JP5356347B2 - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数の太陽電池セルの電極がタブ線によって接続されてなる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。
結晶シリコン系太陽電池モジュールでは、複数の隣接する太陽電池セルが、インターコネクタとして半田コートされたリボン状銅箔等からなるタブ線により接続されている。タブ線は、その一端側を一の太陽電池セルの表面電極に接続され、他端側を隣接する太陽電池セルの裏面電極に接続することにより、各太陽電池セルを直列に接続する。
具体的に、太陽電池セルとタブ線との接続は、太陽電池セルの受光面に銀ペーストのスクリーン印刷により形成されたバスバー電極及び太陽電池セルの裏面接続部に形成されたＡｇ電極と、タブ線とが半田処理により接続されている（特許文献１）。なお、太陽電池セル裏面の接続部以外の領域はＡｌ電極やＡｇ電極が形成されている。
しかし、半田付けでは約２６０℃と高温による接続処理が行われるため、太陽電池セルの反りや、タブ線と表面電極及び裏面電極との接続部に生じる内部応力、さらにフラックスの残渣等により、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下することが懸念される。
そこで、従来、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との接続に、比較的低い温度での熱圧着処理による接続が可能な導電性接着フィルムが使用されている（特許文献２）。このような導電性接着フィルムとしては、平均粒径が数μｍオーダーの球状または鱗片状の導電性粒子を熱硬化型バインダー樹脂組成物に分散してフィルム化したものが使用されている。
導電性接着フィルムは、表面電極及び裏面電極とタブ線との間に介在された後、タブ線の上から熱加圧されることにより、バインダー樹脂が流動性を示して電極、タブ線間より流出されるとともに、導電性粒子が電極とタブ線間の導通を図り、この状態でバインダー樹脂が熱硬化する。これにより、タブ線によって複数の太陽電池セルが直列接続されたストリングスが形成される。
導電性接着フィルムを用いてタブ線と表面電極及び裏面電極とが接続された複数の太陽電池セルは、ガラス、透光性プラスチックなどの透光性を有する表面保護材と、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）等のフィルムからなる背面保護材との間に、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）等の透光性を有する封止材により封止される。
特開２００４−３５６３４９号公報 特開２００８−１３５６５４号公報
ところで、近年、タブ線と表面電極及び裏面電極との接続を図るタブ線として、一面に凹凸部が形成されたものが提案されている。このタブ線１００は、図１３に示すように、長尺状に形成され、表面１０１ａに凹凸部１０２が形成されている。凹凸部１０２は、図１４に示すように、タブ線１００の長手方向に亘って連続する山部１０２ａと谷部１０２ｂとが幅方向に交互に設けられている。
そして、タブ線１００は、裏面１０１ｂ側を導電性接着フィルム１０４を介して太陽電池セル１０３の表面電極１０３ａと接続される。これにより、太陽電池セル１０３は、受光面と同方向に凹凸部１０２が向けられるため、入射光が凹凸部１０２によって散乱され、その散乱光が保護ガラス面で反射し、受光面に再入射することにより受光効率を向上させることができる。
しかし、太陽電池セル１０３は、図１５に示すように、裏面側にタブ線１００の表面１０１ａが接続されるため、タブ線１００の熱加圧工程において、導電性接着フィルム１０４のバインダー樹脂の流出が凹凸部１０２によって阻害され、導電性粒子によるタブ線１００と裏面電極との導通性が低下するおそれがある。すなわち、導電性接着フィルム１０４は、加熱によりバインダー樹脂が流動性を示したときにも、山部１０２ａ及び谷部１０２ｂがタブ線１００の長手方向に亘って連続して設けられているため、流動方向が谷部１０２ｂに沿った方向限定されてしまい、加圧によってもタブ線１００の山部１０２ａと裏面電極の接続部との間からの流出が不十分となる。したがって、図１６に示すように、太陽電池セル１０３は、タブ線１００と裏面電極の接続部との間に多量のバインダー樹脂が残存し、山部１０２ａと裏面電極との接触や導電性粒子同士の接触が阻害されることで、導通性が低下してしまう。
そこで、本発明は、凹凸部が形成されたタブ線を用いて太陽電池セルを接続した太陽電池モジュールにおいて、導通性を確保することができる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。
上述した課題を解決するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、両面に電極が形成された複数の太陽電池セルと、一面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成されてなる凹凸部を有し、上記複数の太陽電池セルを直列に接続するタブ線と、上記太陽電池セルの電極と上記タブ線との間に介在され、上記太陽電池セルと上記タブ線とを接続する接着フィルムとを備え、上記太陽電池セルは、上記凹凸部が設けられた一面が接続される接続部に上記接着フィルムのバインダー成分が流入する流入部が形成されているものである。
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、複数の太陽電池セルを配列する配列工程と、接着フィルムを介して一面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成されてなる凹凸部を有するタブ線の上記一面を上記太陽電池セルの裏面電極側に仮接続すると共に、接着フィルムを介して上記タブ線の上記一面と反対側の平坦面を上記太陽電池セルの表面電極側に仮接続する仮圧着工程と、上記タブ線の上から熱加圧することにより、上記接着フィルムを熱硬化させて上記タブ線と上記太陽電池セルの各電極とを接続する本圧着工程とを備え、上記本圧着工程では、上記接着フィルムのバインダー成分を、上記タブ線の上記凹凸部が設けられた一面が接続される接続部に設けられた開口部に流入するものである。
本発明によれば、接着フィルムのバインダー成分が凹凸部に沿って流動して、接続部に形成された流入部内に流入する。したがって、タブ線との接続部より余剰のバインダー成分を排除することができるため、太陽電池セルは、接続部とタブ線の山部との接触がバインダー成分によって阻害されることなく、導通性を確保することができる。
太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。 太陽電池セルのストリングスを示す断面図である。 本発明が適用された太陽電池セルの裏面電極を示す底面図である。 本発明が適用された太陽電池セルの裏面電極にタブ線を本圧着した状態を示す平面図である。 導電性接着フィルムの構成を示す断面図である。 導電性接着フィルムを示す図である。 タブ線の仮圧着工程を説明するための図である。 タブ線の本圧着工程を説明するための図である。 （ａ）は本発明が適用された実施例を示し、（ｂ）は比較例を示す断面図である。 本発明が適用された両面受光タイプの太陽電池セルを示す断面図である。 バスバー電極１１に流出部を設けた構成を示す平面図である。 タブ線の押圧面に弾性体を設けた加熱押圧ヘッドを示す側面図である。 表面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成された凹凸部を有するタブ線を示す斜視図である。 タブ線の断面図である。 表面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成された凹凸部を有するタブ線を用いた太陽電池セルを示す断面図である。 表面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成された凹凸部を有するタブ線を接続する太陽電池セルを示す断面図である。
［太陽電池モジュール］
以下、本発明にかかる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明が適用された太陽電池モジュール１は、図１に示すように、複数の太陽電池セル２がインターコネクタとなるタブ線３によって直列に接続されたストリングス４を有し、このストリングス４を複数配列したマトリクス５を備える。そして、太陽電池モジュール１は、このマトリクス５が封止接着剤のシート６で挟まれ、受光面側に設けられた表面カバー７及び裏面側に設けられたバックシート８とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられることにより形成される。
封止接着剤としては、例えばエチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）等の透光性封止材が用いられる。また、表面カバー７としては、例えば、ガラスや透光性プラスチック等の透光性の材料が用いられる。また、バックシート８としては、ガラスやアルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体等が用いられる。
太陽電池モジュールの各太陽電池セル２は、図２に示すように、光電変換素子１０を有する。光電変換素子１０は、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型光電変換素子を用いる結晶シリコン系太陽電池モジュールや、アモルファスシリコンからなるセルと微結晶シリコンやアモルファスシリコンゲルマニウムからなるセルとを積層させた光電変換素子を用いた薄膜シリコン系太陽電池など、各種光電変換素子１０を用いることができる。
また、光電変換素子１０は、受光面側に表面電極となるバスバー電極１１と、バスバー電極１１とほぼ直交する方向に形成された集電極であるフィンガー電極１２が設けられている。また、光電変換素子１０は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムや銀からなる裏面電極１３が設けられている。
そして、太陽電池セル２は、タブ線３によって、表面のバスバー電極１１と、隣接する太陽電池セル２の裏面電極１３とが電気的に接続され、これにより直列に接続されたストリングス４を構成する。タブ線３とバスバー電極１１及び裏面電極１３との接続は、導電性接着フィルム１５によって行う。
バスバー電極１１は、Ａｇペーストを塗布し、加熱することにより形成される。太陽電池セル２の受光面に形成されるバスバー電極１１は、入射光を遮る面積を小さくし、シャドーロスを抑えるために、例えば１ｍｍ幅でライン状に形成されている。バスバー電極１１の数は、太陽電池セル２のサイズや抵抗を考慮して適宜設定される。バスバー電極１１は、後述する導電性接着フィルム１５が仮貼りされた後、タブ線３の平坦化されている裏面２０ｂと接着される。
フィンガー電極１２は、バスバー電極１１と同様の方法により、バスバー電極１１と交差するように、太陽電池セル２の受光面のほぼ全面に亘って形成されている。また、フィンガー電極１２は、例えば約１００μｍ程度の幅を有するラインが、所定間隔、例えば２ｍｍおきに形成されている。
［流入部］
裏面電極１３は、図３に示すように、アルミニウムや銀からなる電極が例えばスクリーン印刷やスパッタ等により太陽電池セル２の裏面に形成される。裏面電極１３は、導電性接着フィルム１５が仮貼りされた後タブ線３の凹凸部２１が形成された表面２０ａが接続される接続部１４を有する。接続部１４は、後述するタブ線３の本圧着工程時において導電性接着フィルム１５のバインダー樹脂が流入する流入部１６が形成されている。流入部１６は、裏面電極１３の形成時に、マスク処理やエッチング処理を施すことにより形成され、例えば図３に示すように、開口部１６ａとして形成されている。すなわち、接続部１４は、ＡｌやＡｇ部分からなりタブ線３との導通を図る導通部１７と、本圧着工程時において余剰のバインダー樹脂が流入する流入部１６とからなる。
そして、裏面電極１３の接続部１４は、導電性接着フィルム１５、タブ線３の順に積層された後、タブ線３上から熱加圧されることにより、図４に矢印で示すように、導電性接着フィルム１５のバインダー樹脂が凹凸部２１に沿って流動して開口部１６ａ内に流入し、導通部１７から余剰のバインダー樹脂を排除することができる。したがって、太陽電池セル２は、接続部１４の導通部１７における導電性粒子同士、あるいは導電性粒子とタブ線３や接続部１４との接触がバインダー樹脂によって阻害されることなく導通性を確保することができる。
開口部１６ａは、裏面電極１３の接続部１４に沿って、所定間隔で複数設けられている。太陽電池セル２は、導通部１７においてタブ線３を介して隣接する太陽電池セル２と電気的に接続されるとともに、タブ線３と機械的に接続される。また、太陽電池セル２は、開口部１６ａにおいて余剰のバインダー樹脂を流入させるとともに、タブ線３と機械的に接続される。なお、開口部１６ａは、円形、角形等、その形状を問わない。
［タブ線］
タブ線３は、従来の太陽電池モジュールで使用されているタブ線と同様に、例えば、５０〜３００μｍ厚のリボン状銅箔を使用し、必要に応じて金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等が施されている。
また、タブ線３は、上述したタブ線１００と同様に、表面に長手方向に亘って連続する凹凸部が幅方向に複数形成されている。タブ線３は、図１３に示すように、長尺状に形成され、表面２０ａに凹凸部２１が形成されている。凹凸部２１は、図１４に示すように、タブ線３の長手方向に連続して設けられている山部２１ａと谷部２１ｂとがタブ線３の幅方向に交互に設けられている。この凹凸部２１は、例えば上記メッキ処理されたリボン状銅箔をプレス成形することなどにより形成される。
そして、タブ線３は、図１５に示すように、平坦化された裏面２０ｂ側を、導電性接着フィルム１５を介して太陽電池セル２のバスバー電極１１と接続される。これにより、太陽電池セル２は、受光面と同方向に凹凸部２１が向けられるため、入射光が凹凸部２１によって散乱され、その散乱光が保護ガラス面で反射し受光面に再入射することにより受光効率を向上させることができる。
また、タブ線３は、凹凸部２１が形成された表面２０ａ側を、導電性接着フィルム１５を介して太陽電池セル２の裏面電極１３の接続部１４と接続される。
［接着フィルム］
導電性接着フィルム１５は、図５に示すように、導電性粒子２３が高密度に含有された熱硬化性のバインダー樹脂層である。また、導電性接着フィルム１５は、押し込み性の観点から、バインダー樹脂の最低溶融粘度が、１００〜１０００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。導電性接着フィルム１５は、最低溶融粘度が低すぎると低圧着から本硬化の過程で樹脂が流動してしまい接続不良やセル受光面へのはみ出しが生じやすく、受光率低下の原因ともなる。また、最低溶融粘度が高すぎてもフィルム貼着時に不良を発生しやすく、接続信頼性に悪影響が出る場合もある。なお、最低溶融粘度については、サンプルを所定量回転式粘度計に装填し、所定の昇温速度で上昇させながら測定することができる。
導電性接着フィルム１５に用いられる導電性粒子２３としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。なお、導電性粒子２３として、扁平なフレーク状金属粒子を含有することにより、互いに重なり合う導電性粒子２３の数を増加させ、良好な導通信頼性を確保することができる。
また、導電性接着フィルム１５は、常温付近での粘度が１０〜１００００ｋＰａ・ｓであることが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５０００ｋＰａ・ｓである。導電性接着フィルム１５の粘度が１０〜１００００ｋＰａ・ｓの範囲であることにより、導電性接着フィルム１５をテープ状のリール巻とした場合において、いわゆるはみ出しを防止することができ、また、所定のタック力を維持することができる。
導電性接着フィルム１５のバインダー樹脂層の組成は、上述のような特徴を害さない限り、特に制限されないが、より好ましくは、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを含有する。
膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１００００〜８００００程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の種々の樹脂を使用することができ、その中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。
液状エポキシ樹脂としては、常温で流動性を有していれば、特に制限はなく、市販のエポキシ樹脂が全て使用可能である。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、アクリル樹脂など他の有機樹脂と適宜組み合わせて使用してもよい。
潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型などの各種硬化剤が使用できる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、何かしらのトリガーにより活性化し、反応を開始する。トリガーには、熱、光、加圧などがあり、用途により選択して用いることができる。液状エポキシ樹脂を使用する場合は、イミダゾール類、アミン類、スルホニウム塩、オニウム塩などからなる潜在性硬化剤を使用することができる。
シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。
また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時における樹脂層の流動性を調整し、粒子捕捉率を向上させることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。
図６は、導電性接着フィルム１５の製品形態の一例を模式的に示す図である。この導電性接着フィルム１５は、剥離基材２４上にバインダー樹脂層が積層され、テープ状に成型されている。このテープ状の導電性接着フィルムは、リール２５に剥離基材２４が外周側となるように巻回積層される。剥離基材２４としては、特に制限はなく、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。また、導電性接着フィルム１５は、バインダー樹脂層上に透明なカバーフィルムを有する構成としてもよい。
このとき、バインダー樹脂層上に貼付されるカバーフィルムとして上述したタブ線３を用いてもよい。このように、予めタブ線３と導電性接着フィルム１５とを積層一体化させておくことにより、実使用時においては、剥離基材２４を剥離し、導電性接着フィルム１５のバインダー樹脂層をバスバー電極１１や裏面電極１３の接続部１４上に貼着することによりタブ線３と各電極１１，１３との接続が図られる。
なお、導電性接着フィルム１５は、リール形状に限らず、短冊形状であってもよい。
図６に示すように導電性接着フィルム１５が巻き取られたリール製品として提供される場合、導電性接着フィルム１５の粘度を１０〜１００００ｋＰａ・ｓの範囲とすることにより、導電性接着フィルム１５の変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。また、導電性接着フィルム１５が短冊形状で２枚以上積層された場合も同様に、変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。
上述した導電性接着フィルム１５は、導電性粒子２３と、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた樹脂生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、導電性接着フィルム１５を得る。
［製造工程］
次いで、太陽電池モジュール１の製造工程について説明する。太陽電池モジュール１は、バスバー電極１１及び裏面電極１３の接続部１４に導電性接着フィルム１５を仮貼りする仮貼り工程、太陽電池セル２を配列する配列工程、タブ線３を導電性接着フィルム１５上に低温低圧で熱加圧することによりバスバー電極１１上及び裏面電極１３の接続部１４上に配置する仮圧着工程、及びタブ線３上から熱加圧することにより導電性接着フィルム１５を熱硬化させ、タブ線３とバスバー電極１１及び裏面電極１３の接続部１４とを接続する本圧着工程とを備える。
先ず、各太陽電池セル２のバスバー電極１１及び裏面電極１３の接続部１４上に、未硬化の導電性接着フィルム１５を仮貼りする。導電性接着フィルム１５の仮貼り工程は、例えば、リール状に巻回されている導電性接着フィルム１５を太陽電池セル２の表裏面側の所定位置に搬送し、仮貼りヘッドによって押圧することによって行う。
仮貼りヘッドは、導電性接着フィルム１５に流動性が生じるが本硬化は生じない程度の温度（例えば４０〜６０℃）で、所定時間（例えば１〜５秒）加熱することで、太陽電池セル２に仮貼りする。導電性接着フィルム１５が仮貼りされた太陽電池セル２は、直列接続される順に配列される。
次いで、上下一対の仮圧着ヘッド２６と対峙する所定の位置に配列された各太陽電池セル２に対して、タブ線３を導電性接着フィルム１５上に仮圧着する。このとき、図２、図７に示すように、先行する一の太陽電池セル２ａの表面に形成されたバスバー電極１１上に、未硬化の導電性接着フィルム１５を介してタブ線３の一端３ａを仮圧着し、後に続く他の太陽電池セル２ｂの裏面電極１３の接続部１４に、未硬化の導電性接着フィルム１５を介して当該タブ線３の他端３ｂを仮圧着する。同様に、当該他の太陽電池セル２ｂの表面に形成されたバスバー電極１１上と、この太陽電池セル２ｂの後に続く太陽電池セル２ｃの裏面電極１３の接続部１４とに、未硬化の導電性接着フィルム１５を介してタブ線３の一端３ａ及び他端３ｂを仮圧着する。このように、隣接する太陽電池セル２同士をタブ線３で直列に連結していく。
このとき、図１５に示すように、タブ線３は、上述したように、一端３ａ側において、平坦に形成された裏面２０ｂがバスバー電極１１上に仮圧着され、他端３ｂ側において、凹凸部２１が形成された表面２０ａが裏面電極１３の接続部１４上に仮圧着される。
また、かかる仮圧着工程は、仮圧着ヘッド２６によって行う。仮圧着ヘッド２６は、導電性接着フィルム１５の硬化反応が進行しない程度の温度に加熱され、タブ線３を押圧する。したがって、導電性接着フィルム１５は、バインダー樹脂が流動性を示し、接着力を奏することにより、バスバー電極１１上及び裏面電極１３の接続部１４にタブ線３を仮固定する。
次いで、図８に示すように、タブ線３が仮固定された複数の太陽電池セル２を、加熱押圧ヘッド２８の直下に搬送、支持した後、加熱押圧ヘッド２８によってタブ線３を太陽電池セル２の各電極１１，１３に本圧着して導電性接着フィルム１５を硬化させる。
このとき、複数の太陽電池セル２は、先行する太陽電池セル２ａが、上方及び下方に設けられた一対の加熱押圧ヘッド２８が同期して昇降されることによって、タブ線３が所定の圧力で押圧される。加熱押圧ヘッド２８は、導電性接着フィルム１５が硬化する所定の温度に加熱される。したがって、導電性接着フィルム１５は、バインダー樹脂が熱硬化し、タブ線３とバスバー電極１１又は裏面電極１３の接続部１４とを電気的、機械的に接続する。
図４に示すように、タブ線３の表面２０ａと太陽電池セル２の裏面電極１３の接続部１４との接続において、太陽電池セル２は、流動性を奏するバインダー樹脂が、タブ線３の長手方向に亘って連続する谷部２１ｂを流れ、裏面電極１３の接続部１４に形成された開口部１６ａ内に流入する。したがって、太陽電池セル２は、接続部１４の導通部１７における余剰のバインダー樹脂を排除することができ、導通部１７における導電性粒子同士、及び、導電性粒子とタブ線３の山部２１ａや導通部１７とが、バインダー樹脂によって阻害されることなく接触する。これにより、太陽電池セル２は、接続部１４において、タブ線３との導通性を維持、向上させることができる。
ここで、開口部１６ａは、タブ線３及び導電性接着フィルム１５の幅以上の径を有していてもよい。これにより、開口部１６ａは、確実に余剰のバインダー樹脂を流入させ、導通部１７より排除することができるとともに、タブ線３及び導電性接着フィルム１５の貼着位置ズレに対応することもできる。
また、開口部１６ａは、裏面電極１３の導通部１７との面積比が、２：１〜１：２程度とされる（開口部１６ａ：導通部１７＝２：１〜１：２）。開口部１６ａの面積が上記面積比の範囲を超えると、導通部１７に集められる電子の移動ロスが大きくなってしまう。また、開口部１６ａが導通部１７の面積の半分に満たないと余剰のバインダー樹脂を流入させきれなくなるおそれがある。
加熱押圧ヘッド２８によって先行する太陽電池セル２ａにタブ線３が本圧着されると、一対の加熱押圧ヘッド２８がタブ線３より離間し、後に続く太陽電池セル２ｂが一対の加熱押圧ヘッド２８の直下に搬送される。このように、太陽電池セル２は、一枚ずつ加熱押圧ヘッド２８の直下に搬送され、順次、タブ線３がバスバー電極１１及び裏面電極１３の接続部１４に接着されると共に、隣接する太陽電池セル２と直列に接続されていく。
なお、本実施の形態では、導電性接着フィルム１５によって接続部１４とタブ線３との接続を行うため、太陽電池セル２の裏面電極１３として、Ａｌ又はＡｇのいずれも用いることができるが、裏面電極１３として、裏面Ａｌ集電電極を用いることにより、従来のはんだ接続用のＡｇ電極を設ける必要がないため、太陽電池セルの製造工程が短縮され、生産技術的なメリットを有する。
また、本実施の形態では、接続部１４の導通部１７とタブ線３との接続を導電性接着フィルム１５を用いて行ったが、バインダー樹脂に導電性粒子を配合しない絶縁性接着フィルムを用いて行ってもよい。この場合、タブ線３の凹凸部２１の山部２１ａと接続部１４の導通部１７とが直接接触することにより導通が図られる。このときも、接続部１４に流入部１６を設けることで、タブ線３の本圧着工程において、絶縁性接着フィルムの余剰のバインダー樹脂が流入するため、バインダー樹脂によって山部２１ａと導通部１７との接続が阻害されることがない。
次いで、導通部１７及び開口部１６ａが形成された接続部１４に、導電性接着フィルム１５（商品名：ＳＰ１００シリーズ、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社社製）を介してタブ線３の凹凸部２１が形成された表面２０ａを接続する実施例について説明する。
実施例１では、ガラス基板の接続部にＡｇペースト配線によって導通部１７を形成するともに、直径２ｍｍの開口部を２ｍｍ間隔で複数形成した。この接続部上に導電性接着フィルム１５及びタブ線３を順に積層し、タブ線３を熱加圧し、接続した。熱加圧条件は、１８０℃、１５秒、１ＭＰａとした。
比較例１では、ガラス基板の接続部にＡｇペースト配線によって導通部１７のみを形成し、開口部は形成していない。そして、実施例１と同様に、この接続部上に実施例１と同一の導電性接着フィルム１５及びタブ線３を順に積層し、タブ線３を熱加圧し、接続した。熱加圧条件は、１８０℃、１５秒、１ＭＰａとした。
実施例１及び比較例１の各接続断面を観察したところ、図９（ａ）に示すように、実施例１では、１０箇所全ての山部２１ａで導通部１７との接続が確認された。これは、開口部を設けることにより、熱加圧によって流動性を奏するバインダー樹脂Ｂの余剰分が開口部に流入したことにより、山部２１ａと導通部１７との間から余剰のバインダー樹脂Ｂが排除されたことによる。
一方、図９（ｂ）に示すように、比較例１では、１０箇所の山部２１ａのうち３箇所しか導通部１７との接続がとれておらず、その他は山部２１ａと導通部１７とが離間していた。また、比較例１では、接続している箇所においても山部２１ａの頂部が導通部１７に触れている程度であった。これは、加熱によりバインダー樹脂Ｂが流動性を奏したときにも、谷部２１ｂがタブ線３の長手方向に亘って連続して設けられているため、流動方向が限定されてしまい、加圧によってもタブ線３の山部２１ａと導通部１７との間からの排除が不十分となる。したがって、比較例１では、タブ線３と導通部１７との間に余剰のバインダー樹脂Ｂが残存し、接続が阻害されることによる。
次いで、導通部１７及び開口部１６ａが形成された接続部１４に、導電性接着フィルム１５を介してタブ線３の凹凸部２１が形成された表面２０ａを接続させたセルの出力特性について検討した。
実施例２では、裏面電極としてＡｌ電極が全面に亘って形成されている太陽電池セルを用い、Ａｌ電極にタブ線３との接続部を形成するとともに、この接続部に導通部とともに直径４ｍｍの開口部を４ｍｍ間隔で複数形成した。なお、この太陽電池セルは、受光面側のバスバー電極が存在せず、フィンガー電極とタブ線との接続を行った。この接続部上に実施例１と同一の導電性接着フィルム１５及びタブ線３を順に積層し、タブ線３を熱加圧し、接続した。熱加圧条件は、１８０℃、１５秒、１ＭＰａとした。
実施例３では、実施例２の導電性接着フィルム１５に代えて、導電性粒子を除いた絶縁性接着フィルムを用いた以外は、実施例２と同様な条件で接続を行った。その結果、実施例１と同様に１０箇所全ての山部２１ａで導通部１７との接続が確認された。
比較例２では、前記開口部が形成していないこと以外は実施例２と同様に接続した。
これら実施例２、実施例３及び比較例２について、初期出力特性として、｛タブ線３の接続直後のＦＦ値（太陽電池の最大出力を［開放電圧×短絡電流］で割った値）／タブ線３の接続前のＦＦ値｝×１００（％）の値を求めた。この結果、実施例２では９７．１％、実施例３では９７．０％を示したのに対し、比較例２では９６．２％となり、開口部を設けることで接続が安定することが分かる。なお、上記ＦＦ値の測定方法は、ＪＩＳ Ｃ８９１３（結晶系太陽電池セル出力測定方法）に準拠して行った。
次いで、実施例２、実施例３及び比較例２の各試料を強化ガラス、ＥＶＡ、バックシートでラミネートし、出来上がった太陽電池モジュールを、温度サイクル試験にかけた。温度サイクル試験は、−４０℃３０分⇔１００℃３０分を１０００サイクル行った。そして、（試験前のＦＦ値／試験後のＦＦ値）×１００（％）の値を求めた。この結果、実施例２では９８．５％、実施例３では９７．８％を示したのに対し、比較例２では９６％であり、開口部を設けることで環境変化に対する高い接続信頼性を得られることが分かる。なお、上記ＦＦ値の測定方法は、ＪＩＳ Ｃ８９１３（結晶系太陽電池セル出力測定方法）に準拠して行った。
［他の構成］
なお、太陽電池セル２は、開口部１６ａを介して光電変換素子１０を構成するＳｉを外方に露出させてもよい。これにより、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム１５のバインダー樹脂が裏面電極１３の開口部１６ａを介して光電変換素子１０の表面のＳｉと接触する。シリコン基板からなる太陽電池セルの表面と導電性接着フィルム１５のバインダー樹脂とは、強固に接着することから、導電性接着フィルム１５は、タブ線３と裏面電極１３との接続において、導通部１７（Ａｌ部分）で導通を図ると共に、開口部１６ａを介して露出されているＳｉ部分でタブ線３と裏面電極１３の接続部１４との接続強度を確保することができる。
また、両面受光タイプの太陽電池セル２では、図１０に示すように、両面に凹凸部２１が形成されたタブ線３０を用いると共に、両受光面に設けられたバスバー電極１１にも余剰のバインダー樹脂が流入する流入部１６を形成してもよい。流入部１６は、バスバー電極１１を印刷形成する際に、一括して形成される。また、図１１（ａ）に示すように、流入部１６は、開口部１６ａとして形成することができる。開口部１６ａとして形成する場合には、バスバー電極１１の幅よりも小径に形成される。また、流入部１６は、図１１（ｂ）に示すように、バスバー電極１１の一部を切り欠く切欠き部１６ｂとして形成してもよい。
バスバー電極１１に設けられた開口部１６ａや切欠き部１６ｂも、バスバー電極１１に所定間隔で複数形成される。また、開口部１６ａや切欠き部１６ｂは、タブ線３の本圧着工程においては、凹凸部２１の谷部２１ｂを伝ってバインダー樹脂が流入し、導通部１７から余剰のバインダー樹脂を排除することができる。
なお、タブ線３の本圧着工程において、タブ線３を熱加圧する加熱押圧ヘッド２８は、図１２に示すように、押圧面２８ａに弾性体３１を設けてもよい。加熱押圧ヘッド２８は、熱伝導率の高いシリコンゴムなどの弾性体３１を設けることにより、タブ線３の凹凸部２１を吸収し、タブ線表面の凹凸部を確保したまま押圧面２６ａとタブ線３との接触面積が増加するとともに、より密着することとなり、タブ線３に満遍なく熱や圧力を確実に伝えることができる。
１ 太陽電池モジュール、２ 太陽電池セル、３ タブ線、４ ストリングス、５ マトリクス、１０ 光電変換素子、１１ バスバー電極、１２ フィンガー電極、１３ 裏面電極、１４ 接続部、１５ 導電性接着フィルム、１６ 流入部、１６ａ 開口部、１６ｂ 切欠き部、１７ 導通部、２０ａ 表面、２０ｂ 裏面、２１ 凹凸部、２１ａ 山部、２１ｂ 谷部、２３ 導電性粒子、２６ 仮圧着ヘッド、２８ 加熱押圧ヘッド、３０ タブ線、３１ 弾性体

Claims (12)

  1. 両面に電極が形成された複数の太陽電池セルと、
    一面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成されてなる凹凸部を有し、上記複数の太陽電池セルを直列に接続するタブ線と、
    上記太陽電池セルの電極と上記タブ線との間に介在され、上記太陽電池セルと上記タブ線とを接続する接着フィルムとを備え、
    上記太陽電池セルは、上記凹凸部が設けられた一面が接続される接続部に上記接着フィルムのバインダー成分が流入する流入部が形成されている太陽電池モジュール。
  2. 上記タブ線は、上記凹凸部が設けられた一面と反対側の平坦面が、上記太陽電池セルの表面電極と接続され、上記一面が上記太陽電池セルの裏面電極と接続されている請求項１記載の太陽電池モジュール。
  3. 上記タブ線は、上記凹凸部が設けられた一面と反対側の面にも、長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成されてなる凹凸部が形成されている請求項１記載の太陽電池モジュール。
  4. 上記太陽電池セルは、裏面電極がＡｌを用いて形成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 上記太陽電池セルは、結晶シリコン系太陽電池セルであり、上記流入部よりＳｉが外方へ露出している請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 上記流入部は、上記裏面電極の上記タブ線との接続部に設けられた開口部である請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  7. 上記流入部は、上記裏面電極の上記タブ線との接続部に設けられた切り欠き部である請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  8. 上記接続部は、上記タブ線と導通する導通部が上記流入部よりも大きな面積を有する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  9. 上記接着フィルムは、導電性粒子を含有する請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  10. 上記接着フィルムは、導電性粒子を含有しない絶縁性接着フィルムである請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  11. 複数の太陽電池セルを配列する配列工程と、
    接着フィルムを介して一面に長手方向に亘って連続する山部及び谷部が幅方向に交互に形成されてなる凹凸部を有するタブ線の上記一面を上記太陽電池セルの裏面電極側に仮接続すると共に、接着フィルムを介して上記タブ線の上記一面と反対側の平坦面を上記太陽電池セルの表面電極側に仮接続する仮圧着工程と、
    上記タブ線の上から熱加圧することにより、上記接着フィルムを熱硬化させて上記タブ線と上記太陽電池セルの各電極とを接続する本圧着工程とを備え、
    上記本圧着工程では、上記接着フィルムのバインダー成分を、上記タブ線の上記凹凸部が設けられた一面が接続される接続部に設けられた開口部に流入する太陽電池モジュールの製造方法。
  12. 上記本圧着工程では、上記タブ線の押圧面に弾性体が設けられたヘッドによって上記タブ線を熱加圧する請求項１１記載の太陽電池モジュールの製造方法の製造方法。
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