JP6182842B2 - 太陽電池用集電シートの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出すための太陽電池用集電シートの製造方法に関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、表面側封止材シート、太陽電池素子、裏面側封止材シート、及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。

太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、回路になる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池用集電シートが使用される（特許文献１参照）。

ところで、太陽電池素子は、太陽光を受光する受光面と、その裏側に位置する非受光面とを含むが、受光面における太陽光線の受光効率を高めるために、受光面には電極を配置せず、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子が知られている。

バックコンタクト形の太陽電池素子には種々の方式がある。受光面と非受光面とを貫通する複数のスルーホールを有する半導体基板を備え、非受光面に極性が異なる複数の電極が設けられたメタルラップスルー（ＭＷＴ）方式、或いはエミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子がある他、スルーホールを有しない構造の太陽電池素子もある。

特にスルーホールを有する構造の太陽電池素子の電極から直接電気を取り出す場合に、Ｐ極である非受光面側素子とＮ電極に対応する配線部との間で短絡を起こす危険があるが、そのような短絡は、太陽電池用集電シートの回路上に絶縁層を形成することにより防ぐことができる。そのような太陽電池用集電シートとして、回路上に絶縁性接着剤による絶縁層を形成した太陽電池用集電シートが開示されている（特許文献２参照）。

更に、太陽電池モジュールには、長期間にわたる過酷な状況での使用に耐えうる高い耐候性が求められることより、太陽電池用モジュールの最外層下層側に配置されることとなる裏面保護シートと、上記の集電シートとを、モジュール化前に予め強固に一体化して、裏面保護層一体型の集電シートとすることにより、太陽電池モジュールの耐候性を高めて同時に生産性も向上させることができるため、そのような裏面保護層一体型の集電シートの開発が進んでいる。

特開２００７−０８１２３７号公報 特開２０１０−１５７５５３号公報

しかしながら、上記の裏面保護層一体型の集電シートは、例えば特に作業工程において、ロール・トゥ・ロールの状態から枚葉状態となって、ロール状態におけるテンションから解放された場合に、金属箔からなる回路部分と樹脂シートからなる裏面保護層部分の収縮率の差異に起因して、銅箔面側の中央部が盛り上がる方向で凸状にカール変形し、集電シートに求められる平面性が損なわれてしまうことが問題となっていた。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートについて、上記に記載した製造工程中におけるカール変形を抑制することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートの回路上に形成する絶縁層を、紫外線硬化型の絶縁性インキを用いた絶縁層とし、所定の加熱条件の下で硬化することによって、裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートにおける上記のカール変形を抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。

（１） 太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置される太陽電池用集電シートの製造方法であって、樹脂基材の裏面に樹脂シートからなる裏面保護層を一体形成する裏面保護層一体化工程と、前記回路上に紫外線硬化型絶縁性インキを塗布し、該紫外線硬化型絶縁性インキに紫外線照射を行って絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、を備え、前記紫外線照射によってもたらされる加熱条件が、下記の範囲内であることを特徴とする裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートの製造方法。
加熱温度：９０〜１１０℃
加熱時間：１０秒〜４０秒

（２） 前記絶縁層形成工程における、紫外線照射量の積算光量が、１０００ｍＪ／ｃｍ^２以上３０００ｍＪ／ｃｍ^２未満である（１）に記載の太陽電池用集電シートの製造方法。

（３） 前記金属が銅である（１）又は（２）に記載の太陽電池用集電シートの製造方法。

（４） 前記裏面保護層がポリエチレンテレフタレート層を含む単層又は複層の樹脂シートである（１）から（３）のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法。

（５） 前記裏面保護層がフッ素樹脂層を含む単層又は複層の樹脂シートである（１）から（４）のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法。

（６） （１）から（５）のいずかの製造方法によって製造された太陽電池用集電シートが、バックコンタクト方式の太陽電池素子の非受光面側に積層されてなる接合部材を備える太陽電池モジュール。

本発明によれば、バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートであって、カール状の変形を抑制したフラットな裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートが提供される。

スルーホールを有するバックコンタクト型の太陽電池素子を模式的に表した斜視図である。 太陽電池素子と本発明の太陽電池用集電シートの接合部材を模式的に表した斜視図である。 図２の接合部材を太陽電池素子と太陽電池用集電シートに分離した状態における図２のＸ―Ｘに沿う断面図である。

以下、本発明の太陽電池用集電シートの製造方法によって製造することができる裏面保護層一体型の太陽電池用集電シート（以下、単に「太陽電池用集電シート」とも言う）について説明し、次に、本発明の太陽電池用集電シートの製造方法の詳細について説明する。

＜バックコンタクト型の太陽電池素子＞
まず、図１を参照しながら本発明の製造方法によって製造することができる裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートを好ましく用いることができる、スルーホールを有するバックコンタクト型の太陽電池素子１について説明する。図１は、太陽電池素子１を模式的に表した斜視図である。

太陽電池素子１は、上下に積層されるＮ極の受光面側素子１１とＰ極の非受光面側素子１２とからなり、受光面側素子１１と非受光面側素子を貫通する複数のスルーホール１３と、受光面側素子１１からスルーホール１３を経て非受光面側に形成される負電極である第１電極４１と、非受光面側素子上に形成される正電極である第２電極４２とからなる電極４を備える。

尚、本明細書においては、受光面側素子がＮ極であり、非受光面側素子がＰ極である太陽電池素子１、即ち、第１電極４１が負電極であり第２電極４２が正電極である太陽電池素子１を実施例として例示する。但し、太陽電池素子の構成はこれに限られるものではない。例えば、図１と異なり受光面側がＰ極である太陽電池素子の場合には、第１電極４１と第２電極４２の正負の極性が逆転する。本発明の太陽電池用集電シート２は、そのような構成の太陽電池素子にも用いることができる。

スルーホール１３を有するバックコンタクト型の太陽電池素子の具体例としては、メタルラップスルー（ＭＷＴ）方式、エミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子が挙げられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子１の、スルーホール１３内に銀ペースト１４等の金属を充填し、金属を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第１電極４１（負電極）より取り出す構造の太陽電池素子を言う。ＥＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子１のスルーホール１３の内壁に拡散層を設け、拡散層を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第１電極４１（負電極）より取り出す構造の太陽電池素子を言う。

尚、太陽電池用集電シート２を用いることができる太陽電池素子は、必ずしも上記のようなスルーホール１３を有する太陽電池素子には限られない。本発明の太陽電池用集電シート２は、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子であれば、スルーホール１３を有さない構成の太陽電池素子に用いた場合であっても、上述の短絡を防止しつつ外部衝撃を緩和できる集電シートとして好ましく用いることができる。一例として、「ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ ｂａｃｋ−ｃｏｎｔａｃｔ（ＩＢＣ）方式」の太陽電池素子についても、本発明の太陽電池用集電シート２を好ましく用いることができる。ここで、ＩＢＣ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子の裏面に、くし型形状のｐ型、ｎ型の拡散層を形成し、そのｐ、ｎ領域から、電気を取り出す構造の太陽電池素子を言う。

尚、太陽電池用集電シート２は、上記のバックコンタクト型の太陽電池素子のうちでも、特にメタルラップスルー（ＭＷＴ）方式の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールにおける集電シートとして好ましく用いることができるものである。以下、実施例においては、太陽電池用集電シート２をメタルラップスルー（ＭＷＴ）方式の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに用いる場合を例として説明する。

＜太陽電池用集電シート＞
図２から図３を参照しながら、本発明の製造方法によって製造することができる太陽電池用集電シート２について説明する。図２は、スルーホール１３を有するバックコンタクト型の太陽電池素子１と本発明の太陽電池用集電シート２の接合部材３を模式的に表した斜視図である。図３は図２の接合部材３を太陽電池素子と太陽電池用集電シートに分離した状態を示す図であり、図２におけるＸ―Ｘに沿う断面図である。

太陽電池用集電シート２は、樹脂基材２１と、回路２４と、絶縁層２２と、裏面保護層２３と、を備える。樹脂基材２１の表面には、例えば銅箔等の金属からなる配線部２４１と、非配線部２４２からなる回路２４が形成されている。そして、回路２４を覆って絶縁層２２が形成されている絶縁層２２の上部表面から、絶縁層２２を通じて、回路２４の上部表面まで貫通する導通凹部２５が形成されている。尚、絶縁層２２の上面には更に封止材層（図示せず）が形成されていてもよい。封止材層が形成されている場合は封止材層の上部表面から、絶縁層２２を通じて、回路２４の上部表面まで貫通する導通凹部２５が形成される。

樹脂基材２１は、シート状に成型された樹脂である。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、本発明において両者に差はない。樹脂基材２１を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。

樹脂基材２１の厚さは、太陽電池用集電シート２に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材２１の厚さは、特に限定されないが、一例として２０〜２５０μｍが挙げられる。

図３に示すように、絶縁層２２は、回路２４の配線部２４１及び非配線部２４２のうち導通凹部２５を除いた部分の上面に形成される。一般に太陽電池用集電シート２においては、絶縁層２２に、超絶縁計（日置電機株式会社製：型番ＳＭ−８２１５）を用いて、ＪＩＳ Ｃ６４８１で測定した体積抵抗値が１０^７Ω以上、好ましくは１０^１１Ω以上であることが求められる。

絶縁層２２を形成するための絶縁剤としては、コート剤として紫外線硬化型の絶縁剤を用いる。本発明における紫外線硬化型絶縁層とは、コート剤として紫外線硬化型の絶縁剤を用い、コーティングされた当該絶縁剤からなる層を紫外線照射によって硬化させたもののことを言う。

絶縁層を形成するコート剤を紫外線硬化型の絶縁剤とすることによって、従来の裏面保護層一体型の集電シートにおいて不可避であった凸状のカール変形を抑制することができるのは、紫外線硬化型の絶縁剤を紫外線の照射によって硬化させる際に、太陽電池用集電シート２に付加的に樹脂基材２１及び裏面保護層２３に用いる材料樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）付近の熱がかかり、太陽電池用集電シート２の内部に残留する応力が緩和されるためである。

又、絶縁層２２の硬化収縮時には、上記の凸状のカール変形応力と対向する凹状のカール変形応力が発生する。この凹状のカール変形応力も上記の凸状のカール変形応力をキャンセルして基材の平面性を維持することに寄与する。

尚、本発明の製造方法は、上記加熱条件の範囲で加熱処理を行うものであれば、必ずしも、紫外線照射が必須となるものではない。但し、例えば、絶縁層を形成するために紫外線硬化型の絶縁剤に替えて、従来広く用いられている熱硬化型の絶縁剤を用いた場合には、太陽電池用集電シート２と同等且つ同様に基材の平面性を維持することは極めて困難である。熱硬化型の絶縁剤は、一般的には、適切な硬化のために上記の材料樹脂のＴｇを大きく超える熱量、即ち、本発明の製造方法の構成要件である所定の加熱条件の範囲を超える熱量が必要である。そのため、加熱によって、上記の応力が緩和されたとしても、同時に、ほとんどの場合、加熱に起因する樹脂基材の波打ち等の変形が発生してしまうからである。

又、紫外線硬化型絶縁の絶縁剤を用いることにより、従来より広く用いられている熱硬化型の絶縁剤を用いる場合に比べて、絶縁層２２を形成する際の絶縁剤のキュア温度を低温に抑えることができる。これにより、Ｔｇが１００℃以下で、経済性に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を樹脂基材２１及び裏面保護層２３の材料樹脂として使用することができる。又、工程として、紫外線硬化の方が熱硬化よりも経済性に優れている点においても好ましい。

絶縁層２２の厚さは５μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。必要な絶縁性を得る観点から５μｍ以上であることが必要であり、一方、２５μｍを超えてもそれ以上の絶縁効果が得られず、むしろ導通凹部２５のパターン形成が困難となるため好ましくない。

裏面保護層２３は、太陽電池用集電シート２において、太陽電池素子１との接合面と反対側の最外層側の面、即ち、太陽電池モジュールとして一体化された際に最外層となる面に形成される層であり、耐候性、耐熱性、耐光性等に優れたものであることが求められる。裏面保護層２３の厚さは、充分な耐候性や耐光性を備え得る範囲であれば、特に限定されないが、一例として、１０〜４００μｍが挙げられる。

裏面保護層２３を構成する部材として、例えば、以下に例示する樹脂の１種又はそれ以上を使用し、押し出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法、その他の成膜化法を用いてシート状に成型した樹脂シートが使用される。このような樹脂シートとしては、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニル・エステル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等のフッ素系樹脂、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、１，３−シクロヘキサジエン、１，４−シクロヘキサジエン、１，５−シクロオクタジエン等をモノマーとする環状ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・スチレン共重合体、プロピレン・スチレン共重合体、ポリ１，４−シクロペンタジエン、ポリ１，５−ヘキサジエン等のポリオレフィン系樹脂、アルキレンカーボネートとジオールを原料とするポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリレート等のポリ（メタ）アクリル系樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）等のポリエステル系樹脂等の樹脂シートが好ましく例示される。これらは、単独で、或いは、複数のシートをドライラミネート法等により積層してなる複層のシートとして、又は、これらの樹脂基材上に耐水性や耐溶剤性を高めるためにシリカ等の蒸着膜を更に形成したもの用いることができる。これらの中でも、耐候性の点から、フッ素系樹脂を用いることが好ましく、特にＥＴＦＥを主たる材料として形成するＥＴＦＥシートを更に好ましく用いることができる。

回路２４は、所望の配線形状となるように太陽電池用集電シート２の表面に形成された電気配線である。回路２４の配線部２４１は、例えば導電性を備える金属からなる層である。配線部を構成するための導電性を備える金属としては、銅、アルミニウム等が例示されるが、より熱伝導率が高い銅箔を特に好ましく用いることができる。回路２４を樹脂基材２１の表面に形成するためには、樹脂基材２１の表面に銅箔等の金属箔を接合させ、その後、エッチング処理等によりその金属箔をパターニングする方法が例示される。回路２４の厚さは、太陽電池用集電シート２に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。回路２４の厚さは、特に限定されないが、一例として１０〜５０μｍが挙げられる。

図３に示すように、導通凹部２５は、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合時において、太陽電池素子１の第１電極４１の直下に形成される第１導通凹部２５１と、太陽電池素子１の第２電極４２の直下に形成される第２導通凹部２５２とからなる。第１導通凹部２５１と第２導通凹部２５２の空間部分には、銀粒子とエボキシを混合した導電性材料が充填されている。

絶縁層２２上には、更に封止材層が積層されていることが好ましい。封止材層は、絶縁層２２上に導通凹部２５が占める場所を除いて形成する。封止材層を形成する封止材としては、従来公知の太陽電池モジュールに用いられる封止材が適用可能であり、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等のオレフィン系封止材等を用いることができる。

これらの封止材からなる封止材層は、いずれも、その従来公知の特性である衝撃緩和特性によって、外部からの衝撃を充分に緩和することができる。加えて、封止材層は、絶縁層２２と積層されることによって、絶縁層２２が単独で配置された場合より、一体化された複層として高い絶縁性を発揮することができる。

封止材層の厚さは１００μｍ以上〜６００μｍ以下が好ましい。１００μｍ未満であると、充分に衝撃を緩和することができず、又、絶縁性を高める効果も不十分となるので好ましくなく、６００μｍを超えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部２５のパターン形成が困難となり、又、不経済であるので好ましくない。

＜太陽電池用集電シートの製造方法＞
本発明に係る太陽電池用集電シートの製造方法は、裏面保護層一体化工程と、回路形成工程と、絶縁層形成工程とを、必須の工程とする製造方法である。必要に応じて、更に、絶縁層２２上に封止材層を形成する封止材積層工程を備えるものであってもよい。これらの工程を、それぞれ以下に示す通りに行うことにより、極めて平面性に優れた裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートを製造することができる。

［裏面保護層一体化工程］
まず、樹脂基材２１の裏面側に裏面保護層２３を形成するために、ＥＴＦＥシート等の樹脂シートを、ドライラミネート法等によって積層し一体化する。

［回路形成工程］
次に、裏面保護層２３と一体化した樹脂基材２１の裏面保護層２３と反対側の表面側に銅等の金属からなる導電層を形成する。導電層を形成する方法としては、接着剤によって樹脂基材２１の表面に接着する方法、樹脂基材２１の表面に銅箔を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材２１の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材２１の表面に接着する方法が好ましい。

次に、所望の回路２４の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）を上記の積層シートの表面に作製した後でエッチング処理を行うことにより、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を除去する。上記のエッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。エッチングマスクは、後に説明する剥離工程において、アルカリ性の剥離液で剥離できることが必要である。このような観点からは、フォトレジスト又はドライフィルムを使用してエッチングマスクを作製することが好ましい。

次に、エッチング処理を行う。この処理は、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を浸漬液により除去する処理である。この処理を経ることにより、導電層のうち、配線部２４１となる箇所以外の部分が除去されるので、樹脂基材２１の表面には、所望とする配線部２４１の形状に導電層が残ることになる。

次に、アルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する剥離処理を行う。この処理により、エッチングマスクが配線部２４１の表面から除去される。上記のアルカリ性の剥離液としては、例えば、所定濃度の苛性ソーダの水溶液が挙げられる。

［絶縁層形成工程］
絶縁層形成工程は、紫外線硬化型の絶縁材を回路２４の配線部２４１及び非配線部２４２のうち導通凹部２５を除いた部分を覆って塗布して集電シート材料とした後に、この集電シート材料に紫外線照射を行い硬化させることによって行う。

紫外線硬化型の絶縁剤の塗布はスクリーン印刷で行うことができる。又、紫外線硬化型の絶縁剤としては、従来公知のアクリル系の紫外線硬化型絶縁コート剤を好ましく用いることができる。

上記の紫外線照射の際、回路２４を介して、樹脂基材２１及び裏面保護層２３も加熱されることになるが、紫外線照射によってもたらされるその加熱条件を、所定範囲内の低熱量の加熱条件範囲に限定することによって、太陽電池用集電シートのカール変形を適切に抑制してその平面性を保つことができる。

上記の紫外線の照射によってもたらされる上記の集電シート材料に対する加熱条件は、具体的には、以下の範囲であればよい。
加熱温度：９０〜１１０℃であり、好ましくは、１００℃。
加熱時間：１０秒〜４０秒。
上記範囲内に加熱条件を限定することにより、従来の裏面保護層一体型の集電シートにおいて不可避であったカール状の変形を適切に抑制することができる

上記の加熱条件を得るためには、紫外線照射の際の紫外線照射量の積算光量を、１０００ｍＪ／ｃｍ^２以上３０００ｍＪ／ｃｍ^２未満、好ましくは、１５００ｍＪ／ｃｍ^２以上２０００ｍＪ／ｃｍ^２未満とすればよい。紫外線照射量の積算光量を、１０００ｍＪ／ｃｍ^２以上３０００ｍＪ／ｃｍ^２未満とすることで、上記の加熱条件を製造ライン上で実際に実現することができる。この加熱条件の下で、適切に絶縁層の硬化を促進することができ、同時に、上記のカール発生を抑制してその平面性を保つことができる。尚、紫外線硬化型の絶縁剤としては、硬化に必要な紫外線照射量の積算光量が、上記範囲内となるものを用いればよい。

尚、上記の加熱条件を上記範囲内に調整するために、別途加熱手段或は冷却手段等の温度調節手段を追加的に設けてもよいが、本発明の製造方法によれば、一般的な紫外線硬化型の絶縁材に対する紫外線照射条件の範囲内で、十分に上記範囲内の加熱条件を実現することができる。よって追加的な温度調節手段は原則として不要である。即ち、本発明の製造法は、新たな工程を追加することなく、絶縁材の種類とその硬化処理条件の最適化のみによって、カール発生の防止を行い得るものである点に特徴がある。

［封止材層積層工程］
絶縁層２２上に封止材層を形成する場合にはこの工程を行う。封止材層の形成方法は特に限定されないが、例えば、封止材をシート状に形成後、導通凹部２５を形成する位置に予めパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層２２によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように積層することで回路２４上に貫通する導通凹部２５を形成することができる。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に本発明の一実施形態である太陽電池用集電シート２と太陽電池素子１を接合した接合部材３とを備える太陽電池モジュールの製造方法について説明する。太陽電池モジュールは、裏面保護層一体型の太陽電池用集電シート２に裏面側封止材シート、太陽電池素子１、表面側封止材シート、透明前面基板を順次積層し一体化することにより、製造することができる。これらの一般的な層構成に加えて、更に、耐候性、耐溶剤性、意匠性、及び発電効率を向上させるための機能を備える他の層を積層したものであってもよい。

太陽電池用集電シート２、太陽電池素子１及び他の部材の一体化の工程の前に、まず太陽電池用集電シート２の導通凹部２５に導電性材料を充填する。この導電性材料は、例えば銀とエポキシを混合した導電性ペーストが例示できる。これにより、導通凹部２５は、配線部２４１が底面で露出するように形成されているため、導電性材料と配線部２４１とが導通する。より具体的には３において、配線部２４１とＰ極に接続される第１導通凹部２５１と、配線部２４１とＮ極に接続される第２導通凹部２５２とが、それぞれ絶縁層２２によって別個に導通される。

一方の太陽電池素子１側は、図３に示すＭＷＴ方式の太陽電池素子か或いは、ＥＷＴ方式の太陽電池素子等のバックコンタクト型の太陽電池素子が用いられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子の場合はスルーホール１３には、銀ペーストが充填されている。

次に太陽電池用集電シート２、太陽電池素子１、及び、図示しない透明前面基板等の他の部材を積層して一体化する。この一体化の方法としては真空熱ラミネート加工により一体化する方法が挙げられる。上記方法を用いた際のラミネート温度は、１３０℃〜１９０℃の範囲内とすることが好ましい。又、ラミネート時間は、５〜６０分の範囲内が好ましく、特に８〜４０分の範囲内が好ましい。

この一体化の過程において、太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１、及び裏面保護層２３は、太陽電池モジュールとして他の部材と強固に一体化されているため、各材料樹脂のＴｇ以上で加熱しても熱による収縮、変形の問題が生じない。

以上、実施形態を示して本発明を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、適宜変更を加えて実施することができる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

まず初めに、以下に示す方法で、製造例１又は２の裏面保護層一体型の太陽電池用集電シート材料を作製した。

＜製造例１＞
以下の工程をロール・トゥ・ロールで行った。基材樹脂としては、厚さ２５０μｍのＰＥＴフィルムを用い、裏面保護層として、厚さ２５μｍのＥＴＦＥフィルムをそれぞれ用いた。そしてそれらをドライラミネート法によって一体化した積層品に、やはりドライラミネート法によって厚さ３５μｍの銅箔を接着してなる接合体を形成した。

上記の接合体を５００ｍｍ×５００ｍｍの枚様状態に裁断後、上記銅箔面上に、スクリーン印刷により、紫外線硬化型絶縁性インキとして下記の絶縁性インキ１を塗布膜厚２０μｍとなるように塗布し、製造例１の太陽電池用集電シート材料を形成した。

＜製造例２＞
紫外線硬化型絶縁性インキに替えて、下記の熱硬化型の絶縁性インキ２を用いた他は製造例１と同条件にて製造例２の太陽電池用集電シート材料を形成した。

［絶縁性インキ］
絶縁性インキ１：紫外線硬化型絶縁性インキ（硬化に必要な紫外線の積算光量が、１０００ｍＪ／ｃｍ^２のタイプ）
絶縁性インキ２：熱硬化型絶縁性インキ（硬化に必要な熱量が、１２０℃×３０分のタイプ）

＜実施例、比較例＞
上記の製造例１又は２の太陽電池用集電シート材料について、５０００Ｊ／ｃｍ^２までの紫外線照射が可能な紫外線照射装置によって、それぞれ表１に示す積算光量の紫外線を照射して、絶縁層を硬化形成し、実施例１〜３及び比較例１、２の太陽電池用集電シートを製造した。当該紫外線照射時に実際にそれぞれの太陽電池用集電シート材料に対して発生している加熱条件（温度×加熱時間）について、温度状態を測定し、その結果を表１に示した。又、製造例２の太陽電池用集電シート材料については、表１記載の加熱条件で加熱して、絶縁層を硬化形成し、比較例３の太陽電池用集電シートを製造した。

［カール抑制効果の測定と評価］
実施例、比較例の各太陽電池用集電シートについて、以下の方法で、カール変形の発生の程度を測定し、それぞれの製造方法におけるカール発生の抑止効果について評価した。
（カール抑制効果の測定方法）
実施例、比較例の各太陽電池用集電シートを水平面に静置した状態で、太陽電池集電シートの各側辺の当該水平面からの乖離距離の平均値を測定した。又、その他、各樹脂シートへのダメージの有無を目視により観察した。結果を表１に示す。
上記測定結果につき、以下の評価基準で評価した。
（カール抑制防止効果の評価基準）
Ａ：上記平均値が０ｍｍであるものを、極めて好ましいものとして評価した。
Ｂ：上記平均値が０を超えて、５ｍｍ以下であるものを、好ましいものとして評価した。
Ｃ：上記平均値が５ｍｍを超えて、１０ｍｍ以下のものを、好ましくないものとして評価した。
Ｄ：上記平均値が１０ｍｍ超えるものを、極めて好ましくないものとして評価した。
（材料樹脂シートへのダメージ防止効果の評価基準）
Ａ：目視によりダメージが全く認められないものを極めて好ましいものとして評価した。
Ｂ：目視により微細なダメージが認められるものを好ましいものとして評価した。
Ｃ：目視により、明らかに波打ち等のダメージが認められるが、実用上許容範囲であるものを好ましくないものとして評価した。
Ｄ：目視により、明らかに波打ち等のダメージが認められ、実用上許容範囲を超えているものを極めて好ましくないものとして評価した。

表１に示す比較例２の評価結果から分る通り、本発明の製造方法における加熱条件範囲に満たない過小な加熱条件によって絶縁層を形成した場合には、ロール・トゥ・ロールによる加工時の張力によるカール発生応力が十分に解放或はキャンセルされず、カール発生を防止することができない。又、比較例１の評価結果から分る通り、本発明の加熱条件範囲を超えた過剰な加熱条件によって絶縁層を形成する場合には、材料樹脂シートへのダメージによる波打ち等が発生してしまい、上記のカールとは別途に平面性の悪化が生じる。これらに対し、実施例１〜３の太陽電池用集電シートは、いずれも、カール発生を効果的に抑止できている。以上より、本発明の製造方法によれば、裏面保護層が一体化された集電シートでありながら、カール状の変型を回避して好ましい平面性を備えるものを効率よく製造できることが分かる。

１ 太陽電池素子
１３ スルーホール
２ 太陽電池用集電シート
２１ 樹脂基材
２２ 絶縁層
２３ 裏面保護層
２４ 回路
２５ 導通凹部
３ 接合部材
４ 電極

Claims (6)

1. 太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置される太陽電池用集電シートの製造方法であって、
   ガラス転移温度が１００℃以下の樹脂基材の裏面にガラス転移温度が１００℃以下の樹脂シートからなる裏面保護層をロール・トゥ・ロールで一体形成した接合体を得る裏面保護層一体化工程と、
   前記樹脂基材の表面に金属からなる回路をロール・トゥ・ロールで形成した接合体を得る回路形成工程と、
   前記回路上に紫外線硬化型絶縁性インキを塗布して、該紫外線硬化型絶縁性インキに紫外線照射を行って絶縁層を形成した接合体を得る絶縁層形成工程と、
   前記裏面保護層一体化工程及び前記回路形成工程を終えた後に、ロール状態の前記接合体を裁断して枚様状態の接合体とする工程と、を備え、
   前記紫外線照射によってもたらされる加熱条件が、下記の範囲内であることを特徴とする裏面保護層一体型の太陽電池用集電シートの製造方法。
   加熱温度：９０〜１１０℃
   加熱時間：１０秒〜４０秒
2. 前記絶縁層形成工程における、紫外線照射量の積算光量が、１０００ｍＪ／ｃｍ^２以上３０００ｍＪ／ｃｍ^２未満である請求項１に記載の太陽電池用集電シートの製造方法。
3. 前記金属が銅である請求項１又は２に記載の太陽電池用集電シートの製造方法。
4. 前記裏面保護層がポリエチレンテレフタレート層を含む単層又は複層の樹脂シートである請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法。
5. 前記裏面保護層がフッ素樹脂層を含む単層又は複層の樹脂シートである請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法。
6. 請求項１から５のいずかの製造方法によって製造された太陽電池用集電シートが、バックコンタクト方式の太陽電池素子の非受光面側に積層されてなる接合部材を備える太陽電池モジュール。

Images