JP2012074530A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】基材の曲面形状に合わせて、太陽電池セルの反りを制御することで、より歪みを抑えることができる太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】曲面形状を有する基材７７と、基材７７の曲面形状に合うような曲面形状にした太陽電池セル５１と、太陽電池セル５１を封止して固定する封止材８７とを有し、基材７７の曲面形状と太陽電池セル５１の曲面形状との曲面の方向を同じにして封止する。
【選択図】図９

Description

本発明は、太陽電池モジュール、特に、曲面形状の構造物に設置される太陽電池モジュールに関する。

太陽電池セルは、化合物半導体または有機材料など様々な種類があるが、主流となっているのは、多結晶または単結晶シリコン基板を用いたものである。図１２は、シリコン基板を用いた従来の太陽電池セル１０１の一例を示す断面図である。入射光側であるｐ型シリコン基板１０２の受光面に受光面電極１０７が形成され、受光面と反対側の面である裏面には、裏面電極であるアルミニウム電極１０６が形成されている。アルミニウム電極１０６は、アルミニウム導電性ペーストを塗布し、乾燥、焼成して形成される。図１２に示す太陽電池セル１０１の構造の場合、焼成工程において、ｐ型シリコン基板１０２とアルミニウム導電性ペーストとの収縮率の差から、ｐ型シリコン基板が変形し反りが発生することがある。１０３はｎ型半導体層、１０４は反射防止膜、１０５は裏面電界（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層である。

太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルをインターコネクタ等で電気的に接続して太陽電池ストリングにし、その太陽電池ストリングを樹脂等で封止したものである。このような太陽電池モジュールは様々な形状の構造物に設置され、曲面形状の構造物にも設置される。曲面形状の構造物に設置される太陽電池モジュールは、その構造自体を曲面形状とする。シリコン基板を用いた太陽電池セルは上記のようにフラット形状であるので、太陽電池モジュール作製時、太陽電池セルを曲げて曲面形状を有する基材に設置し樹脂等で封止し、硬化させる。または、太陽電池セルをフラット形状の基材に設置して樹脂等で封止し、樹脂等を硬化させる際、基材ごと曲げて曲面形状に合わせた太陽電池モジュールを作製している。

特許文献１には、平板の太陽電池素子をカバーガラスの曲面形状に適合させて貼着する内容が記載されており、特許文献２には、薄板状の半導体結晶基板を、可塑性を有する金属薄板に接着剤で固定し、接着剤を硬化させながら金属薄板ごと曲面形状にする太陽電池モジュールの内容が記載されている。

特開昭６０−２６０１６４号公報（昭和６０年１２月２３日公開） 特開２００３−２４３６７８号公報（平成１５年８月２９日公開）

フラット形状の太陽電池セルを用いて曲面形状の太陽電池モジュールを作製する際、太陽電池セルを曲げることになるので、太陽電池セルに歪みが残留したり、場合によっては割れてしまうことがある。

それに加えて、アルミニウム電極を形成する時、シリコン基板の裏面にアルミニウム導電性ペーストを同じ厚みで塗布しても、シリコン塊をスライスする時のシリコン基板面内の厚みバラツキ、アルミニウム導電性ペースト焼成時のシリコン基板の処理位置、アルミニウム導電性ペースト焼成後の冷却工程でのシリコン基板面内の温度分布等により、シリコン基板の変形による反りがランダムな方向に発生することがある。さらに、近年、太陽電池セルの製造コスト低減やシリコン材料の有効活用のため、シリコン基板の薄型化が進んでおり、シリコン基板のランダムな方向の反りは、より顕著になり、反りの制御がより難しくなってきた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池セルを、太陽電池モジュールの曲面形状に沿った形状を有する基材に設置する際に、曲面形状に合わせて太陽電池セルの反りを制御することで、より歪みを抑えた太陽電池モジュールを作製することにある。

本発明の太陽電池モジュールは、曲面形状を有する基材と、曲面形状を有する太陽電池セルと、太陽電池セルを封止して固定する封止材とを有し、基材の曲面形状と太陽電池セルの曲面形状との曲面の方向を同じにして、封止されている。

ここで、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの曲面形状は、太陽電池セル面内の電極の厚みを異ならせて形成されていてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルは、ｐｎ接合を有するシリコン基板を有し、電極は、シリコン基板の裏面に形成された電極であり、電極の厚みは、特定の周縁部と他の部分とで異なっていてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールは、特定の周縁部は、シリコン基板の向かい合う２辺の周縁部であって、特定の周縁部の電極の厚みは、他の部分の電極の厚みより厚くてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールは、特定の周縁部は、シリコン基板の向かい合う２辺の周縁部であって、特定の周縁部の電極の厚みは、他の部分の電極の厚みより薄くてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールは、特定の周縁部は、シリコン基板の１辺の周縁部であって、特定の周縁部の電極の厚みは、他の部分の電極の厚みより厚くてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールは、電極は、アルミニウム電極であってもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールは、基材は、受光面側にあってもよい。

本発明によれば、太陽電池セルの反りを制御することで、歪みをより抑えた太陽電池モジュールを作製することができる。

本発明の太陽電池セルの一例の模式的な断面構成図である。 本発明の太陽電池セルの一例の模式的な受光面から見た図である。 本発明の太陽電池セルの一例の模式的な裏面から見た図である。 本発明の太陽電池セルの製造方法の一例を示すフロー図である。 本発明の太陽電池セルの一例を模式図である。 本発明のアルミニウム電極の厚みをシリコン基板面内で変えた一例を示す模式的な図である。 本発明のアルミニウム電極の厚みをシリコン基板面内で変えた他の一例を示す模式的な図である。 本発明のアルミニウム電極の厚みをシリコン基板面内で変えたさらに他の一例を示す模式的な図である。 本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な断面構成図である。 本発明の太陽電池モジュールの他の一例の模式的な断面構成図である。 本発明の太陽電池モジュールのさらに他の一例の模式的な断面構成図である。 従来技術の太陽電池セルの一例の模式的な断面構成図である。

図１〜図３は、シリコン基板を用いた本発明の太陽電池セル１の一例を示す図である。図１は断面図であり、図２は入射光側である受光面側、図３は受光面と反対側の面である裏面側から見た図である。図１は、図２、図３で示したａ−ａ′の断面である。

厚み約１５０μｍ、幅、長さ共に１５６ｍｍのｐ型シリコン基板２の受光面側に、ｎ型半導体層３を形成することによりｐｎ接合が形成され、ｐ型シリコン基板２の受光面には窒化シリコン等の反射防止膜４が形成されている。受光面銀電極１０は、電極幅が１〜２ｍｍ程度のメイン電極７と、これに接する電極幅が５０〜２００μｍ程度の複数のサブ電極９とからなり、図１に現れているのはメイン電極７であり、メイン電極７にはインターコネクタが接続される。受光面銀電極１０は、銀粉末、ガラス粉末及び有機樹脂を溶媒で混合した銀導電性ペーストを用いて、メイン電極７及びサブ電極９のパターンをスクリーン印刷等で塗布し、その後、乾燥、焼成して形成する。その際、反射防止膜４が先にｐ型シリコン基板２上に形成されている場合には、受光面銀電極１０が形成される部分の反射防止膜４をあらかじめ除去する必要がある。だが、焼成により反射防止膜４を突きぬけるファイヤースルー型の銀導電性ペースト用いた場合には、その必要はない。

ｐ型シリコン基板２の裏面には、アルミニウム電極６が形成されている。アルミニウム電極６は、アルミニウム粉末、ガラス粉末及び有機樹脂を溶媒で混合したアルミニウム導電性ペーストを用いて、ｐ型シリコン基板２の裏面ほぼ全面にスクリーン印刷等で塗布し、その後、乾燥、焼成して形成する。このアルミニウム電極６形成時には、開放電圧（Ｖｏｃ）を向上させ、かつ短絡電流（Ｉｓｃ）を向上させるための裏面電界層５も、塗布されたアルミニウム導電性ペーストを用いて形成している。さらに、ｐ型シリコン基板２の裏面には裏面銀電極８が形成されている。裏面銀電極８にはインターコネクタが接続される。裏面銀電極８の形成は、受光面銀電極１０の形成方法と同様に、銀導電性ペーストを用いて形成する。

図４は、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例を示す製造フロー図である。まず、ＦＺ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ）法、ＣＺ（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法、キャスト法等により形成されたシリコン塊をマルチワイヤーソー等でスライスしてシリコン基板を形成する（Ｓ１。「Ｓ」はステップを表す。以下同様。）。シリコン基板はｐ型シリコン基板２を用いる。ｐ型シリコン基板２の受光面側となる面にテクスチャ構造である凹凸構造を形成する（Ｓ２）。なお、図１に示す太陽電池セル１では受光面側の凹凸構造を省略している。次に、ｎ型半導体層３を拡散等で形成し（Ｓ３）、反射防止膜４を形成する（Ｓ４）。次に、ｐ型シリコン基板２の裏面にアルミニウム導電性ペーストを塗布し、乾燥、焼成して、アルミニウム電極６と裏面電界層５を形成する（Ｓ５）。次に、銀導電性ペーストを塗布し、乾燥、焼成して、裏面銀電極８を形成し（Ｓ６）、受光面も同じ方法で、銀導電性ペーストによって受光面銀電極１０を形成する（Ｓ７）。

ここで、Ｓ５において、アルミニウム電極６を形成する際のアルミニウム導電性ペーストの塗布膜厚を、ｐ型シリコン基板２の特定の辺の周縁部と他の部分とで変えることにより、焼成後のｐ型シリコン基板２の反りをコントロールすることができる。特定の辺を反らすことにより曲面形状にすることができる。これは、ｐ型シリコン基板２とアルミニウム導電性ペーストとの収縮率の差により発生するシリコン基板の反りを利用している。

例えば、ｐ型シリコン基板２の特定の辺の周縁部において、アルミニウム導電性ペーストの厚みを他の部分よりも厚くし、その後、焼成することで、ｐ型シリコン基板２の特定の辺を、アルミニウム導電性ペーストの塗布面である裏面側を凹にして反らせ曲面形状にすることができる。このように、ｐ型シリコン基板２面内のアルミニウム導電性ペースト塗布量を変えることによって、反らす箇所を決めることが可能である。

アルミニウム導電性ペースト塗布にスクリーン印刷を用いた場合、スキージの速度、印刷回数、印圧、スクリーンの紗厚を変えること等で、アルミニウム導電性ペーストのシリコン基板の面内分布を実現することができる。

太陽電池セル作製後は、太陽電池セルをスタック状に重ね合わせて、太陽電池モジュール作製工程へ太陽電池セルを搬送する。太陽電池モジュール作製工程では、複数の太陽電池セルを互いにインターコネクタで直列に電気接続する太陽電池ストリング作製工程、その後、太陽電池ストリングを樹脂等の封止材により封止するラミネート工程がある。

太陽電池ストリング作製工程では、太陽電池セルの曲面形状に合うように屈曲した台を使用してインターコネクタを、太陽電池セルのメイン電極、または裏面銀電極と接続することで、インターコネクタ接続時の太陽電池セルの割れを抑制することができる。また、ラミネート工程では、太陽電池モジュールの曲面形状に沿った基材に、その基材の曲面形状と太陽電池セルの曲面形状との曲面の方向を同じにして、太陽電池セルを設置し封止材で封止する。これにより、太陽電池セルの歪みを抑え、太陽電池セルの割れの発生を抑制することができる。

図５は、特定の辺を反らすことにより曲面形状にした太陽電池セル２１、２２である。２３は受光面側のメイン電極、２４は裏面銀電極であり、サブ電極、アルミニウム電極は省略している。先述したように、太陽電池セルの断面を見て曲線を含む辺に対し、垂直方向に、メイン電極２３、および裏面銀電極２４の長手方向を形成するので、太陽電池ストリング作製工程において、メイン電極２３または裏面銀電極２４と、インターコネクタとの接続面が、太陽電池セルの曲面の影響を受けにくいので、接続面からのクラック、割れ等をより抑えることができる。

太陽電池セルの裏面に形成されたアルミニウム電極は、先述のように、ｐ型シリコン基板上のアルミニウム導電性ペーストを焼成することにより形成される。焼成時、シリコンとアルミニウムの合金層が、ｐ型シリコン基板とアルミニウム電極との界面に形成される。アルミニウム導電性ペーストの厚みを変えることで曲面形状を形成しているので、その曲面形状に沿って合金層が形成され、太陽電池セルとして安定した形状となっている。したがって、フラット形状の太陽電池セルを曲面形状の基材に沿って合わせ、樹脂等の封止材で固めるより、太陽電池モジュールにする際の太陽電池セルに残留する歪み量が少なくなり、また、太陽電池セル割れも抑えることができる。

図６は、太陽電池セルの実施例を示す図である。ｐ型シリコン基板２５の相対する２辺の周縁部のアルミニウム電極を、他の部分よりも厚くした場合の実施例である。

図６（ａ）は、ｐ型シリコン基板２５の相対する２辺の周縁部のアルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を、他の部分より厚くしたものであり、ｐ型シリコン基板２５の裏面側から見た模式図である。３１、３２は、いずれもアルミニウム導電性ペースト塗布膜であり、３１は、３２よりもアルミニウム導電性ペースト塗布膜厚が厚い箇所である。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示したアルミニウム導電性ペーストを塗布したｐ型シリコン基板２５を、乾燥、焼成した後のｐ型シリコン基板２５の裏面側を見た模式的な斜視図である。ｐ型シリコン基板２５の裏面には、アルミニウム電極３３、３４が形成されている。３３は、３４よりもアルミニウム電極が厚い箇所である。なお、図６（ｂ）において、ｐ型シリコン基板２５の周縁部のアルミニウム電極が形成されていない領域は、省略してある。アルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を、ｐ型シリコン基板２５の相対する２辺の周縁部で厚くしたので、ｐ型シリコン基板２５は裏面側を凹にしてアルミニウム電極の厚い部分が反り、相対する２辺は曲面形状になる。ここで、太陽電池セルの断面を見て曲線を含む辺に対し、垂直方向に、メイン電極７、および裏面銀電極８の長手方向を形成する。図６（ｂ）に示したＸ、Ｙ方向で表すなら、Ｙ方向にメイン電極７、および裏面銀電極８の長手方向を形成する。

以下に太陽電池セルの製造方法を示す。なお、工程は、アルミニウム電極、裏面電界層を形成する図４のＳ５工程をのみを示す。ｐ型シリコン基板２５の裏面に、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲でアルミニウム導電性ペースト印刷し、さらに、相対する２辺の周縁部、それぞれの４０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲にアルミニウム導電性ペーストを印刷後、乾燥、焼成を行なった。ｐ型シリコン基板２５は裏面側を凹にしてアルミニウム電極の厚い部分が反り、相対する２辺は曲面形状になった。焼成後のアルミニウム層の厚みは、ｐ型シリコン基板２５の相対する２辺の周縁部で約７０μｍであり、その他は、約４０μｍであった。

図６（ｃ）は、太陽電池セルの反り量の測定を示す図である。測定は、定盤４１に太陽電池セル５１を置き、定盤４１面から太陽電池セル５１の裏面側までの距離を金尺で測定した。図６（ｃ）のように、作製した太陽電池セル５１の２０枚の反り量を測定した結果、反り量Ｗａは、５ｍｍ〜１５ｍｍであった。

図７は、太陽電池セルの他の実施例を示す図である。ｐ型シリコン基板２６の特定の１辺の周縁部のアルミニウム電極を、他の部分より厚くした場合の実施例である。

図７（ａ）は、ｐ型シリコン基板２６の特定の１辺の周縁部のアルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を、他の部分より厚くしたものである。図はｐ型シリコン基板２６の裏面側から見た模式図である。３１、３２は、図６（ａ）と同様である。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示したアルミニウム導電性ペーストを塗布したｐ型シリコン基板２６を、乾燥、焼成した後のｐ型シリコン基板２６の裏面側を見た模式的な斜視図である。ｐ型シリコン基板２６の裏面には、アルミニウム電極３３、３４が形成されている。なお、図７（ｂ）において、ｐ型シリコン基板２６の周縁部のアルミニウム電極が形成されていない領域は、省略してある。アルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を、ｐ型シリコン基板２６の特定の１辺の周縁部で厚くしたので、ｐ型シリコン基板２６は裏面側を凹にしてアルミニウム電極の厚い部分が反り、特定の１辺は曲面形状になる。ここで、太陽電池セルの断面を見て曲線を含む辺に対し、垂直方向に、メイン電極７、および裏面銀電極８の長手方向を形成する。図７（ｂ）に示したＸ、Ｙ方向で表すなら、Ｙ方向にメイン電極７、および裏面銀電極８の長手方向を形成する。

以下に太陽電池セルの製造方法を示す。なお、工程は、実施例１と同様、アルミニウム電極、裏面電界層を形成する図４のＳ５工程をのみを示す。ｐ型シリコン基板２６の裏面に、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲でアルミニウム導電性ペースト印刷し、さらに、特定の１辺の周縁部の４０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲にアルミニウム導電性ペーストを印刷後、乾燥、焼成を行なった。ｐ型シリコン基板２６は裏面側を凹にしてアルミニウム電極の厚い部分が反り、特定の１辺は曲面形状になった。焼成後のアルミニウム層の厚みは、ｐ型シリコン基板２６の特定の１辺の周縁部で約７０μｍであり、その他は、約４０μｍであった。

実施例１と同様に太陽電池セルの反り量を測定した。図７（ｃ）のように、作製した太陽電池セル５２の２０枚の反り量を測定した結果、反り量Ｗｂは、５ｍｍ〜１５ｍｍであった。

図８は、太陽電池セルのさらに他の実施例を示す図である。ｐ型シリコン基板２７の中央部のアルミニウム電極を、他の部分よりを厚くした場合の実施例である。

図８（ａ）は、ｐ型シリコン基板２７の中央部を他の部分よりアルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を厚くする。すなわち、ｐ型シリコン基板２７の相対する２辺の周縁部のアルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を、他の部分より薄くしたものである。図はｐ型シリコン基板２７の裏面側から見た模式図である。３１、３２は、図６（ａ）と同様である。

図８（ｂ）は、図８（ａ）に示したアルミニウム導電性ペーストを塗布したｐ型シリコン基板２７を、乾燥、焼成した後のｐ型シリコン基板２７の裏面側を見た模式的な斜視図である。ｐ型シリコン基板２７の裏面には、アルミニウム電極３３、３４が形成されている。なお、図８（ｂ）において、ｐ型シリコン基板２７の周縁部のアルミニウム電極が形成されていな領域は、省略してある。アルミニウム導電性ペースト塗布膜厚を、ｐ型シリコン基板２７の中央部で厚くしたので、ｐ型シリコン基板２７は裏面側を凹にしてアルミニウム電極の厚い部分が反り、図に示すようにｐ型シリコン基板２７全体が、裏面側が凹になる曲面形状になる。ここで、太陽電池セルの断面を見て曲線を含む辺に対し、垂直方向に、メイン電極７、および裏面銀電極８の長手方向を形成する。図８（ｂ）に示したＸ、Ｙ方向で表すなら、Ｘ方向にメイン電極７、および裏面銀電極８の長手方向を形成する。

以下に太陽電池セルの製造方法を示す。なお、工程は、実施例１と同様、アルミニウム電極、裏面電界層を形成する図４のＳ５工程をのみを示す。ｐ型シリコン基板２７の裏面に、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲でアルミニウム導電性ペースト印刷し、さらに、中央部の４０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲にアルミニウム導電性ペーストを印刷後、乾燥、焼成を行なった。ｐ型シリコン基板２７は裏面側を凹にしてアルミニウム電極の厚い部分が反り、ｐ型シリコン基板２７全体が、裏面側が凹になる曲面形状になる。焼成後のアルミニウム層の厚みは、ｐ型シリコン基板２７の中央部で約７０μｍであり、その他は、約４０μｍであった。

実施例１と同様に太陽電池セルの反り量を測定した。図８（ｃ）のように、作製した太陽電池セル５３の２０枚の反り量を測定した結果、反り量Ｗｃは、５ｍｍ〜１５ｍｍであった。なお、太陽電池セル５３の場合、図８（ｂ）に示すように、Ｙ方向である、太陽電池セルの断面を見て曲線を含む辺は、全体が曲面になっているので、太陽電池セル５３の反り量Ｗｃの測定は、図８（ｃ）に示すように、太陽電池セル５３の片方を押さえ測定した。

図９は、曲面形状を有する太陽電池モジュールの実施例を示す図である。９１は、曲面形状を有する太陽電池モジュールの断面図であり、太陽電池モジュール９１の曲面形状に沿った基材である透明基板のガラス７７を受光面側に備え、太陽電池セルは実施例１の太陽電池セル５１である。８６はバックシート、８７はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）である。なお、図９では、インターコネクタを省略している。

まず、太陽電池ストリング作製工程において、複数の太陽電池セル５１を互いにインターコネクタで電気接続して太陽電池ストリングを作製した。

太陽電池ストリング作製時、各々太陽電池セル５１の曲面形状に合わせた屈曲した台を使用してインターコネクタを接続したので、インターコネクタ接続時の太陽電池セル割れを抑制することができた。なお、太陽電池ストリングは、いずれも各々の太陽電池セルの反り方向を揃えて作製した。

次に、ラミネート工程において、封止材となるＥＶＡフィルムで太陽電池ストリングを挟み、それを、曲面形状を有するガラス７７とフレキシブル性を有するバックシート８６との間に挟む。その後、加熱することで、ＥＶＡフィルムが硬化し、太陽電池モジュールが作製される。この際、各々の太陽電池セルは、太陽電池セルの裏面側を凹にして反っているので、太陽電池セルの受光面側が、基材であるガラス７７の凹側になるように、太陽電池ストリングを設置する。すなわち、基材であるガラス７７の曲面形状の凹凸方向と太陽電池セルの曲面形状の凹凸方向とを同じにして、反り方向を揃えて、ガラス７７に、太陽電池ストリングを設置した。

本実施例では、実施例３の太陽電池セル５３を用いて、実施例４の太陽電池モジュール９１と同じ曲面形状を有する太陽電池モジュールを作製した。実施例４と同様に、太陽電池ストリング作製時、太陽電池セルの曲面形状に合わせた屈曲した台を使用してインターコネクタを接続した。

ここで、実施例４の太陽電池モジュール、実施例５の太陽電池モジュールを作製する際のラミネート工程における、各々の太陽電池セルの割れ率を見た。また、同じ曲面形状を有するガラス７７、フラット形状の太陽電池セルを用いて作製した場合の太陽電池モジュールを比較例１とした。表１に結果を示す。なお、表１の値は、比較例１の太陽電池モジュール作製時、ラミネート工程における太陽電池セルの割れ率を１とした場合の、実施例４、５のラミネート工程における太陽電池セルの割れ率である。

表１の結果から、比較例１の太陽電池モジュールを作製した場合の太陽電池セル割れ率を１とした場合、実施例４の場合の太陽電池セル割れ率は、０．１、実施例５の場合の太陽電池セル割れ率は、０．０５であった。

これから、太陽電池セルを曲面形状にして、太陽電池モジュールに沿った曲面形状を有するガラスと曲面の方向を揃える、すなわち、ガラスの曲面形状の凹凸方向と太陽電池セルの曲面形状の凹凸方向とを同じにすることで、太陽電池セルの割れを抑制することができた。

次に、曲面形状を有する太陽電池モジュールの他の実施例を示す。実施例４、５と異なり、太陽電池モジュールの両サイドが曲面形状を有する太陽電池モジュール９２を作製した。

図１０は、太陽電池モジュール９２の断面図である。太陽電池モジュール９２の両サイドの曲面形状に対応する箇所には、実施例２の太陽電池セル５２が配置されるように設置し、その他は、フラット形状である太陽電池セル５４が配置されるように設置して、複数の太陽電池セルを互いにインターコネクタで電気接続して太陽電池ストリングを作製した。ここで、基材は、太陽電池モジュール９２の曲面形状に沿った透明基板であるガラス７８を用いた。なお、図１０では、インターコネクタを省略している。実施例４と同様に、太陽電池ストリング作製時、太陽電池セルの曲面形状に合わせた屈曲した台を使用してインターコネクタを接続した。

次に、ラミネート工程において、封止材となるＥＶＡフィルムで太陽電池ストリングを挟み、それを、ガラス７８と、フレキシブル性を有するバックシート８６との間に挟む。その後、加熱することで、ＥＶＡフィルムが硬化し、太陽電池モジュールが作製される。この際、太陽電池セル５２は、太陽電池セル５２の裏面側を凹にして一辺が反っているので、太陽電池セル５２の受光面の一辺が凸となる箇所を、基材であるガラス７８の凹側となる箇所に持ってくるように、太陽電池ストリングを設置する。すなわち、ガラス７８の曲面形状を有している箇所に配置して設置する太陽電池セル５２は、ガラス７８の曲面形状の凹凸方向と太陽電池セル５２の曲面形状の凹凸方向とを同じにして、曲面の方向を揃えた。

ここで、実施例６の太陽電池モジュール９２を作製する際のラミネート工程における、太陽電池セルの割れ率を見た。また、同じ曲面形状を有するガラス７８で、すべての太陽電池セルをフラット形状の太陽電池セルとして作製した場合の太陽電池モジュールを比較例２とした。表２に結果を示す。なお、表２の値は、比較例２の太陽電池モジュール作製時のラミネート工程における太陽電池セルの割れ率を１とした場合の、太陽電池モジュール９２作製時のラミネート工程における太陽電池セルの割れ率である。

表２の結果から、比較例２の太陽電池モジュールを作製した場合の太陽電池セル割れ率を１とした場合、実施例６の場合の太陽電池セル割れ率は、０．０２であった。

これから、太陽電池セルを曲面形状にして、太陽電池モジュールに沿った曲面形状を有するガラスと曲面の方向を揃える、すなわち、ガラスの曲面形状の凹凸方向と太陽電池セルの曲面形状の凹凸方向とを同じにすることで、太陽電池セルの割れを抑制することができた。

次に、フラット形状の太陽電池モジュールの実施例を示す。

図１１は、フラット形状の太陽電池モジュール、および、その比較例の断面図である。（ａ）は、曲面形状の太陽電池セルを用いたフラット形状の太陽電池モジュール９６であり、（ｂ）は、比較例３として作製したフラット形状の太陽電池セルを用いたフラット形状の太陽電池モジュール９７である。７９は、基材としてフラット形状を有する透明基板であるガラス、８６はバックシート、８７はＥＶＡである。なお、図１１では、インターコネクタを省略している。

図１１（ａ）に示す太陽電池モジュール９６は、フラット形状を有するガラス７９を用い、曲面形状を有する太陽電池５３を接続した太陽電池ストリングを用いて、作製した。太陽電池ストリングの形成は、実施例５に示した内容と同様であり、ラミネート工程では、封止材となるＥＶＡフィルムで太陽電池ストリングを挟み、それを、ガラス７９とバックシートとの間に挟む。その後、加熱することで、ＥＶＡフィルムを硬化させ、太陽電池モジュール９６を作製した。

図１１（ｂ）に示す比較例３としての太陽電池モジュール９７は、フラット形状を有するガラス７９を用い、フラット形状の太陽電池セル５４を用いて、作製した。この場合、ラミネート工程では、封止材となる、ＥＶＡフィルムで、太陽電池セル５４を接続した太陽電池ストリングを挟み、それを、フラット形状を有するガラス７９とバックシートとの間に挟む。その後、加熱することで、ＥＶＡフィルムを硬化させ、太陽電池モジュール９７を作製した。

同じ枚数の太陽電池セルを用いて太陽電池モジュール９６、９７を作製したところ、太陽電池モジュール９６のサイドのうち、太陽電池セルの断面を見て曲線を含む辺が並んでいるサイドの幅Ｌ１は、太陽電池モジュール９７の幅Ｌ２に比べて小さくなった。曲面形状を有する太陽電池５１を接続した太陽電池ストリングを用いて、フラット形状の太陽電池モジュールを作製した場合も、同様であった。これから、同じ枚数の太陽電池セルを用いてフラット形状の太陽電池モジュールを作製する場合、曲面形状を有する太陽電池セルを用いれば、太陽電池モジュールを小さくすることができる。

上記実施例４、５、６において、太陽電池セルのサイズが大きくなると、太陽電池セルの曲面形状の曲率が大きくなるので、より曲率の大きな太陽電池モジュールを作製することができる。また、上記実施例７において、太陽電池セルのサイズが大きくなると、太陽電池セルの曲面形状の曲率が大きくなるので、太陽電池モジュールを作製する場合、同じサイズのフラット形状の太陽電池セルを使用した場合に対し、より小さな太陽電池モジュールを作製することができる。

今回、受光面電極と裏面電極との両方にインターコネクタが接続される太陽電池セルについて記載したが、本発明の太陽電池セルの構造以外に、ＭＷＴ（Ｍｅｔａｌ Ｗｒａｐ Ｔｈｒｏｕｇｈ）型（半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池）太陽電池セルで、裏面にアルミニウム電極が形成されたものでも同様の結果が得られた。

１ 太陽電池セル、２ ｐ型シリコン基板、３ ｎ型半導体層、４ 反射防止膜、５ 裏面電界層、６ アルミニウム電極、７ メイン電極、８ 裏面銀電極、９ サブ電極、１０ 受光面銀電極、２１ 太陽電池セル、２２ 太陽電池セル、２３ メイン電極、２４ 裏面銀電極、２５ ｐ型シリコン基板、２６ ｐ型シリコン基板、２７ ｐ型シリコン基板、３１ アルミニウム導電性ペースト塗布膜、３２ アルミニウム導電性ペースト塗布膜、３３ アルミニウム電極、３４ アルミニウム電極、４１ 定盤、５１ 太陽電池セル、５２ 太陽電池セル、５３ 太陽電池セル、５４ 太陽電池セル、７７ ガラス、７８ ガラス、７９ ガラス、８６ バックシート、８７ ＥＶＡ、９１ 太陽電池モジュール、９２ 太陽電池モジュール、９６ 太陽電池モジュール、９７ 太陽電池モジュール、１０１ 太陽電池セル、１０２ ｐ型シリコン基板、１０３ ｎ型半導体層、１０４ 反射防止膜、１０５ 裏面電界層、１０６ アルミニウム電極、１０７ 受光面電極。

Claims (8)

1. 曲面形状を有する基材と、
   曲面形状を有する太陽電池セルと、
   前記太陽電池セルを封止して固定する封止材とを有し、
   前記基材の曲面形状と前記太陽電池セルの曲面形状との曲面の方向を同じにして、封止されている太陽電池モジュール。
2. 前記太陽電池セルの曲面形状は、前記太陽電池セル面内の電極の厚みを異ならせて形成されたものである請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記太陽電池セルは、ｐｎ接合を有するシリコン基板を有し、
   前記電極は、前記シリコン基板の裏面に形成された電極であり、
   前記電極の厚みは、特定の周縁部と他の部分とで異なる請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記特定の周縁部は、前記シリコン基板の向かい合う２辺の周縁部であって、該特定の周縁部の電極の厚みは、他の部分の電極の厚みより厚い請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記特定の周縁部は、前記シリコン基板の向かい合う２辺の周縁部であって、該特定の周縁部の電極の厚みは、他の部分の電極の厚みより薄い請求項３に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記特定の周縁部は、前記シリコン基板の１辺の周縁部であって、該特定の周縁部の電極の厚みは、他の部分の電極の厚みより厚い請求項３に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記電極は、アルミニウム電極である請求項２〜６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記基材は、受光面側にある請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。