JP5089548B2 - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードを備える太陽電池モジュールに関する。

太陽電池セルを複数配置し直列接続して構成した太陽電池ストリングは、大出力化することが可能であることから、ほとんどの太陽光発電システムで採用されている。太陽電池ストリングの出力は、リード線を太陽電池ストリングの端子電極へ接続して取り出される。また、太陽電池ストリングは、屋外で長期にわたって使用されることから、太陽電池セルの周囲をＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などの充填材で封止し、モジュール化して耐環境性を持たせている。

太陽電池ストリングから出力を取り出すためのリード線は、太陽電池ストリングの端子電極に接続されるが、他の電極、あるいは他の導電体部分に対して電気的に接触しないように絶縁を施す必要がある。

太陽電池モジュールは、例えば、表面材（太陽光入射面を構成する透光性絶縁基板）、太陽電池セル、裏面材（充填剤、カバーフィルム）を備えている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の記載によれば、リード線として導線に絶縁フィルム（例えば、ＰＥＴ）を被覆して絶縁電線としたものを適用したり、裸導線の場合は太陽電池セルの裏面に絶縁フィルムを敷いたりしている。

絶縁フィルムを敷いた状態で絶縁フィルムにリード線を這わせるとリード線の位置ズレ、絶縁フィルムの位置ズレが生じやすく作業性が悪いことから、生産性に問題を生じる。また、絶縁フィルムを被覆した絶縁電線とした場合は、絶縁電線のコストが高くなり、接続端部での絶縁フィルムを剥がす作業が必要になるなど作業性が低下するという問題がある。

また、リード線とバスバーリード（端子電極として両端の太陽電池セルに接続された裸導線）とを接続（半田付け）する際、バスバーリードが太陽電池セルの裏面電極（取り出し電極）に接触し、裏面電極（取り出し電極）が損傷するおそれがある（例えば、裏面電極が銀で構成されている場合、銀が半田に吸収されてしまう。）。

図７Ａないし図７Ｃに基づいて、さらに詳しく従来の太陽電池モジュールの構成について説明する。

図７Ａは、従来例に係る太陽電池モジュールの裏面側について充填部材層およびバックシートを透視した状態として示す透視平面図である。

図７Ｂは、図７Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の状態を示す断面図である。なお、太陽電池ストリング１の構造は簡略化して示してある。

図７Ｃは、図７Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面状態を示す端面図である。なお、太陽電池ストリング１の構造は簡略化して示してある。

太陽電池ストリング１０１（太陽電池モジュール１０２）は、透光性絶縁基板１１０の裏面１０１ｒｓに形成された分離溝１１４によって相互に分離され直列接続された複数の太陽電池セル１０１ｃを備えている。太陽電池ストリング１０１の両端に配置された太陽電池セル１０１ｃの裏面電極１１３は、一対の端子電極１１５を構成し、直列接続の端子となっている。つまり、端子電極１１５は、太陽電池ストリング１０１の裏面１０１ｒｓの両端に配置されている。

バスバーリード１１６は、端子電極１１５に当接させて配置され、位置合わせされる。また、バスバーリード１１６は、間欠接続位置１１６ｐを介して端子電極１１５に間欠的に接続されている。なお、間欠接続位置１１６ｐには、例えば、半田バンプ、導電性接着テープなどが配置され、バスバーリード１１６を端子電極１１５に接続できる構成としてある。バスバーリード１１６は、端子電極１１５での抵抗による電圧降下を抑制して出力電力を大きくするために用いられる。

導出リード１２０は、バスバーリード１１６に接続されている。導出リード１２０は、絶縁電線で構成してあることから、バスバーリード１１６に接続する芯線１２０ｃが露出され、バスバーリード１１６に芯線１２０ｃが半田付けされる。つまり、バスバーリード１１６に導出リード１２０（芯線１２０ｃ）の一端が半田付けされる。また、導出リード１２０（芯線１２０ｃ）の他端は、太陽電池ストリング１０１の裏面１０１ｒｓから外部へ取り出すように折り曲げられる。なお、導出リード１２０は、側面状態で示してある。

導出リード１２０は、芯線１２０ｃの周囲を被覆した絶縁電線としてあることから、電線のコストが高くなる。また、芯線１２０ｃを露出させるために絶縁被覆を除去する作業が必要となり、接続作業での作業性を低下させることとなる。また、芯線１２０ｃは、導出リード１２０の表面が絶縁されていることから、太陽電池ストリング１０１の裏面１０１ｒｓに沿って配置してある。

太陽電池モジュール１０２は、導出リード１２０の周囲に充填された充填部材層１２１と、充填部材層１２１を被覆するバックシート１２４とを備える。つまり、導出リード１２０は、充填部材層１２１によって固定されている。導出リード１２０の先端は、引き出し位置で折り曲げられ、バックシート１２４が有するリード引き出し穴１２４ｈ（バックシート１２４）を通って太陽電池モジュール１０２の外部へ引き出されている。

図７Ａないし図７Ｃに示した従来例によれば、絶縁電線を用いることによる作業性、コスト面での問題が生じる。
特開平９−３２６４９７号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、導出リードを太陽電池ストリングの裏面に形成された絶縁樹脂成膜層を介して配置することによって、作業性、生産歩留まり、および信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

また、本発明は、導出リードが配置される位置に対応させて太陽電池ストリングの裏面に絶縁樹脂成膜層を形成する工程と、バスバーリードを端子電極に接続する工程と、導出リードをバスバーリードに接続し絶縁樹脂成膜層に対応させて配置する工程とを備えることによって、作業性、生産歩留まり、および信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュールの製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングの裏面の両端に配置された端子電極と、該端子電極に重ねて配置され接続されたバスバーリードと、前記バスバーリードに接続され前記太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードとを備える太陽電池モジュールであって、前記導出リードは、前記裏面への成膜によって形成された絶縁樹脂成膜層を介して前記裏面に配置され前記端子電極と交差する方向で前記太陽電池ストリングの中心側に向けて延長され、前記絶縁樹脂成膜層は、イミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂で形成され、膜厚が１０μｍ以上であることを特徴とする。

この構成により、導出リードは、裏面に形成された絶縁樹脂成膜層を介して裏面に配置され太陽電池セルの裏面電極から絶縁されるので、導出リードの位置ズレを抑制して作業性を向上させることが可能となり、生産歩留まりおよび信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュールとすることができる。また、安価な絶縁樹脂成膜層を容易かつ高精度に形成することが可能となり、太陽電池セル（端子電極）への機械的影響を抑制した状態で導出リードをバスバーリードに接続することが可能となるので、生産性および信頼性の良い太陽電池モジュールとすることができる。また、端子電極に対する絶縁樹脂成膜層の保護作用を確実に生じさせることが可能となり、信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記バスバーリードは、前記端子電極に間欠的に接続された間欠接続位置の間で曲線とされていることを特徴とする。

この構成により、端子電極および絶縁樹脂成膜層に対するバスバーリードからの応力による影響を抑制し、導出リードをバスバーリードに接続する際の端子電極への影響を抑制することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記絶縁樹脂成膜層は、前記バスバーリードと交差するように前記端子電極に重ねられ、前記導出リードは、前記絶縁樹脂成膜層に重なる位置で前記バスバーリードに接続されていることを特徴とする。

この構成により、端子電極を絶縁樹脂成膜層によって保護した状態でバスバーリードと導出リードとを接続することが可能となることから、バスバーリードと導出リードとの接続に際して端子電極へ与える影響を抑制することが可能となり、端子電極の損傷を防止して導出リードとバスバーリードとの接続の作業性、信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュールとすることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記絶縁樹脂成膜層と前記導出リードとの間に充填された充填部材層を備えることを特徴とする。

この構成により、導出リードを容易かつ高精度に固定することが可能となり、信頼性の高い導出リードを有する太陽電池モジュールとすることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記導出リードの先端を引き出すリード引き出し穴を有し、前記充填部材層に密着し前記導出リードを前記充填部材層によって被覆させたバックシートを備えることを特徴とする。

この構成により、充填部材層を確実に形成して導出リードを確実に絶縁して保護することが可能となり、容易かつ高精度に信頼性の高い太陽電池モジュールを形成することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記バックシートは、絶縁樹脂層／金属層／絶縁樹脂層の３層構造であることを特徴とする。

この構成により、耐湿性および絶縁性の高いバックシートで太陽電池モジュールの背面を被覆することが可能となるので、耐湿性が高く、信頼性を向上させた太陽電池モジュールとすることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記リード引き出し穴から引き出された前記導出リードと前記リード引き出し穴とが対向する位置に配置された引き出し穴絶縁部材を備えることを特徴とする。

この構成により、導出リードとバックシート（３層の中央に配置されたアルミニウム）との間での短絡を防止することが可能となり、生産性が良く、信頼性の高い太陽電池モジュールとすることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記太陽電池ストリングは、薄膜太陽電池ストリングであることを特徴とする。

この構成により、生産性、信頼性の高い薄膜太陽電池モジュールとすることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記導出リードは、裸導線であることを特徴とする。

この構成により、安価な導出リードを正確かつ容易に接続、配置して、部材コストを低減することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングの裏面の両端に配置された端子電極と、該端子電極に重ねて配置され間欠的に接続されたバスバーリードと、前記バスバーリードに接続され前記太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードとを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、前記太陽電池ストリングを形成する太陽電池ストリング形成工程と、前記導出リードが配置される位置に対応させて前記裏面にイミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂を膜厚１０μｍ以上で成膜することによって絶縁樹脂成膜層を形成する絶縁樹脂成膜層形成工程と、前記バスバーリードを前記端子電極に当接させて配置するバスバーリード配置工程と、前記バスバーリードを前記端子電極に接続するバスバーリード接続工程と、前記導出リードを前記バスバーリードに接続し前記絶縁樹脂成膜層に対応させて配置する導出リード接続工程とを備えることを特徴とする。

この構成により、裸導線とした安価な導出リードを太陽電池セルの裏面電極から絶縁して配置するので、導出リードの位置ズレを抑制して作業性を向上させることが可能となり、生産歩留まりおよび信頼性を向上させた太陽電池モジュールを容易かつ安価に製造することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、前記絶縁樹脂成膜層と前記導出リードとの間に充填されて充填部材層を形成する充填部材シートと、前記導出リードの先端を引き出す引き出し穴を有し前記充填部材層に密着して前記充填部材層を封止するバックシートとを前記導出リードに積層し、前記導出リードの先端を前記引き出し穴から引き出した状態で加熱加圧処理を施す封止処理工程を備えることを特徴とする。

この構成により、充填部材層およびバックシートに対する封止処理を容易かつ高精度に施すことが可能となり、信頼性の高い太陽電池モジュールを容易かつ安価に製造することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、前記バックシートは、絶縁樹脂層／金属層／絶縁樹脂層の３層構造であり、前記リード引き出し穴から引き出された前記導出リードと前記リード引き出し穴とが対向する位置に引き出し穴絶縁部材を予め配置する引き出し穴絶縁部材形成工程を備えることを特徴とする。

この構成により、導出リードとバックシート（３層の中央に配置されたアルミニウム）との間での短絡を防止することが可能となり、信頼性の高い太陽電池モジュールを容易かつ安価に製造することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールによれば、透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングの裏面の両端に配置された端子電極と、該端子電極に重ねて配置され接続されたバスバーリードと、前記バスバーリードに接続され前記太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードとを備え、前記導出リードは、前記裏面への成膜によって形成された絶縁樹脂成膜層を介して前記裏面に配置され前記端子電極と交差する方向で前記太陽電池ストリングの中心側に向けて延長され、前記絶縁樹脂成膜層は、イミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂で形成され、膜厚が１０μｍ以上であることから、導出リードを、裏面に形成された絶縁樹脂成膜層を介して裏面に配置して太陽電池セルの裏面電極から絶縁できるので、導出リードの位置ズレを抑制して作業性を向上させることが可能となり、生産歩留まりおよび信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュールとすることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングの裏面の両端に配置された端子電極と、該端子電極に重ねて配置され間欠的に接続されたバスバーリードと、前記バスバーリードに接続され前記太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードとを備え、前記太陽電池ストリングを形成する太陽電池ストリング形成工程と、前記導出リードが配置される位置に対応させて前記裏面にイミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂を膜厚１０μｍ以上で成膜することによって絶縁樹脂成膜層を形成する絶縁樹脂成膜層形成工程と、前記バスバーリードを前記端子電極に当接させて配置するバスバーリード配置工程と、前記バスバーリードを前記端子電極に接続するバスバーリード接続工程と、前記導出リードを前記バスバーリードに接続し前記絶縁樹脂成膜層に対応させて配置する導出リード接続工程とを備えることから、導出リードを太陽電池セルの裏面電極から絶縁して配置できるので、導出リードの位置ズレを抑制して作業性を向上させることが可能となり、生産歩留まりおよび信頼性を向上させた太陽電池モジュールを容易かつ安価に製造することができるという効果を奏する。

以下、本発明（太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法）の実施の形態を図１Ａないし図６に基づいて説明する。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの裏面要部を拡大して示す要部拡大平面図である。

図１Ｂは、図１Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。

太陽電池ストリング１は、透光性絶縁基板１０に太陽電池セル１ｃが列状に複数配置され直列接続された形態とされている。透光性絶縁基板１０は、太陽電池ストリング１の表面１ｆｓを構成し、透光性絶縁基板１０へ照射された太陽光を太陽電池セル１ｃへ入射させる。太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓには、太陽電池セル１ｃの裏面電極１３が列状に複数配置されている。

太陽電池セル１ｃは、透光性絶縁基板１０に形成された表面電極１１、表面電極１１に積層された半導体層１２、半導体層１２に積層された裏面電極１３を備える。表面電極１１は、隣接する太陽電池セル１ｃの裏面電極１３に接続されている。つまり、太陽電池セル１ｃは、太陽電池ストリング１の全体にわたって直列接続されている。

透光性絶縁基板１０は、例えばガラス基板で構成され、透光性絶縁基板１０が太陽光の入射面（太陽電池ストリング１の表面１ｆｓ）となる。

表面電極１１は、透明電極であり、例えばＳｎＯ₂、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの金属酸化物で構成される。金属酸化物は、例えばＣＶＤ法やスパッタ法などにより成膜することが可能である。それぞれの表面電極１１は、透光性絶縁基板１０の表面に成膜した金属酸化物をレーザ光を照射するパターニングによって分離形成される。それぞれの表面電極１１は、太陽電池セル１ｃに対応させてある。レーザ光は、透光性絶縁基板１０では吸収されず透明電極（表面電極１１）だけで吸収されるもの、例えば、波長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波を使用することができる。

次に、半導体層１２（例えば、シリコン系の非晶質膜や微結晶膜を適用することが可能である。）をＣＶＤ法などにより成膜する。それぞれの半導体層１２は、表面電極１１の表面に成膜した半導体層１２をレーザ光を照射するパターニングによって分離形成される。それぞれの半導体層１２は、太陽電池セル１ｃに対応させてある。レーザ光は、透光性絶縁基板１０および表面電極１１では吸収されず半導体層１２だけで吸収されるもの、例えば、波長５３２ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２次高調波を使用することができる。

次に、裏面電極１３（例えば、Ａｇ，Ａｌなどの金属膜や、金属膜と金属酸化物とを積層したものを適用することが可能である。）をスパッタ法や電子ビーム蒸着法などにより成膜する。それぞれの裏面電極１３は、半導体層１２とともにレーザ光を照射するパターニングによって形成された分離溝１４によって分離形成される。つまり、分離溝１４によって、太陽電池セル１ｃに対応させた裏面電極１３、半導体層１２を形成する。レーザ光は、透光性絶縁基板１０および表面電極１１では吸収されず半導体層１２および裏面電極１３で吸収されるもの、例えば、波長５３２ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２次高調波を使用することができる。

表面電極１１、半導体層１２、裏面電極１３を加工形成するレーザ光は、いずれも透光性絶縁基板１０の方向から照射される。表面電極１１、半導体層１２、裏面電極１３の成膜およびレーザパターニングにより、複数の太陽電池セル１ｃ（薄膜太陽電池セル）が互いに直列接続された太陽電池ストリング１（薄膜太陽電池ストリング）が作製される。

上述したとおり、表面電極１１、半導体層１２、裏面電極１３を形成する工程は、太陽電池ストリング１を形成する太陽電池ストリング形成工程である。また、太陽電池ストリング１は、薄膜太陽電池ストリングとすることから、生産性、信頼性が高く、安価に製造することが可能となる。

図２は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを構成する各部の関係を分解して示す分解斜視図である。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール２は、太陽電池ストリング１と、端子電極１５と、バスバーリード１６と、導出リード２０とを備える。つまり、太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓの両端には端子電極１５が配置され、端子電極１５には端子電極１５に重ねて配置されたバスバーリード１６が接続される。なお、バスバーリード１６は、例えば半田めっきされた銅線で形成されている。

また、バスバーリード１６には太陽電池ストリング１で発生した電力を導出する導出リード２０が例えば半田付けによって接続されている。

本実施の形態では、導出リード２０は、裸導線（例えば銅線）で構成してあり、裏面１ｒｓに形成された絶縁樹脂成膜層２１を介して裏面１ｒｓに配置され端子電極１５と交差する方向で太陽電池ストリング１の中心側に向けて延長されている。

したがって、導出リード２０は、裏面１ｒｓに形成された絶縁樹脂成膜層２１を介して裏面１ｒｓに配置され太陽電池セル１ｃの裏面電極１３から絶縁されるので、導出リード２０の位置ズレを抑制して作業性を向上させることが可能となり、生産歩留まりおよび信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュール２とすることができる。

また、導出リード２０は、裸導線としてあることから、安価であり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のような高価な被覆部材を適用する必要がなく、正確かつ容易に接続、配置することが可能となり、部材コストを低減することが可能となる。

また、絶縁樹脂成膜層２１は、裏面１ｒｓに成膜して形成されることから、裏面１ｒｓに密接（密着）した状態となる。したがって、絶縁シートを敷いた場合（特許文献１参照）に生じる絶縁シートの滑り、あるいは導出リード２０の滑りによる位置ズレを生じることも無く、導出リード２０の位置ズレを抑制することが可能となり、作業性、信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュール２とすることができる。

太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓに絶縁樹脂成膜層２１、バスバーリード１６、導出リード２０を設けた状態で、太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓを封止するために、裏面１ｒｓに対応させて、充填部材シート２２ｓおよびバックシート２４が積層される。充填部材シート２２ｓは、充填部材シート２２ｓおよびバックシート２４に対して施される加熱加圧処理（例えば、真空ラミネート処理。）によって、絶縁樹脂成膜層２１と導出リード２０との間に充填された充填部材層２２（図４Ｂ参照）を形成する。なお、充填部材シート２２ｓとしては、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）シートを適用することが可能である。

つまり、バックシート２４は、充填部材層２２に密着して導出リード２０を充填部材層２２によって被覆させる。したがって、充填部材層２２を確実に形成できることから、導出リード２０を裏面電極１３に対して確実に絶縁して保護することが可能となり、容易かつ高精度に信頼性の高い太陽電池モジュール２を形成することができる。

充填部材シート２２ｓ、バックシート２４は、いずれも導出リード２０の先端を引き出すための穴（充填部材シート２２ｓの場合はリード引き出し穴２２ｓｈ、バックシート２４の場合はリード引き出し穴２４ｈ。）を有する。つまり、導出リード２０は、引き出し位置で折り曲げられ、リード引き出し穴２２ｓｈ、リード引き出し穴２４ｈを通って外部へ引き出される。

バックシート２４から導出された導出リード２０は、バックシート２４の外部で端子ボックス３に接続され、電力取り出しケーブル３６から電力を取り出すことが可能となる。なお、端子ボックス３は、バックシート２４に接着剤によって接着される構成としてある。

また、太陽電池ストリング１、充填部材層２２、バックシート２４は、一体化され、封止保護枠４によって、外周を補強され太陽電池モジュール２として完成した状態となる。なお、封止保護枠４は、軽量化、加工性などの観点からアルミニウムで構成することが望ましい。

本実施の形態では、太陽電池ストリング１は、薄膜太陽電池ストリングとしてあることから、太陽電池モジュール２は、薄膜太陽電池モジュールとなる。

図３Ａないし図３Ｄに基づいて、太陽電池モジュール２の製造工程におけるリード接続工程（バスバーリード１６、導出リード２０の接続工程）の状態およびリード接続構造について説明する。

図３Ａは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの概略裏面構造を示す斜視図である。

太陽電池ストリング１（太陽電池モジュール２）は、裏面１ｒｓに形成された分離溝１４によって相互に分離され直列接続された複数の太陽電池セル１ｃを備えている。太陽電池ストリング１の両端に配置された太陽電池セル１ｃの裏面電極１３は、一対の端子電極１５を構成し、直列接続の端子となっている。つまり、端子電極１５は、太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓの両端に配置されている。

図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの裏面に絶縁樹脂成膜層を形成した状態を示す斜視図である。

レーザパターニングによって形成された分離溝１４を横断するように、一対の端子電極１５の間にわたって絶縁樹脂成膜層２１が形成（配置）される。絶縁樹脂成膜層２１は、太陽電池ストリング１の裏面（第２電極１３、端子電極１５）に積層して形成される。

絶縁樹脂成膜層２１は、導出リード２０が配置される位置に対応させて裏面１ｒｓに形成される（絶縁樹脂成膜層形成工程）。つまり、絶縁樹脂成膜層２１は、後に取り付けられる導出リード２０と裏面電極１３との間での電気絶縁を取るためのものであり、導出リード２０が配置される部分の裏面電極１３に対応させて形成されていれば良い。

また、絶縁樹脂成膜層２１は、バスバーリード１６と交差するように端子電極１５に重ねられている。つまり、絶縁樹脂成膜層２１は、太陽電池ストリング１の両端の裏面電極１３（端子電極１５）の上にも形成されていることが望ましい。

絶縁樹脂成膜層２１は、例えば、イミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂で形成される。形成方法として、スクリーン印刷、ロールコーティング、スプレー印刷、ディップコーティングなどを適用することができ、容易かつ高精度に形成することができる。

絶縁樹脂成膜層２１をイミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂で形成することによって、安価な絶縁樹脂成膜層２１を容易かつ高精度に形成することが可能となり、太陽電池セル１ｃ（裏面電極１３、端子電極１５）への機械的影響を抑制した状態で導出リード２０をバスバーリード１６に接続することが可能となるので、生産性および信頼性の良い太陽電池モジュール２とすることができる。

なお、絶縁樹脂成膜層２１の膜厚は、１０μｍ以上であることが望ましい。この構成により、端子電極１５に対する絶縁樹脂成膜層２１の保護作用を確実に生じさせることが可能となり、信頼性を向上させることができる。

上述したとおり、絶縁樹脂成膜層２１は、裏面１ｒｓにイミド系またはエポキシ系の高分子樹脂を固着させて形成されることから、機械的および化学的に安定した成膜層とすることが可能となる。

図３Ｃは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの端子電極にバスバーリードを接続した状態を示す斜視図である。

まず、バスバーリード１６を端子電極１５に当接させて配置し（バスバーリード配置工程）、位置合わせを行なう。次に、バスバーリード１６を端子電極１５に接続する（バスバーリード接続工程）。端子電極１５の上に配置されたバスバーリード１６は、半田付けや導電性ペーストなどによりバスバーリード１６に取り付けられる。

なお、バスバーリード１６は、端子電極１５に対する接続作業の容易性、接触抵抗の低減等を考慮してテープ状としてある。

図３Ｄは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの端子電極に接続したバスバーリードに導出リードを接続した状態を示す斜視図である。

導出リード２０をバスバーリード１６に接続し絶縁樹脂成膜層２１に対応させて配置する（導出リード接続工程）。バスバーリード１６には導出リード２０の一端が半田付けされる。導出リード２０の他端は、太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓから外部へ取り出すように折り曲げられる。

なお、導出リード２０は、太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓへの配置の容易性、バスバーリード１６への接続の容易性、接触抵抗の低減等を考慮してテープ状としてある。

上述したとおり、本実施の形態に係る太陽電池モジュール２の製造方法は、透光性絶縁基板１０に太陽電池セル１ｃが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリング１と、太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓの両端に配置された端子電極１５と、端子電極１５に重ねて配置され間欠的に接続されたバスバーリード１６と、バスバーリード１６に接続され太陽電池ストリング１で発生した電力を導出する導出リード２０とを備える太陽電池モジュール２の製造方法であって、太陽電池ストリング１を形成する太陽電池ストリング形成工程と、導出リード２０が配置される位置に対応させて裏面１ｒｓに絶縁樹脂成膜層２１を形成する絶縁樹脂成膜層形成工程と、バスバーリード１６を端子電極１５に当接させて配置するバスバーリード配置工程と、バスバーリード１６を端子電極１５に接続するバスバーリード接続工程と、導出リード２０をバスバーリード１６に接続し絶縁樹脂成膜層２１に対応させて配置する導出リード接続工程とを備える。

この構成により、裸導線とした導出リード２０を太陽電池セル１ｃの裏面電極１３から絶縁して配置するので、導出リード２０の位置ズレを抑制して作業性を向上させることが可能となり、生産歩留まりおよび信頼性を向上させた太陽電池モジュール２を容易かつ安価に製造することができる。

図４Ａないし図４Ｃに基づいて、太陽電池モジュール２の製造工程におけるリード接続工程後の封止処理工程（充填部材層２２、バックシート２４の積層工程）の状態および封止処理工程後の太陽電池モジュール２の構造について説明する。

図４Ａは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの裏面側について充填部材層およびバックシートを透視した状態として示す透視平面図である。

図４Ｂは、図４Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の状態を示す断面図である。なお、太陽電池ストリング１の構造は簡略化して示してある。

図４Ｃは、図４Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面状態を示す端面図である。なお、太陽電池ストリング１の構造は簡略化して示してある。

絶縁樹脂成膜層２１は、上述したとおり、導出リード２０が配置される位置に対応させて配置され、裏面電極１３（端子電極１５）を被覆する形態とされている（図４Ｂ）。絶縁樹脂成膜層２１には、充填部材シート２２ｓによって形成された充填部材層２２が積層され導出リード２０を被覆する形態としてある。また、導出リード２０の先端は、引き出し位置で折り曲げられ、リード引き出し穴２４ｈを通って太陽電池モジュール２の外部へ引き出されている。

バスバーリード１６は、端子電極１５に間欠的に接続された間欠接続位置１６ｐの間で端子電極１５から離れる方向へ凸状となった曲線とされている。したがって、端子電極１５および絶縁樹脂成膜層２１に対するバスバーリード１６からの応力による影響を抑制し、導出リード２０をバスバーリード１６に接続する際の端子電極１５への影響を抑制することが可能となる。

なお、間欠接続位置１６ｐには、例えば、半田バンプ、導電性接着テープなどが配置され、容易かつ高精度にバスバーリード１６を端子電極１５に接続できる構成としてある。

絶縁樹脂成膜層２１は、バスバーリード１６と交差するように端子電極１５に重ねられ、導出リード２０は、絶縁樹脂成膜層２１に重なる位置でバスバーリード１６に接続されている。したがって、端子電極１５を絶縁樹脂成膜層２１によって保護した状態でバスバーリード１６と導出リード２０とを接続することが可能となることから、バスバーリード１６と導出リード２０との接続に際して端子電極１５へ与える影響を抑制することが可能となり、端子電極１５の損傷を防止して導出リード２０とバスバーリード１６との接続の作業性、信頼性を向上させた安価な太陽電池モジュール２とすることができる。

なお、バスバーリード１６に対する導出リード２０の接続は、作業性、信頼性の観点から半田付けとすることが望ましい。

太陽電池モジュール２は、絶縁樹脂成膜層２１と導出リード２０との間に充填された充填部材層２２を備える。したがって、導出リード２０を容易かつ高精度に固定することが可能となり、信頼性の高い導出リード２０を有する太陽電池モジュール２とすることができる。

太陽電池モジュール２は、導出リード２０の先端を引き出すリードリード引き出し穴２４ｈを有し充填部材層２２に密着して導出リード２０を充填部材層２２によって被覆させたバックシート２４を備える。したがって、充填部材層２２を確実に形成して導出リード２０を確実に絶縁して保護することが可能となり、容易かつ高精度に信頼性の高い太陽電池モジュール２を形成することができる。

バックシート２４は、絶縁樹脂層／金属層／絶縁樹脂層の３層構造とされている。したがって、耐湿性および絶縁性の高いバックシート２４で太陽電池モジュール２の背面を被覆することが可能となるので、耐湿性が高く、信頼性を向上させた太陽電池モジュール２とすることができる。

絶縁樹脂層／金属層／絶縁樹脂層としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／Ａｌ（アルミニウム）／ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を適用することが望ましい。ＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴとすることによって、封止が容易で、安価かつ耐湿性に優れた保護皮膜とすることが可能である。

充填部材層２２、バックシート２４の積層構造は次の封止処理工程によって形成される。つまり、絶縁樹脂成膜層２１と導出リード２０との間に充填されて充填部材層２２を形成する充填部材シート２２ｓと、導出リード２０の先端を引き出すリード引き出し穴２４ｈを有し充填部材層２２に密着して充填部材層２２を封止するバックシート２４とを導出リード２０に積層し、導出リード２０の先端をリード引き出し穴２４ｈから引き出した状態で加熱加圧処理を施す（封止処理工程）。

したがって、充填部材層２２およびバックシート２４に対する封止処理を容易かつ高精度に施すことが可能となり、信頼性の高い太陽電池モジュール２を容易かつ安価に製造することができる。

図５Ａないし図６に基づいて、太陽電池モジュールに取り付けられた端子ボックスと内部構造との関係について説明する。

図５Ａは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに取り付けられた端子ボックスに対する内部構造を外部から透視した状態として示す透視平面図である。

図５Ｂは、図５Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の状態を示す断面図である。

図５Ｃは、図５Ａに示した引き出し穴絶縁部材の変形例を示す透視平面図である。

図６は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに取り付けられた端子ボックスに対する電力取り出しケーブルの取り付け構造を外部から透視した状態として示す透視平面図である。

太陽電池ストリング１の裏面１ｒｓは、充填部材層２２およびバックシート２４によって被覆され、封止されている。導出リード２０は、引き出し位置で折り曲げられ、バックシート２４のリード引き出し穴２４ｈから外部に引き出されている。リード引き出し穴２４ｈから引き出された導出リード２０は、端子ボックス３が有する端子台３０に形成された端子導体３１に端子接続部３２を介して接続される。端子接続部３２は、例えば半田付けで構成することが可能である。

バックシート２４は、３層構造としてあり、中間層として金属層を含むことから、リード引き出し穴２４ｈの端面に、中間層としての金属層が露出している。したがって、導出リード２０をリード引き出し穴２４ｈから外部へ引き出すときに、導出リード２０がバックシート２４の中間層（金属層）と短絡する恐れがある。

本実施の形態では、導出リード２０とバックシート２４の中間層との短絡を防止するために、リード引き出し穴２４ｈから引き出された導出リード２０とリード引き出し穴２４ｈとが対向する位置にリード引き出し穴絶縁部材２５が配置されている。

この構成により、導出リード２０とバックシート２４（３層の中央に配置されたアルミニウム）との間での短絡を防止することが可能となり、生産性が良く、信頼性の高い太陽電池モジュール２とすることができる。

図５Ａの実施例では、引き出し穴絶縁部材２５は、リード引き出し穴２５ｈを有する矩形シートをリード引き出し穴２４ｈに接着し、導出リード２０をリード引き出し穴２５ｈの内側に位置するリード引き出し穴２５ｈから引き出してある。したがって、導出リード２０は、リード引き出し穴２４ｈに当接しない構造とされている。

また、図５Ｃの実施例（変形例）では、引き出し穴絶縁部材２５は、導出リード２０とバックシート２４とが対向する位置で矩形シートをリード引き出し穴２４ｈに接着し、導出リード２０がリード引き出し穴２４ｈに当接しない構造としてある。

つまり、引き出し穴絶縁部材２５によって、リード引き出し穴２４ｈと導出リード２０との間の距離を確保することが可能となることから、導出リード２０とバックシート２４の中間層（金属層）との接触による短絡不良、あるいは、距離が短くなることによる絶縁耐圧の低下を防止することが可能となる。

引き出し穴絶縁部材２５は、バックシート２４に接着（貼り付け）されていることが望ましい。この構成により、導出リード２０とバックシート２４の位置関係が画定され、導出リード２０とバックシート２４の金属層が接触したり、離間距離が近くなって絶縁耐圧が低下したりすることを確実に防止することができる。

つまり、本実施の形態に係る太陽電池モジュール２の製造方法では、リード引き出し穴２４ｈから引き出された導出リード２０とリード引き出し穴２４ｈとが対向する位置にリード引き出し穴絶縁部材２５を予め配置するリード引き出し穴絶縁部材形成工程を備えることが望ましい。なお、リード引き出し穴絶縁部材形成工程は、充填部材シート２２ｓとバックシート２４とを導出リード２０に積層して封止する封止処理工程の前に実施される。

この構成により、導出リード２０とバックシート２４（３層の中央に配置されたアルミニウム）との間での短絡を防止することが可能となり、信頼性の高い太陽電池モジュール２を容易かつ安価に製造することができる。

なお、引き出し穴絶縁部材２５は、例えば、ＰＥＴ、テドラ、カプトンテープなどで構成することが可能である。

端子ボックス３の内側空間を充填剤（例えば、シリコーン樹脂等の絶縁性シール材を適用する。）で充填するボックス充填部３５は、バックシート２４のリード引き出し穴２４ｈで露出した金属層部分を含めて充填されていることが望ましい。この構成により、導出リード２０とバックシート２４の金属層（アルミニウム）との間に絶縁物が介在することになり、接触または絶縁耐圧低下を防ぐことができる。

外部に対して発生した電力を供給する電力取り出しケーブル３６は、端子ボックス３（端子台３０、端子導体３１）に形成されたケーブル固定部３６ｃに固定される。ケーブル固定部３６ｃは、例えば、ネジ止め構造とされ機構的な安定性を向上させてある。なお、プラス側とマイナス側の端子台３０の間には、通常バイパスダイオード（不図示）が設けられる。

本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの裏面要部を拡大して示す要部拡大平面図である。 図１Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを構成する各部の関係を分解して示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの概略裏面構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの裏面に絶縁樹脂成膜層を形成した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの端子電極にバスバーリードを接続した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの端子電極に接続したバスバーリードに導出リードを接続した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの裏面側について充填部材層およびバックシートを透視した状態として示す透視平面図である。 図４Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の状態を示す断面図である。なお、太陽電池ストリング１の構造は簡略化して示してある。 図４Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面状態を示す端面図である。なお、太陽電池ストリング１の構造は簡略化して示してある。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに取り付けられた端子ボックスに対する内部構造を外部から透視した状態として示す透視平面図である。 図５Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の状態を示す断面図である。 図５Ａに示した引き出し穴絶縁部材の変形例を示す透視平面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールに取り付けられた端子ボックスに対する電力取り出しケーブルの取り付け構造を外部から透視した状態として示す透視平面図である。 従来例に係る太陽電池モジュールの裏面側について充填部材層およびバックシートを透視した状態として示す透視平面図である。 図７Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の状態を示す断面図である。 図７Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面状態を示す端面図である。

符号の説明

１ 太陽電池ストリング
１ｃ 太陽電池セル
１ｆｓ 表面
１ｒｓ 裏面
２ 太陽電池モジュール
３ 端子ボックス
４ 封止保護枠
１０ 透光性絶縁基板
１１ 表面電極
１２ 半導体層
１３ 裏面電極
１４ 分離溝
１５ 端子電極
１６ バスバーリード
１６ｐ 間欠接続位置
２０ 導出リード
２１ 絶縁樹脂成膜層
２２ 充填部材層
２２ｓ 充填部材シート
２２ｓｈ リード引き出し穴
２４ バックシート
２４ｈ リード引き出し穴
２５ 引き出し穴絶縁部材
２５ｈ リード引き出し穴
３０ 端子台
３１ 端子導体
３２ 端子接続部
３５ ボックス充填部
３６ 電力取り出しケーブル
３６ｃ ケーブル固定部

Claims (12)

1. 透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングの裏面の両端に配置された端子電極と、該端子電極に重ねて配置され接続されたバスバーリードと、前記バスバーリードに接続され前記太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードとを備える太陽電池モジュールであって、
   前記導出リードは、前記裏面への成膜によって形成された絶縁樹脂成膜層を介して前記裏面に配置され前記端子電極と交差する方向で前記太陽電池ストリングの中心側に向けて延長され、
   前記絶縁樹脂成膜層は、イミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂で形成され、膜厚が１０μｍ以上であること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記バスバーリードは、前記端子電極に間欠的に接続された間欠接続位置の間で曲線とされていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記絶縁樹脂成膜層は、前記バスバーリードと交差するように前記端子電極に重ねられ、
   前記導出リードは、前記絶縁樹脂成膜層に重なる位置で前記バスバーリードに接続されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記絶縁樹脂成膜層と前記導出リードとの間に充填された充填部材層を備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項４に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記導出リードの先端を引き出すリード引き出し穴を有し、前記充填部材層に密着し前記導出リードを前記充填部材層によって被覆させたバックシートを備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
6. 請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記バックシートは、絶縁樹脂層／金属層／絶縁樹脂層の３層構造であること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
7. 請求項５または請求項６に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記リード引き出し穴から引き出された前記導出リードと前記リード引き出し穴とが対向する位置に配置された引き出し穴絶縁部材を備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池ストリングは、薄膜太陽電池ストリングであること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記導出リードは、裸導線であること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
10. 透光性絶縁基板に太陽電池セルが列状に複数配置され直列接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングの裏面の両端に配置された端子電極と、該端子電極に重ねて配置され間欠的に接続されたバスバーリードと、前記バスバーリードに接続され前記太陽電池ストリングで発生した電力を導出する導出リードとを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記太陽電池ストリングを形成する太陽電池ストリング形成工程と、
    前記導出リードが配置される位置に対応させて前記裏面にイミド系の高分子樹脂またはエポキシ系の高分子樹脂を膜厚１０μｍ以上で成膜することによって絶縁樹脂成膜層を形成する絶縁樹脂成膜層形成工程と、
    前記バスバーリードを前記端子電極に当接させて配置するバスバーリード配置工程と、
    前記バスバーリードを前記端子電極に接続するバスバーリード接続工程と、
    前記導出リードを前記バスバーリードに接続し前記絶縁樹脂成膜層に対応させて配置する導出リード接続工程とを備えること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
11. 請求項１０に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記絶縁樹脂成膜層と前記導出リードとの間に充填されて充填部材層を形成する充填部材シートと、前記導出リードの先端を引き出す引き出し穴を有し前記充填部材層に密着して前記充填部材層を封止するバックシートとを前記導出リードに積層し、
    前記導出リードの先端を前記引き出し穴から引き出した状態で加熱加圧処理を施す封止処理工程を備えること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
12. 請求項１１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記バックシートは、絶縁樹脂層／金属層／絶縁樹脂層の３層構造であり、
    前記リード引き出し穴から引き出された前記導出リードと前記リード引き出し穴とが対向する位置に引き出し穴絶縁部材を予め配置する引き出し穴絶縁部材形成工程を備えること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。

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