JP2013214599A - Interconnector fitted thin film compound solar cell manufacturing method, thin film compound solar cell string manufacturing method, and thin film compound solar cell array manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法、薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法、および、薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector, a method for manufacturing a thin film compound solar cell string, and a method for manufacturing a thin film compound solar cell array.
現在、太陽電池として、シリコン基板にpn接合を形成したシリコン結晶系太陽電池が主流となっている。シリコン結晶系太陽電池より高い光電変換効率を得られる太陽電池として、直接遷移型で光吸収係数が大きい化合物半導体を用いた化合物半導体太陽電池がある。 Currently, a silicon crystal solar cell in which a pn junction is formed on a silicon substrate is the mainstream as a solar cell. As a solar cell that can obtain higher photoelectric conversion efficiency than a silicon crystal solar cell, there is a compound semiconductor solar cell using a compound semiconductor having a direct transition type and a large light absorption coefficient.
現在開発されている化合物半導体太陽電池の多くは、それぞれ異なる禁制帯幅をもつpn接合からなる複数の光電変換層を光の入射方向に積層した多接合構造を有している。多接合構造を有する化合物半導体太陽電池は、太陽光スペクトルを有効に吸収できるため、1つの光電変換層のみを有する化合物半導体太陽電池より高い光電変換効率を得ることができる。 Many of the compound semiconductor solar cells currently being developed have a multi-junction structure in which a plurality of photoelectric conversion layers composed of pn junctions having different forbidden band widths are stacked in the light incident direction. Since the compound semiconductor solar cell having a multi-junction structure can effectively absorb the sunlight spectrum, higher photoelectric conversion efficiency than that of the compound semiconductor solar cell having only one photoelectric conversion layer can be obtained.
複数の化合物半導体太陽電池セルを直列または並列に接続した太陽電池アレイが、人工衛星の電源として搭載されている。人工衛星に汎用される太陽電池セルとしては、たとえば、厚さが100μm〜500μmのGe基板またはGaAs基板上に、光電変換層となるInGaPおよびGaAsなどのIII族−V族化合物半導体をエピタキシャル成長させて作製されたものがそのまま用いられている。 A solar cell array in which a plurality of compound semiconductor solar cells are connected in series or in parallel is mounted as a power source for an artificial satellite. As a solar cell generally used for an artificial satellite, for example, a group III-V group compound semiconductor such as InGaP and GaAs used as a photoelectric conversion layer is epitaxially grown on a Ge substrate or a GaAs substrate having a thickness of 100 μm to 500 μm. The produced one is used as it is.
このため、これらの太陽電池セルには、エピタキシャル成長のための基板がそのまま含まれている。エピタキシャル成長させた基板には、受光面側にn電極、受光面側とは反対側である裏面側にp電極が形成される。さらに、断面からの漏れ電流の発生を防止するためのメサエッチング工程および反射防止膜の形成工程などのプロセスを経て、太陽電池セルが完成する。 Therefore, these solar cells include a substrate for epitaxial growth as it is. In the epitaxially grown substrate, an n electrode is formed on the light receiving surface side, and a p electrode is formed on the back surface side opposite to the light receiving surface side. Furthermore, the solar battery cell is completed through processes such as a mesa etching process and an antireflection film forming process for preventing the occurrence of leakage current from the cross section.
完成した複数の太陽電池セルを接続するために、たとえばパラレルギャップ溶接などによって、銀箔などからなるインターコネクタがn電極のパッド部に接続される。人工衛星に搭載される太陽電池セルのインターコネクタには、宇宙環境における著しい熱変化に起因する応力が負荷される。その応力によって、インターコネクタと太陽電池セルとの接続部、インターコネクタ自体または太陽電池セル自体が破壊することを防止するために、インターコネクタにストレスリリーフ部が設けられている。 In order to connect a plurality of completed photovoltaic cells, an interconnector made of silver foil or the like is connected to the pad portion of the n electrode by, for example, parallel gap welding. A stress caused by a significant thermal change in the space environment is applied to the interconnector of the solar battery cell mounted on the artificial satellite. In order to prevent damage to the connecting portion between the interconnector and the solar battery cell, the interconnector itself, or the solar battery cell due to the stress, a stress relief portion is provided in the interconnector.
ストレスリリーフ部が設けられたインターコネクタを有する太陽電池を開示した先行文献として、特表2002−517098号公報(特許文献1)および特開2002−343994号公報(特許文献2)がある。 As prior literatures that disclose a solar cell having an interconnector provided with a stress relief portion, there are JP 2002-517098 A (Patent Document 1) and JP 2002-343994 A (Patent Document 2).
特許文献1,2に記載された太陽電池のインターコネクタには、側面視において、U字状に曲折したストレスリリーフ部、および、両端の高さが異なるように段差が設けられている。インターコネクタにより太陽電池セル同士が接続されることにより、太陽電池ストリングが構成される。 The solar cell interconnector described in Patent Literatures 1 and 2 is provided with a U-shaped bent stress relief portion and a step so that the heights of both ends are different in side view. A solar cell string is comprised by connecting photovoltaic cells with an interconnector.
太陽電池セルの受光面側には、宇宙線からの防護を目的として、厚さが50μm〜500μm程度のカバーガラスが接着される。カバーガラスの接着方法を開示した先行文献として、特開2001−313404号公報(特許文献3)がある。 A cover glass having a thickness of about 50 μm to 500 μm is bonded to the light receiving surface side of the solar battery cell for the purpose of protection from cosmic rays. JP-A-2001-313404 (Patent Document 3) is a prior document disclosing a method for bonding a cover glass.
特許文献3に記載された太陽電池モジュールの製造方法においては、接着剤が塗布されたカバーガラスに、接着剤を覆うように太陽電池セルを重ね合わせ、カバーガラスおよび太陽電池セルを平行に矯正するために平板を重ね、この平板を介してカバーガラスおよび太陽電池セルを押圧している。 In the method for manufacturing a solar cell module described in Patent Document 3, solar cells are overlaid on a cover glass coated with an adhesive so as to cover the adhesive, and the cover glass and the solar cells are corrected in parallel. Therefore, the flat plates are stacked, and the cover glass and the solar battery cells are pressed through the flat plates.
立体的に折り曲げられたストレスリリーフ部を有するインターコネクタが接続された太陽電池セルにカバーガラスを接着する際に、平板を介してカバーガラスおよび太陽電池セルを押圧すると、インターコネクタのストレスリリーフ部にも圧力がかかってストレスリリーフ部が押し潰される。この場合、ストレスリリーフ部の機能が失われる。 When a cover glass is bonded to a solar battery cell to which an interconnector having a three-dimensionally bent stress relief part is connected, if the cover glass and the solar battery cell are pressed through a flat plate, the stress relief part of the interconnector However, the stress relief part is crushed due to pressure. In this case, the function of the stress relief part is lost.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、インターコネクタのストレスリリーフ機能を安定して有するインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法、薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法、および、薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a method of manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector having a stable stress relief function of an interconnector, a method of manufacturing a thin film compound solar cell string, and It aims at providing the manufacturing method of a thin film compound solar cell array.
本発明に基づくインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法は、薄膜化合物太陽電池セルの一方の主面上に位置して第1の極性を有する第1電極とインターコネクタとを接続する工程と、インターコネクタが接続された薄膜化合物太陽電池セルの一方の主面側に、インターコネクタの一部および薄膜化合物太陽電池セルを覆うようにカバーガラスを接着剤によって接着する工程と、上記接着する工程の後、インターコネクタのうちのカバーガラスの縁より外側に位置する外出部分において、カバーガラス側の一端部とこの一端部の反対側の他端部との間を折り曲げてストレスリリーフ部を形成する工程とを備える。 The method of manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector according to the present invention includes a step of connecting a first electrode having a first polarity and an interconnector located on one main surface of a thin film compound solar cell, A step of adhering a cover glass with an adhesive so as to cover a part of the interconnector and the thin film compound solar cell on one main surface side of the thin film compound solar cell to which the interconnector is connected, and the step of adhering Then, in the outing part located outside the edge of the cover glass in the interconnector, a step of forming a stress relief part by bending between one end part on the cover glass side and the other end part on the opposite side of the one end part With.
本発明の一形態においては、インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法は、上記一端部を挟持固定する工程をさらに備える。上記ストレスリリーフ部を形成する工程において、上記一端部を挟持固定し、かつ、上記他端部を移動可能にした状態で、上記一端部と上記他端部との間を折り曲げてストレスリリーフ部を形成する。 In one form of this invention, the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector is further equipped with the process of pinching and fixing the said one end part. In the step of forming the stress relief portion, with the one end portion clamped and fixed, and the other end portion being movable, the stress relief portion is folded between the one end portion and the other end portion. Form.
本発明の一形態においては、上記ストレスリリーフ部を形成する工程において、上記一端部と上記他端部との間をカバーガラス側に凸状に折り曲げる。 In one form of this invention, in the process of forming the said stress relief part, between the said one end part and the said other end part is bend | folded convexly at the cover glass side.
本発明の一形態においては、インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法は、上記ストレスリリーフ部を形成する工程の後、上記他端部を折り曲げる工程をさらに備える。 In one form of this invention, the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector is further equipped with the process of bending the said other end part after the process of forming the said stress relief part.
本発明の一形態においては、上記第1電極と上記インタ−コネクタとを接続する工程にて、上記外出部分において上記一端部が他の部分より広い幅を有するインターコネクタを接続する。 In an embodiment of the present invention, in the step of connecting the first electrode and the interconnector, the interconnector having the wider end portion than the other portion is connected in the outing portion.
本発明に基づく薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法は、上記のいずれかのインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法により製造され、上記第1の極性とは反対側の極性である第2の極性を有する第2電極を各々有する複数のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池を配置する工程と、互いに隣接するインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池のうちの一方のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池のインターコネクタの上記他端部と、他方のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の第2電極とを接続する工程とを備える。 A method for producing a thin film compound solar cell string according to the present invention is produced by any one of the above-described methods for producing a thin film compound solar cell with an interconnector, and has a second polarity that is opposite to the first polarity. The step of arranging a plurality of thin film compound solar cells with interconnectors each having a second electrode having the above, and the interconnector of the thin film compound solar cells with one interconnector among adjacent thin film compound solar cells with interconnectors Connecting the other end and a second electrode of the other interconnector-attached thin film compound solar cell.
本発明に基づく薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法は、上記の薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法により製造された複数の薄膜化合物太陽電池ストリングを配置する工程と、上記複数の薄膜化合物太陽電池ストリングを互いに直列または並列に接続する工程とを備える。 A method of manufacturing a thin film compound solar cell array according to the present invention includes a step of arranging a plurality of thin film compound solar cell strings manufactured by the method of manufacturing a thin film compound solar cell string, and a plurality of the thin film compound solar cell strings. Connecting to each other in series or in parallel.
本発明によれば、インターコネクタのストレスリリーフ機能を安定して有させることができる。 According to the present invention, the stress relief function of the interconnector can be stably provided.
以下、本発明の実施形態1に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法、薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法、および、薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法について説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector which concerns on Embodiment 1 of this invention, the manufacturing method of a thin film compound solar cell string, and the manufacturing method of a thin film compound solar cell array are demonstrated. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法により製造されたインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の構成を示す平面図である。図2は、図1のII−II線矢印方向から見た断面図である。図3は、図1のIII−III線矢印方向から見た断面図である。図4は、図1のIV−IV線矢印方向から見た断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a thin film compound solar cell with an interconnector manufactured by the method for manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view as seen from the direction of arrows II-II in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view as seen from the direction of arrows III-III in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view as seen from the direction of arrows IV-IV in FIG.
図1に示すように、本発明の一形態に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法により製造されたインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100は、平面視において略矩形状の外形を有している。
As shown in FIG. 1, a thin film compound solar cell with an
インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100は、厚さが100μm以下の太陽電池セル本体と2つの中継端子11,12を含んでいる。2つの中継端子11,12は、インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100の異なる隅部に互いに離間して位置している。後述するように、太陽電池セル本体と中継端子11,12とは、金属リボンにより互いに接続されている。金属リボンは、銀などからなる金属片である。
The thin film compound
図2,3に示すように、太陽電池セル本体は、基材である樹脂フィルム110、樹脂フィルム110上に位置する金属薄膜120、金属薄膜120上に位置する光電変換層130、および、光電変換層130上に位置するn型電極を含んでいる。n型電極は、太陽電池セル本体の一方の主面上に位置している。なお、樹脂フィルム110は必ずしも設けられなくてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the solar cell body includes a
光電変換層130は、図示しない半導体基板上にエピタキシャル成長により形成した化合物半導体を半導体基板から剥離したものである。光電変換層130は、少なくとも1つのpn接合を有している。
The
光電変換層130の受光面側に第1の極性であるn型半導体層が位置し、受光面とは反対側の裏面側に第2の極性であるp型半導体層が位置している。なお、n型半導体層とp型半導体層とが互いに反対に位置していてもよい。
The n-type semiconductor layer having the first polarity is located on the light receiving surface side of the
n型電極は、光電変換層130のn型半導体層と接しているため、n型の極性を有している。図1に示すように、n型電極は、n型パッド電極140,140aと、櫛歯状のn型グリッド電極143とから構成されている。n型パッド電極140,140aとn型グリッド電極143とは互いに接続されている。
Since the n-type electrode is in contact with the n-type semiconductor layer of the
金属薄膜120は、光電変換層130のp型半導体層と接しているため、p型の極性を有している。金属薄膜120は、p型電極の機能と、光電変換層130を支持する機能とを有している。
Since the metal
本実施形態においては、光電変換層130上にp型パッド電極150a,150bが設けられている。p型パッド電極150a,150bは、金属薄膜120上に設けられ、かつ、n型電極と接触しないように設けられている。
In the present embodiment, p-
中継端子11は、図4に示すように、バイパスダイオードで構成されている。中継端子11は、n型半導体基板111を有している。n型半導体基板111の上部には、不純物がドープされて形成されたn+型領域111aとp型領域111bとが形成されている。n+型領域111a上にn型パッド電極141が形成されている。p型領域111b上にp型パッド電極151が形成されている。n型半導体基板111の下面に、裏面電極121が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
n型パッド電極141は、金属リボン170によってp型パッド電極150aと接続されている。p型パッド電極151は、金属リボン171によってn型パッド電極140aと接続されている。裏面電極121は、図3に示すように、他のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100のインターコネクタ180と接続される。
The n-
なお、裏面電極121は必ずしも設けられなくてもよいが、裏面電極121を設けることにより、中継端子11をp型側の接続端子として機能させることができる。
Note that the
中継端子12は、図2,3に示すように、n型半導体基板112を有している。n型半導体基板112上に、n型パッド電極142が形成されている。n型半導体基板112の下面に、裏面電極122が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
n型パッド電極142は、金属リボン172によってp型パッド電極150bと接続されている。裏面電極122は、図2,3に示すように、他のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100のインターコネクタ180と接続される。中継端子12は、p型側の接続端子として機能する。なお、n型パッド電極142を設けずに、金属リボン172とn型半導体基板112とを直接接続してもよい。
The n-
このように、太陽電池セル本体と離間した中継端子12を形成することにより、インターコネクタ180によってインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100同士を接続する際に、太陽電池セル本体に荷重が負荷されることを抑制できる。その結果、太陽電池セル本体にクラックまたは割れなどの損傷が発生することを抑制できる。
Thus, by forming the
また、中継端子12を設けることにより、インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100の機械強度を高めて、太陽電池セルおよび太陽電池アレイの信頼性を向上することができる。そのため、1つの太陽電池セルに複数の中継端子が設けられていることが好ましい。
Moreover, by providing the
太陽電池セル本体のn型パッド電極140には、インターコネクタ180が接続されている。インターコネクタ180は、純度99%以上の銀などからなり、厚さが20μm程度の金属片である。図2に示すように、インターコネクタ180は、湾曲したストレスリリーフ部183を中間部に有している。
An
図1〜3に示すように、太陽電池セル本体および中継端子11,12を覆うように、矩形状のカバーガラス160が接着剤190により接着されている。インターコネクタ180の一部181もカバーガラス160により覆われている。その結果、太陽電池セル本体、中継端子11,12およびインターコネクタ180の一部181が、接着剤190によって封止されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
接着剤としては、たとえば、透明性の高いシリコーン樹脂などを用いることができる。カバーガラス160としては、厚さが50μm以上500μm以下の板ガラスを用いることができる。
As the adhesive, for example, a highly transparent silicone resin can be used. As the
接着剤190で封止することにより、金属リボン170,171,172の各接続部での接続強度、および、インターコネクタ180の一部181での接続強度を高めることができる。
By sealing with the adhesive 190, the connection strength at each connection portion of the
上記の構成を有する複数のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100が互いに接続されることにより、薄膜化合物太陽電池ストリングが構成される。具体的には、上述したように、他のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100のインターコネクタ180が、中継端子11の裏面電極121および中継端子12の裏面電極122に接続されることにより、薄膜化合物太陽電池ストリングが構成される。
A thin film compound solar cell string is configured by connecting a plurality of interconnector-attached thin film compound
複数の薄膜化合物太陽電池ストリングが互いに直列または並列に接続されることにより、薄膜化合物太陽電池アレイが構成される。 A plurality of thin film compound solar cell strings are connected in series or in parallel to each other to form a thin film compound solar cell array.
以下、本実施形態に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法について説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector which concerns on this embodiment is demonstrated.
図5は、本実施形態に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。図5に示すように、本実施形態に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100の製造方法においては、まず、太陽電池セルの一方の主面上に位置するn型パッド電極140と短冊状のインターコネクタ180の一部181とを接続する(S100)。また、太陽電池本体と中継端子11,12とを金属リボン170〜172を介して接続する。これらの接続は、パラレルギャップ溶接により行なうことができるが、他の溶接方法により行なってもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector according to this embodiment. As shown in FIG. 5, in the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an
次に、カバーガラス160の一方の面に、シリコーン樹脂などの接着剤190をたとえば厚さが40μmとなるようにスクリーン印刷法により塗布する。その後、インターコネクタ180が接続された太陽電池セルの一方の主面側に、インターコネクタ180の一部181および太陽電池セルを覆うようにカバーガラス160を接着剤190によって接着する(S110)。
Next, an adhesive 190 such as a silicone resin is applied to one surface of the
具体的には、インターコネクタ180および中継端子11,12を接続した太陽電池セルとカバーガラス160とを重ね合わせた積層物を、上部にバルーンが設けられたラミネート装置の真空槽内に配置する。バルーン内を大気圧雰囲気に開放することにより、バルーンが差圧によって真空槽内に膨張して上記の積層物を押圧する。この状態で、真空槽内をたとえば100℃程度の温度まで昇温することにより接着剤190を硬化させる。
Specifically, a laminate in which the solar cells connected to the
図6は、インターコネクタ付太陽電池セルを定盤上に載置した状態を示す断面図である。なお、図6〜10においては、樹脂フィルム110を図示していない。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the solar cell with an interconnector is placed on a surface plate. 6 to 10, the
図6に示すように、カバーガラス160と定盤200の上面とが接するように、インターコネクタ付太陽電池セルを定盤200上に載置する。このとき、インターコネクタ180が突出している側の太陽電池セルの縁と定盤200の縁とが一致するように配置する。
As shown in FIG. 6, the solar cell with an interconnector is placed on the
定盤200上に載置されたインターコネクタ付太陽電池セルのインターコネクタ180の下方に、上下移動可能な第1金型210および第3金型230が設置されている。インターコネクタ180の上方に、上下移動可能な第2金型220、第4金型240および第5金型250が設置されている。
Below the
第1金型210は、先端に平坦面を有し、先端角部が面取りされている。第2金型220は、第1金型210と対向するように配置されている。第2金型220は、第1金型210と同じ幅の平坦面を先端に有し、先端角部が面取りされている。第3金型230は、第1金型210と所定の間隔を置いて位置し、先端に平坦面を有して、先端角部が面取りされている。
The 1st metal mold | die 210 has a flat surface at the front-end | tip, and the front-end | tip corner | angular part is chamfered. The
第4金型240は、第1金型210と第3金型230との間の上方、かつ、第2金型220との間にインターコネクタ180の厚さよりわずかに広い間隔を置いて位置している。第4金型240は、先端に湾曲面を有している。
The
第5金型250は、第3金型230と対向するように、第4金型240に隣接して配置されている。第5金型250は、第3金型230より広い幅の平坦面を先端に有し、先端角部が面取りされている。
The
図7は、インターコネクタのうちのカバーガラスの縁から外側に位置する外出部分において、カバーガラス側の一端部を挟持固定した状態を示す断面図である。図7に示すように、第1金型210を上昇させてインターコネクタ180の下面に接触させる。第2金型220を下降させてインターコネクタ180の上面に接触させる。これにより、上記外出部分の一端部182を第1金型210および第2金型220により押圧して、インターコネクタ180を挟持固定する(S120)。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where one end portion on the cover glass side is sandwiched and fixed in an outing portion located outside the edge of the cover glass in the interconnector. As shown in FIG. 7, the
図8は、インターコネクタの外出部分の一端部を挟持固定しつつインターコネクタを折り曲げた状態を示す断面図である。図8に示すように、上記外出部分の一端部182を挟持固定した状態で、第3金型230を上昇させて上記外出部分を突き上げて折り曲げる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the interconnector is bent while holding and fixing one end portion of the outside portion of the interconnector. As shown in FIG. 8, in a state where the one
図9は、インターコネクタの外出部分の一端部を挟持固定し、かつ、一端部の反対側の他端部を移動可能にした状態で、一端部と他端部との間を折り曲げてストレスリリーフ部を形成した状態を示す断面図である。 FIG. 9 shows stress relief by bending between one end and the other end in a state where one end of the outside portion of the interconnector is clamped and fixed, and the other end opposite to the one end is movable. It is sectional drawing which shows the state in which the part was formed.
図9に示すように、第4金型240を下降させることにより、一端部182と他端部184との間をカバーガラス160側に凸状に折り曲げてストレスリリーフ部183を形成する(S130)。
As shown in FIG. 9, by lowering the
このとき、他端部184は移動可能にされているため、上記外出部分の他端部184側は第4金型240の下降に伴って巻き込まれるように変形し、第4金型240の外形に倣ったストレスリリーフ部183が形成される。よって、第4金型240の外形および第4金型240の下降距離を変更することによって、ストレスリリーフ部183の形状を調整することができる。
At this time, since the
一方、一端部182は挟持固定されているため、インターコネクタ180の一部181と太陽電池セルとの接続部および太陽電池セル自体に引張荷重が負荷されることを抑制できる。また、他端部184は移動可能にされているため、インターコネクタ180自体に引張荷重が負荷されることを抑制できる。その結果、ストレスリリーフ部183の形成時に、インターコネクタ180と太陽電池セルとの接続部、インターコネクタ180自体および太陽電池セル自体が破壊することを抑制できる。
On the other hand, since the one
図10は、インターコネクタの外出部分の他端部を折り曲げた状態を示す断面図である。図10に示すように、第5金型250を下降させてインターコネクタ180の上面に接触させ、インターコネクタ180の他端部184の一部を第3金型230と第5金型250との間で挟み込んで他端部184を折り曲げる(S140)。これにより、上記外出部分の他端部184が水平となるように折り曲げられる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the other end portion of the outside portion of the interconnector is bent. As shown in FIG. 10, the
その結果、インターコネクタ180の一部181と他端部184との間に段差が設けられる。この段差は、薄膜化合物太陽電池ストリングを構成する際に、インターコネクタ180に負荷が生じないようにするためのものである。
As a result, a step is provided between the
上記のように、インターコネクタ180にストレスリリーフ部183を形成することにより、製造工程においてストレスリリーフ部183が押し潰されることがなく、インターコネクタ180のストレスリリーフ機能を安定して有するインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100を製造することができる。
As described above, by forming the
また、第1金型210、第2金型220、第3金型230および第5金型250の先端に平坦面を形成していることにより、インターコネクタ180との接触面積を大きくして、インターコネクタ180に負荷される応力を低減できる。
Further, by forming a flat surface at the tips of the
さらに、第1金型210、第2金型220、第3金型230および第5金型250の先端角部を面取りしていることにより、インターコネクタ180を変形させる際にインターコネクタ180に引っ掻き傷がつくことを抑制することができる。
Further, since the tip corners of the
同様に、第4金型240の先端に湾曲面を形成していることにより、ストレスリリーフ部183を形成する際にインターコネクタ180に引っ掻き傷がつくことを抑制することができる。特に、第4金型240が先端に側面視半円状の湾曲面を有することが好ましい。
Similarly, by forming a curved surface at the tip of the
本実施形態に係る薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法は、上記のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法により製造された複数のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100を配置する工程と、互いに隣接するインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100のうちの一方のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100のインターコネクタ180の他端部184と、他方のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100の裏面電極121,122とを接続する工程とを備える。
The manufacturing method of the thin film compound solar cell string according to the present embodiment is adjacent to the step of disposing the plurality of thin film compound solar cells with
本実施形態においては、他のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100のインターコネクタ180が中継端子11,12に接続されることにより、薄膜化合物太陽電池ストリングが構成される。この接続は、パラレルギャップ溶接により行なわれるが、機械強度を有する中継端子11,12に溶接電極を接触させて溶接できるため、太陽電池セル本体が溶接電極と接触して損傷することを防止できる。
In this embodiment, the thin film compound solar cell string is formed by connecting the
本実施形態に係る薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法は、上記の薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法により製造された複数の薄膜化合物太陽電池ストリングを配置する工程と、上記複数の薄膜化合物太陽電池ストリングを互いに直列または並列に接続する工程とを備える。 The thin film compound solar cell array manufacturing method according to the present embodiment includes a step of arranging a plurality of thin film compound solar cell strings manufactured by the above thin film compound solar cell string manufacturing method, and the plurality of thin film compound solar cell strings. Connecting each other in series or in parallel.
このように、薄膜化合物太陽電池ストリングおよび薄膜化合物太陽電池アレイを製造することにより、インターコネクタ180のストレスリリーフ機能を安定させて、信頼性の高い薄膜化合物太陽電池ストリングおよび薄膜化合物太陽電池アレイを得ることができる。
Thus, by manufacturing the thin film compound solar cell string and the thin film compound solar cell array, the stress relief function of the
また、上記の第1金型210、第2金型220、第3金型230、第4金型240および第5金型250の動作を自動制御することにより、容易にインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100を大量生産することができるため、薄膜化合物太陽電池ストリングおよび薄膜化合物太陽電池アレイの生産タクトを短縮することができる。
Moreover, by automatically controlling the operations of the
なお、薄膜化合物太陽電池アレイを人工衛星に搭載して使用する場合には、第4金型240の外形および第4金型240の下降距離を適宜変更することによって、薄膜化合物太陽電池アレイの信頼性を確保することができる。
When the thin-film compound solar cell array is used on an artificial satellite, the reliability of the thin-film compound solar cell array can be changed by appropriately changing the outer shape of the
その理由は以下のとおりである。宇宙空間においては電子とイオンとが電離したプラズマ状態となっている。宇宙空間を高速で移動する人工衛星は、その表面が帯電する。このような周辺プラズマからの電荷の流入、太陽光による光電子の放出および磁気嵐などが複雑に影響することにより、人工衛星の表面において約1kV程度の電位差が発生し、その帯電量が多くなると放電を起こすことがある。 The reason is as follows. In outer space, the plasma state is that electrons and ions are ionized. The surface of an artificial satellite moving at high speed in outer space is charged. The influx of electric charge from the surrounding plasma, the release of photoelectrons from sunlight, and magnetic storms have a complex effect. As a result, a potential difference of about 1 kV is generated on the surface of the satellite, and when the amount of charge increases, discharge occurs. It may happen.
人工衛星の表面において最も放電が発生しやすい部位は、絶縁体と導電体とが近接して空間に露出している部分であり、それが太陽電池パネル周辺である。インターコネクタ180のストレスリリーフ部183は絶縁体であるカバーガラス160の表面との距離が近いため放電が起こりやすい部位である。
The portion where the discharge is most likely to occur on the surface of the artificial satellite is a portion where the insulator and the conductor are close to each other and exposed to the space, which is the periphery of the solar cell panel. Since the
本実施形態においては、インターコネクタ180のストレスリリーフ部183を安定して同一の形状で形成することができるため、上記の放電が起きない程度の距離をカバーガラス160の表面との間に確保できるように、第4金型240の外形および第4金型240の下降距離を設定することにより、薄膜化合物太陽電池アレイを宇宙空間で使用する際の信頼性を安定して確保することができる。
In the present embodiment, since the
以下、本発明の実施形態2に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法、薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法、および、薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法について説明する。なお、本実施形態においては、インターコネクタの形状のみ実施形態1と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。 Hereinafter, the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector which concerns on Embodiment 2 of this invention, the manufacturing method of a thin film compound solar cell string, and the manufacturing method of a thin film compound solar cell array are demonstrated. In the present embodiment, since only the shape of the interconnector is different from that in the first embodiment, description of other configurations will not be repeated.
なお、本実施形態においては、インターコネクタ挟持固定工程(S120)、他端部折り曲げ工程(S140)を行なったが、これらの工程は必ずしも行なわなくてもよい。また、中継端子11,12も必ずしも設けられていなくてもよい。
In this embodiment, the interconnector clamping and fixing step (S120) and the other end bending step (S140) are performed. However, these steps are not necessarily performed. Further, the
(実施形態2)
図11は、本発明の実施形態2に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法に用いるインターコネクタの形状を示す平面図である。図12は、本実施形態に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法により製造されたインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の構成を示す平面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 11: is a top view which shows the shape of the interconnector used for the manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector concerning Embodiment 2 of this invention. FIG. 12 is a plan view showing a configuration of a thin film compound solar cell with an interconnector manufactured by the method of manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector according to the present embodiment.
図11,12に示すように、本実施形態に係るインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100aの製造方法に用いるインターコネクタ280は、平面視において、略十字形状を有している。インターコネクタ280の外出部分において一端部282が他の部分より広い幅を有している。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
本実施形態においては、インターコネクタ280の一部281を、n型パッド電極140と接続する(S100)。その後、インターコネクタ280が接続された太陽電池セルの一方の主面側に、インターコネクタ280の一部281および太陽電池セルを覆うようにカバーガラス160を接着剤190によって接着する(S110)。
In the present embodiment, a
次に、インターコネクタ280の一端部282を第1金型210および第2金型220により押圧して、インターコネクタ180を挟持固定する(S120)。上記外出部分の一端部282を挟持固定した状態で、第3金型230を上昇させて上記外出部分を突き上げて折り曲げる。
Next, the one
第4金型240を下降させることにより、インターコネクタ280の一端部282と他端部284との間をカバーガラス160側に凸状に折り曲げてストレスリリーフ部283を形成する(S130)。インターコネクタ280の他端部284の一部を第3金型230と第5金型250との間で挟み込んで他端部284を折り曲げる(S140)。
By lowering the
このようにして、インターコネクタ280にストレスリリーフ部283を形成することにより、第1金型210および第2金型220とインターコネクタ280の一端部282との接触面積を実施形態1に比較して大きくし、インターコネクタ280に負荷される応力を低減できる。その結果、インターコネクタ280の損傷の可能性を低減して、インターコネクタ280のストレスリリーフ機能をさらに安定して有するインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池100aを製造することができる。
In this way, by forming the
今回開示された実施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。 It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
11,12 中継端子、100,100a インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池、110 樹脂フィルム、111,112 n型半導体基板、111a n型領域、111b p型領域、120 金属薄膜、121,122 裏面電極、130 光電変換層、140,140a,141,142 n型パッド電極、143 n型グリッド電極、150a,150b,151 p型パッド電極、160 カバーガラス、170,171,172 金属リボン、180,280 インターコネクタ、181,281 一部、182,282 一端部、183,283 ストレスリリーフ部、184,284 他端部、190 接着剤、200 定盤、210 第1金型、220 第2金型、230 第3金型、240 第4金型、250 第5金型。 11, 12 relay terminal, 100, 100a thin film compound solar cell with interconnector, 110 resin film, 111, 112 n-type semiconductor substrate, 111a n-type region, 111b p-type region, 120 metal thin film, 121, 122 back electrode, 130 Photoelectric conversion layer, 140, 140a, 141, 142 n-type pad electrode, 143 n-type grid electrode, 150a, 150b, 151 p-type pad electrode, 160 cover glass, 170, 171, 172 metal ribbon, 180, 280 interconnector, 181, 281 Partially, 182, 282 One end, 183, 283 Stress relief, 184, 284 The other end, 190 Adhesive, 200 Surface plate, 210 First mold, 220 Second mold, 230 Third mold Mold, 240 fourth mold, 250 fifth mold.
Claims (7)
前記インターコネクタが接続された前記薄膜化合物太陽電池セルの前記一方の主面側に、前記インターコネクタの一部および前記薄膜化合物太陽電池セルを覆うようにカバーガラスを接着剤によって接着する工程と、
前記接着する工程の後、前記インターコネクタのうちの前記カバーガラスの縁より外側に位置する外出部分において、前記カバーガラス側の一端部と該一端部の反対側の他端部との間を折り曲げてストレスリリーフ部を形成する工程と
を備える、インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法。 Connecting the first electrode having the first polarity and the interconnector located on one main surface of the thin-film compound solar cell;
Adhering a cover glass with an adhesive so as to cover a part of the interconnector and the thin film compound solar cell on the one main surface side of the thin film compound solar cell to which the interconnector is connected;
After the step of adhering, at the outing portion located outside the edge of the cover glass of the interconnector, bend between one end portion on the cover glass side and the other end portion on the opposite side of the one end portion. And a step of forming a stress relief part. A method of manufacturing a thin film compound solar cell with an interconnector.
前記ストレスリリーフ部を形成する工程において、前記一端部を挟持固定し、かつ、前記他端部を移動可能にした状態で、前記一端部と前記他端部との間を折り曲げて前記ストレスリリーフ部を形成する、請求項1に記載のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の製造方法。 Further comprising the step of clamping and fixing the one end portion,
In the step of forming the stress relief portion, the stress relief portion is folded between the one end portion and the other end portion in a state where the one end portion is clamped and fixed and the other end portion is movable. The manufacturing method of the thin film compound solar cell with an interconnector of Claim 1 which forms.
互いに隣接する前記インターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池のうちの一方のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の前記インターコネクタの前記他端部と、他方のインターコネクタ付き薄膜化合物太陽電池の前記第2電極とを接続する工程と
を備える、薄膜化合物太陽電池ストリングの製造方法。 6. A thin film compound solar cell with an interconnector according to claim 1, wherein the second electrode has a second polarity that is a polarity opposite to the first polarity. Arranging a plurality of interconnected thin film compound solar cells;
Of the thin film compound solar cells with interconnector adjacent to each other, the other end of the interconnector of the thin film compound solar cell with interconnector and the second electrode of the other thin film compound solar cell with interconnector The manufacturing method of a thin film compound solar cell string provided with the process to connect.
前記複数の薄膜化合物太陽電池ストリングを互いに直列または並列に接続する工程と
を備える、薄膜化合物太陽電池アレイの製造方法。 Arranging a plurality of thin film compound solar cell strings manufactured by the method of manufacturing a thin film compound solar cell string according to claim 6;
Connecting the plurality of thin film compound solar cell strings to each other in series or in parallel.
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