JP5450595B2 - 配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き太陽電池セルの製造方法およ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、配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法に関する。
近年、特に地球環境の保護の観点から、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルは次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池セルの種類には、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなどの様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた太陽電池セルが主流となっている。
現在、最も多く製造および販売されている太陽電池セルは、太陽光が入射する側の面（受光面）にｎ電極が形成されており、受光面と反対側の面（裏面）にｐ電極が形成された構成の両面電極型太陽電池セルである。
また、たとえば特開２００５−３１０８３０号公報（特許文献１）には、太陽電池セルの受光面には電極を形成せず、太陽電池セルの裏面のみにｎ電極およびｐ電極を形成した裏面電極型太陽電池セルが開示されている。
上記の特許文献１に開示された構成の裏面電極型太陽電池セル単体では利用できる電気エネルギが限られる。そのため、上記構成の裏面電極型太陽電池セルの複数を電気的に接続して太陽電池モジュールとする方法が検討されている。
特開２００５−３１０８３０号公報 特開２００１−０３６１１８号公報
ここで、裏面電極型太陽電池セルの複数を電気的に接続することによって太陽電池モジュールとする方法としては、裏面電極型太陽電池セルが配線シート上に設置された配線シート付き太陽電池セルを封止材に封止することによって太陽電池モジュールとする方法が考えられている。
以下、図８（ａ）および図８（ｂ）の模式的断面図を参照して、上記の配線シート付き太陽電池セルを封止材に封止することによって太陽電池モジュールを作製する方法の一例について説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、配線シート１００上に裏面電極型太陽電池セル８０を設置することによって配線シート付き太陽電池セルを作製する。
ここで、配線シート付き太陽電池セルにおいては、裏面電極型太陽電池セル８０の半導体基板１の裏面の第１導電型不純物拡散領域２に接する第１導電型用電極６が配線シート１００の絶縁性基材１１上に形成された第１導電型用配線１２上に設置されるとともに、裏面電極型太陽電池セル８０の半導体基板１の裏面の第２導電型不純物拡散領域３に接する第２導電型用電極７が配線シート１００の絶縁性基材１１上に形成された第２導電型用配線１３上に設置される。
なお、裏面電極型太陽電池セル８０の半導体基板１の受光面にはテクスチャ構造が形成されており、そのテクスチャ構造上に反射防止膜５が形成されている。また、裏面電極型太陽電池セル８０の半導体基板１の裏面にはパッシベーション膜４が形成されている。
次に、図８（ｂ）に示すように、上記のようにして作製された配線シート付き太陽電池セルをエチレンビニルアセテートなどの封止材１８を備えたガラス基板などの透明基板１７と、封止材１８を備えたポリエステルフィルムなどのバックフィルム１９との間に挟み込んで加熱することによって、配線シート付き太陽電池セルを構成する裏面電極型太陽電池セル８０を封止材１８中に封止することによって太陽電池モジュールが作製される。
上記の方法によれば、裏面電極型太陽電池セル８０を配線シート１００上に設置するだけで、複数の裏面電極型太陽電池セル８０を電気的に接続することができるため、太陽電池モジュールを効率的に製造することができる。
しかしながら、上記の方法においては、裏面電極型太陽電池セル８０と配線シート１００との物理的固定を行なわずに配線シート付き太陽電池セルを封止工程で加熱した場合には、裏面電極型太陽電池セル８０の半導体基板１の熱膨張および封止材１８の流動化などによって、配線シート１００に対する裏面電極型太陽電池セル８０の相対的な位置ずれが生じることがあった。
また、特開２００１−０３６１１８号公報（特許文献２）には、封止材の一部を予め硬化して固定することによって両面電極型太陽電池セルの位置ずれを防止する方法が開示されている。
より具体的には、特許文献２に記載の方法においては、両面電極型太陽電池セルの受光面側に予め紫外線硬化樹脂を塗布した後に両面電極型太陽電池セルを設置し、その後、両面電極型太陽電池セルの裏面側に熱硬化性液体樹脂を塗布する。そして、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて両面電極型太陽電池セルの位置を固定した後に、熱硬化性液体樹脂を加熱して熱硬化性液体樹脂を硬化させて両面電極型太陽電池セルを封止している。
しかしながら、特許文献２に記載の方法においては、両面電極型太陽電池セルの位置ずれを防止する観点からは、両面電極型太陽電池セルの固定に用いる紫外線硬化樹脂の架橋率を上げる必要があるが、紫外線硬化樹脂の架橋率を上げた場合には熱硬化性液体樹脂との密着性が悪化して、両面電極型太陽電池セルの封止性が低下してしまうという問題があった。
また、上記の配線シート付き太陽電池セルにおいては、裏面電極型太陽電池セル８０の電極間ピッチはかなり狭く、配線シート１００に対する裏面電極型太陽電池セル８０の相対的な位置精度はかなりの高精度である必要があるため、それに対応した配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの構成ならびに配線シート付き太陽電池セルの製造方法が要望されている。
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、配線シートに対する裏面電極型太陽電池セルの位置ずれを効果的に抑止することができる配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
本発明は、第１導電型不純物拡散領域および第２導電型不純物拡散領域が形成された半導体基板と、第１導電型不純物拡散領域に対応して半導体基板の一方の面側に形成された第１導電型用電極と、第２導電型不純物拡散領域に対応して半導体基板の一方の面側に形成された第２導電型用電極とを有する裏面電極型太陽電池セルと、絶縁性基材と、絶縁性基材に設置された第１導電型用配線と第２導電型用配線とを有する配線シートと、を備えた配線シート付き太陽電池セルを製造する方法であって、裏面電極型太陽電池セルおよび／または配線シートに熱硬化性接着材を塗布する工程と、裏面電極型太陽電池セルの第１導電型用電極が配線シートの第１導電型用配線上に設置されるとともに、裏面電極型太陽電池セルの第２導電型用電極が配線シートの第２導電型用配線上に設置されるように、配線シートに裏面電極型太陽電池セルを熱硬化性接着材を挟んで設置する設置工程と、設置された裏面電極型太陽電池セルの周縁部の複数箇所の位置に対応して紫外線硬化樹脂を塗布する工程と、紫外線硬化樹脂を硬化して裏面電極型太陽電池セルを配線シートに接着する仮固定工程と、配線シートの１つに複数の裏面電極型太陽電池セルが仮固定された状態で加熱して熱硬化性接着材を硬化する加熱工程と、を含む、配線シート付き太陽電池セルの製造方法である。
また、本発明の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は矩形の４つの角が短辺または円弧となっている略八角形の形状であり、周縁部の複数箇所の位置は４つの角に含まれることが好ましい。
また、本発明は、上記の配線シート付き太陽電池セルの製造方法により製造された配線シート付き太陽電池セルを封止材によって透明基板上に封止する工程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、封止する工程は、熱硬化性接着材を硬化する加熱工程と同じ加熱工程で行なわれることが好ましい。
また、本発明は、第１導電型不純物拡散領域および第２導電型不純物拡散領域が形成された半導体基板と、第１導電型不純物拡散領域に対応して半導体基板の一方の面側に形成された第１導電型用電極と、第２導電型不純物拡散領域に対応して半導体基板の一方の面側に形成された第２導電型用電極とを有する裏面電極型太陽電池セルと、絶縁性基材と、絶縁性基材に設置された第１導電型用配線と第２導電型用配線とを有する配線シートと、を備え、裏面電極型太陽電池セルの第１導電型用電極が配線シートの第１導電型用配線に電気的に接続されるとともに、裏面電極型太陽電池セルの第２導電型用電極が配線シートの第２導電型用配線に電気的に接続されるように、配線シートの１つに設置された複数の裏面電極型太陽電池セルと、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの間に設置された熱硬化性接着材と、裏面電極型太陽電池セルの周縁部の複数箇所の位置に対応して設置され裏面電極型太陽電池セルと配線シートとを接着する紫外線硬化樹脂とを備える配線シート付き太陽電池セルである。
さらに、本発明は、上記の配線シート付き太陽電池セルと、透明基板と、配線シート付き太陽電池セルを透明基板上に封止する封止材とを備える太陽電池モジュールである。
本発明によれば、配線シートに対する裏面電極型太陽電池セルの位置ずれを効果的に抑止することができる配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。
本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の太陽電池モジュールに用いられる裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 本発明の太陽電池モジュールに用いられる裏面電極型太陽電池セルの裏面の一例の模式的な平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の太陽電池モジュールに用いられる配線シートの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 本発明の太陽電池モジュールに用いられる配線シートの一例の模式的な平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の配線シート付き太陽電池セルの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 本発明における紫外線硬化樹脂の塗布箇所の一例を図解する模式的な平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、配線シート付き太陽電池セルを封止材に封止することによって太陽電池モジュールを作製する方法の一例について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わすものとする。
図１に、本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な断面図を示す。図１に示す構成の太陽電池モジュールは、裏面電極型太陽電池セル８が配線シート１０上に設置された構成の配線シート付き太陽電池セルがガラス基板などの透明基板１７とポリエステルフィルムなどのバックフィルム１９との間のエチレンビニルアセテートなどの封止材１８中に封止された構成となっている。
ここで、裏面電極型太陽電池セル８は、半導体基板１と、半導体基板１の裏面に形成された第１導電型不純物拡散領域２および第２導電型不純物拡散領域３と、第１導電型不純物拡散領域２に接するようにして形成された第１導電型用電極６と、第２導電型不純物拡散領域３に接するようにして形成された第２導電型用電極７とを含んでいる。
また、裏面電極型太陽電池セル８の半導体基板１の受光面にはテクスチャ構造などの凹凸構造が形成されており、その凹凸構造を覆うようにして反射防止膜５が形成されている。また、裏面電極型太陽電池セル８の半導体基板１の裏面にはパッシベーション膜４が形成されている。
なお、この例においては、第１導電型不純物拡散領域２および第２導電型不純物拡散領域３はそれぞれ図１の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されており、第１導電型不純物拡散領域２と第２導電型不純物拡散領域３とは半導体基板１の裏面において交互に所定の間隔をあけて配置されている。
また、この例においては、第１導電型用電極６および第２導電型用電極７もそれぞれ図１の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されており、第１導電型用電極６および第２導電型用電極７はそれぞれパッシベーション膜４に設けられた開口部を通して、半導体基板１の裏面の第１導電型不純物拡散領域２および第２導電型不純物拡散領域３に沿って、第１導電型不純物拡散領域２および第２導電型不純物拡散領域３にそれぞれ接するようにして形成されている。
一方、配線シート１０は、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１の表面上において所定の形状に形成された第１導電型用配線１２および第２導電型用配線１３とを含んでいる。
また、配線シート１０の絶縁性基材１１上の第１導電型用配線１２は、裏面電極型太陽電池セル８の裏面の第１導電型用電極６と互いに１本ずつ向かい合う形状に形成されている。
また、配線シート１０の絶縁性基材１１上の第２導電型用配線１３は、裏面電極型太陽電池セル８の裏面の第２導電型用電極７と互いに１本ずつ向かい合う形状に形成されている。
なお、この例においては、第１導電型用配線１２および第２導電型用配線１３もそれぞれ図１の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されている。
そして、上記の裏面電極型太陽電池セル８と上記の配線シート１０とは、裏面電極型太陽電池セル８の周縁部の少なくとも一部に設置された紫外線硬化樹脂２０によって接合されているとともに、紫外線硬化樹脂２０が設置された裏面電極型太陽電池セル８の周縁部の内側の裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０との間の領域に設置された接続材料１６によっても接合されている。
以下、図１に示す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。なお、以下においては、裏面電極型太陽電池セル８の形成方法を最初に説明した後に、配線シート１０の形成方法を次に説明し、続いて、裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０とを接着して配線シート付き太陽電池セルを形成する方法について説明するが、本発明においては、裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０の形成順序については特に限定されない。
まず、図２（ａ）の模式的断面図に示すように、たとえばインゴットからスライスすることなどによって、半導体基板１の表面にスライスダメージ１ａが形成された半導体基板１を用意する。ここで、半導体基板１としては、たとえば、ｎ型またはｐ型のいずれかの導電型を有する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を用いることができる。
次に、図２（ｂ）の模式的断面図に示すように、半導体基板１の表面のスライスダメージ１ａを除去する。ここで、スライスダメージ１ａの除去は、たとえば半導体基板１が上記のシリコン基板からなる場合には、上記のスライス後のシリコン基板の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行なうことができる。
ここで、スライスダメージ１ａの除去後の半導体基板１の大きさおよび形状も特に限定されないが、半導体基板１の厚さをたとえば５０μｍ以上４００μｍ以下とすることができ、特に１６０μｍ程度とすることが好ましい。
次に、図２（ｃ）の模式的断面図に示すように、半導体基板１の裏面に、第１導電型不純物拡散領域２および第２導電型不純物拡散領域３をそれぞれ形成する。ここで、第１導電型不純物拡散領域２は、たとえば、第１導電型不純物を含むガスを用いた気相拡散などの方法により形成することができ、第２導電型不純物拡散領域３は、たとえば、第２導電型不純物を含むガスを用いた気相拡散などの方法により形成することができる。
ここで、第１導電型不純物拡散領域２は、第１導電型不純物を含み、ｎ型またはｐ型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。なお、第１導電型不純物としては、第１導電型がｎ型である場合にはたとえばリンなどのｎ型不純物を用いることができ、第１導電型がｐ型である場合にはたとえばボロンまたはアルミニウムなどのｐ型不純物を用いることができる。
また、第２導電型不純物拡散領域３は、第２導電型不純物を含み、第１導電型不純物拡散領域２とは逆の導電型を示す領域であれば特に限定されない。なお、第２導電型不純物としては、第２導電型がｎ型である場合にはたとえばリンなどのｎ型不純物を用いることができ、第２導電型がｐ型である場合にはたとえばボロンまたはアルミニウムなどのｐ型不純物を用いることができる。
なお、第１導電型はｎ型またはｐ型のいずれの導電型であってもよく、第２導電型は第１導電型と反対の導電型であればよい。すなわち、第１導電型がｎ型のときは第２導電型がｐ型となり、第１導電型がｐ型のときは第２導電型がｎ型となる。
また、第１導電型不純物を含むガスとしては、第１導電型がｎ型である場合には、たとえばＰＯＣｌ3のようなリンなどのｎ型不純物を含むガスを用いることができ、第１導電型がｐ型である場合には、たとえばＢＢｒ3のようなボロンなどのｐ型不純物を含むガスを用いることができる。
また、第２導電型不純物を含むガスとしては、第２導電型がｎ型である場合には、たとえばＰＯＣｌ3のようなリンなどのｎ型不純物を含むガスを用いることができ、第２導電型がｐ型である場合には、たとえばＢＢｒ3のようなボロンなどのｐ型不純物を含むガスを用いることができる。
次に、図２（ｄ）の模式的断面図に示すように、半導体基板１の裏面にパッシベーション膜４を形成する。ここで、パッシベーション膜４は、たとえば、熱酸化法またはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの方法により形成することができる。
ここで、パッシベーション膜４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が、これらに限定されるものではない。
また、パッシベーション膜４の厚みは、たとえば０．０５μｍ以上１μｍ以下とすることができ、特に０．２μｍ程度とすることが好ましい。
次に、図２（ｅ）の模式的断面図に示すように、半導体基板１の受光面の全面にテクスチャ構造などの凹凸構造を形成した後に、その凹凸構造上に反射防止膜５を形成する。
ここで、テクスチャ構造は、たとえば、半導体基板１の受光面をエッチングすることにより形成することができる。たとえば、半導体基板１がシリコン基板である場合には、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いて半導体基板１の受光面をエッチングすることによって形成することができる。
また、反射防止膜５は、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。なお、反射防止膜５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が、これに限定されるものではない。
次に、図２（ｆ）の模式的断面図に示すように、半導体基板１の裏面のパッシベーション膜４の一部を除去することによってコンタクトホール４ａおよびコンタクトホール４ｂを形成する。ここで、コンタクトホール４ａは、第１導電型不純物拡散領域２の表面の少なくとも一部を露出させるようにして形成され、コンタクトホール４ｂは、第２導電型不純物拡散領域３の表面の少なくとも一部を露出させるようにして形成される。
なお、コンタクトホール４ａおよびコンタクトホール４ｂはそれぞれ、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホール４ａおよびコンタクトホール４ｂの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜４上に形成した後にレジストパターンの開口からパッシベーション膜４をエッチングなどにより除去する方法、またはコンタクトホール４ａおよびコンタクトホール４ｂの形成箇所に対応するパッシベーション膜４の部分にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによってパッシベーション膜４をエッチングして除去する方法などにより形成することができる。
次に、図２（ｇ）の模式的断面図に示すように、コンタクトホール４ａを通して第１導電型不純物拡散領域２に接する第１導電型用電極６とコンタクトホール４ｂを通して第２導電型不純物拡散領域３に接する第２導電型用電極７とを形成することによって、裏面電極型太陽電池セル８を作製する。
ここで、第１導電型用電極６および第２導電型用電極７としては、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。
図３に、上記のようにして作製した裏面電極型太陽電池セル８の裏面の一例の模式的な平面図を示す。ここで、裏面電極型太陽電池セル８の裏面においては、第１導電型用電極６および第２導電型用電極７はそれぞれ帯状に形成されている。そして、帯状の複数の第１導電型用電極６はそれぞれ１つの帯状の第１導電型用集電電極６０に接続されており、帯状の複数の第２導電型用電極７はそれぞれ１つの帯状の第２導電型用集電電極７０に接続されている。なお、この例においては、第１導電型用集電電極６０は、帯状の第１導電型用電極６の長手方向に垂直な方向に伸びるようにして形成されており、第２導電型用集電電極７０は、帯状の第２導電型用電極７の長手方向に垂直な方向に伸びるようにして形成されている。
したがって、図３に示す構成の裏面電極型太陽電池セル８の裏面においては、１つの第１導電型用集電電極６０と複数の第１導電型用電極６とによって１つの櫛形状電極が形成されており、１つの第２導電型用集電電極７０と複数の第２導電型用電極７とによって１つの櫛形状電極が形成されている。そして、当該櫛形状電極の櫛歯に相当する第１導電型用電極６と第２導電型用電極７とは互いに向かい合って当該櫛歯を１本ずつ噛み合わせるようにして配置されている。そして、帯状の第１導電型用電極６が接する半導体基板１の裏面部分に１本の帯状の第１導電型不純物拡散領域２が配置されており、帯状の第２導電型用電極７が接する半導体基板１の裏面部分に１本の帯状の第２導電型不純物拡散領域３が配置されている。
また、配線シート１０は、たとえば以下のようにして作製することができる。まず、図４（ａ）の模式的断面図に示すように、絶縁性基材１１の表面上に導電層４１を形成する。ここで、絶縁性基材１１としては、たとえば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレートまたはポリイミドなどの樹脂からなる基板を用いることができるが、これに限定されるものではない。
また、絶縁性基材１１の厚みは、たとえば１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができ、特に２５μｍ程度とすることが好ましい。
また、導電層４１としては、たとえば、銅などの金属からなる層を用いることができるが、これに限定されるものではない。
次に、図４（ｂ）の模式的断面図に示すように、絶縁性基材１１の表面の導電層４１上にレジストパターン４２を形成する。ここで、レジストパターン４２は、第１導電型用配線１２および第２導電型用配線１３の形成箇所以外の箇所に開口を有する形状に形成する。レジストパターン４２を構成するレジストとしてはたとえば従来から公知のものを用いることができ、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法によって塗布される。
次に、図４（ｃ）の模式的断面図に示すように、レジストパターン４２から露出している箇所の導電層４１を矢印４３の方向に除去することによって導電層４１のパターンニングを行ない、導電層４１の残部から第１導電型用配線１２および第２導電型用配線１３を形成する。
ここで、導電層４１の除去は、たとえば、酸やアルカリの溶液を用いたウエットエッチングなどによって行なうことができる。
次に、図４（ｄ）の模式的断面図に示すように、第１導電型用配線１２の表面および第２導電型用配線１３の表面からレジストパターン４２をすべて除去することによって、配線シート１０が作製される。
図５に、上記のようにして作製した配線シート１０の表面の一例の模式的な平面図を示す。ここで、配線シート１０の絶縁性基板１１の表面上において、第１導電型用配線１２および第２導電型用配線１３はそれぞれ帯状に形成されている。また、配線シート１０の絶縁性基材１１の表面上には帯状の接続用配線１４が形成されており、接続用配線１４によって第１導電型用配線１２と第２導電型用配線１３とが電気的に接続されている。なお、接続用配線１４は、たとえば、第１導電型用配線１２および第２導電型用配線１３と同様に、導電層４１の残部から形成することができる。
このような構成とすることによって、配線シート１０の終端にそれぞれ位置している櫛形状の第１導電型用配線１２ａおよび櫛形状の第２導電型用配線１３ａ以外の隣り合う第１導電型用配線１２と第２導電型用配線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、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は電気的に直列に接続されることになる。
また、配線シート付き太陽電池セルは、たとえば以下のようにして作製することができる。
まず、図６（ａ）の模式的断面図に示すように、上記のようにして作製した配線シート１０の表面上に接続材料１６を塗布する。ここで、接続材料１６は、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法によって塗布することができる。また、接続材料１６としては、たとえば、熱硬化性樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、電気絶縁性を有し、加熱により硬化する樹脂を特に限定なく用いることができ、たとえば従来から公知の熱硬化性樹脂を用いることができる。
また、接続材料１６としては、たとえば、導電性の接続材料を用いることもできる。ここで、導電性の接続材料としては、たとえば、上記の熱硬化性樹脂に電気的な接続を良好とするための導電性の粒子を含むＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）、共晶はんだ、または導電性接着剤などを用いることができる。接続材料１６として導電性の接続材料が用いられる場合には、接続材料１６は、配線シート１０の絶縁性基材１１上の配線の表面に限定して塗布されることが好ましい。
次に、図６（ｂ）の模式的断面図に示すように、配線シート１０上に裏面電極型太陽電池セル８を設置する。
ここで、裏面電極型太陽電池セル８は、図６（ｃ）の模式的断面図に示すように、配線シート１０の第１導電型用配線１２上に裏面電極型太陽電池セル８の第１導電型用電極６が設置されるとともに、配線シート１０の第２導電型用配線１３上に裏面電極型太陽電池セル８の第２導電型用電極７が設置されるようにして、配線シート１０上に設置される。このとき、裏面電極型太陽電池セル８の第１導電型用電極６と配線シート１０の第１導電型用配線１２との間に位置する接続材料１６、および裏面電極型太陽電池セル８の第２導電型用電極７と配線シート１０の第２導電型用配線１３との間に位置する接続材料１６はそれぞれ外側に押しのけられる。それゆえ、第１導電型用電極６と第１導電型用配線１２とは接触して電気的な接続が確保されるとともに、第２導電型用電極７と配線シート１０の第２導電型用配線１３とも接触して電気的な接続が確保されることになる。
その後、図６（ｄ）の模式的断面図に示すように、配線シート１０上に裏面電極型太陽電池セル８が設置された状態で裏面電極型太陽電池セル８の周縁部の少なくとも一部に紫外線硬化樹脂２０を塗布する。ここで、紫外線硬化樹脂２０は、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法によって塗布することができる。また、紫外線硬化樹脂２０としては、紫外線（波長１ｎｍ〜４００ｎｍ程度の光）の照射により硬化する樹脂を特に限定なく用いることができ、たとえば従来から公知の紫外線硬化樹脂を用いることができる。
図７に、本発明における紫外線硬化樹脂の塗布箇所の一例を図解する模式的な平面図を示す。ここで、紫外線硬化樹脂２０は、裏面電極型太陽電池セル８の４つの角の一部にそれぞれ塗布されており、４つの角はそれぞれ裏面電極型太陽電池セル８の平面形状である八角形の短辺に相当している。
このように裏面電極型太陽電池セル８の角に紫外線硬化樹脂２０を塗布することによって、裏面電極型太陽電池セル８の角ではない領域（この例では、裏面電極型太陽電池セル８の平面形状である八角形の長辺）に紫外線硬化樹脂２０を塗布した場合と比較して、配線シート１０上において上下方向および左右方向に隣り合う裏面電極型太陽電池セル８同士の間の間隔を狭めることができる。
したがって、この場合には、より密に裏面電極型太陽電池セル８を配置することができることから、配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの単位面積当たりの受光面の面積を向上させることができるため、配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの特性をそれぞれ向上させることができる。
なお、上記においては、裏面電極型太陽電池セル８の４つの角のそれぞれ一部に紫外線硬化樹脂２０を塗布する場合について説明したが、裏面電極型太陽電池セル８の４つの角のうち少なくとも１つの角の全部に紫外線硬化樹脂２０を塗布してもよい。
また、上記においては、裏面電極型太陽電池セル８の４つのすべての角に紫外線硬化樹脂２０を塗布する場合について説明したが、裏面電極型太陽電池セル８の４つの角のうち少なくとも１つの角に紫外線硬化樹脂２０を塗布してもよい。
また、上記においては、裏面電極型太陽電池セル８の４つの角が八角形の短辺に相当する場合について説明したが、当該４つの角の少なくとも１つの角がたとえば円弧状などの弧であってもよい。
その後、紫外線硬化樹脂２０に紫外線を照射することによって紫外線硬化樹脂２０を硬化させることによって配線シート１０と裏面電極型太陽電池セル８とを接合して仮固定する。
そして、図１に示すように、上記のようにして作製された配線シート付き太陽電池セルをエチレンビニルアセテートなどの封止材１８を備えたガラス基板などの透明基板１７と、封止材１８を備えたポリエステルフィルムなどのバックフィルム１９との間に挟み込んで加熱することによって、配線シート付き太陽電池セルを構成する裏面電極型太陽電池セル８を封止材１８中に封止することによって太陽電池モジュールが作製される。
このとき、配線シート付き太陽電池セルの裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０との間に位置する接続材料１６が熱硬化性樹脂からなる場合には、接続材料１６が加熱されることによって硬化し、裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０とを接合する。
上述したように、裏面電極型太陽電池セル８の周縁部の少なくとも一部に紫外線硬化樹脂２０を塗布し、紫外線硬化樹脂２０に紫外線を照射することによって紫外線硬化樹脂を硬化させて裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０とを仮固定し、その後、封止材１８で封止するために、配線シート付き太陽電池セルを封止工程で加熱した場合でも、裏面電極型太陽電池セル８の半導体基板１の熱膨張および封止材１８の流動化などによって、配線シート１０に対する裏面電極型太陽電池セル８の相対的な位置ずれを抑えることができる。
したがって、裏面電極型太陽電池セル８の隣り合う第１導電型用電極６と第２導電型用電極７との間の電極間ピッチが非常に狭い場合でも、配線シート１０に対する裏面電極型太陽電池セル８の相対的な位置精度をかなりの高精度に保持することができるため、配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの製造効率を大きく向上させることができる。
紫外線硬化樹脂２０は、紫外線の照射箇所や照射量を調整することで硬化させる箇所や硬化の度合いを適宜調整することができるため、裏面電極型太陽電池セル８の仮固定状態を個別に調整して太陽電池モジュールの品質を安定させることができる。また、硬化後に無色透明となる材質の紫外線硬化樹脂２０を用いた場合には、太陽電池モジュールの外観を損なうことがないため好ましい。
また、紫外線硬化樹脂２０に代えて粘着性テープなどを使用してもよい。粘着性テープは設置時に形状が変化しないため、仮固定に使用される裏面電極型太陽電池セル８の周縁部を精度良く決定することができ、仮固定に使用されない領域を発電領域として利用することができるため、裏面電極型太陽電池セル８の発電効率をさらに向上させることができる。
なお、裏面電極型太陽電池セル８を配線シート１０に仮固定する接着材は、上記の紫外線硬化樹脂２０や粘着性テープに限定されるものではなく、裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０とを接着できるすべての物質が含まれる。
また、裏面電極型太陽電池セル８と配線シート１０との仮固定のための接着材の設置は、配線シート１０に裏面電極型太陽電池セル８が設置された状態で塗布や貼り付けなどにより設置される態様に限られるものではなく、配線シート１０や裏面電極型太陽電池セル８に貼り付けなどにより予め設置しておく態様も含まれる。たとえば、図６（ｄ）に示すように、接着材の一部が裏面電極型太陽電池セル８の受光面の一部を覆うように接着材を設置する場合には、配線シート１０に裏面電極型太陽電池セル８が設置された状態で接着材を設置することができる。また、たとえば、接着材が太陽電池モジュールの受光面から見えにくいようにする場合や接着材が裏面電極型太陽電池セル８の受光面からできるだけ突出しないようにする場合には、配線シート１０や裏面電極型太陽電池セル８に予め接着材を設置してから配線シート１０に裏面電極型太陽電池セル８を設置すればよい。
また、裏面電極型太陽電池セル８の周縁部の少なくとも一部に位置する接続材料１６のみを硬化することで、裏面電極型太陽電池セル８の周縁部の少なくとも一部を配線シート１０と接着して仮固定してもよい。この場合には、紫外線硬化樹脂２０や粘着性テープなどの部材を用いる必要がないため太陽電池モジュールの製造コストの低減に有効である。
いずれの手段であっても、裏面電極型太陽電池セル８の第１導電型用電極６が配線シート１０の第１導電型用配線１２に電気的に接続されるとともに、裏面電極型太陽電池セル８の第２導電型用電極７が配線シート１０の第２導電型用配線１３に電気的に接続されるように、配線シート１０上に裏面電極型太陽電池セル８を位置合わせして設置した状態を後の封止工程まで維持できるように配線シート１０に仮固定できていればよい。
また、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の一方の表面側（裏面側）のみに第１導電型用電極および第２導電型用電極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。
また、本発明における配線シート付き太陽電池セルの概念には、複数の裏面電極型太陽電池セルが配線シート上に設置されている構成のみならず、１つの裏面電極型太陽電池セルが配線シート上に設置されている構成も含まれる。
＜実施例＞
まず、所定の形状にパターンニングされた配線を備えた絶縁性基板を有する配線シートの表面上に熱硬化性樹脂を塗布した。
次に、配線シートの配線上に裏面電極型太陽電池セルの電極が配置されるように配線シート上に八角形状の表面を有する裏面電極型太陽電池セルを設置した。
次に、配線シート上に裏面電極型太陽電池セルを設置した状態で裏面電極型太陽電池セルの周縁部の角に相当する八角形の短辺にそれぞれ紫外線硬化樹脂を塗布した。
その後、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって配線シートと裏面電極型太陽電池セルとを接合して仮固定した。
そして、上記のようにして作製された配線シート付き太陽電池セルをエチレンビニルアセテートを備えたガラス基板と、エチレンビニルアセテートを備えたポリエステルフィルムとの間に挟み込んで加熱することによって、配線シート付き太陽電池セルを構成する裏面電極型太陽電池セルを封止材中に封止する封止処理工程を行なうことによって太陽電池モジュールを作製した。
このとき、上記の封止処理工程前と封止処理工程後とでそれぞれ配線シートに対する裏面電極型太陽電池セルの相対位置をそれぞれ測定しておき、封止処理工程前の相対位置と封止処理工程後の相対位置との差分を位置ズレ量として算出した。その結果を表１に示す。
なお、表１における位置ズレ量平均値は、１枚の裏面電極型太陽電池セルあたり８箇所の位置ズレ量の平均値を示している。また、表１における位置ズレ量最大値は、１枚の裏面電極型太陽電池セルあたり８箇所の位置ズレ量の最大値を示している。
＜比較例＞
比較例としては、上記の紫外線硬化樹脂の塗布および硬化を行なわなかったこと以外は実施例と同様にして位置ズレ量平均値および位置ズレ量最大値を算出した。その結果を表１に示す。
Figure 0005450595
表１に示すように、実施例における位置ズレ量平均値は３０μｍであり、比較例における位置ズレ量平均値は５０μｍであった。
また、表１に示すように、実施例における位置ズレ量最大値は５５μｍであり、比較例における位置ズレ量最大値は１４５μｍであった。
したがって、紫外線硬化樹脂による仮固定を行なった実施例においては、紫外線硬化樹脂による仮固定を行なっていない比較例と比べて、位置ズレ量を平均値で２０μｍ、最大値で９０μｍ低減できることが確認された。
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特許請求の範囲によって示され、特許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、配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法に好適に利用することができる。
１ 半導体基板、１ａ スライスダメージ、２ 第１導電型不純物拡散領域、３ 第２導電型不純物拡散領域、４ パッシベーション膜、４ａ，４ｂ コンタクトホール、５ 反射防止膜、６ 第１導電型用電極、７ 第２導電型用電極、８，８０ 裏面電極型太陽電池セル、１０，１００ 配線シート、１１ 絶縁性基材、１２，１２ａ 第１導電型用配線、１３，１３ａ 第２導電型用配線、１４ 接続用配線、１６ 接続材料、１７ 透明基板、１８ 封止材、１９ バックフィルム、２０ 紫外線硬化樹脂、４１ 導電層、４２ レジストパターン、４３ 矢印、６０ 第１導電型用集電電極、７０ 第２導電型用集電電極。

Claims (6)

  1. 第１導電型不純物拡散領域および第２導電型不純物拡散領域が形成された半導体基板と、前記第１導電型不純物拡散領域に対応して前記半導体基板の一方の面側に形成された第１導電型用電極と、前記第２導電型不純物拡散領域に対応して前記半導体基板の前記一方の面側に形成された第２導電型用電極とを有する裏面電極型太陽電池セルと、絶縁性基材と、前記絶縁性基材に設置された第１導電型用配線と第２導電型用配線とを有する配線シートと、を備えた配線シート付き太陽電池セルを製造する方法であって、
    前記裏面電極型太陽電池セルおよび／または前記配線シートに熱硬化性接着材を塗布する工程と、
    前記裏面電極型太陽電池セルの前記第１導電型用電極が前記配線シートの前記第１導電型用配線上に設置されるとともに、前記裏面電極型太陽電池セルの前記第２導電型用電極が前記配線シートの前記第２導電型用配線上に設置されるように、前記配線シートに前記裏面電極型太陽電池セルを、前記熱硬化性接着材を挟んで設置する設置工程と、
    設置された前記裏面電極型太陽電池セルの周縁部の複数箇所の位置に対応して紫外線硬化樹脂を塗布する工程と、
    前記紫外線硬化樹脂を硬化して前記裏面電極型太陽電池セルを前記配線シートに接着する仮固定工程と、
    前記配線シートの１つに複数の前記裏面電極型太陽電池セルが仮固定された状態で加熱して前記熱硬化性接着材を硬化する加熱工程と、を含む、配線シート付き太陽電池セルの製造方法。
  2. 前記裏面電極型太陽電池セルは矩形の４つの角が短辺または円弧となっている略八角形の形状であり、前記周縁部の複数箇所の位置は前記４つの角に含まれる、請求項１に記載の配線シート付き太陽電池セルの製造方法。
  3. 請求項１または２に記載の配線シート付き太陽電池セルの製造方法により製造された配線シート付き太陽電池セルを封止材によって透明基板上に封止する工程を含む、太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 前記封止する工程は、前記熱硬化性接着材を硬化する加熱工程と同じ加熱工程で行なわれる、請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 第１導電型不純物拡散領域および第２導電型不純物拡散領域が形成された半導体基板と、前記第１導電型不純物拡散領域に対応して前記半導体基板の一方の面側に形成された第１導電型用電極と、前記第２導電型不純物拡散領域に対応して前記半導体基板の前記一方の面側に形成された第２導電型用電極とを有する裏面電極型太陽電池セルと、
    絶縁性基材と、前記絶縁性基材に設置された第１導電型用配線と第２導電型用配線とを有する配線シートと、を備え、
    前記裏面電極型太陽電池セルの前記第１導電型用電極が前記配線シートの前記第１導電型用配線に電気的に接続されるとともに、前記裏面電極型太陽電池セルの前記第２導電型用電極が前記配線シートの前記第２導電型用配線に電気的に接続されるように、前記配線シートの１つに設置された複数の前記裏面電極型太陽電池セルと、
    前記裏面電極型太陽電池セルと前記配線シートとの間に設置された熱硬化性接着材と、
    前記裏面電極型太陽電池セルの周縁部の複数箇所の位置に対応して設置され前記裏面電極型太陽電池セルと前記配線シートとを接着する紫外線硬化樹脂とを備える、配線シート付き太陽電池セル。
  6. 請求項５に記載の配線シート付き太陽電池セルと、透明基板と、前記配線シート付き太陽電池セルを前記透明基板上に封止する封止材と、を備える太陽電池モジュール。
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