TWI574428B - A solar cell concentrator and a solar cell module using the current collector - Google Patents
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Description
本發明關於一種太陽能電池用集電片及使用此集電片之太陽能電池模組，該太陽能電池用集電片用來從反向接觸式的太陽能電池元件中取出電力。
近年來，對於環境問題之意識高漲，而作為綠色能源來源之太陽能電池受到矚目。一般來說，構成太陽能電池之太陽能電池模組，是從受光面側，依序積層透明前面基板、表面側密封材片、太陽能電池元件、背面側密封材片、及背面保護片而成的構造，並具有藉由太陽光入射至上述太陽能電池元件來進行發電的機能。
在太陽能電池模組的內部進行發電之太陽能電池元件，通常，在太陽能電池模組的內部設置有複數片，並藉由將這些元件串聯並聯連接，以能得到必要的電壓及電流之方式來加以構成。為了在太陽能電池模組的內部將複數個太陽能電池單元加以配線，例如，使用一種太陽能電池用集電片，其是將作為電路之金屬箔加以積層在基材也就是樹脂片的表面上而成(參照專利文獻1)。
然而，太陽能電池元件，包含接受太陽光的受光面及位於其背面的非受光面，為了提升在受光面上的太陽光線的受光效率，已知有一種反向接觸式的太陽能電池元件，
此元件沒有在受光面上配置電極，而是在非受光面上配置具有不同極性的複數個電極。
反向接觸式的太陽能電池元件，有各種方式。所具備的半導體基板具有貫通受光面和非受光面之複數個通孔，且在非受光面上設置極性不同的複數個電極之金屬繞穿(MWT，metal wrap-through)方式，或射極繞穿(EWT，emitter wrap-through)方式，除了上述方式以外，也有不具有通孔構造之太陽能電池元件。
此處，特別是要從具有通孔構造之太陽能電池元件的電極中直接取出電力的情況下，在P極也就是非受光面側元件與N電極所對應的配線部之間，有發生短路的危險。
這種短路，能夠藉由在太陽能電池用集電片的電路上形成絕緣層來加以防止。在專利文獻2中，揭露一種太陽能電池模組，其在太陽能電池用集電片的電路上藉由絕緣性黏接劑形成有絕緣層。
另一方面，近年來，太陽能電池元件有薄型化的趨勢，所以來自外部的些許衝擊就有使太陽能電池元件裂開，而在太陽能電池元件與太陽能電池用集電片上的電路的接合部造成接觸不良的情況，但是上述的絕緣性黏接劑，通常是藉由熱或紫外線(UV)等而反應的硬化性樹脂，所以硬化後的絕緣層沒有耐衝擊性，而不能僅靠絕緣層來求得緩和來自外部的衝擊之效果。
專利文獻1：日本特開第2007-081237號公報
專利文獻2：日本特開第2010-157553號公報
因此，謀求一種太陽能電池用集電片，其能夠以不引起短路且安全的方式從反向接觸式的太陽能電池元件中取出電力，且能夠充分緩和來自外部的衝擊。
鑒於以上的狀況，本發明的目的在於提供一種太陽能電池用集電片及其製造方法，該太陽能電池用集電片是要與反向接觸式的太陽能電池元件接合之太陽能電池用集電片，該太陽能電池用集電片能夠確實地防止在P極也就是非受光面側元件與N電極所對應的配線部之間的短路，並能夠充分緩和來自外部的對於太陽能電池元件、及太陽能電池元件與電路的接合部之的衝擊。
本發明人，為了解決以上問題而專心地進行研究的結果，發現使所形成的密封材料層，除了在太陽能電池用集電片2的電路上的衝擊緩和之本來的效果以外，也具備絕緣效果，藉此防止上述短路，且能夠充分緩和來自外部的衝擊，而完成本發明。具體來說，本發明提供以下的技術。
(1)一種太陽能電池用集電片，其特徵在於：作為太陽能電池模組中的內部配線用而被配置在反向
接觸式的太陽能電池元件的背面側；具備被形成在樹脂基材的表面上之由金屬構成的配線部和非配線部所構成的電路、及被積層在前述電路上的密封材料層；在前述配線部上的密封材料層中，形成有使前述配線部露出的導通凹部，該導通凹部用來使前述太陽能電池元件的非受光面側的電極和其所對應的前述配線部，經由該密封材料層而導通。
(2)如(1)所述的太陽能電池用集電片，其中，具備第一導通凹部和第二導通凹部來作為前述導通凹部；該第一導通凹部，對應於正負的一方的第一電極位置，該第一電極是自前述太陽能電池元件的受光面側元件經過通孔而被形成在非受光面側；該第二導通凹部，對應於正負的另一方的第二電極位置，該第二電極是位於前述太陽能電池元件的非受光面側元件上。
(3)一種太陽能電池用集電片，其特徵在於：作為太陽能電池模組中的內部配線用而被配置在反向接觸式的太陽能電池元件的背面側；具備被形成在樹脂基材的表面上之由金屬構成的配線部和非配線部所構成的電路、被形成在前述電路上形成的絕緣層、及被形成在該絕緣層上的密封材料層；在前述配線部上的絕緣層及密封材料層中，形成有使前述配線部露出的導通凹部，該導通凹部用來使前述太陽能電池元件的非受光面側的電極和其所對應的前述配線
部，經由該絕緣層及該密封材料層而導通。
(4)如(3)所述的太陽能電池用集電片，其中，具備第一導通凹部和第二導通凹部來作為前述導通凹部；該第一導通凹部，對應於正負的一方的第一電極位置，該第一電極是自前述太陽能電池元件的受光面側元件經過通孔而被形成在非受光面側；該第二導通凹部，對應於正負的另一方的第二電極位置，該第二電極是位於前述太陽能電池元件的非受光面側元件上。
(5)如(1)或(2)所述的太陽能電池用集電片，其中，前述密封材料層的以JIS C6481測定的體積電阻值是在107Ω以上。
(6)如(1)或(2)所述的太陽能電池用集電片，其中，前述密封材料層是聚乙烯系樹脂或離子聚合物。
(7)如(3)或(4)所述的太陽能電池用集電片，其中，前述絕緣層是紫外線硬化型絕緣層。
(8)如(1)至(4)的任一項所述的太陽能電池用集電片，其中，背面保護片被一體化在前述樹脂基材的背面側。
(9)一種太陽能電池用集電片的製造方法，是製造如(1)、(2)、(5)或(6)的任一項所述的太陽能電池用集電片的方法，所述製造方法具備：在樹脂基材的表面上積層金屬箔後，蝕刻前述金屬箔來形成電路之步驟；以及將構成前述導通凹部之貫通孔形成在前述密封材料層
中且將前述密封材料層積層在前述電路上之步驟。
(10)一種太陽能電池用集電片的製造方法，是製造如(3)、(4)或(7)的任一項所述的太陽能電池用集電片的方法，所述製造方法具備：在樹脂基材的表面上積層金屬箔後，蝕刻前述金屬箔來形成電路之步驟；將前述絕緣層圖案化形成於前述配線部和非配線部的前述導通凹部以外的處所之步驟；以及將構成前述導通凹部之貫通孔形成在前述密封材料層中且將前述密封材料層積層在前述絕緣層上之步驟。
(11)一種太陽能電池模組，是具備接合構件之太陽能電池模組，該接合構件是將如(2)或(4)所述的太陽能電池用集電片積層在反向接觸式的太陽能電池元件的非受光面側而構成；前述太陽能電池元件，是由受光面側元件和非受光側面元件所構成，且具備正負的一方的第一電極、和正負的另一方的第二電極，該第一電極是自前述受光面側元件經過通孔而被形成在非受光面側，該第二電極是被形成在前述非受光面側元件上；在前述太陽能電池用集電片的前述導通凹部中填充有導電性材料，前述第一電極與前述第一導通凹部內的導電性材料是以導通的方式而被接合，前述第二電極與前述第二導通凹部內的導電性材料是以導通的方式而被接合。
(12)一種太陽能電池模組，其具備：
被形成在樹脂基材的表面上且由金屬配線部和非配線部所構成的電路；被積層在前述電路上或前述電路上所形成的絕緣層上之密封材料層；以及被積層在前述密封材料層上之反向接觸式的太陽能電池元件。
依照本發明，提供一種太陽能電池用集電片及其製造方法，該太陽能電池用集電片是要與反向接觸式的太陽能電池元件接合之太陽能電池用集電片，例如，能夠確實地防止在P極也就是非受光面側元件與N電極所對應的配線部之間的短路，並能夠充分緩和來自外部的朝向太陽能電池元件等之衝擊。
以下，針對本發明的第一實施形態的太陽能電池用集電片及其製造方法進行說明。
首先，一邊參照第1圖、第2圖，一邊將本發明的太陽能電池用集電片的第一實施形態中所使用的太陽能電池元件作為一例，來針對具有通孔之反向接觸式太陽能電池元件1進行說明。第1圖是示意地表示太陽能電池元件1之立體圖。第2圖是沿著第1圖的X-X線之剖面圖。
本實施形態中所使用的太陽能電池元件1，是由上下積層的N極的受光面側元件11和P極的非受光面側元件12所構成，且具備複數個通孔13與電極4，該複數個通孔
13貫通受光面側元件11和非受光面側元件12，該電極4是由第一電極41和第二電極42所構成，該第一電極41是自受光面側元件11經過通孔13而被形成在非受光面側之負電極，該第二電極42是被形成在非受光面側元件12上之正電極。
另外，在本說明書中，將受光面側元件是N極且非受光面側元件是P極之太陽能電池元件1，亦即，第一電極41是負電極且第二電極42是正電極之太陽能電池元件1，作為實施例來加以例示。但是，太陽能電池元件的構成不限於此。例如，在與第1圖不同的受光面側是P極之太陽能電池元件的情況下，第一電極41和第二電極42的正負的極性逆轉。本發明的太陽能電池用集電片，在這種構成的太陽能電池元件中也能夠使用。再者，在這種情況下，也能發揮與本實施例完全相同的效果。
作為具有通孔13之反向接觸式的太陽能電池元件的具體實施例，列舉金屬繞穿(MWT)方式、射極繞穿(EWT)方式的太陽能電池元件。所謂MWT方式的太陽能電池元件，是在太陽能電池元件1的通孔13內填充有銀膠14等金屬，通過金屬並藉由非受光面側的第一電極41(負電極)來取出在受光面收集的電力之構造的太陽能電池元件。所謂EWT方式的太陽能電池元件，是在太陽能電池元件1的通孔13的內壁設置擴散層，通過擴散層並藉由非受光面側的第一電極41(負電極)來取出在受光面收集的電力之構造的太陽能電池元件。
另外，能夠使用本發明的太陽能電池用集電片之太陽能電池元件，不受限於一定要具有上述那樣的通孔13之太陽能電池元件。只要是將具有不同極性的複數個電極配置在非受光面上而成之反向接觸式的太陽能電池元件，就算是使用於不具有通孔13的構成之太陽能電池元件中的情況下，也能夠滿意地使用本發明的太陽能電池用集電片，來作為能夠一邊防止上述短路一邊緩和外部衝擊之集電片。作為一例，即使是針對「指叉背接觸(IBC，interdigitated back-contact)方式」的太陽能電池元件，也能夠滿意地使用本發明的太陽能電池用集電片。此處，所謂IBC方式的太陽能電池元件，是在太陽能電池元件的背面形成有梳子型形狀的p型、n型的擴散層，而從其p、n區域中取出電力之構造的太陽能電池元件。
一邊參照第3圖至第5圖，一邊針對本發明的太陽能電池用集電片2的實施狀態進行說明。第3圖是示意地表示具有通孔13之反向接觸式的太陽能電池元件1和本發明的太陽能電池用集電片2的接合構件3之立體圖。第4圖是第3圖的接合構件3沿著Y-Y線之剖面圖，且該接合構件3的太陽能電池元件1和太陽能電池用集電片2處於接合前的狀態。第5圖是第3圖的接合構件3沿著Y-Y線之剖面圖，且該接合構件3的太陽能電池元件1和太陽能電池用集電片2處於接合後的狀態。
本實施形態的太陽能電池用集電片2，具備樹脂基材
21、電路22、密封材料層23、及在密封材料層23的一部分中形成的導通凹部24。樹脂基材21的表面上，例如形成有由銅等金屬構成的配線部221和非配線部222所構成的電路22。而且，形成有覆蓋電路22之密封材料層23。又，形成有從密封材料層23的上部表面貫通直至電路22的上部表面之導通凹部24。
樹脂基材21，是被片狀成型後的樹脂。此處，所謂片狀是包含膜狀的概念，在本發明中兩者沒有差異。作為構成樹脂基材21之樹脂，例如例示有：聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、環狀聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯系樹脂、氟系樹脂、聚(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯系樹脂、各種尼龍等之聚醯胺系樹脂、聚亞醯胺系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚鄰苯二甲酸二丙烯酯(polyaryl phthalate)系樹脂、矽氧系樹脂、聚碸系樹脂、聚苯硫系樹脂、聚碸系樹脂、聚氨酯系樹脂、縮醛系樹脂、纖維素系等。
樹脂基材21的厚度，只要按照太陽能電池用集電片2被要求的強度或薄度等適當地設定即可。樹脂基材21的厚度，沒有特別限定，但是以20至250μm作為舉例。
電路22，是以作成想要的配線形狀的方式被形成在太陽能電池用集電片2的表面上之電性配線。電路22的配線部221，例如是銅等金屬所構成的層。為了將電路22形成
在樹脂基材21的表面，例示有將銅箔接合至樹脂基材21的表面，然後藉由蝕刻處理等來使銅箔圖案化(patterning)的方法。
電路22的厚度，只要按照太陽能電池用集電片2被要求的耐電流的大小等適當地設定即可。電路22的厚度，沒有特別限定，但是以10至50μm作為舉例。
如第5圖所示，密封材料層23，被形成在電路22上的除了導通凹部24所佔據的位置以外之處所。另外，在本發明中的密封材料層也被稱為填充材料，是為了固定太陽能電池元件的位置或緩和來自外部的衝擊而被配置在太陽能電池模組內的例如由烯烴系的樹脂基材等的填充材料所構成的層。
作為密封材料，有以往已知的乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂(EVA)、離子聚合物(ionomer)、聚乙烯縮丁醛(PVB)、聚乙烯等烯烴系的樹脂等，這些的任一種在衝擊緩和特性這點上都具有能夠充分緩和來自外部的衝擊之特性。
此處，例如，在以往的太陽能電池用集電片中，該以往的太陽能電池用集電片，密封材料未被積層在電路上，而將由熱硬化型的絕緣墨水等所構成的絕緣層形成在電路上，為了防止非受光面側元件、與持有與該元件相反的極性之電極所對應的配線部之間的短路，而謀求在該絕緣層中，以JIS C6481測定的體積電阻值是在107Ω以上，較佳是在1011Ω以上。關於本實施例之太陽能電池用集電片，也能在密封材料層23中達成上述絕緣層的功能，藉由使密
封材料層23的電阻值滿足上述體積電阻值的條件而能夠防止上述短路。
針對作為密封材料層23而使用的EVA及烯烴系樹脂，分別準備試料，如下述那樣地針對絕緣性進行試驗。
針對絕緣性的試驗，是藉由JIS C6481來測定下述試料的體積電阻值而進行。作為測定機器，使用超絕緣計(日置電機株式會社製：型號SM-8215)。針對試料，使用日本特開2003-46105所記載的烯烴系的樹脂、和VA含量是28%之EVA樹脂，任一種試料的厚度都是400μm。結果如表1所示。
藉由表1，知道使用EVA及烯烴系樹脂之密封材料層23，任一個都具有充分的絕緣性來用以防止在太陽能電池用集電片中的上述短路。
密封材料層23，除了具有上述衝擊緩和特性、絕緣性以外，較佳是與用以形成電路22上的配線部221之銅箔等的金屬密著性良好。從這個觀點，能夠較佳地使用金屬密著性良好的離子聚合物來作為密封材料層23。又，烯烴系樹脂，也能夠利用調配黏著賦予劑(增黏劑)、使聚乙烯樹脂的一部分矽烷改質(silane modification)、或是調配矽烷偶合劑(silane coupling agent)來提升金屬密著性，所以能夠較佳地用來作為密封材料層23。藉由以上所述，較佳是使
用聚乙烯系樹脂或離子聚合物來作為密封材料層23。
密封材料層23的厚度，較佳是100μm以上且600μm以下，如果未滿100μm就不能夠充分緩和衝擊，又絕緣性也不充分而不好。又，即使超過600μm也不能夠得到更好的效果，反而會使導通凹部24的圖案形成變得困難，且不經濟所以不佳。
密封材料層23的顏色沒有特別限定。也能不特意地對材料樹脂施加著色，而仍舊是無色透明或半透明的狀態；又，也能以任意的顏色來著色。例如藉由著色成白色等之光線反射率高的顏色，能夠有利於反射入射光來提升太陽能電池模組的發電效率；又，也能夠著色成白色或黑色等來提高太陽能電池模組的設計性。
如第4圖及第5圖所示，導通凹部24，是在太陽能電池元件1與太陽能電池用集電片2接合時，由被形成在太陽能電池元件1的第一電極(負電極)41的正下方的第一導通凹部241、和被形成在太陽能電池元件1的第二電極(正電極)42的正下方的第二導通凹部242所構成。從太陽能電池元件的上面側觀看的俯視中，第一導通凹部241，其形狀和面積與通孔13的形狀和面積大約相同，是從密封材料層23的頂面部貫通直到配線部221的頂面之孔。另一方面，第二導通凹部242，同樣是從密封材料層23的頂面部貫通直到配線部221的頂面之孔，但是其形狀及面積，只要能與第二電極42接合即可，可對應於第二電極42的形狀位置而作適當的設計。
太陽能電池元件1與太陽能電池用集電片2接合時，第一導通凹部241，被形成在與對應的通孔13上下重疊的位置，而將第一電極41夾在其間；又，第二導通凹部242，是被形成在與第二電極42上下重疊的位置。在第一導通凹部241和第二導通凹部242的空間部分，填充有焊錫等導電性材料25。
這樣，本發明的第一實施例也就是太陽能電池用集電片2中的密封材料層23，藉由其以往已知的特性也就是衝擊緩和特性，而能夠充分緩和來自外部的衝擊。又，除了以往的密封材料層的已知效果也就是衝擊緩和的效果以外，在本發明中的密封材料層23，具有充分的絕緣性以防止上述短路，而能夠發揮以往沒有考慮到的新的效果。因此，若依照太陽能電池用集電片2，例如，不需要在電路上先形成絕緣層後更在其上以重疊的方式形成密封材料層之複層構造，而只要單層的密封材料層就能夠發揮衝擊緩衝和絕緣的功能，所以在生產步驟中能夠以少量的材料、步驟完成，而能夠有利於生產性的提升。
在太陽能電池用集電片2的製造中，首先，使用一種積層片，該積層片是在樹脂基材21的表面上積層有由銅等金屬所構成的導電層。藉由對於此積層片施加蝕刻及剝離步驟，而在太陽能電池用集電片2上形成電路22。進而，對於形成有電路22之積層片施加密封材料積層步驟，藉此
在電路22上形成密封材料層23。以下，針對蝕刻步驟、剝離步驟、及密封材料積層步驟進行說明。
首先，針對蝕刻步驟進行說明。此步驟，是在上述的積層片的表面上製作出蝕刻遮罩(未圖示)後，進行蝕刻處理，藉此除去沒有被蝕刻遮罩覆蓋的處所的導電層，其中該蝕刻遮罩被圖案化成想要的電路22的形狀。
如已經說明那樣，在此步驟中使用的積層片，是在樹脂基材21的表面上形成有由銅等金屬所構成的導電層之積層片。針對在樹脂基材21的表面上形成由銅等金屬所構成的導電層之方法，例示有藉由黏著劑來將銅箔黏著至樹脂基材21的表面上之方法、將銅箔蒸鍍至樹脂基材21的表面上之方法，但是考量成本，藉由黏著劑來將銅箔黏著至樹脂基材21的表面上之方法較有利。其中，較佳是使用胺甲酸乙酯系、聚碳酸酯系、環氧系等的黏著劑來實行之乾燥疊層(dry laminate)法，藉此來將銅箔黏著至樹脂基材21的表面上之方法。
在此步驟中，首先，在上述積層片的表面(亦即上述的導電層的表面)上，製作被圖案化成想要的配線部221的形狀之蝕刻遮罩(未圖示)。蝕刻遮罩，是在蝕刻步驟中，為了使將要成為配線部221之導電層免於受到浸漬液的腐蝕而設置。形成這種蝕刻遮罩的方法沒有特別限制，例如藉由通過光罩來使光阻或乾膜感光後顯像而在積層片的表面上形成蝕刻遮罩，也能藉由噴墨印表機等印刷技術而在積
層片的表面上形成蝕刻遮罩。蝕刻遮罩，在後面說明的剝離步驟中，必須能夠被鹼性的剝離液剝離。由此觀點，較佳是使用光阻或乾膜來製作蝕刻遮罩。
繼而，針對蝕刻步驟中的蝕刻處理進行說明。此處理，是藉由浸漬液來除去沒有被蝕刻遮罩覆蓋的處所的導電層之處理。藉由經過此處理，導電層當中的要成為配線部221的處所以外的部分被除去，所以在樹脂基材21的表面上殘留有想要的配線部221的形狀之導電層。
繼而，在剝離步驟使用鹼性的剝離液來除去蝕刻遮罩。藉由經過此步驟，從配線部221的表面除去蝕刻遮罩。作為在剝離步驟中使用的鹼性的剝離液，例如可舉出預定濃度的苛性蘇打(caustic soda)的水溶液。
密封材料層23的形成方法沒有特別限定，例如，在將密封材料形成片狀後，事先使用打洞機(punching)等在要形成導通凹部24的位置形成貫通孔，然後利用積層而能夠形成貫通至電路22上的導通凹部24。
另外，若依照上述製造方法，在將片狀的密封材料積層至電路上的階段，如第4圖所示，嚴格來說，在非配線部222上也有沒有形成密封材料層23的情況。但是，在後述太陽能電池模組的製造步驟中的真空熱疊層加工的過程中，加工相關的熱量會造成軟化的密封材料也流入非配線部222，而如第5圖所示，在非配線部222也有形成密封
材料層23。
繼而，針對具備本發明的一實施形態也就是太陽能電池用集電片2與太陽能電池元件1接合而成的接合構件3之太陽能電池模組的製造方法進行說明。
如第5圖所示，在太陽能電池用集電片2、太陽能電池元件1及其他構件一體化的步驟以前，首先將導電性材料25填充至太陽能電池用集電片2的導通凹部24中。此導電性材料25，能夠例示焊錫等。藉此，導通凹部24，是被形成其底面能使配線部221露出，所以導電性材料25和配線部221導通。更具體來說，在第5圖中，連接配線部221和第一電極(負電極)41之第一導通凹部241、及連接配線部221和第二電極(正電極)42之第二導通凹部242，分別藉由密封材料層23而個別地導通。
其中一方的太陽能電池元件1側，是採用第5圖所示的MWT方式的太陽能電池元件、或EWT方式的太陽能電池元件之反向接觸式的太陽能電池元件。在MWT方式的太陽能電池元件之情況下，於通孔13中，如第5圖所示，填充有銀膠14。
繼而，將太陽能電池用集電片2、太陽能電池元件1、及未圖示的背面保護片等的其他構件積層而一體化。作為此一體化的方法，可舉出一種藉由真空熱疊層加工而一體化的方法。在使用上述方法時的疊層溫度，較佳是在130℃至190℃的範圍內。又，疊層時間，較佳是在5至60分
鐘的範圍內，特佳是在8至40分鐘的範圍內。
在此一體化的過程中，太陽能電池用集電片2的密封材料層23，藉由加熱而軟化且也流入非配線部222中，如第5圖所示，在非配線部222也形成有密封材料層23。藉此，密封材料層23能夠作為防止電極間的短路之絕緣層而發揮機能。
又，在此一體化的過程中，太陽能電池用集電片2的樹脂基材21，與其他的構件牢固地一體化而作為太陽能電池模組，所以即使以太陽能電池用集電片2的樹脂基材的(玻璃轉移溫度)Tg以上來加熱也不會產生由於熱所造成的收縮、變形的問題。
另外，本發明的太陽能電池用集電片2，是在電路22上積層有密封材料層23之太陽能電池用集電片2，但是針對本發明的太陽能電池模組，不限於要在電路22上事先積層有密封材料層23。本發明的範圍中的太陽能電池模組，具備：電路，其由被形成在樹脂基材的表面上的由金屬所構成的配線部和非配線部所構成；被積層在前述電路上之密封材料層；及被積層在前述密封材料層上之反向接觸式的太陽能電池元件。
藉由上述一體化，如第4圖所示，從第一電極41取出的電力，經過通孔13內的銀膠14，進而經由第一導通凹部241內的導電性材料25而被傳導至對應的配線部221。又，從第二電極42取出的電力，變成能夠經由第二導通凹部242內的導電性材料25而被傳導至對應的配線部221。
另外，太陽能電池用集電片2，如上述，加上太陽能電池元件1，經過和其他構件一體化的步驟，而成為太陽能電池模組，但是在此步驟以前，在樹脂基材21的背面，事先將別的ETFE、水解抗性PET(hydrolysis resistance PET)等背面保護片(未圖示)一體化，藉此能夠做出一種背面保護片一體化集電片，該集電片用於太陽能電池模組的製造。
作成上述背面保護片一體化集電片時，是藉由乾燥疊層法等，將背面保護片積層在樹脂基材21的背面側。
繼而，針對本發明的二實施形態的太陽能電池用集電片及其製造方法進行說明。針對與第一實施形態共通的構成要件，省略一部分的說明，且以構成要件不同的部分為中心一邊參照第6圖一邊進行說明。
如第6圖所示，在第二實施形態的太陽能電池用集電片2A中，與第一形態的太陽能電池用集電片2的不同點在於：在電路22上形成絕緣層26，且在該絕緣層26上形成密封材料層23。若依照具備這種構成之太陽能電池用集電片2A，則能提供一種太陽能電池用集電片，相較於太陽能電池用集電片2，能夠更確實地防止非受光面側元件與配線部之間的短路，且緩和來自外部的衝擊。
太陽能電池用集電片2A，具備：樹脂基材21、電路22、絕緣層26和密封材料層23(以下，將該兩層也合稱為
「絕緣密封材料層」)、及被形成在絕緣密封材料層的一部分中的導通凹部24。絕緣層26以覆蓋電路22的方式被形成，密封材料層23被形成在絕緣層26的頂面。又，從密封材料層23的上部表面，通過絕緣層26，形成有貫通至電路22的上部表面之導通凹部24。
絕緣層26，被形成在電路22上的除了導通凹部24所佔據的位置以外之處所。在太陽能電池用集電片2A中，在將絕緣層26和密封材料層23一體化作為絕緣密封材料層並測定電阻值的情況下，如果該電阻值滿足上述體積電阻值的條件，就能夠防止上述短路。
在太陽能電池用集電片2A中，作為用來形成絕緣層26之絕緣劑，能夠適當地使用紫外線硬化型絕緣劑來作為塗覆劑，以取代以往廣泛使用的絕緣性極高的環氧酚(epoxy phenol)系墨水等之熱硬化性絕緣墨水。紫外線硬化型絕緣塗覆劑，在單獨形成絕緣層的情況下，絕緣性是比熱硬化性絕緣墨水來得差。但是，即使是使用紫外線硬化型絕緣塗覆劑而成之絕緣層，如果是如第6圖所示的在其上積層有密封材料層23之多層的絕緣密封材料層，就能夠得到充分的絕緣性。
另外，藉由使用紫外線硬化型絕緣塗覆劑來取代熱硬化性絕緣墨水，能夠將後述絕緣膜形成時墨水的硬化溫度(cure temperature)抑制成低溫。藉此，能夠使用玻璃轉移溫度是100℃以下之經濟實惠的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等來作為樹脂基材21。又，相較於熱硬化步驟，紫外線硬
化步驟更加經濟實惠。因此，藉由使用紫外線硬化型絕緣塗覆劑來作為形成絕緣層26之絕緣劑，能夠提高太陽能電池用集電片或太陽能電池模組的生產性。
絕緣層26的厚度，較佳是5μm以上且25μm以下。如果未滿5μm，即使積層有密封材料層也沒有充分的絕緣性而不佳，又，即使超過25μm也不能夠得到更好的效果，反而使導通凹部24的圖案形成變得困難，且不經濟而不佳。
如第6圖所示，太陽能電池用集電片2A的密封材料層23，被形成在絕緣層26上的除了導通凹部24所佔據的位置以外之處所。亦即，在太陽能電池用集電片2A中，導通凹部24，是藉由絕緣層26的未形成部所產生的凹部，與其上的密封材料層23所形成的孔部之連通而形成。
太陽能電池用集電片2A的密封材料層23，藉由與絕緣層26積層而形成絕緣密封材料層，相較於單獨配置絕緣層26的情況，絕緣密封材料層整體帶來能夠發揮更高的絕緣性之新的效果，該效果是以往的太陽能電池用集電片中的密封材料沒有被要求之效果。
太陽能電池用集電片2A的密封材料層23的厚度，較佳是100μm以上且600μm以下。如果未滿100μm，不能充分緩和衝擊且提高絕緣性的效果也不充分而不佳，又，即使超過600μm也不能夠得到更好的效果，反而使導通凹部24的圖案形成變得困難，且不經濟而不佳。
在太陽能電池用集電片2A的製造中，接續與製造第一實施形態的太陽能電池用集電片2的情況相同的蝕刻步驟及剝離步驟，實行絕緣塗覆步驟來形成絕緣層26。而且，然後以在所形成的絕緣層26上積層有密封材料層23的形式，來進行密封材料塗覆步驟(密封材料積層步驟)，這點與關於第一實施形態之上述製造方法不同。針對關於第二實施形態之製造方法，以下針對此絕緣塗覆步驟和密封材料積層步驟進行說明。
[絕緣塗覆步驟]
絕緣塗覆，能夠藉由使用紫外光硬化型絕緣塗覆劑或熱硬化型絕緣塗覆劑之方法來進行。
具體來說，將紫外線硬化型絕緣塗覆劑，以覆蓋電路22的配線部221及非配線部22當中的除了導通凹部24以外的部分之方式進行塗覆後，藉由紫外線的照射使其硬化來進行絕緣塗覆。在此情況，能夠適當地使用丙烯系等的紫外線硬化型絕緣塗覆劑。
又，絕緣塗覆，也能夠藉由使用其他以往已知的絕緣劑之方法來進行，例如環氧酚系墨水等之熱硬化性絕緣墨水等。
[密封材料積層步驟]
太陽能電池用集電片2A的密封材料層23的形成方法沒有特別限定，例如，在將密封材料形成片狀後，事先使用打洞機等在要形成導通凹部24的位置形成貫通孔，然後，以絕緣層26所形成的凹部與貫通孔重疊的方式積層而
能夠在電路22上形成貫通的導通凹部24。
如以上所述，太陽能電池用集電片2、2A，在與太陽能電池元件1接合後，例如，具備密封材料層23或是由絕緣層26和密封材料層23所構成的絕緣密封材料層，該密封材料層23能夠使非受光面側元件12與配線部221之間絕緣且緩和來自外部的朝向太陽能電池元件1等的衝擊；並且，從太陽能電池元件1取出電力，藉由使用此太陽能電池用集電片2，能夠防止P極也就是非受光面側元件12與N電極所對應的配線部之間的短路，且同時能夠適當地保護太陽能電池元件1等免於受到來自外部的衝擊。
1‧‧‧太陽能電池元件
2‧‧‧太陽能電池用集電片
2A‧‧‧太陽能電池用集電片
3‧‧‧接合構件
4‧‧‧電極
11‧‧‧受光面側元件
12‧‧‧非受光面側元件
13‧‧‧通孔
14‧‧‧銀膠
21‧‧‧樹脂基材
22‧‧‧電路
23‧‧‧密封材料層
24‧‧‧導通凹部
25‧‧‧導電性材料
26‧‧‧絕緣層
41‧‧‧第一電極
42‧‧‧第二電極
221‧‧‧配線部
222‧‧‧非配線部
241‧‧‧第一導通凹部
242‧‧‧第二導通凹部
第1圖是示意地表示具有通孔之反向接觸式的太陽能電池元件之立體圖。
第2圖是沿著第1圖的X-X線之剖面圖。
第3圖是示意地表示太陽能電池元件和本發明的太陽能電池用集電片之接合構件之立體圖。
第4圖是第3圖的接合構件3沿著Y-Y線之剖面圖，且該接合構件3的太陽能電池元件1和太陽能電池用集電片2處於接合前的狀態(第一實施形態)。
第5圖是第3圖的接合構件3沿著Y-Y線之剖面圖，且該接合構件3的太陽能電池元件1和太陽能電池用集電片2處於接合後的狀態(第一實施形態)。
第6圖是第3圖的太陽能電池元件1和太陽能電池用集
電片2的接合後的狀態的接合構件3，沿著Y-Y線之剖面圖(第二實施形態)。
1‧‧‧太陽能電池元件
2‧‧‧太陽能電池用集電片
3‧‧‧接合構件
11‧‧‧受光面側元件
12‧‧‧非受光面側元件
13‧‧‧通孔
14‧‧‧銀膠
21‧‧‧樹脂基材
22‧‧‧電路
23‧‧‧密封材料層
24‧‧‧導通凹部
25‧‧‧導電性材料
41‧‧‧第一電極
42‧‧‧第二電極
221‧‧‧配線部
222‧‧‧非配線部
241‧‧‧第一導通凹部
242‧‧‧第二導通凹部
Claims (12)
- 一種太陽能電池用集電片，其特徵在於：作為太陽能電池模組中的內部配線用而被配置在反向接觸式的太陽能電池元件的背面側；具備被形成在樹脂基材的表面上之由金屬構成的配線部和非配線部所構成的電路、及不隔著絕緣層而直接被積層在前述電路上的密封材料層，該密封材料層的厚度是100μm以上且600μm以下；前述密封材料層，是使用由乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂、離子聚合物、聚乙烯縮丁醛、聚乙烯系樹脂當中選擇的一種或複數種樹脂所構成的樹脂片；在前述配線部上的密封材料層中，形成有使前述配線部露出的導通凹部，該導通凹部用來使前述太陽能電池元件的非受光面側的電極和其所對應的前述配線部，經由該密封材料層而導通。
- 如請求項第1項所述的太陽能電池用集電片，其中，具備第一導通凹部和第二導通凹部來作為前述導通凹部；該第一導通凹部，對應於正負的一方的第一電極位置，該第一電極是自前述太陽能電池元件的受光面側元件經過通孔而被形成在非受光面側；該第二導通凹部，對應於正負的另一方的第二電極位置，該第二電極是位於前述太陽能電池元件的非受光面側元件上。
- 一種太陽能電池用集電片，其特徵在於：作為太陽能電池模組中的內部配線用而被配置在反向接觸式的太陽能電池元件的背面側；具備被形成在樹脂基材的表面上之由金屬構成的配線部和非配線部所構成的電路、被形成在前述電路上的絕緣層、及被形成在該絕緣層上的密封材料層，該密封材料層的厚度是100μm以上且600μm以下；前述絕緣層，是藉由熱硬化性絕緣墨水或紫外線硬化型絕緣劑而形成；前述密封材料層，是使用由乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂、離子聚合物、聚乙烯縮丁醛、聚乙烯系樹脂當中選擇的一種或複數種樹脂所構成的樹脂片；在前述配線部上的絕緣層及密封材料層中，形成有使前述配線部露出的導通凹部，該導通凹部用來使前述太陽能電池元件的非受光面側的電極和其所對應的前述配線部，經由該絕緣層及該密封材料層而導通；以JIS C6481測定的前述絕緣層的體積電阻值是未滿107Ω；當將前述絕緣層和密封材料層一體化作為複合層而測定的場合，該複合層的體積電阻值是在107Ω以上。
- 如請求項第3項所述的太陽能電池用集電片，其中，具備第一導通凹部和第二導通凹部來作為前述導通凹部；該第一導通凹部，對應於正負的一方的第一電極位置，該第一電極是自前述太陽能電池元件的受光面側元件 經過通孔而被形成在非受光面側；該第二導通凹部，對應於正負的另一方的第二電極位置，該第二電極是位於前述太陽能電池元件的非受光面側元件上。
- 如請求項1或請求項2所述的太陽能電池用集電片，其中，以JIS C6481測定的前述密封材料層的體積電阻值是在107Ω以上。
- 如請求項1或請求項2所述的太陽能電池用集電片，其中，前述密封材料層是聚乙烯系樹脂或離子聚合物。
- 如請求項3或請求項4所述的太陽能電池用集電片，其中，前述絕緣層是紫外線硬化型絕緣層。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的太陽能電池用集電片，其中，背面保護片被一體化在前述樹脂基材的背面側。
- 一種太陽能電池用集電片的製造方法，是製造如請求項1、2、5或6的任一項所述的太陽能電池用集電片的方法，所述製造方法具備：在樹脂基材的表面上積層金屬箔後，蝕刻前述金屬箔來形成電路之步驟；以及將構成前述導通凹部之貫通孔形成在前述密封材料層中且將前述密封材料層積層在前述電路上之步驟。
- 一種太陽能電池用集電片的製造方法，是製造如請求項3、4或7的任一項所述的太陽能電池用集電片的方法，所述製造方法具備： 在樹脂基材的表面上積層金屬箔後，蝕刻前述金屬箔來形成電路之步驟；將前述絕緣層圖案化形成於前述配線部和非配線部的前述導通凹部以外的處所之步驟；以及將構成前述導通凹部之貫通孔形成在前述密封材料層中且將前述密封材料層積層在前述絕緣層上之步驟。
- 一種太陽能電池模組，是具備接合構件之太陽能電池模組，該接合構件是將請求項2或請求項4所述的太陽能電池用集電片積層在反向接觸式的太陽能電池元件的非受光面側而構成；前述太陽能電池元件，是由受光面側元件和非受光側面元件所構成，且具備正負的一方的第一電極、和正負的另一方的第二電極，該第一電極是自前述受光面側元件經過通孔而被形成在非受光面側，該第二電極是被形成在前述非受光面側元件上；在前述太陽能電池用集電片的前述導通凹部中填充有導電性材料，前述第一電極與前述第一導通凹部內的導電性材料是以導通的方式而被接合，前述第二電極與前述第二導通凹部內的導電性材料是以導通的方式而被接合。
- 一種太陽能電池模組，其具備：如請求項1至請求項4中任一項所述的太陽能電池用集電片；以及 被積層在該太陽能電池用集電片的密封材料層上之反向接觸式的太陽能電池元件。
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