JP2015095609A - 太陽電池セル、太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

太陽電池セル、太陽電池モジュール及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図ることと、出力特性の高信頼性を維持することの両立を図る太陽電池セル、太陽電池モジュール、及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の太陽電池モジュールは、タブ線3と太陽電池セル1とが導電性接着剤4を介して接続された結晶系太陽電池モジュールにおいて、X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)、X:前記タブ線の本数、Y:バスバー電極の本数、Z:バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数、の関係を満たすことを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば、太陽電池セル、複数の太陽電池セルの各電極が導電性接着剤を介してタブ線によって互いに電気的に接続された太陽電池モジュール、及びその製造方法に係り、特に所謂バスバーレス接続を主体としつつも、その一部にバスバー電極を含む表面電極を残した太陽電池セル、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
従来、結晶系太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セルのバスバー電極とインターコネクタとしてのタブ線とを接合する方法としては、半田付けや導電性接着フィルムを使用する技術が提案され、実用化されるに至っている。例えば、図11(a)はバスバー電極を2本設けた例を示し、図11(b)はバスバー電極を3本設けた例を示し、図11(c)はバスバー電極を4本設けた例を示している。タブ線は、これらバスバー電極上に導電性接着フィルム等を介して接合されることになる。
ここで、例えば、特許文献1では、配線材と太陽電池セルとが樹脂接着剤等を介して接続された太陽電池モジュールが開示されている。即ち、同文献1では、受光面側の透明導電膜の上には、電極が配されており、該電極は、複数のフィンガー電極部とバスバー部とを含み、バスバー部は、1本のみ設けられていてもよいし、3本以上設けられていてもよいとされている。つまり、バスバー部を複数設ける例を開示している。
また、例えば、特許文献2では、導電性接着フィルムを使用して太陽電池セルの集電電極としてのバスバー電極を一部取り除いた接合方法も提案されている。即ち、同文献2では、タブ線の接着工程で熱加圧されない非熱加圧領域と熱加圧される熱加圧領域の端部とに亘って、非熱加圧領域に形成されたフィンガー電極と交差する集電電極が形成され、該集電電極がタブ線と接続される太陽電池モジュールが開示されている。尚、バスバーレス接合に対応した太陽電池セルの構成の一例は図12に示される。
さらに、今日では、このようなバスバーレス構造の太陽電池セルの電気的特性を正確に測定する技術も提案されている。即ち、例えば、特許文献3では、端子板の一面を、太陽電池セルの表面に形成された複数のフィンガー電極上に、該フィンガー電極と交差するように配置することにより、複数のフィンガー電極に同時に接触させ、太陽電池セルの表面に光を照射しながら、電気的特性を測定する出力測定方法が開示されている。
先に図12に示したようなバスバーレス接合は、半田接合で行うことは困難であるものの、導電性接着フィルムによる接合は、これを可能とし、太陽電池セルのバスバー電極(一般には、Agペーストが使用される)を削減できることから、太陽電池モジュールのコストダウンが図れるといったメリットをもたらす。
特開2012−119394号公報 特開2012−124277号公報 特開2012−138564号公報
しかしながら、先に図12に示したようなバスバーレス構造の太陽電池セルのフィンガー電極とインターコネクタとしてのタブ線とを導電性接着フィルムで接合して、前述したような手法により信頼性評価を行った場合、当該フィンガー電極とインターコネクタとしのタブ線の接合が離れると、電気的回路が切断され、特性の劣化要因となる可能性があることが明らかになった。
本発明は、上述したような技術的な課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持する太陽電池セル、太陽電池モジュール、及びその製造方法を提供することにある。
上述した技術的な課題を解決するため、本発明の第1の態様に係る太陽電池セルは、タブ線と導電性接着剤を介して接続される太陽電池セルにおいて、表面電極の一部にバスバー電極を有し、
X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
X:前記タブ線の本数
Y:前記バスバー電極の本数
Z:前記バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
の関係を満たすよう当該バスバー電極が配設される。
さらに、本発明の第2の態様に係る太陽電池モジュールは、タブ線と太陽電池セルとが導電性接着剤を介して接続された結晶系太陽電池モジュールにおいて、
X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
X:前記タブ線の本数
Y:バスバー電極の本数
Z:バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
の関係を満たす。
また、本発明の第3の態様に係る太陽電池モジュールの製造方法は、一の表面にバスバー電極を一部に含む表面電極が設けられ、他の表面に裏面電極が設けられた複数の太陽電池セルのうちの一の太陽電池セルの前記表面電極と、他の太陽電池セルの前記裏面電極とを、タブ線により電気的に接続する太陽電池モジュールの製造方法において、
前記タブ線と前記太陽電池セルとを導電性接着剤を介して接続するときに、
X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
X:前記タブ線の本数
Y:前記バスバー電極の本数
Z:前記バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
の関係を満たすようにする。
本発明に係る太陽電池セル、太陽電池モジュール、及びその製造方法によれば、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持することができる。
本発明の第1の実施形態に係る太陽電池セルの構成を示す斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係る太陽電池セルの断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法の各工程と特性評価を示すフローチャートである。 (a)及び(b)は、本発明の第2の実施形態に係る太陽電池セルの構成図である。 (a)及び(b)は、本発明の第2の実施形態に係る太陽電池セルにタブ線を接続した様子を示す構成図である。 (a)及び(b)は、本発明の第3の実施形態に係る太陽電池セルの構成図である。 (a)及び(b)は、本発明の第3の実施形態に係る太陽電池セルにタブ線を接続した様子を示す構成図である。 (a)及び(b)は、本発明の第4の実施形態に係る太陽電池セルの構成図である。 (a)及び(b)は、本発明の第4の実施形態に係る太陽電池セルにタブ線を接続した様子を示す構成図である。 (a)乃至(c)は従来技術に係る太陽電池セルの構成図である。 従来技術に係るバスバーレス構造の太陽電池セルの構成図である。
以下、本発明の太陽電池セル、太陽電池モジュール及びその製造方法に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の太陽電池セル、太陽電池モジュール及びその製造方法は、以下の記述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において、適宜変更可能である。
先ず、各実施形態に共通する本願発明の特徴について述べると、本発明は、結晶系の太陽電池セルにおいて、バスバー電極を削減しても導電性接着剤を用いた工法を用いることで品質を安定させると共に、複数の太陽電池セルの導電性接着剤を用いた所謂バスバーレス接合を一部に用いても、より信頼性の高い出力特性を実現した太陽電池セル、太陽電池モジュール及びその製造方法を提供するものである。
これを実現するために、本発明は、以下の特徴を有する結晶系太陽電池セルおよびモジュール、その製造方法に関するものとなっている。
1)太陽電池セルの接続部には、表面電極設置領域と表面電極非設置領域が存在する(表面電極非設置領域は所謂バスバーレス接続となる)。
2)タブ線と太陽電池セルとは導電性接着剤を介して接続される。
3)X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)を満たす。
X:タブ線の本数
Y:バスバー電極の本数
Z:バスバーレス接続のタブ線の本数(=表面電極非設置領域の数)
Xの範囲:2≦X≦8(最良値は5である)
Yの範囲:1≦Y≦7
このように、本発明の各実施形態では、バスバーレス接合を主体としつつも、その一部には表面電極(バスバー電極)を残していることが特徴の1つとなる。表面電極は、バスバーレス接合箇所に導通不良が発生した場合でもそれを補うものとなる。さらに、太陽電池セルの周囲に補助電極を配置した場合は、更にバスバーレス接合箇所の導通不良を補うものとなる。
以下、各実施形態について詳述する。
(第1の実施形態)
図1には本発明の第1の実施形態に係る太陽電池セルとタブ線との接続関係を示し、図2には太陽電池セルのストリングスの断面構成を示し、図3には太陽電池モジュールの側面断面を示し、各構成作用について説明する。
この図1に示されるように、太陽電池セル1の表裏面には、それぞれ、ここでは不図示のAg電極に沿って、当該太陽電池セル1とは熱収縮率が異なる銅線等の金属線を主材料とするタブ線3が、導電性接着剤4を介して接合される。導電性接着剤4としては、フィルム状の絶縁樹脂材料中に微細な導電性粒子を分散させた素材からなり、加圧及び加温することにより、接着機能とともに、導電性粒子を介して厚み方向には電気的接続機能を有し、厚み方向と垂直方向には絶縁機能を有するものである。
図2には太陽電池セル1をタブ線3により直列的に接続したストリングス10の構成を断面図で示し説明する。尚、後述する実施例における出力特性や温度サイクル試験の評価対象の単位は太陽電池セル1である。
この図2に示されるように、太陽電池セル1は、光電変換素子2を備えている。光電変換素子2としては、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型光電変換素子等を用いることができる。光電変換素子2の受光面には、表面電極として、バスバー電極5と該バスバー電極5と略直交する方向に形成された集電極であるフィンガー電極6とが設けられている。このフィンガー電極6は、例えば、Agペーストを塗布し、加熱することで形成される。バスバー電極5も同様の手法で形成される。一方、光電変換素子2の受光面とは反対の面には、裏面電極7がスクリーン印刷やスパッタ等によりアルミニウムや銀等からなる電極により形成されている。そして、フィンガー電極6が剥き出しのバスバー電極5が配設されない表面電極非設置領域も所定数だけ形成されている。
タブ線3の一端部3aにおいてタブ線3の一表面8bは、太陽電池セル1のバスバー電極5と導電性接着剤4aを介して接続される。また、タブ線3の他端部3bにおいてタブ3の他方の表面8aは、隣接して配置される太陽電池セル1の裏面電極7と導電性接着剤4bを介して接続される。尚、ここでは不図示であるが、詳細は後述するように、タブ線3は、バスバー電極5が形成されていない領域においても導電性接着剤を介してフィンガー電極に接続されてよい。
ここで、導電性接着剤4a,4bは、熱硬化性のバインダ樹脂層に導電性粒子が高密度に含有されてなる。導電性接着剤4a,4bに用いられる導電性粒子としては、例えば、ニッケル、金、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膜を施したもの等を採用できる。導電性接着剤のバインダ樹脂層の組成は、例えば、膜形成樹脂、液状エポキシ樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤を含有する。具体的には、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できる。液状エポキシ樹脂としては、ナフタレン方エポキシ樹脂、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等、市販のエポキシ樹脂が全て採用可能である。潜在硬化剤としては、加熱硬化型、UV硬化型等の各種硬化剤を採用することができる。そして、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、ウレイド系などを採用することができる。ただし、これらには限定されない。導電性接着剤4a,4bとしては、フィルム状のもの、ペースト状のもの、いずれも採用できる。
こうして、太陽電池モジュールは、図3の断面図に示されるように、所定のアルミニウムフレーム21に支持された、受光面となる透明強化ガラス22と、バックシート23との間に、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA;Ethylene-Vinyl Acetate)等の封止樹脂24を埋め込み、この封止樹脂24内に複数の太陽電池セル1が所定の規則にしたがって配列されて構成される。尚、後述する実施例における出力特性や温度サイクル試験の評価対象の単位は太陽電池セル1である。
ここで、図4のフローチャートを参照して、本発明の各実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法の各工程と特性評価の工程を説明する。ここでは、導電性接着剤として、フィルム状の導電性接着フィルムを用いる例を示す。
先ず、導電性接着フィルムを作製し(ステップS1)、太陽電池セル1の受光面及び裏面のタブ線3を接合する部分に、導電性接着フィルムを60℃、0.5〜2secで仮固定する(ステップS2)。続いて、導電性接着フィルムの貼着位置の確認を行い(ステップS3)、位置ズレが検出された場合は調整を行い(ステップS4)、再度導電性接着フィルムが仮貼りされる。位置ズレが検出されなかった場合には(ステップS3をOKに分岐)、複数の太陽電池セル1間にわたってタブ線3の仮固定が行われる(ステップS5)。その後、タブ線上より熱加圧されることにより導電性接着フィルムを介してタブ線3と太陽電池セル1の各電極とが本圧着される(ステップS6)。こうして、封止樹脂24、バックシート23、ガラス22により封止されることで(ステップS7)、太陽電池モジュールが製造される。その後、詳細は後述する方法により出力測定(1)(初期測定)を行い(ステップS8)、詳細は後述する温度サイクル試験を200サイクル実施し(ステップS9)、試験終了後の出力測定(2)を実施し(ステップS10)、全ての工程を終了する。尚、出力測定(1)、(2)は同じ条件、同じ装置で測定する。
そして、本発明の第1の実施形態は、特に、導電性接着剤を使用し、結晶系太陽電池セルとインターコネクタとしてのタブ線を接合する方法において、結晶系太陽電池セルの光を受け発電する少なくとも片面側の集電電極、即ちバスバー電極の本数より太陽電池セルを連結する為のインターコネクタとしてのタブ線の本数が多く設置され、インターコネクタは必ずしもバスバー電極上に接合されなくても良いことを特徴とする。
即ち、一の表面にバスバー電極5を一部に含む表面電極が設けられ、他の表面に裏面電極7が設けられた複数の太陽電池セル1のうちの一の太陽電池セルの前記表面電極と、他の太陽電池セルの前記裏面電極とを、タブ線3により電気的に接続する太陽電池モジュールの製造方法において、前記タブ線3と前記太陽電池セル1とを導電性接着剤4a,4bを介して接続するときに、
X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
X:前記タブ線の本数
Y:前記バスバー電極の本数
Z:前記バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
の関係を満たすようにすることを特徴とする。
以上説明したように、本発明の第1の実施形態によれば、インターコネクタとしてのタブ線は必ずしもバスバー電極上に接合されなくてもよいので、表面電極におけるAg使用量を削減し、全体としてコストを低減することができる。しかも、バスバー電極上にもタブ線が接合されるので、出力特性も良好なものとすることができる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る太陽電池セル、太陽電池モジュール、及びその製造方法の基本原理については第1の実施形態(図1乃至図4)と同じであるため、ここでは重複した説明は避け、異なる部分のみを説明する。
この第2の実施形態に係る太陽電池セルのストリングス、ないしは太陽電池モジュールでは、結晶系太陽電池セルの光を受け発電する少なくとも片面側の集電電極としてのバスバー電極を2本設けた太陽電池セルに3本以上のインターコネクタとしてのタブ線を設置することを特徴とする。
即ち、例えば、図5(a)に示されるように、太陽電池セル30の左端から所定長だけ離れたところと略中央とにフィンガー電極31と直交するように2本のバスバー電極32a,32bが配設される。或いは、図5(b)に示されるように、太陽電池セル30の左右端から所定長だけ離れたところにフィンガー電極31と直交するように2本のバスバー電極32c,32dが配設される。
そして、例えば、図6(a)に示されるように、先に図5(a)に示したように設けられたバスバー電極32a,32bと更にバスバーレス領域とに、インターコネクタとしてのタブ線33a〜33cが配設される。或いは、図6(b)に示されるように、先に図5(b)に示したように設けられたバスバー電極32c,32dとその略中間のバスバーレス領域とに、インターコネクタとしてのタブ線33d〜33fが配設される。
以上説明したように、本発明の第2の実施形態によれば、1箇所以上設けられたバスバーレス領域にもインターコネクタとしてのタブ線を接合するようにして、表面電極におけるAg使用量を削減し太陽電池セル及び太陽電池モジュールのコストを低減することができる。しかも、2箇所のバスバー付設領域にもタブ線を接続するので、出力特性も良好のまま維持できる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る太陽電池セル、太陽電池モジュール、及びその製造方法の基本原理については第1の実施形態(図1乃至図4)と同じであるため、ここでは重複した説明は避け、異なる部分のみを説明する。
この第3の実施形態に係る太陽電池セルのストリングス、ないしは太陽電池モジュールは、結晶系太陽電池セルの光を受け発電する少なくとも片面側の集電電極としてのバスバー電極が1本存在し、好ましくはそれが太陽電池セルの中心部に配置され、インターコネクタとしてのタブ線が3本以上接続されたことを特徴とする。
即ち、例えば、図7(a)に示されるように、太陽電池セル40の略中央にフィンガー電極41と直交するように1本のバスバー電極42aが配設される。或いは、図7(b)に示されるように、太陽電池セル40の左端から所定長だけ離れたところにフィンガー電極41と直交するように1本のバスバー電極42bが配設される。
そして、例えば、図8(a)に示されるように、先に図7(a)に示したように設けられたバスバー電極42aと更に左右端から所定長離れたところに設定された2箇所のバスバーレス領域とに、インターコネクタとしてのタブ線43a〜43cが配設される。或いは、図8(b)に示されるように、先に図7(b)に示したように設けられたバスバー電極42bと略中央、及び右端から所定長離れたとこころ、に設定されたバスバーレス領域とに、インターコネクタとしてのタブ線43d〜43fが配設される。
以上説明したように、本発明の第3の実施形態によれば、2箇所以上設けられたバスバーレス領域にもインターコネクタとしてのタブ線を接合するようにして、表面電極におけるAg使用量を削減し太陽電池セル及び太陽電池モジュールのコストを低減することができる。しかも、1箇所のバスバー付設領域にもタブ線を接続するので、出力特性も良好のまま維持できる。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る太陽電池セル、太陽電池モジュール、及びその製造方法の基本原理については第1の実施形態(図1乃至図4)と同じであるため、ここでは重複した説明は避け、異なる部分のみを説明する。
この第4の実施形態に係る太陽電池セルのストリングス、ないしは太陽電池モジュールは、結晶系太陽電池セルの光を受け発電する少なくとも片面側の集電電極としてのバスバー電極が3本存在する太陽電池セルに4本以上のインターコネクタとしてのタブ線を設置することを特徴とする。
即ち、例えば、図9(a)に示されるように、太陽電池セル50の左端から所定の間隔を隔ててフィンガー電極51と直交するように3本のバスバー電極52a〜52cが配設される。或いは、図9(b)に示されるように、太陽電池セル50の左右端から所定長だけ離れたところと、略中央とにフィンガー電極51と直交するように3本のバスバー電極52d〜52fが配設される。
そして、例えば、図10(a)に示されるように、先に図9(a)に示したように設けられているバスバー電極52a〜52cと更に左端から所定長離れたところに設定された1箇所のバスバーレス領域とに、インターコネクタとしてのタブ線53a〜53dが4本配設される。或いは、図10(b)に示されるように、先に図9(b)に示したように設けられているバスバー電極52d〜52fと、当該バスバー電極52dと52eとの略中央、52eと52fとの略中央にそれぞれ設けられたバスバーレス領域とに、インターコネクタとしてのタブ線53e〜53iが5本配設される。
以上説明したように、本発明の第4の実施形態によれば、1箇所以上設けられたバスバーレス領域にもインターコネクタとしてのタブ線を接合するようにして、表面電極におけるAg使用量を削減し太陽電池セル及び太陽電池モジュールのコストを低減することができる。しかも、3箇所のバスバー付設領域にもタブ線を接続するので、出力特性も良好のまま維持できる。
以下、本発明の実施例1〜28を説明する。
以下の実施例では、太陽電池セルが備える表裏のバスバー電極或いはバスバーレス領域の上に、未硬化の導電性接着フィルム(デクセリアルズ株式会社製 SPシリーズ)を仮貼りヘッドにより加熱温度70℃、圧力0.5MPaにて1秒加熱加圧することで仮貼りする。そして、バスバー電極に仮貼りされた導電性接着フィルム上に厚みが0.2mmの1.5mm幅のタブ線(丸正株式会社製)を加熱温度180℃、圧力2MPaにて15秒加熱加圧することで本圧着する。次に受光面側から、表面カバー、EVAからなる表面側封止材、太陽電池セル、EVAからなる裏面側封止材、バックシートの順に積層し、真空にして150℃で3分間ラミネートする。その後、150℃で30分間加熱することで完全に硬化させて、太陽電池モジュールを作製する。太陽電池セルとしては、6インチ単結晶のものを使用する。また、ここでは、バスバー電極の幅は1.5mmであり、フィンガー電極のみのAg使用量は0.152g、バスバー電極1本のAg使用量は0.045gであるものとする。
セル出力測定は、タブ線接合後の状態で、ソーラーシミュレータ(日清紡メカトロニクス製 形式PVS1116i)により行った。測定条件は、JIS C8913(結晶系太陽電池セル出力測定方法)に準拠した。各実施例の最大出力値(Pmax)を測定した。さらに、温度サイクル試験信頼性試験を、−45℃と125℃との間で各30分だけ繰り返すことを行った。そして、ここでは、信頼性試験の結果、出力低下率が10%以上の場合を問題ありと判定することとした。
そして、以下の関係が成立するように各実施例1〜28を設定した。
X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
X:タブ線の本数
Y:バスバー電極の本数
Z:バスバーレス接続のタブ線の本数(=表面電極非設置領域の数)
Xの範囲:2≦X≦8(最良値は5である)
Yの範囲:1≦Y≦7
(実施例1)
実施例1では、タブ線の本数を2本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は50%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.75(W)、出力低下率は1.2(%)であった。
(実施例2)
実施例2では、タブ線の本数を3本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は67%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、4.0(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.94(W)、出力低下率は1.5(%)であった。
(実施例3)
実施例3では、タブ線の本数を3本、バスバー電極の本数を2本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は33%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.241gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、4.0(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.96(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
(実施例4)
実施例4では、タブ線の本数を4本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は3本、その割合は75%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極3本分なので0.134gとなる。出力結果は、4.1(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が4.0(W)、出力低下率は2.0(%)であった。
(実施例5)
実施例5では、タブ線の本数を4本、バスバー電極の本数を2本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は50%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.241gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、4.1(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が4.03(W)、出力低下率は1.2(%)であった。
(実施例6)
実施例6では、タブ線の本数を4本、バスバー電極の本数を3本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は33%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.286gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、4.1(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が4.04(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
(実施例7)
実施例7では、タブ線の本数を5本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は4本、その割合は80%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極3本分なので0.179gとなる。出力結果は、4.0(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.83(W)、出力低下率は4.0(%)であった。
(実施例8)
実施例8では、タブ線の本数を5本、バスバー電極の本数を2本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は3本、その割合は60%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.241gとなり、Agの削減量はバスバー電極3本分なので0.134gとなる。出力結果は、4.0(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.91(W)、出力低下率は2.0(%)であった。
(実施例9)
実施例9では、タブ線の本数を5本、バスバー電極の本数を3本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は40%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.286gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、4.0(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.96(W)、出力低下率は1.2(%)であった。
(実施例10)
実施例10では、タブ線の本数を5本、バスバー電極の本数を4本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は20%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.331gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、4.0(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.95(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
(実施例11)
実施例11では、タブ線の本数を6本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は5本、その割合は83%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極5本分なので0.223gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.78(W)、出力低下率は4.0(%)であった。
(実施例12)
実施例12では、タブ線の本数を6本、バスバー電極の本数を2本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は4本、その割合は67%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.241gとなり、Agの削減量はバスバー電極4本分なので0.179gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.81(W)、出力低下率は3.0(%)であった。
(実施例13)
実施例13では、タブ線の本数を6本、バスバー電極の本数を3本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は3本、その割合は50%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.286gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.134gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.87(W)、出力低下率は1.5(%)であった。
(実施例14)
実施例14では、タブ線の本数を6本、バスバー電極の本数を4本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は33%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.331gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.89(W)、出力低下率は1.2(%)であった。
(実施例15)
実施例15では、タブ線の本数を6本、バスバー電極の本数を5本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は17%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.375gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.89(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
(実施例16)
実施例16では、タブ線の本数を7本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は6本、その割合は86%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極6本分なので0.268gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.69(W)、出力低下率は5.0(%)であった。
(実施例17)
実施例17では、タブ線の本数を7本、バスバー電極の本数を2本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は5本、その割合は71%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.241gとなり、Agの削減量はバスバー電極5本分なので0.223gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.73(W)、出力低下率は4.0(%)であった。
(実施例18)
実施例18では、タブ線の本数を7本、バスバー電極の本数を3本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は4本、その割合は57%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.286gとなり、Agの削減量はバスバー電極4本分なので0.179gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.78(W)、出力低下率は2.5(%)であった。
(実施例19)
実施例19では、タブ線の本数を7本、バスバー電極の本数を4本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は3本、その割合は75%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.331gとなり、Agの削減量はバスバー電極3本分なので0.134gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.80(W)、出力低下率は2.0(%)であった。
(実施例20)
実施例20では、タブ線の本数を7本、バスバー電極の本数を5本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は29%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.375gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.83(W)、出力低下率は1.2(%)であった。
(実施例21)
実施例21では、タブ線の本数を7本、バスバー電極の本数を6本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は14%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.420gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、3.9(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.84(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
(実施例22)
実施例22では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を1本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は7本、その割合は86%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.197gとなり、Agの削減量はバスバー電極7本分なので0.313gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.64(W)、出力低下率は5.0(%)であった。
(実施例23)
実施例23では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を2本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は6本、その割合は75%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.241gとなり、Agの削減量はバスバー電極6本分なので0.268gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.65(W)、出力低下率は4.8(%)であった。
(実施例24)
実施例24では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を3本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は5本、その割合は63%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.286gとなり、Agの削減量はバスバー電極5本分なので0.223gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.72(W)、出力低下率は3.0(%)であった。
(実施例25)
実施例25では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を4本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は4本、その割合は50%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.331gとなり、Agの削減量はバスバー電極4本分なので0.179gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.76(W)、出力低下率は2.0(%)であった。
(実施例26)
実施例26では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を5本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は3本、その割合は38%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.375gとなり、Agの削減量はバスバー電極3本分なので0.134gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.79(W)、出力低下率は1.2(%)であった。
(実施例27)
実施例27では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を6本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は25%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.420gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.79(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
(実施例28)
実施例28では、タブ線の本数を8本、バスバー電極の本数を7本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は1本、その割合は13%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.465gとなり、Agの削減量はバスバー電極1本分なので0.045gとなる。出力結果は、3.8(W)となり、良好な結果であった。信頼性試験の結果は出力結果が3.79(W)、出力低下率は1.0(%)であった。
以上の結果を表にまとめると以下のようになる。
次に比較例について説明する。
(比較例1) :バスバー電極が不存在
比較例1では、タブ線の本数を2本、バスバー電極の本数を0本としたので、バスバーレス接続のタブ線の本数は2本、その割合は100%となる。この場合、表面電極におけるAg使用量は0.152gとなり、Agの削減量はバスバー電極2本分なので0.089gとなる。出力結果は、3.9(W)となっていた。信頼性試験の結果は出力結果が3.5(W)、出力低下率は10(%)であった。
以上の比較例1の結果をまとめると以下の表のようになる。
(考察)
(実施例1) :タブ線の本数が2本のグループ
実施例1は、タブ線の本数が2本であるが、比較例1もタブ線の本数が2本となっている点では同じである。ただし、実施例1では、バスバーレス接続のタブ線を1本として、Ag使用量を削減しているが、完全なバスバーレス構造の比較例1と出力結果を比較しても、良好な結果となっている。即ち、実施例1は、バスバー電極の本数を1本削減してAg使用量を削減しつつ、出力特性は良好な結果を維持し、しかも、比較例1よりPmaxの低下率が小さく信頼性の向上が確認できる。
(実施例2〜3) :タブ線の本数が3本のグループ
実施例2,3は、タブ線の本数が3本である。実施例2,3では、バスバーレス接続のタブ線を1本、2本として、Ag使用量を削減しつつ良好な出力結果を維持している。また、実施例2と実施例3とを比較しても、実施例2では、バスバーを2本削減して、Agの削減量を0.089とし、実施例3の約2倍のAg削減量としているが、その出力結果は、実施例2,3ともに同じ値となっており、良好な状態が維持されている。このように、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持している。
(実施例4〜6) :タブ線の本数が4本のグループ
実施例4〜6は、いずれもタブ線の本数が4本であるが、バスバー電極の本数がそれぞれ1本、2本、3本と異なっている。即ち、バスバーレス接続のタブ線の本数は3本、2本、1本となっている。実施例4〜6の中では、実施例4が最もAg削減量が多く0.134となっており、次いで実施例5が0.089、実施例6が0.045と削減量が少なくなっているが、実施例4ではAg使用量を実施例5,6に比べて大幅に削減しているにも関わらず、実施例5,6と同じく良好な出力結果を得ている。このように、実施例4〜6では、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持している。出力結果4.1という値は、比較例1と比べても信頼性が高い良好な値である。
(実施例7〜10) :タブ線の本数が5本のグループ
実施例7〜10は、いずれもタブ線の本数が5本であるが、バスバー電極の本数がそれぞれ1本、2本、3本、4本と異なっている。即ち、バスバーレス接続のタブ線の本数はそれぞれ4本、3本、2本、1本となっている。実施例7〜10の中では、実施例7が最もAg削減量が多く0.179となっており、次いで実施例8が0.134、実施例9が0.089、実施例10が0.045と順に削減量が少なくなっているが、実施例7ではAg使用量を実施例8〜10に比べて大幅に削減しているにも関わらず、実施例8〜10と同じく良好な出力結果を得ている。即ち、実施例8〜10では、Ag削減量は異なるものの、出力結果は同じ値4.0(W)になっている。このように、実施例7〜10では、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持している。出力結果4.0という値は、比較例1と比べても信頼性が高い良好な値である。
(実施例11〜15) :タブ線の本数が6本のグループ
実施例11〜15は、いずれもタブ線の本数が6本であるが、バスバー電極の本数がそれぞれ1本、2本、3本、4本、5本と異なっている。即ち、バスバーレス接続のタブ線の本数はそれぞれ5本、4本、3本、2本、1本となっている。実施例11〜15の中では、実施例11が最もAg削減量が多く0.223となっており、次いで実施例12が0.179、実施例13が0.134、実施例14が0.089、実施例15が0.045と順に削減量が少なくなっているが、実施例11ではAg使用量を実施例12〜15に比べて大幅に削減しているにも関わらず、実施例12〜15と同じく良好な出力結果を得ている。即ち、実施例11〜15では、Ag削減量は異なるものの、出力結果は同じ値3.9(W)になっている。このように、実施例11〜15では、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持している。出力結果3.9という値は、比較例1と同レベルであり、信頼性が高い良好な値である。
(実施例16〜21) :タブ線の本数が7本のグループ
実施例16〜21は、いずれもタブ線の本数が7本であるが、バスバー電極の本数がそれぞれ1本、2本、3本、4本、5本、6本と異なっている。即ち、バスバーレス接続のタブ線の本数はそれぞれ6本、5本、4本、3本、2本、1本となっている。実施例16〜21の中では、実施例16が最もAg削減量が多く0.268となっており、次いで実施例17が0.223、実施例18が0.179、実施例19が0.134、実施例20が0.089、実施例21が0.045と順に削減量が少なくなっているが、実施例16ではAg使用量を実施例17〜21に比べて大幅に削減しているにも関わらず、実施例17〜21と同じく良好な出力結果を得ている。即ち、実施例16〜21では、Ag削減量は異なるものの、出力結果は同じ値3.9(W)になっている。このように、実施例16〜21では、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持している。出力結果3.9という値は、比較例1と同レベルであり、比べても信頼性が高い良好な値である。
(実施例22〜28) :タブ線の本数が8本のグループ
実施例22〜28は、いずれもタブ線の本数が8本であるが、バスバー電極の本数がそれぞれ1本、2本、3本、4本、5本、6本、7本と異なっている。即ち、実施例22〜28では、バスバーレス接続のタブ線の本数はそれぞれ7本、6本、5本、4本、3本、2本、1本となっている。実施例22〜28の中では、実施例22が最もAg削減量が多く0.313となっており、次いで実施例23が0.268、実施例24が0.223、実施例25が0.179、実施例26が0.134、実施例27が0.089、実施例28が0.045と順に削減量が少なくなっているが、実施例22ではAg使用量を実施例23〜28に比べて大幅に削減しているにも関わらず、実施例23〜28と同じく良好な出力結果を得ている。即ち、実施例22〜28では、Ag削減量は異なるものの、出力結果は同じ値3.8(W)になっている。このように、実施例22〜28では、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図りつつ、出力特性の高信頼性を維持している。出力結果3.8という値は、比較例1と比べても信頼性が高い良好な値であることが分かる。
このように、実施例1〜28は、バスバー電極を一部残しつつも、一部タブ線をバスバーレス接続としているが、完全なバスバーレス接続の比較例と比べて、良好な出力結果を得ている。しかも、各グループ内で比較すると、タブ線の本数が同じ条件下で、バスバー電極の本数を変更しても、換言すればバスバーレス接続のタブ線の本数を変更しても、同じ出力結果を得ている。これは、一部バスバー電極を残しつつ、他の一部をバスバーレス接続としても、出力特性の信頼性に影響がないことを本発明者が初めて実証したことを意味する。このように、本発明では、表面電極におけるAg使用量を削減することでコストダウンを図ることと、出力特性の高信頼性を維持することの両立を図ることに成功している。出力結果の高信頼性については前述した温度サイクル試験信頼性試験の結果からも明らかである。
尚、Ag使用量の削減と、出力特性の高信頼性維持の双方をバランスよく実現しているのは、上記した実施例1〜28のうち、X=3〜5、Y=1〜2、Z=50以上となっている実施例2,4,5,7,8、特に実施例4,8であると言える。また、Ag削減量については、コスト削減の観点からは0.1以上が好適であるといえる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
1 太陽電池セル
2 光電変換素子
3 タブ線
4a、4b 導電性接着剤
5 バスバー電極
6 フィンガー電極
7 裏面電極
21 アルミニウムフレーム
22 透明強化ガラス
23 耐候性フィルム
24 封止樹脂
30 太陽電池セル
31 フィンガー電極
32a〜32d バスバー電極
33a〜33f タブ線
40 太陽電池セル
41 フィンガー電極
42a,42b バスバー電極
43a〜43f タブ線
50 太陽電池セル
51 フィンガー電極
52a〜52f バスバー電極
53a〜53i タブ線

Claims (9)

  1. タブ線と導電性接着剤を介して接続される太陽電池セルにおいて、
    表面電極の一部にバスバー電極を有し、
    X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
    X:前記タブ線の本数
    Y:前記バスバー電極の本数
    Z:前記バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
    の関係を満たすよう当該バスバー電極が配設される
    太陽電池セル。
  2. 前記Xが2〜8である、
    請求項1に記載の太陽電池セル。
  3. 前記Yが1〜7である、
    請求項1または2に記載の太陽電池セル。
  4. タブ線と太陽電池セルとが導電性接着剤を介して接続された結晶系太陽電池モジュールにおいて、
    X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
    X:前記タブ線の本数
    Y:バスバー電極の本数
    Z:バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
    の関係を満たす
    太陽電池モジュール。
  5. 前記Xが2〜8である、
    請求項4に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記Yが1〜7である、
    請求項4または5に記載の太陽電池モジュール。
  7. 一の表面にバスバー電極を一部に含む表面電極が設けられ、他の表面に裏面電極が設けられた複数の太陽電池セルのうちの一の太陽電池セルの前記表面電極と、他の太陽電池セルの前記裏面電極とを、タブ線により電気的に接続する太陽電池モジュールの製造方法において、
    前記タブ線と前記太陽電池セルとを導電性接着剤を介して接続するときに、
    X=Y+Z(X≧2、Y<X、Z≧1、Y>0)
    X:前記タブ線の本数
    Y:前記バスバー電極の本数
    Z:前記バスバー電極を介さないで接続するタブ線の本数
    の関係を満たすようにする
    太陽電池モジュールの製造方法。
  8. 前記Xが2〜8である、
    請求項7に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  9. 前記Yが1〜7である、
    請求項7または8に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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