JP2020107758A - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽電池モジュールの製造を簡易にしながらも、耐久性の低下を抑制する技術を提供する。【解決手段】フィンガー電極６０は硬化タイプの銀ペーストにより形成される。終端配線材１８の表面に配置される第１種半田層５２の融点は、ワイヤ１４の表面に配置される第２種半田層５０の融点よりも高い。ワイヤ１４が終端配線材１８に接続される第１部分Ｐ１での第２種半田層５０の第１方向における第１幅Ｗ１は、ワイヤ１４がフィンガー電極６０に接続される第２部分Ｐ２での第２種半田層５０の第１方向における第２幅Ｗ２よりも広い。【選択図】図８

Description

本開示は、太陽電池モジュールに関し、特に太陽電池セルを含む太陽電池モジュールに関する。
太陽電池モジュールの製造を簡易にするために、一面側に複数のワイヤを取り付けたフィルムが使用される。ここで、ワイヤの周囲は、融点の低い半田によってコーティングされている。太陽電池セルの受光面にフィルムの一面側を向けながら、当該フィルムが太陽電池セルに重ね合わされる。また、太陽電池セルの裏面に別のフィルムの一面側を向けながら、当該別のフィルムが太陽電池セルに重ね合わされる。重ね合せにより形成された積層体を半田の融点よりも高い温度に加熱することによって、太陽電池セルにワイヤが接続される（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−４５４０２号公報
受光面と裏面のそれぞれに複数のワイヤが接続された太陽電池セルは、受光面側の保護部材（以下、「第１保護部材」という）と裏面側の保護部材（以下、「第２保護部材」という）との間に配置される封止部材によって封止される。このような構造において、ワイヤの接着力が弱くなると、太陽電池モジュールの耐久性が低下する。
本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールの製造を簡易にしながらも、耐久性の低下を抑制する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本開示のある態様の太陽電池モジュールは、互いに反対を向いた第１面と第２面とを有するとともに、第１面において、第１方向に延びる集電極が、第１方向に交差する第２方向に複数並べられる太陽電池セルと、隣接した２つの集電極の第２方向における間隔よりも、太陽電池セルから第２方向に離間した位置において、第１方向に延びる第１種配線材と、太陽電池セルの第１面側に配置される第１保護部材と、太陽電池セルの第２面側に配置される第２保護部材と、第１保護部材と第２保護部材との間に配置され、太陽電池セルと第１種配線材を封止する封止部材と、太陽電池セルの第１面に取り付けられるフィルムと、第２方向に延びることによって、フィルムと第１面とに挟まれて複数の集電極に接続されるとともに、第１種配線材にも接続される第２種配線材とを備える。集電極は硬化タイプの銀ペーストにより形成され、第１種配線材の表面に配置される第１種半田の融点は、第２種配線材の表面に配置される第２種半田の融点よりも高く、第２種配線材が第１種配線材に接続される第１部分での第２種半田の第１方向における第１幅は、第２種配線材が集電極に接続される第２部分での第２種半田の第１方向における第２幅よりも広い。
本開示によれば、太陽電池モジュールの製造を簡易にしながらも、耐久性の低下を抑制できる。
実施例に係る太陽電池モジュールの構造を示す平面図である。 図１の太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。 図２の太陽電池モジュールにおいて使用されるワイヤフィルムの構造を示す斜視図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図２の太陽電池セルに取り付ける前の第１フィルムと第２フィルムの構造を示す断面図である。 図２の太陽電池モジュールの構造を示す部分断面図である。 図６（ａ）−（ｂ）は、図１の太陽電池セルの構造を示す平面図である。 図７（ａ）−（ｂ）は、図１の太陽電池モジュールの構造を示す部分平面図である。 図８（ａ）−（ｄ）は、図１の太陽電池モジュールにおける第２種半田層の構造を示す図である。
本開示を具体的に説明する前に、概要を述べる。本開示の実施例は、複数の太陽電池セルがマトリックス状に配置された太陽電池モジュールに関する。太陽電池モジュールでは、第１保護部材と第２保護部材との間に封止部材が配置され、封止部材によって複数の太陽電池セルが封止される。その際、隣接した２つの太陽電池セルは、ワイヤフィルムによって接続される。ワイヤフィルムでは、２つのフィルムが複数のワイヤによって接続されており、各フィルムが隣接の太陽電池セルに貼り付けられることによって、各太陽電池セルのフィンガー電極が複数のワイヤによって接続される。つまり、ワイヤが配線材の役割を有するので、ワイヤが延びる方向に配置された複数の太陽電池セルによってストリングが形成される。このようなワイヤフィルムは、太陽電池モジュールの製造を簡易にするために使用される。
ここで、２つのフィルムのうちの１つ（以下、「第１フィルム」という）が１つの太陽電池セルの受光面に貼り付けられ、２つのフィルムのうちの残り（以下、「第２フィルム」という）が、隣接の太陽電池セルの裏面に貼り付けられる。そのため、受光面側から裏面側の方向に第１保護部材、封止部材、第２保護部材が並べられる太陽電池モジュールにワイヤフィルムを使用することによって、封止部材中に第１フィルム、太陽電池セル、第２フィルムが当該方向に並べられる。
太陽電池セルの接続をさらに詳細に説明すると、太陽電池セルの受光面と裏面のそれぞれは、透明電極により形成されており、透明電極上には、硬化タイプの銀ペーストにより形成されたフィンガー電極であって、かつ第１方向に延びるフィンガー電極が、第２方向に複数並べられる。このような太陽電池セルは、第２方向に複数に並べられ、第２方向に延びる複数のワイヤにより接続されることによって、第２方向に延びるストリングが形成される。また、複数のストリングは、第１方向に並べられる。隣接した２つのストリングのそれぞれの端部に配置された太陽電池セルは、第１方向に延びる渡り配線材により接続される。その結果、複数のストリングが接続される。
このようなワイヤフィルムを使用した太陽電池モジュールの耐久性を向上させるためには、ワイヤの接着力の向上が求められる。ワイヤの表面には、低融点の半田が配置されており、当該半田が融解されることによって、ワイヤは、複数の太陽電池セルを接続したり、太陽電池セルと渡り配線材とを接続したりする。低融点の半田に対して、硬化タイプの銀ペーストが使用されるフィンガー電極のぬれ性は、透明電極のぬれ性よりも高い。そのため、低融点の半田が融解される際に、透明電極上における低融点の半田は、よりぬれ性の高いフィンガー電極の方に引きつけられる。
本実施例では、渡り配線材の表面に高融点の半田を配置させるとともに、太陽電池セル上において隣接する２つのフィンガー電極の第２方向における間隔よりも、渡り配線材と太陽電池セルの第２方向における間隔を長くする。低融点の半田に対して、高融点の半田が使用される渡り配線材のぬれ性は、硬化タイプの銀ペーストが使用されるフィンガー電極のぬれ性よりも高い。そのため、低融点の半田が融解される際に、低融点の半田は、フィンガー電極よりも渡り配線材の方に引きつけられやすい。その結果、第１方向における低融点の半田の幅は、渡り配線材において最も広くなり、これに続いてフィンガー電極において広くなり、透明電極において最も狭くなる。これにより、渡り配線材、フィンガー電極におけるワイヤの接着力が向上する。以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含む。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。
図１は、太陽電池モジュール１００の構造を示す平面図である。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を含む直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、ｚ軸の正方向側を「受光面側」と呼び、ｚ軸の負方向側を「裏面側」と呼ぶ。また、ｙ軸方向を「第１方向」と呼ぶ場合、ｘ軸方向は「第２方向」と呼ばれる。図１は、太陽電池モジュール１００の受光面側からの平面図であるといえる。
太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、・・・、第４６太陽電池セル１０ｄｆ、ワイヤ１４、渡り配線材１６、終端配線材１８、フレーム２０と総称される第１フレーム２０ａ、第２フレーム２０ｂ、第３フレーム２０ｃ、第４フレーム２０ｄを含む。
第１フレーム２０ａは、ｘ軸方向に延び、第２フレーム２０ｂは、第１フレーム２０ａのｘ軸の正方向側端からｙ軸の負方向に延びる。また、第３フレーム２０ｃは、第２フレーム２０ｂのｙ軸の負方向側端からｘ軸の負方向に延び、第４フレーム２０ｄは、第３フレーム２０ｃのｘ軸の負方向側端と第１フレーム２０ａのｘ軸の負方向側端とを結ぶ。フレーム２０は、太陽電池モジュール１００の外周を囲んでおり、アルミニウム等の金属で形成される。ここで、第１フレーム２０ａ、第３フレーム２０ｃは、第２フレーム２０ｂ、第４フレーム２０ｄよりも長いので、太陽電池モジュール１００は、ｙ軸方向よりもｘ軸方向に長い矩形状を有する。太陽電池モジュール１００の形状はこれに限定されない。
複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。特に、太陽電池セル１０は、受光面において吸収した光から起電力を発生するとともに、裏面において吸収した光からも光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されている。また、太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面において、四角形の形状を有するが、その他の形状、例えば、八角形の形状を有してもよい。図１では省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｙ軸方向に延びる複数のフィンガー電極が備えられる。フィンガー電極は集電極である。
複数の太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面上にマトリックス状に配列される。ここでは、ｘ軸方向に６つの太陽電池セル１０が並べられる。ｘ軸方向に並んで配置される６つの太陽電池セル１０は、ワイヤ１４によって直列に接続され、１つのストリング１２が形成される。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、・・・、第１６太陽電池セル１０ａｆが接続されることによって、第１ストリング１２ａが形成される。また、第２ストリング１２ｂから第４ストリング１２ｄも同様に形成される。その結果、４つのストリング１２がｙ軸方向に平行に並べられる。ここでは、ｘ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数が、ｙ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数よりも多い。ストリング１２に含まれる太陽電池セル１０の数は「６」に限定されず、ストリング１２の数は「４」に限定されない。
ストリング１２を形成するために、ワイヤ１４は、ｘ軸方向に隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のフィンガー電極と、他方の裏面側のフィンガー電極とを接続する。例えば、隣接した第１１太陽電池セル１０ａａと第１２太陽電池セル１０ａｂとを接続するための５つのワイヤ１４は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側のフィンガー電極と第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面側のフィンガー電極とを電気的に接続する。ワイヤ１４の数は「５」に限定されない。ワイヤ１４と太陽電池セル１０との接続については後述する。
渡り配線材１６は、ｙ軸方向に延びて、互いに隣接する２つのストリング１２を電気的に接続する。例えば、第１ストリング１２ａのｘ軸の正方向側端に位置する第１６太陽電池セル１０ａｆと、第２ストリング１２ｂのｘ軸の正方向側端に位置する第２６太陽電池セル１０ｂｆは、渡り配線材１６によって電気的に接続される。さらに、第２ストリング１２ｂと第３ストリング１２ｃは、ｘ軸の負方向側において渡り配線材１６によって電気的に接続されるとともに、第３ストリング１２ｃと第４ストリング１２ｄは、ｘ軸の正方向側において渡り配線材１６によって電気的に接続される。その結果、複数のストリング１２は、渡り配線材１６によって直列に接続される。
第１ストリング１２ａのｘ軸の負方向側端における第１１太陽電池セル１０ａａには、渡り配線材１６が接続されておらず、その代わりに終端配線材１８が接続される。第４ストリング１２ｄのｘ軸の負方向側端における第４１太陽電池セル１０ｄａにも終端配線材１８が接続される。各終端配線材１８には、図示しない取出し配線材が接続される。取出し配線材は、複数の太陽電池セル１０において発電した電力を太陽電池モジュール１００外に取り出すための配線材である。ここで、渡り配線材１６、終端配線材１８を「第１種配線材」と呼ぶ場合、ワイヤ１４は「第２種配線材」と呼ばれる。
図２は、太陽電池モジュール１００の構造を示すｘ軸に沿った断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。太陽電池モジュール１００は、第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃ、ワイヤ１４、第１保護部材３０、第１封止部材３２、第２封止部材３４、第２保護部材３６、第１フィルム４０、第２フィルム４２、第１接着剤４４、第２接着剤４６を含む。図２の上側が受光面側に相当し、下側が裏面側に相当する。
第１保護部材３０は、太陽電池モジュール１００の受光面側に配置されており、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。また、太陽電池モジュール１００は、ｘ−ｙ平面において、フレーム２０に囲まれるような矩形状を有する。第１保護部材３０には、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用される。第１保護部材３０によって太陽電池モジュール１００の機械的強度が高くされる。
第１封止部材３２は、第１保護部材３０の裏面側に積層される。第１封止部材３２は、第１保護部材３０と太陽電池セル１０との間に配置されて、これらを接着する。第１封止部材３２として、例えば、ポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。熱硬化性樹脂が使用されてもよい。第１封止部材３２は、透光性を有するとともに、第１保護部材３０におけるｘ−ｙ平面と略同一寸法の面を有するシート材によって形成される。
第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃは、第１保護部材３０の裏面側に積層される。各太陽電池セル１０は、ｚ軸の正方向側に受光面２２を向け、ｚ軸の負方向側に裏面２４を向けて配置される。受光面２２を「第１面」と呼ぶ場合、裏面２４は「第２面」と呼ばれる。太陽電池セル１０の受光面２２には、ワイヤ１４、第１接着剤４４、第１フィルム４０が配置され、太陽電池セル１０の裏面２４には、ワイヤ１４、第２接着剤４６、第２フィルム４２が配置される。ここでは、太陽電池セル１０に対するワイヤ１４、第１フィルム４０、第２フィルム４２の配置を説明するために、図３を使用する。
図３は、太陽電池モジュール１００において使用されるワイヤフィルム９０の構造を示す斜視図である。ワイヤフィルム９０は、ワイヤ１４、第１フィルム４０、第２フィルム４２、第１接着剤４４、第２接着剤４６を含む。第１フィルム４０は、隣接した２つの太陽電池セル１０の一方、例えば、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２側に配置される。第１フィルム４０における第１３太陽電池セル１０ａｃ側の面には第１接着剤４４が配置され、第１接着剤４４には複数のワイヤ１４が配置される。第１接着剤４４は、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２に第１フィルム４０を接着可能である。
第２フィルム４２は、隣接した２つの太陽電池セル１０の他方、例えば、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４側に配置される。第２フィルム４２における第１２太陽電池セル１０ａｂ側の面には第２接着剤４６が配置され、第２接着剤４６には複数のワイヤ１４が配置される。第２接着剤４６は、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４に第２フィルム４２を接着可能である。
このような構造を有するワイヤフィルム９０は、太陽電池モジュール１００の製造とは別に予め製造されている。太陽電池モジュール１００を製造する際、第１接着剤４４が第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２に接着され、第２接着剤４６が第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４に接着される。このような接着により、ワイヤ１４は、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２におけるフィンガー電極（図示せず）と、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４におけるフィンガー電極（図示せず）とを電気的に接続する。
ここでは、図３に示された第１フィルム４０と第２フィルム４２との構造をさらに説明する。図４（ａ）−（ｂ）は、太陽電池セル１０に取り付ける前の第１フィルム４０と第２フィルム４２の構造を示す断面図である。特に、図４（ａ）は、図２の第１２太陽電池セル１０ａｂの近傍をｙ軸に沿って切断した場合の断面図であり、かつ第１２太陽電池セル１０ａｂに第１フィルム４０と第２フィルム４２とを貼り付ける前の断面図である。図２に示されるように、図４（ａ）に示される第１フィルム４０と第２フィルム４２は、互いに異なったワイヤフィルム９０に含まれる。
第１フィルム４０は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の透明な樹脂フィルムで構成される。第１フィルム４０は、ｘ−ｙ平面において、太陽電池セル１０の大きさ以下となる大きさの矩形状を有する。第１フィルム４０の裏面側に配置される第１接着剤４４には、例えば、ポリオレフィンが使用されるが、ＥＶＡが使用されてもよい。第１接着剤４４は、ｘ−ｙ平面において、第１フィルム４０と同等の形状を有する。第１接着剤４４の裏面側には、複数のワイヤ１４が配置される。
図４（ｂ）は、図４（ａ）と同一方向におけるワイヤ１４の断面図である。ワイヤ１４は円筒形状で延びており、円形の断面を有する。ワイヤ１４は、１００〜５００μｍ、好ましくは３００μｍの直径を有するので、太陽電池モジュールに一般的に使用されるタブ線の幅１〜２ｍｍよりも細い。ワイヤ１４の外周には、厚みが５μｍから３０μｍの第２種半田層５０によるコーティングがなされる。第２種半田層５０は、融点の低い半田により形成されており、例えば、当該半田は、スズ−銀−ビスマスの組成を有する。その場合、第２種半田層５０の融点は約１４０℃である。図４（ａ）に戻る。ここでは、一例として、５本のワイヤ１４が示されるが、一般的にワイヤ１４の本数は１０〜２０本とされ、太陽電池モジュールに一般的に使用されるタブ線の数本よりも多い。
第２フィルム４２は、第１フィルム４０と同様に構成される。第２フィルム４２の受光側に配置される第２接着剤４６には、第１接着剤４４と同様に、例えば、ポリオレフィンまたはＥＶＡが使用される。第２接着剤４６は、ｘ−ｙ平面において、第２フィルム４２と同等の形状を有する。第２接着剤４６の受光面側には、複数のワイヤ１４が配置される。ワイヤ１４の構造は図４（ｂ）のように示される。図２に戻る。
他の太陽電池セル１０に対しても第１フィルム４０と第２フィルム４２が接着されることによって、図１に示すようなストリング１２が形成される。第２封止部材３４は、第１封止部材３２の裏面側に積層される。第２封止部材３４は、第１封止部材３２との間で、複数の太陽電池セル１０、ワイヤ１４、渡り配線材１６、終端配線材１８、第１フィルム４０、第２フィルム４２等を封止する。第２封止部材３４には、第１封止部材３２と同様のものを用いることができる。また、ラミネート・キュア工程における加熱によって、第２封止部材３４は第１封止部材３２と一体化される。
第２保護部材３６は、第１保護部材３０に対向するように、第２封止部材３４の裏面側に積層される。第２保護部材３６は、バックシートとして太陽電池モジュール１００の裏面側を保護する。第２保護部材３６としては、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン)等の樹脂フィルム、Ａｌ箔をポリオレフィン等の樹脂フィルムで挟んだ構造を有する積層フィルムなどが使用される。
図５は、図４（ａ）と同一方向における太陽電池モジュール１００の構造を示す部分断面図である。第１保護部材３０は、第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面２２側に配置され、第２保護部材３６は、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４側に配置される。第１封止部材３２と第２封止部材３４は、ラミネート・キュア工程において一体化され、一体化された封止部材は、第１保護部材３０と第２保護部材３６との間に配置され、第１２太陽電池セル１０ａｂを含む複数の太陽電池セル１０、図示しない渡り配線材１６、終端配線材１８を封止する。
第１フィルム４０は、図４（ａ）の第１接着剤４４による接着により、第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面２２に取り付けられる。第１フィルム４０と受光面２２との間には複数のワイヤ１４が挟まれ、複数のワイヤ１４は、第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面２２上の複数のフィンガー電極（図示せず）に接続される。第２フィルム４２は、図４（ａ）の第２接着剤４６による接着により、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４に取り付けられる。第２フィルム４２と裏面２４との間には複数のワイヤ１４が挟まれ、複数のワイヤ１４は、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４上の複数のフィンガー電極（図示せず）に接続される。複数のワイヤ１４と、第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面２２上の複数のフィンガー電極との接続は、第２種半田層５０が溶融せずに、第２種半田層５０とフィンガー電極とが直接接触する構造であってもよい。
図６（ａ）−（ｂ）は、太陽電池セル１０の構造を示す平面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）の第１２太陽電池セル１０ａｂを受光面２２側から見た場合の平面図である。受光面２２には、ｙ軸方向に延びる複数のフィンガー電極６０がｘ軸方向に並べられる。複数のフィンガー電極６０と交差するように、複数のワイヤ１４がｘ軸の負方向側から受光面２２上に延びてくる。複数のワイヤ１４は第１フィルム４０と受光面２２との間に挟まれる。第１フィルム４０は受光面２２よりも小さくされる。図６（ｂ）は、図５（ａ）の第１２太陽電池セル１０ａｂを裏面２４側から見た場合の平面図である。裏面２４には、ｙ軸方向に延びる複数のフィンガー電極６０がｘ軸方向に並べられる。裏面２４におけるフィンガー電極６０の数は、受光面２２におけるフィンガー電極６０の数より多くてもよい。その際、裏面２４において隣接するフィンガー電極６０の間隔は、受光面２２において隣接するフィンガー電極６０の間隔より狭くされる。複数のフィンガー電極６０と交差するように、複数のワイヤ１４がｘ軸の正方向側から受光面２２上に延びてくる。複数のワイヤ１４は第２フィルム４２と裏面２４との間に挟まれる。第２フィルム４２は裏面２４よりも小さくされる。
以下では、ストリング１２の端部に配置される太陽電池セル１０について説明する。この太陽電池セル１０は、渡り配線材１６あるいは終端配線材１８に隣接する太陽電池セル１０であるともいえる。図７（ａ）−（ｂ）は、太陽電池モジュール１００の構造を示す部分平面図である。図７（ａ）は、図１の第１１太陽電池セル１０ａａと終端配線材１８の近傍を示す図である。前述のごとく、第１１太陽電池セル１０ａａの受光面２２において、ｙ軸方向に延びるフィンガー電極６０がｘ軸方向に複数並べられる。また、ｘ軸方向に延びるワイヤ１４が、ｙ軸方向に複数並べられながら、複数のフィンガー電極６０のそれぞれに接続される。一例として、ワイヤ１４の数はこれまでよりも多く示される。これらのワイヤ１４は第１フィルム４０に取り付けられている。
このような構造において、複数のワイヤ１４と第１フィルム４０は、第１１太陽電池セル１０ａａの受光面２２からｘ軸の負方向に向かって、終端配線材１８の受光面側の表面に重なる位置まで延びる。そこで、複数のワイヤ１４は、第１フィルム４０と終端配線材１８とに挟まれて、終端配線材１８の受光面側の表面に接続される。図１の第３１太陽電池セル１０ｃａと渡り配線材１６の接続は、図７（ａ）と同じ構造であり、図１の第２６太陽電池セル１０ｂｆと渡り配線材１６の接続、第４６太陽電池セル１０ｄｆと渡り配線材１６の接続は、図７（ａ）を左右反転させた構造である。
図７（ｂ）は、図１の第１６太陽電池セル１０ａｆと渡り配線材１６の近傍を示す図である。第１６太陽電池セル１０ａｆの受光面２２において、複数のフィンガー電極６０、複数のワイヤ１４、第１フィルム４０は、図７（ａ）と同様に配置される。このような構造において、第１６太陽電池セル１０ａｆの裏面２４からの複数の第１フィルム４０がｘ軸の正方向に向かって、渡り配線材１６の受光面側の表面に重なる位置まで延びる。そこで、複数のワイヤ１４は、フィルム４８と渡り配線材１６とに挟まれて、渡り配線材１６の受光面側の表面に接続される。フィルム４８は、第１フィルム４０と同様の構造を有するが、渡り配線材１６に応じたサイズを有する。図１の第３６太陽電池セル１０ｃｆと渡り配線材１６の接続は、図７（ｂ）と同じ構造であり、図１の第２１太陽電池セル１０ｂａと渡り配線材１６の接続、第４１太陽電池セル１０ｄａと終端配線材１８の接続は、図７（ｂ）を左右反転させた構造である。
図８（ａ）−（ｄ）は、太陽電池モジュール１００における第２種半田層５０の構造を示す。図８（ａ）は、図７（ａ）と同様の第１１太陽電池セル１０ａａと終端配線材１８の近傍を示すが、第１１太陽電池セル１０ａａと終端配線材１８の一部を示す拡大図である。ここで、第１フィルム４０は省略される。太陽電池セル１０の受光面２２は透明電極により形成されるとともに、受光面２２上に配置される複数のフィンガー電極６０は硬化タイプの銀ペーストにより形成される。硬化タイプの銀ペーストは、２００〜３００℃で硬化する樹脂を含む。一方、終端配線材１８の受光面側の表面には、第１種半田層５２が配置される。第１種半田層５２は、第２種半田層５０よりも融点の高い半田により形成されており、例えば、当該半田は、スズ−銀−銅の組成の組成を有する。その場合、第１種半田層５２の融点は約２２０℃である。ここで、終端配線材１８と第１１太陽電池セル１０ａａとのｘ軸方向における間隔であって、かつ最短の間隔は、第１間隔Ｄ１と示される。また、隣接した２つのフィンガー電極６０のｘ軸方向における間隔は、第２間隔Ｄ２と示される。第１間隔Ｄ１の一例は３〜５ｍｍであり、第２間隔Ｄ２の一例は２ｍｍである。つまり、第１間隔Ｄ１は第２間隔Ｄ２よりも大きくされる。
ここで、複数のフィンガー電極６０として用いられる硬化タイプの銀ペーストは、導電性フィラー、バインダ樹脂、および溶剤等の添加剤を含有する。導電性フィラーには、例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属粒子やカーボン、またはこれらの混合物などが用いられる。これらのうち、Ａｇ粒子が好適である。バインダ樹脂は、熱硬化型樹脂であることが好ましい。未硬化状態のバインダ樹脂は、室温において、溶剤に可溶な固状、あるいは液状またはペースト状（半固状）である。バインダ樹脂には、例えば、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂など、またはこれらの混合物が用いられる。これらのうち、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂が好適であり、エポキシ系樹脂が特に好適である。また、導電性ペーストＡ，Ｂには、必要に応じてバインダ樹脂に対応する硬化剤が含まれる。添加剤としては、溶剤の他に、レオロジー調整剤、可塑剤、分散剤、消泡剤等が例示できる。
図８（ｂ）は、図８（ａ）の第１部分Ｐ１における断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）の第２部分Ｐ２における断面図であり、図８（ｄ）は、図８（ａ）の第３部分Ｐ３における断面図である。これらでは、図の左側が受光面側に相当し、図の右側が裏面側に相当する。図８（ｂ）における第１部分Ｐ１は、ワイヤ１４が終端配線材１８に接続される部分である。終端配線材１８の受光面側には、第１種半田層５２が配置され、第１種半田層５２には、ワイヤ１４が第２種半田層５０により接続される。また、第１種半田層５２、第２種半田層５０、ワイヤ１４を覆うように第１フィルム４０が配置される。
図８（ｃ）における第２部分Ｐ２は、ワイヤ１４がフィンガー電極６０に接続される部分である。第１１太陽電池セル１０ａａの受光面２２には、フィンガー電極６０が配置され、フィンガー電極６０には、ワイヤ１４が第２種半田層５０により接続される。また、フィンガー電極６０、第２種半田層５０、ワイヤ１４を覆うように第１フィルム４０が配置される。図８（ｄ）における第３部分Ｐ３は、ワイヤ１４が受光面２２、つまり透明電極に接触される部分である。第１１太陽電池セル１０ａａの受光面２２には、ワイヤ１４が第２種半田層５０により接続される。また、受光面２２、第２種半田層５０、ワイヤ１４を覆うように第１フィルム４０が配置される。
前述のごとく、第２種半田層５０に対して、硬化タイプの銀ペーストが使用されるフィンガー電極６０のぬれ性は、受光面２２での透明電極のぬれ性よりも高い。そのため、第２種半田層５０が融解される際に、透明電極上における第２種半田層５０は、よりぬれ性の高いフィンガー電極６０の方に引きつけられる。その結果、図８（ｃ）に示される第２部分Ｐ２での第２種半田層５０のｙ軸方向における第２幅Ｗ２は、図８（ｄ）に示される第３部分Ｐ３での第２種半田層５０のｙ軸方向における第３幅Ｗ３よりも広い。
また、第２種半田層５０に対して、第１種半田層５２が使用される終端配線材１８のぬれ性は、硬化タイプの銀ペーストが使用されるフィンガー電極６０のぬれ性よりも高い。そのため、第２種半田層５０が融解される際に、第２種半田層５０は、フィンガー電極６０よりも終端配線材１８の方に引きつけられやすい。さらに、図８（ａ）に示されるように、第２間隔Ｄ２よりも第１間隔Ｄ１の方が長くされる。そのため、フィンガー電極６０に引きつけられる第２種半田層５０の量よりも、終端配線材１８に引きつけられる第２種半田層５０の量の方が多くなる。その結果、図８（ｂ）に示される第１部分Ｐ１での第２種半田層５０のｙ軸方向における第１幅Ｗ１は、図８（ｃ）に示される第２幅Ｗ２よりも広い。
これをまとめると、ｙ軸方向における第２種半田層５０の幅は、終端配線材１８において最も広くなる。次に、第２種半田層５０の幅は、フィンガー電極６０において広くなる。さらに、第２種半田層５０の幅は、透明電極において最も狭くなる。これにより、終端配線材１８、フィンガー電極６０におけるワイヤ１４の接着力が向上する。以上の説明は、終端配線材１８の代わりに渡り配線材１６であっても同一である。
以下では、太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。まず、隣接した２つの太陽電池セル１０を接続するために、図３に示されるワイヤフィルム９０が用意される。隣接した２つの太陽電池セル１０の一方にワイヤフィルム９０の第１フィルム４０を重ね合わせるとともに、隣接した２つの太陽電池セル１０の他方にワイヤフィルム９０の第２フィルム４２を重ね合わせることによって、ストリング１２が生成される。さらに、ストリング１２の両端には、渡り配線材１６と終端配線材１８の一方がワイヤ１４を介して取り付けられる。ｚ軸の正方向から負方向に向かって、第１保護部材３０、第１封止部材３２、ストリング１２および渡り配線材１６および終端配線材１８、第２封止部材３４、第２保護部材３６が順に重ね合わせられることによって、積層体が生成される。
これに続いて、積層体に対して、ラミネート・キュア工程がなされる。この工程では、積層体から空気を抜き、加熱、加圧して、積層体を一体化する。ラミネート・キュア工程における真空ラミネートでは、温度が前述のごとく、５０〜１４０℃程度に設定される。この温度は、第２種半田層５０の融点よりも高く、かつ第１種半田層５２の融点よりも低い温度である。さらに、第２保護部材３６に対して、端子ボックスが接着剤にて取り付けられる。
本実施例によれば、フィンガー電極６０は硬化タイプの銀ペーストにより形成され、第１種半田層５２の融点は、第２種半田層５０の融点よりも高くされるので、フィンガー電極６０よりも渡り配線材１６、終端配線材１８に第２種半田層５０を引きつけさせることができる。また、フィンガー電極６０よりも渡り配線材１６、終端配線材１８に第２種半田層５０を引きつけさせるので、第１部分Ｐ１での第２種半田層５０の第１幅Ｗ１を、第２部分Ｐ２での第２種半田層５０の第２幅Ｗ２よりも広くできる。
また、隣接した２つのフィンガー電極６０の間の第２間隔Ｄ２よりも、太陽電池セル１０と渡り配線材１６、終端配線材１８との間の第１間隔Ｄ１を広くするので、渡り配線材１６、終端配線材１８に引きつけられる第２種半田層５０の量を増加できる。また、渡り配線材１６、終端配線材１８に引きつけられる第２種半田層５０の量が増加されるので、第１部分Ｐ１での第２種半田層５０の第１幅Ｗ１を、第２部分Ｐ２での第２種半田層５０の第２幅Ｗ２よりも広くできる。また、第１部分Ｐ１での第２種半田層５０の第１幅Ｗ１を、第２部分Ｐ２での第２種半田層５０の第２幅Ｗ２よりも広くするので、渡り配線材１６、終端配線材１８におけるワイヤ１４の接着力を向上できる。また、渡り配線材１６、終端配線材１８におけるワイヤ１４の接着力が向上するので、耐久性の低下を抑制できる。また、複数の太陽電池セル１０を接続するためにワイヤフィルム９０を使用するので、太陽電池モジュール１００の製造を簡易にできる。
また、第１フィルム４０は第２方向に延び、ワイヤ１４は、第１フィルム４０と渡り配線材１６、終端配線材１８とに挟まれて渡り配線材１６、終端配線材１８に接続されるので、太陽電池モジュール１００の製造をより簡易にできる。また、第１種半田層５２は、スズ−銀−銅の組成を有し、第２種半田層５０は、スズ−銀−ビスマスの組成を有するので、第１種半田層５２の融点を第２種半田層５０の融点よりも高くできる。
また、太陽電池セル１０の受光面２２には透明電極が配置されるので、透明電極よりもフィンガー電極６０に第２種半田層５０を引きつけさせることができる。また、透明電極よりもフィンガー電極６０に第２種半田層５０を引きつけさせるので、第２幅Ｗ２を、第３部分Ｐ３での第２種半田層５０の第３幅Ｗ３よりも広くできる。また、第２幅Ｗ２を、第３部分Ｐ３での第２種半田層５０の第３幅Ｗ３よりも広くするので、フィンガー電極６０におけるワイヤ１４の接着力を向上できる。また、フィンガー電極６０におけるワイヤ１４の接着力が向上するので、耐久性の低下を抑制できる。
本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の太陽電池モジュール１００は、互いに反対を向いた受光面２２と裏面２４とを有するとともに、受光面２２において、第１方向に延びるフィンガー電極６０が、第１方向に交差する第２方向に複数並べられる太陽電池セル１０と、隣接した２つのフィンガー電極６０の第２方向における間隔よりも、太陽電池セル１０から第２方向に離間した位置において、第１方向に延びる渡り配線材１６、終端配線材１８と、太陽電池セル１０の受光面２２側に配置される第１保護部材３０と、太陽電池セル１０の裏面２４側に配置される第２保護部材３６と、第１保護部材３０と第２保護部材３６との間に配置され、太陽電池セル１０と渡り配線材１６、終端配線材１８を封止する第１封止部材３２、第２封止部材３４と、太陽電池セル１０の受光面２２に取り付けられる第１フィルム４０と、第２方向に延びることによって、第１フィルム４０と受光面２２とに挟まれて複数のフィンガー電極６０に接続されるとともに、渡り配線材１６、終端配線材１８にも接続されるワイヤ１４とを備える。フィンガー電極６０は硬化タイプの銀ペーストにより形成され、渡り配線材１６、終端配線材１８の表面に配置される第１種半田層５２の融点は、ワイヤ１４の表面に配置される第２種半田層５０の融点よりも高く、ワイヤ１４が渡り配線材１６、終端配線材１８に接続される第１部分Ｐ１での第２種半田層５０の第１方向における第１幅Ｗ１は、ワイヤ１４がフィンガー電極６０に接続される第２部分Ｐ２での第２種半田層５０の第１方向における第２幅Ｗ２よりも広い。
第１フィルム４０は第２方向に延び、ワイヤ１４は、第１フィルム４０と渡り配線材１６、終端配線材１８とに挟まれて渡り配線材１６、終端配線材１８に接続されてもよい。
第１種半田層５２は、スズ−銀−銅の組成を有してもよい。第２種半田層５０は、スズ−銀−ビスマスの組成を有してもよい。
太陽電池セル１０の受光面２２には透明電極が配置され、第２幅Ｗ２は、ワイヤ１４が透明電極に接触される第３部分Ｐ３での第２種半田層５０の第１方向における第３幅Ｗ３よりも広い。
以上、本開示について、実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
１０ 太陽電池セル、 １２ ストリング、 １４ ワイヤ（第２種配線材）、 １６ 渡り配線材（第１種配線材）、 １８ 終端配線材（第１種配線材）、 ２０ フレーム、 ２２ 受光面（第１面）、 ２４ 裏面（第２面）、 ３０ 第１保護部材、 ３２ 第１封止部材（封止部材）、 ３４ 第２封止部材（封止部材）、 ３６ 第２保護部材、 ４０ 第１フィルム（フィルム）、 ４２ 第２フィルム、 ４４ 第１接着剤、 ４６ 第２接着剤、 ５０ 第２種半田層（第２種半田）、 ５２ 第１種半田層（第１種半田）、 ６０ フィンガー電極（集電極）、 ９０ ワイヤフィルム、 １００ 太陽電池モジュール。

Claims (4)

  1. 互いに反対を向いた第１面と第２面とを有するとともに、前記第１面において、第１方向に延びる集電極が、前記第１方向に交差する第２方向に複数並べられる太陽電池セルと、
    隣接した２つの前記集電極の前記第２方向における間隔よりも、前記太陽電池セルから前記第２方向に離間した位置において、前記第１方向に延びる第１種配線材と、
    前記太陽電池セルの前記第１面側に配置される第１保護部材と、
    前記太陽電池セルの前記第２面側に配置される第２保護部材と、
    前記第１保護部材と前記第２保護部材との間に配置され、前記太陽電池セルと前記第１種配線材を封止する封止部材と、
    前記太陽電池セルの前記第１面に取り付けられるフィルムと、
    前記第２方向に延びることによって、前記フィルムと前記第１面とに挟まれて複数の前記集電極に接続されるとともに、前記第１種配線材にも接続される第２種配線材とを備え、
    前記集電極は硬化タイプの銀ペーストにより形成され、
    前記第１種配線材の表面に配置される第１種半田の融点は、前記第２種配線材の表面に配置される第２種半田の融点よりも高く、
    前記第２種配線材が前記第１種配線材に接続される第１部分での前記第２種半田の前記第１方向における第１幅は、前記第２種配線材が前記集電極に接続される第２部分での前記第２種半田の前記第１方向における第２幅よりも広いことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記フィルムは前記第２方向に延び、
    前記第２種配線材は、前記フィルムと前記第１種配線材とに挟まれて前記第１種配線材に接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記第１種半田は、スズ−銀−銅の組成を有し、
    前記第２種半田は、スズ−銀−ビスマスの組成を有する請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記太陽電池セルの前記第１面には透明電極が配置され、
    前記第２幅は、前記第２種配線材が前記透明電極に接触される第３部分での前記第２種半田の前記第１方向における第３幅よりも広いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
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