JP2855299B2 - Solar cell module - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、導電性基板上に形成し
た太陽電池素子を複数個集積化した太陽電池モジュール
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module in which a plurality of solar cell elements formed on a conductive substrate are integrated.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、ＣＯ2の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、ＣＯ2を排出しな
いクリーンなエネルギーの要求がますます高まってい
る。また、ＣＯ2を排出しない原子力発電も放射性廃棄
物の問題が解決されておらず、より安全性の高いクリー
ンなエネルギーが望まれている。Recently, is expected to global warming greenhouse of increased CO 2 occurs, clean energy requirements that do not emit CO 2 is increasingly. In addition, nuclear power generation that does not emit CO 2 has not solved the problem of radioactive waste, and clean energy with higher safety is desired.
【０００３】将来期待されているクリーンなエネルギー
の中でも特に太陽電池は、そのクリーンさと安全性と取
り扱い易さから期待が大きい。各種太陽電池の中で、非
晶質シリコン太陽電池や銅インジウムセレナイド太陽電
池等は大面積に製造でき、製造コストも安価であること
から熱心に研究されている。更に太陽電池のなかでも耐
衝撃性や可とう性が要求される場合、基板材にステンレ
ス等の金属基板が用いられている。[0003] Among the clean energies expected in the future, solar cells are particularly expected from the viewpoint of their cleanness, safety and ease of handling. Among various types of solar cells, amorphous silicon solar cells, copper indium selenide solar cells, and the like can be manufactured in a large area, and their manufacturing costs are low, and thus they are being studied eagerly. Furthermore, when impact resistance and flexibility are required among solar cells, a metal substrate such as stainless steel is used as a substrate material.
【０００４】上記太陽電池は、実用上数十ボルト以上の
電圧を要求されるため、隣り合う太陽電池素子の上部電
極と下部電極とを直列接続して用いられる。ここで太陽
電池を直列に接続して使用する場合、逆方向電圧の印加
により太陽電池が破壊されるのを防ぐことが必要とな
る。例えば４個の太陽電池素子のうち１個の太陽電池素
子の入射光のみがさえぎられ陰になった場合、その太陽
電池素子に起電力は生じず、他の太陽電池素子の出力電
圧の総和がこの太陽電池に逆方向電圧として加わり、素
子が破壊される危険性がある。Since the solar cell requires a voltage of several tens of volts or more in practical use, an upper electrode and a lower electrode of adjacent solar cell elements are connected in series and used. Here, when solar cells are connected in series and used, it is necessary to prevent the solar cells from being destroyed by application of a reverse voltage. For example, when only the incident light of one of the four solar cell elements is blocked and shaded, no electromotive force is generated in that solar cell element, and the sum of the output voltages of the other solar cell elements is reduced. There is a danger that the element will be destroyed by being applied as a reverse voltage to this solar cell.
【０００５】このような逆方向電圧印加を防止するに
は、各太陽電池素子に並列に逆方向電圧印加防止用バイ
パスダイオードを設置しなければならない。図４及び図
５にこのような例を示す。図４は３個の太陽電池素子２
００を直列接続したあと逆方向電圧印加防止用バイパス
ダイオード２３０を各太陽電池素子の上部電極と下部電
極に接続した概略図であり、従来例の一例である。ま
た、図５は図４におけるＸ−Ｘ´断面図である。In order to prevent such reverse voltage application, a bypass diode for preventing reverse voltage application must be installed in parallel with each solar cell element. 4 and 5 show such an example. FIG. 4 shows three solar cell elements 2
FIG. 10 is a schematic diagram in which a reverse voltage application preventing bypass diode 230 is connected to an upper electrode and a lower electrode of each solar cell element after serially connecting 00 to each other. FIG. 5 is a sectional view taken along the line XX 'in FIG.
【０００６】図２において、太陽電池素子２００は導電
性基板２１０上に金属電極層２１１、ｐｉｎ−非晶質半
導体層２１２、透明電極層２１３を順次形成してある。
これらの太陽電池素子２００は、上部電極と下部電極の
電気的な分離を完全におこなうために透明電極層２１３
の一部がエッチング剤で取り除かれた部分２１７を有
し、エッチング後、透明電極２１３上に収集電極である
グリッド電極２１４が形成されている。In FIG. 2, a solar cell element 200 has a metal electrode layer 211, a pin-amorphous semiconductor layer 212, and a transparent electrode layer 213 sequentially formed on a conductive substrate 210.
These solar cell elements 200 have a transparent electrode layer 213 in order to completely electrically separate the upper electrode and the lower electrode.
Has a portion 217 removed by an etching agent, and a grid electrode 214 as a collecting electrode is formed on the transparent electrode 213 after etching.
【０００７】さらに、グリッド電極２１４のさらなる収
集電極であるバスバー電極２１５をグリッド電極２１４
上に載置したあと、導電性接着剤２１６でグリッド電極
２１４とバスバー電極２１５を電気的に接続することに
より上部電極からの引き出し端子を得る。Further, a bus bar electrode 215, which is a further collecting electrode of the grid electrode 214, is connected to the grid electrode 214.
After being placed on the upper electrode, the grid electrode 214 and the bus bar electrode 215 are electrically connected with the conductive adhesive 216 to obtain a lead terminal from the upper electrode.
【０００８】また、バスバー電極２１５と導電性基板２
１０との電気分離を確実にするために太陽電池素子２０
０の端部とバスバー電極２１５の間に絶縁テープ２１８
を設けてある。The bus bar electrode 215 and the conductive substrate 2
Solar cell element 20 to ensure electrical isolation from
Insulating tape 218 between the end of the bus bar electrode 215 and the end of the
Is provided.
【０００９】他方下部電極からの電気的な取り出しは、
太陽電池素子２００の導電性基板の一部を露出させた部
分２２０に、スポット溶接などのような方法で接続する
ことにより形成される銅などのような導電体２１９によ
り行われる。On the other hand, electrical extraction from the lower electrode
This is performed by a conductor 219 such as copper formed by connecting to a part 220 of the solar cell element 200 where a part of the conductive substrate is exposed by a method such as spot welding.
【００１０】さらに太陽電池素子２００のバスバー電極
２１５と、隣接する太陽電池素子の導電性基板からのリ
ード用導電体２１９を接続することにより直列化したあ
と、各太陽電池素子２００のバスバー電極２１５と導電
性基板からのリード用導電体２１９の間に、逆方向電圧
印加防止用バイパスダイオード２３０が半田付け等によ
り設置されている。Further, after serialization by connecting the bus bar electrode 215 of the solar cell element 200 and the lead conductor 219 from the conductive substrate of the adjacent solar cell element, the bus bar electrode 215 of each solar cell element 200 is connected. A reverse voltage application preventing bypass diode 230 is provided between the lead conductor 219 from the conductive substrate by soldering or the like.
【００１１】しかし、上記の半田付け等により逆方向電
圧印加防止用バイパスダイオードを接続する方法は作業
が煩雑であり、また、上記逆方向電圧印加防止用バイパ
スダイオードの半田付けを太陽電池素子近傍で行うと、
半田が太陽電池素子表面に飛散して太陽電池素子を傷め
てしまい、太陽電池の品質が低下するという問題があっ
た。また、上記逆方向電圧印加防止用バイパスダイオー
ドの接続を各太陽電池素子から半田の飛散の影響がない
程度に離すと、太陽電池モジュール全体に占める発電領
域の割合が減少してしまう。However, the method of connecting the reverse voltage application preventing bypass diode by soldering or the like is complicated in work, and the soldering of the reverse voltage application preventing bypass diode is performed near the solar cell element. When you do
There is a problem that the solder scatters on the surface of the solar cell element and damages the solar cell element, thereby deteriorating the quality of the solar cell. Further, if the connection of the bypass diode for preventing reverse voltage application is separated from each solar cell element to such an extent that there is no influence of the scattering of solder, the proportion of the power generation area in the entire solar cell module is reduced.
【００１２】また、発電領域の割合を減少させないため
に、各太陽電池の上部電極と下部電極に接続される逆方
向電圧印加防止用バイパスダイオードを、バスバー電極
２１５およびリード用導電体２１９を折り曲げることに
よって太陽電池の裏面にある金属電極層２１１に接続さ
せることも可能であるが、その際、裏面の導電性基板２
１０とバスバー電極２１５や逆方向電圧印加防止用バイ
パスダイオード２３０が接触しないよう導電性基板２１
０あるいは、バスバー電極２１５および逆方向電圧印加
防止用バイパスダイオード２３０に絶縁テープなどのよ
うな絶縁材を貼り付けなければならず、その結果、材料
費が高くなってしまうという欠点があった。In order not to reduce the ratio of the power generation area, the bypass diode for preventing reverse voltage application connected to the upper electrode and the lower electrode of each solar cell is formed by bending the bus bar electrode 215 and the lead conductor 219. Can be connected to the metal electrode layer 211 on the back surface of the solar cell by using the conductive substrate 2 on the back surface.
10 so that the bus bar electrode 215 and the reverse voltage application preventing bypass diode 230 do not come in contact with each other.
0 or an insulating material such as an insulating tape must be attached to the bus bar electrode 215 and the reverse voltage application preventing bypass diode 230, resulting in a high material cost.
【００１３】次に、通常用いられている逆方向電圧印加
防止用バイパスダイオードは半田付けのためのリード線
を有しているため比較的大きな形状となってしまい、後
工程でＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などのよう
な充填材で太陽電池素子を封入した際、逆方向電圧印加
防止用バイパスダイオードの部分だけが表面から盛り上
がってしまい、太陽電池モジュールの平面性が悪くなる
という欠点があった。また、ＥＶＡなどの充填材で太陽
電池素子を封入する際、逆方向電圧印加防止用バイパス
ダイオードの近傍に気泡が残りやすく、太陽電池モジュ
ールを屋外で使用中にその気泡部分からラミネート材が
太陽電池素子から徐々にはがれてくるという欠点があっ
た。[0013] Next, a commonly used bypass diode for preventing reverse voltage application has a relatively large shape because it has a lead wire for soldering, and EVA (ethylene vinyl acetate) is used in a later step. When the solar cell element is sealed with a filler such as that described in (1), only the portion of the bypass diode for preventing reverse voltage application rises from the surface, and the flatness of the solar cell module is deteriorated. Also, when encapsulating the solar cell element with a filler such as EVA, air bubbles are likely to remain near the bypass diode for preventing application of a reverse voltage, and the solar cell module is exposed to the solar cell module when the solar cell module is used outdoors. There was a drawback that the element gradually peeled off from the element.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の従来の欠点を解決し、高品質で、安価な、長期信頼性
の高い太陽電池モジュールを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional disadvantages and to provide a high-quality, inexpensive, and long-term reliable solar cell module.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するための手段として導電性基板上に、金属電極
層、半導体層、透明電極層を順次形成した太陽電池素子
を複数個直列接続し、各太陽電池素子の上部電極と下部
電極に、逆方向電圧印加防止用バイパスダイオードを接
続した太陽電池モジュールにおいて、各太陽電池素子を
直列接続するための良導電材と逆方向電圧印加防止用バ
イパスダイオードが、予め交互に複数個接続された線状
あるいは帯状物であることを特徴とする太陽電池モジュ
ールを有する。また、前記逆方向電圧印加防止用バイパ
スダイオードの厚みが１ミリメートル以下であることを
特徴とする。According to the present invention, as a means for solving the above-mentioned problems, a plurality of solar cell elements in which a metal electrode layer, a semiconductor layer, and a transparent electrode layer are sequentially formed on a conductive substrate are connected in series. In a solar cell module with a bypass diode for preventing reverse voltage application connected to the upper and lower electrodes of each solar cell element, a good conductive material for connecting each solar cell element in series and prevention of reverse voltage application The solar cell module is characterized in that the plurality of bypass diodes for use are linear or band-shaped objects connected alternately in advance. The thickness of the reverse voltage application preventing bypass diode is 1 mm or less.
【００１６】[0016]
【作用】本発明によれば、導電性基板上に、金属電極
層、半導体層、透明電極層を順次形成した太陽電池素子
を複数個直列接続し、各太陽電池素子の上部電極と下部
電極に、逆方向電圧印加防止用バイパスダイオードを接
続した太陽電池モジュールにおいて、各太陽電池素子を
直列接続する配線と逆方向電圧印加防止用バイパスダイ
オードに、予め交互に複数個接続された線状あるいは帯
状物を用いることにより半田付けに伴う品質の低下を軽
減することができるとともに、太陽電池モジュールを製
造するさいに連続自動化が容易となる。According to the present invention, a plurality of solar cell elements in which a metal electrode layer, a semiconductor layer, and a transparent electrode layer are sequentially formed on a conductive substrate are connected in series, and the upper and lower electrodes of each solar cell element are connected. In a solar cell module to which a reverse voltage application preventing bypass diode is connected, a wire or a strip that is previously connected to a plurality of wirings that connect each solar cell element in series and a reverse voltage application preventing bypass diode is alternately connected. By using, the deterioration of quality due to soldering can be reduced, and continuous automation becomes easy when manufacturing a solar cell module.
【００１７】また、逆方向電圧印加防止用バイパスダイ
オードとして厚みが１ミリメートル以下のものを用いる
ことにより、ＥＶＡなどの充填材で太陽電池素子を封入
する際、逆方向電圧印加防止用バイパスダイオードの近
傍に気泡が残ることがなく、より信頼性の高い太陽電池
モジュールを提供することができる。Further, by using a bypass diode having a thickness of 1 mm or less as a reverse voltage application preventing bypass diode, when enclosing a solar cell element with a filler such as EVA, the vicinity of the reverse voltage application preventing bypass diode can be reduced. No more air bubbles remain, and a more reliable solar cell module can be provided.
【００１８】以下、本発明の態様を、図を参照しながら
詳細に説明する。図１に本発明の太陽電池モジュールの
概略構成図を示した。図１は太陽電池素子を３個配列し
た平面図であり、図２は直列接続用配線と逆方向電圧印
加防止用バイパスダイオードがあらかじめ交互に接続さ
れた図であり、図３は、図１と図２を接続した図であ
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a solar cell module of the present invention. 1 is a plan view in which three solar cell elements are arranged, FIG. 2 is a view in which wiring for series connection and a bypass diode for preventing reverse voltage application are alternately connected in advance, and FIG. It is the figure which connected FIG.
【００１９】図１において、太陽電池素子１００は導電
性基板上に金属電極層、ｐｉｎ−非晶質半導体層、透明
電極層を順次形成してある。また、これらの太陽電池素
子は、上部電極と下部電極の電気的な分離を完全におこ
なうために透明電極層の一部がエッチング剤で取り除か
れた部分１０６を有しており、エッチング後、透明電極
層の上に収集電極であるグリッド電極１０１が形成され
ている。In FIG. 1, a solar cell element 100 has a metal electrode layer, a pin-amorphous semiconductor layer, and a transparent electrode layer formed sequentially on a conductive substrate. In addition, these solar cell elements have a portion 106 in which a part of the transparent electrode layer is removed by an etching agent in order to completely perform electrical separation between the upper electrode and the lower electrode. A grid electrode 101 as a collecting electrode is formed on the electrode layer.
【００２０】さらに、グリッド電極１０１のさらなる収
集電極であるバスバー電極１０２をグリッド電極１０１
上に載置したあと、導電性接着剤１０７でグリッド電極
１０１とバスバー電極１０２を電気的に接続することに
より上部電極からの引き出し端子を得る。また、バスバ
ー電極１０２と導電性基板との電気分離を確実にするた
めに太陽電池素子１００の端部とバスバー電極１０２と
の間に絶縁テープ１０９を設けてある。Further, a bus bar electrode 102 which is a further collecting electrode of the grid electrode 101 is connected to the grid electrode 101.
After being placed on the upper electrode, the grid electrode 101 and the bus bar electrode 102 are electrically connected with the conductive adhesive 107 to obtain a lead terminal from the upper electrode. Further, an insulating tape 109 is provided between the end portion of the solar cell element 100 and the bus bar electrode 102 in order to ensure electrical separation between the bus bar electrode 102 and the conductive substrate.
【００２１】他方下部電極からの電気的な取り出しは太
陽電池素子１００の導電性基板の一部を露出させた部分
１０８に、スポット溶接などのような方法で接続するこ
とにより形成される銅などのような導電体１０３により
行われる。また、逆方向電圧印加防止用バイパスダイオ
ードと各太陽電池素子を直列接続する導電材は図２のよ
うに予め交互に半田等により接続しておく。On the other hand, electric extraction from the lower electrode is performed by connecting a portion of the conductive substrate of the solar cell element 100 exposing a part of the conductive substrate 108 by a method such as spot welding or the like. It is performed by such a conductor 103. The conductive material for connecting the reverse voltage application preventing bypass diode and each solar cell element in series is alternately connected in advance by soldering or the like as shown in FIG.
【００２２】さらに、図１の太陽電池素子に図２の逆方
向電圧印加防止用バイパスダイオード配線を図３のよう
に設置し、半田、あるいは溶接等により電気的に接続す
る。Further, the reverse voltage application preventing bypass diode wiring of FIG. 2 is installed on the solar cell element of FIG. 1 as shown in FIG. 3, and is electrically connected by soldering or welding.
【００２３】本発明に使用される逆方向電圧印加防止用
バイパスダイオードの性能および形状は、太陽電池素子
の大きさや起電力、使用電流、接続形態などによって決
定されるが、太陽電池モジュール表面の凹凸をなくすた
めに、できるだけ厚みがうすく、小さな形状が好まし
い。特に好ましくは、逆方向電圧印加防止用バイパスダ
イオードの厚みが０．１ミリメートル以下である。この
ような逆方向電圧印加防止用バイパスダイオードの例と
しては、チップダイオードやフラットダイオードが挙げ
られる。The performance and shape of the bypass diode for preventing reverse voltage application used in the present invention are determined by the size, electromotive force, current used, connection form, etc. of the solar cell element. In order to eliminate the problem, the shape is preferably as thin as possible and small. Particularly preferably, the thickness of the bypass diode for preventing reverse voltage application is 0.1 mm or less. Examples of such a reverse voltage application preventing bypass diode include a chip diode and a flat diode.
【００２４】本発明に０．１ミリメートル以下の逆方向
電圧印加防止用バイパスダイオードを用いた場合には、
後工程でＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などのよ
うな充填材で太陽電池素子を封入した際、逆方向電圧印
加防止用バイパスダイオードの部分だけが表面から盛り
上がり、太陽電池モジュールの平面性が悪くなる、とい
うことがなくなり、また、充填材で太陽電池素子を封入
する際、逆方向電圧印加防止用バイパスダイオードの周
辺に気泡が残るという問題を解決することも可能とな
る。また、チップダイオードやフラットダイオードと直
列接続のための導電材が連続的に交互に配列されたもの
は、帯状やテープ状にするのに適しているため、配線の
連続自動化が容易となり、製造工程の短縮およびコスト
の低減を可能にすることができる。When a bypass diode for preventing application of a reverse voltage of 0.1 mm or less is used in the present invention,
When the solar cell element is sealed with a filler such as EVA (ethylene vinyl acetate) in a later step, only the portion of the bypass diode for preventing reverse voltage application rises from the surface, and the flatness of the solar cell module deteriorates. In addition, it is possible to solve the problem that bubbles are left around the bypass diode for preventing reverse voltage application when the solar cell element is sealed with the filler. In addition, those in which conductive materials for series connection with a chip diode or a flat diode are continuously and alternately arranged are suitable for forming into a band shape or a tape shape, thereby facilitating continuous automation of wiring and a manufacturing process. And cost can be reduced.
【００２５】本発明に使用される逆方向電圧印加防止用
バイパスダイオードを接続する導電材１０５にはステン
レス、銅、Ｎｉ等の金属を用いることができるが、これ
に限定されるものではなく、ポリエステル、ポリイミ
ド、ＰＥＴ等の高分子樹脂上に上記金属を蒸着あるいは
スパッリング等により成膜して用いることもできる。The conductive material 105 for connecting the bypass diode for preventing reverse voltage application used in the present invention may be a metal such as stainless steel, copper, or Ni, but is not limited thereto. The metal can be used by depositing the above metal on a polymer resin such as polyimide, PET, or the like by vapor deposition or sputtering.
【００２６】本発明で用いられる太陽電池素子の導電性
基板はステンレススチール、アルミニウム、銅、カーボ
ンシート等があるが、好ましくはステンレス基板が使用
される。As the conductive substrate of the solar cell element used in the present invention, there are stainless steel, aluminum, copper, carbon sheet and the like, and preferably, a stainless steel substrate is used.
【００２７】本発明で用いられる基板上に設けられる金
属電極としては、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，
Ｎｉ，ＺｎＯ，Ａｌ−Ｓｉ等が用いられ、形成方法とし
ては抵抗過熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング法
等がある。The metal electrodes provided on the substrate used in the present invention include Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag,
Ni, ZnO, Al-Si, or the like is used, and examples of the formation method include resistance heating evaporation, electron beam evaporation, and sputtering.
【００２８】本発明で用いられる太陽電池素子の光起電
力層には、ｐｉｎ接合非晶質シリコン半導体、ＣｕＩｎ
Ｓｅ2／ＣｄＳ等の化合物半導体が挙げられる。上記半
導体層の形成方法としては、非晶質シリコンの場合はシ
ランガス等のプラズマＣＶＤや光ＣＶＤ等の方法で形成
され、ＣｕＩｎＳｅ2／ＣｄＳの場合は電子ビーム蒸
着、スパッタリング、電析（電解液の電気分解による析
出）等の方法で形成される。In the photovoltaic layer of the solar cell element used in the present invention, a pin junction amorphous silicon semiconductor, CuIn
Compound semiconductors such as Se 2 / CdS are exemplified. As a method of forming the semiconductor layer, amorphous silicon is formed by a method such as plasma CVD or photo-CVD using silane gas or the like, and CuInSe 2 / CdS is formed by electron beam evaporation, sputtering, electrodeposition (electrolysis of an electrolyte). (Deposition by electrolysis).
【００２９】本発明で用いられる太陽電池素子の透明電
極に用いる材料としては、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ
3−ＳｎＯ2，ＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＣｄＳｎＯ4等があり、
形成方法としては、抵抗過熱蒸着、電子ビーム蒸着、ス
パッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ法等がある。Materials used for the transparent electrode of the solar cell element used in the present invention include In 2 O 3 , SnO 2 , and In 2 O.
3- SnO 2 , ZnO, TiO 2 , CdSnO 4, etc.
Examples of the formation method include resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering, spraying, and CVD.
【００３０】本発明で用いられるグリッド電極は、たと
えば金属電極、金属と高分子バインダーが分散された導
電性電極等が挙げられるが、一般には、金属粉末と高分
子樹脂バインダーがペースト状になった金属ペーストが
もちいられている。これらの金属ペーストは通常、スク
リーン印刷法により透明電極上に形成される。これらの
金属ペーストのなかで導電率やコストを考慮すると銀ペ
ーストが好ましいがこれらに限られたものではない。Examples of the grid electrode used in the present invention include a metal electrode, a conductive electrode in which a metal and a polymer binder are dispersed, and the like. Generally, a metal powder and a polymer resin binder are formed into a paste. Metal paste is used. These metal pastes are usually formed on a transparent electrode by a screen printing method. Among these metal pastes, silver paste is preferable in consideration of conductivity and cost, but is not limited thereto.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３２】[0032]
【実施例１】本実施例では図６乃至図９に示す導電性基
板にステンレス基板を用いた非晶質シリコン太陽電池の
場合について具体的に説明する。Embodiment 1 In this embodiment, a case of an amorphous silicon solar cell using a stainless steel substrate as the conductive substrate shown in FIGS. 6 to 9 will be specifically described.
【００３３】太陽電池の製造には、まず、洗浄した厚さ
０．１ミリメートルのロール状ステンレス基板上にロー
ル・ツー・ロール法でＳｉを１％含有するＡｌをスパッ
タ法により膜厚５０００Å蒸着し、次いでＳｉＨ4，Ｐ
Ｈ3，Ｂ2Ｈ6，Ｈ2ガス等のプラズマＣＶＤにより、膜厚
４０００Åのｎ，ｉ，ｐ／ｎ，ｉ，ｐのタンデム型非晶
質シリコン層を形成した後、膜厚８００ÅのＩＴＯを抵
抗加熱蒸着で形成した。In manufacturing a solar cell, first, Al containing 1% of Si was deposited on a cleaned stainless steel substrate having a thickness of 0.1 mm by a roll-to-roll method by sputtering to a film thickness of 5000 °. , Then SiH 4 , P
After forming a 4000 nm thick n, i, p / n, i, p tandem type amorphous silicon layer by plasma CVD of H 3 , B 2 H 6 , H 2 gas or the like, an 800 nm thick ITO Was formed by resistance heating evaporation.
【００３４】次に成膜されたロール状ステンレス基板を
切断して、３枚の太陽電池素子３００を得た。次に、Ｉ
ＴＯのエッチング材（ＦｅＣｌ3，ＨＣｌ）含有ペース
トを必要とするパターンにスクリーン印刷したあと洗浄
することによりＩＴＯ層の一部を除去した部分３０１を
設け、上部電極と下部電極の電気的な分離を確実にし
た。Next, the formed rolled stainless steel substrate was cut to obtain three solar cell elements 300. Next, I
A portion 301 in which a part of the ITO layer is removed by screen-printing a pattern requiring a paste containing a TO etching material (FeCl 3 , HCl) and then cleaning is provided to electrically separate the upper electrode from the lower electrode. Sure.
【００３５】次に、各太陽電池素子の非有効発電領域の
一部のＩＴＯ層、非晶質シリコン層および裏面電極層を
グラインダーで除去し、露出させた基板面３０３を下部
電極からの取り出し部とした。次にＩＴＯ上に集電用グ
リッド電極３０２として、銀ペーストをスクリーン印刷
することにより形成した。次に基板露出面と隣接してポ
リイミドの絶縁テープ３０４を貼った。その後、太陽電
池素子３００を各太陽電池素子同志が接触しないように
並べた（図６）。Next, the ITO layer, the amorphous silicon layer and the back electrode layer in a part of the non-effective power generation area of each solar cell element are removed by a grinder, and the exposed substrate surface 303 is taken out from the lower electrode. And Next, a silver paste was screen-printed on the ITO as a current collecting grid electrode 302. Next, a polyimide insulating tape 304 was attached adjacent to the exposed surface of the substrate. Thereafter, the solar cell elements 300 were arranged so that the respective solar cell elements did not come into contact with each other (FIG. 6).
【００３６】次に、縦２．５ミリ、横２．５ミリ、高さ
０．２ミリのシリコンダイオード（ジェネラルインスト
ルメントオブタイワン社製、タイプ：ＧＰＰ）３０５を
幅５ミリ、厚さ０．１ミリの銅箔３０６ではさみ込むよ
うに半田付けし、図７に示すダイオードテープを作製し
た。ここで、ダイオードに半田付けされる部分の銅箔の
幅は１．５ミリにした。ここで作製したダイオードテー
プ（図３）を太陽電池素子図６の上に図８のように載置
したあと、露出されたステンレス基板３０３と銅箔３０
６とをスポット溶接した３０９。Next, a silicon diode (type: GPP, manufactured by General Instrument of Taiwan Co., Ltd.) 305 having a length of 2.5 mm, a width of 2.5 mm and a height of 0.2 mm has a width of 5 mm and a thickness of 0.1 mm. A 1 mm copper foil 306 was soldered so as to be sandwiched between them, thereby producing a diode tape shown in FIG. Here, the width of the portion of the copper foil to be soldered to the diode was 1.5 mm. After the diode tape (FIG. 3) manufactured here is mounted on the solar cell element FIG. 6 as shown in FIG. 8, the exposed stainless steel substrate 303 and the copper foil 30 are exposed.
No. 6 was spot-welded to 309.
【００３７】次にグリッド電極の集電用バスバー電極で
ある錫メッキ銅バスバー３０７を銀電極と直交させる形
で載置したのち、銀電極との交点に接着性銀インク３０
８を点下し、銀電極とバスバー電極を接続し、さらにバ
スバー電極３０７と銅箔３０６を半田付けにより接続し
た３１０。図９は、図８のＧ−Ｈ間の断面図である。Next, after a tin-plated copper bus bar 307, which is a current collecting bus bar electrode of the grid electrode, is placed in a form perpendicular to the silver electrode, the adhesive silver ink 30 is placed at the intersection with the silver electrode.
8, the silver electrode and the bus bar electrode were connected, and the bus bar electrode 307 and the copper foil 306 were connected by soldering 310. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line GH of FIG.
【００３８】上記のように逆方向電圧印加防止用バイパ
スダイオードと直列接続配線とを予め交互に配線しテー
プ状にすることにより、太陽電池素子表面付近での半田
付けの回数を半分に減少させることができ、また、逆方
向電圧印加防止用バイパスダイオードと直列接続用銅箔
が別工程で作製可能なため、連続自動化が容易となっ
た。As described above, the number of times of soldering near the surface of the solar cell element is reduced to half by alternately arranging the bypass diode for preventing reverse voltage application and the series connection wiring in advance and forming a tape. In addition, since the bypass diode for preventing reverse voltage application and the copper foil for series connection can be manufactured in separate steps, continuous automation is facilitated.
【００３９】[0039]
【実施例２】本実施例は、図１０乃至図１３に示す太陽
電池モジュールの例である。太陽電池素子表面と、テー
プ状の逆方向電圧印加防止用バイパスダイオードとの絶
縁として、図１１及び図１２に示すテープ状の逆方向電
圧印加防止用バイパスダイオードを絶縁樹脂封止したも
のを用いる以外は、基本的には実施例１と同様に太陽電
池モジュールを製造した。図１０乃至図１３において、
４００は太陽電池素子、４０１はＩＴＯ層の一部を除去
した部分、４０２はポリエステル樹脂であり、４０４は
グリッド電極、４０６はバスバー電極との接続のための
開孔部、４０７は、露出されたステンレス基板４０３と
直列接続用銅箔４０９をスポット溶接するための開孔部
である。また、４０８はシリコンダイオードである。さ
らに、この例では、このポリエステル樹脂には太陽電池
素子表面と接触する面に粘着材４０５がつけてある。こ
のため、太陽電池素子とダイオードテープとの位置合わ
せが簡単となった。また、ダイオード部を樹脂封止した
ため、ダイオードを水分や外力から保護することが可能
となった。Embodiment 2 This embodiment is an example of the solar cell module shown in FIGS. As the insulation between the solar cell element surface and the tape-shaped reverse voltage application preventing bypass diode, a tape-shaped reverse voltage application preventing bypass diode shown in FIGS. Manufactured a solar cell module basically in the same manner as in Example 1. In FIG. 10 to FIG.
400 is a solar cell element, 401 is a portion from which a part of the ITO layer is removed, 402 is a polyester resin, 404 is a grid electrode, 406 is an opening for connection to a bus bar electrode, and 407 is exposed. This is an opening for spot welding the stainless steel substrate 403 and the copper foil 409 for series connection. 408 is a silicon diode. Further, in this example, the polyester resin is provided with an adhesive 405 on the surface that comes into contact with the solar cell element surface. For this reason, the alignment between the solar cell element and the diode tape has been simplified. Further, since the diode portion is sealed with resin, the diode can be protected from moisture and external force.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明によれば、複数個の太陽電池素子
を直列接続する配線と逆バイアス防止用のバイパスダイ
オードを予め交互に複数個接続した線状あるいは帯状物
を用いることにより、高品質で、長期信頼性が高く、連
続自動化が容易で、したがって生産性に優れた、安価な
太陽電池の製造が可能となった。According to the present invention, high quality can be obtained by using a wire or a strip in which a plurality of solar cell elements are connected in series and a plurality of bypass diodes for preventing reverse bias are alternately connected in advance. Thus, it has become possible to manufacture an inexpensive solar cell with high long-term reliability, easy continuous automation, and thus excellent productivity.
【図１】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの上
面図である。FIG. 1 is a top view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの上
面図である。FIG. 2 is a top view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの上
面図である。FIG. 3 is a top view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図４】従来例の太陽電池モジュールの上面図である。FIG. 4 is a top view of a conventional solar cell module.
【図５】従来例の太陽電池モジュールの上面図である。FIG. 5 is a top view of a conventional solar cell module.
【図６】本発明の実施例の太陽電池モジュールの一例で
ある。FIG. 6 is an example of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施例の太陽電池モジュールの一例で
ある。FIG. 7 is an example of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施例の太陽電池モジュールの一例で
ある。FIG. 8 is an example of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施例の太陽電池モジュールの一例で
ある。FIG. 9 is an example of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の実施例の太陽電池モジュールの他の
例である。FIG. 10 is another example of the solar cell module according to the embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の実施例の太陽電池モジュールの他の
例である。FIG. 11 is another example of the solar cell module according to the embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の実施例の太陽電池モジュールの他の
例である。FIG. 12 is another example of the solar cell module according to the embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の実施例の太陽電池モジュールの他の
例である。FIG. 13 is another example of the solar cell module according to the embodiment of the present invention.
１００ 太陽電池素子 １０１ グリッド電極 １０２ バスバー電極 １０３ 銅箔 １０４ 逆方向電圧印加防止用バイパスダイオード １０５ 直列接続用銅箔 １０７ 導電性接着剤 １０９ 絶縁樹脂 ２００ 太陽電池素子 ２１０ 導電性基板 ２１１ 金属電極層 ２１２ ｐｉｎ非晶質半導体層 ２１３ 透明電極 ２１４ グリッド電極 ２１５ バスバー電極 ２１６ 導電性接着剤 ２１７ エッチング剤で取り除かれた部分 ２１８ 絶縁テープ ２１９ リード用導電体 ２２０ 導電性基板の一部を露出させた部分 ２３０ バイパスダイオード ３００ 太陽電池素子 ３０１ エッチング剤で取り除かれた部分 ３０２ グリッド電極 ３０３ 導電性基板の一部を露出させた部分 ３０４ 絶縁テープ ３０５ シリコンダイオード ３０６ 銅箔 ３０７ バスバー電極 ３０８ 接着性銀インク ３０９ スポット溶接部 ３１０ 接続部 ４００ 太陽電池素子 ４０１ エッチング剤で取り除かれた部分 ４０２ ポリエステル樹脂 ４０３ 導電性基板の一部を露出させた部分 ４０４ グリッド電極 ４０５ 粘着剤 ４０６ バスバー電極と接続のための開孔部 ４０７ 開孔部 ４０８ シリコンダイオード ４０９ 銅箔 REFERENCE SIGNS LIST 100 solar cell element 101 grid electrode 102 busbar electrode 103 copper foil 104 bypass diode for preventing reverse voltage application 105 copper foil for series connection 107 conductive adhesive 109 insulating resin 200 solar cell element 210 conductive substrate 211 metal electrode layer 212 pin Amorphous semiconductor layer 213 Transparent electrode 214 Grid electrode 215 Busbar electrode 216 Conductive adhesive 217 Part removed by etching agent 218 Insulating tape 219 Lead conductor 220 Part that exposes part of conductive substrate 230 Bypass diode Reference Signs List 300 solar cell element 301 part removed by etching agent 302 grid electrode 303 part exposing a part of conductive substrate 304 insulating tape 305 silicon diode 306 copper foil 307 busbar electrode 308 bonding Silver ink 309 Spot welded part 310 Connection part 400 Solar cell element 401 Part removed by etching agent 402 Polyester resin 403 Part exposed part of conductive substrate 404 Grid electrode 405 Adhesive 406 For connection with bus bar electrode Opening 407 Opening 408 Silicon diode 409 Copper foil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/04 H01L 31/042──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 31/04 H01L 31/042
Claims (2)
層、透明電極層を順次形成した太陽電池素子を複数個直
列接続し、各太陽電池素子の上部電極と下部電極に、逆
方向電圧印加防止用バイパスダイオードを接続した太陽
電池モジュールにおいて、各太陽電池素子を直列接続す
るための良導電材と逆方向電圧印加防止用バイパスダイ
オードが、予め交互に複数個接続された線状あるいは帯
状物であることを特徴とする太陽電池モジュール。1. A solar cell device comprising a conductive substrate, on which a metal electrode layer, a semiconductor layer and a transparent electrode layer are sequentially formed, are connected in series, and a reverse voltage is applied to an upper electrode and a lower electrode of each solar cell element. In a solar cell module to which a bypass diode for application prevention is connected, a linear or belt-like object in which a plurality of good conductive materials for connecting each solar cell element in series and bypass diodes for application of reverse voltage application are connected alternately in advance. A solar cell module, characterized in that:
オードの厚みが１ミリメートル以下であることを特徴と
する請求項１に記載の太陽電池モジュール。2. The solar cell module according to claim 1, wherein the reverse voltage application preventing bypass diode has a thickness of 1 mm or less.
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| JP4119845A JP2855299B2 (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Solar cell module |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH05291602A JPH05291602A (en) | 1993-11-05 |
| JP2855299B2 true JP2855299B2 (en) | 1999-02-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119845A Expired - Fee Related JP2855299B2 (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Solar cell module |
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|---|---|
| JP (1) | JP2855299B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696636B2 (en) | 2001-02-23 | 2004-02-24 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | By-pass rectifier element and terminal housing for solar battery modules using a by-pass rectifier element |
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1992
- 1992-04-15 JP JP4119845A patent/JP2855299B2/en not_active Expired - Fee Related
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