JP5174972B2 - 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。

アモルファスシリコンなどを発電層とする薄膜太陽電池モジュールは、複数の薄膜太陽電池セルを接続して構成される。薄膜太陽電池セルは、透光性基板上に透明電極膜、光電変換層、裏面電極が順に積層され、短冊状に形成される。隣接する薄膜太陽電池セル間において、一方の透明電極膜と他方の裏面電極とが接続されることにより、複数の薄膜太陽電池セルが直列に接続された薄膜太陽電池デバイスが形成される。このような薄膜太陽電池デバイスには、一端の薄膜太陽電池セルの端部、他端の薄膜太陽電池セルの端部に、それぞれバスバー配線と呼ばれる集電用の配線が形成される。例えば、特許文献１には、バスバー配線である正極集電部および負極集電部を備える薄膜太陽電池モジュールの技術が提案されている。正極集電部はＰ型電極端子部の全面に、負極集電部はＮ型電極端子部の全面に、それぞれはんだ付けあるいは導電性ペーストを使用して接合されている。Ｐ型電極端子部およびＮ型電極端子部は、薄膜太陽電池セルとほぼ同一長の線形状をなす電極取り出し部である。

また、薄膜太陽電池モジュールとしては、半導体基板とその表裏に設けられた集電電極とを備える複数の薄膜太陽電池セルの接続に、インターコネクタを用いるものがある。隣接する薄膜太陽電池セル間においては、一方の表面側集電電極と他方の裏面側集電電極とがインターコネクタにより接続される。インターコネクタと集電電極とは、例えばはんだ付けにより接合される。例えば、特許文献２には、あらかじめ凹凸部を設けたインターコネクタを備える薄膜太陽電池モジュールの技術が提案されている。薄膜太陽電池モジュールの製造過程における加熱冷却に際して、インターコネクタの凹凸方向に沿って伸縮を生じさせることで、半導体基板に印加される圧縮応力を低減させる。圧縮応力の低減により、半導体基板の反りや、インターコネクタおよび集電電極の接合部分の剥れの発生を抑制させる。

特開２０００−６８５４２号公報 特開２００５−３０２９０２号公報 特開２００９−８１３１７号公報

しかしながら、結晶系太陽電池素子間を接続するインターコネクタや薄膜太陽電池のバスバー配線に使用される配線材料は、製造時に蛇行やねじれが発生している。このため、蛇行やねじれが発生している配線材料をそのまま配線として使用すると、結晶系太陽電池の場合は、例えば特許文献３に示されているようにインターコネクタが太陽電池素子の受光面の影となる。また、薄膜太陽電池の場合は、バスバー配線が配線形成領域からはみだすことにより太陽電池のセル部分に侵入してショートする。これらのいずれの場合も、太陽電池の発電効率の低下という問題を引き起こす可能性がある。特許文献３の場合は、インターコネクタを形成する装置に配線材料を引っ張る機構を設けて、配線材料が有する屈曲を部分的に補正している。しかしながら、このような補正を行うための装置が非常に高価になる可能性がある。

また、薄膜太陽電池モジュールの製造過程における加熱時の熱膨張および冷却時の収縮によって、薄膜太陽電池モジュールの基板とバスバー配線との熱膨張係数の差に起因する応力が生じることとなる。薄膜太陽電池セルに直接、あるいは特許文献１の技術のように電極端子部を介して、薄膜太陽電池セルとほぼ同一長のバスバー配線を接合させる場合、バスバー配線全体について応力が印加されることとなるため、基板の反りや電極および配線の接続部分の剥れの抑制が困難となる。特許文献２の技術の場合、インターコネクタとなる配線材料にあらかじめ凹凸を形成する必要があるために、配線接続形成工程を複雑化させることとなる。また、インターコネクタの屈曲部分に応力が集中し易くなるために、構造の脆弱化を招く可能性もある。インターコネクタの凹凸は、インターコネクタの取り付け後に充填材およびバックシートを覆って施されるラミネート加工においてつぶれてしまう可能性もある。さらに、インターコネクタの凹凸の山部分と集電電極部との間には空間が形成されることとなるために、モジュール内部に水が浸入した場合に、その部分に水が集中し易くもなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配線材料の蛇行の影響による発電効率の低下を回避し、基板材料および配線材料の熱膨張係数の差に起因する応力を緩和でき、基板の反りや電極および配線の接合部分の剥れを抑制可能とする薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の薄膜太陽電池セルを直列に接続させて構成された薄膜太陽電池デバイスと、前記薄膜太陽電池デバイスの正極側端部および負極側端部に設けられたバスバー配線と、を有し、前記バスバー配線は、複数の導電部材が一部に重なりをもって連結して構成されることを特徴とする。

本発明によれば、配線材料の蛇行の影響による発電効率の低下を回避し、基板材料および配線材料の熱膨張係数の差に起因する応力を緩和でき、基板の反りや電極および配線の接続部分の剥れを抑制させることが可能となる。

図１は、実施の形態１に係る薄膜太陽電池モジュールの裏面側平面概略構成を示す図である。 図２は、図１に示す薄膜太陽電池モジュールのＡＡ断面概略構成を示す図である。 図３−１は、薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。 図３−２は、薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。 図４−１は、バスバー配線形成工程の各過程における裏面側平面概略構成を示す図である。 図４−２は、バスバー配線形成工程の各過程における裏面側平面概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態２に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。 図６は、実施の形態２の変形例を説明する図である。 図７は、実施の形態３に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。 図８は、実施の形態３の変形例を説明する図である。 図９は、実施の形態３の他の変形例を説明する図である。

以下に、図面に基づいて、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る薄膜太陽電池モジュールの裏面側平面概略構成を示す図である。図２は、図１に示す薄膜太陽電池モジュールのＡＡ断面概略構成を示す図である。薄膜太陽電池モジュールのうち、太陽光が入射する側の面を表面とし、表面とは反対側の面を裏面とする。

薄膜太陽電池モジュールは、ガラスなどの透光性基板１上に順次積層された透明導電膜６、光電変換層７および裏面電極８を備える。透明導電膜６は、導電性の透明酸化膜、例えば、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ_２、ＩＴＯなどにより構成されている。光電変換層７は、例えばアモルファスシリコン膜により構成されている。裏面電極８は、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉなどの金属や金属化合物を用いて構成され、例えば１μｍ以下の膜厚で形成されている。

薄膜太陽電池セルは、細長い短冊形状をなし、長手方向サイズは透光性基板１の全幅にほぼ一致する。ＡＡ断面は、薄膜太陽電池セルの長手方向に平行な断面とする。薄膜太陽電池デバイス２は、長手方向に垂直な方向へ並設された複数の薄膜太陽電池セルにより構成されている。隣接する薄膜太陽電池セル間においては、一方の透明導電膜６と他方の裏面電極８とが互いに接続されることで、複数の太陽電池セルが直列に接続された薄膜太陽電池デバイス２を形成する。

バスバー配線３は、薄膜太陽電池デバイス２上に設けられている。バスバー配線３は、薄膜太陽電池デバイス２から出力される電力を取り出すための取り出し電極であって、薄膜太陽電池デバイス２の正極側端部および負極側端部にそれぞれ設けられている。バスバー配線３は、薄膜太陽電池セルの長手方向に沿う線形状をなしている。

バスバー配線３は、複数の導電部材１０を連結させて構成されている。導電部材１０は、薄膜太陽電池セルの長手方向サイズより短く形成されている。導電部材１０同士の連結部分は、一方の導電部材１０の一部分の上に、接合部材９を介して他方の導電部材１０の一部分が接合されて構成されている。導電部材１０のうち、他の導電部材１０に接合された部分以外の部分は、接合部材９を介して裏面電極８に接合されている。導電部材１０同士を接合させる接合部材９、導電部材１０と裏面電極８とを接合させる接合部材９のいずれも、導電部材１０の端部以外の位置に点在している。

集配線１１は、二つのバスバー配線３に垂直に設けられている。集配線１１とバスバー配線３とは、電気的に接続されている。絶縁膜１２は、裏面電極８および集配線１１の間に介在させて設けられている。絶縁膜１２は、薄膜太陽電池セルと集配線１１とのショートを防ぐために設けられている。

充填材４およびバックシート５は、バスバー配線３および集配線１１が形成された薄膜太陽電池デバイス２上に順次積層させて設けられている。充填材４およびバックシート５は、薄膜太陽電池モジュールの裏面側を保護する。なお、図１では、充填材４およびバックシート５に覆われた部分を透視した場合の構成を示している。図２では、集配線１１が接続された部分を省略している。

集配線１１の終端は、充填材４およびバックシート５を貫かせ、端子ボックス１３の内部で外部接続可能なケーブル線に接続されている。端子ボックス１３の内部の取り付け界面は、必要に応じて絶縁のためのシーリング処理がなされている。ここでは、正負両極となる二つのバスバー配線３から形成された集配線１１を介して二極の端子ボックス１３に配線する形態としているが、正負両極それぞれに個別の端子ボックス１３を設けても良い。

図３−１および図３−２は、本実施の形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。図４−１および図４−２は、バスバー配線形成工程の各過程における裏面側平面概略構成を示す図である。図３−１および図３−２に示す断面は、図４−１および図４−２に示すＡＡ断面とする。

図３−１の（ａ）に示す過程の前に、複数の薄膜太陽電池セルが直列に接続された薄膜太陽電池デバイス２を、透光性基板１上に形成する。薄膜太陽電池デバイス２は、透明導電膜６、光電変換層７および裏面電極８を順次成膜して形成する。裏面電極８は、例えば真空蒸着や反応性スパッタなどにより形成する。

図３−１の（ａ）および図４−１の（ａ）に示す過程では、透光性基板１上に積層された薄膜太陽電池デバイス２の裏面電極８上に、一つ目の導電部材１０−１を取り付ける。導電部材１０−１のうち裏面電極８に対向させる面には、あらかじめ接合部材９を点在させる。接合部材９は、導電部材１０−１の両端Ｅ１、Ｅ２以外の位置に点在させる。導電部材１０−１は、接合部材９を介して、裏面電極８に接合される。材料に応じた熱処理等によって接合部材９を硬化させることにより、導電部材１０−１および裏面電極８間の電気的接続を形成する。

図３−１の（ｂ）および図４−１の（ｂ）に示す過程では、二つ目の導電部材１０−２を取り付ける。二つ目の導電部材１０−２のうち第１端Ｅ１’側の一部分は、接合部材９を介して、一つ目の導電部材１０−１の第２端Ｅ２側の一部分に重ね合わせて接合される。二つ目の導電部材１０−２は、一つ目の導電部材１０−１に重ね合わされた部分から裏面電極８側に屈曲させる。二つ目の導電部材１０−２のうち屈曲させた部分より第２端Ｅ２’側の部分は、接合部材９を介して裏面電極８に接合される。このようにして、図３−１の（ｃ）に示すように、一方の導電部材１０−１の一部分の上に他方の導電部材１０−２の一部分が接合された連結部分を備える導電部材１０−１、１０−２が、裏面電極８上に形成される。

図３−１（ｃ）および図４−２（ｃ）に示す過程では、二つ目の導電部材１０−２と同様に三つ目の導電部材１０−３を取り付ける。三つ目の導電部材１０−３のうち第１端Ｅ１”側の一部分は、接合部材９を介して、二つ目の導電部材１０−２の第２端Ｅ２’側の一部分に重ね合わせて接合される。三つ目の導電部材１０−３のうち屈曲させた部分より第２端Ｅ２”側の部分は、接合部材９を介して裏面電極８に接合される。図３−２の（ｄ）に示すように、導電部材１０−２、１０−３の連結部分は、一方の導電部材１０−２のうち第２端Ｅ２’側の一部分の上に、他方の導電部材１０−３のうち第１端Ｅ１”側の一部分を接合することにより構成される。

このようにして、先に裏面電極８に接合された導電部材１０と裏面電極８とに跨らせて次の導電部材１０を接合させることを、順次繰り返す。これにより、図３−２（ｅ）および図４−２（ｄ）に示すように、複数の導電部材１０−１〜１０−ｎが連結されたバスバー配線３を、裏面電極８上に形成する。

次に、図３−２（ｆ）に示すように、バスバー配線３が形成された薄膜太陽電池デバイス２上に、充填材４およびバックシート５を順次敷く。充填材４およびバックシート５には、あらかじめ集配線１１（図１参照）を貫かせる開口部が設けられ、集配線１１のうち端子ボックス１３側の接続部を外に取り出した状態で真空ラミネート加工を施す。その後、バックシート５上に端子ボックス１３を接着し、集配線１１の端部を端子ボックス１３内の端子にはんだ付けする。防水のために、端子ボックス１３とバックシート５とはシリコンなどの樹脂で接着され、端子ボックス１３内部にも同じ樹脂材料を充填する。以上の過程を経て、図１に示す薄膜太陽電池モジュールを製造する。

導電部材１０は、平板状の配線材料、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの金属またはこれらの合金などで構成されている。導電部材１０は、平板状の配線材料の表面にはんだめっきが施されたものであっても良い。接合部材９としては、例えば、はんだ、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、導電性接着剤などを用いる。

接合部材９としてはんだを使用する場合、導電部材１０上の一点以上にはんだを塗布する。導電部材１０を裏面電極８上に這わせていく際に、塗布したはんだを一点ずつ溶融させて、導電部材１０と裏面電極８との接合を形成する。例えば、マルチヘッドの量産機を使用することにより、多点同時処理を行うこととしても良い。

接合部材９としてＡＣＦを使用する場合、フィルム状のＡＣＦをあらかじめ数ｍｍ角程度に裁断し、導電部材１０上に接着する。導電部材１０を裏面電極８上に這わせていく際に、ＡＣＦを接着した部分に圧力および熱を同時に印加し、一点ずつを接合処理する。熱処理温度は、ＡＣＦを構成する樹脂の種類に応じて適宜設定可能であって、２００℃以下の温度で処理するものが多い。

接合部材９として導電性接着剤を使用する場合、ディスペンサーなどを用いて、導電部材１０上に導電性接着剤を塗布する。裏面電極８上に導電部材１０を配置後に熱処理を施すことにより、導電部材１０および裏面電極８間、導電部材１０同士の電気的接続が形成される。より強固な電気的接続を形成するために、接続部分を加圧することとしても良い。

なお、図３−１および図３−２では、接合部材９は、導電部材１０同士の接続部分に一点、導電部材１０および裏面電極８間の接続部分に三点として示しているが、これに限られない。接合部材９は、導電部材１０同士の接続部分に少なくとも一点、導電部材１０および裏面電極８間の接続部分に少なくとも一点あれば良く、点在させる態様を適宜変更しても良い。

薄膜太陽電池セルの長手方向サイズより短く形成された複数の導電部材１０を連結させてバスバー配線３を構成することにより、透光性基板１およびバスバー配線３の熱膨張係数の差によって生じる変位量は、一つの導電部材１０内では小さくなる。また、バスバー配線３は、導電部材１０同士の連結部分における導電部材１０の屈曲部分で応力を緩和させることが可能となる。

導電部材１０および裏面電極８間、導電部材１０同士間には、接合部材９を点在させることにより、接合部材９間の部分はある程度の自由度で導電部材１０を変形させることが可能となる。また、重なりあった導電部材１０のうち、薄膜太陽電池セル側に位置する導電部材１０の端部（端面）は、他の導電部材１０と直接接合されないようにする。導電部材１０−１の第２端Ｅ２と屈曲した導電部材１０−２とが対向する端部領域Ｔ１では、導電部材１０−１の第２端Ｅ２と、導電部材１０−２における該第２端Ｅ２と対向する端部と、は直接接合されないようにする。同様に、薄膜太陽電池セルの長手方向において導電部材１０−２の第２端Ｅ２’と屈曲した導電部材１０−３とが対向する端部領域Ｔ２では、導電部材１０−２の第２端Ｅ２’と、導電部材１０−３における該第２端Ｅ２’と対向する端部と、は直接接合されないようにする。そして、導電部材１０における端部領域Ｔ１、Ｔ２・・・の位置に接合部材９を設けないことで、導電部材１０の端部での変形が可能となる。このため、導電部材１０および裏面電極８間、導電部材１０同士間の全面を接合させる場合に対して、応力を緩和させることができる。端部領域Ｔ１、Ｔ２・・・において対向する導電部材１０の端部間に隙間が生じるようにすると、より望ましい。以上により、透光性基板１の反りや、裏面電極８およびバスバー配線３間、バスバー配線３および集配線１１間の接合部分の剥れを抑制させることが可能となる。

仮に、一本の銅線でバスバー配線を形成する場合、銅線を配置する際に生じた蛇行やねじれによって、バスバー配線の形成領域に隣接するセルに銅線がはみ出し、ショートすることがある。例えば、バスバー配線形成領域幅が７ｍｍ、銅線幅が５ｍｍである場合に、銅線１ｍ当たり約３ｍｍの蛇行が生じると仮定すると、１ｍの銅線で形成されるバスバー配線は形成領域からはみ出ることとなる。この場合、０．５ｍの二本の銅線を接続させてバスバー配線を構成すると、蛇行を約１．５ｍｍに抑制でき、形成領域内にバスバー配線を設けることが可能となる。本実施の形態では、薄膜太陽電池セルの長手方向サイズより短い導電部材１０を連結させてバスバー配線３を構成することで、導電部材１０の蛇行やねじれの影響を抑制でき、ショートによる効率低下などの不具合を回避できる。

導電部材１０の蛇行やねじれの抑制効果を得るには、例えば、各導電部材１０の長さを５０ｃｍ以下とすればよく、導電部材１０を短くするほど、応力緩和や、蛇行およびねじれ抑制の効果は大きくなる。導電部材１０を短くすることによる加工プロセスの負担も考慮すると、各導電部材１０は、例えば、５ｃｍから３０ｃｍの長さであることが望ましい。

本実施の形態のバスバー配線３は、少なくとも二つ以上の導電部材１０を連結させて構成されたものであれば、本発明の効果を得ることができる。バスバー配線３は、正極側端部および負極側端部にそれぞれ接続されたものであれば良く、裏面電極８に直接接合されるものに限られない。例えば、薄膜太陽電池セルの長手方向に沿って、裏面電極８または表面電極に電極パッドを形成することとし、電極パッドにバスバー配線３を接合する場合も、同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。本実施の形態は、あらかじめ互いに連結された複数の導電部材１０を薄膜太陽電池デバイス２に接合させることを特徴とする。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図５の（ａ）に示す過程では、あらかじめ接合部材９を点在させた三つの導電部材１０を連結させる。実施の形態１と同様に、導電部材１０同士の連結部分は、一方の導電部材１０の一部分の上に、他方の導電部材１０の一部分を接合することにより構成する。次に、（ｂ）に示すように、三つの導電部材１０の連結体を裏面電極８に接合させる。さらに、裏面電極８上にて、三つの導電部材１０の連結体を順次連結させる。このようにして、（ｃ）に示すように、複数の導電部材１０が連結されたバスバー配線３を、裏面電極８に形成する。本実施の形態の場合も、実施の形態１と同様の薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。あらかじめ連結体とする導電部材１０は複数であれば良く、三つである場合に限られない。

図６は、本実施の形態の変形例を説明する図である。図６の（ａ）に示すように、あらかじめ接合部材９を点在させた導電部材１０を連結させることにより、（ｂ）に示すように、導電部材１０の連結体であるバスバー配線３を形成する。（ｃ）に示す工程では、形成されたバスバー配線３を裏面電極８に接合させる。本変形例の場合も、実施の形態１と同様の薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法のうち、バスバー配線形成工程の各過程における概略断面構成を示す図である。本実施の形態は、あらかじめ互いに連結された複数の導電部材１０を薄膜太陽電池デバイス２に接合させる点は実施の形態２と同様であるが、複数の導電部材１０の連結形態が実施の形態２と異なる。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図７の（ａ）に示す過程では、あらかじめ接合部材９を点在させた導電部材１０を、導電部材１０の長手方向において隣接する導電部材１０同士の縁部領域が重なるように配置する。ここでは、高さ方向の位置（導電部材１０の厚み方向の位置）を二つの位置に交互に変えた状態で導電部材１０を配置する。図７の（ａ）においては、下側に配置した導電部材１０を導電部材１０Ａとし、同図において上側に配置した導電部材１０を導電部材１０Ｂとする。導電部材１０Ａは、後述するように連結後の重複部において下側になる導電部材１０である。導電部材１０Ｂは、連結後の重複部において上側になる導電部材１０である。図７の（ａ）では、導電部材１０Ａ−１、導電部材１０Ｂ−１、導電部材１０Ａ−２、導電部材１０Ｂ−２、導電部材１０Ａ−３・・・の順にが導電部材１０が交互に高さ位置を変えた状態で配置されている。

次に、図７の（ｂ）に示すように、これらの導電部材１０を連結させる。実施の形態１と同様に、導電部材１０同士の連結部分は、一方の導電部材１０の一部分の上に、他方の導電部材１０の一部分を接合することにより構成する。ただし、本実施の形態では、導電部材１０Ｂ−１の第１端である左端ＢＬＥを導電部材１０Ａ−１の第２端である右端ＡＲＥと、導電部材１０Ｂ−１の第２端である右端ＢＲＥを導電部材１０Ａ−２の第１端である左端ＡＬＥ’とそれぞれ接合する際に、導電部材１０Ｂ−１の両端が、導電部材１０Ａ−１および導電部材１０Ａ−２の縁部上の一部分に重ね合わせて接合されることを特徴とする。すなわち、導電部材１０Ｂ−１の左端ＢＬＥは導電部材１０Ａ−１の右端ＡＲＥ側の縁部上の一部分に重ね合わせて接合され、導電部材１０Ｂ−１の右端ＢＲＥは導電部材１０Ａ−２の左端ＡＬＥ’側の縁部上の一部分に重ね合わせて接合される。同様に、導電部材１０Ｂ−２の左端ＢＬＥ’は導電部材１０Ａ−２の右端ＡＲＥ’側の縁部上の一部分に重ね合わせて接合され、導電部材１０Ｂ−２の右端ＢＲＥ’は導電部材１０Ａ−３の左端ＡＬＥ”側の縁部上の一部分に重ね合わせて接合される。そして、各導電部材１０Ｂにおける長手方向の中央部分は、導電部材１０Ａに重ね合わされた部分から隣接する導電部材１０Ａ間に屈曲させる。図示しないその他の導電部材１０Ａ、導電部材１０Ｂも同様にして順次、接合・連結して、導電部材１０の連結体であるバスバー配線３０を形成する。

ただし、導電部材１０の長手方向において導電部材１０Ａ−１の右端ＡＲＥと導電部材１０Ｂ−１とが対向する端部領域Ｕ１では、導電部材１０Ａ−１の右端ＡＲＥと、屈曲した導電部材１０Ｂ−１における該右端ＡＲＥと対向する端部と、は直接接合されないようにする。同様に、導電部材１０Ａ−２の左端ＡＬＥ’と導電部材１０Ｂ−１とが対向する端部領域Ｕ２では、導電部材１０Ａ−２の左端ＡＬＥ’と、屈曲した導電部材１０Ｂ−１における該左端ＡＬＥ’と対向する端部と、は直接接合されないようにする。また、導電部材１０における端部領域Ｕ１、Ｕ２・・・の位置に接合部材９が配置されないようにする。

次に、図７の（ｃ）に示すように、複数の導電部材１０が連結されたバスバー配線３０を、接合部材９により薄膜太陽電池デバイス２に接合する。すなわち、導電部材１０の連結体を、導電部材１０Ａ−１、導電部材１０Ｂ−１、導電部材１０Ａ−２、導電部材１０Ｂ−２・・・と順々に接合部材９により裏面電極８と接合させる。

以上の工程を実施することにより、導電部材１０の線材が有する蛇行の影響を回避し、異なる部材間に発生する応力による変形を緩和可能な、実施の形態１と同様の効果が得られる薄膜太陽電池モジュールを作製することが可能である。すなわち、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に薄膜太陽電池セルの長手方向サイズより短い導電部材１０を連結させてバスバー配線３０を構成することで、導電部材１０の蛇行やねじれの影響を抑制でき、ショートによる効率低下などの不具合を回避できる薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。

なお、図７では、接合部材９を、導電部材１０Ａにおいては導電部材１０Ｂとの接続部分に二点および裏面電極８との接続部分に二点とし、導電部材１０Ｂにおいては裏面電極８との接続部分に三点として線材の長さ方向において均等に点在して示しているが、これに限られない。

図８は、実施の形態３の変形例を説明する図である。図８の（ａ）に示す過程では、図７の（ａ）の場合と同様にあらかじめ接合部材９を点在させた導電部材１０Ａおよび導電部材１０Ｂを、導電部材１０の長手方向において隣接する導電部材１０同士の縁部領域が重なるように配置する。なお、導電部材１０Ａ−１〜１０Ａ−３では線材の長さ方向において均等に三つの接合部材９を配置するが、導電部材１０Ｂ−１および導電部材１０Ｂ−２では線材の長さ方向における両縁部領域にのみ接合部材９を配置し、線材の長さ方向における中央付近には接合部材９を配置しない。

次に、図８の（ｂ）の過程では、これらの導電部材１０を上述した実施の形態３の場合と同様にして連結させる。すなわち、導電部材１０Ｂ−１の両端を、導電部材１０Ａ−１における右端ＡＲＥ側の縁部上の一部分および導電部材１０Ａ−２における左端ＡＬＥ’側の縁部上の一部分に重ね合わせて接合する。同様に、導電部材１０Ｂ−２の両端を、導電部材１０Ａ−２における右端ＡＲＥ’側の縁部上の一部分および導電部材１０Ａ−３における左端ＡＬＥ”側の縁部上の一部分に重ね合わせて接合する。導電部材１０Ｂ−１における長手方向の中央部分は、導電部材１０Ａ−１、導電部材１０Ａ−２に重ね合わされた部分から隣接する導電部材１０ＡＡ−１と導電部材１０Ａ−２との間に屈曲させる。そして、その他の導電部材１０Ａ、導電部材１０Ｂも同様にして順次、接合・連結して、導電部材１０の連結体であるバスバー配線３０を形成する。

ここで、導電部材１０Ｂ−１および導電部材１０Ｂ−２では、線材の長さ方向における中央付近には接合部材９を配置していない。このため、導電部材１０において導電部材１０Ａ−１の右端ＡＲＥと導電部材１０Ｂ−１とが対向する端部領域Ｕ１では、導電部材１０Ａ−１の右端ＡＲＥと、屈曲した導電部材１０Ｂ−１における該右端ＡＲＥと対向する端部と、は直接接合されない。また、導電部材１０において導電部材１０Ａ−２の左端ＡＬＥ’と導電部材１０Ｂ−１とが対向する端部領域Ｕ２では、導電部材１０Ａ−２の左端ＡＬＥ’と、屈曲した導電部材１０Ｂ−１における該左端ＡＬＥ’と対向する端部と、は直接接合されない。

次に、図８の（ｃ）に示すように、複数の導電部材１０が連結されたバスバー配線３０を、上述した実施の形態３の場合と同様にして接合部材９により薄膜太陽電池デバイス２に接合する。すなわち、導電部材１０の連結体を、導電部材１０Ａ−１、導電部材１０Ｂ−１、導電部材１０Ａ−２、導電部材１０Ｂ−２・・・と順々に裏面電極８と接合させる。

このとき、導電部材１０Ｂ−１および導電部材１０Ｂ−２では、線材の長さ方向における中央付近には接合部材９を配置していないため、導電部材１０Ａ（導電部材１０Ａ−１、導電部材１０Ａ−２、導電部材１０Ａ−３・・・）は薄膜太陽電池デバイス２に接合されるが、導電部材１０Ｂ（導電部材１０Ｂ−１、導電部材１０Ｂ−２・・・）は薄膜太陽電池デバイス２に接合されない。

以上の工程を実施することにより、導電部材１０の線材が有する蛇行の影響を回避し、異なる部材間に発生する応力による変形を緩和可能な、実施の形態１と同様の効果が得られる薄膜太陽電池モジュールを作製することが可能である。すなわち、実施の形態１と同様に薄膜太陽電池セルの長手方向サイズより短い導電部材１０を連結させてバスバー配線３０を構成することで、導電部材１０の蛇行やねじれの影響を抑制でき、ショートによる効率低下などの不具合を回避できる薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。

なお、導電部材１０Ａと導電部材１０Ａ間の間隔ａが狭い場合は、導電部材１０Ｂの屈曲が少なくなる。しかしながら、端部領域Ｕ１、端部領域Ｕ２およびその他のこれに対応する領域には接合部材９を配置しないため、この領域においては重なり合う導電部材１０Ａと導電部材１０Ｂとが接合されない。このため、導電部材１０Ｂは、長手方向における中央付近にはある程度の自由度があり、伸縮や屈曲が可能であり、実施の形態１と同様の効果が得られる薄膜太陽電池モジュールを形成することが可能である。

また、図８では、導電部材１０Ａにおいて接合部材９を点在させているが、接合部材９の配置形態はこれに限られない。すなわち、重なりあう導電部材１０のうち薄膜太陽電池セル側に位置する導電部材１０の薄膜太陽電池セルの長手方向における端部が、他の導電部材１０と直接接合されていなければよい。ここでは、接合部材９は、導電部材１０Ａにおいて薄膜太陽電池セルの長手方向の全幅に設けられていても構わない。

図９は、実施の形態３の他の変形例を説明する図である。図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応している。図９に示す形態では、薄膜太陽セルの長手方向において隣接する導電部材１０Ａ間の間隔ａが極端に狭く、導電部材１０Ｂが屈曲していないこと以外は、図８に示した形態と同様の構成および製造方法が適用される。すなわち、図９の（ａ）に示す過程では、図８の（ａ）に比べて間隔ａを極端に狭い状態に導電部材１０Ａおよび導電部材１０Ｂを配置する。次に、図９の（ｂ）に示す過程では、その状態で図８の（ｂ）の場合と同様にして導電部材１０Ａおよび導電部材１０Ｂを接合・連結して、導電部材１０の連結体であるバスバー配線３０を形成する。そして、図９の（ｃ）に示す過程では、複数の導電部材１０が連結されたバスバー配線３０を、図８の（ｂ）の場合と同様にして接合部材９により薄膜太陽電池デバイス２に接合する。

この形態では、導電部材１０Ａ−１と導電部材１０Ａ−２間の空間となる間隔ａが非常に狭いため、導電部材１０Ｂ−１が屈曲していない。他の導電部材１０Ｂも同様である。また、導電部材１０Ａ−１の右端ＡＲＥ側の端部領域Ｕ’１および導電部材１０Ａ−２の左端ＡＬＥ’側の端部領域Ｕ’２およびその他のこれに対応する領域では、導電部材１０Ａと導電部材１０Ｂとは、直接接合されない。このため、本変形例でも導電部材１０Ｂの中央部にはある程度の自由度があり、実施の形態１と同様の効果が得られる薄膜太陽電池モジュールを形成することが可能である。

以上のように、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法は、配線材料の蛇行の影響による発電効率の低下を回避し、製造過程における基板の反りや電極および配線の接続部分の剥れを抑制可能であって、製造歩留まり低下の防止に有用である。

２ 薄膜太陽電池デバイス
３、３０ バスバー配線
８ 裏面電極
９ 接合部材
１０ 導電部材

Claims (7)

1. 複数の薄膜太陽電池セルを直列に接続させて構成された薄膜太陽電池デバイスと、
   前記薄膜太陽電池デバイスの正極側端部および負極側端部に設けられたバスバー配線と、を有し、
   前記バスバー配線は、複数の導電部材が一部に重なりをもって連結して構成されることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
2. 前記複数の導電部材の連結部分において前記導電部材同士を接合させる接合部材を有し、
   前記接合部材は、前記導電部材の端部には配置されないことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
3. 複数の薄膜太陽電池セルが直列に接続された薄膜太陽電池デバイスを形成する工程と、
   前記薄膜太陽電池デバイスの正極側端部および負極側端部にバスバー配線を形成するバスバー配線形成工程と、を含み、
   前記バスバー配線形成工程において、複数の導電部材を一部に重なりを持たせて連結させることにより前記バスバー配線を形成することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記バスバー配線形成工程において、
   前記薄膜太陽電池デバイスに先に接合された導電部材と、前記薄膜太陽電池デバイスとに、次の導電部材を接合することにより、前記薄膜太陽電池デバイス上にて前記導電部材同士を連結させることを特徴とする請求項３に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記バスバー配線形成工程において、
   前記導電部材同士を順次接合させることで複数の前記導電部材を連結させ、
   互いに連結された複数の前記導電部材を前記薄膜太陽電池デバイスに接合させることを特徴とする請求項３に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
6. 前記バスバー配線形成工程において、
   互いに連結された複数の前記導電部材の一部を前記薄膜太陽電池デバイスに接合させることを特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
7. 前記バスバー配線形成工程において、
   前記導電部材同士を接合部材により接合させ、
   前記導電部材および前記薄膜太陽電池デバイスを接合させ、
   前記導電部材同士を接合する前記接合部材は、前記導電部材の端部には配置しないことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の薄膜太陽モジュールの製造方法。

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