JP2016026406A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表裏の細線電極の本数が異なる太陽電池に、上下から樹脂接着フィルムを押し付けて圧着して確実に貼り付けることができる方法を提供する。
【解決手段】基板の表裏に電極１１，１２が設けられ、表面側に設けられる電極の総面積が裏面側に設けられる電極の総面積より小さい太陽電池1の表裏の電極上に、樹脂接着フィルム５を配置し、下側の樹脂接着フィルムの下にクッションシート６３、下側押圧部材６１をこの順序で配し、上側の樹脂接着フィルムの上にクッションシートより厚みが厚いクッションシート６４、上側押圧部材６２をこの順序で配した後、下側押圧部材及び上側押圧部材を互いに向き合う方向に加圧し樹脂接着フィルムを太陽電池の表裏の電極上に圧着させ、両押圧部材の加圧を解除して離間させ、クッションシートを樹脂接着フィルムより離間させ、樹脂接着フィルムを太陽電池の表裏の電極にそれぞれ粘着させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、太陽電池に樹脂接着フィルムを用いて配線材を接続した太陽電池ストリングを備える太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
一般に、太陽電池１枚当たりの出力は数Ｗ程度である。このため、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池を接続することにより出力を高めた太陽電池モジュールが用いられる。太陽電池モジュールは、配線材によって電気的に接続された複数の太陽電池を含む太陽電池ストリングを備えている。
配線材を太陽電池に接続する方法として、樹脂接着フィルムを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術には、表裏の電極の位置がずれている場合に生じるクラックの発生を防止する技術が記載されている。
特開２００８−２３５３５４号公報
然しながら、上記従来技術を用いて太陽電池ストリングを作製する場合、製造歩留りが低下する場合があった。
この発明は、上記した従来の事情に鑑みなされたものにして、歩留りの良い太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
この発明は、太陽電池の表面電極及び裏面電極に樹脂接着剤を用いて配線材を電気的に接続させる工程を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、前記太陽電池の表面電極上に樹脂接着剤、第１の配線材、第１のクッションシート、上側押圧部材をこの順序に配し、前記太陽電池の裏面電極上に樹脂接着剤、第２の配線材、第２のクッションシート、下側押圧部材をこの順序に配する工程と、前記上側押圧部材及び下側押圧部材を互いに向き合う方向に加圧し、前記樹脂接着剤の硬化温度以上の温度で加熱して前記樹脂接着剤を熱硬化させて前記表面電極及び前記裏面電極と前記配線材とを固定する工程と、前記押圧部材の加圧を解除し、少なくとも前記第２のクッションシートを前記太陽電池に粘着させながら前記上側押圧部材を上方に移動させ、前記第1のクッションシートを前記太陽電池から剥がす工程と、を備える。
この発明によれば、太陽電池の表裏の電極に樹脂接着フィルムを接着性良く貼り付けることができる。
太陽電池モジュールの概略を示す断面図である。 第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムの貼付工程を示す側面図である。 第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムの貼付工程を示す要部を拡大した模式的断面図である。 第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムを示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムを貼り着けた太陽電池を示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムを貼り着けた太陽電池を示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムを貼り着けた太陽電池を示す模式的平面図である。 第１の実施形態に係る太陽電池の電極と配線材とを導電性の樹脂接着フィルムを用いて接続するこの発明の太陽電池モジュールの製造方法を工程別に示す模式図である。 第１の実施形態に係る太陽電池の電極と配線材とを導電性の樹脂接着フィルムを用いて接続した太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。 従来の方法により導電性の樹脂接着フィルムを貼り付けた太陽電池を示す模式的断面図である。 樹脂接着フィルムを貼り付けた状態の太陽電池の平面図である。 樹脂接着フィルムを貼り付けた状態の太陽電池の模式的断面図である。 配線材を接続された太陽電池を示す平面図である。 第２の実施形態に係り、仮圧着工程を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係り、本圧着工程を示す模式的斜視図である。 第２の実施形態に係り、本圧着工程を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係り、本圧着工程を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係り、本圧着工程を示す模式的断面図である。 従来の仮圧着工程を示す模式図である。 従来の本圧着工程を示す模式図である。 従来の問題点を示す模式的断面図である。
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
図１は、第１の実施形態の太陽電池モジュールの概略を示す断面図、図２は、第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムの貼着工程を示す側面図、図３は、第１の実施形態に係る導電性の樹脂接着フィルムの貼付工程について、要部を拡大した模式的断面図である。図４は、第１の実施形態に用いられる導電性の樹脂接着フィルムを示す模式的断面図である。
第１の実施形態においては、樹脂接着フィルムとして、例えば、異方性を有する導電性の樹脂接着フィルムが用いられる。導電性の樹脂接着フィルム５としては、図４の模式的断面図に示すように、樹脂接着成分５ｃとその中に分散した導電性粒子５ｂとを少なくとも含んで構成されている。この内部に導電性粒子５ｂが分散された樹脂接着成分５ｃがＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）などからなる基材フィルム５ｄ上に設けられている。樹脂接着成分５ｃは熱硬化性樹脂を含有する組成物からなり、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂を用いることができる。これらの熱硬化性樹脂は、１種を単独で用いるか２種以上を組み合わせて用いられ、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂が好ましい。
導電性粒子５ｂとしては、例えば、金粒子、銀粒子、銅粒子及びニッケル粒子などの金属粒子、或いは、金メッキ粒子、銅メッキ粒子及びニッケルメッキ粒子などの導電性又は絶縁性の核粒子の表面を金属層などの導電層で被覆してなる導電性粒子が用いられる。
この実施形態においては、基材フィルム５ｄとしてＰＥＴが用いられる。基材フィルム５ｄ上に樹脂接着成分５ｃと導電性粒子５ｂとからなる樹脂接着層５ａが設けられ、この樹脂接着層５ａの厚みは約０．０２ｍｍである。
まず、第１の実施形態により製造された太陽電池モジュール１００につき図１を参照して説明する。
太陽電池モジュール１００は、複数の板状の太陽電池１を備えている。この太陽電池１は、例えば、厚みが０．１５ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどで構成される結晶系半導体基板からなり、１辺が１０４ｍｍの略正方形状或いは１辺が１２５ｍｍの略正方形状を有するが、これに限るものではなく、他の太陽電池を用いても良い。
この太陽電池１内には、例えば、ｎ型領域とｐ型領域が形成され、ｎ型領域とｐ型領域との界面部分でキャリア分離用の電界を形成するための接合部が形成されている。このｎ型領域とｐ型領域は、単結晶シリコンや多結晶シリコン、ＧａＡｓやＩｎＰ等の化合物半導体等の太陽電池に用いられる半導体基板を単独、或いは組み合わせて形成することができる。一例として、互いに逆導電型を有する単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に真性な非晶質シリコン層を介挿した太陽電池が用いられる。この構成を採用することにより、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層の界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善することができる。
この太陽電池１は、図６の模式的断面図、図７の平面図に示すように、表裏の所定領域に、電極１１、１２が形成されている。この電極１１、１２は、太陽電池１内の光電変換部で生成されたキャリアを収集するための電極である。電極１１、１２は、例えば、互いに並行に形成された複数の細線電極１１ａ、１２ａを含む。表面側に設けられる細線電極１１ａは、例えば、幅約１００μｍ、厚み約６０μｍであり、基板の表面上に約２ｍｍの間隔で５０本程度形成される。又、裏面側に設けられる細線電極１２ａは、電極幅１００μｍ、厚み１０μｍであり、基板の裏面上に約０．５ｍｍの間隔で２４０本程度設けられている。このような細線電極１１ａ、１２ａは、例えば、銀ペーストをスクリーン印刷して、百数十度の温度で硬化させて形成される。尚、電極１１、１２は、細線電極と同じ厚み、同じ幅の折れ線状のバスバー電極を備えていても良い。
上記のように、太陽電池１の受光面に入射する光の量を増大させるために、表面側の電極１１の細線電極１１ａの本数を裏面側の電極１２の細線電極１２ａの本数より少なくしている。また、表面側の細線電極１１ａの厚みを裏面側の細線電極１２ａの厚みより大きくすることで表面側の電極１１の抵抗を小さくし、太陽電池特性を向上させている。
電極１１、１２に配線材１２０を電気的に接続する。この配線材１２０を電極１１、１２に接続するために導電性の樹脂接着フィルム５を用いる。配線材１２０を接着する位置に導電性の樹脂接着フィルム５を圧着する。この圧着する導電性の樹脂接着フィルム５は、接続する配線材１２０の幅と同一若しくは少し幅の細いものが用いられる。例えば、配線材１２０の幅は、０．５ｍｍ〜３ｍｍであれば、導電性の樹脂接着フィルム５の幅も配線材１２０の幅に対応して０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲で配線材１２０の幅以下にする。この実施形態においては、図７に示すように、配線材１２０が接着される位置に３本の接着樹脂フィルム層５ａが太陽電池１の表裏に貼り付けられている。この配線材１２０の太陽電池１への貼り付けは、太陽電池１の表裏にそれぞれ樹脂接着フィルム５を配し、押圧部材を互いに向き合う方向に加圧して行う。上記したように、太陽電池１の表面側の細線電極１１ａの本数が裏面側の細線電極１２ａの本数より少ない。このため、押圧部材を互いに向き合う方向に加圧するときに、樹脂接着フィルム５にかかる圧力が表面と裏面側と相違することになる。そこで、この発明者は、樹脂接着フィルム５を太陽電池１に表裏に貼り付ける方法につき鋭意検討し、良好な貼り付け状態を得られる方法を見出した。この貼り付け方法については後述する。
導電性の接着フィルム５上に配線材１２０を押圧し、押圧しながら加熱処理を施して導電性の樹脂接着フィルム５の接着層を熱硬化して配線材１２０を電極１１、１２に接続する。
なお、上記の説明では、裏面側の電極１２は細線電極１２ａで構成した例で説明しているが、裏面側からの光入射を行わない構造の太陽電池モジュールの場合には、裏面全面に金属電極を設けた構造のものが用いられる。
図１及び図９の平面図に示すように、複数の太陽電池１の各々は、互いに隣接する他の太陽電池と扁平形状の銅箔などで構成された配線材１２０によって電気的に接続されている。即ち、配線材１２０の一方端側が所定の太陽電池１の上面側の電極１１に接続されるとともに、他方端側がその所定の太陽電池１に隣接する別の太陽電池１の下面側の電極１２に接続される。これら太陽電池１は、配線材１２０で直列に接続され、太陽電池モジュール１００から取り出し線を介して所定の出力、例えば、２００Ｗの出力が外部に取出されるように構成されている。
図１に示すように、複数の太陽電池１が互いに銅箔等の導電材よりなる配線材１２０により電気的に接続されて太陽電池ストリング１００ａが構成される。そして、太陽電池ストリング１００ａが、ガラス、透光性プラスチックのような透光性を有する表面部材４１と、耐侯性フィルム又はガラス、プラスチックのような部材からなる裏面部材４２との間に、耐候性、耐湿性に優れたＥＶＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）等の封止材４３により封止されている。
上記太陽電池モジュール１００は、必要に応じて外周にシール材を用いてアルミニウムなどからなる外枠（図示せず）に嵌め込まれる。この外枠は、アルミニウム、ステンレス又は鋼板ロールフォーミング材等で形成されている。必要に応じて端子ボックス（図示せず）が、例えば裏面部材４２の表面に設けられる。
上述した太陽電池１に樹脂接着層５ａを用いて配線材１２０を電気的に接続するために、まず、図２及び図３に示すように、太陽電池１の表裏の電極１１、１２上にそれぞれ接着フィルム５を配し、下側押圧部材６１、上側押圧部材６２を互いに向き合う方向に加圧する。平均して圧力が加わるように、下側押圧部材６１と接着フィルム５との間には第１のクッションシート６３、上側押圧部材６２と接着フィルム５との間には、第２のクッションシート６４がそれぞれ配置されている。第１、第２のクッションシート６３、６４を介して接着フィルム５が電極１１、１２に押し付けられる。
太陽電池１の表裏の電極１１、１２上にそれぞれ導電性の接着フィルム５を加圧して貼り付け、基材フィルム５ｄが剥離され、樹脂接着層５ａが貼り付けられる。この導電性の樹脂接着層５ａの樹脂接着成分としては、エポキシ樹脂を主成分として、１８０℃の加熱で急速に架橋が促進され、１５秒程度で硬化が完了するような架橋促進剤が配合されている樹脂接着剤を用いている。この導電性の樹脂接着フィルム層５としての厚みは、０．０１〜０．０５ｍｍであり、幅は入射光の遮蔽を考慮して、配線材１２０と同等若しくは配線材幅より狭い方が好ましい。この実施形態では、幅１．５ｍｍ、厚み０．０２ｍｍの帯状フィルムシートに形成された導電性の樹脂接着フィルム５を用いている。
上記したように、太陽電池１の表面側の細線電極１１ａの本数が裏面側の細線電極１２ａの本数より少ない。このため、押圧部材を互いに向き合う方向に加圧するときに、図１０に示すように、太陽電池１の表面側に設けられた電極１１と樹脂接着層５ａとが接触する表面積の総和と、裏面側に設けられた電極１２と樹脂接着層５ａとが接触する表面積の総和とが相違することになる。
接触する表面積の総和が相違すると、接触する表面積が少ない方の樹脂接着フィルムに圧力が不均一にかかることになる。電極１２部分に集中的に圧力がかかると、ｘ部分に示すように、電極１１の部分で樹脂接着層５ａが切断され、貼り付け不良が生じるという難点がある。
また、平均して圧力が加わるように、下側押圧部材６１と接着フィルム５との間には第１のクッションシート６３、上側押圧部材６２と接着フィルム５との間には、第２のクッションシート６４をそれぞれ配置しているが、表面側の細線電極１１ａの本数と裏面側の細線電極１２ａの本数との違いにより、クッションシート６３、６４と電極とが接触する総面積が相違することになる。
表面側の電極１１の本数が少ないので、クッションシート６４と電極１１と接触する面積が裏面側の電極１２とクッションシート６３と接触する面積より少なくなる。押圧部材６１、６２を互いに向き合う方向に加圧するので、一つ一つの細線電極にかかる圧力は、クッションシート６３、６４が同じ材質、同じ厚みであると表面側の細線電極１１ａが高くなる。この圧力の違いにより、表面側の接着フィルム５が細線電極１１ａに部分的に圧着され、樹脂接着層５ａが薄くなる箇所が発生することがある。このように、樹脂接着層５ａに薄い部分が発生すると、基材フィルム５ｄを剥離する際に樹脂接着層５ａが切れ、基材フィルム５ｄから剥離せずに基材フィルム５ｄと共に細線電極１１ａが剥がれて、図１０のｘ部分で示すように、樹脂接着層５ａの貼り付け不良が生じる場合がある。
そこでこの発明者は、クッションシート６３、６４の厚みを検討し、圧力が均一化して細線電極１１ａに付与されるようにして、貼り付け不良が解消することを見出したものである。
第１、第２のクッションシート６３、６４としてシリコンラバーシートを用い、そのシリコンラバーシートの厚みをそれぞれ変化させて太陽電池１の表裏の電極１１、１２への樹脂接着層５ａの貼り付き状態を確認した。
用いた太陽電池１は、厚みが０．１５ｍｍの単結晶シリコンで構成される結晶系半導体基板からなり、１辺が１２５ｍｍの略正方形を有する。この太陽電池１の表裏の所定領域には電極１１、１２が形成されている。電極１１、１２は、例えば、互いに並行に形成された複数の細線電極１１ａ、１２ａを含む。表面側に設けられる細線電極１１ａは、例えば、幅約１００μｍ、ピッチ約２ｍｍ、厚み約６０μｍであり、基板の表面上に５０本形成される。又、裏面側に設けられる細線電極１２ａは、電極幅１００μｍ、ピッチ０．５ｍｍ、厚み１０μｍであり、基板の裏面上に２４０本設けられている。
上記した太陽電池１の表裏の電極１１、１２上に、それぞれ樹脂接着フィルム５を配置し、下側の樹脂接着フィルム５の下にシリコンラバーシートからなる第１のクッションシート６３、下側押圧部材６１をこの順序で配し、上側の樹脂接着フィルム５の上にシリコンラバーシートからなる第２のクッションシート６４、上側押圧部材６２をこの順序で配する。下側押圧部材６１及び上側押圧部材６２を互いに向き合う方向に加圧し樹脂接着フィルム５を太陽電池１の表裏の電極１１、１２上に圧着させた。尚、下側押圧部材６１と上側押圧部材６２とは、圧力０．５０ＭＰａで挟み込んだ。
シリコンラバーシートとしては、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、４５０μｍの４種類のものを用意し、第１のクッションシート６３を２００μｍのシリコンラバーシートを用い、第２のクッションシート６４を変えて、下側押圧部材６１と上側押圧部材６２とで挟み込んで加圧した。その結果を表１に示す。
Figure 2016026406
上下の第１のクッションシート６３、第２のクッションシート６４を同じ厚みのシリコンラバーシートを用いた場合には、上側の電極１１の細線電極１１ａにかかる圧力が大きくなり、樹脂接着層５ａの貼り付け不良が生じた。これに対して、上側の第２のクッションシート６４の厚みを３００μｍ、４００μｍ、４５０μｍと下側の第１のクッションシート６３の厚み２００μｍより厚くすると、第２のクッションシート６２の方が第１のクッションシート６３より多く撓み、太陽電池１の表面の形状に追従し、細線電極１１ａにかかる圧力が均一化し、圧力の集中を防止することができた。この結果、太陽電池１の表裏の電極１１、１２に樹脂接着層５ａを確実に貼り付けることを確認することができた。
上記のことから、上側の第２のクッションシート６４の厚みを下側の第１のクッションシート６３の厚みより厚くすることで、太陽電池１の表面の形状に追従し、細線電極１１ａにかかる圧力が均一化し太陽電池１の表裏の電極１１、１２に樹脂接着層５ａを確実に貼り付けることができる。そして、上側の第２のクッションシート６４の厚みは、下側の第１のクッションシート６３の厚みより、１．２倍以上が好ましく、より好ましくは１．５倍以上である。また、あまり厚くなると、クッションシートの材料比が高くなるので、１．５倍以上２．５倍以下が好ましい。
また、上記した実施形態では、シリコンラバーシートを用いたが、他の弾力性を有するシートを用いても同様の効果が得られる。
また、電極１１、１２は、銀ペーストを用いて形成したが、これに限らず、メッキなどにより電極１１、１２を形成したものにおいても同様の効果が得られる。
続いて、導電性の樹脂接着フィルム５を貼り着けた太陽電池１に配線材１２０を接着する方法に付き説明する。
太陽電池１の表裏に貼り付けた導電性の樹脂接着層５ａ、５ａ上にそれぞれ配線材１２０を置く。そして、図８に示すように、配線材１２０を圧着して電極１１、１２上に仮固定する。この配線材１２０を仮固定する工程は、ヒータブロック８０、８０を例えば、約０．５ＭＰａの圧力で押圧し、配線材１２０、１２０を太陽電池１側にそれぞれ押し付ける。そして、ヒータブロック８０、８０の温度を樹脂接着成分が熱硬化しない温度での低温加熱、例えば、約９０℃程度の温度に加熱して配線材１２０を仮固定させ、配線材１２０を仮固定した太陽電池１を配列してストリングを形成する。仮固定された太陽電池１は、順次コンベア８２により送られる。
続いて、配線材が仮固定されたストリングに対し、配線材１２０を太陽電池１側に再度押圧して加熱することにより、樹脂接着成分を硬化させ、配線材１２０を本圧着する。
このようにして、配線材１２０により複数の太陽電池１を接続したものを、ガラスからなる表面部材４１と耐侯性フィルム又はガラス、透光性プラスチックのような部材からなる裏面部材４２との間に、ＥＶＡ等の透光性を有する封止材シート４３ａ、４３ｂで挟んで重ね合わせる。そして、ラミネート装置により、太陽電池１を表面部材４１と裏面部材４２との間に封止材シートにより封止する。その後、炉に入れて、１５０℃程度の温度で１０分ほど加熱し、架橋反応を進ませ封止材４３（封止材シート）と表面部材４１及び裏面部材４２との接着性を上げて、図１に示す太陽電池モジュールが製造される。
尚、上記した実施形態においては、太陽電池１上に３本の配線部材１２０を用いて接続する例について説明したが、配線部材１２０は３本に限らず、表裏に配線材１２０を配設する場合には、本数に関係なくこの発明を適用することができる。
樹脂接着剤として、導電性の樹脂接着フィルムを用いて太陽電池の電極と配線材とを接続する方法の一例につき、図１９及び図２０を参照して説明する。
まず、太陽電池１の電極１１、１２にそれぞれ導電性樹脂接着フィルム５を加圧して貼り付け、基材フィルムを剥離し、樹脂接着層５ａ、５ａを貼り付ける。その後、図１９に示すように、樹脂接着層５ａ、５ａを貼り付けた太陽電池１の上下にそれぞれ配線材１２０、１２０を置き、ヒータブロック４０、４０で押圧し、配線材１２０を太陽電池１側に押し付ける。そして、ヒータブロック４０、４０の温度を樹脂接着層５ａの樹脂接着性成分が熱硬化しない温度で加熱して配線材１２０、１２０を太陽電池１に仮圧着させ、太陽電池１、１を配列する。
続いて、配線材１２０を本圧着するための工程に入る。すなわち、図２０に示すように、配線材１２０が仮圧着された太陽電池１、１をヒータブロック４０、４０により高温、高圧力で押圧する。なお、ヒータブロック４０と仮接着状態の太陽電池１、１との間には離型作用のあるシート７０、７１が配置されている。樹脂接着成分が熱硬化する温度以上の高温状態にしてヒータブロック４０、４０を用いて、配線材１２０を太陽電池１側に押し付け、樹脂接着成分を熱硬化させて、太陽電池１の電極１１、１２と配線材１２０とを樹脂接着層５により接続して、太陽電池ストリングが形成される。また、シート７０、７１としてＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）製のシートを用いることができる。
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る太陽電池及び太陽電池モジュールは、第１の実施形態に係る太陽電池１及び太陽電池モジュール１００と同様である。
第２の実施形態において、上述した複数の太陽電池１を、樹脂接着剤としての導電性樹脂接着層５ａを用いて扁平形状の銅箔などの導電材料で構成された配線材１２０によって電気的に接続する。このために、まず、図１１、図１２に示すように、太陽電池１の表裏の電極１１、１２上の配線材１２０が接続される位置にそれぞれ導電性樹脂接着層５ａを貼り付ける。具体的に、複数の細線電極１１ａ、１２ａの全てを覆うように、導電性樹脂接着層５ａを貼り付ける。この導電性樹脂接着層５ａとしては、異方性導電接着フィルムを用いている。この導電性樹脂接着層５ａの厚みは、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍであり、幅は入射光の遮蔽を考慮して、配線材１２０と同等若しくは配線材１２０の幅より狭い方が好ましい。この実施形態では、幅１．５ｍｍ、厚み約０．０２ｍｍの帯状フィルムシートに形成された異方性導電接着フィルムを用いている。
図１３に示すように、複数の太陽電池１の各々を互いに隣接する他の太陽電池１と配線材１２０によって電気的に接続する。即ち、配線材１２０の一方端側が所定の太陽電池１の上面側の電極１１に接続されるとともに、他方端側がその所定の太陽電池１に隣接する別の太陽電池の下面側の電極１２に接続されるように、太陽電池１の表裏に貼り付けた導電性樹脂接着層５ａ、５ａ上に配線材１２０を置く。そして、図１４に示すように、配線材１２０を導電性樹脂層５ａ、５ａに圧着させて電極１１、１２上に仮固定する。この配線材１２０を仮固定する工程は、ヒータブロック８０、８０を例えば、約０．５ＭＰａの圧力で押圧し、配線材１２０、１２０を太陽電池１側にそれぞれ押し付ける。そして、ヒータブロック８０、８０の温度を樹脂接着成分が熱硬化しない温度での低温加熱、例えば、約９０℃程度の温度に加熱して配線材１２０を仮固定させ、配線材１２０を仮固定した太陽電池１、１を配列してストリングを形成する。仮固定された太陽電池１、１は、順次コンベア８２により送られる。
また、圧着と加熱は、ヒータを内蔵する金属ブロックを押し当て所定の圧力並びに温度に加熱する方法と、押圧ピンなどの押圧部材と熱風を吹き当てることにより、所定の圧力並びに温度に加熱する方法等適宜最適な方法を用いればよい。
続いて、配線材１２０を本圧着する工程を行う。この本圧着工程につき、図１５ないし図１８を参照して説明する。配線材１２０を本圧着固定する工程は、図１５、図１６に示すように、仮固定された太陽電池ストリング１００ａを搬送ベルト６０に載せ、圧着工程を行う押圧部材としての上側のヒータブロック４０ａと下側のヒータブロック４０ｂの位置まで搬送する。搬送ベルト６０は、配線材１２０と対向する位置にはスリット６１が設けられ、このスリット６１に面して第２のクッションシートとしての下側のシリコンラバーシート７５ｂ及び下側のヒータブロック４０ｂが配されている。また、太陽電池ストリング１００ａと上側のヒータブロック４０ａとの間には、第１のクッションシートとしての上側のシリコンラバーシート７５ａが配される。押圧時にはスリット６１に下側のシリコンラバーシート７５及び下側のヒートブロック４０ｂが挿入される。そして、本圧着工程時には、上側のヒータブロック４０ａ、下側のヒータブロック４０ｂが矢印Ａ方向に移動し、シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂを介してそれぞれ太陽電池１に対して圧力を付加する。
この実施形態においては、上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂと配線材１２０との間に、それぞれ同じ素材のシリコンラバーシート７５ａ、７５ｂを介在させている。シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂはクッション性を有するので、このシート７５ａ、７５ｂにより電極１１、１２の凹凸などの影響を吸収し、圧力の均一化を図っている。また、シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂはクッション性を有するので、工程中に太陽電池１が破損するのも抑制できる。
仮固定された太陽電池ストリング１００を上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂの位置まで搬送する際には、図１６に示すように、上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂを太陽電池１から離間させる。シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂも上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂと同様に太陽電池１から離間している。
本圧着固定する太陽電池１と配線材１２０が上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂの位置に到達すると、図１６の矢印Ａ方向に上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂがそれぞれ移動し、配線材１２０と太陽電池１とをシリコンラバーシート７５ａ、７５ｂを介して圧着する。そして、図１７に示すように、シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂを介して上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂ間を仮圧着時よりも高圧力、例えば、約５ＭＰａの圧力で押圧し、配線材１２０、１２０を太陽電池１側にそれぞれ押し付ける。このとき、搬送ベルト６０側に位置する下側ヒータブロック４０ｂとシリコンラバーシート７５ｂは、搬送ベルト６０間のスリット６１から太陽電池１側に突出し、配線材１２０と太陽電池１が押し付けられる。そして、上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂの温度を樹脂接着成分が熱硬化する温度での高温加熱、例えば、１２０℃以上２００℃以下の温度に加熱して配線材１２０を本圧着固定させ、配線材１２０を熱硬化した樹脂接着層５で固定して太陽電池１、１を電気的に接続して配列する。
本圧着工程が終わると、図１８に示すように、上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂは、図中矢印Ｂ方向に移動し、太陽電池１から離間する。この時、シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂもそれぞれ太陽電池１から離間する方向に移動する。
上記の本圧着工程において、上側及び下側のシリコンラバーシート７５ａ、７５ｂはそれぞれ太陽電池１の表面及び裏面にある程度の力で貼りついている。このため、上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂを太陽電池１から離間させるために図１８の矢印Ｂ方向に移動させるとき、太陽電池１の上側と下側に同様の力が働き、太陽電池ストリング１００ａが上側に持ち上げられることが防止できる。
ここで、太陽電池ストリング１００ａが図２１に示すように上側に持ち上げられると、配線材１２０の折れ曲がりや接続不良などの不良が生じてしまう。
一方、図２０に示した技術の場合には、ヒータブロック４０と仮接着状態の太陽電池１、１との間に離型作用のあるシート７０、７１が配置されており、このシート７０、７１としてＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）製のシートが用いられている。斯かる材料からなるシートはクッション性が十分でなく、本圧着時に太陽電池１の破損が生じる可能性がある。
従って、上述した第２の実施形態によれば、太陽電池１の破損を抑制することができ、また本圧着工程後に太陽電池１が上側に持ち上げられることを防止できるので、太陽電池モジュールの製造歩留まりを向上させることができる。
上述したように、ヒータブロック４０ａ、４０ｂと太陽電池１との間に配するシートとしては、本圧着工程の太陽電池１の破損を抑制するために、クッション性を有することが好ましい。また、本圧着工程後に太陽電池１が上側に持ち上がることを抑制するために、少なくとも太陽電池１の下側に設けるシート７５ｂの粘着力は、上側に設けるシート７５ａの粘着力以上であることが好ましい。このような上側シート７５ａと下側シート７５ｂの組み合わせとして、実施の形態に記載したシリコンラバーシート同士の組み合わせ以外に、上側シート７５ａとしてフッ素系のゴムシートまたはＰＥＴシート、下側シート７５ｂとしてシリコンラバーシート、アクリル系のゴムシート等を用いることができる。
また、シリコンラバーシート７５ａ、７５ｂへの貼り付きの力は、圧着時の温度が高いほど大きくなる。そこで、下側のヒータブロック４０ｂの実温度を上側のヒータブロック４０ａの実温度より高くして、下側のシリコンラバーシート７５ｂへ貼り付く力を若干大きくし、上側へ持ち上げられないようにすることも好ましい。このように下側のヒータブロック４０ｂの実温度を上側のヒータブロック４０ａの実温度より高くすることで、上側シート７５ａと下側シート７５ｂに同じシートを用いることができる。
そして、下側には、搬送ベルト６０が配置されているので、太陽電池１の下側にシリコンラバーシート７５ｂが貼り付いていたとしても、搬送ベルト６０で太陽電池１が支持されることになり、シリコンラバーシート７５ｂが引き剥がされ、太陽電池１はそれ以上下側へは移動しない。この結果、太陽電池ストリング１００ａの持ち上がりや、搬送ベルト６０より下への移動は防ぐことができる。
上側、下側のヒータブロック４０ａ、４０ｂの実温度をそれぞれ異ならせる方法としては、上側ヒータブロック４０ａの加熱温度より下側ヒータブロック４０ｂのヒータの加熱温度を高くする方法がある。また、他の方法として、ヒータの加熱温度は同じにして、上側ヒータブロック４０ａの熱容量より下側ヒータブロック４０ｂの熱容量を大きくする。同じヒータ温度であっても熱容量が大きい方が実温度は高くなり、下側のヒータブロック４０ｂの実温度を高くすることができる。
なお、上記した第２の実施形態では、樹脂接着フィルムとして異方性導電接着フィルムを用いているが、樹脂フィルムとしては導電性粒子を含まないものも用いることができる。導電性粒子を含まない樹脂接着剤を用いる場合には、電極１１（１２）の表面の一部を配線剤１２０の表面に直接接触させることによって、電気的な接続を行う。この場合、配線材１２０として銅箔版等の導電体の表面に、錫（Ｓｎ）や半田等の電極１１（１２）より柔らかい導電膜を形成したものを用い、電極１１（１２）の一部を導電膜中にめり込ませるようにして接続することが好ましい。
また、フィルム状の接着フィルムで構成される樹脂接着層５ａを用いる代わりに、ペースト状の接着ペーストを用いたものを適用することができる。例えば、異方性導電ペーストを用いて配線材を接続することができる。
このようにして、配線材１２０により複数の太陽電池１を接続したものを、ガラスからなる第１の部材４１と耐侯性フィルム又はガラス、透光性プラスチックのような部材からなる第２の部材４２との間に、ＥＶＡ等の透光性を有する封止材シート４３ａ、４３ｂで挟んで重ね合わせる。そして、ラミネート装置により、太陽電池１を第１の部材４１と第２の部材４２との間に封止材シートにより封止する。その後、１５０℃程度の温度で１０分ほど加熱し、架橋反応を進ませ封止材４３（封止材シート）と表面部材４１及び裏面部材４２との接着性を上げて、図１に示す太陽電池モジュールが製造される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 太陽電池
１１、１２ 電極
１１ａ、１２ａ 細線電極
５ 樹脂接着フィルム
５ａ 樹脂接着層 ４０ａ 上側ヒートブロック
４０ｂ 下側ヒートブロック
６１ 下側押圧部材
６２ 上側押圧部材
６３ 第１のクッションシート
６４ 第２のクッションシート ７５ａ、７５ｂ シリコンラバーシート
１２０ 配線材

Claims (9)

  1. 太陽電池の表面電極及び裏面電極に樹脂接着剤を用いて配線材を電気的に接続させる工程を備える太陽電池モジュールの製造方法は、
    前記太陽電池の表面電極上に樹脂接着剤、第１の配線材、第１のクッションシート、上側押圧部材をこの順序に配し、前記太陽電池の裏面電極上に樹脂接着剤、第２の配線材、第２のクッションシート、下側押圧部材をこの順序に配する工程と、
    前記上側押圧部材及び下側押圧部材を互いに向き合う方向に加圧し、前記樹脂接着剤の硬化温度以上の温度で加熱して前記樹脂接着剤を熱硬化させて前記表面電極及び前記裏面電極と前記配線材とを固定する工程と、
    前記押圧部材の加圧を解除し、少なくとも前記第２のクッションシートを前記太陽電池に粘着させながら前記上側押圧部材を上方に移動させ、前記第1のクッションシートを前記太陽電池から剥がす工程と、
    を備える。
  2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記第１のクッションシート及び第２のクッションシートはシリコンラバーシートからなる。
  3. 請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記太陽電池は、前記上側押圧部材及び下側押圧部材の位置まで搬送ベルトにより送られる。
  4. 請求項１ないし請求項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であって、前記上側押圧部材及び下側押圧部材は、前記太陽電池の上側に位置する上側のヒートブロックと前記太陽電池の下側に位置する下側のヒートブロックで構成され、前記表面電極及び前記裏面電極と前記配線材とを固定する工程において、前記上側のヒートブロック及び前記下側のヒートブロックで前記配線材を加圧すると共に加熱する。
  5. 請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記搬送ベルトは、前記第２のクッションシートと前記下側のヒートブロックが挿入可能なスリットを有する。
  6. 請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記第１のクッションシート及び前記第２のクッションシートの厚みが等しく、前記表面電極及び前記裏面電極と前記配線材とを固定する工程において、前記下側のヒートブロックの実温度を前記上側のヒートブロックの実温度をより高くして前記太陽電池と前記配線材を固定する。
  7. 請求項５または請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記第1のクッションシートを前記太陽電池から剥がす工程において、前記搬送ベルトにより、前記第２のクッションシートを太陽電池から引き剥がす。
  8. 請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記第２のクッションシートが前記太陽電池に貼りつく粘着力は、前記第１のクッションシートが前記太陽電池に貼りつく粘着力より大きい。
  9. 請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前記第１のクッションシートはフッ素系のゴムシートまたはＰＥＴシートであり、前記第２のクッションシートはシリコンラバーシート、アクリル系のゴムシートである。
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