JP2013138264A - インターコネクタ、それを用いる太陽電池ストリングおよびその製造方法、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セルとの接続後に太陽電池セルに生ずる反りを低減でき、接続後の信頼性にも優れたインターコネクタを提供する。
【解決手段】隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続する帯状の導電部材３を備え、この導電部材は、平面型であり、かつ、側端部において鈍角の角部を構成するように切欠きを有するか、または、側端部が直線形状である、ストレスリリーフ部Ｘ１を含む。この構成により、インターコネクタと太陽電池セルとの熱膨張係数差による応力が著しく緩和されるため、太陽電池セルに生ずる反りが低減されるとともに、インターコネクタと太陽電池セルの接続の信頼性も向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、太陽電池セル同士を接続するインターコネクタ、それを用いる太陽電池ストリングおよびその製造方法、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュールに関し、より詳しくは、太陽電池セルがインターコネクタによって接続される際に各太陽電池セルに生ずる反りを低減することのできるインターコネクタに関するものである。

太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から次世代のエネルギー源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を使ったものなど、様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。太陽光発電システムが急速に普及するにつれ、太陽電池セルの製造コストの低減は必要不可欠となっており、製造コストの低減において、基板材料であるシリコンウェハの大型化および薄型化は非常に有効な手段である。

しかしながら、シリコンウェハの大型化、薄型化に伴い、従来より用いられてきたインターコネクタ（隣接する太陽電池セルを電気的に接続するための細長い導電部材、図１９のインターコネクタ１１を参照）と太陽電池セルの電極（図２０，図２１の電極１８a、１８ｂを参照）をそのまま使用して太陽電池ストリング（図１８参照）を製造しようとすると、太陽電池セルの電極とインターコネクタとを接続するための加熱工程において、太陽電池セルの基板材料であるシリコンと、インターコネクタの基材である銅との熱膨張係数差により、室温まで温度が低下した際に太陽電池セルが大きく反るという問題が生じる。

また、太陽電池セルに生じた反りは、自動化されたモジュール作製ラインの搬送系において搬送エラーやセル割れを引き起こす原因となる。また、複数の太陽電池セルがインターコネクタによって電気的に接続された状態（以下、この発明において「ストリング」と呼ぶ）では、各太陽電池セルに反りがあると、モジュール作製のための樹脂封止工程においてストリングを構成する各太陽電池セルに局部的に強い力が加わり、太陽電池セルに割れが生ずる原因となる。

このような問題に対処するため、隣接する太陽電池セルの電極を電気的に接続するための細長い導電部材を備え、導電部材はその両端が太陽電池セルの電極に接続される接続部であり、接続部の少なくとも１つは断面積が局部的に縮小された複数の小断面積部を有するインターコネクタが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このようなインターコネクタを用いれば、インターコネクタは接続部の少なくとも１つが導電部材の長手方向に沿って並んだ小断面積部を有するので、他の箇所に比べて比較的強度の弱い小断面積部が反った太陽電池セルの元の形状に戻ろうとする力により延伸し、結果として太陽電池セルに生ずる反りが低減される（図２２〜２６参照）。

また、上述のように小断面積部が延びることにより太陽電池セルの反りが低減されるので、太陽電池セルに加わる熱ストレスを気にすることなく太陽電池セルの電極の全面にインターコネクタの接続部を接合でき、接続後の信頼性に優れる。

特開２００５−１４２２８２号公報

上述のインターコネクタを用いれば、太陽電池モジュールの製造工程中で、たとえば太陽電池セルの電極とインターコネクタとを接続するための加熱工程での熱履歴等により、インターコネクタの長手方向への伸縮をインターコネクタの局所的に縮小された小断面積部に局所的に集中するという問題があった。そのため、伸縮力を分散する目的で小断面積部を数多く加工する必要があり、インターコネクタ自体の製造コストの増大につながるという点であまり好ましくはなかった。

また、インターコネクタの接続時の熱サイクルによるインターコネクタの長手方向のストレスや、太陽電池モジュール作成時の熱サイクルによるインターコネクタの長手方向のストレス、たとえば太陽電池モジュールの封止樹脂の軟化流動によるインターコネクタの長手方向のストレスや、モジュール完成設置後の熱サイクルによるインターコネクタの長手方向のストレス等に対して局所的に縮小された場合、小断面積部に同方向のストレスが局所的に集中して加わりインターコネクタが断線する可能性があり、長期的な信頼性に課題があった。

また、細長い導電部材を備えたインターコネクタは連続してリール状に収納されるのが扱いやすく、リール状に巻き取りもしくは引き出される時にインターコネクタは局所的に縮小された小断面積部に張力は集中することとなり、インターコネクタへのダメージおよび変形が生じ製造不良につながるという点であまり好ましくはなかった。

また、時にインターコネクタの切欠き部が互いに干渉してスムーズにリール状に巻き取りもしくは引き出しが効率よく出来ない可能性があるだけでなく、切欠き部の引っ掛かりにもかかわらず強引にインターコネクタのセルへのセッティングを進めるとインターコネクタへのダメージおよび変形につながったり、モジュール作製ラインのインターコネクタの供給を行なう搬送系における搬送エラーにつながるという点であまり好ましくはなかった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、太陽電池セルとの接続後に太陽電池セルに生ずる反りを低減でき、接続後の信頼性にも優れたインターコネクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本願発明のインターコネクタは、一つの局面においては、隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続する帯状の導電部材を備え、この導電部材はストレスリリーフ部を含み、このストレスリリ−フ部は、平面型であり、かつ、側端部において鈍角の角部を構成するように切欠きを有するか、または、側端部が直線形状である。

本発明のインターコネクタの一実施の形態においては、導電部材が、複数の平面型のストレスリリーフ部を含む。また、本発明の一実施の形態においては、複数の導電部材が連続してリール状に収納される。

本発明のインターコネクタは、他の局面においては、隣接する太陽電池セルの電極を電気的に接続する導電部材を備え、この導電部材の少なくとも一部が太陽電池セルの電極に接続され、前記導電部材の少なくとも他の一部において、横断面が両側部側に分離されるように打ち抜かれた小断面積部を有する。

本発明のインターコネクタは、さらに他の局面においては、隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続する導電部材を備え、この導電部材の少なくとも一部が太陽電池セルの電極に接続され、導電部材の少なくとも他の一部において、その側面部が切欠かれた切欠き部を設けたことにより、断面積が連続的に縮小された小断面積部を有する。

本発明における上記切欠き部は、少なくとも一部に、湾曲形状部、あるいは、導電部材の長手方向に対して斜め方向に切欠かれている部分を含む。また、本発明の一実施の形態において、上記複数の切欠き部は、互いに点対称または線対称に切欠かれている。

上記各インターコネクタを適用した本発明の太陽電池ストリングは、互いに隣接してそれぞれ電極を有する太陽電池セルと、隣接する太陽電池セルの電極を電気的に接続するインターコネクタとを備える。

本発明の太陽電池ストリングを製造するための方法は、太陽電池セルの電極とインターコネクタとを、ヒーター加熱、ランプ加熱、およびリフロー方式のいずれか１つによって接続する工程を備える。

本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池ストリングを封止する封止材と、太陽電池ストリングから封止材を介して外部に延びる一対の外部端子とを備える。

この発明によれば、インターコネクタと太陽電池セルとの熱膨張係数差による応力が著しく緩和されるので、その結果として太陽電池セルに生ずる反りが低減されるとともにインターコネクタと太陽電池セルの接続の信頼性も向上する。また、ストレスリリ−フ部が、平面型であり、かつ、側端部が鈍角の角部を構成するように切欠きを有するか、または、側端部が直線形状であることにより、インターコネクタのストレスリリーフ箇所を、引っ掛かりの生じにくい構造にすることができる。

また、上述のように太陽電池セルの反りが低減されるので、モジュール作製ラインの搬送系における搬送エラーやセル割れの発生が防止される。また、モジュール作製のための樹脂封止工程におけるセル割れも防止されるので、太陽電池モジュールの歩留と生産性が向上する。

また、モジュール作製のためのセッティング工程や熱処理工程や樹脂封止工程等におけるインターコネクタの断線も防止されるので、太陽電池モジュールの歩留と生産性が向上する。

導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）はストレスリリーフ部の拡大図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 導電部材の横断面が方形である場合の小断面積部の形状の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 この発明のインターコネクタを示す一例の平面図である。 この発明の太陽電池セルを示す一例の平面図を示し、（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図である。 この発明による太陽電池ストリングを示す説明図である。 この発明による太陽電池モジュールを示す説明図である。 従来のインターコネクタを示す一例の平面図である。 従来の太陽電池セルを示す一例の平面図を示し、（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図である。 従来の太陽電池ストリングを示す説明図である。 従来のインターコネクタによって接続された太陽電池セルを示す図である。 従来のインターコネクタの接続部の拡大図である。 従来のインターコネクタを太陽電池セルの電極に熱を加えて接合する様子を示す説明図である。 従来の熱を加えて接合したインターコネクタが室温まで冷却され、太陽電池セルに反りが発生した状態を示す説明図である。 従来のインターコネクタの小断面積部が延伸して太陽電池セルの反りが低減された状態を示す説明図である。

この発明によるインターコネクタは、帯状の導電部材３で形成されており、導電部材３は、好ましくは直線状に形成されている。さらに好ましくは、ストレスリリーフ箇所は平面型に形成されており、太陽電池セルの表面に対して隙間なく平行に配置することが可能である。導電部材３には、伸縮応力を緩和させるストレスリリーフ箇所を少なくとも一つ以上設けられており、インターコネクタのストレスリリーフ箇所は引っ掛かりにくい構造を備えている。さらに好ましくは、ストレスリリーフ箇所内にて局所的に力が集中しないようにストレスリリーフ箇所の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備えることを特徴とする。もしくはストレスリリーフ箇所内にて局所的に力が集中しないようにストレスリリーフ箇所の断面が分岐された断面積を備えることを特徴とする。

さらに、ストレスリリーフ箇所の伸縮応力が長手方向に対して斜め方向に作用するように切欠きを配置するインターコネクタを用いることが望ましい。

さらに、ストレスリリーフ箇所の伸縮応力が分散するように切欠きを配置するインターコネクタを用いることが望ましい。

さらに、インターコネクタのストレスリリーフ箇所は太陽電池の電極パターンに対応しているのが好ましくストレスリリーフ箇所は太陽電池の電極と物理的に接続されないことが望ましい。

ここで、太陽電池セル２には、アモルファス、多結晶、単結晶シリコンなどの元素半導体、ＧａＡｓなどの化合物半導体などを用いて形成されたものが含まれる。

導電部材３は、箔状、板状などの帯状に形成された導電体からなり、リール状に収納可能に形成された導電体からなることが好ましい。

導電部材が帯状である場合、その幅Ｗは、０．５〜５．０ｍｍ程度が好ましく、０．５〜３．０ｍｍ程度がさらに好ましく、２.５ｍｍ程度が特に好ましい。また、厚さＴは、０．０５〜０．５ｍｍ程度が好ましく、０．０５〜０．３ｍｍ程度がさらに好ましく、０．２ｍｍ程度が特に好ましい。

また、導電部材の一端又は両端は複数本に分岐されていてもよい。たとえば、隣接する太陽電池セルの一方がその受光表面に複数の電極を備え、他方がその裏面に１つの電極を有している場合、一端が複数本に分岐された導電部材からなるインターコネクタを用いることが好ましい。

導電部材には、種々の金属、合金などが含まれ、具体的には、Ａｕ，Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属、およびこれらの合金が含まれ、なかでもＣｕを用いることが好ましい。

また、導電部材はハンダめっきが施されていることが好ましい。ハンダめっきが施されたインターコネクタは、太陽電池セルの銀電極と確実に接続される。ハンダめっきは小断面積部の形成後に施されても、小断面積部の形成前に施されても構わない。

各小断面積部７は、断面積がインターコネクタの大部分に比べて縮小された部分を意味する。具体的には、接続部の一部を切り欠いて形成された幅の狭い部分、或いは、小径の部分を意味する。接続部の一部を切り欠く方法としては、機械的に切削や研磨を行なう方法や、金型による打ち貫や、エッチングを施す方法が挙げられる。

小断面積部７は、インターコネクタの大部分に比べて伸縮応力に対して強度が弱くなっているため、比較的弱い力で延伸される。このため、小断面積部は、反った太陽電池セルが元の形状に戻ろうとする復元力により延伸し太陽電池セルの反りを低減するのに寄与する。

なお、小断面積部を設けることにより、インターコネクタの電気抵抗の増大が懸念されるが、導電部材の長手方向に沿った各小断面積部の長さをインターコネクタ全長と比較して極めて短い長さとすることにより、インターコネクタ全体としての電気抵抗の増大を無視できる程度の大きさに抑えることができる。

また、隣接する太陽電池セル間に小断面積部を形成しても構わなく、隣接する太陽電池セル間の距離が変化した場合に、前記小断面積部が延伸することにより、太陽電池セルとインターコネクタとの間にかかる応力が緩和される。

小断面積部は、たとえば、図１〜１１に示す形状とすることができる。図１〜３は導電部材の断面が方形であり、たとえば導電部材の相対する側面にそれぞれ切欠き形成された一対の切欠き部により小断面積部が形成された場合の形状例を示す。図４〜１１は導電部材の断面が方形であり、インターコネクタ内部に形成された切欠き部により小断面積部が形成された場合の形状例を示す。なお、図１〜１１の各図において、（ａ）は接続部の正面図、（ｂ）は接続部の側面図、（ｃ）は接続部の底面図をそれぞれ示している。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ1、短手方向にＤ１の範囲で導電部材３の対向する２側面３ａ，３ｂがそれぞれ相対して湾曲するように切り欠いて形成されることにより、ストレスリリーフ箇所Ｘ１の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備える。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ１が２．５ｍｍ程度、厚さＴ１が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ１は２〜５ｍｍ程度、Ｄ１は０．５〜１．０ｍｍ程度が特に好ましい。小断面積部７の最小幅は０.５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ２、短手方向にＤ２の範囲で導電部材３の対向する２側面３ａ，３ｂがそれぞれ長手方向に沿って交互に湾曲するように切り欠いて形成されることにより、ストレスリリーフ箇所Ｘ２の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備える。

図２では互いの切欠き部が長手方向に沿って重なりがない一例であるが、互いの切欠き部の一部が長手方向に沿って重なりを持っても構わない。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ２が２．５ｍｍ程度、厚さＴ２が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ２は１〜５ｍｍ程度、Ｄ２は０．５〜１．５ｍｍ程度が特に好ましい。小断面積部７の最小幅は０.５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ３、短手方向にＤ３の範囲で導電部材３の対向する２側面３ａ，３ｂがそれぞれ長手方向に沿って交互に屈曲するように切り欠いて形成されることにより、ストレスリリーフ箇所Ｘ２の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備える。

図３では互いの切欠き部が長手方向に沿って重なりがない一例であるが、互いの切欠き部の一部が長手方向に沿って重なりを持っても構わない。図３は切欠き部形状が台形であるが、切り欠き部隅が湾曲しても構わない。また、互いの台形状切り欠きの斜辺により、長手方向に対して小断面積部７が同方向斜めに流れるようになっている。また、台形状切り欠き形状により、導電部材側面と台形の切欠き部斜辺によりなす角度が鈍角であるが故にインターコネクタのストレスリリーフ箇所は引っ掛かりにくい構造を備えている。つまり、連続したインターコネクタをリールなどに巻き取る場合やリールなどから引き出す場合、もしくはモジュール製造工程中にてインターコネクタを太陽電池セルに接続すべくセッティングする場合などにおいて、インターコネクタ同士や他の部材と干渉することが回避できる。つまり、太陽電池セルに接続するまでにインターコネクタへの過剰なストレスや引っ掛かりによる応力に起因するインタコネクタ自身の変形や断線などのダメージの回避もしくは低減が可能となる。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ３が２．５ｍｍ程度、厚さＴ３が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ３は１〜５ｍｍ程度、Ｄ３は０．５〜１．５ｍｍ程度が特に好ましい。小断面積部７の最小幅は０.５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

また、対向する台形の切欠き部の相対する斜辺により定義される小断面積部の幅ＷＢと帯状の導電部材側面に相対する台形の切欠き部の上辺とで定義される小断面積部の幅ＷＡはＷＢ＞ＷＡが好ましい。これにより、複数箇所（本実施の形態では２箇所）ある幅ＷＡの小断面積部にて延伸することにより、インターコネクタの長手方向に形状を変形させる事が容易となり、且つ、複数箇所にて延伸を分散することが可能となる。また、図３のインターコネクタは点対称であるが故に延伸を効率よく分散することが可能となる。

なお、図１〜３に示された実施の形態におけるインターコネクタのストレスリリーフ箇所Ｘ１〜Ｘ３のいずれにおいても、切欠きと側端部とにより構成される角部はいずれも、鈍角をなしている。これにより、ストレスリリーフ箇所を、引っ掛かりの生じにくい構造にすることができる。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ７、短手方向にＤ７の範囲で導電部材３の対向する２側面３ａ，３ｂがそれぞれ長手方向に沿って交互に長手方向と斜交するスリット状に切り欠いて形成され、スリット状の切り欠き部の開口個所に丸みを帯びた形状としている。これにより、ストレスリリーフ箇所Ｘ７の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備える。図４はスリット状の切り欠き部端が湾曲するのが好ましいが、切欠き部端が矩形などでも構わない。また、互いのスリット状切り欠きの方向は同一方向が好ましく、長手方向に対して小断面積部７が逆方向斜めに流れるようになっている。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ７が２．５ｍｍ程度、厚さＴ７が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ７は０．１〜２ｍｍ程度、Ｄ７は１〜２．０ｍｍ程度が特に好ましい。小断面積部７の最小幅は０.５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ８、短手方向にＤ８の範囲で導電部材３の内平面に矩形状に切り欠いた切欠き部を長手方向に２個備え、短手方向に互いにずれて配置されている。導電部材３の内平面に矩形状の切欠き部を備えることでインターコネクタが分岐され、これによりストレスリリーフ箇所Ｘ８の断面が分散的に変化する断面積を備える。また、矩形の切欠きの隅が湾曲している場合には、ストレスリリーフ箇所Ｘ８の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積をも備える。図５は導電部材３の内平面に矩形状に切り欠いた切欠き部を長手方向に２個備え、短手方向に互いにずれて配置されているが、切欠き部は２個以上であっても構わなく、短手方向に互いにずれて配置されなくても構わない。
短手方向に互いにずれて配置されている場合は断面積がより小さい小断面積部が主に長手方向に延伸されることになるが、電流の経路は断面積が大きい方の小断面積部の方であるが故に、延伸により断面積の変化が少なく安定しており、発電された電力を効率よく集電できるインターコネクタとなる。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ８が２．５ｍｍ程度、厚さＴ８が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ８は０．１〜２ｍｍ程度、Ｄ８は１〜２．０ｍｍ程度が特に好ましい。Ｚ８は０〜０．５ｍｍ、小断面積部７の最小幅は０.２５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ９、短手方向にＤ９の範囲で導電部材３の内平面に台形状に切り欠いた切欠き部を長手方向に２個備え、短手方向に互いにずれて配置されている。導電部材３の内平面に台形状の切欠き部を備えることでインターコネクタが分岐され、これによりストレスリリーフ箇所Ｘ９の断面が分散的に変化する断面積を備える。また、台形切欠き部の斜辺は長手方向を基準に約４５度傾いており互いに相対する配置とすることで、ストレスリリーフ箇所Ｘ９の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積をも備える。図６は導電部材３の内平面に台形状に切り欠いた切欠き部を長手方向に２個備え、互いの台形の切欠き部は短手方向に互いにずれることで、長手方向に対して小断面積部７が同方向斜めに流れるようになっている。

また、図７に示すように台形切欠き部の斜辺は長手方向を基準に約３０度傾いており、傾斜角度は適宜設定すればよい。

また、図８に示すように、互いの台形の切欠き部の短手方向ずれを図６と逆方向とすることで、長手方向に対して小断面積部７が逆方向斜めに流れるようになっている。

また、図９に示すように切欠き部は３個以上であっても構わなく短手方向に互いにずれて配置されなくても構わない。好ましくは台形の切欠きの隅が湾曲していることが好ましい。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ９、Ｗ１０、Ｗ１１、Ｗ１２が２．５ｍｍ程度、厚さＴ９，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２は０．１〜３ｍｍ程度、Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１，Ｄ１２は１〜２．０ｍｍ程度が特に好ましい。Ｚ９、Ｚ１０、Ｚ１１、Ｚ１２は０〜０．５ｍｍ、小断面積部７の最小幅は０.２５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ１３、短手方向にＤ１３の範囲で導電部材３の内平面に円形状に切り欠いた切欠き部を長手方向に２個備える。導電部材３の内平面に円形状の切欠き部を備えることでインターコネクタが分岐され、これによりストレスリリーフ箇所Ｘ１３の断面が分散的に変化する断面積を備える。また、ストレスリリーフ箇所Ｘ１３の断面がインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積をも備える。

また、図１０、図１１のように短手方向に互いにずれて配置されても構わなく、図１２に示すように、短手方向に互いにずれずに配置されても構わない。

また、円形に代わって楕円形にしても構わなく、長軸が長手方向に対して斜交していても構わない。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５が２．５ｍｍ程度、厚さＴ１３，Ｔ１４，Ｔ１５が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５は１〜３ｍｍ程度、Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５は１〜２．０ｍｍ程度が特に好ましい。Ｚ１３、Ｚ１４は０〜０．５ｍｍ、小断面積部７の最小幅は０.２５〜１.５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ１６、短手方向にＤ１６の範囲で導電部材３の内平面に矩形状に切り欠いた切欠き部を１個備える。導電部材３の内平面に矩形状の切欠き部を備えることでインターコネクタが分岐され、ストレスリリーフ箇所Ｘ１６の断面が分散的に変化する断面積を備える。

また、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、小断面積部７は、インターコネクタの長手方向にＳ１７、短手方向にＤ１７の範囲で導電部材３の内平面に円形状に切り欠いた切欠き部を１個備える。導電部材３の内平面に円形状の切欠き部を備えることでインターコネクタが分岐され、ストレスリリーフ箇所Ｘ１６の断面が分散的に且つインターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備える。

また、円形に代わって楕円形にしても構わなく、長軸が長手方向に対して斜交していても構わない。

また、図１３において、インターコネクタの長軸と切欠き部の中心軸が重なった場合について説明したが、インターコネクタの長軸と切欠き部の中心軸がずれていても構わない。

ここで、導電部材が板状でその幅Ｗ１６、Ｗ１７が２．５ｍｍ程度、厚さＴ１６，Ｔ１７が０．２０ｍｍ程度の場合はＳ１６，Ｓ１７は１〜３ｍｍ程度、Ｄ１６，Ｄ１７は１〜２．０ｍｍ程度が特に好ましい。小断面積部７の最小幅は０.２５〜１.２５ｍｍ程度とするのが好ましい。

この発明は、別の観点から見ると、互いに隣接してそれぞれ電極を有する太陽電池セルと、隣接する太陽電池セルの電極を電気的に接続するインターコネクタとを備え、インターコネクタはこの発明による上述のインターコネクタである太陽電池ストリングを提供するものでもある。

この発明による上記太陽電池ストリングにおいて、各太陽電池セルは方形であって、各辺が１５５ｍｍ以上であることが好ましい。

また、この発明による上記太陽電池ストリングにおいて、各太陽電池セルは厚さが３００μｍ以下であることが好ましい。

つまり、太陽電池セルが大きくなればなるほど、また、薄くなればなるほど、太陽電池セルの反りの問題は顕著になるが、この発明による上述のインターコネクタを用いると、インターコネクタとの接続時に生ずる反りが効果的に低減され、生産性の向上が図られる。

この発明は、さらに別の観点からみると、この発明による上述の太陽電池ストリングを製造するための方法であって、太陽電池セルの電極とインターコネクタの接続部とを、ヒーター加熱、ランプ加熱、およびリフロー方式のいずれか１つによって接続する工程を備える太陽電池ストリングの製造方法を提供するものでもある。

このような製造方法によれば、太陽電池セルの電極とインターコネクタの接続部がヒーター加熱、ランプ加熱、およびリフロー方式のいずれかの方法で接続されることにより、太陽電池セルの電極の全面にわたってインターコネクタが接合され、完成したモジュールの長期信頼性が高められる。

この発明は、さらに別の観点から見ると、太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを封止する封止材と、太陽電池ストリングから封止材を介して外部に延びる一対の外部端子とを備え、太陽電池ストリングはこの発明による上述の太陽電池ストリングである太陽電池モジュールを提供するものでもある。

太陽電池ストリングを封止材で封止することにより、太陽電池ストリングの耐環境性が高められる。封止材には、たとえば、エチレン−酢酸ビニル共重合体が用いられる。

この発明による上記太陽電池モジュールは、受光面側にガラスやポリカーボネートなどからなる表面保護層をさらに備え、裏面側にアクリル樹脂からなる裏面フィルムをさらに備え、周囲にアルミニウムからなるフレームをさらに備えても良い。

また、この発明による太陽電池モジュールは、瓦一体モジュール、スレート瓦一体モジュールまたは採光型のモジュール等の様々な太陽電池モジュールとすることができる。

この発明の実施例１によるインターコネクタについて、図１５〜１８に基づいて説明する。

図１５は、この発明の実施例１によるインターコネクタを示す平面図、図１６の（ａ），（ｂ）は太陽電池セルの受光面および裏面の電極配置を示す説明図、図１７は図１５、図１６に示されるインターコネクタが太陽電池セルの受光面電極と裏面電極に接続された状態を示す説明図である。

図１５に示されるインターコネクタ１は、たとえばハンダめっきが施された導電部材（銅線）３からなり、最大幅Ｗ１（図１（a）参照）が２．５ｍｍ、最大厚さＴ１（図１（ｃ）参照）が０．２０ｍｍである。導電部材の材料として他には銅／アルミ／銅や銅／インジウム／銅の合金でも構わない。

図１５に示されるように、インターコネクタ１は、複数の小断面積部７を有し、たとえば図１に示すように各小断面積部７は導電部材３の両側面３ａ，３ｂを幅方向に約０.７５ｍｍずつ湾曲状に切り欠いてなり、導電部材３の長手方向に沿って所定太陽電池セルの受光面銀電極および裏面銀電極に対応して、両銀電極を避けるように並んでいる。

図１６（a）は本発明実施例１の結晶シリコン太陽電池セル表電極パターンの例であり、図１６（b）は本発明実施例１の結晶シリコン太陽電池セル裏電極パターンの例である。図１６（a）に示したように、表電極メイングリッドの中程に２箇所の空隙（非接続部）１０が設けられており、これによりメイングリッドは３つに分割されている。さらに、図１６（b）に示したように、裏の銀電極／インターコネクタ接続部と表の銀電極／インターコネクタ接続部が表裏で対称になるように設計する。このように設計された太陽電池セルに対してインターコネクタを接続した様子を示したのが、図１７である。図１７は本発明実施例１の結晶シリコン太陽電池セルをインターコネクタにより接続した様子を示す断面図である。表電極メイングリッドに設けられた空隙の部分ではインターコネクタはグリッドとは接続されず、この空隙の部分にインターコネクタの小断面積部７を配置するようにする。また、裏面ではアルミ電極部分６ではインターコネクタと太陽電池セルは半田付けされず、銀電極部分でのみ半田付けされる。ここでインターコネクタの小断面積部７の部分にこのアルミ電極を配置するようにする。

また、図１７に示したように、表のインターコネクタと表銀電極との接続部分と、裏のインターコネクタと裏面銀電極との接続部分とがちょうど同じ位置に配置することによって、インターコネクタと太陽電池セルの熱膨張係数差によって生じる応力が表と裏でほぼ等しくなる。したがって、太陽電池セルの反りが起こる原因の一である、セルとインターコネクタ間の熱膨張係に起因する応力が、表と裏でバランスが保たれる。つまり、上記のような電極パターンにし、各銀電極とインターコネクタが接続しない部分に各小断面積部７を配置することによって、表と裏から等しい力が太陽電池セルにかかることになる。これらの効果によって太陽電池セルの反りが低減され、接続不良やセル割れの発生を防ぐことができる。

各銀電極とインターコネクタの接続工程について説明する。
図１７に示される太陽電池９は、たとえば一辺１５５ｍｍ、厚さ２００μｍの多結晶シリコン基板から構成されている。また、複数の太陽電池９を接続するインターコネクタは銅などで作られた細長い配線材に半田で被覆された導電部材を連続してリール状に収納されたものを設計された長さに切断して用いられる。前記インターコネクタは予めストレスリリーフ個所を形成したものをリールに収納していても構わなく、リールから切断した際にストレスリリーフ箇所を形成しても構わない。

次に、図１７に示されるように、インターコネクタ１と銀電極を備えた太陽電池セル９が交互に搬送セッティングされる。つまり、インターコネクタ１の上に太陽電池セル９の裏面電極８ｂが重ねられ、該太陽電池セル９の受光面電極８ａ上に別のインターコネクタ１が重ねられ、該インターコネクタ１の上に別の太陽電池セル９の裏面電極８ｂが順次重ねられる。必要な分だけインターコネクタと太陽電池セルが配列された状態で、たとえばヒーター加熱を行なうことによりインターコネクタ１と各銀電極が半田付けされて接続される。つまり、受光面のメイングリッドに接続されたインターコネクタは隣接するセルの裏面に回りこみ、裏面銀電極に接続される。

このように複数の太陽電池セル２がインターコネクタ１によって互いに電気的に一列に接続された反りの小さい太陽電池ストリング２２が完成する。

このように図１〜図４に示すようなインターコネクタを用いることで、インターコネクタ接続工程での冷却時にかかるセルへの収縮応力を減らすことができる。つまり、インターコネクタの部分的に耐力の弱い領域を設けつつ、ストレスが集中し局所的に断線することを避けるべく、インターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備えている。

特に図５〜図１２に示すようなインターコネクタを用いることで、インターコネクタ接続工程での冷却時にかかるセルへの収縮応力を減らすことができる。つまり、インターコネクタの部分的に耐力の弱い領域を設けつつ、ストレスが集中し局所的に断線することを避けるべく、インターコネクタを分岐して分散的に変化する断面積を備え、かつ、インターコネクタの長手方向に沿って連続的に変化する断面積を備えている。

特に図１３、図１４に示すようなインターコネクタを用いることで、インターコネクタ接続工程での冷却時にかかるセルへの収縮応力を減らすことができる。つまり、インターコネクタの部分的に耐力の弱い領域を設けつつ、ストレスが集中し局所的に断線することを避けるべく、インターコネクタを分岐して分散的に変化する断面積を備えている。

また、特に図５〜図１４に示すようなインターコネクタを用いることで、インターコネクタの太陽電池セルとの接続におけるインターコネクタの供給時にインターコネクタの形状に引っかかる切欠き部が導電材料３の側面部３a、３bに存在しないので、装置搬送が容易に行なえ、生産性の向上が図れる。

次に、図１８に基づいて上記太陽電池ストリング１１を用いた太陽電池モジュール２３を示す。

必要であるならば太陽電池ストリング１１をバスバーと呼ばれるやや太い配線材を用いてストリング同士を直列接続し、このように接続したセル列を封止材２４であるＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）のフィルムで挟み込んだ上で、表面保護層２５であるガラス板と裏面フィルム２６であるアクリル樹脂等で形成されたバックフィルムで挟む。フィルム間に入った気泡を減圧して抜き（ラミネート）、加熱（キュア）するとＥＶＡが硬化して太陽電池セル２が封止される。そのあと、ガラス板の四辺にフレーム２９であるアルミ枠をはめ、太陽電池ストリング２２からを介して外部に延びる一対の外部端子２７，２８に端子ボックスを接続して、太陽電池モジュール２３が完成する。

このように太陽電池モジュール２３は、反りの小さい太陽電池ストリング２２を用いているため、封止材２４による封止工程で太陽電池セル２のセル割れが減少する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１１，２１，３１ インターコネクタ、２，１２，２０ 太陽電池セル、３，３３ 導電部材、３ａ，３ｂ 導電部材側面、６，１６ アルミ電極、７，３７ 小断面積部、８ａ，１８a 受光面電極、８ｂ，１８ｂ 裏面電極、９，１９，３９ 太陽電池、２２ 太陽電池ストリング、２３ 太陽電池モジュール、２４ 封止材、２５ 表面保護層、２６ 裏面フィルム、２７，２８ 外部端子、２９ フレーム、３５ 接続部。

Claims (11)

1. 隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続する帯状の導電部材を備え、
   この導電部材はストレスリリーフ部を含み、このストレスリリ−フ部は、平面型であり、かつ、側端部において鈍角の角部を構成するように切欠きを有するか、または、側端部が直線形状である、インターコネクタ。
2. 前記導電部材が、複数の平面型のストレスリリーフ部を含む、請求項１に記載のインターコネクタ。
3. 複数の前記導電部材が連続してリール状に収納された、請求項２に記載のインターコネクタ。
4. 隣接する太陽電池セルの電極を電気的に接続する導電部材を備え、前記導電部材の少なくとも一部が太陽電池セルの電極に接続され、前記導電部材の少なくとも他の一部において、横断面が両側部側に分離されるように打ち抜かれた小断面積部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のインターコネクタ。
5. 隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続する導電部材を備え、前記導電部材の少なくとも一部が太陽電池セルの電極に接続され、前記導電部材の少なくとも他の一部において、その側面部が切欠かれた切欠き部を設けたことにより、断面積が連続的に縮小された小断面積部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のインターコネクタ。
6. 前記切欠き部は少なくとも一部に湾曲形状部を有する、請求項４または５に記載のインターコネクタ。
7. 前記切欠き部は、前記導電部材の長手方向に対して斜め方向に切欠かれている部分を含む、請求項４または５に記載のインターコネクタ。
8. 前記複数の切欠き部は互いに点対称または線対称に切欠かれている、請求項４または５に記載のインターコネクタ。
9. それぞれが電極を有する、互いに隣接する太陽電池セルと、互いに隣接する太陽電池セルの電極同士を電気的に接続する、請求項１〜７のいずれかに記載のインターコネクタとを備える、太陽電池ストリング。
10. 請求項９に記載の太陽電池ストリングを製造するための方法であって、太陽電池セルの電極とインターコネクタとを、ヒーター加熱、ランプ加熱、およびリフロー方式のいずれか１つによって接続する工程を備える、太陽電池ストリングの製造方法。
11. 請求項９に記載の太陽電池ストリングと、この太陽電池ストリングを封止する封止材と、前記太陽電池ストリングから封止材を介して外部に延びる一対の外部端子とを備える、太陽電池モジュール。