JP2012142319A

JP2012142319A - 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

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Publication number: JP2012142319A
Application number: JP2010291914A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Komai; 貴之駒井; Tomoji Emoto; 智史江本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP5728939B2

Abstract

【課題】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ぎ、且つ、衝撃を緩和することのできる太陽電池用集電シートを提供する。
【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、金属からなる配線部２２が形成されていて、樹脂基材２１及び配線部２２上に少なくとも封止材層２３２を含んで積層される絶縁緩衝層２３が形成されていて、樹脂基材２１及び配線部２２上の絶縁緩衝層２３には、絶縁緩衝層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２２とを導通するために配線部２２が露出する導通凹部２４が形成されていて、導通凹部２４には導電性材料２５が充填されている。
【選択図】図６

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、配線部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）。

太陽電池用集電シートは、樹脂シート等の基材と基材上に積層された金属箔等の配線部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、配線部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配線部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。

そのような短絡は、太陽電池用集電シートの樹脂基材及び配線部上に絶縁層を形成することにより防ぐことができる。樹脂基材及び配線部上に絶縁性接着剤による絶縁層を形成した太陽電池用集電シートが開示されている（特許文献２を参照）。

近年、コスト低減の必要性から太陽電池素子の薄型化が進められているが、外部からの僅かな衝撃によって、太陽電池素子が割れたり、太陽電池素子と太陽電池用集電シート上の配線部との接合部において接触不良を起こす場合がある。バックコンタクト型の太陽電池素子と接合して太陽電池モジュールを形成する太陽電池用集電シートに絶縁層は必須であるが、絶縁層には、外部からの衝撃を緩和する効果を求めることはできない。

このように太陽電池用集電シートには、絶縁と衝撃緩和の両方の機能が求められるが、そのような課題を解決するための手段は、太陽電池用集電シートの最も重要な機能である太陽電池素子より電気を取り出す機能を阻害するものであってはならず、そのような集電機能を更に確実に発揮させうるものであることが好ましい。

特開２００７−０８１２３７号公報特開２０１０−１５７５５３号公報

このため、バックコンタクト型の太陽電池素子と接合した際に、非受光面側素子と、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ぎ、且つ、太陽電池素子に対する外部からの衝撃を充分に緩和し、且つ、より確実に電気を取り出すことの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、バックコンタクト型の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、上述した短絡の防止と衝撃の緩和という両課題を解決しつつ、確実に電気を取り出すことのでき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、太陽電池用集電シートの樹脂基材及び配線部上に、導通凹部を有し、少なくとも封止材層を含んで積層される絶縁緩衝層を形成することで、上述した短絡を防止し、且つ、衝撃を緩和しながら、太陽電池素子から電気を取り出すことができることを見出した。

更に、そのような絶縁緩衝層を備えた太陽電池用集電シートにおいて、太陽電池モジュールとしての一体化の工程に先駆け、太陽電池用集電シートの製造工程の過程において、その導通凹部に導電性材料をあらかじめ充填しておくことにより、太陽電池素子と太陽電池用集電シート上の配線部との間の導通を簡易に確保でき、より確実に電気を取り出すことのできることを見出し、本発明を完成するに至った。

（１）本発明は、樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と、前記樹脂基材及び前記配線部上に、少なくとも封止材層を含んで積層される絶縁緩衝層と、を備え、前記絶縁緩衝層には、当該絶縁緩衝層を介して、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おり、当該導通凹部には導電性材料が充填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、前記絶縁緩衝層は、前記樹脂基材及び前記配線部上に形成され硬化性樹脂からなる絶縁層と、該絶縁層上に形成される封止材層である（１）記載の太陽電池用集電シートである。

（３）また本発明は、（１）又は（２）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からなる配線部を形成する工程と、前記樹脂基材及び前記配線部上に、前記導通凹部を有する前記絶縁緩衝層を形成する工程と、該絶縁緩衝層の形成後に、前記導通凹部に導電性材料を充填する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法である。

（４）また本発明は、（１）又は（２）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からなる配線部を形成する工程と、前記配線部上の前記導通凹部が形成される位置に、あらかじめ前記導電性材料からなるバンプ部を形成する工程と、該バンプ部形成後に、封止材を溶融押し出しすることにより前記絶縁緩衝層を形成する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法である。

本発明によれば、バックコンタクト型の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非受光面側素子と、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ぎながら、外部からの衝撃も緩和し、確実に電気を取り出すことのでき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。太陽電池用集電シートの第１の製造方法のプロセスを模式的に表した図である。太陽電池用集電シートの第２の製造方法のプロセスを模式的に表した図である。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。

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、電極４とを備える。電極４は、非受光面側のスルーホール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とからなる。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。

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。

次に、図３及び図４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。

＜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、図３に示す通りバックコンタクト型の太陽電池素子１の裏面に接合されて太陽電池モジュールを形成する。また、図４に示す通り、太陽電池用集電シート２は、樹脂基材２１と、配線部２２と、絶縁層２３１と封止材層２３２とからなる絶縁緩衝層２３と、絶縁緩衝層２３の一部に形成された導通凹部２４と、導電性材料２５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２２が形成されている。そして、樹脂基材２１及び配線部２２を覆って絶縁層２３１が形成され、絶縁層２３１の上面に封止材層２３２が形成されている。また封止材層２３２の上部表面から、絶縁層２３１を通じて、配線部２２の上部表面まで貫通する導通凹部２４が形成されており、導通凹部２４内には、導電性材料２５が充填されている。

［樹脂基材］
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。

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。

［配線部］
配線部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。配線部２２は、例えば銅等の金属箔からなる層である。

配線部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。配線部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。

［絶縁緩衝層］
絶縁緩衝層２３は、太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１及び配線部２２上に、導通凹部２４が占める場所を除いて形成される。絶縁緩衝層２３は絶縁層２３１の上に封止材層２３２が積層されて形成される。

絶縁層２３１は、樹脂基材２１及び配線部２２上に、導通凹部２４が占める場所を除いて形成される。また、絶縁層２３１は非受光面側素子と第１電極４１に対応する配線部２２との間の短絡を防止するために、高い絶縁レベルが要求されるが、本実施形態においては、絶縁層２３１を形成するために、熱硬化型絶縁インキ又は紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることができる。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。

封止材層２３２を備えない従来の太陽電池用集電シートにおいては、上記の短絡を防ぐために、絶縁層には、超絶縁計（日置電機株式会社製：型番ＳＭ−８２１５）を用いて、ＪＩＳＣ６４８１で測定した体積抵抗値が１０^７Ω以上、好ましくは１０^１１Ω以上であることが求められていた。しかし、本実施形態においては、絶縁層２３１と封止材層２３２とを一体とし、絶縁緩衝層２３として抵抗値を計測した場合の抵抗値が、上記体積抵抗値の条件を満たせば、上記の短絡を防ぐことができる。

そのため、本実施形態においては、絶縁層２３１を形成するための絶縁剤として、従来から広く用いられている絶縁性の極めて高いエポキシ−フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキに替えて、コート剤として紫外線硬化型絶縁剤を好適に用いることができる。紫外線硬化型絶縁コート剤は、単独で絶縁層を形成した場合の絶縁性において、熱硬化性絶縁インキに劣る。しかし、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いた絶縁層２３１であっても、その上に封止材層２３２を積層して絶縁緩衝層２３とする構成にすることで、充分な絶縁性を得ることが可能となっている。

絶縁層２３１の厚さは５μｍ以上〜２５μｍ以下が好ましい。５μｍ未満であると、封止材層２３２を積層したとしても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。

封止材層２３２は、絶縁層２３１上に導通凹部２４が占める場所を除いて形成される。なお、本発明における封止材層２３２は充填材とも呼ばれ、太陽電池モジュール内において、太陽電池素子の位置を固定し、また外部からの衝撃を緩和するために配置される充填材からなる層のことをいう。

封止材層２３２を形成する封止材としては、従来公知の太陽電池モジュールに用いられる封止材が適用可能であり、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等のオレフィン系封止材等を用いることができる。

これらの封止材からなる封止材層２３２は、いずれも、その従来公知の特性である衝撃緩和特性によって、外部からの衝撃を充分に緩和することができる。

そのような効果に加えて、本実施例における封止材層２３２は、絶縁層２３１と積層されて絶縁緩衝層２３を形成することによって、絶縁層２３１が単独で配置された場合と比較して、絶縁緩衝層２３全体としては、より高い絶縁性を発揮するという従来の太陽電池用集電シートにおける封止材には要求されていなかった新しい効果をもたらすことができる。

封止材層２３２の厚さは１００μｍ以上〜６００μｍ以下が好ましい。１００μｍ未満であると、充分に衝撃を緩和することができず、また絶縁性を高める効果も不十分となるので好ましくなく、６００μｍ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。

［導通凹部］
導通凹部２４は、絶縁層２３１の未形成部によってできる凹部と、その上の封止材層２３２に形成される孔部とが連通することによって形成されている。また、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、封止材層２３２の上面部から配線部２２の上面まで貫通する孔である。一方、第２導通凹部２４２は同じく封止材層２３２の上面部から配線部２２の上面まで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。

［導電性材料］
導電性材料２５は、第１導通凹部２４１と第２導通凹部２４２からなる導通凹部２４の空間部分に充填されている。これにより、導通凹部２４は、配線部２２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を通じて導通凹部２４と配線部２２とが導通する。より具体的には図４において、配線部２２と第１電極４１に接続される第１導通凹部２４１と、配線部２２と第１電極４１とは異なる極性を有する第２電極４２に接続される第２導通凹部２４２とが、それぞれ導電性材料２５によって別個に導通される。

導電性材料２５には、ハンダを好適に用いることができる。後述する製造方法１によって太陽電池用集電シート２を製造する場合は、ハンダの成分は特に限定されない。後述する製造方法２によって太陽電池用集電シート２を製造する場合は、導電性の合金成分と、樹脂成分と、からなる、ペースト状の合金／樹脂複合系ハンダを用いることができる。合金成分の一例としては、錫、ビスマス等、融点が１５０℃〜１６０℃のものが好ましい。また樹脂成分としてはエポキシ樹脂が好ましい。

本発明の太陽電池用集電シート２においては、太陽電池用集電シート２の製造時において、導通凹部２４の空間部分に、ハンダ等の導電性材料２５が充填されていることが特徴となっている。太陽電池用集電シートの製造後に、太陽電池素子と一体化する太陽電池モジュール製造工程の中で、この導電性材料２５を導通凹部に充填することも可能ではあるが、あらかじめ、導電性材料２５を充填しておくことで、太陽電池モジュール製造工程を簡易化することができ、また、太陽電池モジュール形成時のハンダ加工のミスによる接触不良等の発生を低減できるという効果がある。

［太陽電池用集電シートの他の実施形態］
なお、本発明の太陽電池用集電シート２の他の実施形態として、封止材層２３２のみにより、単層の絶縁緩衝層２３を形成することも可能である。ＥＶＡ及びオレフィン系樹脂は、衝撃緩和性に加えて一定の絶縁性も有する。そのため、これらの材料を用いた封止材層２３２の体積抵抗値が１０^７Ω以上、好ましくは１０^１１Ω以上という条件を満たすことにより、封止材層２３２のみによる単層の絶縁緩衝層２３であっても、上記短絡を防ぐことができる。

絶縁緩衝層２３を、このように封止材層２３２のみで形成することにより、樹脂基材２１及び配線部２２上に絶縁層２３１形成する工程は不要となり、生産工程における材料、工程が少なくて済み、生産性の向上に寄与することができる。

＜太陽電池用集電シートの第１の製造方法＞

図５を参照しながら、本実施態様の太陽電池用集電シート２の第１の製造方法について説明する。第１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上に配線部２２が形成される（図５（ａ）参照）。更に配線部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、樹脂基材２１及び配線部２２上に絶縁層２３１が形成される（図５（ｂ）参照）。そして、絶縁層２３１の上に封止材積層工程を施すことにより、絶縁層２３１上に封止材層２３２が形成される（図５（ｃ）参照）。その後に、導電性材料充填工程を施すことにより、導通凹部２４に、導電性材料２５が充填されて（図５（ｄ）参照）、太陽電池用集電シート２が製造される（図５（ｅ）参照）。以下、第１の製造方法における各工程の詳細について説明する。

［エッチング工程］
エッチング工程は、所望の配線部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）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２２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２２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２２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２２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、紫外線硬化型絶縁コート剤又は熱硬化型絶縁コート剤を用いる方法によって行うことができる。紫外線硬化型絶縁コート剤を用いる場合には、紫外線硬化型絶縁コート剤を樹脂基材２１及び配線部２２のうち導通凹部２４を除いた部分を覆ってスクリーン印刷により塗布した後、これを紫外線の照射により硬化させることにより絶縁コーティングを行う。この場合には、アクリル系等の紫外線硬化型絶縁コート剤を好適に用いることができる。

また、絶縁コーティングは、エポキシ−フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキ等他の従来公知の絶縁剤を用いる方法によっても行うことができる。

なお、絶縁コーティング工程は本発明において必須の工程ではない。封止材層２３２のみで絶縁緩衝層２３を形成する場合は、この絶縁コーティング工程は行われずに、樹脂基材２１及び配線部２２の上に直接、後述する封止材積層工程が施される。

［封止材積層工程］
封止材層２３２の形成方法は特に限定されないが、例えば、封止材をシート状に形成後、導通凹部２４を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層２３１によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように積層することで配線部２２上に貫通する導通凹部２４を形成できる。

なお、上記した通り、封止材層２３２のみで絶縁緩衝層２３を形成する場合は、シート状の封止材を樹脂基材２１及び配線部２２上に積層した段階では、厳密には樹脂基材２１上の配線部２２上以外の部分には封止材層２３２は形成されない場合もある。しかし、後述する太陽電池モジュールの製造工程における真空熱ラミネート加工の過程において、加工に係る熱により、軟化した封止材が樹脂基材２１上の配線部２２上以外の部分にも流れ込み、該部分にも封止材層２３２が形成されることとなる。

［導電性材料充填工程］
導電性材料２５の充填は、絶縁コーティング工程及び封止材積層工程によって形成された導通凹部２４に、熔融したハンダ等の導電性材料２５をディスペンサーによって分注していくことにより行う。熔融された導電性材料２５を導通凹部２４中に貯留させてゆき、導電性材料２５の上面が絶縁緩衝層２３の上面に達するまで分注を行うことにより、導通凹部２４の導通を確保することができる。

＜太陽電池用集電シートの第２の製造方法＞

図６を参照しながら、本実施態様の太陽電池用集電シート２の製造方法について説明する。第２の製造方法では、上述の第１の製造方法と同じ工程により、樹脂基材２１上に、配線部２２、絶縁層２３１が形成され（図６（ａ）（ｂ）参照）、その後、導電性材料２５によるバンプ形成工程が施されることにより、配線部２２上の導通凹部２４が形成される位置に導電性材料２５からなるバンプ部が形成される（図６（ｃ）参照）。更に該バンプ部形成後に、封止材熔融押出工程を施し、絶縁層２３１上に封止材を熔融押し出しすることにより絶縁緩衝層２３が形成され（図６（ｄ）参照）、太陽電池用集電シート２が製造される。以下、第２の製造方法における、各工程について説明するが、エッチング工程、剥離工程、絶縁コーティングまでの各工程については、第１の製造方法と同じ方法となるので、詳細な説明を省略し、導電性材料２５によるバンプ部形成工程、及び封止材熔融押出工程について詳細を説明する。

［エッチング工程、剥離工程、絶縁コーティング工程］
エッチング工程、剥離工程、絶縁コーティング工程までは、第１の製造方法と同じ方法、順序で行う。なお、第１の製造方法の場合と同じく、絶縁コーティング工程は必須の工程ではない。

［導電性材料によるバンプ部形成工程］
次に、配線部２２上の導通凹部２４が形成される位置に導電性材料２５をスクリーン印刷で塗布する。バンプ部を形成するための導電性材料２５としては、上述した通り、導電性の合金成分と、樹脂成分と、からなるペースト状の合金／樹脂複合系ハンダを用いることができる。合金成分の一例としては、錫、ビスマス等、融点が１５０℃以上のものが好ましく、また樹脂成分としてはエポキシ樹脂が好ましい。また、当該バンプ部の高さは最終的に形成される絶縁緩衝層２３の厚さと同じ高さを少なくとも要する。その高さを得るために、必要な場合は、スクリーン印刷を重ねて行う。絶縁緩衝層２３の厚さと少なくとも同じだけの高さをもつ導電性材料２５からなるバンプ部を導通凹部２４内に形成することにより導通凹部２４の導通を確保することができる。

［封止材熔融押出工程］
導電性材料２５からなるバンプ部を形成した後、１００℃前後の温度で熔融したＥＶＡ等の封止材を押出成形機によって絶縁層２３１上に流し込むことにより、絶縁層２３１上に、導電性材料２５からなるバンプ部が形成された場所を除いて、封止材層２３２が形成される。この際、導電性材料２５として融点が１５０℃以上のハンダを用いてバンプ部を形成しておくことにより、封止材の熱によるバンプ部の熔融変形を回避できる。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に、図７を参照しながら、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７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。

太陽電池素子１側は、図７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７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、１６０℃〜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。

この一体化の工程において、融点が１５０℃以上１６０℃以下であるハンダからなる導電性材料２５は熔融し、太陽電池素子１の第１電極４１、第２電極４２と接合される。

また、この一体化の工程において、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、変形の問題が生じない。

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２２に伝導される。また、非受光面側素子で発生した電気は、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２２に伝導可能となる。

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に対応する配線との間を絶縁することができ、且つ、外部からの太陽電池素子１等への衝撃を緩和することのできる絶縁緩衝層２３、及び導電性材料２５が充填された導通凹部２４を備えている。よって、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、短絡を防ぎ、外部からの衝撃を緩和しながら、確実に電気を取り出すことができる。

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配線部
２３絶縁緩衝層
２３１絶縁層
２３２封止材層
２４導通凹部
２５導電性材料
３太陽電池素子と太陽電池用集電シートとの接合部材
４電極
４１第１電極
４２第２電極

Claims

樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と、
前記樹脂基材及び前記配線部上に、少なくとも封止材層を含んで積層される絶縁緩衝層と、を備え、
前記絶縁緩衝層には、当該絶縁緩衝層を介して、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おり、
当該導通凹部には導電性材料が充填されていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
前記絶縁緩衝層は、前記樹脂基材及び前記配線部上に形成され硬化性樹脂からなる絶縁層と、該絶縁層上に形成される封止材層である請求項１記載の太陽電池用集電シート。
請求項１又は２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からなる配線部を形成する工程と、
前記樹脂基材及び前記配線部上に、前記導通凹部を有する前記絶縁緩衝層を形成する工程と、
該絶縁緩衝層の形成後に、前記導通凹部に導電性材料を充填する工程と、
を備える太陽電池用集電シートの製造方法。
請求項１又は２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からなる配線部を形成する工程と、
前記配線部上の前記導通凹部が形成される位置に、あらかじめ前記導電性材料からなるバンプ部を形成する工程と、
該バンプ部形成後に、封止材を溶融押し出しすることにより前記絶縁緩衝層を形成する工程と、
を備える太陽電池用集電シートの製造方法。