JP5889701B2 - 結晶系太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、結晶系太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換するため、新しいエネルギー源として期待されている。

前記太陽電池は、複数の太陽電池セルをタブ線を介して接続した太陽電池モジュールとして用いられている。
従来のタブ線は、銅線表面に半田塗布したタイプが使用されていた。しかし、半田接続には高温が必要であることから、受光面のパネル割れや反り、タブ線からはみ出した（漏洩した）半田によるショートなどが発生し、不具合の原因となっていた。
そこで、半田に代わる接続材料として導電性接着剤が使用されてきている。前記導電性接着剤は、低温で接続できることから、太陽電池セルの反り、クラックなどが発生してしまうという問題が低減できる。

一方、前記太陽電池セルは、通常、太陽光エネルギーを変換して得られる電気エネルギーを取り出すための、フィンガー電極とバスバー電極とを有している。前記フィンガー電極は、前記太陽電池セルにおいて生成した電気を収集する電極である。前記バスバー電極は、前記フィンガー電極から電気を収集する電極である。前記太陽電池モジュールにおいて、前記タブ線と前記バスバー電極とは電気的に接続されている。そのため、前記太陽電池セルにおいて生成した電気は、前記フィンガー電極、及び前記バスバー電極を経由して前記タブ線により収集される。

通常、前記バスバー電極は、銀ペーストを塗布して形成される。しかし、前記銀ペーストを減らすことにより、前記太陽電池セルのコスト低減などが可能なことから、近年、前記バスバー電極を用いない、いわゆるバスバーレス構造の太陽電池セル及び太陽電池モジュールが開発されている。特に、前記太陽電池セルと前記タブ線との接続に前記導電性接着剤を用いた太陽電池モジュールにおいては、バスバーレス構造の太陽電池セルを効率的に接続して製造可能なため、注目されている。

しかし、タブ線と太陽電池セルのフィンガー電極とが導電性接着剤を介して電気的に接続された、バスバーレス構造の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルへの前記タブ線の固定が充分ではないことに起因して、前記太陽電池モジュール、特に結晶系太陽電池モジュールの接続信頼性、及び前記タブ線と前記太陽電池セルとの接着性が充分ではないという問題があった。

前記タブ線と前記太陽電池セルとの接続領域の構造に関して、前記接続領域近傍に補助電極を配する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、この提案の技術では、補助電極は、専らフィンガー電極が断線した場合にも電流の収集を可能にするために用いられており（特許文献１の段落〔００１６〕〜〔００１９〕参照）、この提案の技術を用いても、上記問題は解決されない。

したがって、バスバーレス構造の結晶系太陽電池セルを用いた結晶系太陽電池モジュールにおいて、接続信頼性、及びタブ線と結晶系太陽電池セルとの接着性が優れる結晶系太陽電池モジュール、及び前記結晶系太陽電池モジュールの製造方法の提供が求められているのが現状である。

特開２０１０−２３９１６７号公報

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、バスバーレス構造の結晶系太陽電池セルを用いた結晶系太陽電池モジュールにおいて、接続信頼性、及びタブ線と結晶系太陽電池セルとの接着性が優れる結晶系太陽電池モジュール、及び前記結晶系太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ タブ線の導電層と結晶系太陽電池セルのフィンガー電極とが、導電性接着剤を介して電気的に接続した結晶系太陽電池モジュールであって、
前記結晶系太陽電池セルが、バスバー電極を有さないバスバーレス構造であり、
前記結晶系太陽電池セルが、前記結晶系太陽電池セルと前記タブ線とが前記導電性接着剤により接続する接続領域の前記タブ線の側面の少なくとも一部に接するか又は離間して形成されたフィレット形成用電極を有し、
前記導電性接着剤が、前記タブ線の前記側面の少なくとも一部にフィレットを形成してなることを特徴とする結晶系太陽電池モジュールである。
＜２＞ フィレット形成用電極の平均高さが、導電層の平均厚み以上である前記＜１＞に記載の結晶系太陽電池モジュールである。
＜３＞ タブ線とフィレット形成用電極との平均距離が、０ｍｍ〜０．３０ｍｍである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュールである。
＜４＞ タブ線の導電層の平均厚みが、５μｍ〜２０μｍである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュールである。
＜５＞ フィレット形成用電極の平均高さが、１０μｍ〜６０μｍである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュールである。
＜６＞ タブ線が、波形形状である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュールである。
＜７＞ 複数の結晶系太陽電池セルの受光面及び前記受光面の反対面に導電性接着剤を付与する付与処理、前記付与処理に続いて前記導電性接着剤上に導電層を有するタブ線を配置する配置処理、並びに、前記配置処理に続いて前記タブ線を加熱及び押圧する加熱押圧処理を行うことにより、前記結晶系太陽電池セルのフィンガー電極と前記タブ線とが前記導電性接着剤を介して電気的に接続され、かつ複数の前記結晶系太陽電池セルが直列に接続されたストリングスを作製するストリングス作製工程と、
前記ストリングスを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかにより覆う被覆工程と、
前記防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかを押圧する押圧工程と、
前記ストリングスが載置された加熱ステージを加熱する加熱工程と、を少なくとも含み、
前記結晶系太陽電池セルが、バスバー電極を有さないバスバーレス構造であり、
前記配置処理において、前記結晶系太陽電池セルのフィレット形成用電極が、前記タブ線の側面の少なくとも一部に接するか又は離間して配されるように、前記結晶系太陽電池セルと前記導電性接着剤と前記タブ線とが配置されることを特徴とする結晶系太陽電池モジュールの製造方法である。
＜８＞ フィレット形成用電極の平均高さが、導電層の平均厚み以上である前記＜７＞に記載の結晶系太陽電池モジュールの製造方法である。

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、バスバーレス構造の結晶系太陽電池セルを用いた結晶系太陽電池モジュールにおいて、接続信頼性、及びタブ線と結晶系太陽電池セルとの接着性が優れる結晶系太陽電池モジュール、及び前記結晶系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。

図１は、本発明の結晶系太陽電池モジュールに用いる結晶系太陽電池セルの一例を示す概略上面図である。 図２は、本発明の結晶系太陽電池モジュールに用いる結晶系太陽電池セルの他の一例を示す概略上面図である。 図３は、フィレット形成用電極とタブ線との配置関係を説明するための概略断面図である。 図４Ａは、接続領域におけるフィレットの形成状態の一例を示す概略断面図である。 図４Ｂは、接続領域におけるフィレットの形成状態の他の一例を示す概略断面図である。 図５は、本発明の結晶系太陽電池モジュールの一例を示す分解斜視図である。 図６は、本発明の結晶系太陽電池モジュールの一例を示す概略図である。 図７は、実施例１の結晶系太陽電池セルモデルの一例を示す概略上面図である。

（結晶系太陽電池モジュール）
本発明の結晶系太陽電池モジュールは、結晶系太陽電池セルと、タブ線と、導電性接着剤とを少なくとも有し、更に必要に応じて、封止用樹脂、防湿性バックシート、ガラスプレートなどのその他の部材を有する。
前記結晶系太陽電池モジュールは、前記タブ線の導電層と前記結晶系太陽電池セルのフィンガー電極とが、前記導電性接着剤を介して電気的に接続した太陽電池モジュールである。

＜結晶系太陽電池セル＞
前記結晶系太陽電池セルは、光電変換部としての結晶系光電変換素子と、フィンガー電極と、フィレット形成用電極とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。

前記結晶系光電変換素子としては、結晶系光電変換材料を有する光電変換素子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記結晶系光電変換材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、ＧａＡｓ系等の単結晶化合物、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ等の多結晶化合物などが挙げられる。

前記結晶系太陽電池セルは、バスバー電極を有さないバスバーレス構造である。
前記結晶性太陽電池セルは、前記フィンガー電極に対し直交する方向に、複数の前記フィンガー電極を相互に電気的に接続するための補助電極を有していてもよい。なお、前記補助電極は、前記バスバー電極とは異なる。

−フィンガー電極−
前記フィンガー電極は、前記光電変換部において生成した電気を収集する電極である。前記フィンガー電極は、前記結晶系太陽電池セル上において、前記タブ線とほぼ直交する方向に形成されている。

前記フィンガー電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、銀、金、銅、錫、ニッケルなどが挙げられる。

前記フィンガー電極の平均幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０μｍ〜２００μｍが好ましく、２０μｍ〜１００μｍがより好ましい。
前記平均幅は、例えば、前記フィンガー電極の任意の１０点において前記フィンガー電極の幅を測定し、測定した値を平均することにより求めることができる。

前記フィンガー電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フィンガー電極が所望のパターン形状になるように、銀ペーストを、前記結晶系太陽電池セル上に印刷することにより形成することができる。前記印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷などが挙げられる。

−フィレット形成用電極−
前記フィレット形成用電極は、前記結晶系太陽電池セル上において、前記結晶系太陽電池セルと前記タブ線とが前記導電性接着剤により接続する接続領域の前記タブ線の側面の少なくとも一部に接するか又は離間して形成されている。
前記フィレット形成用電極は、前記接続領域の前記導電性接着剤がフィレットを形成するための電極である。

前記フィレット形成用電極は、例えば、前記フィンガー電極とほぼ直交している。

前記フィレット形成用電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、銀、金、銅、錫、ニッケルなどが挙げられる。

前記フィレット形成用電極の平均幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０μｍ〜２００μｍが好ましく、２０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。
前記平均幅は、例えば、前記フィレット形成用電極の任意の１０点において前記フィレット形成用電極の幅を測定し、測定した値を平均することにより求めることができる。

前記フィレット形成用電極の平均高さとしては、５μｍ〜７０μｍが好ましく、１０μｍ〜６０μｍがより好ましい。
前記平均高さは、例えば、前記フィレット形成用電極の任意の１０点において前記フィレット形成用電極の高さを測定し、測定した値を平均することにより求めることができる。

前記フィレット形成用電極の平均高さ（Ｈ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記タブ線の前記導電層の平均厚み（Ｔ）以上であることが好ましく、前記平均高さ（Ｈ）と前記平均厚み（Ｔ）との差（Ｈ−Ｔ）は、０μｍ〜５０μｍがより好ましく、５μｍ〜４０μｍが特に好ましい。
前記フィレット形成用電極の平均高さ（Ｈ）が、前記タブ線の前記導電層の平均厚み（Ｔ）未満であると、フィレットの形成状態が不十分となり、ピール強度が低いものとなることがある。

前記フィレット形成用電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フィレット形成用電極が所望のパターン形状になるように、銀ペーストを、前記結晶系太陽電池セル上に印刷することにより形成することができる。前記印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷などが挙げられる。
前記フィレット形成用電極と前記フィンガー電極とは、同時に形成してもよい。例えば、所望のフィレット形成用電極と所望のフィンガー電極とを形成可能なパターン形状の印刷版を用いて、銀ペーストをスクリーン印刷することにより、前記フィレット形成用電極と前記フィンガー電極とを同時に形成することができる。

前記結晶系太陽電池セルの平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

ここで、図を用いて前記結晶系太陽電池セルについて説明する。
図１は、前記結晶系太陽電池セルの一例を示す概略上面図である。図１に示す結晶系太陽電池セル２は、バスバーレス構造の結晶系太陽電池セルであって、結晶系光電変換素子上にフィンガー電極１２及びフィレット形成用電極２３が形成された構造をしている。フィンガー電極１２は、結晶系光電変換素子により生成した電気を収集する電極である。フィレット形成用電極２３は、接続領域２１の両端部において、フィンガー電極１２にほぼ直交する方向に形成されている。
次に、図２は、前記結晶系太陽電池セルの他の一例を示す概略上面図である。図２に示す結晶系太陽電池セル２は、バスバーレス構造の結晶系太陽電池セルであって、結晶系光電変換素子上にフィンガー電極１２及びフィレット形成用電極２３が形成された構造をしている。フィレット形成用電極２３は、破線で示した接続領域２１の両端部において、フィンガー電極１２にほぼ直交する方向に形成されている。フィレット形成用電極２３は、４本のフィンガー電極１２に跨るように形成され、接続領域２１の一端において、連続的ではなく、破線状に形成されている。

＜タブ線＞
前記タブ線としては、導電層を有し、隣接する前記結晶系太陽電池セルの各間を電気的に接続する線であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記タブ線の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基材と前記導電層とを有する構造などが挙げられる。

前記基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、アルミニウム、鉄、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロム、モリブデン、及びこれらの合金などが挙げられる。

前記導電層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金メッキ、銀メッキ、錫メッキ、半田メッキ等により形成された導電層などが挙げられる。
前記導電層の平均厚みとしては、前記フィレット形成用電極の平均高さ（Ｈ）以下であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ〜２０μｍが好ましい。
前記平均厚みは、例えば、前記導電層の任意の１０点において前記導電層の厚みを測定し、測定した値を平均することにより求めることができる。

前記タブ線の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記タブ線の長手方向であって前記結晶系太陽電池セルの受光面に直交する断面において、波形形状をしていることが好ましい。前記結晶系太陽電池モジュールを製造する際、前記タブ線が前記結晶系太陽電池セルの方向に押し込まれたときに、前記フィンガー電極のある部分とない部分とにより、前記タブ線の形状が波形形状となることにより、より確実にフィレットを形成することができる。
前記タブ線の平均幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。
前記タブ線の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ〜３００μｍが好ましい。

前記タブ線の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平均厚み５μｍ〜３００μｍに圧延された銅箔に平均厚み５μｍ〜２０μｍの半田メッキ層を施した半田メッキ層付き銅箔をスリットして平均幅０．５ｍｍ〜３ｍｍにする方法、銅などの細い金属ワイヤーを平板状に圧延することにより平均幅０．５ｍｍ〜３ｍｍにし、その後に半田メッキする方法などが挙げられる。

前記タブ線と前記フィレット形成用電極との平均距離としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０ｍｍ〜０．３０ｍｍが好ましく、０ｍｍ〜０．２０ｍｍがより好ましい。前記より好ましい範囲内であるとフィレット形成状態に優れる点で有利である。
ここで、前記平均距離は、例えば、任意の１０点について、前記タブ線と前記フィレット形成用電極との距離を測定し、その測定値を平均することにより求めることができる。
前記タブ線と前記フィレット形成用電極との距離とは、図３に示すように、フィレット形成用電極２３の端部（端部の高さ方向の中央部を端部の基準とする）と、タブ線３の端部との距離ｃを意味する。ここで、符号１０は結晶系光電変換素子を示し、符号３ａは、タブ線の基材を示し、符号３ｂ及び３ｃは、導電層を示し、該導電層は基材３ａの両面に形成されている。前記距離ｃは、より詳しくは、フィレット形成用電極２３の端部を通り結晶系光電変換素子１０に直交する線ｃ１と、タブ線３の端部を通り結晶系光電変換素子１０に直交する線ｃ２との距離である。
なお、図３において、符号ａは、フィレット形成用電極２３の高さを示し、符号ｂは、導電層３ｃの厚みを示す。

＜導電性接着剤＞
前記導電性接着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性粒子を少なくとも含有し、好ましくは膜形成樹脂と、硬化性樹脂と、硬化剤とを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する導電性接着剤などが挙げられる。

−導電性粒子−
前記導電性粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニッケル粒子、金被覆ニッケル粒子、樹脂コアをＮｉで被覆した樹脂粒子、樹脂コアをＮｉで被覆し、更に最表面をＡｕで被覆した樹脂粒子などが挙げられる。

−膜形成樹脂−
前記膜形成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、フェノキシ樹脂が特に好ましい。

−硬化性樹脂−
前記硬化性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂などが挙げられる。

−−エポキシ樹脂−−
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、それらの変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

−−アクリレート樹脂−−
前記アクリレート樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、前記アクリレートをメタクリレートにしたものが挙げられ、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

−硬化剤−
前記硬化性樹脂は、硬化剤と併用するのが好ましい。前記硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２−エチル４−メチルイミダゾールに代表されるイミダゾール類；ラウロイルパーオキサイド、ブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物；有機アミン類等のアニオン系硬化剤；スルホニウム塩、オニウム塩、アルミニウムキレート剤等のカチオン系硬化剤などが挙げられる。
これらの中でも、エポキシ樹脂とイミダゾール系潜在性硬化剤の組み合わせ、アクリレート樹脂と有機過酸化物系硬化剤の組み合わせが特に好ましい。

−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤（顔料、染料）、有機溶剤、イオンキャッチャー剤などが挙げられる。前記その他の成分の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記導電性接着剤は、前記タブ線の側面の少なくとも一部に前記フィレットを形成している。
ここで、前記フィレットとは、前記接続領域において前記タブ線と前記結晶系太陽電池セルとの接続面からはみ出し、前記タブ線の側面に回りこんだ前記導電性接着剤の一部である。

図を用いて、前記接続領域における前記フィレットの形成状態の一例を説明する。
図４Ａは、前記接続領域における前記フィレットの形成状態の一例を示す概略断面図である。図４Ａにおいて、タブ線３とフィレット形成用電極２３との距離は、０ｍｍよりも大きい。導電性接着剤１７は、タブ線３と結晶系太陽電池セル２との接続時の加熱及び押圧により、タブ線３と結晶系太陽電池セル２との接続面からはみ出している。はみ出した導電性接着剤１７は、フィレット形成用電極２３により堰き止められ、タブ線３の側面に回りこみ、フィレット１７ａを形成している。
図４Ｂは、前記接続領域における前記フィレットの形成状態の他の一例を示す概略断面図である。図４Ｂにおいて、タブ線３とフィレット形成用電極２３との距離は、０ｍｍである。導電性接着剤１７は、タブ線３と結晶系太陽電池セル２との接続時の加熱及び押圧により、タブ線３と結晶系太陽電池セル２との接続面からはみ出している。はみ出した導電性接着剤１７は、フィレット形成用電極２３により堰き止められ、タブ線３の側面に回りこみ、フィレット１７ａを形成している。
なお、フィレット１７ａが、導電性接着剤１７本体から分離されている場合の態様も本発明の範疇である。
前記フィレットが形成されることにより、前記タブ線の接着力が向上し、接続信頼性、及びタブ線と結晶系太陽電池セルとの接着性が優れる結晶系太陽電池モジュールを得ることができる。
なお、前記フィレットが、前記導電性接着剤本体から分離されている場合でも、前記タブ線の側面と前記フィレット形成用電極が、前記フィレットを介して接着されることにより、前記タブ線の接着力は向上する。
なお、図４Ａ及び図４Ｂにおける符号３ａは、タブ線の基材を示し、符号３ｂ及び３ｃは、導電層を示し、該導電層は基材３ａの両面に形成されている。

＜封止用樹脂＞
前記封止用樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。

＜防湿性バックシート＞
前記防湿性バックシートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アルミニウム（Ａｌ）、ＰＥＴとＡｌとポリエチレン（ＰＥ）の積層体などが挙げられる。

＜ガラスプレート＞
前記ガラスプレートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソーダ石灰フロートガラスプレートなどが挙げられる。

前記結晶系太陽電池モジュールの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述する本発明の結晶系太陽電池モジュールの製造方法が好ましい。

本発明の結晶系太陽電池モジュールの一例を、図を用いて説明する。
図５は、本発明の結晶系太陽電池モジュールの一例を示す分解斜視図である。結晶系太陽電池モジュール１は、複数の結晶系太陽電池セル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、結晶系太陽電池モジュール１は、このマトリクス５が封止用樹脂のシート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防湿性バックシート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。

また、図６に示すように、結晶系太陽電池モジュールの各結晶系太陽電池セル２は、シリコン基板からなる結晶系光電変換素子１０を有する。結晶系光電変換素子１０の受光面側には、タブ線３と直交する方向にフィンガー電極１２が設けられている。また、結晶系光電変換素子１０には、受光面と反対の裏面側に、アルミニウム、銀、銅、錫、ニッケルなどからなる裏面電極１３が設けられている。

そして、結晶系太陽電池セル２は、タブ線３によって、表面のフィンガー電極１２と、隣接する結晶系太陽電池セル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を構成する。タブ線３とフィンガー電極１２との接続、及びタブ線３と裏面電極１３との接続は、フィルム状又はペースト状の導電性接着剤１７によって行う。

（結晶系太陽電池モジュールの製造方法）
本発明の結晶系太陽電池モジュールの製造方法は、ストリングス作製工程と、被覆工程と、押圧工程と、加熱工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
本発明の結晶系太陽電池モジュールの製造方法は、本発明の前記結晶系太陽電池モジュールの製造に好適に用いることができる。

＜ストリングス作製工程＞
前記ストリングス作製工程は、付与処理と、配置処理と、加熱押圧処理とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の処理を含む。

−付与処理−
前記付与処理としては、複数の結晶系太陽電池セルの受光面及び前記受光面の反対面に導電性接着剤を付与する処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記導電性接着剤は、フィルム状であってもよいし、ペースト状であってもよい。前記導電性接着剤がフィルム状である場合、前記付与処理としては、例えば、フィルム状の前記導電性接着剤を仮貼りすることが挙げられる。前記導電性接着剤がペースト状である場合、前記付与処理としては、例えば、ペースト状の前記導電性接着剤を塗布することが挙げられる。塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記付与処理においては、タブ線が配置される所定の位置に、前記導電性接着剤が付与される。

−−結晶系太陽電池セル−−
前記太陽電池セルとしては、例えば、本発明の前記太陽電池モジュールにおいて説明した前記太陽電池セルと同様のものが挙げられる。

−−導電性接着剤−−
前記導電性接着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記導電性接着剤としては、例えば、本発明の前記結晶系太陽電池モジュールにおいて説明した前記導電性接着剤が挙げられる。

前記導電性接着剤の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３μｍ〜１００μｍが好ましく、５μｍ〜３０μｍがより好ましく、８μｍ〜２５μｍが特に好ましい。前記平均厚みが、３μｍ未満であると、接着強度が著しく低下することがあり、１００μｍを超えると、前記導電性接着剤がタブ線よりはみ出し電気的接続に不具合が発生する場合がある。前記平均厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、接続信頼性の点で有利である。なお、前記平均厚みは、前記仮貼りされる前に測定される平均厚みである。
ここで、前記平均厚みは、任意に２０ｃｍ^２当たり５箇所を測定した際の平均値である。

前記導電性接着剤の平均幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５ｍｍ〜３ｍｍであり、かつ前記タブ線と同じ幅、又は前記タブ線の幅未満であることが好ましい。

−配置処理−
前記配置処理としては、前記付与処理に続いて前記導電性接着剤上に導電層を有するタブ線を配置する処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記配置処理においては、前記結晶系太陽電池セルのフィレット形成用電極が、前記タブ線の側面の少なくとも一部に接するか又は離間して配されるように、前記結晶系太陽電池セルと前記導電性接着剤と前記タブ線とが配置される。
また、前記配置処理の際、隣接する前記結晶系太陽電池セル間においては、一本のタブ線の一部が一方の結晶系太陽電池セルの受光面上に配置され、前記タブ線の他の一部が他方の結晶系太陽電池セルの受光面の反対面上に配置される。

−−タブ線−−
前記タブ線としては、例えば、本発明の前記結晶系太陽電池モジュールにおいて説明した前記タブ線と同様のものが挙げられる。

−加熱押圧処理−
前記加熱押圧処理としては、前記配置処理に続いて前記タブ線を加熱及び押圧する処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱ツールにより行うことができる。
前記加熱押圧処理における加熱時間、加熱温度、圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記加熱押圧処理の際には、前記タブ線が波形形状になることが好ましい。前記波形形状は、前記タブ線を、前記タブ線の長手方向であって前記結晶系太陽電池セルの受光面に直交する断面において見た際の形状である。前記タブ線が前記波形形状になる程度まで加熱押圧処理することにより、より確実にフィレットを形成することができる。

以上のストリングス作製工程により、前記結晶系太陽電池セルのフィンガー電極と前記タブ線とが前記導電性接着剤を介して電気的に接続され、かつ複数の前記結晶系太陽電池セルが直列に接続されたストリングスが作製される。
また、この際に、前記導電性接着剤が、前記タブ線の前記側面の少なくとも一部にフィレットを形成する。

＜被覆工程＞
前記被覆工程としては、前記ストリングスを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかにより覆う工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

以上のような前記結晶系太陽電池モジュールの製造方法は、減圧ラミネーターを用いて行うことが好ましい。

前記封止用樹脂、前記防湿性バックシート、前記ガラスプレートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、本発明の前記結晶系太陽電池モジュールの説明において例示した前記封止用樹脂、前記防湿性バックシート、前記ガラスプレートなどが挙げられる。

＜押圧工程及び加熱工程＞
前記押圧工程としては、前記防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかを押圧する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。押圧する圧力、及び押圧する時間は、任意である。

前記加熱工程としては、前記ストリングスが載置された加熱ステージを加熱する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記加熱ステージを加熱することにより、前記封止用樹脂を加熱することができる。

前記加熱工程における加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０℃〜２５０℃が好ましく、１００℃〜２００℃がより好ましい。前記加熱温度が、５０℃未満であると、封止が不十分となることがあり、２５０℃を超えると、導電性接着剤、封止用樹脂などの有機樹脂が熱分解することがある。前記加熱温度が、前記特に好ましい範囲内であると、封止の信頼性の点で有利である。

前記加熱工程における加熱時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１秒間〜１時間が好ましく、５秒間〜３０分間がより好ましく、１０秒間〜２０分間が特に好ましい。前記加熱時間が、１秒間未満であると、封止が不十分となることがある。前記加熱時間が、前記特に好ましい範囲内であると、封止の信頼性の点で有利である。

前記押圧工程、及び前記加熱工程を開始する順序としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

以上のようにすることにより、複数の結晶系太陽電池セルがタブ線によって接続されたストリングス、及び該ストリングスが封止された本発明の結晶性太陽電池モジュールが製造される。
また、例えば、ストリングスを複数配列したマトリクスを形成し、それを封止することにより、本発明の結晶系太陽電池モジュールを作製することもできる。

また、封止の際に、結晶系太陽電池セルとタブ線とを電気的に接続してもよい。この方法は、例えば、特開２０１０−２８３０５９号公報に記載の方法を参照して行うことができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
＜結晶系太陽電池モジュールモデルの作製＞
−タブ線−
タブ線として、銅箔（平均厚み１５０μｍ）の片面に鉛フリー半田による半田層（導電層、平均厚み５μｍ）を形成した半田層付き銅箔を用意した。前記半田層付き銅箔は、まず、銅ワイヤーを平板状に圧延することにより１ｍｍにし、その後、Ｓｎ（９６．５質量％）／Ａｇ（３質量％）／Ｃｕ（０．５質量％）の鉛フリー半田をメッキして作製した。

−導電性接着フィルム−
導電性接着フィルム（ＳＰ１００シリーズ、平均厚み２５μｍ、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製）を用意した。前記導電性接着フィルムは、幅１．０ｍｍにスリットして用いた。

−結晶系太陽電池セルモデルの作製−
結晶系太陽電池セルモデル２’として、図７に示すようなフィンガー電極１２及びフィンガー電極１２にほぼ直交するフィレット形成用電極２３によるパターンが形成されたガラス基板を作製した。ガラス基板（縦６４ｍｍ×横６４ｍｍ×厚み２．８ｍｍ）上に銀ペーストをスクリーン印刷及び焼成することにより、図７に示すようなフィンガー電極１２及びフィレット形成用電極２３のパターンを形成した。接続領域２１において並行するフィレット形成用電極間の幅ａを１．０ｍｍ（平均値も１．０ｍｍ）とした。フィンガー電極１２及びフィレット形成用電極２３の平均高さを２０μｍとした。また、フィンガー電極１２間の距離は３ｍｍとした。
ここで、フィンガー電極及びフィレット形成用電極の平均高さは、任意の１０点について、測長機により、フィンガー電極及びフィレット形成用電極の高さを測定し、それを平均することで求めた。
ここで、フィンガー電極及びフィレット形成用電極の平均幅は、任意の１０点について、測長機により、フィンガー電極及びフィレット形成用電極の幅を測定し、それを平均することで求めた。

−タブ線付き結晶系太陽電池セルモデルの作製−
結晶系太陽電池セルモデル２’の接続領域２１のフィンガー電極１２上に導電性接着フィルムを仮貼りした。前記仮貼りする条件は、加熱温度７０℃、圧力０．５ＭＰａ、１秒間とし、加熱ツールを用いて行った。
続いて、導電性接着フィルム上にタブ線を配置させ、シリコンラバー緩衝材（２００μｍ）を介して、加熱ツールを用いて前記タブ線を、押圧力２ＭＰａ、加熱温度１８０℃、時間１５秒間で加熱押圧することで、前記フィンガー電極と前記タブ線とを導電性接着フィルムを介して電気的に接続した。以上により、タブ線付き結晶系太陽電池セルモデルを得た。

−結晶系太陽電池モジュールモデルの作製−
得られたタブ線付き結晶系太陽電池セルモデルを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシートにより覆った。前記封止用樹脂には、厚み５００μｍのエチレン／酢酸ビニル共重合体を用いた。バックシートにはＰＥＴフィルムを用いた。
そして、前記封止用樹脂をラミネーターにより封止を行った。具体的は、１００℃にて真空引きを５分間行った後、プレス時間５分間、０．１ＭＰａにてラミネートし、その後、オーブンにて１５５℃、４５分間で硬化を行った。
以上により、結晶系太陽電池モジュールモデルを得た。

＜評価＞
上記で得られた結晶系太陽電池モジュールを以下の評価に供した。結果を表１に示す。

−ピール強度−
タブ線付き結晶系太陽電池セルモデルを用い、ピール強度を評価した。
タブ線を結晶系太陽電池セルモデルから９０°方向で剥離する９０°剥離試験（ＪＩＳ Ｋ６８５４−１）を行い、ピール強度（Ｎ／ｍｍ）を測定した。剥離強度試験機（テンシロン、オリエンテック社製）を用いて、引張速度５０ｃｍ／ｍｉｎで測定を行った。

−フィレット形成状態−
タブ線と結晶系太陽電池セルモデルとの接着箇所の断面を、金属顕微鏡（オリンパス社製、ＭＸ５０）により観察することでフィレット形成状態を確認した。そして、フィレット形成状態を以下の判定基準で評価した。
〔判定基準〕
○： タブ線の側面に導電性接着剤が充分に回り込んでフィレットが形成されており、充分に合格レベル
△： タブ線の側面に導電性接着剤が若干回り込んでフィレットが形成されており、合格レベル
×： タブ線の側面に導電性接着剤が回り込んでいないため、フィレットが形成されておらず、不合格レベル

−総合評価−
ピール強度及びフィレット形成状態を下記判定基準で評価した。
〔判定基準〕
○： ピール強度が１．７Ｎ／ｍｍ以上、かつフィレット形成状態が「○」
△： 下記「×」に該当せず、かつピール強度が１．６Ｎ／ｍｍ以上１．７Ｎ／ｍｍ未満、及びフィレット形成状態が「△」の少なくともいずれかを満たす
×： ピール強度が１．６Ｎ／ｍｍ未満、及びフィレット形成状態が「×」の少なくともいずれかを満たす。

−接続信頼性−
得られた結晶系太陽電池モジュールモデルの２本のタブ線間の抵抗値を測定した。
初期、及びＴＣＴ（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｙｃｌｅ ｔｅｓｔ、−４０℃から８５℃の間を４００サイクル）後の抵抗値をデジタルマルチメータ（横河電気株式会社製、デジタルマルチメータ７５５５）を用いて測定し、ＴＣＴ試験後の抵抗値の上昇値（ΔＲ）を接続信頼性として、下記評価基準で評価した。
〔ΔＲ評価基準〕
○： ０．９ｍΩ未満
△： ０．９ｍΩ以上１．１ｍΩ未満
×： １．１ｍΩ以上

（実施例２〜９及び比較例１〜２）
実施例１において、タブ線の導電層の平均厚み、フィレット形成用電極の平均高さ、及びタブ線とフィレット形成用電極との平均距離を、表１に記載のタブ線の導電層の平均厚み、フィレット形成用電極の平均高さ、及びタブ線とフィレット形成用電極との平均距離にした以外は、実施例１と同様にして、結晶系太陽電池モジュールモデルを作製した。
作製した結晶系太陽電池モジュールについて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
なお、実施例１〜９及び比較例２において、フィンガー電極の平均高さは、２０μｍとした。フィンガー電極の平均高さとフィレット形成用電極の平均高さとが異なる場合は、スクリーン印刷の印刷版を代えて印刷を重ねることにより、これらの高さを調節した。
また、実施例１〜９の結晶系太陽電池モジュールのタブ線は、結晶系太陽電池セルモデルと接着箇所において、いずれも波形形状をしていた。
また、比較例１においては、フィレット形成用電極を形成していない。フィンガー電極の平均高さは、２０μｍとした。

フィレット形成用電極を形成しなかった比較例１では、タブ線の側面に導電性接着剤によるフィレットが形成されず、ピール強度も充分ではなかった。
フィレット形成用電極を形成した場合でも、タブ線の側面を覆うフィレットが形成されていない比較例２では、ピール強度が充分ではなかった。
また、比較例１及び２では、接続信頼性が不十分であった。
一方、フィレット形成用電極を形成し、かつフィレット形成用電極の平均高さがタブ線の導電層の平均厚み以上であり、更に、タブ線とフィレット形成用電極との平均距離が０．３０ｍｍ未満以下の場合（実施例１〜５及び７〜９）には、ピール強度とフィレット形成状態がより優れる結果となった。
また、実施例１〜９は、接続信頼性についても優れる結果となった。

本発明の結晶系太陽電池モジュールは、接続信頼性、及びタブ線と結晶系太陽電池セルとの接着性が優れることから、バスバーレス構造の結晶系太陽電池セルを用いた結晶系太陽電池モジュールにおいて好適に用いることができる。

１ 結晶系太陽電池モジュール
２ 結晶系太陽電池セル
３ タブ線
３ａ 基材
３ｂ 導電層
３ｃ 導電層
１１ 接着層
１２ フィンガー電極
１７ 導電性接着剤
１７ａ フィレット
２１ 接続領域
２３ フィレット形成用電極

Claims (8)

1. タブ線の導電層と結晶系太陽電池セルのフィンガー電極とが、導電性接着剤を介して電気的に接続した結晶系太陽電池モジュールであって、
   前記結晶系太陽電池セルが、バスバー電極を有さないバスバーレス構造であり、
   前記結晶系太陽電池セルが、前記結晶系太陽電池セルと前記タブ線とが前記導電性接着剤により接続する接続領域の前記タブ線の側面の少なくとも一部に接するか又は離間して形成されたフィレット形成用電極を有し、
   前記導電性接着剤が、前記タブ線の前記側面の少なくとも一部にフィレットを形成し、
   前記フィレットが、前記タブ線の前記側面の少なくとも一部に接し、かつ、前記フィレット形成用電極に接していることを特徴とする結晶系太陽電池モジュール。
2. フィレット形成用電極の平均高さが、導電層の平均厚み以上である請求項１に記載の結晶系太陽電池モジュール。
3. タブ線とフィレット形成用電極との平均距離が、０ｍｍ〜０．３０ｍｍである請求項１から２のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュール。
4. タブ線の導電層の平均厚みが、５μｍ〜２０μｍである請求項１から３のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュール。
5. フィレット形成用電極の平均高さが、１０μｍ〜６０μｍである請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
6. タブ線が、波形形状である請求項１から５のいずれかに記載の結晶系太陽電池モジュール。
7. 複数の結晶系太陽電池セルの受光面及び前記受光面の反対面に導電性接着剤を付与する付与処理、前記付与処理に続いて前記導電性接着剤上に導電層を有するタブ線を配置する配置処理、並びに、前記配置処理に続いて前記タブ線を加熱及び押圧する加熱押圧処理を行うことにより、前記結晶系太陽電池セルのフィンガー電極と前記タブ線とが前記導電性接着剤を介して電気的に接続され、かつ複数の前記結晶系太陽電池セルが直列に接続されたストリングスを作製するストリングス作製工程と、
   前記ストリングスを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかにより覆う被覆工程と、
   前記防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかを押圧する押圧工程と、
   前記ストリングスが載置された加熱ステージを加熱する加熱工程と、を少なくとも含み、
   前記結晶系太陽電池セルが、バスバー電極を有さないバスバーレス構造であり、
   前記配置処理において、前記結晶系太陽電池セルのフィレット形成用電極が、前記タブ線の側面の少なくとも一部に接するか又は離間して配されるように、前記結晶系太陽電池セルと前記導電性接着剤と前記タブ線とが配置され、
   前記加熱押圧処理において、前記導電性接着剤が、前記フィレット形成用電極に堰き止められ、前記タブ線の前記側面の少なくとも一部に回り込むことで、フィレットが形成されることを特徴とする結晶系太陽電池モジュールの製造方法。
8. フィレット形成用電極の平均高さが、導電層の平均厚み以上である請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。