TW201308632A - 太陽電池模組、太陽電池模組之製造方法、及薄膜太陽電池用標記線 - Google Patents
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Abstract
本發明之太陽電池模組可確保集電用標記線與端子盒用標記線之長期的連接可靠性。該太陽電池模組具備：太陽電池(1)，其於一面配置有電極(9)；及標記線(11)，其具有隔著連接層(20)連接於太陽電池(1)之電極(9)上之集電標記部(12)、與隔著絕緣層(21)而設置於太陽電池(1)之一面上之端子盒用標記部(13)，且集電標記部(12)與端子盒用標記部(13)係隔著折回部(14)而連續。
Description
本發明係關於一種於一面具有正極及負極電極，且設有端子盒用標記線之太陽電池模組。尤其關於一種可有效率地連接正極及負極電極與端子盒之太陽電池模組、太陽電池模組之製造方法。本申請案係基於2011年5月27日在日本申請之日本專利申請號特願2011-119686且主張其優先權者。參照該申請案而援用至本申請案。
近年來，環境負荷之降低正成為全球性之問題，作為清潔且可再生之能源，太陽光發電已被寄予厚望。迄今，太陽電池之主流係製造單晶矽或多晶矽之結晶，且對其進行切片加工而用作板狀之半導體的塊體矽(bulk silicon)太陽電池。然而，就塊體矽太陽電池而言，矽結晶之成長需要較多之能量與時間，又，於製造步驟中亦需要複雜之步驟。
另一方面，於玻璃或不鏽鋼等基板上形成有作為光電轉換層之半導體層的所謂薄膜太陽電池，由於其薄型、輕量、製造成本低、且易於大面積化，故認為會成為今後之太陽電池之主流。作為薄膜太陽電池，有非晶矽或微晶矽膜、或該等之串聯型等薄膜矽太陽電池、使用混合有以Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)為代表之元素之化合物半導體的CIGS系太陽電池等。
該等薄膜太陽電池，係使用如電漿CVD裝置或濺鍍裝
置般之形成裝置，使半導體層或金屬電極膜積層於大面積之低價基板上，其後，藉由雷射圖案化等方法使於相同基板上製成之光電轉換層進行分離連接，藉此形成太陽電池串。
於圖9中表示構成先前之太陽電池串之薄膜太陽電池之一構成例。該薄膜太陽電池100係由在透光性絕緣基板101上積層未圖示之由透明導電膜所構成之透明電極膜、光電轉換層、背面電極膜而成的多個太陽電池單元102所構成。各太陽電池單元102係細長之短條狀，且具有遍布透光性絕緣基板101之大致總寬度的長度。又，薄膜太陽電池100係構成為：將鄰接之太陽電池單元102、102中的一者之透明電極膜與另一者之背面電極膜彼此連接，藉此串列連接有多個太陽電池單元102。
於該薄膜太陽電池100中之一端部之太陽電池單元102之透明電極膜之端部上，形成有與太陽電池單元102大致相同長度之線狀P型電極端子部103，於另一端部之太陽電池單元102之背面電極膜之端部上，形成有與太陽電池單元102大致相同長度之線狀N型電極端子部104。該等P型電極端子部103及N型電極端子部104即成為電極取出部。
於P型電極端子部103中，由銅箔所構成之稱為匯流排之正極集電用標記線105對於P型電極端子部103之整個面電性且機械性地接合。同樣地，於N型電極端子部104中，由銅箔所構成之負極集電用標記線106對於N型電極
端子部104之整個面電性且機械性地接合。作為該等之接合方法，可使用焊接或導電膏等。
又，如圖10A所示，於薄膜太陽電池100之背面，端子盒110與端子盒用標記線111連接，該端子盒110與P型電極端子部103及N型電極端子部104相連接且向外部輸出電，該端子盒用標記線111連接該端子盒110與P型電極端子部103及N型電極端子部104。
端子盒110例如隔著絕緣性接著劑而固定於薄膜太陽電池100之背面中央。端子盒用標記線111與上述正極集電用標記線105或負極集電用標記線106同樣地由長條狀之銅箔或Al箔所構成，且與薄膜太陽電池100之背面之間介隔絕緣帶112而配設。
該端子盒用標記線111之一端焊接於端子盒110，另一端介隔絕緣帶112而配設於P型電極端子部103或N型電極端子部104上。
端子盒用標記線111與正極集電用標記線105之連接部如圖10B所示，第3正極集電用標記線105c遍布於連接在夾持絕緣帶112及端子盒用標記線111之兩側的第1、第2正極集電用標記線105a、105b之間，且跨及絕緣帶112及端子盒用標記線111而連接。又，第3正極集電用標記線105c與端子盒用標記線111相連接。該等第1、第2正極集電用標記線105a、105b與第3正極集電用標記線105c之連接(2個部位)、及第3正極集電用標記線105c與端子盒用標記線111之連接(1個部位)，係藉由超音波焊接進行。
負極集電用標記線106與端子盒用標記線111之連接亦相同。
[專利文獻1]日本特開2009-295744號公報[專利文獻2]日本特開2009-182066號公報
然而，於使用超音波焊接之情形時，薄膜太陽電池100係根據製造手法或構成等，而以Al、Ag、ZnO等各種材料形成P型電極端子部103或N型電極端子部104，因此，根據材料之不同亦存在因焊接而無法保持與正極集電用標記線105或負極集電用標記線106之連接強度的情況。因此，需要雷射劃線(laser scribing)或Ag膏等接合媒體。由於實施過雷射劃線處理之部分無助於發電，因此導致發電效率降低。
又，於第1、第2正極集電用標記線105a、105b與第3正極集電用標記線105c之連接、或第3正極集電用標記線105c與端子盒用標記線111之連接時，亦存在因局部地施加有伴隨焊接所形成之高溫區域之熱歷程而導致由玻璃等所構成之透光性絕緣基板101產生翹曲、破損之情形。
進而，於圖10記載之薄膜太陽電池100中，電荷集中於正極集電用標記線105及負極集電用標記線106與端子盒用標記線111之連接部，電阻值之增大引起之發電效率之降低成為問題。
因此，本發明之目的在於提供一種能確保正極集電用標記線及負極集電用標記線與端子盒用標記線之長期的連
接可靠性之太陽電池模組、太陽電池模組之製造方法及薄膜太陽電池用標記線。
為了解決上述問題，本發明之太陽電池模組具備：太陽電池，其於一面配置有電極；及標記線，其具有隔著連接層而連接於上述太陽電池之電極上之集電標記部、與隔著絕緣層而設置於上述太陽電池之一面上之端子盒用標記部，且上述集電標記部與上述端子盒用標記部隔著折回部而連續。
又，本發明之太陽電池模組之製造方法包括如下步驟：使用一種標記線，該標記線具有連接於太陽電池之電極上之集電標記部、與設置於上述太陽電池之一面上之端子盒用標記部；將上述集電標記部隔著連接層而連接於配置在上述太陽電池之一面之上述電極上；將上述端子盒用標記部自上述集電標記部折回，並隔著絕緣層而設置於上述太陽電池之一面上；將上述端子盒用標記部之一端連接於端子盒。
又，本發明之薄膜太陽電池用標記線具有：集電標記部，其隔著連接層而連接於在一面配置有電極之太陽電池之上述電極上；及端子盒用標記部，其隔著絕緣層而設置於上述太陽電池之一面上；且，上述集電標記部與上述端子盒用標記部隔著折回部而連續。
根據本發明，標記線上，集電標記部與端子盒用標記部隔著折回部而連續，不具有接合部分，因此可防止因電荷集中於接合部位而引起之電阻值之增大、或接合部分之
連接可靠性之降低，且可防止因熱或應力集中於接合部分而引起之基板之損傷等。
以下，參照圖式詳細地說明應用本發明之太陽電池模組及太陽電池模組之製造方法。再者，當然，本發明並不僅限定於以下之實施形態，可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變更。
應用本發明之薄膜太陽電池1係如圖1A及圖1B所示，多個太陽電池單元2構成藉由接觸線而連接之太陽電池串。如圖2所示，具有該串構造之薄膜太陽電池1係構成為單體、或由多片連結而成之矩陣，由密封接著劑之片材3夾持，與設置於受光面側之表面遮罩5及設置於背面側之底層片材4一併總括地受到層壓，藉此形成太陽電池模組6。再者，太陽電池模組6可適當地於周圍安裝鋁等金屬框架7。
作為密封接著劑，例如可使用乙烯乙酸乙烯酯樹脂(EVA)等透光性密封材。又，作為表面遮罩5，例如可使用玻璃或透光性塑膠等透光性材料。又，作為底層片材4，可使用以樹脂膜挾持玻璃或鋁箔之積層體等。
應用本發明之薄膜太陽電池1中，於透光性絕緣基板8上，圖示省略，依序積層由透明導電膜所構成之透明電極膜、光電轉換層、背面電極膜而形成，該薄膜太陽電池1
係使光自透光性絕緣基板8側入射之覆板(Superstrate)型太陽電池。再者，於薄膜太陽電池中，亦存在依序形成基材、背面電極、光電轉換層、透明電極之基板型太陽電池。以下，以覆板型薄膜太陽電池1為例進行說明，但本技術亦可用於基板型薄膜太陽電池。
作為透光性絕緣基板8，可使用玻璃或聚醯亞胺等耐熱性樹脂。
作為透明電極膜，例如可使用SnO2、ZnO、ITO等。作為光電轉換層，可使用非晶矽、微晶矽或多晶矽等矽系光電轉換膜、或CdTe、CuInSe2、Cu(In、Ga)Se2等化合物系光電轉換膜。
作為背面電極膜，例如具有透明導電膜與金屬膜之積層構造。透明電極膜可使用SnO2、ZnO、ITO等。金屬膜可使用銀、鋁等。
以此種方式構成之薄膜太陽電池1如圖1A所示，形成有多個具有遍布於透光性絕緣基板8之大致總寬度之長度的矩形狀太陽電池單元2。各太陽電池單元2係藉由電極分割線而分離，並且於藉由接觸線而鄰接之太陽電池單元2、2彼此之中，一者之透明電極膜與另一者之背面電極膜彼此連接，藉此構成多個太陽電池單元2串列連接之太陽電池串。
並且，薄膜太陽電池1中，於太陽電池串之一端部之太陽電池單元2的透明電極膜之端部上，形成與太陽電池單元2大致相同長度的線狀P型電極端子部9，並於另一端
部之太陽電池單元2之背面電極膜之端部上，形成與太陽電池單元2大致相同長度的線狀N型電極端子部10。薄膜太陽電池1中，該等P型電極端子部9及N型電極端子部10成為電極取出部，隔著正極用標記線11及負極用標記線15向端子盒19供給電。
如圖3所示，正極用標記線11具有隔著連接層20而連接於薄膜太陽電池1之P型電極端子部9上的正極集電標記部12、與隔著絕緣層21而設置於薄膜太陽電池1之背面電極膜上的端子盒用正極標記部13，且正極集電標記部12與端子盒用正極標記部13隔著折回部14而連續。
負極用標記線15具有隔著連接層20而連接於薄膜太陽電池1之N型電極端子部10上的負極集電標記部16、與隔著絕緣層21而設置於薄膜太陽電池1之背面電極膜上的端子盒用負極標記部17，負極集電標記部16與端子盒用負極標記部17隔著折回部18而連續。
以下，詳細地說明正極用標記線11，但負極用標記線15亦具有與正極用標記線11相同之構成。
正極用標記線11例如係如下之線：對壓延成厚度為50~300μm之銅箔或鋁箔進行切割，或將銅或鋁等較細的金屬線壓延為平板狀，藉此製成與P型電極端子部9大致相同寬度之1~3 mm寬度之矩形線。
正極集電標記部12中，正極用標記線11之一面隔著連接層20而電性且機械性地接合於P型電極端子部9之整個
面。又，端子盒用正極標記部13中，正極用標記線11之一部分係於折回部14折回之前端部分，正極用標記線11之另一面隔著絕緣層21而設置於薄膜太陽電池1之背面電極膜上。即便於端子盒用正極標記部13藉由絕緣層21而與薄膜太陽電池1之背面電極膜相接之情形時，亦可防止短路。又，端子盒用正極標記部13之前端連接於端子盒19之端子台。
折回部14設置於正極用標記線11之一部分、例如正極集電標記部12之端部。正極用標記線11中，折回部14之前端部分成為端子盒用正極標記部13。因此，由於正極用標記線11中正極集電標記部12與端子盒用正極標記部13隔著折回部14而連續，不具有接合部分，因此可防止因電荷集中於接合部位而引起之電阻值之增大、或接合部分之連接可靠性之降低，且可防止因熱或應力集中於接合部分而引起之透光性絕緣基板8之損傷等。
如圖4所示，正極用標記線11及負極用標記線15於一面11a、15a設置有使其連接於P型電極端子部9或N型電極端子部10之連接層20。連接層20至少設置於正極用標記線11及負極用標記線15之正極集電標記部12及負極集電標記部16的一面11a、15a上，較佳為設置於該一面11a、15a之整個面，例如藉由塗層焊料(coating solder)或導電性接著膜22而構成。
導電性接著膜22如圖5所示，於熱硬化性之黏合劑樹
脂層23中高密度地含有導電性粒子24。又，作為導電性接著膜22，自壓入性之觀點而言，較佳為黏合劑樹脂之最低熔融黏度為100~100000 Pa．S。導電性接著膜22中，若最低熔融黏度過低，則自低壓接至正式硬化之過程中導致樹脂流動而易產生連接不良或向單元受光面之擠出，亦成為受光率降低之原因。又，最低熔融黏度若過高則於膜貼合時亦容易產生不良，亦存在對連接可靠性產生不良影響之情形。再者，關於最低熔融黏度，可將樣本裝填於特定量旋轉式黏度計，一面以特定升溫速度上升一面進行測定。
作為用於導電性接著膜22之導電性粒子24，並無特殊限定，例如可列舉鎳、金、銀、銅等金屬粒子、對樹脂粒子實施金鍍敷等而成者、於對樹脂粒子實施金鍍敷而成之粒子之最外層實施絕緣被覆而成者等。
雖導電性粒子亦可為1個1個獨立存在之粉體，但較佳為一次粒子相連而成之鏈狀者。作為前者之例，有具有尖峰(spike)狀之突起之球狀鎳粉，作為較佳使用之後者之例，有長線(filament)狀鎳粉。藉由使用後者，導電性粒子24具備彈性，可分別使物性彼此不同之正極用標記線11與P型電極端子部9之連接可靠性、及負極用標記線15與N型電極端子部10之連接可靠性提高。
再者，導電性接著膜22之常溫附近之黏度較佳為10~10000 kPa．s，進而較佳為10~5000 kPa．s。因導電性接著膜22之黏度處於10~10000 kPa．s之範圍，故而，於將導電性接著膜22設置於正極用標記線11或負極用標記線
15之一面11a、15a、並捲裝於卷盤25之情形時，可防止所謂因擠出引起之黏連(blocking)，又，可維持特定之膠黏力。
導電性接著膜22之黏合劑樹脂層23之組成係只要不損害如上述之特徵則無特別限制，但更佳為含有膜形成樹脂、液狀環氧樹脂、潛在性硬化劑、及矽烷偶合劑。
膜形成樹脂相當於平均分子量為10000以上之高分子量樹脂，自膜形成性之觀點而言，較佳為10000~80000左右之平均分子量。作為膜形成樹脂，可使用環氧樹脂、改質環氧樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、及苯氧樹脂等各種樹脂，其中自膜形成狀態、連接可靠性等觀點而言適宜使用苯氧樹脂。
作為液狀環氧樹脂，只要於常溫下具有流動性則無特別限制，可使用所有市售之環氧樹脂。作為此種樹脂，具體而言可使用萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚型環氧樹脂、茋型環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、及三苯甲烷型環氧樹脂等。該等係可單獨使用，亦可組合使用2種以上。又，亦可與丙烯酸樹脂等其他有機樹脂適當組合使用。
作為潛在性硬化劑，可使用加熱硬化型、UV硬化型等各種硬化劑。潛在性硬化劑通常不進行反應，藉由某種觸發因素(trigger)而活性化才開始反應。
作為觸發因素，有熱、光、加壓等，可根據用途選擇
使用。其中，於本實施形態中適宜使用加熱硬化型之潛在性硬化劑，藉由對匯流排電極11或背面電極13加熱按壓而進行正式硬化。於使用液狀環氧樹脂之情形時，可使用由咪唑類、胺類、鋶鹽、及鎓鹽等所構成之潛在性硬化劑。
作為矽烷偶合劑，可使用環氧系、胺基系、巰基-硫化物系、及脲基系等。該等之中，於本實施形態中可較佳地使用環氧系矽烷偶合劑。藉此，可使有機材料與無機材料之界面之接著性提高。
又，作為其他添加組成物，較佳為含有無機填料。藉由含有無機填料，可調整壓接時之樹脂層之流動性，並可使粒子捕捉率提高。作為無機填料，可使用二氧化矽、滑石、氧化鈦、碳酸鈣、及氧化鎂等，無機填料之種類並無特別限定。
圖6係示意性地表示導電性接著膜22之製品形態之一例之圖。該導電性接著膜22係使黏合劑樹脂層23積層於剝離基材26上且成型為帶狀。該帶狀之導電性接著膜22係以剝離基材26成為外周側之方式捲繞積層於卷盤25。作為剝離基材26並無特別限制，可使用PET(Poly Ethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)、OPP(Oriented polypropylene，定向聚丙烯)、PMP(Poly-4-methylpenten-1，聚(4-甲基-1-戊烯))、及PTFE(Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)等。
於導電性接著膜22，上述正極用標記線11或負極用標記線15被貼附於黏合劑樹脂層23上以作為覆蓋膜。即，
於導電性接著膜22，黏合劑樹脂層23積層於正極用標記線11或負極用標記線15之一面11a、15a。如此，藉由預先使正極用標記線11或負極用標記線15與導電性接著膜22積層一體化，而於實際使用時，將剝離基材26剝離，並將導電性接著膜22之黏合劑樹脂層23貼合於P型電極端子部9或N型電極端子部10上，藉此可謀求正極用標記線11或負極用標記線15與各電極端子部9、10之暫時黏附。
上述導電性接著膜22係使導電性粒子24、膜形成樹脂、液狀環氧樹脂、潛在性硬化劑、及矽烷偶合劑溶解於溶劑中而形成。作為溶劑，可使用甲苯、乙酸乙酯等、或其等之混合溶劑。將溶解後所獲得之樹脂生成用溶液塗佈於剝離基材26上並使溶劑揮發，藉此獲得導電性接著膜22。其後，將導電性接著膜22貼附於正極用標記線11或負極用標記線15之一面11a、15a。藉此，導電性接著膜22係遍布於正極用標記線11或負極用標記線15之一面11a、15a之整個面而形成。
此種導電性接著膜22，當正極用標記線11或負極用標記線15暫時黏附於P型電極端子部9上或N型電極端子部10上時，藉由加熱按壓頭或真空貼合機以特定之溫度、壓力受到熱加壓。藉此，導電性接著膜22中之黏合劑樹脂自P型電極端子部9與正極集電標記部12之間、及N型電極端子部10與負極集電標記部16之間流出，並且導電性粒子24夾持於各集電標記部12、16與各電極端子部9、10之間，於該狀態下使黏合劑樹脂硬化。藉此，導電性接著
膜22可使各集電標記部12、16接著於各電極端子部9、10上，並且可使各集電標記部12、16與各電極端子部9、10導通連接。
再者，關於P型電極端子部9與正極用標記線11之連接、及N型電極端子部10與負極用標記線15之連接，除了可使用上述導電性接著膜22以外，亦可使用絕緣性接著膜或絕緣性接著膏等絕緣性接著劑。絕緣性接著膜除了於黏合劑樹脂層中不含導電性粒子以外，具有與導電性接著膜相同之構成。
於將絕緣性接著劑用作連接層之情形時，正極用標記線11及負極用標記線15於與P型電極端子部9或N型電極端子部10連接之一面11a、15a形成凹凸部30。凹凸部30係由遍布於正極用標記線11及負極用標記線15之一面11a、15a之整個面而規則或不規則地形成之凹部及凸部所構成，且係藉由帶(ribbon)狀銅箔之加壓成形、或一面11a、15a之蝕刻等形成。
例如，正極用標記線11及負極用標記線15係如圖7所示，於一面11a、15a，藉由使遍布於長邊方向而連續之多個凸部31及凹部32交替地設置於寬度方向而形成凹凸部30。藉此，就正極用標記線11及負極用標記線15而言，即便於將絕緣性接著劑用作連接層20之情形時，亦可藉由凹凸部30之凸部31與P型電極端子部9或N型電極端子部10直接接觸而實現導通。
再者，對於正極用標記線11及負極用標記線15，除了使用絕緣性接著劑之情形以外，於使用導電性接著劑或焊料之情形時，亦可於一面11a、15a形成凹凸部30。
又，連接層20亦可不預先積層於正極用標記線11或負極用標記線15之一面11a、15a。於該情形時，就連接層20而言，除膜狀之導電性接著膜或絕緣性接著膜以外，亦可使用膏狀之導電性接著膏或絕緣性接著膏、或焊料。
於本實施形態中，將含有導電性粒子24之膜狀之導電性接著膜22或膏狀之導電性接著膏、或焊料定義為「導電性接著劑」，將不含有導電性粒子之膜狀之絕緣性接著膜或絕緣性接著膏定義為「絕緣性接著劑」。
關於此種連接層20，於正極用標記線11等之接合時，導電性接著膜22或絕緣性接著膜被切割為與P型電極端子部9或N型電極端子部10相應之特定長度，並暫時黏附於薄膜太陽電池1之P型電極端子部9上及N型電極端子部10上。或，連接層20之導電性接著膏或絕緣性接著膏、焊料等，被塗佈於P型電極端子部9上及N型電極端子部10上。繼而，將切割為特定長度之正極用標記線11及負極用標記線15重疊配置於連接層20上，並進行熱加壓，藉此導通連接。
如圖4所示，正極用標記線11及負極用標記線15之另一面11b、15b上設置有實現與薄膜太陽電池1之背面電極
膜之絕緣的絕緣層21。絕緣層21係設置於正極用標記線11及負極用標記線15之至少端子盒用正極標記部13及端子盒用負極標記部17之另一面11b、15b上，較佳為該另一面11b、15b之整個面，例如藉由附有接著劑之絕緣膜所構成。
附有接著劑之絕緣膜係於PET或PI等絕緣膜之一面設置接著劑層而成者。可將如上述絕緣性接著膜之環氧系接著劑等用於接著劑層。
絕緣層21至少設置於端子盒用正極標記部13及端子盒用負極標記部17上，因此，於正極用標記線11或負極用標記線15折回時與薄膜太陽電池1之背面相對。因此，絕緣層21可防止端子盒用正極標記部13及端子盒用負極標記部17與薄膜太陽電池1之背面電極膜發生短路。
即，薄膜太陽電池1中，因使絕緣層21介於正極用標記線11及負極用標記線15與背面電極膜之間，故而無需先前使用之將端子盒用標記線與薄膜太陽電池之背面電極膜上加以絕緣的絕緣膜。又，由於預先設置於端子盒用正極標記部13或端子盒用負極標記部17，故能夠以必要最小限度之面積構成，亦無需如先前般準備大面積之絕緣膜。
又，絕緣層21較佳為藉由隔著接著劑層而積層於正極用標記線11或負極用標記線15之另一面11b、15b，從而遍布於另一面11b、15b之整個面而形成。藉此，絕緣層21於正極集電標記部12上或負極集電標記部16上較薄膜太陽電池1之背面顯現於更外方。藉此，即便於薄膜太陽電池1藉由乙烯乙酸乙烯樹脂(EVA)等透光性密封樹脂而被
密封時，亦可藉由利用絕緣層21覆蓋正極用標記線11或負極用標記線15來防止與透光性密封樹脂進行反應而腐蝕。
進而，絕緣層21可藉由使用經著色之絕緣膜來提高設計性。
再者，作為絕緣層21，除了附有接著劑之絕緣膜以外，亦可使用耐熱性塗料。作為該耐熱性塗料，例如有矽樹脂系之耐熱塗料，作為市售品可例示KANSAI PAINT股份有限公司製造之ACID RESISTANT THERMO。藉由使用耐熱性塗料構成絕緣層，與使用附有接著劑之絕緣膜之情形相比，正極用標記線11及負極用標記線15可實現薄型化。
此種正極用標記線11如圖3所示，正極集電標記部12具有與P型電極端子部9大致相同之長度，折回部14前端之自P型電極端子部9上超出之剩餘部被作為端子盒用正極標記部13。並且，正極用標記線11中，端子盒用正極標記部13於薄膜太陽電池1之背面電極膜上被折回，其前端與端子盒19相連接。負極用標記線15亦相同。
較佳為，正極用標記線11具有P型電極端子部9之長度之大致2倍左右的長度，且於總長度之大致50%之位置折回。藉此，於正極用標記線11，不論薄膜太陽電池1之背面電極膜上之端子盒19之位置如何，均可確實地使端子盒用正極標記部13連接於端子盒19。負極用標記線15亦相同。
再者，如圖8A及圖8B所示，薄膜太陽電池1中，亦可於正極用標記線11或負極用標記線15之寬度方向之大致中間，形成越過長邊方向之狹縫S，於由狹縫S分割之一方形成折回部14、18，並且將該折回部14、18之前端作為端子盒用正極標記部13或端子盒用負極標記部17。於該情形時，由狹縫分割之另一方與未形成狹縫S之部分共同構成正極集電標記部12或負極集電標記部16。又，未必需要將正極用標記線11或負極用標記線15設為較P型電極端子部9或N型電極端子部10長。狹縫S之長度可根據與端子盒19之距離適當決定。
又，於薄膜太陽電池1之背面電極膜上，設置有與正極用標記線11及負極用標記線15之端子盒用正極標記部13及端子盒用負極標記部17電性連接的端子盒19。端子盒19電性連接有外部輸出線，將正極用標記線11及負極用標記線15所集電之電力向外部供給。
該端子盒19係隔著省略詳述之絕緣性接著膜而固定於薄膜太陽電池1之背面電極膜上。絕緣性接著膜除不含有導電性粒子之方面以外，具有與上述導電性接著膜22大致相同之成分，且藉由使黏合劑樹脂層熱硬化而將端子盒19固定於薄膜太陽電池1之背面電極膜上。再者，絕緣性接著膜混合有化學性穩定之氟系樹脂，故而，即便於暫時黏附於薄膜太陽電池1之背面電極膜上時，亦可不與背面電極膜進行反應而防止腐蝕。
再者，端子盒19係設置於薄膜太陽電池1之背面電極膜上沿著與正極用標記線11或負極用標記線15之長邊方向正交之寬度方向之大致中間的位置，藉此，可將相同尺寸標記線用作正極用標記線11及負極用標記線15。又，端子盒19之位置亦可露出於底層片材4之外側。於該情形時，正極用標記線11及負極用標記線15於折回部14及折回部18貫通底層片材4，端子盒用正極標記部13及端子盒用負極標記部17與設置於底層片材4之外側之端子盒19之端子部相連接。
繼而，說明於薄膜太陽電池1上連接正極用標記線11及負極用標記線15之步驟。首先，於薄膜太陽電池1之P型電極端子部9上及N型電極端子部10上設置連接層20，隔著連接層20而配置正極集電標記部12或負極集電標記部16。
該步驟係藉由預先於一面11a、15a設置導電性接著膜22或絕緣性接著膜，或將經塗層焊料之正極用標記線11或負極用標記線15配置於P型電極端子部9上及N型電極端子部10上而進行。或，藉由將導電性接著劑或絕緣性接著劑配置或塗佈於P型電極端子部9上及N型電極端子部10上形成連接層20之後，於連接層20上配置正極用標記線11之正極集電標記部12或負極用標記線15之負極集電標記部16，藉此進行。
其後，正極用標記線11及負極用標記線15係藉由加熱
按壓頭而以特定之溫度、壓力進行特定時間之熱加壓。藉此，連接層20中，導電性接著劑之黏合劑樹脂自P型電極端子部9與正極集電標記部12之間、及N型電極端子部10與負極集電標記部16之間流出，並且導電性粒子24夾持於各集電標記部12、16與各電極端子部9、10之間，於該狀態下使黏合劑樹脂硬化。藉此，連接層20可使各集電標記部12、16接著於各電極端子部9、10上，並且可使各集電標記部12、16與各電極端子部9、10導通連接。即便於將絕緣接著劑或焊料用作連接層20之情形時，亦可藉由同樣地進行熱加壓，而連接各集電標記部12、16與各電極端子部9、10。
繼而，正極用標記線11及負極用標記線15中，使較P型電極端子部9上及N型電極端子部10上更前端之剩餘部折回至薄膜太陽電池1之背面電極膜上，形成折回部14、18，並且將端子盒用正極標記部13、端子盒用負極標記部17隔著絕緣層21而配置於背面電極膜上。
端子盒用正極標記部13、端子盒用負極標記部17之前端，可藉由利用刀具及熱來剝離絕緣膜等，而將構成連接層20之導電性接著劑或絕緣性接著劑、及構成絕緣層21之附有接著劑之絕緣膜或耐熱性塗料剝離，從而可導通。其後，正極用標記線11及負極用標記線15之該前端部被連接於端子盒19之端子台。
經由此種連接步驟，無需進行先前之超音波接合中需要之雷射劃線處理或Ag膏塗佈，可使發電面積擴大、發電
效率提高。又，與使用導電性接著膜來使集電用標記線與端子盒用標記線接合之構成相比，長期的連接可靠性優異，且藉由消除集電用標記線與端子盒用標記線之連接，亦可使連接電阻下降，並使發電效率提高。進而，正極用標記線11及負極用標記線15藉由將絕緣層21遍布整個面地設置於另一面11b、15b，從而亦可抑制銅箔表面之氧化。
再者，正極用標記線11及負極用標記線15除了藉由加熱按壓頭進行壓接以外，亦可藉由貼合機與上述密封接著劑之片材3一併總括地進行層壓壓接，藉此連接各集電標記部12、16與各電極端子部9、10。於該情形時，正極用標記線11及負極用標記線15係於連接層20不會熱硬化之程度之溫度下將各集電標記部12、16暫時黏附於各電極端子部9、10上，並使端子盒用標記部13、17折回。其後，載置EVA等密封樹脂片材，藉由真空貼合機進行總括層壓，藉此，正極用標記線11及負極用標記線15之連接層20熱硬化而連接各集電標記部12、16與各電極端子部9、10。
繼而，關於使用正極用標記線11及負極用標記線15之薄膜太陽電池1之實施例，與先前之薄膜太陽電池及使用不具有絕緣層21之正極用標記線及負極用標記線之薄膜太陽電池進行比較而說明。
任一之樣本均係將70μm之銅箔帶用作標記線之基材，並於與薄膜太陽電池之連接於電極端子部之一面形成
有連接層。又，於實施例1~6及比較例1~2中，於另一面亦形成有絕緣層。
並且，各樣本均使用相同之薄膜太陽電池(具有由非晶矽所構成之光電轉換層)，連接於P型電極端子部及N型電極端子部。於實施例2~實施例6、比較例1~3、5、6之樣本中，隔著導電性接著劑([製品名DT100系列]：Sony Chemical& Information Device股份有限公司製造)或絕緣性接著劑([製品名DT100系列無導電性粒子]：Sony Chemical& Information Device股份有限公司製造)而載置於P型電極端子部及N型電極端子部上後，藉由進行熱加壓而連接(加熱溫度：180℃，壓力：2 MPa，加熱加壓時間：15秒)。實施例1及比較例3之樣本係隔著藉由塗覆Al(鋁)連接用之超音波焊料所形成之連接層而載置於P型電極端子部及N型電極端子部上後，藉由進行熱加壓而連接。
繼而，將各樣本連接於設置在薄膜太陽電池之背面之端子盒。於各實施例及比較例4~6中，使自電極端子部超出之剩餘部折回，將折回之前端部連接於端子盒。
其後，藉由積層密封樹脂(EVA)及附鋁箔之底層片材並進行層壓而進行模組化。然後，針對各模組，測定是否實現薄型化、及高溫高濕試驗後(85℃ 85%RH1000 hr)1 A通電時之連接電阻。
實施例1之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。
折回角度係135°。又，實施例1之標記線中，藉由對一面進行焊料塗覆而形成接著層，藉由於另一面貼合形成有環氧系接著劑層之PET而形成絕緣層。
實施例2之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係90°。又，實施例2之標記線中，藉由於一面貼合導電性接著膜而形成連接層，藉由於另一面貼合形成有環氧系接著劑層之PET而形成絕緣層。
實施例3之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係135°。又，實施例3之標記線係與實施例2同樣地形成有連接層及絕緣層。
實施例4之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係180°。又，實施例4之標記線係與實施例2同樣地形成有連接層及絕緣層。再者，於實施例4中，使正極用標記線及負極用標記線分別折回180°，使各端子盒用標記部分別連接於正極用端子盒與負極用端子盒。
實施例5之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係135°。又，實施例5之標記線中，藉由於一面貼合絕緣性接著膜而形成連接層，藉由於另一面貼合形成有環氧系接著劑層之PET而形成絕緣層。
實施例6之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之
集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係135°。又，實施例6之標記線中，藉由於一面貼合導電性接著膜而形成連接層，藉由於另一面塗佈耐熱性塗料(ACID RESISTANT THERMO：KANSAI PAINT股份有限公司製造)而形成絕緣層。
比較例1中，藉由於電極端子部上重疊端子盒用標記線及集電用標記線而進行連接。又，比較例1之端子盒用標記線中，藉由在連接於集電用標記線之一面貼合導電性接著膜而形成連接層，藉由在與背面電極膜相接之另一面貼合形成有環氧系接著劑層之PET而形成絕緣層。
比較例2中，藉由在電極端子部上重疊端子盒用標記線及集電用標記線而進行連接。又，比較例2之端子盒用標記線中，藉由在連接於集電用標記線之一面貼合導電性接著膜而形成連接層，藉由在與背面電極膜相接之另一面塗佈耐熱性塗料(ACID RESISTANT THERMO：KANSAI PAINT股份有限公司製造)而形成絕緣層。
比較例3中，藉由在電極端子部上重疊端子盒用標記線及集電用標記線而進行連接。又，比較例3之端子盒用標記線中，藉由在連接於集電用標記線之一面貼合導電性接著膜而形成連接層，於與背面電極膜相接之另一面未形成絕緣層。
比較例4之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係135°。又，比較例4之端子盒用標記線中，藉
由對連接於集電用標記線之一面進行焊料塗覆而形成連接層，於與背面電極膜相接之另一面未形成絕緣層。
比較例5之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係135°。又，比較例5之端子盒用標記線中，藉由在連接於集電用標記線之一面貼合導電性接著膜而形成連接層，於與背面電極膜相接之另一面未形成絕緣層。
比較例6之標記線中，藉由使較連接於電極端子部之集電標記部更前端的剩餘部折回而作為端子盒用標記部。折回角度係135°。又，比較例6之端子盒用標記線中，藉由在連接於集電用標記線之一面貼合絕緣性接著膜而形成連接層，於與背面電極膜相接之另一面未形成絕緣層。
針對以上之實施例及比較例中之模組，測定是否實現薄型化、及高溫高濕試驗後(85℃ 85%RH1000 hr)，藉由自2根標記線上分別連接電流端子及電壓端子之4端子法來測定1 A通電時之連接電阻，並將其等結果示於表1。再者，模組之薄型化之評價指標係設為：
○：電極端子部之部分厚度之最大值為0.25 mm以下×：電極端子部之部分厚度大於最大值0.25 mm。
又，連接電阻之評價指標係設為：○：未達12 Ω△：12 Ω以上未達18 Ω×：18 Ω以上。
如表1所示，關於模組之薄型化，於實施例1~6中，由於並未於電極端子部上重疊端子盒用標記線及集電用標記線而僅連接1根標記線，因此可實現薄型化。另一方面，於比較例1~3中，由於在電極端子部上重疊端子盒用標記線及集電用標記線，因此無法實現模組之薄型化。
又，關於連接電阻，於實施例1~6中，由於集電用標記線與端子盒用標記線係連續，故而不存在集電用標記線與端子盒用標記線之連接部。因此，亦無「因電荷集中於該連接部而引起的電阻值之增大，或者是因高溫高濕環境
引起連接部位劣化、或因經年劣化而引起的電阻值增大」之情形。另一方面，於比較例1~2中，伴隨集電用標記線與端子盒用標記線之連接部之劣化，可觀察到連接電阻之增加。
進而，於比較例3~6中，由於在端子盒用標記線之另一面未形成絕緣層，因此於與薄膜太陽電池之背面電極膜之間發生短路。
1、100‧‧‧薄膜太陽電池
2、102‧‧‧太陽電池單元
3‧‧‧片材
4‧‧‧底層片材
5‧‧‧表面遮罩
6‧‧‧太陽電池模組
7‧‧‧金屬框架
8、101‧‧‧透光性絕緣基板
9、103‧‧‧P型電極端子部
10、104‧‧‧N型電極端子部
11‧‧‧正極用標記線
11a、15a‧‧‧一面
11b、15b‧‧‧另一面
12‧‧‧正極集電標記部
13‧‧‧端子盒用正極標記部
14、18‧‧‧折回部
15‧‧‧負極用標記線
16‧‧‧負極集電標記部
17‧‧‧端子盒用負極標記部
19、110‧‧‧端子盒
20‧‧‧連接層
21‧‧‧絕緣層
22‧‧‧導電性接著膜
23‧‧‧黏合劑樹脂層
24‧‧‧導電性粒子
25‧‧‧卷盤
26‧‧‧剝離基材
30‧‧‧凹凸部
31‧‧‧凸部
32‧‧‧凹部
S‧‧‧狹縫
105‧‧‧正極集電用標記線
105a‧‧‧第1正極集電用標記線
105b‧‧‧第2正極集電用標記線
105c‧‧‧第3正極集電用標記線
106‧‧‧負極集電用標記線
111‧‧‧端子盒用標記線
112‧‧‧絕緣帶
圖1係表示應用本發明之太陽電池之平面圖，圖1A係表示標記線之連接前之狀態，圖1B係表示連接標記線彎折前之狀態。
圖2係太陽電池模組之分解斜視圖。
圖3係表示應用本發明之太陽電池之平面圖。
圖4係表示應用本發明之標記線之剖面圖。
圖5係表示導電性接著膜之構成之剖面圖。
圖6係表示導電性接著膜之圖。
圖7係表示將表面具有越過長邊方向而連續之山部及谷部交替地形成在寬度方向上之凹凸部的標記線連接於電極之狀態之剖面圖。
圖8係表示本發明之變形例之圖，圖8A係表示標記線之彎折前之狀態，圖8B係表示已彎折標記線之狀態。
圖9係表示先前之薄膜太陽電池之一例之分解斜視圖。
圖10係表示先前之薄膜太陽電池之一例之圖，圖10A係平面圖，圖10B係電極端子部之剖面圖。
1‧‧‧薄膜太陽電池
2‧‧‧太陽電池單元
8‧‧‧透光性絕緣基板
12‧‧‧正極集電標記部
13‧‧‧端子盒用正極標記部
14、18‧‧‧折回部
16‧‧‧負極集電標記部
17‧‧‧端子盒用負極標記部
19‧‧‧端子盒
Claims (34)
- 一種太陽電池模組，具備：太陽電池：其於一面配置有電極；及標記線：其具有隔著連接層而連接於該太陽電池之電極上之集電標記部、與隔著絕緣層而設置於該太陽電池之一面上之端子盒用標記部，其中該集電標記部與該端子盒用標記部隔著折回部而連續。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該標記線較該電極之長度長，且該標記線自該電極超出之剩餘部被折回。
- 如申請專利範圍第2項之太陽電池模組，其中，該標記線具有該電極之2倍左右之長度，且於總長度之50%之位置折回。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之太陽電池模組，其中，該標記線之該折回部之折回角度為90°以上180°以下。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之太陽電池模組，其中，端子盒被固定於該一面之中央，且連接有該端子盒用標記部之一端。
- 如申請專利範圍第4項之太陽電池模組，其中，當該折回角度為180°時，於該一面上，設置有正極用端子盒與負極用端子盒。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項之太陽電池模組，其中，該連接層係焊料、導電性接著劑及絕緣性接著 劑中之任一者。
- 如申請專利範圍第7項之太陽電池模組，其中，該標記線與該電極連接之面被設為凹凸面，且該標記線隔著絕緣性連接層而與該電極連接。
- 如申請專利範圍第7項之太陽電池模組，其中，該導電性接著劑或絕緣性接著劑係環氧系接著劑。
- 如申請專利範圍第1至9項中任一項之太陽電池模組，其中，該標記線中，預先於與該電極連接之一面遍布整個面地設有該導電層，且於與該一面為相反側之面遍布整個面地設有該絕緣層。
- 如申請專利範圍第1至10項中任一項之太陽電池模組，其中，該絕緣層係附有接著劑之絕緣膜或耐熱性塗料。
- 一種太陽電池模組之製造方法，包括如下步驟：使用一種標記線，該標記線具有連接於太陽電池之電極上之集電標記部、與設置於該太陽電池之一面上之端子盒用標記部；將該集電標記部隔著連接層而連接於配置在該太陽電池之一面之該電極上；將該端子盒用標記部自該集電標記部折回，並隔著絕緣層而設置於該太陽電池之一面上；將該端子盒用標記部之一端連接於端子盒。
- 如申請專利範圍第12項之太陽電池模組之製造方法，其中，該標記線較該電極之長度長，且該標記線自該電極超出之剩餘部被折回。
- 如申請專利範圍第12或13項之太陽電池模組之製造方法，其中，該標記線中，預先於與該電極連接之一面遍布整個面地設有該連接層，且於與該一面為相反側之面遍布整個面地設有該絕緣層。
- 一種薄膜太陽電池模組用標記線，具有：集電標記部：其隔著連接層而連接於在一面配置有電極之太陽電池之該電極上；及端子盒用標記部：其隔著絕緣層而設置於該太陽電池之一面上，其中該集電標記部與該端子盒用標記部隔著折回部而連續。
- 如申請專利範圍第15項之薄膜太陽電池模組用標記線，其較該電極之長度長，且該標記線自該電極超出之剩餘部被折回而作為該端子盒用標記部。
- 如申請專利範圍第15或16項之薄膜太陽電池模組用標記線，其中，預先於與該電極連接之一面遍布整個面地設有該連接層，且於與該一面為相反側之面遍布整個面地設有該絕緣層。
- 一種太陽電池模組，具備：太陽電池：其於一面配置有電極；及標記線：其具有隔著連接層而連接於該太陽電池之電極上之集電標記部、與隔著絕緣層而設置於該太陽電池之一面上之端子盒用標記部，其中該集電標記部與該端子盒用標記部隔著折回部而連續。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該標記線較該電極之長度長，且該標記線自該電極超出之剩餘部被折回。
- 如申請專利範圍第2項之太陽電池模組，其中，該標記線具有該電極之2倍左右之長度，且於總長度之50%之位置折回。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之太陽電池模組，其中，該標記線之該折回部之折回角度為90°以上180°以下。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之太陽電池模組，其中，端子盒被固定於該一面之中央，且連接有該端子盒用標記部之一端。
- 如申請專利範圍第4項之太陽電池模組，其中，當該折回角度為180°時，於該一面上，設置有正極用端子盒與負極用端子盒。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該連接層係焊料、導電性接著劑及絕緣性接著劑中之任一者。
- 如申請專利範圍第7項之太陽電池模組，其中，該標記線與該電極連接之面被設為凹凸面，且該標記線隔著絕緣性連接層而與該電極連接。
- 如申請專利範圍第7項之太陽電池模組，其中，該導電性接著劑或絕緣性接著劑係環氧系接著劑。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該標記線中，預先於與該電極連接之一面遍布整個面地設有 該導電層，且於與該一面為相反側之面遍布整個面地設有該絕緣層。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該絕緣層係附有接著劑之絕緣膜或耐熱性塗料。
- 一種太陽電池模組之製造方法，包括如下步驟：使用一種標記線，該標記線具有連接於太陽電池之電極上之集電標記部、與設置於該太陽電池之一面上之端子盒用標記部；將該集電標記部隔著連接層而連接於配置在該太陽電池之一面之該電極上；將該端子盒用標記部自該集電標記部折回，並隔著絕緣層而設置於該太陽電池之一面上；將該端子盒用標記部之一端連接於端子盒。
- 如申請專利範圍第12項之太陽電池模組之製造方法，其中，該標記線較該電極之長度長，且該標記線自該電極超出之剩餘部被折回。
- 如申請專利範圍第12或13項之太陽電池模組之製造方法，其中，該標記線中，預先於與該電極連接之一面遍布整個面地設有該連接層，且於與該一面為相反側之面遍布整個面地設有該絕緣層。
- 一種薄膜太陽電池模組用標記線，具有：集電標記部：其隔著連接層而連接於在一面配置有電極之太陽電池之該電極上；及端子盒用標記部：其隔著絕緣層而設置於該太陽電池 之一面上，其中該集電標記部與該端子盒用標記部隔著折回部而連續。
- 如申請專利範圍第15項之薄膜太陽電池模組用標記線，其較該電極之長度長，且該標記線自該電極超出之剩餘部被折回而作為該端子盒用標記部。
- 如申請專利範圍第15或16項之薄膜太陽電池模組用標記線，其中，預先於與該電極連接之一面遍布整個面地設有該連接層，且於與該一面為相反側之面遍布整個面地設有該絕緣層。
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