JPH10256578A - 太陽電池出力領域及びその製造方法 - Google Patents
太陽電池出力領域及びその製造方法Info
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Abstract
って基板を貫通する開穴を設け、基板の裏面上において
開穴を被う金属箔を設置し、開穴内に導電材料を配置し
て出力端子と金属箔とを電気的に接続する。基板上に保
護樹脂膜を形成し、基板の裏面側において、金属箔上に
リード線を半田付けする。 【効果】 金属箔220が基板10の裏面側に設置され
ていることより、リード線を金属箔上に半田付けすると
き、表面側の保護樹脂膜251が熱で溶融することはな
いと共に、出力端子の表面上には金属箔がなく、金属箔
の段差により表面保護樹脂の剥離が発生せず、外観が良
好である。リード線を金属箔上のいずれかの場所に半田
付けできるので、作業性が良い。
Description
力を取り出すための太陽電池出力領域の構造及びその製
造方法に関する。
す構造が採用されており、以下の方法で製造される。図
において、301は樹脂材料からなる絶縁基板であり、
この基板301上に導電性ペ−スト302、金属電極層
303、アモルファスシリコン半導体層304、透明導
電膜層305、導電性ペースト306及び銅ペースト3
07(厚さ約10〜50μm)が積層形成され、この部
分が太陽電池の出力端子300として機能する。その
後、この太陽電池の出力端子300を通って、基板30
1を貫通する開穴308を設ける。そして、銅ペースト
307上において、開穴308を被う金属箔309(厚
さ約50〜3000μm)を半田層310(約100〜
1000μm)を介して半田付けする。
に熱可塑性樹脂からなる接着層(図示せず)が片面に被
着されたフィルム体からなる保護樹脂膜311を、熱圧
着して形成する。その後、太陽電池全体を裏返して、開
穴308内において、半田312を介して、リード線3
13を金属箔309に半田付けする。以上の工程で、従
来の太陽電池出力端子領域が完成する。
出力領域には、以下の問題点がある。 太陽電池全体を裏返して、リード線313を金属箔3
09に半田付けするとき、半田の熱が金属箔309に伝
達し、金属箔309に被着した保護樹脂膜311が熱で
溶融する。 半田層310及び金属箔309からなる積層体の厚
さ、半田層310、金属箔309及び銅ペースト307
からなる積層体の厚さが大きいので、この部分(図9に
おいてXと示す)の段差が大きく、保護樹脂膜311が
剥離し易い。この剥離は、太陽電池の受光面側に位置す
るので、外観上望ましくない。 太陽電池の発電面積を拡大するために、非発電部分で
ある開穴308は小さいほど望ましいものの、小さい開
穴308内でのリード線313の半田付けは作業性が悪
い。
に成されたものであり、太陽電池素子からの出力を基板
の裏面側に導くものであって、リード線を半田付けして
も保護樹脂膜の溶融がなく、保護樹脂膜の剥離がなく、
半田付けの作業性が良好な太陽電池出力領域、その製造
方法を提供することを目的とする。
基板の表面上に形成された出力端子を通って基板を貫通
する開穴を設け、基板の裏面上において開穴を被う金属
箔を設置し、開穴内に導電材料を配置して出力端子と金
属箔とを電気的に接続する。そして、基板上に保護樹脂
膜を形成し、基板の裏面側において、金属箔上にリード
線を半田付けする。
について、図1〜5を用いて詳細に説明する。図1は、
本実施例の製造途中を示す図であり、特開平7−231
015号公報に開示の内容と、同様の内容である。図に
おいて、10は可撓性を有するポリイミド等の耐熱性樹
脂からなるフィルムの基板で、厚さ約10〜2000μ
mである。
複数の発電領域、60a〜60cは基板10上の発電領
域50a〜50c毎に分割配置された第1電極層であ
る。これら第1電極層50a〜50cは、厚さ約0.1
〜1.0μmで、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅
等の単層構造、又は、基板10側よりアルミニウム/チ
タンの積層構造、基板10側よりタングステン/アルミ
ニウム/チタンの積層構造等の金属膜からなり、基板1
0上に金属膜を全面形成した後レーザビームを照射し
て、発電領域50a〜50c間及び発電領域50cの右
端に分割溝71(幅約20〜100μm)を、更に、基
板10の外周部内側近傍の全周に外周溝72(幅約20
〜100μm)を形成することにより分割配置されたも
のである。
たがって配置された絶縁ペースト、82は外周溝72に
この両側の金属膜にまたがって配置された絶縁ペース
ト、83は第1電極層60a〜60c各々の左端でこれ
ら各々の上に形成された絶縁ペーストである。これら絶
縁ペースト81、82、83は、ポリイミド、又は、フ
ェノ−ル系のバインダーに二酸化シリコン等の無機材料
の粉末(粒径約1.5〜7.0μm)を含むもので、ス
クリーン印刷法によりパタ−ニングされた後、250〜
300℃で焼成され、高さ約10〜50μm、幅約0.
4〜0.6mmに形成される。
c上に分割配置されたアモルファスシリコン、アモルフ
ァスシリコンカーバイド、アモルファスシリコンゲルマ
ニウム等をpnまたはpinに積層した半導体光活性層
(厚さ約0.3〜1.0μm)、100a〜100cは
半導体光活性層90a〜90c上に分割配置された酸化
亜鉛(ZnO)、酸化インジウム錫(ITO)、酸化錫
(SnO2)等の透明導電膜からなる第2電極層(厚さ
約0.3〜1.0μm)で、全面形成された半導体光活
性層上に透明導電膜を全面形成して、絶縁ペースト8
2、83上にレーザビームを照射して、分割溝102、
103を形成することより、半導体光活性層90a〜9
0c、第2電極層100a〜100cを各々分割配置す
る。
合う発電領域と電気的接続を行うために、第1電極層6
0b、60cの左端で、第1電極層60b、60cと基
板10との間に銀ペースト等からなる導電ペースト11
0b、110cを配置している。これら導電ペースト1
10b、110c上に配置した半導体光活性層90a、
90b、及び第2電極層100a、100b上からレー
ザビームを照射することにより、導電ペースト110
b、110cと、第2電極層100a、100bが各々
溶着され電気的に接続され、各発電領域50a〜50c
に対応した各太陽電池素子が直列に接続される。ここ
で、導電ペースト110b、110cは、ポリイミド又
はフェノール系のバインダーに銀、ニッケル又はアルミ
ニウム等の粉末(粒径約3〜7μm)を含むもので、ス
クリーン印刷によりパターニングされた後、250〜3
00℃で焼成され、高さ約10〜50μm、幅約0.4
〜0.6mmに形成される。
方向に平行な複数の枝部分121とこれら枝部分121
の右端で連続している幹部分122からなる集電極で、
この幹部分122は導電ペースト110b、110cの
上方に位置して、帯状である。また、右端に位置する集
電極120の幹部分は、後述する出力端子130cが兼
用している。
出力領域において、60atは第1電極層60aより延
出する第1電極延出部、110atは第1電極延出部6
0atと基板10との間に配置され、左辺と平行に延在
する帯状の導電ペーストである。90atは導電ペース
ト110atの上方に形成された半導体光活性層と同一
工程、同一材料で形成された半導体膜、100atは半
導体膜90at上に形成されたこれとほぼ同一形状であ
り、第2電極層と同一工程、同一材料で形成された透明
導電膜からなる第2電極パッドである。ここで、導電ペ
ースト110atと第2電極パッド100atは、電気
的接続を取るために、第2電極パッド100at上より
レーザービームを照射して溶着されている。130a
は、第2電極パッド100at上に形成された左辺と平
行に延在する導電ペーストからなる出力端子であり、上
記の導電ペースト110b、110cと同一材料、同一
の形成方法である。
出力領域において、60ctは発電領域50cの第1電
極膜3cの右側に位置する島状の第1電極パッド、11
0ctは第1電極パッド60ctと基板10との間に配
置され、右辺と平行に延在する帯状の導電ペーストであ
る。90ctは半導体光活性層90cから延在し、導電
ペースト60ctの上方に形成された半導体膜、100
ctは第2電極層100cから延在し、半導体膜90c
t上に形成された第2電極延出部である。ここで、電気
抵抗を下げ集電効率を向上させるために、導電ペースト
110ctと第2電極延出部100ctとは、第2電極
延出部100ct上よりレーザービームを照射して溶着
され、電気接続している。130cは、第2電極延出部
100ct上に形成された左辺と平行に延在する帯状の
導電ペーストからなる出力端子であり、上記の導電ペー
スト110b、110cと同一材料、同一の形成方法で
ある。次に、本発明の特徴である太陽電池出力領域の製
造方法について、以下に説明する。図2〜5は、太陽電
池の左下に位置する太陽電池出力領域の製造工程を説明
する図であり、右下の太陽電池出力領域の製造工程もこ
れと同一であるので、省略する。
力端子130aを通って、基板10を貫通する略円形
(直径約1mm)の開穴210を設ける。
0の裏面側において、開穴210を被う矩形状の金属箔
220を設置し、これを被うように矩形状の粘着テープ
230を配置して、金属箔220を固定する。この粘着
テープ230は、膜厚約30μmのポリエチレンテレフ
タレ−トフィルム(=PET)の片面に粘着層を有する
もので、透明である。ここで、金属箔220は、表面が
半田めっきされた銅からなり、半田めっきの厚さは約2
μm、金属箔220のトータル膜厚は約80μmであ
る。また、金属箔は厚さが約50〜3000μmのもの
が採用可能である。
内に導電ペーストからなる導電材料240を配置するこ
とによって、出力端子130aと金属箔220とを電気
的に接続する。ここで導電材料240は、上記の導電ペ
ースト110b、110cと同一材料であり、ディスペ
ンサ−にて配置される。
上の全面、基板10の裏面全面に、フィルム状の透明な
表面保護樹脂膜251、裏面保護樹脂膜252を形成す
る。この保護樹脂膜251、252は、ポリエチレンテ
レフタレ−ト(PET)、フッ素樹脂材料等からなる厚
さ約25〜1000μmのフィルム体であり、熱可塑性
樹脂からなる接着層(図示せず)が片面に被着されてお
り、熱ローラ間を通過させることによって、表面樹脂保
護膜251、裏面樹脂保護膜252を同時にラミネ−ト
して形成する。また、このラミネート法に代わって、加
熱しながら真空中で圧着する真空熱圧着法を用いて形成
してもよい。そして、接着層としては、エチレン−酢酸
ビニル共重合体(=EVA)、ポリビニルブチラ−ル
(=PVB)等を利用することができる。
低減するため、表面保護樹脂膜251、裏面保護樹脂膜
252を基板10よりも大面積として、基板10の外側
で両保護樹脂膜同士が密着する構造としてもよい。
0の裏面側において、金属箔220上で、導電材料24
0下でない位置の裏面保護樹脂膜252に、半田ごてを
当てながら半田を溶かすことにより、この部分の裏面保
護膜252、粘着テープ230の材料を溶融させ、蒸発
又は除去して、リード線用開穴253を設けると同時
に、半田部材260を形成する。その後あるいは半田部
材260を形成すると同時に、この半田部材260に、
リード線270を半田付けすることにより、本実施例は
完成する。
0下でない位置の金属箔220上に、リード線270が
半田付けされているので、半田付け作業時の振動、衝撃
が直接、金属箔220と導電材料240との結合界面に
伝わることがないので、ここで結合が破壊されることな
く、従って、導通不良となることもない。また、仮に、
導電材料下の位置の金属箔にリード線を半田付けするな
ら、金属材料を含む導電材料、金属箔は熱伝導が良好な
ので、熱が表面側の表面保護樹脂膜に伝わって、表面保
護樹脂膜が溶融することが危惧されるが、本実施例で
は、導電材料240下でない位置の金属箔220上にリ
ード線270が半田付けされているので、半田の熱が表
面保護樹脂膜251まで伝わることが少ない。
側に金属箔220が粘着テープ230により固定されて
いるので、従来の技術のように金属箔を半田層(約10
0〜1000μm)を介して半田付けする場合より、本
実施例の金属箔220による段差部(図においてYと示
す)は小さく、この段差部Yにより、裏面保護樹脂膜2
52が剥離することは少ない。更に、本実施例において
は、段差部Yに粘着テープ230が配置されて、この段
差部Yを埋めることになるので、この部分での裏面保護
樹脂膜252の剥離が少ない。
て説明する。なお、第1実施例と同一のものについては
説明を省略し、相違するものについてのみ説明する。本
実施例は、第1実施例とは違う金属箔220の固着方法
を開示するもので、図において、金属箔220は、導電
材料240と接触する部分を除いて、接着層280を介
して、基板10に固着されている。なお、本実施例にお
いては、金属箔220及び接着層280からなる積層体
による段差部(図においてZと示す)ができるが、裏面
保護樹脂膜252の接着層と、基板10が同じ樹脂同士
なので密着力が良好で、この段差部Zによる裏面保護樹
脂膜252の剥離は発生しにくい。
を用いて説明する。なお、第1実施例と同一のものにつ
いては説明を省略し、相違するものについてのみ説明す
る。また、左端の太陽電池出力領域と、右端の太陽電池
出力領域とは構造が同一であるので、図8にて左端の太
陽電池出力領域の断面構造のみを説明する。図7に示す
ように、基板10の側辺と平行に延在するする出力端子
130a、130c各々において、3ケ所に基板10を
貫通する開穴211を設けてある。基板10の裏面側に
おいて、開穴211を被い、出力端子130a、130
cと略同一の長さの帯状の金属箔221を設置し、これ
を被うように帯状の粘着テープ231を配置して、金属
箔221を固定している。以上の構造により、電気抵抗
が小さい金属箔221が複数の導電材料241を通じて
出力端子130a、130cと電気接続することになる
ので、抵抗損失を低減することができ、効率良く出力を
取り出すことができる。また、たとえ一部の導電材料2
41と金属箔221との電気接続が不良となっても、残
りの導電材料241と金属箔221との電気接続が良好
であれば、出力を取り出すことができる。
上の出力端子からの出力を、裏面側より取り出すことが
できる。
ていることより、リード線を金属箔上に半田付けすると
き、表面側の保護樹脂膜が熱で溶融することはない。
く、従って、本明細書の従来の技術で記載した金属箔の
段差により表面保護樹脂の剥離が発生せず、外観が良好
である。
所に半田付けするだけなので、本明細書の従来の技術で
記載したように半田付け場所が限られることなく、半田
付けの作業性が良い。そして、半田付けの作業を更に容
易にするために、金属箔を大面積のものにしても、金属
箔が裏面側に配置されているので、表面側の太陽電池の
発電面積が小さくなることはない。
あり、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A
断面図、(c)は(a)におけるB−B断面図である。
あり、(a)は要部平面図、(b)は要部背面図、
(c)は(a)におけるA−A断面図である。
あり、(a)は要部平面図、(b)は要部背面図、
(c)は(a)におけるA−A断面図である。
断面図である。
断面図である。
平面図、(b)は背面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 絶縁基板の表面上に形成された太陽電池
素子からの出力を取り出す太陽電池出力領域であって、 前記太陽電池素子からの出力を導く、前記基板の表面上
に形成された出力端子と、 前記出力端子及びこの下に位置する前記基板を貫通する
開穴と、 前記基板の裏面上において、前記開穴を被う金属箔と、 前記出力端子と前記金属箔とを電気的に接続する前記開
穴内に配置される導電材料と、 前記出力端子を含んで前記基板上に形成された保護樹脂
膜と、 前記基板の裏面側において、前記金属箔上に半田付けさ
れたリード線とを備えることを特徴とする太陽電池出力
領域。 - 【請求項2】 請求項1において、前記リード線は前記
金属箔上において、前記導電材料下でない位置に半田付
けされていることを特徴とする太陽電池出力領域。 - 【請求項3】 絶縁基板の表面上に形成された太陽電池
素子からの出力を取り出すための太陽電池出力領域の製
造方法であって、 前記太陽電池素子からの出力を導く、前記基板の表面上
に形成された出力端子を通って、前記基板を貫通する開
穴を設ける工程と、 前記基板の裏面上において、前記開穴を被う金属箔を設
置する工程と、 前記開穴内に導電材料を配置して前記出力端子と前記金
属箔とを電気的に接続する工程と、 前記出力端子を含む前記基板上に保護樹脂膜を形成する
工程と、 前記基板の裏面側において、前記金属箔上にリード線を
半田付けする工程とを備えることを特徴とする太陽電池
出力領域の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3の前記リード線を半田付けする
工程において、前記金属箔上において、前記導電材料下
でない位置に半田付けすることを特徴とする太陽電池出
力領域の製造方法。
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