることにより、太陽電池用集電シート又は太陽電池モジュールの生産性を高めることができる。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に本発明の一実施形態である太陽電池用集電シート２と太陽電池素子１を接合した接合部材３とを備える太陽電池モジュールの製造方法について説明する。

図５に示すように、太陽電池用集電シート２、太陽電池素子１及び他の部材の一体化の工程の前に、まず太陽電池用集電シート２の導通凹部２４に導電性材料２５を充填する。この導電性材料２５は、例えばハンダ等の導電性ペーストが例示できる。これにより、導通凹部２４は、配線部２２１が底面で露出するように形成されているため、導電性材料２５と配線部２２１とが導通する。より具体的には図５において、配線部２２１と第１電極４１に接続される第１導通凹部２４１と、配線部２２１と第２電極に接続される第２導通凹部２４２とが、それぞれ絶縁層２３によって別個に導通される。

一方の太陽電池素子１側は、図５に示すＭＷＴ方式の太陽電池素子か或いは、ＥＷＴ方式の太陽電池素子等のバックコンタクト型の太陽電池素子が用いられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子の場合はスルーホール１３には、図５に示すように銀ペースト１４が充填されている。

次に太陽電池用集電シート２、太陽電池素子１、及び、図示しない裏面保護シート等の他の部材を積層して一体化する。この一体化の方法としては真空熱ラミネート加工により一体化する方法が挙げられる。上記方法を用いた際のラミネート温度は、１３０℃〜１９０℃の範囲内とすることが好ましい。また、ラミネート時間は、５〜６０分の範囲内が好ましく、特に８〜４０分の範囲内が好ましい。

この一体化の過程において、熱硬化型絶縁インキを用いて絶縁層２３を形成した場合であり、かつ、上記太陽電池用集電シート２があらかじめ予備乾燥のみされている場合には、他の部材とともに熱硬化型絶縁インキの架橋温度以上である例えば１３０℃以上の温度で加熱されることで、回路２２に塗布された熱硬化型絶縁インキに架橋が形成されて、硬化が起きる。この段階で回路２２を覆って硬化された絶縁層２３が形成されることとなる。なお、この一体化の工程においては、太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１は、太陽電池モジュールとして他の部材と強固に一体化されているため、太陽電池用集電シート２の基材樹脂のＴｇ以上で加熱しても熱による収縮、変形の大きな問題が生じない。

ここで、絶縁層２３には、太陽電池モジュールにおいて太陽電池素子１との間に密着性を有すること、即ち高い平滑性が求められる。図６は、熱硬化型絶縁インキ（エポキシ−フェノール系、太陽インキ製、Ｓ−５００ Ｆ５３４／ＨＤ−５０ Ｆ５３４ ２液タイプ）を用いて形成した絶縁層（絶縁層１とする。）と、紫外線硬化型絶縁インキ（アクリル系、太陽インキ製、ＵＶＲ−１８２Ｅ）を用いて形成した絶縁層（絶縁層２とする。）それぞれの平滑性を測定した結果を表すグラフである。測定は、Ｔｇ１００℃のＰＥＴ基材上にそれぞれの絶縁層を２０μｍ膜厚として塗布し、絶縁層１については、１５０℃３０分の熱処理を行い、絶縁層２については、１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線処理を行い、それぞれ硬化させた後に、平滑な台上に上記ＰＥＴ基材を載置して絶縁層表面の高さの変位を、ダイヤルゲージにて測定することにより行った。高さの変位については各絶縁層が上記の平滑な台に接している部分の絶縁層の表面の高さを基準値０とした。

図６に示す通り、熱硬化型絶縁インキからなる絶縁層が、最大５ｍｍ程度の高さの変位を示しているのに対して、紫外線硬化型コート剤からなる絶縁層は、高さ変位が０．５ｍｍ程度以内に止まっており、硬化処理を終えて絶縁層となった状態において、紫外線硬化型コート剤からなる絶縁層の方が、より平滑性に優れていることが分かる。

表１に示す通り、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いて形成した絶縁層は、熱硬化型絶縁インキを用いて形成した絶縁層と比較して、上記の一体化の過程を経た場合における熱収縮率が小さい。このことから、太陽電池モジュールの一体化の過程において、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いて形成した絶縁層は、熱硬化型絶縁インキを用いて形成して絶縁層と比較して、より優れた平滑性を有することが分かる。

このように太陽電池モジュールとしての一体化を終えた段階において、本発明の太陽電池用集電シート２は、非受光面側素子１２と第１電極４１に対応する配線部２２１との間の短絡を防ぐことのできる絶縁層２３を備え、上記の高い絶縁レベルを備えることになる。

上記の一体化によって、図４に示すように、受光面側素子で発生した電気はスルーホール１３内の銀ペースト１４を経て、第１電極４１から取り出され、更に第１導通凹部２４１内の導電性材料２５を介して対応する配線部２２１に伝導される。また、非受光面側素子１２で発生した電気は、第２電極４２から取り出され、第２導通凹部２４２内の導電性材料２５を介して対応する配線部２２１に伝導可能となる。

＜太陽電池用集電シートの他の実施例＞
太陽電池用集電シート２は、上記の通り、太陽電池素子１の他、他の部材と一体化する工程を経て、太陽電池モジュールとなるが、その工程に先だって、樹脂基材２１の裏面側にあらかじめ別のＥＴＦＥ、耐加水ＰＥＴ等の裏面保護層（図示せず）を一体化することにより、太陽電池モジュールの製造に用いる裏面一体化シートとすることも可能である。

上記の裏面一体化シートを作成するには、樹脂基材２１の裏面側に裏面保護シートを熱ラミネーション法によって積層する。

また、太陽電池モジュールの製造過程における絶縁層の形成については、上記の方法以外に、絶縁層２３を、あらかじめ太陽電池素子１の非受光面側に形成しておき、その後に太陽電池用集電シート２と積層するという方法をとることもできる。

以上の通り、本発明の太陽電池用集電シート２は、太陽電池素子１と接合した際に、非受光面側素子１２と第１電極４１に対応する配線部との間を絶縁することのできる絶縁層２３を備えており、太陽電池素子１からの電気の取り出しに、この太陽電池用集電シート２を用いることにより、上述の短絡を防ぐことができる。

１ 太陽電池素子
１３ スルーホール
２ 太陽電池用集電シート
２１ 樹脂基材
２２ 回路
２３ 絶縁層
２４ 導通凹部
３ 接合部材
４ 電極
４１ 第１電極
４２ 第２電極

Claims (11)

1. 樹脂基材の表面に、金属の配線部と、非配線部と、からなる回路が形成されている太陽電池用集電シートであって、
   前記回路上に絶縁層が形成されており、
   前記配線部上の絶縁層には、当該絶縁層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出する導通凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
2. 前記導通凹部として、
   前記太陽電池素子の受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される第１電極位置に対応する第１導通凹部と、
   前記太陽電池素子の非受光面側素子の第２電極位置に対応する第２導通凹部と、
   を備える請求項１記載の太陽電池用集電シート。
3. 前記太陽電池用集電シートの樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以下であり、前記絶縁層が熱硬化型絶縁インキからなり、前記絶縁層が、前記ガラス転移温度未満の温度で指触乾燥させた未硬化絶縁インキ層である請求項１又は２に記載の太陽電池用集電シート。
4. 前記熱硬化型絶縁インキがエポキシ−フェノール系インキである請求項３記載の太陽電池用集電シート。
5. 前記太陽電池用集電シートの樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以下であり、前記絶縁層が紫外線硬化型絶縁インキである請求項１又は２に記載の太陽電池用集電シート。
6. 請求項３又は４に記載の太陽電池用集電シートにおける前記熱硬化型絶縁インキを前記ガラス転移温度未満の温度で指触乾燥し、その後のモジュール化工程において前記ガラス転移温度以上の硬化可能な温度で前記熱硬化型絶縁インキの硬化を行う太陽電池モジュールの製造方法。
7. 前記樹脂基材の裏面側には、他の層が積層されており、裏面保護シートと一体化されている請求項１から５いずれか記載の裏面一体化太陽電池用集電シート。
8. 請求項１から５又は請求項７いずれか記載の太陽電池用集電シートの製造方法であって、
   樹脂基材の表面に金属箔を積層した後に、前記金属箔をエッチングして回路を形成する工程と、
   前記配線部及び非配線部の前記導通凹部以外に前記絶縁層をパターン形成する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法。
9. 請求項２から５又は請求項７いずれか記載の太陽電池用集電シートが、ＭＷＴ方式又はＥＷＴ方式のスルーホールを有する太陽電池素子の非受光面側に積層されてなる接合部材を備える太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池素子が受光面側素子と非受光面側素子とからなり、前記受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される第１電極と、前記非受光面側素子上に形成される第２電極と、を備え、
   前記太陽電池用集電シートの前記導通凹部には導電性材料が充填されており、
   前記第１電極と、前記第１導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合され、
   前記第２電極と、前記第２導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合されている太陽電池モジュール。
10. ＭＷＴ方式又はＥＷＴ方式のスルーホールを有する太陽電池素子の非受光面側に、
    絶縁層を介して、
    樹脂基材の表面に金属の配線部と非配線部とからなる回路が形成されている未絶縁太陽電池用集電シートが積層された接合部材、を備える太陽電池モジュールであって、
    前記絶縁層の一部には、当該絶縁層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出している導通凹部が形成されている太陽電池モジュール。
11. 前記絶縁層が、あらかじめ前記太陽電池素子の非受光面側に形成されており、その後に前記未絶縁太陽電池用集電シートと積層される請求項１０記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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