JP2013157602A - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】入射される光を受光するための透明部材２４と、バックシート２２と、透明部材２４とバックシート２２との間に位置し、バックシート２２と向き合う一面に配置された第１電極１４０および第２電極１５０を含む複数の太陽電池セル１と、透明部材２４とバックシート２２との間、複数の太陽電池セル１の間、および複数の太陽電池セル１のそれぞれの第１電極１４０と第２電極１５０との間に位置する充填材３０とを含む太陽電池モジュール。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】入射される光を受光するための透明部材２４と、バックシート２２と、透明部材２４とバックシート２２との間に位置し、バックシート２２と向き合う一面に配置された第１電極１４０および第２電極１５０を含む複数の太陽電池セル１と、透明部材２４とバックシート２２との間、複数の太陽電池セル１の間、および複数の太陽電池セル１のそれぞれの第１電極１４０と第２電極１５０との間に位置する充填材３０とを含む太陽電池モジュール。
【選択図】図３Ａ
Description
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。
近年、太陽電池は、光の入射面積を増加させるために電子と正孔を収集する電極を全て、基板の受光面に対向する後面に配置した後面接合型構造（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ ｂａｃｋ ｃｏｎｔａｃｔ）にて開発、製造されている。
後面接合型構造を有する太陽電池セルの後面の各ラインは、ｎ電極（または第１電極）とｐ電極（または第２電極）が交差配列されており、一定の電力を得るために、複数の太陽電池セルを連結してモジュールが形成される。
この時、各太陽電池セルは金属のリボンにより連結され、後面の第１電極と第２電極との間の短絡（ｓｈｕｎｔ）を防止するために絶縁物質層が形成される。
しかし、絶縁物質層は、金属リボンで太陽電池セル連結した際に、電流の流れを妨害する損失要因となり得、抵抗が増加することによって出力が落ちるという問題点があった。一方、抵抗を減少させるために、金属リボン、第１電極、第２電極を厚く形成した場合、厚さの増加によりモジュールのラミネーション工程時にセルが破損する確率が増加するという問題点があった。また、第１電極と第２電極が同一面に形成された後面接合型太陽電池では、互いに異なる第１および第２電極を絶縁させる必要があるが、形成された各電極の間隔が狭いので、該間隔に対応して絶縁させるために絶縁層形成工程が複雑になるという問題点がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、工程を簡素化させ、また製造費用を減少させることが可能な太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入射される光を受光するための透明部材と、バックシートと、前記透明部材と前記バックシートとの間に位置し、前記バックシートと向き合う一面に配置された第１電極および第２電極を含む複数の太陽電池セルと、前記透明部材と前記バックシートとの間、前記複数の太陽電池セルの間、および前記複数の太陽電池セルのそれぞれの前記第１電極と前記第２電極との間に位置する充填材を含む、太陽電池モジュールが提供される。
前記第１電極は、第１リボンにより電気的に連結され、前記第２電極は、第２リボンにより電気的に連結されてもよい。
前記太陽電池モジュールは、前記第１電極上に配置される第１導電性接触部材、および前記第２電極上に配置される第２導電性接触部材をさらに含んでもよい。
前記太陽電池モジュールは、前記第１導電性接触部材を連結する第１リボン、および前記第２導電性接触部材を連結する第２リボンをさらに含んでもよい。
前記太陽電池モジュールは、前記第１電極を電気的に連結する第１バスバー、および前記第２電極を電気的に連結する第２バスバーをさらに含んでもよい。
前記太陽電池モジュールは、前記第１電極を電気的に連結し、前記第２電極を電気的に連結する印刷配線板をさらに含んでもよい。
前記充填材は、１０ＧＰａ〜２００ＧＰａの弾性係数、１ｐｓｉ〜５００ｐｓｉ（６．８９５ｋＰａ〜３４４７ｋＰａ）の引張強度、および４００ｎｍ〜１，２００ｎｍの波長で９０％以上の透過率を有する硬化性物質を含んでもよい。
前記充填材は、シリコン樹脂、ポリオレフィン、アイオノマー、エポキシ、およびアクリル樹脂からなる群より選択された一つ以上の物質を含んでもよい。
前記充填材は、シリコン樹脂を含んでもよい。
前記充填材は、前記透明部材と少なくとも一つの前記太陽電池セルとの間に位置する第１充填層、および該太陽電池セルと前記バックシートとの間に位置する第２充填層を含んでもよい。
前記第１充填層は、４００ｎｍ〜１，２００ｎｍの波長で９０％以上の透過率を有する透明物質を含み、前記第２充填層は、白色顔料を含む白色物質を含んでもよい。
前記第１充填層および前記第２充填層は、同一の物質を含んでもよい。
前記充填材は、前記透明部材と少なくとも一つの前記太陽電池セルとの間に位置する光学層、および前記太陽電池セルと前記バックシートとの間に位置する第２充填層を含んでもよい。
上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、透明部材上に液状の未硬化充填物質を塗布して第１充填層を形成する段階と、前記第１充填層上に第１電極および第２電極を有する少なくとも一つの太陽電池セルを配置する段階と、少なくとも一つの前記太陽電池セル上に液状の未硬化充填物質をさらに塗布して第２充填層を形成する段階と、前記第２充填層上にバックシートを配置する段階と、前記透明部材、前記バックシート、および少なくとも一つの前記太陽電池セルに熱と圧力を加えてラミネーション加工する段階と、前記第１充填層および前記第２充填層内の未硬化充填物質を硬化させて、硬化した充填材を形成する段階と、を含む太陽電池モジュールの製造方法が提供される。
前記液状の未硬化充填物質は、毛細管現象により前記第１電極と前記第２電極との間に注入されてもよい。
前記液状の未硬化充填物質を塗布する段階は、スピンコーティングを行う段階を含んでもよい。
前記液状の未硬化充填物質は、製造工程の温度条件下において２ｃｐｓ〜５，０００ｃｐｓの粘度を有する物質を含んでもよい。
前記液状の未硬化充填物質は、製造工程の温度条件下において５ｃｐｓ〜２０ｃｐｓの粘度を有する物質を含んでもよい。
前記液状の未硬化充填物質は、未硬化シリコン樹脂を含んでもよい。
前記液状の未硬化充填物質を硬化する段階は、１００°Ｃ以下の温度で１５分以内加熱する段階を含んでもよい。
前記液状の未硬化充填物質は、未硬化ポリオレフィンを含んでもよい。
前記液状の未硬化充填物質を硬化する段階は、１５０°Ｃ以上の温度で１５分〜３０分間加熱する段階を含んでもよい。
前記硬化された充填材は、使用環境温度において２，０００ｃｐｓ〜１００，０００ｃｐｓの粘度を有してもよい。
以上説明したように本発明によれば、工程を簡素化させ、またおよび製造費用を減少させることが可能である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。ただし、本発明は異なる多様な形態により実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一の図面符号を付した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間にさらに他の部分がないことを意味する。また、以下において、「上下」とは、太陽電池セルおよび太陽電池モジュールにおいて、積層方向を上として表現している。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール、および太陽電池モジュールの製造方法について説明する。特に、本発明は、後面接合型太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
図１は、本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの概略的な断面図である。
図１に示したように、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール２００は、透明部材２４、太陽電池セル（ｃｅｌｌ）１、バックシート（ｂａｃｋ ｓｈｅｅｔ）２２が順に積層されている。そして、透明部材２４とバックシート２２との間は、液状の硬化性充填物質が硬化することにより形成された充填材が満たされて太陽電池セルを完全に密封している。さらに、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール２００は、これらの構成要素を収納するフレーム２５を含む。
図２および図３を参照して本発明の一実施形態による太陽電池モジュールについてより具体的に説明する。
図２は、本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの一部を拡大して示した平面図であり、図３Ａは、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図であり、図３Ｂおよび図３Ｃは、それぞれ図３Ａの変形例であり、図４は、本発明の一実施形態による太陽電池セルの概略的な断面図である。
図２および図３Ａに示したように、本発明の一実施形態による太陽電池モジュールは、透明部材２４、透明部材２４の上に配置された複数の太陽電池セル１、太陽電池セル１の上に配置されたバックシート２２を含み、太陽電池セル１は充填材３０により完全に密封されている。
透明部材２４は、光吸収損失を減少させるために光透過度が高く、表面反射損失を低くするための処理が行われている物質である。例えば、透明部材２４は、ガラスを使用することができ、透過度を高めるために鉄の含有量を低くし、機械的強度を高めるために熱処理を行った強化ガラスを使用することが好ましい。
透明部材２４は、散乱効果を高めるために内側面がエンボス処理されていてもよい。
太陽電池セルは、図４に示したように、伝導性タイプの半導体基板１１１、半導体基板１１１の一面（例えば受光面）に形成された前面電界部（ＦＳＦ:ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）１１３、前面電界部１１３の上に形成された反射防止膜１１５を含む。
半導体基板１１１の受光面は、複数の凹凸を備えたテクスチャリング表面（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）で形成されてもよい。この時、前面電界部１１３および反射防止膜１１５もテクスチャリング表面に沿って凹凸を備えて形成される。
半導体基板１１１は、第２導電型不純物でドーピングされる。第２導電型不純物はｎ型またはｐ型不純物のいずれであってもよい。ｎ型の不純物は、例えば、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのような５価元素の不純物である。また、ｐ型の不純物は、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などのような３価元素の不純物である。
ここで、第２導電型不純物として、ｎ型不純物を選択した場合、後述する第１導電型不純物は、ｐ型不純物である。また、第２導電型不純物として、ｐ型不純物を選択した場合、後述する第１導電型不純物は、ｎ型不純物である。
上記の半導体基板１１１のテクスチャリング表面は、光の吸収率を増加させることにより太陽電池の効率を増加させることができる。
前面電界部１１３は、第２導電型不純物が半導体基板１１１よりも高い高濃度でドーピングされた膜である。前面電界部１１３は、入射した光により分離された電子と正孔が、半導体基板１１１の受光面表面で再結合して消滅することを防止する。
前面電界部１１３の表面に形成された反射防止膜１１５は、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）やシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）などで形成される。反射防止膜１１５は、入射する太陽光の反射率を減少させ、特定の波長領域の選択性を増加させることで太陽電池の効率を高める。
一方、半導体基板１１１の受光面に対向する他面（すなわち、裏面）は、後面保護膜１１７、第１導電型不純物が高濃度にドーピングされ、後面保護膜１１７の上に形成された第１ドーピング部１２０、第２導電型不純物が高濃度にドーピングされ、後面保護膜１１７の下の半導体基板１１１に形成された第２ドーピング部１３０、第１ドーピング部１２０の上に形成された第１電極１４０、および第２ドーピング部１３０と対応する後面保護膜１１７の上に形成された第２電極１５０を含む。
半導体基板１１１の裏面に形成された第１ドーピング部１２０には、第１導電型不純物が高濃度にドーピングされており、第２ドーピング部１３０には、第２導電型不純物が半導体基板１１１よりも高い高濃度にドーピングされている。したがって、例えば、半導体基板１１１にｎ型不純物がドーピングされた場合、第１ドーピング部１２０にはｐ型不純物がドーピングされ、半導体基板１１１と第１ドーピング部１２０はｐｎ接合を形成する。
第１ドーピング部１２０と第２ドーピング部１３０は、キャリア（正孔または電子）の移動通路として機能し、正孔と電子をそれぞれ第１ドーピング部１２０と第２ドーピング部１３０方向に集める。
後面保護膜１１７は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）またはこれらの組み合わせなどで形成される。
後面保護膜１１７は、電子と正孔に分離されたキャリアが再結合することを防止し、入射した光が外部に透過しないように太陽電池内部へ反射させ、外部へ透過する光の量を減少させる。後面保護膜１１７は、単一膜で形成されてもよいし、二重膜または三重膜のような多層構造で形成されてもよい。
第１電極１４０は、第１ドーピング部１２０と電気的に連結され、第２電極１５０は、第２ドーピング部１３０と電気的に連結される。また、第１電極１４０および第２電極１５０は、一定の間隔をおいて形成される。
再び図２および図３Ａを参照すれば、第１電極１４０と第２電極１５０は、一方向に長く伸びており、交互に配置される。各電極の間の間隔は、約５ｍｍ以下であり、例えば、１００ｎｍ〜１ｍｍの間隔で形成されてもよい。
第１電極１４０および第２電極１５０の上には、導電物質からなる接触部材４０がそれぞれ形成される。さらに、接触部材４０の上には、リボン５０が形成される。リボン５０は、接触部材４０を通じて、同じ極性である第１電極１４０同士、または第２電極１５０同士を電気的に連結し、隣接したセルを直列にて連結する。
バックシート２２は、モジュールの後面より侵入する湿気を防止して太陽電池セルを外部環境から保護する。バックシート２２は、絶縁性および耐久性に優れており、太陽電池モジュールの寿命を延長させることができる。バックシート２２は、例えば、ＦＰ／ＰＥ／ＦＰ（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ−ｐｏｌｙｅａｓｔｅｒ−ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）層で構成されたシートを使用することができる。ここで、バックシート２２は、厚さが薄いほど密封性に優れるが、耐久性および外部衝撃により損傷される可能性があるため、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの厚さで使用することができる。
また、太陽電池セル１は、充填材３０により完全に密封される。充填材３０は、具体的には、バックシート２２と太陽電池セル１との間、および第１電極１４０と第２電極１５０との間に充填される。
充填材３０は、太陽電池モジュールが長時間外部に露出される場合、湿気の浸透により第１電極１４０および第２電極１５０が腐食されることを防止する。また、第１電極１４０および第２電極１５０の間に充填材３０が充填されることによって、充填材３０が外部からの衝撃を吸収して第１電極１４０および第２電極１５０を保護し、ひいては、太陽電池セル１全体を外部の衝撃から保護することができる。外部からの衝撃を効果的に吸収するために、充填材３０は低い弾性係数を有するものを使用することが望ましい。充填材３０は、例えば、１０〜２００ＧＰａの弾性係数を有し、１〜５００ｐｓｉ（６．８９５〜３４４７ｋＰａ）の引張強度を有することができる。
充填材３０は、太陽電池セル１に光が入射する経路に位置するため、太陽電池セル１の光吸収率を高めるために、４００ｎｍ〜１，２００ｎｍの波長範囲で透過率が９０％以上、具体的には、９７％以上である物質で構成される。また、充填材３０は、硬化性物質で構成される。つまり、液体状態の物質を塗布した後に硬化させて充填材３０を形成することができる。充填材３０の具体的な形成方法は後述する。
このような物質の例としては、シリコン樹脂、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｐｈｉｎｅ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、アイオノマー（ｉｏｎｏｍｅｒ）、ウレア（ｕｒｅａ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、アクリル（ａｃｒｙｌ）樹脂などが挙げられる。
特にシリコン樹脂は、２５０ｎｍまでの短波長も透過可能であるため、太陽電池の入射光を増加させて太陽電池の効率を増加させることができる。
充填材３０は、透明部材２４と太陽電池セル１との間にも形成される。つまり、透明部材２４と太陽電池セル１との間に形成される第１充填層３０ａと、バックシート２２と太陽電池セル１との間、および第１電極１４０と第２電極１５０との間に形成される第２充填層３０ｂと、を含むことができる。しかし、充填材３０は、充填方法により図３Ｂに示したように、一つの充填層から形成することもできる。または、図３Ｃに示したように、第２充填層３０ｂのみを含み、透明部材２４と太陽電池セル１との間には別途、光学層３０ｃ、例えば、ＥＶＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）層を形成することもできる。
また、本発明の一実施形態では、第１充填層３０ａと第２充填層３０ｂを同一物質で形成したが、第１充填層３０ａは透過率が９０％以上の透明な物質で形成し、第２充填層３０ｂは白色顔料を含む物質で形成することもできる。このように第２充填層を白色物質で形成すれば、受光面の前面から入射する光が第２充填層で反射されて、再度セルへ入射することによって、光効率を増加させることができる。
上述した太陽電池モジュールを製作する方法について、図５と上記で説明を行った図２および図３を参照して具体的に説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製作方法を順に示したフローチャートである。
図５を参照すると、まず、図４に示す複数の太陽電池セル１を完成させる（Ｓ１００）。
次に、太陽電池セル４の第１電極１４０および第２電極１５０の上に接触部材４０を形成する（Ｓ１０２）。
接触部材４０は、スクリーン印刷法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）のようなマスクを利用する間接印刷法に加えて、インクジェット印刷法、ＥＨＤジェット印刷法（ｅｌｅｃｔｒｏ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、オフセット印刷法（ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、グラビア印刷法（ｇｒａｖｕｒｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、フレキソ印刷法（ｆｌｅｘｏ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）またはエアロゾルジェット印刷法（ａｅｒｏｓｏｌ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）などのようなマスクを利用しない直接印刷法などにより形成することができる。この時、繰り返して印刷し、印刷回数を増やすことによって導電性接触部材の厚さを調節することができる。
その後、第１電極１４０上の接触部材４０、および第２電極１５０上の接触部材４０を連結するリボン５０をそれぞれ配置し（Ｓ１０４）、ソルダリング（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）して隣接したセル１を電気的に連結する。この時、セルは一列に配置された後、リボンにより電気的に連結される。なお、リボン５０は、錫、銀または鉛などから形成することができる。
ソルダリング工程は、接着剤の役割を果たすフラックスを塗布し、高強度ランプにより輻射熱エネルギーを与えたり、加熱空気を噴射したりして行われる。
さらに、液状の未硬化充填物質を塗布して透明部材２４の上に第１充填層３０ａを形成する（Ｓ２００）。未硬化充填物質は、スピンコーティングなどの方法により塗布することができる。
そして、一列に連結された複数の太陽電池セルグループを第１充填層３０ａの上に整列させて配置させる（Ｓ３００）。
この時、毛細管現象により、第１電極１４０と第２電極１５０との間の狭い間隙に未硬化充填物質が浸入し第１電極１４０と第２電極１５０との間の間隙を埋める。
未硬化充填物質は、第１電極１４０と第２電極１５０との間の間隙を埋めることが容易であるように、製造工程の温度条件（例えば８０℃〜１９５℃の範囲）下において、２ｃｐｓ（センチポアズ）〜５，０００ｃｐｓの粘度であってもよく、好ましくは５ｃｐｓ〜２０ｃｐｓであってもよい。
次に、太陽電池セル１を覆うように未硬化充填物質を塗布して第２充填層３０ｂを形成する（Ｓ３０２）。
上述したように本発明の実施形態によれば、液状の未硬化充填物質を使用することにより第１電極１４０と第２電極１５０との間隙を容易に埋めることができる。したがって、別途、絶縁層を形成しなくても第１電極１４０と第２電極１５０との間の絶縁を形成することができ、太陽電池モジュールを形成する工程を簡素化することができる。
続いて、第２充填層３０ｂの上にバックシート２２を配置する（Ｓ３０４）。そして、所定の熱と圧力を加えるラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）工程を実施し（Ｓ３０６）、透明部材２４、太陽電池セル１およびバックシート２２を一体化させ、モジュールとする。この時、第１充填層３０ａと第２充填層３０ｂが硬化され、透明部材２４、太陽電池セル１およびバックシート２２が一体に固定される。したがって、ラミネーション工程は未硬化充填物質が硬化され得る温度で行うことが望ましい。例えば、シリコン樹脂を充填材として使用する場合には、１００℃以下の温度で１５分以内に行うことが望ましく、充填材としてポリオレフィンを使用する場合には、１５０℃以上の温度で１５分〜３０分間硬化させることが望ましい。
硬化後の充填材の粘度は、使用環境温度（例えば、−２０℃〜７０℃の範囲）において、ほぼ２，０００ｃｐｓ〜１００，０００ｃｐｓであり、太陽電池セルを完全に固定および密封させることができる。
充填材は、従来の密封材と比較して硬化温度が低く、硬化時間が短いため、太陽電池の製造工程を簡素化することができる。
さらに、ラミネーション工程が終わったモジュールの周縁にフレーム２５を配置し、組み立てを行い（Ｓ３０８）、太陽電池モジュールを完成させる。
本発明の実施形態によれば、液状の充填物質を利用して第１電極と第２電極の絶縁および太陽電池モジュールの封止を一度に行うことができるので、太陽電池の製造工程を簡素化することができる。特に、リボンと第１電極、またはリボンと第２電極を連結するために絶縁層に接触孔を形成する工程を省略することができる。
つまり、従来、接触孔にリボンを挿入するために、接触孔に位置する部分（以下、突出部という）のリボンを他の部分に位置する部分のリボンよりも厚く形成していた。本発明の実施形態では、係る工程が省略されるため、製造費用および製造時間を減らすことができる。
また、突出部を形成しないため、厚さに差がない一定の厚さの平らな板状のリボンを使用することができ、ラミネーション工程時に太陽電池セルに加圧される圧力を減少させることができる。したがって、太陽電池セルが破損する現象を最少化することができる。
また、接触孔にリボンの突出部を挿入するため、リボンの突出部と接触孔を一致させ、整列させる工程が省略されるため、太陽電池を製造する工程が簡素化され、リボンの突出部と接触孔の誤整列による不良が発生しない。
図６は、本発明の他の実施形態による太陽電池モジュールの概略的な断面図である。
図６の太陽電池モジュールの層間構成は、大部分が図２の太陽電池モジュールと同一であるため、異なる部分についてのみ具体的に説明する。同一の部分については同一の符号を付する。
図６に示したように、本発明の一実施形態による太陽電池モジュールは、透明部材２４、太陽電池セル１およびバックシート２２が積層されている。そして、透明部材２４とバックシート２２との間は液状の硬化性充填物質が硬化した充填材３０で形成されている。
図６の太陽電池セルの第１電極および第２電極は、それぞれバスバー４００により電気的に連結されている。
そして、バスバー４００の上には接触部材４０が形成されており、接触部材４０の上にはリボン５０が配置されている。バスバー４００を形成することによって接触部材４０の厚さを減少させることができる。
本発明の一実施形態では、充填材３０にて、リボンの間の間隙および第１電極と第２電極との間の間隔を完全に密封するため、リボンの厚さを増加させても第１電極または第２電極と短絡したり、隣接したリボンが接触して短絡したりする現象を防止することができる。したがって、リボンの厚さを最大限増加させることができ、セルで発生した電流の損失を最少化することができる。
図７は、本発明の他の実施形態による太陽電池モジュールの概略的な断面図である。
図７の太陽電池モジュールの層間構成は、大部分が図２の太陽電池モジュールと同一であるため、異なる部分についてのみ具体的に説明する。同一の部分については同一の符号を付する。
図７に示したように、本発明の一実施形態による太陽電池モジュールは、透明部材２４、太陽電池セル１およびバックシート２２が積層されている。そして、透明部材２４とバックシート２２との間は液状の硬化性充填物質が硬化した充填材３０で形成されている。
図７の太陽電池モジュールは、図２および図６とは異なり、第１電極１４０および第２電極１５０は印刷配線板（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｗｉｒｉｎｇ ｂｏａｒｄ、ＰＷＢ）５００により連結される。
図７を参照すれば、太陽電池セル１の第１電極１４０および第２電極１５０の上には接触部材４０が形成されている。そして、接触部材４０は、印刷配線板５００により連結される。
印刷配線板５００の配線は、太陽電池セル１の第１電極１４０および第２電極１５０と同一の配列に形成される。
本発明の一実施形態のように印刷配線板５００を形成すれば、第１電極１４０と第２電極１５０の厚さを薄く形成することができるため、セルを形成するための製造費用を節減することができる。そして、印刷配線板を通じて電流経路（ｐａｔｈ）が形成されるため、セル・トゥ・モジュール（ｃｅｌｌ ｔｏ ｍｏｄｕｌｅ、ＣＴＭ）のＣＲ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｒａｔｅ）が上昇する効果を期待することができる。
以上、説明したように、本発明によれば、リボンの厚さ増加および形態変形なしに容易にセルを連結してセルの破損を最少化し、リボンを製作するための工程および費用を減少させた太陽電池モジュール、および太陽電池モジュールの製造方法が提供される。
また、液状の充填材を利用して太陽電池セルを密封することにより、別途、絶縁層を形成し絶縁層に接触孔を形成する工程を省略することができるため、太陽電池モジュールを生産する工程を簡素化することができる。
さらに、接触孔にリボンの突出部を挿入するための工程を実施しなくてもよいため、厚さが一定のリボンを使用することができる。したがって、リボンの生産費用を低減でき、かつリボンを接触孔に挿入することによって発生する不良などが発生せず、ラミネーション工程時にセルが破損することも防止することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ 太陽電池セル
２２ バックシート
２４ 透明部材
２５ フレーム
３０ 充填材
３０ａ 第１充填層
３０ｂ 第２充填層
３０ｃ 光学層
４０ 接触部材
５０ リボン
１１１ 半導体基板
１１３ 前面電界部
１１５ 反射防止膜
１１７ 後面保護膜
１２０ 第１ドーピング部
１３０ 第２ドーピング部
１４０ 第１電極
１５０ 第２電極
２００ 太陽電池モジュール
４００ バスバー
５００ 印刷配線板
２２ バックシート
２４ 透明部材
２５ フレーム
３０ 充填材
３０ａ 第１充填層
３０ｂ 第２充填層
３０ｃ 光学層
４０ 接触部材
５０ リボン
１１１ 半導体基板
１１３ 前面電界部
１１５ 反射防止膜
１１７ 後面保護膜
１２０ 第１ドーピング部
１３０ 第２ドーピング部
１４０ 第１電極
１５０ 第２電極
２００ 太陽電池モジュール
４００ バスバー
５００ 印刷配線板
Claims (23)
- 入射される光を受光するための透明部材と、
バックシートと、
前記透明部材と前記バックシートとの間に位置し、前記バックシートと向き合う一面に配置された第１電極および第２電極を含む複数の太陽電池セルと、
前記透明部材と前記バックシートとの間、前記複数の太陽電池セルの間、および前記複数の太陽電池セルのそれぞれの前記第１電極と前記第２電極との間に位置する充填材と、
を含む、太陽電池モジュール。 - 前記第１電極は、第１リボンにより電気的に連結され、前記第２電極は、第２リボンにより電気的に連結される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第１電極上に配置される第１導電性接触部材、および前記第２電極上に配置される第２導電性接触部材をさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第１導電性接触部材を連結する第１リボン、および前記第２導電性接触部材を連結する第２リボンをさらに含む、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第１電極を電気的に連結する第１バスバー、および前記第２電極を電気的に連結する第２バスバーをさらに含む、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第１電極を電気的に連結し、前記第２電極を電気的に連結する印刷配線板をさらに含む、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
- 前記充填材は、１０ＧＰａ〜２００ＧＰａの弾性係数、１ｐｓｉ〜５００ｐｓｉ（６．８９５ｋＰａ〜３４４７ｋＰａ）の引張強度、および４００ｎｍ〜１，２００ｎｍの波長で９０％以上の透過率を有する硬化性物質を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記充填材は、シリコン樹脂、ポリオレフィン、アイオノマー、エポキシ、およびアクリル樹脂からなる群より選択された一つ以上の物質を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記充填材は、シリコン樹脂を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記充填材は、前記透明部材と少なくとも一つの前記太陽電池セルとの間に位置する第１充填層、および該太陽電池セルと前記バックシートとの間に位置する第２充填層を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第１充填層は、４００ｎｍ〜１，２００ｎｍの波長で９０％以上の透過率を有する透明物質を含み、前記第２充填層は、白色顔料を含む白色物質を含む、請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第１充填層および前記第２充填層は、同一の物質を含む、請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
- 前記充填材は、前記透明部材と少なくとも一つの前記太陽電池セルとの間に位置する光学層、および該太陽電池セルと前記バックシートとの間に位置する第２充填層を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
- 透明部材上に液状の未硬化充填物質を塗布して第１充填層を形成する段階と、
前記第１充填層上に第１電極および第２電極を有する少なくとも一つの太陽電池セルを配置する段階と、
少なくとも一つの前記太陽電池セル上に液状の未硬化充填物質をさらに塗布して第２充填層を形成する段階と、
前記第２充填層上にバックシートを配置する段階と、
前記透明部材、前記バックシート、および少なくとも一つの前記太陽電池セルに熱と圧力を加えてラミネーション加工する段階と、
前記第１充填層および前記第２充填層内の未硬化充填物質を硬化させて、硬化した充填材を形成する段階と、
を含む、太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記液状の未硬化充填物質は、毛細管現象により前記第１電極と前記第２電極との間に注入される、請求項１４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質を塗布する段階は、スピンコーティングを行う段階を含む、請求項１４または１５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質は、製造工程の温度条件下において２ｃｐｓ〜５，０００ｃｐｓの粘度を有する物質を含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質は、製造工程の温度条件下において５ｃｐｓ〜２０ｃｐｓの粘度を有する物質を含む、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質は、未硬化シリコン樹脂を含む、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質を硬化する段階は、１００°Ｃ以下の温度で１５分以内加熱する段階を含む、請求項１９に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質は、未硬化ポリオレフィンを含む、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記液状の未硬化充填物質を硬化する段階は、１５０°Ｃ以上の温度で１５分〜３０分間加熱する段階を含む、請求項２１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記硬化された充填材は、使用環境温度において２，０００ｃｐｓ〜１００，０００ｃｐｓの粘度を有する、請求項１４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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