JPH09326497A

JPH09326497A - 太陽電池モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09326497A
Application number: JP8163898A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Ishikawa; 敦夫石川; Atsushi Takenaka; 淳竹中; Masataka Kondo; 正隆近藤; Hideo Yamagishi; 英雄山岸
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-03
Also published as: JP3747096B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池モジュール及びその製造方法におい
て、電極導出のため工程での煩雑で数多くの作業を低減
し、歩留まりの向上、製造コストの低減を図る。【解決手段】モジュール１の両端に位置する正負の電
極７，８から導出するリード線１１，１２として、モジ
ュールの封止工程における加熱温度に耐えうる耐熱性を
有するフィルム１３により被覆されたものを用いる。こ
れにより、カバーフィルム１５で太陽電池を覆う封止工
程において、カバーフィルム１５中に設けられている金
属箔がリード線１１，１２と短絡する恐れがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質太陽電池モ
ジュール及びその製造方法に係り、特に、非晶質太陽電
池の電極取り出し構成及びその組み付け方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、非晶質太陽電池モジュールの作製
手順は以下のような方法で行われていた。先ず、絶縁ガ
ラス基板上に透明導電膜、非晶質半導体層、裏面金属電
極を順次形成し、その都度、レーザー等によりパターニ
ングを行い、列状に並んだ複数個のユニットセルに集積
化を行っていた。その後、モジュール両端の正負の電極
部分に銅箔などのリード線を接触させることにより電極
とし、さらに、これら電極を太陽電池の端子箱（以下、
端子ボックスと言う）にリード線を用いて電気的に結線
しなければならない。

【０００３】この際、リード線を太陽電池の端子ボック
スまで導くには、端子ボックスが一般的にモジュールの
中心線上に配置されているため、太陽電池上にリード線
をはわせることになるが、これによりユニットセル（素
子）間で短絡が起きると、電池特性の大幅な低下につな
がるため、以下の工程を必要としていた。図７にその工
程を示す。先ず、太陽電池モジュール１０１（ガラス基
板１０２上に形成されている半導体層等は図示を省略）
上に、モジュール両端の正負の電極に接続され電極とな
るリード線１０７，１０８が設けられ、この両リード線
の間に端子ボックスの電極取り出し部が配置される位置
に対応して絶縁フィルム１１０を敷き、一端をリード線
１０７，１０８に各々接続した２本のリード線１１１，
１１２を絶縁フィルム１１０の上にはわせて電極とす
る。続いて、その上に被せられるカバーフィルム１１５
をガラス基板１０２に密着させるための接着性樹脂フィ
ルム１１４と、該カバーフィルム１１５とをそれぞれこ
の順序で太陽電池モジュール１０１上に重ねていく。こ
のカバーフィルム１１５には、端子ボックスへの電極取
り出しのための開口部が設けられており、リード線１１
１，１１２をこの開口部を通してガラス基板１０２と反
対側つまり太陽電池の裏面側のカバーフィルム１１５上
に導出した状態で、真空加熱融着装置（以下、真空ラミ
ネーターと記す）にセットし、封止工程を行っていた。

【０００４】ところで、上記カバーフィルム１１５は一
般に水蒸気の透湿を抑えるために、三層構造となってお
り、内部に金属薄膜がサンドイッチされた構造となって
いる。このため、リード線１１１，１１２をカバーフィ
ルム１１５の太陽電池の裏面側に導出するには、リード
線１１１，１１２をカバーフィルム１１５の開口部の端
面に触れないようにする工夫が必要であった。そこで、
この開口部の回りを絶縁物１１６で覆い、リード線１１
１，１１２と開口部端面とが触れないようにする工程を
施していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の太陽電池モジュールの構成乃至作製方法に
おいては、ユニットセルの完成から真空ラミネートを行
うまでの工程は、数多くの煩雑な作業が必要とされ、工
程での不具合は太陽電池の特性低下、あるいは発電した
電流が太陽電池の外郭の金属フレームにも導通する事態
も起こり得るため、極めて慎重な作業が要求されてい
た。本発明は、上述した問題点を解決するためになされ
たものであり、煩雑で数多くの作業を簡略化し、歩留ま
りの向上、製造コストの低減を図った太陽電池モジュー
ル及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、絶縁基板上に、透明導電膜層、非晶質半導
体層、裏面金属層が順次形成され、複数個のユニットセ
ルが列状に並んで集積化された太陽電池モジュールにお
いて、モジュールの両端に位置する正負の電極からリー
ド線が導出され、このリード線として、モジュールの封
止工程における加熱温度に耐えうる耐熱性を有するフィ
ルムにより被覆されたものを用いたことを特徴とする。
また、本発明は、絶縁基板上に、透明導電膜層、非晶質
半導体層、裏面金属層が順次形成され、複数個のユニッ
トセルが列状に並んで集積化された太陽電池モジュール
の製造方法において、モジュールの両端に位置する正負
の電極に、モジュールの封止工程において加わる温度に
耐えうる耐熱性を有するフィルムにより被覆されたリー
ド線の一端を接続し、スリットの入った接着層とカバー
フィルムを被せると共に該リード線の他端を前記スリッ
トに通し、その後、前記接着層を溶融固化させることを
特徴とするものである。

【０００７】上記構成乃至方法においては、モジュール
の両端に位置する正負の電極から導出するリード線とし
て、モジュールの封止工程における加熱温度に耐えうる
耐熱性を有するフィルムにより被覆されたものを用いて
いるので、太陽電池との接触を防ぐための絶縁フィルム
の下敷が不要となり、さらには、カバーフィルムで太陽
電池を覆う封止工程において、カバーフィルム中に設け
られている金属箔がリード線と短絡する恐れがなくな
る。そのため、従来のようにカバーフィルムに開口部を
設けその回りを絶縁物で覆う煩雑な作業は必要でなくな
り、僅かにカバーフィルムにリード線導出用のスリット
を設けるだけでよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
一形態を図面を参照して説明する。図１は太陽電池モジ
ュールの断面図、図２は同モジュールの端部に設けられ
る電極としてのリード線部分の断面図、図３は同モジュ
ールの平面図、図４は同モジュールの部分破断斜視図で
ある。これらの図において、非晶質太陽電池モジュール
１は、ガラス基板２上に透明導電膜層３、非晶質半導体
層４、裏面金属層５が順次形成され、複数個のユニット
セル６が列状に並んで集積化されている。太陽光はガラ
ス基板２側（図１では下側）から入射される。モジュー
ル１のユニットセル６並びの両端に位置する正負の電極
からリード線７，８が導出され、このリード線７，８は
ガラス基板２に予備ハンダ９により固定される。

【０００９】太陽電池モジュール１は、例えば、基板サ
イズ８００ｍｍ×４００ｍｍ、厚み４ｔのガラス基板２
上に熱ＣＶＤ法により透明導電膜層３を形成し、波長
０．５３μｍのＹＡＧレーザーの第二高調波を用いて、
膜面側からスクライブし、短冊状に電気的に分離した。
その後、純水で超音波洗浄を行い、透明導電膜層３が被
着された面側に基板温度２００℃、反応圧力０．５から
１．０Ｔｏｒｒにてモノシラン、メタン、シボランから
成る混合ガス、モノシラン、水素から成る混合ガス、モ
ノシラン、水素、ホスフィンから成る混合ガスをこの順
序にて容量結合型グロー放電分解装置内で分解すること
により、Ｐ型、Ｉ型、Ｎ型の非晶質半導体層４（アモル
ファスシリコン等）を形成する。その後、上述のレーザ
ーによるスクライブ線より僅かにずれた位置を、透明導
電膜層３にダメージがないように波長０．５３μｍのＹ
ＡＧレーザーの第二高調波をガラス面側から入射させて
分離する。引き続いて、裏面金属層５としてアルミニウ
ムをスパッタリング法により、厚み３００ｎｍ形成し
て、これを波長０．５３μｍのＹＡＧレーザーの第二高
調波を用いて、透明導電膜層３のスクライブ線とは反対
方向で、非晶質半導体層４のスクライブ線より僅かにず
れた位置にスクライブ線を入れ、電気的に分離し集積型
非晶質シリコン太陽電池を作製した。

【００１０】この太陽電池の両端に設けられる正負の取
り出し電極であるリード線７，８としては、半田メッキ
された銅箔を用いており、ガラス基板２との接着は超音
波半田付け法により、予備半田付けされた半田９によっ
てガラス基板２との接着を行っている。

【００１１】本発明は、太陽電池のリード線の引き回し
方法、特に、太陽電池両端の電極と中間付近に配置され
る不図示の端子ボックスまでを接続する方法に特徴があ
る。以下、モジュール１の両端のリード線７，８からモ
ジュール１の中間付近に配置される端子ボックスまで電
極を導出する構成及びその組み付け工程について図５、
図６を参照して説明する。図５は電極を導出するために
使用されるリード線１１（１２）を示し、図６はその組
み付けの一連の工程を示す。リード線１１（１２）は、
端子ボックスまで導出するために必要な距離以上の長さ
を持ち、しかも該リード線の中央部分は、後工程におい
てカバーフィルムを真空ラミネートする時の加熱温度、
加熱時間に耐え得る耐熱特性を有する絶縁フィルム１３
で挟み込んだ構造を有する。

【００１２】リード線７，８及びリード線１１，１２を
ガラス基板２上に組み付ける工程を説明すると、まず、
ガラス基板２上に作製された非晶質太陽電池モジュール
１の両端にリード線７，８を取り付け、次に、上記の耐
熱性の高いフィルム１３で覆われたリード線１１，１２
の各一端をリード線７，８に半田付けを行う。続いて、
接着性樹脂シート（接着層）１４とカバーフィルム１５
で太陽電池を覆う。この時に、リード線１１，１２がフ
ィルム１３で覆われているため、このリード線１１，１
２とカバーフィルム１５内部に含まれている金属箔とが
短絡する恐れがない。従って、図７に示した従来のよう
にカバーフィルム１１５に開口部を設け、その回りを絶
縁物１１６で覆う必要はなくなり、接着性樹脂シート１
４及びカバーフィルム１５には僅かにリード線１１，１
２を取り出すためのスリット１６を設けておくだけで十
分である。この様にして、カバーフィルム１５の太陽電
池の裏面側にリード線１１，１２を導出し、その後、真
空ラミネートにより太陽電池の裏面を封止する。

【００１３】上記のリード線１１，１２は、太陽電池の
封止の観点からできるだけ厚みの薄い、接着層と同じ程
度かあるいはそれ以下の厚みを持つ被覆リード線が望ま
しい。また、このリード線自身の断面形状はフラットな
平角銅線の形状でもよいし、撚線の形状をした銅線でも
よい。但し、これらのリード線は、太陽電池の電流が流
れるため、この電流以上の許容電流値を有することが必
要である。さらに、上記リード線１１，１２を覆うフィ
ルム１３は真空ラミネート工程を経ても、溶出あるいは
変形等が起こらない材質が必要であり、ここで特に要求
される特性はフィルム１３の耐熱性である。一般的に真
空ラミネート法による接着層の硬化温度は１５０℃前後
であるため、この温度に耐え得る樹脂でなければならな
い。例えば耐熱ポリエステルフィルム、ポリフェニレン
サルファイドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ塩化
ビニルフィルム、ポリカーボネート、ポリフェニレンオ
キシド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン等が
高分子材料として挙げられる。その他にはクレープ紙等
が挙げられる。ただし、フィルム１３は耐熱温度が封止
プロセス温度以上であれば、上記樹脂に限られるもので
はない。これらのフィルム１３を用いてリード線１１，
１２を挟み込むか、または撚線の場合は上記樹脂で銅線
を被覆すればよい。

【００１４】また、フィルム１３の絶縁破壊電圧は、太
陽電池発電システムから要求される値として１．５ＫＶ
以上であることが望ましい。さらに好ましくは、３ＫＶ
以上の破壊電圧であればよい。これらリード線１１，１
２を作製するに当たり、特に平角導線を用いた場合は粘
着剤が必要となるが、粘着剤に要求される特性は耐熱性
が高いことと、電触係数が０．７５以上、さらに好まし
くは０．９０以上であることである。

【００１５】

【発明の実施の形態】さらに、リード線１１，１２の実
施例を図５、図６を参照して詳細に説明する。リード線
１１，１２は、長さ１４０ｍｍ、幅５ｍｍの半田メッキ
を施した平角銅線に対してその両端をそれぞれ３ｍｍと
２０ｍｍを残して、ポリフェニレンサルファイドを基材
とするフィルム１３でこの銅線を挟み込んだ。このフィ
ルム１３の幅は９ｍｍ、長さは１１７ｍｍである。ま
た、このフィルム１３の絶縁破壊電圧は５ＫＶであり、
粘着剤はアクリル系の粘着剤であり、電触係数は１．０
である。また、基材、粘着剤ともにこの後の真空ラミネ
ートの工程を通過しても何ら変化はなかった。

【００１６】リード線１１，１２の各一方の被覆されて
いない長さ３ｍｍの銅線部分を、太陽電池のガラス基板
２の両端に位置する正負両方の電極であるリード線７，
８に半田付けを行う。この後、端子ボックスの電極取り
出し部分にスリット１６の入った接着性樹脂シート１４
とカバーフィルム１５を被せ、このスリット１６部分に
リード線１１，１２を通し、カバーフィルム上に折り返
す。この様にしてできたサンプルを真空ラミネート装置
にセットし、接着層を溶融固化させる。ここでは真空ラ
ミネートの温度は１４５℃である。約３０分後、真空ラ
ミネート装置より取り出す。このような構成により、ガ
ラス基板２の両端の正負の電極７，８から端子ボックス
までのリード線１１，１２は半田付けという工程だけに
なり、従来方法での工程に比べて大幅に作業時間を短縮
することができる。しかも、従来の工程で必要とされた
カバーフィルム１１５に開口部を設け、その回りを絶縁
物１１６で保護する工程も省略することができる。その
後、このサンプルにはアルミフレームを取り付け、さら
に端子ボックスを取り付ける。この際、端子ボックス内
の電極と該リード線１１，１２の被覆されていない２０
ｍｍの部分を半田付けすることで太陽電池モジュールが
完成する。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、太陽電池
モジュールの両端に位置する正負の電極から端子を導出
するに、モジュール表面の封止工程における加熱温度に
耐えうる耐熱性を有するフィルムにより被覆されたリー
ド線を用いているので、カバーフィルムで太陽電池を覆
うラミネート封止工程において、カバーフィルム中に設
けられている金属箔がリード線と短絡する恐れがなくな
る。そのため、従来のようにカバーフィルムに開口部を
設けその回りを絶縁物で覆うといった多くの煩雑な作業
が必要でなくなる。従って、作業工程が簡素化されると
共に、太陽電池の特性低下、あるいは発電した電流が太
陽電池の外郭の金属フレームに導通するといった事態が
起きることがなくなり、歩留まりの向上、製造コストの
低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による太陽電池モジュー
ルの断面図である。

【図２】同モジュールの端部に設けられる電極としての
リード線部分の断面図である。

【図３】同モジュールの平面図である。

【図４】同モジュールの部分破断斜視図である。

【図５】電極を導出するために使用されるリード線の斜
視図である。

【図６】リード線の組み付け工程を示す斜視図である。

【図７】従来のリード線の組み付け工程を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１非晶質太陽電池モジュール２ガラス基板３透明導電膜層４非晶質半導体層５裏面金属層６ユニットセル７，８リード線（電極）１１，１２リード線１３絶縁フィルム１４接着性樹脂シート（接着層）１５カバーフィルム１６スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に、透明導電膜層、非晶質半
導体層、裏面金属層が順次形成され、複数個のユニット
セルが列状に並んで集積化された太陽電池モジュールに
おいて、モジュールの両端に位置する正負の電極からリード線が
導出され、このリード線として、モジュールの封止工程における加
熱温度に耐えうる耐熱性を有するフィルムにより被覆さ
れたものを用いたことを特徴とする太陽電池モジュー
ル。
【請求項２】絶縁基板上に、透明導電膜層、非晶質半
導体層、裏面金属層が順次形成され、複数個のユニット
セルが列状に並んで集積化された太陽電池モジュールの
製造方法において、モジュールの両端に位置する正負の電極に、モジュール
の封止工程において加わる温度に耐えうる耐熱性を有す
るフィルムにより被覆されたリード線の一端を接続し、
スリットの設けられた接着層とカバーフィルムを被せる
と共に該リード線の他端を前記スリットに通し、その
後、前記接着層を溶融固化させることを特徴とする太陽
電池モジュールの製造方法。