JP6074756B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。
高い出力特性を実現し得る太陽電池モジュールとして、第1及び第2の電極の両方が裏面側に設けられた裏面接合型の太陽電池を有する太陽電池モジュールが知られている(例えば特許文献1等を参照)。
特許文献1に記載の太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池がプリント配線基板により電気的に接続されている。プリント配線基板の配線は、太陽電池の第1または第2の電極のフィンガー部に電気的に接続されている。特許文献1には、プリント配線基板と太陽電池とを異方導電性を有する樹脂接着剤を用いて接着してもよいことが記載されている。
特開2012−142456号公報
太陽電池モジュールの出力特性を向上したいという要望がある。
本発明の主な目的は、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することである。
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と、配線材と、樹脂接着層とを備える。太陽電池は、一主面側に第1及び第2の電極を有する。配線材は、太陽電池に電気的に接続されている。樹脂接着層は、太陽電池と配線材とを接着している。第1及び第2の電極は、それぞれ、一の方向に沿って延びる複数のフィンガー部を有する。配線材は、絶縁性基板と、配線とを有する。配線は、絶縁性基板の上に配されている。配線は、第1または第2の電極のフィンガー部に電気的に接続されている。樹脂接着層は、接着層本体と、導電材とを含む。接着層本体は、樹脂からなる。導電材は、接着層本体中に配されている。導電材の一部が、フィンガー部及び配線の少なくとも一方に食い込んでいる。
本発明によれば、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。 図2は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 図3は、本発明の一実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。 図4は、本発明の一実施形態における太陽電池モジュールの一部分の略図的裏面図である。図4において、第1及び第2の保護部材並びに充填材層は、図示されていない。 図5は、図4のV部分の略図的断面図である。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図1に示されるように、太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池20を備えている。複数の太陽電池20は、配線材30によって電気的に接続されている。
複数の太陽電池20は、第1の保護部材11と第2の保護部材12との間に充填された充填材層13中に配されている。なお、第1の保護部材11は、例えば、ガラス板、樹脂板、セラミック板等により構成することができる。一方、第2の保護部材12は、樹脂シート、金属層や無機酸化物層などのバリア層を有する樹脂シート、ガラス板、樹脂板、セラミック板等により構成することができる。充填材層13は、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)などの架橋性樹脂やポリオレフィンなどの非架橋性樹脂により構成することができる。
図2に示されるように、太陽電池20は、受光面20aと裏面20bとを有する。太陽電池20は、受光面20aが第1の保護部材11側を向くように配されており、裏面20bが第2の保護部材12側を向くように配されている。なお、受光面とは、太陽電池の一対の主面のうち、主として受光する側の主面であり、他方の主面が裏面を構成している。
太陽電池20は、光電変換部23を備えている。光電変換部23は、受光した際に、電子や正孔などのキャリアを生成させる。光電変換部23は、例えば、結晶半導体板を備えるものであってもよい。光電変換部23は、第1及び第2の主面23a、23bを有する。第1の主面23aが受光面20aを構成している。第2の主面23bが裏面20bを構成している。
図3に示されるように、第2の主面23bの上には、第1の電極21と第2の電極22とが設けられている。第1の電極21と第2の電極22とは、それぞれ、複数のフィンガー部24と、バスバー部25とを有する。もっとも、本発明において、第1及び第2の電極は、バスバー部を有さず、複数のフィンガー部のみにより構成されていてもよい。
複数のフィンガー部24は、x軸方向に沿って延びている。複数のフィンガー部24は、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。第1の電極21のフィンガー部24と第2の電極22のフィンガー部24とは、y軸方向に沿って交互に設けられている。バスバー部25は、y軸方向に沿って延びている。第1の電極21のバスバー部25は、第2の主面23b上のx軸方向のx1側の端部に設けられている。第2の電極22のバスバー部25は、第2の主面23b上のx軸方向のx2側の端部に設けられている。第1及び第2の電極21,22のそれぞれにおいて、複数のフィンガー部24は、バスバー部25に電気的に接続されている。
x軸方向において隣り合う太陽電池20同士は、第2の主面23b側に配された配線材30によって電気的に接続されている。具体的には、x軸方向において隣り合う太陽電池20の一方の太陽電池20の第1の電極21と他方の太陽電池20の第2の電極22とが配線材30によって電気的に接続されている。
配線材30は、絶縁性基板31と、配線32とを有する。絶縁性基板31は、例えば、樹脂シートやセラミック板により構成することができる。配線32は、絶縁性基板31の第2の主面23b側の面上に配されている。配線32は、一方の太陽電池20の第1の電極21のフィンガー部24と、他方の太陽電池20の第2の電極22のフィンガー部24とに電気的に接続されている。具体的には、配線32は、複数の第1の線状部32aと、複数の第2の線状部32bと、接続部32cとを有する。接続部32cは、隣り合う太陽電池20間において、一方の太陽電池20のx軸方向のx1側の端部から他方の太陽電池20のx軸方向のx2側の端部に跨って、y軸方向に沿って延びている。接続部32cは、一方の太陽電池20の第1の電極21のバスバー部25及び他方の太陽電池20の第2の電極22のバスバー部25の少なくとも一部を覆っている。
複数の第1の線状部32aは、接続部32cに電気的に接続されている。複数の第1の線状部32aは、接続部32cからx軸方向のx1側に向かって凸形状に延びている。複数の第1の線状部32aは、y軸方向において相互に間隔をおいて配列されている。第1の線状部32aの少なくとも一部は、他方の太陽電池20の第2の電極22のフィンガー部24の上に配されている。第1の線状部32aは、第2の電極22のフィンガー部24に電気的に接続されている。
複数の第2の線状部32bは、接続部32cに電気的に接続されている。複数の第2の線状部32bは、接続部32cからx軸方向のx2側に向かって凸形状に延びている。複数の第2の線状部32bは、y軸方向において相互に間隔をおいて配されている。第2の線状部32bの少なくとも一部は、一方の太陽電池20の第1の電極21のフィンガー部24の上に位置している。第2の線状部32bは、第1の電極21のフィンガー部24に電気的に接続されている。
太陽電池20と配線材30とは、図5に示される樹脂接着層40により接着されている。樹脂接着層40は、接着層本体41と、導電材42とを含む。接着層本体41は、樹脂からなる。具体的には、接着層本体41は、樹脂接着剤の硬化物を含む。導電材42は、接着層本体41中に配されている。導電材42は、少なくとも表層が導電材料により構成されている。すなわち、本発明において、導電材は、少なくとも表層が導電性を有するものであればよく、全体が導電性を有する必要は必ずしもない。導電材42は、例えば、金属粒子により構成されていてもよいし、金属層によりコーティングされた無機酸化物粒子により構成されていてもよい。
太陽電池モジュール1では、導電材42がフィンガー部24及び配線32(具体的には、第1または第2の線状部32a、32b)の少なくとも一方に食い込んでいる。換言すれば、導電材42の一部がフィンガー部24及び配線32の少なくとも一方に埋設されている。このため、フィンガー部24及び配線32の少なくとも一方と導電材42との接触面積を増大させることができる。よって、配線材30と太陽電池20との間の電気抵抗率を低減することができる。従って、改善された出力特性を得ることができる。また、導電材42によるアンカー効果が強くなり、配線32と電極21,22とが電気的に破断され難くなる。従って、改善された信頼性を得ることができる。より改善された出力特性及び信頼性を得る観点からは、導電材42がフィンガー部24及び配線32の両方に食い込んでいることが好ましい。なお、複数の導電材42のすべてがフィンガー部24及び配線32の少なくとも一方に食い込んでいる必要はなく、少なくとも一つの導電材42がフィンガー部24及び配線32の少なくとも一方に食い込んでいればよい。
導電材42をフィンガー部24及び配線32に好適に食い込ませる観点から、フィンガー部24及び配線32の少なくとも一方の表面に凹凸が設けられていることが好ましい。この場合、配線材30と太陽電池20との圧着時に導電材42とフィンガー部24または配線32との間に加わる応力を大きくすることができる。従って、導電材42がフィンガー部24や配線32に食い込みやすくなる。具体的には、太陽電池モジュール1では、配線32の表面に凹凸が設けられている。これにより、導電材42が配線32に食い込みやすい。
導電材42をフィンガー部24及び配線32に好適に食い込ませる観点から、導電材42の平均粒子径が、凹凸の平均ピッチ(隣り合う凸部の頂部同士の最短距離)よりも小さいことが好ましく、凹凸の平均ピッチの0.7倍以下であることがより好ましく、0.5倍以下であることがさらに好ましい。具体的には、導電材42の平均粒子径は、例えば、15μm〜1μmであることが好ましく、10μm〜2μmであることがさらに好ましく、5μm〜2μmであることがなお好ましい。凹凸の平均ピッチは、40μm〜5μmであることが好ましく、20μm〜10μmであることがさらに好ましい。
なお、表面に凹凸を設ける方法は、特に限定されない。例えば、表面を粗化処理することにより凹凸を設けてもよい。表面を粗化処理すると、凹凸が設けられると共に、表層の硬度も低下する。従って、導電材42がフィンガー部24や配線32により食い込みやすくなる。好ましく用いられる粗化処理としては、例えば、マルチボンド処理などの表面をエッチングする処理などが挙げられる。
導電材42をフィンガー部24及び配線32に好適に食い込ませる観点から、導電材42が球状であることが好ましい。ここで、球状とは、短径に対する長径の比((長径)/(短径))であるアスペクト比が2以下であることをいう。
導電材42をフィンガー部24及び配線32に好適に食い込ませる観点から、導電材42がフィンガー部24及び配線32の少なくとも一方の表層よりも高硬度であることが好ましい。例えば、導電材42が銅または銅合金からなり、フィンガー部24及び配線32の少なくとも一方の表層がスズまたはスズ合金からなることが好ましい。太陽電池モジュール1では、具体的には、導電材42がフィンガー部24の表層よりも高硬度である。より具体的には、導電材42が銅または銅合金により構成されており、フィンガー部24の表層がスズまたはスズ合金により構成されている。このため、導電材42がフィンガー部24の表層に食い込みやすい。なお、太陽電池モジュール1では、フィンガー部24の表層以外の部分は銅または銅合金により構成されている。
1…太陽電池モジュール
11…第1の保護部材
12…第2の保護部材
13…充填材層
20…太陽電池
20a…受光面
20b…裏面
21…第1の電極
22…第2の電極
23…光電変換部
23a…第1の主面
23b…第2の主面
24…フィンガー部
25…バスバー部
30…配線材
31…絶縁性基板
32…配線
32a…第1の線状部
32b…第2の線状部
32c…接続部
40…樹脂接着層
41…接着層本体
42…導電材

Claims (5)

  1. 一主面側に第1及び第2の電極を有する太陽電池と、
    前記太陽電池に電気的に接続された配線材と、
    前記太陽電池と前記配線材とを接着している樹脂接着層と、
    を備え、
    前記第1及び第2の電極は、それぞれ、一の方向に沿って延びる複数のフィンガー部と、前記一の方向に垂直な方向に沿って延び、かつ、前記複数のフィンガー部に接続されるバスバー部とを有し、
    前記配線材は、
    絶縁性基板と、
    前記絶縁性基板の上に配されており、前記第1または第2の電極のフィンガー部に電気的に接続された配線と、
    を有し、
    前記配線は、前記一の方向に向かって延びる複数の第1の線状部と、前記一の方向に向かって延びる複数の第2の線状部と、前記複数の第1の線状部と前記複数の第2の線状部とに接続される接続部と、を含み、
    前記接続部は、前記太陽電池の前記第1の電極の前記バスバー部または前記太陽電池の前記第2の電極の前記バスバー部の少なくとも一部を覆い、
    前記樹脂接着層は、
    樹脂からなる接着層本体と、
    前記接着層本体中に配された導電材と、
    を含み、
    前記導電材の一部が、前記フィンガー部及び前記第1の線状部または前記第2の線状部の少なくとも一方に食い込んでいる、太陽電池モジュール。
  2. 前記フィンガー部及び前記配線の少なくとも一方の表面に凹凸が設けられている、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記導電材が前記フィンガー部及び前記配線の少なくとも一方の表層よりも高硬度である、請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記導電材が銅または銅合金からなり、前記フィンガー部及び前記配線の少なくとも一方の表層がスズまたはスズ合金からなる、請求項3に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記導電材が球状である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。


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