JP2015070221A - 太陽電池モジュール用集電シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される太陽電池用集電シートであって、従来の太陽電池用集電シートと、十分に好ましい集電性能と絶縁性を有する太陽電池用集電シートを、従来よりも高い生産性で提供する。【解決手段】金属箔３０を、物理的切削手段によって、所望の平面形状パターンで切削することにより、樹脂基材上に金属配線部を形成する切削工程を備え、切削工程における深さ方向の切削範囲の制御は、物理的接触によって被接触物の位置変動を感知可能な位置検出部から得る位置情報に基づいて行われ、位置検出部８２は円盤形状の接触式位置センサー８２１を備え、接触式位置センサー８２１は前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であることを特徴とし、前記位置情報は、金属箔３０と接触式位置センサー８２１との物理的接触により検出される情報である太陽電池用集電シートの製造方法。【選択図】図５

Description

この発明は、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出すために用いる太陽電池用集電シートの製造方法に関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、太陽電池がクリーンなエネルギー源として注目を集めている。太陽電池素子から電気を取り出す方法については様々な形式のものがあるが、太陽光線の受光効率を高めるために、太陽光の受光面側には電極を配置せず、非受光面側に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子の開発が進んでいる。

バックコンタクト型の太陽電池素子には種々の方式がある。受光面と非受光面とを貫通するスルーホールを有するＭＷＴ方式、ＥＷＴ方式の太陽電池素子、太陽電池素子の裏面に、くし型形状のｐ型、ｎ型の拡散層を形成して、そのｐ、ｎ領域から、電気を取り出す構造を備えるＩＢＣ方式の太陽電池素子等がある。又、非受光面側に集電配線部を備える自己集電方式のバックコンタクト型の太陽電池素子も開発されている。

これらのバックコンタクト型の太陽電池素子は、一般に、太陽電池モジュールの内部に複数個設置される。そして、太陽電池モジュールは、これらの太陽電池素子が直列或いは並列に接合されることにより、必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数のバックコンタクト型の太陽電池素子の非受光面側に設けられた電極から、安全に効率よく電気を取り出すために、図１に示すような太陽電池用集電シートが提案されている（特許文献１参照）。

図１に示す太陽電池用集電シート１は、複数のバックコンタクト型の太陽電池素子４を太陽電池モジュールの内部で配線するために、回路になる櫛形形状等の複雑な形状を備える金属配線部３を、化学的な処理を伴うエッチング処理によって樹脂基材２の表面に形成したものである。

このような化学処理を含む製造方法による太陽電池用集電シートの製造においては、エッチングに使用する腐食液に含まれる塩素等の残留物が太陽電池素子にダメージを与え、又、長期の暴露により絶縁不良を引き起こす場合があることが問題となっていた。又、上記のエッチング処理に係る材料費や製造工程の複雑さに起因する製造コストが嵩み、太陽電池モジュールの価格を引き上げてしまうことも問題となっていた。これを回避して製造コストを削減することのできる手段が強く求められていた。

エッチング処理によらない金属配線部の加工処理方法として、樹脂製の剥離基材に金属箔を積層した状態で、当該金属箔を微細な切削パターンで打ち抜き、その後、そのような打ち抜きによって形成された配線パターンと、絶縁性基材とを、接着剤を介して積層した後に、上記剥離基材を剥離することにより、絶縁性基材上に配線パターンが形成されている太陽電池用配線シートを得る製造方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１２−９４８４６号公報 特開２０１２−１６４９１２号公報

太陽電池用集電シートの製造においては、金属配線部の短絡を避けるために、金属箔の非配線部については金属箔を完全に貫通する深さまで完全な切削を行うことが必須である。そして、その一方で、樹脂基材には極めて高い絶縁性が求められるため、絶縁性の低下につながる不要な切削が樹脂基材内に及ばないようにすることも必須である。つまり、深さ方向の切削範囲の制御については、数μｍ単位の極めて精度の高い調整が必要となるのである。

深さ方向の切削範囲の制御を高めるための手段としては、例えば、接触式の位置センサーによる制御が考えられる。しかし、金属配線部を形成する銅箔やアルミ箔は、耐擦傷性が低いため、位置センサーとの接触による擦傷が機能低下に繋がるリスクがある。そのため、太陽電池用集電シートの製造においては、従来、そのような接触式の位置センサーの採用は難しく、位置センサーについては、接触式よりも垂直方向の制御精度や制御の感度に劣るが、接触による殺傷のリスクのない非接触式の位置センサーが専ら用いられていた。

ここで、特許文献２に記載の方法を採用するとすれば、水平方向における微細且つ複雑な金属配線部の形成は可能であり、更に、剥離部の厚みの中で垂直方向における切削の深さの誤差も吸収解消されるため、深さ方向の切削範囲を上記のように厳密に制御する必要はない。しかし、この製造方法による場合には、樹脂基材上の金属箔を切削加工する工程の後に、絶縁性基材への接着工程や、剥離基材の剥離工程等、追加的な複数の処理が必要であり、生産性の面においては、必ずしも優れた製造方法ではなかった。

コストの嵩むエッチング処理ではなく、物理的切削によって微細な切削パターンを形成する方法であって、絶縁性に優れる太陽電池用集電シートを、高い生産性で製造することができる太陽電池用集電シートの製造方法の開発が望まれていた。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される太陽電池用集電シートであって、十分な絶縁性を有する太陽電池用集電シートを、化学処理を伴うエッチング工程によらずに、高い生産性で製造することができる太陽電池用集電シートの製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、太陽電池用集電シートの製造において、金属配線部を形成する銅箔を切削する時の深さ方向の切削範囲の制御を、銅箔と、表面が鏡面研磨されている接触式位置センサーとの物理的接触から得る位置情報に基づいて行うことにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。

（１） 樹脂基材の表面に金属配線部が積層されてなる太陽電池用集電シートの製造方法であって、前記樹脂基材上に積層された金属箔を、物理的切削手段によって、所望の平面形状パターンで切削することにより、前記樹脂基材上に前記金属配線部を形成する切削工程を備え、前記切削工程における深さ方向の切削範囲の制御は、物理的接触によって被接触物の位置変動を感知可能な位置検出部から得る位置情報に基づいて行われ、前記位置検出部は略円盤形状の接触式位置センサーを備え、前記接触式位置センサーは前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であることを特徴とし、前記位置情報は、前記金属箔と前記接触式位置センサーとの物理的接触により検出される情報である太陽電池用集電シートの製造方法。

（２） 前記金属箔が銅箔である（１）に記載太陽電池用の集電シートの製造方法。

（３） 前記金属箔は、前記樹脂基材に接着剤層を介して積層されており、前記切削の深さ方向の切削範囲は、前記金属箔を貫通して、前記接着剤層の一部にまでは達しているが、前記樹脂基材にまでは達しておらず、前記接着剤層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下である（１）又は（２）に記載の太陽電池用集電シートの製造方法。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートであって、前記樹脂基材の裏面に、更に、裏面保護シートが積層されている裏面保護シート一体型の太陽電池用集電シート。

（５） （１）から（３）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートに、バックコンタクト型の太陽電池素子が積層されている太陽電池モジュール。

（６） 太陽電池用集電シートの金属配線部形成用の切削装置であって、金属箔を、所望の平面形状パターンで切削する切削刃と、該切削の深さ方向の切削範囲を制御するための前記金属箔の表面の位置情報を得る位置検出部と、を備え、前記切削刃は切削の深さ方向を回転軸とする回転式の切削刃であって、前記位置検出部は、円盤形状の接触式位置センサーを備え、前記接触式位置センサーは前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であり、前記切削刃の周囲に該切削刃の回転軸と直交する態様で配置されており、前記深さ方向の切削範囲の制御は、前記接触式位置センサーと前記金属箔との接触によって検出される位置情報に基づいて行われる切削装置。

本発明によれば、バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される太陽電池用集電シートであって、従来の太陽電池用集電シートと、同等の集電性能と絶縁性を有する太陽電池用集電シートを、従来よりも低コストで提供することができる。

本発明の太陽電池用集電シート上について、金属配線部上に太陽電池素子を配置した使用状態の一例を模式的に示す斜視図である。 本発明の太陽電池用集電シートの構成を模式的に示す部分拡大平面図である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造方法の説明に供する模式図である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造方法の説明に供する模式図である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造装置の構成及び使用態様を模式的に示す正面図である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造装置の構成及び使用態様を模式的に示す平面図である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造方法に好ましく用いることができる切削装置及びその切削刃の形状の説明に供する図面である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造方法、及びその製造方法によって製造された太陽電池用集電シートの説明に供する模式図である。 本発明の太陽電池用集電シートの製造方法によって製造した太陽電池用集電シートの断面写真である。 バックコンタクト型の太陽電池素子と本発明に係る太陽電池用集電シートを用いてなる太陽電池モジュールの説明に供する模式図である。

以下、本発明の太陽電池用集電シート、太陽電池用集電シートの製造方法、及び太陽電池用集電シートの製造装置の実施形態及び実施態様の詳細について説明する。本発明は、以下の実施形態等に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

本発明の太陽電池用集電シートは、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出す機能を有するシート状の積層体である。そして、本発明の太陽電池用集電シートは、太陽電池モジュールの一構成部材として用いることができるものである。尚、本明細書におけるバックコンタクト型の太陽電池素子とは、使用時に裏面側となる面に電極が配置されている全ての太陽電池素子のことを言う。本発明の太陽電池用集電シートは、あらゆる種類のバックコンタクト型の太陽電池素子に好ましく用いることができる。

＜太陽電池用集電シート＞
本発明に係る太陽電池用集電シートの一実施形態である太陽電池用集電シート１について、適宜各図面を参照しながら説明する。太陽電池用集電シート１は、図１、図２及び図８に示す通り、樹脂基材２の表面に、金属箔からなる導電性の金属配線部３が形成されている積層体である。

樹脂基材２は、太陽電池素子を配置する側の面となる第１樹脂基材２１と、その反対側の面となる第２樹脂基材２２とを含んでなる多層シートであることが好ましいが、これに限らず単層の樹脂基材であってもよい。樹脂基材２が上記のような多層シートである場合には第１樹脂基材２１の表面に、金属配線部３が形成されている。太陽電池素子４は金属配線部３の上に配置される。

［樹脂基材］
樹脂基材２としては、シート状に成形された絶縁性の樹脂シートを適宜用いることができる。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり本発明において両者に差はない。

樹脂基材２として用いることができる絶縁性の樹脂の具体例を以下にあげる。代表的な樹脂として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素系樹脂等をあげることができる。

樹脂基材２としては、上記例示した樹脂群より選択された樹脂からなり、且つ、個々の太陽電池モジュールにおいて求められる所定の電気的特性を有する絶縁性の樹脂シートを用いることができる。具体的には、樹脂基材２は、１０００Ｖ以上の部分放電電圧を有するものであることが好ましい。例えば、樹脂基材２として、体積固有抵抗率が１０^１８Ω・ｃｍ程度であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、樹脂基材２の厚さを、衝撃緩和性の観点からも必要十分な厚さである２５０μｍ以上とすることによって、太陽電池用集電シートの部分放電電圧を１０００Ｖ以上とすることができる。又、樹脂基材２が４００μｍを超える場合、基材コストが増加する一方で、必要とされる絶縁性能や衝撃緩和性能については、必要十分な範囲を超えた部分での向上しか望めずコストパフォーマンスの低下につながる場合が多い。以上より、樹脂基材の厚さは２５０μｍ以上４００μｍ以下であることが好ましい。

樹脂基材２を、金属配線部３の側に配置される第１樹脂基材２１と、その反対側に配置される第２樹脂基材２２とを積層した構成とする場合には、第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２とは、接着剤によるドライラミネートにより接着して一体化することにより樹脂基材２とすることができる。

樹脂基材２を第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２とが積層されてなる多層シートとする場合に、その生産効率を高めるためには、第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２として、上記の樹脂群から選択された同一種類の樹脂を用いることが好ましい。そして第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２とが積層されてなる多層シートの状態において、絶縁性や衝撃緩和性等において、上述した範囲の好ましい物性を有するものとなっていればよい。

但し、第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２とは、必ずしも同一種類の樹脂であることが必須ではない。例えば、第２樹脂基材２２に太陽電池モジュール１００（図１１参照）の所謂裏面保護シートとしての機能を発揮させることを目的として、特に耐候性に優れた耐加水分解ポリエチレンテレフタレート（ＨＲ−ＰＥＴ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、又はフッ素系樹脂を、第２樹脂基材２２として用いることもできる。或いは、上記の樹脂シートを積層してなる多層シートを第２樹脂基材として用いることもできる。

樹脂基材２を第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２とが積層されてなる多層シートとする場合の最も好ましい一具体例として、第１樹脂基材２１が厚さ２５０μｍのＰＥＴであり、第２樹脂基材２２が厚さ５０μｍのＨＲ−ＰＥＴであり、それらを積層してなる多層シートとしたものを挙げることができる。このような構成によれば、太陽電池用集電シートに、太陽電池モジュールとしての一体化時における、絶縁性、耐衝撃性、耐加水分解性、ガスバリア性等、及び生産性を、極めてバランスよく兼ね備えさせることができる。

［金属配線部］
図１及び図２に示す通り、金属配線部３は、太陽電池用集電シート１の表面上に導電性基材を積層してなる配線パターンである。金属配線部３は、複数の太陽電池素子４から電気を取り出すために、図２に示す通り、複数の微細な櫛形形状の金属配線が、交差或いは接触せずに、近接して配置される複雑なパターンとして樹脂基材２の表面に形成される。そのような金属配線部３は、複数の太陽電池素子４から、電気を取り出し、取り出した電気を集電して太陽電池モジュール１００の外に送り出す機能を有する。

金属配線部３を形成するための導電性基材としては、銅箔、アルミニウム箔等の金属箔を用いることができる。それらのうちでも、本発明の製造方法においては、導電性、加工性に優れ、且つ入手容易である銅箔を好ましく用いることができる。

金属配線部３の厚さは、太陽電池用集電シート１に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、１０μｍ〜５０μｍの厚さであることが好ましい。

［接着剤層］
金属配線部３は、接着剤層６を介して樹脂基材２の表面に接着されている。接着方法は、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によることが好ましい。接着剤層６の厚さは３μｍ以上１５μｍ以下とする。本発明の製造方法によれば、接着剤層６の厚さを３μｍ以上とすることにより、切削工程における、深さ方向の切削範囲の微細な制御誤差を安全に吸収して、絶縁性の低下につながる不要な切削が樹脂基材２内に及ぶリスクを回避することができる。

より具体的には、図５、図８及び図９に示す通り、本発明の製造方法においては、深さ方向の切削範囲を、金属箔３０を貫通して接着剤層６内にまでは達しているが、接着剤層６は貫通せず樹脂基材２にまでは達していない深さとする。金属箔３０を過不足無くちょうど貫通する深さ範囲を誤差０とした場合、誤差０を超える深さを深さ方向の切削範囲の最小範囲として保持しつつ、それを超える正の制御誤差が上記接着剤層６の厚さ（３μｍ以上）の範囲内に止まるようにすることで、実際に、上記の絶縁性低下のリスクを回避できる。このように樹脂基材２の表面に上記厚さ未満の極薄い接着剤層６を残存させることにより、残存した極薄い接着剤層６が樹脂基材２の表面で所謂プライマー効果を発揮して、例えば、樹脂基材２の表面に積層される絶縁性樹脂等との密着性を高める効果があることも確認されている。尚、上記深さ方向の切削範囲の制御の詳細については、後述の本発明の太陽電池用集電シートの製造方法の説明において詳しく説明する。

図９は、本発明の太陽電池用集電シートの製造方法によって製造した太陽電池用集電シート１の断面写真である。この写真から、実際に、太陽電池用集電シート１において、深さ方向の切削範囲が、金属箔３０を貫通して接着剤層６内にまでは達しているが、接着剤層６は貫通せず樹脂基材２にまでは達していない深さ範囲となっていることが分かる。

［裏面保護シート］
尚、図１０に示す通り、太陽電池用集電シート１は、太陽電池素子４の他、他の部材と一体化されて太陽電池モジュール１００となる。尚、図１０に示す通り、樹脂基材２の裏面側に予め別のＥＴＦＥ、耐加水ＰＥＴ等からなる裏面保護シート９を一体化することにより、裏面保護シート一体型の太陽電池用集電シート１としてもよい。このような裏面保護シート一体型の太陽電池用集電シートは、樹脂基材２の裏面側に裏面保護シート９をドライラミネーション法等によって積層することにより製造することができる。

以上説明した本発明の太陽電池用集電シート１は、バックコンタクト型の太陽電池素子４と接合した際に、電極間を絶縁しつつ、端子から安全に且つ効率よく電気を取り出すことができる。

＜太陽電池用集電シートの製造方法＞
次に、図３〜図９を参照しながら、本発明の太陽電池用集電シートの製造方法について説明する。尚、ここでは、樹脂基材２が第１樹脂基材２１と第２樹脂基材２２とからなる多層シートである場合について説明する。

まず、図３に示す通り、金属配線部３の材料とする銅箔等の金属箔３０を、第１樹脂基材２１の表面に積層する。積層方法としては、金属箔３０を接着剤によって第１樹脂基材２１の表面に接着する方法、第１樹脂基材２１の表面に金属箔３０を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、金属箔３０を接着剤によって第１樹脂基材２１の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって金属箔３０を第１樹脂基材２１の表面に接着する方法が好ましい。

次に、図３、図４に示す通り、所望の回路配線パターンをプログラミングしたＣＡＤ切削機器等の切削装置８により、金属箔３０のうち金属配線部３を形成しない部分である非配線部５を機械的に切削して削除する。切削装置８の詳細については別途後述する。

図３及び図４に示すように、金属配線部３を形成するための金属箔３０の切削については、その深さ方向の切削範囲が、金属箔３０の厚さＤ_０を超えて、更に接着剤層６の内部で接着剤層６の表面からの距離がＤ_２の深さの範囲にまで達するように切削の深さを調整する。このとき接着剤層６の層内における切削の深さＤ_２は、接着剤層６の厚さＤ_１よりも小さいこと、即ち、切削装置８により切削されて形成された切削溝５１が接着剤層６を貫通しないように切削深さの範囲を調整する。

ここで、深さ方向の切削範囲が、金属箔３０を貫通していない場合には、金属配線部３において短絡が起きてしまうため、深さ方向の切削範囲は、必ず金属箔３０を貫通していなければならない。又、深さ方向の切削範囲が金属箔３０を貫通していて、且つ、接着剤層６の内部にまでは達していない場合には、切削装置８による機械的切削においては不可避である金属箔３０の切削端部周辺に発生するバリが、非配線部５内に残存して、金属配線部３の短絡を引き起こす危険がある。しかし、切削装置８による切削の深さ方向の切削範囲を、金属箔３０の厚さＤ_０を超えて、深さＤ_２分だけ接着剤層６の内部にまで達するものとすることによって、一般には機械的切削においては回避困難な上記のバリの残存を回避することができる。これにより、切削装置８による機械的切削によって金属配線部３を形成する場合においても、配線部間の短絡を防止することができる。

＜太陽電池用集電シートの金属配線部形成用の切削装置＞
図５、図６、及び図７に示す通り、切削装置８は、金属箔３０を、所望の平面形状パターンで切削する切削刃８１と、切削刃８１による金属箔３０の切削の深さ方向の切削範囲を制御するための金属箔３０の表面の位置情報を得る位置検出部８２と、を備える。

切削刃８１は、切削の深さ方向を回転軸とする回転式のドリル状の切削器具であって、その先端部は、回転しながら所定のパターンに沿って移動することにより金属箔を切削可能な切削刃となっている。

位置検出部８２は、被接触物との物理的接触によって精度の高い位置情報を検出可能な接触式位置センサー８２１を備える。位置検出部８２は、円盤形状の接触式位置センサー８２１を備え、切削刃８１の周囲に該切削刃の回転軸と直交する態様で配置されている。

接触式位置センサー８２１は、被接触物と接触する面が鏡面研磨されているものであることを特徴とする。具体的には、上記の被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満、好ましくは、０．３未満である。そして、接触式位置センサー８２１を形成する材料は、タングステン、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等比較的硬度の高い材料を用いることが好ましく、これらの材料から形成されるものを、ダイヤモンド等で研磨することによって好ましい接触式位置センサー８２１とすることができる。尚、本明細書における表面粗さとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定の通りの算術平均粗さＲａのことを言うものとする。即ち、Ｒａは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をｙ＝ｆ（χ）で表したときに、次の式によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものを言う。又、このようなＲａは、例えば、表面粗さ測定器：ＳＥ−３４００／株式会社小坂研究所製等により測定して求めることができる。

切削装置８は、接触式位置センサー８２１が、金属箔３０と、例えば図５のＰ点において接触することによって得る位置情報に基づいて、切削刃８１の位置を制御しつつ切削を行う。尚、ここで、本明細書における「位置情報に基づく制御」とは、電子情報等に置き換えられた具体的な位置情報の交換を伴う制御に限られない。接触式位置センサー８２１と金属箔３０との接触に起因して切削刃８１の挙動が結果的に制限される態様全般を広く含む概念である。

ここで、一般に接触式の位置センサーは、光学式や超音波式等の非接触式の位置センサーよりも、より高い精度、より高い感度で、対象物の位置情報を連続的に検出することができる。しかし、太陽電池用集電シート１の金属配線部３は、数μｍ単位の僅かな擦傷であっても、バリの発生に伴う短絡や太陽電池素子の電極との接触不良等、重大な欠陥につながる場合がある。そのため、従来、太陽電池用集電シートの製造工程内で、金属配線部の垂直位置を、その切削工程の進行中に検出する必要がある場合には、専ら、接触による擦傷のリスクがない光学式や超音波式等の被接触式の位置センサーが用いられてきた。

しかし、本発明の製造方法においては、上述の通り、位置検出部８２の接触式位置センサー８２１が、被接触物と接触する面の表面粗さをＲａが０．４未満に鏡面研磨したものであるため、接触式位置センサー８２１と金属箔３０が切削工程内において接触しても、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔３０を傷つけることはない。これにより、深さ方向の切削範囲の制御と金属箔の保護が、極めて高い精度で要求される集電シートの製造に、接触式の位置検出部を採用することができるようになった。

切削の深さ方向の切削範囲の制御の精度は、具体的には、この深さ方向の制御の最大誤差を、接着剤層６の厚さ（Ｄ_１）未満、即ち３μｍ以上１５μｍ未満とすることが必要である。本発明の太陽電池用集電シートの製造方法は、接触式位置センサー８２１を備える切削装置８を用いることにより、このような高精度の制御を可能としたものである。

切削装置８の備える刃部である切削刃８１の形状は特に限定されないが、図７に示す通り、先端形状が台形形状の刃を備えるドリル状の切削刃８１を備える切削装置８を好ましく用いることができる。このような切削装置８は、本発明の製造方法を実施する際に、金属箔３０から切削された金属の残滓を速やかに切削溝５１の外に弾き出すことができる。又、この切削装置８は、図７に示す通りのテーパー形状の外形を有していることにより、従来、金属箔切削に専ら用いられてきた円柱形状のドリルを備えるフライスと比較して、耐久性に優れる点においても好ましい。

以上説明した本発明の製造方法によれば、このような太陽電池用集電シート１を、化学処理を伴うエッチング処理によって金属配線部を形成する従来の太陽電池用集電シートの製造方法と比較して、工程数と材料の削減により、製造コストを大幅に低減することができる。

＜太陽電池モジュール＞
次に、本発明の太陽電池用集電シート１を好ましく用いることのできる太陽電池モジュール１００について説明する。図１０は、太陽電池モジュール１００について、その層構成の一例を例示する断面の模式図である。太陽電池モジュール１００は、受光面側から、ガラス等からなる透明前面基板１０、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、ポリエチレン等からなる前面封止材層２Ａ、太陽電池素子４、裏面保護シート９と一体化された太陽電池用集電シート１が順に積層された構成である。太陽電池素子４から取り出された電気は、太陽電池用集電シート１の金属配線部３を介して太陽電池モジュール１００から取り出される。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に本発明の一実施形態である太陽電池用集電シート１を備える太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。

太陽電池用集電シート１を備える太陽電池モジュール１００は、太陽電池用集電シート１、太陽電池素子４及び他の部材を積層して一体化することによって製造することができる。この一体化の方法としては真空熱ラミネート加工により一体化する方法が挙げられる。上記方法を用いた際のラミネート温度は、１３０℃〜１９０℃の範囲内とすることが好ましい。又、ラミネート時間は、５〜６０分の範囲内が好ましく、特に８〜４０分の範囲内が好ましい。

以上の太陽電池用集電シート及びその製造方法によれば、以下のような効果を奏する。

（１） 従来の一般的な太陽電池用集電シートの製造においては、例えば、フォトレジスト法によるマスキングや化学処理によるマスクの剥離処理等も含めた複雑なエッチング処理工程が必須であった。或いは、物理的切削処理による場合であっても、切削工程の前後に深さ方向の切削範囲の制御の誤差を吸収解消するための別途の追加工程を必要とした。本発明の太陽電池用集電シートの製造方法においては、切削工程における深さ方向の切削範囲の制御を、円盤形状の接触式位置センサーを備え、前記接触式位置センサーは前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であることを特徴とし、当該センサーと被接触物との接触によって被接触物の位置変動を感知可能な接触式位置センサーから得る位置情報に基づいて行う製造方法とした。これにより、本発明の太陽電池用集電シートの製造方法は、機械的切削方法の採用による金属配線部の形成に係るコストの低減と、同方法の採用に伴う絶縁性不備の危険性回避を同時に実現し、優れた絶縁性能を有する太陽電池用集電シートを高い生産性で製造することができる。尚、大面積の同時処理が可能なエッチング工程に比較して物理的な切削処理は処理速度は必ずしも速くはないが、エッチング処理を行う装置の購入及び維持コストに比べ、切削処理を行う装置の同コストが数分の一のコストですむため、製造にかかるトータルコストは、大きく低減することができる。

（２） 又、金属箔を銅箔とした。これにより、太陽電池集電シートの製造条件を具体的且つ明確にし、高い信頼性で上記効果を奏する太陽電池用集電シートを、効率よく製造することができる。

（３） 又、金属箔を、樹脂基材に接着剤層を介して積層することとし、深さ方向の切削範囲は、金属箔を貫通して、接着剤層内にまでは達しているが、樹脂基材にまでは達しておらず、接着剤層の厚さを３μｍ以上１５μｍ以下とした。これにより、（１）又は（２）に記載の太陽電池用集電シートの製造方法の品質信頼性を更に高めることができる。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートであって、樹脂基材の裏面に、裏面保護シートが更に積層されている裏面保護シート一体型の太陽電池用集電シートとした。これにより、耐候性に優れる太陽電池モジュールの生産性を高めることができる。

（５） （１）から（３）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートに記載の太陽電池用集電シートに、バックコンタクト型の太陽電池素子が積層されている太陽電池モジュールとした。これにより、耐候性、安全性に優れた太陽電池モジュールを、従来よりも低コストで得ることができる。

（６） 太陽電池用集電シートの金属配線部形成用の切削装置において、切削の深さ方向の切削範囲を制御するために金属箔の表面の位置情報を得る位置検出部を、円盤形状の接触式位置センサーを備えるものとし、前記接触式位置センサーは前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であることを特徴とした。切削装置をこのような構成としたことにより、（１）から（３）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートであって、樹脂基材の裏面に、裏面保護シートが更に積層されている裏面保護シート一体型の太陽電池用集電シートの製造方法の品質信頼性を高めることができる。

１ 太陽電池用集電シート
２ 樹脂基材
２１ 第１樹脂基材
２２ 第２樹脂基材
２Ａ 前面封止材層
３ 金属配線部
３０ 金属箔
４ 太陽電池素子
５ 非配線部
５１ 切削溝
６ 接着剤層
８ 切削装置
８１ 切削刃
８２ 位置検出部
８２１ 接触式位置センサー
９ 裏面保護シート
１０ 透明前面基板
１００ 太陽電池モジュール

Claims (6)

1. 樹脂基材の表面に金属配線部が積層されてなる太陽電池用集電シートの製造方法であって、
   前記樹脂基材上に積層された金属箔を、物理的切削手段によって、所望の平面形状パターンで切削することにより、前記樹脂基材上に前記金属配線部を形成する切削工程を備え、
   前記切削工程における深さ方向の切削範囲の制御は、物理的接触によって被接触物の位置変動を感知可能な位置検出部から得る位置情報に基づいて行われ、
   前記位置検出部は円盤形状の接触式位置センサーを備え、
   前記接触式位置センサーは前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であることを特徴とし、
   前記位置情報は、前記金属箔と前記接触式位置センサーとの物理的接触により検出される情報である太陽電池用集電シートの製造方法。
2. 前記金属箔が銅箔である請求項１に記載太陽電池用の集電シートの製造方法。
3. 前記金属箔は、前記樹脂基材に接着剤層を介して積層されており、
   前記切削の深さ方向の切削範囲は、前記金属箔を貫通して、前記接着剤層の一部にまでは達しているが、前記樹脂基材にまでは達しておらず、
   前記接着剤層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下である請求項１又は２に記載の太陽電池用集電シートの製造方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートであって、前記樹脂基材の裏面に、更に、裏面保護シートが積層されている裏面保護シート一体型の太陽電池用集電シート。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池用集電シートに記載の太陽電池用集電シートに、バックコンタクト型の太陽電池素子が積層されている太陽電池モジュール。
6. 太陽電池用集電シートの金属配線部形成用の切削装置であって、
   金属箔を、所望の平面形状パターンで切削する切削刃と、
   該切削の深さ方向の切削範囲を制御するための前記金属箔の表面の位置情報を得る位置検出部と、を備え、
   前記切削刃は切削の深さ方向を回転軸とする回転式の切削刃であって、
   前記位置検出部は、円盤形状の接触式位置センサーを備え、
   前記接触式位置センサーは前記被接触物と接触する面の表面粗さＲａが０．４未満であり、
   前記切削刃の周囲に該切削刃の回転軸と直交する態様で配置されており、
   前記深さ方向の切削範囲の制御は、前記接触式位置センサーと前記金属箔との接触によって検出される位置情報に基づいて行われる切削装置。

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