TWI450400B - A method of manufacturing a solar electrode unit with a wiring sheet, a method for manufacturing a solar cell module, a solar cell unit having a wiring sheet, and a solar cell module - Google Patents
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Description
本發明係關於一種附有配線片材之太陽電池單元之製造方法、太陽電池模組之製造方法、附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組。
近年來,尤其就保護地球環境之觀點而言,將太陽能轉換為電能之太陽電池單元作為下一代的能源的期待急遽提高。太陽電池單元的種類有使用化合物半導體者或使用有機材料者等各種,當前,使用矽晶體的太陽電池單元成為主流。
當前,製造及銷售得最多之太陽電池單元為於太陽光入射之側之面(受光面)形成有n電極、且於與受光面為相反側之面(背面)形成有p電極之構成之雙面電極型太陽電池單元。
又,於太陽電池單元之受光面未形成電極而僅於太陽電池單元之背面形成有n電極及p電極的背面電極型太陽電池單元之開發亦正在進行。
例如於專利文獻1(日本專利特開2009-88145號公報)中,揭示有一種連接背面電極型太陽電池單元與配線片材之技術。於專利文獻1(日本專利特開2009-88145號公報)中,藉由以下步驟而連接背面電極型太陽電池單元與配線片材。
(1)將背面電極型太陽電池單元浸漬於Sn-Bi焊料槽而對電極部分塗佈焊料之步驟。
(2)藉由網版印刷將丙烯酸系黏著劑塗佈於背面電極型太陽電池單元之背面之電極以外之部分的步驟。
(3)於配線片材上設置背面電極型太陽電池單元之步驟。
(4)對背面電極型太陽電池單元與配線片材進行加熱壓接之步驟。
藉此,於專利文獻1(日本專利特開2009-88145號公報)中,藉由Sn-Bi焊料將背面電極型太陽電池單元之電極與配線片材之配線電性連接,並且藉由丙烯酸系黏著劑將背面電極型太陽電池單元與配線片材接著而機械連接。
專利文獻1:日本專利特開2009-88145號公報
於專利文獻1中揭示有藉由接著材將背面電極型太陽電池單元與配線片材接著之技術,但有關於將背面電極型太陽電池單元與配線片材貼合時接著材設為何種狀態並無記載。
若於接著材在塗佈後未硬化之情形時,則會因貼合背面電極型太陽電池單元與配線片材時之壓力而使接著材進入背面電極型太陽電池單元之電極與配線片材之配線之間,從而有無法獲得充分之電性連接之可能性。
於使接著材在塗佈後硬化之情形時雖可解決上述問題,但接著材之接著力顯著下降,失去作為將背面電極型太陽電池單元與配線片材接著之接著材之功能,此外硬化之接著材與配線片材接觸之面不一定變得平坦,因此亦會產生藉由加熱而熔融之焊料自接著材與配線片材間之間隙流出而導致相鄰之電極間或配線間之短路之問題。
又,於專利文獻1中,記載有可使用黏著性之膠帶作為接著材之意思,但於電極間或配線間之狹窄之區域以不與電極或配線重疊之方式貼附黏著性之膠帶的步驟很可能招致生產性或品質之明顯下降。
鑒於上述情況,本發明之目的在於提供一種生產性優異、可提高太陽電池單元與配線片材之機械連接之穩定性、並且可提高太陽電池單元之電極與配線片材之配線之電性連接之穩定性的附有配線片材之太陽電池單元之製造方法、太陽電池模組之製造方法、附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組。
本發明係一種附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其係用以製造附有配線片材之太陽電池單元之方法,該附有配線片材之太陽電池單元包含:太陽電池單元,其包含基板及設置於基板之至少一方之表面之電極;配線片材,其包含絕緣性基材及設置於絕緣性基材之至少一方之表面的配線;導電性物質,其配置於電極與配線之間並將電極與配線電性連接;及固定樹脂,其配置於太陽電池單元與配線片材之間並將太陽電池單元與配線片材機械連接;該附有配線片材之太陽電池單元之製造方法包含如下步驟:使設置於太陽電池單元之電極間及配線片材之配線間之至少一方之固定樹脂硬化而成為第1硬化狀態;於太陽電池單元之電極上及配線片材之配線上之至少一方設置導電性物質;以太陽電池單元之電極與配線片材之配線對向之方式使太陽電池單元與配線片材重合;使第1硬化狀態之固定樹脂軟化;使導電性物質熔融;及使軟化之固定樹脂硬化而使固定樹脂為第2硬化狀態。
此處,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為第1硬化狀態為與常溫時之未硬化狀態相比黏度較高而具有形狀保持性、且接著性較低之狀態;第2硬化狀態為藉由第1硬化狀態之固定樹脂之黏度一度下降之後再次上升而可接著之狀態。
此處,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為使固定樹脂軟化之步驟、使導電性物質熔融之步驟、及使固定樹脂為第2硬化狀態之步驟係以一次加熱步驟進行。
又,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為導電性物質熔融之溫度較第1硬化狀態之固定樹脂軟化之溫度高。
又,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為第2硬化狀態之固定樹脂為白色。
又,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為於設置固定樹脂之步驟中,固定樹脂設置於太陽電池單元之電極與太陽電池單元之周緣部之間。
又,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為固定樹脂於太陽電池單元之電極與太陽電池單元之周緣部之間,以形成用以進行太陽電池單元與配線片材之對位之對位圖案之方式而設置。
又,本發明之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法中,較佳為於配線片材設置有與固定樹脂之對位圖案對應之對位圖案,重合之步驟包含以使設置於太陽電池單元之固定樹脂之對位圖案與配線片材之對位圖案重疊的方式進行對位的步驟。
又,本發明係一種太陽電池模組之製造方法,其係用以製造將附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材中之太陽電池模組的方法,該附有配線片材之太陽電池單元包含:太陽電池單元,其包含基板及設置於基板之至少一方之表面之電極;配線片材,其包含絕緣性基材及設置於絕緣性基材之至少一方之表面之配線;導電性物質,其配置於電極與配線之間並將電極與配線電性連接;及固定樹脂,其配置於太陽電池單元與配線片材之間並將太陽電池單元與配線片材機械連接;該太陽電池模組之製造方法包含如下步驟:使設置於太陽電池單元之電極間及配線片材之配線間之至少一方之固定樹脂硬化而成為第1硬化狀態;於太陽電池單元之電極上及配線片材之配線上之至少一方設置導電性物質;以太陽電池單元之電極與配線片材之配線對向之方式使太陽電池單元與配線片材重合;及藉由加熱而使重合之太陽電池單元與配線片材密封於密封材中;且密封於密封材中之步驟包含如下步驟:藉由該加熱而使第1硬化狀態之固定樹脂軟化;藉由該加熱而使導電性物質熔融;及藉由該加熱使軟化之固定樹脂硬化而使固定樹脂為第2硬化狀態。
又,本發明係一種附有配線片材之太陽電池單元,其包含:太陽電池單元,其包含基板及設置於基板之至少一方之表面之電極;配線片材,其包含絕緣性基材及設置於絕緣性基材之至少一方之表面之配線;導電性物質,其配置於電極與配線之間並將電極與配線電性連接;及固定樹脂,其配置於太陽電池單元與配線片材之間並將太陽電池單元與配線片材機械連接;且於太陽電池單元之電極與太陽電池單元之周緣部之間設置有包含用以進行太陽電池單元與配線片材之對位之對位圖案的固定樹脂,於配線片材設置有與設置於太陽電池單元之固定樹脂之對位圖案對應的對位圖案,以使固定樹脂之對位圖案與配線片材之對位圖案重疊之方式配置太陽電池單元與配線片材。
又,本發明之附有配線片材之太陽電池單元中,較佳為固定樹脂為白色之樹脂。
進而,本發明係一種太陽電池模組,其係將上述附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材中而成者。
根據本發明,可提供一種生產性優異、可提高太陽電池單元與配線片材之機械連接之穩定性、並且可提高太陽電池單元之電極與配線片材之配線之電性連接之穩定性的附有配線片材之太陽電池單元之製造方法、太陽電池模組之製造方法、附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組。
以下,對本發明之實施形態進行說明。再者,本發明之圖式中,同一參照符號係表示同一部分或相當部分。又,當然亦可於後述之各步驟之間包含其他步驟。
於圖1(a)~圖1(h)表示對本實施形態之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法進行圖解之模式性之剖面圖。
<背面電極型太陽電池單元>
首先,如圖1(a)所示,準備包含基板1、於作為基板1之至少一方之表面之基板1之背面上隔開特定間隔而設置之n型用電極6及p型用電極7的背面電極型太陽電池單元8。再者,本實施形態中,對使用背面電極型太陽電池單元作為太陽電池單元之情形進行說明,但並不限定於背面電極型太陽電池單元。又,此處為了方便說明對n型用電極6及p型用電極7分別僅圖示一個,但當然各自亦可為複數個。
作為背面電極型太陽電池單元8,可使用例如如以下方式製造之背面電極型太陽電池單元8。以下,參照圖2(a)~圖2(g)之模式剖面圖,對本實施形態中所使用之背面電極型太陽電池單元8之製造方法之一例進行說明。
首先,如圖2(a)所示,準備例如藉由自晶錠切割等而於基板1之表面形成切割痕1a之基板1。作為基板1,可使用例如包含具有n型或p型之任一導電型之多晶矽或單晶矽等之矽基板。
其次,如圖2(b)所示,去除基板1之表面之切割痕1a。此處,就切割痕1a之去除而言,於例如基板1包含上述矽基板之情形時,可藉由以氫氟酸水溶液與硝酸之混合酸或氫氧化鈉等鹼性水溶液等蝕刻上述切割後之矽基板之表面等而進行。
去除切割痕1a後之基板1之大小及形狀均無特別限定,可將基板1之厚度設為例如50 μm以上且400 μm以下。
繼而,如圖2(c)所示,於基板1之背面分別形成n型雜質擴散區域2及p型雜質擴散區域3。n型雜質擴散區域2可藉由例如使用包含n型雜質之氣體之氣相擴散等方法而形成,p型雜質擴散區域3可藉由例如使用包含p型雜質之氣體之氣相擴散等方法而形成。
n型雜質擴散區域2及p型雜質擴散區域3分別形成為於圖2之紙面之正面側及/或背面側延伸之帶狀,n型雜質擴散區域2與p型雜質擴散區域3於基板1背面交替隔開特定間隔而配置。
n型雜質擴散區域2包含n型雜質,只要為顯示n型導電型之區域則無特別限定。再者,作為n型雜質,可使用例如磷等n型雜質。
p型雜質擴散區域3包含p型雜質,只要為顯示p型導電型之區域則無特別限定。再者,作為p型雜質,可使用例如硼或鋁等p型雜質。
作為包含n型雜質之氣體,可使用例如POCl3
般之包含磷等n型雜質之氣體,作為包含p型雜質之氣體,可使用例如BBr3
般之包含硼等p型雜質之氣體。
然後,如圖2(d)所示,於基板1之背面形成鈍化膜4。此處,鈍化膜4可藉由例如熱氧化法或電漿CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沈積)法等方法形成。
作為鈍化膜4,可使用例如氧化矽膜、氮化矽膜、或氧化矽膜與氮化矽膜之積層體等,但並不限定於此。
鈍化膜4之厚度可設為例如0.05 μm以上且1 μm以下,尤佳為設為0.2 μm左右。
繼而,如圖2(e)所示,於基板1之受光面之整個面形成紋理構造等凹凸構造之後,於該凹凸構造上形成反射防止膜5。
紋理構造可藉由例如蝕刻基板1之受光面而形成。於例如基板1為矽基板之情形時,可藉由例如使用如下蝕刻液蝕刻基板1之受光面而形成,該蝕刻液係將向氫氧化鈉或氫氧化鉀等鹼性水溶液添加異丙醇而成之液體於例如70℃以上且80℃以下加熱而成。
反射防止膜5可藉由例如電漿CVD法等形成。再者,作為反射防止膜5,可使用例如氮化矽膜等,但並不限定於此。
其次,如圖2(f)所示,藉由去除基板1之背面之鈍化膜4之一部分而形成接觸孔4a及接觸孔4b。此處,接觸孔4a以使n型雜質擴散區域2之表面之至少一部分露出之方式形成,接觸孔4b以使p型雜質擴散區域3之表面之至少一部分露出之方式形成。
再者,接觸孔4a及接觸孔4b分別可藉由如下方法而形成,即使用例如光微影技術於鈍化膜4上形成在與接觸孔4a及接觸孔4b之形成部位對應之部分具有開口的抗蝕圖案之後,自抗蝕圖案之開口藉由蝕刻等而去除鈍化膜4的方法;或於與接觸孔4a及接觸孔4b之形成部位對應之鈍化膜4之部分塗佈蝕刻膏之後,藉由加熱而蝕刻去除鈍化膜4之方法等。
其次,如圖2(g)所示,藉由形成通過接觸孔4a接觸於n型雜質擴散區域2之n型用電極6、及通過接觸孔4b接觸於p型雜質擴散區域3之p型用電極7而製作背面電極型太陽電池單元8。
作為n型用電極6及p型用電極7,可使用例如包含銀等金屬之電極。n型用電極6及p型用電極7分別形成為於圖2之紙面之正面側及/或背面側延伸之帶狀,n型用電極6及p型用電極7分別以通過設置於鈍化膜4之開口部並沿著基板1之背面之n型雜質擴散區域2及p型雜質擴散區域3而分別接觸於n型雜質擴散區域2及p型雜質擴散區域3之方式形成。
圖3中表示自以上述方式製造之背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面側觀察時之模式性之俯視圖。如圖3所示,n型用電極6及p型用電極7分別形成為梳形狀,以梳形狀之n型用電極6之相當於梳齒之部分與梳形狀之p型用電極7之相當於梳齒之部分一個個地交替嚙合之方式配置n型用電極6及p型用電極7。其結果,梳形狀之n型用電極6之相當於梳齒之部分與梳形狀之p型用電極7之相當於梳齒之部分分別一個個交替地隔開特定間隔而配置。
背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面之n型用電極6及p型用電極7之各自之形狀及配置並不限定於圖3所示之構成,只要分別為可電性連接於後述之配線片材之n型用配線及p型用配線之形狀及配置即可。
圖4中表示背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面之另一例之模式性之俯視圖。如圖4所示,n型用電極6及p型用電極7分別形成為於同一方向伸長(於圖4之上下方向伸長)之帶狀,於基板1之背面於與上述之伸長方向正交之方向上分別一個個地交替配置。
圖5中表示背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面之又一例之模式性之俯視圖。如圖5所示,n型用電極6及p型用電極7分別形成為點狀,點狀之n型用電極6之行(於圖5之上下方向伸長)及點狀之p型用電極7之行(於圖5之上下方向伸長)分別於基板1之背面一行行地交替配置。
<設置固定樹脂之步驟>
其次,如圖1(b)所示,於背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面之n型用電極6與p型用電極7之間、背面電極型太陽電池單元8之周緣部31與n型用電極6之間、及背面電極型太陽電池單元8之周緣部31與p型用電極7之間分別設置未硬化之固定樹脂22a。如此,較佳為不僅於背面電極型太陽電池單元8之電極間,於背面電極型太陽電池單元8之電極(n型用電極6、p型用電極7)與周緣部31之間亦設置固定樹脂22a。於此情形時,可進一步提高背面電極型太陽電池單元8與後述之配線片材之機械連接之穩定性。
此處,作為固定樹脂22a之設置方法,可列舉例如網版印刷、分注器塗佈或噴墨塗佈等方法。其中,作為固定樹脂22a之設置方法,較佳為使用網版印刷。於藉由網版印刷設置固定樹脂22a之情形時,可簡易地以低成本、且短時間設置固定樹脂22a。
背面電極型太陽電池單元8之基板1側中之固定樹脂22a之寬度較佳為不與n型用電極6及p型用電極7接觸之寬度。於此情形時,可提高背面電極型太陽電池單元8之電極與後述之配線片材之配線之間之電性連接之穩定性。
與背面電極型太陽電池單元8之基板1側相反側中之固定樹脂22a之寬度較佳為較後述之配線片材之配線之間隔狹窄。於此情形時,亦可提高背面電極型太陽電池單元8之電極與後述之配線片材之配線之間之電性連接的穩定性。
固定樹脂22a之形狀較佳為沿著背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面之n型用電極6及p型用電極7之各者的線狀,但只要於後述之向密封材中之密封步驟中,於與電極之間設置第1硬化狀態之固定樹脂軟化而可充分擴張之程度之間隙,則亦可為斷續地配置之形狀。
作為固定樹脂22a,較佳為使用可B階段化之樹脂。所謂可B階段化之樹脂係指如下樹脂,即於加熱液體狀態之未硬化之固定樹脂22a時,黏度上升而成為硬化狀態(第1硬化狀態)之後黏度下降而軟化,其後黏度再次上升而成為硬化狀態(第2硬化狀態)。上述第1硬化狀態稱為B階段。作為可B階段化之樹脂,存在例如可自液體狀態使溶媒揮發而成為固體狀態(B階段)之樹脂等。又,作為可B階段化之樹脂,可使用例如如下樹脂,即該樹脂具有於第2硬化狀態之後可防止背面電極型太陽電池單元8之背面之電極間及後述之配線片材之配線間之短路之程度的絕緣性,並且為了保持附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組之長期可靠性而具有可保持背面電極型太陽電池單元8與配線片材之間之機械連接強度之程度的接著力。
又,作為固定樹脂22a,亦較佳為使用膨潤型之樹脂。膨潤型之樹脂為未硬化係液體狀態之樹脂與微粒子狀態之樹脂之混合物。膨潤型之樹脂之熱行為例如如下所述。若將膨潤型之樹脂加熱至微粒子狀態之樹脂之玻璃轉移溫度以上,則液體狀態之樹脂進入至微粒子狀態之樹脂之分子間。藉此,外觀上成為微粒子狀態之樹脂之體積膨脹之狀態(膨潤狀態)而黏度上升,因此外觀上成為硬化狀態(第1硬化狀態)。然而,因液體狀態之樹脂為未硬化,故而若再次加熱,則進入至微粒子狀態之樹脂之分子間之液體狀態之樹脂成為可流動之狀態,而黏度下降成為軟化狀態。而且,若進而繼續加熱,則液體狀態之樹脂硬化而成為硬化狀態(第2硬化狀態)。
於例如使用可B階段化之樹脂或膨潤型之樹脂作為固定樹脂22a之情形時,未硬化之固定樹脂22a經過第1硬化狀態及軟化狀態之後,可成為第2硬化狀態。
再者,本實施形態中,對在背面電極型太陽電池單元8之電極間設置固定樹脂22a之情形進行說明,但既可於配線片材之配線間設置固定樹脂22a,亦可於背面電極型太陽電池單元8之電極間及配線片材之配線間分別設置固定樹脂22a。
又,固定樹脂22a較佳為於背面電極型太陽電池單元8之電極(n型用電極6、p型用電極7)與周緣部31之間以形成用以進行背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之對位的對位圖案之方式設置。於此情形時,使後述之背面電極型太陽電池單元8與配線片材重合之步驟中,根據固定樹脂22a之對位圖案而可對背面電極型太陽電池單元8與配線片材進行對位,因此與根據背面電極型太陽電池單元8之電極或後述之接合構件而進行對位之情形相比,可於相鄰配置之配線(n型用配線、p型用配線)間精度更佳地設置固定樹脂。因此,可藉由固定樹脂有效防止接合構件流出至配線間所致之電性短路,因此存在可提高背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材之配線之電性連接之穩定性的傾向。
圖6中表示於背面電極型太陽電池單元8之電極與周緣部31之間,作為固定樹脂22a之對位圖案之一例而設置未設置有固定樹脂22a之非設置區域之構成之背面電極型太陽電池單元8之背面之一例的模式性之放大俯視圖。
如圖6所示,於背面電極型太陽電池單元8之電極(n型用電極6、p型用電極7)與周緣部31之間,未設置有固定樹脂22a之非設置區域41a、41b相互隔開距離而配置。於非設置區域41a、41b之內側分別配置有具有圓形狀之表面的n型用電極6a及具有軌道狀之表面之p型用電極7a。n型用電極6a設置於n型用電極6之延長線上,p型用電極7a設置於p型用電極6之延長線上。
再者,固定樹脂22a之對位圖案並不限定於上述未設置固定樹脂22a之非設置區域,只要為可與固定樹脂22a之其他部分區別的圖案即可,例如亦可為固定樹脂22a之端部形成為凹狀或凸狀之構成,亦可為於非設置區域內設置有其他固定樹脂22a之構成。
又,n型用電極6a及p型用電極7a於將樹脂22a設置於背面電極型太陽電池單元8之電極間時,用於固定樹脂22a與電極之對位。此處,n型用電極6a及p型用電極7a並非必須設置於非設置區域41a、41b之內側,但藉由設置於非設置區域41a、41b之內側而無需將與配線片材之對位用之固定樹脂22a之圖案、以及與固定樹脂22a之對位用之n型用電極6a及p型用電極7a之圖案設置於背面電極型太陽電池單元8之背面之各個區域。藉此,可擴大背面電極型太陽電池單元8之背面中之電極形成區域,因此可更高效地取出更多之電流。
n型用電極6a及p型用電極7a只要於將固定樹脂22a設置於背面電極型太陽電池單元8之電極間時可識別即可,因此亦可於將固定樹脂22a設置於背面電極型太陽電池單元8之後由固定樹脂22a覆蓋。又,n型用電極6a及p型用電極7a亦可不設置於固定樹脂22a之內側,亦可設置於固定樹脂22a之外側,亦可為一部分或全部與固定樹脂22a重疊之形狀。
n型用電極6a及p型用電極7a並不限定於本實施形態之形狀,可使用適於固定樹脂22a之設置部位之對位之各種形狀。又,n型用電極6a及p型用電極7a既可為同一形狀,亦可為不同形狀,設置於背面電極型太陽電池單元8之電極間之固定樹脂22a之形狀不為旋轉對稱形狀之情形、或於固定樹脂22a之設置步驟中欲使背面電極型太陽電池單元8之朝向統一成一個方向之情形時,較佳為將n型用電極6a與p型用電極7a設為不同之形狀。藉此,於在背面電極型太陽電池單元8設置固定樹脂22a之步驟中,可防止於背面電極型太陽電池單元8與固定樹脂22a之朝向錯誤之狀態下設置固定樹脂22a。
<使固定樹脂為第1硬化狀態之步驟>
其次,如圖1(c)之模式剖面圖所示,使未硬化之固定樹脂22a硬化而成為第1硬化狀態之固定樹脂22b。
此處,未硬化之固定樹脂22a藉由例如加熱及/或紫外線等光之照射等硬化而成為第1硬化狀態。藉此,可獲得與未硬化之固定樹脂22a之狀態相比黏著力及流動性下降之第1硬化狀態之固定樹脂22b。
又,第1硬化狀態之固定樹脂22b較佳為與常溫(約25℃)時之未硬化狀態相比黏度高、具有形狀保持性(只要不施加外力則不變形之性質)且接著性較低之狀態(具有即便使背面電極型太陽電池單元8或配線片材接觸於固定樹脂22b之表面亦不會於背面電極型太陽電池單元8或配線片材附著固定樹脂22b之程度之接著性的狀態)。於此情形時,於後述之設置接合構件之步驟中,可採用生產性較高之印刷步驟。進而,於後述之使背面電極型太陽電池單元8與配線片材重合之步驟中,存在即便於背面電極型太陽電池單元8與配線片材重合之後亦可容易地卸除背面電極型太陽電池單元8與配線片材之傾向。因此,存在可容易且高精度地進行背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材之配線之對位的傾向。
使未硬化狀態之固定樹脂22a為第1硬化狀態之第1固定樹脂22b的方法為藉由加熱而實現之情形時,成為第1硬化狀態之第1固定樹脂22b之溫度較佳為較後述之第1硬化狀態之第1固定樹脂22b軟化之溫度及軟化狀態之第1固定樹脂22c成為第2硬化狀態之溫度低。藉此,於控制使未硬化狀態之固定樹脂22a為第1硬化狀態之第1固定樹脂22b之步驟中之加熱溫度的情形時,可防止未硬化狀態之固定樹脂22a進展至軟化狀態或第2硬化狀態。
<設置接合構件之步驟>
其次,如圖1(d)之模式剖面圖所示,於背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面之n型用電極6及p型用電極7之各者之表面設置接合構件21。
作為接合構件21,可使用包含導電性物質之材質,例如可使用焊料等。
接合構件21可藉由例如網版印刷、分注器塗佈或噴墨塗佈等方法設置。作為接合構件21之設置方法,其中較佳為使用網版印刷。於藉由網版印刷設置接合構件21之情形時,可簡易地、低成本且短時間地設置接合構件21。
再者,於設置固定樹脂22a之後藉由網版印刷設置接合構件21之情形時,存在黏著力較高之固定樹脂22a與網版印刷之印刷遮罩接觸而無法設置接合構件21之問題。
又,於設置固定樹脂22a之後藉由分注器塗佈或噴墨塗佈設置接合構件21之情形時,即便於固定樹脂22a之接著力較高之情形時亦可設置接合構件21,但處理時間較長,會有生產性惡化之虞。
進而,於以固定樹脂22a之流動性較高之狀態設置接合構件21之情形時,如後述般於使背面電極型太陽電池單元8與配線片材重合之後一面加壓一面加熱之情形時,亦會有由於固定樹脂22a流入至接合構件21而阻礙接合構件21與配線片材之配線之電性連接、或背面電極型太陽電池單元8與配線片材之接合力下降、或接合構件21熔融而與固定樹脂22a混合而導致相鄰之接合構件21間短路之虞。
根據以上觀點,於使固定樹脂22a硬化而為第1硬化狀態之固定樹脂22b之後設置接合構件21,藉此可提高背面電極型太陽電池單元8與配線片材之機械連接之穩定性及背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材之配線之電性連接之穩定性,進而提高附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組之生產性。
再者,本實施形態中,對在背面電極型太陽電池單元8之電極上設置接合構件21之情形進行說明,但亦可於配線片材之配線上設置接合構件21,亦可於背面電極型太陽電池單元8之電極上及配線片材之配線上之各者設置接合構件21。又,亦可不將固定樹脂22a與接合構件21雙方設置於背面電極型太陽電池單元8或者配線片材,例如亦可於背面電極型太陽電池單元8之電極間設置固定樹脂22a,於配線片材之配線上設置接合構件21。
<使太陽電池單元與配線片材重合之步驟>
其次,如圖1(e)所示,使背面電極型太陽電池單元8與配線片材10重合。
背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之重合例如以如下方式進行,即背面電極型太陽電池單元8之n型用電極6及p型用電極7分別經由接合構件21而與設置於配線片材10之絕緣性基材11上之n型用配線12及p型用配線13對向。
<配線片材>
圖7中表示自配線之設置側觀察本實施形態中所使用之配線片材之一例之模式性之俯視圖。如圖7所示,配線片材10包括絕緣性基材11、及包含設置於絕緣性基材11之表面上之n型用配線12、p型用配線13及連接用配線14之配線16。
此處,n型用配線12、p型用配線13及連接用配線14分別為導電性,n型用配線12及p型用配線13分別設為包含複數個長方形於與長方形之長度方向正交之方向排列之形狀的梳形狀。另一方面,連接用配線14成為帶狀。又,分別位於配線片材10之末端之n型用配線12a及p型用配線13a以外之相鄰之n型用配線12與p型用配線13藉由連接用配線14而電性連接。
於配線片材10中,以梳形狀之n型用配線12之相當於梳齒(長方形)之部分與梳形狀之p型用配線13之相當於梳齒(長方形)之部分一個個地交替嚙合之方式分別配置n型用配線12及p型用配線13。其結果,梳形狀之n型用配線12之相當於梳齒之部分與梳形狀之p型用配線13之相當於梳齒之部分分別一個個地交替隔開特定間隔而配置。
圖8中表示沿著圖7之VIII-VIII之模式性之剖面圖。如圖8所示,於配線片材10中,僅於絕緣性基材11之一方之表面上設置n型用配線12及p型用配線13。
作為絕緣性基材11之材質,只要為電絕緣性之材質則可無特別限定地使用,可使用例如包含選自由聚對苯二甲酸乙二酯(PET,Polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸二乙酯(PEN,Polyethylene naphthalate)、聚苯硫醚(PPS,Polyphenylene sulfide)、聚氟乙烯(PVF,Polyvinyl fluoride)及聚醯亞胺(Polyimide)所組成之群中之至少1種樹脂的材質。
絕緣性基材11之厚度並無特別限定,可設為例如25 μm以上且150 μm以下。
絕緣性基材11既可為僅包含1層之單層構造,亦可為包含2層以上之複數層構造。
作為配線16之材質,只要為導電性之材質而可無特別限定地使用,可使用包含選自由例如銅、鋁及銀所組成之群中之至少1種的金屬等。
配線16之厚度亦並無特別限定,可設為例如10 μm以上且50 μm以下。
配線16之形狀亦不限定於上述形狀,當然可適當設定。
亦可於配線16之至少一部分之表面設置包含選自由例如鎳(Ni)、金(Au)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、錫(Sn)、SnPb焊料及ITO(Indium Tin Oxide)所組成之群中之至少1種的導電性物質。於此情形時,存在可使配線片材10之配線16與後述之背面電極型太陽電池單元8之電極之電性連接良好、提高配線16之耐候性之傾向。
亦可於配線16之至少一部分之表面實施例如防銹處理或黑化處理等表面處理。
配線16既可為僅包含1層之單層構造,亦可為包含2層以上之複數層構造。
以下,對圖7及圖8所示之構成之配線片材10之製造方法之一例進行說明。
首先,準備例如PEN膜等絕緣性基材11,於該絕緣性基材11之一方之表面之整個面貼合例如金屬箔或金屬板等導電性物質。例如可抽出切割成特定寬度之絕緣性基材之捲,於絕緣性基材之一方之表面塗佈接著劑,使較絕緣性基材之寬度稍小地進行切割而成之金屬箔之捲重合並進行加壓、加熱,藉此進行貼合。
其次,藉由光蝕刻等去除貼合於絕緣性基材11之表面之導電性物質之一部分而使導電性物質圖案化,藉此於絕緣性基材11之表面上形成包括包含經圖案化之導電性物質之n型用配線12、p型用配線13及連接用配線14等之配線16。
藉由以上步驟,可製作圖7及圖8所示之構成之配線片材10。
圖9中表示使背面電極型太陽電池單元8與配線片材10重合之後之一例之模式性的俯視圖。如圖9所示,使作為背面電極型太陽電池單元8之電極設置側之表面之背面與配線片材10之配線設置側之表面對向而將背面電極型太陽電池單元8與配線片材10重合。此處,於1片配線片材10上重合16片背面電極型太陽電池單元8,但當然並不限定於該構成,例如亦可為於1片配線片材10上重合1片背面電極型太陽電池單元8之構成。
又,於在背面電極型太陽電池單元8之電極與周緣部之間設置包含對位圖案之固定樹脂22a之情形時,較佳為使用設置有與固定樹脂22a之對位圖案對應之對位圖案的配線片材10。
於使用例如圖6所示之設置有非設置區域41a、41b之背面電極型太陽電池單元8之情形時,較佳為使用例如圖10之模式放大俯視圖所示般之作為與非設置區域41a、41b對應之對位圖案之一例而設置有開口部51的配線片材10。再者,圖10係自絕緣性基材11側觀察時之配線片材10之模式性之放大俯視圖,設置於配線片材10之開口部51可藉由通過絕緣性基材11進行目視、或使用紅外線等特定波長之光等識別。
此處,開口部51為例如未設置配線片材10之配線之區域(即,絕緣性基材11之表面露出之區域),圖10所示之例中,於n型用配線12之延長線上設置於自n型用配線12之前端離開之位置。
使圖6所示之背面電極型太陽電池單元8與圖10所示之配線片材10重合之步驟中,例如圖11之模式放大剖面圖所示,以自開口部51可看到非設置區域41a之方式進行背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之對位。
藉此,例如圖12(a)及圖12(b)之模式放大剖面圖所示,即便於接合構件21在相對於背面電極型太陽電池單元8之n型用電極6及p型用電極7位置偏離之狀態下進行設置之情形時,只要固定樹脂22b能夠以相對於配線片材10之n型用配線12及p型用配線13為適當之位置之方式進行對位,則可於配線片材10之相鄰之配線間設置固定樹脂22b,因此存在如下傾向,即可抑制接合構件21流出至相鄰之配線間而導致產生電性短路,並且可藉由接合構件21將背面電極型太陽電池單元8之n型用電極6及p型用電極7與配線片材10之n型用配線12及p型用配線13更穩定地電性連接。
又,於決定配線片材10之朝向與背面電極型太陽電池單元8之朝向之情形時,亦可使固定樹脂22b之非設置區域41a與非設置區域41b為不同之形狀。藉此,可通過設置於配線片材10之開口部51確認固定樹脂22b之非設置區域41a或非設置區域41b之形狀,因此可防止於背面電極型太陽電池單元8之朝向錯誤之狀態下進行背面電極型太陽電池單元8與配線基板10之對位。再者,如圖6之例般於即便設置有固定樹脂22a亦可識別n型用電極6a及p型用電極7a之情形時,使n型用電極6a之表面形狀與p型用電極7a之表面形狀為不同之形狀,通過設置於配線片材10之開口部51確認n型用電極6a之表面形狀及p型用電極7a之表面形狀,藉此亦可獲得與上述相同之效果。
再者,配線片材10之開口部51當然並不限定於與非設置區域41a、41b對應之形狀,可使用例如根據固定樹脂22a之對位圖案可適當地使用背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線之對位之各種圖案。
<附有配線片材之太陽電池單元之製作>
其次,藉由對以上述方式重合之背面電極型太陽電池單元8與配線片材10一面加壓一面加熱及/或照射光而製作附有配線片材之太陽電池單元。
此處,第1硬化狀態之固定樹脂22b係如圖1(f)之模式剖面圖所示,由於此時之加熱及/或紫外線等光之照射而黏度下降並軟化,從而成軟化狀態之固定樹脂22c。繼而如圖1(g)之模式剖面圖所示,位於背面電極型太陽電池單元8之電極間之軟化狀態之固定樹脂22c藉由背面電極型太陽電池單元8與配線片材10間之加壓而變形,並進入至配線片材10之配線間。又,接合構件21中之導電性物質亦藉由加熱而熔融,如圖1(g)所示,藉由背面電極型太陽電池單元8與配線片材10間之加壓而在背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線間變形。
其後,如圖1(h)之模式剖面圖所示,軟化狀態之固定樹脂22c進而藉由加熱及/或紫外線等光之照射黏度上升而再次硬化,從而成為第2硬化狀態之固定樹脂22d。第2硬化狀態為樹脂之交聯反應所致之硬化,因此第2硬化狀態之固定樹脂22d不會再次軟化而狀態穩定。
此處,第2硬化狀態之固定樹脂22d較佳為藉由於第1硬化狀態之固定樹脂22b之黏度一度下降之後再次上升而可接著之狀態。於此情形時,以第1硬化狀態調整背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之位置關係之後成為第2硬化狀態,藉此存在能夠以所期望之位置關係接著背面電極型太陽電池單元8與配線片材10的傾向。藉此,可提高生產性、背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之機械連接之穩定性、及背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線之電性連接之穩定性的傾向變大。
此處,於接合構件21之導電性物質之熔融開始溫度較第1硬化狀態之固定樹脂22b之軟化開始溫度高之情形時,即便加熱接合構件21接合構件21中之導電性物質開始熔融時,軟化狀態之固定樹脂22c已進入之配線片材10之配線間及背面電極型太陽電池單元8之電極間,因此不會朝向相鄰之配線及電極流出。因此,可有效防止相鄰之電極間及配線間因接合構件21之導電性物質而短路。因此,接合構件21之導電性物質之熔融開始溫度較佳為較第1硬化狀態之固定樹脂22b之軟化開始溫度高。
藉由軟化狀態之固定樹脂22c進入至配線片材10之配線間而可使軟化狀態之固定樹脂22c接觸於配線片材10之表面之更廣區域,其後,軟化狀態之固定樹脂22c硬化而成為第2硬化狀態之固定樹脂22d,藉此可牢固地接合背面電極型太陽電池單元8與配線片材10。
進而,根據本實施形態之方法,如專利文獻1中所記載之技術般,不需要以於電極間或配線間之狹窄區域不與電極或配線重疊之方式貼附黏著性之膠帶的步驟,因此生產性亦優異。
圖13中表示對固定樹脂使用可B階段化之樹脂、對接合構件21之導電性物質使用焊料時之相對於經過時間之加熱溫度之變化與固定樹脂之黏度變化的關係。首先,自圖13之橫軸之加熱開始起隨著使加熱溫度上升,第1硬化狀態之固定樹脂22b之黏度下降而成為軟化狀態之固定樹脂22c。
而且,加熱溫度為焊料之熔點以上之溫度時,接合構件21之焊料熔融而流動。此時,於第1硬化狀態之固定樹脂22b之黏度下降而未成為軟化狀態之固定樹脂22c之情形時,固定樹脂之黏度較高、固定樹脂未充分進入配線片材10之相鄰之配線間,因此於背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之間容易殘留空間。
然而,本實施形態中,使用如下樹脂作為固定樹脂,該樹脂為如例如可B階段化之樹脂或膨潤型樹脂般於未硬化之固定樹脂之黏度上升而成為第1硬化狀態之後,黏度下降而成為軟化狀態,其後,黏度再次上升而成為第2硬化狀態。因此,於接合構件21之焊料熔融而流動之前,能夠以埋入除接合構件21之設置部位以外之背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之間之儘可能廣之空間之方式填充軟化狀態之固定樹脂22c。
其後,藉由以超過接合構件21之焊料之熔點之溫度將加熱溫度保持固定,而於焊料熔融之狀態下使軟化狀態之固定樹脂22c硬化而為第2硬化狀態之固定樹脂22d。此處,於背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之間儘可能廣之空間填充軟化狀態之固定樹脂22c,因此於軟化狀態之固定樹脂22c硬化而成為第2硬化狀態之固定樹脂22d之後,可提高背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之接合強度,可提高背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之機械連接之穩定性。
然後,藉由使加熱溫度下降至未達接合構件21之焊料之熔點之溫度,使接合構件21之焊料固化而進行背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線之電性連接。此時,第2硬化狀態之固定樹脂22d由於加熱溫度之下降而硬度幾乎沒有變化,因此可保持背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之接合強度。
再者,於變更圖13所示之加熱溫度相對於經過時間之變化之情形時,對固定樹脂之軟化溫度、硬化開始時間、硬化完成時間及導電性物質之熔融性等帶來影響,因此較佳為組合適合於本步驟之材料設計與適合於該材料設計之加熱溫度之變化。
例如,固定樹脂較佳為軟化至於接合構件21之導電性物質成為熔融狀態之前可藉由加壓變形之程度。於此情形時,於將固定樹脂填充於配線片材10之配線間之後可使接合構件21之導電性物質為熔融狀態,因此可有效地防止接合構件21之導電性物質流入至配線片材10之配線間。
又,較佳為於軟化狀態之固定樹脂22c再次硬化而成為第2硬化狀態之固定樹脂22d之前接合構件21之導電性物質成為熔融狀態。由於接合構件21之導電性物質之熔融而背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之間之高度減少,伴隨該減少軟化狀態之固定樹脂22c流入至配線片材10之配線間。因此,於在形成第2硬化狀態之固定樹脂22d之後接合構件21之導電性物質熔融之情形時,存在於軟化狀態之固定樹脂22c未充分填充至配線片材10之配線間之狀態下接合構件21之導電性物質以熔融狀態流入至配線片材10之配線間之虞。又,導電性物質熔融而於電極與配線之間潤濕擴散,但若軟化狀態之固定樹脂22c成為第2硬化狀態之固定樹脂22d,則背面電極型太陽電池單元8與配線片材10間之高度被固定,因此潤濕擴散之導電性物質無法充分填充至電極與配線之間。
又,較佳為直至形成第2硬化狀態之固定樹脂22d為止保持接合構件21之導電性物質成為熔融狀態之溫度。於此情形時,背面電極型太陽電池單元8與配線片材10藉由第2硬化狀態之固定樹脂22d而機械連接之後接合構件21之導電性物質固化,因此可提高背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線之電性連接之穩定性。
如此,藉由調節固定樹脂之軟化及硬化之時序與接合構件之導電性物質之熔融之時序,可抑制相鄰之電極間及/或配線間之導電性物質所致之短路之產生而將背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線電性連接,並且可將背面電極型太陽電池單元8與配線片材10以第2硬化狀態之固定樹脂22d機械連接。
於藉由加熱進行第1硬化狀態之固定樹脂22b軟化而形成軟化狀態之固定樹脂22c之步驟、熔融接合構件21之導電性物質之步驟、及使軟化狀態之固定樹脂22c硬化而形成第2硬化狀態之固定樹脂22d之步驟之情形時,軟化第1硬化狀態之固定樹脂22b之溫度較佳為較使軟化狀態之固定樹脂22c硬化而為第2硬化狀態之溫度低。可藉由如此控制加熱溫度而對固定樹脂切實地以第1硬化狀態、軟化狀態及第2硬化狀態之順序使狀態轉變。藉此,例如如上所述般能夠以一次加熱步驟進行軟化第1硬化狀態之固定樹脂22b而形成軟化狀態之固定樹脂22c之步驟、熔融接合構件21之導電性物質之步驟、及使軟化狀態之固定樹脂22c硬化而形成第2硬化狀態之固定樹脂22d之步驟。於此情形時,存在生產性更加優異之傾向。
再者,第1硬化狀態、軟化狀態及第2硬化狀態可藉由調查供給熱能量及/或光能量等能量時之相對於時間之經過的黏度變化而確認。又,第1硬化狀態、軟化狀態及第2硬化狀態亦可分別藉由分析固定樹脂之特性、組成或狀態而確認。例如,於固定樹脂為可B階段化之樹脂之情形時,亦可藉由測定固定樹脂之黏度、溶媒之含量及樹脂之交聯率等而確認。
圖14中表示對固定樹脂使用可B階段化之樹脂、對接合構件使用焊料而製作之附有配線片材之太陽電池單元之一例之模式性之放大剖面圖。此處,背面電極型太陽電池單元8與配線片材10藉由第2硬化狀態之固定樹脂22d而機械連接。又,背面電極型太陽電池單元8之n型用電極6及p型用電極7分別藉由配線片材10之n型用配線12及p型用配線13與導電性物質23而電性連接。
此處,背面電極型太陽電池單元8之基板1之背面與配線片材10之絕緣性基材11之表面間之高度T於n型用配線12及p型用配線13之厚度分別為例如35 μm左右之情形時,例如設為50 μm以上且60 μm以下左右。
又,相鄰之n型用配線12與p型用配線13間之距離P設為例如200 μm左右。再者,於距離P為5 mm以下之情形時,尤其為1 mm以下之情形時,容易因焊料而產生配線間之短路。因此,於此種情形時,有效發揮本發明之可提高背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線之電性連接之穩定性的效果。
進而,n型用配線12及p型用配線13之各者之寬度W設為例如550 μm左右。
<密封於密封材中之步驟>
以上述方式製作之附有配線片材之太陽電池單元例如如圖15之模式剖面圖所示,藉由密封於正面保護材17與背面保護材19間之密封材18中而製作太陽電池模組。
密封於密封材中之步驟例如可於玻璃等正面保護材17中所包含之乙烯醋酸乙烯酯(EVA,ethylene vinyl acetate)等之密封材18與聚酯膜等背面保護材19中所包含之EVA等之密封材18之間挾入附有配線片材之太陽電池單元,對正面保護材17與背面保護材19之間一面加壓一面加熱,藉此將該等密封材18一體化而進行。
上述內容中對如下情形進行說明,即經過藉由加熱第1硬化狀態之固定樹脂22b而使固定樹脂22b軟化之步驟、藉由加熱接合構件21而使接合構件21中之導電性物質熔融之步驟、及藉由加熱而使軟化之固定樹脂22c硬化並使固定樹脂22c為第2硬化狀態之步驟之後的將附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材18中,但較佳為於密封於密封材18中之步驟中,進行該等步驟而將附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材18中來製作太陽電池模組。於此情形時,可使太陽電池模組之生產性更加優異。即,將進行該等步驟前之重合之背面電極型太陽電池單元8與配線片材10挾入於正面保護材17中所包含之密封材18與背面保護材19中所包含之密封材18之間,對正面保護材17與背面保護材19之間一面加壓一面加熱及/或進行紫外線等光之照射。藉此,固定樹脂經過第1硬化狀態、軟化狀態及第2硬化狀態而硬化來製作附有配線片材之太陽電池單元,並且製作將該附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材18中而成之太陽電池模組。
又,該密封步驟較佳為於抽成真空之環境中進行。藉此,可抑制於密封材18產生氣泡、於密封材18與附有配線片材之太陽電池單元之間產生空隙。進而,於在抽成真空之環境中進行之密封步驟中包含藉由加熱第1硬化狀態之固定樹脂22b而使固定樹脂22b軟化之步驟、藉由加熱接合構件21而使接合構件21中之導電性物質熔融之步驟、及藉由加熱而使軟化之固定樹脂22c硬化並使固定樹脂22c成為第2硬化狀態之步驟,藉此亦可於背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之間脫氣,因此可抑制於固定樹脂22d、導電性物質及接合構件21產生氣泡或空隙,從而可製作可靠性較高之太陽電池模組。
再者,上述內容中,第2硬化狀態之固定樹脂22d較佳為白色。於第2硬化狀態之固定樹脂22d為白色之情形時,對固定樹脂22d之光之反射率變高,使透射背面電極型太陽電池單元8之光於該等樹脂高效地反射並再次對背面電極型太陽電池單元8照射光,藉此可減低光損失,因此存在可提高附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組之轉換效率之傾向。本說明書中,所謂「白色」係指對波長360~830 nm之光之反射率為50%以上。再者,於第2硬化狀態之固定樹脂22d為白色之情形時,對第2硬化狀態之固定樹脂22d之波長360~830 nm之光的反射率較佳為接近100%。
又,本發明中之背面電極型太陽電池單元之概念中,不僅包含僅於上述基板之一方之正面側(背面側)形成有n型用電極及p型用電極之雙方之構成,亦包含所有MWT(Metal Wrap Through,金屬貫穿式背電極)單元(於設置於基板之貫通孔配置電極之一部分之構成的太陽電池單元)等所謂背部接觸型太陽電池單元(自太陽電池單元之與受光面側為相反側之背面側取出電流之構造的太陽電池單元)。
如上所述,根據本實施形態,能夠以優異之生產性製造提高背面電極型太陽電池單元8與配線片材10之機械連接之穩定性、並且提高背面電極型太陽電池單元8之電極與配線片材10之配線之電性連接的穩定性的附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組。因此,根據本實施形態,能夠以優異之生產性製造抑制短路故障之產生、長期可靠性優異之附有配線片材之太陽電池單元及太陽電池模組。
實施例
首先,製作形成於n型矽基板之背面之n型雜質擴散區域上之帶狀之n型用電極與形成於p型雜質擴散區域上之帶狀之p型用電極一個個地交替配置之背面電極型太陽電池單元。此處,n型用電極及p型用電極分別為Ag電極,相鄰之n型用電極與p型用電極之間之間距設為750 μm。又,n型用電極及p型用電極之各者之寬度設為50 μm~150 μm,n型用電極及p型用電極之各者之高度設為3 μm~13 μm。
其次,藉由網版印刷而於背面電極型太陽電池單元之背面之相鄰之n型用電極與p型用電極之間設置未硬化之固定樹脂(SANWA化學工業(股)製造之SPSR-900G)。此處,固定樹脂為環氧系之可B階段化之樹脂,選擇如下樹脂:第1硬化狀態之樹脂之黏著性較低,於抽成真空中,於溫度為60℃以下不自第1硬化狀態軟化,而於80℃~100℃以上軟化,於130℃以上開始硬化。圖16中表示設置固定樹脂後之背面電極型太陽電池單元之背面之放大照片。如圖16所示,於背面電極型太陽電池單元之背面,於電極與周緣部之間形成有兩個固定樹脂之對位圖案(本實施例中為如由圖16之點線包圍之區域所示般將固定樹脂模切成菱形狀之圖案)。
其次,將背面電極型太陽電池單元之相鄰之n型用電極與p型用電極間之未硬化的固定樹脂放入80℃之烘箱中加熱10分鐘,使該固定樹脂硬化而為第1硬化狀態,第1硬化狀態之固定樹脂之背面電極型太陽電池單元側之寬度為400 μm,與背面電極型太陽電池單元為相反側之寬度為100 μm,高度大致為50 μm。
其次,於背面電極型太陽電池單元之n型用電極上及p型用電極上分別設置焊料。此處所使用之焊料為Sn-Bi之共晶焊料,以寬度為150 μm、高度大致為30 μm之方式設置。
繼而,以背面電極型太陽電池單元之背面之n型用電極及p型用電極之各者與配線片材之n型用配線及p型用配線對向之方式,於配線片材上使背面電極型太陽電池單元重合。此處,n型用配線及p型用配線分別形成於包含PEN之絕緣性基材上,n型用配線及p型用配線分別設為銅配線。圖17中表示配線片材之配線之設置側之表面的放大照片。本實施例中,如圖17所示,配線片材中,於與固定樹脂之對位圖案對應之位置未設置配線而設置包含PEN之絕緣性基材之表面露出的對位圖案(由圖17之點線包圍之區域)。而且,於使背面電極型太陽電池單元與配線片材重合之步驟中,以背面電極型太陽電池單元之固定樹脂之對位圖案與配線片材之對位圖案重疊之方式進行對位。
其後,將背面電極型太陽電池單元側作為下側而將重合之背面電極型太陽電池單元與配線片材投入至真空貼合機中,藉由根據圖18所示之溫度曲線進行加熱及加壓而將附有配線片材之太陽電池密封於密封材中而製作太陽電池模組。再者,圖18所示之溫度曲線使用熱電偶1~6而測定。
更具體而言,如圖18所示,將重合之背面電極型太陽電池單元與配線片材設置於包含EVA之密封材之間之後開始加熱,並實施180秒之抽真空,其後開始加壓使溫度上升。然後,如圖18所示藉由一面使溫度上升一面實施加壓600秒而製作將附有配線片材之太陽電池密封於密封材中而成之太陽電池模組。
又,固定樹脂自開始加熱起至約240秒之時間點為止為第1硬化狀態,自超過240秒之時間點起軟化而成為軟化狀態。而且,該軟化狀態自開始加熱起持續至超過約300秒之時間點為止,其後再次硬化而成為第2硬化狀態。
以上述方式製造之實施例之太陽電池模組成為不發生短路故障、於背面電極型太陽電池單元之電極與配線片材之配線之連接部之周圍不存在空間、背面電極型太陽電池單元與配線片材藉由第2硬化狀態之固定樹脂牢固地接合、電性連接之穩定性及機械連接之穩定性優異之太陽電池模組。
應認為本次所揭示之實施形態及實施例之所有方面均為例示而非制限性者。本發明之範圍並非由上述說明而由申請專利範圍表示,且欲包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更。
本發明可恰當地用於配線片材、附有配線片材之太陽電池單元、太陽電池模組、太陽電池單元、附有配線片材之太陽電池單元之製造方法及太陽電池模組之製造方法。
1...基板
1a...切割痕
2...n型雜質擴散區域
3...p型雜質擴散區域
4...鈍化膜
4a...接觸孔
4b...接觸孔
5...反射防止膜
6...n型用電極
6a...n型用電極
7...p型用電極
7a...p型用電極
8...背面電極型太陽電池單元
10...配線片材
11...絕緣性基材
12...n型用配線
12a...n型用配線
13...p型用配線
13a...p型用配線
14...連接用配線
16...配線
17...正面保護材
18...密封材
19...背面保護材
21...接合構件
22a...未硬化之固定樹脂
22b...第1硬化狀態之固定樹脂
22c...軟化狀態之固定樹脂
22d...第2硬化狀態之固定樹脂
23...導電性物質
31...周緣部
41a...非設置區域
41b...非設置區域
51...開口部
圖1(a)~圖1(h)係對實施形態之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法進行圖解之模式性之剖面圖。
圖2(a)~圖2(g)係對背面電極型太陽電池單元之製造方法之一例進行圖解之模式性的剖面圖。
圖3係自背面電極型太陽電池單元之基板之背面側觀察時之模式性之俯視圖。
圖4係背面電極型太陽電池單元之基板之背面之另一例之模式性之俯視圖。
圖5係背面電極型太陽電池單元之基板之背面之又一例之模式性之俯視圖。
圖6係於背面電極型太陽電池單元之電極與周緣部之間設置有固定樹脂之對位圖案之構成的背面電極型太陽電池單元之背面之一例之模式性的放大俯視圖。
圖7係自配線之設置側觀察本實施形態中所使用之配線片材之一例的模式性之俯視圖。
圖8係沿著圖7之VIII-VIII之模式性之剖面圖。
圖9係使背面電極型太陽電池單元與配線片材重合後之一例之模式性的俯視圖。
圖10係自絕緣性基材側觀察本實施形態中所使用之配線片材之一例時的模式性之放大俯視圖。
圖11係對背面電極型太陽電池單元與配線片材之對位時之固定樹脂之對位圖案與配線片材之對位圖案的位置關係的一例進行圖解之模式性之放大俯視圖。
圖12(a)及圖12(b)係對背面電極型太陽電池單元與配線片材之對位步驟之一例進行圖解之模式性之剖面圖。
圖13係表示對固定樹脂使用可B階段化之樹脂、對接合構件之導電性物質使用焊料時之相對於經過時間之加熱溫度之變化與固定樹脂之黏度變化的關係之圖。
圖14係對固定樹脂使用可B階段化之樹脂、對接合構件使用焊接樹脂而製作之附有配線片材之太陽電池單元之一例的模式性之放大剖面圖。
圖15係本實施形態之太陽電池模組之模式性之剖面圖。
圖16係實施例中之設置有固定樹脂之後之背面電極型太陽電池單元之背面的放大照片。
圖17係實施例中之配線片材之配線之設置側之表面之放大照片。
圖18係表示實施例之溫度曲線之圖。
1...基板
6...n型用電極
7...p型用電極
8...背面電極型太陽電池單元
10...配線片材
11...絕緣性基材
12...n型用配線
13...p型用配線
21...接合構件
22a...未硬化之固定樹脂
22b...第1硬化狀態之固定樹脂
22c...軟化狀態之固定樹脂
22d...第2硬化狀態之固定樹脂
31...周緣部
Claims (11)
- 一種附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其係用以製造附有配線片材之太陽電池單元之方法,該附有配線片材之太陽電池單元包含:太陽電池單元(8),其包含基板(1)及設置於上述基板(1)之至少一方之表面的電極(6、7);配線片材(10),其包含絕緣性基材(11)及設置於上述絕緣性基材(11)之至少一方之表面的配線(12、13);導電性物質(21),其配置於上述電極(6、7)與上述配線(12、13)之間並將上述電極(6、7)與上述配線(12、13)電性連接;及絕緣性之固定樹脂(22d),其配置於上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)之間並將上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)機械連接;該附有配線片材之太陽電池單元之製造方法包含如下步驟:使設置於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)間及上述配線片材(10)之上述配線(12、13)間之至少一方之上述固定樹脂(22a)硬化而成為第1硬化狀態;於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)上及上述配線片材(10)之上述配線(12、13)上之至少一方設置上述導電性物質(21);以上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)與上述配線片材(10)之上述配線(12、13)對向之方式使上述太陽電 池單元(8)與上述配線片材(10)重合;使上述第1硬化狀態之上述固定樹脂(22b)軟化;使上述導電性物質(21)熔融;及使上述軟化之上述固定樹脂(22c)硬化而使上述固定樹脂成為第2硬化狀態;且上述固定樹脂(22a)於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)與上述太陽電池單元(8)之周緣部(31)之間,以包含用以進行上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)之對位之對位圖案(41a、41b)的方式而設置。
- 如請求項1之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其中上述第1硬化狀態為與常溫下之未硬化狀態相比黏度較高、具有形狀保持性、且接著性較低之狀態,上述第2硬化狀態為藉由上述第1硬化狀態之上述固定樹脂(22b)之黏度一度下降之後再次上升而可接著之狀態。
- 如請求項1之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其中使上述固定樹脂軟化之步驟、使上述導電性物質(21)熔融之步驟及使上述固定樹脂成為第2硬化狀態之步驟係以一次加熱步驟進行。
- 如請求項1之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其中上述導電性物質(21)熔融之溫度較上述第1硬化狀態之上述固定樹脂(22b)軟化之溫度高。
- 如請求項1之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其中上述第2硬化狀態之上述固定樹脂(22d)為白 色。
- 如請求項1之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其中於設置上述固定樹脂(22a)之步驟中,上述固定樹脂(22a)設置於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)與上述太陽電池單元(8)之周緣部(31)之間。
- 如請求項1之附有配線片材之太陽電池單元之製造方法,其中於上述配線片材(10)設置有與上述固定樹脂(22d)之上述對位圖案(41a、41b)對應之對位圖案(51);上述重合之步驟包含以使設置於上述太陽電池單元(8)之上述固定樹脂(22a)之上述對位圖案(41a、41b)與上述配線片材(10)之上述對位圖案(51)重疊的方式進行對位的步驟。
- 一種太陽電池模組之製造方法,其係用以製造將附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材(18)中而成之太陽電池模組之方法,該附有配線片材之太陽電池單元包含:太陽電池單元(8),其包含基板(1)及設置於上述基板(1)之至少一方之表面的電極(6、7);配線片材(10),其包含絕緣性基材(11)及設置於上述絕緣性基材(11)之至少一方之表面之配線(12、13);導電性物質(21),其配置於上述電極(6、7)與上述配線(12、13)之間並將上述電極(6、7)與上述配線(12、13)電性連接;及絕緣性之固定樹脂(22d),其配置於上述太陽電池單元 (8)與上述配線片材(10)之間並將上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)機械連接;該太陽電池模組之製造方法包含如下步驟:使設置於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)間及上述配線片材(10)之上述配線(12、13)間之至少一方之上述固定樹脂(22a)硬化而成為第1硬化狀態;於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)上及上述配線片材(10)之上述配線(12、13)上之至少一方設置上述導電性物質(21);以上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)與上述配線片材(10)之上述配線(12、13)對向之方式使上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)重合;及藉由加熱而將重合之上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)密封於密封材(18)中;及上述固定樹脂(22a)於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)與上述太陽電池單元(8)之周緣部(31)之間,以包含用以進行上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)之對位之對位圖案(41a、41b)的方式而設置;且密封於上述密封材(18)中之步驟包含如下步驟:藉由上述加熱而使上述第1硬化狀態之上述固定樹脂(22b)軟化;藉由上述加熱而使上述導電性物質熔融;藉由上述加熱使上述軟化之上述固定樹脂(22c)硬化而使上述固定樹脂成為第2硬化狀態。
- 一種附有配線片材之太陽電池單元,其包含:太陽電池單元(8),其包含基板(1)及設置於上述基板(1)之至少一方之表面之電極(6、7);配線片材(10),其包含絕緣性基材(11)及設置於上述絕緣性基材(11)之至少一方之表面之配線(12、13);導電性物質(21),其配置於上述電極(6、7)與上述配線(12、13)之間並將上述電極(6、7)與上述配線(12、13)電性連接;及絕緣性之固定樹脂(22d),其配置於上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)之間並將上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)機械連接;且於上述太陽電池單元(8)之上述電極(6、7)與上述太陽電池單元(8)之上述周緣部(31)之間,設置有包含用以進行上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)之對位之對位圖案(41a、41b)的絕緣性之固定樹脂(22d);於上述配線片材(10)設置有與設置於上述太陽電池單元(8)之上述固定樹脂(22d)之上述對位圖案(41a、41b)對應之對位圖案(51);以使上述固定樹脂(22d)之上述對位圖案(41a、41b)與上述配線片材(10)之上述對位圖案(51)重疊之方式配置上述太陽電池單元(8)與上述配線片材(10)。
- 如請求項9之附有配線片材之太陽電池單元,其中上述固定樹脂(22d)為白色之樹脂。
- 一種太陽電池模組,其係將如請求項9之附有配線片材之太陽電池單元密封於密封材(18)中而成者。
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