JP2016100494A

JP2016100494A - 配線シート付き裏面電極型太陽電池セル

Info

Publication number: JP2016100494A
Application number: JP2014237244A
Authority: JP
Inventors: 純也嶋田; Junya Shimada; 康志吉川; Yasushi Yoshikawa; 伸之磯野; Nobuyuki Isono
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-30

Abstract

【課題】配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが実用化されているが、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの安定した接続を確保しながら、さらに変換効率を向上させる構造が求められていた。
【解決手段】本発明の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、配線シートと裏面電極型太陽電池セルが固定部材により接着されており。絶縁性基材と前記絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有している。配線の変曲点の周縁に固定部材を配置することで、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの変換効率をさらに向上させることが可能となった。
【選択図】図５

Description

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに関するものである。

近年、地球環境問題への関心が高まりつつある中、自然エネルギーを利用した新しいエネルギー技術が大いに注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギーを得る手段として広く行われている。

太陽電池セルには、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなど様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた太陽電池セルが主流となっている。

現在、最も多く製造および販売されている太陽電池セルは、太陽光が入射する側の面（受光面）にｎ電極が形成されており、受光面と反対側の面（裏面）にｐ電極が形成された構成の両面電極型太陽電池セルである。また、太陽電池セルの受光面には電極を形成せず、太陽電池セルの裏面のみにｎ電極およびｐ電極を形成した裏面電極型太陽電池セルの開発も進められている。

例えば、特許文献１には隣接する裏面電極型太陽電池セルと第１の接続配線、逆側の隣接する裏面電極型太陽電池セルと第２の接続配線で接続される配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが開示されている。配線シートのｎ型用配線の第１の接続用配線側とは反対側の端と第２の接続用配線との間、ｐ型用配線の第２の接続用配線側とは反対側の端と第１の接続用配線との間の間隙が、裏面電極型太陽電池セルの周縁から露出する構造が示されている。このような構造とすることで、長期間にわたり接続不良が発生しにくい信頼性が高い裏面電極型太陽電池セルとできる旨が開示されている。

ＷＯ２０１１−００１８８３Ａ１

しかしながら、特許文献１には配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの変換効率の向上についての詳細な開示はない。

裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの長期にわたる安定した接続を確保しながら、変換効率を向上させる構造が求められていた。

本発明の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、配線シートと裏面電極型太陽電池セルとは、固定部材により接着されており、配線シートは、絶縁性基材と絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、配線の変曲点の周辺は固定部材で覆われていることを特徴としている。

本発明によれば、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの間の長期にわたる安定した接続を確保しながら、変換効率を向上させる構造を提供することができる。

本発明の実施形態１を示すものであって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを示す模式図である。本発明の実施形態１を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルの模式図である。本発明の実施形態１を示すものであって、配線シートの模式図である。本発明の実施形態１を示すものであって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの断面を示す模式図である。本発明の実施形態1を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す拡大模式図である。本発明の実施形態１を示すものであって、配線シートと固定部材と裏面電極型太陽電池セルの位置関係をしめす拡大模式図である。本発明の実施形態１を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルの製造方法を示す模式図である。本発明の実施形態１を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルと配線シートの接合方法を示す模式図である。本発明の実施形態２を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。本発明の実施形態３を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。本発明の実施形態４を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。本発明の実施形態５を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

[実施形態１]
実施形態１に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。図１は、本実施形態の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを受光面側から見た図である。配線シート付き裏面電極型太陽電池セル１００は、裏面電極型太陽電池セル２を配線シート１に載置して形成される。裏面電極型太陽電池セル２は、配線シート１上の略櫛形のｎ型用配線、ｐ型用配線に対応する位置に、それぞれｎ型用電極、ｐ型用電極が対応するように載置され、ｎ型用配線はｎ型用電極と、ｐ型用配線はｐ型用電極と、それぞれ電気的に接続される構造を有している。本実施形態においては、配線と電極とは接合部材を介して接続されている。

図２は、本実施形態の裏面電極型太陽電池セルを模式的に示す図である。図２（a）は、図１における裏面電極型太陽電池セル２のＡ−Ａ´断面を示す図であり、図２（ｂ）は裏面電極型太陽電池セルを裏面側から見た場合の模式図である。本願における裏面とは、裏面電極型太陽電池セルの受光面の逆の面である。

図２（ａ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２の凹凸形状を有するシリコン基板２１の受光側に、反射防止膜２２が形成され、シリコン基板２１の裏面側にパッシベーション膜２５が形成されている。シリコン基板２１としては、たとえば、ｎ型またはｐ型のいずれかの導電型を有する多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどからなる基板を用いることができる。シリコン基板２１の厚さとしては、５０μｍ以上４００μｍ以下程度が望ましい。反射防止膜２２として、窒化シリコンからなる膜を用い、パッシベーション膜２５としては、酸化シリコンからなる膜を用いた。いずれもこれらに限定されるものではない。パッシベーション膜２５として、例えば、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることもできる。

また、シリコン基板２１の内部の裏面側に、リンなどのｎ型不純物が拡散されたｎ型不純物拡散領域２３と、ボロンなどのｐ型不純物が拡散されたｐ型不純物拡散領域２４とが形成されている。ｎ型不純物拡散領域２３はリンなどのｎ型不純物を含む領域である。ｐ型不純物拡散領域２４はボロンあるいはアルミニウムなどのｐ型不純物を含む領域である。

ｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコン基板２１の内部では、ｎ型不純物拡散領域２３またはｐ型不純物拡散領域２４とシリコン基板２１との界面において、複数のｐｎ接合が形成されている。よって、パッシベーション膜２５に設けられたコンタクトホールを介してｎ型不純物拡散領域２３に接続されたｎ型用電極２６、およびｐ型不純物拡散領域２４に接続されたｐ型用電極２７の各々は、シリコン基板２１の内部の裏面側に形成された複数のｐｎ接合にそれぞれ対応した電極となる。ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７として、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。

図２（ｂ）に示すように、ｎ型用電極２６、及びｐ型用電極２７は、それぞれ所定の間隔を開けて形成された長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用電極２６の矩形部とｐ型用電極２７の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のいずれも矩形部の幅およびピッチはほぼ一定である。矩形部の幅とは、電極の長手方向に直交する方向、すなわち短手方向の長さを示す。矩形部のピッチとは、電極の短手方向の中点と隣接する電極の短手方向の中点の間の距離を示す。

また、ｎ型用電極、ｐ型用電極は、長手方向に複数に分断された形状でも良い。

図３は、本実施形態の配線シートの模式図である。図３（ａ）は、受光面側から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示す図である。

配線シート１は、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１の一方の表面上に形成された配線１６とから構成されている。絶縁性基材１１として例えばＰＥＴが用いられる。また配線１６としては、例えば銅などの導電性を有する材料が用いられる。本実施形態においては、配線シートの絶縁性基材として厚さ７５μｍ程度のＰＥＴを主成分とする樹脂シートを用い、配線として厚さ約３５μｍの銅配線を用いた。樹脂シートの主成分はＰＥＴに限定されるものではなく、ＰＥＮ等を用いてもよい。

図３の配線シート１上に、４行４列の計１６個の裏面電極型太陽電池セルを配置し、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを構成する。配線シート１上の配線によって、１６個の裏面電極型太陽電池セルが電気的に直列接続される。例えば、配線シート１上の領域Ｃに配置される裏面電極型太陽電池セルのｎ型用電極、ｐ型用電極は、領域Ｃのｎ型用配線１２、ｐ型用配線１３にそれぞれ電気的及び物理的に接続される。また、配線シート１上の領域Ｄに配置される裏面電極型太陽電池セルのｎ型用電極、ｐ型用電極は、領域Ｄのｎ型用配線１２、ｐ型用配線１３にそれぞれ電気的及び物理的に接続される。

ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３のそれぞれは略櫛形の形状（以下、矩形部と記す）を有している。ｎ型用配線１２の矩形部とｐ型用配線１３の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。

接続用配線１４ａおよび１４ｂは、ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３の矩形部の長手方向に直交する方向に延在し、配線の矩形部に接続されている。矩形部の接続用配線と接続される部分を矩形部の根元部とし、根元部の逆の端を矩形部の先端部とする。

配線シート１の領域Ｃのｐ型用配線１３は、Ｐ型取出し用配線１３ａに接続されている。また、領域Ｃのｎ型用配線１２は、領域Ｄのｐ型用配線と接続用配線１４ａを介し接続されている。言い換えると、行列方向に配置された隣接する裏面電極型太陽電池セル同士（ここでは、領域Ｃに配置される裏面電極型太陽電池セルと、領域Ｄに配置される裏面電極型太陽電池セル）は、配線シート１上の接続用配線１４ａを介して電気的および物理的に接続される。また、列行方向に配置された裏面電極型太陽電池セル同士は、接続用配線１４ｂを介して電気的に接続される。このように、１６個の裏面電極型太陽電池セルが電気的に直列接続され、光電変換により発生した電流は、ｐ型取出し用配線１３ａ、ｎ型取出し用配線１２ａからそれぞれ取出されることとなる。

また、配線シート１の終端にそれぞれ位置しているｎ型用配線１２ａおよびｐ型用配線１３ａ以外の隣り合うｎ型用配線１２とｐ型用配線１３とは、接続用配線１４ａまたは１４ｂによって電気的に接続されている。接続用配線１４ｂは、裏面電極型太陽電池セルが対置される部分の外側に設けられている。

図４は、図１における配線シート付き裏面電極型太陽電池セル１００のＡ−Ａ´断面を示す図である。シリコン基板２１からなる裏面電極型太陽電池セル２の内部にｎ型不純物拡散領域２３とｐ型不純物拡散領域２４とが形成されている。ｎ型、Ｐ型それぞれの不純物拡散領域と接続されたｎ型用電極、ｐ型用電極を有している。絶縁性基材１１上に形成されたｎ型用配線１２及びｐ型用配線１３は、ｎ型用電極２６及びｐ型用電極２７と接合部材３２を介して接続されている。接合部材３２としては、たとえば半田などの導電性物質を含む材料を用いることができる。隣り合う配線間には固定部材３１が配置されている。

以下に、図５を用いて配線シート１上に固定部材３１がどのように配置されているかについて説明する。図５（ａ）は、図３における配線シート１のＥの部分の拡大図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の配線シート１と固定部材３１との位置関係を示す概略図である。

図５（ａ）に示すように、Ｃ領域にあるｎ型用配線１２の矩形部の根元部と、隣接するＤ領域のｐ型用配線１３の矩形部の根元部とが接続用配線１４ａで接続されている。図３を用いて説明したように、裏面電極型太陽電池セルは、Ｃの領域、Ｄの領域それぞれに配置され、接続用配線１４ａで電気的に接続される。

図５（ｂ）に示すように、固定部材３１は、ｎ型用配線１２、ｐ型用配線１３の矩形部、接続用配線の周辺に配置される。配線シート上の固定部材３１が、配線の矩形部の先端部及び根元部の少なくとも変曲点を覆う構造とすることにより、長期間にわたり配線の断線を防ぐことが可能となった。変曲点とは、曲線が上に凸の状態から上に凹の状態に変わる点（または、上に凹の状態から上に凸の状態に変わる点）、直線から曲線に変わる点（または、曲線から直線に変わる点）を示す。

言い換えると、変曲点とは、変形面内で応力ベクトルの変化量が非常に大きい箇所（小さな領域で大きく変化している箇所）である。すなわち、変曲点では応力が集中するため、配線のクラックや断線の起点になると考えられる。

図６は、図５に示した配線シート１上に、裏面電極型太陽電池セル２を載置した状態を模式的に示した図である。配線シートと固定部材と裏面電極型太陽電池セルとの位置関係を示している。

裏面電極型太陽電池セル２の裏面側に形成された電極を斜線で示した。裏面電極型太陽電池セル２に形成されたｐ型用電極２７、ｎ型用電極２６の周辺に固定部材３１が配置される。本実施形態の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルにおいては、配線シートに形成された配線を構成する矩形部の根元部及び先端部が裏面電極型太陽電池セルに覆われる構造を有している。固定部材３１が、裏面電極型太陽電池セルに完全に覆われる構造ことにより、固定部材に受光面側からの光が、直接あたらないこととなる。このような構造とすることにより、固定部材の光劣化を防ぐことが可能となり、長期信頼性が向上した。

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに熱が加わった場合、配線シートを構成する絶縁性基材と裏面電極型太陽電池セルを構成するシリコン基板の熱膨張係数の差により、配線に亀裂が入る場合があった。配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに熱が加わる場合の例としては、約１６０度の加熱を行う封止工程をあげることができる。このとき、絶縁性基材は熱で膨張するが、シリコン基板はほとんど膨張しない。この熱膨張の差により、応力が発生し、配線にクラックが入る場合や断線する場合があった。応力が集中する配線の変曲点周辺を固定部材で接着固定することで、配線シート面内の変形を抑制することが可能となった。

さらに、本発明の構造により、隣接する裏面電極型太陽電池２のセル間の距離ｔ１を短くしても、配線に断線が発生しにくいことがわかった。セル間距離を小さくすることができるため、セル充填率を向上させることができ、結果として太陽電池モジュールのモジュール変換効率をあげることが可能となった。詳細を、図７を用いて以下に説明する。

以下に、本実施形態の配線シート付き裏面電極太陽電池セルの製造方法を示す。

図７は、図１、図２に示す本実施形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例を示す模式的断面図である。製造方法の一例を、図７を用いて説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、シリコン基板２１を用意する。インゴットからスライスしたものであるため、シリコン基板２１の表面にはスライスダメージ２１ａが形成されている。

次に、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板２１の表面のスライスダメージ２１ａを除去する。スライスダメージ２１ａの除去は、たとえば上記のスライス後のシリコン基板２１の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行なうことができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、シリコン基板２１の裏面に、ｎ型不純物拡散領域２３およびｐ型不純物拡散領域２４をそれぞれ形成する。ｎ型不純物拡散領域２３は、たとえば、ＰＯＣｌ₃のようなｎ型不純物であるリンを含むガスを用いた気相拡散により形成することができる。ｐ型不純物拡散領域２４は、たとえば、ＢＢｒ₃のようなｐ型不純物であるボロンを含むガスを用いた気相拡散などの方法により形成することができる。

次に、図７（ｄ）に示すように、シリコン基板２１の裏面にパッシベーション膜２５を形成する。パッシベーション膜２５は、たとえば、熱酸化法またはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの方法により形成することができる。

次に、図７（ｅ）に示すように、シリコン基板２１の受光面の全面にテクスチャ構造などの凹凸構造を形成した後に、その凹凸構造上に反射防止膜２２を形成する。テクスチャ構造は、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いてシリコン基板２１の受光面をエッチングすることによって形成することができる。反射防止膜２２は、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。

次に、図７（ｆ）に示すように、シリコン基板２１の裏面のパッシベーション膜２５の一部を除去することによってコンタクトホール２５ａおよびコンタクトホール２５ｂを形成する。ここで、コンタクトホール２５ａは、ｎ型不純物拡散領域２３の表面の少なくとも一部を露出させるように形成され、コンタクトホール２５ｂは、ｐ型不純物拡散領域２４の表面の少なくとも一部を露出させるように形成される。

なお、コンタクトホール２５ａおよびコンタクトホール２５ｂはそれぞれ、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホールの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜２５上に形成した後に、レジストパターンの開口からパッシベーション膜２５をエッチングなどにより除去する方法で形成することができる。

次に、図７（ｇ）に示すように、銀をスクリーン印刷することにより、ｎ型用電極２６とｐ型用電極２７とを形成する。ｎ型用電極２６はコンタクトホール２５ａを通してｎ型不純物拡散領域２３に接し、ｐ型用電極２７はコンタクトホール２５ｂを通してｐ型不純物拡散領域２４に接する。電極を略矩形とすることで、スクリーン印刷のかすれ等がおこりにくく、電極形成プロセスをより安定させることができる。

さらに、本実施形態の裏面電極型太陽電池セルと配線シートの貼り付けについて図８を用いて説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、シリコン基板２１の裏面上に所定の間隔を空けて設けられたｎ型用電極２６とｐ型用電極２７とを含む裏面電極型太陽電池セル２を用意する。ここではｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７は説明の便宜のためそれぞれ１つずつしか図示していないが、それぞれ複数あってもよいことは言うまでもない。

次に、図８（ｂ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２のシリコン基板２１の裏面のｎ型用電極２６とｐ型用電極２７との間に、それぞれ未硬化の固定部材３１ａを設置する。固定樹脂は、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとを固定するものである。

固定樹脂３１ａの設置方法としては、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法を挙げることができる。なかでも、スクリーン印刷を用いることが好ましい。簡易に、低コストで、かつ短時間で固定樹脂３１ａを設置することができる。

裏面電極型太陽電池セル２のシリコン基板２１側における固定樹脂３１ａの幅は、ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７と接触しないような幅であることが好ましい。裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との間の電気的な接続の安定性の向上が期待できるからである。

なお、本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に固定樹脂３１ａを設置する場合について説明するが、配線シート１の配線間に固定樹脂３１ａを設置してもよく、裏面電極型太陽電池セル２の電極間および配線シート１の配線間のそれぞれに固定樹脂３１ａを設置してもよい。

固定樹脂３１ａの形状は、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のそれぞれに沿うライン状とすることが好ましいが、後述する封止材中への封止工程において、第１硬化状態の固定樹脂が軟化して十分に拡がることできる程度の隙間が電極との間に設けられていれば、断続的に配置するような形状でも構わない。

固定樹脂３１ａとしては、Ｂステージ化可能な樹脂が用いられることが好ましい。Ｂステージ化可能な樹脂とは、液体状態の未硬化の固定樹脂３１ａを加熱したときに、粘度が上昇して硬化状態（第１の硬化状態）となった後に粘度が低下して軟化し、その後に再度粘度が上昇して硬化状態（第２の硬化状態）となる樹脂のことである。

次に、図８（ｃ）の模式的断面図に示すように、未硬化の固定部材３１ａを硬化して第１の硬化状態の固定部材３１ｂとする。未硬化の固定部材３１ａは、たとえば、加熱および／または紫外線などの光の照射などによって硬化して第１の硬化状態となる。これにより、未硬化の固定部材３１ａの状態と比べて、粘着力および流動性が低下した第１の硬化状態の固定部材３１ｂを得ることができる。

また、第１の硬化状態の固定部材３１ｂは、常温（約２５℃）における未硬化状態と比べて粘度が高く、形状保持性（外力を加えない限り変形しない性質）を有しており、かつ接着性の低い状態（固定部材３１ｂの表面に裏面電極型太陽電池セル２や配線シート１を接触させても裏面電極型太陽電池セル２や配線シートに固定部材３１ｂが付着しない程度の接着性を有する状態）であることが好ましい。この場合には、後述する接合部材を設置する工程において、生産性の高い印刷工程を採用することが可能となる。さらには、後述する裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせる工程において、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせた後においても、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを容易に取り外しできる傾向にある。そのため、裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との位置合わせを容易かつ高精度に行なうことができる傾向にある。

加熱により、未硬化状態の固定部材３１ａを第１の硬化状態の第１の固定部材３１ｂとする場合は、第１の硬化状態の第１の固定部材３１ｂとなる温度は、後述する第１の硬化状態の第１の固定部材３１ｂが軟化する温度および軟化状態の第１の固定部材３１ｃが第２の硬化状態となる温度よりも低いことが好ましい。これにより、加熱温度を制御することで、未硬化状態の固定部材３１ａが軟化状態や第２の硬化状態まで進行してしまうことを防止することができる。

次に、図８（ｄ）の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のそれぞれの表面に接合部材３２を設置する。接合部材３２としては、たとえば半田などの導電性物質を含む材料を用いることができる。接合部材３２は、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法により設置することができる。なかでも、スクリーン印刷を用いることが好ましい。簡易に、低コストで、かつ短時間で接合部材３２を設置することができるためである。

なお、本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池セル２の電極上に接合部材３２を設置する場合について説明するが、配線シートの配線上に接合部材３２を設置してもよく、裏面電極型太陽電池セル２の電極上および配線シートの配線上のそれぞれに接合部材３２を設置してもよい。また、固定部材３１ａと接合部材３２との両方を裏面電極型太陽電池セル２若しくは配線シート１に設置するようにしなくてもよく、たとえば、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に固定部材３１ａを設置して、配線シートの配線上に接合部材３２を設置してもよい。

次に、図８（ｅ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせる。裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との重ね合わせは、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７が、それぞれ配線シート１の絶縁性基材１１上に設けられたｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３と接合部材３２を介して対向するようにして行なわれる。

次に、上記のようにして重ね合わせた裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを加圧しながら加熱および／または光を照射することによって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを作製する。

ここで、図８（ｆ）の模式的断面図に示すように、第１の硬化状態の固定部材３１ｂは、加熱および／または紫外線などの光の照射によって粘度が低下して軟化し、軟化状態の固定部材３２ｃになる。

そして、図８（ｇ）の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に位置する軟化状態の固定部材３１ｃは、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との間の加圧によって変形して、配線シート１の配線間に入り込む。また、接合部材３２中の導電性物質も加熱されることによって溶融し、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との間の加圧によって裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との間で変形する。

その後、図８（ｈ）の模式的断面図に示すように、軟化状態の固定部材３１ｃがさらに加熱および／または紫外線などの光の照射によって粘度が上昇して再度硬化し、第２の硬化状態の固定部材３１ｄになる。第２の硬化状態は樹脂の架橋反応による硬化であるため、第２の硬化状態の固定部材３１ｄは再度軟化することなく状態が安定する。すなわち、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを強固に接合することができる。

その後、受光面側から、透光性基材、封止樹脂、配線シート付き裏面電極型太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材となるように配置し、加熱及び加圧を行うことで封止した。透光性基材としてはガラスを用いた。また、封止樹脂としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）を用いた。ＥＶＡに限定する必然性はなく、例えばオレフィン系の樹脂を用いても良い。

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、ｐ型取出し用配線とｎ型取出し用配線とを有しており、それぞれ端子ボックスに電気的に接続した。さらに、封止した配線シート付き付き裏面電極型太陽電池セルの側部にフレームを嵌め込み高い強度を得る構造とした。

[実施形態２]
実施形態２に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、固定部材３３の配置である。

図９に本実施形態の固定部材３３の配置を表す概略図を示す。図９（ａ）は、実施形態１の説明で用いた図３におけるＥの部分の拡大図にあたる。配線シート上にｎ型用配線１２２とｐ型用配線１３２が配置されており、接続用配線１４２ａで接続されている。図９（ｂ）は、図９（ａ）で示した配線と固定部材３３との位置関係を示す図である。固定部材３３の配置箇所を点線で示した。本実施形態においては、配線の図９（ｂ）に示すように、配線の矩形部の短辺に沿って、固定部材が波形状に配置される。固定部材の配置を波型とすることで、より局所的な応力集中を緩和することが可能となる。

[実施形態３]
実施形態３に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、配線シート上の接続用配線の形状である。

図１０に本実施形態の配線シートの一部を示す。図１０（ａ）は、実施形態１の説明で用いた図３におけるＥの部分の拡大図にあたる。配線シート上にｎ型用配線１２３とｐ型用配線１３３が配置されており、接続用配線１４３ａで接続されている。図１０（ａ）に示すように、本実施形態においては配線シート上のｎ型用配線１２３の矩形部の根元部の角部にＲを設けた。Ｐ型用配線１３３の矩形部の根元部についても同様である。このように根元部の角部にＲを設けることにより、配線の角部がクラックの起点となることを防ぐことが可能となった。配線にクラックが発生すると、配線の電気抵抗が大きくなる。角部にＲを設けたことにより、配線にクラックが発生しにくくなり、高い変換効率を維持することが可能となった。

図１０（ｂ）は、固定部材３４が配置される場所を示す図である。配線の角部にＲを設け、さらに配線の変曲点を固定部材で固定することにより、配線のクラックの発生をより確実におさえることが可能となった。

[実施形態４]
実施形態４に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、配線シート上の接続用配線の形状である。

図１１に本実施形態の配線シートの一部を示す。図１１（ａ）は、実施形態１の説明で用いた図３におけるＥの部分の拡大図にあたる。配線シート上にｎ型用配線１２４とｐ型用配線１３４が配置されており、接続用配線１４４ａで接続されている。図１１（ａ）に示すように、本実施形態においては配線シート上のｎ型用配線１２４の矩形部の根元部を、曲率を有する曲線状とした。Ｐ型用配線１３４の矩形部の根元部についても同様である。このように根元部を曲率を有する曲線状とすることで、配線の角部がクラックの起点となることを防ぐことが可能となった。言い換えると、矩形部の短辺方向の直線部分をなくしたことにより、よりクラックの発生を抑えることが可能となった。

図１１（ｂ）は、固定部材３５が配置される場所を示す図である。配線の根元部を曲線状とし、さらに配線の周辺部を固定部材で固定することにより、配線のクラックの発生をより確実に抑えることが可能となった。

［実施形態５］
実施形態５に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態４と異なる点は、固定部材の配置箇所である。

図１２に本実施形態の配線シートの配線の一部を示す。図１２（ａ）は、実施形態１の説明で用いた図３におけるＥの部分の拡大図にあたる。ｎ型用配線１２５及びｐ型用配線１３５が配置されており、接続用配線１４５ａで接続されている。ｎ型及びｐ型用配線の矩形部の根元部を、曲率を有する曲線状とした。

図１２（ｂ）は、固定部材３６が配置される場所を示す図である。配線の変曲点は固定部材３６で覆われているが、配線を構成する複数の矩形部の根元部の一部には固定部材で覆われていない箇所がある。このように配線のすべての周辺部が固定部材で覆われていない場合でも、配線のクラックの発生を抑えることが可能である。

以上、実施形態１から実施形態５について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した５つの実施形態それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１配線シート
２裏面電極型太陽電池セル
１１絶縁性基材
１２ｎ型用配線
１３ｐ型用配線
１４接続用配線
１６配線
２１シリコン基板
２２反射防止膜
２３ｎ型不純物拡散領域
２４ｐ型不純物拡散領域
２５パッシベーション膜
２６ｎ型用電極
２７ｐ型用電極
３１、３３、３４、３５、３６固定部材
３２接合部材
１００配線シート付き裏面電極型太陽電池セル

Claims

配線シートと裏面電極型太陽電池セルからなる配線シート付き裏面電極型太陽電池セルであって、
前記配線シートと前記裏面電極型太陽電池セルとは、固定部材により接着されており、
前記配線シートは、絶縁性基材と前記絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、
前記配線の変曲点の周辺は前記固定部材で覆われている配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
前記配線の変曲点が前記固定部材で覆われている請求項１に記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
前記配線の矩形部の短手方向に波形状に前記固定部材が配置されている請求項２に記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
前記配線の矩形部の根元部は曲線を有する請求項２または３に記載の配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。