JP5288790B2 - Solar cell module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、配線材と太陽電池の主面との間に樹脂接着剤が配設された太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module in which a resin adhesive is disposed between a wiring material and a main surface of a solar cell, and a manufacturing method thereof.
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。 Solar cells are expected as a new energy source because they can directly convert clean and inexhaustible sunlight into electricity.
一般的に、太陽電池1枚当りの出力は数W程度である。従って、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池を接続することにより出力を高めた太陽電池モジュールが用いられる。太陽電池モジュールは、第1方向に従って配列された複数の太陽電池を配線材によって互いに接続することにより構成される。配線材は、通常、太陽電池の主面上に半田付けされる。 Generally, the output per solar cell is about several watts. Therefore, when a solar cell is used as a power source for a house or a building, a solar cell module whose output is increased by connecting a plurality of solar cells is used. The solar cell module is configured by connecting a plurality of solar cells arranged according to the first direction to each other by a wiring material. The wiring material is usually soldered onto the main surface of the solar cell.
ここで、半田の溶融温度より低温で熱硬化する樹脂接着剤を配線材と太陽電池の主面との間に介挿させ、配線材を太陽電池の主面に熱接着する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, a technique has been proposed in which a resin adhesive that is thermoset at a temperature lower than the melting temperature of the solder is interposed between the wiring material and the main surface of the solar cell, and the wiring material is thermally bonded to the main surface of the solar cell. (For example, refer to Patent Document 1).
このような技術によれば、配線材を半田付けする場合と比較して、配線材を熱接着する際の温度変化が太陽電池に与える影響を小さくすることができる。
ここで、一般的に、配線材の表面は扁平であるため、配線材を太陽電池の主面に熱接着する場合、樹脂接着剤には一様に圧力が加わる。そのため、樹脂接着剤中に閉じ込められている気体は、樹脂接着剤の端部からは除去され易いが、樹脂接着剤の中央部からは除去され難い。従って、樹脂接着剤の中央部に閉じ込められている気体が塊(空洞)となって残留するおそれがある。このように、配線材と太陽電池との接着面積が小さくなる結果、太陽電池の集電効率の低下及び配線材の接着性の低下が引き起こされるという問題があった。 Here, since the surface of the wiring material is generally flat, when the wiring material is thermally bonded to the main surface of the solar cell, pressure is uniformly applied to the resin adhesive. Therefore, the gas confined in the resin adhesive is easily removed from the end of the resin adhesive, but is difficult to remove from the center of the resin adhesive. Therefore, the gas confined in the center of the resin adhesive may remain as a lump (cavity). As described above, as a result of a reduction in the bonding area between the wiring material and the solar cell, there is a problem in that the current collection efficiency of the solar cell and the adhesiveness of the wiring material are reduced.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、樹脂接着剤からの脱気を促進することにより、太陽電池の集電効率及び配線材の接着性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and by promoting degassing from the resin adhesive, a solar cell module that improves the current collection efficiency of the solar cell and the adhesiveness of the wiring material, and It aims at providing the manufacturing method.
本発明の第1の特徴に係る太陽電池モジュールは、第1方向に沿って配列された第1及び第2の太陽電池と、第1及び第2の太陽電池どうしを電気的に接続する配線材とを備える太陽電池モジュールであって、第1及び第2の太陽電池は、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、光電変換部の主面上に形成され、光生成キャリアを集電する集電電極とを有し、配線材は、第1及び第2の太陽電池の主面上において、第1方向に沿って配設され、配線材と第1及び第2の太陽電池の主面との間には、樹脂接着剤が配設されており、第1方向に略直交する切断面において、配線材の外周は、第1及び第2太陽電池に向かって凸状に形成され、第1方向に略直交する第2方向において、配線材と集電電極とを電気的に接続する接続領域の幅は、配線材の幅の略半分よりも大きいことを要旨とする。 The solar cell module according to the first feature of the present invention is a wiring member that electrically connects the first and second solar cells arranged in the first direction and the first and second solar cells. The first and second solar cells are formed on a main surface of the photoelectric conversion unit that generates a photogenerated carrier by receiving light, and collects the photogenerated carrier. And a wiring member is disposed along the first direction on the main surface of the first and second solar cells, and the wiring member and the main members of the first and second solar cells. Between the surfaces, a resin adhesive is disposed, and the outer periphery of the wiring member is formed in a convex shape toward the first and second solar cells in a cut surface substantially orthogonal to the first direction, A connection region that electrically connects the wiring member and the collecting electrode in a second direction substantially orthogonal to the first direction. Width, and gist larger than approximately half the width of the wiring member.
本発明の第1の特徴において、集電電極は、光電変換部から光生成キャリアを集電する複数本の細線電極と、細線電極から光生成キャリアを集電するバスバー電極とを含み、バスバー電極は、第1方向に沿って形成され、配線材は、バスバー電極上に配設されており、樹脂接着剤は、導電性を有する複数の粒子を含み、接続領域は、樹脂接着剤に含まれる粒子によって形成されてもよい。また、バスバー電極は、配線材に向かって凸状に形成された突起部を有し、突起部は、バスバー電極の第2方向における端部に形成され、突起部は、配線材にめり込んでいることが好ましい。 In the first feature of the present invention, the current collecting electrode includes a plurality of fine wire electrodes that collect photogenerated carriers from the photoelectric conversion unit, and a bus bar electrode that collects photo generated carriers from the thin wire electrodes. Is formed along the first direction, the wiring member is disposed on the bus bar electrode, the resin adhesive includes a plurality of conductive particles, and the connection region is included in the resin adhesive. It may be formed by particles. Further, the bus bar electrode has a protruding portion formed in a convex shape toward the wiring material, the protruding portion is formed at an end portion in the second direction of the bus bar electrode, and the protruding portion is recessed into the wiring material. It is preferable.
本発明の第1の特徴において、集電電極は、光電変換部から光生成キャリアを集電する複数本の細線電極を含んでおり、接続領域は、細線電極の一部が配線材中に埋め込まれることにより形成されてもよい。 In the first feature of the present invention, the current collecting electrode includes a plurality of fine wire electrodes for collecting photogenerated carriers from the photoelectric conversion portion, and the connection region has a portion of the fine wire electrode embedded in the wiring material. May be formed.
本発明の第2の特徴に係る太陽電池モジュールの製造方法は、第1方向に沿って配列された第1及び第2太陽電池と、第1及び第2太陽電池どうしを電気的に接続する配線材とを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部の主面上に、光生成キャリアを集電する集電電極を形成することにより第1及び第2太陽電池を作製する工程Aと、第1及び第2太陽電池の主面上に、樹脂接着剤を介して配線材を第1方向に沿って熱圧着する工程Bとを備え、第1方向に略直交する切断面において、配線材の外周は、第1及び第2太陽電池に向かって凸状に形成されており、工程Bでは、第1方向に略直交する第2方向において、配線材と集電電極とを電気的に接続する接続領域の幅を、配線材の幅の略半分よりも大きくすることを要旨とする。 The manufacturing method of the solar cell module according to the second feature of the present invention includes a wiring for electrically connecting the first and second solar cells and the first and second solar cells arranged along the first direction. A method for manufacturing a solar cell module comprising a material, wherein first and first current collector electrodes for collecting photogenerated carriers are formed on a main surface of a photoelectric conversion unit that generates photogenerated carriers by receiving light. A process A for producing two solar cells, and a process B for thermocompression bonding the wiring material along the first direction via a resin adhesive on the main surfaces of the first and second solar cells, in the first direction The outer periphery of the wiring member is formed in a convex shape toward the first and second solar cells, and in step B, in the second direction substantially orthogonal to the first direction, the outer periphery of the wiring member is formed in the second direction substantially orthogonal to the first direction. The width of the connection area that electrically connects the And gist to be larger than approximately half of.
このような太陽電池モジュールの製造方法によれば、配線材の外周は、集電電極に向かって凸状に形成されている。そのため、配線材の熱圧着工程では、まず、樹脂接着剤の第2方向中央部に圧力が加えられた後、徐々に端部へと圧力が加えられる。即ち、樹脂接着剤の端部は、中央部より時間的に遅れて加圧される。 According to such a method for manufacturing a solar cell module, the outer periphery of the wiring member is formed in a convex shape toward the current collecting electrode. For this reason, in the thermocompression bonding process of the wiring material, first, pressure is applied to the central portion in the second direction of the resin adhesive, and then pressure is gradually applied to the end portion. That is, the end portion of the resin adhesive is pressed with a time delay from the central portion.
従って、樹脂接着剤中に閉じ込められている気体は、中央部から端部へと徐々に押し出される。即ち、樹脂接着剤の脱気は、中央部から端部へと徐々に行われる。このように、樹脂接着剤の脱気が促進されるため、配線材を熱圧着工程した後に、樹脂接着剤中に気体の塊が空洞となって残留することを抑制することができる。 Therefore, the gas confined in the resin adhesive is gradually pushed out from the central portion to the end portion. That is, the degassing of the resin adhesive is gradually performed from the central portion to the end portion. Thus, since deaeration of the resin adhesive is promoted, it is possible to suppress a lump of gas remaining as a cavity in the resin adhesive after the thermocompression bonding process of the wiring member.
また、配線材の熱圧着工程において、接続領域の幅を、配線材の幅の略半分よりも大きくするため、配線材と集電電極との電気的接続は十分に確保することができる。 In the thermocompression bonding process of the wiring material, since the width of the connection region is made larger than approximately half of the width of the wiring material, the electrical connection between the wiring material and the collecting electrode can be sufficiently ensured.
本発明の第2の特徴において、樹脂接着剤は、導電性を有する複数の粒子を含み、工程Bでは、樹脂接着剤に含まれる粒子の粒径を所定の粒径以上とすることにより、接続領域の幅を、配線材の幅の略半分よりも大きくしてもよい。 In the second feature of the present invention, the resin adhesive includes a plurality of conductive particles, and in step B, the particle size of the particles contained in the resin adhesive is set to a predetermined particle size or more, thereby connecting. The width of the region may be larger than approximately half of the width of the wiring material.
本発明の第2の特徴において、工程Bでは、配線材を第1及び第2太陽電池の主面上に熱圧着する際の圧力を所定の圧力以上とすることにより、接続領域の幅を、配線材の幅の略半分よりも大きくしてもよい。 In the second feature of the present invention, in step B, the width of the connection region is increased by setting the pressure at the time of thermocompression bonding on the main surfaces of the first and second solar cells to a predetermined pressure or higher. You may make it larger than about half of the width | variety of a wiring material.
本発明によれば、樹脂接着剤からの脱気を促進することにより、太陽電池の集電効率及び配線材の接着性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell module which improved the current collection efficiency of the solar cell, and the adhesiveness of the wiring material by accelerating | stimulating the deaeration from a resin adhesive, and its manufacturing method can be provided.
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
1.第1実施形態
(太陽電池モジュールの概略構成)
本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュール100の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュール100の側面拡大図である。
1. First embodiment (schematic configuration of solar cell module)
A schematic configuration of the
太陽電池モジュール100は、太陽電池ストリング1、受光面側保護材2、裏面側保護材3及び封止材4を備える。太陽電池モジュール100は、受光面側保護材2と裏面側保護材3との間に、太陽電池ストリング1を封止することにより構成される。
The
太陽電池ストリング1は、複数の太陽電池10、配線材11及び樹脂接着剤12を備える。太陽電池ストリング1は、第1方向に従って配列された複数の太陽電池10を配線材11によって互いに接続することにより構成される。
The solar cell string 1 includes a plurality of
太陽電池10は、太陽光が入射する受光面と、受光面の反対側に設けられた裏面とを有する。受光面と裏面とは、太陽電池10の主面である。太陽電池10の受光面上及び裏面上には集電電極が形成される。太陽電池10の構成については後述する。
配線材11は、一の太陽電池10の受光面上に形成された集電電極と、一の太陽電池に隣接する他の太陽電池10の裏面上に形成された集電電極とに接合される。これにより、一の太陽電池10と他の太陽電池10とは電気的に接続される。配線材11は、薄板状の低抵抗体(銅など)と、低抵抗体の表面にメッキされた軟導電体(共晶半田など)とを含む。
The
樹脂接着剤12は、配線材11と太陽電池10との間に配設される。即ち、配線材11は、樹脂接着剤12を介して太陽電池10に接合される。樹脂接着剤12は、共晶半田の融点以下、即ち、約200℃以下の温度で硬化することが好ましい。樹脂接着剤12としては、例えば、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた2液反応系接着剤などを用いることができる。本実施形態では、樹脂接着剤12としてエポキシ樹脂を主成分とする帯状フィルムシート接着剤を用いる。
The
また、樹脂接着剤12は、導電性を有する複数の粒子を含む。導電性粒子としては、ニッケル、金コート付きニッケルなどを用いることができる。
The
受光面側保護材2は、封止材4の受光面側に配置されており、太陽電池モジュール100の表面を保護する。受光面側保護材2としては、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。
The light receiving surface side protective material 2 is disposed on the light receiving surface side of the sealing
裏面側保護材3は、封止材4の裏面側に配置されており、太陽電池モジュール100の背面を保護する。裏面側保護材3としては、PET(Polyethylene Terephthalate)等の樹脂フィルム、Al箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
The back surface side
封止材4は、受光面側保護材2と裏面側保護材3との間で太陽電池ストリング1を封止する。封止材4としては、EVA、EEA、PVB、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることができる。
The sealing
なお、以上のような構成を有する太陽電池モジュール100の外周には、Alフレーム(不図示)を取り付けることができる。
An Al frame (not shown) can be attached to the outer periphery of the
(太陽電池の構成)
次に、太陽電池10の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、太陽電池10の平面図である。
(Configuration of solar cell)
Next, the configuration of the
太陽電池10は、図2に示すように、光電変換部20、細線電極30及びバスバー電極40を備える。
As shown in FIG. 2, the
光電変換部20は、太陽光を受けることにより光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、太陽光が光電変換部20に吸収されて生成される正孔と電子とをいう。光電変換部20は、内部にn型領域とp型領域とを有しており、n型領域とp型領域との界面で半導体接合が形成される。光電変換部20は、単結晶Si、多結晶Si等の結晶系半導体材料、GaAs、InP等の化合物半導体材料等の半導体材料などにより構成される半導体基板を用いて形成することができる。なお、光電変換部20は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟むことによりヘテロ結合界面の特性を改善した構造、即ち、いわゆるHIT構造を有していてもよい。
The
細線電極30は、光電変換部20から光生成キャリアを集電する電極である。図2に示すように、細線電極30は、第1方向に略直交する第2方向に沿ってライン状に形成される。細線電極30は、光電変換部20の受光面略全域にわたって複数本形成される。細線電極30は、樹脂材料をバインダーとし、銀粒子等の導電性粒子をフィラーとした樹脂型導電性ペーストを用いて形成することができる。なお、図1に示すように、細線電極は、光電変換部20の受光面上及び裏面上において同様に形成される。
The
バスバー電極40は、複数本の細線電極30から光生成キャリアを集電する電極である。図2に示すように、バスバー電極40は、細線電極30と交差するように、第1方向に沿って形成される。バスバー電極40は、樹脂材料をバインダーとし、銀粒子等の導電性粒子をフィラーとした樹脂型導電性ペーストを用いて形成することができる。なお、図1に示すように、バスバー電極は、光電変換部20の受光面上にも形成される。
The
ここで、バスバー電極40の本数は、光電変換部20の大きさなどを考慮して、適当な本数に設定することができる。本実施形態に係る太陽電池10は、2本のバスバー電極40を備える。従って、複数の細線電極30とバスバー電極40とは、光電変換部20の受光面上及び裏面上において、格子形状に形成される。
Here, the number of
次に、太陽電池10の構成の一例として、光電変換部20がHIT構造を有する場合について、図3を参照しながら説明する。図3は、図2のA−A断面図である。
Next, as an example of the configuration of the
図3に示すように、光電変換部20は、ITO膜20a、p型非晶質シリコン層20b、i型非晶質シリコン層20c、n型単結晶シリコン基板20d、i型非晶質シリコン層20e、n型非晶質シリコン層20f及びITO膜20gを備える。
As shown in FIG. 3, the
n型単結晶シリコン基板20dの受光面側には、i型非晶質シリコン層20cを介して、p型非晶質シリコン層20bが形成される。p型非晶質シリコン層20bの受光面側には、ITO膜20aが形成される。一方、n型単結晶シリコン基板20dの裏面側には、i型非晶質シリコン層20eを介して、n型非晶質シリコン層20fが形成される。n型非晶質シリコン層20fの裏面側には、ITO膜20gが形成される。
A p-type amorphous silicon layer 20b is formed on the light-receiving surface side of the n-type single
細線電極30及びバスバー電極40は、ITO膜20aの受光面側及びITO膜20gの裏面側それぞれに形成される。
The
このような構成の太陽電池10を有する太陽電池モジュール100は、HIT太陽電池モジュールと呼ばれる。
The
(太陽電池ストリングの構成)
次に、太陽電池ストリング1の構成について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、図2に示したバスバー電極40上に配線材11を配設した状態を示す。図5は、図4のB−B切断面における拡大断面図である。
(Configuration of solar cell string)
Next, the configuration of the solar cell string 1 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows a state in which the
図4に示すように、樹脂接着剤12は、第1方向に沿ってライン状に形成されたバスバー電極40上に配置される。樹脂接着剤12の第2方向における幅は、バスバー電極40の第2方向における幅よりも大きい。
As shown in FIG. 4, the
また、配線材11は、樹脂接着剤12上において、バスバー電極40に沿って配置される。即ち、配線材11は、太陽電池10の主面上において、第1方向に沿って配設される。配線材11の第2方向における幅は、バスバー電極40の幅と略同等である。
Further, the
このように、バスバー電極40と、樹脂接着剤12と、配線材11とは、光電変換部20上において順番に配置される。配線材11とバスバー電極40とは、電気的に接続されている。
As described above, the
図5に示すように、配線材11は、低抵抗体11a、軟導電体11b及び軟導電体11cを含む。軟導電体11bは、低抵抗体11aと太陽電池10との間に位置し、軟導電体11cは、低抵抗体11a上に位置する。第2方向における配線材11の幅はW2である。
As shown in FIG. 5, the
太陽電池10の主面に略垂直な第3方向において、軟導電体11bの厚みT1は、第2方向中央部から第2方向端部に向かうに従って小さくなる。従って、第1方向に略直交する切断面において、配線材11の外周は、太陽電池10に向かって凸状に形成されている。図5に示すように、配線材11は、受光面側及び裏面側において同様の外形を有する。
In the third direction substantially perpendicular to the main surface of the
配線材11と太陽電池10との間には、樹脂接着剤12が介挿される。樹脂接着剤12は、導電性を有する複数の粒子13を含む。図5に示すように、複数の粒子13は、軟導電体11b内に埋め込まれた粒子13、軟導電体11bとバスバー電極40とによって挟み込まれた粒子13、或いは、樹脂接着剤12中に埋設された粒子13を含む。
A
配線材11とバスバー電極40とは、軟導電体11bに埋め込まれた粒子13、及び軟導電体11bとバスバー電極40とによって挟み込まれた粒子13により電気的に接続される。
The
本実施形態において、軟導電体11bとバスバー電極40とが電気的に接続する領域を接続領域Cという。接続領域Cは、複数の粒子13によって形成される。従って、接続領域Cとは、第1方向に略直交する切断面において、軟導電体11bとバスバー電極40との間隔が、粒子13の粒径と略同等以下の領域である。
In the present embodiment, a region where the
ここで、第2方向における接続領域Cの幅W1は、配線材11の幅W2の略半分よりも大きい。即ち、接続領域Cの両端において、軟導電体11bとバスバー電極40とによって挟み込まれた粒子13の間隔は、配線材11の幅W2の略半分よりも大きい。
Here, the width W1 of the connection region C in the second direction is larger than approximately half of the width W2 of the
(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100の製造方法について説明する。
(Method for manufacturing solar cell module)
Next, a method for manufacturing the
まず、100mm角のn型単結晶シリコン基板20dをアルカリ水溶液で異方性エッチング加工することにより、n型単結晶シリコン基板20dの受光面に微細な凹凸を形成する。又、n型単結晶シリコン基板20dの受光面を洗浄して、不純物を除去する。
First, a 100 mm square n-type single
次に、n型単結晶シリコン基板20dの受光面側に、CVD(化学気相成長)法を用いて、i型非晶質シリコン層20c、p型非晶質シリコン層20bを順次積層する。同様に、n型単結晶シリコン基板20dの裏面側に、i型非晶質シリコン層20e、n型非晶質シリコン層20fを順次積層する。
Next, an i-type
次に、PVD(物理蒸着)法を用いて、p型非晶質シリコン層20bの受光面側にITO膜20aを形成する。同様に、n型非晶質シリコン層20fの裏面側にITO膜20gを形成する。以上により、光電変換部20が作製される。
Next, an
次に、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等の印刷法を用いて、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを、光電変換部20の受光面上及び裏面上に所定のパターンで配置する。所定のパターンとは、図2に示したように、第1方向に沿って延びる2本のバスバー電極40と、第2方向に沿って延びる複数本の細線電極30とによって形成される格子形状をいう。
Next, an epoxy thermosetting silver paste is arranged in a predetermined pattern on the light receiving surface and the back surface of the
銀ペーストを所定条件で加熱して溶剤を揮発させた後、さらに約加熱することにより本乾燥する。以上により、太陽電池10が作製される。
The silver paste is heated under predetermined conditions to volatilize the solvent, and then further dried for about the main drying. Thus, the
次に、図6に示すように、バスバー電極40上に、複数の粒子13を含む樹脂接着剤12を介して配線材11を熱圧着する。これにより、配線材11と太陽電池10とを機械的かつ電気的に接続する。具体的には、まず、光電変換部20の受光面及び裏面それぞれに形成されたバスバー電極40上に、樹脂接着剤12と配線材11とを順番に配置する。次に、約180℃に加熱されたヒーターブロック50により、配線材11を太陽電池10に向けて15秒程度押し付ける。これにより、複数の粒子13は軟導電体11b内に埋め込まれ、また、軟導電体11bとバスバー電極40との間に挟み込まれる。
Next, as shown in FIG. 6, the
なお、粒子13の材料であるニッケル、軟導電体11bの材料である半田、及びバスバー電極40の材料である銀ペーストそれぞれのモース硬度は、それぞれ3.5、1.8、2.5である。そのため、配線材11を太陽電池10に押し付けることによって、粒子13は軟導電体11b中に埋め込まれる。
The Mohs hardness of nickel, which is the material of the
ここで、配線材11と太陽電池10との電気的な接続は、軟導電体11bとバスバー電極40との間隔が、粒子13の粒径と略同等以下の領域である接続領域Cによってなされる。
Here, the electrical connection between the wiring
本実施形態では、第2方向において、接続領域Cの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。
In the present embodiment, in the second direction, the width W1 of the connection region C is set to be larger than approximately half of the width W2 of the
具体的に、接続領域Cの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくするには、以下の3つの手法を採ることができる。
Specifically, in order to make the width W1 of the connection region C larger than approximately half of the width W2 of the
第1の手法は、ヒーターブロック50により配線材11を太陽電池10に押し付ける際の圧力を所定値以上とする手法である。
The first method is a method in which the pressure when pressing the
第2の手法は、樹脂接着剤12に含まれる粒子13の粒径を所定の粒径以上とする手法である。
The second method is a method in which the particle size of the
第3の手法は、第1方向に略直交する切断面における配線材11の外周の曲率を小さくする手法である。即ち、配線材11として、扁平に近いものを用いる手法である。具体的には、低抵抗体11aを軟導電体11bのメッキ浴槽から引き上げる際の速度、または、メッキ浴槽から引き上げるために用いるダイスの形状を変更することにより、配線材11の外周の曲率を制御する。
The third method is a method of reducing the curvature of the outer periphery of the
実際の圧着工程においては、ヒーターブロック50を押し付ける圧力、粒子13の粒径及び配線材11の外周の曲率を三者一体として連動させることにより、接続領域Cの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。
In the actual crimping process, the width W1 of the connection region C is made to be the width W2 of the
以上により、太陽電池ストリング1が作成される。 Thus, the solar cell string 1 is created.
次に、ガラス基板(受光面側保護材2)上に、EVA(封止材4)シート、太陽電池ストリング1、EVA(封止材4)シート及びPETシート(裏面側保護材3)を順次積層して積層体とする。 Next, an EVA (sealing material 4) sheet, a solar cell string 1, an EVA (sealing material 4) sheet, and a PET sheet (back surface side protection material 3) are sequentially placed on the glass substrate (light-receiving surface side protection material 2). Laminate to make a laminate.
次に、上記積層体を、真空雰囲気において加熱圧着することにより仮圧着した後、所定条件で加熱することによりEVAを完全に硬化させる。以上により、太陽電池モジュール100が製造される。
Next, the laminated body is temporarily pressure-bonded by thermocompression bonding in a vacuum atmosphere, and then EVA is completely cured by heating under a predetermined condition. Thus, the
なお、太陽電池モジュール100には、端子ボックスやAlフレーム等を取り付けることができる。
Note that a terminal box, an Al frame, or the like can be attached to the
(作用及び効果)
本実施形態に係る太陽電池モジュール100の製造方法によれば、太陽電池10の主面上に、粒子13を含む樹脂接着剤12を介して配線材11を熱圧着する工程において、配線材11とバスバー電極40とを電気的に接続する接続領域Cの幅W1を、配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。配線材11の外周は、第1方向に略直交する切断面において、バスバー電極40に向かって凸状に形成されている。
(Function and effect)
According to the manufacturing method of the
このように、配線材11の外周は、バスバー電極40に向かって凸状に形成されている。そのため、熱圧着工程では、まず、樹脂接着剤12の第2方向中央部に圧力が加えられた後、徐々に端部へと圧力が加えられる。即ち、樹脂接着剤12の端部は、中央部より時間的に遅れて加圧される。
Thus, the outer periphery of the
従って、樹脂接着剤12中に閉じ込められている気体は、中央部から端部へと徐々に押し出される。即ち、樹脂接着剤12の脱気は、中央部から端部へと徐々に行われる。このように、樹脂接着剤12の脱気が促進されるため、熱圧着工程後に樹脂接着剤12中に気体の塊が空洞となって残留することを抑制することができる。
Therefore, the gas confined in the
また、熱圧着工程において、接続領域Cの幅W1を、配線材11の幅W2の略半分よりも大きくしている。そのため、配線材11と太陽電池10(バスバー電極40)との電気的接続は十分に確保することができる。
Further, in the thermocompression bonding step, the width W1 of the connection region C is set to be larger than substantially half of the width W2 of the
以上の結果、太陽電池10の集電効率や、配線材11の太陽電池10(バスバー電極40)との接着性を向上することができる。
As a result, the current collection efficiency of the
また、本実施形態において、接続領域Cは、複数の粒子13によって形成される。従って、接続領域Cとは、第1方向に略直交する切断面において、軟導電体11bとバスバー電極40との間隔が、粒子13の粒径と略同等以下の領域である。
In the present embodiment, the connection region C is formed by a plurality of
従って、ヒーターブロック50により配線材11を太陽電池10に押し付ける圧力を所定値以上とすることにより、接続領域Cの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくすることができる。配線材11を太陽電池10(バスバー電極40)に大きな圧力で押し付けることにより、軟導電体11bが変形する結果、接続領域Cの幅W1を大きくすることができる。
Therefore, by setting the pressure for pressing the
また、樹脂接着剤12に含まれる粒子13の粒径を所定の粒径以上とすることにより、接続領域Cの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくすることができる。接続領域Cとは、軟導電体11bと太陽電池10(バスバー電極40)との間隔が、粒子13の粒径と略同等以下の領域だからである。このように、粒子13の粒径を大きくすることにより、接続領域Cの幅W1を大きくすることができる。
Further, by setting the particle size of the
また、第1方向に略直交する切断面における配線材11の外周の曲率を小さくすることにより、接続領域Cの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくすることができる。配線材11が扁平形状に近ければ、配線材11と太陽電池10(バスバー電極40)との間隔が粒子13の粒径と略同等以下の領域の幅を大きくすることができるためである。
Further, by reducing the curvature of the outer periphery of the
2.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態と上記第1実施形態との相違点は、バスバー電極が配線材に向かって突出する突起部を有する点である。従って、以下では、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を省略する。 (太陽電池ストリングの構成)
本実施形態に係る太陽電池ストリング1の構成について、図7を参照しながら説明する。図7は、図4のB−B切断面における拡大断面図である。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the bus bar electrode has a protrusion protruding toward the wiring member. Therefore, in the following, description of the same or similar parts as in the first embodiment will be omitted. (Configuration of solar cell string)
The configuration of the solar cell string 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
図7に示すように、本実施形態に係るバスバー電極40は、配線材11に向かって凸状に形成された突起部40aを有する。突起部40aは、バスバー電極40のうち第2方向における端部に形成される。突起部40aは、配線材11が有する軟導電体11bにめり込む。第3方向における突起部40aの高さは、軟導電体11bの厚みT1と略同等であることが好ましい。このような突起部40aは、以下の第1乃至第3の手法により形成することができる。
As shown in FIG. 7, the
第1の手法は、光電変換部20上にバスバー電極40をスクリーン印刷法により形成する際、スクリーンを固定する枠体と光電変換部20との間隔を大きくする手法である。
The first method is a method of increasing the interval between the frame for fixing the screen and the
まず、光電変換部20と枠体とを所定間隔に固定する。次に、スクリーンの開口部分から銀ペーストを光電変換部20上に押し出す。この際、スクリーンは、スキージによって光電変換部20側へ押し付けられた後、元の位置まではね上がる。
First, the
ここで、スクリーンは、枠体に格子状に張られたワイヤーの開口部分が乳剤によってつぶされた部分と、バスバー電極40の形状で乳剤が欠損された部分とを有する。従って、スクリーンがはね上がる際、乳剤が形成された部分と乳剤が欠損された部分との境界において、銀ペーストは、スクリーンに引っ張られることにより持ち上げられる。これにより、バスバー電極40の端部において突起部40aが形成される。このような突起部40aは、スクリーンのはね上がりが大きいほど、すなわち、スクリーンを固定する枠体と光電変換部20との間隔が大きいほど高く形成することができる。
Here, the screen has a portion in which the opening portion of the wire stretched in a lattice shape on the frame is crushed by the emulsion, and a portion in which the emulsion is lost in the shape of the
第2の手法は、光電変換部20上にバスバー電極40をスクリーン印刷法により形成する際、印刷速度を上げる手法である。印刷速度とは、スクリーンの開口部分から銀ペーストを光電変換部20上に押し出す際のスキージの移動速度である。
The second method is a method of increasing the printing speed when the
スキージの移動速度を上げると、スクリーンはより速くはね上がる。スクリーンが速くはね上がると、乳剤が形成された部分と乳剤が欠損された部分との境界において、銀ペーストはスクリーンに引っ張られる。これにより、バスバー電極40の端部において突起部40aが形成される。このような突起部40aは、スクリーンが早くはね上がるほど、すなわち、印刷速度を上げるほど高く形成することができる。
Increasing the speed of the squeegee moves up the screen faster. As the screen pops up quickly, the silver paste is pulled to the screen at the boundary between the part where the emulsion is formed and the part where the emulsion is missing. As a result, a
第3の手法は、光電変換部20上にバスバー電極40をスクリーン印刷法により形成する際、バスバー電極40の材料である銀ペーストの粘度を高くする手法である。上述のように、銀ペーストは、乳剤が形成された部分と乳剤が欠損された部分との境界において、スクリーンとともに持ち上げられる。この際、銀ペーストは、粘度が高いほどスクリーンによって引っ張られやすい。すなわち、銀ペーストの粘度を高くするほど、突起部40aを高く形成することができる。
The third method is a method of increasing the viscosity of the silver paste that is a material of the
なお、本実施形態においても、図7に示すように、配線材11の外周は、バスバー電極40に向かって凸状に形成されており、第2方向における接続領域Cの幅W1は、配線材11の幅W2の略半分よりも大きい。
Also in this embodiment, as shown in FIG. 7, the outer periphery of the
(作用及び効果)
本実施形態に係る太陽電池モジュール100では、上記第1実施形態と同様に、配線材11の外周は、第1方向に略直交する切断面において、バスバー電極40に向かって凸状に形成されており、接続領域Cの幅W1は、配線材11の幅W2の略半分よりも大きい。
(Function and effect)
In the
従って、配線材11を接続する工程において、樹脂接着剤12の脱気を促進することができるとともに、接続領域Cにおいて配線材11とバスバー電極40との電気的接続を図ることができる。
Therefore, in the step of connecting the
さらに、本実施形態に係る太陽電池モジュール100において、バスバー電極40は、配線材11に向かって凸状に形成された突起部40aを有する。突起部40aは、バスバー電極40の第2方向における端部に形成され、配線材11にめり込んでいる。
Furthermore, in the
このように、配線材11に突起部40aがめり込むことにより、配線材11とバスバー電極40との機械的な接続強度を向上させることができるとともに、配線材11とバスバー電極40との電気的接続を向上させることができる。その結果、太陽電池10の集電効率及び配線材11の接着性をさらに向上させることができる。
As described above, the
3.第3実施形態
次に、図面を用いて、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態と上記第1実施形態との相違点は、本実施形態に係る太陽電池が集電電極としてバスバー電極を備えない点である。従って、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。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the solar cell according to the present embodiment does not include a bus bar electrode as a collecting electrode. Therefore, in the following description, description of the same or similar parts as those in the first embodiment is omitted.
(太陽電池モジュールの概略構成)
本実施形態に係る太陽電池モジュール200の概略構成について、図8を参照しながら説明する。図8は、本実施形態に係る太陽電池モジュール200の側面拡大図である。
(Schematic configuration of solar cell module)
A schematic configuration of the
太陽電池モジュール200は、受光面側保護材2と裏面側保護材3との間に、太陽電池ストリング60を封止材4によって封止することにより構成される。
The
太陽電池ストリング60は、複数の太陽電池70、配線材11及び樹脂接着剤72を備える。太陽電池ストリング60は、第1方向に従って配列された複数の太陽電池70を配線材11によって互いに接続することにより構成される。
The
樹脂接着剤72は、エポキシ樹脂を主成分とする帯状フィルムシート接着剤である。ただし、樹脂接着剤72に、導電性を有する粒子を含まない。
The
その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
(太陽電池の構成)
次に、太陽電池70の構成について、図9を参照しながら説明する。図9は、太陽電池70の受光面側の平面図である。
(Configuration of solar cell)
Next, the configuration of the
太陽電池70は、図9に示すように、光電変換部20及び細線電極30を備える。太陽電池70は、集電電極としてバスバー電極を備えない。
As shown in FIG. 9, the
その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
(太陽電池ストリングの構成)
次に、太陽電池ストリング60の構成について、図10乃至図12を参照しながら説明する。図10は、太陽電池70上に配線材11を配設した状態を示している。図11は、図10のD−D切断面における拡大断面図である。図12は、図10のE−E切断面における拡大断面図である。
(Configuration of solar cell string)
Next, the configuration of the
図10に示すように、樹脂接着剤72は、太陽電池70上において、第1方向に沿って2本配置される。また、配線材11は、樹脂接着剤72上において、第1方向に沿って配置される。配線材11の第2方向における幅は、樹脂接着剤72の幅よりも狭い。
As shown in FIG. 10, two
このように、太陽電池70上において、樹脂接着剤72と配線材11とは順番に配置される。
Thus, on the
図11に示すように、配線材11は、低抵抗体11a、軟導電体11b及び軟導電体11cを含む。第2方向における配線材11の幅はW2である。
As shown in FIG. 11, the
太陽電池70の主面に略垂直な第3方向において、軟導電体11bの厚みT1は、第2方向中央部から端部に向かうに従って小さくなる。即ち、第1方向に略直交する切断面において、配線材11の外周は、太陽電池70に向かって凸状に形成されている。
In the third direction substantially perpendicular to the main surface of the
図12に示すように、細線電極30の上端部は、軟導電体11b中に埋め込まれる。即ち、細線電極30の一部は、配線材11中に埋め込まれる。これにより、細線電極30と配線材11とが電気的にも機械的にも接続される。
As shown in FIG. 12, the upper end portion of the
本実施形態では、図11及び図12に示すように、細線電極30と軟導電体11bとが電気的に接続する領域を接続領域Fという。接続領域Fは、細線電極30の一部が配線材11中に埋め込まれることにより形成される。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, a region where the
ここで、第2方向における接続領域Fの幅W1は、図11に示すように、配線材11の幅W2の略半分よりも大きい。
Here, the width W1 of the connection region F in the second direction is larger than substantially half of the width W2 of the
(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200の製造方法について説明する。
(Method for manufacturing solar cell module)
Next, a method for manufacturing the
まず、第1実施形態において説明したのと同様の光電変換部20を作製する。
First, the
次に、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等の印刷法を用いて、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを、光電変換部20の受光面上及び裏面上において、第2方向に沿って複数本ずつ塗布する。次に、銀ペーストを所定条件で加熱して溶剤を揮発させた後、さらに加熱することにより本乾燥する。このようにして細線電極30を形成する。以上により、太陽電池70が作製される。
Next, using a printing method such as a screen printing method or an offset printing method, a plurality of epoxy thermosetting silver pastes are provided along the second direction on the light receiving surface and the back surface of the
次に、太陽電池70上に、樹脂接着剤72を介して配線材11を熱圧着する。これにより、配線材11と太陽電池70とを機械的かつ電気的に接続する。具体的には、まず、光電変換部20の受光面上及び裏面上のそれぞれに、樹脂接着剤72と配線材11とを順番に配置する。次に、約180℃に加熱されたヒーターブロックにより、配線材11を太陽電池70に向けて15秒程度押し付ける。
Next, the
配線材11と太陽電池70との電気的な接続は、細線電極30の一部が配線材11中に埋め込まれる領域、即ち、接続領域Fによってなされる。ここで、本実施形態では、第2方向における接続領域Fの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。
Electrical connection between the wiring
具体的に、接続領域Fの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくするには、以下の2つの手法を採ることができる。
Specifically, in order to make the width W1 of the connection region F larger than substantially half of the width W2 of the
第1の手法は、ヒーターブロック50により配線材11を太陽電池70に押し付ける圧力を所定値以上とする手法である。
The first method is a method in which the pressure for pressing the
第2の手法は、第1方向に略直交する切断面における配線材11の外周の曲率を小さくする手法である。即ち、配線材11として、扁平に近いものを用いる手法である。具体的には、低抵抗体11aを軟導電体11bのメッキ浴槽から引き上げる際の速度、または、メッキ浴槽から引き上げるために用いるダイスの形状を変更することにより、配線材11の外周の曲率を制御する。
The second method is a method of reducing the curvature of the outer periphery of the
実際の圧着工程においては、ヒーターブロック50を押し付ける圧力と配線材11の曲率とを2者一体として連動させることにより、接続領域Fの幅W1を配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。以上により、太陽電池ストリング60が作製される。
In the actual crimping process, the pressure W for pressing the
次に、ガラス基板(受光面側保護材2)上に、EVA(封止材4)シート、太陽電池ストリング60、EVA(封止材4)シート及びPETシート(裏面側保護材3)を順次積層して積層体とする。
Next, an EVA (sealing material 4) sheet, a
次に、上記積層体を、真空雰囲気において加熱圧着することにより仮圧着した後、所定条件で加熱することによりEVAを完全に硬化させる。以上により、太陽電池モジュール200が製造される。
Next, the laminated body is temporarily pressure-bonded by thermocompression bonding in a vacuum atmosphere, and then EVA is completely cured by heating under a predetermined condition. Thus, the
なお、太陽電池モジュール200には、端子ボックスやAlフレーム等を取り付けることができる。
Note that a terminal box, an Al frame, or the like can be attached to the
(作用及び効果)
本実施形態に係る太陽電池モジュール200の製造方法によれば、太陽電池70の主面上に、樹脂接着剤72を介して配線材11を熱圧着する工程において、配線材11と細線電極30とを電気的に接続する接続領域Fの幅W1を、配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。配線材11の外周は、第1方向に略直交する切断面において、バスバー電極40に向かって凸状に形成されている。
(Function and effect)
According to the method for manufacturing the
このように、配線材11の外周は、バスバー電極40に向かって凸状に形成されている。そのため、熱圧着工程では、まず、樹脂接着剤72の第2方向中央部に圧力が加えられた後、徐々に端部へと圧力が加えられる。従って、樹脂接着剤72の脱気は、中央部から端部へと徐々に行われる。このように、樹脂接着剤72の脱気が促進される結果、熱圧着工程後に樹脂接着剤72中に気体の塊が空洞となって残留することを抑制することができる。
Thus, the outer periphery of the
また、熱圧着工程において、接続領域Fの幅W1を、配線材11の幅W2の略半分よりも大きくする。そのため、配線材11と太陽電池70(細線電極30)との電気的な接続は十分に確保することができる。
Further, in the thermocompression bonding process, the width W1 of the connection region F is set to be larger than substantially half of the width W2 of the
以上の結果、太陽電池70の集電効率や、配線材11の太陽電池70(細線電極30)との接着性を向上することができる。
As a result, the current collection efficiency of the
(その他の実施形態)
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
また、上記実施形態では、光電変換部20の裏面上において、細線電極30を複数本形成したが、裏面全面を覆うように形成してもよい。本発明は、光電変換部20の裏面に形成される細線電極30の形状を限定するものではない。
Moreover, in the said embodiment, although the multiple
また、上記第1実施形態では、樹脂接着剤12の第2方向における幅を、バスバー電極40の第2方向における幅よりも大きくしたが、略同等又は小さくてもよい。
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the width | variety in the 2nd direction of the
また、上記第2実施形態では、突起部40aを軟導電体11bの厚みT1よりも小さく形成したが、突起部40aの高さを軟導電体11bの厚みT1よりも大きく形成しても良い。すなわち、突起部40aは、低抵抗体11aに達していても良い。
Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the
また、上記第3実施形態では、樹脂接着剤72の第2方向における幅を、配線材11の第2方向における幅よりも大きくしたが、略同等又は小さくてもよい。
Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the width | variety in the 2nd direction of the
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。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
以下、本発明に係る太陽電池モジュールに用いる太陽電池の実施例について具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。 Examples of solar cells used in the solar cell module according to the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to those shown in the following examples, and the gist thereof is not changed. However, it can be implemented with appropriate modifications.
実施例1〜8及び比較例1〜5を、次の表1に基づいて作製した。
まず、寸法100mm角のn型単結晶シリコン基板を用いて光電変換部を作製した。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were produced based on the following Table 1.
First, a photoelectric conversion part was manufactured using an n-type single crystal silicon substrate having a size of 100 mm square.
光電変換部の受光面上及び裏面上に、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを用いて、スクリーン印刷法により細線電極とバスバー電極とを櫛形状に形成した。バスバー電極の厚み(高さ)を50μm、幅を1.5mmとした。このようにして太陽電池を作製した。 A thin wire electrode and a bus bar electrode were formed in a comb shape on the light receiving surface and the back surface of the photoelectric conversion unit by screen printing using an epoxy thermosetting silver paste. The thickness (height) of the bus bar electrode was 50 μm and the width was 1.5 mm. In this way, a solar cell was produced.
次に、幅1.5mmの扁平な銅箔の上下面に、SnAgCu系半田を凸形状にメッキ処理した配線材を準備した。具体的には、配線材の幅方向における中央部と端部との厚みを、表1に示すように実施例ごとに異ならせた。 Next, a wiring material was prepared by plating SnAgCu-based solder into a convex shape on the upper and lower surfaces of a flat copper foil having a width of 1.5 mm. Specifically, as shown in Table 1, the thicknesses of the central part and the end part in the width direction of the wiring material were varied for each example.
半田浴槽から銅箔を引き上げるための部材であるダイスの形状を変更することにより配線材の厚みの制御を行った。 The thickness of the wiring material was controlled by changing the shape of the die, which is a member for pulling up the copper foil from the solder bath.
次に、一の太陽電池の受光面上に形成されたバスバー電極と、隣接する他の太陽電池の裏面上に形成されたバスバー電極とに、エポキシ樹脂系接着剤を塗布した。エポキシ樹脂系接着剤としては、エポキシ樹脂1mm3中にニッケル粒子を約50000個混練したものを用いた。ニッケル粒子の粒径は、表1に示すように実施例ごとに設定した。
Next, an epoxy resin adhesive was applied to the bus bar electrode formed on the light receiving surface of one solar cell and the bus bar electrode formed on the back surface of another adjacent solar cell. As the epoxy resin-based adhesive, one obtained by kneading about 50000 nickel particles in 1
次に、エポキシ樹脂系接着剤上に配線材を配置した。 Next, a wiring material was placed on the epoxy resin adhesive.
次に、200℃に加熱した金属ヘッドによって配線材の上下から加圧しながら60秒間加熱した。金属ヘッドの加圧力は、表1に示すように実施例ごとに設定した。 Next, it heated for 60 second, pressing from the upper and lower sides of a wiring material with the metal head heated at 200 degreeC. The pressurizing force of the metal head was set for each example as shown in Table 1.
以上のようにして、実施例1〜8に係る太陽電池を作製した。 The solar cell which concerns on Examples 1-8 was produced as mentioned above.
(比較例)
本発明の比較例1〜5に係る太陽電池ストリングを、上記表1に基づいて作製した。比較例と上記実施例との製造方法における相違点は、配線材の幅方向における中央部と端部との厚み、ニッケル粒子の粒径及び金属ヘッドの加圧力の設定である。
(Comparative example)
The solar cell string which concerns on Comparative Examples 1-5 of this invention was produced based on the said Table 1. The difference in the manufacturing method between the comparative example and the above example is the setting of the thickness between the central portion and the end portion in the width direction of the wiring material, the particle size of the nickel particles, and the pressure applied to the metal head.
その他の工程は、上記実施例と同様である。 Other steps are the same as those in the above embodiment.
(出力測定)
以下、表1を参照しながら、配線材を熱接着する前後において、実施例1〜8及び比較例1〜5に係る太陽電池の出力を測定した結果について検討する。
(Output measurement)
Hereinafter, the results of measuring the outputs of the solar cells according to Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 before and after thermally bonding the wiring materials will be examined with reference to Table 1.
表1において、出力比とは、配線材を熱接着する前の太陽電池出力に対する、配線材を熱接着した後の太陽電池出力の相対値である。 In Table 1, the output ratio is a relative value of the solar cell output after the wiring material is thermally bonded to the solar cell output before the wiring material is thermally bonded.
また、実施例1〜8及び比較例1〜5について、配線材とバスバー電極とが電気的に接続する接続領域の幅を測定した。ここで、接続領域とは、半田とバスバー電極との間隔がニッケル粒子の粒径と略同等以下の領域である。表1では、第2方向における配線材の幅に対する接続領域の幅を相対値で示している。 Moreover, about Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5, the width | variety of the connection area | region where a wiring material and a bus-bar electrode electrically connect was measured. Here, the connection region is a region where the distance between the solder and the bus bar electrode is approximately equal to or less than the particle size of the nickel particles. In Table 1, the width of the connection region with respect to the width of the wiring material in the second direction is shown as a relative value.
比較例1・2及び実施例1・2の結果から、配線材の圧着圧力を高くすることによって接続領域を大きくできることが確認された。また、接続領域を大きくするほど、太陽電池の出力低下を抑制できることが確認された。これは、接続領域を大きくすることにより、配線材とバスバー電極との接触抵抗を小さくすることができた結果である。 From the results of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, it was confirmed that the connection region can be increased by increasing the pressure-bonding pressure of the wiring material. Moreover, it was confirmed that the output fall of a solar cell can be suppressed, so that a connection area | region is enlarged. This is a result of reducing the contact resistance between the wiring member and the bus bar electrode by increasing the connection region.
同様に、実施例3〜6の結果からも、配線材の圧着圧力を高くして接続領域を大きくすることにより、太陽電池の出力低下を抑制できることが確認された。 Similarly, from the results of Examples 3 to 6, it was confirmed that a decrease in the output of the solar cell can be suppressed by increasing the pressure-bonding pressure of the wiring member to increase the connection region.
また、実施例1・2、実施例3〜6及び比較例3・4の結果を比較すると、ニッケル粒子の粒径を大きくした場合、太陽電池の出力低下を抑制できることが確認された。これは、接続領域が、半田とバスバー電極との間隔がニッケル粒子の粒径と略同等以下の領域であるためである。なお、接続領域は、エポキシ樹脂系接着剤中のニッケル粒子によって形成されている。 Moreover, when the results of Examples 1 and 2, Examples 3 to 6, and Comparative Examples 3 and 4 were compared, it was confirmed that when the particle size of the nickel particles was increased, the output decrease of the solar cell could be suppressed. This is because the connection region is a region in which the distance between the solder and the bus bar electrode is approximately equal to or smaller than the particle size of the nickel particles. The connection region is formed by nickel particles in the epoxy resin adhesive.
比較例2及び実施例7・8の結果を比較すると、半田の中央部と端部との厚み差が小さいほど、接続領域を大きくできることが確認された。これは、配線材が扁平形状に近いほど、ニッケル粒子によって形成される接続領域の幅を大きくすることができるためである。 When the results of Comparative Example 2 and Examples 7 and 8 were compared, it was confirmed that the connection region could be increased as the thickness difference between the central portion and the end portion of the solder was smaller. This is because the width of the connection region formed by the nickel particles can be increased as the wiring material is closer to a flat shape.
一方、比較例5の結果より、配線材を扁平形状に形成した場合には、接続領域が著しく小さくなることが確認された。その結果、配線材を熱圧着することにより太陽電池の出力は著しく低下した。これは、配線材を扁平形状に形成したため、エポキシ樹脂系接着剤の脱気を促進することができず、エポキシ樹脂系接着剤中に気体の塊が空洞となって残留したためである。即ち、実施例1〜8では、エポキシ樹脂系接着剤の脱気が促進されている。 On the other hand, from the result of Comparative Example 5, it was confirmed that when the wiring member is formed in a flat shape, the connection region is remarkably reduced. As a result, the output of the solar cell was significantly reduced by thermocompression bonding of the wiring material. This is because, since the wiring material is formed in a flat shape, the degassing of the epoxy resin adhesive cannot be promoted, and a gas lump remains as a cavity in the epoxy resin adhesive. That is, in Examples 1 to 8, deaeration of the epoxy resin adhesive is promoted.
1…太陽電池ストリング
2…受光面側保護材
3…裏面側保護材
4…封止材
10…太陽電池
11…配線材
11a…低抵抗体
11b…軟導電体
11c…軟導電体
12…樹脂接着剤
13…粒子
20…光電変換部
20a…ITO膜
20b…p型非晶質シリコン層
20c…i型非晶質シリコン層
20d…n型単結晶シリコン基板
20e…i型非晶質シリコン層
20f…n型非晶質シリコン層
20g…ITO膜
30…細線電極
40…バスバー電極
40a・・・突起部
50…ヒーターブロック
60…太陽電池ストリング
70…太陽電池
72…樹脂接着剤
100…太陽電池モジュール
200…太陽電池モジュール
C…接続領域
F…接続領域
W1…幅
W2…幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell string 2 ... Light-receiving surface side
Claims (11)
前記第1及び第2の太陽電池を電気的に接続する配線材と、
前記配線材と前記第1の太陽電池の主面との間に配設される樹脂接着剤と、
を備え、
前記第1の太陽電池は、
受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、
前記光電変換部の主面上に形成され、前記光生成キャリアを集電する集電電極と、
を有し、
前記配線材は、前記第1方向に直交する切断面において、
前記集電電極と接触する凸部と、
前記集電電極から離間するとともに、前記樹脂接着剤を介して前記集電電極と接着される非接触部と、
を有する太陽電池モジュール。 First and second solar cells arranged along a first direction;
A wiring member for connecting the first and second solar cell electrical manner,
A resin adhesive disposed between the wiring member and the main surface of the first solar cell;
With
The first solar cell is:
A photoelectric conversion unit that generates photogenerated carriers by receiving light; and
A collector electrode formed on the main surface of the photoelectric conversion unit and collecting the photogenerated carrier;
Have
The wiring member, in a cutting plane perpendicular to the first hand direction,
A convex portion in contact with the current collecting electrode;
A non-contact portion that is separated from the current collecting electrode and is bonded to the current collecting electrode through the resin adhesive,
A solar cell module.
前記接続領域の幅は、前記配線材と前記集電電極とが接触している幅である請求項2記載の太陽電池モジュール The resin adhesive does not include conductive particles,
The solar cell module according to claim 2, wherein the width of the connection region is a width in which the wiring member is in contact with the current collecting electrode.
前記接続領域は、前記細線電極の一部が前記配線材中に埋め込まれることにより形成さ
れる請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 The current collecting electrode includes a plurality of fine wire electrodes for collecting the photogenerated carriers from the photoelectric conversion unit,
The solar cell module according to any one of claims 1 to 4 , wherein the connection region is formed by embedding a part of the thin wire electrode in the wiring member.
前記バスバー電極は、前記第1方向に沿って形成され、
前記配線材は、前記バスバー電極上に配設されており、
前記樹脂接着剤は、導電性を有する複数の粒子を含み、
前記接続領域は、前記樹脂接着剤に含まれる前記粒子によって形成される請求項1、2、4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 The current collecting electrode includes a plurality of thin wire electrodes that collect the photogenerated carriers from the photoelectric conversion unit, and a bus bar electrode that collects the photo generated carriers from the thin wire electrodes,
The bus bar electrode is formed along the first direction,
The wiring member is disposed on the bus bar electrode,
The resin adhesive includes a plurality of conductive particles,
The solar cell module according to claim 1 , wherein the connection region is formed by the particles contained in the resin adhesive.
前記第1及び第2の太陽電池は、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部の主面上に形成され、前記光生成キャリアを集電する複数本の細線電極と、前記細線電極から前記光生成キャリアを集電する前記第1方向に沿って形成されたバスバー電極とを含み、
前記配線材は、前記第1及び第2の太陽電池の主面上において、前記バスバー電極上に配設され、
前記バスバー電極は、前記配線材に向かって凸状に形成された突起部を有し、
前記突起部は、前記バスバー電極の前記第2方向における端部に形成され、
前記突起部は、前記配線材にめり込み、
前記配線材と前記第1及び第2の太陽電池の主面との間には、導電性を有する複数の粒子を含んだ樹脂接着剤が配設されており、
前記第1方向に直交する切断面において、前記配線材の外周は、前記第1及び第2太陽電池に向かって凸状に形成され、
前記第1方向に略直交する第2方向において、前記配線材と前記集電電極とを電気的に接続する接続領域の幅は、前記配線材の幅の半分よりも大きく、
前記接続領域は、前記樹脂接着剤に含まれる前記粒子によって形成された太陽電池モジュール。 First and second solar cells arranged along a first direction, a solar cell module comprising a wiring member for connecting the first and second solar cell electrical manner,
The first and second solar cells include a photoelectric conversion unit that generates photogenerated carriers by receiving light, and a plurality of thin wire electrodes that are formed on a main surface of the photoelectric conversion unit and collect the photogenerated carriers. A bus bar electrode formed along the first direction for collecting the photogenerated carriers from the thin wire electrode,
The wiring member is disposed on the bus bar electrode on the main surface of the first and second solar cells,
The bus bar electrode has a protrusion formed in a convex shape toward the wiring member,
The protrusion is formed at an end of the bus bar electrode in the second direction,
The protrusion is embedded in the wiring member;
Between the wiring material and the main surface of the first and second solar cells, a resin adhesive containing a plurality of conductive particles is disposed,
The cutting plane perpendicular to the first hand direction, the outer periphery of the wiring member is convexly formed toward the first and second solar cells,
In the second direction substantially orthogonal to the first direction, the width of the connection region that electrically connects the wiring member and the current collecting electrode is greater than half the width of the wiring member,
The connection region is a solar cell module formed by the particles contained in the resin adhesive.
受光により光生成キャリアを生成する光電変換部の主面上に、前記光生成キャリアを集電する集電電極を形成することにより前記第1及び第2太陽電池を準備し、
前記第1方向に直交する切断面において、前記配線材の外周は、前記第1太陽電池に向かって凸部が形成されており、
前記第1及び第2太陽電池の主面上に、樹脂接着剤を介して前記配線材を前記第1方向に沿って前記凸部の融点以下で熱圧着し、
前記第1方向に直交する第2方向において、前記凸部を前記集電電極に接触させ、
前記集電電極から離間させるとともに、前記樹脂接着剤を介して前記配線材と前記集電電極とを接着させる太陽電池モジュールの製造方法。 First and second solar cells arranged along a first direction, a manufacturing method of a solar cell module and a wiring member for connecting the first and second solar cells electrical manner,
Preparing the first and second solar cells by forming current collecting electrodes for collecting the photogenerated carriers on the main surface of the photoelectric conversion unit that generates photogenerated carriers by receiving light;
The cutting plane perpendicular to the direction the first way, the outer periphery of the wiring member is a convex portion is formed toward the first solar cell,
On the main surface of the first and second solar cells, the wiring material is thermocompression bonded below the melting point of the convex portion along the first direction via a resin adhesive,
In a second direction perpendicular to the first hand direction, it is brought into contact with the convex portion to the collector electrode,
The manufacturing method of the solar cell module which makes the said wiring material and the said collector electrode adhere | attach through the said resin adhesive agent while separating from the said collector electrode.
前記樹脂接着剤に含まれる前記粒子の粒径を所定の粒径以上とすることにより、前記接続領域の幅を、前記配線材の幅の半分よりも大きくする請求項9に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The resin adhesive is seen containing a plurality of particles having conductivity,
10. The solar cell module according to claim 9, wherein a width of the connection region is made larger than a half of a width of the wiring member by setting a particle size of the particles contained in the resin adhesive to be equal to or larger than a predetermined particle size. Manufacturing method.
By making the pressure at the time of thermocompression bonding the wiring material on the main surfaces of the first and second solar cells to be equal to or higher than a predetermined pressure, the width of the connection region is larger than half of the width of the wiring material. The manufacturing method of the solar cell module of Claim 9.
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