JP5229497B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルが樹脂封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法に関する。
従来、太陽電池モジュールを製造する場合、まず、タブ線となるハンダコートしたリボン状銅箔で、隣接する太陽電池セルの一方の表面と他方の裏面とを接続するパターンを複数の太陽電池セルに適用することにより太陽電池セルユニットを作成しており、次にその太陽電池セルユニットの両面に、封止樹脂として透明なエチレン-酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）シートを配し、更に、必要に応じて、表面側に透明ガラス板などの透明保護板、裏面に耐光性樹脂シートを配し、得られた積層物全体を熱圧着処理することにより製造している（特許文献１、段落０００３〜００１０）。また、熱圧着の際に、減圧装置とヒート板とを備えた減圧ラミネーターを使用することも提案されている（特許文献２）。減圧ラミネーターを使用することにより、熱圧着部位にボイドが生ずることを防止できるとされている。
特開２００２−３１９６９１号公報、段落０００３〜００１０ 特開２００４−３５６３４９号公報
しかし、ハンダがコートされたタブ線を太陽電池セルに接続する際（タブ線接続工程）の温度は２４０℃以上と比較的高温であり、一方、ＥＶＡシートで樹脂封止する際（樹脂封止工程）の温度は約１５０℃程度と比較的低温であり、両工程の温度が相違する。従って、これらの工程は時間的にも別工程とせざるを得ず、製造タクトが長くなり、ハンドリング回数が増大し、結果的に製造コストが上昇するという問題があった。また、タブ線接続工程の高い温度により太陽電池セルには内部応力が溜まるので、封止樹脂工程において太陽電池セルにクラックが発生するなどの不良が生ずる場合があった。
そこで、タブ線接続工程と樹脂封止工程とを、比較的低温の樹脂封止工程の温度で一括で行うべく、太陽電池セルにＥＶＡシートを用いた樹脂封止の際の温度で接続が可能な導電接着フィルムを配し、その導電接着フィルム上にタブ線を配し、更に、ＥＶＡシートを配し、更に、必要に応じて、表面側に透明ガラス板などの透明保護板、裏面に耐光性樹脂シートを配し、得られた積層物全体を熱圧着することにより樹脂封止することが考えられる。
ところが、図９に示すように、表面電極９１を備えた太陽電池セル９２上に、導電接着ペースト（ＡＰ）、導電接着フィルム（ＡＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、異方性導電接着フィルム（ＡＣＦ）、絶縁性接着ペースト（ＮＣＰ）や絶縁性接着フィルム（ＮＣＦ）等の接着剤９３、タブ線９４、ＥＶＡシート９５、必要に応じ防湿シート９６を積層し、減圧ラミネート処理すると、押しつぶされたＥＶＡが層状の接着９３の側面を覆うため、接着剤９３の樹脂成分が接続部から排除されず、確実な接合が実現できないという問題が懸念される。特に、接着剤９３が導電接着フィルムである場合には、含有されている導電粒子が十分に押しつぶされず、確実な導電接合が実現できないおそれがある。従って、接着剤として導電接着フィルムを使用したとしても、依然として、タブ線接続工程と樹脂封止工程とは時間的にも別工程として行わざるを得ない。
本発明は、以上の従来の課題を解決しようとするものであり、タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを樹脂封止して太陽電池モジュールを製造する場合に、当該表面電極にタブ線を接続するタブ線接続工程と太陽電池セルを封止樹脂で封止する樹脂封止工程とを、比較的低温の樹脂封止工程の温度で一括で行えるようにすることを目的とする。
本発明者らは、太陽電池セルの電極へのタブ線の接続と太陽電池セルの樹脂封止とを、太陽電池セルの樹脂封止時の比較的低い温度で一括に行うために、以下の三つの手段が有効であることを見出した。即ち、第１には、タブ線と太陽電池セルの表面電極とを接着剤（ＣＰ、ＣＦ、ＡＣＰ、ＡＣＦ、ＮＣＰ、ＮＣＦ等）で接続する場合に、接続領域からその外側に接着剤が押し出されるようにするために、接続領域を封止樹脂から離隔しながらも、封止樹脂の押圧力を接続領域に伝えられるようにタブ線と封止樹脂との間に加圧用フィルムを配すること、第２には、タブ線と太陽電池セルの表面電極とを導電接着フィルムで接続する場合に、接着フィルムを構成する樹脂が接続領域の外側へ排除されることなく、導電接続を行うための導電粒子を潰せるように、導電接着フィルムべースから導電粒子を突出させること、第３には、熱硬化性接着剤を利用しつつ、タブ線自体を表面電極を有する太陽電池セルに直接接触させて接続する場合に、熱硬化性接着剤が接続領域の外側へ排除されることなくタブ線と表面電極とのダイレクトな接続を実現するために、タブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成され且つ熱硬化性接着剤層から金属基材の凸部が突出しているものを使用すること、である。
即ち、本発明は、第１の態様として、接着剤でタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、
減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上に接着剤、接着剤上にタブ線、タブ線上に加圧用フィルム、加圧用フィルム上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、
減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線とを接続し、且つ太陽電池セルを封止用樹脂層で樹脂封止し、それにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法を提供する。
また、本発明は、第２の態様として、導電接着フィルムでタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、
導電接着フィルムとして、熱硬化性樹脂フィルムべースに、そのべース厚よりも大きな粒径の導電粒子が保持されており、熱硬化性樹脂フィルムべースの少なくとも片面から導電粒子が突出しているものを使用し、
減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上に導電接着フィルム、導電接着フィルム上にタブ線、タブ線上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、但し表面電極上に導電接着フィルムを積層する際、導電接着フィルムの導電粒子突出面がタブ線又は表面電極側になるように積層し、
減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線とを導電接続させ、且つ太陽電池セルを封止用樹脂層で樹脂封止し、それにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法を提供する。
更に、本発明は、第３の態様として、タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、
タブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成され、熱硬化性接着剤層から金属基材の凸部が表面電極に接続可能となるように突出しているものを使用し、又はタブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成されているもの使用し且つタブ線と接続される表面電極の領域に凸部が形成されており、
減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上にタブ線、タブ線上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、但し表面電極上にタブ線を積層する際、タブ線の金属基材の凸部面が表面電極側になるように積層し、
減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線の凸部とを接続させ、且つ太陽電池セルを封止用樹脂シートで樹脂封止し、それにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法を提供する。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第１の態様では、タブ線と太陽電池セルの表面電極とを接着剤（ＣＰ、ＣＦ、ＡＣＰ、ＡＣＦ、ＮＣＰ、ＮＣＦ等）で接続する場合に、接続領域からその外側に接着剤が押し出されるようにするために、接続領域を封止樹脂から離隔しながらも、封止樹脂の押圧力を接続領域に伝えられるようにタブ線と封止樹脂との間に加圧用フィルムを配している。
また、第２の態様では、タブ線と太陽電池セルの表面電極とを導電接着フィルムで接続する場合に、導電接着フィルムを構成するバインダー樹脂を接続領域の外側へ排除しなくても、導電接続を行うための導電粒子を潰せるように、導電接着フィルムべースから導電粒子を突出させている。
第３の態様では、熱硬化性接着剤を利用しつつ、タブ線自体を表面電極を有する太陽電池セルに直接接触させて接続する場合に、熱硬化性接着剤を接続領域の外側へ排除しなくてもタブ線と表面電極とのダイレクトの接続を実現するために、タブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成され、熱硬化性接着剤層から金属基材の凸部が突出しているものを使用する。従って、いずれの態様においてもタブ線と太陽電池セルの表面電極とを減圧ラミネーターで高い接続信頼性で熱圧着接続でき、しかも同時に太陽電池セルの樹脂封止が可能となる。なお、タブ線に凸部を形成することに代えて、表面電極側に凸部を設けても同じ効果が得られる。
減圧ラミネーターの概略断面図である。 減圧ラミネーターの使用説明図である。 減圧ラミネーターの使用説明図である。 減圧ラミネーターの使用説明図である。 減圧ラミネーターの使用説明図である。 減圧ラミネーターの使用説明図である。 本発明の第１の態様の製造方法の工程図である。 本発明の第１の態様の製造方法の工程図である。 本発明の第１の態様の製造方法で製造した太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第２の態様で使用する導電接着フィルムの断面図である。 本発明の第２の態様の製造方法の工程図である。 本発明の第２の態様の製造方法の工程図である。 本発明の第２の態様の製造方法で製造した太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第３の態様で使用するタブ線の断面図である。 本発明の第３の態様の製造方法の工程図である。 本発明の第３の態様の製造方法の工程図である。 本発明の第３の態様の製造方法で製造した太陽電池モジュールの概略断面図である。 実施例１で作成した積層物のガラス面から観察した導電粒子の顕微鏡写真である。 比較例１で作成した積層物のガラス面から観察した導電粒子の顕微鏡写真である。 実施例２で作成した積層物のガラス面から観察した導電粒子の顕微鏡写真である。 比較例２で作成した積層物のガラス面から観察した導電粒子の顕微鏡写真である。 太陽電池ユニットの概略断面図である。 薄膜太陽電池ユニットの概略上面図である。 従来の太陽電池セルの概略断面図である。
本発明の第１の態様は、接着剤でタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法である。
本発明において使用する減圧ラミネーターは、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものである。この減圧ラミネーターの一例を図１を参照しながら、より詳細に説明する。
図１は、使用前の減圧ラミネーター１０を示しており、上部ユニット１１と下部ユニット１２とから構成される。これらのユニットは、Ｏリングなどのシール部材１３を介して分離可能に一体化される。上部ユニット１１には、シリコンラバーなどの可撓性シート１４が設けられており、この可撓性シート１４により、減圧ラミネーター１０が第１室１５と第２室１６とに区画される。可撓性シート１４の第２室１６室側表面には、溶融したＥＶＡ等の封止樹脂が転着しないように薄いガラスクロス強化テフロン（登録商標）シートを配することができる。
また、上部ユニット１１及び下部ユニット１２のそれぞれには、各室がそれぞれ独立的に内圧調整、即ち、真空ポンプやコンプレッサーなどにより減圧、加圧、更に大気解放も可能となるように、配管１７、１８が設けられている。配管１７は切替バルブ１９で二方向に１７ａと１７ｂとに分岐しており、配管１８は切替バルブ２０で二方向に１８ａと１８ｂとに分岐している。また、下部ユニット１２には、加熱可能なステージ２１が設けられている。
このような減圧ラミネーター１０は、例えば、図２Ａ〜図２Ｅに示すように使用する。
まず、図２Ａに示すように、上部ユニット１１と下部ユニット１２とを分離し、ステージ２１上に、熱圧着すべき積層物２２を載置する。
次に、図２Ｂに示すように、上部ユニット１１と下部ユニット１２とをシール部材１３を介して分離可能に一体化し、その後、配管１７ａおよび配管１８ａのそれぞれに真空ポンプ（図示せず）を接続し、第１室１５および第２室１６内を高真空にする。
図２Ｃに示すように、第２室１６内を高真空に保ったまま、切替バルブ１９を切り替えて、配管１７ｂから第１室内１５に大気を導入する。これにより、可撓性シート１４が第２室１６に向かって押し広げられ、結果、積層物２２がステージ２１で加熱されつつ、可撓性シート１４で押圧される。
次に、図２Ｄに示すように、切替バルブ２０を切り替え、配管１８ｂから第１室内１６に大気を導入する。これにより、可撓性シート１４が第１室１５に向かって押し戻され、最終的に第１室１５および第２室１６の内圧が同じになる。
最後に、図２Ｅに示すように、上部ユニット１１と下部ユニット１２とを引き離し、ステージ２１上から熱圧着処理された積層物２２を取り出す。これにより、減圧ラミネーター１０の操作サイクルが完了し、次に、図２Ａに戻る。
なお、積層物２２が、太陽電池セルの表面電極とタブ線との間に導電接着フィルムを挟持させ、太陽電池セル全面に封止樹脂層が配された積層物である場合、図２Ａ〜図２Ｄの操作を行うことにより、表面電極とタブ線との間の導電接続と、導電接続部の樹脂封止とが一括で可能となる。
以上、本発明で使用する減圧ラミネーターを説明したが、図１のような上部ユニット１１および下部ユニット１２から構成されるものだけでなく、一つの筐体の内部を２室に分け、扉の開閉により積層物の投入、回収を行うように構成された減圧ラミネーターを使用することもできる。また、第１室と第２室とは、第１室内に圧搾空気を導入し、大気圧以上の加圧を行ってもよい。また、第２室を減圧することなく、単に室内の空気が排気されるようにしてもよい。
本発明の第１の態様においては、図３Ａ（減圧ラミネーターの部分拡大図）に示すように、可撓性シート１４で第１室１５から画された減圧ラミネーターの第２室１６の加熱ステージ２１上に、表面電極３１が形成された太陽電池セル３２、表面電極３１上に接着剤３３、接着剤３３上にタブ線３４、タブ線３４上に加圧用フィルム３５、加圧用フィルム３５上に封止用樹脂層３６、封止用樹脂層３６上に防湿性バックシート３７又はガラスプレート（図示せず）を順次積層する。
次に、図３Ｂに示すように、減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シート１４で防湿性バックシート３７又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージ２１で太陽電池セル３２を加熱する。それにより太陽電池セル３２の表面電極３１とタブ線３４とを接続し、且つ太陽電池セル３２を封止用樹脂層３６で樹脂封止する。これにより太陽電池モジュール３０を得ることができる（図３Ｃ）。
減圧ラミネーターの第２室１６に対し第１室１５の内圧を相対的に高くする好ましい操作としては、第１室１５および第２室１６の内圧を共に減圧状態とした後、第２室１６の減圧状態を維持したまま第１室１５を大気に解放することが挙げられる。
接着剤３３としては、電子部品を太陽電池セルに実装する場合に使用される公知の導電接着ペースト（ＣＰ）、導電接着フィルム（ＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、異方性導電接着フィルム（ＡＣＦ）、絶縁性接着ペースト（ＮＣＰ）や絶縁性接着フィルム（ＮＣＦ）等を使用することができる。熱硬化性であるものを好ましく使用できる。
加圧用フィルム３５としては、減圧ラミネーターによる加熱、加圧でも寸法安定性を示す５〜５００μｍ厚の樹脂フィルム、合成紙、不織布等を使用することができる。このような加圧用フィルム３５の構成材料としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル等を使用することができる。なお、加圧用フィルム３５のガラス転移温度は、封止用樹脂層３６のラミネート温度より高いことが好ましい。具体的には、少なくとも１０℃以上高いことが望ましい。
また、加圧用フィルム３５は、その周縁が封止用樹脂層３６により樹脂封止されていることが好ましい。このようにすると、加圧用フィルム３５として、接着性を持たないものも使用することができる。
封止用樹脂層３６としては、公知の液状、ペースト状封止用樹脂組成物から形成したもの、特にシート状に成形した封止用樹脂シートを使用することが好ましい。具体的には、良好な封止性と接着性とを示す熱可塑性のエチレン／酢酸ビニル共重合体シートを好ましく使用することができる。通常、封止用樹脂層３６は、樹脂封止の際の加熱により流動し、封止すべき領域を覆うが、硬化成分を含有している場合には、流動後に硬化させることにより良好な樹脂封止を実現することができる。
表面電極３１を有する太陽電池セル３２としては、タブ線の接合と樹脂封止とを行うことが求められる太陽電池セルであり、例えば、結晶系光電変換素子を使用する結晶系太陽電池セルや、薄膜系光電変換素子を使用する薄膜系太陽電池セルを挙げることができる。また、表面電極は太陽電池セルの裏側の表面にも存在してもよい。その場合には、複数の太陽電池セルから太陽電池ユニットを形成することができる（特許文献１の図８、特許文献２の図１参照）。なお、太陽電池セルの光電変換素子材料としては、従来公知の材料を採用することができ、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ＧａＡｓ系などの単結晶化合物、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ等の多結晶化合物等を挙げることができる。
タブ線は、従来の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セル同士を接続するためのインナーリードあるいは、電力取り出しためのアウターリードとして使用されているものであり、ハンダコート銅箔リボンなどを好ましく使用することができる。
また、本発明の第１の態様においては、封止用樹脂層３６上に、防湿性バックシート３７やガラスプレートを積層するが、それらとしては、従来公知の太陽電池モジュールにおいて使用されているものを適宜選択して使用することができる。
次に、加圧用フィルムを使用しない本発明の第２の態様について説明する。
本発明の第２の態様は、等方性又は異方性の導電接着フィルム（ＣＦ又はＡＣＦ）でタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる製造方法である。
この第２の態様においては、導電接着フィルム４１として、図４に示すように、熱硬化性樹脂フィルムべース４２に、そのべース厚よりも大きな粒径の導電粒子４３が保持されており、熱硬化性樹脂フィルムべース４２の少なくとも片面から導電粒子４３が突出しているものを使用する。このように、熱硬化性樹脂フィルムべース４２から導電粒子４３が突出しているため、導電粒子４３の間隙に、潰れた導電粒子４３が収容される。従って、第１の態様で使用したような加圧用フィルムを使用しなくても、導電接着フィルムの導電粒子を十分に潰して導電接続を行うことができる。なお、本発明の効果を損なわない範囲で、突出した導電粒子４３の表面に熱硬化性樹脂薄膜が形成されていてもよい（図示せず）。
このような第２の態様によれば、加圧フィルムを使用しないので、受光面側に使用した場合でも、加圧フィルムの使用による受光率の低下を考慮する必要がないという利点がある。
この第２の態様においては、図４Ｂに示すように、まず、可撓性シート１４で第１室１５から画された減圧ラミネーターの第２室１６の加熱ステージ２１上に、表面電極３１が形成された太陽電池セル３２、表面電極３１上に導電接着フィルム４１、導電接着フィルム４１上にタブ線３４、タブ線３４上に封止用樹脂層３６、封止用樹脂層３６上に防湿性バックシート３７又はガラスプレート（図示せず）を順次積層し、但し表面電極３１上に導電接着フィルム４１を積層する際、導電接着フィルム４１の導電粒子突出面が表面電極３１側になるように積層する。
次に、図４Ｃに示すように、減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シート１４で防湿性バックシート３７又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージ２１で太陽電池セル３２を加熱する。それにより太陽電池セル３２の表面電極３１とタブ線３４とを導電接続し、且つ太陽電池セル３２の接続領域を封止用樹脂シート３６で樹脂封止する。これにより太陽電池モジュール４０を得ることができる（図４Ｄ）。
なお、“減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くする操作”、“封止用樹脂シート”、“表面電極を有する太陽電池セル”、“ 防湿性バックシート”、“ガラスプレート”ついては、本発明の第１の態様において説明したとおりである。
また、第２の態様とは異なる、加圧用フィルムを使用しない本発明の第３の態様について説明する。
本発明の第３の態様は、タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法である。まず、タブ線に凸部が形成されている場合について説明する。
この第３の態様においては、図５Ａに示すように、タブ線５１として、金属基材５２の片面に熱硬化性接着剤層５３が形成され、熱硬化性接着剤層５３から金属基材５２の凸部５２ａが表面電極に接続可能となるように突出しているものを使用する。このように、熱硬化性接着剤層５３から金属基材５２の凸部５２ａが突出しているため、凸部５２ａの間隙に、潰れた凸部５２ａが収容される。従って、第１の態様で使用したような加圧用フィルムを使用しなくても、導電接続を行うことができる。なお、本発明の硬化を損なわない範囲で、凸部５２ａの表面に熱硬化性接着剤薄膜が形成されていてもよい（図示せず）。
この第３の態様においては、図５Ｂに示すように、まず、可撓性シート１４で第１室１５から画された減圧ラミネーターの第２室１６の加熱ステージ２１上に、表面電極３１が形成された太陽電池セル３２、表面電極３１上にタブ線５１、タブ線５１上に封止用樹脂層３６、封止用樹脂層３６上に防湿性バックシート３７又はガラスプレート（図示せず）を順次積層し、但し表面電極３１上にタブ線５１を積層する際、タブ線５１の金属基材５２の凸部５２ａ面が表面電極３１側になるように積層する。
次に、図５Ｃに示すように、減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シート１４で防湿性バックシート３７又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージ２１で太陽電池セル３２を加熱する。それにより太陽電池セル３２の表面電極３１とタブ線５１とを導電接続し、且つ太陽電池セル３２の接続領域を封止用樹脂層３６で樹脂封止する。これにより太陽電池モジュール５０を得ることができる（図５Ｄ）。
このような第３の態様によれば、加圧フィルムを使用しないので、受光面側に使用しても、加圧フィルムの使用による受光率の低下を考慮する必要がないという利点がある。
なお、“減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くする操作”、“封止用樹脂シート”、“表面電極を有する太陽電池セル”、および“ 防湿性バックシート” および“ガラスプレート”については、本発明の第１の態様において説明したとおりである。
次に、本発明の第３の態様において、タブ線に凸部を形成するのではなく、表面電極に凸部を形成した場合を説明する。
即ち、表面電極に凸部を形成した本発明の第３の態様は、タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルを、減圧ラミネーターを用いて樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、
タブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成されているものを使用し、
タブ線と接続される表面電極の領域に、凸部が形成されており、
減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上にタブ線、タブ線上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、
減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極の凸部とタブ線とを接続させ、且つ太陽電池セルを封止用樹脂シートで樹脂封止し、それにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法である。
この態様において、太陽電池セルの表面電極に凸部を形成する方法としては、特に制限はなく、メッキ法、フォトリソグラフ法、金型を用いたプレス法などを採用することができる。
以上説明した本発明の第１〜３の態様においては、太陽電池セルの片面に、タブ線を接続し且つ樹脂封止することを一括で行う太陽電池モジュールの製造方法について詳細に説明したが、本発明はそれに限られず、例えば、図８Ａに示すように、結晶系光電変換素子を用いた太陽電池セルの両面のそれぞれに、直列接続するためのタブ線を接続し且つ樹脂封止することや（特開２００８−３００４０３号公報の図１参照）、図８Ｂに示すように、長尺の薄膜系光電変換素子を横方向に直接に接続した太陽電池モジュールの両端の光電変換素子に電力取り出し用タブを接続し且つ樹脂封止すること（特開２０００−３４０８１１号公報の図３及び図４参照）も本発明の範囲である。
具体的には、図８Ａの場合、複数の太陽電池セルを用意し、太陽電池セル３２ａの裏面の電極（図示せず）に一端が仮貼りされたタブ線３４の他端を隣接する太陽電池セル３２ｂの表面の電極（図示せず）に、接着剤を介して室温加圧もしくは低温（約３０〜１２０℃）加圧することにより仮貼りする。この仮貼りパターンを複数の太陽電池セルに対して行うことにより、太陽電池ユニット１００を得る。この太陽電池ユニット１００を、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｄ及び図５Ａ〜図５Ｄにおける太陽電池セル３２に代替することにより、複数の太陽電池セルから構成される太陽電池ユニットから太陽電池モジュールを得ることができる。
図８Ｂの場合、基材３８上に、薄膜光電変換素子からなる薄膜系太陽電池セル３２が、直列に平面方向に配列されており、一方の末端の太陽電池セル３２ｃの表面電極（図示せず）と、他方の末端の太陽電池セル３２ｄの表面電極（図示せず）とに、電力取り出し用のタブ線３４を、接着剤を介して室温加圧もしくは低温（約３０〜１２０℃）加圧することにより仮貼りし、太陽電池ユニット１００を得る。この太陽電池ユニット１００を、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｄ及び図５Ａ〜図５Ｄにおける太陽電池セル３２に代替することにより、複数の太陽電池セルから構成される太陽電池ユニットから太陽電池モジュールを得ることができる。
また、本発明において、接着剤上にタブ線及び加圧用フィルムを順次積層する際に、予めリード線が積層されている加圧フィルムを使用してもよい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
太陽電池セルの代用として以下の材料を用い、本発明の第１の態様を実施した。
＜使用材料＞
ガラス基板： ３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．７ｍｍ厚み
タブ線： ２ｍｍ幅×０．１５ｍｍ厚みのＣｕ線の両面にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ鉛フリーハンダを２０μｍ厚にディップメッキしたもの
導電接着フィルム： エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン（株））５０質量部と、フェノキシ樹脂（ＹＰ５０、東都化成（株））２０質量部、硬化剤（ＨＸ３９４１、旭化成ケミカルズ（株））２０質量部、平均粒径１０μｍの導電性粒子（ＡＵＬ、積水化学工業（株））１０質量部とを混合し、更にトルエンを固形分濃度３０％となるように加えた混合物を、ロールコーターを用いて銅箔上に乾燥厚が２５μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブン中で乾燥して得たフィルム
加圧用フィルム： ３０ｍｍ×４０ｍｍ×８５μｍ（厚）のポリイミドフィルム
封止用樹脂シート： ３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．５ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体シート
防湿性バックシート： 防湿性バックシートの代用としてポリエチレンテレフタレートフィルム（３５μｍ厚）
図１の減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、ガラス基板を置き、その表面に導電接着フィルム（巾２ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚み０．０５ｍｍ）を設置し、その上に、タブ線を重ね、更に加圧用フィルム、封止樹脂シート、防湿性バックシートを重ねた。ステージを１５０℃に維持しながら、第１室と第２室とを共に１３３Ｐａまで減圧した後、第２室の減圧を保持したまま、第１室に大気を導入して大気圧とした。この状態を５分間保持した後、第２室に大気を導入し、大気圧とした。得られた積層物を裏面（ガラス面）から顕微鏡観察したところ、導電粒子が潰れていたことが確認できた（図６Ａ）。
実施例２
導電接着フィルムに代えて、エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジ（株））５０質量部、硬化剤（ＨＸ３９４１、旭化成ケミカルズ（株））４０質量部、及び平均粒径１０μｍの導電性粒子（ＡＵＬ、積水化学工業（株））１０質量部とを混合して得た導電接着ペーストを使用し、ガラス基板の表面に導電接着ペーストを巾２ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚み０．０５ｍｍとなるように塗布すること以外、実施例１と同様にして積層物を得た。得られた積層物を裏面（ガラス面）から顕微鏡観察したところ、導電粒子が潰れていたことが確認できた。
比較例１
加圧用フィルムを使用しない以外は、実施例１と同様の操作を繰り返すことにより、積層物を得た。得られた積層物を裏面（ガラス面）から顕微鏡観察したところ、導電粒子の潰れは確認できなかった（図６Ｂ）。
実施例３
太陽電池セルの代用として以下の材料を用い、本発明の第２の態様を実施した。
＜使用材料＞
ＩＴＯ付きガラス基板： ３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．７ｍｍ厚み
タブ線： ２ｍｍ幅×０．１２ｍｍ厚みのＣｕ線
導電接着フィルム： エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン（株））５０質量部と、フェノキシ樹脂（ＹＰ５０、東都化成（株））２０質量部と、硬化剤（ＨＸ３９４１、旭化成ケミカルズ（株））２０質量部と、平均粒径１０μｍの導電性粒子（ＡＵＬ、積水化学工業（株））１０質量部とを混合し、更にトルエンを固形分濃度３０％となるように加えた混合物を、ロールコーターを用いて銅箔上に１０μｍの厚みで塗布し、８０℃のオーブン中で乾燥して得たフィルム（樹脂層厚は３μｍ）
封止用樹脂シート： ３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．５ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体シート
防湿性バックシート：防湿性バックシートの代用としてポリエチレンテレフタレートフィルム（３５μｍ厚）
図１の減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、ＩＴＯ付きガラス基板を置き、その表面のＩＴＯ電極に導電接着フィルム（導電粒子がフィルム表面から突出しているタイプ）が対向するようにタブ線を仮貼着し、更に封止樹脂シートと８０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムを重ねた。ステージを１５０℃に維持しながら、第１室と第２室とを共に１３３Ｐａまで減圧した後、第２室の減圧を保持したまま、第１室に大気を導入して大気圧とした。この状態を５分間保持した後、第２室に大気を導入し、大気圧とした。得られた積層物を裏面（ガラス面）から顕微鏡観察したところ、導電粒子が潰れていたことが確認できた（図７Ａ）。抵抗値を測定したところ５ｍΩであった。
比較例２
導電接着フィルムとして、実施例１で作成したものと同じものを使用すること以外は、実施例２と同様の操作を繰り返すことにより、積層物を得た。得られた積層物を裏面（ガラス面）から顕微鏡観察したところ、導電粒子の潰れは確認できなかった（図７Ｂ）。抵抗値を測定したところ、測定不能であり、電気的接続は得られなかった。
実施例４
太陽電池セルの代用として以下の材料を用い、本発明の第３の態様を実施した。
＜使用材料＞
ＩＴＯ付きガラス基板： ３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．７ｍｍ厚み
タブ線： ２ｍｍ幅×０．１２ｍｍ厚みのＣｕ線であって、片面にマット面処理技術により凸状（高さ１０μｍ）の突起を約５万個／ｍｍ２の密度で形成したもの
熱硬化性接着剤層： タブ線の凸状突起形成面に塗布／乾燥法により、熱硬化性接着剤（フェノキシ樹脂２０質量部（ＹＰ５０、東都化成（株）とエポキシ樹脂５０質量部（ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン（株）と硬化剤２０質量部（ＨＸ３９４１、旭化成ケミカルズ（株））を厚さ７μｍとなるように塗布したもの
封止用樹脂シート： ３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．５ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体シート
防湿性バックシート：防湿性バックシートの代用としてポリエチレンテレフタレートフィルム（３５μｍ厚）
図１の減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、ガラス基板を置き、その表面のＩＴＯ電極にタブ線の凸状突起が対向するようにタブ線を仮貼着し、更に封止樹脂シートと８０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムを重ねた。ステージを１５０℃に維持しながら、第１室と第２室とを共に１３３Ｐａまで減圧した後、第２室の減圧を保持したまま、第１室に大気を導入して大気圧とした。この状態を５分間保持した後、第２室に大気を導入し、大気圧とした。得られた積層物を裏面（ガラス面）から顕微鏡観察したところ、凸状突起が潰れていたことが確認できた。抵抗値を測定したところ５ｍΩであった。
比較例３
タブ線として、凸状突起を形成していないフラットなものを使用すること以外は、実施例２と同様の操作を繰り返すことにより、積層物を得た。得られた積層物について抵抗値を測定したところオープンであった。
本発明の製造方法は、タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルが樹脂封止されてなる太陽電池モジュールの製造において、当該表面電極にタブ線を接続するタブ線接続工程と太陽電池セルを封止樹脂で封止する樹脂封止工程とを、比較的低温の樹脂封止工程の温度で一括で行えるものである。従って、太陽電池セルやその複数を組み合わせた太陽電池ユニットの製造に有用である。具体的には、結晶系太陽電池においてはインナーリードと銀ペーストのスクリーン印刷により形成されるバスバー電極との接続の際に、薄膜系太陽電においては表面電極とアウターリードとの接続の際に、有用である。
１０ 減圧ラミネーター
１１ 上部ユニット
１２ 下部ユニット
１３ シール部材
１４ 可撓性シート
１５ 第１室
１６ 第２室
配管 １７、１７ａ、１７ｂ、１８、１８ａ、１８ｂ
１９、２０ 切替バルブ
３０、４０、５０ 太陽電池モジュール
３１ 表面電極
３２、３２ａ、３２ｂ ３２ｃ、３２ｄ 太陽電池セル
３３ 接着剤
３４、５１ タブ線
３５ 加圧用フィルム
３６ 封止用樹脂層
３７ 防湿性バックシート
３８ 基材
４１ 導電接着フィルム
４２ 熱硬化性樹脂フィルムべース
４３ 導電粒子
５２ 金属基材
５２ａ 凸部
５３ 熱硬化性接着剤層
１００ 太陽電池ユニット

Claims (19)

  1. 接着剤でタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルが樹脂封止されている太陽電池モジュールを、減圧ラミネーターを用いてタブ線の接続と樹脂封止とを一括で行うことにより製造する方法であって、
    減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
    減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上に接着剤、接着剤上にタブ線、タブ線上に加圧用フィルム、加圧用フィルム上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、
    減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線とを接続し、同時に太陽電池セルを封止用樹脂層で樹脂封止することにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法。
  2. 減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くする操作が、第１室および第２室の内圧を共に減圧状態とした後、第２室の減圧状態を維持したまま第１室を大気に解放することである請求項１記載の製造方法。
  3. 接着剤が、導電接着フィルム又は導電接着ペーストである請求項１又は２記載の製造方法。
  4. 加圧用フィルムの周縁が、封止用樹脂層により樹脂封止されている請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
  5. 封止用樹脂層が、エチレン／酢酸ビニル共重合体である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 太陽電池セルが、導電性接着フィルム又は導電接着ペーストにより表面電極とタブ線とが接続される薄膜系太陽電池セル又は結晶系太陽電池セルである請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
  7. 太陽電池セルが、複数連続した太陽電池ユニットを構成している請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
  8. 接着剤上にタブ線及び加圧用フィルムを順次積層する際に、予めリード線が積層されている加圧フィルムを使用する請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
  9. 導電接着フィルムでタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルが樹脂封止されている太陽電池モジュールを、減圧ラミネーターを用いてタブ線の接続と樹脂封止とを一括で行うことにより製造する方法であって、
    導電接着フィルムとして、熱硬化性樹脂フィルムべースに、そのべース厚よりも大きな粒径の導電粒子が保持されており、熱硬化性樹脂フィルムべースの少なくとも片面から導電粒子が突出しているものを使用し、
    減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
    減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上に導電接着フィルム、導電接着フィルム上にタブ線、タブ線上に封止用樹脂シート、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、但し表面電極上に導電接着フィルムを積層する際、導電接着フィルムの導電粒子突出面がタブ線又は表面電極側になるように積層し、
    減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線とを導電接続し、同時に太陽電池セルを封止用樹脂層で樹脂封止することにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法。
  10. 減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くする操作が、第１室および第２室の内圧を共に減圧状態とした後、第２室の減圧状態を維持したまま第１室を大気に解放することである請求項９記載の製造方法。
  11. 封止用樹脂層が、エチレン／酢酸ビニル共重合体シートである請求項９〜１０のいずれかに記載の製造方法。
  12. 太陽電池セルが、導電性接着フィルムにより表面電極とタブ線とが接続される薄膜系太陽電池セル又は結晶系太陽電池セルである請求項９〜１１のいずれかに記載の製造方法。
  13. 太陽電池セルが、複数連続した太陽電池ユニットを構成している請求項９〜１２のいずれかに記載の製造方法。
  14. タブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルが樹脂封止されている太陽電池モジュールを、減圧ラミネーターを用いてタブ線の接続と樹脂封止とを一括で行うことにより製造する方法であって、
    タブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成され、熱硬化性接着剤層から金属基材の凸部が表面電極に接続可能となるように突出しているものを使用し、又はタブ線として、金属基材の片面に熱硬化性接着剤層が形成されているものを使用し且つタブ線と接続される表面電極の領域に凸部が形成されており、
    減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
    減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上にタブ線、タブ線上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、
    減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くすることにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線の凸部とを接続し、同時に太陽電池セルを封止用樹脂層で樹脂封止することにより太陽電池モジュールを得ることを特徴とする製造方法。
  15. 減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くする操作が、第１室および第２室の内圧を共に減圧状態とした後、第２室の減圧状態を維持したまま第１室を大気に解放することである請求項１４記載の製造方法。
  16. 封止用樹脂層が、エチレン／酢酸ビニル共重合体シートである請求項１４または１５記載の製造方法。
  17. 太陽電池セルが、導電性接着フィルムにより表面電極とタブ線とが接続される薄膜系太陽電池セル又は結晶系太陽電池セルである請求項１４〜１６のいずれかに記載の製造方法。
  18. 太陽電池セルが、複数連続した太陽電池ユニットを構成している請求項１４〜１７のいずれかに記載の製造方法。
  19. 接着剤でタブ線が接続された表面電極を有する太陽電池セルが樹脂封止されている太陽電池モジュールを、減圧ラミネーターを用いてタブ線の接続と樹脂封止とを一括で行うことにより製造する方法であって、
    減圧ラミネーターとして、可撓性シートにより区画された第１室と第２室とを有し、各室はそれぞれ独立的に内圧調整が可能となっており、第２室内に加熱が可能な加熱ステージを有するものを使用し、
    減圧ラミネーターの第２室の加熱ステージ上に、表面電極が形成された太陽電池セル、表面電極上に接着剤、接着剤上にタブ線、タブ線上に加圧用フィルム、加圧用フィルム上に封止用樹脂層、封止用樹脂層上に防湿性バックシート又はガラスプレートを順次積層し、
    第１室および第２室の内圧を共に減圧状態とした後、第２室の減圧状態を維持したまま第１室を大気に解放することにより減圧ラミネーターの第２室に対し第１室の内圧を相対的に高くし、それにより可撓性シートで防湿性バックシート又はガラスプレートを押圧しつつ、加熱ステージで太陽電池セルを加熱し、それにより太陽電池セルの表面電極とタブ線とを接続し、同時に太陽電池セルを封止用樹脂層で樹脂封止すると共に加圧用フィルムの周縁を封止用樹脂層により樹脂封止することにより太陽電池モジュールを得る製造方法。
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