JP5324602B2 - 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、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のCO2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池モジュールを用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。
このような太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとしては、従来から、例えば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面にシリコン基板とは反対の導電型の不純物を拡散することによってpn接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側の裏面にそれぞれ電極を形成した両面電極型太陽電池セルが主流となっている。また、近年では、シリコン基板の裏面にp型用電極とn型用電極の双方を形成したいわゆる裏面電極型太陽電池セルの開発も進められている。
たとえば、米国特許第5951786号公報(特許文献1)には、絶縁性基材の表面上に電気的導電性を有する配線がパターンニングされており、配線上に裏面電極型太陽電池セルを電気的に接続された太陽電池モジュールが開示されている。
米国特許第5951786号明細書
上記の特許文献1に記載されている構成の太陽電池モジュールの作製はたとえば以下のようにして行なうことができる。
まず、たとえばポリマー材料などからなる網目状の絶縁性基材の表面上にパターンニングされた配線を形成する。
次に、網目状の絶縁性基材の表面上でパターンニングされた配線に裏面電極型太陽電池セルの電極を導電性接着剤を用いて接合することによって、裏面電極型太陽電池セルを網目状の絶縁性基材の表面上の配線に電気的に接続する。
そして、網目状の絶縁性基材の表面上の配線に電気的に接続された裏面電極型太陽電池セルをガラス基板と裏面電極型太陽電池セルとの間、および裏面保護シートと裏面電極型太陽電池セルとの間にそれぞれ設置された封止材に圧着しながら加熱処理することによって、裏面電極型太陽電池セルを封止材中に封止する。これにより、太陽電池モジュールが作製される。
ここで、封止材は、網目状の絶縁性基材の網目から裏面電極型太陽電池セルと配線との間に流れ込んで硬化させられることによってガラス基板と裏面保護シートとの間に裏面電極型太陽電池セルを封止することになる(特許文献1の第7欄第13〜28行目参照)。
特許文献1に記載の太陽電池モジュールにおいては、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との間に空間があると信頼性に問題が発生するため、絶縁性基材を網目状としておいて、シート状の封止材を絶縁性基材側に配置して加熱圧着させることにより、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との間に空間を充填するようにしている。
しかしながら、このような封止材では、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との間の空間を十分に充填できなかったり、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との接合強度を十分に確保できないなどの裏面電極型太陽電池セル側の電極と絶縁性基材側の配線との接続不良が発生する原因となる可能性がある。このような接続不良や裏面電極型太陽電池セルのクラックが発生すると、局所的な発熱を起こすおそれがある。特に、使用環境中の高温時に、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との間に充填された封止材が熱膨張し、絶縁性基材上の配線と裏面電極型太陽電池セルの電極を引き剥がす方向に応力が生じると考えられる。
特許文献1に記載の太陽電池モジュールにおいては、裏面電極型太陽電池セルの両端部それぞれに一つずつ電極を設けた構成しか考慮していない。そして、裏面電極型太陽電池セルの電極やそれに対する配線がそれよりも多くなると、電極間や配線間のスペースが小さくなり、上記の問題が顕著に現れる傾向にある。
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との間の接合をより強固にして、高信頼性を実現することができる太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
また、本発明は、絶縁性基材と絶縁性基材上に設置された配線とを有する配線シートの配線の設置側の表面上、および/または半導体基板と半導体基板の一方の表面で接続されるように形成された複数の電極とを有する裏面電極型太陽電池セルの電極が形成された側の表面上に、2段階硬化が可能な絶縁性の樹脂組成物を塗布する工程と、塗布された樹脂組成物を硬化してBステージ硬化状態とする工程と、樹脂組成物をBステージ硬化状態とした後に、配線シートと裏面電極型太陽電池セルとを重ね合わせる工程と、Bステージ硬化状態の樹脂組成物を硬化させてCステージ硬化状態として絶縁性の硬化樹脂とすることにより、裏面電極型太陽電池セルの半導体基板と配線シートの絶縁性基材との間を硬化樹脂を介して接着するとともに、硬化樹脂の硬化収縮力によって電極と配線とを圧着する工程とを含む太陽電池モジュールの製造方法である。ここで、本発明の太陽電池モジュールの製造方法において、樹脂組成物のBステージ硬化状態におけるタック性が、下降速度1.0mm/秒、引き上げ速度600mm/秒、荷重100gf、プレス時間1秒、測定距離5mmおよび測定温度23℃の測定条件において500gf未満であることが好ましい。
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、塗布する工程において、樹脂組成物が配線シートの配線の設置側の表面上に塗布され、重ね合わせる工程においては、裏面電極型太陽電池セルの電極が配線シートの配線上に位置するように裏面電極型太陽電池セルが配線シート上に設置されることが好ましい。ここで、配線シートの配線は、複数の長方形が長方形の長手方向と直交する方向に配列された形状の部分を含んでおり、塗布する工程において、樹脂組成物は配線の長方形の長手方向に実質的に直交する方向に塗布されることがより好ましい
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、塗布する工程においては、樹脂組成物が裏面電極型太陽電池セルの電極が形成された側の表面上に塗布され、重ね合わせる工程においては、配線シートの配線が裏面電極型太陽電池セルの電極上に位置するように配線シートが裏面電極型太陽電池セル上に設置されることが好ましい。また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、重ね合わされた配線シートと裏面電極型太陽電池セルとを、封止材と共に加熱圧着して封止する工程をさらに含み、封止する工程における加熱により、Bステージ硬化状態の樹脂組成物を硬化させることが好ましい。
本発明によれば、裏面電極型太陽電池セルと絶縁性基材との間の接合をより強固にして、裏面電極型太陽電池セルの電極と配線シートの配線との接続部分にかかる負荷を低減し、信頼性を向上させることができる。
(a)は実施の形態1に用いられる配線シートの一例を配線の設置側から見た模式的な平面図であり、(b)は(a)の1b−1bに沿った模式的な断面図である。 (a)は実施の形態1に用いられる配線シートの配線に電気的に接続される裏面電極型太陽電池セルの一例の模式的な断面図であり、(b)は(a)に示される裏面電極型太陽電池セルの半導体基板の裏面の一例の模式的な平面図である。 (a)は図2(a)に示される裏面電極型太陽電池セルの半導体基板の裏面の他の一例の模式的な平面図であり、(b)は図2(a)に示される裏面電極型太陽電池セルの半導体基板の裏面のさらに他の一例の模式的な平面図である。 (a)は実施の形態1の太陽電池モジュールの一例を受光面側から見たときの模式的な平面図であり、(b)は(a)の4b−4bに沿った模式的な断面図である。 (a)〜(c)は、実施の形態1の太陽電池モジュールの製造方法の一例を図解する模式図である。 (a)および(b)は、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例を封止する製造方法の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)および(b)は、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例を封止する製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)〜(d)は、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例の製造方法の一例を図解する模式図である。 (a)〜(c)は、実施の形態2の太陽電池モジュールの一例の製造方法の一例を図解する模式図である。 (a)〜(d)は、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例の製造方法の一例を図解する模式図である。 (a)〜(f)は、実施例2の太陽電池モジュールを封止する製造方法を図解する模式的な断面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表すものとする。
(実施の形態1)
<配線シート>
図1(a)に、実施の形態1に用いられる配線シートの一例を配線の設置側から見た模式的な平面図を示す。図1(a)に示すように、配線シート10は、絶縁性基材11と、絶縁性基材11の表面上に設置されたn型用配線12、p型用配線13および接続用配線14を含む配線16とを有している。
ここで、n型用配線12、p型用配線13および接続用配線14はそれぞれ導電性であり、n型用配線12およびp型用配線13はそれぞれ複数の長方形が長方形の長手方向に直交する方向に配列された形状を含む櫛形状とされている。一方、接続用配線14は帯状とされている。また、配線シート10の終端にそれぞれ位置しているn型用配線12aおよびp型用配線13b以外の隣り合うn型用配線12とp型用配線13とは接続用配線14によって電気的に接続されている。
また、配線シート10においては、櫛形状のn型用配線12の櫛歯(長方形)に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯(長方形)に相当する部分とが1本ずつ交互に噛み合わさるようにn型用配線12およびp型用配線13がそれぞれ配置されている。その結果、櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分とはそれぞれ1本ずつ交互に所定の間隔を空けて配置されることになる。なお、n型用配線12およびp型用配線13の櫛歯に相当する部分のうちの少なくとも一方を1本ではなく複数本ずつ交互に配置してもよい。いずれにせよ、n型用配線12またはp型用配線13のいずれか一方の配線が少なくとも部分的に他方の配線の間に位置する箇所を含む構成となる。
図1(b)に、図1(a)の1b−1bに沿った模式的な断面図を示す。ここで、図1(b)に示すように、配線シート10においては、絶縁性基材11の一方の表面上にのみn型用配線12およびp型用配線13が設置されている。
ここで、絶縁性基材11の材質としては、電気絶縁性の材質であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethylene terephthalate)、ポリエチレンナフタレート(PEN:Polyethylene naphthalate)、ポリフェニレンサルファイド(PPS:Polyphenylene sulfide)、ポリビニルフルオライド(PVF:Polyvinyl fluoride)およびポリイミド(Polyimide)からなる群から選択された少なくとも1種の樹脂を含む材質を用いることができる。
また、絶縁性基材11の厚さは特に限定されず、たとえば25μm以上150μm以下とすることができる。
なお、絶縁性基材11は、1層のみからなる単層構造であってもよく、2層以上からなる複数層構造であってもよい。
また、配線16の材質としては、導電性の材質のものであれば特に限定なく用いることができ、たとえば、銅、アルミニウムおよび銀からなる群から選択された少なくとも1種を含む金属などを用いることができる。
また、配線16の厚さも特に限定されず、たとえば10μm以上50μm以下とすることができる。
また、配線16の形状も上述した形状に限定されず、適宜設定することができるものであることは言うまでもない。
また、配線16の少なくとも一部の表面には、たとえば、ニッケル(Ni)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、錫(Sn)、SnPbはんだ、およびITO(Indium Tin Oxide)からなる群から選択された少なくとも1種を含む導電性物質を設置してもよい。この場合には、配線シート10の配線16と後述する裏面電極型太陽電池セルの電極との電気的接続を良好なものとし、配線16の耐候性を向上させることができる傾向にある。
また、配線16の少なくとも一部の表面には、たとえば防錆処理や黒化処理などの表面処理を施してもよい。
なお、配線16も、1層のみからなる単層構造であってもよく、2層以上からなる複数層構造であってもよい。
以下に、図1(a)および図1(b)に示される構成の配線シート10の製造方法の一例について説明する。
まず、たとえばPETフィルムなどの絶縁性基材11を用意し、その絶縁性基材11の一方の表面の全面にたとえば金属箔または金属プレートなどの導電性物質を貼り合わせる。たとえば所定の幅にカットされた絶縁性基材のロールを引き出し、絶縁性基材の一方の表面に接着剤を塗布し、絶縁性基材の幅よりやや小さくカットされた金属箔のロールを重ね合わせて加圧・加熱することで貼り合わせることができる。
次に、絶縁性基材11の表面に貼り合わされた導電性物質の一部をフォトエッチングなどにより除去して導電性物質をパターンニングすることによって、絶縁性基材11の表面上にパターンニングされた導電性物質からなるn型用配線12、p型用配線13および接続用配線14などを含む配線16を形成する。
以上により、図1(a)および図1(b)に示される構成の配線シート10を作製することができる。
<裏面電極型太陽電池セル>
図2(a)に、実施の形態1に用いられる配線シートの配線に電気的に接続される裏面電極型太陽電池セルの一例の模式的な断面図を示す。図2(a)に示される裏面電極型太陽電池セル20は、たとえばn型またはp型のシリコン基板などの半導体基板21と、裏面電極型太陽電池セル20の受光面となる半導体基板21の凹凸表面側に形成された反射防止膜27と、裏面電極型太陽電池セル20の裏面となる半導体基板21の裏面側に形成されたパッシベーション膜26とを有している。
また、半導体基板21の裏面側には、たとえばリンなどのn型不純物が拡散して形成されたn型不純物拡散領域22とたとえばボロンなどのp型不純物が拡散して形成されたp型不純物拡散領域23とが所定の間隔を空けて交互に形成されているとともに、半導体基板21の裏面側のパッシベーション膜26に設けられたコンタクトホールを通してn型不純物拡散領域22に接するn型用電極24およびp型不純物拡散領域23に接するp型用電極25がそれぞれ設けられている。
ここで、n型またはp型の導電型を有する半導体基板21の裏面側には、n型不純物拡散領域22またはp型不純物拡散領域23と半導体基板21内部との界面において複数のpn接合が形成されることになる。半導体基板21がn型またはp型のいずれの導電型を有していても、n型不純物拡散領域22およびp型不純物拡散領域23はそれぞれ半導体基板21内部と接合していることから、n型用電極24およびp型用電極25はそれぞれ半導体基板21の裏面側に形成された複数のpn接合にそれぞれ対応する電極となる。
図2(b)に、図2(a)に示される裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21の裏面側から見たときの一例の模式的な平面図を示す。ここで、図2(b)に示すように、n型用電極24およびp型用電極25はそれぞれ櫛形状に形成されており、櫛形状のn型用電極24の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用電極25の櫛歯に相当する部分とが1本ずつ交互に噛み合わさるようにn型用電極24およびp型用電極25が配置されている。その結果、櫛形状のn型用電極24の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用電極25の櫛歯に相当する部分とはそれぞれ1本ずつ交互に所定の間隔を空けて配置されることになる。
ここで、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24およびp型用電極25のそれぞれの形状および配置は、図2(b)に示す構成に限定されず、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13にそれぞれ電気的に接続可能な形状および配置であればよい。
図3(a)に、図2(a)に示される裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21の裏面の他の一例の模式的な平面図を示す。ここで、図3(a)に示すように、n型用電極24およびp型用電極25はそれぞれ同一方向に伸長(図3(a)の上下方向に伸長)する帯状に形成されており、半導体基板21の裏面において上記の伸長方向と直交する方向にそれぞれ1本ずつ交互に配置されている。
図3(b)に、図2(a)に示される裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21の裏面のさらに他の一例の模式的な平面図を示す。ここで、図3(b)に示すように、n型用電極24およびp型用電極25はそれぞれ点状に形成されており、点状のn型用電極24の列(図3(b)の上下方向に伸長)および点状のp型用電極25の列(図3(b)の上下方向に伸長)がそれぞれ半導体基板21の裏面において1列ずつ交互に配置されている。なお、図2(a)、図2(b)、図3(a)および図3(b)に図示した構成では、n型用電極24およびp型用電極25のいずれもの少なくとも一部を1本または1列ずつとしてそれらを交互に配置する構成であるが、n型用電極24およびp型用電極25の少なくともいずれか一方を、1本または1列ではなく複数本または複数列としてもよい。いずれにせよ、n型用電極24またはp型用電極25のいずれか一方の電極が、少なくとも部分的に他方の電極の間に位置する箇所を含む構成となる。
また、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24の少なくとも一部の表面および/またはp型用電極25の少なくとも一部の表面には、たとえば、ニッケル(Ni)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、錫(Sn)、SnPbはんだ、およびITO(Indium Tin Oxide)からなる群から選択された少なくとも1種を含む導電性物質を設置してもよい。この場合には、配線シート10の配線16と裏面電極型太陽電池セル20の電極(n型用電極24、p型用電極25)との電気的接続を良好なものとし、裏面電極型太陽電池セル20の電極(n型用電極24、p型用電極25)の耐候性を向上させることができる傾向にある。
また、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24の少なくとも一部の表面および/またはp型用電極25の少なくとも一部の表面には、たとえば防錆処理や黒化処理などの表面処理を施してもよい。
また、半導体基板21としては、たとえば、n型またはp型の多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどからなるシリコン基板などを用いることができる。なお、半導体基板21としては、裏面側でpn接合を形成するには、単結晶であることが好ましい。
また、n型用電極24およびp型用電極25としてはそれぞれ、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。
また、パッシベーション膜26としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。
また、反射防止膜27としては、たとえば、窒化シリコン膜などを用いることができる。
なお、本発明における裏面電極型太陽電池セルの概念には、上述した半導体基板21の一方の表面側(裏面側)のみにn型用電極24およびp型用電極25の双方が形成された構成のものだけでなく、MWT(Metal Wrap Through)セル(半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池セル)などのいわゆるバックコンタクト型太陽電池セル(太陽電池セルの受光面側と反対側の裏面側から電流を取り出す構造の太陽電池セル)のすべてが含まれる。
<太陽電池モジュール>
図4(a)に、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例を受光面側から見たときの模式的な平面図を示し、図4(b)に、図4(a)の4b−4bに沿った模式的な断面図を示す。なお、以下においては、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例として、図1(a)および図1(b)に示す配線シート10の表面上の配線16に、図2(a)および図2(b)に示す裏面電極型太陽電池セル20の複数を接続した構成について説明するが、実施の形態1の太陽電池モジュールの構成は、図4(a)および図4(b)に示す構成に限定されないことは言うまでもない。たとえば、単一の配線シートに単一の裏面電極型太陽電池セルを接続した構成としてもよい。なお、ここで、配線シートと裏面電極型太陽電池セルとの接続は、配線シートの配線と裏面電極型太陽電池セルの電極とを導通状態とすることが可能なように接続されていればよい。
図4(a)および図4(b)に示すように、実施の形態1の太陽電池モジュールは、裏面電極型太陽電池セル20の裏面側と、配線シート10の配線16の設置側とが向かい合うようにして配線シート10上に裏面電極型太陽電池セル20を設置することによって構成される。
すなわち、図4(b)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20の裏面側のn型用電極24は配線シート10の絶縁性基材11の表面上に設置されたn型用配線12と接触されるとともに、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25は配線シート10の絶縁性基材11の表面上に設置されたp型用配線13と接触される。この状態で隣接する電極間に塗布された絶縁性の樹脂組成物を硬化させることにより、裏面電極型太陽電池セル20の電極間および配線シート10の絶縁性基材11に接着しながら収縮し、裏面電極型太陽電池セル20の電極と配線シート10の配線とを接触させる力が生じ、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24と配線シート10のn型用配線12とが電気的に接続され、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25と配線シート10のp型用配線13とが電気的に接続されることになる。
図1(a)に示すように、配線シート10の終端にそれぞれ位置しているn型用配線12aおよびp型用配線13a以外の隣り合うn型用配線12とp型用配線13とは、接続用配線14によって電気的に接続されていることから、配線シート10上で隣り合うようにして設置される裏面電極型太陽電池セル20同士は互いに電気的に接続されることになる。したがって、図4(a)および図4(b)に示す構成の太陽電池モジュールにおいては、配線シート10上に設置されたすべての裏面電極型太陽電池セル20は電気的に直列に接続されることになる。
ここで、太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セル20の受光面に光が入射することによって発生した電流は裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25から配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13に取り出される。そして、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13に取り出された電流は、配線シート10の終端にそれぞれ位置しているn型用配線12aおよびp型用配線13aから太陽電池モジュールの外部に取り出されることになる。
本発明の太陽電池モジュールにおいては、たとえば図4(b)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合うn型用電極24とp型用電極25との間の領域に絶縁性の硬化樹脂17が設置されているために、裏面電極型太陽電池セル20と絶縁性基材11との間の接合をより強固なものにすることができる。なお、絶縁性の硬化樹脂17は、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合うn型用電極24とp型用電極25との間、および、配線シート10の隣り合うn型用配線12とp型用配線13との間における短絡の発生を実質的に防止することができる程度の電気抵抗を有していればよい。
また、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25と、配線シート10の配線16のn型用配線12およびp型用配線13とはそれぞれお互いに接しているだけで固定されない状態としてもよい。そうすれば、太陽電池モジュールに温度変化などの熱応力や風、積雪などの機械的な応力が加わり、裏面電極型太陽電池セル20と配線との間にせん断応力が発生した場合でも、応力は電極間や配線間の絶縁性の硬化樹脂17に負荷される。接続部分は固定されておらず、応力に応じて一時的にずれることが可能であり、接続部分の破壊を防ぎ、信頼性を高めることができる。
以下、図5(a)〜図5(c)を参照して、図4(a)および図4(b)に示される構成の太陽電池モジュールの製造方法の一例について説明する。
まず、図5(a)の模式的平面図に示すように、図1(a)に示す構成の配線シート10を用意し、配線シート10の配線16の設置側の表面に絶縁性の樹脂組成物17aを塗布する。これにより、配線シート10の櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間に絶縁性の樹脂組成物17aが設置される。なお、絶縁性の樹脂組成物17aは、後述する硬化によって、上記の絶縁性の硬化樹脂17を形成することができる程度の電気抵抗を有していればよい。
ここで、樹脂組成物17aの塗布方法は特に限定されないが、たとえば、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布またはスリットコーターなどを用いることができる。
また、樹脂組成物17aは、配線シート10の櫛形配線であるn型用配線12の櫛歯に相当する部分の長手方向およびp型用配線13の櫛歯に相当する部分の長手方向のそれぞれに実質的に直交する方向18に塗布されることが好ましい。この場合には、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10とを貼り合わせる際に、n型用配線12およびp型用配線13の長手方向に沿って樹脂組成物17aが濡れ広がり、気泡の混入を抑止しながら樹脂組成物17aを裏面電極型太陽電池セル20の全面に行き渡らせることができる傾向にある。
なお、実施の形態1において、n型用配線12の櫛歯に相当する部分の長手方向およびp型用配線13の櫛歯に相当する部分の長手方向のそれぞれに実質的に直交する方向18は、n型用配線12の櫛歯に相当する部分の長手方向およびp型用配線13の櫛歯に相当する部分の長手方向のそれぞれに対して完全に直交する方向であってもよいことは勿論、完全に直交する方向に対して−14°〜+14°の範囲内で傾いていてもよい。
また、樹脂組成物17aは、樹脂成分として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、およびエポキシ樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂のいずれかを含んでいることが好ましい。また、塗布性と濡れ拡がり性から、樹脂の粘度は1000mPa・s〜10000mPa・sに調整することが望ましい。この場合には、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を十分に充填することができ、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との接合強度を十分に確保することができる傾向にある。なお、実施の形態1において、樹脂組成物17aに含まれる樹脂成分は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、およびエポキシ樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂に限定されないことは言うまでもない。
また、樹脂組成物17aは、樹脂成分以外の成分として、たとえば硬化剤などの従来から公知の添加剤を1種類以上含んでいてもよい。
次に、図5(b)の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24が配線シート10のn型用配線12上に位置し、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25が配線シート10のp型用配線13上に位置するように、裏面電極型太陽電池セル20を配線シート10上に設置して裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10とを重ね合わせる。
その後、たとえば樹脂組成物17aを加熱および/または樹脂組成物17aに光を照射することなどによって樹脂組成物17aを硬化して、図5(c)の模式的断面図に示すように絶縁性の硬化樹脂17を形成する。
ここで、実施の形態1においては、樹脂組成物17aは、樹脂組成物17aの硬化による硬化樹脂17の形成時において、樹脂組成物17a自身が収縮することになるが、樹脂組成物17aは、裏面電極型太陽電池セル20のパッシベーション膜26および配線シート10の絶縁性基材11のそれぞれに接着しているため、樹脂組成物17aの硬化時の収縮力によって、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の接合がより強固なものとなる。ここで、硬化樹脂17は、太陽電池モジュールの使用範囲中において「裏面電極型太陽電池セル20のパッシベーション膜26と配線シート10の絶縁性基材11との接着強度」>「硬化収縮力」>「熱膨張力」の関係を満たすことで、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の電気的な接続を保持することが出来る。
特に、上述した構成のように、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合う櫛形状のn型用電極24の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用電極25の櫛歯に相当する部分との間の領域、かつ絶縁性基材11上で隣り合う櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間の領域に塗布された樹脂組成物17aを硬化させて硬化樹脂17とした場合には、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10の絶縁性基材11との間の接合をより強固なものとすることができる。
また、実施の形態1においては、上記の特許文献1に比較して、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を十分に充填することができ、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との接合強度を十分に確保することができ、接続の信頼性を高めることができる。
なお、本発明における太陽電池モジュールの概念には、配線シート10の表面上において裏面電極型太陽電池セル20の複数が直線状に電気的に接続される場合だけでなく、図4(a)に示すように裏面電極型太陽電池セル20の複数が直線状以外のたとえばマトリクス状などの形状に電気的に接続される場合も含まれるものとする。
<太陽電池モジュールの封止>
図6(a)および図6(b)に、実施の形態1の太陽電池モジュールを封止する製造方法の一例を図解する模式的な断面図を示す。以下、図6(a)および図6(b)を参照して、実施の形態1の太陽電池モジュールを封止する製造方法の一例について説明する。
なお、以下においては、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例として、図4(a)および図4(b)に示す構成の太陽電池モジュールを封止材中に封止した構成の太陽電池モジュールについて説明するが、実施の形態1の太陽電池モジュールの構成は、この構成に限定されないことは言うまでもない。
まず、図6(a)に示すように、図4(a)および図4(b)に示す構成の太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セル側にシート状の第1の透明樹脂31aを備えた透明基板30を設置するとともに、図4(a)および図4(b)に示す構成の太陽電池モジュールの配線シート側にシート状の第2の透明樹脂31bを備えた裏面保護シート32を設置する。
次に、第1の透明樹脂31aを太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セルに圧着させるとともに、第2の透明樹脂31bを太陽電池モジュールの配線シートに圧着させた状態で加熱処理することによって、第1の透明樹脂31aと第2の透明樹脂31bとを一体化させて硬化させる。これにより、図6(b)に示すように、第1の透明樹脂31aと第2の透明樹脂31bとが一体化してなる封止材31中に上記の太陽電池モジュールが封止されてなる実施の形態1の太陽電池モジュールの一例が作製される。
図5(b)に示す太陽電池モジュールにおいては、硬化樹脂17の硬化収縮力によって裏面電極型太陽電池セル20が配線シート10に強く圧着され、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24と配線シートのn型用配線12との圧着および裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25と配線シートのp型用配線13との圧着がそれぞれ強化されて、裏面電極型太陽電池セル20の電極と配線シート10の配線との間に良好な電気的接続が得られることになる。
ここで、太陽電池モジュールを封止材31中に封止するための圧着および加熱処理は、たとえばラミネータと呼ばれる真空圧着および加熱処理を行なう装置などを用いて行なうことができる。たとえばラミネータにより第1の透明樹脂31aおよび第2の透明樹脂31bを熱変形させ、第1の透明樹脂31aおよび第2の透明樹脂31bを熱硬化させることにより、これらの透明樹脂が一体化されて封止材31が形成され、封止材31中に上記の太陽電池モジュールが包み込まれるようにして封止されることになる。
なお、真空圧着とは、大気圧よりも減圧した雰囲気下で圧着させる処理のことである。ここで、圧着方法として真空圧着を用いた場合には、第1の透明樹脂31aと第2の透明樹脂31bとの間に空隙が形成されにくくなり、第1の透明樹脂31aと第2の透明樹脂31bとを一体化して形成された封止材31中に気泡が残留しにくくなる傾向にある点で好ましい。
ここで、透明基板30としては、太陽光に対して透明な基板であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ガラス基板などを用いることができる。
また、第1の透明樹脂31aおよび第2の透明樹脂31bとしては、太陽光に対して透明な樹脂を特に限定なく用いることができ、なかでも、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも1種の透明樹脂を用いることが好ましい。この場合には、封止材31が耐候性に優れるとともに、太陽光の透過性が高くなるため、太陽電池モジュールの出力(特に、短絡電流または動作時電流)を大きく損なうことなく十分な強度で透明基板30に固着させることができる。これにより、太陽電池モジュールの長期信頼性を確保することができる傾向にある。
なお、第1の透明樹脂31aと第2の透明樹脂31bとしてはそれぞれ同一種類の透明樹脂を用いてもよく、異なる種類の透明樹脂を用いてもよい。
また、上記の太陽電池モジュールを封止材31中に封止する際の加熱処理は、たとえば、第1の透明樹脂31aおよび第2の透明樹脂31bがそれぞれエチレンビニルアセテート樹脂からなる場合には、たとえば100℃以上200℃以下の温度に第1の透明樹脂31aおよび第2の透明樹脂31bをそれぞれ加熱することにより行なうことができる。
また、裏面保護シート32としては、封止材31の裏面を保護することができるものであれば特に限定なく用いることができ、たとえば従来から用いられているPETなどの耐候性フィルムを用いることができる。
また、封止材31中への水蒸気や酸素の透過を十分に抑制して長期的な信頼性を確保する観点から、裏面保護シート32は、たとえばアルミニウムなどの金属フィルムを含んでいても良い。
また、太陽電池モジュールの端面などの裏面保護シート32を密着させることが難しい部分にはたとえばブチルゴムテープなどの水分透過防止テープを用いて完全に密着させることもできる。
図7(a)および図7(b)に、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例を封止する製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図を示す。以下、図7(a)および図7(b)を参照して、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例を封止する製造方法の他の一例について説明する。なお、以下においても、実施の形態1の太陽電池モジュールの一例として、図4(a)および図4(b)に示す構成の太陽電池モジュールを封止材中に封止した構成の太陽電池モジュールについて説明するが、実施の形態1の太陽電池モジュールの構成は、この構成に限定されないことは言うまでもない。
まず、図7(a)に示すように、太陽電池モジュールの配線シート側に裏面保護シート32のみを設置するとともに、太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セル側にシート状の第1の透明樹脂31aを備えた透明基板30を設置する。
次に、第1の透明樹脂31aを太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セルに圧着させた状態で加熱処理することによって、図7(b)に示すように、第1の透明樹脂31a中に太陽電池モジュールが包み込まれて封止されることになる。これにより、第1の透明樹脂31a中に上記の太陽電池モジュールが封止されてなる実施の形態1の太陽電池モジュールの一例が作製される。
上記のようにして作製された実施の形態1の太陽電池モジュールの一例においては、裏面電極型太陽電池セルの受光面に光が入射することによって発生した電流は裏面電極型太陽電池セルのn型用電極24およびp型用電極25からそれぞれ配線シートのn型用配線12およびp型用配線13に取り出される。そして、配線シートのn型用配線12およびp型用配線13に取り出された電流は、図1(a)に示すように、配線シート10の終端にそれぞれ位置しているn型用配線12aおよびp型用配線13bに電気的に接続された端子から裏面保護シート32を通して外部に取り出されることになる。
また、上記のようにして作製された実施の形態1の太陽電池モジュールの一例においては、たとえばアルミニウム合金などからなるフレームが太陽電池モジュールの外周を取り囲むようにして取り付けられていてもよい。
なお、封止前の太陽電池モジュールの硬化樹脂17の少なくとも一部を未硬化状態としておいて、封止材13による封止のための加熱処理により、その未硬化状態の硬化樹脂17を硬化させてもよい。
<配線シート付き太陽電池セル>
図8(a)〜図8(d)に、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例の製造方法の一例を図解する。以下、図8(a)〜図8(d)を参照して、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例の製造方法の一例について説明する。
なお、以下においては、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例として、図8(a)に示す配線シート10の配線16に、図2(a)および図2(b)に示す裏面電極型太陽電池セル20の1つを電気的に接続した構成の配線シート付き太陽電池セルについて説明するが、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルは、この構成に限定されないことは言うまでもない。
まず、図8(a)の模式的平面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル1個分の配線シート10を用意する。ここで、図8(a)に示す構成の配線シート10は、絶縁性基材11と、絶縁性基材11の表面上にパターンニングされた櫛形状のn型用配線12および櫛形状のp型用配線13を含む配線16とを有している。
ここでも、櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分とが1本ずつ交互に噛み合わさるようにn型用配線12およびp型用配線13がそれぞれ配置されている。その結果、櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分とはそれぞれ1本ずつ交互に所定の間隔を空けて配置されることになる。
そして、配線シート10の配線16の設置側の表面に絶縁性の樹脂組成物17aを塗布する。これにより、配線シート10の櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間に絶縁性の樹脂組成物17aを設置する。
ここでも、樹脂組成物17aは、上記の太陽電池モジュールの製造方法の説明で述べた理由と同様の理由により、配線シート10の櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分の長手方向および櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分の長手方向のそれぞれに実質的に直交する方向18に塗布されることが好ましい。
なお、樹脂組成物17aの塗布に関する説明は、上記の太陽電池モジュールの製造方法で述べた説明と同様であるため、ここでは省略する。
次に、図8(b)の模式的斜視図に示すように、配線シート10の配線16の表面上方に裏面電極型太陽電池セル20を移動させる。そして、裏面電極型太陽電池セル20の裏面側と配線シート10の配線16の設置側とを向かい合わせるとともに、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24が配線シート10のn型用配線12と電気的に接続するとともに、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25が配線シート10のp型用配線13と電気的に接続するように裏面電極型太陽電池セル20の位置を調整する。
次に、図8(c)の模式的斜視図に示すように、配線シート10のn型用配線12上に裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24を設置するとともに、配線シート10のp型用配線13上に裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25を設置することによって、配線シート10上に裏面電極型太陽電池セル20を設置する。
そして、たとえば、樹脂組成物17aを加熱および/または樹脂組成物17aに光を照射することなどによって樹脂組成物17aを硬化して、図8(d)の模式的断面図に示すような硬化樹脂17を形成する。これにより、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24と配線シート10のn型用配線12とが接合されるとともに、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25と配線シート10のp型用配線13とが接合されることによって、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例が作製される。
すなわち、図8(d)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24は配線シート10の絶縁性基材11の表面上に設置されたn型用配線12と接合されるとともに、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25は配線シート10の絶縁性基材11の表面上に設置されたp型用配線13と接合されるため、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24は配線シート10のn型用配線12と電気的に接続され、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25は配線シート10のp型用配線13と電気的に接続されることになる。
以上のような構成の実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例においては、裏面電極型太陽電池セル20の受光面に光が入射することによって発生した電流は裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25からそれぞれ配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13を通して外部に取り出されることになる。
また、実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルは、上記の太陽電池モジュールのように、上記の封止材中に封止されていてもよい。
以上のような構成の実施の形態1の配線シート付き太陽電池セルの一例は小型化することができることから、たとえば携帯電話の電源などに用いることができると考えられる。
なお、上記の実施の形態1における太陽電池モジュールおよび配線シート付き太陽電池セルの製造方法において、配線シート10の配線16の設置側表面に絶縁性の樹脂組成物17aを塗布する領域は、配線シート10の全面、裏面電極型太陽電池セル20が貼り合わされる領域、若しくは、n型用配線12とp型用配線13との間のみの領域、のいずれであってもよい。
また、実施の形態1における太陽電池モジュールおよび配線シート付き太陽電池セルの製造方法において、絶縁性の樹脂組成物17aは、配線シート10の配線16の設置側表面ではなく、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25が設置された側の表面に塗布してもよい。
このとき、樹脂組成物17aは、裏面電極型太陽電池セル20の全面、裏面電極型太陽電池セル20の周縁部を除いた領域、若しくは、n型用電極24およびp型用電極25との間のみの領域の、いずれの領域に塗布されてもよい。なお、樹脂組成物17aが塗布される領域が、配線シート10の配線16および裏面電極型太陽電池セル20の電極(n型用電極24およびp型用電極25)を含む場合には、樹脂組成物17aから硬化樹脂17を形成する際に加圧することが好ましい。これによって、配線シート10の配線16と裏面電極型太陽電池セル20の電極との間の樹脂組成物17aが押し出されて、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との電気的な接続をより確実なものとすることができる。
このとき、樹脂組成物17aの塗布方法は、たとえば、印刷、ディスペンス、スピンコート、ロールコート、スプレーコート、またはスリットコートなどのいずれの方法であってもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2においては、絶縁性の硬化樹脂が、絶縁性の樹脂組成物を少なくとも2段階で硬化させることにより形成されることを特徴としている。すなわち、実施の形態2における絶縁性の樹脂組成物は、少なくともBステージ硬化状態とCステージ硬化状態になることができ、絶縁性の硬化樹脂は当該樹脂組成物を少なくとも2段階で硬化させることにより形成されることを特徴としている。なお、Bステージ硬化状態とは、絶縁性の樹脂組成物が仮硬化の状態、すなわち硬化しているが加熱などによって再度軟化できる状態を意味している。また、Cステージ硬化状態とは、絶縁性の樹脂組成物が本硬化して硬化樹脂となった状態、すなわち再度軟化しない状態を意味している。少なくともBステージ硬化状態およびCステージ硬化状態の2つの状態になることができる絶縁性の樹脂組成物を本明細書においてはBステージ硬化タイプの樹脂組成物という。
<太陽電池モジュール>
実施の形態2においては、たとえば図4(a)および図4(b)に示される太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって配線シート10の隣り合う配線間の領域に設置された絶縁性の硬化樹脂17が樹脂組成物が少なくとも2段階で硬化されることにより形成されている。
ここで、2段階で硬化されるとは、樹脂組成物が仮硬化状態(Bステージ硬化状態)を経て本硬化状態(Cステージ硬化状態)となることであり、具体的には、例えば、後述するような方法で絶縁性の樹脂組成物が硬化されることである。このように樹脂組成物を少なくとも2段階で硬化することにより作製される太陽電池モジュールは、仮硬化状態の樹脂組成物(仮硬化樹脂)と、配線シート10および裏面電極型太陽電池セル20との間のボイドを容易に抜去することができる。そのため、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20との間にボイドの発生を抑えて太陽電池モジュールを作製することができる。また、ボイド中に水分が貯蔵されて誘発される電極材料や配線材料のマイグレーションや、ボイドがあることによって電極圧接部に発生する応力集中などを防止することができ、太陽電池モジュールの信頼性が向上する。
実施の形態2の太陽電池モジュールにおいては、たとえば図4(b)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合うn型用電極24とp型用電極25との間の領域にBステージ硬化タイプの樹脂組成物が少なくとも2段階で硬化された絶縁性の硬化樹脂17が設置されているために、裏面電極型太陽電池セル20と絶縁性基材11との間の接合をより強固なものにすることができる。
また、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25と、配線シート10の配線16のn型用配線12およびp型用配線13とはそれぞれお互いに接しているだけで固定されない状態としてもよい。そうすれば、太陽電池モジュールに温度変化などの熱応力や風、積雪などの機械的な応力が加わり、裏面電極型太陽電池セル20と配線との間にせん断応力が発生した場合でも、応力は電極間や配線間の絶縁性の硬化樹脂17に負荷される。接続部分は固定されておらず、応力に応じて一時的にずれることが可能であり、接続部分の破壊を防ぎ、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
以下、図9(a)〜図9(c)を参照して、実施の形態2の太陽電池モジュールの製造方法の一例について説明する。
まず、図9(a)の模式的平面図に示すように、図1(a)に示す構成の配線シート10を用意し、配線シート10の配線16の設置側の表面にBステージ硬化(2段階硬化)タイプの絶縁性の樹脂組成物17bを塗布する。これにより、配線シート10の櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間に絶縁性の樹脂組成物17bが設置される。なお、絶縁性の樹脂組成物17bは、後述する硬化によって、上記の絶縁性の硬化樹脂17を形成することができる程度の電気抵抗を有していればよい。
ここで、樹脂組成物17bの塗布方法は特に限定されないが、たとえば、ディスペンサを用いた塗布またはインクジェット塗布、スリットコーターを用いた塗布やメタルマスクやスクリーンマスク等による印刷などを用いることができる。
また、樹脂組成物17bは、樹脂成分として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、およびそれら樹脂の混合樹脂のいずれかを含んでいるBステージ硬化(2段階硬化)タイプの樹脂組成物であることが好ましい。この場合には、仮硬化状態の樹脂組成物(仮硬化樹脂)と、配線シート10および裏面電極型太陽電池セル20との間のボイドを容易に抜去することができるため、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20との間にボイドの発生を抑えて太陽電池モジュールを作製できる傾向にある。なお、実施の形態2において、樹脂組成物17bに含まれる樹脂成分は、上記の樹脂のみに限定されないことは言うまでもない。
また、樹脂組成物17bは、樹脂成分以外の成分として、たとえば硬化剤などの従来から公知の添加剤を1種類以上含んでいてもよい。
次に、樹脂組成物17bに加熱もしくは光照射を行うことで、乾燥して溶剤を除去することで固形化する、もしくは、加熱もしくは光照射を行うことにより硬化反応をさせて仮硬化状態(Bステージ硬化状態)化する。ここで、光照射により仮硬化状態化する場合には、配線シート10の絶縁性基材11として、樹脂組成物17bが硬化する光に対して透光性を示すものを用いて、絶縁性基材11側から光照射することが好ましい。固形化または仮硬化状態(Bステージ硬化状態)化された樹脂組成物17bの表面は、タック性が低い状態であることが好ましい。
次に、図9(b)の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24が配線シート10のn型用配線12上に位置し、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25が配線シート10のp型用配線13上に位置するように、裏面電極型太陽電池セル20を配線シート10上に設置して、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20とを重ね合わせる。その後、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10とを圧着することにより、図9(b)の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25がそれぞれ、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13と接触した状態とする。圧着は、加熱しながら実施してもよい。
ここで、仮硬化状態(Bステージ硬化状態)の樹脂組成物17bの表面がタック性が低い状態にある場合には、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25がそれぞれ配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13と対応するように位置合わせしながら配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20とを重ね合わせる際に、その位置合わせの調整が容易となる。そのため、仮硬化状態(Bステージ硬化状態)の樹脂組成物17bの表面のタック性は、配線シート10の配線16の設置側の表面および/または裏面電極型太陽電池セル20の裏面が樹脂組成物17bの表面に接触しても抵抗なく離すことができる程度に低いことが好ましい。
また、仮硬化状態(Bステージ硬化状態)の樹脂組成物17bの表面がタック性が低い状態にある場合には、樹脂組成物17bの表面と、その表面に当接する配線シート10の絶縁性基材11および/または裏面電極型太陽電池セル20の裏面との間に隙間が生じている状態で圧着を行なった場合に、この隙間が周囲の樹脂組成物17bによって閉じ込められてボイドとなってしまうことを抑制できる。また、この際の圧着を減圧した状態で行った場合には、隙間の周囲の樹脂組成物17bが隙間を無くすように流動するため、ボイドの発生をさらに抑制することができる点で好ましい。
Bステージ硬化状態(仮硬化状態)における樹脂組成物17bの表面のタック性は、たとえば、プローブタック法などにより評価することができる。たとえば、Bステージ硬化状態(仮硬化状態)における樹脂組成物17bの表面のタック性は、(株)レスカ製タッキング試験機にて5mm径のプローブを用い、下降速度1.0mm/秒、引き上げ速度600mm/秒、荷重100gf、プレス時間1秒、測定距離5mm、および測定温度23℃の測定条件においてタック性が500gf未満であることが好ましい。
その後、たとえば樹脂組成物17bを加熱および/または樹脂組成物17bに光を照射することなどによって樹脂組成物17bを本硬化状態(Cステージ硬化状態)化して、図9(c)の模式的断面図に示すように絶縁性の硬化樹脂17を形成する。ここで、光照射により硬化する場合には、配線シート10の絶縁性基材11として、樹脂組成物17bが硬化する光に対して透光性を示すものを用いて、絶縁性基材11側から光照射することが好ましい。
ここで、実施の形態2においては、樹脂組成物17bは、樹脂組成物17bの硬化による硬化樹脂17の形成時において、樹脂組成物17b自身が収縮することになるが、樹脂組成物17bは、裏面電極型太陽電池セル20のパッシベーション膜26および配線シート10の絶縁性基材11のそれぞれに接着しているため、樹脂組成物17bの硬化時の収縮力によって、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の接合がより強固なものとなる。ここで、硬化樹脂17は、太陽電池モジュールの使用範囲中において「裏面電極型太陽電池セル20のパッシベーション膜26および配線シート10の絶縁性基材11との接着強度」>「硬化収縮力」>「熱膨張力」の関係を満たすことで、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の電気的な接続を保持することが出来る。
特に、上述した構成のように、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合う櫛形状のn型用電極24の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用電極25の櫛歯に相当する部分との間の領域、かつ絶縁性基材11上で隣り合う櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間の領域に塗布された樹脂組成物17bを少なくとも2段階で硬化させて硬化樹脂17とした場合には、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10の絶縁性基材11との間の接合をより強固なものとすることができる。
また、実施の形態2においては、上記の特許文献1に比較して、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を十分に充填することができ、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との接合強度を十分に確保することができ、接続の信頼性を高めることができる。
なお、実施の形態2における太陽電池モジュールの概念には、配線シート10の表面上において裏面電極型太陽電池セル20の複数が直線状に電気的に接続される場合だけでなく、図4(a)に示すように裏面電極型太陽電池セル20の複数が直線状以外のたとえばマトリクス状などの形状に電気的に接続される場合も含まれるものとする。
また、実施の形態2における太陽電池モジュールおよび配線シート付き太陽電池セルの製造方法において、裏面電極型太陽電池セル20および/または配線シート10上に塗布された樹脂組成物17bは、加熱および/または光照射を行い乾燥して溶剤を除去することで固形化するか、または、加熱および/または光照射を行うことでBステージ硬化状態(仮硬化状態)化してから、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10とを重ね合わせることが好ましい。なお、Bステージ硬化状態(仮硬化状態)における樹脂組成物17bの表面のタック性についての説明は上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。
また、実施の形態2における太陽電池モジュールおよび配線シート付き太陽電池セルの製造方法において、配線シート10の配線16の設置側表面に樹脂組成物17bを塗布する領域は、配線シート10の全面、裏面電極型太陽電池セル20が貼り合わされる領域、若しくは、n型用配線12とp型用配線13との間のみの領域、のいずれに塗布してもよい。
また、実施の形態2において、樹脂組成物17bは、配線シート10の配線16の設置側表面ではなく、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25が設置された側の表面に塗布してもよい。
このとき、樹脂組成物17bは、裏面電極型太陽電池セル20の全面、裏面電極型太陽電池セル20の周縁部を除いた領域、若しくは、n型用電極24およびp型用電極25との間のみの領域の、いずれの領域に塗布してもよい。なお、樹脂組成物17bが塗布される領域が、配線シート10の配線16や裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25を含む場合には、樹脂組成物17bから硬化樹脂17を形成する際に加圧することが好ましい。これによって、配線シート10の配線16と裏面電極型太陽電池セル20の電極との間の樹脂組成物17bが押し出されて、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との電気的な接続をより確実なものとすることができる。
このとき、樹脂組成物17bの塗布方法は、たとえば、印刷、ディスペンス、スピンコート、ロールコート、スプレーコート、またはスリットコートなどのいずれの方法で実施してもよい。
また、樹脂組成物17bはハロゲン系元素を含む含有元素濃度が低いほうが好ましい。
また、樹脂組成物17bの塗布量は、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25と配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13との電気的な接続を実施して樹脂組成物17bを硬化させた状態において裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を充填する量のみを、裏面電極型太陽電池セル20の表面、若しくは、配線シート10の表面にあらかじめ塗布しておくことが好ましい。
また、樹脂組成物17bの塗布量は、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を充填する量よりも若干多く塗布してもよい。この場合には、樹脂組成物17bが裏面電極型太陽電池セル20の周囲に廻りこんで硬化するため、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との接合をより強固なものとすることができる。
ここで、実施の形態2における太陽電池モジュールおよび配線シート付き太陽電池セルの製造方法において、たとえば、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25と、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13とは、たとえば、圧接、はんだ接合、金属接合、導電性接着剤、異方性導電接着剤、または非導電性接着剤のいずれの方法で電気的に接続されてもよい。
また、実施の形態2における太陽電池モジュールおよび配線シート付き太陽電池セルの製造方法において、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって裏面電極型太陽電池セル20の隣り合うn型用電極24とp型用電極25との間の領域の絶縁性の樹脂組成物17bを硬化させることにより絶縁性の硬化樹脂17とする工程と、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25を、それぞれ、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13と電気的に接続する工程とを、一括した工程としてもよい。
また、実施の形態2における太陽電池モジュールの製造方法において、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって裏面電極型太陽電池セル20の隣り合う電極24,25間の領域の絶縁性の樹脂組成物17bを硬化させることにより絶縁性の硬化樹脂17とする工程と、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25を、それぞれ、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13と電気的に接続する工程と、太陽電池ストリングをガラス基板などの透明基板と裏面保護シートとの間に封止する工程とを、一括した工程としてもよい。
<配線シート付き太陽電池セル>
図10(a)〜図10(d)に、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例の製造方法の他の一例を図解する。以下、図10(a)〜図10(d)を参照して、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例の製造方法の他の一例について説明する。
なお、以下においては、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例として、図10(a)に示す配線シート10の配線16に、図2(a)および図2(b)に示す裏面電極型太陽電池セル20の1つを電気的に接続した構成の配線シート付き太陽電池セルについて説明するが、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルは、この構成に限定されないことは言うまでもない。
まず、図10(a)の模式的平面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル1個分の配線シート10を用意する。ここで、図10(a)に示す構成の配線シート10は、絶縁性基材11と、絶縁性基材11の表面上にパターンニングされた櫛形状のn型用配線12および櫛形状のp型用配線13を含む配線16とを有している。
ここでも、櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分とが1本ずつ交互に噛み合わさるようにn型用配線12およびp型用配線13がそれぞれ配置されている。その結果、櫛形状のn型用配線12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分とはそれぞれ1本ずつ交互に所定の間隔を空けて配置されることになる。
そして、配線シート10の配線16の設置側の表面に樹脂組成物17bを塗布する。この樹脂組成物17bを上述の方法と同様にして、仮硬化状態(Bステージ硬化状態)化し仮硬化樹脂とする。
なお、樹脂組成物17bの塗布および仮硬化状態(Bステージ硬化状態)化に関する説明は、上述の説明と同様であるため、ここでは省略する。
次に、図10(b)の模式的斜視図に示すように、配線シート10の配線16の表面上方に裏面電極型太陽電池セル20を移動させる。そして、裏面電極型太陽電池セル20の裏面側と配線シート10の配線16の設置側とを向かい合わせるとともに、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24が配線シート10のn型用配線12と電気的に接続するとともに、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25が配線シート10のp型用配線13と電気的に接続するように裏面電極型太陽電池セル20の位置を調整する。
次に、図10(c)の模式的斜視図に示すように、配線シート10のn型用配線12上に裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24を設置するとともに、配線シート10のp型用配線13上に裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25を設置することによって、配線シート10上に裏面電極型太陽電池セル20を設置して、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20とを重ね合わせる。そして、重ね合わせた配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20とを加熱しながら加圧することによって、配線シート10のn型用配線12と裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24とを圧着するとともに、配線シート10のp型用配線13と裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25とを圧着する。なお、圧着は、樹脂組成物17bが仮硬化状態(Bステージ硬化状態)化された仮硬化樹脂に熱をかけて溶融状態にして粘度を低下させた状態で加圧を行なうことによって行なわれる。このとき、加熱と加圧とを同時に実施してもよく、また、加圧後に加熱実施してもよく、加熱後に加圧実施してもよい。なお、Bステージ硬化状態(仮硬化状態)における樹脂組成物17bの表面のタック性についての説明は上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。
そして、たとえば、樹脂組成物17bが仮硬化状態(Bステージ硬化状態)化された仮硬化樹脂に加熱および/または光を照射することなどによって仮硬化樹脂を硬化して、図10(d)の模式的断面図に示すような絶縁性の硬化樹脂17を形成する。これにより、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24と配線シート10のn型用配線12とが接合されるとともに、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25と配線シート10のp型用配線13とが接合されることによって、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例が作製される。
すなわち、図10(d)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のn型用電極24は配線シート10の絶縁性基材11の表面上に設置されたn型用配線12と接合されるとともに、裏面電極型太陽電池セル20の裏面のp型用電極25は配線シート10の絶縁性基材11の表面上に設置されたp型用配線13と接合されるため、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24は配線シート10のn型用配線12と電気的に接続され、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25は配線シート10のp型用配線13と電気的に接続されることになる。
以上のような構成の実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例においては、裏面電極型太陽電池セル20の受光面に光が入射することによって発生した電流は裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25からそれぞれ配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13を通して外部に取り出されることになる。
また、実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルは、上記の封止材中に封止されていてもよい。
以上のような構成の実施の形態2の配線シート付き太陽電池セルの一例は小型化することができることから、たとえば携帯電話の電源などに用いることができると考えられる。
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態1と同様であるため、その説明については省略する。
<実施例1>
まず、配線シートの絶縁性基材として、幅510mm、長さ400mmおよび厚さ50μmのPETフィルムを用意した。次に、PETフィルムの一方の表面の全面に厚さ35μmの銅箔を貼り合わせた。PETフィルムの片面に接着剤を塗布し、銅箔を重ね合わせて加圧・加熱することで貼り合わせた。
次に、PETフィルムの表面上の銅箔の一部をエッチングして図1(a)に示す形状にパターンニングすることによって、櫛形状のn型用配線12、櫛形状のp型用配線13、および櫛形状のn型用配線12と櫛形状のp型用配線13とを電気的に接続する帯状の接続用配線14を含む配線16を形成した。
次に、配線シート10の配線16の設置側の表面の全面にエポキシ樹脂を含む樹脂組成物をディスペンサにより塗布した。
図2(a)および図2(b)に示す構成の裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24が配線シート10のn型用配線12上に設置されるとともに、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25が配線シート10のp型用配線13上に設置されるように、12枚の裏面電極型太陽電池セル20を配線シート10上にそれぞれ設置した。
次に、裏面電極型太陽電池セル20が設置された配線シート10を、ラミネータを用いて減圧しながら裏面電極型太陽電池セル20の上方から配線シート10に向けて1気圧を加圧して、荷重を印加した状態とした。そして、ラミネータを用いて減圧し、1気圧を加圧しながら150℃に樹脂組成物を加熱して硬化させることによって、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24と配線シート10のn型用配線12とを接合するとともに、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25と配線シート10のp型用配線13とを接合した。
これにより、図4(a)および図4(b)に示す構成のように、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合う櫛形状のn型用電極24の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用電極25の櫛歯に相当する部分との間の領域、かつ絶縁性基材11上で隣り合う櫛形状のn型用電極12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間の領域に塗布された樹脂組成物17aが硬化することによって硬化樹脂17が生成した太陽電池モジュールを作製した。
その後、上記のようにして作製した太陽電池モジュールを、ガラス基板上に設置されたエチレンビニルアセテート樹脂(EVA樹脂)とPETフィルム上に設置されたEVA樹脂との間に設置した。その後、ラミネータ装置を用いて、ガラス基板側のEVA樹脂を太陽電池モジュールの裏面電極型太陽電池セル20に圧着させるとともに、PETフィルム側のEVA樹脂を太陽電池モジュールの配線シート10に圧着させた状態でEVA樹脂を125℃に加熱して硬化させた。これにより、ガラス基板とPETフィルムとの間で硬化したEVA樹脂中に太陽電池モジュールが封止されることによって実施例1の太陽電池モジュールが作製された。
以上のようにして作製された実施例1の太陽電池モジュールにおいては、裏面電極型太陽電池セル20の半導体基板21と配線シート10の絶縁性基材11との間であって、裏面電極型太陽電池セル20の隣り合う櫛形状のn型用電極24の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用電極25の櫛歯に相当する部分との間の領域、かつ絶縁性基材11上で隣り合う櫛形状のn型用電極12の櫛歯に相当する部分と櫛形状のp型用配線13の櫛歯に相当する部分との間の領域に硬化樹脂17が設置されているため、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10の絶縁性基材11との間の接合をより強固なものにすることができた。
さらに、上記のようにして作製された実施例1の太陽電池モジュールを−40〜85℃の温度サイクル試験により、上記の接続部分の破壊、裏面電極型太陽電池セル20のクラック、および裏面電極型太陽電池セル20の電極の剥がれなどの不具合は発生しなかった。また、120℃の高温保持試験においても、接続部分の破壊、裏面電極型太陽電池セル20のクラック、および裏面電極型太陽電池セル20の電極の剥がれなどの不具合は発生しなかった。なお、120℃の雰囲気中でも電気的な接続を維持することが出来た。
<実施例2>
まず、図11(a)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25が設置された側の表面にエポキシ樹脂を含む非導電性接着剤からなるBステージ硬化(2段階硬化)タイプの樹脂組成物17bを印刷により全面に塗布した。ここで、樹脂組成物17bの塗布量は、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25と、配線シート10のn型用配線12および型用配線13との電気接続を実施して、樹脂組成物17bを硬化させた状態において、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を充填する量のみを塗布しておく。
次に、図11(b)に示すように、裏面電極型太陽電池セル20上に塗布した樹脂組成物17bに加熱もしくは光照射を行うことで、乾燥して溶剤を除去すると共に、仮硬化状態化(Bステージ硬化状態化)する。このとき、Bステージ硬化状態化された樹脂組成物である仮硬化樹脂17cの表面は、タック性が低い状態である。そのタック性は、仮硬化樹脂17cの表面に裏面電極型太陽電池セル20を貼り合わせただけでは接着せずに、裏面電極型太陽電池セル20にクラックを生じさせることなく容易に剥がすことができる程度である。
次に、実施例1と同様にPETフィルムに接着剤で貼り付けた銅をエッチングしてパターンニングして配線シート10を形成し、図11(c)に示すように設置した。すなわち、裏面電極太陽電池セル20上の仮硬化樹脂17cと、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13設置側の表面とを、配線シート10のn型用配線12が裏面電極太陽電池セル20のn型用電極24上に位置し、配線シート10のp型用配線13が裏面電極太陽電池セル20のp型用電極25上に位置するように、配線シート10を裏面電極型太陽電池セル20上に設置する。
次に、図11(d)に示すように、ラミネータ装置40のチャンバー41内に、透明基板(ガラス基板)30を設置し、その上にエチレンビニルアセテート樹脂(EVA樹脂)からなる封止材31を設置し、その上に上記のように配線シート10を設置した裏面電極型太陽電池セル20を設置した。さらに、その上にエチレンビニルアセテート樹脂(EVA樹脂)からなる封止材31を設置し、その上にPETフィルムからなる裏面保護シート32を設置した。このとき、ヒーター43は約160℃程度に維持されている。
次に、図11(e)に示すように、ヒーター43により仮硬化樹脂17cの温度が約60〜約100℃程度に保たれた状態で、ゴム42の上部とチャンバー41との間を真空に維持したまま、ゴム42の下部であるチャンバー41内を真空とした。これにより、配線シート10と仮硬化樹脂17cとの間のボイド(気泡)、および、裏面電極太陽電池セル20と仮硬化樹脂17cとの間のボイドを抜去することができる。
ヒーター43の温度は約160℃程度に維持されているが、ゴム42上部とチャンバー41とを真空に維持した状態において、ヒーター43上に、透明基板(ガラス基板)30、エチレンビニルアセテート樹脂(EVA樹脂)からなる封止材31、配線シート10を設置した裏面電極型太陽電池セル20、エチレンビニルアセテート樹脂(EVA樹脂)からなる封止材31、PETフィルムからなる裏面保護シート32を重ねて設置しているだけの状態では、ヒーター43上に設置してから約5分程度の間は、仮硬化樹脂17cの温度は約100℃程度にしか上昇しない。
その後、図11(f)に示すように、ラミネータ装置40のゴム42の上部を大気圧に開放することで、透明基板30側の封止材31を裏面電極型太陽電池セル20に圧着させる。これにより、配線シート10側の封止材31を配線シート10に圧着させた状態では、ヒーター43の熱が伝導しやすくなることにより、仮硬化樹脂17cの温度が約150℃となる。そして、仮硬化樹脂17cが溶融して一旦粘度が低下し、n型用電極24とn型用配線12とが圧着されるとともに、p型用電極25とp型用配線13とが圧着されて、その後加熱状態が続くことによって、仮硬化樹脂17cの硬化反応が進む。このとき、封止材31も硬化反応が進む。これにより、透明基板30と裏面保護シート32との間で硬化した封止材31中に、硬化樹脂17により配線シート10と圧着された裏面電極太陽電池セル20が封止され、実施例2の太陽電池モジュールが作製される。
本実施例では、圧着は、1気圧(大気圧)で、圧着開始後の到達温度が150℃となるような条件で行うが、それ以外の条件として、例えば、1〜10気圧の範囲で、圧着開始後の到達温度が130〜180℃の範囲となるように適宜条件を設定することができる。圧着開始前の仮硬化樹脂17cの粘度は常温程度では10Pa・sより大きい粘度を有しており、圧着開始後の圧着温度である130〜180℃では1Pa・sより小さい粘度に低下した状態で、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24と配線シート10のn型用配線12との間、および、裏面電極型太陽電池セル20のp型用電極25と配線シート10のp型用配線13との間の仮硬化樹脂17cが圧着時の圧力によって排出されることにより、電極−配線間の圧接接合が行われ電気的に接続されるものである。
圧着実施時間は1〜5分であるが、例えば、3分間で圧着を実施する場合は、3分間のうちの初期2分未満では、仮硬化樹脂17cの粘度は1Pa・sより小さい粘度に低下した状態である。しかしながら、残りの1分間で再度粘度が10Pa・sより大きくなり、かつ仮硬化樹脂17cの樹脂硬化反応が進んでCステージ硬化状態(本硬化状態)に近い状態となり、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20との圧着を保持するものである。
さらに、上記のようにして得られた太陽電池モジュールは、硬化樹脂17の硬化反応率を80〜90%に向上させるために、オーブン等によって130〜180℃で30分〜3時間加熱される。硬化樹脂17は、硬化による収縮力と、裏面電極型太陽電池セル20との密着力と、配線シート10との密着力とを有することにより、裏面電極型太陽電池セル20のn型用電極24およびp型用電極25と、配線シート10のn型用配線12およびp型用配線13との圧接性を保持することができる。
本実施例では、上記のような特性を有するBステージ硬化(2段階硬化)タイプの樹脂組成物を使用することを特徴とする。このようなBステージ硬化タイプの樹脂組成物としては、本実施例で用いたエポキシ樹脂を含む非導電性接着剤からなる樹脂組成物以外にも、種々の樹脂組成物を用いることができ、例えば、BST001A(ナミックス株式会社製)などを用いることができる。
以上のようにして作製された実施例2の太陽電池モジュールは、実施例1の太陽電池モジュールの性能に加えて、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20との間にボイドの発生を抑えて作製することができる。そのため、ボイド中に水分が貯蔵されて誘発されるマイグレーションや、ボイドがあることによって電極圧接部に発生する応力集中などを防止することができるため、太陽電池モジュールの信頼性が向上する。
また、樹脂組成物17bを配線シート10に塗布した後にBステージ硬化状態化してその表面のタック性を低い状態にすることで、配線シート10と裏面電極型太陽電池セル20とを接触させた状態でも設置位置アライメントができるようになり、設置位置アライメント作業の自由度が向上する。
また、樹脂組成物17bについては、配線シート10の配線16の設置側の表面に、裏面電極型太陽電池セル20と配線シート10との間の空間を充填する量のみを、あらかじめ塗布しておくことで、裏面電極型太陽電池セル20の外周より外側への樹脂組成物17bのはみ出し量を抑えることができる。また、この場合には、裏面電極型太陽電池セル20の受光面への樹脂組成物17bの回り込みを防ぐことで、太陽電池モジュールの発電効率の向上を図ることができる。また、裏面電極型太陽電池セル20の外周より外側への仮硬化樹脂17cのはみ出し量を抑えることで、太陽電池モジュールの外観を良好にすることができる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
10 配線シート、11 絶縁性基材、12,12a n型用配線、13,13a p型用配線、14 接続用配線、16 配線、17 硬化樹脂、17a,17b 樹脂組成物、17c 仮硬化樹脂、18 実質的に直交する方向、20 裏面電極型太陽電池セル、21 半導体基板、22 n型不純物拡散領域、23 p型不純物拡散領域、24 n型用電極、25 p型用電極、26 パッシベーション膜、27 反射防止膜、30 透明基板、31 封止材、31a 第1の透明樹脂、31b 第2の透明樹脂、32 裏面保護シート、40 ラミネータ装置、41 チャンバー、42 ゴム、43 ヒーター。

Claims (6)

  1. 絶縁性基材と前記絶縁性基材上に設置された配線とを有する配線シートの前記配線の設置側の表面上、および/または半導体基板と前記半導体基板の一方の表面で接続されるように形成された複数の電極とを有する裏面電極型太陽電池セルの前記電極が形成された側の前記表面上に、2段階硬化が可能な絶縁性の樹脂組成物を塗布する工程と、
    塗布された前記樹脂組成物を硬化してBステージ硬化状態とする工程と、
    前記樹脂組成物をBステージ硬化状態とした後に、前記配線シートと前記裏面電極型太陽電池セルとを重ね合わせる工程と、
    Bステージ硬化状態の前記樹脂組成物を硬化させてCステージ硬化状態として絶縁性の硬化樹脂とすることにより、前記裏面電極型太陽電池セルの前記半導体基板と前記配線シートの前記絶縁性基材との間を前記硬化樹脂を介して接着するとともに、前記硬化樹脂の硬化収縮力によって前記電極と前記配線とを圧着する工程とを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 前記樹脂組成物のBステージ硬化状態におけるタック性が、下降速度1.0mm/秒、引き上げ速度600mm/秒、荷重100gf、プレス時間1秒、測定距離5mmおよび測定温度23℃の測定条件において500gf未満であることを特徴とする、請求項1に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 前記塗布する工程においては、前記樹脂組成物が前記配線シートの前記配線の設置側の表面上に塗布され、
    前記重ね合わせる工程においては、前記裏面電極型太陽電池セルの前記電極が前記配線シートの前記配線上に位置するように前記裏面電極型太陽電池セルが前記配線シート上に設置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 前記配線シートの前記配線は、複数の長方形が長方形の長手方向と直交する方向に配列された形状の部分を含んでおり、
    前記塗布する工程において、前記樹脂組成物は前記配線の前記長方形の前記長手方向に実質的に直交する方向に塗布されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 前記塗布する工程においては、前記樹脂組成物が前記裏面電極型太陽電池セルの前記電極が形成された側の前記表面上に塗布され、
    前記重ね合わせる工程においては、前記配線シートの前記配線が前記裏面電極型太陽電池セルの前記電極上に位置するように前記配線シートが前記裏面電極型太陽電池セル上に設置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  6. 重ね合わされた前記配線シートと前記裏面電極型太陽電池セルとを、封止材と共に加熱圧着して封止する工程をさらに含み、
    前記封止する工程における加熱により、Bステージ硬化状態の前記樹脂組成物を硬化させることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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