JP5409908B2 - 太陽電池用のフィルム状電気コネクタを製造する方法、このようにして製造された接続エレメント、及び少なくとも２つの太陽電池を１つのソーラーモジュールへと電気的に接続する方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池を１つのモジュールへと接続するための太陽電池用のフィルム状電気コネクタを製造する方法に関する。請求項１の上位概念によれば、このコネクタは１つの導電平面層と少なくとも１つの絶縁平面層を有する。さらに本発明は、このような方法に従って製造されたフィルム状電気コネクタと、少なくとも２つの太陽電池を本発明によるコネクタによって１つのソーラーモジュールへと電気的に接続する方法とに関する。

それゆえ本発明は、比較的大きさモジュールを製造するために平面太陽電池を電気的に接触させるというテーマに関係している。そこで本発明は、背面接触型の多数の太陽電池をいわゆるストリングへと直線的平面的に接続する接続エレメントの構造及び製造方法、ならびに、背面接触型太陽電池又はＩＢＣ電池をモジュールに統合するために確実に電気的及び機械的に直列接続する方法を提案する。

背面のメタライゼーション構造が互いに噛み合う２つの櫛状金属フィンガから構成されているＩＢＣ（Interdigitated Back Contact）電池は、先行技術に属している。ストリングのこのような２つの隣接する電池の接続は、複数の小さな継目板又は１つの大きな長方形の銅板もしくは結び目状の銅板をランドパッドにはんだ付けすることによって行われる。これらランドパッドは接続すべき２つの電池においてそれぞれ異なる極性に属している。これに関係する先行技術はWO 2005/013322又はUS 2005/0268959 A1に開示されている。

さらに、ＭＷＴ電池に対しても、櫛歯構造の形状を有する、つまり互いに噛み合う櫛歯と幅の広い銅線路とを有する背面コネクタを利用することが提案されている。この構造はいわゆるバックシート上に、それも大面積プラスチックフィルム上にあるべきである。これに関してはUS 3,903,428及びUS 3,903,427を参照されたい。大面積バックシートが作られると、その上にピックアンドプレース方式で太陽電池がマトリクス状に配置され、続いて導電接着剤を介して銅線路に接続される。

DE 11 2005 001 252 T2には、複数の太陽電池を１つの太陽電池モジュールに接続することが開示されている。なお、太陽電池は背面接触型電池として形成されている。太陽電池モジュールは、太陽電池マトリクスとして互いに接続された多数の太陽電池を含んでいる。特殊な接続構造が２つの隣接する太陽電池の背面を電気的に接触させる。以前から知られている接続構造は一方の太陽電池の背面にある接点を他方の太陽電池の背面にある接点に電気的に接続する接続部を有していることがあるが、その場合にはさらに、太陽電池と接続部との間にいわゆる接続シールドが配置される。接続シールドは有利には、接続部と別の領域における太陽電池の縁部との間の電気的絶縁をはんだ接点として提供する。これにより、電池内の、効率を低下させる電気的経路が妨げられる。具体的には、接続シールドははんだ付け中にはんだ付け剤が太陽電池の前面まで移動するのを妨げる。１つの実施形態では、接続シールドは片面テープ又は両面テープであり、コーティングされていても、されていなくてもよい。例えばDE 10 2005 001 252 T2による実施例では、接続シールドはアクリルをベースとした接着剤を含んだ約６．２ｍｍ幅のポリエステルテープである。

公知の技術のバックシートによる解決手段の欠点は、一般にモジュールの背面全体がただ１つの平面フィルム材から成っており、このフィルム材に構造化された銅コーティングが施されることである。この場合、約１６０ｃｍ×１００ｃｍという電池モジュールの一般的なサイズを有するモノリシックな部材であるフィルムを銅でコーティングし、このコーティングを構造化することは、非常に厄介である。この場合、電気的な短絡を回避できるように、銅線路又は電池のいずれかにはんだ阻止層を塗布するべきである。

電池とバックシートとを接続してモジュールとすることは、説明したように、導電性接着剤によって行われる。この導電性接着剤の比抵抗は基本的にはんだの低い値に達しない。

上記のことから、本発明の課題は、効果的なモジュール接続が保証されるように、太陽電池用のフィルム状電気コネクタを製造する方法を改善することである。その際、コネクタは安価に製造可能であるべきであり、簡単に使用可能であるべきである。

本発明の別の課題は、少なくとも２つの太陽電池を電気的に接続して１つのソーラーモジュールとする方法を提供することである。なお、このソーラーモジュールは、ロールによって使用される、各太陽電池に合わせた所定の大きさの幅を有する特殊なフィルム状コネクタを備えている。

本発明の上記課題の解決は、請求項１に係る方法と、請求項１２に係るフィルム状電気コネクタと、請求項１３に係る、少なくとも２つの太陽電池を電気的に接続する方法とにより為される。従属請求項には、少なくとも有利な実施形態及び発展形態が示されている。

まず、太陽電池用のフィルム状電気コネクタを製造する方法では、これら電気コネクタをモジュールに接続するために、１つの導電平面層と少なくとも１つの絶縁平面層を有するコネクタが前提とされる。

本発明によれば、まず接続すべき太陽電池の幅に実質的に等しい幅で絶縁支持フィルムシートが用意される。しかし、この幅の大きさはつねに一般的な標準的ソーラーモジュールの総面積よりは小さい。

次に、この支持フィルム上の、後のはんだ位置の領域に、すなわち電気的接触位置及び側方ストリップ縁部に開口部が設けられる。例えばパンチング加工によって得られるこの側帯縁部に設けられた開口部は、調節及び輸送のための穿孔を形成する。

さらに、支持フィルムに合わせた幅を有する導電フィルムシートが用意される。この導電フィルムシートの縁部にも調節及び輸送のための穿孔が設けられる。さらに、後の電気接続フィンガとして櫛歯構造が形成される。その際、後でモジュールを形成する際に正確な位置決めが保証されるように、保持バーが櫛歯構造の位置を固定する。

導電フィルムシートは輸送ベルト又は輸送ローラのピン状の突起部によって支持フィルム上に位置決めされる。その際、前記突起部がそれぞれの調節及び輸送穿孔に入り込む。

次に、支持フィルムと導電フィルムシートとの接続が好ましくは接着結合によって行われる。その後、側帯の切り離しと保持バーの切断が行われる。

次のステップでは、絶縁被覆フィルム又は各縁部に設けられている被覆フィルム側帯の貼り付け、特にラミネーションが行われる。被覆フィルム又は各縁部に設けられていた被覆フィルム側帯の幅は支持フィルムと導電フィルムシートとの積層体に対して張り出している。

これら横方向に張り出した被覆フィルム縁部又は被覆フィルム側帯の張り出しは折り返される、それもエッジ分離の目的で積層体下面まで折り返される。そして、折り返された部分の固定がまた好ましくは接着結合によって行われる。

そして、このようにして作られた積層体はロールを形成するように巻き取られ、後の処理に使用される。

１つの実施形態では、開口部及び穿孔はレーザ光線などによって形成してもよい。

櫛歯構造はソーラーモジュールの接点構成と予想される電流強度比とに適した平面形状を有する。この平面形状は一様な長方形輪郭又は先細りの輪郭も有することができる。

被覆フィルム又は被覆フィルム側帯を貼り付ける前に、上で述べた折り返された領域の固定を確実にするために、接着剤層が塗布される。

接着剤の硬化は積層体をロールに巻き取る前に例えば熱処理によって行われる。その際、必要に応じて、露出している導電性表面をフラックス及び／又ははんだで濡らす。
太陽電池の個数に対応する予め決められた所定の長さの積層体の後に、切断箇所が形成される。切断箇所の部分には、より幅の広い横路が設けられている。

有利な実施形態では、導電フィルムシートは銅材料でできている。

支持フィルムは、導電フィルムシートと接触させる前に、接着剤で濡らされる。これは例えば吹き付けによって行うことができる。そして向かい合わされたシートが軽い圧力で貼り合わされ、接続される。

本発明によれば、フィルム状電気コネクタは上記の方法に従って製造されている。

同様に本発明によれば、少なくとも２つの太陽電池をソーラーモジュールに電気的に接続する方法は本発明のコネクタを用いて上記のように説明される。

上記の電気的接続方法では、ロールの動作が行われる。はんだ付けステップによって、太陽電池のはんだ箇所を支持フィルムのパンチ孔を通して露出している接触箇所に接触させることによって、巻き取られた部分で太陽電池がｘ個ずつストリングに接続される。つづいて、このようにしてできたストリングがカプセル化材料を備えた透明板上で以前のストリングに対して１８０°回転して位置決めされる。その際、所定の横コネクタによってストリングの直列接続が行われる。

本発明の主な特徴は以下のようにまとめることができる。
フィルムコネクタ又はフィルムＴＡＢに基づいている。太陽電池の幅にほぼ等しい、例えば６’’の幅を有するフィルムシートが使用される。フィルムコネクタは、銅材料でコーティングされたプラスチックフィルムに基づいており、被覆層としてさらに別のプラスチックフィルムが設けられており、しかも積層体を形成している。フィルムは次々と構造化され、接着され、ロールに巻き取られる。

さらに、本発明によれば、フィルムシートの側縁部にはパンチング技術によって穿孔が設けられているため、輸送ベルトの対応する突起部又はピンが穿孔に入り込むことによって簡単に輸送が可能であり、他方では、上下のシートの相互の確実な調節が保証される。

本発明の別の特徴は２つのプラスチックフィルムによるフィルムコネクタの特殊なエッジ分離である。なお、２つのプラスチックフィルムは、被覆フィルムとして全面を覆うように形成してもよいし、又は純粋なエッジ被覆として幅の狭い側帯として形成してもよい。

以下では、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れを示す。 ｘ個の太陽電池を接続する２つのフィルムコネクタの直列接続を示す。 それぞれｘ個の太陽電池から成るｙ個のストリングを横コネクタによって端部バスバー上で接続する様子を示す。 本発明のフィルム状電気コネクタを示す。 図１０による本発明のフィルム状電気コネクタのロールツーロール製造法のプロセスの流れの一例を示す。 角部に面取り（テーパー）を有する、いわゆる疑似正方形太陽電池で使用するためのフィルムコネクタの実施形態を示す。 図１３ａ〜ｄは気化したフラックス及び所定量のはんだが、導電フィルム（銅フィルム）と任意選択的にはさらに被覆フィルムとにおけるはんだ通過口を通ってどのように外へと排出されるかを示し、図１３ｅは導電フィルムに付加的なパンチ孔を形成するためのパンチング加工の基本的な実施形態を示す。 本発明による製造方法の第２の技術的実施形態を示す。

図面には主に、太陽電池用のフィルム状電気コネクタの製造方法の流れ（図１〜７）が示されている。また、図８には、ｘ個の太陽電池を接続する２つのフィルムコネクタの直列接続が示されており、図９には、それぞれｘ個の太陽電池から成るｙ個のストリングを横コネクタによって端部バスバー上で接続する様子が示されており、図１１には、図１０による本発明のフィルム状電気コネクタのロールツーロール製造法のプロセスの流れの一例が示されている。

図１２ａ及び１２ｂには、角部に面取り（テーパー）を有する、いわゆる疑似正方形太陽電池で使用するためのフィルムコネクタの実施形態が示されている。

図１３ａ〜１３ｄには、支持フィルムに簡単に形成されたパンチ孔と、それにより後で太陽電池と接触した際に生じる図１３の断面とに基づいて、太陽電池のはんだパッド上の残留はんだが溶融したときに気化したフラックス及び所定量のはんだが、導電フィルム（銅フィルム）と任意選択的にはさらに被覆フィルムとにおけるはんだ通過口を通ってどのように外へと排出されるかが示されている。電気接続の長期安定性はこの排出によって高められる。

図１３ｅには、導電フィルムに、とりわけ銅フィルムに、付加的なパンチ孔を形成するためのパンチング加工の基本的な実施形態が示されている。ただし、図示されている平行な切断又は先細りした切断は縮尺通りではなく、単に概略的なものにすぎないことに留意されたい。

図１４では、本発明による製造方法の第２の技術的実施形態が説明されている。この実施形態では、出荷時の状態では全面を覆う表面乾燥した接着フィルムと共になるフィルムが使用される。なお、接着フィルムは貼り合わせと接続のプロセスを実行するために圧力と温度とによって液化することができる。このようなフィルムを使用すれば、そうでない場合には必要な接着剤によるウェッティングのプロセスステップが不要になる。図１４にはまた補足的に、被覆フィルムにおける後ではんだ箇所となる領域に開口部を形成するためにパンチング４を行うことが示されている。このパンチング４の寸法は、導電フィルムシートにおける開口部の寸法よりも大きい。

図１ａには、厚さｄ１、幅Ｂ１の支持フィルム１００の上面図が、図１ｂにはその断面図が示されている。幅Ｂ１は接続すべき太陽電池のエッジ長よりも少しだけ大きい。
図１ａ及び１ｂによれば、支持フィルムには図示されていないパンチングツールによってパンチングが施されていることが明らかである。このパンチングツールは同時に側帯１０１及び１０３上に穿孔１０２及び１０４も形成する。

同様に、孔１０５を同時に太陽電池上の後のはんだ箇所に形成してもよい。

第２の方法ステップは図２ａ〜２ｃに図解されている。

図２ａによれば、導電フィルムシートとして、厚さｄ２、プラスチックフィルム１００と同じ幅Ｂ１の銅フィルムが構造化のために大きな供給フィルムの巻き出しにより準備される。銅フィルム２００はパンチングツールによって加工される。銅シート２０５ａ又は２０５ｂは図２ｃに従って形成されるが、分離線はパンチギャップ２０５として形成される。したがって、接続すべき櫛歯構造２０７及び２０８に属する銅シートの間に、相応する絶縁領域が実現される。同様に、穿孔２０２が側帯２０１に形成される。図示のように、穿孔は上側の側帯２０１にも下側の側帯２０３には穿孔２０４としても存在している。

本発明によれば、個々の銅シートをその元の位置に固定するために、パンチングツールによって２つの側帯２０１及び２０３に接続／保持バー２０８が掘られる。

銅シートは長方形状（２０５ａ）に形成してもよいし、導線路の端部にかけて上昇する電流強度を考慮して、先細り（２０５ｂ）に形成してもよい。

図３ａ及び３ｂに図示されている次の方法ステップでは、銅フィルム２００が接着剤１０７を用いてプラスチックフィルム１００に接着結合される。なお、接着剤１０７は前もってプラスチックフィルム１００の表面に塗布してある。

さらに、図示のように、プラスチックフィルムの穿孔１０２及び１０４は輸送ベルト４００のピン又は突起部４０１によって穿孔２０２及び２０４と正確に揃えられている。このため、コネクタの内部のパンチングされた構造も正確に調節されるので、穿孔の直径とピン４０１の直径を合わせる際に所与の許容差が許される。

図式的に図示されている輸送ベルト４００は、加熱されたロールもしくは圧胴４０２又は相応に加熱されたスタンプ（図示せず）の下で２つのフィルム１００及び２００と同期して動く。フィルムの運動と調節はピンの直線運動又は、輸送輪を使用した場合にはピンの円周運動によって生じさせることができる。

次のステップでは、図４ａ及び４ｂを参照して、穿孔され相互に接着された側帯１０１；２０１及び１０３；２０３が分離される、例えば切り離される。これにより、フィルム積層体の幅はＢ１からＢ２へと小さくなっている。

銅櫛歯はまだ硬化していない接着剤によって支持フィルムに固定されているので、銅櫛歯の互いに対する相対的な位置が失われることなく、保持バー２０８は切断される。

それゆえ、Ｅ−Ｆ（図４ｂ）による切断エッジにおいて、隣接する銅櫛歯の間に銅ギャップ２０９が生じる。

つづいて、銅プラスチック積層体１００；２００上に幅Ｂ３≧Ｂ２、厚さｄ３の被覆フィルム３００が貼り付けられる（図５参照）。

被覆フィルム３００が貼合せ胴３０５に供給される前に、フィルム３００の下面が接着剤３０９で濡らされる。１つの実施形態では、本発明のフィルムコネクタの周期的構造のほぼ真ん中の、両方の張り出し３０１及び３０２に、張り出し３０１及び３０２の長さ（Ｂ２−Ｂ３）／２の小さな切り欠き３０３及び３０４を形成してもよい。

図６によるつぎの方法ステップでは、切り欠き３０３と切り欠き３０４の間の張り出し縁部が外側エッジの周りに配置される、それもほぼ１８０°折り返される。そして、折り返し３０１及び３０２が全厚Ｄのフィルム積層体の下面に接着される。

下から見ると、第１の方法ステップによる支持フィルム１００のパンチ孔１０５と、第５の方法ステップによる切り欠き３０３及び３０４が見える。

断面Ｇ−Ｈには、切り欠き３０４と切断された銅保持バー２０８と銅保持バー２０８の隣りに生じた銅ギャップ２０９が見て取れる。

被覆フィルムを支持フィルムの側面に折り返すことにより、この支持フィルムの縁部まで達する銅シートの表面は絶縁材料で包まれ、外部からの接触から絶縁される。

断面Ｋ−Ｌ（図６ｃ１及び６ｃ２）には、折り返しによるエッジ２０８の被覆と、フィルム又はフィルム帯３００の縁部３０１及び３０２の接着が見られる。

最後のステップでは、積層体を貫いて接着剤層１０７及び３０７が炉によって又はいわゆるラミネータ（図１０の断面Ｍも参照）によって硬化される。

選択的に、巻き取りとロール形成（図１０のステップＯ）を行う前に、例えば積層体をはんだウェーブを介してウェーブはんだ浴内にガイドすることによって、パンチ孔１０５、１０８及び１０９内の露出している銅表面にはんだ揚げを行ってもよい。

上記の方法は原理としては無限の積層体への周期的に処理であるが、モジュールコネクタの特殊な性質を考慮に入れなければならない。つまり、互いに直列に接続された所定のｘ個の太陽電池の後で、フィルムコネクタに切断箇所を設け、この切断箇所において積層体を分離し、横コネクタによって太陽電池の隣接する列に接続することができるようにする。このことは図７に例として示されている。図７から、ｘ個の太陽電池の後で、極性ｐの櫛歯２０７への接点である支持フィルム１００のパンチ平面１０８によって、銅横路２１０がどのように電池構造領域を越えてＱだけ拡張されるかが分かる。次の電池構造領域の前に、この部分において銅シート２１１の同じ幅の張り出しが支持フィルムにおけるパンチ孔１０９と共に連結されている。さらに、ｘ個の次のチェーンが始まる極性ｎの銅櫛歯２０６への接続が形成される。このようにして、フィルムコネクタのモジュール統合のために無限ベルトを切断箇所２１２で切り離し、ｘ個の太陽電池にはんだ付けすることができる。ｘ個の太陽電池を有する次の列は１８０°の回転によって以前に形成された列の隣りに置かれるので（図８参照）、ｐ接点１０９とｎ接点１０８は上下に配置される。それぞれｘ個の電池を含むｙ個の列をモジュール接続するためには、銅横コネクタ２１３をこれら端部接点１０８及び１０９にはんだ付けしなければならない。このようにしてｙ個のストリングからｘ・ｙ個の電池（一般的には例えば６・１０個の電池）を含むモジュールが形成される。

本発明の別の実施形態では、被覆フィルム３００は銅フィルムを完全には被覆せず、２つの幅の狭い帯として形成されているだけである。これら２つの帯の両方の縁部は銅フィルムから張り出して貼り付けられ、折り返される。これにより、耐熱性プラスチックフィルムに対する要求と方法及びコネクタのコストが低減される。

モジュールへの統合については、図１１を参照して説明する。

本発明によるフィルムコネクタの使用は"Tabbing & Stringing"の方法に基づいている。つまり、太陽電池４００上のはんだ箇所４１０を支持フィルム内のパンチ面１０５、１０８及び１０９を通して露出している銅接点部材とはんだ付けすることにより、太陽電池４００がｘ個ずつフィルムコネクタによって接続され、１つのストリングが形成される。

はんだ箇所のはんだは、前もってはんだウェーブによって析出させるか、又は、はんだ付けの直前にはんだカートリッジから小出しにすることによって、もしくははんだスクリーン印刷によってはんだ箇所に塗布することができる。このはんだ付けは公知のはんだ付け技術によって、例えば赤外はんだ付け、ホットバーはんだ付け、ホットエアはんだ付け、誘導はんだ付け、又はいわゆるリフローはんだ付けによって行われる。

つぎに、このようにしてできたストリングが、カプセル化材料７００の透明な層で覆われたガラス板６００上で以前のストリングに対して１８０°回転させて位置決めされる。背面フィルムが貼り付けられ、ラミネータ内で積層体全体が貼り合わされる前に、ストリングは図９によれば、太陽電池と同じ幅Ｄを有する横コネクタ２１３によって直列に接続される。

又はんだ付け及びモジュール積層体全体の貼り合わせの後にフィルムコネクタと太陽電池の間に妨害となる空気層が残らないように、カプセル化材料、例えばＥＶＡの層をフィルムコネクタと太陽電池との間に配置する実施形態も有利である。

上に説明したフィルムコネクタの製造方法の第１の技術的実施形態は図１０に記載されている。

この実施形態はロールツーロール法を前提としている。なお図１０では、ステップの流れは概略的にしか示されていない。

第１ステーションＡでは、供給ロールからの支持フィルム１００の巻き出しが行われる。ここで支持フィルムは幅Ｂ１、厚さｄ１を有している。

ステップＢでは、穿孔１０２、１０４と、銅パッド２０６、２０７への接点１０５とを形成するための第１のパンチ（Ｓ１）と、ｘ個の電池構造領域ごとの横接続のための張り出しにパンチ孔１０８及び１０９を形成するのための第２のパンチ（Ｓ２）とが行われる。

セクションＣでは、支持フィルム１００が温度と圧力の下で活性化される接着剤層をまだ有していない場合に、支持フィルム１００の表面を接着剤１０７で濡らす。

セクションＤでは、銅フィルム２００が相応する供給ロールから巻き出される。銅ロールは幅Ｂ１、厚さｄ２を有している。

セクションＥでは、銅フィルム２００の側縁部２０１及び２０３に穿孔２００、２０４及び２０４を形成し、銅シート２０６及び２０７の間に分割線２０５を形成するためのパンチ３が配置される。側帯２０１及び２０３への接続バー２０８は保持される。

セクションＦでは、支持フィルム１００と銅フィルム２００の両方におけるパンチングされた構造を微調節するために、穿孔を用いて支持フィルム１００と銅フィルム２００とがまとめられ、図式的に示されている圧胴の押圧によって貼り合わせが行われる。

セクションＧでは、穿孔されたベルト１０１及び１０２ないしは１０２及び２０２の切断、すなわち積層体幅のＢ１からＢ２への縮小が行われる。

それにつづいて、フィルム１００と銅フィルム２００とから成る積層体の側面からの張り出し３０１及び３０２を有する被覆フィルム又は被覆フィルム側帯３００が、供給ロールから巻き出される（Ｈ）。

領域Ｉでは、被覆フィルム又は被覆フィルム側帯３００の両側で張り出し側帯３０１及び３０２に太陽電池の長さの周期的な間隔で深さ（Ｂ３−Ｂ２）／２の切り込みが入れられる。

セクションＪでは、被覆フィルム３００の下面が接着剤３０９で濡らされる。セクションＫでは、圧胴の押圧によって被覆フィルム又は被覆フィルム側帯３００が銅プラスチック積層体１００／２００と１つにまとめられる。被覆フィルム３００の下面に圧力と温度とで活性化する接着剤がすでに付けられているならば、ステップＪは省略してよい。

領域Ｌでは、切り込みの入れられた張り出し縁部３０１及び３０２が銅プラスチック積層体１００／２００のエッジで軽く折り返される、それも圧胴などの手段をエッジの周りにめぐらせて押圧することにより折り返される。

領域Ｍでは、連続炉又はラミネータの中で銅プラスチック積層体の接着剤層１０７及び３０７が硬化される。

選択的に、領域Ｎにおいて、例えばウェーブはんだ浴の中ではんだウェーブによって接点を予め錫メッキ又ははんだ付けしてもよい。領域Ｏでは、フィルムコネクタの供給ロールへの巻き取りが行われる。

今までの説明では、完全に正方形の太陽電池を接触させることを前提としてきた。縁部に面取りを有する単結晶の疑似正方形電池を使用する場合には、面取りのない部分ではフィルタコネクタの下面が見えることが前提とされている。この場合、光入射方向において最も前にある支持フィルム１００が、光劣化を回避するために、ＵＶ放射の負荷に関して安定していない場合、問題が生じうる。一方で、支持フィルム１００が完全には不透明でないならば、導電性の銅フィルム２００も支持フィルム１００を通して見えるだろう。このことは不所望な光学的効果をもたらす。図１２ａ及び１２ｂから分かるように、上記の効果を避けるために、フィルム層１００、２００及び３００にパンチングされたガセット１１４及び１１５が設けられる。図１２ｂによるパンチ孔１１４の詳細によれば、太陽電池のテーパーの付いた角領域又は面取り領域４００はパンチ孔１１４において部分的に見ることができるが、光学的には妨げにならない。フィルム層１００及び２００からの領域１１４のパンチングは、反対側を見たときに、フィルムコネクタ表面が電池間の側帯においてしか見えない程度に行われる。この場合、背面接点において、電池間の相応するギャップを非常に狭く維持することができるため、比較的長い寿命にわたって光学的な妨害を心配する必要がない。

フィルムコネクタによる太陽電池の接続がはんだ付けで行われる場合、太陽電池のはんだパッド上の残留はんだが溶融するときに気化したフラックスやその他のガスがコネクタを通って外へ抜ける道がないという危険性がある。この場合、そのようなガス状の成分は電池及びフィルムコネクタの縁部までの電池表面全体において気化する可能性がある。しかし、これでは電池上に残留物が残り、不所望な腐食につながりかねない。完成した太陽電池モジュールにおけるこのような長期的問題を回避するために、本発明によれば、はんだが下から導電フィルム下面に接触するように、はんだ箇所において支持フィルム１００にパンチングによって開口部をあけるだけでなく（図１３ａ参照）、付加的に導電フィルム２００自体にもはんだ領域にパンチングによって相応の開口部をあける（図１３ｃ）が提案される。なお、図１３ｄにおいて断面で示されているように、別のパンチ孔２２２は支持フィルムの開口部１０５よりもいくらか小さく形成されている。こうすることで、はんだは溶融したときに導電フィルム（銅フィルム２００）の銅領域の下面だけでなく、一部は銅フィルムの上面にまで広がることができる。選択的に被覆フィルム３００を使用した場合、銅フィルム上面への横方向のはんだ流れは被覆フィルム３００の開口部３０８の縁部によって確実に制限される。はんだ４３０の拡散は図１３ｄの矢印で表されている。

上で説明したように、図１３ｄによる構成により、ガス状の揮発性のはんだペースト成分は妨げられることなく外部への道を開くことが可能である。導電フィルム２００に設けられた開口部２２２はさらに、フィルムコネクタの下で太陽電池を個々に整列させるために、すなわち、はんだ付けすべき電池の位置と回転をカメラのような光電子工学的手段によって取付面の全面にわたって検査し、場合によっては修正するために使用することができ、残留はんだが残るすべてのはんだ付け面が同時に、検査に使用されるカメラによって孔を通して見分けられる。そうして漸く、はんだヘッドが相応する構成へと下ろされ、はんだ付けが行われる。

残留はんだをその上にある開口部に、すなわち孔のあいた導電フィルムにはんだ付けした場合、有利には、被覆フィルム３００による最適な表面コーティングが許す限り、はんだが部分的に開口部を貫通し、導電面（銅表面）上にある程度拡散する。それゆえ、はんだ箇所はキノコに似た形状を得る。その結果、より良好な接触が形成され、さらに剪断強さ、すなわち接触の機械的な強さが向上する。

公知のものと比べると、本発明のコネクタは個々の接続のための幅の狭い銅ベルトであるだけでなく、ほぼ太陽電池の幅とモジュールの長さとを有する、ほぼ完全に銅で覆われたフィルムシートであるので、同時にすべての接点が、とりわけ任意の数の接点が隣接する電池に接触することができる。これにより使用時に大きな利点が得られる。というのは、電池を位置決めした後にフィルムコネクタの一部を電池列に置き、はんだ付けするだけでよいからである。このような直線的なフィルム部材の場合、電池に対するコネクタ内の相応する接点の調節は、モジュール全体の寸法と同じ寸法を有する非常に面積の大きなシートの場合よりもはるかに簡単である。上で説明したように、フィルムコネクタは完全自動化されたロールツーロール法で製造することができ、低いコストで大量に生産することができる。エッジの周りに接着された３層のフィルムコネクタという本発明のコンセプトによれば、標準的な電池の前面及び背面に２つ又は３つのバスバーの間ごとに直線的に接続するのとは異なり、背面接触型太陽電池を任意の数の任意に配置されたはんだ点によって完全自動でモジュールへと統合することが可能である。

疑似正方形太陽電池を使用する場合には、支持フィルム、導電フィルム及び選択的には被覆フィルムにも菱形の領域又は三角形の領域を打ち抜くことにより、フィルムコネクタがこれらの領域において外部から太陽電池ガラスを通して見えるようになることが防がれる。これに対して、太陽電池間の長手側におけるギャップは、洗練された片側接続技術との兼ね合いで、非常に狭い幅に制限することができるため、妨害的な光学的作用は生じない。これにより、使用する支持フィルムにＵＶ放射の負荷がかかることがなく、またＵＶ放射の負荷によって光学的又は化学的に劣化が生じることもないことが保証される。

Claims (16)

1. 複数の太陽電池を１つのモジュールへと接続するための、太陽電池用のフィルム状電気コネクタを製造する方法であって、前記コネクタは１つの導電平面層と少なくとも１つの絶縁平面層とを有している方法において、
   まず、接続すべき太陽電池の幅に実質的に等しい幅の絶縁性の支持フィルムを用意し、
   前記支持フィルムの、後のはんだ箇所の領域に、はんだ用の開口部を設けるとともに、前記支持フィルムの側帯領域に、調節及び輸送のための穿孔として開口部を設け、
   前記支持フィルムに合わせた幅を有する導電フィルムシートを用意し、その際に、前記支持フィルムと同様に前記導電フィルムシートの縁部に調節及び輸送のための穿孔を設け、さらに後の電気接続フィンガとして櫛歯構造を形成し、その際、当該櫛歯構造の位置を固定するために、前記調節及び輸送のための穿孔の方向に保持バーが残るようにし、
   輸送ベルト又は輸送ローラのピン状の突起部によって前記支持フィルム上に前記導電フィルムシートを位置決めし、その際、前記突起部が前記調節及び輸送のための各穿孔に入り込み、
   前記支持フィルムを接着結合により前記導電フィルムシートと接続し、
   前記側帯を切り離し、前記保持バーを切断し、
   前記支持フィルムと前記導電フィルムシートとの積層体上に、絶縁性の被覆フィルムを、前記被覆フィルムの縁部で貼り付け、ラミネートし、前記被覆フィルムは、前記積層体から広く張り出しており、
   側方に張り出した前記被覆フィルムの縁部の張り出しを前記積層体下面へと折り返し固定し、
   後の処理のために、得られたフィルム積層体の供給ロールを形成し、
   前記導電フィルムシートの接点部材は、前記支持フィルムのはんだ用の開口部を通して露出している、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記開口部と前記穿孔をパンチングまたはレーザ光線によって形成し、同時に別の開口部を接触させるべき疑似正方形太陽電池の面取り部に設ける、請求項１記載の方法。
3. 前記櫛歯構造は太陽電池モジュールの接点構成と予想される電流強度比とに適した平面形状を有する、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記支持フィルムは接着剤層を有している、又はそのような層を既に備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記被覆フィルムを貼り付ける前に、前記被覆フィルムに接着剤層を設ける、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記積層体をロールに巻き取る前に前記接着剤の硬化を行い、露出している導電表面をフラックス及び／又ははんだで濡らす、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ｘ個の太陽電池に相当する予め決められた所定の長さの前記積層体の後に、切断箇所を形成し、該切断箇所の部分には、導電性の横路が設けられており、
   前記横路は、ｎを１〜ｘ−１としたとき、ｎ番目の太陽電池用の積層体と、ｎ＋１番目の太陽電池用の積層体と、の間の幅より広い、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記導電フィルムシートは銅材料からできており、前記はんだ箇所の領域に開口部を有しており、当該開口部は前記支持フィルムのはんだ用の開口部の寸法よりも小さな寸法を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 前記被覆フィルムも同様に前記はんだ箇所の領域に開口部を有しており、当該開口部の寸法は前記導電フィルムシートの開口部の寸法よりも大きい、請求項８記載の方法。
10. 前記支持フィルムと前記被覆フィルムは圧力と温度とによって活性化される接着剤層を備えており、貼り合わせステップにおいて前記フィルム層の接続を行い、前記側方の被覆フィルムの縁部の張り出しを折り返し固定する前記ステップは炉室内で行われ、前記貼り合わせは当該炉室内で実行される、請求項１、２、８及び９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記支持フィルムを前記導電フィルムシートと接触させる前に、前記支持フィルムを接着剤で濡らし、向かい合わされた前記シートを軽い圧力で貼り合わせる、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
12. 前記折り返しの前に、前記被覆フィルムの縁部に外部から前記積層体の中心の方向に向かって切り込みを入れる又は切断する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 前記ウェッティングをウェーブはんだ浴により行う、請求項６記載の方法。
14. 請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法によって製造されたフィルム状電気コネクタ。
15. 少なくとも２つの太陽電池を請求項１４記載のコネクタによって１つのソーラーモジュールへと接続する電気的接続方法において、ロールの動作を行い、その際、はんだ付けによって前記太陽電池のはんだ箇所を前記支持フィルムのパンチ孔を通して露出している接触箇所に接触させることによって、巻き取られた部分において前記太陽電池をｘ個ずつストリングに接続し、つぎに、このようにしてできたストリングを、カプセル化材料を備えた透明板上で以前のストリングに対して１８０°回転して位置決めし、その際、所定の横コネクタによって前記ストリングを互いに直列接続することを特徴とする、電気的接続方法。
16. はんだ貫通開口部を該はんだ貫通開口部を通して見える太陽電池上の残留はんだで覆うことにより、前記ｘ個の太陽電池を前記コネクタの構造と整列させ、つづいてはんだ付けを行う、請求項１５記載の方法。

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