JP5147672B2 - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線材により互いに電気的に接続された複数の太陽電池を有する太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。

太陽電池モジュール１は、図１の概念的な断面図に示すように、配線材２により互いに電気的に接続された複数の太陽電池３、３・・・が、表面保護部材１０７と裏面保護部材１０８との間に封止層１０９によって封止されて構成されている。配線材２と各太陽電池３とは半田からなる接着部７ａにより接着されている。

また、配線材２は製造時において、予めリール状に巻かれたものが準備されている。そして、配線材２を所定の長さに切断し、順次各太陽電池３の電極表面に接着する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平１０-９３１２０号公報

従来の太陽電池モジュールの製造方法では、配線材２を所定の長さに切断するため、切断部で変形やバリが発生する虞がある。

そして、従来はこのように端部にバリや変形の生じた配線材２の全面を太陽電池の電極表面に半田からなる接着層７ａにより接着している。しかしながら、このような配線材２を用いると、配線材２と太陽電池３との接着時に加えられる圧力は、配線材２のバリや変形部近傍で局所的に大きくなる。そして、局所的に大きくなった圧力が、接着部７ａを介して太陽電池３に加わる。このため、局所的に加わった過剰な圧力により、太陽電池に割れや欠け、或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥が発生し易くなるという課題があった。

また、配線材２により接着された複数の太陽電池３を表面保護部材１０７と裏面保護部材１０８との間に封止材１０９によって封止する際にも、圧力が加わる。そして、この場合においても、配線材２のバリや変形部近傍に局所的に大きな圧力が加わり、そして、この圧力が接着層７ａを介して太陽電池３に加えられ、太陽電池に割れや欠け、或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥が発生し易くなるという課題もあった。

また、上記の欠陥の影響により、信頼性が低下するという課題もあった。

そして、これらの課題により、従来は太陽電池モジュールの出力が低下し、このため歩留りが低下する虞があった。

そこで、本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、歩留まりが向上した太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、表面に接続電極を有する太陽電池と、接続電極に電気的に接続される配線材と、配線材を太陽電池の表面に接着する接着層と、を有し、配線材は、端部に接着層から突出する突出部を有する。

本発明に係る太陽電池モジュールは、突出部の太陽電池の表面に対向する面と、太陽電池の表面との間に空間が設けられている。

本発明に係る太陽電池モジュールは、突出部の先端が、太陽電池の外周縁よりも内側に位置する。

本発明に係る太陽電池モジュールは、接着層が導電性を有し、配線材が前記接着層によって前記接続電極に電気的に接続される。

本発明に係る太陽電池モジュールは、配線材が、接続電極と直接接することにより接続電極に電気的に接続されている。

本発明に係る太陽電池モジュールは、配線材が、導電性を有する芯材と、芯材の表面に形成された導電層とを有し、接続電極の一部は、前記導電層内にめり込んでいる。

本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池が配列され、接続電極は、太陽電池の表面上に太陽電池の配列方向と直交する方向に延在し、且つ、互いに平行に配列された複数本の細線電極の一部を含み、配線材は、複数本の細線電極上に、配列方向に沿って延在するように配されている。

本発明に係る太陽電池モジュールは、複数本の細線電極のうち配線材の先端部側の最外部で配線材と電気的に接続される細線電極と、隣接する細線電極とを電気的に接続するための交差電極を有する。

本発明に係る太陽電池モジュールは、交差電極が、前記配線材と重畳するように配されている。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、ロール状に巻かれた長尺の配線材を準備する第１の工程と、配線材を所定の長さに切断する第２の工程と、配線材を接着剤によって太陽電池上に接着する第３の工程と、を有し、第３の工程において、配線材の端部を接着剤から突出させた状態で太陽電池上に接着する。

本発明によれば、歩留りの向上した太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。

次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

《第１実施形態》
まず、図２から図５を用いて本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１について説明する。

（太陽電池モジュールの構成）
図２は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１の構成を示す概念的な断面図である。太陽電池モジュール１は、配線材２により電気的に接続された複数の太陽電池３、３…と、受光面保護部材１０７と、封止材１０９と、裏面保護部材１０８とを有する。

配線材２は銅箔等の金属材料からなり、表面は金属材料が露出しても良いし、錫メッキ等の導電性の材料で覆われていてもよい。配線材２は予めリール状に巻かれており、太陽電池３の大きさや厚み等に合わせて適宜、所定の長さに切断されたものが用いられる。そして、この配線材２は接着層７ａによって太陽電池３の表面に接着されている。太陽電池３と配線材２との接続関係は後述する。

太陽電池３の受光面側には、透光性を有する表面保護部材１０７が、透光性を有する封止材１０９よって接着されている。表面保護部材１０７は、例えば、ガラス、透光性プラスチック等の透光性を有する材料を用いて構成されている。また、太陽電池３の裏面側には、裏面保護部材１０８が封止材１０９によって接着されている。裏面保護部材１０８は、例えば、ＰＥＴ等の樹脂フィルム或いはＡｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造の積層フィルム等からなる。

封止材１０９は例えば、ＥＶＡ、ＰＶＢ等の透光性を有する樹脂であり、太陽電池セル３を封止する機能も有している。さらに、裏面保護部材１０８の例えば裏面には図示しない電力取り出し用の端子箱が配されている。さらに太陽電池モジュールの外周部には、必要に応じて枠体が取り付けられている。

このような太陽電池モジュール１を製造するにあたっては、まず、受光面保護部材１０７、封止材１０９、複数の太陽電池３、封止材１０９、裏面保護部材１０７を順次積層して積層体を作成する。次に、積層体の上下から圧力を加えながら加熱し、太陽電池モジュール１を作成する。

（太陽電池の構造）
図３（ａ）は本実施形態に係る太陽電池３を受光面側からみた平面図であり、図３（ｂ）は裏面側からみた平面図である。太陽電池３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、光電変換部５と、この光電変換部５の受光面及び裏面の夫々に配された集電電極４、４１とを有している。光電変換部５は基体として機能する一導電型の半導体ウエハを有し、ｐｎ接合或いはｐｉｎ接合等の光生成キャリア分離用の電界を形成する半導体接合を含んでいる。半導体ウエハとして、単結晶半導体シリコンウエハ、多結晶シリコンウエハといった結晶系ウエハや、ＧａＡｓ等の化合物半導体ウエハ、その他周知の半導体材料からなる半導体ウエハを用いることができる。また、上記半導体ウエハとの間で半導体接合を形成する材料としては、結晶系半導体、非晶質系半導体、化合物半導体或いはその他周知の半導体材料を用いることができる。

光電変換部５の受光面に形成された集電電極４は、図３（ａ）の平面図に示すように、光入射によって光電変換部５で生成された電子・正孔のキャリアを集める複数本の細線状の細線電極４Ａ、４Ａ…と、細線電極４Ａ、４Ａ…により集められたキャリアを集電するバスバー電極として機能すると共に、配線材２が接続される接続電極４Ｂ、４Ｂを有する。また、細線電極４Ａは太陽電池３の配列方向と直交する方向に延在し、そして、互いに略平行に配列されている。

図３（ｂ）は太陽電池を裏面側から見た平面図である。裏面に形成された集電電極４１は、電子・正孔のキャリアを集める複数本の細線状の細線電極４１Ａ、４１Ａ…と、細線電極４１Ａ、４１Ａ…により集められたキャリアを集電するバスバー電極として機能すると共に、配線材２が接続される接続電極４１Ｂ、４１Ｂを有する。また、細線電極４１Ａは太陽電池３の配列方向と直交する方向に延在し、そして、互いに略平行に配列されている。尚、裏面側の集電電極４１は、これに限らず種々の構成をとることができる。例えば、裏面全面に導電材を形成して集電電極としても良い。

集電電極４、４１は、例えば、エポキシ樹脂をバインダー、導電性粒子をフィラーとした熱硬化型の導電性ペーストより形成される。また、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池などの場合には、これに限らず、銀、アルミニウムなどの金属粉末とガラスフリットと、有機質ビヒクルなどから構成される、焼成型ペーストを用いてもよい。また、銀、アルミニウムなどの一般的な金属材料を用いて形成しても良い。

（配線材の接着）
図４（ａ）は、接続電極４Ｂ、接着層７ａ及び配線材２の接続関係を示すための受光面側からみた図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）において点線で囲む領域Ｘの要部拡大図面である。図５は図４（ａ）に示すＡ-Ａ切断面に沿った断面図である。

図４に示すように、隣り合う太陽電池３、３は、配線材２によって互いに電気的に接続される。配線材２は、太陽電池３の配列方向に沿って延在するよう配される。ここで、複数の太陽電池３の中で、隣り合う太陽電池３の一方を第１の太陽電池３Ａ、他方を第２の太陽電池３Ｂとする。

図４及び図５に示すように、第１及び第２の太陽電池３Ａ、３Ｂを接続する配線材２は、第１の太陽電池３Ａの受光面に形成された接続電極４Ｂの表面及び第２の太陽電池３Ｂの裏面に形成された接続電極４１Ｂに表面の接着層７ａにより接着される。そして、配線材２と第１の太陽電池３Ａの受光面に形成された接続電極４Ｂと第２の太陽電池３Ｂの裏面に形成された接続電極４１Ｂとは電気的に接続される。このとき、本実施形態においては、配線材２は延在方向における端部が接着層７から突出するように接着される。これにより、配線材２は端部に接着層７ａから突出する突出部αを有する。配線材２の端部に存在する変形やバリは突出部αに含まれる。そして、突出部αの太陽電池３の表面に対向する表面と太陽電池３の表面との間は離間し、その間には空間が設けられている。

接着層７ａは接着剤からなる。接着剤としては、半田等の溶融性金属材料や導電性樹脂接着剤等の導電性接着剤を用いることができる。また、配線材２と接続電極４Ｂ、４１Ｂとを直接接触させることにより直接電気的な接続を行い、機械的な接続を接着層７ａにより行っても良い。この場合、接着剤は導電性のもの以外に絶縁性のものを用いることができる。

また、遮光性を有する接着層７ａを用いた場合は、配線材２の内側に接着層７ａを形成することが好ましい。

（第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法）
次に、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、図６を用いて説明する。

まず、図６（ａ）に示す第１工程において、ロール状に巻かれた長尺の配線材２を準備する。ここで、配線材２としては銅等の金属製の材料を用いている。

次に、図６（ｂ）に示す第２工程において、ロール状に巻かれた長尺の配線材を、所定の長さに切断する。例えば上下からカッター５１により切断する等の切断方法により切断すればよい。このとき、切断部である配線材２の端部には変形やバリが発生する。そして、切断された配線材２を太陽電池３の形状等に合わせて、折れ曲がり部を形成する。

次に、図６（ｃ）に示す第３工程において、接続電極４Ｂ、４１Ｂ上に導電性の接着剤を塗布し、この上に配線材２を配する。導電性の接着剤としては半田や導電性樹脂接着剤を用いることができる。

この時、配線材２は、配線材２の延在方向における端部が接着剤から突出するように配置する。この突出する量は、配線材２のバリや変形等を考慮して決められる。そして、適宜、配線材２を配置後、加熱部５２により加熱しながら圧着することにより、配線材２と太陽電池３とを接着層７ａにより接着する。このとき、配線材２は端部が接着層７ａから突出するように接着される。これにより、配線材２は端部に接着層７ａから突出する突出部αを有する。そして、配線材２の端部に存在する変形やバリは突出部αに含まれ、配線材２の突出部αと太陽電池３とは離間し、その間には空間が設けられる。

（作用及び効果）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１によれば、配線材２は、延在方向における端部に接着層７ａから突出する突出部αを有するように配置される。配線材２の突出部αにはバリや変形部が含まれ、太陽電池３には配線材２の平坦部が接着される。そして、配線材２の切断時に発生するバリや変形部を有する配線材２の突出部αの太陽電池３の表面に対向する面と太陽電池３との間は離間し、その間には空間が設けられている。従って、接着時に配線材２と第１の太陽電池３Ａの受光面側の接続電極４Ｂと第２の太陽電池３Ａの裏面側の接続電極４１Ｂとに加えられる圧力は、配線材２の略平坦な部分に分散して加えられ、接着層７ａを介して太陽電池３に加えられる。このため、太陽電池３に対して局所的に大きな圧力が加わることを抑制することができる。また、配線材２の突出部αと太陽電池３との間には空間が設けられているので、接着時に突出部αに加わった圧力を、突出部αが空間側に変形することにより逃がすことができる。これらの結果、局所的に大きな力が加わることに起因する、太陽電池の割れ、欠け、或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥の発生が抑制される。また、太陽電池３Ａ、３Ｂと配線材２とは、配線材２の略平坦な部分に配された接着層７ａによって接着されるため、接続不良の発生が抑制される。

さらに、太陽電池モジュール１は、受光面保護部材１０７、封止材１０９、配線材２により接続された複数の太陽電池３、封止材１０９、裏面保護部材１０７を順次積層して、積層体の上下から圧力を加えながら加熱することにより、製造される。このとき、複数の太陽電池３を接続する配線材２は、延在方向における端部に接着層７ａから突出する突出部αを有するように配置される。配線材２の突出部αにはバリや変形部が含まれ、太陽電池３と配線材２とは配線材２の平坦部において接着されている。これにより、太陽電池モジュール１の作成時に加えられる圧力は、配線材２の平坦部を介して太陽電池３に略均一に加えられるため、太陽電池の割れ、欠け、或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥の発生が抑制される。以上により、本実施形態によれば出力の低下を抑制でき、歩留りの向上した太陽電池モジュールを提供することができる。さらに、上記欠陥に起因する出力の低下を抑制できるので、太陽電池ジュールの信頼性を高めることができる。

尚、本実施形態にあっては配線材２として金属製の材料を用いたが、これに限らず表面が半田でコートされた銅箔等の金属製の材料を用いることもできる。この場合には、第３工程に記載した接着剤を塗布する工程を省略することができる。この代わりに、配線材２を加熱する際に、配線材２の端部の半田が融点温度未満の温度になるように配線材２の中央部を加熱し、中央部付近にコートされた半田を溶解すればよい。このようにすることで、配線材２は端部に接着層７ａから突出する突出部αを有するように、配線材２を接続電極４Ｂ、４１Ｂの表面に接着することができる。

また、配線材２の突出部αの先端は、太陽電池３の外周縁よりも内側に位置する。突出部αの先端が太陽電池３の外周縁よりも外側に突出する場合、モジュール化の際に、変形した突出部αの先端が太陽電池３の側面に接触し、このまま封止される虞がある。そして、このように配線材２の突出部αの先端が太陽電池３の側面に接触すると、場合によっては、配線材２と太陽電池３との間で不所望の電流リークや短絡が生じる虞がある。従って、配線材２の突出部αの先端は、太陽電池３の外周縁よりも内側に位置することが好ましい。このような構成にすることにより、配線材２と太陽電池３との間で不所望な電流リークや短絡が生じることを抑制することができる。

《第２実施形態》
本発明の第２実施形態について、図７乃至図９を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と同一又は類似の部分についての説明は省略する。

（太陽電池）
図７は第２実施形態に係る太陽電池３２を受光面及び裏面側から見た平面図である。図７（ａ）に示すように、太陽電池３２の受光面には電子・正孔のキャリアを収集する細線状の細線電極４２Ａのみが形成されている。また、図７（ｂ）に示すように、太陽電池３２の裏面には電子・正孔のキャリアを収集する細線状の細線電極４１２Ａのみが形成されている。また、細線電極４２Ａ、４１２Ａの一部分は、配線材２と電気的な接続を行うための接続電極としても機能する。また、細線電極４２Ａ、４１２Ａは太陽電池３２の配列方向と直交する方向に延在し、そして、互いに略平行に配列されている。尚、裏面側の細線電極４１２Ａは、これに限らず種々の構成をとることができる。例えば、裏面全面に導電材を形成して集電電極４１２としても良いし、第１実施形態と同様の構成であっても良い。

（配線材の接着）
図８（ａ）は細線電極４２Ａ、接着層７ａ及び配線材２の接続関係を示すための受光面側からみた図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）において点線で囲む領域Ｙの要部拡大図面である。図９は図８（ａ）に示すＢ-Ｂ切断面に沿った断面図である。

図８に示すように、３２は太陽電池であり、複数の太陽電池３２は配線材２によって互いに電気的に接続される。配線材２は、太陽電池３２の配列方向に沿って延在するよう複数本の細線電極４２Ａ、４１２Ａ上に配される。ここで、複数の太陽電池３２の中で、隣り合う太陽電池３２の一つを第１の太陽電池３２Ａ、他方を第２の太陽電池３２Ｂとする。

本実施形態においては、配線材２は、銅線等の金属材料からなる芯材２Ａとその表面にコートされた半田等の導電層２Ｂとを有している。そして、細線電極４２Ａ、４１２Ａの先端が導電層２Ｂ内にめり込むことにより、細線電極４２Ａ、４１２Ａと配線材２とが電気的に接続されている。また、配線材２は、隣接する細線電極４２Ａ、４２Ａ間、細線電極４１２Ａ、４１２Ａ間において、太陽電池３２の表面に接着層７ａによって接続されている。上述の通り、本実施形態にあっては細線電極４２Ａ、４１２Ａと配線材２とが直接接触することによって電気的な接続が取られている。従って、本実施形態にあっては、接着層７ａを形成する接着剤として導電性のものに限らず、樹脂接着剤等絶縁性の接着剤を用いることができる。

そして、図８及び図９に示すように、本実施形態においては、配線材２は延在方向における端部が接着層７ａから突出するように接着される。これにより、配線材２は端部に接着層７ａから突出する突出部αを有する。この際、配線材２の端部に存在する変形やバリは突出部αに含まれる。そして、突出部αと太陽電池３２表面とは離間し、その間には空間が設けられている。

（第２実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法）
本実施形態に係る太陽電池モジュールを製造する方法について以下に説明する。

工程１及び工程２については、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同様である。

工程３において、太陽電池３２Ａ、３２Ｂ上に接着剤を塗布し、切断され折れ曲がり部を形成した配線材２を配する。配線材２を配置する箇所は、細線電極４２Ａ、４１２Ａの長さ、幅、厚み等を考慮し、配置すればよい。

この時、配線材２を、配線材２の延在方向における端部が接着剤から突出するように配置する。この突出する量は、配線材２のバリや変形等を考慮して決められる。そして、適宜、配線材２を配置後、加熱部５２により加熱しながら圧着することにより、配線材２と太陽電池３２とを接着層７ａにより接着する。このとき、細線電極４２Ａ、４１２Ａが導電層２Ｂにめり込むよう、配線材２に圧力が印加される。配線材２の接着後、配線材２は端部が接着層７ａから突出するように接着されている。これにより、配線材２は端部に接着層７ａから突出する突出部αを有する。そして、配線材２の端部に存在する変形やバリは突出部αに含まれ、配線材２の突出部αと太陽電池３２とは離間し、その間には空間が設けられる。

（作用及び効果）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１においても、配線材２は、延在方向における端部に接着層７ａから突出する突出部αを有するように配置される。配線材２の突出部αにはバリや変形部が含まれ、太陽電池３２には配線材２の平坦部により接着される。そして、配線材２の切断時に発生するバリや変形部を有する配線材２の突出部αと太陽電池３２とは離間し、配線材２の突出部αと太陽電池３２との間には空間が設けられる。従って、接着時に配線材２と第１の太陽電池３２Ａと第２の太陽電池３２Ｂとに加えられる圧力は、配線材２の略平坦な部分に分散して加えられ、接着層７ａを介して太陽電池３２Ａ、３２Ｂに加えられる。また、配線材２の突出部αと太陽電池３２との間には空間が設けられているので、接着時に突出部αに加わった圧力は、突出部αが空間側に変形することにより逃がすことができる。これらの結果、局所的に大きな力が加わることに起因する太陽電池の割れ、欠け、或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥の発生が抑制される。また、太陽電池３２Ａ、３２Ｂと配線材２とは、配線材２の略平坦な部分に配された接着層７ａで接着されるため、接続不良の発生が抑制される。

さらに、太陽電池モジュール１は、受光面保護部材１０７、封止材１０９、配線材２により接続された複数の太陽電池３２、封止材１０９、裏面保護部材１０７を順次積層して、積層体の上下から圧力を加えながら加熱することにより、製造される。

このとき、複数の太陽電池３２を接続する配線材２は、延在方向における端部に接着層７ａから突出する突出部αを有するように配置される。配線材２の突出部αにはバリや変形部が含まれ、太陽電池３２と配線材２とは配線材２の平坦部において接着されている。従って、太陽電池モジュール作成時に加えられる圧力は配線材２の平坦部を介して略均一に太陽電池３２に加わるため、太陽電池の割れ、欠け、或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥の発生が抑制される。以上により、本実施形態によれば、歩留りが向上した太陽電池モジュールを提供することができる。さらに、上記の欠陥に起因する太陽電池３２の出力の低下を抑制し、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。

《第３実施形態》
本発明の第３実施形態について、図１０から図１２を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態及び第２実施形態と同一又は類似の部分についての説明は省略する。

（太陽電池）
図１０（ａ）は本実施形態に係る太陽電池３３を受光面側みた平面図であり、図１０（ｂ）は裏面側からみた平面図である。

本実施形態が第２実施形態と異なる点は、複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａと電気的に接続するように交差電極４３Ｂ、４１３Ｂを設けた点にある。

（配線材の接着）
図１１（ａ）は見た交差電極４３Ｂ、細線電極４３Ａ、接着層７ａの接続関係を示すための受光面側からみた図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）において点線で囲む領域Ｚの要部拡大図面である。図１２は図１１（ａ）に示す図のＣ−Ｃ断面に沿った断面図である。

図１１に示すように、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、配線材２の先端部に対応する位置に配されている。そして、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａのうち配線材２の先端部側の最外部で配線材と電気的に接続されている細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１と、それに隣接する細線電極４３Ａ、４１３Ａとを電気的に接続するために設けられている。そして、細線電極４３Ａ、４１３Ａの一部分及び交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、配線材２と電気的な接続を行うための接続電極としても機能する。この交差電極４３Ｂ、４１３Ｂの幅は、配線材２の表面に形成された導電層２Ｂの幅より狭い。従って、図１２の断面図に示すように、細線電極４３Ａ、４１３Ａに加え、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂも導電層２Ｂにめり込むことにより、配線材２と太陽電池３３とが電気的に接続されることになる。このとき、交差電極４３Ｂは配線材２と重ならない位置に設けてもよいが、交差電極４３Ｂは受光面積を損なうことのないよう配線材２に重畳するよう配されることが好ましい。

前述したように、配線材２の突出部αの先端は、太陽電池３３の外周縁よりも内側にある。このため、配線材７は、太陽電池３３の外周縁から距離を空けて内側に配される。この場合、第２実施形態の構造では、太陽電池３３の外周縁に最も近い位置に設けられた細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１、即ち最外部に設けられた細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１と配線材２、２との間で直接電気的な接続を取る際、その部分に接着層７ａが存在しない可能性がある。このような場合、太陽電池３３に対する配線材２の接着強度が先端部分で低下する虞があり、長期間の使用に伴い配線材２が最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１から剥がれ、出力が低下する虞がある。一方、本実施形態によれば、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１をその内側にある複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａと交差電極４３Ｂ、４１３Ｂによって電気的に接続しているので、出力が低下する虞がない。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第２実施形態と同一の効果を奏する。

本実施形態において、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂと最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１とは電気的に接続されている。そして、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは配線材２の導電層２Ｂにめり込むことにより、配線材２と電気的に接続される。これにより、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１からの集電を確実に行うことができる。従って、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１と配線材２との接続不良の発生に伴う出力の低下を抑制し、信頼性を向上することができる。

また、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、最外部の細線電極４３Ａ１及び４１３Ａ１と複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａとに電気的に接続するように形成されている。よって、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１よりも内側に接着剤の塗布が可能となる。これにより、配線材２の突出部αの先端を太陽電池３３の外周縁よりも内側に形成することが容易となる。

《第４実施形態》
本発明の第４実施形態について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態乃至第３実施形態と同一又は類似の部分についての説明は省略する。

（太陽電池）
図１３（ａ）は本実施形態に係る太陽電池３３を受光面側から見た平面図であり、図１３（ｂ）は裏面側からみた平面図である。

本実施形態が第３実施形態と異なる点は、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂの代わりに、ジグザグ状の連結線４３Ｃ、４１３Ｃを設けた点にある。

（配線材の接着）
図１４（ａ）は交差電極４３Ｂ、細線電極４３Ａ、接着層７ａの接続関係を示すための受光面側から見た図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）において点線で囲む領域Ｚの要部拡大図面である。

図１４に示すように、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、配線材２の先端部に対応する位置に配されている。そして、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａのうち細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１を含む６本の細線電極４３Ａ、４１３Ａを電気的に接続するために設けられている。そして、連結線４３Ｃ、４１３Ｃ及び６本の細線電極４３Ａ、４１３Ａは、配線材２と電気的な接続を行うための接続電極としても機能する。この連結線４３Ｃ、４１３Ｃの線幅は、上記実施形態に係る接続電極や交差電極の線幅よりも細い。従って、細線電極４３Ａ、４１３Ａに加え、連結線４３Ｃ、４１３Ｃも導電層２Ｂにめり込むことにより、配線材２と太陽電池３３とが電気的に接続されることになる。

ここで、図１４に示すように、連結線４３Ｃ、４１３Ｃの一部は、配線材２からはみ出て、太陽電池３３の受光面上に露出されていてもよい。ただし、受光面積の減少を抑制する観点から、連結線４３Ｃ、４１３Ｃの露出部分は少ない方が好ましい。

前述したように、配線材２の突出部αの先端は、太陽電池３３の外周縁よりも内側にある。このため、配線材７は、太陽電池３３の外周縁から距離を空けて内側に配される。この場合、第２実施形態の構造では、太陽電池３３の外周縁に最も近い位置に設けられた細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１、即ち最外部に設けられた細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１と配線材２、２との間で直接電気的な接続を取る際、その部分に接着層７ａが存在しない可能性がある。このような場合、太陽電池３３に対する配線材２の接着強度が先端部分で低下する虞があり、長期間の使用に伴い配線材２が最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１から剥がれ、出力が低下する虞がある。一方、本実施形態によれば、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１をその内側にある複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａと連結線４３Ｃ、４１３Ｃによって電気的に接続しているので、出力が低下する虞がない。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第２実施形態と同一の効果を奏する。

本実施形態において、連結線４３Ｃ、４１３Ｃと最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１とは電気的に接続されている。そして、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは配線材２の導電層２Ｂにめり込むことにより、配線材２と電気的に接続される。これにより、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１からの集電を確実に行うことができる。従って、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１と配線材２との接続不良の発生に伴う出力の低下を抑制し、信頼性を向上することができる。

また、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、最外部の細線電極４３Ａ１及び４１３Ａ１を含む複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａを電気的に接続するように形成されている。よって、最外部の細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１よりも内側に接着剤の塗布が可能となる。これにより、配線材２の突出部αの先端を太陽電池３３の外周縁よりも内側に形成することが容易となる。

《実施例》
以下、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施例を挙げて具体的に説明する。

本発明の実施例として、第１〜３実施形態に係わる太陽電池モジュールを以下のように作製した。以下の作製方法では、工程を工程１〜４に分けて説明する。

＜工程１＞光電変換部形成
まず、約１Ω・ｃｍの抵抗率と約２００μｍの厚みとを有する約１２５ｍｍ角のｎ型単結晶シリコン基板を準備した。次に、ＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板の上面上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層と、約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層とをこの順序で形成した。

次に、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面上に、ＣＶＤ法を用いて約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層と、約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層とをこの順序で形成した。

次に、スパッタ法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層及びｎ型非晶質シリコン層の各々の上に、約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜をそれぞれ形成した。

以上の工程により、実施例に係る太陽電池の光電変換部を作製した。

＜工程２＞集電電極形成
次に、光電変換部の受光面側及び裏面側に配されたＩＴＯ膜の表面に、夫々印刷法により、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを用いて、以下の形状を有する集電電極を形成した。

第１〜３実施形態の夫々に係わる実施例１〜３のサンプルについて、幅が約１００μｍ、厚みが約４０μｍの細線電極をピッチが約２ｍｍで夫々形成した。

また、第１実施形態に係わる実施例１のサンプルとして、長さが約１２２ｍｍ、幅が約１．０ｍｍ、厚みが約５０μｍのバスバー電極を接続電極４Ｂ、４１Ｂとして、細線電極４Ａ、４１Ａと直交する方向に２本形成した。第２実施形態に係わる実施例２のサンプルとしは、上述の細線電極のみを接続電極として有する。また、第３実施形態に係わる実施例３のサンプルとして、単結晶シリコンウエハの外周縁から１．５ｍｍの箇所から長さが約５ｍｍ、幅が約１．０ｍｍ、厚みが約５０μｍの交差電極４３Ｂ、４１３Ｂを形成した。このとき、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは光電変換部５の端部に配された細線電極４３Ａ、４１３Ａと夫々内側の細線電極４３Ａ、４１３Ａの２本とを電気的に接続されている。交差電極４３Ｂ、４１３Ｂを設ける位置は、配線材２の端部側である。

尚、接続電極４Ｂ、４１Ｂ及び交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、細線電極の両端から約１／４の長さの位置に夫々配されている。

＜工程３＞配線材の接続
ロール状に巻かれた長尺の配線材２を準備した。材質としては銅を使用し、その表面に半田がコートされたものを使用した。配線材の幅は約１．５ｍｍである。この配線材２を太陽電池の厚み、大きさ等を考慮し、約２５３ｍｍに切断した。

次に、接続電極上に、ディスペンサー等により熱硬化型エポキシ系樹脂を含む樹脂型の接着剤を塗布した。なお、接着剤は、樹脂中に体積率約５％のニッケル粒子を含有させることにより、導電性を付与している。

実施例１のサンプルについては、太陽電池３Ａの接続電極４Ｂ上及び太陽電池３Ｂの接続電極４１Ｂの表面に接着剤を厚みが約３０μｍ、幅が約１．２ｍｍとなるよう順次塗布する。この際、接続電極４Ｂ、４１Ｂの延在方向における端部から約３ｍｍの箇所は接着剤を塗布しない。そして、塗布した接着剤上から配線材２の延在方向における端部が約３ｍｍ突出するよう、配線材２を配する。

実施例２のサンプルについては、太陽電池３２Ａの受光面表面及び太陽電池３２Ｂの裏面表面に太陽電池の配列方向に沿って接着剤を厚み約３０μｍ、幅が約１．２ｍｍとなるよう塗布する。このとき、接着剤は、細線電極４２Ａ、４１２Ａの両端から約１／４の長さの位置に太陽電池の配列方向に沿って２ヶ所に塗布される。また、この際、太陽電池３２の外周縁から約４ｍｍの箇所は接着剤を塗布しない。そして、塗布した接着剤上から配線材２の端部が約３ｍｍ突出するよう、配線材２を順次配する。また、接着剤はすべての細線電極４２Ａ、４１２Ａに跨るように配される。

実施例３のサンプルについては、太陽電池３３Ａの受光面上及び太陽電池３３Ｂの裏面上に接着剤を厚みが約３０μｍ、幅が約１．２ｍｍとなるよう順次塗布する。この際、接着剤は、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂの表面を含み、太陽電池の配列方向に沿って塗布される。この際、単結晶シリコンウエハの外周縁から約４ｍｍの箇所は接着剤を塗布しない。また、接着剤は交差電極４３Ｂ、４１３Ｂと電気的に接続されていない細線電極４３Ａ、４１３Ａ全てに跨るように配される。そして、塗布した接着剤上から配線材２の延在方向における端部が約３ｍｍ突出するよう、配線材２を順次配する。

そして、実施例１〜３の太陽電池上に配された配線材２を順次上下から加熱部で挟み、所定の圧力をかけながら加熱し、その後、接着剤を硬化させることで接着部７ａを形成し、接着部７ａにより配線材２を接着した。そして、これを漸次繰り返し、複数の太陽電池を接続した。

以上の工程を経ることにより、いずれの実施例のサンプルでも配線材２は配線材２の端部に接着部７ａから約１．５ｍｍ突出した突出部を形成した。

＜工程４＞モジュール化
ガラス基板からなる表面保護部材１０７の上に、ＥＶＡからなる封止材シート１０９を載せた後、配線材２によって接続された複数の太陽電池を配置した。そして、その上に、更にＥＶＡからなる封止材シート１０９を載せた後、ＰＥＴ／アルミニウム箔／ＰＥＴの３層構造を有する裏面保護部材１０８を配置した。そして、周知のラミネート法を用いて一体化した後に、実施例に係る太陽電池モジュールを作製した。

このような工程を経ることにより、夫々、第１実施形態に係わる実施例１のサンプル、第２実施形態に係わる実施例２のサンプル、第３実施形態に係わる実施例３のサンプルを形成した。

（比較例）
第１実施形態に係るサンプルと配線材の接続の工程までは同一のサンプルを使用した。配線材２の端部を、接着剤により太陽電池と接続を行った。

（結果）
実施例１〜３及び比較例に係る太陽電池モジュールについて、夫々の生産歩留まりを算出した。なお、生産歩留まりは、配線材接続時に発生した太陽電池割れやクラックを目視で確認できたものを不良とし算出した。また、実施例１〜３及び比較例に係る太陽電池モジュールについて、温度サイクル試験（ＪＩＳ Ｃ８９１７）を３倍の期間で行った。そして、温度サイクル試験により発生した太陽電池モジュールの出力の劣化率を、試験前変換効率と試験後変換効率との比から算出した。以上の結果を表１に示す。

表１から比較例に対し、実施例１〜３において歩留まりが向上したことが分かる。比較例はバリや変形部分を含む配線材の端部が接着層により太陽電池に直接接着されているのに対し、実施例１〜３はバリや変形部分を含む配線材の端部が接着層から突出するように接着されているため、太陽電池の割れや欠け或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥の発生を抑制することで歩留まりが向上したものと考えられる。

また、劣化率も比較例に対し、実施例１〜３において向上したことが分かる。実施例１〜３は、配線材のバリや変形部分を含む端部が接着層から突出するように接着されているため、太陽電池の割れや欠け或いはクラックやマイクロクラック等の欠陥に起因する出力の低下が抑制されたと考えられる。従って、実施例１〜３の劣化率は比較例に対して改善されたと考えられる。

尚、実施例１〜３に係る太陽電池モジュールの出力特性は比較例と同等の特性を得ることができた。

（その他の実施形態）
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

例えば、第１〜３実施形態において太陽電池側に接着剤を塗布したが、配線材側に接着剤を塗布し、接着を行ってもよい。この様な場合においても、配線材の延在方向における端部が接着層から突出する突出部を形成するように接着されることで同一の効果を奏することができる。また、接着剤としてはペースト状のものを用いても良いし、シート状のものを用いても良い。

また、実施形態においては、太陽電池の受光面と裏面で電気的な接続を行ったが、裏面のみで電気的な接続を行ういわゆるバックコンタクト型の太陽電池であってよい。バックコンタクト型の太陽電池では、裏面側に一導電側の電極と逆導電側の電極が形成されている。この場合においても、配線材の端部が接着層から突出する突出部を有していれば同一の効果を奏することができる。

また、第３実施形態において、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、配線材２の先端部側の２本の細線電極４３Ａ、４１３Ａに接続されることとしたが、これに限られるものではない。例えば、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、図１５に示すように、配線材２の先端部側から３本以上の細線電極４３Ａ、４１３Ａに接続されていてもよい。さらに、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂは、複数本の細線電極４３Ａ、４１３Ａのうち細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１のみに接続されていてもよい。この場合においても、交差電極４３Ｂ、４１３Ｂが配線材２の導電層２Ｂにめり込むことにより、配線材２の先端部が剥離することを抑制することができる。

また、第４実施形態において、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１を含む６本の細線電極４３Ａ、４１３Ａを電気的に接続することとしたが、これに限られるものではない。連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、少なくとも、細線電極４３Ａ１、４１３Ａ１を含む２本の細線電極４３Ａ、４１３Ａを連結していればよい。

また、第４実施形態において、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、ジグザグ状に形成されることとしたが、これに限られるものではない。例えば、連結線４３Ｃ、４１３Ｃは、直線状や波線状に形成されていてもよい。本発明は、連結線４３Ｃ、４１３Ｃの形状を限定するものではない。

従来に係る太陽電池モジュールの概念図である。 第１実施形態に係る太陽電池モジュールの概念図である。 第１実施形態に係る太陽電池の平面図である。 第１実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する図である。 第１実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する断面図である。 第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を説明する工程図である。 第２実施形態に係る太陽電池の平面図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する断面図である。 第３実施形態に係る太陽電池の平面図である。 第３実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する図である。 第３実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する断面図である。 第４実施形態に係る太陽電池の平面図である。 第４実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池と配線材との接続関係を説明する図である。 実施形態に係る太陽電池の平面図である。

符号の説明

１…太陽電池モジュール
１０７…表面保護部材
１０８…裏面保護部材
１０９…封止層
２…配線材
２ａ…芯材
２ｂ…導電層
３、３２、３３…太陽電池
４、４１、４２、４１２、４３、４１３…集電電極
４Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４１２Ａ、４３Ａ、４１３Ａ…細線電極
４Ｂ、４１Ｂ…接続電極
４３Ｂ、４１３Ｂ…交差電極
５…光電変換部
７ａ…接着層

Claims (12)

1. 表面に複数本の細線電極を有する太陽電池と、
   前記複数本の細線電極に電気的に接続される配線材と、
   前記配線材を前記太陽電池の前記表面に接着する接着層と、を有し、
   前記接着層は、前記複数本の細線電極全てに跨るように配され、
   前記配線材は、端部に前記接着層から突出する突出部を有する、太陽電池モジュール。
2. 前記突出部は、前記太陽電池の前記表面と反対側に突出している、請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. 前記突出部の前記太陽電池の前記表面に対向する面と、前記太陽電池の前記表面との間に空間が設けられている、請求項１記載の太陽電池モジュール。
4. 前記突出部の先端は、前記太陽電池の外周縁よりも内側に位置する、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記接着層は導電性を有し、
   前記配線材は前記接着層によって前記細線電極に電気的に接続される、請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
6. 前記接着層は絶縁性を有する請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
7. 前記配線材は、前記複数本の細線電極と直接接することにより該細線電極に電気的に接続されている、請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記配線材は、導電性を有する芯材と、当該芯材の表面に形成された導電層とを有し、
   前記複数本の細線電極の一部は、前記導電層内にめり込んでいる、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
9. 複数の前記太陽電池が配列され、
   更に前記太陽電池の表面上に該太陽電池の配列方向に延在した接続電極を含み、
   前記配線材は、前記接続電極上に延在するように配されている、請求項１乃至８のいずれか記載の太陽電池モジュール。
10. 前記複数本の細線電極のうち前記配線材の先端部側の最外部で当該配線材と電気的に接続される細線電極と、隣接する細線電極とを電気的に接続するための交差電極を有する、請求項１乃至９記載のいずれか記載の太陽電池モジュール。
11. 前記交差電極は、前記配線材と重畳するように配されている、請求項１０記載の太陽電池モジュール。
12. ロール状に巻かれた長尺の配線材を準備する第１の工程と、
    前記配線材を所定の長さに切断する第２の工程と、
    前記配線材を接着剤によって太陽電池の複数本の細線電極上に接着する第３の工程と、を有し、
    前記第３の工程において、前記接着剤を前記複数本の細線電極全てに跨るように配置し、前記配線材の端部を前記接着材から突出させた状態で前記太陽電池上に接着する太陽電池モジュールの製造方法。
    

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