JP2017120906A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一例に係る太陽電池モジュールは、それぞれが半導体基板と、半導体基板の表面に形成された電極を備える複数の太陽電池と、複数の太陽電池の内、互いに隣接する複数の太陽電池を互いに電気的に接続するために、複数の太陽電池のそれぞれに備えられた電極に導電性接着剤を介して接続される複数の配線とを含み、複数の配線のそれぞれは、複数の導電性コアが束で形成されたコアバンドル（core bundle）とコアバンドルの外面をコーティングする導電性コーティング層を含み、複数の配線のそれぞれの表面には、コアバンドル（bundle）の外面形状に沿って屈曲した複数の配線凹凸が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

最近石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予測されながらこれらを取り替える代替エネルギーに対する関心が高くなり。これにより、太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する太陽電池が注目されている。

一般的な太陽電池は、ｐ型とｎ型のように、互いに異なる導電型（conductive tyｐe）によってｐ−ｎ接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電型の半導体部にそれぞれ接続された電極を備える。

このような太陽電池に光が入射されれば半導体部で複数の電子―正孔対が生成され、生成された電子―正孔対は電荷である電子と正孔にそれぞれ分離され、電子はｎ型の半導体部の方向に移動し正孔はｐ型の半導体部の方向に移動する。移動した電子と正孔はそれぞれｎ型の半導体部とｐ型の半導体部に接続された互いに異なる電極によって収集され、この電極を電線で接続することにより電力を得る。

このような太陽電池は配線によって互いに電気的に接続することができる。

特許文献１には、複数の太陽電池を直列接続するインターコネクタの配線に、断面形状が円形である複数のコアを単一層で配列した状態で、複数のコアの表面にはんだ付け層でコーティングした場合が記載されている。

しかし、コアが単一層に配列されることにより、光が入射される太陽電池の前面からシェーディング（shading）領域が相対的に増加し、はんだ付け層の表面が平坦で、配線に反射された光が散乱されず、再び太陽電池モジュールに再入射される光路を提供しにくく、はんだ付け層の厚さが相対的に厚く形成されて製造コストが増加するという問題点があった。

特開２０１２−２３２３２０号公報

本発明の目的は、太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明の一例に係る太陽電池モジュールは、それぞれが半導体基板と、半導体基板の表面に形成された電極を備える複数の太陽電池と、複数の太陽電池の内、互いに隣接する複数の太陽電池を互いに電気的に接続するために、複数の太陽電池それぞれに備えられた電極に導電性接着剤を介して接続される複数の配線とを含み、複数の配線のそれぞれは、複数の導電性コアが束で形成されたコアバンドル（core bundle）とコアバンドルの外面をコーティングする導電性コーティング層を含み、複数の配線のそれぞれの表面には、コアバンドルの外面形状に沿って屈曲した複数の配線凹凸が形成される。

ここで、コアバンドルの外面には、複数のコアによって形成されるコア凹凸を備え、コア凹凸は、複数のコア間で陥没し、複数の配線凹凸は、コーティング層の表面に形成され、複数のコア間で陥没することがある。

ここで、コーティング層の最大の厚さは、コア凹凸の高さや幅より小さいことがあり、一例として、コーティング層の最大の厚さは、コアバンドルの外面に形成されたコア凹凸の高さの１/１０〜１/２で有り得る。

さらに、コアバンドルの外面を形成するコアの線幅は、７０μｍ〜１６０μｍであり、コーティング層の平均厚さは５μｍ〜２０μｍで有り得る。

ここで、コアは、銅（ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、またはアルミニウム（Ａｌ）の内、いずれか１つで形成され、コーティング層は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金で形成することができる。

ここで、複数の配線のそれぞれにおいて電極と接続される第１部分の表面と配線の中心に基づいて、第１部分の反対側である第２部分の表面には、配線凹凸が形成されることがある。

ここで、コアバンドルは、複数のコアが少なくとも３つ以上の層に積層されて形成され、第１部分と第２部分に積層されたコアの個数は、第１、第２部分との間に積層されたコアの個数より小さいことがある。

ここで、配線の表面に形成された配線凹凸の幅は７０μｍ〜１５０μｍであり、配線の表面に形成された配線凹凸の高さは１０μｍ〜７０μｍで有り得る。

さらに、コアバンドルに備えられる複数のコアは、配線の長さ方向に長く伸びているか、互いにねじれてあることができる。

ここで、コアの断面は、円形、楕円形、または全体的に円形形状を有する多角形の内、少なくともいずれか一つで有り得る。

このような配線の最大線幅は２００μｍ〜５００μｍで有り得る。

また、導電性接着剤の幅は、導電性接着剤と接続されている配線凹凸の幅より大きく、配線の最大線幅より小さいことがある。一例として、導電性接着剤の幅は３２０μｍ〜３８０μｍで有り得る。

このような、導電性接着剤は、スズ（Ｓｎ）を含むはんだペーストの形態であるか、又は、接着性樹脂内に複数の導電性粒子が分布される導電性接着ペーストの形態を有することができる。

一例として、導電性接着剤は、接着性樹脂内に複数の導電性粒子が分布して形成された導電性接着ペースト型を持つ場合、接着性樹脂は、エポキシ系の樹脂、シリコン系の樹脂またはアクリル系の樹脂の内、少なくともいずれか一つの樹脂で形成され、導電性粒子は、Ｎｉ、ＡｇまたはＳｎＢｉの内の少なくとも1つを含んで形成することができる。

ここで、導電性粒子の大きさは、配線凹凸の幅または高さより小さいことがあり、一例として、導電性粒子の大きさは１μｍ〜１０μｍで有り得る。

ここで、導電性接着剤に含まれる接着性樹脂の硬化温度は、配線に含まれたコーティング層の融点より低いことができ、一例として、接着性樹脂の硬化温度は１５５℃〜１８５℃で有り得る。

本発明に係る太陽電池モジュールは、外面に凹凸が形成された配線を使用することにより、（１）配線と電極との間の接着力をさらに向上させることができ、（２）配線と電極との間を接着するとき、導電性接着剤ではんだを使用することもあるが、樹脂内に複数の導電性粒子が分散された導電性接着ペーストを使用することができ、製造コストをさらに低減することができ、（３）さらに、導電性接着剤が低温で硬化される導電性接着ペーストを使用することができ、テビン工程で熱膨張ストレスによって半導体基板が曲がる座屈現象を最小化することができる。

本発明に係る太陽電池が適用された太陽電池モジュールの一例を説明するための図である。 本発明に係る太陽電池が適用された太陽電池モジュールの一例を説明するための図である。 本発明に係る太陽電池が適用された太陽電池モジュールの一例を説明するための図である。 図１の太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例を説明するための一部の斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの一例に適用される配線の一例を説明するための図である。 本発明に係る配線を形成するコアバンドルの積層構造とコア３１０の様々な断面形状を説明するための図である。 本発明に係る配線３００を形成するコアバンドルの他の一例を説明するための図である。 本発明に係る配線３００の外形を示す一例である。 本発明に係る配線３００が導電性接着剤を介して太陽電池の電極に接続される一例を説明するための図である。 本発明に係る配線３００が導電性接着剤を介して太陽電池の電極に接続される他の一例を説明するための図である。

以下では、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、さまざまな形で実現することができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似の部分には同様の符号を付与した。

図面で複数の層と領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるとする時、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆にどの部分が他の部分“真上に”あるとするときは、中間に他の部分がないことを意味する。また、どの部分が他の部分の上に“全体的”に形成されているとするときは、他の部分の全体面に形成されているものだけでなく、端の一部には形成されないことを意味する。

以下において、前面とは、直射光が入射される半導体基板の一面で有り得、背面とは、直射光が入射されないか、直射光ではなく、反射光が入射することができる半導体基板の反対面で有り得る。

併せて、以下の説明では、互いに異なる２つの構成要素の長さや幅が同じであることを意味は、１０％の誤差の範囲内で互いに同じことを意味する。

それでは、添付した図面を参考にして、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。

図１〜図３は、本発明に係る太陽電池が適用された太陽電池モジュールの一例を説明するための図であり、ここで、図１は、太陽電池モジュールを正面から見た形状であり、図２は図１においてＣＳ１−ＣＳ１ラインに沿った断面を示したものであり、図３は、図１においてＣＳ２−ＣＳ２ラインに沿った断面を示したものである。併せて、図４は、図１に適用される本発明に係る太陽電池の一例を説明するための一部の斜視図である。

図１〜図３に示すように、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）と、それぞれの太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）に接続される複数の配線３００を含む。

ここで、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）は、半導体基板１１０の前面に第１電極１４０と背面に第２電極１５０を備えることができる。

ここで、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれの第１、第２電極（１４０、１５０）は、第１方向（ｘ）にストライプの形で細長く伸びていることができる。

このような第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）は、第１方向（ｘ）と交差する第２方向（ｙ）に配列されており、第２方向（ｙ）に長く伸びた複数の配線３００によって互いに電気的に接続することができる。

一例として、複数の配線３００のそれぞれは、第１太陽電池（Ｃ１）の第１電極１４０及び第２太陽電池（Ｃ２）の第２電極１５０に接続されて、第１、２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を互いに直列接続するインターコネクタの役割をすることができる。

ここで、図１及び図２に示されていないが、複数の配線３００が、各太陽電池の第１電極１４０と第２電極１５０に接続されるとき、導電性接着剤（図示せず）を介して接続することができる。このように、複数の配線３００が導電性接着剤を介して各太陽電池の電極に接続される構成については、図９及び図１０を介して、さらに具体的に説明する。

この時、複数の配線３００の個数は、太陽電池の一面に基づいて６個乃至３３個で有り得る。併せて、複数の配線３００のそれぞれの最大線幅は２００μｍ乃至５００μｍで有り得る。

一例として、配線３００の線幅が２００μｍ以上、３００μｍ未満のとき、配線３００の個数が１５個乃至３３個で有り得る。さらに、配線３００の線幅が３００μｍ 以上、３５０μｍ 未満のとき、配線３００の個数が１０個乃至１５個で有り得、配線３００の線幅が３５０μｍ 以上、４００μｍ未満のとき、配線３００の個数が８個乃至１０で有り得。配線３００の線幅が４００μｍ乃至５００μｍのとき、配線３００の個数が６個乃至８ 個で有り得る。

このように、配線３００の線幅に応じて配線３００の個数が異なるように配置することにより、太陽電池の受光面で配線３００によって遮られる総シェーディング（shading）面積が増加しないようにしながら、配線３００の自体抵抗を適切に調節することができ、これにより、配線３００によって減少される出力を最小化することができ、太陽電池モジュールの出力をさらに向上させることができる。

前述した配線３００の線幅に応じた個数の関係は、最適化されたものの一例であり、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

併せて、図３に示すように、第１電極１４０または第２電極１５０のそれぞれに共通に接続され、互いに隣接する２つの配線３００との間のピッチ（３００Ｐ）は、配線３００の線幅と個数及び配線３００のシェーディング面積を考慮して、４．７５ｍｍ〜２５．１３ｍｍに形成することができる。

さらに、図１及び図２においては、第１太陽電池（Ｃ１）の第１電極１４０に導電性接着剤を介して接続された配線３００が直接第２太陽電池の第２電極１５０に導電性接着剤を介して接続された場合を一例として説明したが、これと違って、第１太陽電池と第２太陽電池の間には、第１方向（ｘ）に長く伸びたもう一つの別のインターコネクタが設け備えられ、第１太陽電池（Ｃ１）の第１電極１４０に導電性接着剤を介して接続された配線３００と第２太陽電池の第２電極１５０に導電性接着剤を介して接続された配線３００は、別のインターコネクタに共通に接続され、第１太陽電池と第２太陽電池が直列接続することもできる。

ここで、本発明に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例は、図４に示すように、半導体基板１１０、エミッタ部１２０、反射防止膜１３０、第１電極１４０、背面電界部（１７２、back surface field、ＢＳＦ）、背面保護膜１８０及び第２電極１５０を備えることができる。

半導体基板１１０は、第１導電型、例えば、ｐ型またはｎ型導電型を有することができ、このような半導体基板１１０は、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは非晶質シリコンの内、いずれかの１つの形態で行うことができる。一例として、半導体基板１１０は、結晶質シリコンウエハに形成することができる。しかし、半導体基板１１０は、必ずこのようなシリコンウエハに限定されるものではなく、ＧａＡｓ基板が使用されることもある。

具体的には、半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のような３価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピング（doｐing）される。しかし、これとは異なり、半導体基板１１０は、ｎ型導電型で有り得る。半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピングすることができる。

このような半導体基板１１０の前面は、複数の凹凸面を有する。便宜上、図４で、半導体基板１１０の端の部分だけを凹凸面に図示したが、実質的に半導体基板１１０の前面全体が凹凸面を有しており、これにより、半導体基板１１０の前面上に位置したエミッタ部１２０と反射防止膜１３０もまた凹凸面を有することができる。

エミッタ部１２０は、図４に示すように、第１導電型の半導体基板１１０の入射面である前面に形成され、第１導電型と反対の第２導電型、例えば、ｎ型の導電型の不純物が半導体基板１１０にドーピングされた領域に、光が入射される面、すなわち、半導体基板１１０の前面の内部に位置することができる。したがって、第２導電型のエミッタ部１２０は、半導体基板１１０の内、第１導電型の部分と、ｐ−ｎ接合を形成する。

このような半導体基板１１０に入射された光は、電子と正孔に分離され、電子はｎ型の方向に移動し、正孔はｐ型の方向に移動することができる。したがって、半導体基板１１０がｐ型であり、エミッタ部１２０がｎ型である場合、分離された正孔は、半導体基板１１０背面の方向に移動し、分離された電子は、エミッタ部１２０の方向に移動することができる。

エミッタ部１２０は、半導体基板１１０、すなわち、半導体基板１１０の第１導電性部分とｐ−ｎ接合を形成するので、本実施例とは異なり、半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２０は、ｐ型の導電型を有することができる。この場合、分離された電子は、半導体基板１１０の背面の方向に移動し、分離された正孔は、エミッタ部１２０の方向に移動することができる。

エミッタ部１２０がｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２０は、５価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングして形成することができ、逆にｐ型の導電型を有する場合、３価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングして形成することができる。

反射防止膜１３０は、半導体基板１１０の入射面の上部に位置し、図４及び図５に示すように、エミッタ部１２０が半導体基板１１０の入射面に位置する場合、反射防止膜１３０は、エミッタ部１２０の上部に位置することができる。

このような反射防止膜１３０は、水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン窒化酸化膜（ＳｉＮｘＯｙ：Ｈ）、及び水素化された非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の内、少なくともいずれか１つが複数の層で形成することもある。

このようにすることで、反射防止膜１３０のパッシベーション機能をさらに強化することができ、太陽電池の光電効率をさらに向上させることができる。

複数の第１電極１４０は、図４に示すように、半導体基板１１０の前面に位置し、半導体基板１１０の前面上に互いに離隔して位置し、それぞれが第１方向（ｘ）に長く伸びて位置することができる。

このとき、複数の第１電極１４０は、反射防止膜１３０を開けエミッタ部１２０に電気的に接続することができる。

これにより、複数の第１電極１４０は、エミッタ部１２０の方向に移動した電荷、例えば、電子を収集することができる。

背面電界部１７２は、半導体基板１１０の前面の反対面である背面に位置することができ、半導体基板１１０と同じ第１導電型の不純物が半導体基板１１０よりも高濃度でドープされた領域、例えば、Ｐ＋領域で有り得る。

このような背面電界部１７２は、後述する第２電極１５０のパターンと、重畳して接続され第１方向（ｘ）に長く形成されるが、第２方向（ｙ）に離隔された複数のラインの形で形成することができる。したがって、背面電界部１７２は、複数の背面電界部１７２ラインで構成することができる。

このような半導体基板１１０と背面電界部１７２との間の不純物濃度の違いにより電位障壁が形成され、これにより、正孔の移動方向である背面電界部１７２の方向に電子移動を妨害する反面、背面電界部１７２の方向への正孔移動を容易にすることができる。

したがって、半導体基板１１０の背面とその付近で電子と正孔の再結合で失われる電荷の量を減少させ、所望する電荷（例えば、正孔）の移動を加速させ、第２電極１５０への電荷移動量を増加させることができる。

背面保護膜１８０は、第２電極１５０が形成された部分を除去した半導体基板１１０の背面全体を覆うように形成されることがあり、半導体基板１１０の背面のパッシベーション機能と絶縁機能を実行することができる。このような背面保護膜１８０は、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）または窒化酸化シリコン膜（ＳｉＮｘＯｙ）の内、少なくとも一つが、少なくとも一つの層で形成することができる。

第２電極１５０は、半導体基板１１０の一面と反対面である背面に第１方向（ｘ）に長く、互いに並行するように形成され、第１方向（ｘ）と交差する第２方向（ｙ）に離隔されて形成されることができる。

このような第２電極１５０は、前述した背面電界部１７２と重畳され電気的に接続されて、背面電界部１７２の方向に移動する電荷、例えば正孔を収集することができる。

このとき、第２電極１５０は、半導体基板１１０より高い不純物濃度で維持する背面電界部１７２と接触しているので、即ち背面電界部１７２と第２電極１５０との間の接触抵抗が減少して、半導体基板１１０から第２電極１５０への電荷転送効率が向上されることがある。

このような第２電極１５０には、配線３００が接続されて、第２電極１５０に収集された電荷（例えば、正孔）が配線３００を介して、隣接する他の太陽電池に伝達することができる。

このような第１、第２電極（１４０、１５０）は、良好な伝導度を有する金属物質を含むことができ、例えば、銀（Ａｇ）のような少なくとも一つの導電性物質を含有することができる。

さらに、図４においては、第１、第２電極（１４０、１５０）のパターンが第１方向（ｘ）に長く伸びて形成される場合を一例として示したが、図４に示すのと違って、第１、 ２電極（１４０、１５０）のパターンは、これと異なるように備えることもできる。

一例として、第１、第２電極（１４０、１５０）は、第１方向（ｘ）に長く伸びている電極に第２方向（ｙ）に長く伸びている他の電極が接続されたパターンに形成することもできる。

このとき、第２方向（ｙ）に長く伸びている他の電極は、配線３００と重畳されて位置することができる。または第２電極１５０は、前述したことと異なるように、半導体基板１１０の背面全体を覆う面電極形態として備えられることもできる。このように、第１、第２電極（１４０、１５０）は、様々なパターンで備えられることができる。

このような太陽電池に導電性接着剤を介して複数の太陽電池を互いに直列接続するための複数の配線３００のそれぞれが、図４に示すように、第２方向（ｙ）に長く接続することができる。図４においては、導電性接着剤の図示は省略したが、これについては図９及び図１０で具体的に説明する。

一方、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、各太陽電池の電極（１４０、１５０）に接続される複数の配線３００のそれぞれは、複数の導電性コア３１０が一つの束で形成されたコアバンドル（core bundle）と導電性コーティング層３２０を含み、複数の配線のそれぞれの表面には、複数の配線凹凸が形成されることができる。これについては、次の図５を介して、さらに具体的に説明する。

図５は本発明に係る太陽電池モジュールの一例に適用される配線３００の一例について説明するための図である。

図５の（a）は、配線３００の断面を示したものであり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示された配線３００からの一部を拡大した拡大図である。

図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、本発明に係るインターコネクタ用配線３００は、コアバンドル（core bundle、３１０）と導電性コーティング層３２０を含むことができる。

ここで、コアバンドル（core bundle）は、複数の導電性コア３１０が一つの束で形成することができる。このような複数の導電性コア３１０は、相対的に低い抵抗を有しており、電流の損失を最小化しながら、各太陽電池で発生したキャリアを、隣接する他の太陽電池に伝達する機能をすることができる。

このようなコア３１０の材質は、銅（ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、またはアルミニウム（Ａｌ）の内、いずれか１つで形成することができる。

さらに、コーティング層３２０は、コアバンドルの外面にコーティングされて形成されることができる。加えて、このようなコーティング層３２０は、コアバンドルの外面だけでなく、図５の（ａ）に示すように、コアバンドルの内部で複数の導電性コア３１０との間の空間を満たすことができる。

このようなコーティング層３２０は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金で形成されて、コアバンドルに含まれた複数の導電性コア３１０が一つの束で形成されるようにし、複数の導電性コア３１０の表面をコーティングして、コア３１０の酸化を防止し、配線３００を導電性接着剤を介して太陽電池の電極（１４０、１５０）に接続するとき、コアバンドルと導電性接着剤との間の接着力を確保するように機能することができる。

さらに、コアバンドル（core bundle）と導電性コーティング層３２０を含むインターコネクタ用配線３００は、複数の配線３００のそれぞれの表面に、コアバンドル（bundle）の外面形状に沿って屈曲した複数の配線凹凸（３００Ｋ）を備えることができる。

ここで、コアバンドルの外面は、複数の導電性コア３１０の束で形成されたコアバンドルを表で見たとき、コアバンドルの外表面を意味する。

このように、本発明に係る配線３００が、コアバンドル（bundle）の外面形状に沿って導電性コーティング層３２０の表面に屈曲した複数の配線凹凸（３００Ｋ）を備えることにより、次のような効果を期待することができる。

（１）配線３００で電極に接続される第１部分（３００Ｐ１）に凹凸が形成されるようにして、配線３００で電極に接続される部分の表面積を増加させることができ、これにより、配線３００と電極（１４０、１５０）との間の接着力をさらに向上させることができる。

さらに、（２）配線３００からの光が入射される第２部分３００Ｐ２に配線凹凸（３００Ｋ）が形成されるようにして、配線３００に入射される光を乱反射させて、太陽電池に再入射されるようにすることができる。これにより、太陽電池モジュールの光学的効果をさらに向上させることができ、太陽電池モジュールの効率をさらに向上させることができる。

ここで、配線３００の第１、第２部分（３００Ｐ１、３００Ｐ２）の区分は、太陽電池の電極（１４０、１５０）に接続された配線３００に基づいて判断することができる。例えば、図１〜図４に示すように、配線３００が配置される場合、第１太陽電池（Ｃ１）の第１電極１４０には、配線３００の下側部分が接続され、第２太陽電池（Ｃ２）の第２電極１５０には、配線３００の上側部分が接続することができる。

したがって、第１太陽電池（Ｃ１）に接続される配線３００では、下側部分が配線３００の第１部分（３００Ｐ１）で、上側の部分が配線３００の第２部分３００Ｐ２で定義することができ、第２太陽電池（Ｃ２）では、配線３００の上側部分が配線３００の第１部分（３００Ｐ１）で、下側の部分が配線３００の第２部分３００Ｐ２で定義することができる。

このようなコアバンドルの外面形状は、図５の（ｂ）に示すように、複数のコア３１０によって形成されるコア凹凸（３１０Ｋ）を含み、コア凹凸（３１０ Ｋ ）は、コアバンドルの外面を形成する複数のコア３１０との間で陥没し、配線３００の表面に形成された複数の配線凹凸（３００Ｋ）は、複数のコア３１０との間で陥没することがある。

即ち、ここで、コア凹凸（３１０Ｋ）は、複数のコア３１０によって形成されたコアバンドルの外面に形成された凹凸を意味し、配線凹凸（３００Ｋ）は、コアバンドルの外面にコーティングされた導電性コーティング層３２０の表面に形成された凹凸を意味する。

さらに、コアバンドルの外面とは、複数の導電性コア３１０に形成されたコアバンドルの外表面を意味する。

このようなコアバンドルの外面は、図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、複数のコア３１０との間で配線３００の中心方向に陥没することができる。すなわち、図５に示すように、各コア３１０の断面が円形である場合、円形断面を有するコア３１０の形状により、複数のコア３１０が互いに触れ合う部分に行くほど、コアバンドルの外面が中心方向に陥没されるコア凹凸（３１０Ｋ）が形成されることができる。

さらに、配線凹凸（３００Ｋ）は、コア凹凸（３１０Ｋ）の上にコーティング層３２０が形成されたとき、コーティング層３２０の表面に形成される凹凸を意味し、図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、配線凹凸（３００Ｋ）は、コア凹凸（３１０Ｋ）の形状に沿ってコーティング層３２０に形成されることがあり、したがって、配線凹凸（３００Ｋ）は、複数のコア３１０との間で陥没することができる。

もし、配線３００が、複数個のコア３１０が一つの束で形成されたコアバンドルを備えても、コーティング層３２０の厚さが相対的に厚いと、コアバンドルの外面に凹凸が形成されても、相対的に厚いコーティング層３２０により、配線３００の表面に配線凹凸（３００Ｋ）が形成されず、平坦面を有することができ、このような場合、前述のような電極に接続される部分で配線３００の表面積の増加と、配線３００の光学的効果を期待するのは難しいことがある。

しかし、本発明に係る配線３００は、コアバンドルの外面にコーティングされるコーティング層３２０の厚さを十分に薄く形成して、配線３００の表面に配線凹凸（３００Ｋ）を形成することにより、前述したような配線３００の表面積の増加および光学効果を期待することができる。

ここで、配線３００の表面積の増加と光学効果は、配線３００の表面に形成される配線凹凸（３００Ｋ）の大きさによってさらに最適化されることができ、このような配線凹凸（３００Ｋ）の大きさは、コア３１０の線幅、コア凹凸（３１０Ｋ）の大きさとコーティング層３２０の厚さによって影響を受けることができる。これに対し、注意深く見ると次の通りである。

前述したように、コア凹凸（３１０Ｋ）の形状が配線凹凸（３００Ｋ）の形状に同一または類似に現出されるようにするためにコーティング層３２０の最大厚さ（ＭＴ３２０）をコア凹凸（３１０Ｋ）の高さ（Ｈ３１０Ｋ）またはコア凹凸（３１０Ｋ）の幅（Ｗ３１０Ｋ）より小さく形成することができる。

好ましくは、コーティング層３２０の最大厚さ（ＭＴ３２０）は、コアバンドルの外面を形成するコア凹凸の高さ（Ｈ３１０Ｋ）の１/１０〜１/２に形成することができる。

図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、コアバンドルに備えられた複数のコア３１０が互いに接して形成された場合、コア凹凸（３１０Ｋ）の高さ（Ｈ３１０Ｋ）は、コア３１０の半径（ＨＲ３１０）と同じにすることができ、コア凹凸（３１０Ｋ）の幅（Ｗ３１０Ｋ）は、コア３１０の直径（Ｒ３１０）［すなわち、コア３１０の線幅］と同じで有り得る。

ここで、コーティング層３２０の最大厚さ（ＭＴ３２０）は、２つのコア３１０が互いに接する境界面、すなわち、２つのコア３１０との間からコーティング層３２０の表面までの厚さで有り得る。

しかし、図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、コアバンドルで複数個のコア３１０が互いに接して形成されず、図５の（ａ）と（ｂ）に示されたことと異なるように、コアバンドルからコアバンドルの外面を形成する複数個のコア３１０が離隔して形成され、コア凹凸（３１０Ｋ）を定義するのが難しい場合、コーティング層３２０の最大厚さ（ＭＴ３２０）は、コアバンドルの外面を形成するコア半径（ＨＲ３１０）の１/１０〜１/２に形成することができる。

さらに具体的には、コアバンドルとコーティング層３２０によって形成された配線３００の最大線幅（Ｒ３００）が２００μｍ〜５００μｍに形成される場合、一例として、コアバンドルの外面を形成するコア線幅（Ｒ３１０）［またはコア３１０の直径（Ｒ３１０）]は、７０μｍ〜１６０μｍに形成されることがあり、コーティング層３２０の最大厚さ（ＭＴ３２０）は、７μｍ〜８０μｍに形成することができる。

さらに、コーティング層３２０の平均厚さ（Ｔ３２０）は、５μｍ〜２０μｍに形成することができる。このようなコーティング層３２０の平均厚さ（Ｔ３２０）は、コア３１０の酸化を防止しながら、複数のコア３１０が一つの束で形成されたコアバンドルを形成するために、５μｍ 以上としるが、コーティング層３２０の表面に、コアバンドルの外面形状に沿って屈曲した形状がコーティング層３２０の表面に現出された配線凹凸（３００Ｋ）を形成し、コーティング層３２０の形成コストを最小化にするために、２０μｍ 以下で形成することができる。

この時、コアバンドルの外面にコーティングされるコーティング層３２０の平均厚さ（Ｔ３２０）がコア３１０の線幅（Ｔ３２０）に比べて相対的に非常に小さいため、実質的にコア凹凸（３１０Ｋ）の幅（Ｗ３１０キロ）は配線凹凸（３００Ｋ）の幅（Ｗ３００Ｋ）と同じことがある。

一例として、配線３００の表面に形成された配線凹凸（３００Ｋ）の幅（Ｗ３００Ｋ）は、７０μｍ〜１５０μｍに形成されることがあり、配線３００の表面に形成された配線凹凸（３００Ｋ）の高さ（Ｈ３００Ｋ）は、１０μｍ〜７０μｍに形成することができる。

このように、配線３００の表面に、前述したような数値範囲に配線凹凸（３００Ｋ）を形成することにより、電極（１４０、１５０）に接着される配線３００の表面積と光学的効果を最適に確保することができる。

これにより、複数の配線３００のそれぞれは、電極と接続される第１部分（３００Ｐ１）の表面に配線凹凸（３００Ｋ）を備え、配線３００の中心に基づいて第１部分（３００Ｐ１）の反対側である第２部分３００Ｐ２の表面に配線凹凸（３００Ｋ）を備えることができる。

このように、配線３００の第１部分（３００Ｐ１）の表面に配線凹凸（３００Ｋ）が形成されるようして、電極（１４０、１５０）に接続される第１部分（３００Ｐ１）の表面積を増加させ、配線３００と電極（１４０、１５０）との間の接着力をさらに向上させることができ、配線３００の第２部分３００Ｐ２の表面に配線凹凸（３００Ｋ）が形成されるようして、配線３００の第２部分（３００Ｐ２）に入射される光を反射させ、太陽電池に再入射されるようにすることができ、太陽電池モジュールの効率をさらに向上させることができる。

これまでは、本発明に係る配線３００において、コアバンドルを構成するコア３１０の断面が円形である場合を一例として説明したが、これと違ってコア３１０の断面は、他の形状を有することができ、併せて、コアバンドルにおいて複数のコア３１０の大きさは、互いに異なることもあり、コアバンドルに積層されたコア３１０の個数も前述したことと異なることがある。

以下においては、これについて、さらに具体的に説明する。

図６は、本発明に係る配線を形成するコアバンドルの積層構造とコア３１０の様々な断面形状を説明するための図であり、図７は、本発明に係る配線３００を形成するコアバンドルの他の一例を説明するための図である。

本発明に係る配線３００でコアバンドルは、複数のコア３１０が、少なくとも３つ以上の層に積層されて形成されるが、第１部分（３００Ｐ１）及び第２部分３００Ｐ２に積層されたコア３１０の個数は、第１、第２部分（３００Ｐ１、３００Ｐ２）の間に積層されたコア３１０の数より小さいことがある。

一例として、図６の（ａ）乃至（ｄ）に示すように、コアバンドルを形成する複数のコア３１０は、３つの層に積層されて形成されるが、第１部分（３００Ｐ１）と第２部分３００Ｐ２に積層されたコア３１０の個数、即ち最初の層（Ｌ１）と３番目の層（Ｌ３）に備えられたコア３１０の個数は２つであり、第１、第２部分（３００Ｐ１ 、３００Ｐ２）の間に積層されたコア３１０の個数、２番目の層（Ｌ２）に備えられたコア３１０の個数は、２つより多くの３つで有り得る。

この時、２番目の層（Ｌ２）に備えられたコア３１０の中心は、最初の層と３番目の層（Ｌ１、Ｌ３）に備えられたコア３１０の中心とすれ違い配置することができる。これにより、コアバンドル内部でコア３１０との間に形成される空間を最小化して、コアバンドルの全体的な体積を減らしながら、コアバンドルがさらに強固に形成されるようすることができる。

この時、コアバンドルを形成する各コア３１０が同じ直径を有することができ、この時、各コア３１０の断面は、図６の（ａ）に示すように、円形で有り得る。

しかし、これと違って、各コア３１０の断面は、図６の（ｂ）に示すように、楕円形であるか、または、図６の（ｃ）に示すように、６角形で有り得、以外に、図６の（ｄ）に示すように、全体的に円形の形状を有する多角形で有り得る。

さらに、図６の（ａ）乃至（ｄ）においては、コアバンドルを形成するコア３１０の直径が全て同じである場合を一例として説明したが、これと違って、図７の（ａ）に示すように、コア３１０の直径が異なるように形成されることもあり、図７の（ｂ）に示すように、コアバンドルを形成する複数のコア３１０は、５つの層（Ｌ１〜Ｌ５）に積層されて形成することもある。

さらに具体的には、図７の（ａ）に示すように、本発明に係るコアバンドルは配線３００の中心３００Ｃに位置するコア３１０Ａの直径がコアバンドルの外面を形成するコア３１０Ｂ[すなわち、コアバンドルの外郭に位置するコア］の直径より大きくすることができる。

さらに、本発明に係るコアバンドルは、図７の（ｂ）に示すように、コアバンドルを形成する複数のコア３１０が、５つの層（Ｌ１〜Ｌ５）に積層されて形成されるが、配線３００の第１部分（３００Ｐ１）及び第２部分３００Ｐ２に位置した最初の層（Ｌ１）と５番目の層（Ｌ５）のコア３１０の個数が２つで最も小さく、中間に位置する３番目の層（Ｌ３）のコア３１０の個数が４個で最も多いことがある。

図７のように、コアバンドルが形成される場合、図６と比べて、配線３００の外面に形成される凹凸の大きさをさらに微細にすることができ、配線３００の第２部分（３００Ｐ２）で乱反射をさらに大きくすることができ、配線３００の光学的効果をさらに大きくすることができる。

これまではコアバンドルとコーティング層３２０で形成された配線３００の断面形状についてのみ説明したが、以下では、このような配線３００の外形形状について説明する。

図８は、本発明に係る配線３００の外形を示す一例である。

図８の（ａ）に示すように、本発明に係るコアバンドルに備えられる複数のコア３１０は、配線３００の長さ方向に長く伸びていることができる。

このような場合、配線３００の外面に形成される配線凹凸（３００Ｋ）は、図８の（ａ）に示すように、配線３００の長さ方向（ｚ）に長く伸びている溝（groove）形状を有することができる。

または、図８の（ｂ）に示すように、本発明に係る配線３００は、コアバンドルに備えられる複数のコア３１０が配線３００の長さ方向（ｚ）と斜線方向にねじれていることがある。

このような場合、配線３００の外面に形成される配線凹凸（３００Ｋ）は、図８の（b）に示すように、配線３００の長さ方向と斜線方向に配線３００の外面に沿って回転する溝（groove）形状を有することができる。

このような本発明に係る配線３００は、図３に示すように、半導体基板１１０に形成された第１電極１４０または第２電極１５０に接続することができる。

以下の図９及び図１０においては、このような本発明の配線３００が電極に接続される構造についてさらに具体的に説明する。

図９は、本発明に係る配線３００が導電性接着剤を介して太陽電池の電極に接続される一例を説明するための図であり、図１０は、本発明に係る配線３００が導電性接着剤を介して太陽電池の電極に接続される他の一例を説明するための図である。

図９及び図１０においては、配線３００が太陽電池の第１電極１４０に接続された場合を一例として示したが、配線３００が第２電極１５０に接続される場合もこれと同じであることができる。

さらに、図９及び図１０においては、配線３００が導電性接着剤２００を介して電極（１４０、１５０）に接続された場合だけを一例として示したが、配線３００と電極（１４０、１５０）が重畳されない半導体基板１１０の領域においては、導電性接着剤２００を介して配線３００と半導体基板１１０が互いに接着することができる。

図９に示すように、配線３００が太陽電池の電極（１４０、１５０）、一例として、第１電極１４０に接続されるとき、導電性接着剤２００を介して接続されることができる。ここで、導電性接着剤２００の材質は、一例として、スズ（Ｓｎ）やスズ（Ｓｎ）合金を含むはんだペーストの形態で有り得る。

ここで、導電性接着剤２００の幅（Ｗ２００）は、配線３００の第１部分（３００Ｐ１）、すなわち、導電性接着剤２００と接続される部分に形成された配線凹凸（３００Ｋ）の幅（Ｗ３００Ｋ）より大きく、配線３００の最大線幅（Ｒ３００）（または直径）さらに小さく形成することができる。ここで、導電性接着剤２００の幅（Ｗ２００）は、配線３００の線幅方向（ｘ）、すなわち、第１方向（ｘ）への幅を意味する。

このように、本発明は、導電性接着剤２００の幅（Ｗ２００）を配線３００の第１部分（３００Ｐ１）に形成された配線凹凸（３００Ｋ）の幅（Ｗ３００Ｋ）より大きく形成することにより、配線３００と電極（１４０、１５０）が、十分な接着力と低い接触抵抗を有するようにすることができ、併せて、導電性接着剤２００の幅（Ｗ２００）を配線３００の最大線幅（Ｒ３００）より小さく形成することにより、導電性接着剤２００によって半導体基板１１０が隠れるシェーディング領域を最小化することができる。

一例として、配線３００の最大線幅（Ｒ３００）が３８０μｍ〜４８０μｍで形成された場合、導電性接着剤２００の幅（Ｗ２００）は、配線凹凸（３００Ｋ）の幅（Ｗ３００Ｋ）より小さい範囲で、一例として、３２０μｍ〜３８０μｍで形成することができる。

図９においては、導電性接着剤２００がはんだペースト形態を有する場合を一例として説明したが、これと違って導電性接着剤２００は、図１０に示すように、接着性樹脂（２００Ｓ）内に複数の導電性粒子（２００Ｐ）が分布して形成される導電性接着ペーストの形態を有することができる。

ここで、導電性接着剤２００の接着性樹脂（２００Ｓ）は、エポキシ系の樹脂、シリコン系の樹脂またはアクリル系の樹脂の内、少なくともいずれか一つの樹脂で形成することができ、導電性粒子（２００Ｐ）は、Ｎｉ、ＡｇまたはＳｎＢｉの内、少なくとも１つを含んで形成することができる。

ここで、導電性粒子（２００Ｐ）の大きさは、配線凹凸（３００Ｋ）の幅（Ｗ３００Ｋ）または高さ（Ｈ３００Ｋ）より小さいことがあり、例えば、導電性粒子（２００Ｐ）の大きさは、１μｍ〜１０μｍで形成されることができる。

このような導電性接着剤２００の接着性樹脂（２００Ｓ）により配線３００と電極（１４０、１５０）の間及び配線３００と半導体基板１１０との間の物理的な接着力が十分に確保することができる。

さらに、配線３００を太陽電池に接続させるテビン工程中、配線３００の第１部分（３００Ｐ１）に形成された配線凹凸（３００Ｋ）は、接着性樹脂（２００Ｓ）内の導電性粒子（２００Ｐ）が配線３００の外側方向に逸脱しないように保持し、導電性粒子（２００Ｐ）が配線凹凸（３００Ｋ）と電極（１４０、１５０）の間に安定的に位置するようにして、配線３００と電極（１４０，１５０）との間の接触抵抗が十分に低くなるようにすることができる。

また、導電性接着剤２００に含まれる接着性樹脂（２００Ｓ）の硬化温度は、配線３００に含まれたコーティング層３２０の融点より低いことができる。

このように、本発明は、接着性樹脂（２００Ｓ）の硬化温度が配線３００のコーティング層３２０より低い温度を有するようにして、テビン工程の内、配線３００の第１部分（３００Ｐ１）の表面に形成された配線凹凸（３００Ｋ）がその形状を維持するようにすることができ、これにより、前述したように、テビン工程中、導電性接着剤２００の導電性粒子（２００Ｐ）が配線３００の外部に離脱しないようにして、配線３００と電極（１４０、１５０）との間が十分に低い接触抵抗を持つようにすることができる。

この時、接着性樹脂（２００Ｓ）の硬化温度は、一例として、１５５℃〜１８５℃で有り得る。本発明は、導電性接着剤２００の接着性樹脂（２００Ｓ）の硬化温度が十分に低くなるようにして、テビン工程の温度を下げることができ、テビン工程中の配線３００または電極（１４０、１５０）の熱膨張ストレスに半導体基板１１０が座屈される現象を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態また、本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (20)

1. それぞれが半導体基板と、前記半導体基板の表面に形成された電極を備える複数の太陽電池と、
   前記複数の太陽電池の内、互いに隣接する複数の太陽電池を互いに電気的に接続するために前記複数の太陽電池のそれぞれに備えられた電極に導電性接着剤を介して接続される複数の配線とを含み、
   前記複数の配線のそれぞれは、複数の導電性コアが束で形成されたコアバンドル（core bundle）と、前記コアバンドルの外面をコーティングする導電性コーティング層を含み、
   前記複数の配線のそれぞれの表面には、前記コアバンドル（bundle）の外面形状に沿って屈曲した複数の配線凹凸が形成される、太陽電池モジュール。
2. 前記コアバンドルの外面には、前記複数のコアによって形成されるコア凹凸を備え、前記コア凹凸は、前記複数のコアの間で陥没し、
   前記複数の配線凹凸は、前記コーティング層の表面に形成され、前記複数のコアの間で陥没する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記コーティング層の最大厚さは、前記コア凹凸の高さまたは幅より小さい、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記コーティング層の最大厚さは、前記コアバンドルの外面に形成された前記コア凹凸の高さの１/１０〜１/２である、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記コアバンドルの外面を形成するコアの線幅は、７０μｍ〜１６０μｍであり、前記コーティング層の平均厚さは５μｍ〜２０μｍである、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記コアは、銅（ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、またはアルミニウム（Ａｌ）の内、いずれか１つで形成され、
   前記コーティング層は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金で形成される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記複数の配線のそれぞれにおいて、前記電極と接続される第１部分の表面及び前記配線の中心に基づいて、第１部分の反対側である第２部分の表面には、前記配線凹凸が形成される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記コアバンドルは、前記複数のコアが少なくとも３つ以上の層で積層されて形成され、
   前記第１部分と前記第２部分に積層されたコアの個数は、前記第１、第２部分との間に積層されたコアの個数より小さい、請求項７に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記配線の表面に形成された前記配線凹凸の幅は７０μｍ〜１５０μｍであり、
   前記配線の表面に形成された前記配線凹凸の高さは１０μｍ〜７０μｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記コアバンドルに備えられる前記複数のコアは、前記配線の長さ方向に長く伸びているか、互いにねじれている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記コアの断面は、円形、楕円形、または全体的に円形形状を有する多角形の内、少なくともいずれか一つである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
12. 前記配線の最大線幅は２００μｍ〜５００μｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
13. 前記導電性接着剤の幅は、前記導電性接着剤と接続される前記配線凹凸の幅より大きく、前記配線の最大線幅より小さい、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
14. 前記導電性接着剤の幅は３２０μｍ〜３８０μｍである、請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
15. 前記導電性接着剤は、スズ（Ｓｎ）を含むはんだペーストの形態である、又は接着性樹脂内に複数の導電性粒子が分布される導電性接着ペースト形態を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
16. 前記導電性接着剤は、接着性樹脂内に複数の導電性粒子が分布して形成された導電性接着ペーストの形態を有し、
    前記接着性樹脂は、エポキシ系の樹脂、シリコン系の樹脂またはアクリル系の樹脂の内、少なくともいずれか一つの樹脂で形成され、
    前記導電性粒子は、Ｎｉ、ＡｇまたはＳｎＢｉの内、少なくとも１つを含んで形成される、請求項１５に記載の太陽電池モジュール。
17. 前記導電性粒子の大きさは、前記配線凹凸の幅または高さより小さい、請求項１６に記載の太陽電池モジュール。
18. 前記導電性粒子の大きさは１μｍ〜１０μｍである、請求項１６に記載の太陽電池モジュール。
19. 前記導電性接着剤に含まれる前記接着性樹脂の融点は、前記配線に含まれたコーティング層の融点より低い、請求項１６に記載の太陽電池モジュール。
20. 前記接着性樹脂の硬化温度は１５５℃〜１８５℃である、請求項１６に記載の太陽電池モジュール。

Images