JP7483382B2 - Solar Cell Module - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module.

太陽電池セルの中には、裏面側にのみ電極を有するバックコンタクト型のものがある。バックコンタクト型の太陽電池セルでは、表面側に光を遮光する電極が配設されないので、略全面が光電変換に寄与し得る。バックコンタクト型の太陽電池セルの一形態として、集電抵抗を低減するために、第１の極性を有する複数の第１電極と第２の極性を有する複数の第２電極とが基板全体に分散して配設され、複数の第１電極間を接続する複数の配線材（線状の導体）と、複数の第２電極間を接続する複数の配線材とを備えるものがある。このように複数の配線材を有する太陽電池セルを接続してモジュール化する場合、隣接する太陽電池セル間で配線材を一体化すること、つまり、隣接する太陽電池セルに跨って延びる配線材を用いることで、太陽電池セル間を接続する構成が知られている。 Some solar cells are of the back contact type, which has electrodes only on the back side. In a back contact type solar cell, since no light-shielding electrodes are arranged on the front side, almost the entire surface can contribute to photoelectric conversion. In one form of back contact type solar cell, in order to reduce current collection resistance, a plurality of first electrodes having a first polarity and a plurality of second electrodes having a second polarity are distributed and arranged over the entire substrate, and a plurality of wiring materials (linear conductors) connecting the plurality of first electrodes and a plurality of wiring materials connecting the plurality of second electrodes are provided. When connecting solar cells having a plurality of wiring materials in this way to form a module, a configuration is known in which the wiring materials between adjacent solar cells are integrated, that is, the solar cells are connected by using wiring materials that extend across adjacent solar cells.

また、複数の太陽電池セルをモジュール化する態様として、複数の太陽電池セルを互いの端部を順番に重ねるように並べて接続するシングリング構造が知られている。太陽電池セルの端部を重ねることで、モジュール全体の面積に対する実際に光電変換に寄与する有効領域の面積の割合を大きくすることができる。バックコンタクト型の太陽電池セルを用いる太陽電池モジュールにおいても、太陽電池セル間に隙間ができないよう、太陽電池セルの端部を重ね合わせるシングリング構造とすることで、モジュールの面積当たりの出力を向上することができる。 As a form of modularizing multiple solar cells, a shingled structure is known in which multiple solar cells are arranged and connected so that their ends overlap in sequence. By overlapping the ends of the solar cells, it is possible to increase the ratio of the area of the effective region that actually contributes to photoelectric conversion to the area of the entire module. Even in solar cell modules that use back-contact type solar cells, the output per area of the module can be improved by using a shingled structure in which the ends of the solar cells are overlapped to prevent gaps between the solar cells.

特許文献１には、太陽電池セルの端部を重ね合わせ、隣接する太陽電池セル間に跨って延びる第１集電部材および第２集電部材を用いて太陽電池セル間を接続したモジュールが記載されている。特許文献１には、表面側に配置される太陽電池セルの裏面の隣接する太陽電池セルが重ねられる領域に絶縁材を配置することによって、太陽電池セルの重ね合わせられた領域に応力が集中して太陽電池セルが破損したり接続のための半田が剥離したりすることを防止する技術が開示されている。 Patent Document 1 describes a module in which the ends of solar cells are overlapped and the solar cells are connected using a first current collecting member and a second current collecting member that extend across the space between adjacent solar cells. Patent Document 1 discloses a technology in which an insulating material is placed in the area where adjacent solar cells are overlapped on the back surface of a solar cell placed on the front surface side, thereby preventing stress from concentrating in the overlapping area of the solar cells, causing the solar cells to break or the solder used for connection to peel off.

特許第５４３０３２６号公報Japanese Patent No. 5430326

特許文献１の構成では、太陽電池セルの互いに対向する面に作用しあう応力を軽減することができる。しかしながら、特許文献１の構成でも、太陽電池セル間に跨って延びる第１集電部材および第２集電部材が裏面側の太陽電池セルの端部のエッジに圧接されることにより裏面側の太陽電池セルの端部が破損する場合があり、信頼性を低下させる原因となっている。 The configuration of Patent Document 1 can reduce the stress acting on the opposing surfaces of the solar cells. However, even with the configuration of Patent Document 1, the first and second current collecting members extending across the solar cells may be pressed against the edges of the ends of the solar cells on the back side, causing damage to the ends of the solar cells on the back side, which reduces reliability.

本発明は、信頼性が高い太陽電池モジュールを提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a highly reliable solar cell module.

本発明に係る太陽電池モジュールは、それぞれ複数の接続電極を有し、第１方向に並べて配置される複数の太陽電池セルと、前記第１方向に隣接する前記太陽電池セルの前記接続電極間を接続する複数の配線材と、を備え、前記太陽電池セルは、その前記第１方向一方側の端部が隣接する前記太陽電池セルの前記第１方向他方側の端部の裏側に重なるよう配置され、前記第１方向一方側の端部の裏面に前記配線材を支持する緩衝材を有する。 The solar cell module according to the present invention comprises a plurality of solar cells, each having a plurality of connection electrodes, arranged in a first direction, and a plurality of wiring members connecting the connection electrodes of the solar cells adjacent in the first direction, the solar cells being arranged such that one end of each solar cell on one side in the first direction overlaps the back side of the end of the adjacent solar cell on the other side in the first direction, and a cushioning material supporting the wiring members is provided on the back side of the end on one side in the first direction.

本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、前記緩衝材は、前記第１方向に垂直な方向に間欠的に配設されていてもよい。 In the solar cell module according to the present invention, the buffer material may be intermittently arranged in a direction perpendicular to the first direction.

本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、前記緩衝材は、裏面に前記第１方向に延びる１以上の凹部を有してもよい。 In the solar cell module according to the present invention, the cushioning material may have one or more recesses on the back surface thereof extending in the first direction.

本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、前記凹部の深さが７μｍ以上３０μｍ以下であり、前記凹部の幅が５０μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。 In the solar cell module of the present invention, the depth of the recess may be 7 μm or more and 30 μm or less, and the width of the recess may be 50 μm or more and 200 μm or less.

本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、前記緩衝材の前記第１方向に垂直な方向の長さは、前記第１方向の長さよりも大きくてもよい。 In the solar cell module according to the present invention, the length of the buffer material in a direction perpendicular to the first direction may be greater than the length in the first direction.

本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池セルは、前記接続電極の間に、前記接続電極以外の部分と前記配線材との電気的接触を防止する配線絶縁材をさらに備え、前記緩衝材は、前記配線絶縁材と同じ材料から形成されていてもよい。 In the solar cell module according to the present invention, the solar cell further includes a wiring insulating material between the connection electrodes to prevent electrical contact between the wiring material and parts other than the connection electrodes, and the buffer material may be made of the same material as the wiring insulating material.

本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池セルは、前記第１方向他方側の端部の裏面に隣接する前記太陽電池セルを支持するセル絶縁材をさらに有し、前記緩衝材の前記第１方向に垂直な方向の長さは、前記セル絶縁材の前記第１方向に垂直な方向の長さより長くてもよい。 In the solar cell module according to the present invention, the solar cell further has a cell insulator supporting the solar cell adjacent to the back surface of the end portion on the other side in the first direction, and the length of the buffer material in the direction perpendicular to the first direction may be longer than the length of the cell insulator in the direction perpendicular to the first direction.

本発明によれば、信頼性が高い太陽電池モジュールを提供することができる。 The present invention provides a highly reliable solar cell module.

本発明の太陽電池モジュールの模式裏面図である。FIG. 2 is a schematic rear view of the solar cell module of the present invention. 図１の太陽電池モジュールの模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the solar cell module of FIG. 1 . 図１の太陽電池モジュールのＡ－Ａ線断面図である。2 is a cross-sectional view of the solar cell module of FIG. 1 taken along line AA. 図３の太陽電池モジュールのＢ－Ｂ線断面図である。4 is a cross-sectional view of the solar cell module of FIG. 3 taken along line BB.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For convenience, hatching and component symbols may be omitted. In such cases, other drawings should be referenced. Also, the dimensions of various components in the drawings have been adjusted for ease of viewing.

図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール１の模式裏面図である。図２は、図１の太陽電池モジュールの模式断面図である。図３は、太陽電池モジュール１のＡ－Ａ線断面図である。図４は、太陽電池モジュール１のＢ－Ｂ線断面図である。 Figure 1 is a schematic back view of a solar cell module 1 according to one embodiment of the present invention. Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the solar cell module of Figure 1. Figure 3 is a cross-sectional view of solar cell module 1 taken along line A-A. Figure 4 is a cross-sectional view of solar cell module 1 taken along line B-B.

太陽電池モジュール１は、それぞれ第１方向に延びる複数の太陽電池ストリング２と、太陽電池ストリング２の表面（受光面）側に配置される表側保護部材３と、太陽電池ストリング２の裏面（受光面と反対側の面）側に配置される裏側保護部材４と、表側保護部材３および裏側保護部材４間の隙間に充填される封止材５と、太陽電池ストリング２間を接続する一対の接続部材６と、を備える。 The solar cell module 1 includes a plurality of solar cell strings 2 each extending in a first direction, a front protective member 3 arranged on the front (light-receiving) side of the solar cell strings 2, a back protective member 4 arranged on the back (opposite side to the light-receiving) side of the solar cell strings 2, a sealant 5 filled in the gap between the front protective member 3 and the back protective member 4, and a pair of connecting members 6 connecting the solar cell strings 2.

太陽電池ストリング２は、第１方向に並べられた複数の太陽電池セル１０と、太陽電池セル１０間を電気的に接続する複数の配線材２０と、複数の太陽電池セル１０および複数の配線材２０の裏面側を覆う樹脂フィルム３０と、を備える。太陽電池ストリング２において、各太陽電池セル１０は、第１方向一方側の端部が隣接する太陽電池セル１０の他方側の端部の裏面に重なるよう配置される。つまり、太陽電池ストリング２は、複数の太陽電池セル１０の第１方向の端部を順番に重ねたシングリング構造を有する。 The solar cell string 2 comprises a plurality of solar cells 10 arranged in a first direction, a plurality of wiring members 20 that electrically connect the solar cells 10, and a resin film 30 that covers the rear side of the plurality of solar cells 10 and the plurality of wiring members 20. In the solar cell string 2, each solar cell 10 is arranged such that an end on one side in the first direction overlaps the rear side of the end on the other side of the adjacent solar cell 10. In other words, the solar cell string 2 has a single-ring structure in which the ends in the first direction of the plurality of solar cells 10 are stacked in order.

それぞれの太陽電池セル１０は、半導体基板１１を有する。半導体基板１１の裏面側の少なくとも他の太陽電池セル１０が表面側に配置されない領域には、第１の導電型を有し、第１方向に垂直な第２方向に延びる帯状の複数の第１半導体層１２と、第２の導電型を有し、第２方向に延びる帯状の複数の第２半導体層１３とが第１方向に交互に配設されている。第１半導体層１２および第２半導体層１３の裏面側には、それぞれ第２方向に延びる収集電極１４が配設されている。それぞれの収集電極１４の裏面側には、配線材２０が接続される複数の接続電極１５が一定の間隔を空けて配設されている。第１半導体層１２の裏面側の接続電極１５と第２半導体層１３の裏面側の接続電極１５とは、互い違いに配置されている。収集電極１４の裏面側の接続電極１５の間の部分には、それぞれ配線絶縁材１６が配設されている。半導体基板１１の裏面の第一方向一方側の端部、つまり他の太陽電池セル１０の裏側に配置される領域には、配線材２０を支持する緩衝材１７が配設され、半導体基板１１の裏面の第一方向他方側の端部、つまり他の太陽電池セル１０の表側に配置される領域には、隣接する太陽電池セル１０を支持するセル絶縁材１８が配設されている。太陽電池セル１０は、これらの構成以外に、例えば反射防止層、パッシベーション層等の各種の構成要素を有してもよい。 Each solar cell 10 has a semiconductor substrate 11. In the region on the back side of the semiconductor substrate 11 where at least other solar cell 10 is not arranged on the front side, a plurality of strip-shaped first semiconductor layers 12 having a first conductivity type and extending in a second direction perpendicular to the first direction, and a plurality of strip-shaped second semiconductor layers 13 having a second conductivity type and extending in the second direction are alternately arranged in the first direction. On the back side of the first semiconductor layer 12 and the second semiconductor layer 13, a collector electrode 14 extending in the second direction is arranged. On the back side of each collector electrode 14, a plurality of connection electrodes 15 to which the wiring material 20 is connected are arranged at regular intervals. The connection electrodes 15 on the back side of the first semiconductor layer 12 and the connection electrodes 15 on the back side of the second semiconductor layer 13 are arranged alternately. Wiring insulation materials 16 are arranged in the portions between the connection electrodes 15 on the back side of the collector electrodes 14. A buffer material 17 supporting the wiring material 20 is disposed at an end on one side of the first direction of the back surface of the semiconductor substrate 11, i.e., the region located on the back side of the other solar cell 10, and a cell insulating material 18 supporting the adjacent solar cell 10 is disposed at an end on the other side of the first direction of the back surface of the semiconductor substrate 11, i.e., the region located on the front side of the other solar cell 10. In addition to these configurations, the solar cell 10 may have various other components such as an anti-reflection layer, a passivation layer, etc.

半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコンから形成することができる。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体基板である。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。このような半導体基板１１は、表面からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。 The semiconductor substrate 11 can be formed from crystalline silicon such as single crystal silicon or polycrystalline silicon. The semiconductor substrate 11 is, for example, a p-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with a p-type dopant. An example of the p-type dopant is boron (B). Such a semiconductor substrate 11 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the surface and generates photocarriers (electrons and holes).

第１半導体層１２および第２半導体層１３は、所望の導電型を付与するドーパントをドープしたアモルファスシリコンによって形成することができる。ｐ型のドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられ、ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。 The first semiconductor layer 12 and the second semiconductor layer 13 can be formed of amorphous silicon doped with a dopant that imparts the desired conductivity type. An example of a p-type dopant is boron (B), and an example of an n-type dopant is phosphorus (P).

収集電極１４は、例えば銀ペースト等の導電性ペーストの印刷および焼成により形成することができる。 The collecting electrode 14 can be formed, for example, by printing and firing a conductive paste such as silver paste.

接続電極１５は、例えば銀ペースト等の導電性ペーストの印刷および焼成により形成することができる。つまり、接続電極１５は、収集電極１４に同様の材料を局所的に積層することによって形成できる。 The connection electrode 15 can be formed by printing and firing a conductive paste, such as silver paste. That is, the connection electrode 15 can be formed by locally laminating a similar material to the collection electrode 14.

配線絶縁材１６は、少なくとも、収集電極１４の平面視で配線材２０と重複し、接続電極１５が存在しない領域を被覆するよう配設される。配線絶縁材１６は、ペースト状の絶縁材料の印刷および焼成により形成することができる。 The wiring insulating material 16 is arranged so that it overlaps with the wiring material 20 at least in a plan view of the collecting electrode 14 and covers the area where the connecting electrode 15 is not present. The wiring insulating material 16 can be formed by printing and firing a paste-like insulating material.

配線絶縁材１６は、接続電極１５以外の部分と配線材２０との電気的接触を、より詳しくは、第１半導体層１２の裏面側に配設される接続電極１５に接続される配線材２０と第２半導体層１３の裏面側に配設される収集電極１４との短絡、および第２半導体層１３の裏面側に配設される接続電極１５に接続される配線材２０と第１半導体層１２の裏面側に配設される収集電極１４との短絡を防止する。 The wiring insulating material 16 prevents electrical contact between the wiring material 20 and parts other than the connection electrode 15, more specifically, prevents a short circuit between the wiring material 20 connected to the connection electrode 15 arranged on the back side of the first semiconductor layer 12 and the collector electrode 14 arranged on the back side of the second semiconductor layer 13, and prevents a short circuit between the wiring material 20 connected to the connection electrode 15 arranged on the back side of the second semiconductor layer 13 and the collector electrode 14 arranged on the back side of the first semiconductor layer 12.

緩衝材１７は、配線材２０を半導体基板１１と直接接触しないように支持する。これにより、太陽電池モジュール１の製造工程において配線材２０が半導体基板１１のエッジに圧接されて半導体基板１１に割れや欠けを生じさせることを防止できる。 The cushioning material 17 supports the wiring material 20 so that it does not come into direct contact with the semiconductor substrate 11. This prevents the wiring material 20 from being pressed against the edge of the semiconductor substrate 11 during the manufacturing process of the solar cell module 1, which could cause cracks or chips in the semiconductor substrate 11.

緩衝材１７は、ペースト状の絶縁材料の印刷および焼成により形成することができる。緩衝材１７は、配線絶縁材１６と同じ材料から形成することができ、配線絶縁材１６と同時に形成してもよい。 The buffer material 17 can be formed by printing and firing a paste-like insulating material. The buffer material 17 can be formed from the same material as the wiring insulating material 16, and may be formed at the same time as the wiring insulating material 16.

半導体基板１１に割れや欠けを防止する観点から、緩衝材１７の材質としては、半導体基板１１と比して弾性率が小さいことが望ましい。具体的な材料としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を主成分とする印刷可能な材料を用いることが好ましい。このような材料は、配線絶縁材１６および後述するセル絶縁材１８としても好ましい材料である。 From the viewpoint of preventing cracks or chips in the semiconductor substrate 11, it is desirable for the material of the cushioning material 17 to have a smaller elastic modulus than that of the semiconductor substrate 11. Specifically, it is preferable to use a printable material whose main component is an epoxy resin, a urethane resin, or the like. Such materials are also preferable materials for the wiring insulation material 16 and the cell insulation material 18 described below.

緩衝材１７は、半導体基板１１の第１方向一方側の端部の裏面側に第２方向に間欠的に、より詳しくは配線材２０が配設される位置に選択的に配設されることが好ましい。また、各緩衝材１７は、配線材２０の位置ずれを考慮して、第２方向に十分な長さを有すること、つまり第１方向の長さよりも第２方向の長さが大きいことが好ましい。具体的には、衝材１０９の第２方向の長さとしては、２ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以上４ｍｍ以下がより好ましい。緩衝材１７の第１方向の長さは、第２方向の長さよりも小さいことが好ましい。これにより、配線材２０を確実に支持しつつ、緩衝材１７を形成する材料の使用量を低減することができる。また、緩衝材１７は、第１方向に複数列に分けて形成されてもよい。 The buffer material 17 is preferably arranged intermittently in the second direction on the back side of the end of one side in the first direction of the semiconductor substrate 11, more specifically, selectively at the position where the wiring material 20 is arranged. In addition, each buffer material 17 has a sufficient length in the second direction, taking into account the positional deviation of the wiring material 20, that is, the length in the second direction is preferably greater than the length in the first direction. Specifically, the length of the shock absorber 109 in the second direction is preferably 2 mm or more and 5 mm or less, and more preferably 3 mm or more and 4 mm or less. The length of the buffer material 17 in the first direction is preferably smaller than the length in the second direction. This makes it possible to reduce the amount of material used to form the buffer material 17 while reliably supporting the wiring material 20. In addition, the buffer material 17 may be formed in multiple rows in the first direction.

各緩衝材１７は、裏面に第１方向に延びる１以上の凹部１７１を有することが好ましい。各緩衝材１７が１以上の凹部１７１を有することによって、太陽電池ストリング２を形成する際に配線材２０が緩衝材１７上で第２方向に滑り難いため、配線材２０を接続電極１５に確実に接続することができる。 Each cushioning material 17 preferably has one or more recesses 171 extending in the first direction on the back surface. By having each cushioning material 17 have one or more recesses 171, the wiring material 20 is less likely to slide in the second direction on the cushioning material 17 when forming the solar cell string 2, so that the wiring material 20 can be reliably connected to the connection electrode 15.

凹部１７１の深さ（緩衝材１７の凹部１７１の両側の直近の高さのピークを結ぶ直線と凹部１７１の最深部との半導体基板１１に垂直な方向の距離）としては、７μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下がより好ましい。凹部１７１の深さが小さくすぎると配線材２０が緩衝材１７上で第２方向に滑りやすくなるため、配線材２０を適切な位置に固定することが容易でなくなるおそれがある。逆に、凹部１７１の深さが大きすぎると、配線材２０を支持する凹部１７１の最深部における緩衝材１７の厚みが小さくなることで緩衝材としての機能が不十分となるおそれがある。凹部１７１の幅（緩衝材１７の凹部１７１の両側の直近の高さのピーク間の半導体基板１１と平行な方向の距離）は、断面形状が円形または楕円形である配線材２０を用いることを想定すると、凹部１７１の深さの７倍以上１５倍、具体的には５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。また、凹部１７１を複数設けられる場合、凹部１７１のピッチとしては、１００μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。凹部１７１をこのような配置とすることによって、配線材２０の位置決め誤差を許容しつつ、配置された配線材２０位置ずれを効果的に防止することができる。 The depth of the recess 171 (the distance in the direction perpendicular to the semiconductor substrate 11 between the straight line connecting the nearest peaks of height on both sides of the recess 171 of the buffer material 17 and the deepest part of the recess 171) is preferably 7 μm to 30 μm, more preferably 10 μm to 25 μm. If the depth of the recess 171 is too small, the wiring material 20 becomes easy to slide in the second direction on the buffer material 17, so that it may not be easy to fix the wiring material 20 in an appropriate position. On the other hand, if the depth of the recess 171 is too large, the thickness of the buffer material 17 at the deepest part of the recess 171 that supports the wiring material 20 becomes small, so that the function as a buffer material may be insufficient. The width of the recess 171 (the distance in the direction parallel to the semiconductor substrate 11 between the nearest peaks of height on both sides of the recess 171 of the buffer material 17) is preferably 7 times to 15 times the depth of the recess 171, specifically 50 μm to 200 μm, assuming that a wiring material 20 having a circular or elliptical cross-sectional shape is used. Furthermore, when multiple recesses 171 are provided, the pitch of the recesses 171 is preferably 100 μm or more and 500 μm or less. By arranging the recesses 171 in this manner, it is possible to effectively prevent the positioned wiring material 20 from shifting while allowing for positioning errors of the wiring material 20.

凹部１７１は、緩衝材１７を第２方向に複数のブロックに分割してペースト状の絶縁材料を印刷することで形成することができる。ペースト状の絶縁材料は、一定の厚みを有する印刷マスクを用いて印刷されるが、断面視において特に半導体基板１１側の部分がマスクの開口形状よりも広がるよう絶縁材料が流動する滲みが生じる。このため、緩衝材１７を小さい隙間を有する複数のブロックに分割して印刷することで、滲みによってブロック同士が接続され、ブロック間の隙間に相当する位置の高さが相対的に小さい凹部１７１となった緩衝材１７を形成することができる。 The recesses 171 can be formed by dividing the buffer material 17 into multiple blocks in the second direction and printing a paste-like insulating material. The paste-like insulating material is printed using a printing mask with a certain thickness, but when viewed in cross section, seepage occurs, where the insulating material flows so that the portion on the semiconductor substrate 11 side is wider than the opening shape of the mask. For this reason, by dividing the buffer material 17 into multiple blocks with small gaps and printing them, the blocks are connected by seepage, and the buffer material 17 can be formed into recesses 171 with relatively small heights at positions corresponding to the gaps between the blocks.

セル絶縁材１８は、収集電極１４の少なくとも一部分を被覆するよう配設される。セル絶縁材１８は、重ね合わされる太陽電池セル１０が半導体基板１１または収集電極１４に直接接触して短絡を生じさせることや半導体基板１１に割れや欠けを生じさせることを防止する。 The cell insulator 18 is disposed so as to cover at least a portion of the collector electrode 14. The cell insulator 18 prevents the stacked solar cell 10 from directly contacting the semiconductor substrate 11 or the collector electrode 14, which could cause a short circuit or crack or chip the semiconductor substrate 11.

セル絶縁材１８は、半導体基板１１の第１方向他方側の端部の裏面側に第２方向に間欠的に配設されることが好ましい。これにより、緩衝材１７の間から太陽電池セル１０間の隙間に封止材５を充填することができる。また、緩衝材１７は、第１方向に複数列に分けて配設されてもよい。これにより、比較的少量の絶縁材料を用いてより確実に接続電極１５を保護することができる。セル絶縁材１８の第２方向の長さは、第１方向の長さと同程度であってもよい。例として、セル絶縁材１８は、第１方向の長さと第２方向の長さとが同程度の点状に形成することができる。また、セル絶縁材１８の第２方向の長さは、緩衝材１７の第２方向の長さよりも小さくてよい。 The cell insulating material 18 is preferably arranged intermittently in the second direction on the back side of the end portion on the other side of the first direction of the semiconductor substrate 11. This allows the sealing material 5 to be filled between the buffer materials 17 and into the gaps between the solar cell cells 10. The buffer materials 17 may also be arranged in multiple rows in the first direction. This allows the connection electrodes 15 to be protected more reliably using a relatively small amount of insulating material. The length of the cell insulating material 18 in the second direction may be approximately the same as the length in the first direction. For example, the cell insulating material 18 may be formed in a dot shape with a length in the first direction approximately the same as the length in the second direction. The length of the cell insulating material 18 in the second direction may also be smaller than the length of the buffer material 17 in the second direction.

配線材２０は、太陽電池セル１０内で第１方向に並ぶ複数の接続電極１５を接続する共に、隣接する太陽電池セル１０間を接続するインターコネクタとして機能する。隣接する太陽電池セル１０の向きが逆向きとなるよう配置し、各太陽電池セル１０において第１半導体層１２の裏面側に配設された接続電極１５に接続される配線材２０と第２半導体層１３の裏面側に配設された接続電極１５に接続される配線材２０とが第１方向に異なる側の太陽電池セル１０に延びるよう、各配線材２０を２つの太陽電池に跨って配置することで、複数の太陽電池セル１０を直列に接続することができる。 The wiring material 20 connects multiple connection electrodes 15 arranged in the first direction within the solar cell 10, and also functions as an interconnector that connects adjacent solar cells 10. By arranging adjacent solar cells 10 so that their orientations are opposite, and arranging each wiring material 20 across two solar cells so that the wiring material 20 connected to the connection electrode 15 arranged on the back side of the first semiconductor layer 12 in each solar cell 10 and the wiring material 20 connected to the connection electrode 15 arranged on the back side of the second semiconductor layer 13 extend to solar cells 10 on different sides in the first direction, multiple solar cells 10 can be connected in series.

配線材２０は、例えば銅線等の電気抵抗が小さい材料から形成される。また、配線材２０は、収集電極１４と接続するための半田によって被覆されていてもよい。 The wiring material 20 is formed from a material with low electrical resistance, such as copper wire. The wiring material 20 may also be covered with solder for connection to the collecting electrode 14.

樹脂フィルム３０は、端部を重ねた配置した複数の太陽電池セル１０に複数の配線材２０を接続する際に、予め複数の配線材２０を適切な間隔で保持し、複数の配線材２０を一体的に複数の太陽電池セル１０に対して位置決めすることを可能にする。また、樹脂フィルム３０は、太陽電池セル１０に接着され、太陽電池モジュール１を組み立てる前の太陽電池ストリング２の裏面を保護する。 When connecting the wiring materials 20 to the solar cell array 10 with the ends overlapping, the resin film 30 holds the wiring materials 20 at an appropriate interval in advance, making it possible to position the wiring materials 20 integrally with respect to the solar cell array 10. The resin film 30 is also adhered to the solar cell array 10, and protects the back surface of the solar cell string 2 before the solar cell module 1 is assembled.

樹脂フィルム３０は、太陽電池セル１０同士の隙間への封止材５の充填を可能にするよう、複数の開口を有することが好ましい。この開口は、上述するように、各配線材２０を２つの太陽電池に跨って配置する場合に、１本の長尺の導体を分割して各配線材２０を形成するための加工によって同時に形成してもよい。 The resin film 30 preferably has multiple openings to allow the sealing material 5 to fill the gaps between the solar cells 10. As described above, when each wiring member 20 is arranged across two solar cells, these openings may be formed simultaneously by processing to divide a single long conductor and form each wiring member 20.

表側保護部材３は、封止材５を介して、太陽電池ストリング２、すなわち太陽電池セル１０の表面を覆うことにより、太陽電池セル１０を保護する。表側保護部材３は、板状またはシート状の材料から形成することができ、透光性および対候性に優れることが好ましい。具体的には、表側保護部材３の材質としては、例えばアクリル樹脂若しくはポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、ガラスなどを挙げることができる。また、表側保護部材３の表面は、光の反射を抑制するために、凹凸状に加工されたり、反射防止コーティング層で被覆されてもよい。 The front protective member 3 protects the solar cell string 2, i.e., the surface of the solar cell 10, by covering it with the sealing material 5. The front protective member 3 can be formed from a plate-like or sheet-like material, and preferably has excellent light transmittance and weather resistance. Specifically, examples of the material for the front protective member 3 include transparent resins such as acrylic resin or polycarbonate resin, and glass. In addition, the surface of the front protective member 3 may be processed to have an uneven shape or coated with an anti-reflective coating layer to suppress light reflection.

裏側保護部材４は、封止材５を介して、太陽電池ストリング２の裏面を覆って、太陽電池セル１０を保護する。裏側保護部材４は、表側保護部材３と同様に、板状またはシート状の材料から形成することができ、遮水性に優れることが好ましい。具体的には、裏側保護部材４としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系樹脂、含フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂フィルムと、アルミニウム箔等の金属箔との積層体が好適に用いられる。 The backside protective member 4 covers the backside of the solar cell string 2 via the sealing material 5 to protect the solar cell cells 10. The backside protective member 4 can be formed from a plate-like or sheet-like material, similar to the frontside protective member 3, and preferably has excellent water-proofing properties. Specifically, the backside protective member 4 is preferably a laminate of a resin film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), olefin resin, fluorine-containing resin, silicone resin, or the like, and a metal foil such as aluminum foil.

封止材５は、太陽電池ストリング２、すなわち太陽電池セル１０を封止して保護するもので、太陽電池セル１０の受光側の面と表側保護部材３との間、および、太陽電池セル１０の裏側の面と裏側保護部材４との間に介在する。 The sealing material 5 seals and protects the solar cell string 2, i.e., the solar cell 10, and is interposed between the light-receiving surface of the solar cell 10 and the front-side protective member 3, and between the back surface of the solar cell 10 and the back-side protective member 4.

封止材５は、太陽電池ストリング２と表側保護部材３および裏側保護部材４とを接着すると共に、太陽電池ストリング２の周囲の隙間をなくすことで、太陽電池セル１０を保護する。このため、封止材５としては、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／α－オレフィン共重合体、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）、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、または、シリコーン樹脂等の透光性を有する熱可塑性樹脂が好適に用いられる。 The sealing material 5 bonds the solar cell string 2 to the front protective member 3 and the back protective member 4, and also protects the solar cell 10 by eliminating gaps around the solar cell string 2. For this reason, the sealing material 5 is preferably a thermoplastic resin having translucency, such as ethylene/vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene/α-olefin copolymer, ethylene/vinyl acetate/triallyl isocyanurate (EVAT), polyvinyl butyrate (PVB), acrylic resin, urethane resin, or silicone resin.

一方の接続部材６は、太陽電池ストリング２の一端の太陽電池セル１０の第１半導体層１２の裏面側に配設された接続電極１５に接続された配線材２０に接続され、他方の接続部材６太陽電池ストリング２の他端の太陽電池セル１０の第２半導体層１３の裏面側に配設された接続電極１５に接続された配線材２０に接続されている。接続部材６は、太陽電池モジュール１の外部の回路に接続可能に、表側保護部材３および裏側保護部材４の間から外側に延出している。 One of the connection members 6 is connected to a wiring member 20 connected to a connection electrode 15 arranged on the back side of the first semiconductor layer 12 of the solar cell 10 at one end of the solar cell string 2, and the other connection member 6 is connected to a wiring member 20 connected to a connection electrode 15 arranged on the back side of the second semiconductor layer 13 of the solar cell 10 at the other end of the solar cell string 2. The connection member 6 extends outward from between the front protective member 3 and the back protective member 4 so that it can be connected to an external circuit of the solar cell module 1.

以上のように、半導体基板１１の第１方向一方側の端部の裏面側に配線材２０を支持する緩衝材１７を有する太陽電池セル１０を用いた太陽電池モジュール１は、配線材２０が半導体基板１１のエッジに圧接されて半導体基板１１に割れや欠けが生じることが防止されるため、信頼性に優れると共に、製造時の歩留まり向上により比較的安価に提供することができる。 As described above, the solar cell module 1 using the solar cell 10 having the cushioning material 17 supporting the wiring material 20 on the back side of the end portion on one side of the first direction of the semiconductor substrate 11 is highly reliable and can be provided relatively inexpensively due to improved yield during manufacturing, since the wiring material 20 is pressed against the edge of the semiconductor substrate 11 to prevent cracks or chips from occurring in the semiconductor substrate 11.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例として、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、半導体層は半導体基板へのドーパントの拡散によって形成してもよい。また、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、収集電極および接続電極は、蒸着等により金属材料を積層することで形成してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications and variations are possible. For example, in the solar cell module according to the present invention, the semiconductor layer may be formed by diffusing a dopant into the semiconductor substrate. Also, in the solar cell module according to the present invention, the collecting electrode and the connecting electrode may be formed by stacking metal materials by deposition or the like.

１ 太陽電池モジュール
２ 太陽電池ストリング
３ 表側保護部材
４ 裏側保護部材
５ 封止材
６ 接続部材
１０ 太陽電池セル
１１ 半導体基板
１２ 第１半導体層
１３ 第２半導体層
１４ 収集電極
１５ 接続電極
１６ 配線絶縁材
１７ 緩衝材
１８ セル絶縁材
２０ 配線材
３０ 樹脂フィルム
１７１ 凹部 REFERENCE SIGNS LIST 1 Solar cell module 2 Solar cell string 3 Front protective member 4 Back protective member 5 Sealing material 6 Connection member 10 Solar cell 11 Semiconductor substrate 12 First semiconductor layer 13 Second semiconductor layer 14 Collecting electrode 15 Connection electrode 16 Wiring insulating material 17 Cushioning material 18 Cell insulating material 20 Wiring material 30 Resin film 171 Recess

Claims (6)

それぞれ複数の接続電極を有し、第１方向に並べて配置される複数の太陽電池セルと、
前記第１方向に隣接する前記太陽電池セルの前記接続電極間を接続する複数の配線材と、
を備え、
前記太陽電池セルは、
その前記第１方向一方側の端部が隣接する前記太陽電池セルの前記第１方向他方側の端部の裏側に重なるよう配置され、
前記第１方向一方側の端部の裏面のみに配設され、前記配線材を支持する緩衝材を有し、
前記緩衝材は、裏面に前記第１方向に延びる１以上の凹部を有する、太陽電池モジュール。 A plurality of solar cells each having a plurality of connection electrodes and arranged in a first direction;
A plurality of wiring members connecting the connection electrodes of the solar cell adjacent to each other in the first direction;
Equipped with
The solar cell comprises:
The solar cell is disposed so that an end portion on one side in the first direction overlaps a rear side of an end portion on the other side in the first direction of the adjacent solar cell,
a buffer material is provided only on a rear surface of the end portion on one side in the first direction and supports the wiring material ;
The buffer material has one or more recesses extending in the first direction on a rear surface of the buffer material. 前記凹部の深さが７μｍ以上３０μｍ以下であり、前記凹部の幅が５０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 1 , wherein the depth of the recess is 7 μm or more and 30 μm or less, and the width of the recess is 50 μm or more and 200 μm or less. それぞれ複数の接続電極を有し、第１方向に並べて配置される複数の太陽電池セルと、
前記第１方向に隣接する前記太陽電池セルの前記接続電極間を接続する複数の配線材と、
を備え、
前記太陽電池セルは、
その前記第１方向一方側の端部が隣接する前記太陽電池セルの前記第１方向他方側の端部の裏側に重なるよう配置され、
前記第１方向一方側の端部の裏面のみに配設され、前記配線材を支持する緩衝材を有し、
前記太陽電池セルは、前記接続電極の間に、前記接続電極以外の部分と前記配線材との電気的接触を防止する配線絶縁材をさらに有し、
前記緩衝材は、前記配線絶縁材と同じ材料から形成されている、太陽電池モジュール。 A plurality of solar cells each having a plurality of connection electrodes and arranged in a first direction;
A plurality of wiring members connecting the connection electrodes of the solar cell adjacent to each other in the first direction;
Equipped with
The solar cell comprises:
The solar cell is disposed so that an end portion on one side in the first direction overlaps a rear side of an end portion on the other side in the first direction of an adjacent solar cell,
a buffer material is provided only on a rear surface of the end portion on one side in the first direction and supports the wiring material ;
the solar cell further includes a wiring insulating material between the connection electrodes to prevent electrical contact between the wiring material and a portion other than the connection electrodes ,
The buffer material is formed from the same material as the wiring insulating material . それぞれ複数の接続電極を有し、第１方向に並べて配置される複数の太陽電池セルと、
前記第１方向に隣接する前記太陽電池セルの前記接続電極間を接続する複数の配線材と、
を備え、
前記太陽電池セルは、
その前記第１方向一方側の端部が隣接する前記太陽電池セルの前記第１方向他方側の端部の裏側に重なるよう配置され、
前記第１方向一方側の端部の裏面のみに配設され、前記配線材を支持する緩衝材を有し、
前記太陽電池セルは、前記第１方向他方側の端部の裏面に隣接する前記太陽電池セルを支持するセル絶縁材をさらに有し、
前記緩衝材の前記第１方向に垂直な方向の長さは、前記セル絶縁材の前記第１方向に垂直な方向の長さより大きい、太陽電池モジュール。 A plurality of solar cells each having a plurality of connection electrodes and arranged in a first direction;
A plurality of wiring members connecting the connection electrodes of the solar cell adjacent to each other in the first direction;
Equipped with
The solar cell comprises:
The solar cell is disposed so that an end portion on one side in the first direction overlaps a rear side of an end portion on the other side in the first direction of the adjacent solar cell,
a buffer material is provided only on a rear surface of the end portion on one side in the first direction and supports the wiring material ;
The solar cell further includes a cell insulator supporting the solar cell adjacent to a rear surface of the end portion on the other side in the first direction,
A solar cell module , wherein the length of the buffer material in a direction perpendicular to the first direction is greater than the length of the cell insulation material in the direction perpendicular to the first direction . 前記緩衝材は、前記第１方向に垂直な方向に間欠的に配設されている、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。 The solar cell module according to claim 1 , wherein the buffer members are disposed intermittently in a direction perpendicular to the first direction. 前記緩衝材の前記第１方向に垂直な方向の長さは、前記第１方向の長さよりも大きい、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 1 , wherein a length of the buffer material in a direction perpendicular to the first direction is greater than a length of the buffer material in the first direction.
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