KR101217573B1 - 배선 시트, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈 및 배선 시트 롤 - Google Patents
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Abstract
p형용 배선(13)과 n형용 배선(12)은 각각 1개씩 교대로 간격을 두고 제 2 방향(51)으로 배열되어서 교대 배열부(20)를 구성하고 있고, 교대 배열부(20)의 외측에 유출 억제부(18)가 설치되어 있는 배선 시트(10), 그것을 사용한 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀 및 태양 전지 모듈이다. 또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10) 사이에 접합층(17)이 설치되고, 접합층(17)의 외측에 유출 억제부(18)가 설치되어 있는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈이다.
Description
본 발명은 배선 시트, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈 및 배선 시트 롤에 관한 것이다.
최근, 에너지 자원 고갈의 문제나 대기 중의 CO2의 증가와 같은 지구환경 문제 등 때문에 깨끗한 에너지의 개발이 요망되고 있고, 특히 태양 전지 모듈을 사용한 태양광 발전이 새로운 에너지원으로서 개발, 실용화되어 발전의 길을 걷고 있다.
이러한 태양 전지 모듈을 구성하는 태양 전지 셀로서는, 종래부터 예를 들면 단결정 또는 다결정의 규소 기판의 수광면에 규소 기판과는 반대의 도전형 불순물을 확산시킴으로써 pn 접합을 형성하고, 규소 기판의 수광면과 그 반대측의 이면에 각각 전극을 형성한 양면 전극형 태양 전지 셀이 주류가 되고 있다. 또한, 최근에는 규소 기판의 이면에 p형용 전극과 n형용 전극의 쌍방을 형성한 소위 이면 전극형 태양 전지 셀의 개발도 진행되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1(일본 특허 공개 2009-88145호 공보)에는 절연성 기판의 표면 상에 전기적 도전성을 갖는 배선이 패터닝된 배선 기판과, 배선 기판 상에 설치된 이면 전극형 태양 전지 셀을 갖는 태양 전지 모듈이 기재되어 있다.
여기에서, 특허문헌 1에 기재된 태양 전지 모듈에 있어서는, 배선 기판의 배선과 이면 전극형 태양 전지 셀의 전극이 전기적으로 접속되고, 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀이 접착제에 의해 접합된 태양 전지가 밀봉재 중에 밀봉된 구성을 갖고 있다.
특허문헌 1에 기재된 태양 전지 모듈에 있어서는 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀이 접착제에 의해 고정되어 있기 때문에 태양 전지 모듈의 제작이 완료하기까지의 동안, 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀의 접속 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있다고 되어 있다(특허문헌 1의 단락 [0040]).
그리고, 접착제로서는 가열 상태에 있어서도 점착성을 갖고, 가열 후도 안정된 접착성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다고 되어 있다(특허문헌 1의 단락 [0044]).
그러나, 일반적으로는 미경화의 접착제는 고온에서 점성이 낮아지기 때문에 유동하기 쉬워지는 성질을 갖고 있다.
따라서, 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀이 접착제에 의해 접합된 태양 전지를 밀봉재 중에 밀봉할 때의 가열에 의해 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀 사이에 설치된 접착제가 외부로 유출된다고 하는 문제가 있었다.
이러한 접착제의 외부로의 유출에 의해 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀의 접착 면적이 감소해 버려, 배선 기판과 이면 전극형 태양 전지 셀의 접착 강도가 저하된다고 하는 문제가 있었다.
또한, 이면 전극형 태양 전지 셀의 주위부의 접착제 충전이 성기게 되었을 경우에는 이면 전극형 태양 전지 셀과 배선 기판 사이에 수분이 침입해서 전류 리크(leak)가 생긴다고 하는 문제도 있었다.
상기 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은 태양 전지 모듈의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있는 배선 시트, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈 및 배선 시트 롤을 제공하는 것에 있다.
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본 발명은 반도체 기판의 한쪽 면측에 p형용 전극 및 n형용 전극이 배치된 이면 전극형 태양 전지 셀을 접속하기 위한 배선 시트로서, 절연성 기재와 절연성 기재의 표면 상에 설치된 배선을 포함하고, 배선은 이면 전극형 태양 전지 셀의 p형용 전극을 접속하기 위한 띠형상의 p형용 배선의 복수와, 이면 전극형 태양 전지 셀의 n형용 전극을 접속하기 위한 띠형상의 n형용 배선의 복수와, p형용 배선의 복수의 각각의 일단이 전기적으로 접속된 제 1 접속용 배선과, n형용 전극의 복수의 각각의 일단이 전기적으로 접속된 제 2 접속용 배선을 갖고 있고, p형용 배선 및 n형용 배선은 각각 제 1 방향으로 신장되고, 제 1 접속용 배선 및 제 2 접속용 배선은 각각 제 1 방향과는 다른 방향인 제 2 방향으로 신장되어 있으며, p형용 배선과 n형용 배선은 교대로 간격을 두고 제 2 방향으로 배열되어서 교대 배열부를 구성하고 있고, 교대 배열부의 외측에 배선의 설치측으로 돌출된 볼록부가 형성되어 있고, 볼록부는 제 1 방향으로 신장되어 있는 배선 시트이다. 또한, 본 발명은 상기 배선 시트가 권취되어서 이루어지는 배선 시트 롤이다.
또한, 본 발명은 상기 배선 시트와 반도체 기판의 한쪽 면측에 p형용 전극 및 n형용 전극이 배치된 이면 전극형 태양 전지 셀을 포함하고, 배선 시트의 p형용 배선과 이면 전극형 태양 전지 셀의 p형용 전극이 전기적으로 접속되어 있고, 배선 시트의 n형용 배선과 이면 전극형 태양 전지 셀의 n형용 전극이 전기적으로 접속되어 있고, 이면 전극형 태양 전지 셀과 배선 시트 사이에 절연성 수지를 포함하는 접합층이 설치되고, 접합층의 외측에 볼록부가 형성되어 있는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이다. 여기에서, 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서 볼록부의 적어도 일부가 태양 전지 셀의 상기 접합층보다 외측의 절연성 기재의 표면 상에 형성되어 있고, 볼록부와 이면 전극형 태양 전지 셀 사이의 거리가 0.1㎜ 이하이어도 좋다.
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또한, 본 발명은 상기 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 태양 전지 모듈이다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 태양 전지 모듈의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있는 배선 시트, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈 및 배선 시트 롤을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 배선 시트의 일례를 배선의 설치측에서 본 모식적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 배선 시트의 모식적인 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따르는 모식적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 배선 시트 롤의 일례의 모식적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 배선 시트 롤의 사용 방법의 일례를 도해하는 모식적인 측면도이다.
도 6은 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 일례의 이면의 모식적인 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ를 따르는 모식적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 일례를 수광면측에서 보았을 때의 모식적인 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ를 따르는 모식적인 단면도이다.
도 10의 (a) 및 (b)는 도 8 및 도 9에 나타내어지는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 11은 도 8 및 도 9에 나타내어지는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제작시에 있어서의 유출 억제부의 기능의 일례를 도해하는 모식적인 확대 평면도이다.
도 12의 (a) 및 (b)는 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 일례를 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 13의 (a) 및 (b)는 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 다른 일례를 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 14의 (a)는 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 다른 일례의 이면의 모식적인 평면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀의 모식적인 측면도이다.
도 15의 (a)는 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 다른 일례의 이면의 모식적인 평면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀의 모식적인 측면도이다.
도 16의 (a)는 본 발명의 배선 시트의 일례를 배선의 설치측에서 본 모식적인 평면도이며, (b)는 (a)의 XVIb-XVIb를 따르는 모식적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 배선 시트의 모식적인 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따르는 모식적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 배선 시트 롤의 일례의 모식적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 배선 시트 롤의 사용 방법의 일례를 도해하는 모식적인 측면도이다.
도 6은 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 일례의 이면의 모식적인 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ를 따르는 모식적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 일례를 수광면측에서 보았을 때의 모식적인 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ를 따르는 모식적인 단면도이다.
도 10의 (a) 및 (b)는 도 8 및 도 9에 나타내어지는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조방법의 일례에 대해서 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 11은 도 8 및 도 9에 나타내어지는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제작시에 있어서의 유출 억제부의 기능의 일례를 도해하는 모식적인 확대 평면도이다.
도 12의 (a) 및 (b)는 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 일례를 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 13의 (a) 및 (b)는 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 다른 일례를 도해하는 모식적인 단면도이다.
도 14의 (a)는 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 다른 일례의 이면의 모식적인 평면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀의 모식적인 측면도이다.
도 15의 (a)는 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 다른 일례의 이면의 모식적인 평면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀의 모식적인 측면도이다.
도 16의 (a)는 본 발명의 배선 시트의 일례를 배선의 설치측에서 본 모식적인 평면도이며, (b)는 (a)의 XVIb-XVIb를 따르는 모식적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 도면에 있어서 동일한 참조 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 나타내는 것으로 한다.
<배선 시트>
도 1에 본 발명의 배선 시트의 일례를 배선의 설치측에서 본 모식적인 평면도를 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이 배선 시트(10)는 절연성 기재(11)와, 절연성 기재(11)의 표면 상에 설치된 배선(16)을 갖고 있다.
또한, 본 명세서에 있어서는 제 1 방향(50)과 제 2 방향(51)이 이루는 각도가 90°일 경우에 대하여 설명하지만, 본 발명에 있어서는 제 1 방향(50)과 제 2 방향(51)은 각각 다른 방향이면 되고, 제 1 방향(50)과 제 2 방향(51)이 이루는 각도는 예를 들면 90°±14°의 범위 내의 것으로 할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 제 1 방향(50) 및 제 2 방향(51)은 각각 본 발명의 도면의 화살표의 방향과 동일한 방향, 반대 방향 및 쌍방향의 모든 의미를 포함하고 있고, 상황에 따라 적당하게 구별지어 사용할 수 있다.
도 2에 도 1에 나타내는 배선 시트의 모식적인 확대 평면도를 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이 배선 시트(10)의 배선(16)은 절연성 기재(11)의 표면 상에 설치 된 n형용 배선(12), p형용 배선(13), 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)을 갖고 있다.
여기에서, n형용 배선(12), p형용 배선(13), 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)은 각각 도전성이며, n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)은 각각 제 1 방향(50)으로 신장되는 띠형상으로 형성되어 있고, 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)은 각각 제 2 방향(51)으로 신장되는 형상으로 형성되어 있다.
또한, 복수의 n형용 배선(12)의 각각의 일단이 제 1 접속용 배선(14a)에 전기적으로 접속되어 있고, 복수의 p형용 배선(13)의 각각의 일단이 제 2 접속용 배선(14b)에 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, 1개의 제 1 접속용 배선(14a)과 그것에 전기적으로 접속되는 복수의 띠형상의 n형용 배선(12)으로부터 1개의 n형용 빗형 전극이 구성되어 있고, 1개의 제 2 접속용 배선(14b)과 그것에 전기적으로 접속되는 복수의 띠형상의 p형용 배선(13)으로부터 1개의 p형용 빗형 전극이 구성되어 있다.
여기에서, 1개의 p형용 빗형 전극과 1개의 n형용 빗형 전극은 서로의 빗살이 마주보도록 해서 설치되어 있고, n형용 빗형 전극의 빗살에 상당하는 띠형상의 n형용 배선(12)과, p형용 빗형 전극의 빗살에 상당하는 띠형상의 p형용 배선(13)은 각각 1개씩 교대로 간격을 두고 제 2 방향(51)으로 배열됨으로써 교대 배열부(20)를 구성하고 있다. 또한, 교대 배열부(20)는 n형용 배선(12)과 p형용 배선(13)이 1개씩 교대로 배열된 배선 영역이다.
또한, 제 2 접속용 배선(14b)의 제 1 방향(50)의 한쪽 끝에는 복수의 p형용 배선(13)의 각각의 일단이 전기적으로 접속되어 있고, 제 2 접속용 배선(14b)의 제 1 방향(50)의 다른쪽 끝에는 복수의 n형용 배선(12)의 각각의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 그 때문에, 제 1 방향(50)에 이웃하여 배치된 교대 배열부(20)는 제 2 접속용 배선(14b)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이 배선 시트(10)의 좌측 위의 교대 배열부와 좌측 아래의 교대 배열부가 전기적으로 접속되어 있고, 좌측 아래의 교대 배열부와 우측 아래의 교대 배열부가 전기적으로 접속되어 있고, 우측 아래의 교대 배열부와 우측 위의 교대 배열부가 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 도 1에 나타내는 배선 시트(10)에 있어서는 교대 배열부가 U자 형상으로 전기적으로 접속되어 있게 된다.
여기에서, 도 2에 나타내는 예에서는 유출 억제부(18)는 배선 시트(10)의 절연성 기재(11) 상의 교대 배열부(20)의 제 2 방향(51)에 있어서의 양측에 각각 교대 배열부(20)와 소정의 간격을 두고 설치되어 있다.
도 3에 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따르는 모식적인 단면도를 나타낸다. 여기에서, 도 3에 나타내는 바와 같이 배선 시트(10)에 있어서는 절연성 기재(11)의 한쪽 표면 상에만 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)이 설치되어 있고, n형용 배선(12)과 p형용 배선(13)은 1개씩 교대로 소정의 간격을 두고 배치되어서 교대 배열부(20)를 구성하고 있다. 그리고, 유출 억제부(18)는 교대 배열부(20)의 외측인 양측에 각각 절연성 기재(11)의 표면으로부터 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)의 설치측으로 돌출된 볼록부 형상으로 형성되어 있다.
이상과 같은 구성의 유출 억제부(18)를 설치함으로써, 후술하는 바와 같이 배선 시트(10)와 이면 전극형 태양 전지 셀의 접합에 사용되는 절연성 수지 등의 유출을 유출 억제부(18)에 의해 막을 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 유출 억제부(18)의 표면 형상이 제 1 방향(50)으로 신장되는 직선 형상일 경우에 대하여 설명하지만, 유출 억제부(18)의 표면 형상은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 제 1 방향(50)으로 신장되는 파선 형상이어도 좋고, 반원 형상이어도 좋으며, 삼각형상 등의 형상이어도 좋다.
도 16(a)에 본 발명의 배선 시트의 일례를 배선의 설치측으로부터 본 모식적인 평면도를 나타내고, 도 16(b)에 도 16(a)의 XVIb-XVIb를 따르는 모식적인 단면도를 나타낸다.
이 예에 있어서도 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)은 각각 제 1 방향(50)으로 신장되는 띠형상으로 형성되어 있고, 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)은 각각 제 2 방향(51)으로 신장되는 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 복수의 n형용 배선(12)의 각각의 일단이 제 1 접속용 배선(14a)에 전기적으로 접속되어 있고, 복수의 p형용 배선(13)의 각각의 일단이 제 2 접속용 배선(14b)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 16(a) 및 도 16(b)에 있어서는 설명의 편의상, 유출 억제부(18)에 대해서는 도시하지 않고 있다.
그리고, 1개의 제 1 접속용 배선(14a)과 그것에 전기적으로 접속되는 복수의 띠형상의 n형용 배선(12)으로 1개의 n형용 빗형 배선이 구성되어 있고, 1개의 제 2 접속용 배선(14b)과 그것에 전기적으로 접속되는 복수의 띠형상의 p형용 배선(13)으로 1개의 p형용 빗형 배선이 구성되어 있다.
여기에서, 1개의 n형용 빗형 배선과 1개의 p형용 빗형 배선은 서로의 빗살이 마주보도록 해서 설치되어 있고, n형용 빗형 배선의 빗살에 상당하는 띠형상의 n형용 배선(12)과, p형용 빗형 배선의 빗살에 상당하는 띠형상의 p형용 배선(13)은 각각 1개씩 교대로 간격을 두고 제 2 방향(51)으로 배열됨으로써 교대 배열부(20)를 구성하고 있다.
또한, 띠형상의 n형용 배선(12) 및/또는 띠형상의 p형용 배선(13)은 그 적어도 일부의 표면이 삼각형상 및/또는 사다리꼴 형상으로 되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서 「n형용 배선과 p형용 배선이 교대로 배열」의 개념에는 n형용 배선과 p형용 배선이 각각 1개씩 교대로 배열될 경우 뿐만 아니라, 이웃하는 n형용 배선 사이에 복수의 p형용 배선이 배열되어 있을 경우, 및 이웃하는 p형용 배선 사이에 복수의 n형용 배선이 배열되어 있을 경우도 포함된다.
또한, 상기에 있어서 절연성 기재(11)의 재질로서는 전기 절연성의 재질이면 특별하게 한정 없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET:Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN:Polyethylene naphthalate), 폴리페닐렌설파이드(PPS:Polyphenylene sulfide), 폴리비닐플루오라이드(PVF:Polyvinyl fluoride) 및 폴리이미드(Polyimide)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 수지를 포함하는 재질을 사용할 수 있다.
또한, 절연성 기재(11)의 두께는 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 25㎛ 이상 150㎛ 이하로 할 수 있다.
또한, 절연성 기재(11)는 1층만으로 이루어지는 단층 구조이어도 좋고, 2층이상으로 이루어지는 복수층 구조이어도 좋다.
또한, 배선(16)의 재질로서는 도전성 재질의 것이라면 특별하게 한정 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 구리, 알루미늄 및 은으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 금속 등을 사용할 수 있다.
또한, 배선(16)의 두께도 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 10㎛ 이상 50㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, 유출 억제부(18)의 두께도 적당하게 설정하는 것이 가능하다.
또한, 유출 억제부(18)의 재질은 제조 프로세스의 간략화의 관점으로부터 배선(16)과 동일한 것이 바람직하지만, 이것에 한정되는 것은 아니고 유출 억제부(18)의 재질은 배선(16)의 재질과 동일한 재질을 사용해도 좋고, 다른 재질을 사용해도 좋다. 또한, 유출 억제부(18)는 절연성 기재(11)의 일부를 변형해서 형성한 것이어도 좋다.
여기에서, 유출 억제부(18)가 도전성 물질로 이루어질 경우에는 유출 억제부(18)는 제 1 접속용 배선(14a) 또는 제 2 접속용 배선(14b) 중 어느 한쪽에 전기적으로 접속되어 있어도 좋고, 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)의 쌍방에 전기적으로 접속되어 있지 않아도 좋다.
또한, 유출 억제부(18)가 전기 절연성의 재질로 이루어질 경우에는, 유출 억제부(18)는 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)의 적어도 한쪽에 연결되어 있어도 좋고, 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)의 쌍방에 연결되어 있지 않아도 좋다.
또한, 배선(16)의 적어도 일부의 표면에는, 예를 들면 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 주석(Sn), SnPb 땜납, 및 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 도전성 물질을 설치해도 좋다. 이 경우에는 배선 시트(10)의 배선(16)과 후술하는 이면 전극형 태양 전지 셀 전극의 전기적 접속을 양호한 것으로 하여 배선(16)의 내후성을 향상시킬 수 있는 경향이 있다. 또한, 유출 억제부(18)의 적어도 일부의 표면에도 상기 도전성 물질을 설치해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
또한, 배선(16)의 적어도 일부의 표면 및/또는 유출 억제부(18)의 적어도 일부의 표면에는, 예를 들면 방청 처리나 흑화 처리 등의 표면 처리를 실시해도 좋다.
또한, 배선(16) 및 유출 억제부(18)는 각각 1층만으로 이루어지는 단층 구조 라도 좋고, 2층 이상으로 이루어지는 복수층 구조라도 좋다.
이하에, 상기 구성의 배선 시트(10)의 제조방법의 일례에 대하여 설명한다. 우선, 예를 들면 PEN 필름 등의 절연성 기재(11)를 준비하고, 그 절연성 기재(11)의 한쪽 표면의 전체면에 예를 들면 금속박 또는 금속 플레이트 등의 도전성 물질을 접합시킨다. 예를 들면, 소정의 폭으로 컷팅된 절연성 기재의 롤을 인출하고, 절연성 기재의 한쪽 표면에 접착제를 도포하고, 절연성 기재의 폭보다 약간 작게 컷팅된 금속박의 롤을 겹쳐서 가압·가열함으로써 접합시킬 수 있다.
이어서, 절연성 기재(11)의 표면에 접합된 도전성 물질의 일부를 포토에칭 등에 의해 제거해서 도전성 물질을 패터닝함으로써 절연성 기재(11)의 표면 상에 패터닝된 도전성 물질로 이루어지는 n형용 배선(12), p형용 배선(13), 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)을 포함하는 배선(16) 및 유출 억제부(18)를 형성한다. 이상에 의해 상기 구성의 배선 시트(10)를 제작할 수 있다.
또한, 유출 억제부(18)는 n형용 배선(12), p형용 배선(13), 제 1 접속용 배선(14a) 및 제 2 접속용 배선(14b)의 각각을 구성하는 배선 재료(도전성 물질)와 동일한 재료에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는 절연성 기재(11) 상에 배선 재료를 패터닝하여 n형용 배선(12)과 p형용 배선(13)과 제 1 접속용 배선(14a)과 제 2 접속용 배선(14b)을 포함하는 배선(16)을 형성함과 아울러 유출 억제부(18)도 형성할 수 있기 때문에 유출 억제부(18)의 형성이 용이하게 된다.
또한, 유출 억제부(18)가 제 1 접속용 배선(14a) 및/또는 제 2 접속용 배선(14b)과 연결되도록 유출 억제부(18)를 형성했을 경우에는, 유출 억제부(18)와 제 1 접속용 배선(14a) 및/또는 제 2 접속용 배선(14b)이 연결되기 때문에 그 연결부가 닫혀진 형상으로 되고, 보다 효과적으로 배선 시트(10)와 이면 전극형 태양 전지 셀의 접합에 사용되는 절연성 수지 등의 유출을 유출 억제부(18)에 의해 막을 수 있다.
<배선 시트 롤>
도 4에 본 발명의 배선 시트 롤의 일례의 모식적인 사시도를 나타낸다. 여기에서, 배선 시트 롤은, 예를 들면 도 1에 나타내어지는 형상의 배선(16)이 절연성 기재(11)의 표면 상에서 연속해서 형성된 장척의 배선 시트(10)를 심(22)에 권취함으로써 형성되어 있다. 또한, 심(22)으로서는 배선 시트(10)를 권취할 수 있는 것을 특별하게 한정 없이 사용할 수 있다.
이와 같이 배선 시트(10)를 권취하여 배선 시트 롤로 함으로써, 도 5의 모식적 측면도에 나타내는 바와 같이 배선 시트 롤로부터 필요한 길이에 따라 배선 시트(10)를 다양한 길이로 인출하여 잘라내어 사용할 수 있기 때문에, 1개의 공통된 배선 시트 롤을 이용하여 다양한 크기의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀 및 태양 전지 모듈을 제작하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 배선 시트 롤로부터 제 1 방향(50)으로 인출된 도 1에 나타내는 배선 시트(10)를 교대 배열부(20)의 도중에서 제 2 방향(51)으로 잘라냄으로써 배선 시트(10)의 양단이 각각 도중에서 절단된 교대 배열부(20)로 구성되는 경우에는, 예를 들면 잘라내어진 배선 시트(10)의 한쪽 끝에 있어서 도중에서 절단된 2개의 교대 배열부(20)에 1개의 띠형상의 도전성 부재를 그 길이 방향이 제 2 방향(51)에 일치하도록 붙인 것을 배선 시트(10)로서 사용할 수 있다. 이것에 의해, 잘라내어진 배선 시트(10)의 한쪽 끝에 위치하는 2개의 교대 배열부(20)의 제 2 방향(51)으로 배열된 n형용 배선(12)과 p형용 배선(13)을 전기적으로 접속할 수 있기 때문에, 제 2 방향(51)에 있어서 이웃하는 이들 2개의 교대 배열부(20)끼리를 전기적으로 접속해서 배선 시트(10)의 교대 배열부(20)를 U자 형상으로 전기적으로 접속할 수 있다.
<이면 전극형 태양 전지 셀>
도 6에 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 일례의 이면의 모식적인 평면도를 나타낸다. 여기에서, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)에 있어서는 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)이 각각 띠형상으로 형성되어 있고, 띠형상의 n형용 전극(34)과 띠형상의 p형용 전극(35)이 반도체 기판(31)의 이면 상에 있어서 1개씩 교대로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.
또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 둘레가장자리의 일부에는 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)이 형성되어 있지 않은 부분인 전극 비형성부(38)가 설치되어 있고, 전극 비형성부(38)는 예를 들면, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)을 배선 시트(10) 상의 정확한 위치에 설치하기 위한 얼라인먼트 마크, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 방향을 나타내는 마크, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 제조 정보를 나타내는 기호, 또는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 특성 정보를 나타내는 기호로서 설치할 수 있다.
또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(30) 이면의 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)의 각각의 형상 및 배치는 도 6에 나타내는 구성에 한정되지 않고, 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)에 각각 전기적으로 접속 가능한 형상 및 배치이면 된다.
또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34)의 적어도 일부의 표면 및/또는 p형용 전극(35)의 적어도 일부의 표면에는, 예를 들면 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn), 티타늄(Ti), SnPb 땜납, SnBi 땜납, 및 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 도전성 물질을 설치해도 좋다. 이 경우에는 배선 시트(10)의 배선(16)[n형용 배선(12), p형용 배선(13)]과 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극[n형용 전극(34), p형용 전극(35)]의 전기적 접속을 양호한 것으로 하고, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극[n형용 전극(34), p형용 전극(35)]의 내후성을 향상시킬 수 있는 경향이 있다.
또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34)의 적어도 일부의 표면 및/또는 p형용 전극(35)의 적어도 일부의 표면에는, 예를 들면 방청 처리 등의 표면 처리를 실시해도 좋다.
도 7에 도 6의 Ⅶ-Ⅶ을 따르는 모식적인 단면도를 나타낸다. 여기에서, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)은, 예를 들면 n형 또는 p형의 규소 기판 등의 반도체 기판(31)과, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 수광면이 되는 반도체 기판(31)의 요철 표면측에 형성된 반사 방지막(37)과, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 이면이 되는 반도체 기판(31)의 이면측에 형성된 패시베이션막(36)을 갖고 있다.
또한, 반도체 기판(31)의 이면측에는, 예를 들면 인 등의 n형 불순물이 확산해서 형성된 n형 불순물 확산 영역(32)과, 예를 들면 붕소 등의 p형 불순물이 확산해서 형성된 p형 불순물 확산 영역(33)이 소정의 간격을 두고서 교대로 형성되어 있음과 아울러, 반도체 기판(31)의 이면측의 패시베이션막(36)에 형성된 컨택트홀을 통과해서 n형 불순물 확산 영역(32)에 접하는 n형용 전극(34) 및 p형 불순물 확산 영역(33)에 접하는 p형용 전극(35)이 각각 형성되어 있다.
또한, n형 또는 p형의 도전형을 갖는 반도체 기판(31)의 이면측에는 n형 불순물 확산 영역(32) 또는 p형 불순물 확산 영역(33)과 반도체 기판(31) 내부의 계면에 있어서 복수의 pn 접합이 형성되게 된다. 반도체 기판(31)이 n형 또는 p형의 어느 도전형을 갖고 있어도 n형 불순물 확산 영역(32) 및 p형 불순물 확산 영역(33)은 각각 반도체 기판(31) 내부와 접합되어 있기 때문에 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)은 각각 반도체 기판(31)의 이면측에 형성된 복수의 pn 접합에 각각 대응하는 전극이 된다.
도 14(a)에 본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 다른 일례의 이면의 모식적인 평면도를 나타내고, 도 14(b)에 도 14(a)에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀의 모식적인 측면도를 나타낸다.
이 예에 있어서도 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)은 각각 띠형상으로 형성되어 있고, 띠형상의 n형용 전극(34)과 띠형상의 p형용 전극(35)은 각각 1개씩 교대로 간격을 두고 반도체 기판(31) 상에 배열되어 있다.
또한, 띠형상의 n형용 전극(34) 및/또는 띠형상의 p형용 전극(35)은 그 적어도 일부의 표면이 삼각형상 및/또는 사다리꼴 형상으로 되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서 「n형용 전극과 p형용 전극이 교대로 배열」의 개념에는, n형용 전극과 p형용 전극이 각각 1개씩 교대로 배열될 경우 뿐만 아니라 이웃하는 n형용 전극의 사이에 복수의 p형용 전극이 배열되어 있을 경우, 및 이웃하는 p형용 전극의 사이에 복수의 n형용 전극이 배열되어 있을 경우도 포함된다.
도 15(a)에,본 발명에 사용되는 이면 전극형 태양 전지 셀의 다른 일례의 이면의 모식적인 평면도를 나타내고, 도 15(b)에 도 15(a)에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀의 모식적인 측면도를 나타낸다.
이 예에 있어서는 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)은 각각 도트 형상으로 형성되어 있고, 도트 형상의 복수의 n형용 전극(34) 및 도트 형상의 복수의 p형용 전극(35)은 각각 직선 형상으로 배열되어 있다. 그리고, 도트 형상의 복수의 n형용 전극(34)으로 이루어지는 열과, 도트 형상의 복수의 p형용 전극(35)으로 이루어지는 열은 각각 1열씩 교대로 간격을 두고 배열되어 있다.
또한, 「직선 형상으로 배열」의 개념은 적어도 소정 방향으로 진행하는 배열이면 좋고, n형용 전극 및/또는 p형용 전극이 순수한 직선 상으로 배열되어 있을 경우 뿐만 아니라, 그 적어도 일부가 지그재그로 배열로 되어 있을 경우도 포함된다. 또한, 복수의 n형용 전극으로 이루어지는 열에 있어서의 n형용 전극끼리의 간격 및/또는 복수의 p형용 전극으로 이루어지는 열에 있어서의 p형용 전극끼리의 간격은 각각 균등하지 않아도 좋다.
또한, 「복수의 n형용 전극으로 이루어지는 열과, 복수의 p형용 전극으로 이루어지는 열이 교대로 배열」의 개념에는, n형용 전극의 열과 p형용 전극의 열이 각각 1개씩 교대로 배열될 경우 뿐만 아니라, 이웃하는 n형용 전극의 열의 사이에 p형용 전극의 열이 복수 배열되어 있을 경우, 및 이웃하는 p형용 전극의 열의 사이에 n형용 전극의 열이 복수 배열되어 있을 경우도 포함된다.
또한, 반도체 기판(31)으로서는, 예를 들면 n형 또는 p형의 다결정 규소 또는 단결정 규소 등으로 이루어지는 규소 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 반도체 기판(31)으로서는 이면측에서 pn 접합을 형성하기 위해서는 단결정인 것이 바람직하다.
또한, n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)으로서는 각각, 예를 들면 은 등의 금속으로 이루어지는 전극을 사용할 수 있다.
또한, 패시베이션막(36)로서는, 예를 들면 산화규소막, 질화규소막, 또는 산화규소막과 질화규소막의 적층체 등을 사용할 수 있다.
또한, 반사 방지막(37)으로서는, 예를 들면 질화규소막 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 이면 전극형 태양 전지 셀의 개념에는, 상술한 반도체 기판(31)의 한쪽 표면측(이면측)에만 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)의 쌍방이 형성된 구성의 것 뿐만 아니라, MWT(Metal Wrap Through) 셀(반도체 기판에 형성된 관통구멍에 전극의 일부를 배치한 구성의 태양 전지 셀) 등의 소위 백 콘택트형 태양 전지 셀(태양 전지 셀의 수광면측과 반대측의 이면측에서 전류를 인출하는 구조의 태양 전지 셀)의 전부가 포함된다.
<배선 시트가 부착된 태양 전지 셀>
도 8에 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 일례를 수광면측에서 보았을 때의 모식적인 평면도를 나타내고, 도 9에 도 8의 Ⅸ-Ⅸ를 따르는 모식적인 단면도를 나타낸다.
또한, 이하에 있어서는 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 일례로서, 도 1~도 3에 나타내는 배선 시트(10)의 배선(16) 상에 도 6 및 도 7에 나타내는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 복수를 접속한 구성에 대하여 설명하지만, 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 구성은 도 8 및 도 9에 나타내는 구성에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 본 발명의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 구성은 단일의 배선 시트에 단일의 이면 전극형 태양 전지 셀을 접속한 구성으로 해도 좋다.
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀은 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 이면측과 배선 시트(10)의 배선(16)의 설치측이 마주보도록 하고, 배선 시트(10) 상에 이면 전극형 태양 전지 셀(30)을 설치함으로써 제작되어 있다.
여기에서, 도 9에 나타내는 바와 같이 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 이면측의 n형용 전극(34)은 배선 시트(10)의 절연성 기재(11)의 표면 상에 설치된 n형용 배선(12)과 도전성 접착제(25)를 통해서 전기적으로 접속됨과 아울러, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 이면의 p형용 전극(35)은 배선 시트(10)의 절연성 기재(11)의 표면 상에 설치된 p형용 배선(13)과 도전성 접착제(25)를 통해서 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 배선 시트(10)의 배선(16)과 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극의 접속은 배선 시트(10)의 배선(16)과 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극을 도통상태로 하는 것이 가능하도록 접속되어 있으면 되기 때문에, 상기 도전성 접착제(25)를 통해서 전기적으로 접속될 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 배선 시트(10)의 배선(16)과 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극이 직접 접촉함으로써 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
그리고, 배선 시트(10)와 이면 전극형 태양 전지 셀(30) 사이에 있어서의 배선 시트(10)의 배선(16) 및 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극 이외의 영역에는 절연성 수지(17)가 설치되어 있다. 이러한 절연성 수지(17)의 설치에 의해 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10)가 절연성 수지(17)에 의해 강고하게 접합된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀로 하는 것이 가능해진다.
이상과 같은 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는, 상술한 바와 같이 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 배선 시트(10)의 이웃하는 교대 배열부(20)가 전기적으로 접속되어 있기 때문에 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 배선 시트(10) 상에 있어서 이웃하는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)끼리는 전기적으로 직렬로 접속되게 된다.
즉, 도 8에 나타내는 좌측 위의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 좌측 아래의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)이 전기적으로 직렬로 접속되어 있고, 좌측 아래의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 우측 아래의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)이 전기적으로 직렬로 접속되어 있으며, 우측 아래의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 우측 위의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)이 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 이것에 의해, 도 8에 나타내는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀에 있어서는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)이 U자 형상으로 전기적으로 직렬로 접속되게 된다.
그리고, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 수광면에 광이 입사함으로써 발생한 전류는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)으로부터 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)에 인출된다. 그리고, 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)에 인출된 전류는 배선 시트(10)의 배선(16)의 종단(14c, 14d)으로부터 외부로 인출되게 된다.
이하, 도 10(a) 및 도 10(b)의 모식적인 단면도를 참조하여 도 8 및 도 9에 나타내어지는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조방법의 일례에 대하여 설명한다.
우선, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이 도 1~도 3에 나타내는 구성의 배선 시트(10)를 준비하고, 배선 시트(10)의 배선(16)의 표면에 땜납 등의 도전성 접착제(25)와 절연성 수지(17)를 함유하는 수지 조성물(17a)을 도포한다. 여기에서, 배선 시트(10)로서는, 예를 들면 상기 구성의 배선 시트 롤로부터 원하는 길이의 배선 시트(10)를 인출한 후에 배선 시트(10)를 잘라낸 것을 사용할 수 있다. 또한, 수지 조성물(17a)은 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극의 표면에 도포해도 좋고, 배선 시트(10)의 배선(16)의 표면 및 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 전극의 표면의 쌍방에 도포해도 좋다.
또한, 수지 조성물(17a)의 도포방법은 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 스크린 인쇄, 디스펜서를 사용한 도포, 잉크젯 도포 또는 슬릿 코터 등을 사용할 수 있다.
또한, 절연성 수지(17)는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지와 아크릴 수지의 혼합 수지 중 어느 하나를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 절연성 수지(17)는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지와 아크릴 수지의 혼합 수지에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 수지 조성물(17a)은 수지 성분 이외의 성분으로서, 예를 들면 경화제 등의 종래부터 공지의 첨가제를 1종류 이상 포함하고 있어도 좋다.
이어서, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34)이 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 상에 위치하고, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 p형용 전극(35)이 배선 시트(10)의 p형용 배선(13) 상에 위치하도록 이면 전극형 태양 전지 셀(30)을 배선 시트(10) 상에 설치한다.
이 때, 수지 조성물(17a)을 가열함으로써 수지 조성물(17a)이 용융하고, 수지 조성물(17a) 중의 절연성 수지(17)가 n형용 전극(34) 및 n형용 배선(12)의 접속부와 p형용 전극(35) 및 p형용 배선(13)의 접속부 사이의 영역에 밀려나와서 이 영역에 충전되는 한편, 수지 조성물(17a) 중의 도전성 접착제(25)는 n형용 전극(34)과 n형용 배선(12) 사이 및 p형용 전극(35)과 p형용 배선(13) 사이에 응집해서 이것들을 전기적으로 접속하게 된다.
여기에서, 도 2에 나타내는 바와 같이 배선 시트(10)의 교대 배열부(20)의 제 2 방향(51)의 외측에는 제 1 방향(50)으로 신장되는 유출 억제부(18)가 설치되어 있기 때문에, 예를 들면 도 11의 모식적 확대 평면도에 나타내는 바와 같이 배선 시트(10)의 외부로의 절연성 수지(17)의 유출을 유출 억제부(18)에 의해 막을 수 있다.
이것에 의해, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 외주 근방에 있어서의 절연성 수지(17)의 유출에 의한 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10)의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 태양 전지 모듈의 외주 근방에 있어서의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10)의 접합 강도의 저하에 기인하는 태양 전지 모듈의 신뢰성의 저하를 유효하게 억제할 수 있다.
이상에 의해, 도 8 및 도 9에 나타내어지는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이 제조된다. 여기에서, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀은 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10) 사이에 절연성 수지(17)로 이루어지는 접합층이 설치되어 있고, 접합층 외측의 절연성 기재(11)의 표면 영역에 유출 억제부(18)가 설치된 구성을 갖고 있다.
또한, 유출 억제부(18)에 의해 절연성 수지(17)의 유출을 보다 확실하게 막는 관점으로부터는, 유출 억제부(18)는 이하의 (1)~(3) 중 적어도 1개의 구성을 갖는 것이 바람직하다.
(1) 유출 억제부(18)의 적어도 일부가 절연성 수지(17)로 이루어지는 접합층보다 외측의 절연성 기재(11)의 표면 상에 설치되어 있고, 유출 억제부(18)와 이면 전극형 태양 전지 셀(30) 사이의 거리가 0.1㎜ 이하인 것.
(2) 유출 억제부(18)의 적어도 일부가 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10)의 절연성 기재(11) 사이의 영역 내에 존재하는 것.
(3) 유출 억제부(18)의 적어도 일부가 배선 시트(10)의 절연성 기재(11)의 표면으로부터 배선(16)측으로 돌출되는 높이가 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10)의 절연성 기재(11) 사이의 절연성 수지(17)로 이루어지는 접합층의 높이와 동일하거나 또는 그 이하로 하는 것.
또한, 상기에 있어서 이면 전극형 태양 전지 셀(30)을 배선 시트(10) 상에 설치한 후에는, 예를 들면 절연성 수지(17)로의 가열 및/또는 절연성 수지(17)로의 광조사 등에 의해 절연성 수지(17)를 경화해도 좋다.
여기에서, 절연성 수지(17)의 경화시에 있어서는 절연성 수지(17) 자신이 수축하게 되지만, 절연성 수지(17)는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 패시베이션막(36) 및 배선 시트(10)의 절연성 기재(11)의 각각에 접착되어 있기 때문에 절연성 수지(17)의 경화시의 수축력에 의해 이면 전극형 태양 전지 셀(30)과 배선 시트(10) 사이의 접합이 보다 강고한 것으로 된다.
<태양 전지 모듈>
도 12(a) 및 도 12(b)에 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 일례를 도해하는 모식적인 단면도를 나타낸다. 이하, 도 12(a) 및 도 12(b)를 참조하여 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 일례에 대하여 설명한다.
또한, 이하에 있어서는 본 발명의 태양 전지 모듈의 일례로서 도 8 및 도 9에 나타내는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 밀봉재 중에 밀봉한 구성의 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
우선, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이 도 8 및 도 9에 나타내는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)측에 시트 형상의 제 1 투명수지(41a)를 구비한 투명기판(40)을 설치함과 아울러, 도 8 및 도 9에 나타내는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 배선 시트(10)측에 시트 형상의 제 2 투명수지(41b)을 구비한 이면 보호 시트(42)를 설치한다.
이어서, 제 1 투명수지(41a)를 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)에 압착시킴과 아울러 제 2 투명수지(41b)를 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 배선 시트(10)에 압착시킨 상태에서 가열 처리함으로써 제 1 투명수지(41a)와 제 2 투명수지(41b)를 일체화시켜서 경화시킨다. 이것에 의해, 도 12(b)에 나타내는 바와 같이 제 1 투명수지(41a)와 제 2 투명수지(41b)가 일체화해서 이루어지는 밀봉재(41) 중에 상기 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이 밀봉되어 이루어지는 본 발명의 태양 전지 모듈의 일례가 제작된다.
또한, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 밀봉재(41) 중에 밀봉하기 위한 압착 및 가열 처리는, 예를 들면 라미네이터라고 불리는 진공 압착 및 가열 처리를 행하는 장치 등을 이용하여 행할 수 있다. 예를 들면, 라미네이터에 의해 제 1 투명수지(41a) 및 제 2 투명수지(41b)를 열변형시키고, 제 1 투명수지(41a) 및 제 2 투명수지(41b)를 열경화시킴으로써 이들 투명수지가 일체화되어서 밀봉재(41)가 형성되고, 밀봉재(41) 중에 상기 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이 싸이도록 해서 밀봉되어서 태양 전지 모듈이 제작되게 된다.
여기에서, 진공 압착이란 대기압보다 감압시킨 분위기 하에서 압착시키는 처리이다. 또한, 압착방법으로서 진공 압착을 사용했을 경우에는 제 1 투명수지(41a)와 제 2 투명수지(41b) 사이에 공극이 형성되기 어려워져, 제 1 투명수지(41a)와 제 2 투명수지(41b)를 일체화해서 형성된 밀봉재(41) 중에 가스의 기포가 잔류하기 어려워지는 경향이 있는 점에서 바람직하다.
또한, 투명기판(40)로서는 태양광에 대하여 투명한 기판이면 특별하게 한정 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 유리 기판 등을 사용할 수 있다.
또한, 제 1 투명수지(41a) 및 제 2 투명수지(41b)로서는 태양광에 대하여 투명한 수지를 특별히 한정 없이 사용할 수 있고, 그 중에서도 에틸렌비닐아세테이트 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지 및 고무계 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 투명수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 밀봉재(41)가 내후성이 우수함과 아울러 태양광의 투과성이 높아지기 때문에 태양 전지 모듈의 출력(특히, 단락 전류 또는 동작시 전류)을 크게 손상하는 일없이 충분한 강도로 투명기판(40)에 고착시킬 수 있다. 이것에 의해, 태양 전지 모듈의 장기 신뢰성을 확보할 수 있는 경향이 있다.
또한, 제 1 투명수지(41a)와 제 2 투명수지(41b)로서는 각각 동일 종류의 투명수지를 사용하여도 좋고, 다른 종류의 투명수지를 사용해도 좋다.
또한, 상기 태양 전지 모듈을 밀봉재(41) 중에 밀봉할 때의 가열 처리는, 예를 들면 제 1 투명수지(41a) 및 제 2 투명수지(41b)가 각각 에틸렌비닐아세테이트 (EVA) 수지로 이루어질 경우에는, 예를 들면 100℃ 이상 200℃ 이하의 온도로 제 1 투명수지(41a) 및 제 2 투명수지(41b)를 각각 가열함으로써 행할 수 있다.
또한, 이면 보호 시트(42)로서는 밀봉재(41)의 이면을 보호할 수 있는 것이면 특별히 한정 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 종래부터 사용되고 있는 PET 등의 내후성 필름을 사용할 수 있다.
또한, 밀봉재(41) 중으로의 수증기나 산소의 투과를 충분하게 억제해서 장기적인 신뢰성을 확보하는 관점으로부터, 이면 보호 시트(42)는 예를 들면 알루미늄 등의 금속 필름을 포함하고 있어도 좋다.
또한, 태양 전지 모듈의 끝면 등에는 예를 들면 부틸 고무 테이프 등의 수분투과 방지 테이프를 이용하여 보다 완전하게 밀착시킬 수도 있다.
또한, 상기한 바와 같이 해서 제작된 본 발명의 태양 전지 모듈의 일례에 있어서는, 예를 들면 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 프레임이 태양 전지 모듈의 외주를 둘러싸도록 해서 부착되어 있어도 좋다.
또한, 도 13(a) 및 도 13(b)에 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 다른 일례를 도해하는 모식적인 단면도를 나타낸다. 이하, 도 13(a) 및 도 13(b)를 참조하여 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조방법의 다른 일례에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 있어서도 본 발명의 태양 전지 모듈의 다른 일례로서 도 8 및 도 9에 나타내는 구성의 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 밀봉재 중에 밀봉한 구성의 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
우선, 도 13(a)에 나타내는 바와 같이 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 배선 시트(10)측에 이면 보호 시트(42)만을 설치함과 아울러 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)측에 시트 형상의 제 1 투명수지(41a)를 구비한 투명기판(40)을 설치한다.
이어서, 제 1 투명수지(41a)를 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)에 압착시킨 상태에서 가열 처리함으로써 도 13(b)에 나타내는 바와 같이 제 1 투명수지(41a) 중에 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이 싸여서 밀봉되게 된다. 이것에 의해, 제 1 투명수지(41a) 중에 상기 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀이 밀봉되어서 이루어지는 본 발명의 태양 전지 모듈의 일례가 제작된다.
상기한 바와 같이 해서 제작된 태양 전지 모듈의 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 수광면에 광이 입사함으로써 발생한 전류는 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34) 및 p형용 전극(35)으로부터 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)에 인출된다. 그리고, 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 및 p형용 배선(13)에 인출된 전류는 배선 시트(10)의 배선(16)의 종단(14c, 14d)(도 8 참조)으로부터 태양 전지 모듈의 외부로 인출되게 된다.
(실시예)
<샘플의 제작>
우선, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 절연성 기재(11)로서의 PEN 필름의 표면 상에 n형용 배선(12), p형용 배선(13), 제 1 접속용 배선(14a), 제 2 접속용 배선(14b)으로 이루어지는 배선(16) 및 유출 억제부(18)가 각각 패터닝된 구리를 형성한 배선 시트(10)를 제작했다.
여기에서, 배선 시트(10)로서는 도 5의 모식적 측면도에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타내어지는 형상으로 패터닝된 배선(16)이 절연성 기재(11)의 표면 상에 있어서 연속해서 출현하도록 형성된 장척의 배선 시트(10)를 심(22)에 권취한 배선 시트 롤로부터 소정의 길이로 인출하여 잘라낸 것을 사용했다. 또한, 도 1에 있어서는 도 2에 나타내는 교대 배열부(20)를 제 1 방향(50)으로 2개 배열한 열을 제 2 방향(51)으로 2열 배치한 배선(16)의 형상을 표시하고 있지만, 실시예에서 사용된 실제의 배선 시트(10)로서는 도 2에 나타내는 교대 배열부(20)를 제 1 방향(50)으로 11개 배열한 열을 제 2 방향(51)으로 2열 배치한 배선(16)을 구비한 배선 시트(10)가 사용되었다.
이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이 반도체 기판(31)으로서 1변이 각각 126㎜인 정방형의 4개의 각을 잘라낸 수광면 및 이면을 가짐과 아울러 두께가 200㎛인 n형 규소 기판을 준비했다.
그리고, n형 규소 기판의 이면에 n형 불순물 확산 영역(32)으로서 인이 도핑 된 띠형상의 n형 불순물 도핑 영역을 형성함과 아울러, p형 불순물 확산 영역(33)으로서 붕소가 도핑된 띠형상의 p형 불순물 도핑 영역을 1개씩 교대로 소정의 간격을 두고 배열함으로써 형성했다.
그 후에 n형 규소 기판의 이면의 전체면에 패시베이션막(36)으로서 플라즈마 CVD법에 의해 규소 산화막을 형성했다. 그리고, n형 규소 기판의 수광면의 전체면에 텍스쳐 구조 등의 요철 구조를 형성한 후에 그 요철 구조 상에 반사 방지막(37)으로서 플라즈마 CVD법에 의해 질화 규소막을 형성했다.
이어서, n형 규소 기판의 이면의 규소 산화막의 일부를 제거함으로써 컨택트홀을 형성한 후에 도 7에 나타내는 바와 같이 컨택트홀로부터 노출된 n형 불순물 도핑 영역 상에 n형용 전극(34)으로서 띠형상의 은 전극을 형성함과 아울러, 컨택트홀로부터 노출된 p형 불순물 도핑 영역 상에 p형용 전극(35)으로서 띠형상의 은 전극을 형성함으로써 이면 전극형 태양 전지 셀(30)을 제작했다.
또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34)의 패턴은 배선 시트(10)의 n형용 배선(12)의 패턴과 일치하도록 형성됨과 아울러, 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 p형용 전극(35)의 패턴은 배선 시트(10)의 p형용 배선(13)의 패턴과 일치하도록 형성되었다.
이어서, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 상기한 바와 같이 해서 제작한 배선 시트(10)의 n형용 배선(12)의 표면 상 및 p형용 배선(13)의 표면 상에 각각 절연성 수지(17)로서의 에폭시 수지와 도전성 접착제(25)로서의 땜납을 포함하는 땜납 페이스트를 수지 조성물(17a)로서 도포했다.
그 후에 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 배선 시트(10)의 n형용 배선(12) 상에 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 n형용 전극(34)이 도전성 접착제(25)를 개재해서 전기적으로 접속됨과 아울러 배선 시트(10)의 p형용 배선(13) 상에 이면 전극형 태양 전지 셀(30)의 p형용 전극(35)이 도전성 접착제(25)를 개재해서 전기적으로 접속되도록 배선 시트(10) 상에 이면 전극형 태양 전지 셀(30)을 22매 설치했다.
이어서, 도 12(a) 및 도 12(b)에 나타내는 바와 같이 투명기판(40)으로서의 유리 기판의 한쪽 표면에 설치된 제 1 투명수지(41a)로서의 EVA 수지와 이면 보호 시트(42)의 한쪽 표면에 설치된 제 2 투명수지(41b)로서의 EVA 수지 사이에, 상기한 바와 같이 해서 제작한 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 끼워넣어 시트가 부착된 태양 전지 셀을 밀봉재(41)로서의 EVA 수지 중에 진공 압착에 의해 밀봉하여 실시예의 태양 전지 모듈을 완성시켰다. 여기에서, 진공 압착은 3분간의 진공 배기를 한 후 1기압의 압력을 가해 EVA 수지를 150℃에서 6분 유지해서 절연성 수지(17)를 열경화시킨 후에, EVA 수지가 소정의 가교율에 도달하도록 150℃에서 10분간 더 가열해서 EVA 수지를 열경화시킴으로써 행했다.
이 때, 태양 전지 모듈 제작시에 있어서의 절연성 수지(17)의 외부로의 유출을 유출 억제부(18)에 의해 억제할 수 있었다.
이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 나니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은 배선 시트, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈 및 배선 시트 롤에 이용할 수 있다.
10 : 배선 시트 11 : 절연성 기재
12 : n형용 배선 13 : p형용 배선
14a : 제 1 접속용 배선 14b : 제 2 접속용 배선
14c, 14d : 종단 16 : 배선
17 : 절연성 수지 17a : 수지 조성물
18 : 유출 억제부 20 : 교대 배열부
22 : 심 25 : 도전성 접착제
30 : 이면 전극형 태양 전지 셀 31 : 반도체 기판
32 : n형 불순물 확산 영역 33 : p형 불순물 확산 영역
34 : n형용 전극 35 : p형용 전극
36 : 패시베이션막 37 : 반사 방지막
38 : 전극 비형성부 40 : 투명기판
41 : 밀봉재 41a : 제 1 투명수지
41b : 제 2 투명수지 42 : 이면 보호 시트
50 : 제 1 방향 51 : 제 2 방향
12 : n형용 배선 13 : p형용 배선
14a : 제 1 접속용 배선 14b : 제 2 접속용 배선
14c, 14d : 종단 16 : 배선
17 : 절연성 수지 17a : 수지 조성물
18 : 유출 억제부 20 : 교대 배열부
22 : 심 25 : 도전성 접착제
30 : 이면 전극형 태양 전지 셀 31 : 반도체 기판
32 : n형 불순물 확산 영역 33 : p형 불순물 확산 영역
34 : n형용 전극 35 : p형용 전극
36 : 패시베이션막 37 : 반사 방지막
38 : 전극 비형성부 40 : 투명기판
41 : 밀봉재 41a : 제 1 투명수지
41b : 제 2 투명수지 42 : 이면 보호 시트
50 : 제 1 방향 51 : 제 2 방향
Claims (8)
- 반도체 기판의 한쪽 면측에 p형용 전극 및 n형용 전극이 배치된 이면 전극형 태양 전지 셀을 접속하기 위한 배선 시트로서:
절연성 기재와,
상기 절연성 기재의 표면 상에 설치된 배선을 포함하고;
상기 배선은 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 p형용 전극을 접속하기 위한 띠형상의 p형용 배선의 복수와, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 n형용 전극을 접속하기 위한 띠형상의 n형용 배선의 복수와, 상기 p형용 배선의 복수의 각각의 일단이 전기적으로 접속된 제 1 접속용 배선과, 상기 n형용 전극의 복수의 각각의 일단이 전기적으로 접속된 제 2 접속용 배선을 갖고 있고,
상기 p형용 배선 및 상기 n형용 배선은 각각 제 1 방향으로 신장되고,
상기 제 1 접속용 배선 및 상기 제 2 접속용 배선은 각각 상기 제 1 방향과는 다른 방향인 제 2 방향으로 신장되어 있으며,
상기 p형용 배선과 상기 n형용 배선은 교대로 간격을 두고 상기 제 2 방향으로 배열되어서 교대 배열부를 구성하고 있고,
상기 교대 배열부의 외측에 상기 배선의 설치측으로 돌출된 볼록부가 형성되어 있으며,
상기 볼록부는 상기 제 1 방향으로 신장되어 있는 것을 특징으로 하는 배선 시트. - 제 1 항에 기재된 배선 시트가 권취되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 시트 롤.
- 제 1 항에 기재된 배선 시트와,
반도체 기판의 한쪽 면측에 p형용 전극 및 n형용 전극이 배치된 이면 전극형 태양 전지 셀을 포함하고;
상기 배선 시트의 상기 p형용 배선과 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 p형용 전극이 전기적으로 접속되어 있고,
상기 배선 시트의 상기 n형용 배선과 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 n형용 전극이 전기적으로 접속되어 있으며,
상기 이면 전극형 태양 전지 셀과 상기 배선 시트 사이에 절연성 수지를 포함하는 접합층이 설치되고,
상기 접합층의 외측에 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 3 항에 있어서,
상기 볼록부의 적어도 일부는 상기 태양 전지 셀의 상기 접합층보다 외측의 절연성 기재의 표면 상에 형성되어 있고, 상기 볼록부와 상기 이면 전극형 태양 전지 셀 사이의 거리는 0.1㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀. - 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
- 삭제
- 삭제
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