WO2011148840A1 - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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悟司 東方田
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Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
  • a solar cell module includes a plurality of solar cells.
  • the plurality of solar cells are electrically connected in series or in parallel by a wiring material.
  • solder has been widely used for bonding between solar cells and wiring materials.
  • solder in order to bond the solar cell and the wiring material using solder, it is necessary to melt the solder. For this reason, a solar cell becomes high temperature in an adhesion process. As a result, the solar cell may be damaged or deformed.
  • the temperature at the time of bonding can be lowered unlike the case of bonding by solder. For this reason, damage or deformation of the solar cell in the wiring material bonding step can be suppressed.
  • Patent Document 1 discloses that a wiring material and a solar cell electrode are electrically connected by press-fitting and embedding a solar cell electrode in a solder coating layer of a wiring material constituted by a conductor coated with solder. Connection is described. Patent Document 1 describes that a solar cell electrode is press-fitted and embedded in a solder coating layer to obtain a sufficient electrical connection between the solar cell electrode and the wiring material.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a solar cell module having a low connection resistance between a solar cell and a wiring material and having a high output.
  • the first solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells, a wiring material, and a resin adhesive.
  • the plurality of solar cells have a photoelectric conversion unit and an electrode.
  • the electrode is formed on the surface of the photoelectric conversion unit.
  • the wiring member has a portion that is in direct contact with the electrode, thereby electrically connecting a plurality of solar cells.
  • the resin adhesive bonds the solar cell and the wiring material. Irregularities are formed on the surface of the electrode.
  • the maximum height in the region in direct contact with the wiring material of the uneven electrode is lower than the maximum height of the unevenness in the region not in direct contact with the wiring material of the electrode.
  • the electrode includes a plurality of conductive particles, and the volume content of the conductive particles of at least the surface layer in the region in direct contact with the wiring material of the electrode is the wiring of the electrode It is preferable that the volume content of the conductive particles on the surface layer in the region not in direct contact with the material is larger.
  • a resin adhesive is interposed in at least a part between the concave portion of the unevenness on the surface of the electrode and the wiring member.
  • the second solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells, a wiring material, and a resin adhesive.
  • the plurality of solar cells have a photoelectric conversion unit and an electrode.
  • the electrode is formed on the surface of the photoelectric conversion unit.
  • the wiring member has a portion that is in direct contact with the electrode, thereby electrically connecting a plurality of solar cells.
  • the resin adhesive bonds the solar cell and the wiring material.
  • the region facing the surface of the wiring material includes a portion deformed according to the shape of the surface of the wiring material.
  • the wiring material preferably has a wiring material body and a coating layer that covers the surface of the wiring material body and has a hardness higher than that of the electrode.
  • the thickness of the coating layer is constant in a portion facing the electrode of the wiring material.
  • the manufacturing method of the solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells having electrodes formed on the surface of the photoelectric conversion unit and the photoelectric conversion unit, and a portion in direct contact with the electrode.
  • a method of manufacturing a solar cell module comprising: a wiring material that electrically connects solar cells; and a resin adhesive that bonds the solar cell and the wiring material; About.
  • the maximum height of the unevenness in the region in direct contact with the wiring material of the electrode is reduced by pressing the wiring material relative to the electrode.
  • the convex part on the surface of the electrode is deformed until it becomes smaller than the maximum height of the unevenness in the region not in direct contact with the solar cell and the wiring material with a resin adhesive in a state where the electrode and the wiring material are in direct contact with each other. Glue.
  • the present invention it is possible to provide a solar cell module having low connection resistance between the solar cell and the wiring material and having a high output.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. It is the schematic plan view seen from the light-receiving surface side of a solar cell.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view enlarging an IV portion of FIG. 3. It is the schematic sectional drawing which expanded a part of solar cell module concerning a comparative example. It is a schematic diagram showing a part of finger electrode before pressing. It is a schematic diagram showing a part of finger electrode after pressing.
  • the solar cell module 1 shown in FIG. 1 as an example.
  • the solar cell module 1 is merely an example.
  • the solar cell module according to the present invention is not limited to the solar cell module 1 at all.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. First, a schematic configuration of the solar cell module 1 will be described with reference to FIG.
  • the solar cell module 1 includes a plurality of solar cells 10 arranged along the arrangement direction x.
  • the plurality of solar cells 10 are electrically connected by the wiring material 11.
  • a plurality of solar cells 10 are electrically connected in series or in parallel by electrically connecting adjacent solar cells 10 with the wiring material 11.
  • First and second protective members 14 and 15 are disposed on the light-receiving surface side and the back surface side of the plurality of solar cells 10.
  • a sealing material 13 is provided between the first protection member 14 and the second protection member 15. The plurality of solar cells 10 are sealed with the sealing material 13.
  • the sealing material 13 can be formed of a light-transmitting resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • the first and second protective members 14 and 15 can be formed of, for example, glass or resin.
  • the 1st protection member 14 is arrange
  • the 2nd protection member 15 is arrange
  • a terminal box may be provided on the surface of the first protective member 14.
  • FIG. 2 is a schematic plan view seen from the light-receiving surface side of the solar cell.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view enlarging the IV portion of FIG.
  • FIGS. 1-10 the structure of the solar cell 10 will be described with reference to FIGS.
  • the solar cell 10 described here is merely an example. In the present invention, the type and structure of the solar cell are not limited at all.
  • one main surface of the solar cell 10 is a light receiving surface and the other main surface is a back surface.
  • both main surfaces of the solar cell may be light receiving surfaces. .
  • each of the first and second protective members 14 and 15 has translucency.
  • the solar cell 10 has a photoelectric conversion unit 20.
  • the photoelectric conversion unit 20 generates carriers (electrons and holes) by receiving light.
  • the photoelectric conversion unit 20 is made of a semiconductor material having a semiconductor junction such as a HIT (registered trademark) junction, a pn junction, or a pin junction.
  • a semiconductor junction such as a HIT (registered trademark) junction, a pn junction, or a pin junction.
  • the semiconductor material include crystalline silicon semiconductors such as single crystal silicon and polycrystalline silicon, amorphous silicon semiconductors, and compound semiconductors such as GaAs.
  • Electrode 21 An electrode 21 is formed on the light receiving surface 20 a of the photoelectric conversion unit 20. Although illustration is omitted, similarly, an electrode 21 is also formed on the back surface of the photoelectric conversion unit 20. As shown in FIG. 2, the electrode 21 includes a plurality of finger electrodes 22 and a plurality of bus bars 23. In the present embodiment, the plurality of finger electrodes 22 and the plurality of bus bars 23 are integrally formed.
  • Each of the plurality of finger electrodes 22 extends parallel to each other in a direction y perpendicular to the arrangement direction x.
  • the plurality of finger electrodes 22 are arranged in parallel to each other along the arrangement direction x.
  • the bus bars 23 are formed in a staggered pattern along the arrangement direction x.
  • a plurality of finger electrodes 22 are electrically connected by the bus bar 23.
  • the electrode 21 is formed by printing a conductive paste including a plurality of conductive particles 21b (see FIG. 7) made of a conductive material such as silver. Therefore, the electrode 21 includes a plurality of conductive particles 21b.
  • the volume content of the conductive particles 21b in the region of the electrode 21 in direct contact with the wiring member 11 is the volume of the conductive particles 21b in the region of the electrode 21 not in direct contact with the wiring member 11. More than content.
  • the surface 21a of the electrode 21 formed by screen printing of the conductive paste has irregularities.
  • the surface 21a of the electrode 21 is constituted by an uneven surface.
  • adjacent solar cells 10 are electrically connected by a wiring material 11. Specifically, one part of the wiring material 11 is electrically connected to the electrode 21 on the light receiving surface 20 a side of the solar cell 10, and the other part of the wiring material 11 is connected to the solar cell 10.
  • the adjacent solar cells 10 are electrically connected by the wiring member 11 by being electrically connected to the electrode 21 on the back surface side of the adjacent solar cells 10.
  • the surface of the wiring material 11 is harder than the electrode 21.
  • the wiring material 11 includes a wiring material main body 11a and a coating layer 11b covering the surface of the wiring material main body 11a.
  • the coating layer 11b covers the entire surface of the wiring material body 11a will be described.
  • the entire surface of the wiring material body 11a is not necessarily covered by the coating layer 11b. Only the surface on the electrode 21 side of the wiring material main body 11a may be coated with the coating layer 11b.
  • the wiring material body 11a is formed of, for example, a metal or alloy having a low electrical resistance such as Cu.
  • the coating layer 11b is also formed of a conductive material, similar to the wiring material body 11a.
  • the coating layer 11 b is formed of a material having a higher hardness than the material forming the electrode 21.
  • the coating layer 11b is formed of a metal such as Ag or an alloy, for example.
  • the thickness of the coating layer 11b is constant at least in a portion facing the electrode 21 of the wiring member 11. Specifically, in the present embodiment, the thickness of the entire coating layer 11b is constant.
  • “the thickness is constant” includes not only the case where the thickness is completely equal, but also the case where the thickness is substantially equal.
  • the average thickness of the coating layer 11b is preferably about several ⁇ m, for example. If the thickness of the coating layer 11b is too thick, the electrical resistance of the wiring member 11 may become too large. On the other hand, if the thickness of the coating layer 11b is too thin, the desired characteristics of the coating layer 11b may not be sufficiently obtained.
  • the wiring member 11 and the solar cell 10 are bonded by a resin adhesive 12.
  • the solar cell 10 and the wiring material 11 are bonded by the resin adhesive 12 in a state where the electrode 21 of the solar cell 10 and the wiring material 11 are in direct contact.
  • the resin adhesive 12 can be formed of, for example, an insulating resin such as an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a phenol resin, a urethane resin, a silicone resin, or a mixture or copolymer of these resins. .
  • the resin adhesive 12 is formed with the epoxy resin or the acrylic resin.
  • the resin adhesive 12 may be, for example, a material in which a plurality of conductive particles are dispersed in an insulating resin.
  • the conductive particles can be formed of, for example, a metal such as silver, copper, nickel, gold, tin, or aluminum, or an alloy containing one or more of these metals.
  • the conductive particles are insulating particles made of insulating inorganic materials such as alumina, silica, titanium oxide, and glass, and insulating organic materials such as epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, phenol resin, urethane resin, and silicone resin. However, it may be coated with the above metal or alloy.
  • the maximum height h1 in the contact region R1 that is in direct contact with the wiring member 11 of the electrode 21 is the maximum height h2 in the non-contact region R2 that is not in direct contact with the wiring member 11 of the electrode 21.
  • the photoelectric conversion unit 20 is prepared.
  • the photoelectric conversion unit 20 can be created by a known method.
  • the solar cell 10 is completed by forming the electrodes 21 on the light receiving surface 20a and the back surface of the photoelectric conversion unit 20, respectively.
  • the electrode 21 is formed by printing a conductive paste including a plurality of conductive particles 21b.
  • the conductive paste can be printed by various printing methods such as a screen printing method.
  • the plurality of solar cells 10 produced as described above are electrically connected using the wiring material 11.
  • the solar cell 10 and the wiring material 11 are pressed until the wiring material 11 and the electrode 21 are in direct contact with the resin sheet disposed between the solar cell 10 and the wiring material 11.
  • the convex portion on the surface of the electrode 21 is deformed according to the surface shape of the wiring member 11, and the maximum height h1 in the region in direct contact with the wiring member 11 of the electrode 21 is The pressing is performed until the height of the electrode 21 becomes smaller than the maximum height h2 in the region not in direct contact with the wiring member 11.
  • the solar cell 10 and the wiring member 11 are bonded by curing the resin sheet.
  • the cured product of the resin sheet becomes the resin adhesive 12.
  • the resin sheet is preferably an energy ray curable resin such as a thermosetting resin or a photocurable resin.
  • the curing temperature of the resin sheet is preferably 200 ° C. or lower.
  • the sealing material 13 and the first and second protective members 14 and 15 shown in FIG. 1 are prepared.
  • a resin sheet such as an EVA sheet is placed on the second protective member 15.
  • a plurality of solar cells 10 electrically connected by the wiring member 11 are disposed on the resin sheet.
  • a resin sheet such as an EVA sheet is placed thereon, and the first protective member 14 is placed thereon. These are temporarily pressure-bonded by thermocompression bonding in a reduced-pressure atmosphere, and then heated again to cure the resin sheet, thereby forming the sealing material 13.
  • the solar cell module 1 can be manufactured by the above process.
  • FIG. 5 is an enlarged schematic view of a part of a solar cell module according to a comparative example in which the wiring material 111 and the electrode 121 are electrically connected by embedding a part of the electrode 121 in the solder coating layer 111a of the wiring material 111.
  • FIG. 5 is an enlarged schematic view of a part of a solar cell module according to a comparative example in which the wiring material 111 and the electrode 121 are electrically connected by embedding a part of the electrode 121 in the solder coating layer 111a of the wiring material 111.
  • the solder coating layer 111a is formed of a material having a hardness lower than that of the electrode 121, and a part of the electrode 121 is embedded in the solder coating layer 111a.
  • the maximum height of the electrode 121 in the contact region R1 is substantially equal to the maximum height of the electrode 121 in the non-contact region R2.
  • the solder coating layer 111a has a higher electrical resistance than the wiring material body 111b. For this reason, even if the electrode 121 is embedded in the solder coating layer 111a, if the distance between the electrode 121 and the wiring material main body 111b is long, the electrical resistance of the connection portion between the electrode 121 and the wiring material 111 becomes high. End up.
  • the solder coating layer 111a is deformed, and the electrode 121 is not deformed.
  • the electrical resistance of the connection portion between the electrode 121 and the wiring member 111 is relatively high. Therefore, the output of the solar cell module tends to be low.
  • the wiring member 11 is not substantially deformed and the electrode 21 is deformed as shown in FIG. Specifically, the electrode 21 is deformed so that the maximum height h1 in the contact region R1 is smaller than the maximum height h2 in the non-contact region R2. For this reason, the area
  • FIG. The flatness of the portion of the electrode 21 facing the wiring member 11 is higher than that of the other portion of the electrode 21, and the portion of the electrode 21 adjacent to the wiring member body 11 a is closer than the case shown in FIG. 5. The area is large.
  • the average distance between the electrode 21 and the wiring material 11 is also shortened. Therefore, the electrical resistance of the connection part between the electrode 21 and the wiring material 11 is low.
  • the wiring material 11 is opposed to the electrode 21 of the wiring material 11 in the present embodiment in which the wiring material 11 is not substantially deformed. In the part, it is preferable that the thickness of the coating layer 11b is constant.
  • the volume content of the conductive particles 21b on the surface of the electrode 21 is increased as shown in FIG. 7 as compared with that before pressing shown in FIG. That is, in this embodiment, the volume content of at least the surface conductive particles 21b in the contact region R1 is larger than the volume content of the surface conductive particles 21b in the non-contact region R2. For this reason, in this embodiment, the electrical resistance of the electrode 21 in the region R1 in direct contact with the wiring member 11 of the electrode 21 is low.
  • the quantity per unit area of the conductive particles 21b exposed on the surface of the electrode 21 in the contact region R1 is the same as that of the conductive particles 21b exposed on the surface of the electrode 21 in the non-contact region R2. More than the quantity per unit area. Therefore, the contact resistance between the electrode 21 and the wiring member 11 is lower.
  • the electrical resistance at the connection portion between the electrode 21 and the wiring member 11 is reduced by making the maximum height h1 in the contact region R1 smaller than the maximum height h2 in the non-contact region R2, as in the present embodiment. Can be reduced. As a result, a high-output solar cell module 1 can be realized.
  • the resin adhesive 12 is interposed in at least a part between the concave portion of the unevenness of the surface 21 a of the electrode 21 and the wiring member 11. ing. For this reason, the resin adhesive 12 is dispersed and positioned on the surface 21 a of the electrode 21. Therefore, the surface 21 a of the electrode 21 and the wiring member 11 are also partially bonded by the resin adhesive 12. Therefore, the adhesive strength of the wiring material 11 can be increased.
  • the electrode 21 includes the plurality of finger electrodes 22 and the bus bar 23 has been described.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the electrode may be composed of at least one finger electrode.
  • the shape of the bus bar is not limited to the staggered shape, and may be, for example, a linear shape or an arc shape.

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Abstract

【課題】太陽電池と配線材との間の接続抵抗が低く、高い出力を有する太陽電池モジュールを提供する。 【解決手段】太陽電池モジュール１は、光電変換部２０及び電極２１を有する複数の太陽電池１０と、電極２１に直接接触することにより、複数の太陽電池１０を電気的に接続している配線材１１と、太陽電池１０と配線材１１とを接着している樹脂接着剤１２とを備えている。電極２１の表面２１ａには、凹凸が形成されている。電極２１の配線材１１と直接接触している領域Ｒ１における最大高さｈ１は、電極２１の配線材１１と直接接触していない領域Ｒ２における最大高さｈ２よりも低い。

Description

太陽電池モジュール及びその製造方法
　本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
　近年、環境負荷が小さいエネルギー源として、太陽電池モジュールが大いに注目されている。
　一般的に、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池を備えている。複数の太陽電池は、配線材によって電気的に直列または並列に接続されている。
　従来、太陽電池と配線材との接着には、半田が広く用いられていた。しかしながら、半田を用いて太陽電池と配線材とを接着するためには、半田を融解させる必要がある。このため、接着工程において、太陽電池が高温になる。その結果、太陽電池が損傷したり、変形したりする虞がある。
　これに鑑み、近年、太陽電池と配線材との接着に、導電性樹脂接着剤を用いることが検討されている（例えば、特許文献１を参照）。
　太陽電池と配線材とを、導電性樹脂接着剤などの樹脂接着剤を用いて接着する場合は、半田により接着する場合とは異なり、接着時の温度を低くすることができる。このため、配線材の接着工程における太陽電池の損傷や変形等を抑制することができる。
　また、特許文献１には、半田によってコーティングされた導電体により構成された配線材の半田コーティング層に太陽電池の電極を圧入して埋設することにより、配線材と、太陽電池の電極とを電気的に接続することが記載されている。特許文献１には、半田コーティング層に太陽電池の電極を圧入して埋設することにより、太陽電池の電極と配線材との十分な電気的接合を得ることが記載されている。
ＷＯ　２００８／０２３７９５　Ａ１号公報
　ところで、近年、太陽電池モジュールに対する高出力化の要求が益々高まってきている。これに伴い、太陽電池と配線材との間の接続抵抗のさらなる低下が強く求められるようになってきている。
　本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池と配線材との間の接続抵抗が低く、高い出力を有する太陽電池モジュールを提供することにある。
　本発明に係る第１の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、配線材と、樹脂接着剤とを備えている。複数の太陽電池は、光電変換部及び電極を有する。電極は、光電変換部の表面上に形成されている。配線材は、電極に直接接触する部分を有することにより、複数の太陽電池を電気的に接続している。樹脂接着剤は、太陽電池と配線材とを接着している。電極の表面には、凹凸が形成されている。凹凸の電極の配線材と直接接触している領域における最大高さは、電極の配線材と直接接触していない領域における凹凸の最大高さよりも低い。
　本発明に係る第１の太陽電池モジュールでは、電極は、複数の導電性粒子を含み、電極の配線材と直接接触している領域における少なくとも表層の導電性粒子の体積含有率は、電極の配線材と直接接触していない領域における表層の導電性粒子の体積含有率よりも多いことが好ましい。
　本発明に係る第１の太陽電池モジュールでは、電極の表面の凹凸のうちの凹部と、配線材との間の少なくとも一部には、樹脂接着剤が介在していることが好ましい。
　本発明に係る第２の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、配線材と、樹脂接着剤とを備えている。複数の太陽電池は、光電変換部及び電極を有する。電極は、光電変換部の表面上に形成されている。配線材は、電極に直接接触する部分を有することにより、複数の太陽電池を電気的に接続している。樹脂接着剤は、太陽電池と配線材とを接着している。電極の表面うち、配線材の表面と対向している領域は、配線材の表面の形状に応じて変形した部分を含む。
　本発明に係る第１，第２の太陽電池モジュールでは、配線材は、配線材本体と、配線材本体の表面を覆っており、電極よりも硬度が高いコーティング層とを有することが好ましい。
　本発明に係る第１，第２の太陽電池モジュールでは、配線材の電極と対向している部分において、コーティング層の厚みは、一定であることが好ましい。
　本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、光電変換部、及び光電変換部の表面上に形成されている電極を有する複数の太陽電池と、電極に直接接触する部分を含むことにより、複数の太陽電池を電気的に接続している配線材と、太陽電池と配線材とを接着している樹脂接着剤とを備え、電極の表面には、凹凸が形成されている太陽電池モジュールの製造方法に関する。本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、配線材を電極に対して相対的に押圧することによって、電極の配線材と直接接触している領域における凹凸の最大高さが、電極の配線材と直接接触していない領域における凹凸の最大高さよりも小さくなるまで電極の表面の凸部を変形させて、電極と配線材とを直接接触させた状態で樹脂接着剤により太陽電池と配線材とを接着する。
　本発明によれば、太陽電池と配線材との間の接続抵抗が低く、高い出力を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 太陽電池の受光面側から観た略図的平面図である。 図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける略図的断面図である。 図３のＩＶ部分を拡大した略図的断面図である。 比較例に係る太陽電池モジュールの一部分を拡大した略図的断面図である。 プレス前のフィンガー電極の一部分を表す模式図である。 プレス後のフィンガー電極の一部分を表す模式図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す太陽電池モジュール１を例に挙げて説明する。但し、太陽電池モジュール１は、単なる例示である。本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール１に何ら限定されない。
　なお、実施形態や変形例などにおいて参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（太陽電池モジュール１の概略構成）
　図１は、本発明を実施した一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。まず、図１を参照しながら、太陽電池モジュール１の概略構成について説明する。
　図１に示すように、太陽電池モジュール１は、配列方向ｘに沿って配列された複数の太陽電池１０を備えている。複数の太陽電池１０は、配線材１１によって電気的に接続されている。具体的には、隣接する太陽電池１０間が配線材１１によって電気的に接続されることによって、複数の太陽電池１０が直列または並列に電気的に接続されている。
　複数の太陽電池１０の受光面側及び裏面側には、第１及び第２の保護部材１４，１５が配置されている。第１の保護部材１４と第２の保護部材１５との間には、封止材１３が設けられている。複数の太陽電池１０は、この封止材１３により封止されている。
　なお、封止材１３並びに第１及び第２の保護部材１４，１５の材料は、特に限定されない。封止材１３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の透光性を有する樹脂により形成することができる。
　第１及び第２の保護部材１４，１５は、例えば、ガラス、樹脂などにより形成することができる。また、例えば、第１及び第２の保護部材１４，１５のうちの一方を、アルミニウム箔などの金属箔を介在させた樹脂フィルムにより構成してもよい。本実施形態では、第１の保護部材１４は、太陽電池１０の裏面側に配置されており、アルミニウム箔などの金属箔を介在させた樹脂フィルムにより構成されている。第２の保護部材１５は、太陽電池１０の受光面側に配置されており、ガラスまたは透光性樹脂からなる。
　なお、第１の保護部材１４の表面上には、端子ボックスが設けられていてもよい。
　（太陽電池１０の構造）
　図２は、太陽電池の受光面側から視た略図的平面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける略図的断面図である。図４は、図３のＩＶ部分を拡大した略図的断面図である。次に、図２～図４を参照しながら、太陽電池１０の構造について説明する。
　なお、ここで説明する太陽電池１０は、単なる一例である。本発明において、太陽電池の種類や構造は何ら限定されない。
　また、本実施形態においては、太陽電池１０の一方の主面が受光面であり、他方の主面が裏面であるが、本発明において、太陽電池の両主面が受光面であってもよい。その場合は、上記第１及び第２の保護部材１４，１５のそれぞれが透光性を有することが好ましい。
　（光電変換部２０）
　図２に示すように、太陽電池１０は、光電変換部２０を有する。光電変換部２０は、受光することによってキャリア（電子及び正孔）を生成するものである。
　光電変換部２０は、ＨＩＴ（登録商標）接合、ｐｎ接合、ｐｉｎ接合等の半導体接合を有する半導体材料から構成されている。半導体材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶性シリコン半導体、非晶質シリコン半導体、ＧａＡｓ等の化合物半導体などが挙げられる。
　（電極２１）
　光電変換部２０の受光面２０ａには、電極２１が形成されている。図示は省略するが、同様に、光電変換部２０の裏面にも、電極２１が形成されている。図２に示すように、電極２１は、複数のフィンガー電極２２と、複数のバスバー２３とを備えている。なお、本実施形態では、複数のフィンガー電極２２と複数のバスバー２３とは一体的に形成されている。
　複数のフィンガー電極２２のそれぞれは、配列方向ｘに垂直な方向ｙに相互に平行に延びている。複数のフィンガー電極２２は、配列方向ｘに沿って相互に平行に配列されている。
　バスバー２３は、配列方向ｘに沿って千鳥状に形成されている。このバスバー２３によって複数のフィンガー電極２２が電気的に接続されている。
　本実施形態において、電極２１は、銀などの導電材料からなる複数の導電性粒子２１ｂ（図７を参照）を含む導電性ペーストが印刷されることにより形成されたものである。このため、電極２１は、複数の導電性粒子２１ｂを含んでいる。本実施形態においては、電極２１の配線材１１と直接接触している領域における導電性粒子２１ｂの体積含有率は、電極２１の配線材１１と直接接触していない領域における導電性粒子２１ｂの体積含有率よりも多い。
　図３及び図４に示すように、導電性ペーストのスクリーン印刷により形成された電極２１の表面２１ａには、凹凸が形成されている。換言すれば、電極２１の表面２１ａは、凹凸面により構成されている。
　（配線材１１による太陽電池１０の電気的接続）
　次に、図１～図４を参照しながら、本実施形態における配線材１１による太陽電池１０の電気的接続態様について説明する。
　図１に示すように、隣接して配置されている太陽電池１０は、配線材１１により電気的に接続されている。具体的には、配線材１１の一方側の部分が、太陽電池１０の受光面２０ａ側の電極２１に電気的に接続されると共に、配線材１１の他方側の部分が、当該太陽電池１０に隣接している太陽電池１０の裏面側の電極２１に電気的に接続されることにより、隣接する太陽電池１０が配線材１１により電気的に接続されている。
　配線材１１の表面は、電極２１よりも高硬度である。配線材１１は、配線材本体１１ａと、配線材本体１１ａの表面を覆っているコーティング層１１ｂとを有する。本実施形態では、コーティング層１１ｂが配線材本体１１ａの表面全体を覆っている例について説明するが、配線材本体１１ａの表面全体がコーティング層１１ｂにより覆われている必要は必ずしもない。配線材本体１１ａの電極２１側の表面のみがコーティング層１１ｂによりコーティングされていてもよい。
　配線材本体１１ａは、例えば、Ｃｕなどの電気抵抗の低い金属や合金により形成されている。コーティング層１１ｂも、上記配線材本体１１ａと同様に導電性を有する材料により形成されている。本実施形態では、コーティング層１１ｂは、電極２１を形成している材料よりも高い硬度を有する材料により形成されている。具体的には、コーティング層１１ｂは、例えば、Ａｇなどの金属や合金により形成されている。
　本実施形態では、少なくとも配線材１１の電極２１と対向している部分において、コーティング層１１ｂの厚みは一定である。具体的には、本実施形態では、コーティング層１１ｂ全体の厚みが一定である。なお、本発明において、「厚みが一定」は、厚みが完全に等しい場合のみならず、厚みが実質的に等しい場合も含んでいる。
　コーティング層１１ｂの平均厚みは、例えば、数μｍ程度であることが好ましい。コーティング層１１ｂの厚みが厚すぎると、配線材１１の電気抵抗が大きくなりすぎる場合がある。一方、コーティング層１１ｂの厚みが薄すぎると、コーティング層１１ｂに所望する特性が十分に得られない場合がある。
　図３及び図４に示すように、本実施形態では、配線材１１と太陽電池１０とは、樹脂接着剤１２により接着されている。具体的には、太陽電池１０の電極２１と配線材１１とが直接接触した状態で、太陽電池１０と配線材１１とが樹脂接着剤１２により接着されている。樹脂接着剤１２は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、これらの樹脂の混合体や共重合体などの、絶縁性を有する樹脂により形成することができる。なかでも、樹脂接着剤１２は、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂により形成されていることが好ましい。
　なお、樹脂接着剤１２は、例えば、絶縁性樹脂中に複数の導電性粒子が分散したものであってもよい。その場合、導電性粒子は、例えば、銀、銅、ニッケル、金、錫、アルミニウムなどの金属や、これらの金属のうちの一種以上を含む合金により形成することができる。また、導電性粒子は、アルミナ、シリカ、酸化チタン、ガラスなどの絶縁性無機物や、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの絶縁性有機物などからなる絶縁性粒子が、上記金属や合金によりコーティングされたものであってもよい。
　図４に示すように、電極２１の配線材１１と直接接触している接触領域Ｒ１における最大高さｈ１は、電極２１の配線材１１と直接接触していない非接触領域Ｒ２における最大高さｈ２よりも低い（ｈ１＜ｈ２）。
　（太陽電池モジュール１の製造方法）
　次に、太陽電池モジュール１の製造方法について詳細に説明する。
　まず、光電変換部２０を用意する。なお、光電変換部２０は、公知の方法により作成することができる。
　次に、光電変換部２０の受光面２０ａ及び裏面のそれぞれの上に、電極２１を形成することにより、太陽電池１０を完成させる。本実施形態では、複数の導電性粒子２１ｂを含む導電性ペーストの印刷により、電極２１を形成する。これにより、複数の導電性粒子２１ｂを含み、かつ、表面２１ａが凹凸面である電極２１を形成することができる。なお、導電性ペーストの印刷は、例えば、スクリーン印刷法などの各種印刷法により行うことができる。
　次に、上記のように作製した複数の太陽電池１０を、配線材１１を用いて電気的に接続する。具体的には、太陽電池１０と配線材１１との間に、樹脂シートを配置した状態で、配線材１１と電極２１とが直接接触するまで、太陽電池１０と配線材１１とをプレスする。詳細には、図４に示すように、電極２１の表面の凸部が配線材１１の表面形状に応じて変形し、電極２１の配線材１１と直接接触している領域における最大高さｈ１が、電極２１の配線材１１と直接接触していない領域における最大高さｈ２よりも小さくなるまでプレスを行う。
　そして、その状態で、樹脂シートを硬化させることにより、太陽電池１０と配線材１１とを接着する。樹脂シートの硬化物が樹脂接着剤１２となる。この太陽電池１０と配線材１１との接着を繰り返し行うことにより、複数の太陽電池１０を電気的に接続する。
　なお、樹脂シートは、例えば、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などのエネルギー線硬化性樹脂であることが好ましい。樹脂シートが熱硬化性樹脂である場合は、樹脂シートの硬化温度は２００℃以下であることが好ましい。
　次に、図１に示す封止材１３並びに第１及び第２の保護部材１４，１５を準備する。例えば、第２の保護部材１５の上に、ＥＶＡシートなどの樹脂シートを載置する。樹脂シートの上に、配線材１１により電気的に接続された複数の太陽電池１０を配置する。その上に、ＥＶＡシートなどの樹脂シートを載置し、さらにその上に、第１の保護部材１４を載置する。これらを、減圧雰囲気中において、加熱圧着することにより仮圧着した後に、再度加熱することにより、樹脂シートを硬化させることにより封止材１３を形成する。以上の工程により、太陽電池モジュール１を製造することができる。
　なお、必要に応じて、端子ボックスや金属フレームなどの取り付けを行ってもよい。
　（配線材の半田コーティング層に電極を埋設する場合について）
　図５は、配線材１１１の半田コーティング層１１１ａに電極１２１の一部を埋設させることにより、配線材１１１と電極１２１とを電気的に接続した比較例に係る太陽電池モジュールの一部分を拡大した略図的断面図である。
　図５に示す場合は、半田コーティング層１１１ａが電極１２１よりも相対的に低硬度の材料によって形成されており、電極１２１の一部が半田コーティング層１１１ａに埋設されている。このため、本実施形態とは異なり、接触領域Ｒ１における電極１２１の最大高さと、非接触領域Ｒ２における電極１２１の最大高さとは実質的に等しい。
　一般的に、半田コーティング層１１１ａは、配線材本体１１１ｂよりも高い電気抵抗を有する。このため、電極１２１が半田コーティング層１１１ａにめり込んでいたとしても、電極１２１と配線材本体１１１ｂとの間の距離が長いと、電極１２１と配線材１１１との接続部の電気抵抗が高くなってしまう。ここで、図５に示す場合では、半田コーティング層１１１ａが変形し、電極１２１は、変形しない。このため、電極１２１の凸部の頂点と配線材本体１１１ｂとの間の距離Ｌ１００は短いものの、電極１２１のそれ以外の部分と配線材本体１１１ｂとの間の距離Ｌ１０１は比較的長い。よって、図５に示す例では、電極１２１と配線材１１１との接続部の電気抵抗が比較的高い。従って、太陽電池モジュールの出力が低くなる傾向にある。
　それに対して本実施形態では、上記図５に示す比較例とは異なり、図４に示すように、配線材１１は実質的に変形させず、電極２１を変形させる。具体的には、接触領域Ｒ１における最大高さｈ１が、非接触領域Ｒ２における最大高さｈ２よりも小さくなるように、電極２１を変形させる。このため、電極２１の表面のうち、配線材１１の表面と対向している領域は、配線材１１の表面の形状に応じて変形した部分を含む。電極２１の配線材１１と対向している部分の平坦度が、電極２１の他の部分と較べて高く、図５に示す場合よりも、電極２１の配線材本体１１ａに近接している部分の面積が大きい。また、電極２１と配線材１１との間の平均距離も短くなる。従って、電極２１と配線材１１との間の接続部の電気抵抗が低い。なお、電極２１と配線材１１との間の接続部の電気抵抗をより小さくする観点からは、配線材１１を実質的に変形させない本実施形態では、配線材１１の電極２１と対向している部分において、コーティング層１１ｂの厚みが一定であることが好ましい。
　また、プレスにより電極２１を変形させる本実施形態では、図６に示すプレス前と較べて、図７に示すように、電極２１の表面における導電性粒子２１ｂの体積含有率が多くなる。すなわち、本実施形態では、接触領域Ｒ１における少なくとも表層の導電性粒子２１ｂの体積含有率は、非接触領域Ｒ２における表層の導電性粒子２１ｂの体積含有率よりも多い。このため、本実施形態では、電極２１の配線材１１と直接接触している領域Ｒ１における電極２１の電気抵抗が低い。
　さらに、プレスにより、より多くの導電性粒子２１ｂが電極２１の表面に露出する。すなわち、本実施形態では、接触領域Ｒ１において電極２１の表面に露出している導電性粒子２１ｂの単位面積当たりの数量は、非接触領域Ｒ２において電極２１の表面に露出している導電性粒子２１ｂの単位面積当たりの数量よりも多い。従って、電極２１と配線材１１との接触抵抗がより低い。
　以上より、本実施形態のように、接触領域Ｒ１における最大高さｈ１を、非接触領域Ｒ２における最大高さｈ２よりも小さくすることにより、電極２１と配線材１１との接続部における電気抵抗を低下させることができる。その結果、高出力の太陽電池モジュール１を実現することができる。
　また、本実施形態では、図３及び図４に示すように、電極２１の表面２１ａの凹凸のうちの凹部と、配線材１１との間の少なくとも一部には、樹脂接着剤１２が介在している。このため、樹脂接着剤１２が電極２１の表面２１ａの上に分散して位置している。よって、電極２１の表面２１ａと配線材１１とも樹脂接着剤１２により部分的に接着されている。従って、配線材１１の接着強度を高めることができる。
　なお、本実施形態では、電極２１が複数のフィンガー電極２２及びバスバー２３により構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明では、電極は、少なくとも１本のフィンガー電極のみにより構成されていてもよい。
　また、電極がバスバーを有する場合、バスバーの形状は、千鳥状に限定されず、例えば、直線状、円弧状などであってもよい。
１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１１…配線材
１１ａ…配線材本体
１１ｂ…コーティング層
１２…樹脂接着剤
１３…封止材
１４…第１の保護部材
１５…第２の保護部材
２０…光電変換部
２０ａ…光電変換部の受光面
２１…電極
２１ａ…電極の表面
２１ｂ…導電性粒子
２２…フィンガー電極
２３…バスバー
Ｒ１…接触領域
Ｒ２…非接触領域

Claims (7)

  1. 　光電変換部、及び前記光電変換部の表面上に設けられた電極を有する複数の太陽電池と、
    　前記電極に直接接触する部分を含み、前記複数の太陽電池を電気的に接続している配線材と、
    　前記太陽電池と前記配線材とを接着している樹脂接着剤と、
    を備え、
    　前記電極は、表面に凹凸を有し、
    　前記凹凸の前記電極の前記配線材と直接接触している領域における最大高さは、前記凹凸の前記電極の前記配線材と直接接触していない領域における最大高さよりも低い、太陽電池モジュール。
  2. 　前記電極は、複数の導電性粒子を含み、
    　前記電極の前記配線材と直接接触している領域における少なくとも表層の前記導電性粒子の体積含有率は、前記電極の前記配線材と直接接触していない領域における表層の前記導電性粒子の体積含有率よりも多い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記電極の表面の凹凸のうちの凹部と、前記配線材との間の少なくとも一部には、前記樹脂接着剤が介在している、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　光電変換部、及び前記光電変換部の表面上に設けられた電極を有する複数の太陽電池と、
    　前記電極に直接接触する部分を含み、前記複数の太陽電池を電気的に接続している配線材と、
    　前記太陽電池と前記配線材とを接着している樹脂接着剤と、
    を備え、
    　前記電極の表面うち、前記配線材の表面と対向している領域は、前記配線材の表面の形状に応じて変形した部分を含む、太陽電池モジュール。
  5. 　前記配線材は、配線材本体と、前記配線材本体の表面を覆っており、前記電極よりも硬度が高いコーティング層とを有する、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記配線材の前記電極と対向している部分において、前記コーティング層の厚みは一定である、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　光電変換部、及び前記光電変換部の表面上に設けられた電極を有する複数の太陽電池と、前記電極に直接接触する部分を含み、前記複数の太陽電池を電気的に接続している配線材と、前記太陽電池と前記配線材とを接着している樹脂接着剤とを備え、前記電極は、表面に凹凸を有する太陽電池モジュールの製造方法であって、
    　前記配線材を前記電極に対して相対的に押圧することによって、前記電極の前記配線材と直接接触している領域における前記凹凸の最大高さが、前記電極の前記配線材と直接接触していない領域における前記凹凸の最大高さよりも小さくなるまで前記電極の表面の凸部を変形させて、前記電極と前記配線材とを直接接触させた状態で前記樹脂接着剤により前記太陽電池と前記配線材とを接着する、太陽電池モジュールの製造方法。
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