JP2014107356A - Method of manufacturing solar cell module, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の太陽電池セルの電極がタブ線によって接続されてなる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module in which electrodes of a plurality of solar cells are connected by tab wires, and a method for manufacturing the solar cell module.
太陽電池モジュールでは、複数の隣接する太陽電池セルが、インターコネクタとして半田コートされたリボン状銅箔等からなるタブ線により接続されている。タブ線は、その一端側を一の太陽電池セルの表面電極に接続され、他端側を隣接する太陽電池セルの裏面電極に接続することにより、各太陽電池セルを直列に接続する。 In the solar cell module, a plurality of adjacent solar cells are connected by tab wires made of a ribbon-like copper foil or the like that is solder-coated as an interconnector. One end side of the tab wire is connected to the front surface electrode of one solar battery cell, and the other end side is connected to the back surface electrode of the adjacent solar battery cell, thereby connecting the solar battery cells in series.
具体的に、太陽電池セルとタブ線との接続は、太陽電池セルの受光面に銀ペーストのスクリーン印刷により形成されたバスバー電極及び太陽電池セルの裏面接続部に形成されたAg電極と、タブ線とが半田処理により接続されている(特許文献1)。なお、太陽電池セル裏面の接続部以外の領域はAl電極やAg電極が形成されている。 Specifically, the connection between the solar battery cell and the tab wire is made up of a bus bar electrode formed by screen printing of silver paste on the light receiving surface of the solar battery cell, an Ag electrode formed on the back surface connection portion of the solar battery cell, and a tab. The wires are connected by soldering (Patent Document 1). In addition, Al electrodes and Ag electrodes are formed in regions other than the connection portion on the back surface of the solar battery cell.
しかし、半田付けでは約260℃と高温による接続処理が行われるため、太陽電池セルの反りや、タブ線と表面電極及び裏面電極との接続部に生じる内部応力、さらにフラックスの残渣等により、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下することが懸念される。 However, since soldering is performed at a high temperature of about 260 ° C., the solar cells are warped, the internal stress generated at the connection between the tab wire and the front and back electrodes, the residue of the flux, etc. There is a concern that the connection reliability between the front and back electrodes of the battery cell and the tab wire is lowered.
そこで、従来、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との接続に、比較的低い温度での熱圧着処理による接続が可能な導電性接着フィルムが使用されている(特許文献2)。このような導電性接着フィルムとしては、平均粒径が数μmオーダーの球状または鱗片状の導電性粒子を熱硬化型バインダー樹脂組成物に分散してフィルム化したものが使用されている。 Therefore, conventionally, a conductive adhesive film that can be connected by thermocompression treatment at a relatively low temperature is used for connection between the front and back electrodes of the solar battery cell and the tab wire (Patent Document 2). As such a conductive adhesive film, a film obtained by dispersing spherical or scaly conductive particles having an average particle size on the order of several μm in a thermosetting binder resin composition is used.
導電性接着フィルムは、表面電極及び裏面電極とタブ線との間に介在された後、タブ線の上から熱加圧されることにより、バインダー樹脂が流動性を示して電極、タブ線間より流出されるとともに、導電性粒子が電極とタブ線間の導通を図り、この状態でバインダー樹脂が熱硬化する。これにより、タブ線によって複数の太陽電池セルが直列接続されたストリングスが形成される。 The conductive adhesive film is interposed between the front electrode and the back electrode and the tab wire, and then thermally pressed from above the tab wire, so that the binder resin exhibits fluidity and between the electrode and the tab wire. As it flows out, the conductive particles conduct between the electrode and the tab wire, and in this state, the binder resin is thermally cured. Thereby, the string by which the several photovoltaic cell was connected in series by the tab wire is formed.
導電性接着フィルムを用いてタブ線と表面電極及び裏面電極とが接続された複数の太陽電池セルは、ガラス、透光性プラスチックなどの透光性を有する表面保護材と、PET(Poly Ethylene Terephthalate)等のフィルムからなる背面保護材との間に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)等の透光性を有する封止材により封止される。 A plurality of solar cells in which a tab wire and a front electrode and a back electrode are connected using a conductive adhesive film are made of a surface protective material having translucency such as glass and translucent plastic, and PET (Poly Ethylene Terephthalate). ) And the like, and a back protective material made of a film such as ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA).
ところで、シリコン系太陽電池セルは、主原料となるシリコンを安価かつ大量に調達することが課題となっており、近年では多結晶シリコンインゴットよりシリコンウェハを極薄(例えば300μm〜150μm)で切り出し、量産に使われだしている。そのため、加熱押圧ヘッドによって太陽電池セルに導電性接着フィルムを仮貼りし、次いで導電性接着フィルム上にタブ線を配置して熱加圧を行うことによりストリングスを形成する際に、加熱押圧ヘッドの加圧によって太陽電池セルに割れや反り等の不具合が生じ得る。 By the way, silicon-based solar cells have become a subject to procure a large amount of silicon as a main raw material at low cost, and in recent years, a silicon wafer is cut out from a polycrystalline silicon ingot in an extremely thin (for example, 300 μm to 150 μm), It is being used for mass production. Therefore, when forming the strings by temporarily sticking the conductive adhesive film to the solar cells with the heating press head, and then placing the tab wire on the conductive adhesive film and performing the thermal pressing, the heating press head The pressurization may cause problems such as cracking and warping in the solar battery cell.
このような不良の太陽電池セルを取り除く作業は、図10に示すように、太陽電池ストリングス50を形成した後においては、太陽電池セル51間でタブ線52を切断し、不良の太陽電池セル51aを取り去り、タブ線52が接続された良品の太陽電池セル51bを配置した後に、タブ線52同士を半田により接続する方法が採られている。
As shown in FIG. 10, the operation of removing such defective solar cells is performed by cutting the
しかし、従来の方法では、手作業による修復に頼ることから、時間がかかり、また作業自体も煩雑となる。また、作業者の技量によっては、タブ線同士のハンダ接続不良が生じ得る。さらに、1箇所だけ太陽電池セルを交換すると、太陽電池ストリングスの配列に影響が出ることもある。 However, since the conventional method relies on manual repair, it takes time and the work itself becomes complicated. Further, depending on the skill of the operator, a poor solder connection between the tab wires may occur. Furthermore, if the solar cell is replaced at only one place, the arrangement of the solar cell strings may be affected.
そこで、本発明は、リペア工程の煩雑さを軽減でき、効率よく太陽電池モジュールを形成することができる太陽電池モジュールの製造方法、及び太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of a solar cell module which can reduce the complexity of a repair process, and can form a solar cell module efficiently, and a solar cell module.
上述した課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、シリコン系の太陽電池セルの第1の面に、接着剤を介して、該太陽電池セルの一辺よりも長い第1のタブ線が、その一端を上記太陽電池セルの第1の側縁よりはみ出させて接続され、上記太陽電池セルの第2の面に、接着剤を介して、該太陽電池セルの一辺よりも長い第2のタブ線が、その一端を上記太陽電池セルの上記第1の側縁と反対側の第2の側縁よりはみ出させて接続された、タブ線付太陽電池セルを形成し、複数の上記タブ線付太陽電池セルを配列し、上記複数の太陽電池セル間において、上記太陽電池セルの一側縁よりはみ出された上記第1、第2のタブ線の端部同士を接続するものである。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes a first surface of a silicon-based solar cell that is longer than one side of the solar cell via an adhesive. One tab line is connected to one end of the solar battery cell protruding from the first side edge of the solar battery cell, and is connected to the second surface of the solar battery cell from one side of the solar battery cell via an adhesive. A long second tab wire is formed so that one end of the second tab wire protrudes from the second side edge opposite to the first side edge of the solar battery cell to form a solar cell with a tab line, A plurality of solar cells with tab lines are arranged, and the ends of the first and second tab lines protruding from one side edge of the solar cells are connected between the plurality of solar cells. Is.
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数のシリコン系の太陽電池セルと、上記太陽電池セルの第1の面に接続された第1のタブ線と、上記太陽電池セルの第2の面に接続された第2のタブ線とを有し、太陽電池セルに接続された上記第1のタブ線と、上記太陽電池セルに隣接して配設された太陽電池セルに接続された上記第2のタブ線とが接続されることにより、複数の上記太陽電池セルが電気的に接続され、上記第1、第2のタブ線は、一端が上記太陽電池セルの側縁よりはみ出され、該はみ出し部同士が接続されている。 The solar cell module according to the present invention includes a plurality of silicon-based solar cells, a first tab line connected to the first surface of the solar cell, and a second surface of the solar cell. A second tab wire connected to the solar cell, and the first tab wire connected to the solar cell, and the second tab wire connected to the solar cell disposed adjacent to the solar cell. When the two tab wires are connected, the plurality of solar cells are electrically connected, and one end of each of the first and second tab wires protrudes from the side edge of the solar cells, The protruding parts are connected to each other.
本発明によれば、太陽電池セルがタブ線を介して接続されるストリングスを形成する前に、タブ線が接続されたタブ線付太陽電池セルを形成するため、タブ線の本圧着工程によって損傷が生じた不良品を予め除くことができる。したがって、本発明によれば、太陽電池セル同士の接続後に不良の太陽電池セルを交換する頻度を大幅に減らすことができ、生産性を向上させることができる。 According to the present invention, the solar cell with the tab line connected to the tab line is formed before the string is formed so that the solar cell is connected through the tab line. Defective products that have occurred can be removed in advance. Therefore, according to the present invention, the frequency of replacing defective solar cells after connection between the solar cells can be greatly reduced, and productivity can be improved.
以下、本発明が適用された太陽電池モジュールの製造方法、及び太陽電池モジュールについて、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。 Hereinafter, a method for manufacturing a solar cell module to which the present invention is applied and a solar cell module will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[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3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。
[Solar cell module]
The
封止接着剤としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(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。 As the sealing adhesive, for example, a translucent sealing material such as ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA) is used. Moreover, as the surface cover 7, for example, a light-transmitting material such as glass or light-transmitting plastic is used. Further, as the back sheet 8, a laminated body in which glass or aluminum foil is sandwiched between resin films is used.
太陽電池モジュールの各太陽電池セル2は、光電変換素子10を有する。光電変換素子10としては、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等のいわゆるシリコン系太陽電池を用いることができる。
Each
また、光電変換素子10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に、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。
Further, the
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、後述する導電性接着フィルム17が設けられたタブ線3が直接フィンガー電極12と接続される。なお、本発明は、バスバー電極が形成された太陽電池セルを用いることもできる。
The
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3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。
Further, the
そして、太陽電池セル2は、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、タブ線3の一面3aに積層されている導電性接着フィルム17によって接続される。
And the
[タブ線]
タブ線3は、図2に示すように、隣接する太陽電池セル2X、2Y、2Zの各間を電気的に接続する長尺状の導電性基材である。タブ線3は、例えば厚さ50〜300μmに圧延された銅箔やアルミ箔をスリットし、あるいは銅やアルミなどの細い金属ワイヤーを平板状に圧延することにより、導電性接着フィルム17とほぼ同じ幅の1〜3mm幅の平角の銅線を得る。そして、タブ線3は、この平角銅線に、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、その後、一面3aに導電性接着フィルム17が貼着されることにより接着剤層18が形成される。
[Tab line]
As shown in FIG. 2, the
タブ線3は、接着剤層18が形成された一面3aを太陽電池セル2のフィンガー電極12が設けられた表面、あるいは裏面電極13が形成された裏面への接着面とされる。また、タブ線3は、太陽電池セル2の一辺よりも長い長さを有する。タブ線3は、接着剤層18を介して太陽電池セル2のフィンガー電極12が形成された表面に接続されることにより、一端を太陽電池セル2の第1の側縁2aよりはみ出させて接続される。また、タブ線3は、接着剤層18を介して太陽電池セル2の裏面電極13が形成された裏面に接続されることにより、一端を太陽電池セル2の第1の側縁2aと反対側の第2の側縁2bよりはみ出させて接続される。
The
[接着剤層]
次いで、タブ線3を太陽電池セル2の表面及び裏面に接続する接着剤層18を構成する導電性接着フィルム17について説明する。導電性接着フィルム17は、図4に示すように、導電性粒子23が高密度に含有された熱硬化性のバインダー樹脂層である。導電性接着フィルム17は、押し込み性の観点から、バインダー樹脂の最低溶融粘度が、100〜100000Pa・sであることが好ましい。導電性接着フィルム17は、最低溶融粘度が低すぎると低圧着から本硬化の過程で樹脂が流動してしまい接続不良やセル受光面へのはみ出しが生じやすく、受光率低下の原因ともなる。また、最低溶融粘度が高すぎてもフィルム貼着時に不良を発生しやすく、接続信頼性に悪影響が出る場合もある。なお、最低溶融粘度については、サンプルを所定量回転式粘度計に装填し、所定の昇温速度で上昇させながら測定することができる。
[Adhesive layer]
Next, the conductive
導電性接着フィルム17に用いられる導電性粒子23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。なお、導電性粒子23の平均粒子径は1〜50μmの範囲で使用が可能であり、10〜30μmの範囲を好ましく使用することができる。
The
また、導電性接着フィルム17は、常温付近での粘度が10〜10000kPa・sであることが好ましく、さらに好ましくは、10〜5000kPa・sである。導電性接着フィルム17の粘度が10〜10000kPa・sの範囲であることにより、導電性接着フィルム17をタブ線3の一面3aに設け、リール21に巻装した場合において、いわゆるはみ出しによるブロッキングを防止することができ、また、所定のタック力を維持することができる。
Moreover, it is preferable that the electroconductive
導電性接着フィルム17のバインダー樹脂層の組成は、上述のような特徴を害さない限り、特に制限されないが、より好ましくは、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含有する。
The composition of the binder resin layer of the conductive
膜形成樹脂は、平均分子量が10000以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、10000〜80000程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の種々の樹脂を使用することができ、その中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。 The film-forming resin corresponds to a high molecular weight resin having an average molecular weight of 10,000 or more, and preferably has an average molecular weight of about 10,000 to 80,000 from the viewpoint of film formation. As the film-forming resin, various resins such as an epoxy resin, a modified epoxy resin, a urethane resin, and a phenoxy resin can be used. Among them, a phenoxy resin is preferably used from the viewpoint of the film formation state, connection reliability, and the like. .
液状エポキシ樹脂としては、常温で流動性を有していれば、特に制限はなく、市販のエポキシ樹脂が全て使用可能である。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、アクリル樹脂など他の有機樹脂と適宜組み合わせて使用してもよい。 The liquid epoxy resin is not particularly limited as long as it has fluidity at room temperature, and all commercially available epoxy resins can be used. Specific examples of such epoxy resins include naphthalene type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, phenol aralkyl type epoxy resins. Resins, naphthol type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use it combining suitably with other organic resins, such as an acrylic resin.
潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、UV硬化型などの各種硬化剤が使用できる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、何かしらのトリガーにより活性化し、反応を開始する。トリガーには、熱、光、加圧などがあり、用途により選択して用いることができる。なかでも、本願では、加熱硬化型の潜在性硬化剤が好適に用いられ、フィンガー電極12や裏面電極13に加熱押圧されることにより本硬化される。液状エポキシ樹脂を使用する場合は、イミダゾール類、アミン類、スルホニウム塩、オニウム塩などからなる潜在性硬化剤を使用することができる。
As the latent curing agent, various curing agents such as a heat curing type and a UV curing type can be used. The latent curing agent does not normally react but is activated by some trigger and starts the reaction. The trigger includes heat, light, pressurization, etc., and can be selected and used depending on the application. Among these, in the present application, a thermosetting latent curing agent is suitably used, and is fully cured by being heated and pressed by the
シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。 As the silane coupling agent, epoxy, amino, mercapto sulfide, ureido, and the like can be used. Among these, in this Embodiment, an epoxy-type silane coupling agent is used preferably. Thereby, the adhesiveness in the interface of an organic material and an inorganic material can be improved.
また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時における樹脂層の流動性を調整し、粒子捕捉率を向上させることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。 Moreover, it is preferable to contain an inorganic filler as another additive composition. By containing an inorganic filler, the fluidity of the resin layer during pressure bonding can be adjusted, and the particle capture rate can be improved. As the inorganic filler, silica, talc, titanium oxide, calcium carbonate, magnesium oxide and the like can be used, and the kind of the inorganic filler is not particularly limited.
図5は、導電性接着フィルム17の製品形態の一例を模式的に示す図である。この導電性接着フィルム17は、剥離基材24上にバインダー樹脂層が積層され、テープ状に成型されている。このテープ状の導電性接着フィルムは、リール25に剥離基材24が外周側となるように巻回積層される。剥離基材24としては、特に制限はなく、PET(Poly E
thylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methlpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)などを用いることができる。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a product form of the conductive
thylene Terephthalate), OPP (Oriented Polypropylene), PMP (Poly-4-methlpentene-1), PTFE (Polytetrafluoroethylene), and the like can be used.
また、導電性接着フィルム17は、バインダー樹脂層がタブ線3の一面3a上に貼着される。予め、タブ線3の一面3aに導電性接着フィルム17が貼着されることにより、実使用時においては、剥離基材24を剥離し、導電性接着フィルム17のバインダー樹脂層をフィンガー電極12や裏面電極13のタブ線接続部14上に貼着することによりタブ線3と各電極12,13との接続が図られる。
Further, the conductive
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。本願では、導電性粒子を含有するフィルム状の導電性接着フィルム17またはペースト状の導電性接着ペーストを「導電性接着剤」と定義する。導電性接着ペーストを用いる場合にも、タブ線3は、予め太陽電池セル2の表面への接着面となる一面3aにこの導電性接着ペーストを塗布しておき、この導電性接着剤を太陽電池セル2の各電極12,13上に貼着する。
In the above description, the conductive adhesive film having a film shape has been described. In the present application, a film-like conductive
なお、導電性接着フィルム17は、リール形状に限らず、太陽電池セル2の表面の接続領域や裏面電極13のタブ線接続部14の形状に応じた短冊形状であってもよい。
The conductive
図5に示すように導電性接着フィルム17が巻き取られたリール製品として提供される場合、導電性接着フィルム17の粘度を10〜10000kPa・sの範囲とすることにより、導電性接着フィルム17の変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。また、導電性接着フィルム17が短冊形状で2枚以上積層された場合も同様に、変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。
As shown in FIG. 5, when the conductive
上述した導電性接着フィルム17は、導電性粒子23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。溶解させて得られた樹脂生成用溶液を剥離基材24上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、導電性接着フィルム17を得る。
The conductive
この導電性接着フィルム17は、ローラによってタブ線3の一面3a上に圧着されること等により、タブ線3と一体化され、バインダー樹脂層がタブ線3の接着剤層18を形成する。その後、表面電極用2本及び裏面電極用2本を、所定の長さにカットされたタブ線3は、剥離基材24が剥離された後、図6に示すように、太陽電池セル2の表裏面の所定位置に仮貼りされる。このとき、接着剤層18は、太陽電池セル2の表面にほぼ平行に複数形成されている各フィンガー電極12と交叉するように仮貼りされ、また、裏面電極13のタブ線接続部14上に仮貼りされる。
The conductive
ここで、タブ線3は、太陽電池セル2の一辺よりも長い長さにカットされる。そして、太陽電池セル2の表面に仮貼りされるタブ線3は、一端を太陽電池セル2の第1の側縁2aよりはみ出させ、他端を太陽電池セルの第2の側縁2bからはみ出さないようにして仮貼りされる。同様に、太陽電池セル2の裏面に仮貼りされるタブ線3は、一端を太陽電池セル2の第2の側縁2bよりはみ出させ、他端を太陽電池セルの第1の側縁2aからはみ出さないようにして仮貼りされる。
Here, the
タブ線3の仮貼りは、加熱ボンダーによって低温低圧短時間の熱加圧を施すことにより行う。なお、太陽電池セル2の第1の側縁2a及び第2の側縁2bからはみ出したタブ線3の一端は、隣接する太陽電池セル2の第2の側縁2b及び第1の側縁2aよりはみ出したタブ線3の一端との接続部21となる。
The temporary sticking of the
その後、タブ線3の上から加熱ボンダーによって導電性接着フィルム17のバインダー樹脂が熱硬化する所定の温度、圧力で熱加圧されることにより、タブ線3及び太陽電池セル2の表面及び裏面電極13のタブ線接続部14が導電性粒子23を介して接続される。特に、フィンガー電極12とタブ線3との間では、バインダー樹脂がフィンガー電極12及びタブ線3間より流出されるとともに導電性粒子23がタブ線3とフィンガー電極12との間で挟持され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。これにより、導電性接着フィルム17は、タブ線3を複数のフィンガー電極12と交叉させながら太陽電池セル2上に接着させると共に、導電性粒子23を介してフィンガー電極12とタブ線3とを導通接続させることができる。
Thereafter, the
これにより、タブ線付太陽電池セル20が形成される。タブ線付太陽電池セル20は、太陽電池セル2の第1の側縁2a及び第2の側縁2bからはみ出したタブ線3の接続部18における接着剤層18は、加熱ボンダーによって熱加圧されていないため、未硬化の状態である。
Thereby, the
タブ線付太陽電池セル20は、ストリングス4を形成する前に、加熱ボンダーによる熱加圧工程で割れ等の損傷が生じていないか検査される。この検査工程で、欠陥が見つかったタブ線付太陽電池セル20は、ラインから取り除かれ、ストリングスの形成工程には流されない。検査工程で欠陥が見つからなかったタブ線付太陽電池セル20は、タブ線3のはみ出した一端同士が接続され、ストリングス4を形成する。
Before forming the strings 4, the tab-line
このように、この太陽電池モジュール1の製造工程によれば、太陽電池セル2がタブ線3を介して接続されるストリングスを形成する前に、タブ線3の本圧着工程によって損傷が生じたか否かを検査し、不良品を予め除いた後にストリングスを形成している。したがって、本製造工程によれば、ストリングスの形成後に不良品を交換する頻度を大幅に減らすことができ、生産性を向上させることができる。
Thus, according to the manufacturing process of the
良品のタブ線付太陽電池セル20のタブ線3同士の接続は、タブ線3の太陽電池セル2からはみ出した接続部21同士を、隣接するタブ線付太陽電池セル20間の領域で接続することにより行う。図2に示すように、隣接する太陽電池セル2Xの表面に接続されたタブ線3の接続部21と、隣接する太陽電池セル2Yの裏面に接続されたタブ線3の接続部21は、接着剤層18が対向される。上述したように、接続部21における接着剤層18は未硬化であるため、これら接着剤層18同士を付き合わせ、熱加圧することにより、タブ線3同士が接続される。
The connection between the
[一括ラミネート]
タブ線付太陽電池セル20のタブ線3同士の接続は、ラミネート一括圧着工程において行うことが好ましい。すなわち、良品のタブ線付太陽電池セル20を複数配列するとともに、隣接する太陽電池セル2間においてタブ線3の接続部21同士を付き合わしてストリングス4を形成する。減圧ラミネータの基台上にバックシート8、EVA等の透光性の封止接着剤のシート6、当該ストリングス4、封止接着材のシート6、表面カバー7を順次積層し、減圧ラミネート処理を行うとともにヒータによって加熱する。タブ線付太陽電池セル20は、タブ線3の接続部21同士が熱加圧されることにより、各タブ線3同士が導電性粒子23を挟持した状態で接着剤層18が硬化し、各太陽電池セル2が電気的に接続される。これにより、太陽電池ストリングス4の封止と、タブ線付太陽電池セル20のタブ線3の接続部21同士の接続を一括して行うことができる。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。
[Batch lamination]
The
かかるラミネート一括圧着工程は、加熱ボンダーによる熱加圧工程に比して、太陽電池セルに対する衝撃も少なく、それゆえ破損も少ない。 Such a laminate batch press-bonding process has less impact on the solar cells and therefore less damage than the heat-pressing process using a heating bonder.
なお、太陽電池モジュール1は、タブ線3の接続部21同士の接続と、太陽電池ストリングス4の封止を別工程で行ってもよい。
In addition, the
[接着距離]
また、タブ線3の接続部21同士の接続は、接着距離を1mm以上とすることが好ましい。接着距離を1mm未満とすると、接着強度が不足し、太陽電池セル2間の接続信頼性を損なうおそれがある。
[Adhesion distance]
Moreover, it is preferable that the connection distance of the
[金属片]
また、図7に示すように、タブ線付太陽電池セル20のタブ線3同士の接続は、接続部21間に金属片30を介在させてもよい。金属片30を介在させることにより、タブ線3の接続部21は、接着剤層18同士が接続されるのではなく、それぞれ金属片30に接続されることとなり、接続信頼性が向上される。
[Metal piece]
In addition, as shown in FIG. 7, the connection between the
金属片30としては、例えばCu箔等の導通性に優れた金属箔を好適に用いることができる。
As the
また、図8に示すように、タブ線3の長手方向と直交する幅Wを長く取った長尺の金属片30を用いることにより、隣接するタブ線3同士で共有させてもよい。これにより、タブ線3の接続部21同士の接続箇所毎に金属片30を配置する場合に比して、効率よく金属片30を配置することができる。
Further, as shown in FIG. 8,
金属片30は、厚さが40〜210μmが好ましい。金属片30は、厚さ40μmより薄いと、導通抵抗が上昇し、発電効率が低下する。また、金属片30は、厚さ210μmより厚いと、タブ線3の接続部21が両面に接続されることにより、太陽電池セル2間の厚さが太陽電池セル2よりも厚くなってしまう。
The
なお、タブ線3の接続部21同士の接続は、金属片30の両面に導電性接着フィルム17を貼着する等により接着剤層18を形成し、この接着剤層18を介して接続部21同士を接着させてもよい。この場合、タブ線3の接続部21には接着剤層18が形成されている必要がない。
[補助タブ線]
また、図9に示すように、タブ線3の接続部21は、太陽電池セル2からのはみ出し長さが短く、接続部21同士の接着長さが不足する場合、補助タブ線31を継ぎ足して、延長してもよい。補助タブ線3は、上述したタブ線3と同様に、金属箔の一面に導電性接着フィルムが貼着される等により、接着剤層18が形成された短冊状のタブ線である。
The connecting
[Auxiliary tab line]
Further, as shown in FIG. 9, when the connecting
補助タブ線31の継ぎ足しは、太陽電池セル2よりはみ出している接続部21の接着剤層18と補助タブ線31の金属箔を接着させる。補助タブ線31は、接着剤層18が、他方の太陽電池セル2よりはみ出している接続部21の接着剤層18、あるいは当該接続部21と接続された補助タブ線31の接着剤層18と、適宜金属片30を介して接続される。これにより、タブ線付太陽電池セル20間の距離に応じて、接続部21の長さを調節することができる。
In the addition of the
次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、ラミネート一括圧着工法によりタブ線付太陽電池セル20を接続した太陽電池モジュール1を形成し、その導通抵抗(Ω)、変換効率η(%)及び不良の太陽電池セル2が生じた際の修復容易性について、従来の製造方法により製造した太陽電池モジュールと対比して評価した。太陽電池セル2に予め接続されているタブ線3は、幅2mmの銅箔を用いた。
Next, examples of the present invention will be described. In this embodiment, the
各実施例及び比較例における太陽電池セル及び太陽電池モジュールの変換効率ηを、ソーラーシミュレータ(ワコム電創株式会社製、ソーラーシュミレーターWXS−200S)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、発電効率(%)を測定した。導通抵抗の測定は、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。
The conversion efficiency η of the solar battery cell and the solar battery module in each example and comparative example is measured using standard measurement conditions (illuminance 1000 W /
測定の結果、実施例及び比較例に係る太陽電池モジュールの導通抵抗が、1090.399mΩ未満の場合を○(良好)、1090.400mΩ以上1090.749mΩ未満を△(普通)、1090.750mΩ以上を×(不良)として評価した。また、実施例及び比較例に係る太陽電池モジュールの変換効率ηが16.150%以上を○(良好)、16.050〜16.149%を△(普通)、16.049%未満を×(不良)として評価した。 As a result of the measurement, when the conduction resistance of the solar cell module according to the example and the comparative example is less than 10930.99 mΩ, it is ◯ (good), 1090.400 mΩ or more and less than 1090.749 mΩ is △ (normal), and 1090.7750 mΩ or more It evaluated as x (defect). In addition, the conversion efficiency η of the solar cell modules according to the examples and comparative examples is 16.150% or more ○ (good), 16.050 to 16.149% is Δ (normal), and less than 16.049% is × ( Bad).
また、不良の太陽電池セル2が生じた際の修復容易性は、セル交換の発生頻度や作業の容易さ等を総合的に考慮して、容易である場合を○、煩雑である場合を×として評価した。
In addition, the ease of repair when defective
実施例1では、タブ線付太陽電池セル20の各タブ線3の接続部21に補助タブ線31を接着し、補助タブ線31同士を接続した(図9参照)。また、実施例1では、金属片30を介在させずに、補助タブ線31の接着剤層18同士を接続した。補助タブ線31同士の接着距離dは2mmとした。
In Example 1, the auxiliary tab lines 31 were bonded to the connecting
実施例2では、補助タブ線31同士の接着距離dを3mmとした他は、実施例1と同じ条件である。 In Example 2, the conditions are the same as in Example 1 except that the adhesion distance d between the auxiliary tab lines 31 is set to 3 mm.
実施例3では、タブ線付太陽電池セル20の各タブ線3の接続部21同士を接続した。また、実施例3では、各タブ線3の接続部21間に厚さ40μm、3mm×3mmの金属片30を介在させた(図7参照)。金属片30を介して接着される各タブ線3の接続部21の接着距離dは1mmとした。
In Example 3, the
実施例4では、金属片30を介して接着される各タブ線3の接続部21の接着距離dを2mmとした他は、実施例3と同じ条件である。
In the fourth embodiment, the conditions are the same as those in the third embodiment except that the bonding distance d of the connecting
実施例5では、金属片30を介して接着される各タブ線3の接続部21の接着距離dを3mmとした他は、実施例3と同じ条件である。
In the fifth embodiment, the conditions are the same as those in the third embodiment except that the bonding distance d of the connecting
実施例6では、金属片30の厚さTを120μmとした他は、実施例3と同じ条件である。
In Example 6, the conditions are the same as in Example 3 except that the thickness T of the
実施例7では、金属片30を介して接着される各タブ線3の接続部21の接着距離dを2mmとした他は、実施例6と同じ条件である。
In Example 7, the conditions are the same as in Example 6 except that the bonding distance d of the connecting
実施例8では、金属片30を介して接着される各タブ線3の接続部21の接着距離dを3mmとした他は、実施例6と同じ条件である。
In the eighth embodiment, the conditions are the same as those in the sixth embodiment except that the bonding distance d of the connecting
実施例9では、タブ線付太陽電池セル20の各タブ線3の接続部21同士を接続した。また、実施例9では、各タブ線3の接続部21間に厚さT210μm、3mm×3mmの金属片30を介在させた(図7参照)。金属片30を介して接着される各タブ線3の接続部21の接着距離dは3mmとした。
In Example 9, the connecting
実施例10では、金属片30の幅Wを30mmとし、並列する2つのタブ線3の接続部21で共有させた他は、実施例9と同じ条件である(図8参照)。
In Example 10, the conditions are the same as in Example 9 except that the width W of the
実施例11では、金属片30の幅Wを50mmとし、並列する複数のタブ線3の接続部21で共有させた他は、実施例9と同じ条件である。
In Example 11, the width W of the
実施例12では、タブ線付太陽電池セル20の各タブ線3の接続部21に補助タブ線31を接着し、補助タブ線31同士を接続した。また、実施例12では、各補助タブ線31間に厚さT210μm、3mm×3mmの金属片30を介在させた。金属片30を介して接着される各補助タブ線31の接着距離dは3mmとした。
In Example 12, the auxiliary tab lines 31 were bonded to the
実施例13では、金属片30の幅Wを30mmとし、並列する2つの補助タブ線31で共有させた他は、実施例12と同じ条件である。
In Example 13, the condition is the same as in Example 12 except that the width W of the
実施例14では、金属片30の幅Wを50mmとし、並列する複数の補助タブ線31で共有させた他は、実施例12と同じ条件である。
In Example 14, the conditions are the same as in Example 12 except that the width W of the
比較例1では、従来の製造方法によって太陽電池モジュールを製造した。すなわち、接着剤を介してタブ線3を太陽電池セル2の表面と隣接する太陽電池セル2の裏面間に亘って配置し、加熱ボンダーによって熱加圧することによりタブ線3の接着とストリングスの形成を同時に行った。その後、ストリングスを構成する太陽電池セルの1つに割れが発生した場合を想定して、当該不良の太陽電池セルの前後でタブ線を切断し、別途タブ線が接続された良品の太陽電池セルを配置した後に、手作業でタブ線同士を半田付けすることにより接続した(図10参照)。
In Comparative Example 1, a solar cell module was manufactured by a conventional manufacturing method. That is, the
表1に示すように、実施例1〜14に係る太陽電池モジュールでは、導通抵抗が1090.749mΩ未満であり、また、変換効率ηも16.050%以上であり、実用上充分な値が測定された。また、実施例1〜14では、ストリングスを組む前に、予めタブ線付太陽電池セル20を形成しているため、タブ線3を接続する際に太陽電池セル2にセル割れ等が発生した場合でも、当該不良の太陽電池セル2を排除することで、ストリングスに不良の太陽電池セル2が混在するおそれもなく、修復容易性も容易であった。
As shown in Table 1, in the solar cell modules according to Examples 1 to 14, the conduction resistance is less than 1090.749 mΩ, and the conversion efficiency η is 16.050% or more, which is a practically sufficient value. It was done. Moreover, in Examples 1-14, since the
一方、比較例1は、導通抵抗が1090.750mΩ以上と高く、変換効率ηは16.049%未満と低い。これは、ストリングスの形成と、タブ線の太陽電池セル2への接続を同時に行う従来の製造方法を用いているため、タブ線の熱加圧によって太陽電池セル2に割れ等の不良が発生するおそれがあり、また、良品の太陽電池セル2との交換も、タブ線同士の手作業による半田付けで行われるため、煩雑となり作業の質も作業者の技能に左右されるためである。また、修復容易性も当然ながら煩雑となる。
On the other hand, in Comparative Example 1, the conduction resistance is as high as 1090.750 mΩ or more, and the conversion efficiency η is as low as less than 16.049%. This is because a conventional manufacturing method in which the formation of strings and the connection of the tab wire to the
実施例1,2と、他の実施例とを対比すると、金属片30を介在させてタブ線3の接続部21同士、あるいは補助タブ線31同士を接続した方が、導通抵抗(Ω)や、変換効率η(%)を向上できることが分かる。これは、接着剤層18同士が付き合わされると、バインダー樹脂の量も多くなり、導電性粒子の押し込み性が劣るためと考えられる。一方、金属片30を介在させた場合は、金属片30とタブ線3とが接着剤層18を介して接続されるため、導電性粒子を充分に押し込むことができる。
When Examples 1 and 2 are compared with other Examples, it is better to connect the connecting
実施例3〜5や、実施例6〜8を対比すると、タブ線3や補助タブ線31同士の接着距離dは、1mm〜3mmと長くなるほど、導通抵抗が低くなり、また変換効率ηが向上することが分かる。また、金属片30は厚さが増すと、導通抵抗が低くなり、また変換効率ηが向上することが分かる。
Comparing Examples 3 to 5 and Examples 6 to 8, the adhesion distance d between the
また、実施例10,11や実施例13,14のように、金属片30をタブ線3や補助タブ線31の幅(2mm)に対して幅広とし、複数のタブ線3や補助タブ線31で共有させることにより、タブ線3や補助タブ線31の接続箇所毎に金属片30を配置する場合に比して、工数を削減することができる。
Further, as in the tenth and eleventh embodiments and the thirteenth and fourteenth and fourteenth embodiments, the
1 太陽電池モジュール、2 太陽電池セル、2a 第1の側縁、2b 第2の側縁、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、17 導電性接着フィルム、18 接着剤層、20 タブ線付太陽電池セル、21 接続部、23 導電性粒子、24 剥離基材、25 リール、30 金属片、31 補助タブ線
DESCRIPTION OF
Claims (10)
複数の上記タブ線付太陽電池セルを配列し、
上記複数の太陽電池セル間において、上記太陽電池セルの一側縁よりはみ出された上記第1、第2のタブ線の端部同士を接続する太陽電池モジュールの製造方法。 A first tab line that is longer than one side of the solar cell is attached to the first surface of the silicon-based solar cell via an adhesive, and one end thereof protrudes from the first side edge of the solar cell. And a second tab wire that is longer than one side of the solar battery cell with an adhesive on the second surface of the solar battery cell, one end of the first solar cell is connected to the first surface of the solar battery cell. Forming a solar cell with a tab line connected to protrude from the second side edge opposite to the side edge,
Arranging a plurality of the above-mentioned tabbed solar cells,
The manufacturing method of the solar cell module which connects the edge part of the said 1st, 2nd tab wire which protruded from the one side edge of the said photovoltaic cell between the said several photovoltaic cell.
上記太陽電池セル上に配置された部分における上記接着剤が硬化されることにより上記太陽電池セルに接続され、上記太陽電池セルよりはみ出した部分における上記接着剤は未硬化である請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The first and second tab wires are adhesive-attached tab wires in which the adhesive is provided in advance on one surface thereof,
The adhesive in the portion disposed on the solar cell is connected to the solar cell by being cured and the adhesive in the portion protruding from the solar cell is uncured. The manufacturing method of the solar cell module of any one of these.
上記太陽電池セルの第1の面に接続された第1のタブ線と、上記太陽電池セルの第2の面に接続された第2のタブ線とを有し、
太陽電池セルに接続された上記第1のタブ線と、上記太陽電池セルに隣接して配設された太陽電池セルに接続された上記第2のタブ線とが接続されることにより、複数の上記太陽電池セルが電気的に接続され、
上記第1、第2のタブ線は、一端が上記太陽電池セルの側縁よりはみ出され、該はみ出し部同士が接続されている太陽電池モジュール。 A plurality of silicon-based solar cells;
A first tab line connected to the first surface of the solar cell, and a second tab line connected to the second surface of the solar cell,
By connecting the first tab line connected to the solar cell and the second tab line connected to the solar cell arranged adjacent to the solar cell, a plurality of tabs are connected. The solar cells are electrically connected,
One end of each of the first and second tab wires protrudes from the side edge of the solar cell, and the protruding portions are connected to each other.
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WO2017056483A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Solar battery module |
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