JP2014229754A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが低く、インターコネクタと太陽電池セルのバス電極などの電極との接合の際にかかる温度ストレスを最小限に抑えることで、太陽電池セルに発生するクラックを防止し、長期信頼性の高い太陽電池モジュールを得ること。
【解決手段】太陽電池セルを形成する工程（Ｓ１０１）と、太陽電池セルにＢｉ系及びＩｎ系のはんだを介してインターコネクタを仮配置し（Ｓ１０２）、太陽電池ストリングを形成する工程と、太陽電池ストリングを、透光性基板と、バックシートとの間に、封止用の樹脂とともに配し、積層体を形成する工程（Ｓ１０３）と、積層体を加熱加圧し、はんだを溶融固着すると共に、封止用の樹脂を硬化させる、一括熱処理工程（Ｓ１０４）とを含むことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、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関する。

従来、例えば拡散型の太陽電池セルは、ｐ型シリコン基板を基材とし、受光面側には、光の集光率を高めるためセル表面にテクスチャエッチングにより凹凸形状が形成されるとともに、その上にシリコン窒化膜などの反射防止膜が成膜されて形成されている。さらに、光−電子変換された電子を集める受光面側集電電極として、バス電極と複数のグリッド電極がこの反射防止膜の上に形成されている。一方、ｐ型シリコン基板の裏面側には、裏面側集電電極が形成されている。裏面側集電電極としては、開放電圧及び短絡電流を向上させるための裏面電界（ＢＳＦ：Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層を形成するためのＡｌ電極などの金属電極及び外部電極とコンタクトを取るための裏面バス電極が用いられることが多い。

このような太陽電池セルでは、バス電極及び裏面バス電極のそれぞれにはインターコネクタが接続され、光−電子変換により発生した電力が外部に取り出される。さらに、太陽電池セル１枚では発生する電力が小さいため、複数の隣接する太陽電池セルの異なる極性の電極をインターコネクタと呼ばれる配線材で交互に接続することによって、太陽電池素子を直列あるいは直並列に接続して構成される。この配線材は、セルタブとも呼ばれ、銅などの良導体にはんだコートしたものが用いられる。そしてこの配線材で、受光面側集電電極と隣接素子の裏面側集電電極との接合がなされる。このように、複数の太陽電池セルを併設して、複数の太陽電池セルをインターコネクタやバスバーで直並列に接続して実用的な電力を取り出せるように構成された太陽電池モジュールが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

このような太陽電池モジュールは、インターコネクタで直列に接続した複数の太陽電池セル（本明細書では以下、太陽電池ストリングと称する。）を複数個直並列に配置し、それらをバスバーにて直並列に接続したもの（本明細書では以下、太陽電池アレイと称する。）が、ガラスなどの透光性の高い受光面保護材と裏面保護材との間に配置され、エチレンビニルアセテート等を主成分とする封止材で封止される。太陽電池アレイには、集電した電力を取り出すバスバーが設けられ、バスバーから端子ボックスを介して外部インタフェースへ電力を出力する。

なお、これらインターコネクタ及びバスバーには、ベースメタルにはんだコートを施したものが用いられ、ヒートツール(エアーヒーターやランプヒーター)を用いてバス電極及びインターコネクタとバスバーとをはんだ接合により接続する。(例えば、特許文献２参照)。

また、近年は太陽電池セルの材料費低減のために太陽電池セルを構成するウエハの薄肉化を行うことも少なくない。

特許第４６４６５５８号公報 特許第４９８６４０１号公報

しかしながら、特許文献２の技術によれば、インターコネクタ近辺の過剰な温度ストレスを防止することはできる。しかしながら、インターコネクタとバス電極直下の温度プロファイルは変えることができず、製造プロセスによる太陽電池セルのクラックだけでなく、はんだ接合時の残留熱応力によって太陽電池モジュールの長期信頼性をも脅かすものとなってしまうという問題があった。

加えて、はんだ接合界面の温度ストレスが低減できないことで、太陽電池ウエハの薄肉化はさらに困難になるという問題もあった。

以上のように、はんだ接合プロセスが製造上のネックタクトとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インターコネクタと太陽電池セルの集電電極との接合の際にかかる温度ストレスを最小限に抑えることで、太陽電池セルに発生するクラックを防止し、長期信頼性が高く、製造コストの低い、太陽電池モジュールを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池セルを形成する工程と、太陽電池セルに封止材の硬化温度よりも低融点を持つ低融点はんだを介してインターコネクタを仮配置する工程と、前記インターコネクタが仮配置された太陽電池を、封止材とともに積層する工程と、前記太陽電池セルにインターコネクタをはんだ接合するとともに、前記封止材を熱硬化させる一括熱処理工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、太陽電池セルにインターコネクタをはんだ接合する熱処理工程を、封止用の樹脂とともに一括熱処理を行うことで実施する。これにより、太陽電池セルは封止材で保護された状態で熱処理が施されるため、太陽電池モジュールにかかる温度ストレスを最小限に抑えるとともに、太陽電池セルが薄くなったとしても長期信頼性を高めることができるという効果を奏する。

図１−１は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの概略構成を示す斜視図である。 図１−２は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの概略構成を示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの分解斜視図である。 図３−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 図３−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 図３−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 図３−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 図３−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 図３−６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程を示すフローチャート図である。 図５−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程におけるラミネート工程を示す図である。 図５−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程におけるラミネート工程を示す図である。 図５−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程におけるラミネート工程を示す図である。 図５−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造工程におけるラミネート工程を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１のキュア装置及び従来例のキュア装置の温度プロファイルを示す比較図である。 図７は、本発明の実施の形態２の太陽電池モジュールの要部拡大断面図である。 図８は、従来例の太陽電池モジュールの製造工程において、インターコネクタを太陽電池セルにはんだ接合する従来の工程を説明する図である。 図９は、従来例の太陽電池モジュールの製造工程を示すフローチャート図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が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において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
図１−１及び図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す斜視図及び断面図であって、図２は分解斜視図である。図３−１〜図３−６は同太陽電池モジュールの製造工程を示す図、図４は同製造工程のフローチャートである。図５−１〜図５−４は真空ラミネート装置１１８を用いたラミネート工程を示す図である。

太陽電池モジュール１００は、インターコネクタ４によるセル間の接続に低融点無鉛はんだを用い、受光面保護材１３及び裏面保護材１５を用いたラミネート処理工程で、一括してはんだ接続を行うようにしたことを特徴とする。複数の太陽電池セル１の第１の面である受光面１ａと第２の面である裏面１ｂを交互にインターコネクタ４を用いて低融点無鉛はんだで接続した太陽電池ストリングの受光面１ａ側に受光面保護材１３を配置し、裏面１ｂ側に裏面保護材１５を配置し、太陽電池ストリング５と受光面保護材１３及び裏面保護材１５の間にそれぞれ受光面側封止材１２、裏面側封止材１４を配置することで構成されている。

図２は、図１−１及び図１−２に示した太陽電池モジュールの分解斜視図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池アレイ８の受光面側を封止する受光面側封止材１２、受光面保護材１３で覆い、裏面側を裏面側封止材１４、裏面保護材１５で覆い、外枠としての、補強用のフレーム１６で周囲を囲んだものである。

受光面１ａ上に形成された受光面側集電電極２Ｓと接続したインターコネクタ４は、隣接する太陽電池セル１の裏面１ｂ上に形成された裏面側集電電極（アルミニウム電極２、裏面Ａｇ電極３）と接続することで、複数の太陽電池セル１を直列に接続している。

図１−２に太陽電池モジュール１００の断面図を示すように、この太陽電池セル１は、厚み０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板などからなる。太陽電池セル１内部にはｐｎ接合（図示せず）が形成され、その受光面１ａと裏面１ｂには受光面側集電電極２Ｓ及び裏面側集電電極（アルミニウム電極２、裏面Ａｇ電極３）が設けられ、さらに受光面１ａには反射防止膜（図示せず）が設けられている。太陽電池セル１の大きさは、多結晶シリコン太陽電池の場合、１辺の長さが１５０ｍｍ〜１５６ｍｍ程度である。

配線材としてのインターコネクタ４は、厚み０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度のはんだめっきを施した平角銅線からなる。インターコネクタ４は、はんだ付けにより太陽電池セル１に接合され、各太陽電池セル１の受光面側集電電極２Ｓと、隣接する太陽電池セル１の裏面側集電電極（ここでは裏面Ａｇ電極３）とを電気的に接続する。

裏面側及び受光面側に配する裏面側封止材１４及び受光面側封止材１２には、透光性、耐熱性、電気絶縁性、柔軟性を有する素材が用いられ、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを主成分とする熱可塑性の合成樹脂材が好適である。なお透光性基板としてはガラス板も適用可能である。厚さとしては０．４ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。

裏面側封止材１４及び受光面側封止材１２は、気圧０．５ａｔｍ〜１．０ａｔｍ程度の減圧下におけるラミネート工程で熱架橋し、受光面保護材１３、太陽電池ストリング５、裏面保護材１５と融着することで一体化がなされる。

受光面保護材１３としては、透光性、耐湿性、耐候性、耐加水分解性、絶縁性に優れた素材が用いられ、ガラス基板などの剛性の透光性基板の他、フッ素系樹脂シートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。

裏面保護材１５は、耐湿性、耐候性、耐加水分解性、絶縁性に優れた素材が用いられ、フッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。

ここでは、太陽電池セル１が接続されてなる太陽電池ストリング５と、受光面保護材１３と、裏面保護材１５と、受光面側封止材１２，裏面側封止材１４とを含んだものを太陽電池モジュール１００としているが、これに限らずインターコネクタ４が接合された受光面側電極と裏面電極を有する太陽電池セル１を封止材で封止されたものを太陽電池モジュール１００と呼ぶ。

また、本実施の形態１の太陽電池セル１は概略平板状を成すが、太陽電池セル１は、平板状のものに限られるものではなく、例えば、フレキシブルなシート状、或いは立方体状などでもよく、集電電極にインターコネクタが接合される太陽電池セルであれば適用することができる。集電電極は裏面側にのみ形成されているいわゆる裏面取出し型太陽電池セルにも適用可能である。

さらに、本実施の形態１の裏面側集電電極は、太陽電池セル１の裏面に２本形成されているが、２本でなくともよく、太陽電池セル１の裏面１ｂに１本以上が形成されている太陽電池セルであれば適用することができる。

次に図３−１〜図３−６及び図４を参照して、本実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。まず太陽電池セルを形成する（ステップＳ１０１：図３−１）。図３−１は太陽電池セル１を裏面側から見た状態を示す。太陽電池セル１は、ｐ型単結晶シリコン基板を出発材料とし、光の集光率を高めるためにセル表面（受光面）にテクスチャエッチングにより凹凸形状を形成し、拡散により受光面側にｎ型拡散層（図示せず）を形成しｐｎ接合を形成すると共に、表面に反射防止膜としてのシリコン窒化膜を成膜したものである。太陽電池セル１の受光面には、光−電子変換によって発生した電子を集める表面バス電極（図示せず）とグリッド電極（図示せず）からなる受光面側集電電極２Ｓとが形成されている。

太陽電池セル１の裏面１ｂには、Ａｌ電極２及び裏面Ａｇ電極３が形成されている。Ａｌ電極２は、開放電圧及び短絡電流を向上させるための裏面電界層を形成するために設けられる電極であり、太陽電池セル１の裏面の略全域を覆うように形成される。

また、裏面Ａｇ電極３は、外部電極とコンタクトを取るために設けられる電極である。Ａｌ電極２及び裏面Ａｇ電極３は、金属粒子を有する導電性塗料を所望の範囲に塗布して焼成することで形成される。本実施の形態１では裏面Ａｇ電極３をスクリーン印刷により形成した後、Ａｌ電極２を形成する。

図３−２に示すように、この太陽電池セル１にインターコネクタ４を配し、仮止めテープを用いて仮固定する（ステップＳ１０２）。図３−３は、実施の形態１にかかる方法で太陽電池セル１を仮固着した太陽電池ストリング５の概略構成を示す斜視図である。図３−３に示すように、複数の太陽電池セル１が併設され、インターコネクタ４で直列に接続されて、太陽電池ストリング５が形成される。すなわち、インターコネクタ４は、表面に太陽電池セル１の裏面に形成された裏面Ａｇ電極３にその一端側領域４ａがはんだ接合され、隣接する太陽電池セル１の受光面に形成された表面バス電極に他端側領域４ｂがはんだ接合される。このように、隣接する太陽電池セル１同士がインターコネクタ４によって連結されることで太陽電池ストリング５が形成される。

インターコネクタ４は、ベースメタルに低融点無鉛はんだを用いてはんだコートを施したものが使用される。インターコネクタ４は、平面視において太陽電池セル１の連結方向（第１の方向、図３−１及び図３−２中の矢印Ｘ方向）に延びる略長方形形状を呈している。裏面Ａｇ電極３は連結方向に沿って設けられている。

また、本発明におけるはんだコートにはＩｎ系の低融点無鉛はんだを用いているが、Ｂｉ系無鉛はんだなど、封止材の硬化温度よりも低融点のはんだであればよい。これは、封止材の硬化温度で、はんだが溶融するため、ラミネート工程における加熱で同時にはんだ接合が可能であるためである。例としては、Ｂｉ系はんだであるＳｎ−５８Ｂｉの融点が１３８℃、Ｓｎ−５８Ｂｉ−１Ａｇの融点が１３７℃、Ｉｎ系はんだであるＳｎ−５２Ｉｎの融点が１１７℃として挙げられ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだの融点２２７℃と比較しても、低温でのはんだ接合が可能である。なお、ここで示すＢｉ及びＩｎの含有率は一例であり、本発明を特定するものではなく、低融点無鉛はんだの融点は、ラミネート工程における樹脂の溶融温度以下であればよい。

前記のような状態においては、裏面Ａｇ電極３上からインターコネクタ４がずれる可能性があるため、仮止めテープのようなもので仮固定しているが、ずれるおそれがない場合は仮固定は不要であり、配置するだけでもよい。

図３−４は、このようにして得られた複数の太陽電池ストリング５をバスバー９を用いて接続した太陽電池アレイの概略構成を示す斜視図である。太陽電池アレイ８は、並列に配置した複数の太陽電池ストリング５をバスバー（横タブ）９を用いて直列に接続し、電力取り出し用のバスバー（出力タブ）１０を設置することで形成される。

このようにして得られた太陽電池アレイ８の受光面側に、図３−５に示すように、受光面側封止材１２、受光面保護材１３、裏面側に裏面側封止材１４、裏面保護材１５を配し、積層体１７を形成する（ステップＳ１０３）。

この状態で積層体１７をラミネート装置に装着し、１４０〜１６０℃３０分前後の一括熱処理を行うことで（ステップＳ１０４）、図３−６に示すようにキュア装置１２９内でキュアを行い、太陽電池モジュールを形成する（ステップＳ１０５）。

図５−１は、図３−４の太陽電池セルの積層体をラミネート加工する装置を示す。真空ラミネート装置１１８は上チャンバー１１９と下チャンバー１２０の２つの部屋を持つ真空容器を備え、上下チャンバーの大気状態をコントロールし、太陽電池セルの積層体１７をラミネート加工する。また、熱板１２１の温度は一般的に１４０〜１６０℃で設定される。なお、図に示す矢印は空気の流れを示すものである。この上下チャンバー１１９，１２０で囲まれたチャンバー内部には熱板１２１が配されており、この上に太陽電池セルの積層体１７を載置し、加熱される。なおこのチャンバーの上チャンバー１１９にはダイヤフラムシート１２４が設けられ、ダイヤフラムシート１２４より上の部分はプレス弁上真空空弁１２２及び上真空弁１２５で圧力調整が可能となっている。一方、ダイヤフラムシート１２４より下の部分は下開放弁１２３、下真空弁１２６で圧力調整が可能となっている。また、これら２つの系からの排気はリーク弁１２７、真空ポンプ１２８で実現可能となっている。

図５−２に示すように、上チャンバー１１９を閉じ、密閉状態にした後に、下真空弁１２６を開いて真空状態にする。なお、加熱されたモジュールから放出される受光面側封止材１２及び裏面側封止材１４のガスや水分を真空ポンプ１２８で吸い取り、受光面保護材１３と裏面保護材１５間の気泡を除去しながら、真空ポンプ１２８で真空引きを行う。

そして上真空弁１２５を閉じてプレス弁上真空空弁１２２を開き、図５−３に示すように、上チャンバー１１９内に空気を送りこむことで、真空状態となっている下チャンバー１２０側にダイヤフラムシート１２４が引張られ、ダイヤフラムシート１２４によって太陽電池セルの積層体１７を押さえながら加熱する。この際に、熱板１２１の温度が低融点無鉛はんだの融点よりも高く設定されていることから積層のみ（仮止め含む）を行った太陽電池セルの積層体１７のはんだが溶融し、太陽電池セルの裏面Ａｇ電極と電気的に接合される。これにより、ヒートツールを使用せずに、はんだ接合を行うことが可能になる。

そして最後に上真空弁１２５を開いてプレス弁上真空空弁１２２を閉じるとともに下真空弁１２６を閉じて下開放弁１２３を開き、上下チャンバーを開き、ラミネートの完了した太陽電池モジュールを取り出す。そして図３−６に示すように、必要に応じてキュア装置１２９に装着し、キュア工程を実施する。なお、ラミネート工程とキュア工程は同キュア装置１２９を用いて、一括処理してもよい。

ラミネート温度Ｔ₀は１４０〜１６０℃、キュア温度Ｔ₁は１３０〜１５５℃、キュア後からＴ₂常温の各工程３０分前後をかけて処理するのが一般的であり、図６に示す半田融点ｔ℃以上で半田が溶融、半田融点ｔ℃以下で凝固し、電気的接合が可能となる。

これにより、製造にかかるタクトを短縮するのみでなく製造コストを低減させることができる。また、１度の熱ストレス（ラミネート）のみで太陽電池モジュールの製造が可能となり、太陽電池セルにかかる熱ストレスの低減による太陽電池セルのクラック対策及び長期信頼性を向上させることができる。なお、上記にかかるラミネート加工条件やプロセスは一例であり、本発明を特定するものではない。

さらに、本実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法によれば、受光面保護材及び裏面保護材と共に加熱されるため良好な支持がなされつつラミネート加工及びはんだ接合が実現されるため、近年の太陽電池ウエハの薄肉化の課題であったはんだ接合時の熱応力低減にも、効力を発揮し、太陽電池セルの直材費低減にも繋げることができる。

このようにして形成された、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュールは、半導体基板の受光面側に受光面側集電電極を、裏面側に裏面側集電電極を有する複数の太陽電池セルと、受光面側集電電極及び裏面側集電電極にそれぞれ接続されて複数の太陽電池セルを直列に接続して太陽電池ストリングをなすインターコネクタとを封止する工程で、インターコネクタと受光面側集電電極及び裏面側集電電極とのはんだ接合を同時に行なう一括熱処理工程により形成されたことを特徴とするもので、並列に配置した複数の太陽電池ストリングを直列接続して太陽電池アレイを形成するバスバー（横タブ）と、太陽電池アレイから電力を取り出すバスバー（出力タブ）とを備えた構造となっている。

なお、インターコネクタと受光面側集電電極及び裏面側集電電極とのはんだ接合と同時に樹脂封止がなされるため、はんだ接合部の周縁に、樹脂が入り込み、なじみあって強固な接合状態を形成している。また樹脂封止に先立ち、インターコネクタと受光面側集電電極及び裏面側集電電極とのはんだ接合を行う場合、クランプなどの押圧治具によりインターコネクタを押圧するため、チップクラックが生じたり、インターコネクタにクランプ跡が残ったりすることがある。これに対し、本実施の形態１の方法では、薄い太陽電池セルの場合にも両面を保護しつつ押圧してはんだ接合がなされるため、生産性が良好であるだけでなく、チップクラックや、インターコネクタのクランプ跡などもなく外観性に優れ製造歩留まりの向上をはかることができる。

以上のように、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、複数の太陽電池セルと、太陽電池セル同士を接続するＩｎ系の低融点無鉛はんだではんだコートされたインターコネクタとを有し、複数の太陽電池セルをインターコネクタで直列に接続した複数の太陽電池ストリングと、並列に配置された複数の太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングを直列に接続するバスバー(横タブ)とを有する太陽電池アレイと、太陽電池アレイにおいて集電された電力を太陽電池アレイから出力を取り出すバスバー(出力タブ)と、を備え、インターコネクタ及びバスバーの電気的接合をラミネート工程で一括して行うことを特徴とする。

実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２に付いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２の太陽電池モジュールの要部拡大断面図である。ここでは太陽電池セルとこれらをインターコネクタで相互接続した太陽電池ストリングの状態を示す。図７に示すように、仮固着する工程（図４のステップＳ１０２）において、太陽電池セルとインターコネクタとの接続領域の外縁部に熱硬化性樹脂からなる接着材６で固定する工程を追加したことを特徴とするものである。

すなわち、太陽電池セル１との接続領域の外縁部に相当する領域に、硬化前の熱硬化性樹脂からなる接着材６を塗布した配線材からなるインターコネクタ４を太陽電池セル１の電極上に位置合わせし、軽く固定する。この状態で、積層工程（Ｓ１０３）に進めばよい。他は前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施の形態によれば、前記実施の形態１による効果に加え、接着材を用いてより確実に仮固着がなされているため、ラミネート工程においてインターコネクタに位置ずれが生じるのを防止することが可能となる。

これに対し、従来例の方法では、図８にはんだ接合工程を示すとともに図９に太陽電池モジュールの製造工程のフローチャートを示すように、インターコネクタ４を太陽電池セル１に固着すべく第１の熱処理工程を経て（ステップＳ１０２Ｓ）、積層体を形成する（ステップＳ１０３）。そして、積層体を形成した後、第２の熱処理工程（ステップＳ１０４Ｓ）を経て、太陽電池モジュールが形成される（ステップＳ１０５）。図８に示すように、インターコネクタと太陽電池セルの裏面Ａｇ電極３などの裏面側集電電極との接合、インターコネクタと受光面側集電電極との接合を、積層体を形成する前におこなっていた。図８は、従来のはんだ接合プロセスを示すものであり、インターコネクタ４を太陽電池セル１にはんだ接合する工程を説明する図である。図８に示すように、太陽電池セル１の裏面Ａｇ電極３にインターコネクタ４の一端側領域４ａを重ねた状態で、ヒートツール１０６で加熱することで、インターコネクタ４と裏面Ａｇ電極３との電気的接合を行う。

具体的には、ヒートツール１０６の加熱によってインターコネクタ４の表面にコーティングされたはんだが溶融し、その後冷却してはんだを凝固させることでインターコネクタ４と裏面Ａｇ電極３とがはんだを介してはんだ接合される。インターコネクタ４と裏面Ａｇ電極３とは、はんだを介して接着されることで電気的に接続されることとなる。なお、インターコネクタ４は、熱圧着や超音波溶着など種々の方法によって接合されることもある。

図９と図４との比較からも明らかなように、従来例の方法では、（１）インターコネクタと太陽電池セルの両電極との接合、（２）インターコネクタとバスバーとの接合、（３）太陽電池モジュールのラミネート加工といった３つの熱プロセスを必要としていたのに対して、本実施の形態１，２においては、上記３つの熱プロセスを１つの熱プロセス（ラミネート加工）で実現することが可能となり、製造プロセスの大幅な簡略化且つ最適化を実現できる手段といえる。

なお、前記実施の形態１、２では、太陽電池セルにインターコネクタをはんだ接合して太陽電池ストリングを形成する熱処理工程を、ラミネート工程において一括加熱処理を行う例について説明したが、１個の太陽電池セルに電流取り出し用の配線材としてインターコネクタを用いる場合にも適用可能であることはいうまでもない。

また、上記実施の形態１、２では、太陽電池セルとして多結晶シリコンや単結晶シリコンなどの結晶系太陽電池を使用したものについて説明してきたが、薄膜系太陽電池や有機系太陽電池などの結晶系でない太陽電池セルでも適用可能である。

本発明にかかる太陽電池モジュールは、はんだ接合時により熱応力の影響を受け易い場合にも、封止材による応力緩和を行いつつはんだ接合が実施されることから、太陽電池セルの薄肉化を実施する場合に適している。

１ 太陽電池セル、２ Ａｌ電極、２ａ 受光面側集電電極、３ 裏面Ａｇ電極、４ インターコネクタ、４ａ 一端側領域、４ｂ 他端側領域、５ 太陽電池ストリング、６ 接着材、８ 太陽電池アレイ、９ バスバー(横タブ)、１０ バスバー(出力タブ)、１００ 太陽電池モジュール、１２ 受光面側封止材、１３ 受光面保護材、１４ 裏面側封止材、１５ 裏面保護材、１６ フレーム、１７ 積層体、１０６ ヒートツール、１１８ 真空ラミネータ装置、１１９ 上チャンバー、１２０ 下チャンバー、１２１ 熱板、１２２ プレス弁上真空空弁、１２３ 下開放弁、１２４ ダイヤフラムシート、１２５ 上真空弁、１２６ 下真空弁、１２７ リーク弁、１２８ 真空ポンプ、１２９ キュア装置。

Claims (10)

1. 太陽電池セルを形成する工程と、
   前記太陽電池セルに封止材の硬化温度よりも低融点を持つ低融点はんだを介してインターコネクタを仮配置する工程と、
   前記インターコネクタの配された太陽電池セルを、前記封止材とともに積層する工程と、
   前記太陽電池セルにインターコネクタをはんだ接合するとともに、前記封止材を熱硬化させる一括熱処理工程とを含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. 前記仮配置する工程は、複数の太陽電池セルを前記インターコネクタを介して接続して太陽電池ストリングを形成するように配置する工程であり、
   前記積層する工程は、
   受光面保護材上に、受光面側封止材、前記太陽電池ストリング、裏面側封止材、バックシートを順次積層する工程であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
3. 前記低融点はんだは、Ｉｎ系の低融点無鉛はんだであることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記低融点はんだは、Ｂｉ系の低融点無鉛はんだであることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記仮配置する工程は、
   前記インターコネクタと前記太陽電池セルとの接合領域の外縁部を熱硬化性接着材で仮固着する工程を備えたことを特徴とする請求項１〜４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。
6. 太陽電池セルがインターコネクタにより接続され、封止材で封止のなされた太陽電池モジュールであって、
   前記インターコネクタと前記太陽電池セルは、前記封止材の硬化温度よりも低融点を持つ低融点はんだを介して接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
7. 前記太陽電池セルは前記インターコネクタにより複数接続されて太陽電池ストリングを構成しており、
   前記太陽電池ストリングは、受光面保護材と、裏面保護材との間に配され、これらとの間を封止材で樹脂封止されたことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記低融点はんだは、Ｉｎ系の低融点無鉛はんだであることを特徴とする請求項６または７に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記低融点はんだは、Ｂｉ系の低融点無鉛はんだであることを特徴とする請求項６または７に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記インターコネクタと前記太陽電池セルとの接合領域の外縁部を固着する接着材を備えたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。

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