JP2014107457A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽電池素子と非接触の状態で配線を形成することが可能なノズルを用いた太陽電池のバス配線形成において、バス配線材料の使用量低減を可能にする技術を提供する。
【解決手段】複数の吐出口からバス配線材料を吐出し、薄膜のバス配線12を形成するとともに、バス配線12始終端のバス配線材料使用量を低減するバス配線12断面形状とバス配線12パターンを形成する。
【選択図】図5

Description

本発明は、太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。特に、太陽電池素子表面のバス配線形成に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2005−353851号公報(特許文献1)がある。この公報には、太陽電池素子表面の配線パターン形成方法として、スクリーン印刷法が記載されている。また、特開2011−198982号公報(特許文献2)がある。この公報には、太陽電池素子表面のバス配線パターン形成方法として、1箇所の吐出口を有するノズルからパターン形成材料を吐出させる方法が記載されている。
特開2005−353851号公報 特開2011−198982号公報
前記特許文献1に記載されているようなスクリーン印刷法を用いて配線を形成する場合、印刷中にスキージの印圧によって太陽電池素子が割れる場合があり、歩留まり低下の要因となっている。また、スクリーン印刷版は定期的に洗浄・交換する必要があり、コスト上昇の要因となっている。
一方、前記特許文献2に記載されているようにノズルを用いて配線を形成する場合、ノズルと太陽電池素子は非接触の状態で配線を形成するので、上記スクリーン印刷法における、素子の割れは無い。また、スクリーン印刷版の洗浄・交換のような消耗品に起因するコストも抑えられる。しかしながら、前記特許文献2に記載されている方法でバス配線を形成した場合、バス配線パターンの配線幅は一箇所の吐出口を有するノズルから吐出するため、バス配線の膜厚を薄くすることが困難であるとともに図1に示すようにバス配線形成開始から終了までの間一定幅となる。
一方、スクリーン印刷法を用いて配線を形成する場合、バス配線に使用する材料の使用を低減するために図2に示すパターン形状が存在する。
そこで、本発明は、ノズルを用いながらバス配線に使用する材料の使用を低減するバス配線形状と配線形成方法を提供する。
上記課題を解決するために、複数の吐出口を有するノズルを用いてバス配線を形成することを特徴とする。
本発明によれば、ノズルを用いたバス配線の形成においてバス配線に使用する材料の使用を低減するバス配線形状と配線形成方法を提供することができる。
従来技術における1箇所の吐出口を有するノズルにより形成されたバス配線パターンの一例を示す図である。 スクリーン印刷法により形成されたバス配線パターンの一例を示す図である。 実施例1におけるバス配線形成装置の構成図の例である。 実施例1におけるノズルの吐出口配置とバス配線断面形状を示す図である。 実施例1における方法により形成されたバス配線パターンを示す図である。 実施例1におけるノズルの吐出口配置の変形例とバス配線断面形状を示す図である。 実施例1におけるノズルの吐出口配置のさらなる変形例とバス配線断面形状を示す図である。 実施例2におけるノズルの吐出口配置とバス配線断面形状を示す図である。 実施例2における方法により形成されたバス配線パターンを示す図である。 実施例3におけるノズルの吐出口配置とバス配線断面形状を示す図である。 実施例3における方法により形成されたバス配線パターンを示す図である。 実施例4におけるノズルの吐出口配置とバス配線断面形状を示す図である。
以下、実施例について図面を用いて説明する。
[実施例1]
本実施例では、複数の吐出口を有するノズルを用いて太陽電池素子基板にバス配線を形成する方法を説明する。
図3は、本実施例のバス配線形成装置の構成図の例である。
図3のバス配線形成装置はレギュレータ5、バス配線材料タンク6、配管8、バルブ9、ノズル10、バス配線材料溜空間11、吐出口13を備えている。
バス配線材料7は、バス配線材料タンク6に蓄えられ、配管8を通じてノズル10に供給される。バス配線材料タンク6にはレギュレータ5を介して高圧ガスが接続され、レギュレータ5によってバス配線材料タンク6内の圧力を制御し、ノズル10へのバス配線材料供給速度を制御する。バルブ9が配管8の途中に設置され、ノズル10へのバス配線材料の供給のON/OFF制御を行う。
なお、本実施例では、電極材料供給手段として高圧ガスによる圧送とバルブ駆動による吐出制御について記載したが、これに限らず、シリンダポンプ、モーノポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、レシプロポンプ、等、各種液送ポンプを使用することができる。
本実施例におけるノズル10の吐出口13の配置図と太陽電池素子基板1上に形成したバス配線12の断面形状を図4に示す。バス配線材料7にはスクリーン印刷法で使用されている銀ペースト材料を使用した。また、実施例では吐出口を直径50μmで40箇所の吐出口を有するノズルにより2000μm幅のバス配線12を形成したが、図4では、簡易的に5箇所の吐出口を有するノズルで本実施例を説明する。また、本実施例では、フィンガー配線2を形成した後にバス配線12を形成したが、バス配線12形成後にフィンガー配線2を形成しても良い。図4(a)はバス配線12形成時に太陽電池素子基板1側に配置される吐出口13について、ノズルの進行方向に対する配置を示したものである。吐出口13の配置は、隣接する他の吐出口13に対する加工時の変形を防止するためそれぞれの吐出口13が接することなく、且つ加工時の影響を及ぼさない様に吐出口13の中心から隣接する吐出口13の中心までの距離を150μm離れた位置に配置した。本実施例では、隣接する吐出口13の中心どうしの距離を150μmとしたが、この距離を限定するものではない。
一方、図4(b)に示すように複数の吐出口13により形成されたバス配線同士が隣接したバス配線断面形状を得るために吐出口13aと13bの接線14a、吐出口13bと13cの接線14b、吐出口13cと13dの接線14c、吐出口13dと13eの接線14dはノズルの進行方向に対して平行に配置した。
図5は、本実施例で形成したバス配線のパターンである。図4の吐出口13aから吐出されたバス配線が図5のバス配線12aに対応し、同じく図4の吐出口13bから吐出されたバス配線が図5のバス配線12b、図4の吐出口13cから吐出されたバス配線が図5のバス配線12c、図4の吐出口13dから吐出されたバス配線が図5のバス配線12d、図4の吐出口13eから吐出されたバス配線が図5のバス配線12eに対応する。図4に示した複数の吐出口に共通した接線15は、図5におけるバス配線12の始終端のパターン形状に対応する。
図6及び図7は、本実施例の変形例を示したものである。
図6(a)において、吐出口13aのノズルの進行方向に平行な接線14aが吐出口13bの外周が2点の交点を持って重なるように配置した。同様に、吐出口13bのノズル10の進行方向に平行な接線14bが吐出口13cの外周が2点の交点を持って重なるように配置した。以下、他の吐出口13も同様に配置した。図6(b)この吐出口13の配置によって得られるバス配線12の断面形状を示したものである。バス配線12aとバス配線12bは重なり合って形成され、同様にバス配線12bとバス配線12cは重なり合って形成される。以下、同様にバス配線12は隣接する他のバス配線12と重なり合って形成される。
図7(a) において、吐出口13aのノズルの進行方向に平行な接線14aが吐出口13bの外周と交点を持たないように配置した。同様に、吐出口13bのノズル10の進行方向に平行な接線14bが吐出口13cの外周と交点を持たないように配置した。以下、他の吐出口13も同様に配置した。図7(b)はこの吐出口13の配置によって得られるバス配線12の断面形状を示したものである。バス配線12aとバス配線12bは重なり合うことなく形成され、同様にバス配線12bとバス配線12cは重なり合うことなく形成される。以下、同様にバス配線12は隣接する他のバス配線12と重なり合うことなく形成される。
本実施例によれば、ノズルを用いたバス配線の形成においてバス配線に使用する材料の使用を低減するバス配線形状と配線形成方法を提供することができる。
[実施例2]
本実施例では、複数の吐出口13を有するノズル10を用いて太陽電池素子基板1に上述の第1実施例とは異なるバス配線パターンを有するバス配線12を形成する方法を説明する。
図3は、本実施例のバス配線形成装置の構成図の例である。図3のバス配線形成装置は、レギュレータ5、バス配線材料タンク6、配管8、バルブ9、ノズル10、バス配線材料溜空間11、吐出口13を備えている。
バス配線材料7は、バス配線材料タンク6に蓄えられ、配管8を通じてノズル10に供給される。バス配線材料タンク6にはレギュレータ5を介して高圧ガスが接続され、レギュレータ5によってバス配線材料タンク6内の圧力を制御し、ノズル10へのバス配線材料供給速度を制御する。バルブ9が配管8の途中に設置され、ノズル10へのバス配線材料の供給のON/OFF制御を行う。
なお、本実施例では、電極材料供給手段として高圧ガスによる圧送とバルブ駆動による吐出制御について記載したが、これに限らず、シリンダポンプ、モーノポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、レシプロポンプ、等、各種液送ポンプを使用することができる。
本実施例におけるノズル10の吐出口13の配置図と太陽電池素子基板1上形成したバス配線12の断面形状を図8に示す。バス配線材料7にはスクリーン印刷法で使用されている銀ペースト材料を使用した。また、実施例では吐出口を直径50μmで40箇所の吐出口を有するノズルにより2000μm幅のバス配線12を形成したが、図8では、簡易的に5箇所の吐出口を有するノズルで本実施例を説明する。また、本実施例では、フィンガー配線2を形成した後にバス配線12を形成したが、バス配線12形成後にフィンガー配線2を形成しても良い。図8(a)はバス配線12形成時に太陽電池素子基板1側に配置される吐出口13について、ノズルの進行方向に対する配置を示したものである。吐出口13の配置は、隣接する他の吐出口13に対する加工時の変形を防止するためそれぞれの吐出口13が接することなく、且つ加工時の影響を及ばさない様に吐出口13の中心から隣接する吐出口13の中心までの距離を150μm離れた位置に配置した。本実施例では、隣接する吐出口13の中心どうしの距離を150μmとしたが、この距離を限定するものではない。
一方、図8(b)に示すように複数の吐出口13により形成されたバス配線同士が隣接したバス配線断面形状を得るために吐出口13aと13bの接線14a、吐出口13bと13cの接線14b、吐出口13cと13dの接線14c、吐出口13dと13eの接線14dはノズルの進行方向に対して平行に配置した。
図9は、本実施例で形成したバス配線のパターンである。図8の吐出口13aから吐出されたバス配線が図9のバス配線12aに対応し、同じく図8の吐出口13bから吐出されたバス配線が図9のバス配線12b、図8の吐出口13cから吐出されたバス配線が図9のバス配線12c、図8の吐出口13dから吐出されたバス配線が図9のバス配線12d、図8の吐出口13eから吐出されたバス配線が図9のバス配線12eに対応する。図9におけるバス配線12の始終端のパターン形状は、図8の吐出口13の配置に対応する。
本実施例によれば、ノズルを用いたバス配線を形成においてバス配線に使用する材料の使用を低減するバス配線形状と配線形成方法を提供することができる。
[実施例3]
本実施例では、複数の吐出口13を有するノズル10を用いて太陽電池素子基板1に上述の第1実施例とは異なるバス配線パターンを有するバス配線12を形成する方法を説明する。
図3は、本実施例のバス配線形成装置の構成図の例である。図3のバス配線形成装置は、レギュレータ5、バス配線材料タンク6、配管8、バルブ9、ノズル10、バス配線材料溜空間11、吐出口13を備えている。
バス配線材料7は、バス配線材料タンク6に蓄えられ、配管8を通じてノズル10に供給される。バス配線材料タンク6にはレギュレータ5を介して高圧ガスが接続され、レギュレータ5によってバス配線材料タンク6内の圧力を制御し、ノズル10へのバス配線材料供給速度を制御する。バルブ9が配管8の途中に設置され、ノズル10へのバス配線材料の供給のON/OFF制御を行う。
なお、本実施例では、電極材料供給手段として高圧ガスによる圧送とバルブ駆動による吐出制御について記載したが、これに限らず、シリンダポンプ、モーノポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、レシプロポンプ、等、各種液送ポンプを使用することができる。
本実施例におけるノズル10の吐出口13の配置図と太陽電池素子基板1上に形成したバス配線12の断面形状を図10に示す。バス配線材料7にはスクリーン印刷法で使用されている銀ペースト材料を使用した。また、実施例では吐出口を直径50μmで40箇所の吐出口を有するノズルにより2000μm幅のバス配線12を形成したが、図10では、簡易的に5箇所の吐出口を有するノズルで本実施例を説明する。また、本実施例では、フィンガー配線2を形成した後にバス配線12を形成したが、バス配線12形成後にフィンガー配線2を形成しても良い。図10(a)はバス配線12形成時に太陽電池素子基板1側に配置される吐出口13について、ノズルの進行方向に対する配置を示したものである。吐出口13の配置は、隣接する他の吐出口13に対する加工時の変形を防止するためそれぞれの吐出口13が接することなく、且つ加工時の影響を及ばさない様に吐出口13の中心から隣接する吐出口13の中心までの距離を150μm離れた位置に配置した。本実施例では、隣接する吐出口13の中心どうしの距離を150μmとしたが、この距離を限定するものではない。
一方、図10(b)に示すように複数の吐出口13により形成されたバス配線同士が隣接したバス配線断面形状を得るために吐出口13aと13bの接線14a、吐出口13bと13cの接線14b、吐出口13cと13dの接線14c、吐出口13dと13eの接線14dはノズルの進行方向に対して平行に配置した。
図11は、本実施例で形成したバス配線のパターンである。図10の吐出口13aから吐出されたバス配線が図11のバス配線12aに対応し、同じく図10の吐出口13bから吐出されたバス配線が図11のバス配線12b、図10の吐出口13cから吐出されたバス配線が図11のバス配線12c、図10の吐出口13dから吐出されたバス配線が図11のバス配線12d、図10の吐出口13eから吐出されたバス配線が図11のバス配線12eに対応する。図11におけるバス配線12の始終端のパターン形状は、図10の吐出口13の配置に対応する。
本実施例によれば、ノズルを用いたバス配線の形成においてバス配線に使用する材料の使用を低減するバス配線形状と配線形成方法を提供することができる。
[実施例4]
本実施例では、複数の吐出口13を有するノズル10を用いて太陽電池素子基板1に上述のバリエーションの一例として、バス配線パターンを有するバス配線12を形成する方法を、図12を用いて説明する。
本実施例におけるノズル10の吐出口13の配置図と太陽電池素子基板1上形成したバス配線12の断面形状を図12に示す。バス配線材料7にはスクリーン印刷法で使用されている銀ペースト材料を使用した。また、実施例では吐出口を直径50μmで40箇所の吐出口を有するノズルにより2000μm幅のバス配線12を形成したが、図12では、簡易的に24箇所の吐出口を有するノズルで本実施例を説明する。また、本実施例では、フィンガー配線2を形成した後にバス配線12を形成したが、バス配線12形成後にフィンガー配線2を形成しても良い。
図12(a)はバス配線12形成時に太陽電池素子基板1側に配置される吐出口13について、ノズルの進行方向に対する配置を示したものである。吐出口13の配置は、隣接する他の吐出口13に対する加工時の変形を防止するためそれぞれの吐出口13が接することなく、且つ加工時の影響を及ばさない様に吐出口13の中心から隣接する吐出口13の中心までの距離を200μm以上離れた位置に配置した。本実施例では、隣接する吐出口13の中心どうしの距離を200μm以上としたが、この距離を限定するものではない。
一方、図12(b)に示すように複数の吐出口13により形成されたバス配線同士が隣接したバス配線断面形状を得るように配置した。
本実施例によれば、ノズルを用いたバス配線の形成においてバス配線に使用する材料の使用を低減するバス配線形状と配線形成方法を提供することができる。
1 太陽電池素子基板
2 フィンガー配線
3 1箇所の吐出口を有するノズルにより形成されたバス配線
4 印刷法により形成されたバス配線
5 レギュレータ
6 バス配線材料タンク
7 バス配線材料
8 配管
9 バルブ
10 ノズル
11 バス配線材料溜空間
12 バス配線
13 吐出口
14 ノズルの進行方向に平行な吐出口の接線
15 複数の吐出口に共通した接線

Claims (8)

  1. 少なくとも2箇所以上のバス配線材料の吐出口を有することを特徴とする太陽電池のバス配線形成用ノズル。
  2. 請求項1に記載のノズルにおいて、所望の配線パターンを形成するために配置された吐出口を有することを特徴とする太陽電池のバス配線形成用ノズル。
  3. 請求項1に記載のノズルで太陽電池のバス配線を形成することを特徴とする配線形成方法。
  4. 請求項3に記載の配線形成方法により形成されたことを特徴とするバス配線のパターン形状。
  5. 請求項2に記載の配線形成方法により形成されたことを特徴とするバス配線の断面形状。
  6. 請求項1に記載のノズルを有する太陽電池のバス配線形成装置。
  7. 一つのバス配線が、バス配線材料の複数の流れが集まって形成されたものであることを特徴とするバス配線のパターン形状。
  8. 請求項7に記載のバス配線の断面形状。
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