JP5851355B2 - 受光素子モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、受光素子モジュールおよびその製造方法に関するものである。

従来、受光面を形成するおもて（表）面におもて面電極を有し、裏面に裏面電極を有する受光素子が縦横に複数並設され、１つの受光素子のおもて面電極と隣接する他の受光素子の裏面電極とを電気的に接続する素子間接続体を用いて、複数の受光素子を直列に接続した受光素子モジュールが知られている。

このような素子間接続体は、一般に受光素子のおもて面と裏面との接続方向に延在して配置されている。素子間接続体として、一般的に銅箔などの導電性の高い金属の全面を半田被覆したものが用いられる。銀などの金属からなる受光素子に形成された電流取り出し電極上に素子間接続体を配置して加熱し、部分的または全長にわたり素子間接続体と電流取り出し電極とを圧着することによって両者は接続される。

受光素子の光入射側に接続される素子間接続体は、受光素子のおもて面を覆ってしまうが、受光素子への入射光を増やすために、ある程度幅が狭くされるが、それにより抵抗が増加してしまう。この細線化による入射光の増大と抵抗の上昇は、受光素子上に形成されたグリッド電極についても同様である。一方、素子間接続体は、その断面積が大きい程、抵抗ロスが小さくなり出力効率が改善する。

そのため、素子間接続体の幅を小さくすることで入射光を増やし、厚さを大きくすることで、抵抗ロスの増大を抑制すればよい。しかしながら、素子間接続体の厚さを大きくすると、半田接続時に、素子間接続体と受光素子の線膨張係数差によって発生する熱ストレスが大きくなり、素子割れが発生する可能性がある。また、封止時のプレス工程で素子間接続体部分が起点となり割れが発生する可能性や、受光素子の反り、強度低下、クラック発生、素子割れまたは電極剥がれなどが発生する可能性もある。このため、一般的に素子間接続体は、細長い帯状の形状をとる。以後、これをタブ線と呼ぶ。従来の両面受光型受光素子の裏面電極においても同様のことが生じる。

また、受光素子のおもて面側の素子間接続用の電流取り出し電極（バス電極）は、上記のように受光素子への光の入射を妨げないように面積が極力小さくされるとともに抵抗を低減するために直線的なパターンに形成される。この結果、おもて面側のバス電極のパターンは、複数の離散的な電極が一直線状に配置された形状、またはひとつながりの直線的な電極形状となることが多い。

裏面側の電流取り出し電極は、受光素子内に光生成したキャリアの再結合要因や光反射低減要因となり、光電変換効率低下の原因となる。このため、おもて面側のバス電極の影となり、光が入射せず発電能力への影響が小さい領域となるおもて面側のバス電極の下側に、裏面側の電流取り出し電極を設けることが好ましい。このほかにも、受光素子と電極の熱膨張係数の違いによる受光素子の破損を防ぐためにも、おもて面側のバス電極と裏面の電流取り出し電極は、基板を介して同じ位置に形成されることが好ましい。この結果、裏面側の電流取り出し電極のパターンは、半導体基板を介しておもて面側のバス電極と平行に一直線状に配置されることが多い。

このようなある受光素子のおもて面側のバス電極と、隣接する受光素子の非受光面（裏面）側の電流取り出し電極とをタブ線で繋ぐ場合、タブ線を接続する受光素子上のバス電極のパターンが直線状であることと、受光素子間での接続抵抗を低減するために、受光素子間を最短で接続することが望ましいことから、直線のタブ線を用いる場合が多い。

そのため、従来では、バス電極が同じ方向を向いた受光素子が直線状に接続されることが多かった。以下では、隣接する受光素子間の相対位置の関係が変わらずに素子間接続体で略直線状に繋がれた受光素子配列のことをストリングと呼ぶ。

従来、ストリングの端部となる受光素子から出たタブ線と隣接するストリングのタブ線との間をタブ線と同様の銅線の幅を広くしたストリング間接続線によって接続し、このようなストリングを複数接続したものを絶縁樹脂などで封止することで受光素子モジュールが製造されていた。この際、ストリング間接続線は受光素子のおもて面側と裏面側を接続する必要があり、おもて面に影を作らないように、また、素子割れを回避する等のために、受光素子上から離れた受光素子モジュール内に配置されて封止される。このため、ストリング間接続線がストリングからはみ出す分だけモジュール内には受光素子がない領域ができ、モジュールとしての光電変換効率が低下していた。

そこで、受光素子のおもて面上に影をつくらず、また、受光素子モジュール内にストリング間接続線のための領域を確保することによる非発電領域ができないように直線状に接続されたストリングの端部におもて面と裏面の電流取り出し電極の延在方向を直交させた受光素子を配置してストリング間を電気的に接続する方法が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。

特開２０１０−１９２５７２号公報 特許第４２１０１２４号公報

しかしながら、特許文献１のように、一つのストリング端の受光素子に接続されたおもて面側のタブ線と他のストリング端の受光素子の裏面側のタブ線が直交するようなモジュールを作製するためには、ストリング端の受光素子のみ裏面側の電極パターンがおもて面側の電極パターンと直交するように他の受光素子とは異なる構造の受光素子を製造する必要があるという問題点があった。また、このように裏面の電流取り出し電極のパターンが異なる複数の受光素子を直列接続した場合では、直列に接続された各受光素子間の電流が一致しないため、これらが混在する受光素子モジュールでは光電変換効率が低下するという問題点もあった。

さらに、一般的に、電流取り出し電極は金属で形成されるが、金属と光電変換が行われる半導体素子との界面では光生成キャリアの再結合が生じ易いため、受光素子の裏面側の電流取り出し電極はより小さい面積に形成され、またおもて面のタブ電極の影となる領域に形成されることが好ましい。具体的には、受光素子がｐｎ接合を有するｐ型シリコン基板によって製造される場合、裏面にはｐ型ドーパントとして作用するアルミニウムを電極に用いる場合が多いが、タブ線を受光素子上の電極に半田等で電気的接続をとる場合、アルミニウム電極には半田付けすることができない。このため、半田付けが容易な銀が、裏面の電流取り出し電極（タブ線との半田付け部分）に用いられる。しかし、ドーパントとして作用する元素を含まない金属電極がシリコン基板に直に接触する場合、その面積が大きいほどシリコン基板と金属電極の界面で光励起キャリアの再結合が大きくなるため、光電変換効率が低下する。一方、電流取り出し電極は、ある程度の面積がないとタブ線との接続抵抗によってモジュール出力が低下する。また、発電が生じないおもて面のタブ電極の影の部分であれば、再結合による効率低下の影響を小さくすることができる。このため、特許文献１，２のように受光素子の裏面側の、特におもて面側の電極の影とならない領域に、より大面積の電流取り出し電極が形成される場合には、受光素子の電極をスポット状に形成した場合に比べて光電変換特性が低下するという問題点があった。これは、おもて面、裏面の両面の大部分が不活性化（パッシベーション）され、一部の領域に電流取り出し電極が形成される場合でも同様であった。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、複数の受光素子が接続された受光素子モジュールにおいて、設置面積に対する光電変換効率に優れ、また受光素子間の接続角度を任意に変えることができる受光素子モジュールとその製造方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる受光素子モジュールは、複数の受光素子が素子間接続体を介して接続される受光素子モジュールであって、前記受光素子は、受光素子基板の受光面側に所定の方向に延在して設けられる第１電流取り出し電極と、前記受光素子基板の非受光面側に設けられる第２電流取り出し電極と、を備え、前記素子間接続体は、前記受光素子基板と略同じ大きさの平板状の導電性材料からなる平面部と、前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の形成位置に対応して設けられる帯状の導電性材料からなる帯状部と、を有し、前記素子間接続体の前記平面部は、前記受光素子の前記第２電流取り出し電極と接続され、前記帯状部は、前記受光素子の前記第１電流取り出し電極と延在方向が一致するように前記受光素子に接続され、隣接する２つの第１受光素子および第２受光素子の前記帯状部と前記平面部と接続される部分を含み、前記平面部を接続した状態の前記受光素子間の発電特性が所定の範囲内に収まっていることを特徴とする。

この発明によれば、素子間接続体の平面部を受光素子の非受光面に接続し、帯状部を受光素子の受光面に接続するようにしたので、素子間接続体の配置方向を変えるだけで隣接する受光素子間の接続角度を任意に変えることができるという効果を有する。また、受光素子間の接続角度を変える際に、従来のようなストリング間接続線が不要となるので、受光素子モジュールに占める発電面積を高めることができ、設置面積に対する光電変換効率に優れる受光素子モジュールを得ることができるという効果も有する。

図１は、実施の形態１による受光素子モジュールをおもて面側から見た平面図である。 図２は、実施の形態１による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。 図３は、実施の形態１で用いられる受光素子をおもて面側から見た平面図である。 図４は、実施の形態１で用いられる受光素子を裏面側から見た平面図である。 図５は、実施の形態１の受光素子と素子間接続体の構成の一例を示す断面図である。 図６は、実施の形態１の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体の一例を示す平面図である。 図７は、実施の形態１による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態１による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を模式的に示す平面図である。 図９は、一般的な受光素子モジュールのおもて面側から見た平面図である。 図１０は、一般的な受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。 図１１は、実施の形態２による受光素子モジュールをおもて面側から見た平面図である。 図１２は、実施の形態２による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。 図１３は、実施の形態２で用いられる受光素子を裏面側から見た平面図である。 図１４は、実施の形態２の受光素子と素子間接続体の構成の一例を模式的に示す断面図である。 図１５は、実施の形態２の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体の一例を裏面側から見た平面図である。 図１６は、実施の形態２による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態２による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を模式的に示す平面図である。 図１８は、実施の形態３による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。 図１９は、実施の形態４による受光素子モジュールをおもて面側から見た平面図である。 図２０は、実施の形態４による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。 図２１は、実施の形態４で用いられる受光素子をおもて面側から見た平面図である。 図２２は、実施の形態４の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体を裏面側から見た平面図である。 図２３は、実施の形態４の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体を裏面側から見た平面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる受光素子モジュールとその製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。さらに、以下の実施の形態では、同じ構成要素には同じ符号を付し、ある実施の形態で説明した構成要素については、別の実施の形態でその詳細な説明を省略するものとする。また、以下で示すサイズは一例である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による受光素子モジュールをおもて面側から見た平面図であり、図２は、実施の形態１による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。図３は、実施の形態１で用いられる受光素子をおもて面側から見た平面図であり、図４は、実施の形態１で用いられる受光素子を裏面側から見た平面図である。図５は、実施の形態１の受光素子と素子間接続体の構成の一例を示す断面図であり、図１と図２のＡ−Ａ断面図である。図６は、実施の形態１の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体の一例を示す平面図である。なお、図１と図２では、見易さのため素子封止材、フレーム、ジャンクションボックスおよびおもて面と裏面に用いられるモジュール主面材の図示を省略している。

ここでは、まず、受光素子の構造について説明した後、受光素子間を接続する素子間接続体の構造について説明し、そして受光素子を素子間接続体で接続した受光素子モジュールの構造について説明する。

実施の形態１の受光素子１０は、図３と図４に示されるように、主面であるおもて面（受光面）と裏面（非受光面）の平面形状が略矩形で、厚さがたとえば０．１〜０．５ｍｍの薄板状のｐｎ接合を有する半導体によって構成される光電変換を行う受光素子基板１１からなる。略矩形とは、互いに垂直となる２組の平行な辺を有する四角形形状であればよい。図では、正方形の角の一部が切り落とされた形状の例を示したが、長方形であってもよい。特に、単結晶を用いた受光素子１０では、円柱の単結晶インゴットから矩形の基板を形成する際に、円形から矩形に切り落とされて無駄となる部分を減らすために、図３と図４に示されるような角の一部が切り落とされた形状の基板が使用されることが多く、このような形状も略矩形に含まれる。このような受光素子１０として、半導体ｐｎ接合を有する結晶シリコン受光素子やガリウムヒ素受光素子等を用いることもできる。また、ｐｎ接合は不純物拡散によって形成されていてもよいし、アモルファスシリコン等によって形成されるヘテロ接合でもよい。

図３に示されるように、受光素子１０のおもて面側の一部領域には、細線電極１２とバス電極１３とがおもて面電極として形成されている。これらの細線電極１２とバス電極１３はＡｇ（銀）を主に含んだ金属材料からなることが望ましい。細線電極１２はおもて面側の電流を集電する電極であり、おもて面を遮る部分が少なくなるように、適当な間隔をおいて配設される。細線電極１２は、たとえば幅０．０５〜０．２ｍｍ程度の幅で所定の方向に延在するパターンが、１〜２．５ｍｍの周期で電極の延在方向とは直交する方向に配置される構造を有する。なお、細線電極１２の代わりにおもて面に透明導電膜を形成したり、透明導電膜と細線電極１２とを組み合わせたりしてもよい。

また、バス電極１３は、おもて面側の細線電極１２と接続され、細線電極１２で集電した電流を受光素子１０の外部に取り出す電流取り出し電極として機能する。また、受光素子１０間を電気的に接続する素子間接続体３０とバス電極１３は、細線電極１２と直交する方向に受光素子１０上に延在して形成される。さらに、バス電極１３は、素子間接続体３０に接続されるため、細線電極１２よりも太くなる場合が多く、たとえば０．５〜数ｍｍ程度の幅を有する。

図４に示されるように、受光素子１０の他方の主面である裏面側の一部領域には、集電電極１４と電流取り出し電極１５とが裏面電極として形成されている。集電電極１４は、裏面側の略全面または一部領域に設けられ、電流を電流取り出し電極１５まで集める機能を有する。集電電極１４は、たとえばＡｌ（アルミニウム）を主成分とする材料によって構成することができる。

電流取り出し電極１５は、集電電極１４で集電された電流を素子間接続体３０を介して外部に取り出す。電流取り出し電極１５は、Ａｇを主に含んだ金属材料からなることが望ましい。

なお、ここでは、集電電極１４としてＡｌを主成分とする材料が裏面の略全面を被覆する場合を示しているが、集電電極１４をＡｇとし、おもて面側の細線電極１２と同じように面の一部領域にのみ形成された金属電極や、そのような金属電極と裏面のほぼ全面に形成された透明導電電極の組み合わせによって構成してもよい。集電電極１４の材質がＡｇの場合には、素子間接続体３０を集電電極１４に直に接続することができ、必ずしも電流取り出し電極１５を設けなくてもよい。

素子間接続体３０は、図６に示されるように、受光素子１０と同程度の大きさでかつ同じ形状を有し、受光素子１０の裏面側に接続される平面状の導電体部分からなる平面部３１と、受光素子１０間を接続し、平面部３１の幅よりも小さい幅を有し、直線状の導電体部分からなる帯状部３２と、を有し、一体的に構成されている。このような形状の素子間接続体３０は、たとえば銅箔を打ち抜き加工することによって製造することができる。素子間接続体３０の厚さとして、たとえば０．０１〜０．５ｍｍとすることができる。また、この例では、帯状部３２は、おもて面側のバス電極１３の形成位置に対応して設けられる４本の直線状の銅箔によって構成される。

素子間接続体３０の平面部３１は、受光素子１０の裏面に形成された電流取り出し電極１５と接続され、帯状部３２は、上記受光素子１０とは別の受光素子１０のおもて面側に形成されたバス電極１３に接続されることによって、隣接する２つの受光素子１０間の電気的接続を達成する。素子間接続体３０と、受光素子１０の電流取り出し電極１５および別の受光素子１０のバス電極１３との接続には錫・銀半田等を用いることができる。この半田は素子間接続体３０と電流取り出し電極１５およびバス電極１３が接続される部分だけに形成されていてもよいが、素子間接続体３０の表面と裏面の両方の全体を覆っていてもよい。また、電極間の接続には、半田以外に導電性高分子や、導電性テープ等を用いることができる。なお、素子間接続体３０で接続される隣接する２つの受光素子１０の間には素子間接続体３０が通るため、２つの受光素子１０は若干の間隔を開けて配置される。

受光素子１０の裏面と素子間接続体３０との間の接続箇所が、裏面に形成された電流取り出し電極１５の部分だけである場合、図４に示されるように電流取り出し電極１５は裏面全体に形成されていないため、電流取り出し電極１５がない領域では受光素子１０と素子間接続体３０との間の密着性が低い部分が生じる場合がある。そこで、このような領域でも受光素子１０と素子間接続体３０との間で高い接着強度を付与するために、素子間接続体３０の端部と受光素子１０との間の電流取り出し電極１５以外の部分をエチレンビニルアセテートやフィラーを含むエポキシなどの樹脂で接着してもよい。

このように素子間接続体３０で受光素子１０間を接続していくことによって、図１と図２に示されるように、受光素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃが直線状に繋がったストリングが形成される。ここで、実施の形態１による素子間接続体３０を用いることによって、隣接する２つの受光素子１０の間では、細線電極１２の延在方向が直交する向きとなるように接続することができるため、ストリングの延伸方向を変えることができる。具体的には、受光素子１０ｂのバス電極１３に接続された素子間接続体３０の帯状部３２から平面部３１へ延伸する方向に対して、バス電極１３が９０度の角度になるように受光素子１０ｃが配置され、受光素子１０ｃの素子間接続体３０の帯状部３２から平面部３１へ延伸する方向に対して、バス電極１３が９０度の角度になるように受光素子１０ｄが配置される。このようにして受光素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃによって形成される直線状のストリングと、受光素子１０ｄ，１０ｅ，１０ｆによって形成される直線状のストリングとが、ストリング内（端部以外）で使用されるのと同じ素子間接続体３０を用いて電気的に接続され、図１に示される２つのストリング列が直列に接続される受光素子モジュール１の素子配列が形成される。

この受光素子モジュール１の終端部となる受光素子１０ａ，１０ｆは、受光素子モジュール１から電流を取り出すための電流引き出し線３８に接続されるため、受光素子１０ａの場合は裏面側の、受光素子１０ｆの場合はおもて面側の、素子間接続体３０の形状が他の受光素子１０ｂ〜１０ｅのものとは異なる。

受光素子１０ｆのおもて面側では、素子間接続体３０の帯状部３２のみの形状となる接続線３７が受光素子１０ｆのバス電極１３と半田等により接続される。接続線３７の一方の端部（ここでは受光素子１０ａ側の端部）で、電流引き出し線３８と接続される。

受光素子１０ａの裏面側では、素子間接続体３０の平面部３１のみの形状となるモジュール端部素子用の接続体３６が受光素子１０ａの電流取り出し電極１５と半田等により接続される。接続体３６の裏側（ここでは受光素子１０ｆ側の端部）には、電流引き出し線３８が半田等により接続される。

図５に示されるように、受光素子１０（受光素子基板１１）のおもて面側には、バス電極１３とそれに直交する細線電極１２（図５中には図示せず）とが形成され、裏面側には電流取り出し電極１５と集電電極１４とが形成されている。おもて面側のバス電極１３には、素子間接続体３０の帯状部３２が電気接続体２１を介して電気的に接続され、裏面側の電流取り出し電極１５には、素子間接続体３０の平面部３１が電気接続体２１を介して電気的に接続されている。電気接続体２１として、錫・銀半田等を用いることができる。また、素子間接続体３０の平面部３１は、裏面側の電流取り出し電極１５のみでなく、受光素子の全面的または局所的に接着層２６を介して接着されていてもよい。このような接着層としてはエチレンビニルアセテート樹脂やエポキシ樹脂、金属粒子を含む導電性樹脂等を用いることができる。

図１と図２に示される２列のストリングからなる受光素子配列のおもて面側と裏面側には、シート状のエチレンビニルアセテート樹脂シートなどの封止材２２が形成される。そして、この封止材２２を介して、おもて面側にはガラスなどのおもて面側主面材２３が接着され、裏面側には、耐候性のポリエチレンテレフタラート樹脂シートなどの裏面側主面材２５が接着されている。

なお、図１と図２では、図示を省略しているが、おもて面側主面材２３と裏面側主面材で挟まれた構造をフレームで支持し、電流引き出し線３８が封止材２２と裏面側主面材２５の切れ目から裏面に取り出された構造となり、受光素子モジュール１を構成している。

つぎに、単結晶シリコン太陽電池を用いた場合を例に挙げて、実施の形態１による受光素子モジュール１の製造方法を説明する。図７は、実施の形態１による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を示すフローチャートであり、図８は、実施の形態１による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を模式的に示す平面図である。なお、ここでは、受光素子として、おもて面と裏面に図３と図４に示される細線電極１２、バス電極１３および電流取り出し電極１５のようなパターンのＡｇ電極を有する１５６ｍｍ角で略正方形状の単結晶シリコン太陽電池を用いて、図１と図２に示される受光素子モジュール１を製造する場合を説明する。また、受光素子１０の裏面の電流取り出し電極１５以外の部分には、Ａｌペーストをスクリーン印刷して形成された集電電極１４が設けられているものとする。

まず、予め受光素子１０のおもて面と裏面のＡｇ電極部分に、メタルマスクを用いて後に電気接続体２１となる半田ペーストを印刷しておく。また、銅箔をプレス抜きによる打ち抜き加工することにより、図６に示される形状の素子間接続体３０を形成しておく。この際、平面部３１は受光素子１０（単結晶シリコン太陽電池を構成する受光素子基板１１）からはみ出さない程度の大きさとする。平面部３１はたとえば１４０ｍｍ角とし、厚さを０．０１〜０．５ｍｍ程度とすることができる。また、帯状部３２は、たとえば幅を１〜２ｍｍ程度とし、長さを１６０ｍｍ程度とし、厚さを０．５ｍｍ程度とすることができる。この平面部３１の裏面側は、たとえばポリイミドのような樹脂等で覆われていてもよい。また、これとは別に、受光素子モジュール１の端部の受光素子１０ａ用の接続体３６として、たとえば１４０ｍｍ角とし、厚さを０．２ｍｍ程度とした正方形に打ち抜いた銅箔を作製しておき、これにたとえば幅を３ｍｍ程度とし、厚さを０．２ｍｍ程度とし、長さを１６０ｍｍ程度とした帯状の銅線で作られた電流引き出し線３８を予め接続しておく。ここで、電流引き出し線３８と接続体３６との間は、つぎの工程の加熱により剥離することがないように３００℃程度の高温に耐えることができる、たとえばリン銅ロウや鉛を主体とした鉛・錫半田などを用いて接続することが好ましい。さらに、接続線３７として、たとえば幅を１〜２ｍｍ程度とし、長さを１６０ｍｍ程度とし、厚さを０．２ｍｍ程度とする複数本（図では４本）からなる帯状の銅線を、電流取り出し線３８として長さ１６０ｍｍ程度、幅４ｍｍ程度、厚み０．５ｍｍ程度の銅線に直交させて接続することにより、受光素子モジュール１の端部の受光素子１０ｆ用の接続線を作製する。

ついで、２００℃に加熱されたホットプレート上に素子間接続体３０を配置し（ステップＳ１）、その帯状部３２の上から受光素子１０ａをおもて面をホットプレート側（下）に向けて設置する（ステップＳ２、図８（ａ））。この際、バス電極１３と素子間接続体３０の帯状部３２とが平行に重なるように配置する。その後、電流引き出し線３８が接続された受光素子モジュール１の端部の接続体３６を、ホットプレート上に配置した受光素子１０ａの裏面上に載置する（ステップＳ３、図８（ｂ））。この際、接続体３６が受光素子１０ａからはみ出さないようにする。

ついで、裏面の電流取り出し電極１５部分に下向きの圧力を加えながらホットプレートの温度を２２０〜３００℃程度まで上昇させてから再び２００℃程度まで温度を下げることによって、受光素子１０ａのＡｇ電極部分に付着している半田ペーストを融着させ、受光素子１０ａのＡｇ電極と素子間接続体３０の間を接続する電気接続体２１を形成する（ステップＳ４、図８（ｂ））。

その後、他に接続する受光素子がある場合（ステップＳ５でＹｅｓの場合）には、ステップＳ１へと処理が戻る。つぎの受光素子を接続する場合として、（１）前回の素子間接続体３０の帯状部３２の延在方向に沿ってバス電極１３を配置するように受光素子１０を接続する場合、（２）前回の素子間接続体３０の帯状部３２の延在方向とは異なる方向にバス電極１３が延在するように受光素子１０を接続する場合、（３）受光素子モジュール１の他方の端部の受光素子１０ｆを接続する場合、とに分けることができる。ここでは、それぞれの場合について簡単に説明する。

（１）前回の素子間接続体３０の帯状部３２の延在方向に沿ってバス電極１３を配置するように受光素子１０を接続する場合
この場合には、ホットプレート上に新たな素子間接続体３０を配置し（ステップＳ１）、その帯状部３２の上におもて面を下側に向けた受光素子１０ｂと、ステップＳ４で受光素子１０ａとの接続を行った素子間接続体３０の平面部３１と、を順に積層させ（ステップＳ２〜Ｓ３）、圧力を加えながら加熱する（ステップＳ４、図８（ｃ））。これを、所望の数繰り返していくことによって、受光素子１０のストリングを形成することができる。

（２）前回の素子間接続体３０の帯状部３２の延在方向とは異なる方向にバス電極１３が延在するように受光素子１０を接続する場合
この場合には、ステップＳ１でホットプレート上に素子間接続体３０を配置するにあたって、素子間接続体３０の帯状部３２をそれまでの置き方から９０度回転させ、図８（ｄ）に示されるように平面部３１が、それまで受光素子を連ねて形成されたストリングの延長上に位置しないように配置する（ステップＳ１）。また、これに合わせて受光素子１０ｃの向きも、バス電極１３がそれまでのストリング形成方向から９０度回転させた方向となるように回転させてホットプレート上に配置する（ステップＳ２）。そして、素子間接続体３０の帯状部３２と、受光素子１０ｃと、隣接する受光素子１０ｂから延在する素子間接続体３０の平面部３１とが重なるように配置する（ステップＳ３）。この後、圧力を加えながら加熱する（ステップＳ４）。これによって、図８（ｄ）に示されるように直線的なストリングから９０度曲げた方向へ別の新たな直線状のストリングを繋げていくことができる。

（３）受光素子モジュール１の他方の端部の受光素子１０ｆを接続する場合
この場合には、ステップＳ１でホットプレート上に受光素子モジュール１の端部の受光素子１０ｆ用の接続線３７を配置するにあたって、接続線３７の方向をそれまでの素子間接続体３０の帯状部３２の置き方から９０度回転させて配置する（ステップＳ１）。また、これに合わせて受光素子１０ｆの向きも、バス電極１３がそれまでのストリング形成方向から９０度回転させた方向となるように回転させてホットプレート上に配置する（ステップＳ２）。そして、接続線３７と受光素子１０ｆと隣接する受光素子１０ｅから延在する素子間接続体３０の平面部３１とが重なるように配置する（ステップＳ３）。この後、圧力を加えながら加熱する（ステップＳ４）。これによって、受光素子モジュール１のもう一方の端部の受光素子１０ｆが形成される。

その後、図７に戻り、ステップＳ５で他に接続する受光素子がない場合（ステップＳ５でＮｏの場合）には、ストリングの終端部の受光素子（図１中の受光素子１０ｆに相当）から延びる接続線３７に対して、導体によって受光素子に影が作られない位置で受光素子モジュール１の電流引き出し線３８を半田付けして（ステップＳ６）、受光素子配列が形成される。

以上では、素子間接続体の帯状部分を先に素子と接続した後に素子間接続線の平面部をとなりの素子と接続するようにしたが、素子間接続線の平面部を素子と接続した後に素子間接続体の帯状部分をとなりの素子と接続するようしてもよい。また、素子の受光面側をホットプレート側にして接続したが、この逆に素子裏面をホットプレート側に向けて素子間接続体と接続するようにしてもよい。

以上の工程を組み合わせながら繰り返し実行することによって、図１と図２に示される受光素子配列が得られる。２列のストリングから構成される受光素子配列のおもて面側上には、受光素子配列より若干大きい程度の大きさのシート状のエチレンビニルアセテート樹脂などの封止材２２とガラスなどのおもて面側主面材２３を配置し、裏面側上には受光素子配列より若干大きい程度の大きさのシート状のエチレンビニルアセテート樹脂などの封止材２２と耐候性のポリエチレンテレフタラート樹脂シートなどからなる裏面側主面材２５（バックシート）を配置した積層体を構成する。そして、この積層体を真空ラミネータによって減圧下で１００〜１５０度の温度で２０分程度加熱することによって、受光素子配列がおもて面側主面材２３と裏面側主面材２５によって封止される（ステップＳ７）。

封止材２２やおもて面側主面材２３、裏面側主面材２５に挟んでラミネートする前に、素子間接続体３０の平面部３１と受光素子１０との間に０．０５ｍｍ程度の厚さのシート状のエチレンビニルアセテート樹脂や、フィラーを含むエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＭＭＡ（Poly Methyl MethAcrylate）等の樹脂を挿入してもよい。これをラミネート時に真空下で加熱すると、図５に示される接着層２６が形成され、受光素子１０と素子間接続体３０および封止材２２との密着性を向上させることができる。この接着層２６としてＡｇ粒子やカーボンを含むドータイト（登録商標、藤倉化成工業社製）などの導電性樹脂等を用いると、素子間接続体３０が裏面側の集電に寄与するため、光電変換効率の高い受光素子モジュール１が得られるためより好ましい。また、発電素子が両面発電素子の場合は接着層２６は光反射性の高い材料であるかまたは光透過性の高い材質であれば受光素子を透過した光を反射させることにより素子の発電効率を高めることができるので、光反射性の高いか光透過性が高い材質であることが好ましい。

また、裏面側主面材２５および裏面側の封止材２２に孔を開けておき、受光素子配列の裏側に形成されたこの孔の部分から２本の受光素子モジュール１の電流引き出し線３８を出した状態で封止することによって、裏面側主面材２５の孔部分から電流引き出し線３８を取り出せるようにしておく。この電流引き出し線３８は、ジャンクションボックス中の導線と接続されて、ジャンクションボックスに接続されたケーブルを通じて受光素子モジュール１の外部に取り出される。

この後、封止された板状の受光素子配列の端部にフレームを、電流引き出し線３８部分にはジャンクションボックスを、シリコーン樹脂等で接着する（ステップＳ８）。以上によって、受光素子モジュール１が得られる。

実施の形態１による受光素子モジュール１では、素子間接続体３０を用いて受光素子１０間を接続することによって、帯状のタブ線を電流取り出し電極１５と直に接続しなくてもよくなる。そのため、受光素子モジュール１内での受光素子１０間の相対的な角度を任意とすることができるとともに、その際の受光素子１０の裏面上に形成される電流取り出し電極１５と集電電極１４を任意の形状とパターンにすることができるという効果を有する。なお、この明細書での受光素子１０間の角度とは、ある受光素子１０のおもて面側のバス電極１３の延長線が、素子間接続体３０で接続された隣接する受光素子１０のおもて面側のバス電極１３の延長線に対してなす角度と定義する。

図９は、一般的な受光素子モジュールのおもて面側から見た平面図であり、図１０は、一般的な受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。なお、これらの図では、見易さのため封止材、フレーム、ジャンクションボックスおよびおもて面と裏面に用いられるモジュール主面材の図示を省略している。

図９と図１０に示されるように、一般的な受光素子モジュールでは、直線状のタブ線１２１によって、ある受光素子１１０のおもて面側のバス電極と、隣接する受光素子１１０の裏面側の電流取り出し電極１１５とが接続され、この構造の繰り返しによってストリングを形成している。ストリングの一方の端部の受光素子１１０から出るタブ線１２１は、ストリング間接続線１２２で他のストリングのタブ線１２１と接続される。ストリングの他方の端部の受光素子１１０から出るタブ線１２１は、タブ線１２１の延在方向に交差（直交）する方向に延在する導電線１２３に接続され、導電線１２３の端部には電流引き出し線１３８が設けられている。ストリング間接続線１２２は複数のストリング間を接続する配線であるが、電流引き出し線１３８は、１つのストリングの端部の受光素子１１０に設けられる複数のタブ線１２１間を接続する配線である。なお、この受光素子モジュールでも、実施の形態１の受光素子モジュール１と同様に、受光素子配列のおもて面側には、おもて面側主面材が封止材によって接着され、裏面側には、裏面側主面材が封止材によって接着され、電流引き出し線１３８が封止材と裏面側主面材の切れ目から裏面に取り出された構造を有する。

このように、一般的な受光素子モジュールでは、直線状に受光素子１１０が並べられた形となっているため、タブ線１２１で接続される隣り合う受光素子１１０間の角度は０度（平行）にしかできない。このままでは、受光素子１１０を直列に接続していくことによって、細長い受光素子モジュールしか製造することができない。たとえば、一般的な結晶シリコンを用いた受光素子１１０の大きさは１５ｃｍ角程度の大きさであるため、２００Ｗ程度の出力を得るためには、受光素子１１０を直列に５０枚程度つなぐ必要がある。この場合、７ｍを越える長さとなってしまい、たとえば住宅の屋根用の受光素子として用いることが難しくなる。その一方で、モジュールサイズを小さくして受光素子モジュール間を接続線でつなぐことが考えられるが、この場合、モジュール面積が小さくなるほど受光素子１１０以外の支持部品等が占める面積が増えてしまい、受光素子モジュールの光電変換効率が低下する。

そこで、従来の一般的な受光素子モジュールでは、図９と図１０に示されるように直線状のストリングの末端部の受光素子１１０に接続されるタブ線１２１を、受光素子１１０のおもて面側のバス電極１３（図３参照）に対して直角となるストリング間接続線１２２と接続することによって、ストリングと別のストリングとを接続している。多くの場合では、ストリングの接続が１８０度逆方向に折り返す方向に接続され、この折り返しを繰り返すことによって、略長方形の受光素子モジュールを形成していた。このように、従来では、ストリングの方向を変えるには、ストリング間接続線が必要であった。

このような従来の受光素子モジュールでは、ストリング間接続線１２２が同一の受光素子１１０上の正と負極性の電極に接触すると、受光素子１１０とストリング間接続線１２２との間に短絡が生じ、発電出力と光電変換効率が低下してしまう。このため、受光素子１１０とストリング間接続線１２２との間にはある程度以上の距離を設ける必要があり、例えば素子から引き出されたタブ線を折り返してストリング間接続線を素子の裏側に配位する等が困難であった。また、受光素子１１０のおもて面側にストリング間接続線１２２がある場合には、ストリング間接続線１２２の影による非受光領域が生じ、また、受光素子１１０と重ならないようにストリング間接続線１２２が形成される場合には、受光素子モジュール内にストリング間接続線１２２のみが存在し、受光素子１１０が存在せず発電に寄与しない領域が生じることになる。その結果、いずれの場合でも受光素子モジュールの面積当りの発電出力（光電変換効率）が低下してしまう。

これに対して、実施の形態１による受光素子モジュール１では、図６に示されるような素子間接続体３０を用いて受光素子１０間を接続しているので、従来のようなストリング間接続線１２２を用いずに受光素子１０間の角度を任意に変えることができる。つまり、素子間接続体３０のみでストリングを折り返すことができるため、受光素子モジュール１中の受光素子１０の配置を自由に行うことができ、ストリング間接続線１２２が不要となる。また、ストリング間の接続抵抗を低減できるとともに、受光素子モジュール１に占める受光素子１０の面積比率を上げることができるため、発電出力に優れた受光素子モジュール１を製造することができるという効果を有する。さらに、横タブが不要であるため、受光素子モジュール１全体を通しての導電体の長さが短くて済み、抵抗損失の低減が可能となり、光電変換効率に優れた受光素子モジュール１を製造することができる。また、受光素子１０の効率が最大となるように、受光素子１０間の角度を変えることができるため、光電変換効率とデザイン性に優れた受光素子モジュール１を得ることができるという効果も有する。

ところで、特許文献１，２のように、受光素子の電極パターンを変えることによって受光素子間の角度を変えることができるが、この場合には、受光素子上のバス電極および電流取り出し電極をその角度に合わせて形成する必要があり、受光素子作製時に予め決まった方向にしか角度を決めることができない。そのため、ストリング端においてストリングの折り返し部分だけ素子間の角度を変えるには、予め異なった電極パターンを持つ受光素子を用意し、これらを複数組み合わせて受光素子モジュールを製造する方法が考えられる。この場合では、各受光素子のおもて面のバス電極と裏面の電流取り出し電極の相対的な位置関係が異なるため、おもて面のバス電極の影に入る裏面の電流取り出し電極の面積が変化する。一般的に、裏面の電流取り出し電極が存在する部分の発電能力はそれ以外の部分と異なっており（たいていの場合はその他の部分に比べて低い）、おもて面のバス電極の影に入る電流取り出し電極の面積が変化すると受光素子の発電電流値が変化する。そのため、それらの受光素子間での電流値を一致させることができず、それらを直列に接続した受光素子モジュールの光電変換効率が低下してしまう。

また、特許文献１のように一つの受光素子の電流取り出し電極に複数の方向を向く直線状の電極を用いる場合には、受光素子モジュールを一種類の電極パターンの受光素子で構成することができ、また、受光素子間の角度を複数設定することができる。しかし、おもて面のバス電極の影部分の外に存在する裏面の電流取り出し電極の面積が増大するため、受光素子単体での発電電流が低下する。そして、このような各受光素子そのものの発電能力の低下によって、この受光素子で形成される受光素子モジュールの光電変換効率も低下してしまうという問題があった。

従来の受光素子では、おもて面側のバス電極の影となり、あまり発電しない領域となるバス電極の裏側に、電流取り出し電極を設けることによって、電流取り出し電極による効率損失を低下させている。しかし、特許文献１，２に示されるように、タブ電極の配置に依存して、おもて面側のバス電極の影に裏面側の電流取り出し電極を配置できず、電流取り出し電極をおもて面側のバス電極の影以外の受光素子の裏面の任意の場所に形成する場合には、おもて面側のバス電極に対応する位置の裏面にのみ同じ面積の電流取り出し電極を形成した場合に比べて、受光素子の光電変換効率が低下するという問題があった。

このことは受光素子基板の裏面の一部、特に裏面の電極以外の領域がパッシベーションされた受光素子についても同様である。裏面がパッシベーションされた受光素子では、集電電極と電流取り出し電極の材質が同じものでパターンが異なる場合や、集電電極と電流取り出し電極が一体化している場合もあるが、いずれの場合でも、集電電極や電流取り出し電極と受光素子基板との界面での再結合はパッシベーション膜と受光素子基板との界面の再結合よりも悪影響が大きい。そのため、一般的に集電電極と電流取り出し電極は、あまり発電しない領域となるおもて面側のバス電極の下側に設けられることが好ましい。

これに対し、実施の形態１による受光素子モジュール１は、受光素子１０の裏面の電流取り出し電極１５のパターンが素子間接続体３０に依存しないので、おもて面側のバス電極１３の影となる部分に電流取り出し電極１５を形成することができる。その結果、電流取り出し電極１５による効率損失を低下させることができ、特許文献１，２の場合に比して、受光素子１０と受光素子モジュール１の光電変換効率を高くすることができる。

また、ストリングの端部とそれ以外の部分とで、同じ電極パターンをもった受光素子１０を用いることができるため、異なる電極パターンの受光素子を複数必要とする受光素子モジュールに比べて、受光素子モジュール１を作製した際の電流不整合によるモジュール出力の低下を抑えることができるという効果も有する。これによって、実施の形態１では、特許文献１のように受光素子の裏面の電流取り出し電極を予め用途別に作り分ける必要がなく、既に製造されている任意の電極パターンを有する受光素子１０と素子間接続体３０を用いて、受光素子モジュール１の製造時に受光素子１０間の角度を任意とすることができる。

さらに、受光素子モジュール１を構成する受光素子１０の裏面の電流取り出し電極１５のパターンはどれも同じであり、各受光素子１０の発電電流値を略一致させることができる。その結果、ストリングには他の受光素子１０に比して著しく低い発電電流値を有する受光素子１０がないので、受光素子モジュール１の発電効率を従来に比して高めることができる。また、任意の受光素子１０の向きを変えて受光素子１０間を接続することができるため、受光素子１０間の電流が一致するように製造し易くなるという効果も有する。このため、従来のように、受光素子モジュールの製造時に受光素子間での電流が一致するように素子を選ぶ必要がなく、また特許文献１のようにストリングの内部の受光素子と端部の受光素子とで電極パターンが異なる場合に、受光素子間の電流が一致しないような状況を生じなくすることができる。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２による受光素子モジュールをおもて面側から見た平面図であり、図１２は、実施の形態２による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。図１３は、実施の形態２で用いられる受光素子を裏面側から見た平面図である。図１４は、実施の形態２の受光素子と素子間接続体の構成の一例を模式的に示す断面図であり、図１１と図１２のＢ−Ｂ断面図である。図１５は、実施の形態２の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体の一例を裏面側から見た平面図である。なお、図１１と図１２では、見易さのため素子封止材、フレーム、ジャンクションボックスおよびおもて面と裏面に用いられるモジュール主面材の図示を省略している。また、実施の形態２の受光素子をおもて面から見た場合の平面図は、図３と同様であるため、図示を省略している。

実施の形態２の受光素子モジュール１は、素子間接続体３０の構成と形状、実施の形態２の受光素子１０自身と裏面電極の形状、および受光素子１０と素子間接続体３０の間の接続のされ方が、実施の形態１とは異なっている。そこで、以下ではこれらの相違点を中心に説明する。

実施の形態２の受光素子１０は、図１３に示されるように裏面側の電極が、おもて面側の電極と同様に、おもて面側の細線電極１２と同じ方向に延在し、延在方向に垂直な方向に離間して形成される複数の細線電極１５Ｂと、おもて面側のバス電極１３の延在方向と同じ方向に延在し、細線電極１５Ｂに接続される電流取り出し電極１５Ａと、から構成されている。ここで、電流取り出し電極１５Ａは、バス電極１３の形成位置の裏側に形成される。このような構成によって、この受光素子１０は、おもて面と裏面の両面から光を受けて光電変換することが可能となる。なお、これらの細線電極１５Ｂと電流取り出し電極１５Ａとは、Ａｇを主に含んだ金属材料からなることが望ましい。以下では、裏面の電流取り出し電極１５Ａと細線電極１５Ｂとを合わせて裏面電極という。

素子間接続体３０は、図１５に示されるように、受光素子１０（受光素子基板１１）と同程度の大きさでかつ同じ形状を有し、受光素子１０の裏面側に接続される平面状の導電体部分からなる平面部３１Ａと、受光素子１０間を接続し、平面部３１Ａの幅よりも小さい幅を有し、直線状の導電体部分からなり、電気接続体２１がコートされる帯状部３２Ａと、からなる。素子間接続体３０としては、たとえば、錫・銀半田コートされた銅箔を帯状部３２Ａに用い、平面状の銅箔を平面部３１Ａに用いて、平面部３１Ａに帯状部３２Ａを重ねて両者を密着させた状態で加熱することによって形成される。実施の形態１のように平面部３１と帯状部３２とが一体成型されているのではなく、２つの部分から素子間接続体３０が形成されるため、図１４の断面図においては、受光素子１０の裏面で、平面部３１Ａと帯状部３２Ａとが積層した構成となる。

また、平面部３１Ａの形状は正方形ではなく、正方形の角部分が円弧状または直線状に欠けた形状となっている。このように平面部３１Ａを受光素子１０と相似形としたため、受光素子１０の裏面をより広く覆うことができるようになり、細線電極１５Ｂの形成領域のほぼ全域を覆い、かつ所々で局所的に平面部３１Ａと電気的に接続される。その結果、平面部３１Ａが電流の流れる経路として作用し、細線電極１５Ｂでの抵抗損失を極力避けることができる。このような、正方形の角部分が円状に欠けた平面部３１Ａの大きさは受光素子１０とほぼ同じ大きさであり、たとえばシリコンからなる受光素子１０のサイズを略１５６ｍｍ角サイズとすると、１５０〜１５４ｍｍ角程度の大きさとすることができる。この際、平面部３１Ａが受光素子１０よりも大きいと隣接する受光素子１０と接触して短絡してしまう恐れがあるので、受光素子１０よりも若干小さい程度の大きさであることが望ましい。また、平面部３１Ａの厚さは、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とすることができる。

帯状部３２Ａのサイズとしては、たとえば幅を１〜２ｍｍ程度とし、厚さを０．０１〜０．５ｍｍ程度とし、長さを３００〜３２０ｍｍ程度とすることができる。また長さのうち、１５０〜１５４ｍｍ程度の部分が平面部３１Ａと重なるようにされる。帯状部３２Ａにコートされた電気接続体２１によって、帯状部３２Ａと平面部３１Ａとが接続される。

実施の形態２では、このような構造の素子間接続体３０によって、図１１と図１２に示されるように、受光素子１０同士が接続され、受光素子モジュール１が構成される。素子間接続体３０と受光素子１０のおもて面側での接続は、実施の形態１と同様であるが、素子間接続体３０の平面部３１Ａは、図１４に示されるように、受光素子１０の裏面側の細線電極１５Ｂと電流取り出し電極１５Ａに電気接続体２１を介して接続される。

このような裏面電極を有する受光素子１０では、細線電極１５Ｂでの導電抵抗による抵抗損失が大きい。しかし、実施の形態２では、電流取り出し電極１５Ａのみならず細線電極１５Ｂに対しても素子間接続体３０の平面部３１Ａが電気接続体２１を介して接続されることで、受光素子１０の平面方向の導電を平面部３１Ａで担うことができ、抵抗損失が低減されるので、受光素子１０の光電変換効率を高めることができる。この際、受光素子１０の裏面電極としては、スクリーン印刷によって形成されるＡｇ電極を用いることができ、電気接続体２１としては、たとえば、錫・銀半田を素子の裏面電極上に高温で溶かして、半田付けすることができる。このようにして裏面電極上にコートされた錫・銀半田からなる電気接続体２１に対して、素子間接続体３０を所々局所的に押しつけながら加熱することにより、裏面電極と素子間接続体３０とを接続し、図１４のような構成とすることができる。

また、実施の形態２では、受光素子１０の裏面と素子間接続体３０との間の電気接続体２１を介した接続箇所が、実施の形態１の場合に比して多くあるため受光素子１０と素子間接続体３０との間の密着性が比較的高い。さらに素子間接続体３０と受光素子１０の接着強度を付与するために、面状の素子間接続体３０と受光素子１０上の電気接続体２１との間の接触部以外の部分をエチレンビニルアセテートやフィラーを含むエポキシなどの樹脂で接着する接着層２６を設けることができる。この際、両面受光素子が透過する光を、素子間接続体３０の平面部３１Ａで反射できるように接着層２６は受光素子１０を透過する波長の光に体して透明である材料を用いることが好ましい。このような材料としては、たとえば結晶シリコン太陽電池を受光素子１０に用いる場合はＰＭＭＡ等を用いることができる。なお、その他の部分については実施の形態１と同様の構成となっている。

つぎに、単結晶シリコン太陽電池を用いた場合を例に挙げて、実施の形態２による受光素子モジュール１の製造方法を説明する。図１６は、実施の形態２による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を示すフローチャートであり、図１７は、実施の形態２による受光素子モジュールの製造方法の手順の一例を模式的に示す平面図である。なお、ここでは、受光素子１０として、おもて面と裏面に図３と図１３に示される細線電極１２，１５Ｂ、バス電極１３および電流取り出し電極１５ＡのようなパターンのＡｇ電極を有する１５６ｍｍ角で略正方形状の単結晶シリコン太陽電池を用いて、図１１と図１２に示される受光素子モジュール１を製造する場合を説明する。

まず、予め受光素子１０の裏面を、加熱されて融点以上となった錫・銀半田供給することによって、裏面電極である電流取り出し電極１５Ａと細線電極１５Ｂの上に電気接続体２１となる錫・銀半田をコートする。また、銅箔のプレス抜きによる打ち抜き加工によって、素子間接続体３０を構成する略正方形状の平面部３１Ａと帯状部３２Ａを形成しておく。平面部３１Ａは受光素子１０からはみ出さない程度の大きさであり、たとえば１５４ｍｍ角であり、厚さが０．０１〜０．５ｍｍ程度である。また、平面部３１Ａの裏面側が、たとえばポリイミドのような樹脂等で覆われていてもよい。帯状部３２Ａは、たとえば銅箔から切り出されて帯状に成形された銅線を用いることができ、幅が１〜２ｍｍ程度であり、厚さが０．５ｍｍ程度であり、長さが３１０ｍｍ程度であり、加熱されて融点以上となった錫・銀半田を供給するなどして、錫・銀半田をコートする。さらに、電流引き出し線３８は、幅が３ｍｍ程度であり、厚さが０．２ｍｍであり、長さが１６０ｍｍ程度である帯状の銅線で形成することができ、後で素子間接続体３０と接続される。

ついで、２００℃に加熱されたホットプレート上に、受光素子１０ａのおもて面をホットプレート側（下）にして配置し（ステップＳ２１）、その上から素子間接続体３０の平面部３１Ａとなる銅箔を配置する（ステップＳ２２）。この際、平面部３１Ａが受光素子１０ａからはみ出さないように受光素子１０ａと平面部３１Ａとの位置合わせを行う。

その後、たとえばスタンパなどを用いて、裏面電極の所々の部分等に下向きの圧力を加えながらホットプレートの温度を２２０〜３００℃程度まで上昇させてから再び２００℃程度まで温度を下げることによって、受光素子１０ａの電極部分に付着している半田を平面部３１Ａと融着させ、受光素子１０ａの裏面電極と素子間接続体３０（平面部３１Ａ）との間を接続する電気接続体２１を形成する（ステップＳ２３、図１７（ａ））。この際、圧力で受光素子１０ａが破損しないように、スタンパまたはホットプレートの上面には、凸部となる受光素子１０ａの電極または素子間接続体３０と同じパターンの凹部を有していてもよい。

実施の形態２の受光素子１０では、裏面の電流取り出し電極１５Ａおよび細線電極１５Ｂと素子間接続体３０とが電気的に接続されているので、電流取り出し電極１５Ａまでの集電抵抗が小さくなり、受光素子１０単体での評価に比べて高い出力を示すという利点を有する。特に、両面発電が可能な受光素子１０の場合、おもて面から入射した光が裏面側の銅箔からなる平面部３１Ａによって光が反射されて受光素子１０へと再入射されるため、受光素子１０単体に比べて大きな発電出力を得ることができる。しかしその一方で、裏面側の素子間接続体３０を接続することによって受光素子１０の出力が変化するため、受光素子１０間で発電特性のばらつきが生じ易くなる。発電特性が異なる受光素子１０を直列に接続すると発電特性が一致しないために、発電特性が同等の受光素子１０を直列に接続した場合に比して発電効率が低下する。そこで実施の形態２では、受光素子モジュール１を作製する前に受光素子１０の発電特性を測定する（ステップＳ２４）。たとえば、裏面側に銅箔（平面部３１Ａ）を有する両面発電太陽電池素子の発電特性を、擬似太陽光照射下で評価する。そして、この特性評価に基づいて事前に受光素子モジュール１を構成する受光素子１０の組み合わせを最適化することによって受光素子モジュール１の発電効率を最大化するようにしている。

その後、つぎに処理する受光素子１０がある場合（ステップＳ２５でＹｅｓの場合）には、ステップＳ２１に戻り、上記した処理を繰り返し実行する。つまり、最初に受光素子１０の裏面に平面部３１Ａを接続する処理をまとめて実行する。

また、つぎの受光素子１０がない場合（ステップＳ２５でＮｏの場合）には、２００℃程度に加熱したホットプレート上に素子間接続体３０の帯状部３２Ａを配置し（ステップＳ２６）、この上に裏面側に形成された平面部３１Ａを上向きにして受光素子１０ａを載置する（ステップＳ２７）。また、受光素子配列の端部に位置する受光素子１０ａの場合には、その上から受光素子モジュール１用の電流引き出し線３８を載置する。この際、受光素子１０ａのバス電極１３と平行になるように電流引き出し線３８を配置する。

ついで、たとえばスタンパなどを用いて、裏面電極の部分に下向きの圧力を加えながらホットプレートの温度を２２０〜３００℃程度まで上昇させてから再び２００℃程度まで温度を下げることによって、素子間接続体３０の帯状部３２Ａに付着している半田を受光素子１０ａ上のバス電極１３と融着させ、受光素子１０ａのバス電極１３と素子間接続体３０との間を接続する電気接続体２１を形成する（ステップＳ２８、図１７（ｂ））。この際、圧力で受光素子１０ａが破損しないように、スタンパまたはホットプレートの上面には、凸部となる受光素子１０ａの電極または素子間接続体３０と同じパターンの凹部を有していてもよい。

その後、他に接続する受光素子１０がある場合（ステップＳ２９でＹｅｓの場合）には、ステップＳ２６へと処理が戻る。つぎの受光素子１０を接続する場合として、（１）前回の素子間接続体３０の帯状部３２Ａの延在方向に沿ってバス電極１３を配置するように受光素子１０を接続する場合、（２）前回の素子間接続体３０の帯状部３２Ａの延在方向とは異なる方向にバス電極１３が延在するように受光素子１０を接続する場合、（３）受光素子モジュール１の他方の端部の受光素子１０ｆを接続する場合に分けることができる。ここでは、それぞれの場合について簡単に説明する。

（１）前回の素子間接続体３０の帯状部３２Ａの延在方向に沿ってバス電極１３を配置するように受光素子１０を接続する場合
たとえば、新たな素子間接続体３０の帯状部３２Ａを、既に帯状部３２Ａを取り付けた受光素子１０ａの横に配置する（ステップＳ２６）。ついで、この新たな帯状部３２Ａとバス電極１３の位置が一致するように裏面側に形成された平面部３１Ａを上側にして新たな受光素子１０ｂを配置し、その上に既に帯状部３２Ａを取り付けた受光素子１０ａから延びる素子間接続体３０の帯状部３２Ａを配置する（ステップＳ２７、図１７（ｃ））。

その後、スタンパなどを用いて、受光素子１０ｂの裏面側から平面部３１Ａの部分に下向きの圧力を加えながら加熱する（ステップＳ２８）。これによって、おもて面側の新たな帯状部３２Ａに付着している半田が受光素子１０ｂ上のバス電極１３と融着する。また、受光素子１０ａから延びる帯状部３２Ａに付着している半田が受光素子１０ｂの裏面の平面部３１と融着する。その結果、２つの受光素子１０ａ，１０ｂ間が電気的に接続される。

同様に、新たなと受光素子１０と帯状部３２Ａとを配置し、加熱していく工程を繰り返していくことで、直線状に繋がれた受光素子１０のストリングを形成することができる。

（２）前回の素子間接続体３０の帯状部３２Ａの延在方向とは異なる方向にバス電極１３が延在するように受光素子１０を接続する場合
この場合には、ステップＳ２６でホットプレート上に素子間接続体３０の帯状部３２Ａを配置するにあたって、図１７（ｄ）に示されるように、帯状部３２Ａをそれまでの置き方から９０度回転させ、ストリングの延長方向に対して直交するように配置する（ステップＳ２６）。また、これに合わせて受光素子１０ｃの向きもおもて面のバス電極１３がそれまでのストリング形成方向から９０度回転した方向となるように回転させて、受光素子１０ｃをホットプレート上の新たな帯状部３２Ａ上に配置し、隣接する受光素子１０ｂから延在する帯状部３２Ａをその上に配置する（ステップＳ２７）。この後、受光素子１０ｂの裏面側から帯状部３２Ａと平面部３１Ａの部分にスタンパ等で下向きの圧力を加えながら加熱して（ステップＳ２８）、受光素子１０ｂ，１０ｃ間を接続する。このようにして、直線的なストリングから９０度曲げた方向へ別の新たな直線状のストリングを繋げていくことができる。

（３）受光素子モジュール１の他方の端部の受光素子１０ｆを接続する場合
この場合には、ステップＳ２６でホットプレート上に素子間接続体３０の帯状部３２Ａを配置するにあたって、帯状部３２Ａをそれまでの置き方から９０度回転させ、ストリングの延長方向に対して直交するように配置する（ステップＳ２６）。また、これに合わせて受光素子１０ｆの向きもおもて面のバス電極１３がそれまでのストリング形成方向から９０度回転した方向となるように回転させて、受光素子１０ｆをホットプレート上の新たな帯状部３２Ａ上に配置し、隣接する受光素子１０ｅから延在する帯状部３２Ａをその上に配置する（ステップＳ２７）。この後、圧力を加えながら加熱して、半田により受光素子１０ｆと素子間接続体３０とを接続する（ステップＳ２８）。

その後、図１６に戻り、ステップＳ２９で他に接続する受光素子１０がない場合（ステップＳ２９でＮｏの場合）には、ストリングの終端部の受光素子（図１１と図１２中の受光素子１０ｆに相当）から延びる帯状部３２Ａに対して、導体によって受光素子１０に影を作らない位置で受光素子モジュール１の電流引き出し線３８を半田付けして、受光素子配列が形成される（ステップＳ３０）。

以上では、素子間接続体の帯状部分を先に素子と接続した後に素子間接続線の平面部をとなりの素子と接続するように説明したが、素子間接続線の平面部を素子と接続した後に素子間接続体の帯状部分をとなりの素子と接続するようしてもよい。また、素子の受光面側をホットプレート側にして接続したが、この逆に素子裏面をホットプレート側に向けて素子間接続体と接続するようにしてもよい。

以上の工程を組み合わせながら繰り返し実行することによって、図１１と図１２に示される受光素子配列が得られる。２列のストリングから構成される受光素子配列のおもて面側上には、受光素子配列より若干大きい程度の大きさのシート状のエチレンビニルアセテート樹脂などの封止材２２とガラスなどのおもて面側主面材２３を配置し、裏面側上には受光素子配列より若干大きい程度の大きさのシート状のエチレンビニルアセテート樹脂などの封止材２２と耐候性のポリエチレンテレフタラート樹脂シートなどからなる裏面側主面材２５を配置した積層体を構成する。そして、この積層体を真空ラミネータによって減圧下で１００〜１５０度の温度で２０分程度加熱することによって、受光素子配列がおもて面側主面材２３と裏面側主面材２５によって封止される（ステップＳ３１）。

封止材２２やおもて面側主面材２３、裏面側主面材２５に挟んでラミネートする前に、素子間接続体３０の平面部３１Ａと受光素子１０との間に０．０５ｍｍ程度の厚さのシート状のエチレンビニルアセテート樹脂や、フィラーを含むエポキシ樹脂液、シリコーン樹脂、重合剤を含むＰＭＭＡモノマー溶液等を挿入または注入してもよい。これをラミネート時に真空下で加熱すると、図１４に示される接着層２６が形成され、受光素子１０と素子間接続体３０および封止材２２との密着性を向上させることができる。ここで、両面受光素子が透過する光を素子間接続体３０の平面部３１Ａで反射できるように接着層２６は受光素子１０を透過する波長の光に体して透明である材料を用いることが好ましい。このような材料としては、たとえば結晶シリコン太陽電池を受光素子１０に用いる場合はＰＭＭＡ等を用いることができる。

また、裏面側主面材２５および裏面側の封止材２２に孔を開けておき、受光素子配列の裏側に形成されたこの孔の部分から２本の受光素子モジュール１の電流引き出し線３８を出した状態で封止することによって、裏面側主面材２５の孔部分から電流引き出し線３８を取りせるようにしておく。この電流引き出し線３８は、ジャンクションボックス中の導線と接続されて、ジャンクションボックスに接続されたケーブルを通じて受光素子モジュール１の外部に取り出される。

この後、封止された板状の受光素子配列の端部にフレームを、電流引き出し線３８部分にはジャンクションボックスを、シリコーン樹脂等で接着する（ステップＳ３２）。以上によって、受光素子モジュール１が得られる。

実施の形態２では、受光素子１０の裏面に平面部３１Ａを接続した後に電気特性を測定し、その結果に基づいて受光素子１０間を繋げていくようにしたので、受光素子１０間の電気特性が揃い、光電変換特性に優れた受光素子モジュール１を製造できるという効果を、実施の形態１の効果に加えて有する。

また、従来の両面受光素子を用いた受光素子モジュールでは、受光素子を透過した光を再反射させて利用することができず、また、図１３に示されるような裏面の細線電極１５Ｂでは集電抵抗が大きく、受光素子モジュールの光電変換効率が低いという問題点があった。

これに対し、実施の形態２では、素子間接続体３０の平面部３１Ａを受光素子１０の裏面に裏面電極と接続されるように設けたので、おもて面側から入射した光を反射させて受光素子１０へ光を再入射させるとともに、集電抵抗を低減することができる。その結果、光電変換効率に優れた受光素子モジュール１が得られるという効果を有する。

実施の形態３．
図１８は、実施の形態３による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。図１８では見易さのため素子封止材、フレーム、ジャンクションボックスおよびおもて面と裏面に用いられるモジュール主面材の図示を省略している。また、実施の形態３の受光素子モジュールをおもて面から見た場合の平面図は、図１１と同様であるため、図示を省略している。

実施の形態３の受光素子モジュール１では、ストリング端部分にのみ実施の形態２で説明した素子間接続体３０を用い、それ以外の部分には直線状のタブ線（帯状部３２Ａ）を用いている点が、実施の形態２と異なっている。それ以外の点については、実施の形態２と同様であるため説明を省略する。

実施の形態３によっても、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図１９は、実施の形態４による受光素子モジュールをおもて面側から見た平面図であり、図２０は、実施の形態４による受光素子モジュールを裏面側から見た平面図である。図２１は、実施の形態４で用いられる受光素子をおもて面側から見た平面図である。図２２と図２３は、実施の形態４の受光素子モジュールに用いられる素子間接続体を裏面側から見た平面図である。なお、図１９と図２０では、見易さのため素子封止材、フレーム、ジャンクションボックスおよびおもて面と裏面に用いられるモジュール主面材の図示を省略している。また、実施の形態４の受光素子を裏面から見た場合の平面図は、図２１と略同様であるため、図示を省略している。

実施の形態４では、受光素子モジュール１を構成する受光素子１０ａ〜１０ｆが実施の形態１〜３で示したように矩形状（正方形状）ではなく、正六角形状を有している。正六角形の場合には、正方形の場合と同様に、平面内に密に配列することができる。この場合には、図２２に示されるような受光素子１０よりも若干小さい正六角形状の平面部３１Ａを有する素子間接続体３０を用いることもできるし、図２３に示されるように受光素子１０よりも若干小さい円形状の平面部３１Ａを有する素子間接続体３０を用いることもできる。

また、図２２に示されるように、素子間接続体３０の平面部３１Ａに貫通孔４１を設け、受光素子配列を封止する際に封止材２２によって受光素子１０の裏面と封止材２２とを直に接触させて、接着強度を高めるようにしてもよい。

なお、それ以外の部分については、実施の形態２で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。また、実施の形態４によっても、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。

なお、以上の実施の形態１〜４では、片面から光を入射する受光素子について述べたが、裏面側に光を入射する受光素子についても同様に適用することができる。また、以上の実施の形態１〜４では、受光素子として、単結晶シリコン半導体基板を用いているが、多結晶シリコン半導体基板を用いてもよいし、ガリウム砒素など他の単結晶または多結晶の半導体基板を用いても、同様の効果が得られる。

１ 受光素子モジュール
１０，１０ａ〜１０ｆ，１１０ 受光素子
１１ 受光素子基板
１２，１５Ｂ 細線電極
１３ バス電極
１４ 集電電極
１５，１５Ａ，１１５ 電流取り出し電極
２１ 電気接続体
２２ 封止材
２３ おもて面側主面材
２５ 裏面側主面材
２６ 接着層
３０ 素子間接続体
３１，３１Ａ 平面部
３２，３２Ａ 帯状部
３６ 接続体
３７ 接続線
３８，１３８ 電流引き出し線
４１ 貫通孔
１２１ タブ線
１２２ ストリング間接続線
１２３ 導電線

Claims (14)

1. 複数の受光素子が素子間接続体を介して接続される受光素子モジュールであって、
   前記受光素子は、
   受光素子基板の受光面側に所定の方向に延在して設けられる第１電流取り出し電極と、
   前記受光素子基板の非受光面側に設けられる第２電流取り出し電極と、
   を備え、
   前記素子間接続体は、
   前記受光素子基板と略同じ大きさの平板状の導電性材料からなる平面部と、
   前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の形成位置に対応して設けられる帯状の導電性材料からなる帯状部と、
   を有し、
   前記素子間接続体の前記平面部は、前記受光素子の前記第２電流取り出し電極と接続され、前記帯状部は、前記受光素子の前記第１電流取り出し電極と延在方向が一致するように前記受光素子に接続され、
   隣接する２つの第１受光素子および第２受光素子の前記帯状部と前記平面部と接続される部分を含み、
   前記平面部を接続した状態の前記受光素子間の発電特性が所定の範囲内に収まっていることを特徴とする受光素子モジュール。
2. 前記受光素子は、おもて面と裏面の両面から光を受けて光電変換することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の受光素子モジュール。
3. 前記素子間接続体の前記平面部と接続される第１受光素子と、前記素子間接続体の前記平面部が接続されない受光素子とが混在することを特徴とする請求項１または２に記載の受光素子モジュール。
4. 当該受光素子モジュール内で、隣接する２つの前記受光素子の前記第１電流取り出し電極がなす角度が少なくとも２種類以上存在することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の受光素子モジュール。
5. 複数の受光素子が素子間接続体を介して接続される受光素子モジュールであって、
   前記受光素子は、
   受光素子基板の受光面側に所定の方向に延在して設けられる第１電流取り出し電極と、
   前記受光素子基板の非受光面側に設けられる第２電流取り出し電極と、
   を備え、
   前記素子間接続体は、
   前記受光素子基板と略同じ大きさの平板状の導電性材料からなる平面部と、
   前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の形成位置に対応して設けられる帯状の導電性材料からなる帯状部と、
   を有し、
   前記素子間接続体の前記平面部は、前記受光素子の前記第２電流取り出し電極と接続され、前記帯状部は、前記受光素子の前記第１電流取り出し電極と延在方向が一致するように接続され、
   当該受光素子モジュール内で、隣接する２つの前記受光素子の前記第１電流取り出し電極がなす角度が少なくとも２種類以上存在することを特徴とする受光素子モジュール。
6. 前記受光素子は、矩形状を有し、
   前記第１受光素子と前記第２受光素子の前記第１電流取り出し電極の延在方向が直交するように配置されることを特徴とする請求項５に記載の受光素子モジュール。
7. 前記受光素子は、六角形状を有することを特徴とする請求項５に記載の受光素子モジュール。
8. 当該受光素子モジュールは、複数の前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の延在方向が一致するように連続して配置されるストリングを含み、
   前記ストリングを構成する少なくとも一方の端部に位置する前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の延在方向と、前記ストリングを構成する端部以外の前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の延在方向とのなす角度が、前記ストリングを構成する端部以外の２つの前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の延在方向のなす角度と異なっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の受光素子モジュール。
9. 前記素子間接続体は、前記平面部と前記帯状部とが前記導電性材料によって一体的に成形されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の受光素子モジュール。
10. 当該受光素子モジュール内で、隣接する２つの前記受光素子の前記第１電流取り出し電極がなす角度が変化する部分の前記受光素子の２つのうち少なくとも一方の前記受光素子の前記第２電流取り出し電極は、前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の延在方向に延在して設けられることを特徴とする請求項４から９のいずれか１つに記載の受光素子モジュール。
11. 前記受光素子の前記第２電流取り出し電極は、前記第１電流取り出し電極の形成位置に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の受光素子モジュール。
12. 前記受光素子の前記第２電流取り出し電極は、スポット状に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の受光素子モジュール。
13. 受光素子基板の受光面側に所定の方向に延在して設けられる第１電流取り出し電極と、前記受光素子基板の非受光面側に設けられる第２電流取り出し電極と、を備える受光素子を、前記受光素子基板と略同じ大きさの平面部と、前記受光素子の前記第１電流取り出し電極の形成位置に対応して設けられる帯状部と、を有する素子間接続体を用いて複数接続して受光素子モジュールを製造する受光素子モジュールの製造方法であって、
    第１素子間接続体の前記帯状部上に、受光素子の前記受光面の前記第１電流取り出し電極を配置する第１工程と、
    前記受光素子の前記非受光面上に、第２素子間接続体の前記平面部を配置する第２工程と、
    前記第１素子間接続体の前記帯状部と前記受光素子の前記第１電流取り出し電極との間、および前記受光素子の前記第２電流取り出し電極と前記第２素子間接続体の前記平面部との間を電気的に接続する第３工程と、
    を含み、
    前記第２工程では、前記第１素子間接続体の前記帯状部の延在方向に対して、前記第２素子間接続体の前記帯状部の延在方向が任意の角度となるように前記第２素子間接続体を配置することを特徴とする受光素子モジュールの製造方法。
14. 受光素子基板の受光面側に所定の方向に延在して設けられる第１電流取り出し電極と、前記受光素子基板の非受光面側に設けられる第２電流取り出し電極と、を備える受光素子を、素子間接続体を用いて複数接続して受光素子モジュールを製造する受光素子モジュールの製造方法であって、
    前記受光素子の前記非受光面上に、平板状の導電性材料からなる平面部を電気的に接続する第１工程と、
    前記平面部を接続した前記受光素子の素子特性を評価する第２工程と、
    帯状の導電性材料からなる第１帯状部上に、前記平面部を接続した前記受光素子の前記受光面の前記第１電流取り出し電極を配置する第３工程と、
    前記受光素子の前記非受光面側に接続された前記平面部上に、隣接する受光素子に接続される第２帯状部を配置する第４工程と、
    前記第１帯状部と前記受光素子の前記第１電流取り出し電極との間、および前記受光素子の前記非受光面側に接続された前記平面部と前記第２帯状部との間を電気的に接続する第５工程と、
    を含み、
    前記第１工程と前記第２工程を、少なくとも前記受光素子モジュールを構成する前記受光素子の数だけ行い、
    前記第３工程では、前記第２工程での評価結果に基づいて、前記素子特性が所定の範囲内に収まる前記受光素子を選択して配置し、
    前記第４工程では、前記第２帯状部の延在方向に対して、前記第１帯状部の延在方向が任意の角度となるように前記第１帯状部を配置することを特徴とする受光素子モジュールの製造方法。

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