JP3111813B2 - 可撓性太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
可撓性太陽電池モジュールの製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性フィルム基材上
に複数層を成膜して作製した薄膜光電変換素子の複数個
を配線によって接続し、両面に保護膜を被覆して封止し
た可撓性太陽電池モジュールの製造方法に関する。
に複数層を成膜して作製した薄膜光電変換素子の複数個
を配線によって接続し、両面に保護膜を被覆して封止し
た可撓性太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】絶縁性フィルム基材を用いて作製する薄
膜光電変換素子は、長尺基材を用いることができるため
生産性を高めることができ、可撓性を有するため使用時
の装着場所が広範囲となる。そのような薄膜光電変換素
子を用いて所要の出力をもつ太陽電池を得るために複数
の素子をモジュール化が行われる。所要の電圧電流特性
の太陽電池モジュールを製造するためには、配線工程で
光電変換素子の直並列接続を行う必要が生じ、場合によ
っては直並列配線を交差させなければならず、導電性リ
ード線間の短絡や導電性リード線と薄膜光電変換素子の
端子電極間の短絡によるモジュール特性の低下を防ぐた
めに絶縁性テープや絶縁性樹脂等の絶縁層を挿入して配
線を行っている。
膜光電変換素子は、長尺基材を用いることができるため
生産性を高めることができ、可撓性を有するため使用時
の装着場所が広範囲となる。そのような薄膜光電変換素
子を用いて所要の出力をもつ太陽電池を得るために複数
の素子をモジュール化が行われる。所要の電圧電流特性
の太陽電池モジュールを製造するためには、配線工程で
光電変換素子の直並列接続を行う必要が生じ、場合によ
っては直並列配線を交差させなければならず、導電性リ
ード線間の短絡や導電性リード線と薄膜光電変換素子の
端子電極間の短絡によるモジュール特性の低下を防ぐた
めに絶縁性テープや絶縁性樹脂等の絶縁層を挿入して配
線を行っている。
【０００３】図２はモジュール化のための配線方法の例
を示し、単位光電変換セルの直列接続構造を有する光電
変換素子１の電極面上でプラス端子電極２１とマイナス
端子電極２２を導電性を有するリード線３１で接続する
方法が取られており、導電性リード線３１は導電性粘着
テープ３２をはりつけたり、はんだ３３でろう付けした
りすることで端子電極２１、２２と接続させている。そ
して、モジュール全体の耐環境性を高めるため、図３に
示すように薄膜光電変換素子１の両面を絶縁性接着樹脂
７を介して防湿性の保護フィルム８で被覆するが、機械
的強度を高めるために、光電変換素子１のフィルム基材
側と保護フィルム８の間に金属箔９を挿入する。 これ
までに、モジュール化工程を簡略化する目的で、特開昭
６０−１０７８７２号公報により太陽電池の保護膜とす
る透明フィルムまたはガラス板上に接続電極を設けるこ
と、特開昭６０−１２８６４７号公報により可撓性フィ
ルム上に導体リード層とはんだ層を形成した可撓性フィ
ルム導体リードを用いることが公知となっている。
を示し、単位光電変換セルの直列接続構造を有する光電
変換素子１の電極面上でプラス端子電極２１とマイナス
端子電極２２を導電性を有するリード線３１で接続する
方法が取られており、導電性リード線３１は導電性粘着
テープ３２をはりつけたり、はんだ３３でろう付けした
りすることで端子電極２１、２２と接続させている。そ
して、モジュール全体の耐環境性を高めるため、図３に
示すように薄膜光電変換素子１の両面を絶縁性接着樹脂
７を介して防湿性の保護フィルム８で被覆するが、機械
的強度を高めるために、光電変換素子１のフィルム基材
側と保護フィルム８の間に金属箔９を挿入する。 これ
までに、モジュール化工程を簡略化する目的で、特開昭
６０−１０７８７２号公報により太陽電池の保護膜とす
る透明フィルムまたはガラス板上に接続電極を設けるこ
と、特開昭６０−１２８６４７号公報により可撓性フィ
ルム上に導体リード層とはんだ層を形成した可撓性フィ
ルム導体リードを用いることが公知となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の配線工程は、薄
膜光電変換素子上で複雑な配線作業を必要とし、費やす
労力が大きいばかりでなく、配線間や薄膜光電変換素子
間および薄膜光電変換素子内短絡によるモジュール特性
の低下をも招き、結果的に薄膜太陽電池モジュールの低
コスト化の妨げとなっている。また、前述の公開公報で
公知の技術をもってしても、ロール上に巻かれた大面積
絶縁性フィルム基材を用いた可撓性薄膜太陽電池モジュ
ールの作製においては、前者の方法では電極内および電
極同志の接触不良の問題や直並列配線が複雑になるこ
と、また、後者では安価とは言い難いレーザ加工を必要
としており、薄膜光電変換素子を熱容量の小さい絶縁性
フィルム基材上に形成した可撓性薄膜太陽電池では熱影
響も無視できないこと、あるいは光電変換素子と接続電
極用フィルム間の封止方法等の問題が解決できない。さ
らに、配線工程終了後封止工程を行う場合、両工程の間
で薄膜光電変換素子特性の低下をも招きかねない。
膜光電変換素子上で複雑な配線作業を必要とし、費やす
労力が大きいばかりでなく、配線間や薄膜光電変換素子
間および薄膜光電変換素子内短絡によるモジュール特性
の低下をも招き、結果的に薄膜太陽電池モジュールの低
コスト化の妨げとなっている。また、前述の公開公報で
公知の技術をもってしても、ロール上に巻かれた大面積
絶縁性フィルム基材を用いた可撓性薄膜太陽電池モジュ
ールの作製においては、前者の方法では電極内および電
極同志の接触不良の問題や直並列配線が複雑になるこ
と、また、後者では安価とは言い難いレーザ加工を必要
としており、薄膜光電変換素子を熱容量の小さい絶縁性
フィルム基材上に形成した可撓性薄膜太陽電池では熱影
響も無視できないこと、あるいは光電変換素子と接続電
極用フィルム間の封止方法等の問題が解決できない。さ
らに、配線工程終了後封止工程を行う場合、両工程の間
で薄膜光電変換素子特性の低下をも招きかねない。
【０００５】本発明の目的は、上述の問題を解決し、低
コスト化の可能な可撓性太陽電池モジュールの製造方法
を提供することにある。
コスト化の可能な可撓性太陽電池モジュールの製造方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、第一の可撓性の絶縁性基板の一面上に
両面を電極層ではさまれた光電変換層を有し、前記基板
上の他面上にそれぞれ一面上の電極層の一つと接続され
た端子電極層を有する薄膜光電変換素子の複数個を相互
に接続してなる可撓性太陽電池モジュールの製造方法に
おいて、薄膜光電変換素子の端子電極層相互間の接続
を、第二の可撓性の絶縁性基板上に形成された導電層と
前記端子電極層とを結合することによって行うこともの
とする。第二の可撓性の絶縁性基板の大きさが、第一の
可撓性の絶縁性基板上の相互に接続すべき複数の薄膜光
電変換素子の端子電極層のすべてを同時に覆う大きさで
あるか、第二の可撓性絶縁性基板の大きさが、一つの導
電層によって接続される端子電極層のみを覆う大きさで
あることが有効である。端子電極層と導電層との結合を
導電層の表面部のはんだ層を端子電極層に密着させ、加
熱することによって行うことが良い。そのために、少な
くとも一方が加熱される二つのローラの間に両絶縁性基
板をはさみ込むことによって端子電極層と導電層を密着
させることが良い。対向する端子電極層と導電層が結合
された第一、第二の可撓性の絶縁性基板を２枚の保護フ
ィルムの間に接着樹脂層を介して封止することが有効で
ある。その場合、第二の可撓性の絶縁性基板と保護フィ
ルムの間に金属箔を挿入することが良い。第一、第二の
可撓性基板の両面に少なくとも接着樹脂よりなるフィル
ムを介して保護フィルムを積層し、その積層体を少なく
とも一方が加熱される二つのローラの間にはさみ込むこ
とによって封止することが良い方法である。第二の可撓
性の絶縁性基板に分散して複数の貫通孔が明けられたこ
とが良い。そして、第二の可撓性の絶縁性基板に明けら
れた貫通孔を通して第一の可撓性の絶縁性基板を吸引す
ることによって端子電極層と導電層を密着させることが
良い。貫通孔の開口面積の合計が第二の可撓性の絶縁性
基板の面積の２０％以上であることが望ましい。
めに、本発明は、第一の可撓性の絶縁性基板の一面上に
両面を電極層ではさまれた光電変換層を有し、前記基板
上の他面上にそれぞれ一面上の電極層の一つと接続され
た端子電極層を有する薄膜光電変換素子の複数個を相互
に接続してなる可撓性太陽電池モジュールの製造方法に
おいて、薄膜光電変換素子の端子電極層相互間の接続
を、第二の可撓性の絶縁性基板上に形成された導電層と
前記端子電極層とを結合することによって行うこともの
とする。第二の可撓性の絶縁性基板の大きさが、第一の
可撓性の絶縁性基板上の相互に接続すべき複数の薄膜光
電変換素子の端子電極層のすべてを同時に覆う大きさで
あるか、第二の可撓性絶縁性基板の大きさが、一つの導
電層によって接続される端子電極層のみを覆う大きさで
あることが有効である。端子電極層と導電層との結合を
導電層の表面部のはんだ層を端子電極層に密着させ、加
熱することによって行うことが良い。そのために、少な
くとも一方が加熱される二つのローラの間に両絶縁性基
板をはさみ込むことによって端子電極層と導電層を密着
させることが良い。対向する端子電極層と導電層が結合
された第一、第二の可撓性の絶縁性基板を２枚の保護フ
ィルムの間に接着樹脂層を介して封止することが有効で
ある。その場合、第二の可撓性の絶縁性基板と保護フィ
ルムの間に金属箔を挿入することが良い。第一、第二の
可撓性基板の両面に少なくとも接着樹脂よりなるフィル
ムを介して保護フィルムを積層し、その積層体を少なく
とも一方が加熱される二つのローラの間にはさみ込むこ
とによって封止することが良い方法である。第二の可撓
性の絶縁性基板に分散して複数の貫通孔が明けられたこ
とが良い。そして、第二の可撓性の絶縁性基板に明けら
れた貫通孔を通して第一の可撓性の絶縁性基板を吸引す
ることによって端子電極層と導電層を密着させることが
良い。貫通孔の開口面積の合計が第二の可撓性の絶縁性
基板の面積の２０％以上であることが望ましい。
【０００７】
【作用】モジュール化される薄膜光電変換素子の端子電
極層を可撓性の絶縁性基板の裏面側に設けておき、第二
の可撓性の絶縁性基板の一面上に導電層のパターンをそ
の端子電極層に対向させ、相互に接続すべき端子電極層
を対向導電層表面部のはんだ層に密着させて加熱すれ
ば、一工程で端子電極層が導電層により接続される。密
着は、両絶縁性基板を重ねてロールの間にはさみ込む
か、第二の基板に明けた貫通孔を通じて素子を形成した
基板を吸引することにより簡単にできる。その貫通孔
は、端子電極層と導電層を結合した両基板を保護フィル
ムの間に接着性樹脂を用いて封止するときの樹脂の通路
にもなり、封止作業時間が短くなる。
極層を可撓性の絶縁性基板の裏面側に設けておき、第二
の可撓性の絶縁性基板の一面上に導電層のパターンをそ
の端子電極層に対向させ、相互に接続すべき端子電極層
を対向導電層表面部のはんだ層に密着させて加熱すれ
ば、一工程で端子電極層が導電層により接続される。密
着は、両絶縁性基板を重ねてロールの間にはさみ込む
か、第二の基板に明けた貫通孔を通じて素子を形成した
基板を吸引することにより簡単にできる。その貫通孔
は、端子電極層と導電層を結合した両基板を保護フィル
ムの間に接着性樹脂を用いて封止するときの樹脂の通路
にもなり、封止作業時間が短くなる。
【０００８】
【実施例】以下、図２および図３を含めて共通の部分に
同一の符号を付した図を引用して本発明の実施例につい
て述べる。図４ないし図８は本発明の一実施例の太陽電
池モジュールの構成部材を示し、図４は組立前の斜視断
面図、図５および図７は薄膜光電変換素子搭載用基板の
断面図および平面図、図６および図８は配線搭載用基板
の断面図および平面図である。
同一の符号を付した図を引用して本発明の実施例につい
て述べる。図４ないし図８は本発明の一実施例の太陽電
池モジュールの構成部材を示し、図４は組立前の斜視断
面図、図５および図７は薄膜光電変換素子搭載用基板の
断面図および平面図、図６および図８は配線搭載用基板
の断面図および平面図である。
【０００９】薄膜光電変換素子１は、図５に示すように
絶縁性フィルム１０上にＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ
あるいはＣを主成分とする金属電極または金属電極と金
属酸化物からなる透明電極との積層構造からなる反射電
極層１１、ａ−Ｓｉのｐｉｎ接合に代表される非晶質半
導体薄膜からなる光電変換層１２、ＺｎＯ、ＳｎＯ2あ
るいはＩｎ2 Ｏ3 等の金属酸化物を主成分とする透明電
極層１３を順次積層したものである。各層は、スパッタ
法や蒸着法に代表されるＰＶＤ法、またはプラズマＣＶ
Ｄ法や熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ法
により成膜される。成膜は、ロールツーロール方式、ス
テッピングロール方式のいずれによっても行うことがで
きる。各層の成膜後レーザスクライビング法等により反
射電極層１１、光電変換層１２、透明電極層１３それぞ
れを複数の領域に分断し、図示しないが光電変換層１２
の一つの領域の下の反射電極層１１の一端を隣接する光
電変換層１２の領域の上の透明電極層１３と電気的に接
続して直列接続構造の薄膜光電変換素子１を得る。絶縁
性フィルム１０の光電変換素子１搭載面と反対側の面に
は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＮｉあるいはＣｒを主成
分とする電極層をスパッタ法あるいは蒸着法等のＰＶＤ
法もしくは印刷法により成膜したのち、パターニングに
よりプラス端子電極層２１とマイナス端子電極層２２が
形成されている。光電変換層１２が、透明電極層１３の
側から順にｐ−ｉ−ｎ接合構造をもつとすると、プラス
端子電極層２１は、絶縁性フィルム１０、反射電極層１
１、光電変換層１２を貫通し、反射電極層１１と絶縁さ
れた導体２３により透明電極層１３と接続され、マイナ
ス端子電極層２２は、絶縁性フィルム１０を貫通する導
体２４により反射電極層１１と接続される。電極材料に
より異なるが、端子電極層３１、３２の厚さを１００ｎ
ｍ以上とすることで、その抵抗損失は無視できるほど小
さくなる。
絶縁性フィルム１０上にＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ
あるいはＣを主成分とする金属電極または金属電極と金
属酸化物からなる透明電極との積層構造からなる反射電
極層１１、ａ−Ｓｉのｐｉｎ接合に代表される非晶質半
導体薄膜からなる光電変換層１２、ＺｎＯ、ＳｎＯ2あ
るいはＩｎ2 Ｏ3 等の金属酸化物を主成分とする透明電
極層１３を順次積層したものである。各層は、スパッタ
法や蒸着法に代表されるＰＶＤ法、またはプラズマＣＶ
Ｄ法や熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ法
により成膜される。成膜は、ロールツーロール方式、ス
テッピングロール方式のいずれによっても行うことがで
きる。各層の成膜後レーザスクライビング法等により反
射電極層１１、光電変換層１２、透明電極層１３それぞ
れを複数の領域に分断し、図示しないが光電変換層１２
の一つの領域の下の反射電極層１１の一端を隣接する光
電変換層１２の領域の上の透明電極層１３と電気的に接
続して直列接続構造の薄膜光電変換素子１を得る。絶縁
性フィルム１０の光電変換素子１搭載面と反対側の面に
は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＮｉあるいはＣｒを主成
分とする電極層をスパッタ法あるいは蒸着法等のＰＶＤ
法もしくは印刷法により成膜したのち、パターニングに
よりプラス端子電極層２１とマイナス端子電極層２２が
形成されている。光電変換層１２が、透明電極層１３の
側から順にｐ−ｉ−ｎ接合構造をもつとすると、プラス
端子電極層２１は、絶縁性フィルム１０、反射電極層１
１、光電変換層１２を貫通し、反射電極層１１と絶縁さ
れた導体２３により透明電極層１３と接続され、マイナ
ス端子電極層２２は、絶縁性フィルム１０を貫通する導
体２４により反射電極層１１と接続される。電極材料に
より異なるが、端子電極層３１、３２の厚さを１００ｎ
ｍ以上とすることで、その抵抗損失は無視できるほど小
さくなる。
【００１０】配線搭載基板に用いる絶縁性フィルム４
は、接続工程および接続後におけるフィルムの寸法変化
等による応力の発生やモジュールの破壊を防ぐため、薄
膜光電変換素子１を搭載する絶縁性フィルム基材１０と
比較して、少なくとも弾性率、熱膨脹係数、吸湿膨張係
数、熱収縮率がすべて0.８〜1.２倍の範囲内のものを用
いるが、厚さは同一でなくても光電変換素子搭載用絶縁
性フィルム１０と同じ材質のフィルムを用いることが最
も望ましい。配線搭載用絶縁性フィルム４の大きさは、
配線および封止工程を簡略化するために光電変換素子１
および端子電極層２１、２２を完全に覆う大きさが望ま
しい。しかし、接続を行う端子電極層２１、２２のみを
覆う大きさでもよい。この絶縁性フィルム４は、パンチ
等の機械加工やレーザ等による熱加工により貫通孔５を
全面に分散して形成するか、またはフィルム成形段階に
おいて貫通孔を分散して形成したものや複数のフィルム
を重ね合わせて貫通孔を加工したものを用いる。貫通孔
５の形状は円形である必要はなく楕円形でも多角形でも
よく、薄膜光電変換素子１の封止時に配線搭載用フィル
ム４と薄膜光電変換素子搭載用フィルム１０との間に絶
縁性接着樹脂を浸透させるため、貫通孔５の表面積が絶
縁性フィルム４の表面積に対し少なくとも２０％以上に
なるようにしておく。絶縁性フィルム４の表面上には、
薄膜光電変換素子１およびその端子電極２１、２２のパ
ターンと一致する導電層６が形成され、その上にはんだ
層６１が積層されている。この導電層６は、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＮｉあるいはＣ等を主成分とし、スパ
ッタ法や蒸着法に代表されるＰＶＤ法を用いて、マスク
成膜あるいは成膜後のエッチングによるパターニングで
形成される。膜厚は、導電層６の中で抵抗成分による電
圧降下が生じないように１００ｎｍ以上にする。しか
し、導電性ペーストを塗布・焼結させる印刷法により形
成してもよい。はんだ層６１は、導電層６と薄膜光電変
換素子１の端子電極３１、３２との電気的接続を確実に
行うため、導電層６上には印刷法やめっき法を用いて、
２００℃以下の温度で融解する共晶系の低融点はんだに
より形成する。
は、接続工程および接続後におけるフィルムの寸法変化
等による応力の発生やモジュールの破壊を防ぐため、薄
膜光電変換素子１を搭載する絶縁性フィルム基材１０と
比較して、少なくとも弾性率、熱膨脹係数、吸湿膨張係
数、熱収縮率がすべて0.８〜1.２倍の範囲内のものを用
いるが、厚さは同一でなくても光電変換素子搭載用絶縁
性フィルム１０と同じ材質のフィルムを用いることが最
も望ましい。配線搭載用絶縁性フィルム４の大きさは、
配線および封止工程を簡略化するために光電変換素子１
および端子電極層２１、２２を完全に覆う大きさが望ま
しい。しかし、接続を行う端子電極層２１、２２のみを
覆う大きさでもよい。この絶縁性フィルム４は、パンチ
等の機械加工やレーザ等による熱加工により貫通孔５を
全面に分散して形成するか、またはフィルム成形段階に
おいて貫通孔を分散して形成したものや複数のフィルム
を重ね合わせて貫通孔を加工したものを用いる。貫通孔
５の形状は円形である必要はなく楕円形でも多角形でも
よく、薄膜光電変換素子１の封止時に配線搭載用フィル
ム４と薄膜光電変換素子搭載用フィルム１０との間に絶
縁性接着樹脂を浸透させるため、貫通孔５の表面積が絶
縁性フィルム４の表面積に対し少なくとも２０％以上に
なるようにしておく。絶縁性フィルム４の表面上には、
薄膜光電変換素子１およびその端子電極２１、２２のパ
ターンと一致する導電層６が形成され、その上にはんだ
層６１が積層されている。この導電層６は、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＮｉあるいはＣ等を主成分とし、スパ
ッタ法や蒸着法に代表されるＰＶＤ法を用いて、マスク
成膜あるいは成膜後のエッチングによるパターニングで
形成される。膜厚は、導電層６の中で抵抗成分による電
圧降下が生じないように１００ｎｍ以上にする。しか
し、導電性ペーストを塗布・焼結させる印刷法により形
成してもよい。はんだ層６１は、導電層６と薄膜光電変
換素子１の端子電極３１、３２との電気的接続を確実に
行うため、導電層６上には印刷法やめっき法を用いて、
２００℃以下の温度で融解する共晶系の低融点はんだに
より形成する。
【００１１】図９は、図１〜図５に示した薄膜光電変換
素子搭載用フィルム１０と配線搭載用フィルム４とを重
ね合わせる装置の一例を示し、コア５１の上にロール状
に巻かれたフィルム１０とコア５２の上にロール状に巻
かれたフィルム４は、フィルム１０の上の端子電極層２
１、２２がフィルム４の上の導電層６の上に重なる位置
関係になるように引きだされ、少なくとも一方が加熱さ
れるローラ５３、５４の間に挟み込まれて加熱圧着さ
れ、再びコア５５にロール状に巻きとられる。この工程
は、ロールツーロール方式およびステッピングロール方
式のいずれによっても行うことができる。各々のフィル
ム１０、４は巻取側に対し巻送り側で一定の張力になる
ように張られ、少なくとも一方が加熱されたローラから
なる加熱圧着ローラ５３、５４のいずれか一方に押しつ
けられている状態にする。加熱されたローラ５３あるい
は５４の表面温度は薄膜光電変換素子１への熱影響を考
慮すると２００℃以下の温度であることが望ましいが、
大気中２５０℃の加熱処理を１分間行ってもａ−Ｓｉ層
からなる薄膜光電変換素子１の特性の低下が生じないこ
とから最高２５０℃の温度範囲で行う。各々のフィルム
１０、４の熱容量が極めて小さいことから、フィルムの
温度は瞬時にはんだ層６１の融点に達し、はんだは融解
し、同様にローラ間に挟み込まれた状態から抜け出すと
急速に冷却されることから、薄膜光電変換素子搭載用フ
ィルム１０の端子電極層２１、２２と配線搭載用フィル
ム４の電極層６をローラ５３、５４間に挟み込まれた状
態で固着させることができる。なお、冷却を充分にする
ために加熱圧着後に冷却ローラを介して巻き取ってもよ
い。加熱圧着は加熱圧着ローラ間に挟み込んで行う方法
のほかに、フィルム１０および４を配線搭載用フィルム
４の配線搭載面と反射側から吸引し、端子電極層２１、
２２とはんだ層６１を密着した状態にして加熱圧着して
もよい。フィルム１０はフィルム４に設けられた貫通孔
５を介して吸引されているので、まくれ上がりや電極同
志の位置ずれ等が生じずに圧着することができる。フィ
ルム１０とフィルム４の位置関係は、各々のフィルムの
幅方向端に位置検出用マーカーを設けておくことで容易
に認識することができる。フィルム１０、４の材料の弾
性率、熱膨脹係数、吸湿膨張係数、熱収縮率の差を小さ
くすることで、端子電極層２１、２２とはんだ層６１が
密着する位置関係にすることに困難は伴わない。
素子搭載用フィルム１０と配線搭載用フィルム４とを重
ね合わせる装置の一例を示し、コア５１の上にロール状
に巻かれたフィルム１０とコア５２の上にロール状に巻
かれたフィルム４は、フィルム１０の上の端子電極層２
１、２２がフィルム４の上の導電層６の上に重なる位置
関係になるように引きだされ、少なくとも一方が加熱さ
れるローラ５３、５４の間に挟み込まれて加熱圧着さ
れ、再びコア５５にロール状に巻きとられる。この工程
は、ロールツーロール方式およびステッピングロール方
式のいずれによっても行うことができる。各々のフィル
ム１０、４は巻取側に対し巻送り側で一定の張力になる
ように張られ、少なくとも一方が加熱されたローラから
なる加熱圧着ローラ５３、５４のいずれか一方に押しつ
けられている状態にする。加熱されたローラ５３あるい
は５４の表面温度は薄膜光電変換素子１への熱影響を考
慮すると２００℃以下の温度であることが望ましいが、
大気中２５０℃の加熱処理を１分間行ってもａ−Ｓｉ層
からなる薄膜光電変換素子１の特性の低下が生じないこ
とから最高２５０℃の温度範囲で行う。各々のフィルム
１０、４の熱容量が極めて小さいことから、フィルムの
温度は瞬時にはんだ層６１の融点に達し、はんだは融解
し、同様にローラ間に挟み込まれた状態から抜け出すと
急速に冷却されることから、薄膜光電変換素子搭載用フ
ィルム１０の端子電極層２１、２２と配線搭載用フィル
ム４の電極層６をローラ５３、５４間に挟み込まれた状
態で固着させることができる。なお、冷却を充分にする
ために加熱圧着後に冷却ローラを介して巻き取ってもよ
い。加熱圧着は加熱圧着ローラ間に挟み込んで行う方法
のほかに、フィルム１０および４を配線搭載用フィルム
４の配線搭載面と反射側から吸引し、端子電極層２１、
２２とはんだ層６１を密着した状態にして加熱圧着して
もよい。フィルム１０はフィルム４に設けられた貫通孔
５を介して吸引されているので、まくれ上がりや電極同
志の位置ずれ等が生じずに圧着することができる。フィ
ルム１０とフィルム４の位置関係は、各々のフィルムの
幅方向端に位置検出用マーカーを設けておくことで容易
に認識することができる。フィルム１０、４の材料の弾
性率、熱膨脹係数、吸湿膨張係数、熱収縮率の差を小さ
くすることで、端子電極層２１、２２とはんだ層６１が
密着する位置関係にすることに困難は伴わない。
【００１２】図１は図４〜図８に示した薄膜光電変換素
子搭載用フィルム１０と配線搭載用フィルム４を封止し
てなる本発明の一実施例の可撓性薄膜太陽電池モジュー
ルの断面図である。加熱圧着されたフィルム１０とフィ
ルム４は、エチレン酢酸ビニルを重合体 (ＥＶＡ) やポ
リオレフィン系の絶縁性接着樹脂７のフィルム間に金属
箔９と共に挟み込まれた状態で保護フィルム８を用いて
封止する。接着性樹脂７はフィルム４に明けた貫通孔５
を通して両フィルム１０、４の間に入り込む。Ａｌ、Ａ
ｇ、Ｃｕ等の金属箔９は、樹脂の透水性や強度を補うた
めに配線搭載用フィルム４の裏面側に挿入され、モジュ
ールの耐候性を向上させる。保護フィルム８としては、
ふっ素系の耐候性を有する透光性フィルムあるいは比較
的安価なポリエチレンテレフタレート (ＰＥＴ) の透光
性フィルムを用いてもよく、透光性フィルムの上にＳｉ
Ｎx 、ＳｉＯx 、非晶質ＳｉＮx ：Ｈ、非晶質Ｓｉ
Ｏx ：Ｈあるいは非晶質ＳｉＣx ：Ｈ等の透光性のパッ
シベーション膜を形成したものを用いてもよい。
子搭載用フィルム１０と配線搭載用フィルム４を封止し
てなる本発明の一実施例の可撓性薄膜太陽電池モジュー
ルの断面図である。加熱圧着されたフィルム１０とフィ
ルム４は、エチレン酢酸ビニルを重合体 (ＥＶＡ) やポ
リオレフィン系の絶縁性接着樹脂７のフィルム間に金属
箔９と共に挟み込まれた状態で保護フィルム８を用いて
封止する。接着性樹脂７はフィルム４に明けた貫通孔５
を通して両フィルム１０、４の間に入り込む。Ａｌ、Ａ
ｇ、Ｃｕ等の金属箔９は、樹脂の透水性や強度を補うた
めに配線搭載用フィルム４の裏面側に挿入され、モジュ
ールの耐候性を向上させる。保護フィルム８としては、
ふっ素系の耐候性を有する透光性フィルムあるいは比較
的安価なポリエチレンテレフタレート (ＰＥＴ) の透光
性フィルムを用いてもよく、透光性フィルムの上にＳｉ
Ｎx 、ＳｉＯx 、非晶質ＳｉＮx ：Ｈ、非晶質Ｓｉ
Ｏx ：Ｈあるいは非晶質ＳｉＣx ：Ｈ等の透光性のパッ
シベーション膜を形成したものを用いてもよい。
【００１３】図１０は、配線工程と封止工程とを同時ま
たは連続で行う可撓性太陽電池モジュール製造装置の一
例を示す。図９に示した装置を同時に加熱圧着用ローラ
５３、５４間で薄膜光電変換素子搭載用フィルム１０上
の端子電極層２１、２２と配線搭載用フィルム４上の導
電層６の加熱圧着を行ったのち、フィルム４側にコア５
６上にロール状に巻かれた絶縁性接着樹脂７のフィルム
７０、コア５７上にロール状に巻かれた金属箔９、コア
５８上にロール状に巻かれた接着樹脂フィルム７０、コ
ア５９上にロール状に巻かれた保護フィルム８を、また
フィルム１０側にコア６６上にロール状に巻かれた接着
樹脂フィルム７０、コア６９上にロール状に巻かれた保
護フィルム８を順次引きだして積層する。そして、その
積層体を少なくとも一方が加熱された封止用ローラ６
３、６４の間を通過させて接着用樹脂７を溶解、硬化さ
せて封止を行う。そして、コア５５にロール状に巻き取
る。封止用ローラ６３、６４は図に示すように１対であ
る必要はなく、接着樹脂７の材料および封止プロファイ
ルの必要に応じて複数対であってもよい。接着樹脂フィ
ルム７０、保護フィルム８、金属箔９は、加熱圧着ロー
ル５３、５４間で結合されたフィルム１０、４に対する
位置制御を行う必要がなく、両フィルム全体を覆う大き
さであればよい。
たは連続で行う可撓性太陽電池モジュール製造装置の一
例を示す。図９に示した装置を同時に加熱圧着用ローラ
５３、５４間で薄膜光電変換素子搭載用フィルム１０上
の端子電極層２１、２２と配線搭載用フィルム４上の導
電層６の加熱圧着を行ったのち、フィルム４側にコア５
６上にロール状に巻かれた絶縁性接着樹脂７のフィルム
７０、コア５７上にロール状に巻かれた金属箔９、コア
５８上にロール状に巻かれた接着樹脂フィルム７０、コ
ア５９上にロール状に巻かれた保護フィルム８を、また
フィルム１０側にコア６６上にロール状に巻かれた接着
樹脂フィルム７０、コア６９上にロール状に巻かれた保
護フィルム８を順次引きだして積層する。そして、その
積層体を少なくとも一方が加熱された封止用ローラ６
３、６４の間を通過させて接着用樹脂７を溶解、硬化さ
せて封止を行う。そして、コア５５にロール状に巻き取
る。封止用ローラ６３、６４は図に示すように１対であ
る必要はなく、接着樹脂７の材料および封止プロファイ
ルの必要に応じて複数対であってもよい。接着樹脂フィ
ルム７０、保護フィルム８、金属箔９は、加熱圧着ロー
ル５３、５４間で結合されたフィルム１０、４に対する
位置制御を行う必要がなく、両フィルム全体を覆う大き
さであればよい。
【００１４】図１１に示す装置では、加熱圧着用ローラ
５３、５４を省略し、封止用ローラ６３、６４により端
子電極層２１、２２と導電層６の接続も同時に行う。ど
の装置も、ロールツーロール方式あるいはステッピング
ロール方式のいずれを採用することもできる。
５３、５４を省略し、封止用ローラ６３、６４により端
子電極層２１、２２と導電層６の接続も同時に行う。ど
の装置も、ロールツーロール方式あるいはステッピング
ロール方式のいずれを採用することもできる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、可撓性の絶縁性基板上
に形成した複数の薄膜光電変換素子の端子電極間の接続
を、別の可撓性基板上の導電層によって行うことによ
り、光電変換素子内および光電変換素子間の短絡等によ
る光電変換素子特性の低下を招くことなく複雑な直並列
接続工程および封止工程を簡略化でき、かつ、フィルム
の積層体をロール間を通過させることにより配線による
接続工程と封止工程とを同一工程あるいは連続工程で行
うことが可能になる。また、この工程はロールツーロー
ル方式あるいはステッピングロール方式により行うこと
が可能で、可撓性太陽電池モジュールの製造工程が簡略
化し、モジュール製造方法における大幅なコストダウン
が可能となる。
に形成した複数の薄膜光電変換素子の端子電極間の接続
を、別の可撓性基板上の導電層によって行うことによ
り、光電変換素子内および光電変換素子間の短絡等によ
る光電変換素子特性の低下を招くことなく複雑な直並列
接続工程および封止工程を簡略化でき、かつ、フィルム
の積層体をロール間を通過させることにより配線による
接続工程と封止工程とを同一工程あるいは連続工程で行
うことが可能になる。また、この工程はロールツーロー
ル方式あるいはステッピングロール方式により行うこと
が可能で、可撓性太陽電池モジュールの製造工程が簡略
化し、モジュール製造方法における大幅なコストダウン
が可能となる。
【図１】本発明の一実施例により製造された可撓性太陽
電池モジュールの断面図
電池モジュールの断面図
【図２】従来の可撓性太陽電池モジュールの部分平面図
【図３】従来の可撓性太陽電池モジュールの断面図
【図４】本発明の一実施例により製造される可撓性太陽
電池モジュールの構成部材の組立前の斜視断面図
電池モジュールの構成部材の組立前の斜視断面図
【図５】図４のうちの薄膜光電変換素子搭載用基板の断
面図
面図
【図６】図４のうちの配線搭載用基板の断面図
【図７】図４のうちの薄膜光電変換素子搭載用基板の平
面図
面図
【図８】図４のうちの配線搭載用基板の平面図
【図９】本発明の一実施例の可撓性太陽電池モジュール
製造方法に用いる装置の一例の構成図
製造方法に用いる装置の一例の構成図
【図１０】本発明の一実施例の可撓性太陽電池モジュー
ル製造方法に用いる装置の別の例の構成図
ル製造方法に用いる装置の別の例の構成図
【図１１】本発明の一実施例の可撓性太陽電池モジュー
ル製造方法に用いる装置のさらに別の例の構成図
ル製造方法に用いる装置のさらに別の例の構成図
１ 薄膜光電変換素子 １０、４ 絶縁性フィルム １１ 反射電極層 １２ 光電変換層 １３ 透明電極層 ２１ プラス端子電極層 ２２ マイナス端子電極層 ２３、２４ 導体 ５ 貫通孔 ６ 導電層 ６１ はんだ層 ７ 接着性樹脂 ８ 保護フィルム ９ 金属箔 ５３、５４ 加熱圧着用ローラ ６３、６４ 封止用ローラ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (11)
- 【請求項１】第一の可撓性の絶縁性基板の一面上に両面
を電極層ではさまれた光電変換層を有し、前記基板上の
他面上にそれぞれ一面上の電極層の一つと接続された端
子電極層を有する薄膜光電変換素子の複数個を相互に接
続してなる可撓性太陽電池モジュールの製造方法におい
て、薄膜光電変換素子の端子電極層相互間の接続を、第
二の可撓性の絶縁性基板上に形成された導電層と前記端
子電極層とを結合することによって行うことを特徴とす
る可撓性太陽電池モジュールの製造方法。 - 【請求項２】第二の可撓性の絶縁性基板の大きさが、第
一の可撓性の絶縁性基板上の相互に接続すべき複数の薄
膜光電変換素子の端子電極層のすべてを同時に覆う大き
さである請求項１記載の可撓性太陽電池モジュールの製
造方法。 - 【請求項３】第二の可撓性絶縁性基板の大きさが、一つ
の導電層によって接続される端子電極層のみを覆う大き
さである請求項１記載の可撓性太陽電池モジュールの製
造方法。 - 【請求項４】端子電極層と導電層との結合を導電層の表
面部のはんだ層を端子電極層に密着させ、加熱すること
によって行う請求項１ないし３のいずれかに記載の可撓
性太陽電池モジュールの製造方法。 - 【請求項５】少なくとも一方が加熱される二つのローラ
の間に両絶縁性基板をはさみ込むことによって端子電極
層と導電層を密着させる請求項４記載の可撓性太陽電池
モジュールの製造方法。 - 【請求項６】対向する端子電極層と導電層が結合された
第一、第二の可撓性の絶縁性基板を２枚の保護フィルム
の間に接着樹脂層を介して封止する請求項１ないし５の
いずれかに記載の可撓性太陽電池モジュールの製造方
法。 - 【請求項７】第二の可撓性の絶縁性基板と保護フィルム
の間に金属箔を挿入する請求項６記載の可撓性太陽電池
モジュールの製造方法。 - 【請求項８】第一、第二の可撓性基板の両面に少なくと
も接着樹脂よりなるフィルムを介して保護フィルムを積
層し、その積層体を少なくとも一方が加熱される二つの
ローラの間にはさみ込むことによって封止する請求項６
あるいは７記載の可撓性太陽電池モジュールの製造方
法。 - 【請求項９】第二の可撓性の絶縁性基板に分散して複数
の貫通孔が明けられた請求項１ないし８のいずれかに記
載の可撓性太陽電池モジュールの製造方法。 - 【請求項10】第二の可撓性の絶縁性基板に明けられた貫
通孔を通して第一の可撓性の絶縁性基板を吸引すること
によって端子電極層と導電層を密着させる請求項４およ
び９記載の可撓性太陽電池モジュールの製造方法。 - 【請求項11】貫通孔の開口面積の合計が第二の可撓性の
絶縁性基板の面積の２０％以上である請求項９あるいは
10記載の可撓性太陽電池モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06153141A JP3111813B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 可撓性太陽電池モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06153141A JP3111813B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 可撓性太陽電池モジュールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818082A JPH0818082A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3111813B2 true JP3111813B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=15555916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06153141A Expired - Fee Related JP3111813B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 可撓性太陽電池モジュールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111813B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200419267Y1 (ko) * | 2006-04-04 | 2006-06-16 | 이상은 | 방탄모 턱끈에 결합 사용하는 안면보호대 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4948473B2 (ja) * | 2008-04-21 | 2012-06-06 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
| KR101114099B1 (ko) | 2010-07-30 | 2012-02-22 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP06153141A patent/JP3111813B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200419267Y1 (ko) * | 2006-04-04 | 2006-06-16 | 이상은 | 방탄모 턱끈에 결합 사용하는 안면보호대 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818082A (ja) | 1996-01-19 |
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