KR101589803B1 - 태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈 - Google Patents

태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101589803B1
KR101589803B1 KR1020137034934A KR20137034934A KR101589803B1 KR 101589803 B1 KR101589803 B1 KR 101589803B1 KR 1020137034934 A KR1020137034934 A KR 1020137034934A KR 20137034934 A KR20137034934 A KR 20137034934A KR 101589803 B1 KR101589803 B1 KR 101589803B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
sealing material
material layer
electrode
conductive
Prior art date
Application number
KR1020137034934A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140031342A (ko
Inventor
다카유키 고마이
사토시 에모토
Original Assignee
다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Publication of KR20140031342A publication Critical patent/KR20140031342A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101589803B1 publication Critical patent/KR101589803B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/02245Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0203Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/0481Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/049Protective back sheets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

태양 전지 모듈에서의 내부 배선용의 태양 전지용 집전 시트이며, 예를 들어 P극인 비수광면측 소자와 N 전극에 대응하는 배선부의 사이의 단락을 방지하고, 또한 충격을 완화할 수 있는 태양 전지용 집전 시트를 제공한다. 이 태양 전지용 집전 시트(2)는, 태양 전지 모듈에서의 내부 배선용으로서 백 콘택트형 태양 전지 소자(1)의 이면측에 배치되고, 수지 기재(21)의 표면에, 금속의 배선부(221)와 비배선부(222)를 포함하는 회로(22)가 형성되어 있고, 회로(22) 상에 밀봉재층(23)이 적층되어 있고, 배선부(221) 상의 밀봉재층(23)에는, 밀봉재층(23)을 개재하여, 태양 전지 소자(1)의 비수광면측의 전극(4)과, 이것에 대응하는 배선부(221)를 도통하기 위하여 배선부(221)가 노출되는 도통 오목부(24)가 형성되어 있다.

Description

태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈 {COLLECTOR SHEET FOR SOLAR CELL AND SOLAR CELL MODULE EMPLOYING SAME}
본 발명은 백 콘택트형 태양 전지 소자로부터 전기를 취출하기 위한 태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근, 환경 문제에 대한 의식의 고조로부터 깨끗한 에너지원으로서의 태양 전지가 주목받고 있다. 일반적으로, 태양 전지를 구성하는 태양 전지 모듈은, 수광면측으로부터 투명 전방면 기판, 표면측 밀봉재 시트, 태양 전지 소자, 이면측 밀봉재 시트 및 이면 보호 시트가 순서대로 적층된 구성이며, 태양광이 상기 태양 전지 소자에 입사함으로써 발전하는 기능을 갖고 있다.
태양 전지 모듈의 내부에서 발전을 행하는 태양 전지 소자는, 통상, 태양 전지 모듈의 내부에 복수매 설치되고, 이것들이 직병렬 접속됨으로써 필요한 전압 및 전류를 얻을 수 있도록 구성되어 있다. 복수의 태양 전지 소자를 태양 전지 모듈의 내부에서 배선하기 위하여, 예를 들어 회로가 되는 금속박을 기재인 수지 시트의 표면에 적층시킨 태양 전지용 집전 시트가 사용된다(특허문헌 1을 참조).
그런데, 태양 전지 소자는, 태양광을 수광하는 수광면과, 그 이측에 위치하는 비수광면을 포함하는데, 수광면에서의 태양광선의 수광 효율을 높이기 위하여, 수광면에는 전극을 배치하지 않고, 비수광면에 상이한 극성을 갖는 복수의 전극을 배치한 백 콘택트형 태양 전지 소자가 알려져 있다.
백 콘택트형 태양 전지 소자에는 여러 가지 방식이 있다. 수광면과 비수광면을 관통하는 복수의 스루홀을 갖는 반도체 기판을 구비하며, 비수광면에 극성이 상이한 복수의 전극이 설치된 메탈 램프 스루(MWT) 방식, 혹은 이미터 램프 스루(EWT) 방식의 태양 전지 소자가 있는 것 외에, 스루홀을 갖지 않는 구조의 태양 전지 소자도 있다.
여기서, 특히 스루홀을 갖는 구조의 태양 전지 소자의 전극으로부터 직접 전기를 취출하는 경우에, P극인 비수광면측 소자와 N 전극에 대응하는 배선부와의 사이에서 단락을 일으킬 위험이 있다.
그러한 단락은 태양 전지용 집전 시트의 회로 상에 절연층을 형성함으로써 방지할 수 있다. 특허문헌 2에는, 태양 전지용 집전 시트의 회로 상에 절연성 접착제에 의한 절연층을 형성한 태양 전지 모듈이 개시되어 있다.
한편, 최근, 태양 전지 소자는 박형화가 진행되고 있기 때문에, 외부로부터의 약간의 충격에 의해, 태양 전지 소자가 깨지거나, 태양 전지 소자와 태양 전지용 집전 시트 상의 회로와의 접합부에 있어서 접촉 불량을 일으키는 경우가 있는데, 상기 절연성 접착제는 통상 열이나 UV 등에 의한 경화성 수지이기 때문에, 경화 후의 절연층에는 내충격성이 없고, 절연층만으로는 외부로부터의 충격을 완화하는 효과를 구할 수 없다.
일본 특허 공개 제2007-081237호 공보 일본 특허 공개 제2010-157553호 공보
이로 인해, 백 콘택트형 태양 전지 소자로부터 단락을 일으키지 않고 안전하게 전기를 취출할 수 있고, 또한 외부로부터의 충격을 충분히 완화할 수도 있는 태양 전지용 집전 시트가 요구되고 있었다.
본 발명은 이상과 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 백 콘택트형 태양 전지 소자에 접합되는 태양 전지용 집전 시트이며, P극인 비수광면측 소자와 N 전극에 대응하는 배선부와의 사이의 단락을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 태양 전지 소자 및 태양 전지 소자와 회로의 접합부에 대한 외부로부터의 충격을 충분히 완화할 수 있는 태양 전지용 집전 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 태양 전지용 집전 시트의 회로 상에 충격 완화라고 하는 본래의 효과 외에 절연 효과도 구비하는 밀봉재층을 형성함으로써, 상기 단락을 방지할 수 있고, 또한 외부로부터의 충격도 충분히 완화할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로 본 발명은 이하의 것을 제공한다.
(1) 태양 전지 모듈에서의 내부 배선용으로서 백 콘택트형 태양 전지 소자의 이면측에 배치되고, 수지 기재의 표면에 형성되고, 금속을 포함하는 배선부와 비배선부를 포함하는 회로와, 상기 회로 상에 적층되는 밀봉재층을 구비하며, 상기 배선부 상의 밀봉재층에는, 당해 밀봉재층을 개재하여, 상기 태양 전지 소자의 비수광면측의 전극과, 이것에 대응하는 상기 배선부를 도통하기 위하여 상기 배선부가 노출되는 도통 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 집전 시트.
(2) 상기 도통 오목부로서, 상기 태양 전지 소자의 수광면측 소자로부터 스루홀을 거쳐 비수광면측에 형성되는 정부 한쪽의 제1 전극 위치에 대응하는 제1 도통 오목부와, 상기 태양 전지 소자의 비수광면측 소자의 정부 다른쪽의 제2 전극 위치에 대응하는 제2 도통 오목부를 구비하는 (1)에 기재된 태양 전지용 집전 시트.
(3) 태양 전지 모듈에서의 내부 배선용으로서 백 콘택트형 태양 전지 소자의 이면측에 배치되고, 수지 기재의 표면에 형성되고, 금속을 포함하는 배선부와 비배선부를 포함하는 회로와, 상기 회로 상에 형성되는 절연층과, 당해 절연층 상에 형성되는 밀봉재층을 구비하며, 상기 배선부 상의 절연층 및 밀봉재층에는, 당해 절연층 및 밀봉재층을 개재하여, 상기 태양 전지 소자의 비수광면측의 전극과, 이것에 대응하는 상기 배선부를 도통하기 위하여 상기 배선부가 노출되는 도통 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 집전 시트.
(4) 상기 도통 오목부로서, 상기 태양 전지 소자의 수광면측 소자로부터 스루홀을 거쳐 비수광면측에 형성되는 정부 한쪽의 제1 전극 위치에 대응하는 제1 도통 오목부와, 상기 태양 전지 소자의 비수광면측 소자의 정부 다른쪽의 제2 전극 위치에 대응하는 제2 도통 오목부를 구비하는 (3)에 기재된 태양 전지용 집전 시트.
(5) 상기 밀봉재층의 JIS C6481로 측정한 체적 저항값이 107Ω 이상인 (1) 또는 (2)에 기재된 태양 전지용 집전 시트.
(6) 상기 밀봉재층이 폴리에틸렌계 수지 또는 아이오노머인 (1), (2) 및 (5) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 집전 시트.
(7) 상기 절연층이 자외선 경화형 절연층인 (3) 또는 (4)에 기재된 태양 전지용 집전 시트.
(8) 상기 수지 기재의 이면측에 이면 보호 시트가 일체화되어 있는 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 이면 보호 시트 일체화 태양 전지용 집전 시트.
(9) (1), (2), (5) 및 (6) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로서, 수지 기재의 표면에 금속박을 적층한 후, 상기 금속박을 에칭하여 회로를 형성하는 공정과, 상기 밀봉재층에 상기 도통 오목부를 구성하는 관통 구멍을 형성하여 상기 밀봉재층을 상기 회로 상에 적층하는 공정을 구비하는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(10) (3), (4) 및 (7) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로서, 수지 기재의 표면에 금속박을 적층한 후, 상기 금속박을 에칭하여 회로를 형성하는 공정과, 상기 배선부 및 비배선부의 상기 도통 오목부 이외에 상기 절연층을 패턴 형성하는 공정과, 상기 밀봉재층에 상기 도통 오목부를 구성하는 관통 구멍을 형성하여 상기 밀봉재층을 상기 절연층 상에 적층하는 공정을 구비하는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(11) (2) 또는 (4)에 기재된 태양 전지용 집전 시트가, 백 콘택트형 태양 전지 소자의 비수광면측에 적층되어 이루어지는 접합 부재를 구비하는 태양 전지 모듈로서, 상기 태양 전지 소자가 수광면측 소자와 비수광면측 소자를 포함하고, 상기 수광면측 소자로부터 스루홀을 거쳐 비수광면측에 형성되는 정부 한쪽의 제1 전극과, 상기 비수광면측 소자 상에 형성되는 정부 다른쪽의 제2 전극을 구비하고, 상기 태양 전지용 집전 시트의 상기 도통 오목부에는 도전성 재료가 충전되어 있고, 상기 제1 전극과, 상기 제1 도통 오목부 내의 도전성 재료가 도통하도록 접합되고, 상기 제2 전극과, 상기 제2 도통 오목부 내의 도전성 재료가 도통하도록 접합되어 있는 태양 전지 모듈.
(12) 수지 기재의 표면에 형성되고, 금속의 배선부와 비배선부를 포함하는 회로와, 상기 회로 상 또는 상기 회로 상에 형성되는 절연층 상에 적층된 밀봉재층과, 상기 밀봉재층 상에 적층된 백 콘택트형 태양 전지 소자를 구비하는 태양 전지 모듈.
본 발명에 따르면, 백 콘택트형 태양 전지 소자에 접합되는 태양 전지용 집전 시트이며, 예를 들어 P극인 비수광면측 소자와 N 전극에 대응하는 배선부와의 사이의 단락을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 태양 전자 소자 등으로의 외부로부터의 충격을 충분히 완화할 수 있는 태양 전지용 집전 시트 및 그 제조 방법이 제공된다.
도 1은 스루홀을 갖는 백 콘택트형 태양 전지 소자를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 X-X선을 따르는 단면도이다.
도 3은 태양 전지 소자와 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 접합 부재를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 접합 부재(3)의 태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합 전의 상태에 있어서의 Y-Y선을 따르는 단면도(제1 실시 형태)이다.
도 5는 도 3의 접합 부재(3)의 태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합 후의 상태에 있어서의 Y-Y선을 따르는 단면도(제1 실시 형태)이다.
도 6은 도 3의 접합 부재(3)의 태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합 후의 상태에 있어서의 Y-Y선을 따르는 단면도(제2 실시 형태)이다.
이하, 본 발명의 제1 실시 형태의 태양 전지용 집전 시트 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 1, 도 2를 참조하면서 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제1 실시 형태에 있어서 사용되는 태양 전지 소자의 일례로서, 스루홀을 갖는 백 콘택트형 태양 전지 소자(1)에 대하여 설명한다. 도 1은 태양 전지 소자(1)를 모식적으로 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 X-X선을 따르는 단면도이다.
본 실시 형태에 있어서 사용되는 태양 전지 소자(1)는, 상하에 적층되는 N극의 수광면측 소자(11)와 P극의 비수광면측 소자(12)를 포함하고, 수광면측 소자(11)와 비수광면측 소자를 관통하는 복수의 스루홀(13)과, 수광면측 소자(11)로부터 스루홀(13)을 거쳐 비수광면측에 형성되는 부전극인 제1 전극(41)과, 비수광면측 소자 상에 형성되는 정전극인 제2 전극(42)을 포함하는 전극(4)을 구비한다.
또한, 본 명세서에 있어서는, 수광면측 소자가 N극이고, 비수광면측 소자가 P극인 태양 전지 소자(1), 즉 제1 전극(41)이 부전극이고 제2 전극(42)이 정전극인 태양 전지 소자(1)를 실시예로서 예시한다. 단, 태양 전지 소자의 구성은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 도 1과 달리 수광면측이 P극인 태양 전지 소자의 경우에는, 제1 전극(41)과 제2 전극(42)의 정부의 극성이 역전된다. 본 발명의 태양 전지용 집전 시트는, 그러한 구성의 태양 전지 소자에도 사용할 수 있다. 그리고, 그 경우에 있어서도, 본 실시예와 완전히 동일한 효과를 발휘할 수 있는 것이다.
스루홀(13)을 갖는 백 콘택트형 태양 전지 소자의 구체예로서는, 메탈 램프 스루(MWT) 방식, 이미터 램프 스루(EWT) 방식의 태양 전지 소자를 들 수 있다. MWT 방식의 태양 전지 소자란, 태양 전지 소자(1)의 스루홀(13) 내에 은 페이스트(14) 등의 금속을 충전하고, 금속을 통하여 수광면에서 모은 전력을 비수광면측의 제1 전극(41)(부전극)으로부터 취출하는 구조의 태양 전지 소자를 말한다. EWT 방식의 태양 전지 소자란, 태양 전지 소자(1)의 스루홀(13)의 내벽에 확산층을 형성하고, 확산층을 통하여 수광면에서 모은 전력을 비수광면측의 제1 전극(부전극)으로부터 취출하는 구조의 태양 전지 소자를 말한다.
또한, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트를 사용할 수 있는 태양 전지 소자는, 반드시 상기와 같은 스루홀(13)을 갖는 태양 전지 소자에 한정되지 않는다. 본 발명의 태양 전지용 집전 시트는, 비수광면에 상이한 극성을 갖는 복수의 전극을 배치한 백 콘택트형 태양 전지 소자이면, 스루홀(13)을 갖지 않은 구성의 태양 전지 소자에 사용한 경우라도, 상술한 단락을 방지하면서 외부 충격을 완화할 수 있는 집전 시트로서 바람직하게 사용할 수 있다. 일례로서 「interdigitated back-contact(IBC) 방식」의 태양 전지 소자에 대해서도, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트를 바람직하게 사용할 수 있다. 여기서, IBC 방식의 태양 전지 소자란, 태양 전지 소자의 이면에 빗 형상의 p형, n형의 확산층을 형성하고, 그 p, n 영역으로부터 전기를 취출하는 구조의 태양 전지 소자를 말한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면서, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트(2)의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 3은 스루홀(13)을 갖는 백 콘택트형 태양 전지 소자(1)와 본 발명의 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합 부재(3)를 모식적으로 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3의 접합 부재(3)의 태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합 전의 상태에 있어서의 Y-Y선을 따르는 단면도이다. 도 5는 도 3의 접합 부재(3)의 태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합 후의 상태에 있어서의 Y-Y선을 따르는 단면도이다.
<태양 전지용 집전 시트(제1 실시 형태)>
본 실시 형태의 태양 전지용 집전 시트(2)는, 수지 기재(21)와, 회로(22)와, 밀봉재층(23)과, 밀봉재층(23)의 일부에 형성된 도통 오목부(24)를 구비한다. 수지 기재(21)의 표면에 예를 들어 구리 등의 금속을 포함하는 배선부(221)와, 비배선부(222)를 포함하는 회로(22)가 형성되어 있다. 그리고, 회로(22)를 덮어 밀봉재층(23)이 형성되어 있다. 또한, 밀봉재층(23)의 상부 표면부터 회로(22)의 상부 표면까지 관통하는 도통 오목부(24)가 형성되어 있다.
수지 기재(21)는 시트 형상으로 성형된 수지이다. 여기서, 시트 형상이란 필름 형상을 포함하는 개념이며, 본 발명에 있어서 양자에 차는 없다. 수지 기재(21)를 구성하는 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리염화비닐계 수지, 불소계 수지, 폴리(메트)아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지, 각종 나일론 등의 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리아릴프탈레이트계 수지, 실리콘계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리우레탄계 수지, 아세탈계 수지, 셀룰로오스계 등이 예시된다.
수지 기재(21)의 두께는, 태양 전지용 집전 시트(2)에 요구되는 강도나 두께 등에 따라 적절하게 설정하면 된다. 수지 기재(21)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 20 내지 250㎛를 들 수 있다.
회로(22)는, 원하는 배선 형상이 되도록 태양 전지용 집전 시트(2)의 표면에 형성된 전기 배선이다. 회로(22)의 배선부(221)는, 예를 들어 구리 등의 금속을 포함하는 층이다. 회로(22)를 수지 기재(21)의 표면에 형성하기 위해서는, 수지 기재(21)의 표면에 구리박을 접합시키고, 그 후 에칭 처리 등에 의해 그 구리박을 패터닝하는 방법이 예시된다.
회로(22)의 두께는, 태양 전지용 집전 시트(2)에 요구되는 내전류의 크기 등에 따라 적절하게 설정하면 된다. 회로(22)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 10 내지 50㎛를 들 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 밀봉재층(23)은, 회로(22) 상에 도통 오목부(24)가 차지하는 장소를 제외하고 형성된다. 또한, 본 발명에서의 밀봉재층은 충전재라고도 불리며, 태양 전지 모듈 내에 있어서, 태양 전지 소자의 위치를 고정하고, 또한 외부로부터의 충격을 완화하기 위하여 배치되는 예를 들어 올레핀계 수지 기재 등의 충전재를 포함하는 층을 말한다.
밀봉재로서는, 종래 공지된 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 수지(EVA), 아이오노머, 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리에틸렌 등의 올레핀계 수지 등이 있으며, 이들은 모두 충격 완화 특성의 점에서는 외부로부터의 충격을 충분히 완화할 수 있는 특성을 갖는다.
여기서, 예를 들어 회로 상에 밀봉재는 적층되어 있지 않고, 열경화형 절연 잉크 등을 포함하는 절연층이 회로 상에 형성되어 있는 종래의 태양 전지용 집전 시트에 있어서는, 비수광면측 소자와, 동 소자와 반대의 극성을 갖는 전극에 대응하는 배선부와의 사이의 단락을 방지하기 위하여, 당해 절연층에는 JIS C6481로 측정한 체적 저항값이 107Ω 이상, 바람직하게는 1011Ω 이상인 것이 요구되고 있다. 본 실시예에 관한 태양 전지용 집전 시트는, 밀봉재층(23)에 상기 절연층의 역할도 하게 하는 것이며, 밀봉재층(23)의 저항값이 상기 체적 저항값의 조건을 만족함으로써, 상기 단락을 방지할 수 있는 것이다.
밀봉재층(23)으로서 사용되는 EVA 및 올레핀계 수지에 대하여, 각각 시료를 준비하고, 하기와 같이 절연성에 대한 시험을 행하였다.
절연성에 대한 시험은, JIS C6481에 의해, 하기 시료의 체적 저항값을 측정함으로써 행하였다. 측정 기기로서는 초절연계(히오끼 덴끼 가부시끼가이샤제: 형식 번호 SM-8215)를 사용하였다. 시료에 대해서는, 일본 특허 공개 제2003-46105호에 기재된 올레핀계 수지와, VA 함량 28%의 EVA 수지를 사용하고, 시료의 두께는 모두 400㎛로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112013120356982-pct00001
표 1로부터, EVA 및 올레핀계 수지를 사용한 밀봉재층(23)은, 모두 태양 전지용 집전 시트에서의 상기 단락을 방지하기 위하여 충분한 절연성을 갖는 것을 알 수 있다.
밀봉재층(23)은, 상술한 충격 완화 특성, 절연성을 갖는 것 외에, 회로(22) 상의 배선부(221)를 형성하는 구리박 등과의 금속 밀착성이 우수한 것이 바람직하다. 이 관점에서는 금속 밀착성이 우수한 아이오노머를 밀봉재층(23)으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 올레핀계 수지도, 점착 부여제(태키파이어)를 배합시키거나, 폴리에틸렌 수지의 일부를 실란 변성시키거나, 실란 커플링제를 배합시키거나 함으로써 금속 밀착성을 향상시킬 수 있으므로 밀봉재층(23)으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 이상으로부터, 밀봉재층(23)으로서는 폴리에틸렌계 수지 또는 아이오노머를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
밀봉재층(23)의 두께는 100㎛ 이상 600㎛ 이하가 바람직하며, 100㎛ 미만이면 충분히 충격을 완화하지 못하고, 또한 절연성도 불충분해지므로 바람직하지 않다. 또한, 600㎛를 초과하여도 그 이상의 효과가 얻어지지 않으며, 오히려 도통 오목부(24)의 패턴 형성이 곤란해지고, 또한 비경제적이므로 바람직하지 않다.
밀봉재층(23)의 색에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 재료 수지에 특별히 착색을 실시하지 않고, 무색 투명 혹은 반투명인 채이어도 되고, 또한 임의의 색을 착색하여도 된다. 예를 들어, 백색 등의 광선 반사율이 높은 색으로 착색함으로써, 입사광을 반사하여 태양 전지 모듈의 발전 효율 향상에 기여할 수 있고, 또한 백색 또는 흑색 등으로 착색함으로써, 태양 전지 모듈의 의장성을 높일 수도 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 도통 오목부(24)는, 태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합시에 있어서, 태양 전지 소자(1)의 제1 전극(부전극)(41)의 바로 아래에 형성되는 제1 도통 오목부(241)와, 태양 전지 소자(1)의 제2 전극(정전극)(42)의 바로 아래에 형성되는 제2 도통 오목부(242)를 포함한다. 제1 도통 오목부(241)는 태양 전지 소자의 상면측으로부터 본 평면시에서의 형상 및 면적이 스루홀(13)과 대략 동일하며, 밀봉재층(23)의 상면부부터 배선부(221)의 상면까지 관통하는 구멍이다. 한편, 제2 도통 오목부(242)는 동일하게 밀봉재층(23)의 상면부부터 배선부(221)의 상면까지 관통하는 구멍이지만, 그 형상 및 면적은 제2 전극(42)과 접합되면 되며, 제2 전극(42)의 형상 위치에 따라 적절하게 설계된다.
태양 전지 소자(1)와 태양 전지용 집전 시트(2)의 접합시에 있어서, 제1 도통 오목부(241)는 제1 전극(41)을 사이에 끼워 대응하는 스루홀(13)과 상하로 겹치는 위치에 형성되고, 또한 제2 도통 오목부(242)는 제2 전극(42)을 사이에 끼워 대응하는 스루홀(13)과 상하로 겹치는 위치에 형성된다. 제1 도통 오목부(241)와 제2 도통 오목부(242)의 공간 부분에는, 땜납 등의 도전성 재료(25)가 충전되어 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태인 태양 전지용 집전 시트(2)에서의 밀봉재층(23)은, 그 종래 공지의 특성인 충격 완화 특성에 의해, 외부로부터의 충격을 충분히 완화할 수 있다. 또한, 종래의 밀봉재층의 공지의 효과인 충격 완화의 효과 외에, 본 발명에서의 밀봉재층(23)은, 상기 단락을 방지하기 위하여 충분한 절연성을 갖는다고 하는, 종래에는 고려되지 않았던 새로운 효과를 발휘할 수 있다. 따라서, 태양 전지용 집전 시트(2)에 따르면, 예를 들어 회로 상에 절연층을 우선 형성한 후, 또한 그 위에 겹쳐 밀봉재층을 형성하는 복층 구조는 필요 없으며, 단층의 밀봉재층만으로 충격 완화와 절연의 역할을 하기 때문에, 생산 공정에서의 재료, 공정이 적어도 되어 생산성 향상에 기여할 수 있다.
<태양 전지용 집전 시트의 제조 방법>
태양 전지용 집전 시트(2)의 제조에 있어서는, 우선 수지 기재(21)의 표면에, 구리 등의 금속을 포함하는 도전층이 적층된 적층 시트가 사용된다. 이 적층 시트에 대하여, 에칭 공정 및 박리 공정을 실시함으로써, 태양 전지용 집전 시트(2) 상에 회로(22)가 형성된다. 또한, 회로(22)가 형성된 적층 시트에 대하여, 밀봉재 적층 공정을 실시함으로써, 회로(22) 상에 밀봉재층(23)이 형성된다. 이하, 에칭 공정, 박리 공정 및 밀봉재 적층 공정에 대하여 설명한다.
[에칭 공정]
우선, 에칭 공정에 대하여 설명한다. 이 공정은, 원하는 회로(22)의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크(도시하지 않음)를 상기 적층 시트의 표면에 제작한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 에칭 마스크에 덮여져 있지 않은 부분에서의 도전층을 제거하는 공정이다.
이미 설명한 바와 같이, 이 공정에서 사용되는 적층 시트는, 수지 기재(21)의 표면에 구리 등의 금속을 포함하는 도전층이 형성된 것이다. 수지 기재(21)의 표면에 구리 등의 금속을 포함하는 도전층을 형성시키는 방법에 대해서는, 구리박을 접착제에 의해 수지 기재(21)의 표면에 접착하는 방법, 수지 기재(21)의 표면에 구리박을 증착시키는 방법 등이 예시되지만, 비용의 면에서는 구리박을 접착제에 의해 수지 기재(21)의 표면에 접착하는 방법이 유리하다. 그 중에서도 우레탄계, 폴리카르보네이트계, 에폭시계 등의 접착제를 사용한 드라이 라미네이트법에 의해 구리박을 수지 기재(21)의 표면에 접착하는 방법이 바람직하다.
이 공정에서는, 우선, 상기 적층 시트의 표면(즉, 상기 도전층의 표면)에 원하는 배선부(221)의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크(도시하지 않음)가 제작된다. 에칭 마스크는, 에칭 공정에 있어서, 장래 배선부(221)가 되는 도전층이 침지액에 의한 부식을 면하기 위하여 설치된다. 이러한 에칭 마스크를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 포토레지스트 또는 드라이 필름을 포토마스크를 개재하여 감광시킨 후에 현상함으로써 적층 시트의 표면에 에칭 마스크를 형성하여도 되고, 잉크젯 프린터 등의 인쇄 기술에 의해 적층 시트의 표면에 에칭 마스크를 형성하여도 된다. 에칭 마스크는, 나중에 설명하는 박리 공정에 있어서, 알칼리성 박리액으로 박리할 수 있는 것이 필요하다. 이러한 관점에서는 포토레지스트 또는 드라이 필름을 사용하여 에칭 마스크를 제작하는 것이 바람직하다.
이어서, 에칭 공정에서의 에칭 처리에 대하여 설명한다. 이 처리는 에칭 마스크에 덮여져 있지 않은 부분에서의 도전층을 침지액에 의해 제거하는 처리이다. 이 처리를 거침으로써, 도전층 중 배선부(221)가 되는 부분 이외의 부분이 제거되므로, 수지 기재(21)의 표면에는 목적으로 하는 배선부(221)의 형상으로 도전층이 남게 된다.
[박리 공정]
이어서, 박리 공정에서 알칼리성 박리액을 사용하여 에칭 마스크를 제거한다. 이 공정을 거침으로써, 에칭 마스크가 배선부(221)의 표면으로부터 제거된다. 박리 공정에서 사용되는 알칼리성 박리액으로서는, 예를 들어 소정 농도의 가성 소다의 수용액을 들 수 있다.
[밀봉재 적층 공정]
밀봉재층(23)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 밀봉재를 시트 형상으로 형성한 후, 도통 오목부(24)를 형성하는 위치에 미리 펀칭 등으로 관통 구멍을 형성하고 나서, 적층함으로써 회로(22) 상에 관통되는 도통 오목부(24)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제조 방법에 따르면, 시트 형상의 밀봉재를 회로 상에 적층한 단계에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 엄밀하게는 비배선부(222)에는 밀봉재층(23)은 형성되지 않는 경우도 있다. 그러나, 후술하는 태양 전지 모듈의 제조 공정에서의 진공 열 라미네이트 가공 과정에 있어서, 가공에 걸리는 열에 의해, 연화된 밀봉재가 비배선부(222)에도 유입되어, 도 5에 도시한 바와 같이 비배선부(222)에도 밀봉재층(23)이 형성되게 된다.
<태양 전지 모듈의 제조 방법>
다음에 본 발명의 일 실시 형태인 태양 전지용 집전 시트(2)와 태양 전지 소자(1)를 접합한 접합 부재(3)를 구비하는 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 태양 전지용 집전 시트(2), 태양 전지 소자(1) 및 다른 부재의 일체화의 공정 전에, 우선 태양 전지용 집전 시트(2)의 도통 오목부(24)에 도전성 재료(25)를 충전한다. 이 도전성 재료(25)는, 예를 들어 땜납 등을 예시할 수 있다. 이에 의해, 도통 오목부(24)는, 배선부(221)가 저면에서 노출되도록 형성되어 있기 때문에, 도전성 재료(25)와 배선부(221)가 도통한다. 보다 구체적으로는, 도 5에 있어서, 배선부(221)와 제1 전극(41)(부전극)에 접속되는 제1 도통 오목부(241)와, 배선부(221)와 제2 전극(42)(정전극)에 접속되는 제2 도통 오목부(242)가 각각 밀봉재층(23)에 의해 별개로 도통된다.
한쪽의 태양 전지 소자(1)측은, 도 5에 도시하는 MWT 방식의 태양 전지 소자이거나 혹은 EWT 방식의 태양 전지 소자 등의 백 콘택트형 태양 전지 소자가 사용된다. MWT 방식의 태양 전지 소자의 경우에는 스루홀(13)에는, 도 5에 도시한 바와 같이 은 페이스트(14)가 충전되어 있다.
다음에 태양 전지용 집전 시트(2), 태양 전지 소자(1) 및 도시하지 않은 이면 보호 시트 등의 다른 부재를 적층하여 일체화한다. 이 일체화의 방법으로서는 진공 열 라미네이트 가공에 의해 일체화하는 방법을 들 수 있다. 상기 방법을 이용하였을 때의 라미네이트 온도는 130℃ 내지 190℃의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 라미네이트 시간은 5 내지 60분의 범위 내가 바람직하고, 특히 8 내지 40분의 범위 내가 바람직하다.
이 일체화 과정에 있어서, 태양 전지용 집전 시트(2)의 밀봉재층(23)은, 가열에 의해 연화되어 비배선부(222)에도 유입되어, 도 5에 도시한 바와 같이 비배선부(222)에도 밀봉재층(23)이 형성되게 된다. 이에 의해, 밀봉재층(23)이 전극 간의 단락을 방지하는 절연층으로서도 기능할 수 있게 된다.
또한, 이 일체화 과정에 있어서, 태양 전지용 집전 시트(2)의 수지 기재(21)는, 태양 전지 모듈로서 다른 부재와 견고하게 일체화되어 있기 때문에, 태양 전지용 집전 시트(2)의 기재 수지의 Tg 이상으로 가열하여도 열에 의한 수축, 변형의 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트(2)는, 회로(22) 상에 밀봉재층(23)이 적층되어 있는 것을 말하지만, 본 발명의 태양 전지 모듈에 대해서는, 미리 회로(22) 상에 밀봉재층(23)이 적층되어 있는 것에 한정되지 않는다. 수지 기재의 표면에 형성되고, 금속을 포함하는 배선부와 비배선부를 포함하는 회로와, 상기 회로 상에 적층된 밀봉재층과, 상기 밀봉재층 상에 적층된 백 콘택트형 태양 전지 소자를 구비하는 태양 전지 모듈은, 본 발명의 범위이다.
상기 일체화에 의해, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전극(41)으로부터 취출된 전기는 스루홀(13) 내의 은 페이스트(14)를 거치고, 또한 제1 도통 오목부(241) 내의 도전성 재료(25)를 통하여 대응하는 배선부(221)에 전도된다. 또한, 제2 전극(42)으로부터 취출된 전기는 제2 도통 오목부(242) 내의 도전성 재료(25)를 통하여 대응하는 배선부(221)에 전도 가능하게 된다.
<이면 보호 시트 일체화 집전 시트>
또한, 태양 전지용 집전 시트(2)는, 상기와 같이 태양 전지 소자(1) 외에, 다른 부재와 일체화하는 공정을 거쳐 태양 전지 모듈이 되는데, 그 공정에 앞서 수지 기재(21)의 이면측에 미리 다른 ETFE, 내가수 PET 등의 이면 보호 시트(도시하지 않음)를 일체화함으로써, 태양 전지 모듈의 제조에 사용하는 이면 보호 시트 일체화 집전 시트로 하는 것도 가능하다.
상기 이면 보호 시트 일체화 집전 시트를 작성하기 위해서는, 수지 기재(21)의 이면측에 이면 보호 시트를 드라이 라미네이션법 등에 의해 적층한다.
<태양 전지용 집전 시트(제2 실시 형태)>
계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태의 태양 전지용 집전 시트 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태와 공통되는 구성 요건에 대해서는, 일부 설명을 생략하고, 구성 요건이 상이한 부분을 중심으로 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태의 태양 전지용 집전 시트(2A)에 있어서는, 회로(22) 상에 절연층(26)이 형성되어 있고, 당해 절연층(26) 상에 밀봉재층(23)이 형성되어 있는 점에 있어서 제1 실시 형태의 태양 전지용 집전 시트(2)와 상이하다. 이와 같은 구성을 구비하는 태양 전지용 집전 시트(2A)에 따르면, 비수광면측 소자와 배선부의 사이의 단락을 태양 전지용 집전 시트(2) 이상으로 더 확실하게 방지하고, 또한 외부로부터의 충격을 완화할 수 있는 태양 전지용 집전 시트를 제공할 수 있다.
태양 전지용 집전 시트(2A)는, 수지 기재(21)와, 회로(22)와, 절연층(26)과 밀봉재층(23)(이하, 두 층을 합쳐서 「절연 밀봉재층」이라고도 함)과, 절연 밀봉재층의 일부에 형성된 도통 오목부(24)를 구비한다. 회로(22)를 덮어 절연층(26)이 형성되고, 절연층(26)의 상면에 밀봉재층(23)이 형성되어 있다. 또한, 밀봉재층(23)의 상부 표면부터, 절연층(26)을 통과하여 회로(22)의 상부 표면까지 관통하는 도통 오목부(24)가 형성되어 있다.
절연층(26)은, 회로(22) 상에 도통 오목부(24)가 차지하는 장소를 제외하고 형성된다. 태양 전지용 집전 시트(2A)에 있어서는, 절연층(26)과 밀봉재층(23)을 일체로 한 절연 밀봉재층으로서 저항값을 계측한 경우의 저항값이, 상기 체적 저항값의 조건을 만족하면, 상기 단락을 방지할 수 있다.
태양 전지용 집전 시트(2A)에 있어서는, 절연층(26)을 형성하기 위한 절연제로서, 종래부터 널리 사용되고 있는 절연성이 극히 높은 에폭시-페놀계 잉크 등의 열경화성 절연 잉크 대신에, 코트제로서 자외선 경화형 절연제를 적절하게 사용할 수 있다. 자외선 경화형 절연 코트제는, 단독으로 절연층을 형성한 경우의 절연성에 있어서, 열경화성 절연 잉크에 떨어진다. 그러나, 자외선 경화형 절연 코트제를 사용한 절연층이라도, 그 위에 밀봉재층(23)을 적층하여 도 6에 도시한 바와 같은 다층의 절연 밀봉재층으로 함으로써, 충분한 절연성을 얻을 수 있다.
또한, 열경화성 절연 잉크 대신에, 자외선 경화형 절연 코트제를 사용함으로써, 후술하는 절연층 형성시의 잉크의 경화 온도를 저온으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 유리 전이 온도가 100℃ 이하인 경제성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 수지 기재(21)로서 사용할 수 있다. 또한, 공정으로서, 자외선 경화의 쪽이 열경화보다 경제성이 우수하다. 따라서, 절연층(26)을 형성하기 위한 절연제로서 자외선 경화형 절연 코트제를 사용함으로써, 태양 전지용 집전 시트 또는 태양 전지 모듈의 생산성을 높일 수 있다.
절연층(26)의 두께는 5㎛ 이상 내지 25㎛ 이하가 바람직하다. 5㎛ 미만이면 밀봉재층을 적층하였다고 하여도 절연성이 불충분해지므로 바람직하지 않고, 25㎛를 초과하여도 그 이상의 효과가 얻어지지 않으며, 오히려 도통 오목부(24)의 패턴 형성이 곤란해지고, 또한 비경제적이므로 바람직하지 않다.
도 4에 도시한 바와 같이, 태양 전지용 집전 시트(2A)의 밀봉재층(23)은, 절연층(26) 상에 도통 오목부(24)가 차지하는 장소를 제외하고 형성된다. 즉, 태양 전지용 집전 시트(2A)에 있어서, 도통 오목부(24)는, 절연층(26)의 미형성부에 의해 생기는 오목부와, 그 위의 밀봉재층(23)에 형성되는 구멍부가 연통됨으로써 형성되어 있다.
태양 전지용 집전 시트(2A)의 밀봉재층(23)은, 절연층(26)과 적층되어 절연 밀봉재층을 형성함으로써, 절연층(26)이 단독으로 배치된 경우와 비교하여, 절연 밀봉재층 전체로서는 보다 높은 절연성을 발휘한다고 하는 종래의 태양 전지용 집전 시트에서의 밀봉재에는 요구되지 않았던 새로운 효과를 초래할 수 있다.
태양 전지용 집전 시트(2A)의 밀봉재층(23)의 두께는 100㎛ 이상 내지 600㎛ 이하가 바람직하다. 100㎛ 미만이면 충분히 충격을 완화할 수 없고, 또한 절연성을 높이는 효과도 불충분해지므로 바람직하지 않고, 600㎛를 초과하여도 그 이상의 효과가 얻어지지 않으며, 오히려 도통 오목부(24)의 패턴 형성이 곤란해지고, 또한 비경제적이므로 바람직하지 않다.
<태양 전지용 집전 시트(제2 실시 형태)의 제조 방법>
태양 전지용 집전 시트(2A)의 제조에 있어서는, 제1 실시 형태의 태양 전지용 집전 시트(2)를 제조하는 경우와 마찬가지의 에칭 공정 및 박리 공정에 이어서, 절연층(26)을 형성하기 위한 절연 코팅 공정이 행해진다. 그리고, 그 후, 형성된 절연층(26) 상에 밀봉재층(23)을 적층하는 형태로 밀봉재 코팅 공정이 행해지는 점이, 제1 실시 형태에 관한 상술한 제조 방법과는 상이하다. 제2 실시 형태에 관한 제조 방법에 대해서는, 이하, 이 절연 코팅 공정과 밀봉재 적층 공정에 대하여 설명한다.
[절연 코팅 공정]
절연 코팅은 광 및 또는 열경화형 절연 코트제를 사용하는 방법에 의해 행할 수 있다.
구체적으로는, 자외선 경화형 절연 코트제를 회로(22)의 배선부(221) 및 비배선부(222) 중 도통 오목부(24)를 제외한 부분을 덮어 도포한 후, 이것을 자외선의 조사에 의해 경화시킴으로써 절연 코팅을 행한다. 이 경우에는 아크릴계 등의 자외선 경화형 절연 코트제를 적절하게 사용할 수 있다.
또한, 절연 코팅은, 에폭시-페놀계 잉크 등의 열경화성 절연 잉크 등 다른 종래 공지된 절연제를 사용하는 방법에 의해서도 행할 수 있다.
[밀봉재 적층 공정]
태양 전지용 집전 시트(2A)의 밀봉재층(23)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 밀봉재를 시트 형상으로 형성한 후, 도통 오목부(24)를 형성하는 위치에 미리 펀칭 등으로 관통 구멍을 형성하고, 그 후에 절연층(26)에 의해 형성된 오목부와 관통 구멍이 겹치도록 적층함으로써 회로(22) 상에 관통되는 도통 오목부(24)를 형성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트(2, 2A)는, 태양 전지 소자(1)와 접합하였을 때, 예를 들어 비수광면측 소자(12)와 배선부(221)의 사이를 절연할 수 있고, 또한 외부로부터의 태양 전지 소자(1) 등으로의 충격을 완화할 수 있는 밀봉재층(23), 또는 절연층(26)과 밀봉재층(23)을 포함하는 절연 밀봉재층을 구비하고 있으며, 태양 전지 소자(1)로부터의 전기의 취출에, 이 태양 전지용 집전 시트(2)를 사용함으로써, P극인 비수광면측 소자(12)와 N 전극에 대응하는 배선부의 사이의 단락을 방지할 수 있고, 또한 동시에 외부로부터의 충격으로부터 태양 전지 소자(1) 등을 적절하게 보호할 수 있다.
1: 태양 전지 소자
13: 스루홀
2, 2A: 태양 전지용 집전 시트
21: 수지 기재
22: 회로
23: 밀봉재층
24: 도통 오목부
25: 도전성 재료
26: 절연층
3: 태양 전지 소자와 태양 전지용 집전 시트와의 접합 부재
4: 전극
41: 제1 전극
42: 제2 전극

Claims (13)

  1. 태양 전지 모듈에서의 내부 배선용으로서 백 콘택트형 태양 전지 소자의 이면측에 배치되고,
    수지 기재의 표면에 형성되고, 금속을 포함하는 배선부와 비배선부를 포함하는 회로와,
    상기 회로 상에 다른 절연층을 개재하지 않고 적층되는 밀봉재층을 구비하며,
    상기 밀봉재층은 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 수지(EVA), 아이오노머, 폴리비닐부티랄(PVB) 및 폴리에틸렌계 수지 중에서 선택되는 하나 또는 복수의 수지를 사용하여 이루어지는 수지 시트이며,
    상기 배선부 상의 밀봉재층에는, 당해 밀봉재층을 개재하여, 상기 태양 전지 소자의 비수광면측의 전극과, 이것에 대응하는 상기 배선부를 도통시키기 위하여 상기 배선부가 노출되는 도통 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 집전 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도통 오목부로서,
    상기 태양 전지 소자의 수광면측 소자로부터 스루홀을 거쳐 비수광면측에 형성되는 정부(正負) 한쪽의 제1 전극 위치에 대응하는 제1 도통 오목부와,
    상기 태양 전지 소자의 비수광면측 소자의 정부 다른쪽의 제2 전극 위치에 대응하는 제2 도통 오목부를 구비하는, 태양 전지용 집전 시트.
  3. 태양 전지 모듈에서의 내부 배선용으로서 백 콘택트형 태양 전지 소자의 이면측에 배치되고,
    수지 기재의 표면에 형성되고, 금속을 포함하는 배선부와 비배선부를 포함하는 회로와,
    상기 회로 상에 형성되는 절연층과, 당해 절연층 상에 형성되는 밀봉재층을 구비하며,
    상기 절연층은 열경화성 잉크 또는 자외선 경화형 절연제에 의해 형성되어 있고,
    상기 밀봉재층은 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 수지(EVA), 아이오노머, 폴리비닐부티랄(PVB) 및 폴리에틸렌계 수지 중에서 선택되는 하나 또는 복수의 수지를 사용하여 이루어지는 수지 시트이며,
    상기 배선부 상의 절연층 및 밀봉재층에는, 당해 절연층 및 밀봉재층을 개재하여, 상기 태양 전지 소자의 비수광면측의 전극과, 이것에 대응하는 상기 배선부를 도통시키기 위하여 상기 배선부가 노출되는 도통 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 집전 시트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 도통 오목부로서,
    상기 태양 전지 소자의 수광면측 소자로부터 스루홀을 거쳐 비수광면측에 형성되는 정부 한쪽의 제1 전극 위치에 대응하는 제1 도통 오목부와,
    상기 태양 전지 소자의 비수광면측 소자의 정부 다른쪽의 제2 전극 위치에 대응하는 제2 도통 오목부를 구비하는, 태양 전지용 집전 시트.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 절연층의 JIS C6481로 측정한 체적 저항값이 107Ω 미만이고,
    상기 절연층과 밀봉재층을 일체화된 복합층으로 하여 측정한 경우의 상기 체적 저항값이 107Ω 이상인, 태양 전지용 집전 시트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉재층의 JIS C6481로 측정한 체적 저항값이 107Ω 이상인, 태양 전지용 집전 시트.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉재층이 폴리에틸렌계 수지 또는 아이오노머인, 태양 전지용 집전 시트.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 절연층이 자외선 경화형 절연층인, 태양 전지용 집전 시트.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 기재의 이면측에 이면 보호 시트가 일체화되어 있는 태양 전지용 집전 시트.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로서,
    수지 기재의 표면에 금속박을 적층한 후, 상기 금속박을 에칭하여 회로를 형성하는 공정과,
    상기 밀봉재층에 상기 도통 오목부를 구성하는 관통 구멍을 형성하여 상기 밀봉재층을 상기 회로 상에 적층하는 공정을 구비하는, 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  11. 제3항 또는 제4항에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로서,
    수지 기재의 표면에 금속박을 적층한 후, 상기 금속박을 에칭하여 회로를 형성하는 공정과,
    상기 배선부 및 비배선부의 상기 도통 오목부 이외에 상기 절연층을 패턴 형성하는 공정과,
    상기 밀봉재층에 상기 도통 오목부를 구성하는 관통 구멍을 형성하여 상기 밀봉재층을 상기 절연층 상에 적층하는 공정을 구비하는, 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지용 집전 시트와,
    상기 태양 전지용 집전 시트의 상기 밀봉재층 상에 적층된 백 콘택트형 태양 전지 소자를 구비하는, 태양 전지 모듈.
  13. 제2항 또는 제4항에 기재된 태양 전지용 집전 시트가, 백 콘택트형 태양 전지 소자의 비수광면측에 적층되어 이루어지는 접합 부재를 구비하는 태양 전지 모듈로서,
    상기 태양 전지 소자가 수광면측 소자와 비수광면측 소자를 포함하고, 상기 수광면측 소자로부터 스루홀을 거쳐 비수광면측에 형성되는 정부 한쪽의 제1 전극과, 상기 비수광면측 소자 상에 형성되는 정부 다른쪽의 제2 전극을 구비하고,
    상기 태양 전지용 집전 시트의 상기 도통 오목부에는 도전성 재료가 충전되어 있고,
    상기 제1 전극과, 상기 제1 도통 오목부 내의 도전성 재료가 도통하도록 접합되고,
    상기 제2 전극과, 상기 제2 도통 오목부 내의 도전성 재료가 도통하도록 접합되어 있는, 태양 전지 모듈.
KR1020137034934A 2012-02-29 2012-02-29 태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈 KR101589803B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/055058 WO2013128591A1 (ja) 2012-02-29 2012-02-29 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140031342A KR20140031342A (ko) 2014-03-12
KR101589803B1 true KR101589803B1 (ko) 2016-01-28

Family

ID=49081841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137034934A KR101589803B1 (ko) 2012-02-29 2012-02-29 태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9293607B2 (ko)
EP (1) EP2713405B1 (ko)
KR (1) KR101589803B1 (ko)
CN (1) CN103797582B (ko)
WO (1) WO2013128591A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015159240A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 矢崎総業株式会社 フレキシブルフラット回路体
CN104253166B (zh) * 2014-10-17 2017-02-15 天威新能源控股有限公司 一种背接触太阳电池及其制备方法
US20170054045A1 (en) * 2015-08-21 2017-02-23 Institute of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council, Executive Yuan, R.O.C. Method for packaging solar cell device and structure thereof
TWI602310B (zh) * 2015-09-11 2017-10-11 財團法人工業技術研究院 太陽能電池用封裝膜及其製造方法、與太陽光電模組封裝結構

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011110083A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 皮膚組織測定用プローブ
JP2012033870A (ja) * 2010-07-09 2012-02-16 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476314B2 (en) 2001-03-20 2002-11-05 The Boeing Company Solar tile and associated method for fabricating the same
JP2005019975A (ja) * 2003-06-03 2005-01-20 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用充填材層およびこれを用いた太陽電池モジュール
DE112004000919T5 (de) 2003-06-03 2006-06-29 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Zwischenschicht für ein Solarzellenmodul und Solarzellenmodul, bei dem die Zwischenschicht eingesetzt wird
FR2877144B1 (fr) * 2004-10-22 2006-12-08 Solarforce Soc Par Actions Sim Structure multicouche monolithique pour la connexion de cellules a semi-conducteur
JP4699149B2 (ja) 2005-09-15 2011-06-08 ジャパンゴアテックス株式会社 回路基板、および薄膜太陽電池とその製造方法
US20090032087A1 (en) 2007-02-06 2009-02-05 Kalejs Juris P Manufacturing processes for light concentrating solar module
CN101647124B (zh) 2007-02-06 2011-09-14 美国太阳能科技公司 太阳能电模块
JP5252472B2 (ja) 2007-09-28 2013-07-31 シャープ株式会社 太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
EP2216827A1 (en) * 2007-11-09 2010-08-11 Sharp Kabushiki Kaisha Solar battery module and method for manufacturing solar battery module
US20110041890A1 (en) * 2007-11-19 2011-02-24 Sheats James R High-efficiency, high current solar cell and solar module
CN102113130A (zh) * 2008-04-29 2011-06-29 应用材料股份有限公司 使用单石模块组合技术制造的光伏打模块
JP5424235B2 (ja) 2008-12-26 2014-02-26 シャープ株式会社 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
KR20110129469A (ko) * 2009-03-25 2011-12-01 샤프 가부시키가이샤 이면 전극형 태양 전지 셀, 배선 시트, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀, 태양 전지 모듈, 배선 시트가 부착된 태양 전지 셀의 제조 방법, 및 태양 전지 모듈의 제조 방법
EP2448008A1 (en) 2009-06-22 2012-05-02 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell, solar cell with wiring sheet attached, and solar cell module
US20110036390A1 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 Miasole Composite encapsulants containing fillers for photovoltaic modules
US8119901B2 (en) * 2009-11-03 2012-02-21 Lg Electronics Inc. Solar cell module having a conductive pattern part
JP2011114205A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Sharp Corp 太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
KR101627377B1 (ko) * 2009-12-09 2016-06-03 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
JP2011199020A (ja) 2010-03-19 2011-10-06 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池裏面回路シート及びその製造方法
JP5569139B2 (ja) 2010-05-12 2014-08-13 凸版印刷株式会社 太陽電池モジュール
EP2416385A1 (de) * 2010-08-02 2012-02-08 Scheuten S.à.r.l. Mehrlagige Rückkontaktfolie
CN103460407A (zh) * 2011-03-18 2013-12-18 应用材料公司 用于形成具有图案化的接触区域的挠性基板的工艺
US20120266943A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-25 Bo Li Solar cell module structure and fabrication method for preventing polarization

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011110083A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 皮膚組織測定用プローブ
JP2012033870A (ja) * 2010-07-09 2012-02-16 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US20160163885A1 (en) 2016-06-09
US9293607B2 (en) 2016-03-22
US20140360568A1 (en) 2014-12-11
EP2713405A1 (en) 2014-04-02
US9991400B2 (en) 2018-06-05
WO2013128591A1 (ja) 2013-09-06
EP2713405B1 (en) 2018-05-16
EP2713405A4 (en) 2015-08-12
CN103797582B (zh) 2018-04-27
CN103797582A (zh) 2014-05-14
KR20140031342A (ko) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10383207B2 (en) Interdigitated foil interconnect for rear-contact solar cells
JP2009021288A (ja) 太陽電池モジュール
TWI605606B (zh) Solar battery module
JP2009246208A (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
KR101589803B1 (ko) 태양 전지용 집전 시트 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈
CN104638040A (zh) 太阳能电池组
JP5876226B2 (ja) 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP5032051B2 (ja) 色素増感型太陽電池
JP2012094846A (ja) 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
WO2008026581A1 (en) Solar battery module
JP5998442B2 (ja) 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
CN110168744A (zh) 太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法
JP2014013838A (ja) 太陽電池用集電シート及び太陽電池モジュール
JP2022548450A (ja) バックコンタクト光起電力セルを金属箔相互接続したソーラモジュール
TWI574428B (zh) A solar cell concentrator and a solar cell module using the current collector
JP5569139B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP6131655B2 (ja) 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP6040649B2 (ja) 発電素子間接合シート及びその製造方法
JP5811639B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2017017170A (ja) 太陽電池モジュール
JP2014199859A (ja) 太陽電池モジュール用集電シートの製造方法
JP6182842B2 (ja) 太陽電池用集電シートの製造方法
JP2013211468A (ja) 太陽電池用金属箔積層体及び太陽電池モジュール
JP5728939B2 (ja) 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP2015070005A (ja) 太陽電池用集電シート

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant