JP6817722B2 - 配線シート付き裏面電極型太陽電池セル - Google Patents

Description

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルに関するものである。

近年、地球環境問題への関心が高まりつつある中、自然エネルギーを利用した新しいエネルギー技術が大いに注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギーを得る手段として広く行われている。

太陽電池セルには、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、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の開発も進められている。

例えば特許文献１には、裏面電極型太陽電池セルと隣接する裏面電極型太陽電池セルとを接続する第１の接続配線、裏面電極型太陽電池セルと逆側の隣接する裏面電極型太陽電池セルとを接続する第２の接続配線を有する配線シート付き裏面電極型太陽電池セルが開示されている。配線シートのｎ型用配線の第１の接続用配線側とは反対側の端と第２の接続用配線との間、ｐ型用配線の第２の接続用配線側とは反対側の端と第１の接続用配線との間の間隙が、裏面電極型太陽電池セルの周縁から露出する構造が示されている。このような構造とすることで、長期間にわたり接続不良が発生しにくい信頼性が高い裏面電極型太陽電池セルとできる旨が開示されている。

ＷＯ２０１１−００１８８３Ａ１

しかしながら、特許文献１には配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの変換効率の向上についての詳細な開示はない。

裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの長期にわたる安定した接続を確保しなが
ら、変換効率を向上させる構造が求められていた。

本発明の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、配線シートは絶縁性基材と前記絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、また配線シートは、裏面電極型太陽電池セルが配置される領域と、裏面電極型太陽電池セルに隣接する裏面電極型太陽電池セルが配置される対向する領域とを有し、配線の矩形部は直線状根元部と曲線状根元部とを有し、少なくとも１組の曲線状根元部の間に直線状根元部が複数個配置され、領域の曲線状根元部の矩形部の長手方向の延長線は、対向する領域の２つの直線状根元部の中間に位置するように配置されたことを特徴としている。

本発明によれば、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとの間の長期にわたる安定した接続を確保しながら、変換効率を向上させる構造を提供することができる。

本発明の実施形態１を示すものであって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを示す模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルの模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、配線シートの模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態1を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、配線シートの配線と固定部材との位置関係を示す模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、配線シートと固定部材と裏面電極型太陽電池セルとの位置関係をしめす模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルの製造方法を示す模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、裏面電極型太陽電池セルと配線シートの接合方法を示す模式図である。 本発明の実施形態２を示すものであって、配線シートの配線と固定部材と裏面電極型太陽電池セルとの位置関係を示す模式図である。 本発明の実施形態２の別の例を示すものであって、配線シートの配線と固定部材と裏面電極型太陽電池セルとの位置関係を示す模式図である。 本発明の実施形態３を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。 本発明の実施形態４を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。 本発明の実施形態５を示すものであって、配線シートの配線と固定部材の位置関係を示す模式図である。 本発明の実施形態６を示すものであって、配線シートの配線を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

[実施形態１]
実施形態１に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。図１は、本実施形態の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを受光面側から見た図である。配線シート付き裏面電極型太陽電池セル１００は、裏面電極型太陽電池セル２を配線シート１に載置して形成される。裏面電極型太陽電池セル２は、配線シート１上の略櫛形のｎ型用配線、ｐ型用配線に対応する位置に、それぞれｎ型用電極、ｐ型用電極が対応するように載置され、ｎ型用配線はｎ型用電極と、ｐ型用配線はｐ型用電極と、それぞれ電気的に接続される構造を有している。本実施形態においては、配線と電極とは接合部材を介して接続されている。

図２は、本実施形態の裏面電極型太陽電池セルを模式的に示す図である。図２（a）は
、図１における裏面電極型太陽電池セル２のＡ−Ａ´断面を示す図であり、図２（ｂ）は裏面電極型太陽電池セルを裏面側から見た場合の模式図である。本願における裏面とは、裏面電極型太陽電池セルの受光面の逆の面である。

図２（ａ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２の凹凸形状を有するシリコン基板２１の受光側に、反射防止膜２２が形成され、シリコン基板２１の裏面側にパッシベーション膜２５が形成されている。シリコン基板２１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基板を用いることができる。シリコン基板２１の厚さとしては、５０μｍ以上４００μｍ以下程度が望ましい。反射防止膜２２として、窒化シリコンからなる膜を用い、パッシベーション膜２５としては、酸化シリコンからなる膜を用いた。いずれもこれらに限定されるものではない。パッシベーション膜２５として、例えば、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もできる。

また、シリコン基板２１の内部の裏面側に、リンなどのｎ型不純物が拡散されたｎ型不純物拡散領域２３と、ボロンなどのｐ型不純物が拡散されたｐ型不純物拡散領域２４とが形成されている。ｎ型不純物拡散領域２３はリンなどのｎ型不純物を含む領域である。ｐ型不純物拡散領域２４はボロンあるいはアルミニウムなどのｐ型不純物を含む領域である。

ｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコン基板２１の内部では、ｎ型不純物拡散領域２３またはｐ型不純物拡散領域２４とシリコン基板２１との界面において、複数のｐｎ接合が形成されている。よって、パッシベーション膜２５に設けられたコンタクトホールを介してｎ型不純物拡散領域２３に接続されたｎ型用電極２６、およびｐ型不純物拡散領域２４に接続されたｐ型用電極２７の各々は、シリコン基板２１の内部の裏面側に形成された複数のｐｎ接合にそれぞれ対応した電極となる。ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７として、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２（ｂ）に示すように、ｎ型用電極２６、及びｐ型用電極２７は、それぞれ所定の間隔を開けて形成された長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用電極２６の矩形部とｐ型用電極２７の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のいずれも矩形部の幅およびピッチはほぼ一定である。矩形部の幅とは、電極の長手方向に直交する方向、すなわち短手方向の長さを示す。矩形部のピッチとは、電極の短手方向の中点と隣接する電極の短手方向の中点の間の距離を示す。

また、ｎ型用電極、ｐ型用電極は、長手方向に複数に分断された形状でも良い。

図３は、本実施形態の配線シートの模式図である。図３（ａ）は、受光面側から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示す図である。

配線シート１は、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１の一方の表面上に形成された配線１６とから構成されている。絶縁性基材１１として例えばＰＥＴが用いられる。また配線１６としては、例えば銅などの導電性を有する材料が用いられる。本実施形態においては、配線シートの絶縁性基材として厚さ７５μｍ程度のＰＥＴを主成分とする樹脂シートを用い、配線として厚さ約３５μｍの銅配線を用いた。樹脂シートの主成分はＰＥＴに限定されるものではなく、ＰＥＮ等を用いてもよい。

図３の配線シート１上に、４行４列の計１６個の裏面電極型太陽電池セルを配置し、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを構成する。配線シート１上の配線によって、１６
個の裏面電極型太陽電池セルが電気的に直列接続される。例えば、配線シート１上の領域Ｃに配置される裏面電極型太陽電池セルのｎ型用電極、ｐ型用電極は、領域Ｃのｎ型用配線１２、ｐ型用配線１３にそれぞれ電気的及び物理的に接続される。また、配線シート１上の領域Ｄに配置される裏面電極型太陽電池セルのｎ型用電極、ｐ型用電極は、領域Ｄのｎ型用配線１２、ｐ型用配線１３にそれぞれ電気的及び物理的に接続される。

ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３のそれぞれは略櫛形の形状（以下、矩形部と記す）を有している。ｎ型用配線１２の矩形部とｐ型用配線１３の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。

接続用配線１４ａおよび１４ｂは、ｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３の矩形部の長手方向に直交する方向に延在し、配線の矩形部に接続されている。矩形部の接続用配線と接続される部分を矩形部の根元部とし、根元部の逆の端を矩形部の先端部とする。

配線シート１の領域Ｃのｐ型用配線１３は、Ｐ型取出し用配線１３ａに接続されている。また、領域Ｃのｎ型用配線１２は、領域Ｄのｐ型用配線と接続用配線１４ａを介し接続されている。言い換えると、列方向に配置された隣接する裏面電極型太陽電池セル同士（ここでは、領域Ｃに配置される裏面電極型太陽電池セルと、領域Ｄに配置される裏面電極型太陽電池セル）は、配線シート１上の接続用配線１４ａを介して電気的および物理的に接続される。また、行方向に配置された裏面電極型太陽電池セル同士は、接続用配線１４ｂを介して電気的に接続される。このように、１６個の裏面電極型太陽電池セルが電気的に直列接続され、光電変換により発生した電流は、ｐ型取出し用配線１３ａ、ｎ型取出し用配線１２ａからそれぞれ取出されることとなる。

また、配線シート１の終端にそれぞれ位置しているｎ型用配線１２ａおよびｐ型用配線１３ａ以外の隣り合うｎ型用配線１２とｐ型用配線１３とは、接続用配線１４ａまたは１４ｂによって電気的に接続されている。接続用配線１４ｂは、裏面電極型太陽電池セルが対置される部分の外側に設けられている。

図４は、図１における配線シート付き裏面電極型太陽電池セル１００のＡ−Ａ´断面を示す図である。シリコン基板２１からなる裏面電極型太陽電池セル２の内部にｎ型不純物拡散領域２３とｐ型不純物拡散領域２４とが形成されている。ｎ型、Ｐ型それぞれの不純物拡散領域と接続されたｎ型用電極、ｐ型用電極を有している。絶縁性基材１１上に形成されたｎ型用配線１２及びｐ型用配線１３は、ｎ型用電極２６及びｐ型用電極２７と接合部材３２を介して接続されている。接合部材３２としては、たとえば半田などの導電性物質を含む材料を用いることができる。隣り合う配線間には固定部材３１が配置されている。

図５は、図３における配線シート１のＥの部分の拡大図である。Ｃ領域にあるｎ型用配線１２の矩形部の根元部と、隣接するＤ領域のｐ型用配線１３の矩形部の根元部とが接続用配線１４ａで接続されている。図３を用いて説明したように、裏面電極型太陽電池セルは、Ｃの領域、Ｄの領域それぞれに配置され、接続用配線１４ａで電気的に接続される。

Ｃの領域にあるｎ型用配線１２の矩形部の根元部は、直線状根元部１２ａと曲線状根元部１２ｂとがある。少なくとも１組の曲線状根元部の間に２つの直線状根元部が配置された構造である。曲線状根元部１２ｂのもっとも根元となる部分は、直線状根元部１２ａのもっとも根元となる部分よりも、Ｄの領域に近くなっている。ここで、もっとも根元となる部分とは、ｎ型用配線１２の矩形部の根元部のもっともＤの領域に近い部分である。

Ｄの領域にあるＰ型用配線１３の矩形部の根元部は、直線状根元部１３ａと曲線状根元
部１３ｂとがある。曲線状根元部の間に２つの直線状根元部が配置された構造である。曲線状根元部１３ｂのもっとも根元となる部分は、直線状根元部１３ａのもっとも根元となる部分よりも、Ｃの領域に近くなっている。

Ｃの領域にあるｎ型配線１２の矩形部の曲線状根元部１２ｂの矩形部の長手方向の延長線は、対向するＤの領域のｐ型用配線１３の矩形部の２つの直線状根元部１３ａの中間に位置するように配置されている。同様に、Ｄの領域にあるｐ型配線１３の矩形部の曲線状根元部１３ｂは、対向するＣの領域のｎ型用配線１２の矩形部の２つの直線状根元部１２ａの中間に位置するように配置されている。このような配線設計とすることにより、配線にクラックが入ることを防ぎ、太陽電池モジュールの高い変換効率を長期間にわたって維持することが可能となった。理由を以下に詳しく述べる。

矩形部の根元部であるが、直線状根元部よりも曲線状根元部の方が、配線にクラックが発生しにくい傾向があった。しかしながら、すべで曲線状根元部とした場合、Ｃ領域にあるｎ型用配線の矩形部の根元部と、隣接するＤ領域のｐ型用配線の矩形部の根元部とが近くなることになる。矩形部の根元部同士が近くなる部分がある、言い換えると接続用配線の幅が局所的に狭くなると、太陽電池モジュールの温度を上げた場合に、接続用配線にクラックが発生しやすくなる傾向があった。これは、配線シートの絶縁性基材であるＰＥＴと配線材として用いた銅との熱応力差に起因するものと考えられる。配線にクラックが入ったり、さらに進んで断線すると配線の電気抵抗が大きくなるため、太陽電池モジュールの変換効率が低下する。図５に示したような配線設計とすることにより、接続用配線１４ａの幅が局所的に狭くなることを防ぐことが可能となり、接続用配線１４ａにクラックが入りにくくなった。

直線状根元部は、直角で構成されるのではなく、角部がＲを有していてもよい。根元部の角部にＲを設けることにより、配線の角部がクラックの起点となることを防ぐことが可能となる。
図６は、図５の配線シート上の配線と固定部材との位置関係を示す概略図である。固定部材３１は、ｎ型用配線１２とｐ型用配線１３の矩形部との境界部分、及び接続用配線の周辺に配置される。

図７は、図５に示した配線シート１上に、裏面電極型太陽電池セル２を載置した状態を模式的に示した図である。配線シートと固定部材と裏面電極型太陽電池セルとの位置関係を示した模式図であり、裏面電極型太陽電池セル２の裏面側に形成された電極を斜線で示している。

裏面電極型太陽電池セル２に形成されたｐ型用電極２７、ｎ型用電極２６の周辺に固定部材３１が配置される。本実施形態の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルにおいては、配線シートに形成された配線の矩形部の根元部及び先端部、固定部材３１が、裏面電極型太陽電池セルに完全に覆われる構造としている。裏面電極型太陽電池セルに完全に覆われる構造とすることにより、固定部材に受光面側からの光が、直接あたらないこととなる。このような構造とすることにより、固定部材の光劣化を防ぐことが可能となり、長期信頼性が向上した。
また、配線シート上の固定部材３１が、配線の矩形部の根元部の少なくとも変曲点を覆う構造とすることにより、長期間にわたり配線の断線を防ぐことが可能となった。理由を以下に詳しく述べる。
変曲点とは、曲線が上に凸の状態から上に凹の状態に変わる点（または、上に凹の状態から上に凸の状態に変わる点）、直線から曲線に変わる点（または、曲線から直線に変わる点）を示す。言い換えると、変曲点とは、変形面内で応力ベクトルの変化量が非常に大きい箇所（小さな領域で大きく変化している箇所）である。よって、変曲点では応力が集中
するため、配線のクラックや断線の起点になりやすいと考えられる。太陽電池モジュールに熱が加わった場合、配線シートを構成する絶縁性基材は膨張するが、裏面電極型太陽電池セルを構成するシリコン基板はほとんど膨張しないため、熱膨張の差により、応力が発生する。応力が集中する配線の変曲点周辺を固定部材で接着固定することで、配線シート面内の変形を抑制することが可能となったため、長期間にわたり配線の断線を防ぐことが可能となったと考えられる。

以下に、本実施形態の配線シート付き裏面電極太陽電池セルの製造方法を示す。

図８は、図１、図２に示す本実施形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例を示す模式的断面図である。製造方法の一例を、図８を用いて説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、シリコン基板２１を用意する。インゴットからスライスしたものであるため、シリコン基板２１の表面にはスライスダメージ２１ａが形成されている。

次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン基板２１の表面のスライスダメージ２１ａを除去する。スライスダメージ２１ａの除去は、たとえば上記のスライス後のシリコン基板２１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。

次に、図８（ｃ）に示すように、シリコン基板２１の裏面に、ｎ型不純物拡散領域２３およびｐ型不純物拡散領域２４をそれぞれ形成する。ｎ型不純物拡散領域２３は、たとえば、ＰＯＣｌ₃のようなｎ型不純物であるリンを含むガスを用いた気相拡散により形成す
ることができる。ｐ型不純物拡散領域２４は、たとえば、ＢＢｒ₃のようなｐ型不純物で
あるボロン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。

次に、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板２１の裏面にパッシベーション膜２５を形成する。パッシベーション膜２５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。

次に、図８（ｅ）に示すように、シリコン基板２１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２２を形成する。テクスチャ構造は、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シリコン基板２１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。反射防止膜２２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。

次に、図８（ｆ）に示すように、シリコン基板２１の裏面のパッシベーション膜２５の一部を除去することによってコンタクトホール２５ａおよびコンタクトホール２５ｂを形成する。ここで、コンタクトホール２５ａは、ｎ型不純物拡散領域２３の表面の少なくとも一部を露出させるように形成され、コンタクトホール２５ｂは、ｐ型不純物拡散領域２４の表面の少なくとも一部を露出させるように形成される。

なお、コンタクトホール２５ａおよびコンタクトホール２５ｂ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２５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２５をエッチングなどにより除去する方法で形成することができる。

次に、図８（ｇ）に示すように、銀をスクリーン印刷することにより、ｎ型用電極２６とｐ型用電極２７とを形成する。ｎ型用電極２６はコンタクトホール２５ａを通してｎ型不純物拡散領域２３に接し、ｐ型用電極２７はコンタクトホール２５ｂを通してｐ型不純物拡散領域２４に接する。電極を略矩形とすることで、スクリーン印刷のかすれ等がおこりにくく、電極形成プロセスをより安定させることができる。

さらに、本実施形態の裏面電極型太陽電池セルと配線シートの貼り付けについて図９を用いて説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、シリコン基板２１の裏面上に所定の間隔を空けて設けられたｎ型用電極２６とｐ型用電極２７とを含む裏面電極型太陽電池セル２を用意する。ここではｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７は説明の便宜のためそれぞれ１つずつしか図示していないが、それぞれ複数あってもよいことは言うまでもない。

次に、図９（ｂ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２のシリコン基板２１の裏面のｎ型用電極２６とｐ型用電極２７との間に、それぞれ未硬化の固定部材３１ａを設置する。固定樹脂は、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとを固定するものである。

固定樹脂３１ａの設置方法としては、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を挙げることができる。なかでも、スクリーン印刷を用いることが好ましい。簡易に、低コストで、かつ短時間で固定樹脂３１ａを設置することができる。

裏面電極型太陽電池セル２のシリコン基板２１側における固定樹脂３１ａの幅は、ｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７と接触しないような幅であることが好ましい。裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との間の電気的な接続の安定性の向上が期待できるからである。

なお、本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に固定樹脂３１ａを設置する場合について説明するが、配線シート１の配線間に固定樹脂３１ａを設置してもよく、裏面電極型太陽電池セル２の電極間および配線シート１の配線間のそれぞれに固定樹脂３１ａを設置してもよい。

固定樹脂３１ａの形状は、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のそれぞれに沿うライン状とすることが好ましいが、後述する封止材中への封止工程において、第１硬化状態の固定樹脂が軟化して十分に拡がることできる程度の隙間が電極との間に設けられていれば、断続的に配置するような形状でも構わない。

固定樹脂３１ａとしては、Ｂステージ化可能な樹脂が用いられることが好ましい。Ｂステージ化可能な樹脂とは、液体状態の未硬化の固定樹脂３１ａを加熱したときに、粘度が上昇して硬化状態（第１の硬化状態）となった後に粘度が低下して軟化し、その後に再度粘度が上昇して硬化状態（第２の硬化状態）となる樹脂のことである。

次に、図９（ｃ）の模式的断面図に示すように、未硬化の固定部材３１ａを硬化して第１の硬化状態の固定部材３１ｂとする。未硬化の固定部材３１ａは、たとえば、加熱および／または紫外線などの光の照射などによって硬化して第１の硬化状態となる。これにより、未硬化の固定部材３１ａの状態と比べて、粘着力および流動性が低下した第１の硬化状態の固定部材３１ｂを得ることができる。

また、第１の硬化状態の固定部材３１ｂは、常温（約２５℃）における未硬化状態と比
べて粘度が高く、形状保持性（外力を加えない限り変形しない性質）を有しており、かつ接着性の低い状態（固定部材３１ｂの表面に裏面電極型太陽電池セル２や配線シート１を接触させても裏面電極型太陽電池セル２や配線シートに固定部材３１ｂが付着しない程度の接着性を有する状態）であることが好ましい。この場合には、後述する接合部材を設置する工程において、生産性の高い印刷工程を採用することが可能となる。さらには、後述する裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせる工程において、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせた後においても、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを容易に取り外しできる傾向にある。そのため、裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との位置合わせを容易かつ高精度に行なうことができる傾向にある。

加熱により、未硬化状態の固定部材３１ａを第１の硬化状態の第１の固定部材３１ｂとする場合は、第１の硬化状態の第１の固定部材３１ｂとなる温度は、後述する第１の硬化状態の第１の固定部材３１ｂが軟化する温度および軟化状態の第１の固定部材３１ｃが第２の硬化状態となる温度よりも低いことが好ましい。これにより、加熱温度を制御することで、未硬化状態の固定部材３１ａが軟化状態や第２の硬化状態まで進行してしまうことを防止することができる。

次に、図９（ｄ）の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７のそれぞれの表面に接合部材３２を設置する。接合部材３２としては、たとえば半田などの導電性物質を含む材料を用いることができる。接合部材３２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り設置することができる。なかでも、スクリーン印刷を用いることが好ましい。簡易に、低コストで、かつ短時間で接合部材３２を設置することができるためである。

なお、本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池セル２の電極上に接合部材３２を設置する場合について説明するが、配線シートの配線上に接合部材３２を設置してもよく、裏面電極型太陽電池セル２の電極上および配線シートの配線上のそれぞれに接合部材３２を設置してもよい。また、固定部材３１ａと接合部材３２との両方を裏面電極型太陽電池セル２若しくは配線シート１に設置するようにしなくてもよく、たとえば、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に固定部材３１ａを設置して、配線シートの配線上に接合部材３２を設置してもよい。

次に、図９（ｅ）に示すように、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを重ね合わせる。裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との重ね合わせは、裏面電極型太陽電池セル２のｎ型用電極２６およびｐ型用電極２７が、それぞれ配線シート１の絶縁性基材１１上に設けられたｎ型用配線１２およびｐ型用配線１３と接合部材３２を介して対向するようにして行なわれる。

次に、上記のようにして重ね合わせた裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを加圧しながら加熱および／または光を照射することによって、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルを作製する。

ここで、図９（ｆ）の模式的断面図に示すように、第１の硬化状態の固定部材３１ｂは、加熱および／または紫外線などの光の照射によって粘度が低下して軟化し、軟化状態の固定部材３２ｃになる。

そして、図９（ｇ）の模式的断面図に示すように、裏面電極型太陽電池セル２の電極間に位置する軟化状態の固定部材３１ｃは、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との間の加圧によって変形して、配線シート１の配線間に入り込む。また、接合部材３２中の
導電性物質も加熱されることによって溶融し、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１との間の加圧によって裏面電極型太陽電池セル２の電極と配線シート１の配線との間で変形する。

その後、図９（ｈ）の模式的断面図に示すように、軟化状態の固定部材３１ｃがさらに加熱および／または紫外線などの光の照射によって粘度が上昇して再度硬化し、第２の硬化状態の固定部材３１ｄになる。第２の硬化状態は樹脂の架橋反応による硬化であるため、第２の硬化状態の固定部材３１ｄは再度軟化することなく状態が安定する。すなわち、裏面電極型太陽電池セル２と配線シート１とを強固に接合することができる。

その後、受光面側から、透光性基材、封止樹脂、配線シート付き裏面電極型太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材となるように配置し、加熱及び加圧を行うことで封止した。透光性基材としてはガラスを用いた。また、封止樹脂としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）を用いた。ＥＶＡに限定する必然性はなく、例えばオレフィン系の樹脂を用いても良い。

配線シート付き裏面電極型太陽電池セルは、ｐ型取出し用配線とｎ型取出し用配線とを有しており、それぞれ端子ボックスに電気的に接続した。さらに、封止した配線シート付き付き裏面電極型太陽電池セルの側部にフレームを嵌め込み高い強度を得る構造とした。

[実施形態２]
実施形態２に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、配線と固定部材と裏面電極型太陽電池セルとの位置関係である。

図１０に本実施形態の配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの一部を示す。実施形態１の説明で用いた図３におけるＥの部分の拡大図にあたる。配線シート上にｎ型用配線１２２とｐ型用配線１３２が配置されており、接続用配線で接続されている。ｎ型用配線１２２の曲線状根元部１２２ｂは、直線状根元部１２２ａの根元部よりも対向する領域につきだした形状となっている。また、ｐ型用配線１３２の曲線状根元部１３２ｂは、直線状根元部１３２ａの根元部よりも対向する領域につきだした形状となっている。
固定部材３１２の配置場所を細かい点線で示した。本実施形態においては、配線の変曲点は固定部材３１２で覆われているが、配線を構成する複数の矩形部の根元部の一部には固定部材で覆われていない箇所がある。このように配線のすべての周辺部が固定部材で覆われていない場合でも、配線のクラックの発生を抑えることが可能である。固定部材の配置面積を減らすことにより、固定部材の材料費を削減することが可能となった。

図１０中に、裏面電極型太陽電池セルの端を実線で記載した。それぞれの曲線状根元部１２２ｂ、１３２ｂのもっとも根元にあたる部分は、固定部材３１２及び裏面電極型太陽電池セルで覆われていない。このような設計とすることにより、隣接する裏面電極型太陽電池セル同士をより近づけた配置が可能となる。太陽電池セル間の隙間を小さくすることにより、太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの充填率を大きくすることができる。よって、単位面積あたりの太陽電池モジュール変換効率をあげることが可能となる。

図１１は、本実施形態の配線シート付裏面電極型太陽電池セルの別の例を示した模式図である。配線シート上にｎ型用配線１２３とｐ型用配線１３３が配置されており、接続用配線で接続されている。図１１中に、裏面電極型太陽電池セルの端を実線で示した。図１０で示した実施例と異なる点は、各配線の曲線状根元部１２２ｂ、１３２ｂのもっとも根元にあたる部分は、固定部材３１３では覆われてないが、裏面電極型太陽電池セルでは覆われている点である。このような配置としてもよい。

[実施形態３]
実施形態３に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態２と異なる点は、配線シート上の固定部材の配置である。

図１２に本実施形態の配線シートに固定部材３１４を配置した概略図を示す。本実施形態においては、接続用配線周縁の固定部材３４を波形状に配置した。ｎ型用配線１２４とｐ型用配線１３４の直線状根元部１２４ａ、１３４ａと曲線状根元部１２４ｂ、１３４ｂは固定部材３４で覆われている。固定部材の配置を直線状ではなく、波型とすることで、より局所的な応力集中を緩和することが可能となった。

[実施形態４]
実施形態４に係る配線シート付き裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態２と異なる点は、配線シート上の固定部材の配置である。

図１３に本実施形態の配線シートに配線部材３１５を配置した概略図を示す。本実施の形態においては、配線の矩形部の短辺に沿って、固定部材３１５を波形状に配置した。ｎ型用配線１２５とｐ型用配線１３５の直線状根元部１２５ａ、１３５ａと曲線状根元部１２５ｂ、１３５ｂとは固定部材３１５で覆われている。実施形態３と異なる点は、波形をよりこまかくした点である。固定部材の直線状に配置した箇所を減らすことにより、より確実に、応力集中を緩和することが可能となった。

[実施形態５]
実施形態５に係る配線シート付裏面電極型太陽電池セルについて、図面を参照して説明すれば以下のとおりである。実施形態３と異なる点は、配線シート状の固定部材を接続用配線の周縁部だけでなく、逆側も波形状とした点である。

図１４に本実施形態の配線シートに配線部材３１６を配置した概略図を示す。本実施の形態においては、配線の矩形部の短辺方向に、固定部材３１６を波形状に配置した。より詳しくは、固定部材３１６の波形の変曲点と、ｎ型用配線１２６とｐ型用配線１３６の直線状根元部１２６ａ、１３６ａの変曲点とが、配線の矩形部の長辺方向の延長線上に位置するような設計とした。このような固定部材３１６の配置により、配線へかかる応力が均一化され、局所的な応力集中によるクラックの発生をより確実に抑えることが可能となった。
また、ｎ型用配線１２６とｐ型用配線１３６の直線状根元部１２６ａ、１３６ａと曲線状根元部１２６ｂ、１３６ｂとは固定部材３１６で覆われている。このような構造とすることにより、配線部材３１６が局所的に細くなる部分がなくなった。よって、配線のクラックの発生をより確実に抑えることが可能となった。

[実施形態６]
実施形態５に係る配線シートについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、配線シートの配線の形状である。
図１５に本実施形態の配線シートの配線の形状について示した模式図を示す。ｎ型用配線１２７の矩形部の根元部は、直線状根元部１２７ａと曲線状根元部１２７ｂとがある。少なくとも１組の曲線状根元部の間に４つの直線状根元部が配置された構造である。ｐ型用配線１３７の矩形部の根元部は、直線状根元部１３７ａと曲線状根元部１３７ｂとがある。曲線状根元部の間に４つの直線状根元部が配置された構造である。実施形態１において、曲線状根元部の間に２つの直線状根元部が配置された構造を示したが、本実施形態に示
したように４つでもよい。少なくとも１組の曲線状根元部の間に配置される直線状根元部は、偶数個が望ましい。曲線状根元部が対向する領域の直線状根元部の中央部に配置されるようにするためである。

以上、実施形態１から実施形態６について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した６つの実施形態それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 配線シート
２ 裏面電極型太陽電池セル
１１ 絶縁性基材
１２ ｎ型用配線
１２ａ 直線状根元部
１２ｂ 曲線状根元部
１３ ｐ型用配線
１３ａ 直線状根元部
１３ｂ 曲線状根元部
１４ 接続用配線
１６ 配線
２１ シリコン基板
２２ 反射防止膜
２３ ｎ型不純物拡散領域
２４ ｐ型不純物拡散領域
２５ パッシベーション膜
２６ ｎ型用電極
２７ ｐ型用電極
３１ 固定部材
３２ 接合部材
１００ 配線シート付き裏面電極型太陽電池セル

Claims (5)

1. 配線シートと裏面電極型太陽電池セルからなる配線シート付き裏面電極型太陽電池セルであって、
   前記配線シートは、絶縁性基材と前記絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、
   前記配線シートは、裏面電極型太陽電池セルが配置される領域と、前記裏面電極型太陽電池セルに隣接する裏面電極型太陽電池セルが配置される対向する領域とを有し、
   前記配線の矩形部は直線状根元部と曲線状根元部とを有し、
   少なくとも１組の曲線状根元部の間に直線状根元部が複数個配置され、
   前記領域の前記曲線状根元部の矩形部の長手方向の延長線は、前記対向する領域の２つの前記直線状根元部の中間に位置するように配置された配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
2. 前記配線は、少なくとも１組の前記曲線状根元部の間に偶数個の前記直線状根元部が配置されている請求項１記載の配線シート付裏面電極型太陽電池セル。
3. 前記配線シートと前記裏面電極型太陽電池セルとが固定部材により接着されており、
   前記固定部材が少なくとも前記配線の変曲点を覆っている請求項１又は２に記載の配線シート付裏面電極型太陽電池セル。
4. 配線シートと裏面電極型太陽電池セルからなる配線シート付き裏面電極型太陽電池セルであって、
   前記配線シートは、絶縁性基材と前記絶縁性基材の受光面側に設けられた配線とを有し、
   前記配線シートは、裏面電極型太陽電池セルである第１セルが配置される第１領域と、前記第１セルに隣接する裏面電極型太陽電池セルである第２セルが配置される第２領域とを有し、
   前記配線は、前記第１領域において前記第１セルの電極に接続される複数の第１矩形部と、前記第２領域において前記第２セルの電極に接続される複数の第２矩形部と、前記複数の第１矩形部と前記複数の第２矩形部とを接続する接続用配線とを有し、
   前記接続用配線は、前記第１領域と前記第２領域の間にあり、
   前記複数の第１矩形部は、前記接続用配線と接続される部分である複数の第１根元部を有し、
   前記複数の第２矩形部は、前記接続用配線と接続される部分である複数の第２根元部を有し、
   前記接続用配線は、前記複数の第１根元部の間に第１直線状根元部と第１曲線状根元部とを有し、
   前記接続用配線は、前記複数の第２根元部の間に第２直線状根元部と第２曲線状根元部とを有し、
   隣り合う少なくとも１組の第２曲線状根元部の間に第２直線状根元部が複数個配置され、前記第１曲線状根元部は、前記第２直線状根元部と前記第２曲線状根元部の配列方向において、２つの前記第２直線状根元部の中間に位置するように配置された配線シート付き裏面電極型太陽電池セル。
5. 前記配線は、隣り合う少なくとも１組の前記第２曲線状根元部の間に偶数個の前記第２直線状根元部が配置されている請求項４記載の配線シート付裏面電極型太陽電池セル。