JPWO2014174836A1 - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子と、複数の太陽電池素子同士を接続するタブ配線４０と、太陽電池素子の表面上に非直線状に設けられ、タブ配線４０と表面とを接着する樹脂部５４と、を備える。タブ配線４０は、表面に沿って所定方向に延在し、樹脂部５４は、タブ配線４０の短手方向から張り出している。樹脂部５４は、タブ配線４０の短手方向に突出するフィレットを有する。フィレットは、タブ配線４０の長手方向に点在して設けられる。電極は、非直線状のバスバー電極３４を有する。樹脂部５４は、バスバー電極３４の形状に対応して設けられる。
Description
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。
太陽電池モジュールは、複数の太陽電池を有する。複数の太陽電池は、表面に電極を有する。複数の太陽電池の電極は、互いに配線材で接続される。配線材は、例えば、樹脂からなる接着剤により太陽電池の電極と導通するように接着される（例えば、特許文献１参照）。
太陽電池は、配線材と熱膨張率が異なる。このため、設置環境により太陽電池モジュールの温度が変化すると、太陽電池と配線材との間に応力が生じ、配線材が剥がれるおそれがある。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールの信頼性を高める技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子と、複数の太陽電池素子同士を接続するタブ配線と、太陽電池素子の表面上に非直線状に設けられ、タブ配線と表面とを接着する樹脂部と、を備える。
本発明の別の態様は、太陽電池モジュールの製造方法である。この方法は、複数の太陽電池素子と、複数の太陽電池素子同士を接続するタブ配線と、を準備し、太陽電池素子の表面上に接着剤を非直線状に配置し、タブ配線を接着剤上に配置する。
本発明によれば、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
本実施形態を具体的に説明する前に、概要を述べる。本実施形態は、太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池素子を接続するタブ配線を、太陽電池素子の表面に接着するための技術に関する。近年、低コスト化を目的として、太陽電池素子の表面に樹脂接着剤を塗布し、その上にタブ配線を配置することでタブ配線が接着されることがある。このとき、樹脂接着剤を表面に設けると表面の一部が覆われて受光面積が低減してしまうことから、樹脂接着剤は細長く設けることが望ましい。一方で、樹脂接着剤の塗布領域を細くすると配置されるタブ配線の位置が短手方向にずれてしまった場合に確実にタブ配線を接着できなくなる。そこで、本実施形態においては、タブ配線を接着させる樹脂接着剤を非直線状に設けることで、タブ配線の配置がずれてしまう場合においてもタブ配線を確実に接着し、太陽電池モジュールの信頼性を高める。
図１は、実施形態に係る太陽電池モジュール１００を示す断面図である。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池素子７０と、隣接する太陽電池素子７０を互いに接続するタブ配線４０と、樹脂部５２、５４と、保護基板６２と、バックシート６４と、封止層６６を備える。以下、これらの構成を順に詳述する。
太陽電池素子７０は、発電層１０と、第１電極２０と、第２電極３０を備える。
発電層１０は、入射する光を吸収して光起電力を発生させる層であり、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）又はインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料からなる基板を有する。発電層１０の構造は、特に限定されないが、本実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を有する。発電層１０は、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面側に、ｉ型非晶質シリコン層、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層、酸化インジウム等の透光性導電酸化物からなる透明導電層の順番で積層されている。また、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層、リン（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層、透明導電層の順番で積層されている。
発電層１０は、太陽電池素子７０の表面の一つである受光面１２と、太陽電池素子７０の表面の一つであり、受光面１２に背向する裏面１４とを有する。ここで、受光面は、太陽電池素子７０において主に太陽光が入射される主面を意味し、発電層１０に入射される光の大部分が入射される面である。
第１電極２０及び第２電極３０は、太陽電池素子７０の表面に設けられる電極であり、発電層１０が発電した電力を外部に取り出す電極である。第１電極２０は、受光面１２に設けられ、第２電極３０は、裏面１４に設けられる。第１電極２０及び第２電極３０は、例えば、銀（Ａｇ）や、銅（Ｃｕ）等の金属を含む導電性の材料である。なお、銅（Ｃｕ）や錫（Ｓｎ）等の電解メッキ層をさらに含んでもよい。ただし、これに限定されるものでなく、金（Ａｕ）等の他の金属、他の導電性材料、又はそれらの組み合わせとしてもよい。
タブ配線４０は、樹脂部５２により第１電極２０と電気的に導通するように表面上に接着される。また、タブ配線４０は、樹脂部５４により第２電極３０と電気的に導通するように表面上に接着される。タブ配線４０は、細長い金属箔であり、例えば、銅箔に銀をコーティングしたものや、アルミニウム箔が用いられる。タブ配線４０は、複数の太陽電池素子７０が配列される第１の方向（ｘ方向）に延び、ｘ方向に隣接する一方の太陽電池素子７０の第１電極２０と、他方の太陽電池素子７０の第２電極３０に接続される。
タブ配線４０は、延在部４２と、屈曲部４３と、先端部４４を備える。
延在部４２は、受光面１２又は裏面１４に沿ってｘ方向に延びる。延在部４２は、樹脂部５２を介して受光面１２に接着され、樹脂部５４を介して裏面１４に接着される。より詳細には、延在部４２は、第１電極２０又は第２電極３０の上に配置され、電極と電気的に導通するように電極の少なくとも一部と直接接触した状態で接着される。
先端部４４は、受光面１２または裏面１４の上に設けられ、太陽電池素子７０の外周に近い領域に配置される。
屈曲部４３は、太陽電池素子７０の厚さに相当する段差を有する。屈曲部４３が設けられることで、タブ配線４０は、複数の太陽電池素子７０の受光面１２および裏面１４がそれぞれ同一平面内に配置された状態で、一方の太陽電池素子７０の受光面１２と他方の太陽電池素子７０の裏面１４とを接続することができる。
保護基板６２及びバックシート６４は、太陽電池素子７０を外部環境から保護する。受光面１２側に設けられる保護基板６２は、太陽電池素子７０が発電のために吸収する波長帯域の光を透過する。保護基板６２は、例えば、ガラス基板である。裏面１４側に設けられるバックシート６４は、ＥＶＡ、ポリイミド等の樹脂基板や、保護基板６２と同じガラス基板である。
封止層６６は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリイミド等の樹脂材料である。これにより、太陽電池素子７０への水分の浸入等を防ぐとともに、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させる。なお、保護基板６２側から入射した光が太陽電池素子７０により多く吸収されるよう、バックシート６４と封止層６６の間に金属箔などを設けることで、太陽電池素子７０を透過してバックシート６４に達した光を太陽電池素子７０へ反射させてもよい。
つづいて、図２、３を参照して、第１電極２０および第２電極３０の構成について詳述する。
図２は、太陽電池素子７０の受光面１２を示す外観図である。本図では、タブ配線４０が配置される領域を破線で示している。
第１電極２０は、互いに平行にｘ方向に延びる３本のバスバー電極２４と、バスバー電極２４と直交する第２の方向（ｙ方向）に延びる複数のフィンガー電極２２を備える。フィンガー電極２２は、受光面１２上に形成される電極であるため、発電層１０に入射する光を遮らないように細く形成することが望ましい。また、発電した電力を効率的に集電できるよう所定の間隔で配置することが望ましい。
バスバー電極２４は、複数のフィンガー電極２２を互いに接続し、ｘ方向に直線状に延びる。バスバー電極２４は、発電層１０に入射する光を遮らない程度に細く形成するとともに、複数のフィンガー電極２２から集電した電力を効率的に流せるよう、ある程度太くすることが望ましい。なお、本実施形態において、バスバー電極２４のｙ方向の幅ｗ１は、タブ配線４０の幅ｗ２よりも狭くなるように形成される。
図３は、太陽電池素子７０の裏面１４を示す外観図である。本図においても、タブ配線４０が配置される領域を破線で示しているが、説明の便宜上、タブ配線４０が配置される領域について記載を省略している。
第２電極３０も、第１電極２０と同様に、互いに平行にｘ方向に延びる３本のバスバー電極３４と、バスバー電極３４と直交してｙ方向に延びる複数のフィンガー電極３２を備える。一方、第２電極３０は、非直線状に形成されるバスバー電極３４を備える点で第１電極２０と異なる。具体的には、バスバー電極３４は、ジグザグ状に形成される。また、裏面１４は、太陽光が主に入射される主面ではないため、裏面１４のフィンガー電極３２の本数は、受光面１２のフィンガー電極２２よりも多く設けられており、フィンガー電極２２より集電効率が高い。
裏面１４のバスバー電極３４は、短手方向であるｙ方向の中心位置を結んでｘ方向に延びる中心線Ｃを繰り返し跨ぐようにジグザグ状に形成される。いいかえれば、バスバー電極３４は、バスバー電極３４の短手方向に往復しながらバスバー電極３４の長手方向であるｘ方向に延びる。なお、本実施形態において、バスバー電極３４が設けられるｙ方向の幅ｗ３は、タブ配線４０の幅ｗ２よりも広くなるように形成される。
バスバー電極３４は、複数の第１頂点３６ａと、複数の第２頂点３６ｂと、複数の第１接続電極３８ａと、複数の第２接続電極３８ｂを備える。
第１頂点３６ａおよび第２頂点３６ｂ（以下、総称して頂点３６ともいう）は、ジグザグ形状を有したバスバー電極３４の延びる方向が変化する屈曲部であり、バスバー電極３４の中心線Ｃから離間した位置にそれぞれ設けられる。第１頂点３６ａは、中心線Ｃを基準として＋ｙ方向（紙面上における上方向）に離間して設けられ、第２頂点３６ｂは、中心線Ｃを基準として−ｙ方向（紙面上における下方向）に離間して設けられる。隣接する第１頂点３６ａと第２頂点３６ｂの間は、第１接続電極３８ａまたは第２接続電極３８ｂにより接続される。本実施形態において、頂点３６は、フィンガー電極３２の位置に設けられるが、変形例においては、フィンガー電極３２の位置とは異なる位置に設けることとしてもよい。
第１接続電極３８ａおよび第２接続電極３８ｂは、中心線Ｃに斜めに交差する方向に延びて隣接する第１頂点３６ａと第２頂点３６ｂとを接続する。第１接続電極３８ａは、第２頂点３６ｂから第１頂点３６ａに向けて＋ｘ方向と＋ｙ方向の間の方向（紙面上における右斜め上方向Ａ）に延びる。一方、第２接続電極３８ｂは、第１頂点３６ａから第２頂点３６ｂに向けて＋ｘ方向と−ｙ方向の間の方向（紙面上における右斜め下方向Ｂ）に延びる。右斜め上方向Ａに延びる第１接続電極３８ａと、右斜め下方向Ｂに延びる第２接続電極３８ｂとが互い違いに設けられることにより、バスバー電極３４は、ジグザグ状に形成される。
つづいて、図４から図７を参照して、受光面１２に設けられる樹脂部５２の構成について詳述する。
図４は、受光面１２に設けられる樹脂部５２を示す外観図である。本図においても、受光面１２の上に設けられるタブ配線４０の記載を省き、タブ配線４０が設けられる位置を破線で示している。
樹脂部５２は、受光面１２に設けられ、受光面１２とその上に延在するタブ配線４０とを接着する。樹脂部５２は、樹脂接着剤を硬化させた接着層であり、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性の樹脂材料を用いる。本実施形態においては、樹脂部５２として絶縁性の樹脂材料を用いるが、樹脂材料に導電性の粒子などを分散させることにより導電性を有することとしてもよい。
樹脂部５２は、ｘ方向に延びるバスバー電極２４に沿って非直線状に設けられる。具体的には、樹脂部５２は、短手方向であるｙ方向の中心位置となるバスバー電極２４を繰り返し跨ぐよう短手方向に往復しながらジグザグ状に形成される。樹脂部５２の短手方向の幅ｗ４は、タブ配線４０の幅ｗ２よりも広くなるように設けられる。
樹脂部５２は、第１フィレット５２ａと、第２フィレット５２ｂを備える。
第１フィレット５２ａは、タブ配線４０の短手方向の一方側（＋ｙ方向側）に突出して設けられる。第１フィレット５２ａは、タブ配線４０の長手方向に点在して設けられており、タブ配線４０の＋ｙ方向側には、第１フィレット５２ａが形成される第１領域Ｄ１と、第１フィレット５２ａが形成されない第２領域Ｄ２とが交互に設けられる。
第２フィレット５２ｂは、タブ配線４０の短手方向の他方側（−ｙ方向側）に突出して設けられる。第２フィレット５２ｂは、タブ配線４０の長手方向に点在して設けられており、タブ配線４０の−ｙ方向側には、第２フィレット５２ｂが形成される第３領域Ｄ３と、第２フィレット５２ｂが形成されない第４領域Ｄ４とが交互に設けられる。
なお、第１フィレット５２ａが形成される第１領域Ｄ１と、第２フィレット５２ｂが形成される第３領域Ｄ３とはタブ配線４０の長手方向において重ならないように設けられる。これにより、第１領域Ｄ１と第３領域Ｄ３の間には、第１フィレット５２ａと第２フィレット５２ｂがいずれも設けられない第５領域Ｄ５が設けられる。なお、変形例として、第５領域が設けられない態様で第１フィレット５２ａおよび第２フィレット５２ｂを設けてもよい。
図５は、受光面１２の樹脂部５２の構造を示す断面図であり、図４のＡ−Ａ断面線を示す。本図は、第１フィレット５２ａまたは第２フィレット５２ｂが形成されていない第５領域Ｄ５の断面図を示す。
樹脂部５２は、第５領域におけるバスバー電極２４の周囲に設けられ、受光面１２からの厚さｈが、バスバー電極２４の厚さと等しくなるように設けられる。樹脂部５２は、タブ配線４０の下面４０ａの少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と受光面１２とを接着する。また、タブ配線４０の下面４０ａは、バスバー電極２４と直接接触することにより導通をとる。
図６は、受光面１２の樹脂部５２の構造を示す断面図であり、図４のＢ−Ｂ断面線を示す。本図は、第１フィレット５２ａが形成される第１領域の断面図を示す。
樹脂部５２は、第１領域におけるバスバー電極２４の＋ｙ方向側に設けられる。樹脂部５２は、タブ配線４０の下面４０ａの少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と受光面１２とを接着している。また、タブ配線４０の下面４０ａは、バスバー電極２４と直接接触することにより導通をとっている。
第１フィレット５２ａは、タブ配線４０の＋ｙ方向側に形成され、受光面１２からの厚さｈが、バスバー電極２４の厚さよりも厚くなるように設けられる。第１フィレット５２ａは、タブ配線４０の側面４０ｂの少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と受光面１２とを接着している。
図７は、受光面１２の樹脂部５２の構造を示す断面図であり、図４のＣ−Ｃ断面線を示す。本図は、第２フィレット５２ｂが形成される第３領域の断面図を示す。
樹脂部５２は、第３領域におけるバスバー電極２４の−ｙ方向側に設けられる。樹脂部５２は、タブ配線４０の下面４０ａの少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と受光面１２とを接着する。また、タブ配線４０の下面４０ａは、バスバー電極２４と直接接触することにより導通をとっている。
第２フィレット５２ｂは、タブ配線４０の−ｙ方向側に形成され、受光面１２からの厚さｈが、バスバー電極２４の厚さよりも厚くなるように設けられる。第２フィレット５２ｂは、タブ配線４０の側面４０ｂの少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と受光面１２とを接着している。
つづいて、図８を参照して、裏面１４に設けられる樹脂部５４の構成について詳述する。
図８は、裏面１４に設けられる樹脂部５４を示す外観図である。本図では、図４と同様、裏面１４の上に設けられるタブ配線４０の記載を省き、タブ配線４０が設けられる位置を破線で示す。
樹脂部５４は、裏面１４に設けられ、太陽電池素子７０の裏面１４とその上に延在するタブ配線４０とを接着する。樹脂部５４は、樹脂部５２と同様、樹脂接着剤を硬化させた接着層であり、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性の樹脂材料である。
樹脂部５４は、ジグザグ状に延びるバスバー電極３４の中心線Ｃに沿って非直線状に設けられる。具体的には、バスバー電極３４のジグザグ形状に対応して、バスバー電極３４の短手方向に往復しながら長手方向に延びている。樹脂部５４の短手方向の幅ｗ４は、タブ配線４０の幅ｗ２よりも広くなるように設けられる。また、樹脂部５４の短手方向の幅ｗ４は、バスバー電極３４の短手方向の幅ｗ３よりも少し広くなるように設けられる。
樹脂部５４は、バスバー電極３４の周囲にも設けられ、裏面１４からの厚さがバスバー電極３４の厚さとなるように設けられる。樹脂部５４は、タブ配線４０の下面の少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と太陽電池素子７０の裏面１４とを接着する。タブ配線４０は、バスバー電極３４と直接接触することによりに導通をとる。
樹脂部５４は、第１フィレット５４ａと、第２フィレット５４ｂを備える。
第１フィレット５４ａは、タブ配線４０の短手方向の一方側（＋ｙ方向側）に突出して第１頂点３６ａを覆うように設けられる。第１フィレット５４ａは、タブ配線４０の長手方向に点在して設けられており、タブ配線４０の＋ｙ方向側には、第１フィレット５４ａが形成される第１領域Ｄ１と、第１フィレット５４ａが形成されない第２領域Ｄ２とが交互に設けられる。第１フィレット５４ａは、裏面１４からの厚さが、バスバー電極３４の厚さよりも厚くなるように設けられ、タブ配線４０の側面の少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と裏面１４とを接着する。
第２フィレット５４ｂは、タブ配線４０の短手方向の他方側（−ｙ方向側）に突出して第２頂点３６ｂを覆うように設けられる。第２フィレット５４ｂは、タブ配線４０の長手方向に点在して設けられており、タブ配線４０の−ｙ方向側には、第２フィレット５４ｂが形成される第３領域Ｄ３と、第２フィレット５４ｂが形成されない第４領域Ｄ４とが交互に設けられる。第２フィレット５４ｂは、裏面１４からの厚さが、バスバー電極３４の厚さよりも厚くなるように設けられ、タブ配線４０の側面の少なくとも一部と接することにより、タブ配線４０と裏面１４とを接着する。
つづいて、図９から図１３を参照して、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、図９から図１１を参照して、受光面１２にタブ配線４０を接着する工程を詳述する。
図９は、受光面１２に塗布された接着剤８０を示す図である。
まず、複数の太陽電池素子とタブ配線とを用意し、タブ配線を接着するための接着剤８０を太陽電池素子の表面に塗布する。接着剤８０は、ペースト状の樹脂接着剤であり、熱硬化性を有する。例えば、硬化剤を加えたエポキシ樹脂に固形成分を混合させることにより、ペースト状とした硬化前の樹脂を用いることができる。
接着剤８０は、受光面１２上にバスバー電極２４の長手方向に沿って非直線状に配置される。具体的には、短手方向であるｙ方向の中心位置となるバスバー電極２４を繰り返し跨ぐようにジグザグ状に配置される。接着剤８０は、ｙ方向の幅ｗ５がタブ配線の幅よりも広く設けられる。これにより、接着剤８０の上からタブ配線を載せた場合に、タブ配線を配置する位置がｙ方向にずれたとしても、ずれの量が所定範囲内であれば好適にタブ配線を接着することができる。
また、接着剤８０の幅ｗ６は、ｙ方向の幅ｗ５やタブ配線の幅と比べて細くなるように設けられ、例えば、バスバー電極２４の幅と同程度となるように設けられる。これにより、一定の接着強度を確保するとともに、接着剤８０のフィレットが広がることで受光面積が狭くなることを防ぐ。
図１０は、接着剤の配置に用いる印刷版８２を示す図である。
印刷版８２は、非直線状に設けられる樹脂部の形状に対応したパターン８４を有する。印刷版８２には、表面に設けられるバスバー電極の位置に対応して、ジグザグ状に形成されるパターン８４が３箇所設けられる。この印刷版８２を介して印刷することで受光面１２にジグザグ状に延びるよう接着剤８０を配置する。印刷方法として、オフセット印刷を用いる。例えば、凹版オフセット印刷により印刷を行う場合には、パターン８４として凹部を設けた印刷版を用いればよい。その他、スクリーン印刷により印刷を行ってもよい。この場合には、塗布すべき接着剤の厚さに応じて、接着剤を複数回重ね塗りしてもよい。
なお、接着剤８０は、ディスペンサなどの吐出手段を用いて塗布してもよい。この場合、接着剤８０を吐出させるディスペンサの先端部をバスバー電極２４の上でｘ方向に移動させるとともに、バスバー電極２４のｙ方向の中心位置から周期的に＋ｙ方向および−ｙ方向に往復させる。このようにして、接着剤８０をバスバー電極２４上にジグザグ状に塗布してもよい。
図１１は、受光面１２に接着したタブ配線４０を示す図であり、図９に示す接着剤８０の上にタブ配線４０を配置した状態を示す。
タブ配線４０は、その長手方向がｘ方向となる向きでジグザグ状に延びる接着剤８０の上に配置される。また、タブ配線４０は、短手方向の中心位置がバスバー電極２４の中心位置と一致するように配置される。このとき、バスバー電極２４とタブ配線４０とが直接接触して導通がとられる。また、タブ配線４０とバスバー電極２４の中心位置を一致させることで、両者の導通を良好にすることができる。
接着剤８０は、タブ配線４０を押圧することによりバスバー電極２４の周囲にはみ出し、はみ出た接着剤８０により受光面１２とタブ配線４０とが接着される。また、バスバー電極２４の上に配置される接着剤８０の一部は、バスバー電極２４とタブ配線４０の間にとどまって、バスバー電極２４とタブ配線４０とを直接接着する。
接着剤８０は、タブ配線４０の幅ｗ２よりも短手方向の幅が広くなるようにジグザグ状に配置されることから、タブ配線４０からｙ方向に突出する突出部８０ａ、８０ｂを形成する。これにより、タブ配線４０の短手方向に突出する突出部８０ａ、８０ｂは、タブ配線４０に沿って長手方向に点在して設けられる。なお、接着剤８０は、タブ配線４０を押圧することにより周囲にはみ出すため、タブ配線４０を接着した後の接着剤８０のｙ方向の幅ｗ４は、塗布時の接着剤８０の幅ｗ５よりも少し広がることとなる。
タブ配線４０を圧着した状態で加熱することで、接着剤８０が熱硬化し、樹脂部５２が形成される。また、接着剤８０の突出部８０ａ、８０ｂが熱硬化することにより、第１フィレット５２ａ、第２フィレット５２ｂが形成される。これにより、樹脂部５２は、タブ配線４０に沿ってジグザグ状に設けられ、第１フィレット５２ａ、第２フィレット５２ｂは、タブ配線４０に沿って長手方向に点在して設けられる。
次に、図１２、１３を参照して、裏面１４にタブ配線４０を接着する工程を詳述する。受光面１２に一端が接着されたタブ配線４０は、その他端が裏面１４に接着される。
図１２は、裏面１４に配置された接着剤８０を示す外観図である。
接着剤８０は、裏面１４において、ジグザグ状に延びるバスバー電極３４に対応してジグザグ状に配置される。より詳細には、バスバー電極３４とその中心線Ｃの交点や、バスバー電極３４の第１頂点３６ａおよび第２頂点３６ｂの上を結ぶようにジグザグに設けられる。接着剤８０は、短手方向の幅ｗ５がバスバー電極３４の幅ｗ３よりも少し広くなるように設けられる。これにより、接着剤８０を裏面１４と接触させて、接着剤８０によりタブ配線４０と裏面１４とを接着させる。
接着剤８０は、受光面１２と同様、図１０に示す印刷版８２を用いて印刷される。なお、受光面１２側とは異なる印刷版を用いてもよく、例えば、パターン８４のジグザグ形状の周期や幅が受光面１２側と異なる印刷版としてもよい。
図１３は、裏面１４に接着したタブ配線４０を示す図である。
タブ配線４０は、その長手方向がｘ方向となる向きでジグザグ状に延びる接着剤８０の上に配置される。また、タブ配線４０は、短手方向の中心位置がバスバー電極３４の中心線Ｃに一致するように配置される。このとき、バスバー電極３４とタブ配線４０とが直接接触して導通がとられる。接着剤８０は、タブ配線４０を押圧することによりバスバー電極３４の周囲にはみ出すこととなり、はみ出た接着剤８０により裏面１４とタブ配線４０とが接着される。
接着剤８０は、タブ配線４０からｙ方向に突出する突出部８０ａ、８０ｂを形成する。タブ配線４０を接着した後の接着剤８０のｙ方向の幅ｗ４は、タブ配線４０に押し出されて広がることにより、塗布時の接着剤８０の幅ｗ５よりも広がることとなる。また、タブ配線４０の短手方向に突出する突出部８０ａ、８０ｂは、タブ配線４０に沿って長手方向に点在して設けられることとなる。
タブ配線４０を圧着した状態で加熱することで、接着剤８０が熱硬化し、裏面１４に樹脂部５４が形成される。また、接着剤８０の突出部８０ａ、８０ｂが熱硬化することにより、第１フィレット５２ａ、第２フィレット５２ｂが形成される。これにより、樹脂部５４は、タブ配線４０に沿ってジグザグ状に設けられ、第１フィレット５４ａ、第２フィレット５４ｂは、タブ配線４０に沿って長手方向に点在して設けられる。
最後に、タブ配線４０を接続した複数の太陽電池素子７０を封止する。タブ配線４０を接続した複数の太陽電池素子７０の受光面１２側に、封止層６６の一部を構成する樹脂シートと保護基板６２を配置し、裏面１４側に封止層６６の一部を構成する樹脂シートとバックシート６４配置する。そして、太陽電池素子７０を保護基板６２とバックシート６４で挟み込んだ状態で加熱圧着することにより、受光面１２側と裏面１４の樹脂シートが融着して封止層６６を形成され、太陽電池モジュール１００が形成される。
つづいて、図１４を参照して、本実施形態の太陽電池モジュール１００が奏する効果について説明する。
図１４は、接着剤８０が奏する効果を模式的に示す図である。
図１４（ａ）〜（ｃ）は、接着剤８０が設けられる位置に対してタブ配線４０の短手方向の位置がずれて配置される様子を示す。いずれも接着剤８０の中心線Ｃ１に対して、タブ配線４０の中心線Ｃ２がΔｙずれた位置となるようにタブ配線４０が配置されている。タブ配線４０を好適に接着するためには、接着剤８０の中心線Ｃ１とタブ配線４０の中心線Ｃ２とが一致するように配置することが望ましいが、タブ配線４０の接着工程における位置決め精度によっては、短手方向にずれて配置されてしまうことがある。以下、図１４（ａ）、（ｂ）に示す比較例を用いて本実施形態が解決しようとする課題について示し、図１４（ｃ）を用いて本実施形態が奏する効果について述べる。
図１４（ａ）は、比較例１に係る接着剤８０を示す。比較例１に係る接着剤８０は、長手方向に直線状に延びており、短手方向の幅ｗａがタブ配線４０の幅ｗ２よりも細くなるように設けられる。このとき、タブ配線４０が短手方向にΔｙずれて配置されると、タブ配線４０と接着剤８０が接する面積が小さくなり、タブ配線４０を確実に接着できなくなるおそれがある。
図１４（ｂ）は、比較例２に係る接着剤８０を示す。比較例２に係る接着剤８０は、長手方向に直線状に延びており、短手方向の幅ｗｂがタブ配線４０の幅ｗ２よりも太くなるように設けられる。このように接着剤８０を設ける幅ｗｂを太くすることで、タブ配線４０が短手方向にずれて配置される場合であってもタブ配線４０を確実に接着することができる。しかし、接着剤８０の幅ｗｂを太くすると接着剤８０により受光面１２が遮られる面積が増えるため、発電効率の低下を招くこととなる。
図１４（ｃ）は、本実施形態に係る接着剤８０を示す。本実施形態に係る接着剤８０は、長手方向に非直線状に延びる。接着剤８０が塗布される幅ｗａはタブ配線４０の幅ｗ２よりも細く、接着剤８０の短手方向の幅ｗｂはタブ配線４０の幅ｗ２よりも太くなるように設けられる。接着剤８０を非直線状に短手方向に往復させて配置することで、タブ配線４０が短手方向にずれて配置される場合であってもタブ配線４０と接着剤８０とが接する面積の低下を防ぐことができる。接着剤８０は、塗布される幅ｗａが細くなるように設けられていることから、接着剤８０を直線状に太く塗布する場合と比べて、受光面１２を遮る面積を小さくすることができる。したがって、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、発電効率の低下を抑えつつ、タブ配線４０を確実に接着することができ、タブ配線４０の剥離を防ぐことができる。これにより、太陽電池モジュール１００の信頼性を高めることができる。
また、太陽電池モジュール１００は、タブ配線４０の短手方向に突出する第１フィレット５２ａ、第２フィレット５２ｂが受光面１２に点在して設けられる。これにより、受光面１２とタブ配線４０とを接着するフィレットが受光面１２とタブ配線４０の間の領域に連続的に設けられる場合と比べて、樹脂部が設けられることによる太陽電池素子７０への応力を緩和することができる。同様に、太陽電池モジュール１００は、タブ配線４０の短手方向に突出する第１フィレット５４ａ、第２フィレット５４ｂが裏面１４に点在して設けられる。これにより、裏面１４とタブ配線４０とを接着するフィレットが連続的に設けられる場合と比べて、裏面１４側の応力も緩和することができる。太陽電池素子７０への応力が緩和されることで、タブ配線４０が剥離したり太陽電池素子７０が損傷したりすることを防ぎ、太陽電池モジュール１００の信頼性を高めることができる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
上述の実施形態においては、図１２に示すように、接着剤８０をジグザグ状に延びるバスバー電極３４に対応してジグザグに設けることとしたが、バスバー電極３４のジグザグ形状と異なる態様で接着剤８０を非直線状に配置してもよい。
図１５は、変形例に係る太陽電池素子の裏面１４に塗布された接着剤８０を示す外観図である。変形例における裏面１４では、接着剤８０がバスバー電極３４のジグザグ形状と互い違いになるようにジグザグ状に塗布される。接着剤８０は、バスバー電極３４の第１頂点３６ａおよび第２頂点３６ｂの上を避けて配置され、長手方向において第１頂点３６ａが設けられるフィンガー電極３２の位置では−ｙ方向に突出し、第２頂点３６ｂが設けられるフィンガー電極３２の位置では＋ｙ方向に突出するようにジグザグ状に配置される。接着剤８０をこのように配置するには、図１０に示す印刷版８２を実施形態と比べてジグザグの半周期分だけ長手方向にずらして接着剤８０を印刷すればよい。変形例に係る太陽電池モジュールにおいても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述の実施形態および変形例においては、裏面１４のバスバー電極３４のジグザグの周期と裏面１４に配置する接着剤８０のジグザグの周期とが等しくなるようにしたが、これらの周期を異なるものとしてもよい。バスバー電極３４と接着剤８０のジグザグの周期を互いに変えることで、バスバー電極３４が設けられることによる太陽電池素子７０への応力がかかる位置と、樹脂部５４が設けられることによる太陽電池素子７０への応力がかかる位置とを分散させて応力を緩和させることができる。
上述の実施形態および変形例においては、バスバー電極３４の短手方向の幅に対して、裏面１４の樹脂部５４の短手方向の幅が広くなるように樹脂部５４を設ける場合を示したが、両者の幅が等しくなるように樹脂部５４を設けてもよい。また、樹脂部５４の短手方向の幅がバスバー電極３４の短手方向の幅よりも狭くなるように樹脂部５４を設けてもよい。また、タブ配線４０の長手方向の位置によって、樹脂部５４の短手方向の幅がバスバー電極３４の短手方向の幅に対して広くなったり狭くなったり変化させて樹脂部５４を設けてもよい。
上述の実施形態においては、受光面１２および裏面１４にバスバー電極を設け、バスバー電極とタブ配線４０とを直接接触させて導通をとっている。変形例においては、受光面１２および裏面１４にバスバー電極を設けず、フィンガー電極とタブ配線４０とが直接接触するようにしてタブ配線４０を受光面１２および裏面１４に接着し、タブ配線４０とフィンガー電極との導通をとってもよい。なお、受光面１２と裏面１４のいずれか一方をバスバー電極なしの構成とし、バスバー電極が設けられない表面において、フィンガー電極とタブ配線４０とが直接接触するようにタブ配線４０を表面に接着してもよい。
上述の実施形態においては、受光面１２に直線状のバスバー電極２４を設け、裏面１４にジグザグ状のバスバー電極３４を設ける場合を示したが、それぞれの表面に設けられるバスバー電極は直線状であるかジグザグ状であるかを問わない。例えば、受光面１２と裏面１４の双方を直線状のバスバー電極としてもよいし、双方をジグザグ状のバスバー電極としてもよい。また、実施形態とは逆に受光面１２にジグザグ状のバスバー電極を設け、裏面１４に直線状のバスバー電極を設けてもよい。また、受光面１２と裏面１４のいずれか一方にバスバー電極を設けない構成としもよいし、双方をバスバー電極なしの構成としてもよい。
上述の実施形態においては、裏面１４にジグザグ状のバスバー電極３４を設ける場合を示したが、ジグザグ状に延びるバスバー電極の代わりに波線状に延びるバスバー電極としてもよい。波線状に延びるバスバー電極では、例えば、正弦波の波形が延びる形状とし、頂点３６が丸みを帯びるように電極が延びる方向を変化させることとしてもよい。
上述の実施形態においては、非直線状に延びる樹脂部として、ジグザグ状に樹脂部を設ける場合を示したが、ジグザグ状に延びる樹脂部の代わりに波線状に延びる樹脂部としてもよい。波線状に樹脂部では、例えば、正弦波の波形が延びる形状とし、頂点が丸みを帯びるように樹脂部が延びる方向を変化させることとしてもよい。
上述の実施形態において、タブ配線４０は、フィンガー電極が延びるｙ方向に直交するｘ方向に延在して設けられることとした。変形例においては、タブ配線４０を受光面１２または裏面１４に沿って、ｘ方向およびｙ方向の双方に交差する斜めの方向に延ばして設けることとしてもよい。
上述の実施形態において、タブ配線４０は、受光面１２と接着される下面や、下面に背向する上面が平坦な面で構成されることとした。変形例においては、タブ配線４０の上面に凹凸構造を設けることとし、受光面に向けて入射する光のうちタブ配線４０の上面に入射する光を散乱させ、タブ配線４０が設けられない領域に光を拡散させるようにしてもよい。なお、タブ配線４０の上面ではなく、下面や側面に凹凸構造を設けることとしてもよく、上面、下面、側面のうちの複数の面に凹凸構造を設けることとしてもよい。
１０ 発電層、 １２ 受光面、 １４ 裏面、 ２２ フィンガー電極、 ２４ バスバー電極、 ３２ フィンガー電極、 ３４ バスバー電極、 ４０ タブ配線、 ４０ａ 下面、 ４０ｂ 側面、 ５２ 樹脂部、 ５２ａ 第１フィレット、 ５２ｂ 第２フィレット、 ５４ 樹脂部、 ５４ａ 第１フィレット、 ５４ｂ 第２フィレット、 ６２ 保護基板、 ６４ バックシート、 ６６ 封止層、 ７０ 太陽電池素子、 ８０ 接着剤、 １００ 太陽電池モジュール。
本発明によれば、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
Claims (6)
- 複数の太陽電池素子と、
前記複数の太陽電池素子同士を接続するタブ配線と、
前記太陽電池素子の表面上に非直線状に設けられ、前記タブ配線と前記表面とを接着する樹脂部と、
を備える太陽電池モジュール。 - 前記タブ配線は、前記表面に沿って所定方向に延在し、
前記樹脂部は、前記タブ配線の短手方向から張り出している請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記樹脂部は、前記タブ配線の短手方向に突出するフィレットを有し、
前記フィレットは、前記タブ配線の長手方向に点在して設けられる請求項２に記載の太陽電池モジュール。 - 前記表面に非直線状のバスバー電極を有し、
前記バスバー電極は、前記バスバー電極の短手方向の中心位置から前記短手方向にそれぞれ離間した複数の頂点を通るように設けられており、
前記樹脂部は、前記バスバー電極の形状に対応して前記複数の頂点を通るように設けられる請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 - 前記表面に非直線状のバスバー電極を有し、
前記バスバー電極は、前記バスバー電極の短手方向の中心位置から前記短手方向にそれぞれ離間した複数の頂点を通るように設けられており、
前記樹脂部は、前記頂点の近傍を避けて設けられる請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 - 複数の太陽電池素子と、前記複数の太陽電池素子同士を接続するタブ配線と、を準備し、
前記太陽電池素子の表面上に接着剤を非直線状に配置し、
前記タブ配線を前記接着剤上に配置する太陽電池モジュールの製造方法。
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