JP5031937B2 - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
太陽電池モジュールは一般に、受光面側から順に、透光性部材と、受光面側封止材と、太陽電池ストリングと、非受光面側封止材と、非受光面側保護材とを有している。中でも太陽電池ストリングは、直線状に並べられた複数の太陽電池素子のバスバー電極同士をインナーリードで接続したものである。
太陽電池モジュールは、用途によって様々な構造のものがある。たとえば、特開2003−97000号公報に示すように、屋根瓦上に配置されるものや、屋根瓦と入れ替えて配置されるものなどが提案されている。
このような太陽電池モジュールは、住宅の瓦材と入れ替えた限られたスペースに設置されることから、受光面における設計の自由度が低い。そのため、積雪荷重や風圧荷重に耐えうる高い強度をもつことに加えて、限られた受光面における太陽電池素子の充填率のさらなる向上が求められている。
本発明の目的の1つは、太陽電池モジュールに占める太陽電池素子の面積比率を高めつつ、高い強度を有する太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールは、長方形状の第1主面と該第1主面上に長辺方向に沿って延びる第1バスバー電極とを有する複数の太陽電池素子および隣り合う該太陽電池素子を前記第1主面の長辺方向に沿って接続する配線材を有する太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングを覆うように前記第1主面に略平行に配置された長方形状の透光性部材と、前記太陽電池ストリングと前記透光性部材との間に配置された封止材と、を備える。前記複数の太陽電池素子は、それぞれ、前記第1主面、該第1主面の裏側に位置する第2主面、前記第1主面と前記第2主面とを接続する第1側面、および該第1側面の裏側に位置し前記第1主面と前記第2主面とを接続する第2側面を有するシリコン基板を備える。前記第1側面および前記第2側面は、前記第1主面の長辺方向に沿って配置され、前記第1側面はシリコンが露出しているとともに、前記第2側面は絶縁層で覆われている。
上述の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の充填率を高めて発電量を大きくできるとともに、外力に対して高い強度を得ることができる。
本発明の第1の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子の一実施形態を示す図面であり、(a)は受光面側から見た平面図であり、(b)は非受光面側から見た平面図であり、(c)は図1(a)のA−A’断面図であり、(d)は図1(a)のB−B’断面図である。 図1に示す太陽電池素子へと分割する前の太陽電池素子の親基板(太陽電池素子集合体)を示す図面であり、(a)は受光面側から見た平面図であり、(b)は非受光面側から見た平面図である。 図1に示す太陽電池素子を形成する方法を説明する図面であり、(a)および(b)は、それぞれ、図2(a)のC−C’断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの図面であり、(a)は受光面側から見た平面図を示し、(b)は図4(a)のD−D’断面図であり、(c)は図4(b)の一部拡大図である。 図4に示す太陽電池モジュールにフレームを設けた様子を示す図であり、(a)は上面図、(b)は平面図、(c)は右側面図、(d)は左側面図、(e)は下面図、(f)は背面図である。 (a)は、本発明の第2の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子の断面図であり、(b)は、本発明の第4の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子の断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子を示す図面であり、(a)は太陽電池素子の親基板(太陽電池素子集合体)を受光面側から見た平面図であり、(b)は図7(a)の親基板(太陽電池素子集合体)から得られる太陽電池素子を受光面側から見た平面図である。 本発明の第5の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子を示す図面であり、(a)は太陽電池素子を受光面側から見た平面図であり、(b)は太陽電池素子を非受光面側から見た平面図であり、(c)は図8(a)のE−E’断面図である。 本発明の第5の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子の変形例を示す図面であり、(a)は第1の変形例に係る太陽電池素子を受光面側から見た平面図であり、(b)は第1の変形例に係る太陽電池素子を非受光面側から見た平面図であり、(c)は図9(a)のF−F’断面図であり、(d)は第2の変形例に係る太陽電池素子の変形例を非受光面側から見た平面図である。 本発明の第5の実施形態に係る太陽電池モジュールの図面であり、(a)は受光面側から見た平面図を示し、(b)は図10(a)のG−G’断面図である。 本発明の第6の実施形態に係る太陽電池モジュールの積層構成を示す分解斜視図である。 本発明の第6の実施形態に係る太陽電池モジュールの図面であり、(a)は受光面側から見た平面図であり、(b)は図12(a)のH−H’断面図である。 (a)は本発明の第6の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池ストリングの部分拡大平面図であり、(b)は第6の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池ストリングの変形例を示す部分拡大平面図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いる太陽電池素子集合体を示す図であり、(a)は第1主面側から見た平面図であり、(b)は第2主面側から見た平面図であり、(c)は図14(a)のJ−J’断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いる太陽電池素子集合体の他の例を示す図であり、(a)は第1主面側から見た平面図であり、(b)は第2主面側から見た平面図であり、(c)は図15(a)のK−K’断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法で製造された太陽電池モジュールを示す図であり、(a)は断面模式図であり、(b)は第1主面側から見た平面図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いる複数の太陽電池ストリングの集合体の一部を示す図であり、(a)は第1主面側から見た平面図であり、(b)は第2主面側から見た平面図であり、(c)は図17(a)のL−L’断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いるレーザ装置の一例を示す模式図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いる太陽電池ストリングの一部を示す図であり、(a)は第1主面側から見た平面図であり、(b)は第2主面側から見た平面図であり、(c)は図19(a)のM−M’断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いる太陽電池素子集合体の断面模式図である。 本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法に用いる太陽電池ストリングの一部を第2主面側から見た平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る太陽電池モジュールを用いた太陽電池アレイの斜視図である。
<太陽電池モジュール>
(第1の実施形態)
以下、図1乃至図5を用いて、第1の実施形態に係る太陽電池モジュール101について、詳細に説明する。
第1の実施形態に係る太陽電池モジュール101は、図4に示すように、透光性部材13と、受光面側封止材14aと、複数の太陽電池ストリング16と、非受光面側封止材14bと、非受光面側保護材15と、を有している。太陽電池モジュール101において、透光性部材13、受光面側封止材14a、太陽電池ストリング16、非受光面側封止材14bおよび非受光面側保護材15は、順次積層されている。このとき、太陽電池ストリング16は、直列上に連結された複数の太陽電池素子201を有している。
本実施形態において、図4に示すように、太陽電池モジュール101の外形は長方形である。このような形状の太陽電池モジュール101は、例えば、建材一体型太陽光発電システムとして用いる場合、3枚〜6枚程度の瓦と入れ替えて用いることができる。この太陽電池モジュール101は、例えば、図5に示すように、太陽電池モジュール101の周囲にフレーム26が取り付けられて設置される。なお、フレーム26は、例えば、太陽電池モジュール101を建材一体型太陽光発電システムに用いる場合、軒側と棟側および左右に隣接する太陽電池モジュール101のフレーム26と協働して止水できる構造を有することができる。
まず、太陽電池モジュール101における各部材について説明する。
透光性部材13は、長方形であり、太陽電池ストリング16を覆うように受光面側に配置される。そして、透光性部材13は、太陽電池素子201を外部から保護する機能を有する。なお、透光性部材13は、太陽電池素子201へ光を入射させることができる部材であればよく、材料は特に限定されない。透光性部材13の材料としては、例えば、白板ガラス、強化ガラス、熱線反射ガラスなどのガラスやポリカーボネート樹脂などの光透過率の高い材料を用いることができる。
受光面側封止材14aは、透光性部材13と太陽電池ストリング16との間に配置される。非受光面側封止材14bは、太陽電池ストリング16と非受光面側保護材15との間に配置される。受光面側封止材14aおよび非受光面側封止材14bは、太陽電池素子201を封止する機能を有する。これら受光面側封止材14aおよび非受光面側封止材14bとしては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)を主成分とし、押出し機によって厚さ0.4〜1mm程度のシート状に成形されたものが用いられる。また、受光面側封止材14aおよび非受光面側封止材14bは、架橋剤を含有していてもよい。この場合、所望の位置に封止材となるシート状の成形体を配置した後、熱処理を行うことで、受光面側封止材14aおよび非受光面側封止材14bを硬化させることができる。
非受光面側保護材15は、非受光面側封止材14bを保護する機能を有する。非受光面側保護材15の材料としては、例えば、ポリビニルフルオライド(PVF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、或いは、これらの2種以上を積層した樹脂が用いられる。
太陽電池素子201は、入射される太陽光を電気に変換する機能を有している。図1に示すように、太陽電池素子201の受光面4と非受光面5にはそれぞれ受光面側バスバー電極(第1バスバー電極)9および非受光面側バスバー電極(第2バスバー電極)10が設けられている。ここで、本実施形態においては、受光面4が第1主面であり、非受光面5が第2主面となる。また、太陽電池素子201の外形は、長辺と短辺を有する長方形であり、長辺は受光面側バスバー電極9と略平行である。太陽電池素子201の大きさは、例えば、多結晶シリコンであれば、長辺が約120〜200mm程度であり、短辺が60〜100mm程度とできる。
なお、本明細書における“略平行である”なる記載は、実質的に平行である状態を示す記載である。また、同様にして、“略垂直である”なる記載は、実質的に垂直である状態を示す記載である。
以下、太陽電池モジュール101に用いられる太陽電池素子201について、図面を用いて、より詳細に説明する。
太陽電池素子201は、図1に示すように、長辺と短辺を有する略長方形である。太陽電池素子201は、シリコン基板3と、逆導電型層6と、絶縁層7とを備えている。シリコン基板3は、光が入射してくる側の主面である受光面4および該受光面4の裏面に位置する非受光面5を有する。逆導電型層6は、シリコン基板3の受光面4側の表層として設けられている。絶縁層7は、シリコン基板3の受光面4側、本実施形態では、逆導電型層6上に設けられている。
そして、シリコン基板3は、受光面4と非受光面5に加えて、第1側面8a、第2側面8b、第3側面8cおよび第4側面8dを有する。第1側面8aは、受光面4と非受光面5とを接続し受光面4の長辺に沿う側面であり、第2側面8bは、第1側面8aの反対側(裏側)に位置し受光面4と非受光面5とを接続し受光面4の長辺に沿う側面である。そして、第3側面8cおよび第4側面8dは、シリコン基板3の側面のうち第1側面8aと第2側面8b以外の側面であり、第1側面8aおよび第2側面8bに略直交する。なお、本実施形態においては、第1側面8aは、後述するように親基板(太陽電池素子集合体)を分割することによって新たに形成される面であってもよい。
太陽電池素子201は、シリコン基板3の受光面4側に設けられた受光面側バスバー電極(第1バスバー電極)9および第1集電電極(第1フィンガー電極)12と、シリコン基板3の非受光面5側に設けられた非受光面側バスバー電極(第2バスバー電極)10および第2集電電電極11とを有する。
次に、上述した太陽電池素子201の各構成について、説明する。
シリコン基板3としては、所定のドーパント元素(導電型制御用の不純物)を有して一導電型(例えば、p型)を呈する単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板等の結晶シリコン基板が用いられる。シリコン基板3の厚みは、例えば、250μm以下、さらには、150μm以下とすることができる。シリコン基板3の形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態のように、四角形状であってもよい。この場合、製法の簡略化が図れる。本実施形態においては、シリコン基板3として、p型の導電型を呈する結晶シリコン基板が用いられる。結晶シリコン基板からなるシリコン基板3がp型を呈するようにする場合、ドーパント元素としては、例えば、ボロンあるいはガリウムを用いることができる。
逆導電型層6は、シリコン基板3とは逆の導電型を呈する層であり、シリコン基板3の受光面4側の表層として形成されている。シリコン基板3がp型の導電型を呈する結晶シリコン基板である場合、逆導電型層6は、n型の導電型を呈する。一方で、シリコン基板3がn型の導電型を呈する結晶シリコン基板である場合、逆導電型層6は、p型の導電型を呈する。そして、p型の導電型の領域とn型の導電型の領域との間には、pn接合領域が形成される。このような逆導電型層6は、シリコン基板3がp型の導電型を呈する結晶シリコン基板であれば、例えば、結晶シリコン基板の受光面にリン等の不純物を拡散させることによって形成することができる。
絶縁層7は、受光面4側に設けられた絶縁性の皮膜である。絶縁層7は、所望の波長領域の光の反射率を低減させて光生成キャリア量を増大させ、太陽電池素子201の光電流密度Jscを向上させる機能をもたせてもよい。絶縁層7としては、例えば、SiN膜、TiO膜、SiO膜等を用いることができる。このような絶縁層7は、例えば、PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)法、蒸着法、スパッタリング法などを用いて形成することができる。例えば、SiN膜からなる絶縁層7をPECVD法で形成する場合であれば、反応室内を500℃程度として窒素(N)で希釈したシラン(Si)とアンモニア(NH)との混合ガスを、グロー放電分解でプラズマ化させて堆積させることで絶縁層7が形成される。絶縁層7の厚みは、材料によって適宜選択することができ、適当な入射光に対して無反射条件を実現できる厚みとすることができる。例えば、絶縁層7の屈折率は1.8〜2.3程度、厚みは500〜1200Å程度とすることができる。
そして、本実施形態においては、第2側面8bは絶縁層7で覆われている。一方、第1側面8aは、シリコンが露出している。なお、第3側面8cおよび第4側面8dにも絶縁層7が形成されてもよい。各側面への絶縁層7の形成方法としては、シリコン基板3の第2側面8b、第3側面8cおよび第4側面8dを何も覆わない状態で上述したようにPECVD法を用いて形成することができる。
なお、ここでいう、『シリコンが露出している』とは、他の絶縁層等が形成されておらず、実質的にシリコンが露出している状態をいい、自然酸化膜が形成された状態のものも含むものである。
また、太陽電池素子201には、図1に示すように、シリコン基板3の非受光面5側の表層部にp+を呈するBSF領域21が形成されている。このBSF領域21は、シリコン基板3の非受光面5近くでキャリアの再結合による効率の低下を低減させる機能を有しており、シリコン基板3の非受光面5側に内部電界を形成するものである。
次に、太陽電池素子201に設けられる電極について説明する。
太陽電池素子201の受光面4側に配置される電極は、図1に示すように、受光面側バスバー電極9(第1バスバー電極)と、複数の線状の第1フィンガー電極12とを有する。受光面側バスバー電極9の少なくとも一部は、第1フィンガー電極12と交差している。この受光面側バスバー電極9は、例えば、1.3mm〜2.5mm程度の幅を有している。一方で、第1フィンガー電極12は、例えば、50〜200μm程度の幅を有していてもよい。このように、第1フィンガー電極12の幅は、受光面側バスバー電極9の幅よりも小さい。また、第1フィンガー電極12は、互いに1.5〜3mm程度の間隔を空けて複数設けられている。このような受光面側バスバー電極9および第1フィンガー電極12の厚みは、10〜40μm程度とすることができる。受光面側バスバー電極9および第1フィンガー電極12は、例えば、銀のような導電性金属をスクリーン印刷等で所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
太陽電池素子201の非受光面5側に配置される電極は、図1に示すように、非受光面側バスバー電極10(第2バスバー電極)と、第2集電電極11とを有する。非受光面側バスバー電極10の厚みは10μm〜30μm程度、幅は1.3mm〜7mm程度とすることができる。非受光面側バスバー電極10は、上述の受光面側バスバー電極9と同等の材質および製法で形成することができる。また、第2集電電極11は、厚みが15μm〜50μm程度であり、非受光面側バスバー電極10が形成された領域などの一部を除いたシリコン基板3の非受光面5側の略全面に形成される。この第2集電電極11は、例えば、アルミニウムペーストを所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
太陽電池ストリング16は、上述した複数の太陽電池素子201と、隣り合う太陽電池素子201同士を接続するインナーリード17(配線材)とを有する。
インナーリード17は、例えば、厚さ0.1〜0.2mm程度、幅1〜2mm程度の銅箔の全面を半田によって被覆したものが用いられる。インナーリード17は、太陽電池素子201の受光面側バスバー電極9上と非受光面側バスバー電極10上に半田付けされる。図4においては、一つのインナーリード17の一端は一の太陽電池素子201の受光面4の受光面側バスバー電極9に接続されており、他端は、隣接する他の太陽電池素子201の非受光面5の非受光面側バスバー電極10に接続されている。これにより、インナーリード17は、隣接する2つの太陽電池素子201間を電気的に接続している。このとき、図4(c)に示すように、インナーリード17は、その一端側領域が一の太陽電池素子201の受光面側バスバー電極9の長手方向に沿って配置され、その他端側領域が他の太陽電池素子201の非受光面側バスバー電極10の長手方向に沿って配置されている。これにより、図4(a)に示すように、太陽電池ストリング16の長手方向と、太陽電池素子201の長手方向と、インナーリード17の長手方向は、略平行である。
このように、本実施形態の太陽電池モジュール101は、上述した電極の接続配置をなす太陽電池ストリング16を有する。これにより、図4(c)に示すように、太陽電池ストリング16を受光面4側から平面視したとき、インナーリード17は太陽電池素子201の第3側面8cおよび第4側面8dと直交し、第1側面8aとは略平行となるよう配置される。そして、図4(a)に示すように、太陽電池モジュール101においては、太陽電池ストリング16の長手方向と直交する方向に、複数の太陽電池ストリング16が配列される。そして、太陽電池ストリング16の長手方向と直交する方向において隣接する太陽電池ストリング16同士は接続部材24で電気的に接続される。
本実施形態の太陽電池モジュール101では、図4(a)に示すように、太陽電池モジュール101と太陽電池ストリング16の長手方向が一致している。これにより、太陽電池モジュール101の短辺側1aに接続部材24が配置できるため接続部材24の配置に必要な面積が小さく、受光面積に占める有効受光面積を高めることができる。また、太陽電池素子201の配置の自由度が高まることによっても太陽電池素子201の充填率の向上が図れるため、太陽電池モジュール101の受光面積に占める有効受光面積を高めることができる。
図22は、架台に支持された本実施形態の太陽電池モジュール101を備えた太陽電池アレイ301が屋根(被設置面81)に設置された状態を示す図である。このように、本実施形態に係る太陽電池モジュール101を用いた場合、モジュール101の長辺、太陽電池素子201の長辺および第1バスバー電極9の長手方向が、全て軒棟方向に対して垂直である。その結果、瓦の連なりに調和した太陽電池アレイ301となり、美観性が高まる。
またさらに、特に、このように図22に示すような瓦と入れ替えて用いられる瓦用太陽電池モジュールにおいては、太陽電池モジュールの外寸が一定の範囲に制限される。図4(a)に示す本実施形態に係る太陽電池モジュール101では、太陽電池モジュール101の短手方向と太陽電池素子201の短手方向が一致している。これにより、上述したように太陽電池素子201の配置の自由度が向上して、太陽電池モジュール101の受光面積に占める有効受光面積の比率を高めて発電量を増すことができる。したがって、太陽電池モジュール101は、特に、上述したように外形寸法などに制限がある瓦用太陽電池モジュールとして好適に用いることができる。
さらに、太陽電池モジュール101においては、太陽電池素子201の長手方向に沿ってインナーリード17が配置され、半田付けによって固定される。これにより、太陽電池素子201が長手方向に沿って補強されるため、太陽電池素子201の長手方向への撓みに対する強度を高めることができる。これにより、太陽電池素子201に生じるクラックを低減して、湾曲が生じやすい長方形の太陽電池モジュール101の長手方向における強度が高まる。その結果、太陽電池モジュール101の強度と信頼性を向上することができる。
そして、図1(c)に示すように、太陽電池素子201の第1側面8aはシリコン基板3が露出しているとともに、第2側面8bは絶縁層7で覆われている。そして、このような太陽電池素子201を有する本実施形態において、図4(a)および図4(c)に示すように、太陽電池ストリング16を受光面側から平面視したとき、インナーリード17は、太陽電池素子201の第3側面8cおよび第4側面8dと直交して交差するとともに、第1側面8aに略平行となるよう配置される。このとき、第3側面8cと第4側面8dは絶縁層7で覆われている。これにより、太陽電池素子201間の間隔を狭くしてインナーリード17が太陽電池素子201の側面に接触した場合であっても、インナーリード17が太陽電池素子201の正極と負極を接続して短絡することを低減することができる。これにより、太陽電池素子201を密に配置して、太陽電池素子201の受光面への充填率を高めて、太陽電池モジュール101の発電量を向上することができる。
また、太陽電池モジュール101においては、太陽電池素子201を接続した配線経路の往復回数が少ないため、すなわち、接続部材24による接続箇所が少ない。そのため、半田接合の剥離等による故障率を低減して信頼性を向上することができる。
以上のように、本実施形態においては、各部材の長手方向が略平行に配置され、且つ太陽電池素子201がシリコンが露出した第1側面8aおよび絶縁層7で覆われた第2側面8bを備えることで、太陽電池モジュール101における太陽電池素子201の充填率を高めるとともに、外力に対して高い強度を得ることができる。
また、本実施形態においては、図4(a)に示すように、太陽電池ストリング16における複数の太陽電池素子201は、第2側面8bを同じ方向に向けて配列されている。そして、このとき、複数の太陽電池素子201の第2側面8bが同一平面内に位置するよう配置されている。このように配置することで、太陽電池ストリング16を形成するときに第2側面8bを基準面として太陽電池素子201を整列することができる。これにより、後述するように大型の太陽電池素子を分割して太陽電池素子201を形成する場合に、太陽電池素子201における分割した部分の形状のばらつきが整列工程に及ぼす影響を低減して、受光面側バスバー電極9と非受光面側バスバー電極10を一直線上に精度良く整列することができる。その結果、本実施形態のように両面に電極を有する形態においては、インナーリード17が所定の位置からずれた状態で半田付けされて太陽電池素子201の発電領域を減少させることによって太陽電池モジュール101の発電量が低下することを低減することもできる。
またさらに、本実施形態においては、第1フィンガー電極12の両端のうち、第1側面8a側に位置する第1端部は、第1側面8aに達しており、第2側面8b側に位置する第2端部は、第2側面8bから離間している。
またさらに、太陽電池モジュール101は、複数の太陽電池ストリング16を有している。具体的には、本実施形態においては、図4(a)に示すように、太陽電池モジュール101は、3つの太陽電池ストリング16を有している。ここで、図4(a)において、上方に位置する太陽電池ストリング16を第1太陽電池ストリング16A、該第1太陽電池ストリング16Aに隣接する太陽電池ストリング16を第2太陽電池ストリング16Bとする。
このとき、第1太陽電池ストリング16Aにおける複数の太陽電池素子201の第1側面8aは、第1の面内に位置するよう配置されており、第2太陽電池ストリング16Bにおける複数の太陽電池素子201の第2側面8bは、第2の面内に位置するよう配置されている。そして、この第2の面は、第1の面に平行であるとともに第1の面に対向して配置されている。このような配置は、換言すれば、第1太陽電池ストリング16Aにおける太陽電池素子201の第1側面8aが、第2太陽電池ストリング16Bにおける太陽電池素子201の第2側面8bと対向して配置されている。これによって、隣接する太陽電池ストリング16において、シリコンが露出している第1側面8aと絶縁層7でおおわれている第2側面8bが対向して配置されている。そのため、第1太陽電池ストリング16Aと第2太陽電池ストリング16Bとの間隔を狭くすることができ、太陽電池素子201の受光面への充填率を高めて、太陽電池モジュール101の発電量をさらに向上することができる。
上述した太陽電池モジュール101に用いる太陽電池素子201は、様々な方法で形成することができる。該形成方法の一例として、次に、大型の太陽電池素子(以下、太陽電池素子の親基板50または太陽電池素子集合体50と呼ぶ)を分割して、太陽電池素子201を形成する方法について、図面を用いて詳細に説明する。
太陽電池素子の親基板50は、図2に示すように太陽電池素子201へと分割する前のものであり、複数の太陽電池素子201を含む構成を有している。例えば、図2に示すように、太陽電池素子の親基板50は、絶縁層7、受光面側バスバー電極9、第1フィンガー電極12、非受光面側バスバー電極10、第2集電電極11を備えている。この親基板50も、太陽電池素子として使用可能である。
太陽電池素子の親基板50を分割して太陽電池素子201を形成する方法を、以下に説明する。
まず、太陽電池素子の親基板50の受光面4に所望の分割線に沿ってレーザ光を照射して、図3(a)に示すように、受光面4に分割溝23を形成する。使用するレーザ光としては、例えば、YAGレーザ光を用いることができる。レーザ条件としては、波長が1.06μm、出力が10W〜30W、ビーム広がり角が1〜5mrad、走査速度が50〜300mm/sとしてもよい。分割溝23の深さは、例えば、シリコン基板3の厚さの25%以上とすることができる。これにより、分割溝23に沿って容易に太陽電池素子の親基板50を分割できる。
そして、図3(b)に示すように、分割溝23を形成した太陽電池素子の親基板50に外力を加えることによって、分割溝23に沿って太陽電池素子の親基板50を分割することができる。これにより、太陽電池素子201を形成できる。このような分割によって形成した太陽電池素子201の側面を上述した第1側面8aとすることができる。このとき、太陽電池素子201のそれ以外の側面が第2側面8b、第3側面8c、第4側面8dである。
このように、太陽電池素子201が太陽電池素子の親基板50を分割することにより形成されることで、図1(c)に示すように、第1側面8aにおいて、シリコン基板3や逆導電型層6、BSF領域21、第2集電電極11などの断面が露出し、他の側面においては、絶縁層7が配置されている。すなわち、このような形成方法によって、上述したシリコンが露出した第1側面8aおよび絶縁層7で覆われた第2側面8bを備える太陽電池素子201を形成することができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る太陽電池モジュール102について、図6(a)を用いて説明する。なお、図6(a)においては、上述した図1(c)と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。後述する他の実施形態の説明においても、同様である。
本実施形態に係る太陽電池モジュール102は、太陽電池素子202における受光面側バスバー電極(第1バスバー電極)10の配置位置について、第1の実施形態に係る太陽電池モジュール101と異なる。
より具体的には、本実施形態においては、図6(a)に示すように、受光面側バスバー電極9は受光面4に、非受光面側バスバー電極10は非受光面5にそれぞれ複数本設けられている。そして、この複数の受光面側バスバー電極9は、第1側面8aに最も近い受光面側バスバー電極9である第1側面側電極9aと、第2側面8bに最も近い受光面側バスバー電極9である第2側面側電極9bとを含んでいる。このとき、第1側面側電極9aと第1側面8aとの距離D1は、第2側面側電極9bと第2側面8bとの距離D2よりも大きい。
上述したように太陽電池素子の親基板50の分割によって形成された場合、第1側面8aが絶縁層7で覆われずにシリコンが露出しているのに対して、第2側面8bは絶縁層7で覆われている。このため、第1側面8a付近と第2側面8b付近の単位面積あたりの発電量は不均衡となる傾向にある。そこで上述したように、第1側面側電極9aと第1側面8aとの距離D1を、第2側面側電極9bと前記第2側面8bとの距離D2よりも大きくすることで、第2側面8b側の受光量に比べて第1側面8a側の受光量が多くなる電極配置とすることができる。これにより、第1側面側電極9aと第2側面側電極9bで集電する電流を均等にすることができる。これにより、第1側面側電極9aと第2側面側電極9bとインナーリード17を通過する電流が同じになることから、電流にあわせて受光面側バスバー電極9やインナーリード17の断面積を変える必要がなくなる。その結果、第1側面側電極9aと第2側面側電極9bに接続するインナーリード17を一種類にでき、汎用性が向上する。そして、太陽電池モジュール102内の電流の分布を均一にして、太陽電池モジュール102の発電効率を向上することができる。
以上のように、本実施形態においては、太陽電池モジュール102内の電流分布が均一に近づき発電効率が向上するとともに、汎用性に優れる。
なお、ここでいう距離D1は、例えば、図6(a)に示すように、太陽電池素子202を平面視したときの、受光面4の長手方向に垂直な方向における第1側面側電極9aと第1側面8aとの最短距離とできる。距離D2も同様に規定できる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る太陽電池モジュール103について、図7を用いて説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール103は、太陽電池素子203における受光面側に設けられた電極構成について、第1の実施形態に係る太陽電池モジュール101と異なる。
具体的には、図7(b)に示すように、第3の実施形態に係る太陽電池モジュール103に用いられる太陽電池素子203は、上述した第1の実施形態にかかる太陽電池素子201で説明した受光面側に設けられる電極として、補助電極25をさらに有している。すなわち、太陽電池素子203は、受光面側に設けられた電極として、受光面側バスバー電極9と第1フィンガー電極12と補助電極25とを有している。
受光面側バスバー電極9は、受光面4の長手方向に沿って延びる。第1フィンガー電極12は、受光面側バスバー電極9に略垂直な方向に延び、受光面側バスバー電極9と電気的に接続されている。
そして、補助電極25は、太陽電池素子203の受光面4の外周に沿って、複数の第1フィンガー電極12と直交する方向に配置されている。換言すれば、補助電極25は、受光面4上に受光面側バスバー電極9に略垂直な方向に延びるよう配置されている。具体的には、本実施形態においては、図7(b)に示すように、補助電極25は、第1側面8aに沿うものと、第2側面8bに沿うものとの2つが設けられている。該補助電極25は、第1フィンガー電極12を介して受光面側バスバー電極9と電気的に接続されている。このような補助電極25を設けたことで、太陽電池素子203で発電した電流の集電効率を向上することができる。
また、上述したように、本実施形態においては、補助電極25が第1側面8aに沿って設けられている。このことにより、第1フィンガー電極12が太陽電池素子の親基板50の分割で形成された第1側面8a側から剥離したとしても、補助電極25が、該剥離が補助電極25よりも内側に進展しないためのストッパーとして機能する。これにより太陽電池素子203を太陽電池素子の親基板50の分割によって形成した場合であっても、第1フィンガー電極12の破損を低減でき、該破損に伴う発電効率の悪化を低減できるため、太陽電池モジュール103の信頼性をさらに向上することができる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態に係る太陽電池モジュール104について、図6(b)を用いて説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール104は、太陽電池素子204の構成について、第1の実施形態に係る太陽電池モジュール101と異なる。
具体的には、図6(b)に示すように、第4の実施形態に係る太陽電池モジュール104に用いられる太陽電池素子204は、第1側面8aと受光面4の交差部に設けられた第1隆起部19をさらに有する。このような第1隆起部19は、例えば、太陽電池素子204を受光面4側または非受光面5側からレーザ光でカットする際に、レーザ光の出力を調整することによって形成することができる。
上述したように、太陽電池素子204は、レーザ光で溝を入れた後に、スナッピングによって分割することによって形成してもよい。その場合、このような第1隆起部19を設けることによって、第1側面8aを補強することができ、第1側面8aから生じるマイクロクラックの進展を低減することができる。
なお、本実施形態においては、第1側面8aと受光面4との交差部に設けられた第1隆起部19について説明したが、第1側面8aと非受光面5との交差部に第2隆起部をさらに設けてもよい。このような形態においても、分割により生じる第1側面8aにおけるマイクロクラックの発生を低減することができる。なお、第1隆起部19を設けず、第2隆起部のみを設けた形態であっても、上述した第1隆起部19を有することで得られる効果と同様の効果を奏すことができる。したがって、太陽電池素子204の構造など種々の要素に応じて、第1隆起部19および第2隆起部の少なくとも一方を、適宜設けることができる。
さらに、本実施形態においては、太陽電池素子204は、第1隆起部19の上に設けられた第1酸化膜20をさらに有する。このような第1酸化膜20は、太陽電池素子204をレーザカットによって形成するときに、レーザ光の照射部にアルゴンガスに変えて、酸素を含む気体を接触させることによって形成することができる。
第1隆起部19の表面にこのような第1酸化膜20を形成することによって、上述の第1実施形態に係る太陽電池モジュール101と同様の接続配置でインナーリード17によって複数の太陽電池素子204を接続した場合、第1酸化膜20が絶縁層として機能する。これにより、インナーリード17が太陽電池素子204の正極と負極を接続して短絡することを低減することができる。
さらに、本実施形態においては、図6(b)に示すように、第1酸化膜20は、第1隆起部19の表面にのみ形成されているが、このような第1酸化膜20は、第1隆起部19よりも内側まで延びて形成されてもよい。これにより第1酸化膜20によるパッシベーション効果が高まる。
なお、本実施形態においては、受光面4側に設けられた第1隆起部19を有し、非受光面5側に設けられた第2隆起部を有していない太陽電池素子204を例示したが、上述したように、他の実施形態として、第2隆起部を有した形態であってもよい。該形態においては、第2隆起部の表面に第2酸化膜が設けられていてもよい。このような形態においても、上述した第1酸化膜20を有することで得られる効果と同様の効果を奏すことができる。なお、この第2酸化膜も、上述の第1酸化膜20と同様の方法で形成することができる。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態に係る太陽電池モジュール105について、図8乃至図10を用いて説明する。図8(a)乃至図8(c)および図10は、第5の実施形態に係る太陽電池モジュール105に用いられる太陽電池素子205を示す図であり、図9(a)乃至図9(c)は、太陽電池素子205の第1の変形例2051を示す図であり、図9(d)は、太陽電池素子205の第2の変形例2052を示す図である。
本実施形態に係る太陽電池モジュール105は、太陽電池素子205の構成について、第1の実施形態に係る太陽電池モジュール101と異なる。
具体的には、第5の実施形態に係る太陽電池モジュール105に用いられる太陽電池素子205は、バックコンタクト構造を有する。すなわち、図8(a)乃至図8(c)に示すように、太陽電池素子205は、非受光面5に互いに極性の異なる第1出力取出電極27aと第2出力取出電極27bを有する。換言すれば、上述の第1乃至第4の実施形態における第1バスバー電極および第2バスバー電極に対応する電極が、いずれも非受光面5上に設けられている。
より具体的には、本実施形態において、第1出力取出電極27aが第1バスバー電極に相当し、第2出力取出電極27bが第2バスバー電極に相当する。したがって、本実施形態においては、第1バスバー電極が設けられている非受光面5が第1主面となる。
また、太陽電池素子205の外形は、長辺と短辺を有する長方形であり、長辺は第1出力取出電極27aおよび第2出力取出電極27bと略平行である。太陽電池素子205の大きさは、例えば、多結晶シリコンであれば、長辺が約120〜200mm程度であり、短辺が60〜100mm程度である。そして、本実施形態においても、第1側面8aは第1の実施形態と同様にシリコンが露出している。
本実施形態の太陽電池素子205は、図8(a)乃至図8(c)に示すように、結晶系のメタルラップスルー構造を有している。
本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、太陽電池ストリング16は、複数の太陽電池素子205を備える。この複数の太陽電池素子205は、太陽電池ストリング16において、図10(a)および図10(b)に示すように、インナーリード17によって互いに接続されている。また、太陽電池モジュール105は、複数の太陽電池ストリング16以外に、透光性部材13、受光面側封止材14a、非受光面側封止材14bおよび非受光面側保護材15を備える。図10(b)に示すように、太陽電池モジュール105において、透光性部材13、受光面側封止材14a、太陽電池ストリング16、非受光面側封止材14b、非受光面側保護材15は、この順に積層されている。
そして、バックコンタクト構造を有する本実施形態は、第1乃至第4の実施形態と、インナーリード17の配置において異なる。すなわち、第1乃至第4の実施形態においては、インナーリード17の一端は、隣り合う太陽電池素子205の一方の太陽電池素子205の受光面4側に位置し、他端は、隣り合う太陽電池素子205の他方の太陽電池素子205の非受光面5側に位置している。一方、本実施形態においては、インナーリード17の一端および他端は、いずれも対応する隣り合う太陽電池素子205の非受光面5側に配置されている。
このような太陽電池モジュール105においても、図10(a)に示すように、複数の太陽電池ストリング16は、その長手方向に直交する方向に配列されている。そして、この直交する方向に隣接する太陽電池ストリング16は、接続部材24で電気的に接続されている。
このような太陽電池モジュール105では、前述の実施形態と同様に、太陽電池素子205の充填率を向上して受光面積に占める有効受光面積を高めることができる。加えて、太陽電池素子205の長手方向に沿ってインナーリード17が半田付けされていることから、太陽電池素子205がその長手方向に沿って補強される。このため、太陽電池素子205の長手方向への撓みに対する強度を高めることができる。
以上より、本実施形態においても、太陽電池素子205の充填率を向上させて発電効率の向上が図れるとともに外力に対する強度の向上が図れる。
なお、本実施形態においては、バックコンタクト構造を有する形態として、図8に示すメタルラップスルー構造を有する太陽電池素子を備える形態について説明したが、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子として、他のバックコンタクト構造を有する太陽電池素子を用いることができる。
図9(a)乃至図9(c)は、バックコンタクト構造を有する第5の実施形態に係る太陽電池素子205の第1の変形例2051を示す図である。この第1の変形例2051は、IBC(Integrated Back Contact)構造を有している。第1の変形例2051においては、図9(a)に示すように、受光面4には電極が形成されていない。一方、図9(b)に示すように、非受光面5に、第1バスバー電極に相当する第1出力取出電極27aと第2バスバー電極に相当する第2出力取出電極27bとが線状に形成されている。
この変形例における太陽電池素子205を用いる場合には、「第1主面上に長辺方向に沿って延びる第1バスバー電極」とは、図9(b)に示すように、第1バスバー電極である第1出力取出電極27aを、第1主面である非受光面5上に、非受光面6の長辺方向に沿って延びるように設けられていればよい。このような形態であっても、太陽電池素子205を用いた第5の実施形態と同様の効果を奏すことができる。
また、図9(d)は、バックコンタクト構造を有する第5の実施形態に係る太陽電池素子205の第2の変形例2052の非受光面5側の平面図である。この第2の変形例2052も、第1の変形例2051と同様に、IBC構造を有している。この第2の変形例2052は、図9(d)に示すように、第1の変形例2051と、非受光面5側における電極形状が異なる。
より具体的には、第2の変形例2052も第1の変形例2051と同様に、非受光面5に、第1バスバー電極に相当する第1出力取出電極27aと第2バスバー電極に相当する第2出力取出電極27bとが形成されている。第1の変形例2051においては、第1出力取出電極27aおよび第2出力取出電極27bが線状であるのに対して、本第2の変形例2052においては、第1出力取出電極27aおよび第2出力取出電極27bが円形状である。
この変形例における太陽電池素子205を用いる場合には、「第1主面上に長辺方向に沿って延びる第1バスバー電極」とは、複数の円形状の第1出力取出電極27aが、非受光面5上に非受光面5の長辺方向に沿って、配列して設けられていればよい。このような形態であっても、第1の変形例2051と同様に、太陽電池素子205を用いた第5の実施形態と同様の効果を奏すことができる。
以上、バックコンタクト構造として、メタルラップスルー構造およびIBC構造を例示したが、他のバックコンタクト構造を用いてもよい。他のバックコンタクト構造としては、例えば、エミッタラップスルー構造、アラウンドラップスルー構造などが挙げられる。なお、いずれのバックコンタクト構造においても、太陽電池素子の材質としては、上述したように多結晶シリコン又は単結晶シリコン等の結晶系を用いることができる。
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態に係る太陽電池モジュール106について、図11乃至図13を用いて説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール106は、複数の太陽電池素子同士を接続する構成について、第5の実施形態に係る太陽電池モジュール105と異なる。すなわち、本実施形態に係る太陽電池モジュール106は、太陽電池ストリング16において、第5の実施形態に係る太陽電池モジュール105と異なる。
具体的には、本実施形態に係る太陽電池モジュール106においては、太陽電池ストリング16は、複数の太陽電池素子2、接続シート28、接着層32および接合材33を備える。ここで、本実施形態に係る太陽電池モジュール106は、第5の実施形態に係る太陽電池もモジュール105における、インナーリード17の代わりに、接続シート28、接着層32および接合材33を有している。
図11に示すように、本実施形態に係る太陽電池ストリング16において、複数の太陽電池素子2の非受光面5同士は、接続シート28で接続されている。そのため、本実施形態においては、太陽電池素子2は、第5の実施形態に係る太陽電池ストリング16に用いられた太陽電池素子2と同じ構造を有し、具体的には、図8に示すバックコンタクト構造を有している。そして、本実施形態においては、図11および図12(b)に示すように、太陽電池素子2と接続シート28との間には、接着層32および接合材33が配置されている。
また、太陽電池モジュール106においても、第5の実施形態と同様に、受光面4側から順に、透光性部材13、受光面側封止材14a、太陽電池ストリング16、非受光面側封止材14b、非受光面側保護材15の順に積層されている。
そして、本実施形態において、上述したように、接続シート28は、隣接して配置された太陽電池素子2同士を電気的に接続する機能を有する。
具体的には、図11に示すように、接続シート28は、基体シート29と、配線材として機能する回路層30とを有する。そして、図12(b)に示すように、接続シート28は、凸部31を有している。この凸部31は、接続シート28の一主面上において、太陽電池素子2と電気的接続をおこなう箇所に、すなわち、出力取出電極27に対応する箇所に、太陽電池素子2に向かって突出するように設けられている。このような凸部31は、例えば、接続シート28をプレス成形することで形成することができる。
回路層30は、図11に示すように、基体シート29の一主面上に、隣接して配置した第1の太陽電池素子2bの第1出力取出電極27aと、第2の太陽電池素子2cの第2出力取出電極27bとを電気的に接続するよう配置されている。回路層30は、基体シート29の一主面上のうち、太陽電池素子2の第1出力取出電極27aと第2出力取出電極27bと相対する位置に配置されており、櫛状である。そして、図13(a)に示すように、回路層30は、太陽電池素子2の配列方向において、隣接する2つの太陽電池素子2間に櫛の根元部分が配置されている。
そして、回路層30のうち、接続シート28と太陽電池素子2とを電気的に接続する箇所は、上述した接続シート28の凸部31の頂面に配置されている。なお、以下では、図12(b)に示すように、この回路層30のうち凸部31に配置された部分の頂面をコンタクト部30aと称する。
また、回路層30は、例えば、基体シート29上に導電性の金属をスパッタリングしたりエッチング金属膜を貼り付けたりすることで形成することができる。回路層30に用いられる金属材料としては、導電性金属であればよく、例えば、銅、アルミニウム、金、銀あるいはそれらを含む合金などを用いることができる。
接着層32は、図12(b)に示すように、基体シート29の一主面のうち回路層30が配置された以外の部分に配置される。接着層32の材質としては、例えば、エチレン酢酸ビニル重合(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)、エポキシ樹脂などが挙げられる。接着層32は、例えば、薄膜状のEVAやPVB、エポキシ樹脂を基体シート29上の所望の位置に積層することによって形成することができる。このような接着層32を有する場合、コンタクト部30a以外の箇所から生じる、太陽電池素子2から回路層30へのリーク電流を低減して、信頼性や出力を向上させることができる。
基体シート29は、接続シート28のうち回路層30を保持する機能を有し、本実施形態においては、平面視したときに長方形状である。この基体シート29の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)を使用することができる。また、後述する接合材33に半田を用いる場合などの製造工程で基体シート29を200℃以上に加熱する場合は、基体シート29の材質としては、ポリイミド(PI)やポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK)、4フッ化エチレン(PTFE)、ポリエーテルサルフォン(PES)などの耐熱性に優れた樹脂を用いればよい。
基体シート29としては、上記にあげた材質からなるフィルムの単層シートを用いる以外に、上記の樹脂等の材質からなるフィルムを複数組み合わせた複層シートを用いても良い。このように、基体シート29が複層シートである場合、耐湿性や耐熱性、電気的絶縁性、および機械的特性を高めることができる。
また、基体シート29は、さらに、防湿層(不図示)を有していてもよい。この防湿層は、上記PETやPENなどの樹脂等の材質からなるフィルム間に配置される。防湿層としては、アルミ箔、亜鉛鉄箔、ステンレススチール箔、およびシリカやアルミナの蒸着層等を用いることができる。この場合、長期的な耐湿性を向上することができる。
さらに、接続シート28は、コンタクト部30aを被覆するように配置された低抵抗金属やフラックスを有していてもよい。すなわち、太陽電池素子2の出力取出電極27(第1出力取出電極27aおよび第2出力取出電極27b)と接続されるコンタクト部30aは、太陽電池素子2との電気的接続を確実に行うために、金で被覆されたり、予め半田付け用のフラックスが塗布されたりしていても良い。
接合材33は、太陽電池素子2の出力取出電極27(第1出力取出電極27aおよび第2出力取出電極27b)と、回路層30のコンタクト部30aとを電気的、機械的に接合する機能を有する。このような接合材33としては、例えば、有鉛半田や鉛フリー半田、導電性接着剤などを用いることができる。
まず、接合材33に有鉛半田や鉛フリー半田を用いる場合について説明する。有鉛半田としては、例えば、Pb−Sn共晶半田を用いることができる。また、環境負荷低減のために用いる、鉛フリー半田としては、接合する際の熱で太陽電池素子2や接続シート28の劣化を低減するという観点から、融点が低いものを用いることができる。また、出力取出電極27に対する濡れ性が高く、接合強度と疲労強度が高い鉛フリー半田を適宜選択すると良い。このような鉛フリー半田の材質としては、例えば、中低温系のSn−Zn、Sn−Zn−Bi、中温系のSn−In−Ag−Bi、Sn−Ag−Bi−Cu、又は中高温系のSn−Ag−CuやSn−Agなどがあげられる。このように接合材33に半田を用いる場合には、製造工程を簡単にするために、前述の回路層30のコンタクト部30aを、予め半田で覆うことで接合材33を設けてもよい。
次に、接合材33に導電性接着剤を用いる場合について説明する。導電性接着剤は、導電性を担う金属フィラーと、接合特性を担うバインダ樹脂とを含む。具体的には、導電性接着剤は、このような金属フィラーとバインダ樹脂とを混練したものである。
金属フィラーの材質としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、カーボン、グラファイトなどを使用可能である。また、金属フィラーの形状としては、例えば、フレーク状、粒状、又はくさび状等の形状を適宜選択することができる。特に、金属フィラーとして、導通性の高いフレーク状や、導通性と接着性の高いくさび状のものを用いてもよい。
また、バインダ樹脂としては、接合材33は接続シート28と太陽電池素子2の間の密閉された層間で硬化することから、アウトガスが少ないものを用いることができる。さらに、バインダ樹脂は、太陽電池素子2や接続シート28の熱履歴を小さくできるという観点から、低温で架橋硬化するものを用いることができる。また、バインダ樹脂は、ラミネート時に非受光面側充填材14bが軟化を開始した後に、少しずつ架橋を開始し、ラミネートを終了するまでに架橋硬化を終了する特性を持つものを用いることができる。この場合、出力取出電極27とコンタクト部30aとを精度良く電気的に接続することができる。バインダ樹脂の架橋温度は、例えば、非受光面側充填材14bにエチレンビニルアセトレート(EVA)を用いた場合、EVAの架橋前の融点である約70℃よりも高い温度とすることができる。このようなバインダ樹脂としては、例えば、一液型または二液型のエポキシ系接着剤があげられる。また、エポキシ系接着剤以外にウレタン系接着剤やシリコン系接着剤、アクリル系接着剤又はポリイミド系接着剤を、バインダ樹脂として選択可能である。
なお、接合材33には、上述した半田や導電性接着剤に代えて、導電性を有する両面粘着テープを用いてもよい。このような粘着テープは、非加熱でも機械的、電気的に接続することができるため、粘着テープで各部材を重ね合わせたときに互いを圧着することができる。その結果、ラミネート前やラミネート時の位置ズレによってコンタクト部30aと出力取出電極27との間で生じる導通不良を低減できる。
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュール106の変形例1061について、図13(b)を用いて説明する。なお、変形例1061は、接続シート28の構成において、第6の実施形態に係る太陽電池モジュール106と異なる。
すなわち、本変形例1061において、接続シート28は、応力緩和部を有している。より具体的には、図13(b)に示すように、本変形例1061において、接続シート28の回路層30が、応力緩和部として応力緩和孔34を有している。この応力緩和孔34は、基体シート29のうち太陽電池素子2間に対応する部分に位置する回路層30に設けられている。そして、この応力緩和孔34は、平面視したときに、太陽電池ストリング16の長手方向に対して屈曲した形状である。このような場合、太陽電池モジュール106が長手方向に撓むときに、上述した回路層30によって長手方向への伸縮に対して補強されるとともに、応力緩和孔34によって太陽電池ストリング16の太陽電池素子2間の部分で応力が緩和される。その結果、接続シート28の断線を低減することができる。
また、このような応力緩和孔34は、図13(b)に示すように、太陽電池ストリング16の長手方向に平行な中心軸に対して線対称となるように設けてもよい。この場合、太陽電池ストリング16にかかる応力の偏りを好適に低減することができる。
また、接続シート28は、その厚み方向における一主面に平行な中心軸に対して非対称な積層体である場合、ラミネーターの予熱温度に近い温度、例えば40℃〜70℃で基体シート29と回路層30とを貼り合わせて形成してもよい。これにより、太陽電池モジュール106の構成部材がラミネーターで十分に加熱され加圧されて一体化する前に、ラミネーター上の予熱で接続シート28に反りが生じ、コンタクト部30aと出力取出電極27の位置ズレが生じることを低減することができる。すなわち、接続シート28にラミネーターの予熱が加わったときに、接続シート28を略水平状態のままで維持することができる。なお、接続シート28は、その厚み方向の中心軸に対してほぼ対称に配置された積層体であってもよい。
以上、本発明に係る太陽電池モジュールの実施形態を例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
例えば、上記第1の実施形態においては、太陽電池素子201の形成方法として、受光面側からレーザ光を照射して分割する方法を説明したが、それ以外に非受光面側からレーザ光を照射して分割する方法を用いてもよい。
<太陽電池モジュールの製造方法>
(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図14および図16乃至図19を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法によって、上述した太陽電池モジュール101を製造することができる。具体的には、本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法7Sは、第1主面および該第1主面と反対側の第2主面を有するシリコン基板を含む複数の太陽電池素子2を有する太陽電池素子集合体を複数個、一方向に配列して、複数の配線材で対応する太陽電池素子を一方向に接続して、複数の太陽電池ストリングの集合体を形成する第1工程と、集合体に対して隣り合う太陽電池素子の境界に一方向に沿って第2主面側からレーザ光を照射し、熱応力によって太陽電池素子毎に分割して、配線材で一方向に接続された複数の太陽電池素子を有する複数の太陽電池ストリングを形成する第2工程とを備える。
次に、本製造方法において用いられる各部材について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
第1に、本実施形態に係る製造方法において用いられる太陽電池素子集合体50について説明する。図14に示すように、本実施形態に係る太陽電池素子の製造方法において用いられる太陽電池素子集合体50は、光が入射する受光面(図14(c)における上面であり、以下では第1主面という)50aとこの第1主面50aの反対側の面(裏面)である非受光面(図14(c)における下面であり、以下では第2主面という)50bとを有する。また、太陽電池素子集合体50は、板状のシリコン基板51と、第1主面50a側に設けられた第1電極56と、第2主面50b側に設けられた第2電極57と、を備えている。シリコン基板51は、図14(c)に示すように、例えば、一導電型の半導体層である第1半導体層52と、この第1半導体層52における第1主面50a側に設けられた逆導電型の半導体層である第2半導体層53と、を備える。
以下、太陽電池素子集合体50の構造について、より具体的に、図14を用いて説明する。
一導電型(例えば、p型)を有する第1半導体層52を含むシリコン基板51としては、上述した第1の実施形態に係る太陽電池素子201におけるシリコン基板3と同様のものを用いることができる。
以下、シリコン基板51としてp型の導電型を呈する結晶シリコン基板を用いた例について、説明する。
第1半導体層52とpn接合を形成する第2半導体層(逆導電型層)53は、第1半導体層52(シリコン基板51)と逆の導電型を呈する層であり、第1半導体層52における第1主面50a側に設けられている。
反射防止層(絶縁層)55は、シリコン基板51の第1主面50a側に形成される。反射防止層55としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜などを用いることができる。反射防止層55の厚みは、材料によって適宜選択されて、適当な入射光に対して無反射条件を実現できる厚みとすることができる。反射防止層55が窒化シリコン膜からなる場合、パッシベーション効果も有することができる。
第3半導体層54は、第1半導体層52と同一の導電型を呈している。そして、第3半導体層54が含有するドーパントの濃度は第1半導体層52が含有するドーパントの濃度よりも高い。すなわち、第3半導体層54中に、第1半導体層52において一導電型を呈するためにドープされるドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在する。第3半導体層54は、シリコン基板51における第2主面50bの近傍におけるキャリアの再結合による効率の低下を低減させる役割を有している。第3半導体層54によって、シリコン基板51における第2主面50b側に内部電界が形成される。第3半導体層54は、シリコン基板51がp型を呈する場合、例えば、第2主面50b側にボロンまたはアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させることによって形成できる。このとき、第3半導体層54が含有するドーパント元素の濃度は1×1018〜5×1021atoms/cm程度とすることができる。
第1電極56は、図14(a)に示すように、第1出力取出電極(第1バスバー電極)56aと、複数の線状の第1フィンガー電極56bと、を有する。第1出力取出電極56aの少なくとも一部は、第1フィンガー電極56bと交差している。第1電極56の厚みは、例えば、10〜40μm程度である。
また、第1出力取出電極56aは、太陽電池モジュール101を形成する場合に、太陽電池素子201の配列方向に平行な方向(第1方向)に、複数列(図14(a)では4列)設けられている。第1出力取出電極56aの幅は、短手方向において、例えば、1.3〜2.5mm程度である。
一方、第1フィンガー電極56bは、線状である。第1フィンガー電極56bの幅は、短手方向において、例えば、50〜200μm程度であり、第1出力取出電極56aの幅よりも小さい。そして、第1フィンガー電極56bは、互いに1.5〜3mm程度の間隔を空けて、太陽電池素子201の配列方向に交差する方向(第2方向)、例えば、配列方向に垂直な方向(第2方向)に沿って複数設けられており、いずれも一端が第1出力取出電極56aに接続されている。
上述のような第1電極56は、例えば銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷等で所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
また、第1電極56は、太陽電池素子201の配列方向に平行に延びる第1補助電極56cを有してもよい。第1補助電極56cは、各々、第2方向における第1フィンガー電極56bの端部と交差する。これにより、第1フィンガー電極56bの一部が途切れる現象である線切れを生じても、線切れが生じた第1フィンガー電極56bで集めたキャリアを、第1補助電極56cを介して他の第1フィンガー電極56bを通って第1出力取出電極56aまで移動させることができる。なお、第1補助電極56cの短手方向の幅は、第1フィンガー電極56bの短手方向の幅と同等とできる。
第2電極57は、第2出力取出電極(第2バスバー電極)57aと、第2集電電極57bと、を有する。第2出力取出電極57aは、例えば、厚みは10〜30μm程度、短手方向の幅は1.3〜7mm程度である。
また、第2出力取出電極57aは、太陽電池モジュール101を形成する場合に、太陽電池素子201の配列方向に平行な方向(第1方向)に、複数列(図14(c)では4列)設けられている。この第2出力取出電極57aは、例えば、銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷等で所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
一方、第2集電電極57bは、シリコン基板51の第2主面50bのうち、第2出力取出電極57aの一部、後述する境界(仮想分割線)62およびその周辺を除いた略全面に形成される。第2集電電極57bの厚みは、例えば、15〜50μm程度である。この第2集電電極57bは、例えば、アルミニウムペーストをスクリーン印刷等で所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
なお、本実施形態に係る製造方法において用いられる太陽電池素子集合体50の構造は、上述した構造に限られない。例えば、図15に示す他の構造を有する太陽電池素子集合体50を用いてもよい。この太陽電池素子集合体50の他の構造について、図15を用いて説明する。なお、図14と同様の構成については、説明を省略する。
本構造において、第2電極57の形状は、例えば、第1電極56と同様の形状とすることができる。すなわち、第2電極57は、図15(b)に示すように、第2出力取出電極57aと、複数の線状の第2フィンガー電極57bと、第2フィンガー電極57bの長手方向における端部と交差する線状の第2補助電極57cと、を有する。なお、第2出力取出電極57a、第2フィンガー電極57bおよび第2補助電極57cの短手方向の幅は、第1出力取出電極56a、第2フィンガー電極56bおよび第2補助電極56cの短手方向の幅よりも、各々大きくすることができる。上述のような第2電極57は、例えば銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷等で所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
また、本構造においては、太陽電池素子集合体50は、パッシベーション層58をさらに有している。このパッシベーション層58は、シリコン基板51の第2主面50b側に形成される。パッシベーション層58は、シリコン基板51の第2主面50bの近傍におけるキャリアの再結合を低減する役割を有している。パッシベーション層58としては、例えば、窒化シリコン、アモルファスSi窒化膜などのSi系窒化膜、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタンなどを用いることができる。パッシベーション層58の厚みは、100〜2000Å程度とできる。なお、このようなパッシベーション層58は、図14に示す形態のように、本実施形態において必須の構成ではなく、必要に応じて形成すればよい。
第2に、本実施形態に係る製造方法で製造される太陽電池モジュール101について説明する。本実施形態に係る製造方法で製造される太陽電池モジュール101は、図16に示すように、直列および並列に接続された複数の太陽電池素子201を有する。この太陽電池モジュール101を複数個組み合わせることによって、実用的な電気出力の取り出しが可能となる。
太陽電池モジュール101は、互いに隣接して配列された複数の太陽電池素子201と、隣り合う太陽電池素子201間を電気的に接続するインナーリード17と、を備える。
太陽電池モジュール101は、図16(a)に示すように、透光性部材13と、受光面側封止材14aと、非受光面側封止材14bと、非受光面側保護材15と、を備える。
透光性部材13、受光面側封止材14a、非受光面側封止材14bおよび非受光面側保護材15は、それぞれ、第1の実施形態において詳述した機能を有しており、各種の材料を用いて形成される。
複数の太陽電池素子201は、図16(a)に示すように、隣り合う一方の太陽電池素子201の第1出力取出電極56aと他方の太陽電池素子201の第2出力取出部57aとが、長尺状の(直線状の)インナーリード17によって接続されている。
インナーリード17としては、上述した第1の実施形態と同様に、銅等の金属部材が用いられ、例えば、全面が半田材料によって被覆された帯状の銅箔をその長手方向について所定の長さに切断したものを用いることができる。インナーリード17は、例えば、厚さ0.1〜0.4mm程度、幅2mm程度とすることができる。
また、直列接続された複数の太陽電池素子201のうち、最初の太陽電池素子201と最後の太陽電池素子201の出力取出電極の一端は、出力取出部である端子ボックス59に、出力取出配線60によって接続される。また、図16(a)では図示を省略しているが、図16(b)に示すように、太陽電池モジュール101は、アルミニウムなどからなるフレーム26を備えることができる。
<太陽電池素子集合体50の製造方法>
次に上述の構造を有する太陽電池素子集合体50の製造方法について説明する。
まず、第1半導体層52を有するシリコン基板51の製法について説明する。シリコン基板51が単結晶シリコン基板の場合は、例えば引き上げ法などによって形成され、シリコン基板51が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって形成される。なお、以下では、p型の多結晶シリコンを用いた例について説明する。
最初に、例えば鋳造法で多結晶シリコンのインゴットを作成する。次いで、そのインゴットを、例えば250μm以下の厚みにスライスする。その後、シリコン基板51の切断面の機械的ダメージ層や汚染層を清浄化するために、シリコン基板51の表面をNaOHやKOHあるいはフッ酸や硝酸などでごく微量エッチングする。なお、このエッチング工程後に、ウェットエッチング方法またはドライエッチング方法を用いて、シリコン基板51の表面に微小な凹凸構造51aを形成する。
次に、シリコン基板51における第1主面50a側の表層内にn型の第2半導体層53を形成する。このような第2半導体層53は、ペースト状態にしたPをシリコン基板51の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたPOCl(オキシ塩化リン)を拡散源とした気相熱拡散法、およびリンイオンを直接拡散させるイオン打ち込み法などによって形成される。この第2半導体層53は、厚みが0.2〜2μm程度、シート抵抗が40〜200Ω/□程度となるよう形成される。
次に、上記工程において、第1主面50a側だけでなく、第2主面50b側にも第2半導体層53が形成された場合には、第2主面50b側の第2半導体層53のみをエッチングして除去する。これにより、第2主面50b側にp型の導電型領域を露出させる。第2主面50b側の第2半導体層53の除去は、例えば、フッ酸溶液にシリコン基板51における第2主面50b側のみを浸すことで実現できる。また、予め第2主面50b側に拡散マスクを形成した上で、気相熱拡散法等で第2半導体層53を形成した後、拡散マスクを除去することによっても、同様の構造を有するシリコン基板51を形成することが可能である。
以上により、p型半導体層を有する第1半導体層52とn型半導体層を有する第2半導体層53とを備えたシリコン基板51を準備することができる。なお、第2半導体層53の形成方法は上記方法に限定されるものではなく、例えば薄膜技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜や、微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを第2半導体層53として形成してもよい。さらに、シリコン基板51において、第1半導体層52(シリコン基板51)と第2半導体層53との間にi型シリコン領域を形成してもよい。
次に、上述のように準備したシリコン基板51の第1主面50a側に、反射防止層(絶縁層)55を形成する。反射防止層55は、例えば、PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)法、蒸着法、スパッタリング法などを用いて形成される。例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止層55をPECVD法で形成する場合であれば、反応室内を500℃程度として、窒素(N)で希釈したシラン(SiH)とアンモニア(NH)との混合ガスを、グロー放電分解でプラズマ化させて堆積させることで反射防止層55が形成される。
次に、シリコン基板51の第2主面50b側に、一導電型の半導体不純物が高濃度に拡散された第3半導体層54を形成する。第3半導体層54の形成方法としては、例えば、次の2つの方法を用いることができる。第1の方法は、BBr(三臭化ボロン)を拡散源とした熱拡散法を用いて温度800〜1100℃程度で形成する方法である。第2の方法は、アルミニウム粉末および有機ビヒクル等からなるアルミニウムペーストを印刷法で塗布したのち、温度600〜850℃程度で熱処理(焼成)してアルミニウムを半導体基板1に拡散する方法である。また、第2の方法を用いれば、印刷面だけに所望の拡散領域を形成することができるだけではなく、第2半導体層53の形成構成と同じ工程で第2主面50b側に形成されたn型の第2半導体層53を除去する必要もない。そのため、該方法においては、第2半導体層53と第3半導体層54との接触によるリーク不良を低減するために、第1主面50a側または第2主面50b側の外周部のみにレーザ光等を用いてpn分離を行えばよい。
次に、必要に応じてパッシベーション層58を形成する。パッシベーション膜58の形成方法としては、PECVD法、蒸着法やスパッタリング法などを用いることができる。また、パッシベーション層58を形成する場合において、第2主面50bのうち、パッシベーション層58の形成予定箇所以外の領域の上にマスクを設けるか、または第2主面50bの全面に設けた後、形成予定箇所以外の領域を除去してもよい。
次に、第1電極56(第1出力取出電極56a、第1フィンガー電極56b)と第2電極57(第2出力取出電極57a、第2集電電極57b)とを以下のようにして形成する。
最初に、第1電極56について説明する。第1電極56は、例えば銀(Ag)等からなる金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを、シリコン基板51の第1主面50aに塗布し、その後、最高温度600〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって第1電極56を形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができ、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥してもよい。
次に、第2電極57について説明する。図14に示す構造を有する太陽電池素子集合体50において、まず、第2集電電極57bは、アルミニウム粉末と有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いて作製される。このペーストを、第2主面50bのうち、第2出力取出電極57aを形成する部位の一部および分割領域を除いてシリコン基板51の第2主面50bのほぼ全面に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。このようにペーストを塗布した後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させてもよい。この場合、作業時にペーストが形成予定部分以外の部分に付着しにくい。なお、ここでいう分割領域とは、後述する境界(仮想分割線)62を含む領域である。より具体的には、例えば、図14(c)に示すように、分割領域は、第2主面50bのうち、後述する第1の間隔D7に対応する領域である。
次に、第2出力取出電極57aは、例えば銀粉末などからなる金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを予め決められた形状に塗布する。なお、導電性ペーストは、アルミニウムペーストの一部と接する位置に塗布されることで、第2出力取出電極57aと第2集電電極57bとの一部が重なる。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができ、塗布後、好ましくは所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
なお、図15に示す構造を有する太陽電池素子集合体50において、第2電極57は、例えば銀(Ag)等からなる金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを、シリコン基板51の第2主面50bに塗布し、その後、最高温度600〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって第2電極57を形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができ、好ましくは塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
そして、シリコン基板51を焼成炉内にて最高温度が600〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、第2電極57がシリコン基板51の第2主面50上に形成される。
なお、上記では印刷・焼成法による電極形成を用いたが、蒸着やスパッタリング等の薄膜形成やメッキ形成を用いて形成することも可能である。
以上のようにして、複数の太陽電池素子(図14および図15では、2つの太陽電池素子)201を有する、大型の太陽電池素子集合体50を作製することができる。
<太陽電池モジュールの製造方法>
次に、上述のようにして得られた太陽電池素子集合体50を用いた、本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
上述したように、本実施形態に係る製造方法は、前記第1工程と、前記第2工程とを有する。以下、各工程について、詳細に説明する。
図17に示すように、第1工程において、複数の太陽電池素子集合体50同士をインナーリード17で接続して複数のストリングの集合体61を形成する。一つのインナーリード17の一端は、太陽電池素子集合体50(50A)の第1出力取出電極56aに接続されており、他端は隣設する太陽電池素子集合体50(50B)の第2出力取出電極57aに接続されている。これにより、インナーリード17は隣接する2つの太陽電池素子集合体50間を接続している。なお、インナーリード17の一端側部分は第1出力取出電極56aの配列方向に沿って接続されており、インナーリード17の他端側部分は第2出力取出電極57aの配列方向に沿って接続されている。
図17に示す形態においては、図14に示す太陽電池素子集合体50が用いられる。したがって、太陽電池素子集合体50は、2つの太陽電池素子201A、201Bを有している。そして、太陽電池集合体50は、第1主面50a側に、4つの第1出力取出電極56aを、第2主面50b側に4つの第2出力取出電極57aを有している。太陽電池素子集合体50(50A)がこのような構成を有するため、隣接する太陽電池素子集合体50(50B)は、各出力取出電極に対応して、4つのインナーリード17によって、接続されている。
インナーリード17としては、上述したように、半田材料で被覆されたものや、金属箔からなるものを用いることができる。インナーリード17の接続方法としては、半田材料で被覆されたインナーリード17の場合、ホットエアーや半田鏝等を用いて、あるいはリフロー炉などを用いて、太陽電池素子集合体50の第1出力取出電極56aと第2出力取出電極57aとに半田付けしてインナーリード17を接続してもよい。また、インナーリード17が金属箔からなる場合、低温硬化型の導電性接着剤を用いてインナーリード17を接続してもよい。例えば、該導電性接着剤を介して、第1出力取出電極56aと第2出力取出電極57aの上にインナーリード17を接触させた後、150〜250℃程度で熱処理することで、インナーリード17と第1出力取出電極56aおよび第2出力取出電極57aとを接続させることができる。なお、導電性接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等をバインダとして含む、銀、ニッケル、カーボン等の導電性フィラーを用いることができる。
次に、第2工程において、図18に示すように、レーザ装置70のテーブル72に上述で得られた複数のストリングの集合体61を載置し、境界(仮想分割線)62にレーザ照射部71が位置するように調節する。そして、太陽電池素子集合体50が蒸発しない程度に局所的な加熱を発生する条件で境界62にレーザ光を照射する。そして、レーザ光の照射による熱応力によって、複数のストリングの集合体61を太陽電池素子201毎に分割する。すなわち、第2工程は、レーザ照射工程と分割工程とを含む。
このように、複数のストリングの集合体61を用いて、配列方向に平行な境界(仮想分割線)62に沿って太陽電池素子集合体50にレーザ光を照射すると、照射位置を中心に作用する圧縮応力とその周辺に作用する引っ張り応力による熱応力を利用して微小亀裂を発生させることができる。そして、その亀裂をレーザ光による熱応力によって境界(仮想分割線)62に沿う方向に誘導することによって太陽電池素子集合体50が割断される。これにより、図19に示すように、互いに接続された複数の太陽電池素子201を有する太陽電池ストリング16が形成される。このとき、複数の太陽電池素子集合体50の第1主面50aおよび第2主面50bに複数のインナーリード17を接続した状態でレーザ光を照射することによって、レーザ照射の対象物における配列方向に平行な方向への反りが低減する。そのため、レーザ光の焦点ずれが低減し、太陽電池素子集合体50の分割工程(第2工程)における歩留まりの悪化を低減することができる。
また、本実施形態に係る製造方法によれば、レーザ照射によって太陽電池素子集合体50の一部を蒸発させて分割溝を形成する工程と、該工程の後に外力を与えて分割する工程と、の2回の工程を備える製造方法に比べて、レーザ照射によって分割する1回の工程で太陽電池素子集合体50を分割することができる。そのため、本実施形態においては、生産性を向上させることができる。
このように分割して得られた太陽電池素子201は、小型の太陽電池モジュール等に好適に使用される。このような小型の太陽電池モジュールは、例えば、電子機器類の充電器や携帯電話等の比較的小さなデバイスに搭載して使用される。このように本実施形態に係る製造方法によれば、大型の太陽電池素子(太陽電池素子集合体)を作製し、それを必要な大きさに分割することで、所望の大きさの太陽電池素子を効率よく作製できる。そのため、それぞれの太陽電池素子の基板の大きさに合わせた機械設備が不要になるため、大きさの異なる種々の太陽電池素子の製造効率が高まる。
またさらに、特開2005−236017号公報には、太陽電池素子の非受光面(第2主面)側からレーザ光を照射して分割溝を形成し、分割溝に外力を与えることによって太陽電池素子を分割する方法が開示されている。このような分割方法では、分割可能な深さを有する分割溝が形成されない場合、分割溝に外力を与えても分割溝に沿って割れず、分割不良を生じ、分割した太陽電池素子を利用することができない場合があり、歩留まりが悪化する可能性がある。しかしながら、本実施形態に係る製造方法によれば、レーザ照射の後、熱応力によって太陽電池素子を分割するため、太陽電池素子を分割する工程における歩留まりの悪化を低減することができる。
なお、本実施形態に係る製造方法おいて、レーザ光を走査する場合には、レーザ照射部71を所定方向に移動させてもよく、またテーブル72を所定方向に移動させてもよい。あるいは、レーザ照射部71およびテーブル72の両方を所定方向に移動させてもよい。
また、本実施形態に係る製造方法によれば、第1工程の前に、第1主面50にpn接合領域を形成する。これにより、本製造方法によれば、太陽電池素子集合体50の接合領域(pn接合)が形成されている面の反対側の面にレーザ光を照射することができる。つまり、第1主面50aに接合領域が形成されている太陽電池素子集合体50においては、第2主面50b側にレーザ光を照射することができる。これにより、レーザ光が照射される面の境界(仮想分割線)62に接合領域(pn接合)が形成されていないことから、レーザ照射による接合領域へのダメージを低減することができる。
また、図15に示すように、太陽電池素子集合体50において、隣接する太陽電池素子201A、201Bの境界(仮想分割線)62に、線状の第1フィンガー電極56bまたは第2フィンガー電極57bを形成してもよいが、図14に示すように、太陽電池素子集合体50において、第1電極56または第2電極57を所定の間隔を隔てて複数の領域を各々有するよう形成してもよい。
すなわち、図14(b)および図14(c)に示すように、本実施形態に係る製造方法は、第2工程の前に、第2主面50bに第2電極57を形成する工程をさらに有し、この形成工程において、第2電極57が、第1領域57dと、配列方向に垂直な方向に第1の間隔D7を隔てて配置された第2領域57eと、を有するように形成する。該第1の間隔D7が境界(仮想分割線)62に対応する。そして、分割工程(第2工程)で、第1の間隔D7内で太陽電池素子集合体50を太陽電池素子201毎に分割する。
これにより、レーザ光が、第2電極57を介さず、直接、シリコン基板51に照射されることによって容易に亀裂を発生させることができる。
また、図14(b)に示すように、境界(仮想分割線)62およびその周辺に存在しない、つまり、第2集電電極57bが境界(仮想分割線)62と所定の間隔を設けて形成する場合、第2集電電極57bをアルミニウムで形成してもよい。この場合、レーザ光の照射によって溶融した第2集電電極57bが冷え固まって、太陽電池素子集合体50の分割を阻害するといった問題を低減することができる。
第1電極56についても同様である。すなわち、図14(a)および図14(c)に示すように、本実施形態に係る製造方法は、第2工程の前に、第1主面50aに第1電極56を形成する工程をさらに有し、この形成工程において、第1電極56が、第5領域56dと第6領域56eとを有するように形成する。このとき、第5領域56dと第6領域56eとは、第2の間隔D6を隔てて配置されており、該第2の間隔D6が境界(仮想分割線)62に対応する。そして、分割工程(第2工程)で、第2の間隔D6内で太陽電池素子集合体50を太陽電池素子201毎に分割する。
これにより、第2主面50b側からレーザ光を照射した場合、第1電極56が一部断線するなどの分割不良の問題を低減することができ、レーザ光の照射条件の範囲を広くすることができ、生産性をさらに向上させることができる。
また、第2の間隔D6が第1の間隔D7と同等またはそれよりも大きいことで、太陽電池素子集合体50が所望の境界(仮想分割線)62に対して若干斜めに分割されても第1電極56と分割位置が重なることを低減することができる。また、受光量を多く確保することができる。
また、図14(c)に示すように、第3半導体層54は境界(仮想分割線)62およびその周辺に存在しない。つまり、本実施形態に係る製造方法は、第2工程の前に、第3半導体層54を形成する工程をさらに有し、この形成工程において、第3半導体層54を境界(仮想分割線)62と所定の間隔を設けて形成してもよい。すなわち、第3半導体層54は、第2電極57の第1領域57dおよび第2領域57eに各々対応して配置されている第3領域54aおよび第4領域54bを有するよう形成してもよい。この場合、第3領域54aおよび第4領域54bとは、第3の間隔D4を隔てて配置されており、分割工程(第2工程)において、該第3の間隔D4内にレーザ光を照射し、分割する。これにより、第3半導体層54を介さずにシリコン基板51にレーザ光が照射される。このことから、レーザ光の照射によって第3半導体層54のドーパントが第2主面50bから第1主面50aに向けて拡散しリークする問題を低減することができる。また、第3の間隔D4は第1の間隔D7と同等またはそれよりも狭く形成されることによって、BSF効果を十分に得ることができる。
なお、第1の間隔D7、第2の間隔D6、第3の間隔D4は、例えば、1mm以上3mm以下であってもよい。
さらには、本実施形態に係る製造方法は、第2工程の前に、第1主面50aに一対の第1補助電極56cを形成する工程をさらに有し、この形成工程において、図14(a)に示すように配列方向に平行に延びる第1補助電極56cを境界(仮想分割線)62の両端に一対設けてもよい。そして、分割工程(第2工程)において、この一対の第1補助電極6cの間において、レーザ光を照射し、太陽電池素子集合体50を分割する。これによって、分割時に配列方向に対して垂直に延びるクラックの発生を低減することができるとともに、分割後に得られる太陽電池素子201における第1フィンガー電極56bの線切れによる特性低下を低減することができる。
第2工程において使用するレーザ光としては、太陽電池素子集合体50の表面で光吸収を生じるレーザ光を利用することができ、例えば、YAGレーザおよびCOレーザ等を用いることができる。また、連続発振のレーザ光を使用してもよく、この場合、熱応力を大きくし、シリコン基板51内での亀裂の発生が容易となる。また、レーザスポットの形状は、例えば、球面レンズを用いて集光した円形状、円周レンズで集光した線状である。レーザスポットが線状の場合、走査方向がその長手方向と一致するようにレーザ光を走査してもよい。
そして、レーザ光の照射は、太陽電池素子集合体50に熱応力が発生するように、太陽電池素子集合体50の厚み、使用するレーザ光の種類および波長に合わせて、走査速度、レーザ出力およびレーザ径等を適宜調節して行われる。
また、第2工程において、ガスを太陽電池素子集合体50のレーザ光が照射される位置に吹付けてもよい。この場合、太陽電池素子集合体50の表面を速く冷却することができ、シリコン基板51内での亀裂の発生が容易となる。
また、第2主面50bにおける第2電極57の形成領域の割合が第1主面50aにおける第1電極56の形成領域の割合よりも大きくなるよう、第1電極56および第2電極57を形成してもよい。そして、そのような関係を有する第1電極56および第2電極57を備えた太陽電池素子集合体50にレーザ光を照射することによって、容易に太陽電池素子集合体50を割断することができる。
そして、第1電極56の形成領域および第2電極57の形成領域が上述した関係を有する場合、図20に示すように、熱膨張係数の関係から太陽電池素子集合体50は、第1主面50a側が凸となるように湾曲した形状となりやすい。そこで、このような湾曲している太陽電池素子集合体50にレーザ光を照射する際、太陽電池素子集合体50が平坦となる方向に応力を印加した状態で、レーザ光を照射してもよい。すなわち、本実施形態に係る製造方法は、第2工程の前に、太陽電池素子集合体50を第1主面50a側に凸である湾曲形状とする工程をさらに有する。そして、第2工程において、太陽電池素子集合体50に対して太陽電池素子集合体50が平坦となる方向に応力を印加した状態でレーザ光を照射する。これによって、第2主面50b側の表面に引っ張り応力が作用するため、シリコン基板51内での亀裂の発生が容易となる。
平坦となる方向への応力の印加方法としては、例えば、太陽電池素子集合体50の配列方向における両端を押さえることによって、太陽電池素子集合体50に応力を印加する方法がある。また、他の方法としては、平坦なテーブルに太陽電池素子集合体50を押さえつけた後、真空吸着することによって太陽電池素子集合体50を平坦にする方法を用いてもよい。
さらに、太陽電池素子集合体50の配列方向に垂直な方向の断面において、太陽電池素子集合体50の第2主面50b側が凸となるように太陽電池素子集合体50に応力を印加してレーザ光を照射してもよい。これにより、容易に太陽電池素子集合体50を割断することができる。
太陽電池素子集合体50の第2主面50b側が凸となるように太陽電池素子集合体50に応力を印加する方法としては、例えば、太陽電池素子集合体50が設置されるテーブル72上の境界(仮想分割線)62の位置にスペーサを配置し、該スペーサの上に第1面50aがテーブル73と対向するよう配置された太陽電池素子集合体50を押圧することによって太陽電池素子集合体50に応力を印加する方法がある。また、他の方法としては、中央が凸形状のテーブル73に第1面50aが対向するよう配置された太陽電池素子集合体50を押さえつけた後、真空吸着することによって太陽電池素子集合体50の第2主面50b側を凸にしてもよい。
なお、図18に示すように、レーザ光を照射する際に複数のストリングの集合体61を載置するテーブル72において、インナーリード17が位置する部分にインナーリード17が収納される溝を形成してもよい。これにより、インナーリード17の接続による複数のストリングの集合体61の厚み方向における高さのばらつきを低減し、レーザ光の照準位置がずれることを低減することができる。
また、レーザ照射工程(第2工程)において、酸素を含有する雰囲気でレーザ光を照射して、太陽電池素子集合体50を割断してもよい。これにより、分割時における特性低下を低減することができる。これは、レーザ光の照射によって分割領域に酸化膜が形成されパッシベーション効果を有するためと考えられる。
また、本実施形態に係る製法方法は、複数の太陽電池ストリングの集合体61を分割して得られる個々の太陽電池ストリング16を搬送する前に、複数の太陽電池ストリングの集合体61における太陽電池素子集合体50が好適に分割できたか否かを確認する工程を設けてもよい。これによって、太陽電池ストリングの搬送トラブルを低減することができる。
例えば、複数の太陽電池ストリングの集合体61における太陽電池素子集合体50の分割位置(境界)に合わせて、テーブル72の内部に光源と、テーブル72の上部にカメラ等からなる光認識装置とを設置してもよい。そして、レーザ光の照射後、テーブル72側から光源から光を照射し、光認識装置を用いて分割位置から漏れた光を確認してもよい。これによって太陽電池素子集合体50の分割の状態を確認することができる。太陽電池素子集合体50が未分割の場合には、例えば、再度レーザ光を照射して、未分割の太陽電池素子集合体50を分割する、または、未分割の太陽電池素子集合体50を含む複数の太陽電池ストリングの集合体61を別工程に搬送してから、別途、未分割の太陽電池素集合体50を分割することができる。
また、本実施形態に係る製造方法は、複数の太陽電池ストリング16のうち第1太陽電池ストリング16Aを搬送する第3工程をさらに有する。そして、この第3工程において、第1太陽電池ストリング16A以外の他の太陽電池ストリング16Bをテーブル72に固定した状態で、第1太陽電池ストリング16Aをテーブル72から持ち上げて搬送する。より具体的には、本実施形態に係る製造方法は、図21に示すように、分割後、搬送されない第2太陽電池ストリング16Bを真空吸着等でテーブル72上に固定した状態で、搬送される第1太陽電池ストリング16Aを搬送手段によってテーブル72から持ち上げて搬送を行ってもよい。この場合、仮に割断できていない太陽電池素子集合体50が存在しても、上記方法により亀裂を進展させることができ、分割した太陽電池ストリング16を次工程に搬送することができる。
そして、分割した太陽電池ストリング16を形成した後に、例えば、透光性部材13の上に受光面側封止材14a、インナーリード17で接続された複数の太陽電池素子201を有する太陽電池ストリング16、さらにその上に非受光面側封止材14b、非受光面側保護材15を順次積層する。このように、それぞれの部材を積層し、ラミネート処理することによって、各部材が一体化した太陽電池モジュール101を形成することができる。
ここでのラミネート処理としては、上述した部材の積層体をラミネーターにセットし、50〜150Paの減圧下にて加圧しながら100℃〜200℃の温度で15〜60分程度加熱することによって、受光面側封止材14aと非受光面側封止材14bが溶融架橋する方法がある。なお、このようなラミネート処理の後、上述したように、必要に応じてアルミニウムなどのフレーム26を、得られた太陽電池モジュール102の周囲にはめ込んでもよい。
以上、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の実施形態について例示したが、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、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、本実施形態においては、両主面に電極を有する構造の太陽電池素子201を形成するための太陽電池素子集合体50を用いた形態について説明したが、第5の実施形態に係る太陽電池素子205のように、メタルラップスルー構造の太陽電池素子または非受光面である第2主面10b側のみに電極を有する構造の太陽電池素子を形成するための太陽電池素子集合体50を用いても構わない。
また、境界(仮想分割線)62は、1つではなく複数設けても構わない。すなわち、1つの太陽電池素子集合体50は、2つ以上の太陽電池素子2を有し、複数個に割断されてもよい。
またさらに、本実施形態においては、レーザ照射工程において、独立したレーザ装置を用いた形態を例示したが、このレーザ装置は、インナーリード17を接続する装置に組み込んで用いてもよい。すなわち、レーザ装置がインナーリード17の接続装置と一体化されている。この場合、太陽電池素子集合体50を位置決めして配置されたテーブルをそのまま用いて、レーザ光を照射することができる。その結果、生産性を向上させ、使用する設備をコンパクトにすることができる。レーザ装置と接続装置が一体化された装置を用いる具体的な方法としては、例えば次の方法がある。まず、太陽電池素子集合体50の第1主面50aを上に向け、複数の太陽電池素子201の第1出力取出電極56aの上にそれぞれのインナーリード17を配置して、所定の方法によって接続する。次に、複数の太陽電池素子集合体50の第2主面50bを上に向け、一方の太陽電池素子集合体50(50A)に接続しているインナーリード17を他方の太陽電池素子集合体50(50B)の第2出力取出電極57aの上に配置して、所定の方法によって接続して、複数のストリングの集合体61を形成する。そして、その配置のまま、複数のストリングの集合体61にレーザ光の照射を行うことができる。例えば、インナーリード17を接続する接続装置は、テーブルなどの太陽電池素子集合体50を載置する載置手段と、インナーリード17を加熱する加熱手段と、インナーリード17を第1出力取出電極56aまたは第2出力取出電極57aに押しつけて保持する保持手段と、太陽電池素子集合体50にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を有する。載置手段(テーブル)は太陽電池素子集合体50を搬送する搬送手段を兼ね備えていてもよい。
また、例えば、ガスを複数のストリングの集合体61に吹付ける等によって太陽電池素子集合体50を冷却した後に、レーザ光を照射してもよい。これによって、分割を誘導するシリコン基板51内での亀裂の発生が容易となる。特に、インナーリード17を接続した後、直ぐにレーザ光を照射する場合は、インナーリード17を接続したときに太陽電池素子集合体50の温度が上昇しているが、上記のようにガスによって冷却することで、太陽電池素子集合体50の温度を低くした後にレーザ光を照射することができる。
また、レーザ装置70は、画像認識装置を備えていてもよい。画像認識装置によって、太陽電池素子集合体50の電極形状または基板外形を画像認識してレーザ光の照射位置を確認した上で、レーザ光を照射することができる。そのため、複数のストリングの集合体61内において、複数の太陽電池素子集合体50がずれて接続されていても、所望の境界(仮想分割線)62内でレーザ光を照射することができる。これにより歩留まりを向上することができる。
以上、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。また、本発明は上述した実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。
101、102、103、104、105、106:太陽電池モジュール
1a:短辺側
1b:長辺側
201、202、203、204、205:太陽電池素子
3:シリコン基板
4:受光面
5:非受光面
6:逆導電型層
7:絶縁層
8a:第1側面
8b:第2側面
8c:第3側面
8d:第4側面
9:受光面側バスバー電極(第1バスバー電極)
9a:第1側面側電極
9b:第2側面側電極
10:非受光面側バスバー電極(第2バスバー電極)
11:第2集電電極
12:第1集電電極(第1フィンガー電極)
13:透光性部材
14a:受光面側封止材
14b:非受光面側封止材
15:非受光面側保護材
16:太陽電池ストリング
17:インナーリード
19:隆起部
19a:第1隆起部
19b:第2隆起部
20:酸化膜
20a:第1酸化膜
20b:第2酸化膜
21:BSF領域
23:分割溝
24:接続部材
25:補助電極
26:フレーム
27:出力取出電極
27a:第1出力取出電極
27b:第2出力取出電極
28:接続シート
29:基体シート
30:回路層
30a:コンタクト部
31:凸部
32:接着層
33:接合材
34:応力緩和孔
50:親基板(太陽電池素子集合体)
50a:第1主面
50b:第2主面
51 :シリコン基板
52 :第1半導体層
53 :第2半導体層
54 :第3半導体層
54d :第5領域
54e :第6領域
55 :反射防止層
56 :第1電極
56a :第1出力取出電極
56b :第1集電電極
56c :第1補助電極
56d :第3領域
56e :第4領域
57 :第2電極
57a :第2出力取出電極
57b :第2集電電極
57c :第2補助電極
57d :第1領域
57e :第2領域
58 :パッシベーション層
59 :端子ボックス
60 :出力取出配線
61 :複数のストリングの集合体
62 :境界
81 :被設置面
301 :太陽電池アレイ

Claims (19)

  1. 長方形状の第1主面と該第1主面上に長辺方向に沿って延びる第1バスバー電極とを有する複数の太陽電池素子および隣り合う該太陽電池素子を前記第1主面の長辺方向に沿って接続する配線材を有する太陽電池ストリングと、
    該太陽電池ストリングを覆うように前記第1主面に略平行に配置された長方形状の透光性部材と、
    前記太陽電池ストリングと前記透光性部材との間に配置された封止材と、を備え、
    前記複数の太陽電池素子は、それぞれ、前記第1主面、該第1主面の裏側に位置する第2主面、前記第1主面と前記第2主面とを接続する第1側面、および該第1側面の裏側に位置し前記第1主面と前記第2主面とを接続する第2側面を有するシリコン基板を備えており、
    前記第1側面および前記第2側面は、前記第1主面の長辺方向に沿って配置され、前記第1側面はシリコンが露出しているとともに、前記第2側面は絶縁層で覆われている、太陽電池モジュール。
  2. 前記太陽電池ストリング中の前記複数の太陽電池素子の前記第2側面は、同一平面内に位置するように配置されている、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記第1主面は、受光面であり、
    前記第1バスバー電極は、前記第1主面上に複数設けられており、
    該複数の前記第1バスバー電極は、前記第1側面に最も近い第1側面側電極と、前記第2側面に最も近い第2側面側電極と、を有しており、
    前記第1主面側から見たときに、前記第1側面側電極と前記第1側面との距離は、前記第2側面側電極と前記第2側面との距離よりも大きい、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記太陽電池素子は、前記第1側面と前記第1主面との交差部に設けられた第1隆起部、および前記第1側面と前記第2主面との交差部に設けられた第2隆起部の少なくとも一方をさらに有している、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記太陽電池素子は、前記第1隆起部の上に設けられた第1酸化膜、および前記第2隆起部の上に設けられた第2酸化膜の少なくとも一方をさらに有している、請求項4に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記第1酸化膜および前記第2酸化膜の少なくとも一方は、対応する前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方において、対応する前記第1隆起部または前記第2隆起部よりも内側にまで延びて設けられている、請求項5に記載の太陽電池モジュール。
  7. 前記第1主面は、受光面であり、
    複数の前記太陽電池素子は、それぞれ前記第1主面上で前記第1バスバー電極に略垂直な方向に延びるとともに前記第1電極に電気的に接続された複数の第1フィンガー電極をさらに有しており、
    該第1フィンガー電極の両端のうち前記第1側面側に位置する第1端部は、前記第1側面に達しており、
    前記第1フィンガー電極の両端のうち前記第2側面側に位置する第2端部は、前記第2側面から離間している、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  8. 複数の前記太陽電池素子は、前記第1主面の外周に、前記第1側面に沿うとともに前記第1フィンガー電極を介して前記第1バスバー電極に電気的に接続された第1補助電極をさらに有している、請求項7に記載の太陽電池モジュール。
  9. 前記太陽電池ストリングを複数有しており、
    複数の前記太陽電池ストリングは、第1の太陽電池ストリングおよび該第1の太陽電池ストリングと隣り合う第2の太陽電池ストリングを含み、
    前記第1太陽電池ストリングにおける複数の前記太陽電池素子の前記第1側面は、第1の面内に位置するように配置されており、
    前記第2太陽電池ストリングにおける複数の前記太陽電池素子の前記第2側面は、第2の面内に位置するように配置されており、
    前記第2の面は、前記第1の面に平行であるとともに前記第1の面に対向して配置されている、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  10. 請求項1に記載の太陽電池モジュールを製造する製造方法であって、
    前記第1主面および該第1主面と反対側の前記第2主面を有する前記シリコン基板を含む複数の前記太陽電池素子を有する太陽電池素子集合体を複数個、一方向に配列するとともに、複数の配線材で対応する前記太陽電池素子を前記一方向に接続して、複数の太陽電池ストリングの集合体を形成する第1工程と、
    前記集合体に対して隣り合う前記太陽電池素子の境界に前記一方向に沿って前記第2主面側からレーザ光を照射し、該レーザ光の照射により生じる熱応力によって前記太陽電池素子毎に分割して、前記配線材で前記一方向に接続された複数の前記太陽電池素子を有する複数の太陽電池ストリングを形成する第2工程と
    を備える、太陽電池モジュールの製造方法。
  11. 前記第1工程の前に、前記シリコン基板の前記第1主面にpn接合領域を形成する工程をさらに備える、請求項10に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  12. 前記第2工程の前に、前記太陽電池素子集合体に対して、前記第2主面に、第1領域と、該第1領域に対して前記一方向に垂直な方向に第1の間隔を隔てて配置された第2領域とを有する第2電極を形成する工程をさらに備え、
    前記第2工程において、前記第1の間隔内にレーザ光を照射して、前記第1の間隔内で前記太陽電池素子毎に分割する、請求項10に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  13. 前記第2工程の前に、前記太陽電池素子集合体に対して、前記第2電極の前記第2主面側に、それぞれ前記第1領域および前記第2領域に対応して配置されている第3領域および第4領域を有する半導体層を形成する工程をさらに備える、請求項12に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  14. 前記第2工程の前に、前記太陽電池素子集合体に対して、前記第1主面に、第5領域と、該第5領域と前記一方向に垂直な方向に第2の間隔を隔てて配置された第6領域とを有する第1電極を形成する工程をさらに備え、
    前記第2工程において、前記第2の間隔内で前記太陽電池素子毎に分割する、請求項12に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  15. 前記太陽電池素子集合体に対して、前記第2主面における前記第2電極の形成領域の割合が前記第1主面における第1電極の形成領域の割合よりも大きくなるように、前記第1電極および前記第2電極を形成する、請求項14に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  16. 前記第2工程の前に、前記太陽電池素子集合体を前記第1主面側に凸である湾曲形状とする工程をさらに備え、
    前記第2工程において、前記太陽電池素子集合体に対して前記太陽電池素子集合体が平坦となる方向に応力を印加した状態で前記レーザ光を照射する、請求項15に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  17. 前記第2工程の前に、前記太陽電池素子集合体に対して、前記第1主面に、前記太陽電池素子の配列方向に平行に延びる一対の補助電極を形成する工程をさらに備え、
    前記第2工程において、前記一対の補助電極の間において前記太陽電池素子毎に分割する、請求項10に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  18. 前記第2工程において、酸素雰囲気において前記レーザ光を照射する、請求項10に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  19. 複数の前記太陽電池ストリングのうち第1太陽電池ストリングを搬送する第3工程をさらに備え、
    該第3工程において、前記第1太陽電池ストリング以外の他の太陽電池ストリングを複数の前記太陽電池ストリングが載置されているテーブルに固定した状態で、前記第1太陽電池ストリングを前記テーブルから持ち上げて搬送する、請求項10に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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