JP2012049221A - Solar cell module, method for manufacturing the solar cell module, circuit layer with back sheet, and solar cell - Google Patents

Solar cell module, method for manufacturing the solar cell module, circuit layer with back sheet, and solar cell Download PDF

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晃一 熊井
Kentaro Kubota
健太郎 窪田
Ryuji Ueda
龍二 上田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the damage of solar cells and enable the solar cells to be mounted easily and precisely.SOLUTION: In a solar cell module 1, a back sheet 9 is disposed on a rear surface of an insulated substrate 3 made of an insulation resin, and a circuit layer 5 is provided on a front surface. A panel 2 is provided on the light incident side of the insulated substrate 3. An upper sealing material 7 and a lower sealing material 8 are provided between the panel 2 and the insulated substrate 3 to sandwich and seal a solar cell 4 between sealing materials 7 and 8. Through holes, each of which allows a conductive connection material 13 placed on the circuit layer 5 to penetrate, are formed at the lower sealing material 8, and one end of each conductive connection material 13 is connected to an electrode 10 of the solar cell 4. Spacers 14, supporting the solar cell 4, are buried at predetermined intervals in the lower sealing material 8. An outer diameter dimension of the spacer 14 is set to be the same as the thickness of the lower sealing material 8.

Description

本発明は、裏面にプラス電極（Ｐ型半導体電極）とマイナス電極（Ｎ型半導体電極）の両電極を備える太陽電池セルを固定した太陽電池モジュールとその製造方法、そしてバックシート付き回路層と太陽電池に関する。   The present invention relates to a solar cell module in which a solar cell having both a positive electrode (P-type semiconductor electrode) and a negative electrode (N-type semiconductor electrode) is fixed on the back surface, a manufacturing method thereof, a circuit layer with a back sheet, and a solar cell It relates to batteries.

近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、図７に示すように、受光側に配置された透光性基板１２０と、裏面側に配置された太陽電池モジュール用基材（バックシート）１１０と、透光性基板１２０および太陽電池モジュール用基材１１０の間に封止された多数の太陽電池セル１３０とを有している。また、太陽電池セル１３０は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム等の封止用フィルム１４０ａ，１４０ｂに挟まれて封止されている。
従来、太陽電池モジュールにおいては、多数の太陽電池セル１３０が、配線材１５０で電気的に直列に接続されていた。太陽電池セル１３０は、太陽光の受光面１３０ａである表面側にマイナス電極１３１、裏面側にプラス電極１３２が設けられているため、配線材１５０で接続すると、太陽電池セル１３０の受光面１３０ａの上に配線材１５０が重なり、光電変換の面積効率が低下する傾向にあった。 In recent years, solar power generation, which is a power generation system using natural energy, has been rapidly spread. As shown in FIG. 7, the solar cell module for photovoltaic power generation includes a light-transmitting substrate 120 disposed on the light receiving side, and a solar cell module substrate (back sheet) 110 disposed on the back surface side. And a large number of solar cells 130 sealed between the translucent substrate 120 and the solar cell module substrate 110. The solar battery cell 130 is sealed by being sandwiched between sealing films 140a and 140b such as an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) film.
Conventionally, in a solar cell module, a large number of solar cells 130 are electrically connected in series with a wiring member 150. Since the solar cell 130 is provided with the minus electrode 131 on the front surface side which is the sunlight receiving surface 130a and the plus electrode 132 on the back surface side, when connected by the wiring member 150, the solar cell 130 has a light receiving surface 130a of the solar cell 130. The wiring material 150 overlapped thereon, and the area efficiency of photoelectric conversion tended to decrease.

上述した電極１３１，１３２の配置では、配線材１５０が太陽電池セル１３０の表側から裏側に回り込む構造になるため、各部材の熱膨張率の差が原因で配線材１５０が断線することがあった。
そこで、特許文献１，２に示すように、プラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルが提案されている。この方式の太陽電池セルではセル裏面で直列に接続することが可能であり、セル表面の受光面積が犠牲にならず光電変換の面積効率の低下を防止できる。また、配線材を表側から裏側に回り込む構造にしなくてもよいため、各部材の熱膨張率の差による配線材の断線も防止できる。 In the arrangement of the electrodes 131 and 132 described above, since the wiring member 150 wraps around from the front side to the back side of the solar battery cell 130, the wiring member 150 may be disconnected due to a difference in thermal expansion coefficient of each member. .
Therefore, as shown in Patent Documents 1 and 2, a back contact type solar cell in which both the positive electrode and the negative electrode are installed on the back surface of the cell has been proposed. In the solar cell of this system, it is possible to connect in series on the back surface of the cell, and the light receiving area on the cell surface is not sacrificed, and the reduction of the area efficiency of photoelectric conversion can be prevented. Moreover, since it is not necessary to have a structure in which the wiring material is wound around from the front side to the back side, disconnection of the wiring material due to the difference in the thermal expansion coefficient of each member can be prevented.

ところで、上述した太陽電池モジュール１５５を製造する場合、図８に示すように、バックシート１１０上に回路パターンを設けた回路層１６０を有する回路シート１６１を設置し、回路パターン１６０上に太陽電池セル１３０に電気的に接続するためのはんだ１６２を接続する。そして、その上に下封止材１６３を介して太陽電池セル１３０を設置し、更にその上に上封止材１６４とパネル１６５を順次積層する。
そのため、太陽電池セル１３０は下封止材１６３及び上封止材１６４からなる封止材中に封止されている。
この状態で、これら積層体を真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行って太陽電池モジュール１５５を一体成形している。 By the way, when manufacturing the above-mentioned solar cell module 155, as shown in FIG. 8, the circuit sheet 161 which has the circuit layer 160 which provided the circuit pattern on the back sheet 110 is installed, and a solar cell is mounted on the circuit pattern 160. Solder 162 for electrically connecting to 130 is connected. And the photovoltaic cell 130 is installed through the lower sealing material 163 on it, and the upper sealing material 164 and the panel 165 are laminated | stacked on it further in order.
Therefore, the solar battery cell 130 is sealed in a sealing material including a lower sealing material 163 and an upper sealing material 164.
In this state, the solar cell module 155 is integrally formed by performing vacuum lamination in which these laminates are heated and pressed in a vacuum state.

特開２００５−１１８６９号公報JP 2005-11869 A 特開２００９−１１１１２２号公報JP 2009-111122 A

しかしながら、上述したバックコンタクト方式の太陽電池モジュールの製造方法においては、太陽電池セル１３０と回路シート１０１の間に下封止材１６３を挟む構造であるため、下封止材１６３の膜が介在して太陽電池セル１３０と回路パターン１６０のはんだ１６２との電気的接続を妨げるおそれがあった。
また、上述した太陽電池モジュールを製造する場合、回路シートが形成された絶縁基材上に直接的に太陽電池セルを実装してはんだ部分を回路パターンに積層する構造のため、太陽電池モジュールの真空ラミネート工程中に、太陽電池セルがラミネート圧力に耐えられずに破損するおそれがあった。 However, in the above-described back contact solar cell module manufacturing method, since the lower sealing material 163 is sandwiched between the solar cells 130 and the circuit sheet 101, a film of the lower sealing material 163 is interposed. Thus, the electrical connection between the solar battery cell 130 and the solder 162 of the circuit pattern 160 may be hindered.
Moreover, when manufacturing the above-described solar cell module, the solar cell module vacuum is formed because of the structure in which the solar cell is directly mounted on the insulating base material on which the circuit sheet is formed and the solder portion is laminated on the circuit pattern. During the laminating process, the solar battery cell could not withstand the laminating pressure and could be damaged.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、太陽電池セルの破損を防いで簡単且つ正確に実装できるようにした太陽電池モジュールとその製造方法、バックシート付き回路層、太陽電池を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、太陽電池セルと回路層との電気接続不良を防止できるようにした太陽電池モジュールとその製造方法、バックシート付き回路層、太陽電池を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a solar cell module that can be easily and accurately mounted while preventing damage to solar cells, a manufacturing method thereof, a circuit layer with a backsheet, An object is to provide a battery.
Another object of the present invention is to provide a solar cell module and a method for manufacturing the solar cell module, a circuit layer with a back sheet, and a solar cell that can prevent electrical connection failure between the solar cell and the circuit layer.

本発明による太陽電池モジュールは、パネルとバックシートの間に太陽電池セルが配設され、太陽電池セルはその表裏面を第一封止材と第二封止材で封止され、バックシート上に設けられた絶縁基材に回路パターンを有する回路層が配設され、太陽電池セルと回路層は第二封止材を貫通する導電性接続材によって接続され、第二封止材中には太陽電池セルを支持するスペーサーが設けられていることを特徴とする。
本発明による太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルが導電性接続材によって回路層に接続されており、太陽電池モジュールの例えば真空ラミネート工程等の製造時等に太陽電池セルに圧力がかかっても、太陽電池セルはスペーサーによっても支持されているから、スペーサーがクッションの役割を果たして荷重を緩和し、破損することを確実に防止することができる。そのため、太陽電池モジュールの製造歩留まりを向上できる。 In the solar cell module according to the present invention, solar cells are disposed between the panel and the back sheet, and the solar cells are sealed on the back sheet by the first sealing material and the second sealing material. A circuit layer having a circuit pattern is disposed on the insulating base material provided in the solar cell, and the solar battery cell and the circuit layer are connected by a conductive connecting material penetrating the second sealing material. A spacer for supporting the solar battery cell is provided.
According to the solar cell module according to the present invention, the solar cell is connected to the circuit layer by the conductive connecting material, and even when pressure is applied to the solar cell at the time of manufacturing the solar cell module such as a vacuum laminating process. Since the solar battery cell is also supported by the spacer, the spacer acts as a cushion to relieve the load and reliably prevent damage. Therefore, the manufacturing yield of the solar cell module can be improved.

また、本発明による太陽電池モジュールは、第二封止材に導電性接続材を貫通させる貫通穴が予め形成されていることを特徴とする。
そのため、太陽電池モジュールの製造時に、導電性接続材が第二封止材を貫通穴を通して貫通して第二封止材の絶縁基材側と反対側の表面に露出するから、太陽電池セルの電極に直接接続できることになり、太陽電池セルと導電性接続材との間に第二封止材の膜が残ることがなく、太陽電池セルの電極に確実に接合できる。 In addition, the solar cell module according to the present invention is characterized in that a through hole through which the conductive connecting material passes is formed in the second sealing material in advance.
Therefore, when manufacturing the solar cell module, the conductive connecting material penetrates the second sealing material through the through hole and is exposed on the surface opposite to the insulating base material side of the second sealing material. Since it can be directly connected to the electrode, the film of the second sealing material does not remain between the solar battery cell and the conductive connecting material, and can be reliably joined to the electrode of the solar battery cell.

また、第二封止材の膜厚とスペーサーの外径が概略同一とされていることが好ましい。
これにより、スペーサーは絶縁基材上に設置されて第二封止材とほぼ同一の表面に位置するから、スペーサーによって太陽電池セルを支持することができる。 Moreover, it is preferable that the film thickness of a 2nd sealing material and the outer diameter of a spacer are substantially the same.
Thereby, since the spacer is installed on the insulating base material and located on the substantially same surface as the second sealing material, the solar battery cell can be supported by the spacer.

また、スペーサーの圧縮弾性率は２００以上５０００以下であることが好ましく、加圧時に太陽電池セルにかかる荷重を緩和して損傷を防止できる。
また、スペーサーは１個／ｃｍ2以上の密度で第二封止材中に分散されていることが好ましく、太陽電池セルを多数のスペーサーで支持できる。 Moreover, it is preferable that the compression elastic modulus of a spacer is 200 or more and 5000 or less, and the load concerning a photovoltaic cell at the time of pressurization can be eased, and damage can be prevented.
The spacers are preferably dispersed in the second sealing material at a density of 1 piece / cm 2 or more, and the solar battery cell can be supported by a number of spacers.

本発明によるバックシート付き回路層は、バックシート上に絶縁基材を介して回路パターンを有する回路層が設けられ、回路層上に回路パターンと太陽電池セルを接続するための導電性接続材が設けられ、絶縁基材上には太陽電池セルを支持するためのスペーサーが設けられていることを特徴とする。
本発明によるバックシート付き回路層によれば、絶縁基材上に導電性接続材とは別にスペーサーが設けられているから、この回路層に太陽電池セルと封止材を積載して加熱加圧する真空ラミネートを行う場合でも、太陽電池セルはスペーサーに支持されるからラミネート圧力によって損傷することを防止できる。 The circuit layer with a backsheet according to the present invention is provided with a circuit layer having a circuit pattern via an insulating base material on the backsheet, and a conductive connecting material for connecting the circuit pattern and the solar battery cell on the circuit layer. It is provided, The spacer for supporting a photovoltaic cell is provided on the insulating base material, It is characterized by the above-mentioned.
According to the circuit layer with a back sheet according to the present invention, since the spacer is provided on the insulating base material separately from the conductive connecting material, the solar cells and the sealing material are loaded on the circuit layer and heated and pressed. Even when vacuum lamination is performed, since the solar battery cell is supported by the spacer, it can be prevented from being damaged by the lamination pressure.

本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層を設置し、回路層に導電性接続材を設置し、絶縁基材にスペーサーを載置させ、スペーサー上に第二封止材を設置し、第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする。
また、本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層を設置し、回路層に導電性接続材を設置し、絶縁基材上にスペーサーを埋設させた第二封止材を設置し、第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする。 The method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes installing a circuit layer having an insulating substrate and a circuit pattern on a back sheet, installing a conductive connecting material on the circuit layer, and placing a spacer on the insulating substrate. The second sealing material is installed on the spacer, the solar cell is installed on the second sealing material and the conductive connecting material, the first sealing material and the panel are installed on the solar cell, and from these members The laminated body is vacuum-bonded and laminated to manufacture a solar battery module that supports the solar battery cell with a spacer.
In addition, the method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes installing a circuit layer having an insulating base and a circuit pattern on a back sheet, installing a conductive connecting material on the circuit layer, and embedding a spacer on the insulating base. The second sealing material is installed, the solar cells are installed on the second sealing material and the conductive connection material, the first sealing material and the panel are installed on the solar cells, and these members are included. The laminate is vacuum-bonded and laminated to produce a solar cell module that supports solar cells with spacers.

これら太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池モジュールの真空圧着ラミネートによって太陽電池セルに圧力がかかっても、太陽電池セルはスペーサーによって支持されてスペーサーがクッションの役割をはたすから荷重を緩和し、破損することを確実に防止することができる。
また、スペーサーは、あらかじめ絶縁基材上に分散設置しておく方法と、第二封止材中に分散混入しておく方法とを採用できる。スペーサーを絶縁基材上に分散設置する方法では、スペーサーの設置位置や分散制御が容易となる。また、スペーサーを第二封止材中に分散混入しておく方法では、第二封止材の押出し成形時にスペーサーと共にフィラーを混入することで製造コストを低減することができる。 According to these solar cell module manufacturing methods, even if a pressure is applied to the solar cell by the vacuum pressure bonding of the solar cell module, the solar cell is supported by the spacer, and the spacer acts as a cushion so that the load is reduced. It is possible to reliably prevent damage.
In addition, the spacer can be preliminarily distributed on the insulating substrate and the spacer can be dispersed and mixed in the second sealing material. In the method in which the spacers are dispersedly installed on the insulating base material, the spacer installation position and dispersion control become easy. Further, in the method in which the spacer is dispersed and mixed in the second sealing material, the manufacturing cost can be reduced by mixing the filler together with the spacer during the extrusion molding of the second sealing material.

また、第二封止材に予め貫通穴を形成しておき、貫通穴に導電性接続材を貫通させることで絶縁基材上に第二封止材を設置することが好ましい。
そのため、太陽電池モジュールの製造方法において、導電性接続材が第二封止材の貫通穴を通して貫通して第二封止材の絶縁基材側と反対側の表面に露出するから、太陽電池セルの電極に直接接続できることになり、導電性接続材との間に第二封止材の膜が残ることがなく、太陽電池セルの電極に確実に接合できる。 Moreover, it is preferable that a through-hole is formed in the second sealing material in advance and the second sealing material is installed on the insulating base material by allowing the conductive connecting material to pass through the through-hole.
Therefore, in the method for manufacturing a solar cell module, the conductive connecting material passes through the through hole of the second sealing material and is exposed on the surface opposite to the insulating base material side of the second sealing material. Therefore, the second sealing material film is not left between the conductive connecting material and the electrode of the solar battery cell.

本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、回路層に導電性接続材を設置し、絶縁基材上に貫通穴を形成した第二封止材を設置して貫通穴に導電性接続材を貫通させ、第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする。
そのため、導電性接続材が第二封止材の貫通穴を通して貫通して第二封止材の絶縁基材側と反対側の表面に露出するから、太陽電池セルの電極に直接接続できることになり、導電性接続材との間に第二封止材の膜が残ることがなく、太陽電池セルの電極に確実に接合できる。第二封止材が接続を妨げる事が無くなる。これにより太陽電池モジュールの電気接続特性が向上する。 The method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes installing an insulating base material and a circuit layer having a circuit pattern on a back sheet, installing a conductive connecting material on the circuit layer, and forming a through hole on the insulating base material. The second sealing material is installed to allow the conductive connecting material to pass through the through hole, the solar cells are installed in the second sealing material and the conductive connecting material, and the first sealing material is disposed on the solar battery cell. A solar cell module is manufactured by installing a panel and vacuum-laminating a laminate made of these members.
Therefore, since the conductive connecting material penetrates through the through hole of the second sealing material and is exposed on the surface opposite to the insulating base material side of the second sealing material, it can be directly connected to the electrode of the solar battery cell. The film of the second sealing material does not remain between the conductive connecting material and can be reliably bonded to the electrode of the solar battery cell. The second sealing material does not hinder the connection. This improves the electrical connection characteristics of the solar cell module.

また、絶縁基材に第二封止材を設置する前の工程において、絶縁基材上にスペーサーを配設しておき、スペーサーを第二封止材に埋設するようにしてもよい。
そのため、絶縁基板にスペーサーを配設した後に第二封止材を設置しておき、積層体を真空圧着ラミネートにて、太陽電池セルをスペーサーで支持する太陽電池モジュールを製造することができる。
或いは、第二封止材には予めスペーサーが含まれていてもよい。
いずれの場合も、太陽電池セルをスペーサーで支持できる。
その際、第二封止材の膜厚とスペーサーの直径が概略同一とされていることが好ましい。 Moreover, in the process before installing a 2nd sealing material in an insulating base material, a spacer may be arrange | positioned on an insulating base material and you may make it embed a spacer in a 2nd sealing material.
Therefore, a solar cell module in which the second sealing material is installed after the spacer is disposed on the insulating substrate, and the stacked body is vacuum-bonded and the solar battery module is supported by the spacer.
Alternatively, the second sealing material may include a spacer in advance.
In either case, the solar battery cell can be supported by the spacer.
In that case, it is preferable that the film thickness of the second sealing material and the diameter of the spacer are substantially the same.

また、本発明による太陽電池は、上述したいずれかに記載された太陽電池モジュールまたはバックシート付き回路層を用いて太陽電池モジュールを製造して、太陽電池を得ることが出来る。   Moreover, the solar cell by this invention can manufacture a solar cell module using the solar cell module described in any one mentioned above, or a circuit layer with a back sheet, and can obtain a solar cell.

本発明による太陽電池モジュール及びその製造方法は、第二封止材中にスペーサーを配設することで、太陽電池セルの下面を支えることができる。これにより、太陽電池モジュールのラミネート工程で、太陽電池セルにかかる圧力をスペーサーが分散して支えるようになり、ラミネート時の圧力で太陽電池セルが破損することを防止できる。これによって、太陽電池モジュールの製造歩留まりが向上する。   The solar cell module and the manufacturing method thereof according to the present invention can support the lower surface of the solar cell by disposing a spacer in the second sealing material. Thereby, in the laminating process of the solar cell module, the spacers can support and support the pressure applied to the solar cells, and the solar cells can be prevented from being damaged by the pressure during lamination. This improves the manufacturing yield of the solar cell module.

また、本発明による太陽電池用バックシート及びその製造方法によれば、第二封止材に貫通穴を形成して導電性接続材を挿通させて、太陽電池セルと回路層を導電性接続材によって確実に導通させることができるから、ラミネート工程において太陽電池セルと回路層との間に第二封止材を積層して加圧しても、太陽電池セルと回路層との電気的接続を妨げるおそれがなくなり、太陽電池モジュールの電気特性ならびに電気接続信頼性が向上する。
しかも、第二封止材の貫通穴はこれに挿通される導電性接続材に対するアライメントホールとなり、真空ラミネート時に加熱加圧によって各部材が位置ずれすることを防止できる。 Moreover, according to the solar cell backsheet and the manufacturing method thereof according to the present invention, the through hole is formed in the second sealing material and the conductive connecting material is inserted, and the solar battery cell and the circuit layer are connected to the conductive connecting material. Therefore, even if the second sealing material is laminated and pressed between the solar battery cell and the circuit layer in the laminating process, electrical connection between the solar battery cell and the circuit layer is hindered. There is no fear, and the electrical characteristics and electrical connection reliability of the solar cell module are improved.
Moreover, the through hole of the second sealing material serves as an alignment hole for the conductive connecting material inserted through the second sealing material, and can prevent each member from being displaced due to heat and pressure during vacuum lamination.

第一の実施形態による太陽電池モジュールの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the solar cell module by 1st embodiment. 第一の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing method of the solar cell module by 1st embodiment. 第二の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing method of the solar cell module by 2nd embodiment. 第一変形例による太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing method of the solar cell module by a 1st modification. 第三変形例による太陽電池モジュールを製造するためのバックシート付き回路層を示す図である。It is a figure which shows the circuit layer with a back sheet for manufacturing the solar cell module by a 3rd modification. 第四変形例によるスペーサーを有する太陽電池モジュールの製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the solar cell module which has the spacer by a 4th modification. 従来の太陽電池モジュールの一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the conventional solar cell module. バックコンタクト方式の従来の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the conventional solar cell module of a back contact system.

本発明の実施形態による太陽電池モジュールとその製造方法について添付図面により説明する。
図１に示す第一の実施形態による太陽電池モジュール１は、太陽光等の光を入射させるパネル２と、その裏面側に配設された絶縁層としての絶縁基板３と、パネル２及び絶縁基板３の間に間隙を開けて配列された複数の太陽電池セル４とを概略で積層した構成を有している。
そして、太陽電池セル４のパネル２側には第一封止材として上封止材７が設けられ、太陽電池パネル４の絶縁基板３側には第二封止材として下封止材８が設けられている。絶縁基板３の太陽電池セル４側の面には回路パターンを備えた回路層５が設けられ、回路層５と反対側の裏面にはシールド材としてバックシート９が被着されている。 A solar cell module and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A solar cell module 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a panel 2 on which light such as sunlight is incident, an insulating substrate 3 as an insulating layer disposed on the back side thereof, the panel 2 and the insulating substrate. 3 has a structure in which a plurality of solar cells 4 arranged with a gap between them are roughly stacked.
An upper sealing material 7 is provided as a first sealing material on the panel 2 side of the solar battery cell 4, and a lower sealing material 8 is provided as a second sealing material on the insulating substrate 3 side of the solar battery panel 4. Is provided. A circuit layer 5 having a circuit pattern is provided on the surface of the insulating substrate 3 on the solar cell 4 side, and a back sheet 9 is attached as a shield material on the back surface opposite to the circuit layer 5.

太陽電池セル４は裏面電極型（バックコンタクト方式）であり、その下面（裏面）に電極１０が所定間隔で配設されている。太陽電池セル４の電極１０は回路層５の電極にほぼ対向して位置させられ、これら太陽電池セル４と絶縁基板３との間には上述した下封止材８が設けられている。そして、下封止材８において、電極１０と回路層５とが対向する領域には貫通穴８ａが形成され、この貫通穴８ａ内には導電性接続材１３が貫通されて下封止材８の上下面に露出している。そして、太陽電池セル４の電極１０と回路層５の電極とは導電性接続材１３によって接続されている。
貫通穴８ａは導電性接続材１３の外径よりも多少大きい内径寸法に形成することで、位置合わせが簡単になる。 The solar battery cell 4 is of a back electrode type (back contact system), and electrodes 10 are arranged on the lower surface (back surface) at predetermined intervals. The electrode 10 of the solar cell 4 is positioned substantially opposite to the electrode of the circuit layer 5, and the above-described lower sealing material 8 is provided between the solar cell 4 and the insulating substrate 3. In the lower sealing material 8, a through hole 8 a is formed in a region where the electrode 10 and the circuit layer 5 face each other, and the conductive connecting material 13 is penetrated into the through hole 8 a so that the lower sealing material 8. It is exposed on the upper and lower surfaces. The electrode 10 of the solar battery cell 4 and the electrode of the circuit layer 5 are connected by a conductive connecting material 13.
By forming the through hole 8a to have an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the conductive connecting member 13, the alignment is simplified.

また、下封止材８中にはスペーサー１４が分散して埋設されている。スペーサー１４は略球状とされ、その外径寸法は下封止材８の厚みと同一とされている。そして、下封止材８と上封止材７は互いに気密に密着して太陽電池セル４を絶縁封止している。
ここで、下封止材８および上封止材７は通常の封止材、例えばＥＶＡ等で形成されている。上封止材７内にはスペーサーは混入されていない。 Spacers 14 are dispersed and embedded in the lower sealing material 8. The spacer 14 is substantially spherical, and its outer diameter is the same as the thickness of the lower sealing material 8. The lower sealing material 8 and the upper sealing material 7 are hermetically in close contact with each other to insulate and seal the solar cells 4.
Here, the lower sealing material 8 and the upper sealing material 7 are formed of a normal sealing material such as EVA. No spacer is mixed in the upper sealing material 7.

次に図１に示す太陽電池モジュール１を構成する各部材について説明する。
図１において、パネル２としては、例えばガラスパネル等の酸化珪素などが挙げられる。なお、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の透明樹脂基板を用いることも可能である。
また、絶縁基板３の太陽電池セル４側の面に設けた回路層５は、太陽電池セル４に電気的に接続される層であり、上封止材７と下封止材８との間に配列される多数の太陽電池セル４を電気的に直列に接続するパターンを有している。
回路層５を構成する材料は、例えばプリント配線板の材料からなり、電気抵抗が低い材料、例えば銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などが使用される。また、導電性高分子を使用することもできる。
回路層５の表面は、導電性接続材１３との密着性を向上させるために、フラックスやプリフラックスによって表面処理が施されていることが好ましい。 Next, each member which comprises the solar cell module 1 shown in FIG. 1 is demonstrated.
In FIG. 1, examples of the panel 2 include silicon oxide such as a glass panel. It is also possible to use a transparent resin substrate such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, or polyethylene terephthalate.
The circuit layer 5 provided on the surface of the insulating substrate 3 on the side of the solar battery cell 4 is a layer that is electrically connected to the solar battery cell 4, and is between the upper sealing material 7 and the lower sealing material 8. A large number of solar cells 4 arranged in series are electrically connected in series.
The material which comprises the circuit layer 5 consists of material of a printed wiring board, for example, and a material with low electrical resistance, for example, copper, aluminum, an iron-nickel alloy etc., is used. Moreover, a conductive polymer can also be used.
The surface of the circuit layer 5 is preferably subjected to a surface treatment with a flux or a preflux in order to improve the adhesion with the conductive connecting material 13.

下封止材８および上封止材７は封止用フィルムまたはワニスにより形成されるが、ワニスの方が安価で好ましい。封止用フィルムを用いた場合、例えばＥＶＡフィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが使用される。通常、封止用フィルムは、太陽電池セル４を挟み込むように２枚以上で使用される。
上封止材７は上述の素材でスペーサー１４を混入しないで形成される。
下封止材８内には少なくともスペーサー１４が分散して混入されており、スペーサー１４は、太陽電池セル４を回路層５側から支える部材である。スペーサー１４の材料として押圧弾性率および耐熱性が高い高分子が適用される。中でもコスト面から、ポリエチレン、スチレン、エポキシ、ウレタン、アクリル、ブタジエン、テフロン（登録商標）よりなる群から選ばれる１種以上の高分子を含有することが好ましい。スペーサー１４は上述した高分子で形成されていてもよいし、高分子の表面に金属めっきを施したり、任意の色を付加してもよい。 The lower sealing material 8 and the upper sealing material 7 are formed of a sealing film or varnish, and the varnish is cheaper and preferable. When a sealing film is used, for example, an EVA film, an ethylene / (meth) acrylate copolymer film, a fluororesin film such as polyvinylidene fluoride, or the like is used. Usually, the film for sealing is used by two or more sheets so that the photovoltaic cell 4 may be pinched | interposed.
The upper sealing material 7 is formed of the above-described material without mixing the spacer 14.
At least spacers 14 are dispersed and mixed in the lower sealing material 8, and the spacers 14 are members that support the solar cells 4 from the circuit layer 5 side. As the material of the spacer 14, a polymer having high pressing elastic modulus and high heat resistance is applied. Among these, from the viewpoint of cost, it is preferable to contain at least one polymer selected from the group consisting of polyethylene, styrene, epoxy, urethane, acrylic, butadiene, and Teflon (registered trademark). The spacer 14 may be formed of the above-described polymer, or metal plating may be applied to the polymer surface or an arbitrary color may be added.

下封止材８は従来の太陽電池では４００μｍ厚から６００μｍ厚が標準的な厚さであったが、本実施形態では２００μｍ厚以下とすることが好ましい。これによって、混入されるスペーサー１４の直径や材料の種類を選択しやすくなる。また導電性接続材１３の接続信頼性を考慮すると、１００μｍ厚以下であることがさらに望ましい。下封止材８の膜厚を１００μｍ以下とすることで、導電性接続材１３の横幅も微細化することが可能となり、より微細な回路配線に対応可能となる。   The lower sealing material 8 has a standard thickness of 400 μm to 600 μm in the conventional solar cell, but is preferably 200 μm or less in this embodiment. This makes it easy to select the diameter of the spacer 14 to be mixed and the type of material. In consideration of the connection reliability of the conductive connecting material 13, it is more desirable that the thickness is 100 μm or less. By setting the film thickness of the lower sealing material 8 to 100 μm or less, the lateral width of the conductive connecting material 13 can be reduced, and more fine circuit wiring can be handled.

また導電性接続材１３は低温硬化タイプであることが好ましい。導電性接続材１３が低温硬化タイプであれば、１２０〜１６０℃という低温で太陽電池セル４の電極１０と回路層５の電極とを導電性接続材１３によって電気的に接続できる。
なお、硬化温度１２０〜１６０℃は、下封止材８および上封止材７を構成する封止用フィルムとして使用可能なＥＶＡフィルムの軟化、溶融、架橋が生じる温度であるから、封止用フィルムとしてＥＶＡフィルムを用いる場合には、容易に加工できる。 The conductive connecting material 13 is preferably a low temperature curing type. If the conductive connecting material 13 is a low temperature curing type, the electrode 10 of the solar battery cell 4 and the electrode of the circuit layer 5 can be electrically connected by the conductive connecting material 13 at a low temperature of 120 to 160 ° C.
The curing temperature of 120 to 160 ° C. is a temperature at which softening, melting, and crosslinking of the EVA film that can be used as the sealing film constituting the lower sealing material 8 and the upper sealing material 7 occurs. When an EVA film is used as the film, it can be easily processed.

次に、絶縁基板３は、例えばＰＥＴまたはＰＥＮからなる。或いは、単層のガラスクロス等、網目状のガラス繊維からなっていてもよい。
絶縁基板３がガラス繊維からなる場合、膜厚が薄いために太陽電池セル４の熱が一方の面から他方の面に伝達して放熱効果が高く、表裏面の温度差による絶縁基板３の反りを抑制できると共に、穴明けなどの加工が容易である。
また、絶縁基板３は、網目状のガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた複合材料であってもよい。この場合、絶縁基板３は単層のガラスクロスよりも硬さが増して伸び縮みし難くなる。
絶縁基板３がガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた構造であると、ＰＥＴやＰＥＮと比較して耐熱性と絶縁性がより高く耐候性も良好なため、バックコンタクト方式の太陽電池モジュール１における太陽電池セル４を支持する絶縁基材の層としてより好ましい。しかも、ガラス繊維を内蔵しているために剛性が高く、加熱加圧によっても湾曲し難いために太陽電池セル４を実装した状態で取り扱いが容易であり、製造段階における後工程が良好に行われる利点がある。 Next, the insulating substrate 3 is made of, for example, PET or PEN. Or you may consist of mesh-like glass fiber, such as a single layer glass cloth.
When the insulating substrate 3 is made of glass fiber, the heat of the solar battery cell 4 is transmitted from one surface to the other surface because the film thickness is thin, and the heat dissipation effect is high. Can be suppressed, and processing such as drilling is easy.
The insulating substrate 3 may be a composite material obtained by impregnating a mesh-like glass fiber with an insulating resin. In this case, the insulating substrate 3 is harder than a single-layer glass cloth and is less likely to expand and contract.
When the insulating substrate 3 has a structure in which a glass fiber is impregnated with an insulating resin, heat resistance and insulation are higher and weather resistance is better than PET and PEN. It is more preferable as a layer of an insulating base material that supports the battery cell 4. Moreover, since the glass fiber is incorporated, the rigidity is high, and it is difficult to bend even by heating and pressurization, so that it is easy to handle in a state where the solar battery cell 4 is mounted, and the post-process in the manufacturing stage is performed well. There are advantages.

絶縁基板３として、ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた複合材料の一例として、網目状のガラス繊維に樹脂が含浸させられた樹脂含有繊維からなるプリプレグがある。プリプレグの繊維として、例えばガラスクロス、ガラス不織布、紙などが挙げられる。また、絶縁樹脂は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシアクリレート樹脂またはウレタン樹脂等である。
プリプレグはプリント配線板の一形態であり、プリプレグを熱で固めた完成品はプリント配線板と呼称される。ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させたプリプレグの完成品として、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ＢＴ材等があてはまる。 As an example of the composite material in which the glass fiber is impregnated with the insulating resin, the insulating substrate 3 includes a prepreg made of a resin-containing fiber in which a mesh-like glass fiber is impregnated with the resin. Examples of the prepreg fibers include glass cloth, glass nonwoven fabric, and paper. The insulating resin is, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide triazine resin, an epoxy acrylate resin, or a urethane resin.
A prepreg is a form of a printed wiring board, and a finished product obtained by hardening a prepreg with heat is called a printed wiring board. FR-4, FR-5, BT materials, and the like are applied as finished prepregs obtained by impregnating glass fibers with an insulating resin.

そして、絶縁基板３は膜厚を薄層に形成することで、太陽電池セル４の熱が裏面のバックシート９側に伝達されて放熱効果が高く、表裏面の温度差が小さいために反りを生じにくい。絶縁基板３の膜厚は例えば２０μｍ〜３００μｍの範囲に形成した。
絶縁基板３が単層のガラスクロスまたはこれに絶縁樹脂を含浸させたものからなると、耐熱性と絶縁性が高く電気信頼性が高い上に柔軟性と可撓性がある。 The insulating substrate 3 is formed in a thin layer so that the heat of the solar battery cell 4 is transmitted to the back sheet 9 side of the back surface, and the heat dissipation effect is high, and the temperature difference between the front and back surfaces is small, so that the warp occurs. Hard to occur. The film thickness of the insulating substrate 3 was formed in the range of 20 μm to 300 μm, for example.
When the insulating substrate 3 is made of a single layer glass cloth or impregnated with an insulating resin, the insulating substrate 3 has high heat resistance, high insulating properties, high electrical reliability, and flexibility and flexibility.

次に、太陽電池セル４について説明する。太陽電池セル４は、例えば裏面にプラス電極およびマイナス電極を備えるバックコンタクト方式のものである。
太陽電池セル４はシリコンからなるものが好ましく、例えば単結晶シリコン型、多結晶シリコン型等の結晶系太陽電池セルが用いられる。これらの中でも、発電効率に優れる点で単結晶シリコン型が好ましい。太陽電池セル４の厚さは８０μｍ〜３００μｍの範囲とする。
太陽電池セル４は、例えば略正方形板状や略八角形板状に形成され、パネル２と絶縁基板３との間に互いに間隙を開けて配列されている。特に太陽電池セル４を六角形、好ましくは正六角形板状に形成することで隣接する太陽電池セル４、４間の間隙を最小化させ、太陽電池モジュール１の面積全体に対する太陽電池セル４の占有面積の比率を増大させて発電効率を向上させることができる。 Next, the solar battery cell 4 will be described. The solar battery cell 4 is of a back contact type having, for example, a plus electrode and a minus electrode on the back surface.
The solar battery cell 4 is preferably made of silicon. For example, a single crystal silicon type, a polycrystalline silicon type or the like is used. Among these, the single crystal silicon type is preferable in terms of excellent power generation efficiency. The thickness of the solar battery cell 4 is in the range of 80 μm to 300 μm.
The solar cells 4 are formed, for example, in a substantially square plate shape or a substantially octagonal plate shape, and are arranged with a gap between the panel 2 and the insulating substrate 3. In particular, by forming the solar battery cell 4 in a hexagonal shape, preferably a regular hexagonal plate shape, the gap between the adjacent solar battery cells 4 and 4 is minimized, and the solar battery cell 4 occupies the entire area of the solar battery module 1. Power generation efficiency can be improved by increasing the area ratio.

バックシート９は絶縁基板３の裏面に設けて空気透過を調整する層であり、水蒸気バリア性、酸素バリア性等の耐候性や絶縁性を有する例えばフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）フィルム（商品名「テドラー」；登録商標）が用いられている。   The back sheet 9 is a layer that is provided on the back surface of the insulating substrate 3 to adjust air permeation, and has, for example, a vinyl fluoride resin (PVF) film (trade name “ Tedlar "; registered trademark) is used.

スペーサー１４を絶縁基板３上に設置する場合、はんだボール実装と同様、振込みマスクを使用したアライメント設置方法により、スペーサー１４をアライメント精度よく正確な個数設置することができる。スペーサー１４は黒色スペーサーや白色スペーサーを用いることで、太陽電池モジュール１の外観意匠性を任意に向上させることもできる。
次に、上述の構成を有するスペーサー１４の圧縮弾性率について説明する。
一般に、下封止材８および上封止材７は封止用フィルムまたはワニスにより形成されるため、加熱により流動し、さらに加熱することで硬化する特性を持つ。そのため、従来の一般的な太陽電池モジュール１を真空ラミネートで製造する工程において、下封止材８が流動した時、太陽電池セル４は絶縁基材３上の回路層５に設けた導電性接続材１３だけで下から支えられることになる。このとき、ラミネート圧力は導電性接続材１３の周辺に集中して印加されるため、１００μｍ厚程度の太陽電池セル４は圧力により破断してしまうという欠点があった。 When the spacers 14 are installed on the insulating substrate 3, an accurate number of spacers 14 can be installed with high alignment accuracy by an alignment installation method using a transfer mask, as in the case of solder ball mounting. By using a black spacer or a white spacer as the spacer 14, it is possible to arbitrarily improve the appearance design of the solar cell module 1.
Next, the compression elastic modulus of the spacer 14 having the above-described configuration will be described.
In general, since the lower sealing material 8 and the upper sealing material 7 are formed of a sealing film or varnish, the lower sealing material 8 and the upper sealing material 7 have characteristics of flowing by heating and being cured by heating. Therefore, in the process of manufacturing the conventional general solar battery module 1 by vacuum lamination, when the lower sealing material 8 flows, the solar battery cell 4 is electrically connected to the circuit layer 5 on the insulating substrate 3. It will be supported from the bottom only by the material 13. At this time, since the laminating pressure is concentrated and applied to the periphery of the conductive connecting material 13, the solar battery cell 4 having a thickness of about 100 μm has a drawback of being broken by the pressure.

これを避けるため、本発明の実施形態ではスペーサー１４を太陽電池セル４の下の下封止材８中に分散設置することにした。そのため、スペーサー１４はクッションとなり太陽電池セル４を支える。そのため、スペーサー１４はモジュールラミネート時の温度（約１５０℃）に耐え、かつ太陽電池セル４を支える程度には大きな圧縮弾性率を持つ必要がある。具体的には、圧縮弾性率２００以上、５０００以下であることが望ましい。
圧縮弾性率が２００未満になると太陽電池セル４を支えることができなくなる。他方、圧縮弾性率が５０００を超えるとその特性が金属に近づくため太陽電池セル４へのダメージが発生する不具合が生じる。 In order to avoid this, in the embodiment of the present invention, the spacers 14 are dispersedly installed in the lower sealing material 8 under the solar cells 4. Therefore, the spacer 14 becomes a cushion and supports the solar battery cell 4. Therefore, the spacer 14 needs to withstand the temperature (about 150 ° C.) at the time of module lamination and to have a large compressive elastic modulus to the extent that it supports the solar battery cell 4. Specifically, it is desirable that the compression elastic modulus is 200 or more and 5000 or less.
When the compression modulus is less than 200, the solar battery cell 4 cannot be supported. On the other hand, when the compressive elastic modulus exceeds 5000, the characteristic approaches that of a metal, so that a problem occurs that damage to the solar battery cell 4 occurs.

太陽電池セル４を支えるスペーサー１４の単位面積当たりの個数を増やすことでモジュールラミネート時の圧力をさらに分散させることができる。一方、スペーサー１４の個数の増加に伴って材料コストは増加する。スペーサー１４の個数を１個／ｃｍ2未満とすると太陽電池セル４の破断が発生するため、スペーサー１４の個数は１個／ｃｍ2以上とする事が望ましい。 By increasing the number of spacers 14 that support the solar battery cells 4 per unit area, the pressure during module lamination can be further dispersed. On the other hand, the material cost increases as the number of spacers 14 increases. If the number of the spacers 14 is less than 1 / cm 2 , the solar battery cell 4 is broken. Therefore, the number of the spacers 14 is preferably 1 / cm 2 or more.

上述の構成を備えた本発明の第一実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法について、図２に基づいて説明する。
図２において、絶縁基板３の裏面にバックシート９が接合され、その反対側の面には例えばプリント配線板の材料からなる回路層５が例えば所定の間隔で固定されている。回路層５上には導電性接続材１３が固定されている。絶縁基板３の回路層５を設けた面上には、回路層５を外した位置にスペーサー１４を分散して設置する。このとき、下封止材８の厚みはスペーサー１４の外径寸法と略同一寸法とする。
スペーサー１４を絶縁基板３上に予め設置する場合、はんだボールの設置装置を使用することで、絶縁基板３の上面に均一に分散させた状態でスペーサー１４を設置することができる。この際、スペーサー１４が回路層５上を移動しないように、接着剤等でスペーサー１４を仮固定することが望ましい。事前にスペーサー１４の表面に接着剤薄膜を形成しておくこともできる。 A method for manufacturing the solar cell module 1 according to the first embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, a back sheet 9 is bonded to the back surface of the insulating substrate 3, and a circuit layer 5 made of, for example, a printed wiring board material is fixed to the opposite surface, for example, at a predetermined interval. A conductive connecting material 13 is fixed on the circuit layer 5. On the surface of the insulating substrate 3 on which the circuit layer 5 is provided, spacers 14 are dispersed and installed at positions where the circuit layer 5 is removed. At this time, the thickness of the lower sealing material 8 is approximately the same as the outer diameter of the spacer 14.
When the spacer 14 is previously installed on the insulating substrate 3, the spacer 14 can be installed in a state of being uniformly dispersed on the upper surface of the insulating substrate 3 by using a solder ball installation device. At this time, it is desirable to temporarily fix the spacer 14 with an adhesive or the like so that the spacer 14 does not move on the circuit layer 5. An adhesive thin film may be formed on the surface of the spacer 14 in advance.

そして、絶縁基板３の上には下封止材８が設置され、更に太陽電池セル４，上封止材７、パネル２が積層されて設置されている。
ここで、下封止材８の貫通穴８ａは、レーザー加工、型抜き、ドリル加工などの手段で形成することができる。貫通穴８ａは導電性接続材１３の配設位置に略対向する箇所に形成することで、下封止材８を回路層５上に設置する際、貫通穴８ａがアライメントホールとなり、設置が容易となる。下封止材８は太陽電池モジュール１の全面に設置することが望ましいが、低コスト化のために、太陽電池セル４の下面のみに設置するようにしてもよい。 And the lower sealing material 8 is installed on the insulating substrate 3, and the photovoltaic cell 4, the upper sealing material 7, and the panel 2 are further laminated and installed.
Here, the through hole 8a of the lower sealing material 8 can be formed by means such as laser processing, die cutting, or drilling. By forming the through-hole 8a at a location substantially opposite to the position where the conductive connecting material 13 is disposed, when the lower sealing material 8 is installed on the circuit layer 5, the through-hole 8a becomes an alignment hole, so that the installation is easy. It becomes. The lower sealing material 8 is preferably installed on the entire surface of the solar cell module 1, but may be installed only on the lower surface of the solar cell 4 for cost reduction.

導電性接続材１３は、太陽電池モジュール１の真空ラミネート工程において加熱溶解させることで、その上下両端を太陽電池セル４の電極１０と回路層５とに電気的に接続させる。通常の太陽電池モジュール１の真空ラミネート工程では、加熱温度が１５０℃程度となるため、導電性接続材１３も同程度の加熱温度で溶解する必要がある。導電性接続材１３には、銀ペースト、カーボンペースト、銅ペースト、はんだペースト、導電性接着剤などを使用することができる。   The conductive connecting material 13 is electrically heated and dissolved in the vacuum laminating step of the solar cell module 1 to electrically connect the upper and lower ends to the electrode 10 of the solar cell 4 and the circuit layer 5. Since the heating temperature is about 150 ° C. in the normal vacuum laminating process of the solar cell module 1, the conductive connecting material 13 needs to be dissolved at the same heating temperature. As the conductive connecting material 13, a silver paste, a carbon paste, a copper paste, a solder paste, a conductive adhesive, or the like can be used.

そして、図２に示すように上述した各部材を積層した状態で、図示しない真空ラミネータによって積層体を加熱加圧する真空ラミネートすることで、下封止材８の貫通穴８ａに導電性接続材１３を挿入させると同時に、絶縁基板３上に分散設置されたスペーサー１４を下封止材８内に埋没させる。
しかも、上封止材７と下封止材８内に太陽電池セル４を埋没させることで、上下封止材７，８の樹脂基材（ＥＶＡ）を架橋硬化させて接着一体化させる。これによって、上下封止材７，８にパネル２と絶縁基板３をそれぞれ接着させることで一体化させることができる。このようにして、図１に示す太陽電池モジュール１を製造できる。 And in the state which laminated | stacked each member mentioned above as shown in FIG. 2, the electroconductive connection material 13 is carried out to the through-hole 8a of the lower sealing material 8 by carrying out the vacuum lamination which heat-presses a laminated body with the vacuum laminator which is not shown in figure. At the same time, the spacers 14 distributed on the insulating substrate 3 are buried in the lower sealing material 8.
Moreover, by burying the solar cells 4 in the upper sealing material 7 and the lower sealing material 8, the resin base materials (EVA) of the upper and lower sealing materials 7 and 8 are cross-linked and cured to be integrated. Thus, the panel 2 and the insulating substrate 3 can be integrated with the upper and lower sealing materials 7 and 8 respectively. Thus, the solar cell module 1 shown in FIG. 1 can be manufactured.

上述した第一の実施形態による太陽電池モジュール１及びその製造方法によれば、次の作用効果を奏する。
本実施形態による太陽電池モジュール１は、回路層５を介して絶縁基板３と一体形成された下封止材８にスペーサー１４が分散して混入され、貫通穴８ａ内には下端が回路層５に接合された導電性接続材１３が挿通され、その上端は太陽電池セル４の電極１０に接合されている。
これにより、太陽電池セル４は下封止材８内のスペーサー１４に支持されるため、真空ラミネートによる加熱加圧時に太陽電池セル４への圧力ダメージが導電性接続材１３に集中することなく、複数のスペーサー１４に拡散されるから、加圧時に太陽電池セル４が破損することを防止できる。しかも、スペーサー１４を太陽電池セル４の下面に１個／ｃｍ2以上の密度で分散させることで、太陽電池セル４にかかる圧力をより均一に分散させる事ができる。
また、下封止材８の貫通穴８ａにより、太陽電池セル４と回路層５が、導電性接続材１３を介して直接接合されるから、加圧時に下封止材８によって太陽電池セル４の電極１０と導電性接続材１３と回路層５との導通が妨げられることがなく、太陽電池モジュール１の電気特性が向上し、良好な環境信頼性が得られる。 According to the solar cell module 1 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment described above, the following operational effects are obtained.
In the solar cell module 1 according to the present embodiment, the spacers 14 are dispersed and mixed in the lower sealing material 8 formed integrally with the insulating substrate 3 via the circuit layer 5, and the lower end is inside the through hole 8 a. The conductive connecting member 13 bonded to the solar cell 4 is inserted, and the upper end thereof is bonded to the electrode 10 of the solar battery cell 4.
Thereby, since the photovoltaic cell 4 is supported by the spacer 14 in the lower sealing material 8, pressure damage to the photovoltaic cell 4 does not concentrate on the conductive connecting material 13 during heating and pressurization by vacuum lamination. Since it diffuses in the plurality of spacers 14, it is possible to prevent the solar battery cell 4 from being damaged during pressurization. Moreover, by dispersing the spacers 14 on the lower surface of the solar cells 4 at a density of 1 / cm 2 or more, the pressure applied to the solar cells 4 can be more uniformly dispersed.
Moreover, since the solar battery cell 4 and the circuit layer 5 are directly joined via the conductive connection material 13 by the through hole 8a of the lower sealing material 8, the solar battery cell 4 is applied by the lower sealing material 8 during pressurization. The electrical connection of the electrode 10, the conductive connecting material 13, and the circuit layer 5 is not hindered, the electrical characteristics of the solar cell module 1 are improved, and good environmental reliability is obtained.

しかも、本実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法によれば、スペーサー１４を予め絶縁基板３上に分散設置しておくことで、スペーサー１４の設置位置や分散制御が容易となる。
また、下封止材８の貫通穴８ａはこれに挿通される導電性接続材１３及び接合された回路層５、絶縁基板３及びバックシート９の積層物に対するアライメントホールとなり、真空ラミネート時に加熱加圧によって各部材が位置ずれを起こすことを防止できる。 In addition, according to the method for manufacturing the solar cell module 1 according to the present embodiment, the spacers 14 are preliminarily distributed on the insulating substrate 3 so that the spacer 14 can be installed and controlled in a distributed manner.
Further, the through hole 8a of the lower sealing material 8 serves as an alignment hole for the laminate of the conductive connecting material 13 inserted through the lower sealing material 8 and the joined circuit layer 5, insulating substrate 3 and back sheet 9, and is heated during vacuum lamination. Each member can be prevented from being displaced due to the pressure.

なお、本発明は上述した第一の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の構成や材料等の変更が可能であり、これらも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明する。
先ず、第二の実施形態として、上述の構成を備えた第一実施形態による太陽電池モジュール１の第二の製造方法について図３に基づいて説明する。
本第二の実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法においては、上述の第一の実施形態による製造方法と相違して、下封止材８内に予めスペーサー１４が分散して埋設されている。この場合、下封止材８に穿孔する貫通穴８ａを避けた位置にスペーサ１４を埋設するものとし、スペーサー１４の外径寸法は下封止材８の膜厚と略同一に設定する。
その余の構成は、上述した第一実施形態による太陽電池モジュール１と同一とする。 The present invention is not limited to the first embodiment described above, and appropriate configurations and materials can be changed without departing from the gist of the present invention, and these are also included in the present invention. Hereinafter, other embodiments and modifications of the present invention will be described.
First, as a second embodiment, a second manufacturing method of the solar cell module 1 according to the first embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
In the manufacturing method of the solar cell module 1 according to the second embodiment, unlike the manufacturing method according to the first embodiment described above, the spacers 14 are dispersed and embedded in the lower sealing material 8 in advance. . In this case, it is assumed that the spacer 14 is embedded at a position avoiding the through hole 8 a drilled in the lower sealing material 8, and the outer diameter of the spacer 14 is set to be substantially the same as the film thickness of the lower sealing material 8.
The rest of the configuration is the same as that of the solar cell module 1 according to the first embodiment described above.

本第二実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法によれば、スペーサー１４を予め下封止材８内に分散混入させる場合、下封止材１４を押出し成形で作成する際に、スペーサー１４を下封止材１４内に混入させることが望ましい。混入に際して、スペーサー１４の供給量を制御することで、下封止材８内に均一にスペーサー１４を分散させることができる。
そのため、上述した第一実施形態における太陽電池モジュール１の製造工程と相違して、加熱加圧による真空ラミネート時に、加圧によって下封止材８内にスペーサー１４を押し込む必要がなく、埋め込み抵抗によって位置ずれを起こすことがないから、スペーサー１４の埋設が容易である。
また、下封止材８中にスペーサー１４を予め分散混入させるため、下封止材８の押出し成形時にスペーサー１４と共にフィラーを混入することで製造コストを低減することができる。一方で、スペーサー１４の分散状態制御が難しくなる。 According to the method for manufacturing the solar cell module 1 according to the second embodiment, when the spacer 14 is dispersed and mixed in the lower sealing material 8 in advance, the spacer 14 is formed when the lower sealing material 14 is formed by extrusion molding. It is desirable to mix in the lower sealing material 14. When mixing, the spacers 14 can be uniformly dispersed in the lower sealing material 8 by controlling the supply amount of the spacers 14.
Therefore, unlike the manufacturing process of the solar cell module 1 in the first embodiment described above, it is not necessary to press the spacer 14 into the lower sealing material 8 by pressurization during vacuum lamination by heating and pressurization. Since there is no position shift, it is easy to embed the spacer 14.
Further, since the spacer 14 is dispersed and mixed in the lower sealing material 8 in advance, the manufacturing cost can be reduced by mixing the filler together with the spacer 14 when the lower sealing material 8 is extruded. On the other hand, the dispersion state control of the spacer 14 becomes difficult.

次に、本発明の第一変形例による太陽電池モジュール１Ａについて図４により説明する。
図４に示す太陽電池モジュール１Ａは、バックシート９上に絶縁基板３を積層してその上に回路層５を適宜の位置に設置している。更に回路層５の電極側の表面に導電性接続材１３を接合する。次に下封止材８に導電性接続材１３の設置間隔に合わせて貫通穴８ａを形成し、貫通穴８ａに導電性接続材１３が貫挿されるように、回路層５上に下封止材８を積層する。そして、導電性接続材１３に電極１０を直接接続するように太陽電池セル４を設置して、さらに上封止材７とパネル２を順次積層する。
貫通穴８ａは導電性接続材１３よりも多少大きめに形成することで、位置合わせが簡便となる。 Next, a solar cell module 1A according to a first modification of the present invention will be described with reference to FIG.
In the solar cell module 1 </ b> A shown in FIG. 4, the insulating substrate 3 is laminated on the back sheet 9, and the circuit layer 5 is installed at an appropriate position thereon. Further, the conductive connecting material 13 is bonded to the surface of the circuit layer 5 on the electrode side. Next, a through hole 8a is formed in the lower sealing material 8 in accordance with the installation interval of the conductive connecting material 13, and the lower sealing is formed on the circuit layer 5 so that the conductive connecting material 13 is inserted into the through hole 8a. The material 8 is laminated. And the photovoltaic cell 4 is installed so that the electrode 10 may be directly connected to the conductive connection material 13, and the upper sealing material 7 and the panel 2 are laminated | stacked one by one.
The through hole 8a is formed to be slightly larger than the conductive connecting member 13, so that the positioning becomes simple.

本第一変形例による太陽電池モジュール１Ａでは、下封止材８内にスペーサー１４が設置されていないが、導電性接続材１３を下封止材８の貫通穴８ａを貫通して配設させることで、アライメントできると共に回路層５と太陽電池セル４の電極１０との通電を確実にできる。
また、第二の変形例として、図１に示すように下封止材８内にスペーサー１４を設けて太陽電池セル４を支持する構成を採用し、下封止材８に導電性接続材１３を通すための貫通穴８ａを省略してもよい。この場合でも、真空ラミネート時に導電性接続材１３によって下封止材８を貫通させて太陽電池セル４の電極１０に導通させればよい。 In the solar cell module 1 </ b> A according to the first modification, the spacer 14 is not installed in the lower sealing material 8, but the conductive connecting material 13 is disposed through the through hole 8 a of the lower sealing material 8. Thus, the alignment can be performed and the energization between the circuit layer 5 and the electrode 10 of the solar battery cell 4 can be ensured.
As a second modification, as shown in FIG. 1, a configuration is adopted in which a spacer 14 is provided in the lower sealing material 8 to support the solar battery cell 4, and the conductive connecting material 13 is attached to the lower sealing material 8. You may abbreviate | omit the through hole 8a for letting it pass. Even in this case, the lower sealing material 8 may be penetrated by the conductive connecting material 13 during vacuum lamination to be electrically connected to the electrode 10 of the solar battery cell 4.

また、本発明の第三の変形例として、図５には太陽電池モジュール１のためのバックシート付き回路層２０が開示されている。このバックシート付き回路層２０は、パネル２と上封止材７と下封止材８と太陽電池セル４を除いた構成であり、バックシート９上に絶縁基材３を介して回路パターンを有する回路層５が設けられ、回路層５上に回路パターンと太陽電池セル４を接続するための導電性接続材１３が設けられている。絶縁基材３上には太陽電池セル４を支持するためのスペーサー１４が設けられている。   As a third modification of the present invention, FIG. 5 discloses a circuit layer 20 with a back sheet for the solar cell module 1. The circuit layer 20 with the back sheet is configured by excluding the panel 2, the upper sealing material 7, the lower sealing material 8, and the solar battery cell 4, and a circuit pattern is formed on the back sheet 9 via the insulating base material 3. The circuit layer 5 is provided, and the conductive connection material 13 for connecting the circuit pattern and the solar battery cell 4 is provided on the circuit layer 5. A spacer 14 for supporting the solar battery cell 4 is provided on the insulating substrate 3.

なお、上述した太陽電池モジュール１、１Ａ等やその製造方法において、下封止材８内に埋設するスペーサー１４の形状は略球状に限定されることはなく、図６に示す第四変形例のように、外径が下封止材８の膜厚と略同一であれば略円柱状や多角柱等のスペーサー１４ａや多面体のスペーサー１４ｂ等の適宜の形状を採用できる。また、太陽電池セル４を支えるスペーサー１４は単一である形状である必要はなく、例えば立方体や直方体等の形状のものを複数積層することで下封止材８の厚みと同等になるようにしてもよい。   In the solar cell module 1, 1 </ b> A and the like and the manufacturing method thereof described above, the shape of the spacer 14 embedded in the lower sealing material 8 is not limited to a substantially spherical shape, and is the fourth modification shown in FIG. 6. Thus, if the outer diameter is substantially the same as the film thickness of the lower sealing material 8, an appropriate shape such as a spacer 14a such as a substantially cylindrical shape or a polygonal column or a spacer 14b of a polyhedron can be adopted. In addition, the spacer 14 supporting the solar battery cell 4 does not need to have a single shape. For example, by stacking a plurality of cubes, rectangular parallelepipeds, or the like, the thickness of the lower sealing material 8 is made equal. May be.

また、図１乃至図６において、回路層５は、絶縁基板３上において、太陽電池セル４の電極１０の位置に応じて導電性接続材１３を設置すべき位置に分散して設置するものとしたが、各太陽電池セル４は直列につながれている。そのため、上記構成に代えて、上述した所定間隔で配設した回路層５を有するシート体をなす回路シートを絶縁基板３上に設置してもよい。この場合、下封止材８やスペーサー１４は回路シート上に設置することになるが、本明細書では、絶縁基板３上に下封止材８やスペーサー１４を設置すると規定した構成は、絶縁基板３上に回路シートを介して下封止材８やスペーサー１４を設置する構成も含めるものであると定義する。   Moreover, in FIG. 1 thru | or FIG. 6, the circuit layer 5 shall disperse | distribute and install in the position which should install the electroconductive connection material 13 on the insulated substrate 3 according to the position of the electrode 10 of the photovoltaic cell 4. However, each photovoltaic cell 4 is connected in series. Therefore, instead of the above configuration, a circuit sheet forming a sheet body having the circuit layers 5 arranged at the predetermined intervals may be installed on the insulating substrate 3. In this case, the lower sealing material 8 and the spacer 14 are installed on the circuit sheet. However, in this specification, the configuration that the lower sealing material 8 and the spacer 14 are installed on the insulating substrate 3 is an insulating material. It is defined to include a configuration in which the lower sealing material 8 and the spacer 14 are installed on the substrate 3 via a circuit sheet.

１、１Ａ 太陽電池モジュール
２ パネル
３ 絶縁基板
４ 太陽電池セル
５ 回路層
７ 上封止材
８ 下封止材
８ａ 貫通穴
９ パネル
１３ 導電性接続材
１４ スペーサー
２０ バックシート付き回路層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Solar cell module 2 Panel 3 Insulating substrate 4 Solar cell 5 Circuit layer 7 Upper sealing material 8 Lower sealing material 8a Through-hole 9 Panel 13 Conductive connection material 14 Spacer 20 Circuit layer with a back sheet

Claims (13)

パネルとバックシートの間に太陽電池セルが配設され、
該太陽電池セルはその表裏面を第一封止材と第二封止材で封止され、
前記バックシート上に設けられた絶縁基材に回路パターンを有する回路層が配設され、
前記太陽電池セルと回路層は前記第二封止材を貫通する導電性接続材によって接続され、
前記第二封止材中には前記太陽電池セルを支持するスペーサーが設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。 Solar cells are arranged between the panel and the backsheet,
The solar cells are sealed on the front and back surfaces with a first sealing material and a second sealing material,
A circuit layer having a circuit pattern is disposed on an insulating substrate provided on the backsheet,
The solar cell and the circuit layer are connected by a conductive connecting material penetrating the second sealing material,
A spacer for supporting the solar battery cell is provided in the second sealing material. 前記第二封止材には、前記導電性接続材を挿通させる貫通穴が予め形成されている請求項１に記載された太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1, wherein a through hole through which the conductive connecting material is inserted is formed in the second sealing material. 前記第二封止材の膜厚とスペーサーの外径が概略同一とされている請求項１または２に記載された太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the film thickness of the second sealing material and the outer diameter of the spacer are substantially the same. 前記スペーサーの圧縮弾性率は２００以上５０００以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載された太陽電池モジュール。   The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the spacer has a compressive elastic modulus of 200 or more and 5000 or less. 前記スペーサーは１個／ｃｍ2以上の密度で第二封止材中に分散されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載された太陽電池モジュール。 The solar cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein the spacers are dispersed in the second sealing material at a density of 1 piece / cm 2 or more. バックシート上に絶縁基材を介して回路パターンを有する回路層が設けられ、
前記回路層上に回路パターンと太陽電池セルを接続するための導電性接続材が設けられ、
前記絶縁基材上には前記太陽電池セルを支持するためのスペーサーが設けられていることを特徴とするバックシート付き回路層。 A circuit layer having a circuit pattern is provided on the back sheet via an insulating substrate,
A conductive connecting material for connecting the circuit pattern and the solar battery cell is provided on the circuit layer,
A circuit layer with a backsheet, wherein a spacer for supporting the solar battery cell is provided on the insulating substrate. バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、
前記回路層に導電性接続材を接合し、
前記絶縁基材にスペーサーを載置させ、
該スペーサー上に第二封止材を設置し、
前記第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、
太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、
これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、前記スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 An insulating base and a circuit layer having a circuit pattern are installed on the back sheet,
Bonding a conductive connecting material to the circuit layer,
Place a spacer on the insulating substrate,
Installing a second sealing material on the spacer;
Install solar cells on the second sealing material and the conductive connecting material,
Install the first encapsulant and panel on the solar cells,
A method of manufacturing a solar cell module, comprising: stacking a laminate made of these members by vacuum pressure bonding and manufacturing a solar cell module that supports solar cells with the spacer. バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、
前記回路層に導電性接続材を設置し、
前記絶縁基材上にスペーサーを埋設させた第二封止材を設置し、
該第二封止材と導電性接続材の上に太陽電池セルを設置し、
該太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、
これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、前記スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 An insulating base and a circuit layer having a circuit pattern are installed on the back sheet,
Installing a conductive connecting material on the circuit layer;
Installing a second sealing material in which a spacer is embedded on the insulating substrate;
A solar cell is installed on the second sealing material and the conductive connecting material,
A first sealing material and a panel are installed on the solar battery cell,
A method of manufacturing a solar cell module, comprising: stacking a laminate made of these members by vacuum pressure bonding and manufacturing a solar cell module that supports solar cells with the spacer. 前記第二封止材に予め貫通穴を形成しておき、前記貫通穴に前記導電性接続材を貫通させることで前記絶縁基材上に第二封止材を設置するようにした請求項７または８に記載された太陽電池モジュールの製造方法。   A through hole is formed in the second sealing material in advance, and the second sealing material is installed on the insulating base material by allowing the conductive connecting material to pass through the through hole. Or the manufacturing method of the solar cell module described in 8. バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、
前記回路層に導電性接続材を設置し、
前記絶縁基材上に貫通穴を形成した第二封止材を設置して前記貫通穴に導電性接続材を貫通させ、
前記第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、
該太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、
これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 An insulating base and a circuit layer having a circuit pattern are installed on the back sheet,
Installing a conductive connecting material on the circuit layer;
Install a second sealing material having a through hole formed on the insulating base material, and allow the conductive connecting material to pass through the through hole.
Install solar cells on the second sealing material and the conductive connecting material,
A first sealing material and a panel are installed on the solar battery cell,
A method for manufacturing a solar cell module, comprising manufacturing a solar cell module by vacuum-bonding a laminate comprising these members. 前記絶縁基材に第二封止材を設置する前の工程において、前記絶縁基材上にスペーサーを配設しておき、前記スペーサーを第二封止材に埋設するようした請求項１０に記載された太陽電池モジュールの製造方法。   The step before installing the second sealing material on the insulating base material, wherein a spacer is disposed on the insulating base material, and the spacer is embedded in the second sealing material. Method for manufacturing a solar cell module. 前記第二封止材には予めスペーサーが埋設されている請求項１０に記載された太陽電池モジュールの製造方法。   The method for manufacturing a solar cell module according to claim 10, wherein a spacer is embedded in the second sealing material in advance. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載された太陽電池モジュールまたは請求項６に記載されたバックシート付き回路層を用いた太陽電池。   A solar cell using the solar cell module according to any one of claims 1 to 5 or the circuit layer with a backsheet according to claim 6.
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