JPWO2009107804A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
太陽電池モジュール１００において、配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凹部１１ａを有する。樹脂接着材１２は、複数の凹部１１ａそれぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮する。
Description
本発明は、配線材により互いに接続された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換できるため、新しいエネルギー源として期待されている。
一般的に、太陽電池１枚当りの出力は数Ｗ程度である。従って、家屋やビルなどの電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池を接続することにより出力を高めた太陽電池モジュールが用いられる。
複数の太陽電池は、配線材によって互いに電気的に接続される。配線材は、太陽電池の主面上に形成される接続用電極に接続される。
ここで、半田の溶融温度より低温で熱硬化する樹脂接着材を配線材と接続用電極との間に介挿させることにより、配線材を接続用電極に接続する手法が提案されている（例えば、実登第３１２３８４２号公参照）。このような手法によれば、配線材を接続用電極に半田付けする場合に比べて、温度変化が太陽電池に及ぼす影響を小さくすることができる。
しかしながら、配線材と樹脂接着材との線膨張係数は異なるため、太陽電池モジュールの温度変化に応じて、配線材と樹脂接着材との界面には応力が発生する。このような応力は太陽電池モジュールの使用環境下において繰り返し発生するため、配線材が樹脂接着材から剥離するおそれがあった。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、配線材と樹脂接着材との良好な接続を維持できる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
本発明の一の特徴に係る太陽電池モジュールは、第１太陽電池及び第２太陽電池と、第１太陽電池と第２太陽電池とを互いに電気的に接続する配線材と、第１太陽電池と配線材との間に配設される樹脂接着材とを備え、樹脂接着材又は配線材のうち一方の部材は、他方の部材と対向する対向面に形成される複数の凹部を有し、他方の部材は、複数の凹部それぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮することを要旨とする。
このような太陽電池モジュールによれば、樹脂接着材がアンカー効果を発揮することによって、配線材と樹脂接着材との接着力が向上されている。従って、太陽電池モジュールの温度変化に応じて、配線材と樹脂接着材との界面に応力が発生しても、配線材が樹脂接着材から剥離することを抑制することができる。
本発明の一の特徴において、一方の部材は、配線材であり、配線材の融点は、樹脂接着材の融点よりも高くてもよい。
本発明の一の特徴において、一方の部材は、樹脂接着材であり、樹脂接着材の融点は、配線材の融点よりも高くてもよい。
本発明の一の特徴において、複数の凹部それぞれは、一方の部材の内部で屈曲していてもよい。
本発明の一の特徴において、複数の凹部に含まれる一の凹部と他の凹部とは、一方の部材の内部で連結されていてもよい。
本発明の一の特徴において、一方の部材は、対向面に形成される凸部を有しており、凸部は、他方の部材に食い込むことによりアンカー効果を発揮していてもよい。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［第１実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の概略構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。図２は、太陽電池ストリング１の平面図である。
（太陽電池モジュールの構成）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の概略構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。図２は、太陽電池ストリング１の平面図である。
太陽電池モジュール１００は、太陽電池ストリング１、受光面側保護材２、裏面側保護材３及び封止材４を備える。太陽電池モジュール１００は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間に、太陽電池ストリング１を封止材４によって封止することにより構成される。
太陽電池ストリング１は、複数の太陽電池１０、配線材１１及び樹脂接着材１２を備える。太陽電池ストリング１は、複数の太陽電池１０を配線材１１によって互いに接続することにより構成される。
複数の太陽電池１０は、配列方向Ｈに沿って配列される。太陽電池１０は、光電変換部２０、細線電極３０及び接続用電極４０を備える。太陽電池１０の詳細な構成については後述する。
配線材１１は、複数の太陽電池１０を互いに電気的に接続する。具体的に、配線材１１は、一の太陽電池１０の接続用電極４０と、一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０の接続用電極とに接続される。配線材１１は、樹脂接着材１２を介して接続用電極４０に接続される。
配線材１１としては、薄板状または縒り線状の銅、銀、金、錫、ニッケル、アルミニウム、或いはこれらの合金などの導電性金属やカーボンを用いることができる。また、配線材１１には、半田メッキ（錫メッキ）やアルミメッキなどが施されていてもよい。なお、本実施形態に係る配線材１１の融点をＴｈ（℃）とする。
樹脂接着材１２は、配線材１１と接続用電極４０との間に配設される。樹脂接着材１２の幅は、配線材１１の幅と略同等、または、配線材１１の幅よりも狭くてもよい。
樹脂接着材１２としては、例えば、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着材の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた２液反応系接着材などを用いることができる。また、樹脂接着材１２には、複数の導電性粒子が含まれていてもよい。導電性粒子としては、ニッケル、銀、金コート付きニッケル、錫メッキ付き銅などを用いることができる。樹脂接着材１２は、半田の融点以下、即ち、約２００℃以下の温度で硬化することが好ましい。なお、本実施形態に係る樹脂接着材１２の融点をＴｊ（℃）とする。配線材１１の融点Ｔｈ（℃）は、樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）よりも高い。
受光面側保護材２は、封止材４の受光面側に配置され、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。受光面側保護材２としては、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。
裏面側保護材３は、封止材４の裏面側に配置され、太陽電池モジュール１００の背面を保護する。裏面側保護材３としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
封止材４は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間で太陽電池ストリング１を封止する。封止材４としては、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることができる。
なお、以上のような構成を有する太陽電池モジュール１００の外周には、Ａｌフレーム（不図示）を取り付けることができる。
（太陽電池の構成）
次に、太陽電池１０の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、太陽電池１０の平面図である。
次に、太陽電池１０の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、太陽電池１０の平面図である。
太陽電池１０は、図３に示すように、光電変換部２０、細線電極３０及び接続用電極４０を備える。
光電変換部２０は、受光面と受光面の反対側に形成された裏面とを有する。光電変換部２０は、受光面における受光により光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、太陽光が光電変換部２０に吸収されることにより生成される正孔と電子とをいう。光電変換部２０は、ｐｎ型接合或いはｐｉｎ接合などの半導体接合を内部に有する。光電変換部２０は、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の一般的な半導体材料などを用いて形成することができる。なお、光電変換部２０は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層が挟まれた、いわゆるＨＩＴ構造を有していてもよい。
細線電極３０は、光電変換部２０からキャリアを収集する収集電極である。細線電極３０は、光電変換部２０上において、配列方向Ｈと略直交する直交方向Ｋに沿って形成される。細線電極３０は、例えば、塗布法や印刷法を用いて、樹脂型導電性ペーストや焼結型導電性ペースト（セラミックペースト）などによって形成することができる。
なお、図１に示すように、細線電極３０は、光電変換部２０の受光面上及び裏面上において同様に形成される。細線電極３０の本数は、光電変換部２０の大きさなどを考慮して適当な本数に設定することができる。例えば、光電変換部２０の寸法が約１００ｍｍ角である場合には、約３０本の細線電極３０を形成できる。
接続用電極４０は、配線材１１を接続するための電極である。接続用電極４０は、光電変換部２０上において、配列方向Ｈに沿って形成される。従って、接続用電極４０は、複数本の細線電極３０と交差する。接続用電極４０は、細線電極３０と同様に、塗布法や印刷法を用いて、樹脂型導電性ペーストや焼結型導電性ペースト（セラミックペースト）などによって形成することができる。
なお、図１に示すように、接続用電極４０は、光電変換部２０の受光面上及び裏面上において同様に形成される。接続用電極４０の本数は、光電変換部２０の大きさなどを考慮して、適当な本数に設定することができる。例えば、光電変換部２０の寸法が約１００ｍｍ角である場合には、約１．５ｍｍ幅の接続用電極４０を２本形成できる。
（配線材と樹脂接着材との構成）
次に、配線材１１と樹脂接着材１２との構成について、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。図４（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
次に、配線材１１と樹脂接着材１２との構成について、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。図４（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凹部１１ａを有する。図４に示すように、複数の凹部１１ａそれぞれは、縦穴状に形成される。複数の凹部１１ａは、等間隔で規則的に配列されていてもよく、また、不規則に配列されてもよい。複数の凹部１１ａそれぞれは、不定形の構造を有しており、配線材１１の内部において屈曲される。
樹脂接着材１２は、複数の凹部１１ａそれぞれに入り込んでいる。これにより、樹脂接着材１２は配線材１１に対してアンカー効果を発揮する。
（複数の凹部の形成方法）
次に、複数の凹部１１ａの形成方法の一例について説明する。
次に、複数の凹部１１ａの形成方法の一例について説明する。
まず、約２２０℃で溶解したＳｎＡｇＣｕ系半田に、直径１０μｍ、長さ３０〜１００μｍのガラスファイバー片を約８ｗｔ％で混合する。
次に、溶解したＳｎＡｇＣｕ系半田に２００μｍ厚の銅箔（芯材）を浸すことにより、銅箔の表面上に半田層（被覆層）を形成する。続いて、半田層を冷却することにより固化させる。
次に、フッ化水素水溶液（１０ｗｔ％）を用いて、半田層に混合されているガラス粉に対して選択エッチングを施す。これにより、半田層に複数の凹部１１ａが形成される。
（太陽電池モジュールの製造方法）
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について説明する。
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について説明する。
まず、光電変換部２０の受光面上及び裏面上に、スクリーン印刷法等の印刷法を用いて、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを図３に示すパターンで配置する。続いて、銀ペーストを所定条件で加熱することにより硬化させる。これにより、細線電極３０と接続用電極４０とが形成される。
次に、接続用電極４０上に、樹脂接着材１２と、複数の凹部１１ａを有する配線材１１とを順次配置する。次に、樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）以上融点Ｔｈ（℃）未満に昇温されたヒーターブロックを用いて、配線材１１を光電変換部２０に押し付けながら加熱する。この際、樹脂接着材１２は融解し、複数の凹部１１ａ内に流入する。なお、配線材１１の融点Ｔｈ（℃）は樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）よりも高いため、配線材１１は融解しない。以上により、太陽電池ストリング１が作製される。
次に、ガラス基板（受光面側保護材２）上に、ＥＶＡ（封止材４）シート、太陽電池ストリング１、ＥＶＡ（封止材４）シート及びＰＥＴシート（裏面側保護材３）を順次積層して積層体とする。
次に、積層体を加熱することにより、ＥＶＡを架橋させる。以上により、太陽電池モジュール１００が作製される。
（作用及び効果）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００において、配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凹部１１ａを有する。樹脂接着材１２は、複数の凹部１１ａそれぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮する。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００において、配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凹部１１ａを有する。樹脂接着材１２は、複数の凹部１１ａそれぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮する。
このように、樹脂接着材１２が配線材１１に対してアンカー効果を発揮することによって、配線材１１と樹脂接着材１２との接着力が向上される。そのため、太陽電池モジュール１００の温度変化に応じて、配線材１１と樹脂接着材１２との界面に応力が発生しても、配線材１１が樹脂接着材１２から剥離することを抑制することができる。従って、樹脂接着剤１２による太陽電池１０と配線材１１との電気的接続の信頼性を向上することができる。その結果、高い生産性の確保と太陽電池モジュール１００の出力低下の抑制とを両立することができる。
また、本実施形態において、複数の凹部１１ａそれぞれは、配線材１１の内部において屈曲している。従って、樹脂接着材１２が発揮するアンカー効果をより増大させることができる。
また、本実施形態において、配線材１１の融点Ｔｈ（℃）は樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）よりも高い。そのため、配線材１１に形成された複数の凹部１１ａに樹脂接着材１２をスムースに入り込ませることができる。
［第１実施形態の変形例１］
次に、上記第１実施形態の変形例１について、図５を参照しながら説明する。図５は、本変形例に係る配線材１１及び樹脂接着材１２の構成を示す断面図である。
次に、上記第１実施形態の変形例１について、図５を参照しながら説明する。図５は、本変形例に係る配線材１１及び樹脂接着材１２の構成を示す断面図である。
配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凹部１１ｂを有する。図５に示すように、複数の凹部１１ｂは、直交方向Ｋ及び配列方向Ｈに配列される。
複数の凹部１１ｂそれぞれは、球状の小孔が連なった構造を有する。また、一の凹部１１ｂは、他の凹部１１ｂと配線材１１の内部において連結されている。
樹脂接着材１２は、複数の凹部１１ｂそれぞれに入り込んでいる。これにより、樹脂接着材１２は配線材１１に対してアンカー効果を発揮する。
なお、本変形例においても、配線材１１の融点Ｔｈ（℃）は樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）よりも高い。
（複数の凹部の形成方法）
次に、複数の凹部１１ｂの形成方法の一例について説明する。
次に、複数の凹部１１ｂの形成方法の一例について説明する。
まず、アルミ粉に約２ｗｔ％の発泡助剤粉（ＴｉＨ２など）を混合することにより混合粉を作製する。
次に、２００μｍ厚の銅箔（芯材）の表面に、約５０μｍ厚の混合粉を約５００℃で熱圧着することによりアルミ層（被覆層）を形成する。
次に、アルミの融点（約６６０℃）以上で熱処理を行うことにより、発泡助剤粉から水素ガスを発生させる。これによって、複数の空孔が連結されることにより、凹部１１ｂが形成される。アルミ層には、このような凹部１１ｂが複数形成される。
（作用及び効果）
本変形例において、複数の凹部１１ｂに含まれる一の凹部１１ｂと他の凹部１１ｂとは、配線材１１の内部で連結される。
本変形例において、複数の凹部１１ｂに含まれる一の凹部１１ｂと他の凹部１１ｂとは、配線材１１の内部で連結される。
このように、凹部１１ｂどうしが連結されることによって、トンネル状に形成されているため、樹脂接着材１２が発揮するアンカー効果をより増大させることができる。
また、凹部１１ｂは、球状の小孔が連なった構造を有するため、配線材１１と樹脂接着材１２との接着面積を拡大することができる。
この結果、配線材１１が樹脂接着材１２から剥離することをさらに抑制することができる。
［第１実施形態の変形例２］
次に、上記第１実施形態の変形例２について、図６を参照しながら説明する。図６は、本変形例に係る配線材１１の構成を示す断面図である。
次に、上記第１実施形態の変形例２について、図６を参照しながら説明する。図６は、本変形例に係る配線材１１の構成を示す断面図である。
本変形例に係る配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凸部１１ｃを備える。複数の凸部１１ｃは、直交方向Ｋ及び配列方向Ｈにおいて配列される。複数の凸部１１ｃそれぞれは、樹脂接着材１２の内部に食込むことによりアンカー効果を発揮する。
複数の凸部１１ｃは、配線材１１の対向面Ｓに機械的加工を施すことにより、或いは、複数の凸部１１ｃに対応する複数の凹部を有するダイスを用いて配線材１１を成形することにより形成できる。
なお、本変形例においても、配線材１１の融点Ｔｈ（℃）は樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）よりも高い。
（作用及び効果）
本変形例において、配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凸部１１ｃをさらに備える。複数の凸部１１ｃそれぞれは、樹脂接着材１２の内部に食込むことによりアンカー効果を発揮する。従って、配線材１１が樹脂接着材１２から剥離することをさらに抑制することができる。
本変形例において、配線材１１は、樹脂接着材１２と対向する対向面Ｓに形成される複数の凸部１１ｃをさらに備える。複数の凸部１１ｃそれぞれは、樹脂接着材１２の内部に食込むことによりアンカー効果を発揮する。従って、配線材１１が樹脂接着材１２から剥離することをさらに抑制することができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る配線材１１及び樹脂接着材１２の構成を示す断面図である。
次に、本発明の第２実施形態について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る配線材１１及び樹脂接着材１２の構成を示す断面図である。
本実施形態と上記第１実施形態との相違点は、樹脂接着材１２が複数の凹部１２ａを有する点である。その他の点は、上記第１実施形態と同様であるため、以下、相違点について主に説明する。
樹脂接着材１２は、配線材１１と対向する対向面Ｔに形成される複数の凹部１２ａを有する。図７に示すように、複数の凹部１２ａは、縦穴状に形成される。複数の凹部１２ａは、等間隔で規則的に配列されていてもよく、また、不規則に配列されてもよい。
複数の凹部１２ａそれぞれは、不定形の構造を有しており、樹脂接着材１２の内部において屈曲される。このような複数の凹部１２ａは、樹脂接着材１２の対向面Ｔに機械的加工（プレス加工など）を施すことにより形成することができる。
配線材１１は、複数の凹部１２ａそれぞれに入り込む。これにより、配線材１１は樹脂接着材１２に対してアンカー効果を発揮する。
ここで、本実施形態に係る樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）は、配線材１１の融点Ｔｈ（℃）よりも高い。そのため、接続用電極４０に配線材１１を接続する工程では、配線材１１の融点Ｔｈ（℃）以上融点Ｔｊ（℃）未満に加熱されたヒーターブロックを用いる。
具体的には、まず、融点Ｔｈ（℃）以上融点Ｔｊ（℃）未満に昇温されたヒーターブロックを用いて、配線材１１を光電変換部２０に押し付けながら加熱する。これにより配線材１１は融解し、複数の凹部１２ａ内に流入する。一方、樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）は配線材１１の融点Ｔｈ（℃）よりも高いため、樹脂接着材１２は融解しない。
次に、樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）までヒーターブロックを昇温することにより、樹脂接着材１２を融解させる。これにより、配線材１１は、樹脂接着材１２を介して接続用電極４０に接続される。
その他の製造工程は、上記第１実施形態と同様である。
（作用及び効果）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００において、樹脂接着材１２は、配線材１１と対向する対向面Ｔに形成される複数の凹部１２ａを有する。配線材１１は、複数の凹部１２ａそれぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮する。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００において、樹脂接着材１２は、配線材１１と対向する対向面Ｔに形成される複数の凹部１２ａを有する。配線材１１は、複数の凹部１２ａそれぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮する。
このように、配線材１１が樹脂接着材１２に対してアンカー効果を発揮することによって、配線材１１と樹脂接着材１２との接着力が向上する。従って、太陽電池モジュール１００の温度変化に応じて、配線材１１と樹脂接着材１２との界面に応力が発生しても、配線材１１が樹脂接着材１２から剥離することを抑制することができる。
また、本実施形態において、樹脂接着材１２の融点Ｔｊ（℃）は配線材１１の融点Ｔｈ（℃）よりも高い。そのため、樹脂接着材１２に形成された複数の凹部１２ａに配線材１１をスムースに入り込ませることができる。
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施形態では、太陽電池１０が接続用電極４０を備える構成について説明したが、太陽電池１０は接続用電極４０を備えなくてもよい。具体的には、図８に示すように、光電変換部２０の主面上に複数本の細線電極３０のみが形成されていてもよい。この場合、図９に示すように、配線材１１は、樹脂接着材１２を介して太陽電池１０上に配置される。なお、配線材１１と太陽電池１０との電気的接続は、複数本の細線電極３０それぞれが配線材１１にめり込むことにより図られる。
また、上記実施形態では、配線材１１の対向面Ｓに形成される複数の凹部１１ａそれぞれが縦穴状に形成される例について説明したが、複数の凹部１１ａそれぞれの形状はこれに限られるものではない。例えば、図１１に示すように、複数の凹部それぞれは、溝状に形成されていてもよい。図１１（ａ）は、配線材１１を対向面Ｓ側から見た斜視図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
図１１（ａ）に示すように、複数の凹部１１ｃは、配線材１１の長手方向（すなわち、配列方向Ｈ）に沿って形成されている。具体的には、複数の凹部１１ｃは、図１１（ｂ）に示すように、複数の凹部１１ｃは、銅箔などの芯材１１１の表面上に形成された半田などの被覆層１１２に形成されている。このような複数の凹部１１ｃは、配線材１１の対向面Ｓを長手方向に沿って紙やすり（例えば、＃２４０程度の粗さ）などで擦ることによって形成することができる。
このような配線材１１によれば、複数の凹部１１ａに樹脂接着材１２を入り込ませることができるので、樹脂接着材１２の配線材１１に対するアンカー効果を得ることができる。なお、複数の凹部１１ｃは、配線材１１の長手方向と異なる方向に沿って形成されていてもよく、また、複数の凹部１１ｃの深さは、銅箔（芯材）の内部に達してもよい。
また、上記第１実施形態では、複数の凹部１１ａそれぞれが配線材１１の内部で屈曲することとしたが、複数の凹部１１ａそれぞれは直線状に形成されていてもよい。このような複数の凹部１１ａは、例えば、図１０に示すダイス５０が有する複数の突起部５０ａを配線材１１にめり込ませることによって形成することができる。
また、上記第１実施形態では、複数の凹部１１ａそれぞれに樹脂接着材１２が充填されることとしたが、樹脂接着材１２は複数の凹部１１ａそれぞれの途中まで入り込んでいればよい。
また、上記第２実施形態において、樹脂接着材１２は、対向面Ｔに形成され、配線材１１に食込む凸部を有していてもよい。
また、上記実施形態では、光電変換部２０の裏面上に細線電極３０及び接続用電極４０を形成したが、裏面全面を覆うように電極を形成してもよい。本発明は、光電変換部２０の裏面に形成される電極の形状を限定するものではない。
また、上記実施形態では、細線電極３０を直交方向に沿ってライン状に形成したが、細線電極３０の形状はこれに限定されない。例えば、波線状に形成された複数本の細線電極３０が格子状に交差していてもよい。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの実施例について具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
（実施例１）
まず、配線材の表面に複数の縦穴状凹部を形成した。具体的には、幅１．５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの扁平な銅箔の表面上に形成された厚さ３０μｍの半田層に、複数の突起部（φ１８μｍ、長さ３０μｍ、傾斜角７０度、１ｍｍピッチ）を有するダイス（図１０参照）を複数回押し付けた。これにより、配線材の表面に３０〜５０μｍピッチで複数の縦穴状凹部を形成した。なお、ダイスを押し付けるたびに、ダイスを配線材に対して回転させることにより、複数の縦穴状凹部それぞれを無作為方向に形成した。
まず、配線材の表面に複数の縦穴状凹部を形成した。具体的には、幅１．５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの扁平な銅箔の表面上に形成された厚さ３０μｍの半田層に、複数の突起部（φ１８μｍ、長さ３０μｍ、傾斜角７０度、１ｍｍピッチ）を有するダイス（図１０参照）を複数回押し付けた。これにより、配線材の表面に３０〜５０μｍピッチで複数の縦穴状凹部を形成した。なお、ダイスを押し付けるたびに、ダイスを配線材に対して回転させることにより、複数の縦穴状凹部それぞれを無作為方向に形成した。
次に、寸法１００ｍｍ角の光電変換部の受光面上及び裏面上に、スクリーン印刷法を用いて、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを格子状（図３参照）に印刷した。これにより、細線電極と接続用電極とを形成した。
次に、一の太陽電池の受光面上に形成された接続用電極と、隣接する他の太陽電池の裏面上に形成された接続用電極とに、銀粒子を含むエポキシ樹脂系接着材を塗布した。続いて、銀粒子を含むエポキシ樹脂系接着材上に、複数の縦穴状凹部を有する配線材を配置した。その後、ヒーターブロックを用いて配線材を加熱することにより、配線材を接続用電極に接続した。
以上のように作製された太陽電池ストリングを、ガラスとＰＥＴフィルムの間でＥＶＡによって封止することにより実施例１に係る太陽電池モジュールを作製した。
（実施例２）
実施例２では、配線材の表面に複数の溝状凹部を形成した。具体的には、幅１．５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの扁平な銅箔の表面上に形成された厚さ３０μｍの半田層に、＃２４０の研磨紙を装着したベルトサンダーを用いて、複数の溝状凹部を配線材の長手方向に沿って形成した（図１１参照）。
実施例２では、配線材の表面に複数の溝状凹部を形成した。具体的には、幅１．５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの扁平な銅箔の表面上に形成された厚さ３０μｍの半田層に、＃２４０の研磨紙を装着したベルトサンダーを用いて、複数の溝状凹部を配線材の長手方向に沿って形成した（図１１参照）。
この際、配線材の保持法を工夫することによって、各溝状凹部を均一な形状とした。具体的には、加工テーブルの工作面に形成した溝（幅１．６ｍｍ、深さ１５０μｍ）に配線材（約２００ｍｍ長さ）を落とし込んで真空吸引した状態で、配線材の表面にベルトサンダーを押し当てた。これによって、均一な形状の溝状凹部を形成した。
その他の工程は、上記第１実施例と同様とした。
（比較例１，２）
複数の凹部を形成することなく、平板状の配線材を用いて比較例１，２に係る太陽電池モジュールを作製した。その他の工程は、上記第１実施例と同様とした。
複数の凹部を形成することなく、平板状の配線材を用いて比較例１，２に係る太陽電池モジュールを作製した。その他の工程は、上記第１実施例と同様とした。
（温度サイクル試験）
次に、実施例１，２及び比較例１，２に係る太陽電池モジュールについて、恒温槽を用いて温度サイクル試験を行った。
次に、実施例１，２及び比較例１，２に係る太陽電池モジュールについて、恒温槽を用いて温度サイクル試験を行った。
なお、温度サイクル試験は、ＪＩＳ Ｃ ８９１７の規定に準拠して行った。具体的には、各サンプルを恒温槽内に保持し、４５分かけて２５℃から９０℃まで上昇させ、この温度で９０分間保持し、次いで９０分かけて−４０℃まで降下させ、この温度で９０分間保持し、さらに４５分かけて２５℃まで上昇させる。これを１サイクル（６時間）として２００サイクル行った。
実施例１及び比較例１について、試験前後の太陽電池モジュールの出力を測定した結果を表１に示す。実施例２及び比較例２について、試験前後の太陽電池モジュールの出力を測定した結果を表２に示す。表１及び表２に示す値は、試験前の出力値を基準として規格化されている。
表１及び表２に示すように、温度サイクル試験後において、実施例１及び２では比較例１及び２よりも高い出力を得ることができた。すなわち、実施例１及び２によれば、周期的な温度変化に応じて配線材と樹脂接着材との界面に繰り返し発生する応力に耐えられた。これは、樹脂接着材が複数の凹部それぞれに入り込み、アンカー効果を発揮することによって、配線材と樹脂接着材との接着強度を向上させることができたためである。
一方、比較例１及び２では、配線材が凹部を有さないため、樹脂接着材はアンカー効果を発揮しない。従って、配線材と樹脂接着材との界面に繰り返し発生する応力によって、配線材と樹脂接着材との接着力が低下したため出力が低下した。
本発明によれば、配線材と樹脂接着材との良好な接続を維持できる太陽電池モジュールを提供することができるので、太陽光発電分野において有用である。
Claims (7)
- 第１太陽電池及び第２太陽電池と、
前記第１太陽電池と前記第２太陽電池とを互いに電気的に接続する配線材と、
前記第１太陽電池と前記配線材との間に配設される樹脂接着材と
を備え、
前記樹脂接着材又は前記配線材のうち一方の部材は、他方の部材と対向する対向面に形成される複数の凹部を有し、
前記他方の部材は、前記複数の凹部それぞれに入り込むことによりアンカー効果を発揮する
ことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記一方の部材は、前記配線材であり、
前記配線材の融点は、前記樹脂接着材の融点よりも高い
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記一方の部材は、前記配線材であり、
前記複数の凹部それぞれは、溝状に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。 - 前記一方の部材は、前記樹脂接着材であり、
前記樹脂接着材の融点は、前記配線材の融点よりも高い
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記複数の凹部それぞれは、前記一方の部材の内部で屈曲する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記複数の凹部に含まれる一の凹部と他の凹部とは、前記一方の部材の内部で連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記一方の部材は、前記対向面に形成される凸部を有しており、
前記凸部は、前記他方の部材に食い込むことによりアンカー効果を発揮する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
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