TWI429093B - 太陽電池模組 - Google Patents

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Yasufumi Tsunomura
Yukihiro Yoshimine
Shigeyuki Okamoto
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Sanyo Electric Co
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Description

太陽電池模組
本發明是關於太陽電池，其表面保護材與背面保護材之間，裝設有複數個太陽電池單元(cell)，且將太陽電池單元之連接用電極彼此以連接片(tab)相互電性連接而形成者。
如第1圖所示，向來在HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin Layer)太陽電池模組裡，複數個太陽電池單元之匯流條(bus bar)電極20彼此間係藉由銅箔等導電性材料構成之連接片40形成電性連接。這些複數個太陽電池單元是在玻璃、透光性塑膠等具有透光性之表面保護材、與由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等薄膜所構成之背面保護材之間，用乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等具有透光性之密封材料將其密封起來。
太陽電池單元是藉由利用導電性膏，在光電轉換部10的表面形成匯流條電極20與手指狀電極30而製作成。然後，一般做法是用焊劑把連接接片40接著在匯流條電極20上面，而將太陽電池單元串聯連接起來(例如：參照專利文獻1)。
茲用第2圖來說明關於這個焊接的樣態。第2圖是在第1圖的A－A的剖面圖。
連接片40是由銅箔等金屬材料製成，其周圍預先塗覆有鍍焊劑材90。於由銀膏製作成之匯流條電極20上焊接連接片40時，在匯流條電極20表面或是連接片40之太陽電池單元側表面塗上助焊劑後，把連接片40配置在匯流條電極20表面，然後加熱。此時，邊以助焊劑把匯流條電極20表面的氧化層去除，邊以連接片40之焊錫部份與銀膏進行合金化後之合金層50進行焊接，藉此把連接片40固定在匯流條電極20。
專利文獻1：日本特開2005－217184號公報
但是在上述之習知技術中，於可靠性試驗的其中之一的溫度循環試驗(JIS C8917)裡，有所謂輸出下降的問題。以輸出下降之其中一個原因而言，會有所謂的導電性膏(匯流條(bus bar)電極)之破壞、導電性膏與光電轉換部之界面剝離、及導電性膏與合金層之界面的剝離等因導電性膏部之破壞而造成的接觸電阻增加。
以產生此現象之理由而言，可考量到下列這些主要原因，於第2圖所示之習知構造的太陽電池模組裡，連接片之熱膨脹係數大約是1.7×10－5 /℃(銅)，光電轉換部之熱膨脹係數大約是3.6×10－6 /℃(矽)，亦即，它們的熱膨脹係數大約相差5倍。因此，於施加以溫度循環時，應力會作用位於其中間之導電膏。還有，由於繼續施加溫度循環，將會聚集損傷於導電膏部，結果，可推測會由於導電性膏被破壞，而使其接觸電阻趨於增加。像此種因為導電性膏之應力所造成的破壞，可推測到是由於導電性膏之中所含有的金屬粒子比例較大的緣故。具體上而言，為了盡力讓導電性膏之電阻變小，若將金屬粒子之比例加大時，則金屬粒子彼此之間之黏結力或導電性膏與合金部位之黏結力、導電性膏與光電轉換裝置之黏結力將會變弱。
此種問題，並非侷限於HIT構造的太陽電池模組，吾人可推知在光電轉換部之基材的膨脹係數與連接片之芯材的膨脹係數相差懸殊的情況下亦會發生。
因此，有鑑於上述問題，本發明之目的在提供一種能抑制模組輸出的下降、且提昇可靠性的太陽電池模組。
本發明的太陽電池模組是在其表面保護材與背面保護材之間裝設有複數個太陽電池單元，並將太陽電池單元之連接用電極彼此利用連接片相互電性地連接而形成者，其特徵是在連接用電極與連接片之間，具備有由含有複數個導電性粒子之樹脂所形成的接著層，連接用電極與連接片是藉由導電性粒子而電性連接，樹脂是包覆至連接用電極的側面，且將連接片與太陽電池單元之表面接著。
根據與本發明之特徵相關之太陽電池模組，因藉由高柔軟性樹脂將連接用電極與連接片相接著，太陽電池單元與連接片也接著在一起，所以可以抑制模組輸出之下降，並提昇其之可靠性。
還有，與本發明之特徵相關之太陽電池模組中，連接用電極是匯流條電極，接著層亦可設置在連接於匯流條電極的手指狀電極之與該匯流條電極連接之部分和連接片之間。
根據此太陽電池模組，可以把手指狀電極與連接片接著在一起，又可以提高其接著力。
還有，於上述之太陽電池模組中，手指狀電極與連接片也是可以經由導電性粒子來形成電性連接。
根據此太陽電池模組，即便匯流條電極與手指狀電極的連接中斷時，亦可由手指狀電極流電性連接至連接片。
還有，與本發明之特徵有關的太陽電池模組中，於配置在連接用電極之側面的樹脂中，導電性粒子含有的體積比率亦可在3至20%之比例。
根據此太陽電池模組，在其側面的區域中，內部應力可以和緩。
還有，在與本發明之特徵有相關之太陽電池模組中，連接用電極之表面具有凹凸的形狀，凸出形狀的部份也是可以和連接片連接。
根據此太陽電池模組，由於一部份的連接用電極與連接片連接，故能夠讓連接用電極與連接片之間的電性連接變好。
還有，在與本發明之特徵有相關之太陽電池模組中，接著層中所含有之樹脂，亦可以與使用在連接用電極之樹脂材料相同種類。
依此太陽電池模組，能夠使連接用電極與接著層之相互接著性變好，而更加強接著力。
依據本發明，能夠提供可抑制模組輸出下降，又可提昇可靠性之太陽電池模組。
其次，利用圖式來說明本發明之實施形態。於下列的圖式所記載之內容中，針對相同或相似的部份附記有相同或是相似之符號，但是圖式只是一種示意圖，應注意的是其各種尺寸之比率等與實際的東西有差異。因此，具體的尺寸等應參酌下列之說明並做最適切的判斷。還有，在圖式與圖式之間，包括不同的相互尺寸關係或比率之部分亦是理所當然。
(太陽電池模組)
作為本實施形態之太陽電池單元，茲舉出具有HIT構造之太陽電池單元為例說明如下。第3圖是本實施形態的太陽電池單元剖面圖，第4圖是本實施形態的太陽電池單元之俯視圖。
如第3圖所示，本實施形態的太陽電池單元係於n型單晶矽基板10d之上面側隔著i型非晶矽層10c形成p型非晶矽層10b。還有，p型非晶矽層10b上形成有ITO膜10a。另外，在n型單晶矽基板10d的下面側隔著i型非晶矽層10e形成n型非晶矽層10f。還有，於n型非晶矽層10f之下形成有ITO膜10g。如第3圖、第4圖所示，ITO膜10a、10g之上，形成有由匯流條電極20及手指狀電極構成的集電極。集電極是由以環氧樹脂作為接著劑，並以銀粒子作為填充物之熱硬化型導電性膏所形成的。如此，太陽電池單元具備：光電轉換部10、以及由形成在光電轉換部10上之匯流條電極20及手指狀電極30所形成的集電極。
還有，本實施形態之太陽電池模組是由複數個太陽電池單元之匯流條電極20彼此間以由銅箔等導電材料形成的連接片作電性連接。相互間作電性連接之複數個太陽電池單元係在玻璃、透光性塑膠等具有透光性之表面保護材、與由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等膠膜所做成之背面保護材之間，以EVA(乙烯－醋酸乙烯酯共聚物)等具有透光性之密封材料將其密封。
接著，詳細說明本實施形態之太陽電池模組中有關匯流條電極20與連接片40之接著。
如第5圖所示，本實施形態之太陽電池模組在匯流條電極20與連接片40之間具有由含有複數個導電性粒子70之樹脂60所構成的接著層。匯流條電極20與連接片40之間是經由導電性粒子70作電性連接。還有，樹脂60包覆至匯流條電極20的側面，而將連接片40與光電轉換部10之表面予以接著。還有，連接片40是由銅箔等金屬材料所製成，其周圍係經鍍錫處理。
樹脂60例如為環氧系之熱硬化型樹脂。導電性粒子70，例如為鎳。於第5圖中，匯流條電極20與連接片40之間夾有一排鎳粒子。匯流條電極20與連接片40之間，透過一排之鎳粒子形成電性連接。還有，在第5圖中，雖然有一排的鎳粒子將匯流條電極20與連接片40作電性連接，但是亦可藉由複數排鎳粒子彼此相連，而將匯流條電極20與連接片40形成電性連接。
還有以導電性粒子70而言，可以適用由具導電性之銅、銀、鋁、鎳、錫、金等中選擇之至少一種金屬粒子或這些金屬之合金粒子、或混合金屬粒子等。還有，對從氧化鋁、二氧化矽、氧化鈦、玻璃等中所選擇的至少一種無機氧化物進行金屬鍍覆亦可。對由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚醛樹脂、氨基甲酸樹脂、矽樹脂等中所選擇的至少一種、或這些樹脂之共聚合物、混合物等進行金屬鍍覆亦可。還有，以導電性粒子70之形狀而言，亦可藉由混合片狀與球狀、或將大小不一之粒子相混合、或於其表面設置凹凸不平形狀，設法提高其導電性。
還有，被覆匯流條電極20周圍之樹脂60，從緩和因連接片40之溫度循環引起的伸縮所造成的應力之目的，以較使用於連接片40的材料更高柔軟性的材料為宜。還有，如果也考慮到同時進行連接片40接著的話，以樹脂60而言，使用熱硬化型樹脂材料較佳。還有，以樹脂60而言，為了維持可靠性，要求能達到優良的耐濕性與耐熱性。作為滿足這些條件的樹脂，例如可以應用從環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚醛樹脂、氨基甲酸樹脂、矽樹脂等中選擇一種、或是可以將這些樹脂予以混合、共聚合等。
還有，若考量與匯流條電極20之接著相配性的話，樹脂60較佳為與使用在匯流條電極20之樹脂材料相同種類之樹脂。還有，從低溫且短時間內可以硬化的觀點，於製造上希望使用環氧樹脂或丙烯酸樹脂。還有，這些樹脂60亦可為在薄膜狀態下藉由加熱即熔化接著者。
還有樹脂60與導電性粒子70之比例，若考量到導電性，較佳為導電性粒子70之重量百分比是樹脂60的70%以上。還有，如第6圖所示，以配置在匯流條電極20之側面樹脂內(在第6圖的×部位)，導電性粒子70以含有的體積比在3至20%之比例為宜。其體積比可以用剖面SEM(掃瞄式電子顯微鏡)來觀察樹脂中的導電性粒子70之面積比率而測量出來。
還有，如第7圖所示，本實施形態之太陽電池單元中，接著層也可設置在連接於匯流條電極20的手指狀電極30之與該匯流條電極20的連接部位與連接片40之間。還有，如第8圖所示，手指狀電極30與連接片40之間，也可以經由導電性粒子70形成電性連接。
還有如第9圖所示，本實施形態之太陽電池單元，匯流條電極20之表面有凹凸形狀，其凸出形狀之部份亦可與連接片40連接起來。
(作用及效果)
依據本實施形態之太陽電池模組，由於是以具有高柔軟性的樹脂60將匯流條電極20與連接片40接著起來，而且，利用樹脂60連光電轉換裝置10與連接片40也都接著在一起，所以可藉由樹脂60緩和連接片40與光電轉換部10之不同線膨脹係數所引起的應力。因此，可以抑制導電性膏(匯流條電極)之破壞、導電性膏與光電轉換部之界面剝離及導電性膏與合金層之界面剝離。因此，能夠防止因導電性膏部之破壞而導致的接觸電阻增加及抑制模組輸出下降。結果，能夠提昇太陽電池模組之可靠性。
還有，習知技術中，由於匯流條電極20之延伸方向與手指狀電極30之延伸方向是成垂直，因此在它們之交叉點也受到應力，因此，由於這交叉點部位被破壞，而使匯流條電極20與手指狀電極30產生接觸不良，從而引發模組輸出下降。於本實施形態裡，接著層是設置於連接在匯流條電極20的手指狀電極30之與該匯流條電極20連接之部位與連接片40之間，因此，手指狀電極30與連接片40能夠黏結在一起，且更加提高其接著力。
還有，手指狀電極30與連接片40是透過導電性粒子70而形成電性連接，因此，即便匯流條電極20與手指狀電極30之連接中斷時，亦可由手指狀電極30向連接片40作電性連接。
還有，配置於匯流條電極20之側壁之樹脂區域中，由於存在有樹脂硬化時因收縮而殘留的內部應力，故容易形成連接片40與樹脂60之間的界面剝離之主要原因。於本實施形態中，在設置於匯流條電極20的側面之樹脂中，導電性粒子70含有體積比率3至20%之比例，因此，在其側面之區域中，可以令樹脂中之內部應力緩和。亦即，導電性粒子70是藉由切斷樹脂60彼此間的分子鍵結，抑制了因樹脂硬化所產生的收縮，結果，可以令樹脂內殘留的應力縮小。
還有，於本實施形態中，匯流條電極20之表面具有凹凸形狀，該凸出形狀之部份亦可與連接片40相連接，如此，因匯流條電極20的一部份與連接片40連接，所以匯流條電極20與連接片40可以保持很好之電性連接。
還有，配置於匯流條電極20與連接片40之間的接著層所含有之樹脂，以與使用在匯流條電極20的樹脂材料相同種類為宜，藉由採用如此的樹脂構成，可使匯流條電極20與接著層的接著相配性變好，可更加強其接著力。
(太陽電池模組之製造方法)
接著說明關於本實施形態之太陽電池模組的製造方法。
首先，光電轉換部10之製造方法因與習知技術相同，故於此不多贅述。其次，如第3圖所示，於光電轉換部10上以環氧系熱硬化型銀膏形成匯流條電極20及手指狀電極30，具體而言，係於光電轉換部10之受光面側用銀膏進行網版印刷後，以溫度150℃加熱5分鐘，藉此讓銀膏暫時硬化，接著，使光電轉換部10的背面側，用銀膏進行網版印刷後，以溫度150℃加熱5分鐘，藉此讓銀膏暫時硬化，之後，再以溫度200℃加熱1小時，藉此讓銀膏完全硬化，如此，就形成了太陽電池單元。
接著，如第5圖所示，使用塗佈器(dispenser)，把含有體積百分比大約5%鎳粒子的環氧樹脂，以大約30 μm之厚度塗佈在匯流條電極20上，同時將匯流條電極20側面各以大約100 μm被覆之方式進行塗佈。
對於複數個太陽電池單元，於受光面及背面側的兩面塗上樹脂後，分別在所塗佈的樹脂上配置連接片40，將受光面側及背面側之連接片40向著太陽電池單元一邊以大約2Mpa加壓，一邊以200℃加熱1小時，以形成串列(string)。
然後，將複數條的串列作電性連接，接著依照玻璃、密封片、複數條串列、密封片、背面片的順序疊層，以形成疊層體。然後，於真空環境下，以溫度150℃加熱壓合10分鐘該疊層體，進行暫時壓合後，再以溫度150℃加熱1小時，讓密封材料完成硬化，然後，裝上端子盒、金屬框，即完成太陽電池模組。
還有，於上述作業中，係把環氧樹脂塗在匯流條電極20後，再於其上配置連接片40，但亦可將含有金屬粒子之樹脂薄膜配置在匯流條電極20上，再於其上配置連接片40而形成串列。
(其他的實施形態)
本發明內容雖已依上述實施形態陳述，但不應理解為本文揭示內容之部份論述及圖式係為用以限定本發明之內容者。對同業界而言，由該揭示之內容可有各式各樣的替代實施形態、實施例及運用技術應不言可喻。
例如，為了解決光電轉換部10之基材與連接複數個太陽電池單元之連接片40之芯材的線膨脹係數間有差異存在時所引起的問題，本發明當然不侷限於上述之實施形態裡記載之構造內容，例如，在下面所提之狀況中，亦可適用本發明，具體地說，以光電轉換部10的基板而言，可使用單晶矽、多晶矽等矽基板，或是不銹鋼基板、玻璃基板等線膨脹係數比較小的材料。於該基板上以熱擴散或電漿CVD法(化學氣相沉積法)來形成各種光電轉換層。在光電轉換部上利用導電性膏形成電力取出機構。在導電性膏上接著以銅、銀、鋁、鎳、錫、金或這些金屬之合金所構成之線膨脹係數比較大的材料作為芯材之導線。對於具有該種構造之太陽電池單元，亦可適用本發明。
如上所述，本發明當然包含本文中未記載的各種實施形態。因此，本發明之技術範圍僅可由上述說明依據與申請專利範圍有關的發明之適當特定事項來界定。
(實施例)
以下就有關本發明的薄膜系太陽電池模組，舉出實施例具體地說明，但本發明並不侷限於下述之實施例，於不變更其要旨之範圍內，可以做適當的變更並實施。
(第1實施例)
以本發明第1實施例之太陽電池單元而言，以下列之方式來製作第3圖、第4圖、第6圖所示的太陽電池單元。於下列之製作方法中，係將步驟分成第1步驟至第4步驟來說明。
<第1步驟>形成光電轉換部首先，如第3圖所示，準備好經清洗乾淨以清除雜質的具有大約1 Ω．cm的電阻率及大約300 μm厚度的n型單晶矽基板10d，然後，使用射頻(RF)電漿化學氣相沉積法(CVD法)，於n型單晶矽基板的上面，依序形成具有約5nm厚度的i型非晶矽層10c及具有約5nm厚度的p型非晶矽層10b。還有，以射頻(RF)電漿化學氣相沉積法(CVD法)形成i型非晶矽層10c及p型非晶矽層10b之具體條件是，頻率：約13.65MHz、形成溫度：約100至250℃、反應壓力：約26.6至80.0 Pa、射頻(RF)功率：約10至100W。
接下來，於n型單晶矽基板10d之下面，依序形成具有約5nm厚度的i型非晶矽層10e及具有約5nm厚度的n型非晶矽層10f，還有，該i型非晶矽層10e及n型非晶矽層10f是分別以和上述之i型非晶矽層10c及p型非晶矽層10b相同之製程來形成。
接下來，使用磁控濺鍍法，分別於p型非晶矽層10b及n型非晶矽層10f之上面，分別形成具有約100nm厚度之ITO膜10a、10g。此ITO膜10a、10g之具體形成條件是，形成溫度：約50至250℃、氬氣流量：約200sccm、氧氣流量：約50sccm、電力功率：約0.5至3kW、磁場強度約500至3000Gauss(高斯)。
<第2步驟>形成集電極使用網版印刷法將環氧系熱硬化型銀膏轉印於受光面側之透明導電膜預定區域上後，以150℃加熱5分鐘，進行暫時硬化，再以200℃加熱1小時，使其完全硬化，依此方式，如第4圖所示，在透明導電膜的上面，形成由以隔著預定之間隔且相互平行延伸的方式所形成的複數個手指狀電極30、及用以聚集由手指狀電極30所收集之電流之滙流桿電極20構成之集電極。於此，滙流桿電極20之寬度約1.0mm，高度約50 μm。
<第3步驟>形成串列首先，以塗佈器將環氧系熱硬化型之鎳膏塗佈於滙流桿電極20上。具體而言，如第10圖所示，將大約可形成30 μm厚度的鎳膏60塗佈在滙流桿電極20上。此時，以分別被覆約100 μm鎳膏的方式將鎳膏塗在匯流條電極20之側面外側。還有，如第11圖所示，同時也把手指狀電極30之根部部份予以覆蓋的方式塗佈鎳膏，還有，鎳膏中的鎳粒子含量係使用體積比率大約5%者。
受光面側、背面側兩邊皆塗上鎳膏後，於滙流桿電極20上配置由寬約1.5mm之鍍錫銅箔形成的連接片40，然後，如第12圖所示，將複數個太陽電池單元相連接排列。於每一片太陽電池單元之上下各夾以加熱器80，以邊施加2MPa之壓力，邊以200℃之溫度加熱1小時，依此方式鎳膏即得以硬化，而形成了串列。藉由如此以邊施加壓力邊硬化之方式，能夠使鎳粒子夾在鍍錫銅箔與滙流桿電極20之間，所以可得到極佳的導電性。還有，鎳膏亦被壓擠而延展至大致與連接片40同樣的寛度。還有，依此方式形成之構造係如第13圖所示，手指狀電極30之根部部份大約有200 μm，並以厚度大約20 μm的鎳膏覆蓋。
<第4步驟>模組化於由玻璃基板所成之表面保護材上，載裝由乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)所成的密封材料後，配置以連接片連接之複數個太陽電池單元，然後，再於其上面復載裝由EVA薄片製成的密封材料後，再配置具有PET/鋁箔/PET三層構造之背面保護材。將這些組裝品於真空狀態下以150℃加熱10分鐘之加熱壓接條件進行暫時壓合，然後再以150℃加熱1小時，讓密封材料完全硬化後，再對其裝設端子箱、金屬框，即製作完成第1實施例之太陽電池模組。
<第1比較例>以如下方式製作完第14圖所示太陽電池單元，作為第1比較例之太陽電池單元。
<第1步驟>使用與第1實施例相同的方法來進行。
<第2步驟>使用與第1實施例相同的方法製作大約1.5mm寬度之匯流條電極20。
<第3步驟>於第1比較例中，以接著層不會溢出匯流條電極20之方式來進行。
首先，於匯流條電極20上，以塗佈器塗上環氧系熱硬化型的鎳膏，具體而言，如第15圖所.示，於匯流條電極20上，以形成寬度大約1.2mm、厚度大約30 μm的方式塗佈鎳膏。還有，鎳膏中的鎳粒子含有量是使用體積比率大約5%。
於受光面側、背面側雙方皆塗上鎳膏後，再於匯流條電極20上配置寬度大約1.5mm之鍍錫銅箔作為連接片40。然後，如第12圖所示，把複數個太陽電池單元連接排列，再於每一片太陽電池單元上、下各夾以加熱器80，邊施加2MPa的壓力邊以約200℃加熱1小時，以此方式讓鎳膏硬化而形成串列。如此，以邊施加壓力邊硬化之方式，因為可以在鍍錫銅箔與匯流條電極20之間夾置鎳粒子，故能得到良好之導電性。還有，鎳膏被壓擠延展至大致與連接片40相同的寬度。
<第4步驟>使用與第1實施例相同的方法來進行。
(第2比較例)
以下列方式製作利用習知的焊接之方式進行接著之太陽電池單元，作為第2比較例之太陽電池單元。
<第1步驟>使用與第1實施例相同的方法來進行。
<第2步驟>使用與第1實施例相同的方法來形成寬度大約1.5mm之匯流條電極20。
<第3步驟>於匯流條電極20上配置由寬度大約1.5mm之Sn(錫)－Ag(銀)－Cu(銅)的鍍焊劑銅箔形成之連接片40。接著，如第12圖所示，將複數個太陽電池單元相連接而配置，然後，以焊錫將匯流條電極20與連接片40相焊接，而形成串列。
<第4步驟>使用與第1實施例相同的方法來製作。
(評估方法)
就第1實施例及第1、第2比較例之太陽電池模組，分別進行溫度循環試驗(JIS C8917)，並進行試驗前後之太陽電池模組輸出之比較、連接片連接部之剖面觀察及電激發光法之發光比較。依JIS標準，雖然是規定以200次循環後之輸出變化比率為依據，但是此次為了評定更長期的耐久性，而進行了400次循環之試驗。太陽電池模組之輸出是於AM1.5、100mW/cm2 之光照射下測量者。
太陽電池模組之剖面觀察是依第16圖所示的箭頭記號之面切出剖面，並進行掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察，且對於一個試樣各進行10個部位之觀察。
電激發光法是參考Characterization of polycrystalline silicon solar cells by Electroluminescence(PVSEC－15,Shanghai,China：Oct,2005.)來進行。具體而言，太陽電池模組是輸入大約2安培(2A)的電流，以CCD攝影機來觀察此時之紅外線發光。根據此方法，由於電流之電阻較大，故於電流不容易流動的區域或少數載體的擴散長度較短的區域，因為發光比較微弱，會以較暗的部份顯示出來。
(實驗結果)
於第1表內顯示出依照溫度循環試驗之標準化輸出下降率。
輸出下降率是根據(1－試驗後輸出/試驗前輸出)×100(%)之公式計算出來，並以第2比較例之輸出下降率1.00而標準化。如第1表所示可知，與第1比較例及第2比較例相比較，第1實施例之標準化輸出下降率較小。
還有，進行剖面掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察的結果，溫度循環試驗前的試樣並未見有特別異常之處，溫度循環試驗後之試樣中，於第1比較例及第2比較例，可觀察到如第17圖所顯示的龜裂現象。另外，於第1實施例中，並未觀察到龜裂現象。在第1表中，未觀察到有龜裂的試樣是以○記號表示，觀察到有龜裂現象之試樣是以×記號來表示。
還有，觀察以電激發光法所致發光之結果，在溫度循環試驗前之試樣雖未見有特別異常之處，但是，在溫度循環試驗後之試樣裡，於第1比較例及第2比較例中，可以看見如第18圖所示的陰暗部份。另外，第1實施例裡，溫度循環試驗後並未出現這種的陰暗部份。在第1表中，未出現陰暗部份之試樣是以○記號表示，有出現陰暗部份之試樣是以×記號來表示。
(考察)
於第1比較例及第2比較例中，在溫度循環試驗後，觀察到匯流條電極20內部有龜裂現象。還有，於第1比較例及第2比較例中，在溫度循環試驗後之以電激發光法所作之發光試驗可以看見陰暗部份。順著如第18圖所示之手指狀電極30可以看見陰暗部份是因為在手指狀電極30之根部(與匯流條電極的連接部)產生斷線，所以，可推測到從根部至前端之電流不容易流動，因而以電激發光法所發的光較微弱。還有，順著B部位所示之匯流條電極20可以看見的陰暗部份，可推測到是因剖面掃瞄式電子顯微鏡也可以觀察到之匯流條電極20內部的龜裂現象所導致者。此種龜裂現象，可推測到是由於溫度循環試驗的反覆進行，位在線膨脹係數有大幅落差的連接片與矽基板之間的匯流條電極因損傷積聚而產生的現象。亦即，於第1比較例及第2比較例中，可推測到的是由於溫度循環試驗，引發了上述之二種集電極損傷。亦可推測到，由於這集電極損傷而導致其輸出的下降。
另外，於第1實施例裡，未觀察到匯流條電極20內部之龜裂及使用電激發光法所生之陰暗部份。還有，第1實施例中，在溫度循環試驗的輸出下降有很大幅減輕，亦即於第1實施例中，匯流條電極20有用樹脂部份覆蓋而受到補強，因而得以抑制溫度循環試驗所引發的匯流條電極20內部之龜裂現象。還有，於第1實施例中，可推測到手指狀電極30之根部部分有用樹脂部分覆蓋，因而抑制了溫度循環試驗所引發的手指狀電極根部部分的斷線現象。結果，因為溫度循環試驗而導致的輸出下降被大幅度減輕。
(關於導電性粒子之密度的實驗)
其次，就導電性粒子之粒子數量的變化時之影響進行調查。
與上述第1實施例相同方法製作樹脂區域中的導電性粒子種類與導電性粒子密度經變化之試樣。
準備銀、鎳二種，其平均粒徑設為10 μm作為導電性粒子，粒子量是在樹脂中之體積比率0至50%之間作調整。由於粒子之體積比率超過50%時，樹脂的接著性能會明顯地下降，所以設定在0至50%之範圍內。
對於上述方式所製作的太陽電池模組，分別進行溫度循環試驗(JIS C8917)，測量試驗前後之太陽電池模組的輸出，並比較輸出下降率。太陽電池模組之輸出係在AM1.5、100mW/cm2 之光照射下進行測量。
(實驗結果及考察)
於第19圖中，橫軸是表示樹脂成分由剖面SEM觀察所得的導電性粒子之面積比率。還有，縱軸是表示標準化輸出下降率。導電性粒子之面積比率是由剖面SEM觀察之匯流條電極之側面的外側區域(第6圖之×部分)中，計算出導電性粒子剖面所佔有的比例。輸出下降率是以(1－試驗後輸出/試驗前輸出)×100(%)之公式計算出來，並將第2比較例之輸出下降率設為1.00而標準化。
如第19圖所示，樹脂區域之粒子面積比率在30%以上時，因溫度循環所導致之標準化輸出下降率，會形成與第2比較例相同程度。另一方面，樹脂區域之粒子面積比率在25%以下時，溫度循環所導致之標準化輸出下降率與第2比較例作比較，已知會比較小。可以推測到是由於樹脂區域之粒子面積比率在30%以上時，與導電性粒子密集地存在於匯流條電極區域一樣，整體(bulk)上之結合力會比較微弱，而因溫度循環之應力而容易產生龜裂。亦可推測以此結合力較強的樹脂將匯流條電極被覆，可獲得使匯流條電極得到補強之效果。
還有，樹脂區域之粒子面積比率在3至20%之範圍中，已知對溫度循環所導致之輸出下降之抑制效果會變更高。此可以推測到樹脂區域之粒子面積比率較大時(25%以上)，如前面所說明，由於整體上之結合力會變微弱，所以容易產生因溫度循環之應力而導致的龜裂。結果，可推測到容易因溫度循環試驗而導致輸出下降之傾向已顯現出來。又，反過來說，樹脂區域之粒子面積比率較小的情況下(0%)，由於硬化時產生之收縮應力較大，故可推測到連接片或光電轉換部與樹脂之界面容易產生剝離現象。結果，可以推測到因溫度循環試驗而容易招致輸出下降之傾向正顯現出來。亦即，藉由在樹脂中包含有適度的粒子，由於可以將樹脂中的分子鍵結切斷，故可以把存在於樹脂中之內部應力和緩下來。結果，可以將樹脂區域與光電轉換部之界面，或是樹脂區域與連接片之界面之剝離抑制下來。依照以上所述，可以製得溫度循環持久性更優良之太陽電池模組。
還有，日本國專利申請案第2006－265871號(2006年9月28日申請)之全部內容，已經由參照方式編入此申請說明書內。
(產業上之利用可能性)
如上所述，若根據本發明之太陽電池模組，由於可以抑制模組輸出下降之問題，並提昇太陽電池模組之可靠性，所以在太陽光發電方面很有用。
10．．．光電轉換部
10a、10g．．．ITO膜
10b．．．p型非晶矽層
10c、10e．．．i型非晶矽層
10d．．．n型單晶矽基板
10f．．．n型非晶矽層
20．．．匯流條電極
30．．．手指狀電極
40．．．連接片
50．．．合金層
60．．．樹脂
70．．．導電性粒子
90．．．焊鍍劑材
第1圖是習知太陽電池單元之剖面圖。
第2圖是習知太陽電池單元之放大剖面圖。
第3圖是本實施形態之太陽電池單元之剖面圖。
第4圖是本實施形態之太陽電池單元之俯視圖。
第5圖是本實施形態的太陽電池單元之放大剖面圖。(其1)
第6圖是本實施形態的太陽電池單元之放大剖面圖。(其2)
第7圖是本實施形態的太陽電池單元之放大剖面圖。(其3)
第8圖是本實施形態的太陽電池單元之放大剖面圖。(其4)
第9圖是本實施形態的太陽電池單元之放大剖面圖。(其5)
第10圖是表示第1實施例的太陽電池模組之製造方法的剖面圖。(其1)
第11圖是表示第1實施例的太陽電池模組之製造方法的剖面圖。(其2)
第12圖是表示第1實施例的太陽電池模組之製造方法的剖面圖。(其3)
第13圖是表示第1實施例的太陽電池模組之製造方法的剖面圖。(其4)
第14圖是第1比較例的太陽電池單元之放大剖面圖。
第15圖是表示第1比較例的太陽電池模組之製造方法剖面圖。
第16圖是第1實施例的太陽電池單元的俯視圖。
第17圖是溫度循環試驗後之第1比較例與第2比較例的太陽電池單元的放大剖面圖。
第18圖是溫度循環試驗後之第1比較例與第2比較例的太陽電池單元的俯視圖。
第19圖是表示在第1實施例的太陽電池單元中，使導電性粒子之種類及密度變化時的實驗結果圖。
10．．．光電轉換部
20．．．匯流條電極
40．．．連接片
60．．．樹脂
70．．．導電性粒子

Claims (12)

  1. 一種太陽電池模組，係在表面保護材與背面保護材之間配設有複數個太陽電池單元，且將前述太陽電池單元之連接用電極彼此以連接片作相互電性連接而形成者，其特徵為：於前述連接用電極與前述連接片之間，具有由含有複數個導電性粒子之樹脂所形成的接著層，前述連接用電極與前述連接片係藉前述導電性粒子作電性連接，前述樹脂係覆蓋至前述連接用電極的側面，並將前述連接片與前述太陽電池單元表面予以接著。
  2. 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，前述連接用電極係匯流條電極，前述接著層係配置在連接於前述匯流條電極之手指狀電極之與該匯流條電極連接之部份與前述連接片之間。
  3. 如申請專利範圍第2項之太陽電池模組，其中，前述手指狀電極與前述連接片係透過前述導電性粒子作電性連接。
  4. 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，在配置於前述連接用電極之側面的樹脂中，前述導電性粒子係含有體積比率為3至20%之比例。
  5. 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，前述連接用電極之表面係具有凹凸形狀，凸出形狀之部份係與 前述連接片相連接。
  6. 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，前述接著層中所含有之樹脂係與使用在前述連接用電極之樹脂材料為相同種類之樹脂。
  7. 如申請專利範圍第2項之太陽電池模組，其中，前述匯流條電極的寬度係較前述連接片的寬度為窄。
  8. 一種太陽電池模組，係在表面保護材與背面保護材之間配設有複數個太陽電池單元，且將前述太陽電池單元之連接用電極彼此以連接片作相互電性連接而形成者，其特徵為：於前述連接用電極與前述連接片之間係藉由樹脂所形成的接著層作電性連接，前述樹脂係覆蓋至前述連接用電極的側面，並將前述連接片與前述太陽電池單元表面予以接著。
  9. 如申請專利範圍第8項之太陽電池模組，其中，前述連接用電極係匯流條電極，前述接著層係將連接於前述匯流條電極之手指狀電極之與該匯流條電極連接之部份與前述連接片予以連接。
  10. 如申請專利範圍第8項之太陽電池模組，其中，前述連接用電極之表面係具有凹凸形狀，凸出形狀之部份係與前述連接片相連接。
  11. 如申請專利範圍第8項之太陽電池模組，其中，前述接著層中所含有之樹脂係與使用在前述連接用電極之樹 脂材料為相同種類之樹脂。
  12. 如申請專利範圍第9項之太陽電池模組，其中，前述匯流條電極的寬度係較前述連接片的寬度為窄。
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