JP2013123009A - 太陽電池セル、太陽電池セルの出力測定方法、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
太陽電池セル、太陽電池セルの出力測定方法、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】測定治具を用いることなく太陽電池セルの出力特性の測定を正確に行う。
【解決手段】受光面上に互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極１２と、受光面の外側縁に沿って設けられ、複数のフィンガー電極１２と接続された外周電極１５と、外周電極１５と接続され、出力特性を測定する測定機器１９，２０と接続されるパット１６とを備えた。
【選択図】図３
【解決手段】受光面上に互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極１２と、受光面の外側縁に沿って設けられ、複数のフィンガー電極１２と接続された外周電極１５と、外周電極１５と接続され、出力特性を測定する測定機器１９，２０と接続されるパット１６とを備えた。
【選択図】図３
Description
本発明は、太陽電池セルの出力特性を測定する測定方法に関し、太陽電池セルの出力特性の測定に適した構成を有する太陽電池セル、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。
従来、太陽電池セルの電気的な出力特性の測定を行う測定治具としては、一般に太陽電池セルのバスバー電極に接触されるプローブピンを複数備えた測定治具が用いられている。この種の測定治具は、太陽電池セルに流れる電流を測定する電流測定用プローブピンと、太陽電池セルに発生する電圧を測定する電圧測定用プローブピンを有する。
太陽電池セルの出力特性の測定は、例えば、図１２及び図１３に示すように、これら電流測定用プローブピン５０及び電圧測定用プローブピン５１を、測定対象となる太陽電池セル５３のバスバー電極５４上に接触し、太陽電池セル５３の受光面に疑似太陽光を照射しながら、太陽電池セル５３に流れる電流及び太陽電池セル５３に発生する電圧を測定するいわゆる４端子法によって行われる。
ここで、近年、太陽電池セルの製造工数を削減すると共に、Ａｇペースト等の電極材料の使用量を削減し製造コストの低コスト化を図るために、バスバー電極を設けることなく、導電性接着フィルムを介してフィンガー電極と交差するように直接インターコネクタとなるタブ線を接続させる工法が提案されている。かかるバスバーレス構造の太陽電池セルにおいても、集電効率はバスバー電極を形成した太陽電池セルと同等以上となる。
このようなバスバーレス構造の太陽電池セル５５に対して出力特性を測定する場合、プローブピン５６を直接フィンガー電極５７に接触させる必要がある。しかし、図１４に示すように、プローブピン５６の立設間隔とフィンガー電極５７が形成される間隔とは一致しないことも多く、この場合、全てのフィンガー電極５７に対して導通をとることができず、計測の対象から外れるフィンガー電極５７が発生し、正確な出力特性を測定することができなくなる。
このような問題を解決するために、プローブピンを用いるのではなく、矩形板状のバー電極を測定端子に用い、全フィンガー電極と交叉するように太陽電池セルの受光面に配置する測定手法も提案されている。
しかし、バー電極による測定手法においては、各フィンガー電極にバー電極の当接面を均一に当接させる必要があるが、バー電極の当接面の平面度を高精度に形成することや、バー電極の太陽電池セルに対する水平度の調整が困難となる。さらに、フィンガー電極の高さは太陽電池セルの面内において不均一である場合、全てのフィンガー電極にバー電極を充分な圧力で当接させることは難しい。
このように、バスバーレス構造の太陽電池セルの出力を測定するために、測定治具の改良による対処では課題も多く、また開発にも相当のコスト、時間を要する。本発明は、かかる課題を踏まえ、バスバー電極を備える太陽電池セルのみならず、バスバーレス構造の太陽電池セルに対しても出力特性の測定を正確に行うことができる太陽電池セル及び太陽電池セルの出力測定方法を提供すること目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係る太陽電池セルは、受光面上に互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、出力特性を測定する測定機器と接続されるパットとを備えたものである。
また、本発明に係る太陽電池セルの出力測定方法は、受光面上に互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、出力特性を測定するパットとを備えた太陽電池セルの上記パットに、上記太陽電池セルの出力特性を測定する測定機器と接続された端子を接続し、上記受光面に所定の光線を照射して上記太陽電池セルの出力特性を測定するものである。
また、本発明に係る太陽電池セルの製造方法は、受光面上に導電性ペースト塗布することにより、互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、太陽電池セルの出力特性を測定する測定機器と接続されるパットとを形成するものである。
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、受光面上に導電性ペースト塗布することにより、互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、太陽電池セルの出力特性を測定する測定機器と接続されるパットとが設けられた太陽電池セルを形成し、上記太陽電池セルに、接着剤を介してタブ線を接続することにより、上記タブ線を介して複数の上記太陽電池セルを接続し、上記タブ線によって接続された複数の上記太陽電池セルを、封止樹脂を介して表面カバー及びバックシートによってラミネートするものである。
本発明によれば、受光面に設けられたパットに、測定機器と接続された端子を接続することにより行う。したがって、バスバーレス構造の太陽電池セルにおいても、測定治具とフィンガー電極との接続不良による測定不良といった問題が生じることが無く、正確に出力特性の測定を行うことができる。
以下、本発明が適用された太陽電池セル、太陽電池セルの出力測定方法、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみ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内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［太陽電池モジュール］
本発明が適用された太陽電池モジュール１は、図１〜図４に示すように、複数の太陽電池セル２がインターコネクタとなるタブ線３によって直列に接続されたストリングス４を有し、このストリングス４を複数配列したマトリクス５を備える。そして、太陽電池モジュール１は、このマトリクス５が封止接着剤のシート６で挟まれ、受光面側に設けられた表面カバー７及び裏面側に設けられたバックシート８とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられることにより形成される。
本発明が適用された太陽電池モジュール１は、図１〜図４に示すように、複数の太陽電池セル２がインターコネクタとなるタブ線３によって直列に接続されたストリングス４を有し、このストリングス４を複数配列したマトリクス５を備える。そして、太陽電池モジュール１は、このマトリクス５が封止接着剤のシート６で挟まれ、受光面側に設けられた表面カバー７及び裏面側に設けられたバックシート８とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられることにより形成される。
封止接着剤としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）等の透光性封止材が用いられる。また、表面カバー７としては、例えば、ガラスや透光性プラスチック等の透光性の材料が用いられる。また、バックシート８としては、ガラスや、アルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体等が用いられる。
［太陽電池セル］
太陽電池モジュール１の各太陽電池セル２は、光電変換素子１０を有する。以下では、光電変換素子１０として、単結晶シリコン型光電変換素子や多結晶シリコン型光電変換素子を用いる結晶シリコン系太陽電池を例に説明するが、本発明は、薄膜系太陽電池、有機系、量子ドット型など、各種光電変換素子を用いることができる。
太陽電池モジュール１の各太陽電池セル２は、光電変換素子１０を有する。以下では、光電変換素子１０として、単結晶シリコン型光電変換素子や多結晶シリコン型光電変換素子を用いる結晶シリコン系太陽電池を例に説明するが、本発明は、薄膜系太陽電池、有機系、量子ドット型など、各種光電変換素子を用いることができる。
図３に示すように、太陽電池セル２は、受光面側に内部で発生した電気を集電する表面電極となるフィンガー電極１２が設けられている。フィンガー電極１２は、太陽電池セル２の受光面となる表面の相対向する２辺間に亘って、例えばＡｇペースト等の導電ペーストがスクリーン印刷等により塗布された後、焼成されることにより形成される。また、フィンガー電極１２は、受光面の全面に亘って、例えば約５０〜２００μｍ程度の幅を有するラインが、所定間隔、例えば２ｍｍおきに、ほぼ平行に複数形成されている。
［外周電極１５／パット１６］
また、太陽電池セル２は、受光面となる表面に、セル外縁に沿って外周電極１５が設けられている。外周電極１５は、受光面側に複数並列したフィンガー電極１２と接続されるとともに、後述するパット１６とも接続され、これによりフィンガー電極１２とパット１６とを連続させるものである。外周電極１５は、太陽電池セル２の受光面の外側縁に沿って周回し、相対向する２辺間に亘って形成されている複数のフィンガー電極１２の各両端と連続される。
また、太陽電池セル２は、受光面となる表面に、セル外縁に沿って外周電極１５が設けられている。外周電極１５は、受光面側に複数並列したフィンガー電極１２と接続されるとともに、後述するパット１６とも接続され、これによりフィンガー電極１２とパット１６とを連続させるものである。外周電極１５は、太陽電池セル２の受光面の外側縁に沿って周回し、相対向する２辺間に亘って形成されている複数のフィンガー電極１２の各両端と連続される。
この外周電極１５は、例えばＡｇペーストがスクリーン印刷等により塗布された後、焼成されることにより形成され、フィンガー電極１２と同時に形成される。
外周電極１５は、太陽電池セル２の出力特性を測定する測定端子となるパット１６と接続されている。太陽電池セル２は、パット１６に、電流計１９や電圧計２０と接続されている導線２１の端子が連結されることにより、出力特性の測定が可能となる。
このパット１６は、外周電極１５に隣接して太陽電池セル２の受光面に複数形成され、例えば、太陽電池セル２の受光面の外側縁のうち、フィンガー電極１２の長手方向と直交する方向の２側縁の近傍に形成され、外周電極１５と接している。各パット１６は、例えば、矩形状をなし、Ａｇペーストがスクリーン印刷等により塗布された後、焼成されることにより形成され、フィンガー電極１２や外周電極１５と同時に形成される。
パット１６は、太陽電池セル２に複数形成されることにより、少なくとも一つを電流測定用の端子、他の一つを電圧測定用の端子とされる。すなわち、太陽電池セル２は、出力特性の測定に際し、フィンガー電極やバスバー電極と当接されるプローブピンを備えた測定治具を用いることなく、パット１６に電流計１９や電圧計２０と接続されている導線２１が連結されることにより、出力特性の測定を行うことができる。
このパット１６は、一辺の幅Ｗが１ｍｍより大きく形成され、かつ、４ｍｍ２以上の広さで形成されることが好ましい。ここでパット１６は、図５に示すように、太陽電池セル２の外側縁より内面側に向かう距離をパット１６の幅Ｗとし、太陽電池セル２の外側縁と平行な距離を長さとする。パット１６は、幅１ｍｍ以下の場合や、４ｍｍ２未満の大きさでは、電流や電圧を測定する導線２１の端子との接続面積が不十分となり接続不良のおそれがある。そこで、太陽電池セル２は、パット１６を略矩形状に形成すると共に、一辺の幅Ｗが１ｍｍより大きく、面積が４ｍｍ２以上とすることにより、太陽電池セル２は、電流や電圧を正確に測定するための接続端子として好ましい形状を備えることができる。
また、パット１６は、太陽電池セル２の受光面上における面積が大きすぎると、シャドーロスによる変換効率の低減を招くことから、例えば１０ｍｍ２以下に形成されることが好ましい。
なお、パット１６は、外周電極１５と接していれば、太陽電池セル２の受光面内のいずれの箇所に設けてもよく、図３に示すフィンガー電極１２の長手方向と直交する方向の２側縁のほか、例えば図６に示すように、フィンガー電極１２の長手方向の１側縁又は２側縁や、太陽電池セル２のコーナー部などに設けることができる。
［バスバー／バスバーレス］
太陽電池セル２は、各フィンガー電極１２と略直交することによりフィンガー電極１２の電気を集電するバスバー電極が設けられていない、いわゆるバスバーレス構造とされている。したがって、太陽電池セル２は、後述するタブ線３が導電性接着フィルム１７を介して直接フィンガー電極１２と接続される。
太陽電池セル２は、各フィンガー電極１２と略直交することによりフィンガー電極１２の電気を集電するバスバー電極が設けられていない、いわゆるバスバーレス構造とされている。したがって、太陽電池セル２は、後述するタブ線３が導電性接着フィルム１７を介して直接フィンガー電極１２と接続される。
なお、太陽電池セル２は、図７に示すように、バスバー電極２３が形成された太陽電池セルを用いることもできる。この場合、太陽電池セル２は、受光面積を拡大させ、変換効率を向上させるために、バスバー電極２３を細くすること、例えば１．０ｍｍ以下の幅で形成することが好ましい。なお、バスバー電極２３を、幅１．０ｍｍ以下で形成すると、従来の測定治具ではプローブピンを正確に当接させることが困難となり、測定のバラツキなどのおそれがあるが、太陽電池セル２では、上述したように出力測定用の端子となるパット１６を備えているため、極細のバスバー電極２３を用いた場合にも正確に出力特性の測定を行うことができる。
［裏面電極１３］
また、光電変換素子１０は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムや銀からなる裏面電極１３が設けられている。裏面電極１３は、図２及び図４に示すように、例えばアルミニウムや銀からなる電極が、スクリーン印刷やスパッタ等により太陽電池セル２の裏面に形成される。裏面電極１３は、後述する導電性接着フィルム１７を介してタブ線３が接続されるタブ線接続部１４を有する。
また、光電変換素子１０は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムや銀からなる裏面電極１３が設けられている。裏面電極１３は、図２及び図４に示すように、例えばアルミニウムや銀からなる電極が、スクリーン印刷やスパッタ等により太陽電池セル２の裏面に形成される。裏面電極１３は、後述する導電性接着フィルム１７を介してタブ線３が接続されるタブ線接続部１４を有する。
そして、太陽電池セル２は、図２に示すように、タブ線３によって、表面に形成された各フィンガー電極１２と、隣接する太陽電池セル２の裏面電極１３とが電気的に接続され、これにより直列に接続されたストリングス４を構成する。タブ線３とフィンガー電極１２及び裏面電極１３とは、後述する導電性接着フィルム１７によって接続される。
［タブ線３］
タブ線３は、図２に示すように、隣接する太陽電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各間を電気的に接続する長尺状の導電性基材からなり、例えば、５０〜３００μｍ厚で導電性接着フィルム１７と略同幅のリボン状銅箔を使用し、必要に応じて金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等が施されている。また、導電性接着フィルムが予めタブ線に積層された導電性接着フィルム付タブ線を用いてもよい。
タブ線３は、図２に示すように、隣接する太陽電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各間を電気的に接続する長尺状の導電性基材からなり、例えば、５０〜３００μｍ厚で導電性接着フィルム１７と略同幅のリボン状銅箔を使用し、必要に応じて金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等が施されている。また、導電性接着フィルムが予めタブ線に積層された導電性接着フィルム付タブ線を用いてもよい。
［導電性接着フィルム１７］
導電性接着フィルム１７は、図８に示すように、熱硬化型のバインダー樹脂１８に導電性粒子２４が高密度に含有され、フィルム状に成形されたものであり、例えば、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製：ＳＰ１００シリーズを用いることができる。
導電性接着フィルム１７は、図８に示すように、熱硬化型のバインダー樹脂１８に導電性粒子２４が高密度に含有され、フィルム状に成形されたものであり、例えば、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製：ＳＰ１００シリーズを用いることができる。
導電性接着フィルム１７に用いられる導電性粒子２４としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銀、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。
導電性接着フィルム１７のバインダー樹脂１８の組成は、特に制限されないが、より好ましくは、例えば、熱硬化型のエポキシ系硬化型樹脂組成物やアクリル系硬化型樹脂組成物を使用することができる。
エポキシ系熱硬化型樹脂組成物は、例えば、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物もしくは樹脂、エポキシ硬化剤、成膜成分等から構成される。
分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物もしくは樹脂としては、液状であっても、固体状であってもよく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを例示できる。また、３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３´，４´−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物も使用することができる。
エポキシ硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、スルホニウムカチオン系硬化剤等が挙げられる。硬化剤は潜在性であってもよい。
成膜成分としては、例えば、エポキシ化合物やエポキシ樹脂と相溶するフェノキシ樹脂やアクリル樹脂を挙げることができる。
エポキシ系熱硬化型樹脂組成物は、必要に応じて公知の硬化促進剤、シランカップリング剤、金属捕捉剤、ブタジエンゴム等の応力緩和剤、シリカなどの無機フィラー、ポリイソシアネート系架橋剤、着色料、防腐剤、溶剤等を含有することができる。
アクリル系熱硬化型樹脂組成物は、例えば、（メタ）アクリレートモノマー、成膜用樹脂、シリカなどの無機フィラー、シランカップリング剤、ラジカル重合開始剤等から構成される。
（メタ）アクリレートモノマーとしては、単官能（メタ）アクリレートモノマー、多官能（メタ）アクリレートモノマー、あるいはそれらにエポキシ基、ウレタン基、アミノ基、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基等を導入した変性単官能または多官能（メタ）アクリレートモノマーを使用することができる。また、本発明の効果を損なわない限り、（メタ）アクリレートモノマーとラジカル共重合可能な他のモノマー、例えば（メタ）アクリル酸、酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル等を併用することができる。
アクリル系熱硬化型樹脂組成物用の成膜用樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アルキル化セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリル等のアゾビス系化合物を挙げることができる。
アクリル系熱硬化型樹脂組成物は、必要に応じ、ブタジエンゴム等の応力緩和剤や、酢酸エチル等の溶剤、着色料、酸化防止剤、老化防止剤等を含有することができる。
導電性粒子２４を含有したエポキシ系熱硬化型樹脂組成物やアクリル系熱硬化型樹脂組成物からなるバインダー樹脂１８から、導電性接着フィルムへの成形は、公知の手法を使用して行うことができる。例えば、導電性粒子２４と、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させ、溶解させて得られた樹脂生成用溶液を剥離シート２５上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、フィルム状に成形された導電性接着フィルム１７を得る。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。
剥離シート２５としては、特に制限はなく、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。このフィルム状の導電性接着フィルム１７は、図９に示すように、リール２６に巻回される。
［太陽電池モジュールの製造方法］
剥離シート２５に支持された導電性接着フィルム１７は、実使用時においては、リール２６より引き出され、太陽電池セル２の一辺と略同等の所定の長さにカットされた後、剥離シート２５が剥離され、フィンガー電極１２と略直交するように受光面上に貼着され、また裏面電極１３のタブ線接続部１４上に貼着される。このとき、導電性接着フィルム１７は、バインダー樹脂１８が流動性を示すが熱硬化しない程度の温度、圧力、時間で熱加圧される。なお、太陽電池セル２の受光面にバスバー電極２３が形成されている場合は、導電性接着フィルム１７はバスバー電極２３上に貼着される。
剥離シート２５に支持された導電性接着フィルム１７は、実使用時においては、リール２６より引き出され、太陽電池セル２の一辺と略同等の所定の長さにカットされた後、剥離シート２５が剥離され、フィンガー電極１２と略直交するように受光面上に貼着され、また裏面電極１３のタブ線接続部１４上に貼着される。このとき、導電性接着フィルム１７は、バインダー樹脂１８が流動性を示すが熱硬化しない程度の温度、圧力、時間で熱加圧される。なお、太陽電池セル２の受光面にバスバー電極２３が形成されている場合は、導電性接着フィルム１７はバスバー電極２３上に貼着される。
その後、導電性接着フィルム１７は、タブ線３が重畳配置され、加熱ボンダーによって熱加圧されることにより、タブ線３とフィンガー電極１２あるいはタブ線接続部１４との間から流出するとともに導電性粒子２４を介して、あるいは直接に接触し、この状態でバインダー樹脂１８が熱硬化する。これにより、導電性接着フィルム１７は、タブ線３とフィンガー電極１２及び裏面電極１３との接続を図ることができる。
また、これにより複数の太陽電池セル２がタブ線３によって接続された太陽電池ストリングス４が形成される。ストリングス４が複数配列されたマトリクス５は、太陽電池セル２を封止するＥＶＡ等の透光性の封止接着剤のシート６が表裏面に積層され、受光面側に設けられた表面カバー７及び裏面側に設けられたバックシート８とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられ、太陽電池モジュール１が完成する。
上記では、フィルム形状を有する導電性接着フィルムについて説明したが、ペースト状であっても問題は無い。また、太陽電池セル２は、導電性粒子２４を含有しない絶縁性接着フィルムあるいは絶縁性接着ペーストを用いることもできる。この場合、フィンガー電極１２及び裏面電極１３とタブ線３とは直接接続された状態でバインダー樹脂１８が熱硬化する。
また、これら導電性接着フィルム１７や絶縁性接着フィルムは、剥離シート２５が設けられた面と反対側の面に、ロールラミネート等により予めタブ線３を接続させた積層体を形成しておいてもよい。このような積層体を用いることにより、導電性接着フィルム１７や絶縁性接着フィルムの貼着とタブ線３の接続とを一回の熱加圧工程で同時に行うことができる。
［出力特性の測定方法］
太陽電池セル２の出力特性の測定は、受光面にフィンガー電極１２と外周電極１５とパット１６とが形成され、裏面に裏面電極１３が形成され、導電性接着フィルム１７等が貼着される前に行われる。
太陽電池セル２の出力特性の測定は、受光面にフィンガー電極１２と外周電極１５とパット１６とが形成され、裏面に裏面電極１３が形成され、導電性接着フィルム１７等が貼着される前に行われる。
上述したように、太陽電池セル２の出力特性の測定は、専用の測定治具は不要であり、受光面側に設けられたパット１６と裏面電極１３との間に、電流計１９や電圧計２０と接続された導線２１を接続することにより行う。したがって、バスバーレス構造の太陽電池セル２においても、測定治具とフィンガー電極１２との接続不良による測定不良といった問題が生じることが無く、正確に出力特性の測定を行うことができる。
例えば、パット１６を太陽電池セル２の相対向する２辺に２つずつ形成した場合、図１０に示すように、１対のパット１６を電流測定用とし、もう１対のパット１６を電圧測定用とし、それぞれ導線２１によって接続された後、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、電流計１９又は電圧計２０を介して裏面電極１３に接続される。
また、このとき、太陽電池セル２は、パット１６を略矩形状に形成するとともに、幅Ｗを１ｍｍより大きくし、面積を４ｍｍ２以上とすることにより、電流や電圧を測定するための接続端子として必要な形状を備えることができ、導線２１との接続不良を防止することができる。
また、太陽電池セル２は、パット１６を用いて出力特性の測定を行うため、例えば幅１ｍｍ以下の極細のバスバー電極２３を設けた場合にも、バスバー電極２３の幅の狭小化による測定治具のプローブピンとバスバー電極２３との接触不良による影響といった問題もなく、またバスバー電極２３を太くする必要がないため、シャドーロスを低減することができる。
次いで、太陽電池セル２の出力特性の測定を行った実施例について説明する。実施例及び比較例にかかる太陽電池セル２は、外形が５インチの結晶シリコン系太陽電池であり、この太陽電池セル２について実施例及び比較例にかかる方法にて変換効率（％）を求めた。測定は、ソーラーシミュレータ（日清紡メカトロニクス株式会社製、ソーラーシュミレーターＰＶＳ１１１６ｉ−Ｍ）を用いて、標準的な測定条件（照度１０００Ｗ／ｍ２、温度２５℃、スペクトルＡＭ１．５Ｇ）で行った。また、測定は、いわゆる４端子法にて行い、ＪＩＳ Ｃ８９１３（結晶系太陽電池セル出力測定方法）に準拠して測定した。
次いで、測定値の太陽電池セル理論出力値に対する比（測定値／太陽電池セル理論出力値）を算出した。太陽電池セル理論出力値とは、実施例及び比較例に係る太陽電池セルが本来備えている理論上の出力値をいい、太陽電池セルの性能が１００％発揮された場合、（測定値／太陽電池セル理論出力値）は１となる。本実施例では、出力特性の測定の可否判断基準として、（測定値／太陽電池セル理論出力値）が０．９９以上を可とし、０．９９未満を否とした。
実施例１は、バスバーレス構造の太陽電池セル２を用いた。実施例１にかかる太陽電池セル２は、受光面の外側縁のうち、フィンガー電極１２の長手方向と直交する方向の２側縁の近傍に各２つずつパット１６が形成されている。各パット１６は、Ａｇペーストを塗布、焼成することにより、２ｍｍ×２ｍｍの正方形に形成され、パット面積が４ｍｍ２とされている。
実施例２にかかる太陽電池セル２は、フィンガー電極１２の長手方向と直交する方向の２側縁の近傍に各１つずつパット１６を形成した以外は実施例１と同一の条件とした。
実施例３にかかる太陽電池セル２は、パット１６の大きさを２ｍｍ×３ｍｍの矩形状とし、パット面積を６ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
実施例４にかかる太陽電池セル２は、パット１６の大きさを３ｍｍ×３ｍｍの正方形状とし、パット面積を９ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
実施例５にかかる太陽電池セル２は、パット１６の大きさを４ｍｍ×２ｍｍの矩形状とし、パット面積を８ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
実施例６にかかる太陽電池セル２は、パット１６の大きさを５ｍｍ×２ｍｍの矩形状とし、パット面積を１０ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
実施例７にかかる太陽電池セル２は、幅１．０ｍｍのバスバー電極が設けられた太陽電池セル２を用いた以外は、実施例１と同一の条件とした。
比較例１は、バスバーレス構造の太陽電池セルを用いるとともに、パット１６が形成されていない太陽電池セルを用い、従来のプローブピンを備えた測定治具の当該プローブピンをフィンガー電極に当接させることにより出力特性の測定を行った。
比較例２は、パット１６の形状を幅１ｍｍ×長さ１ｍｍの矩形状とし、パット面積を１ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
比較例３は、パット１６の形状を幅１ｍｍ×長さ２ｍｍの矩形状とし、パット面積を２ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
比較例４は、パット１６の形状を幅１ｍｍ×長さ４ｍｍの矩形状とし、パット面積を４ｍｍ２とした以外は実施例１と同一の条件とした。
測定結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１〜７では、いずれも（測定値／太陽電池セル理論出力値）が０．９９となり、出力結果がほぼ理論上の出力値となり、実用上問題なく使用できることが分かる。
一方、比較例１ではフィンガー電極とプローブピンとの接触不良によって、出力結果が理論上の出力値を大きく下回った。
また、比較例２及び比較例３では、パット面積が狭小となり、また、比較例２〜比較例４では、パットの幅Ｗが１ｍｍと狭いことから、いずれも導線とパットとの接触不良によって出力結果が理論上の出力値を大きく下回った。
１ 太陽電池モジュール、２ 太陽電池セル、３ タブ線、４ ストリングス、５ マトリクス、６ シート、７ 表面カバー、８ バックシート、９ 金属フレーム、１０ 光電変換素子、１２ フィンガー電極、１３ 裏面電極、１４ タブ線接続部、１５ 外周電極、１６ パット、１７ 導電性接着フィルム、１８ バインダー樹脂、１９ 電流計、２０ 電圧計、２１ 導線、２３ バスバー電極、２４ 導電性粒子、２５ 剥離シート、２６ リール
Claims (16)
- 受光面上に互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、
上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、
上記外周電極と接続され、出力特性を測定する測定機器と接続されるパットとを備えた太陽電池セル。 - 上記受光面には、上記複数のフィンガー電極と接続され、太陽電池セル間を接続するタブ線が接続されるバスバー電極が形成されている請求項１記載の太陽電池セル。
- 上記バスバー電極は幅１ｍｍ以下である請求項２記載の太陽電池セル。
- 上記受光面には、バスバー電極が設けられていない請求項１記載の太陽電池セル。
- 上記パットは、上記太陽電池セルの相対向する２辺の上記外側縁の近傍にそれぞれ設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
- 上記パットは、幅２〜５ｍｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
- 上記パットの面積は４〜１０ｍｍ２である請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
- 受光面上に互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、出力特性を測定するパットとを備えた太陽電池セルの上記パットに、上記太陽電池セルの出力特性を測定する測定機器と接続された端子を接続し、
上記受光面に所定の光線を照射して上記太陽電池セルの出力特性を測定する太陽電池セルの出力測定方法。 - 上記受光面には、上記複数のフィンガー電極と接続され、太陽電池セル間を接続するタブ線が接続されるバスバー電極が形成されている請求項８記載の太陽電池セルの出力測定方法。
- 上記バスバー電極は幅１ｍｍ以下である請求項９記載の太陽電池セルの出力測定方法。
- 上記受光面には、バスバー電極が設けられていない請求項８記載の太陽電池セルの出力測定方法。
- 上記パットは、上記太陽電池セルの相対向する２辺の上記外側縁の近傍にそれぞれ設けられている請求項８〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池セルの出力測定方法。
- 上記パットは、幅２〜５ｍｍである請求項８〜１２のいずれか１項に記載の太陽電池セルの出力測定方法。
- 上記パットの面積は４〜１０ｍｍ２である請求項８〜１３のいずれか１項に記載の太陽電池セルの出力測定方法。
- 受光面上に導電性ペースト塗布することにより、互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、太陽電池セルの出力特性を測定する測定機器と接続されるパットとを形成する太陽電池セルの製造方法。
- 受光面上に導電性ペースト塗布することにより、互いに平行に設けられた複数のフィンガー電極と、上記受光面の外側縁に沿って設けられ、上記複数のフィンガー電極と接続された外周電極と、上記外周電極と接続され、太陽電池セルの出力特性を測定する測定機器と接続されるパットとが設けられた太陽電池セルを形成し、
上記太陽電池セルに、接着剤を介してタブ線を接続することにより、上記タブ線を介して複数の上記太陽電池セルを接続し、
上記タブ線によって接続された複数の上記太陽電池セルを、封止樹脂を介して表面カバー及びバックシートによってラミネートする太陽電池モジュールの製造方法。
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