JP4841113B2

JP4841113B2 - 太陽電池モジュール用接続配線及び太陽電池モジュール用結合配線並びに太陽電池モジュールの製造方法

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Publication number: JP4841113B2
Application number: JP2004084278A
Authority: JP
Inventors: 富幸野村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005276896A

Description

本発明は太陽電池モジュールの内部において、太陽電池ストリングを形成するように太陽電池素子同士の接続などに使用する太陽電池モジュール用接続配線と太陽電池ストリングを直接または並列に接続するため、または電気出力を外部に導出するための太陽電池モジュール用結合配線に関するものであり、またその太陽電池モジュール用接続配線または太陽電池モジュール用結合配線を使用した太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。

太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため、太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池素子を取り付けた場合に、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続して透光性基板とエチレンビニルアセテートとも重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して太陽電池モジュールを作成することが通常行われている。

図５は従来の太陽電池モジュールの受光面側の外観の一例を示した図である。

図５において、１は透光性基板、２は太陽電池素子、３は太陽電池モジュール用接続配線、５は太陽電池モジュール用結合配線、６はモジュール枠を示す。

太陽電池モジュールは、上述のように複数の太陽電池素子２を接続して透光性基板１とエチレンビニルアセテートとも重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材（不図示）で封入した太陽電池パネルを作成し、この外周部にモジュール枠６を取り付けて、そのコーナー部分をビス止めしモジュール枠を固定している。

このような太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュール用接続配線（以下接続配線という）３は太陽電池素子２同士を電気的に直列または並列に接続するために太陽電池素子２の電極に接続されるものである。

太陽電池素子を直線的に直列または並列に接続したものを太陽電池ストリングと呼んでいる。図５においては、４個の太陽電池素子２により１個の太陽電池ストリングが作成され、さらに、４個の太陽電池ストリングを互いに接続することにより太陽電池パネルが造られている。

また、太陽電池モジュール用結合配線（以下結合配線という）５は、太陽電池モジュールの外形寸法に太陽電池素子２の配列を合わせるために設けられるものであり、太陽電池ストリングが１つのみの太陽電池モジュールの場合、結合配線５は直列または並列に接続されている複数の太陽電池素子２の端部の太陽電池素子において、極性の同じ接続配線３同士を繋ぎ、さらに、この結合配線５から太陽電池モジュールの電気出力を外部に導出するために設けるものである。太陽電池ストリングが複数個存在する太陽電池モジュールの場合、結合配線５は直列または並列に接続されている複数の太陽電池素子２の端部の太陽電池素子において、極性の同じ接続配線３同士を繋ぎ、さらに、この結合配線５を用いて前記複数の太陽電池ストリングを直列または並列に接続し若しくはこの結合配線５から太陽電池モジュールの電気出力を外部に導出するために設けるものである。

このような接続配線３、結合配線５は通常すべて、厚さ０．１〜１．０ｍｍ程度、幅２〜８ｍｍ程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断して用いている。

例えば、この太陽電池素子２の電極と接続配線３とをハンダ付けする際には、太陽電池素子２の電極上に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダを予め塗布し、その上に接続配線３を配置して、ハンダコテやホットエアーなどで各々の表面のハンダを溶融させることにより行っていた。（特許文献１の従来の技術参照）
また、上記の接続配線３と結合配線５の接続においても、予めその接続部分に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダを塗布した後、ハンダ付けを行っていた。

この予め太陽電池素子２の電極等のハンダ付けする部分に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダを塗布するのは、太陽電池素子２の電極表面のハンダや接続配線３表面のハンダに形成されているハンダの酸化膜をフラックスにより除去し、その接続強度を強固なものにするためである。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
特開平１１−２６７８８４号公報

しかしながら、上述のように予め太陽電池素子２の電極と接続配線３や接続配線３と結合配線５の接続部に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行った後ハンダ付けを行う方法においては、自動化設備ではその液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が必要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置が必要となり複雑、高価になってしまうという問題があった。

また、液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダは流動性があるため、従来のようにハンダ付け時の直前に太陽電池素子２の電極や接続配線３に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行った場合は、ハンダ付け時に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダが太陽電池素子の電極以外の受光面部にも広がり、太陽電池の電気出力が低下したり、その外観が悪化したりすることがあった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、太陽電池素子の電極と接続配線の接続部もしくは接続配線と結合配線との接続部において、そのハンダ付け部分に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行う必要が無い太陽電池モジュール用接続配線を提供することにある。

本発明の他の目的は、接続配線と結合配線の接続部において、そのハンダ付け部分に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行う必要が無い太陽電池モジュール用結合配線を提供することにある。

本発明の更なる他の目的は、上記接続配線もしくは結合配線を使用した太陽電池モジュールの製造方法を提供することにより、自動化設備を単純、安価なものにし、ひいては太陽電池モジュールのコストダウンを図ることにある。

上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュール用接続配線は、太陽電池ストリングを形成するように隣接する太陽電池素子のそれぞれの電極とハンダ付けするため、もしくは一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けし、他端が複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するための太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用接続配線であって、この太陽電池モジュール用接続配線の前記太陽電池素子の電極とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする。

また、本発明の太陽電池モジュール用接続配線は、太陽電池ストリングを形成するように隣接する太陽電池素子のそれぞれの電極とハンダ付けするため、もしくは一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けし、他端が複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するための太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層
を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用接続配線であって、この太陽電池モジュール用接続配線の前記太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする。

また、本発明の太陽電池モジュール用結合配線は、複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するために一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けされた太陽電池モジュール用接続配線の他端とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用結合配線であって、この太陽電池モジュール用結合配線の前記太陽電池モジュール用接続配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする。

また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする。

（１）透光性基板の上に受光面側充填材を配する。

（２）上記受光面側充填材の上に太陽電池モジュール用接続配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（３）上記太陽電池ストリングの上に裏面側充填材を配する。

（４）上記裏面側充填材の上に裏面シートを配する。

（１）裏面シートの上に裏面側充填材を配する。

（２）上記裏面側充填材の上に太陽電池モジュール用接続配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（３）上記太陽電池ストリングの上に受光面側充填材を配する。

（４）上記受光面側充填材の上に透光性基板を配する。

また、本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする。

（１）透光性基板の上に受光面側充填材を配する。

（２）上記受光面側充填材の上に太陽電池モジュール用結合配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（４）上記裏面側充填材の上に裏面シートを配する。

さらに、本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする。

（１）裏面シートの上に裏面側充填材を配する。

（２）上記裏面側充填材の上に太陽電池モジュール用結合配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（４）上記受光面側充填材の上に透光性基板を配する。

本発明の太陽電池モジュール用接続配線によれば、太陽電池ストリングを形成するように隣接する太陽電池素子のそれぞれの電極とハンダ付けするため、もしくは一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けし、他端が複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するための太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用接続配線であって、この太陽電池モジュール用接続配線の前記太陽電池素子の電極とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことにより、太陽電池素子の表面、裏面の電極表面や太陽電池モジュール用接続配線の各表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、太陽電池素子の表面、裏面の電極に太陽電池モジュール用接続配線を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

さらに液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダは流動性があるため、従来のようにハンダ付け時の直前に太陽電池素子の電極部や太陽電池モジュール用接続配線に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行った場合は、ハンダ付け時に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダが太陽電池素子の電極以外の受光面部にも広がり、この部分が影になり太陽電池の電気出力が低下したり、その外観が悪化したりすることがあった。

しかし本発明に係る太陽電池モジュール用接続配線では、その表面に固形状のフラックスを被覆させているため流動性がないので、太陽電池素子の電極以外の受光面部にハンダやフラックスの残渣が電極部以外に広がることが無く、太陽電池素子の電気出力が低下したり、その外観が悪化したりすることが無い。

また、本発明の他の太陽電池モジュール用接続配線によれば、太陽電池ストリングを形成するように隣接する太陽電池素子のそれぞれの電極とハンダ付けするため、もしくは一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けし、他端が複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するための太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用接続配線であって、この太陽電池モジュール用接続配線の前記太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことにより、太陽電池モジュール用結合配線、太陽電池モジュール用接続配線の各表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固
なものにすることができるとともに、太陽電池モジュール用接続配線に太陽電池モジュール用結合配線を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

さらに液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダは流動性があるため、従来のようにハンダ付け時の直前に太陽電池モジュール用接続配線や太陽電池モジュール用結合配線に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行った場合は、ハンダ付け時に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダが太陽電池モジュール用接続配線や太陽電池モジュール用結合配線のハンダ付け部以外の部分にも広がり、その外観が悪化することがあった。

しかし本発明に係る太陽電池モジュール用結合配線では、その表面に固形状のフラックスを被覆させているため流動性がないので、太陽電池モジュール用接続配線や太陽電池モジュール用結合配線のハンダ付け部以外の部分にハンダやフラックスの残渣が広がることが無く、その外観が悪化することが無い。

また、本発明の太陽電池モジュール用結合配線によれば、複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するために一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けされた太陽電池モジュール用接続配線の他端とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用結合配線であって、この太陽電池モジュール用結合配線の前記太陽電池モジュール用接続配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことにより、太陽電池モジュール用結合配線、太陽電池モジュール用接続配線の各表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、太陽電池モジュール用接続配線に太陽電池モジュール用結合配線を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

また、本発明の太陽電池モジュール用接続配線を用いた太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池素子の表面、裏面の電極表面や太陽電池モジュール用接続配線の各表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、太陽電池素子の表面、裏面の電極に太陽電池モジュール用接続配線を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

また、本発明の太陽電池モジュール用接続配線を用いた太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池モジュール用結合配線、太陽電池モジュール用接続配線の各表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、太陽電池モジュール用接続配線に太陽電池モジュール用結合配線を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

さらに、本発明の太陽電池モジュール用結合配線を用いた太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池モジュール用結合配線、太陽電池モジュール用接続配線の各表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、太陽電池モジュール用接続配線に太陽電池モジュール用結合配線を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を用いて詳細に説明する。

図１は太陽電池素子を接続配線を用いて、２つの太陽電池素子を直列に接続した状態を示したものである。

図１において１１は接続配線、１２ａ、１２ｂは太陽電池素子、１３は太陽電池素子の受光面側バスバー電極、１４はフィンガー電極を示す。

接続配線１１は接続配線材を適当な長さに切断して用いる。

この接続配線材は、銀、銅、アルミニウム、鉄などの良導電性の金属で作製されるが、その導電性やハンダコートのしやすさなどを考慮して、銅で作製されるのが好適である。また接続配線材は、その表面全面にはとも晶ハンダなどでハンダコートされる。これは銅箔などをハンダ槽にディッピングすることにより、片面２０〜７０ミクロン程度のハンダを被覆することにより行われる。

また、本発明に係るハンダコート後の接続配線材の表面には、太陽電池素子の電極とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする。また、結合配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする。

また、接続配線材の表面に固形状のフラックスを被覆させる場合に、接続配線材のほぼ全表面に固形状のフラックスを被覆させたほうが望ましい。このような場合、簡単に接続配線材の表面に固形状のフラックスを被覆させることができる。

接続配線材の表面に固形状のフラックスを被覆させる方法の一例として、例えば、接続配線材の表面に溶剤に混ぜたフラックスを適量塗布し、さらにこのフラックスを乾燥させる。

図２は本発明に係る接続配線材へのフラックスの塗布と乾燥を行う装置を示したものである。

図２において、２０は接続配線材、２１は供給ロール、２２は巻き上げロール、２３ａ、２３ｂはピンチローラー、２４は塗布部、２５は乾燥部、２６は折り曲げローラー、２７は排気配管、２８は台座を示す。

供給ロール２１は、ハンダコートした接続配線材２０が巻かれているものであり、巻き上げロール２２はフラックスを塗布乾燥した後の接続配線材２０を巻き取るものである。供給ロール２１、巻き上げロール２２はともに直径１０〜６０ｃｍ程度で、ポリプロピレンなどの硬質の樹脂などで作製される。また巻き上げロール２２には、その中心にトルクモーターが接続されており、一定のテンションで接続配線材２０を巻き取るようにしている。

ピンチローラー２３ａ、２３ｂは、この２つの間に接続配線材２０を挟み、供給ロール２１から接続配線材２０を一定速度で送り出すものである。このピンチローラー２３ａ、２３ｂは、直径４０〜１００ｍｍ程度で、アルミニウム等の金属製のプーリーにシリコンゴムなどを巻き付けたものである。

台座２８には、塗布部２４及び乾燥部２５が固定されている。

塗布部２４は、その内部に液体のフラックスが入った槽とその槽からフラックスをポンプなどで吸い上げ、これにより常にフラックスで濡れているスポンジやフェルトが具備されており、このフラックスで濡れているスポンジやフェルトを接続配線材２０に適当な圧力で両側から押しつけることにより接続配線材２０に液状のフラックスを塗布している。

また、乾燥部２５は、その内部に遠赤外線などのヒーターと熱電対などの温度センサーを備え、５０〜７０℃程の所定の温度で一定になるように制御されている。さらに乾燥部２５には、フラックス溶剤の蒸気を室外に排出するための排気配管を備える。

折り曲げローラー２６はフラックスを塗布、乾燥後の接続配線材２０を上方にある巻き上げロール２２の方向に導くためのものである。この折り曲げローラー２６は、直径４０〜６０ｍｍ程度で、アルミニウム等の金属製のプーリーにシリコンゴムなどを巻き付けたものである。

このような装置において、巻き上げロール２２から導出された接続配線材２０は、塗布部２４においてその両面にフラックスを塗布される。その後、乾燥部２５において、フラックスのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの溶剤成分を蒸発、乾燥させる。その後巻き上げロールにて巻き上げられる。

本発明者らが繰り返し行った実験結果によると、ピンチローラー２３ａ、２３ｂを塗布部２４の前に配置することにより、ピンチローラー２３ａ、２３ｂにフラックスの成分が付着することが無いため、接続配線材２０の送り出し速度が安定し、そのフラックスの塗布量が一定になるとともにピンチローラー２３ａ、２３ｂに付いたフラックス成分を除去するために装置を止めることもなくなるため好適である。

さらに、本発明において使用するフラックスは、ハンダ付け後の洗浄などを簡単または不要にするためにまた、太陽電池モジュール完成後の信頼性確保のためにもＲＭＡタイプのものが好適である。

このようにフラックスを塗布、乾燥した接続配線材２０を適当な長さに切断し接続配線１１に用いる。

さらに、接続配線１１の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度で、またその幅は太陽電池素子１２ａ、１２ｂへのハンダ付け時に接続配線１１自身により太陽電池素子１２ａ、１２ｂの受光面に影を作らないように、バスバー電極１３の幅と同じかそれ以下にする。さらに接続配線１１の長さはバスバー電極１３のほぼ全てに重なり、さらに所定の太陽電池素子間の間隔と隣り合う太陽電池素子の非受光面バスバー電極（不図示）に重なるようにする。一般的な１５０ｍｍ角の多結晶シリコン太陽電池素子を使用する場合、接続配線１１の幅は１〜３ｍｍ程度、その長さは１５０〜３５０ｍｍ程度である。接続配線１１が受光面側バスバー電極１３のほぼ全てに重なるようにするのは、その抵抗成分を少なくするためである。

太陽電池素子１２ａ、１２ｂは、例えば厚み０．３〜０．４ｍｍ程度、大きさ１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンで作られている。太陽電池素子１２ａ、１２ｂの内部にはボロンなどのＰ型不純物を多く含んだP層とリンなどのＮ型不純物を多く含んだＮ層が接しているＰN接合が形成されている。

バスバー電極１３とフィンガー電極１４は、銀ペーストをスクリーンプリント法などにより形成され、またバスバー電極１３の表面は、その保護と接続配線を取り付けやすくするために、そのほぼ全面にわたりハンダコートされる。またフィンガー電極１４は幅０．１〜０．２ｍｍ程度で、太陽電池素子の辺に平行に、光生成キャリヤーを収集するため多数本形成される。またバスバー電極１３は収集されたキャリヤーを集電し、接続配線を取り付けるために幅２ｍｍ程度で、フィンガー電極１４と垂直に交わるように２本程度形成される。このようなバスバー電極１３とフィンガー電極１４は、太陽電池素子１２ａ、１２ｂの裏面（非受光面）側にも同様に形成されている。

太陽電池素子１２ａ、１２ｂのバスバー電極１３と接続配線１１のハンダ付けにより直列に接続する方法は次の通りである。

まず、太陽電池素子１２ａのバスバー電極１３上に、接続配線１１を配置する。この接続配線１１を押さえピンで押さえながら、ホットエアーを吹き付けることやハンダコテを押し当てることにより、太陽電池素子１２ａのバスバー電極１３と接続配線１１の両者のハンダを溶融させ接続する。さらにこの接続配線１１の他端をもう一方の太陽電池素子１２ｂの裏面側のバスバー電極（不図示）上に配置し、同様にハンダを溶融させ接続する。この時太陽電池素子１２ａ、１２ｂの間隔は、銅を使用した接続配線では、太陽電池モジュールの発電効率やラミネート時のワレ、カケ、クラックの防止等を考慮して、１〜５ｍｍ程度が好適である。

この時、上述のように予め固形状のフラックスを接続配線１１の表面に被覆したことにより、太陽電池素子１２ａ、１２ｂの表面、裏面の電極表面や接続配線１１表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、太陽電池素子１２ａ、１２ｂの表面、裏面の電極に接続配線１１を取り付ける自動化設備において、フラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

さらに液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダは流動性があるため、従来のようにハンダ付け時の直前に太陽電池素子の電極部や接続配線に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行った場合は、ハンダ付け時に液状のフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダが太陽電池素子の電極以外の受光面部にも広がり、太陽電池の電気出力が低下したり、その外観が悪化したりすることがあった。しかし本発明に係る接続配線では、その表面にフラックスを塗布後乾燥させているため流動性がないので、太陽電池素子の電極以外の受光面部にハンダやフラックスの残渣が電極部以外に広がることが無く、太陽電池素子の電気出力が低下したり、その外観が悪化したりすることが無い。

図３は太陽電池モジュール内部の太陽電池素子の接続状態を示す図である。図３においては、上記のように５枚の太陽電池素子が直線的に直列接続されたものが２組、結合配線を介して直列に接続されている状態を示したものである。

図３において３０は太陽電池素子、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは直線的に接続された５枚の太陽電池素子のそれぞれ端部の太陽電池素子を示す。また３１は結合配線とハンダ付けされない接続配線、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは接続配線の内、一端が太陽電池素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに接続され、他端が結合配線に接続された接続配線を示す。さらに３２、３３ａ、３３ｂは結合配線を示す。

結合配線３２、３３ａ、３３ｂは通常すべて、厚さ０．２〜１．０ｍｍ程度、幅３〜８ｍｍ程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断して用いている。

結合配線３２は２つの隣接する太陽電池素子３０ｂ、３０ｃに接続されている接続配線３１ｂ、３１ｃをハンダ付けにより接続するためのものである。その概略の長さは２つの太陽電池素子３０ｂ、３０ｃの寸法とその間の余白部を足した長さ程度である。

結合配線３３ａ、３３ｂは、接続されている太陽電池素子の両端の太陽電池素子３０ａ、３０ｄに接続されている各々２本ある接続配線３１ａ、３１ｄを各々ひとつに繋ぐためのものである。その概略の長さは太陽電池素子３０ａ（３０ｄ）の寸法程度の長さである。

結合配線３２、３３ａ、３３ｂの表面への固形状のフラックスを被覆させる方法として、上述した接続配線への固形状のフラックスを被覆させる方法と同じ方法で被覆できる。

図３に示すように、直線的に接続された５枚の太陽電池素子のそれぞれ端部の太陽電池素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに接続されている接続配線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの他端と結合配線３２、３３ａ、３３ｂとのハンダ付けによる接続においても、接続配線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの結合配線とハンダ付けする部分の全表面に予め固形状のフラックスを被覆させていれば、接続配線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄや結合配線３２、３３ａ、３３ｂの表面の酸化膜が除去され、ハンダ付け部の接続強度を強固なものにすることができるとともに、そのハンダ付けの自動化設備において、ハンダ付け部にフラックスまたはフラックス入りのクリームハンダの塗布を行うための機構が不要となり、かつハンダ付け時に発生する蒸気や煙を排気するための局所排気装置も不要となり、設備を単純、安価なものにすることができる。

この場合においても、上述のように、接続配線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄのほぼ全表面に固形状のフラックスを被覆させる方法を取れば、簡単に接続配線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの表面に固形状のフラックスを被覆させることができる。

また、上記の効果を確実なものにするために、結合配線３２、３３ａ、３３ｂの表面にもハンダ付け前に予め固形状のフラックスを被覆させることができる。一例として、上述のような方法でフラックスを塗布、乾燥させておいても良い。

図４は本発明に係る太陽電池モジュールの太陽電池パネル部の構造の一例を示す図である。

同図において、４１は透光性基板、４２は受光面側充填材、４３は太陽電池素子、４４は裏面側充填材、４５は裏面シート、４６は接続配線、４７は結合配線である。

以下、各部材を述べる。

透光性基板４１としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。

ガラス板については、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが使用される。

他方、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板を用いた場合には、厚みが５ｍｍ程度のものが多く使用される。

受光面側充填材４２および裏面側充填材４４は、エチレン−酢酸ビニルとも重合体（以下、エチレン−酢酸ビニルとも重合体をＥＶＡと略す）から成り、厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで、融着して他の部材と一体化する。

ＥＶＡは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させてもよい。本発明に係る受光面側充填材４２においては、着色させると太陽電池素子４３に入射する光量が減少し、発電効率が低下する傾向にあり、望ましくは透明材にするとよい。

また、裏面側充填材４４に用いるＥＶＡは透明材により構成するとよいが、その他、太陽電池モジュールの周囲の設置環境に合わせて酸化チタンや顔料等を含有させ、これにより、白色等に着色させてもよい。

太陽電池素子４３は、上述のように厚み０．３〜０．４ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などからなる。

接続配線４６は、上記に詳細に述べた構造を有するものである。

裏面シート４５は水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。

またこの裏面シート４５の所定の位置にはスリットが設けられ、このスリットから出力配線（不図示）がラミネート前に予めピンセットなどを用いて裏面シートの表面に引き出されている。

まず以上の透光性基板４１、受光面側充填材４２、接続配線４６や結合配線４７を接続した太陽電池素子４３（複数の太陽電池素子４３より単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを構成している）、裏面側充填材４４、裏面シート４５を重畳し、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、５０〜１５０Ｐａ程度の減圧下で１００から２００℃程度の温度で１５〜６０分間程度に加熱しながら加圧することにより一体化する。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、それぞれ以下の作製方法を用いたことを特徴とする。

順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化する。

（１）透光性基板の上に受光面側充填材を配する。

（２）上記受光面側充填材の上に表面に予め固形状のフラックスを被覆させた太陽電池モジュール用接続配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（４）上記裏面側充填材の上に裏面シートを配する。

また、本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化する。

（１）裏面シートの上に裏面側充填材を配する。

（２）上記裏面側充填材の上に表面に予め固形状のフラックスを被覆させた太陽電池モジュール用接続配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（４）上記受光面側充填材の上に透光性基板を配する。

（１）透光性基板の上に受光面側充填材を配する。

（２）上記受光面側充填材の上に表面に予め固形状のフラックスを被覆させた太陽電池モジュール用結合配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（４）上記裏面側充填材の上に裏面シートを配する。

さらに、本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化する。

（１）裏面シートの上に裏面側充填材を配する。

（２）上記裏面側充填材の上に表面に予め固形状のフラックスを被覆させた太陽電池モジュール用結合配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する。

（４）上記受光面側充填材の上に透光性基板を配する。

作成された太陽電池パネル部の裏面に、外部回路接続用のケーブルを具備した端子ボックス（不図示）を接着材などで取り付ける。

さらに太陽電池モジュールとしての必要な強度や太陽電池モジュールを建物等に設置に必要なモジュール枠（不図示）を太陽電池パネル部の外周に嵌め込み、そのコーナー部をネジ止めして太陽電池モジュールが完成する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。

本発明に係る接続配線を用いて、二つの太陽電池素子を直列に接続した状態を示したものである。本発明に係る接続配線材へのフラックスの塗布と乾燥を行う装置を示したものである。太陽電池モジュール内部の太陽電池素子の接続状態を示す図である。本発明に係る太陽電池モジュールの太陽電池パネル部の構造の一例を示す図である。従来の太陽電池モジュールの受光面側の外観の一例を示した図である。

符号の説明

１：透光性基板
２、１２ａ、１２ｂ、３０、４３：太陽電池素子
３、１１、３１、４６：接続配線
５、３２、３３ａ、３３ｂ、４７：結合配線
６：モジュール枠
１３：受光面側バスバー電極
１４：フィンガー電極
２０：接続配線材
２１：供給ロール
２２：巻き上げロール
２３ａ、２３ｂ：ピンチローラー
２４：塗布部
２５：乾燥部
２６：折り曲げローラー
２７：排気配管
２８：台座
４１：透光性基板
４２：受光面側充填材
４４：裏面側充填材
４５：裏面シート

Claims

太陽電池ストリングを形成するように隣接する太陽電池素子のそれぞれの電極とハンダ付けするため、もしくは一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けし、他端が複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するための太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用接続配線であって、
この太陽電池モジュール用接続配線の前記太陽電池素子の電極とハンダ付けする部分の全表面もしくはこの太陽電池モジュール用接続配線の前記太陽電池モジュール用結合配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする太陽電池モジュール用接続配線。
複数個の太陽電池ストリングを直列または並列に接続するためまたは電気出力を外部に導出するために一端が前記太陽電池ストリングの端部の太陽電池素子の電極とハンダ付けされた太陽電池モジュール用接続配線の他端とハンダ付けするために用いられる、金属箔の全表面に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池モジュール用結合配線であって、この太陽電池モジュール用結合配線の前記太陽電池モジュール用接続配線とハンダ付けする部分の全表面に固形状のフラックスを被覆させたことを特徴とする太陽電池モジュール用結合配線。
順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法であって、
（１）透光性基板の上に受光面側充填材を配する工程、
（２）上記受光面側充填材の上に請求項１に記載の太陽電池モジュール用接続配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する工程、
（３）上記太陽電池ストリングの上に裏面側充填材を配する工程、
（４）上記裏面側充填材の上に裏面シートを配する工程、
を含む、太陽電池モジュールの製造方法。
順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法であって、
（１）裏面シートの上に裏面側充填材を配する工程、
（２）上記裏面側充填材の上に請求項１に記載の太陽電池モジュール用接続配線で電気
的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する工程、
（３）上記太陽電池ストリングの上に受光面側充填材を配する工程、
（４）上記受光面側充填材の上に透光性基板を配する工程、
を含む、太陽電池モジュールの製造方法。
順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法であって、
（１）透光性基板の上に受光面側充填材を配する工程、
（２）上記受光面側充填材の上に請求項２に記載の太陽電池モジュール用結合配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する工程、
（３）上記太陽電池ストリングの上に裏面側充填材を配する工程、
（４）上記裏面側充填材の上に裏面シートを配する工程、
を含む、太陽電池モジュールの製造方法。
順次下記（１）〜（４）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧して一体化したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法であって、
（１）裏面シートの上に裏面側充填材を配する工程、
（２）上記裏面側充填材の上に請求項２に記載の太陽電池モジュール用結合配線で電気的に接続された単一の太陽電池ストリングもしくは複数の太陽電池ストリングを配置する工程、
（３）上記太陽電池ストリングの上に受光面側充填材を配する工程、
（４）上記受光面側充填材の上に透光性基板を配する工程、
を含む、太陽電池モジュールの製造方法。