JP2951063B2 - 集積型太陽電池モジュール - Google Patents

集積型太陽電池モジュール

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JP2951063B2 JP3253867A JP25386791A JP2951063B2 JP 2951063 B2 JP2951063 B2 JP 2951063B2 JP 3253867 A JP3253867 A JP 3253867A JP 25386791 A JP25386791 A JP 25386791A JP 2951063 B2 JP2951063 B2 JP 2951063B2
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隆司 大川
昌佳 前羽
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積型太陽電池モジュ
ールに関し、特に大きな電流を取り出すに適した電力用
太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】大きな電流を取出す必要のある電力用太
陽電池は、隣接する太陽電池素子の側縁どうしを直列に
接続することによって、内部抵抗が小さくなるようにし
ている。それを量産化する一つの方法として図15・図
16に示すような方法が実施されている。この方法は、
ガラス基板1上に複数の透明電極層2‥をパターニング
形成した後、この透明電極層の側縁に導電ペースト3と
絶縁ペースト4を帯状にパターニング形成し、更に光活
性層5・金属電極層6を順次全面形成した後、レーザー
ビームを照射することによって、導電ペースト3部分は
このペーストと金属電極層6との間を溶着(LW)し、
絶縁ペースト4部分は溶断(LS)する。このようにす
ることによって、図15に示す場合は、二個の発電素子
7・7が直列に接続され且つ両側に取出し端子8・8を
有する集積型太陽電池モジュールが形成される。この方
法については特開昭63−102274号公報に詳しく
開示されている。
【0003】このような構成を有する集積型太陽電池モ
ジュールの内部抵抗を更に小さくする為に、図17に示
す構造が考えられている。即ち、前記導電ペースト3を
櫛歯状に透明電極層2上に延長3’して、この透明電極
層からの集電を容易にし、内部抵抗を低下しようとする
ものである。なお、前記導電ペーストの延長部分3’
は、金属電極層6との短絡を防ぐ為に、絶縁ペースト
4’で被覆される。このような集積型太陽電池モジュー
ルは、特開昭63−119586号公報に開示されてい
るが、櫛歯状の延長部分があるために、発電面積が減少
して期待した程の電力増加が得られないばかりか、導電
ペーストの櫛歯状延長部分3’が金属電極層6と短絡し
易く、不良発生率が高くなる欠点がある。
【0004】従って、最初に説明した図15の構造が好
ましい。この構造に於て、取出し得る電力を大きくする
には、図19の如く各発電素子の横幅を小さく、且つ縦
幅を大きくして、発電素子を細長くすればよい。しかし
ながら、発電素子を細長くすると電池モジュールの両側
に形成される取出し端子8・8も細長くなって無駄な部
分が増えると共に、取出し端子をあまり細くすると、リ
ード線の半田付け作業がしにくくなる欠点がある。半田
付けを容易にする為に、図20に示す如く、取出し端子
8の一端8’を幅広くすることが考えられているが、レ
ーザービームによる溶着及び溶断の際にレーザービーム
の走査方向を途中で曲げる必要があるため、精度を必要
とすると共に、方向変換点でレーザービームが一旦止ま
るので、止まっている間に発電素子が局部的に異常に加
熱されて損傷を受けることがある。このような欠点を避
ける為に、特開平1−209769号公報には、方向変
換点の下層に絶縁領域を設けることが記載されている
が、繁雑になる欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、各発電素子
の形を細長くした場合にも、取出し電極があまり大きな
部分を占めることがないようにすると共に、レーザービ
ームの走査も直線で済むようにして量産性の向上を図
り、且つレーザービームによる損傷を受けることのない
ようにしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の請求項1の主要な構成は、複数の発電素
子の並設方向において前記各発電素子の端縁に沿って延
在する、両端の前記発電素子と電気接続された取出し端
子を備え、前記各発電素子は、透明電極層の側縁上に、
導電ペーストとこの導電ペーストと平行に絶縁ペースト
を設け、レーザービーム等のエネルギービームを導電ペ
ースト及び絶縁ペースト上に直線的に走査することによ
って、前記各発電素子を複数個に溶断すると共に直列に
接続するものであって、前記直線的に走査されるエネル
ギービームが前記取出し端子を横断する部分を絶縁ペー
ストで被覆してなることを特徴とする。また、本発明の
請求項2の主要な構成は、前記複数の発電素子の並設方
向において各発電素子の端縁に沿って延在する、両端の
前記発電素子と電気接続された取出し端子を備え、前記
発電素子の前記透明電極層及び前記取出し端子を構成す
る透明電極層は、前記絶縁基板上の略全面に透明電極層
を形成すると共に、前記絶縁基板の端から端まで直線的
にエネルギービームを走査することによって、前記透明
電極層を、前記各発電素子及び前記取出し端子に対応す
る部分に分離することにより形成され、少なくとも最外
側の前記発電素子に対応する前記透明電極層と前記取出
し端子に対応する前記透明電極層とを導電ペーストによ
って接続することを特徴とする。
【0007】
【作用】このように構成することによって、各発電素子
を細長形状にしても、取出し端子は基板の短手方向に沿
って形成されるので、発電に寄与しない部分が小さくな
る。
【0008】
【実施例】図1は、ガラス基板1上に、発電素子を構成
するための透明電極層2と、取出し端子となる部分8と
をマスクパターニングによって形成した状態を示してい
る。透明電極層2は2個一組となって横方向に並設し、
取出し端子となる部分8は、前記発電素子となる部分が
並設している方向、即ちガラス基板1の上縁及び下縁に
沿って延在している。
【0009】図2は、前記透明電極層2及び取出し端子
8上に、導電ペースト3をスクリーン印刷した状態を示
している。この導電ペーストは例えば銀ペーストから成
っており、前記透明電極層2上ではその右側縁に沿っ
て、また取出し端子8上ではその中央に印刷されてい
る。
【0010】図3及び図4は、絶縁ペースト4例えば二
酸化ケイ素ペーストをスクリーン印刷した状態を示して
いる。この絶縁ペーストは、前記導電ペースト3に沿っ
てガラス基板1の上縁から下縁まで上下方向に直線的に
延びると共に、前記取出し端子8を横断する部分は、後
述するレーザービームから導電ペースト3を保護する為
に幅広になっている。またこの絶縁ペースト4は、前記
透明電極群2…と取出し端子8の間を左右方向にも延び
ている。
【0011】このようにして導電ペースト3と絶縁ペー
スト4を印刷した後、焼成してこれらペーストを硬化せ
しめ、次いで光活性層5と金属電極層6を夫々全面形成
する。光活性層5は、PCVD法等によってアモルファ
スシリコンをP・I・Nの三層に分けて形成して成り、
又金属電極層6は、Al,Ti,Cr,Ag等を蒸着あ
るいはスパッタ等で形成している。
【0012】次に金属電極層6側からレーザービームを
照射し、溶着(LW)と溶断(LS)を行う。即ち前記
絶縁ペースト4に沿ってレーザービームを走査すること
により溶断を行い、発電素子7・7に分割すると共に、
ガラス基板1の上縁及び下縁に沿って取出し端子8・8
を形成する。更に導電ペースト3に沿ってレーザービー
ムを走査することによって、金属電極層6と導電ペース
ト3間を溶着接続し、2個の発電素子どうしを直列に接
続すると同時に、2個一組の発電素子からなる電池モジ
ュールを取出し端子8に対して並列に接続する。ここに
於て、溶着不要の部分には絶縁ペースト4を印刷してい
るので、溶着用のレーザービームを直線的に走査して
も、取出し端子8部分の導電ペーストに悪影響を与える
ことはない。
【0013】このように構成することによって、2個の
発電素子を直列に接続した二組のモジュールが並列に接
続され、取出し端子8より電力を取出すことができる。
【0014】又必要に応じて絶縁基板1の中央から左右
に二分割することによって二組のモジュールを分離し、
二つの発電素子を直列に接続した二個の太陽電池を形成
することができる。
【0015】以上の実施例では、透明電極2をマスクパ
ターニングによって形成している。即ち、ガラス基板1
上の全面に透明導電膜を形成した後、マスクをしてエッ
チングすることによって所望パターンの透明電極2を形
成している。しかしながらガラス基板1の大型化に伴っ
てパターニングの精度が低下し、品質不良の一因になる
他に、エッチング部分の増大によって有効発電面積が相
対的に低下し、特性が低下する傾向にある。更にマスク
の取付けやエッチングに時間を要し、コスト高の原因と
なる。
【0016】このような点に鑑みて、図8〜14に示す
他の実施例では、レーザービームの照射と導電ペースト
によって所望形状の透明電極層を得るようにしている。
【0017】以下他の実施例について説明すると、図8
は、ガラス基板1上の全面に透明電極層2を形成した
後、レーザービームを走査した状態を示しており、レー
ザービームはガラス基板1の端から端まで直線的に走査
することによって、前記透明電極層2を、発電素子2に
対応する部分2a…と、取出し端子8に対応する部分8
a…とに分離している。9…はレーザービームによって
分離された線を示している。
【0018】図9は前記透明電極層2上に導電ペースト
3をスクリーン印刷した状態を示している。この導電ペ
ースト3は、発電素子2aに対応する部分ではその側縁
に沿って印刷されており、取出し端子に対応する部分8
aではその中央に印刷されている。また前記複数の発電
素子に対応する部分2aのうち所定の部分と取出し端子
に対応する部分8aとの間はこの導電ペースト3によっ
て接続されている。この接続部分の断面を図11に示し
ている。
【0019】図10は、導電ペーストを印刷した後更に
絶縁ペースト4をスクリーン印刷した状態を示してお
り、その後光活性層5と金属電極層6を全面形成し、更
に金属電極層6側からレーザービームを照射して溶着
(LW)と溶断(LS)を行うことにより、複数の発電
素子を直列に接続する。図10に示しているLW,LS
の文字は、この位置から直線的にレーザービームを走査
することを示している。
【0020】図12〜14は、光活性層5と金属電極層
6を形成した後、レーザービームによって溶着と溶断を
行った状態の図10の各部分の断面を示している。
【0021】
【発明の効果】以上の如く本発明は、複数の発電素子を
並設し且つこれを直列に接続したものに於て、その取出
し端子を前記発電素子の並設方向に各発電素子の端縁に
沿って延在せしめたので、大きな電力を取出す為に各発
電素子を細長く形成しても取出し端子はそれ程大きくな
らず、基板を有効に使用することができる。 更に、請求
項1においては、溶着と溶断の為のレーザービームは基
板の端から端まで直線的に走査できるので量産性に優れ
る。更に、直線的に走査されるレーザービーム等のエネ
ルギービームが取出し端子を横断する部分を絶縁ペース
トで被覆しているので、取出し端子のこの部分がエネル
ギービームにより分断されることなく、即ち、電気的導
通が損なうことがない。このように請求項1は、エネル
ギービームの直線的走査による優れた量産性を維持しつ
つ、エネルギービームが横断しても取出し端子の導通が
損なうことがない効果がある。
【0022】また、本発明の請求項2においては、透明
電極をレーザービームによってパターニングする場合に
も、レーザービームを基板の端から端まで直線的に走査
できるので量産性に優れていると共に、少なくとも最外
側の発電素子に対応する透明電極層と取出し端子に対応
する透明電極層とを導電ペーストによって接続すること
より、これら対応する透明電極層を取出し端子を構成す
る一部として利用できる。
【0023】更に、請求項3においては、一枚の基板上
に複数個の太陽電池モジュールを並列的に形成できるの
で、このまま並列接続状態で使用することもできるし、
複数個に分割して使用することもでき、応用範囲を広く
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガラス基板上に形成した透明電極層のパター
ン。
【図2】導電ペーストのパターン。
【図3】絶縁ペーストのパターン。
【図4】図3の要部拡大図。
【図5】図4のV−V断面図。
【図6】図4のVI−VI断面図。
【図7】図4のVII−VII断面図。
【図8】他の実施例で、透明電極層にレーザービームを
照射した後のパターン。
【図9】導電ペーストのパターン。
【図10】絶縁ペーストのパターン。
【図11】図9のXI−XI断面図。
【図12】図10のXII−XII断面図。
【図13】図10のXIII−XIII断面図。
【図14】図10のXIV−XIV断面図。
【図15】従来例によるパターン。
【図16】図15のXVI−XVI断面図。
【図17】他の従来例によるパターン。
【図18】図17のXVIII−XVIII断面図。
【図19】他の従来例。
【図20】他の従来例。
【符号の説明】
1 ガラス基板(絶縁基板) 2 透明電極層 3 導電ペースト 4 絶縁ペースト 5 光活性層 6 金属電極層 7 発電素子 8 取出し端子 9 レーザービームによる分離線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前羽 昌佳 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 坂本 利夫 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 河上 真也 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−76483(JP,A) 特開 昭61−163671(JP,A) 実開 昭61−97863(JP,U) 実開 昭58−182445(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 31/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明電極層、光活性層、金属電極層を順
    次重ねて形成した発電素子を絶縁基板上に複数個並設す
    ると共に、前記各発電素子の側縁どうしを直列に接続し
    た集積型太陽電池モジュールであって、前記複数の発電素子の並設方向において前記各発電素子
    の端縁に沿って延在する、両端の前記発電素子と電気接
    続された取出し端子を備え、 前記各発電素子は、透明電極層の側縁上に、導電ペース
    トとこの導電ペーストと平行に絶縁ペーストを設け、レ
    ーザービーム等のエネルギービームを導電ペースト及び
    絶縁ペースト上に直線的に走査することによって、前記
    各発電素子を複数個に溶断すると共に直列に接続するも
    のであって、 前記直線的に走査されるエネルギービームが前記取出し
    端子を横断する部分を絶縁ペーストで被覆してなること
    を特徴とする集積型太陽電池モジュール。
  2. 【請求項2】 透明電極層、光活性層、金属電極層を順
    次重ねて形成した発電素子を絶縁基板上に複数個並設す
    ると共に、前記各発電素子の側縁どうしを直列に接続し
    た集積型太陽電池モジュールであって、 前記複数の発電素子の並設方向において前記各発電素子
    の端縁に沿って延在する、両端の前記発電素子と電気接
    続された取出し端子を備え、 前記発電素子の前記透明電極層及び前記取出し端子を構
    成する透明電極層は、前記絶縁基板上の略全面に透明電
    極層を形成すると共に、前記絶縁基板の端から端まで直
    線的にエネルギービームを走査することによって、前記
    透明電極層を、前記各発電素子及び前記取出し端子に対
    応する部分に分離することにより形成され、 少なくとも最外側の前記発電素子に対応する前記透明電
    極層と前記取出し端子に対応する前記透明電極層とを導
    電ペーストによって接続することを特徴とする集積型太
    陽電池モジュール。
  3. 【請求項3】 一つの前記基板において複数の前記集積
    型太陽電池モジュールを形成し、複数の前記モジュール
    の複数の前記取出し端子を直線状に設け、 各前記モジュールに分離することによって、複数個の太
    陽電池を形成することを特徴とした請求項2又は3の集
    積型太陽電池モジュール。
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