WO2012005318A1 - 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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conductive adhesive
tab wire
silicon
electrode
solar cell
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大介 花井
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ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module in which connection electrodes of a plurality of solar cells are connected by tab wires, and a method for manufacturing the solar cell module.
  • Solar cells are attracting attention as a new environment-friendly energy source because they can directly convert sunlight, which is a clean and inexhaustible energy source, into electricity.
  • the output per solar cell is about several watts, so it is not used for each solar cell, but output by connecting a plurality of solar cells in series. Is used as a solar cell module whose power is increased to 100 W or more.
  • a plurality of adjacent solar cells are connected by tab wires made of solder-coated ribbon-like copper foil.
  • One end side of the tab wire is connected to the front surface electrode of one solar battery cell, and the other end side is connected to the back surface electrode of the adjacent solar battery cell, thereby connecting the solar battery cells in series.
  • connection between the solar battery cell and the tab wire is made up of a bus bar electrode formed by screen printing of silver paste on the light receiving surface of the solar battery cell, an Ag electrode formed on the back surface connection portion of the solar battery cell, and a tab.
  • the wires are connected by soldering (Patent Document 1).
  • Al electrodes are formed in regions other than the connection portion on the back surface of the solar battery cell.
  • a conductive adhesive film that can be connected by thermocompression treatment at a relatively low temperature is used to connect the front and back electrodes of the solar battery cell and the tab wire (Patent Document 2).
  • a conductive adhesive film a film obtained by dispersing spherical or scaly conductive particles having an average particle size on the order of several ⁇ m in a thermosetting binder resin composition is used.
  • the Si surface of the solar cell made of a silicon substrate and the conductive adhesive film are firmly bonded, There is no problem with the connection between the electrode and the tab wire.
  • the strength of the Al electrode itself other than the connection portion on the back surface of the cell is not high, the adhesive strength between the solar cell and the tab wire is not so high.
  • connection between the back electrode on the back surface of the cell and the tab wire is performed by heating the tab wire on the back electrode through a conductive adhesive film under a pressure of about 0.5 to 3 MPa, and a silicon substrate.
  • a weight of several hundred N is applied to one sheet.
  • crystalline silicon solar cells it has become a problem to procure silicon as a raw material at a low cost and in large quantities.
  • a silicon wafer is cut out from a polycrystalline silicon ingot in an extremely thin (eg, 200 ⁇ m to 150 ⁇ m). It is being used for mass production. Accordingly, the strength of the silicon substrate is not necessarily high, and it is necessary to heat and press at a low pressure to prevent breakage.
  • the connection reliability with the Ag electrode formed on the connection portion on the front and back surfaces of the cell may be impaired.
  • the adhesive strength of the conductive adhesive film to the Al electrode is not sufficient. While forming Al electrode other than the back surface connection part of a photovoltaic cell, and providing an Ag electrode in a connection part, the adhesive force with a conductive adhesive film can be heightened. However, in the method for securing the connection reliability between the tab wire and the back electrode in this way, it is necessary to provide an Ag electrode at the connection portion for the reasons described above, resulting in an increase in the number of parts, an increase in manufacturing man-hours and costs. It becomes difficult to supply a large amount of solar cell modules at low cost.
  • the present invention improves the adhesion and power generation efficiency between the back electrode provided on the back surface of the solar cell and the conductive adhesive film, while preventing the solar cell from being damaged by heating and pressing at a low pressure.
  • Another object is to provide a solar cell module and a method for manufacturing the solar cell module.
  • a solar cell module includes a plurality of silicon cell substrates in which a surface electrode is provided on the light receiving surface side and an Al back electrode is provided on the back surface opposite to the light receiving surface.
  • a conductive adhesive layer for connecting the tab wire, and the Al back electrode has the tab wire for exposing the silicon surface of the silicon cell substrate at the connection portion with the tab wire and the conductive material.
  • An opening formed narrower than the adhesive layer and formed in a line shape along the connecting portion is formed, and the tab line is connected to the opening through the conductive adhesive layer and the opening. Exposure While being bonded to the silicon cell substrate silicon surface being, it is bonded with the Al back electrode.
  • a method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes a plurality of silicon cell substrates provided with a surface electrode on the light receiving surface side and an Al back electrode on the back surface opposite to the light receiving surface.
  • Manufacturing method of solar cell module in which the surface electrode of the silicon cell substrate and the Al back electrode of another silicon cell substrate adjacent to the one silicon cell substrate are connected with a tab wire via a conductive adhesive layer
  • the Al back electrode is provided in a line shape along the connecting portion with the tab wire and exposes the silicon surface of the silicon cell substrate, and is wider than the tab adhesive and the conductive adhesive layer. And laminating the conductive adhesive layer in the narrow opening, and laminating one end of the tab wire on the conductive adhesive layer.
  • the opening is provided in the connecting portion with the tab wire and the Si surface is exposed. Adhesion between the agent layer and the Si surface is improved. In addition, the periphery of the opening and the tab line are connected, so that the tab line and the Al back electrode are electrically connected. Furthermore, since the pressure at the time of thermal pressurization is concentrated on the area other than the opening by forming the opening, the tab wire is firmly connected to the area other than the opening of the connecting portion even at a low pressure.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a solar cell module to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a solar battery cell.
  • FIG. 3 is a bottom view showing an Al back electrode of a solar battery cell to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a bottom view showing an Al back electrode of a solar battery cell to which the present invention to which tab wires are connected is applied.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a connecting portion of a solar battery cell to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a plan view showing a connection part of solar cells to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a plan view showing a connection part of solar cells to which the present invention is applied.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a solar cell module to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a solar battery cell.
  • FIG. 3 is a bottom view showing an Al back electrode of
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a connecting portion of a solar battery cell to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a plan view showing a connection portion of solar cells to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a connecting portion of a solar battery cell to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a connecting portion of a solar battery cell to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a connecting portion of a solar battery cell to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the conductive adhesive film.
  • FIG. 14 is a diagram showing a conductive adhesive film.
  • the solar cell module 1 to which the present invention is applied includes a single crystal silicon photoelectric conversion device, a crystalline silicon solar cell module using a polycrystalline photoelectric conversion device, a cell made of amorphous silicon, and microcrystalline silicon as a photoelectric conversion device. Or a thin-film silicon solar cell using a photoelectric conversion element in which cells made of amorphous silicon germanium are stacked.
  • the solar cell module 1 includes strings 4 in which a plurality of solar cells 2 are connected in series by tab wires 3 serving as interconnectors, and includes a matrix 5 in which a plurality of strings 4 are arranged. . And the solar cell module 1 is laminated together with the front cover 7 provided on the light receiving surface side and the back sheet 8 provided on the back surface side, with the matrix 5 sandwiched between the sealing adhesive sheets 6. Finally, a metal frame 9 such as aluminum is attached to the periphery.
  • sealing adhesive for example, a translucent sealing material such as ethylene vinyl alcohol resin (EVA) is used.
  • EVA ethylene vinyl alcohol resin
  • surface cover 7 for example, a light-transmitting material such as glass or light-transmitting plastic is used.
  • back sheet 8 a laminated body in which glass or aluminum foil is sandwiched between resin films is used.
  • each solar battery cell 2 of the solar battery module has a photoelectric conversion element 10 made of a silicon substrate.
  • the photoelectric conversion element 10 is provided with a bus bar electrode 11 serving as a surface electrode on the light receiving surface side and a finger electrode 12 that is a collecting electrode formed in a direction substantially orthogonal to the bus bar electrode 11.
  • the photoelectric conversion element 10 is provided with an Al back electrode 13 made of aluminum on the back side opposite to the light receiving surface.
  • the photovoltaic cell 2 is electrically connected to the bus bar electrode 11 on the front surface and the Al back electrode 13 of the adjacent photovoltaic cell 2 by the tab wire 3, thereby constituting the strings 4 connected in series. To do.
  • the tab wire 3 is connected to the bus bar electrode 11 and the Al back electrode 13 by the conductive adhesive film 20.
  • the tab wire 3 can use the tab wire used in the conventional solar cell module.
  • the tab wire 3 is formed by using, for example, a ribbon-like copper foil having a thickness of 50 to 300 ⁇ m and performing gold plating, silver plating, tin plating, solder plating, or the like as necessary.
  • the bus bar electrode 11 is formed by applying Ag paste and heating.
  • the bus bar electrode 11 formed on the light receiving surface of the solar battery cell 2 is formed in a line shape with a width of 1 mm, for example, in order to reduce the area that blocks incident light and suppress shadow loss.
  • the number of bus bar electrodes 11 is appropriately set in consideration of the size and resistance of the solar battery cell 2.
  • the finger electrode 12 is formed over almost the entire light receiving surface of the solar battery cell 2 so as to intersect the bus bar electrode 11 by the same method as the bus bar electrode 11.
  • the finger electrodes 12 are formed with lines having a width of about 100 ⁇ m, for example, at a predetermined interval, for example, every 2 mm.
  • the Al back electrode 13 is an aluminum electrode formed on the back surface of the solar cell 2 by, for example, screen printing or sputtering.
  • the Al back electrode 13 has an opening 31 formed in the connection portion 30 with the tab wire 3, and Si constituting the photoelectric conversion element 10 is exposed to the outside. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, in the solar battery cell 2, the conductive adhesive film 20 comes into contact with Si on the surface of the photoelectric conversion element 10 through the opening 31 of the Al back electrode 13.
  • the opening part 31 has a width
  • the solar battery cell 2 is formed by laminating the conductive adhesive film 20 and the tab wire 3 on the connection portion 30, so that the conductive adhesive film 20 is filled in the opening portion 31, and on both sides of the opening portion 31. It is also laminated on the Al back electrode 13.
  • the solar battery cell 2 becomes the adhesive portion 33 in which the inside of the opening 31 is firmly bonded to the conductive adhesive film 20 and Si exposed to the outside via the opening 31.
  • the periphery is a conductive portion 34 where the Al back electrode 13 and the tab wire 3 are electrically connected.
  • the solar battery cell 2 is provided with the opening 31 in the connection portion 30 between the Al back electrode 13 and the tab wire 3.
  • conduction can be achieved in the Al portion, and connection strength can be ensured in the Si portion exposed through the opening 31.
  • the solar cell 2 is also provided with the opening 31 in the connection portion 30, so that the pressure at the time of pressurization is concentrated in the region of the connection portion 30 other than the opening 31. Therefore, even when the solar battery cell 2 is formed by using an ultrathin silicon wafer, the tab wire 3 is heated and pressed to the Al back electrode 13 at a low pressure using the conductive adhesive film 20. It is possible to connect, there is no danger such as cell breakage, and the connection strength between the tab wire 3 and the Al back electrode 13 can be ensured. Further, the solar battery cell 2 does not need to be provided with an Ag electrode on the back surface, and can achieve low cost, reduction in manufacturing man-hours, and the like.
  • connection part 30 to which the tab wire 3 is connected by the conductive adhesive film 20 is secured in a line shape, and the connection part 30 is formed in a line shape over the longitudinal direction of the connection part 30. Opened openings 31 are formed.
  • the solar battery cell 2 is provided with the opening 31 formed in a line shape along the connection portion 30, thereby increasing the bonding area between the Si surface and the conductive adhesive film 20, and the tab wire 3 and the Al back electrode 13. Adhesiveness can be improved.
  • FIG.7 and FIG.8 while the photovoltaic cell 2 is opened in the shape of a line over the longitudinal direction of the connection part 30, it is the stripe form which paralleled the several narrow opening part in the width direction.
  • the opening 36 may be formed.
  • Each of the openings 36a, 36b,... Arranged in parallel in the width direction of the connecting portion 30 has a portion where the Si surface of the solar battery cell 2 is exposed and directly bonded to the conductive adhesive film 20 as an adhesive portion 33.
  • Both sides of 36a, 36b,... Become conductive portions 34 where the Al back electrode 13 and the tab wire 3 are electrically connected.
  • the opening 36 is formed so that the entire width in the direction in which the openings 36 a, 36 b...
  • the contact area between the Si surface and the conductive adhesive film 20 is dispersed in the width direction, and the contact area between the tab wire 3 and the Al back electrode 13 is increased as compared with the opening 31. Therefore, the power generation efficiency can be improved while maintaining the adhesiveness with the connection portion 30.
  • the solar battery cell 2 is opened in a line shape over the longitudinal direction of the connection part 30, and the conduction part 34 is formed in a zigzag manner along the longitudinal direction of the connection part 30.
  • An opening 37 may be formed.
  • the portion where the conductive portion 34 is not formed in the longitudinal direction of the connection portion 30 becomes the bonding portion 33 where the Si substrate of the solar battery cell 2 is exposed, and both sides of the bonding portion 33 and the connection portion 30.
  • An Al electrode portion covering the Si surface formed in a zigzag shape becomes a conductive portion 34 that is electrically connected to the tab wire 3.
  • the opening 37 also increases the contact area between the tab wire 3 and the Al back electrode 13 as compared with the opening 31, so that the power generation efficiency can be improved while maintaining the adhesiveness with the connecting portion 30. it can.
  • the solar battery cell 2 may have an opening 38 whose cross-sectional shape is composed of a large diameter portion 41 and a small diameter portion 42.
  • the large diameter portion 41 has substantially the same width as the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20, and has a depth obtained by combining the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20.
  • the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20 are disposed in the large diameter portion 41 and are substantially flush with the back surface of the solar battery cell 2. Therefore, the solar battery cell 2 can prevent the tab wire 3 from protruding on the Al back electrode 13, prevent the tab wire 3 from being peeled off or damaged, and improve the design.
  • the photovoltaic cell 2 can increase the contact area of the tab wire 3 and the Al back surface electrode 13, and can improve electric power generation efficiency.
  • the small diameter portion 42 is formed at the substantially center of the bottom surface of the large diameter portion 41 so that the Si surface faces outward and is filled with the conductive adhesive film 20.
  • the solar battery cell 2 secures connection strength at the Si portion exposed through the small diameter portion 42.
  • the contact area between the tab wire 3 and the Al electrode is increased to improve the power generation efficiency, and the tab wire 3 is formed substantially flush without protruding on the Al back electrode 13. It is possible to prevent peeling and breakage of the film and to improve the design.
  • the photovoltaic cell 2 may form the opening part 39 which provided the taper part 43 which diameter reduces toward outward.
  • the Si surface side of the solar battery cell 2 whose diameter has been expanded by the tapered portion 43 becomes an adhesive portion 33 where the conductive adhesive film 20 and Si are firmly bonded, and the outer side whose diameter has been reduced is the Al back electrode 13.
  • the tab wire 3 are electrically connected to each other.
  • the solar battery cell 2 is formed by forming the opening 39 having the tapered portion 43 whose diameter is reduced outward from the Si surface of the solar battery cell 2, so that the conductive adhesive film 20 and the Si surface And the contact surface between the tab wire 3 and the Al back electrode 13 can be increased. Therefore, by providing the opening 39, the solar battery cell 2 improves the adhesiveness between the conductive adhesive film 20 and the Si surface, and improves the electrical connection between the tab wire 3 and the Al back electrode 13, thereby generating power. Can be improved.
  • the solar battery cell 2 may form an opening 40 having a cross-sectional shape including a large-diameter portion 44 and a tapered portion 45.
  • the large diameter portion 44 has substantially the same width as the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20 in the same manner as the large diameter portion 41, and the combined depth of the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20.
  • the solar battery cell 2 is.
  • the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20 are substantially flush with the back surface of the solar battery cell 2, and the tab wire 3 and the Al back electrode 13 Increase the contact area. Therefore, the solar battery cell 2 can prevent the tab wire 3 from protruding on the Al back electrode 13, prevent the tab wire 3 from being peeled off or damaged, improve the design, and improve the power generation efficiency. Can be made.
  • the tapered portion 45 also has a shape that decreases in diameter from the Si surface of the solar battery cell 2 outward as in the tapered portion 43. Accordingly, the solar battery cell 2 increases the contact area between the conductive adhesive film 20 and the Si surface and the contact surface between the tab wire 3 and the Al back electrode 13, respectively. While improving adhesiveness, the electroconductivity with the tab wire 3 and Al back surface electrode 13 can be improved, and electric power generation efficiency can be improved.
  • the conductive adhesive film 20 is a thermosetting binder resin layer containing conductive particles 23 at a high density.
  • the conductive adhesive film 20 preferably has a minimum melt viscosity of 100 to 100,000 Pa ⁇ s from the viewpoint of indentability. If the minimum melt viscosity of the conductive adhesive film 20 is too low, the resin flows from the low pressure bonding to the main curing process, and connection failure or protrusion to the light receiving surface is likely to occur, which causes a decrease in the light receiving rate. Moreover, even if the minimum melt viscosity is too high, defects are likely to occur when the film is adhered, and the connection reliability may be adversely affected.
  • the minimum melt viscosity can be measured while a sample is loaded in a predetermined amount of rotational viscometer and raised at a predetermined temperature increase rate.
  • the conductive particles 23 used in the conductive adhesive film 20 are not particularly limited, and examples thereof include metal particles such as nickel, gold, and copper, resin particles that are plated with gold, and resin particles that are plated with gold.
  • the outermost layer of the particles may be an insulating coating.
  • the number of the conductive particles 23 that overlap each other can be increased, and good conduction reliability can be ensured.
  • the conductive adhesive film 20 preferably has a viscosity of about 10 to 10000 kPa ⁇ s near room temperature, more preferably 10 to 5000 kPa.
  • a viscosity in the range of 10 to 10000 kPa ⁇ s
  • protrusion can be prevented, and a predetermined tack can be prevented. You can maintain power.
  • composition of the binder resin layer of the conductive adhesive film 20 is not particularly limited as long as it does not impair the above-described characteristics, but more preferably a film-forming resin, a liquid epoxy resin, a latent curing agent, a silane cup Contains a ring agent.
  • the film-forming resin corresponds to a high molecular weight resin having an average molecular weight of 10,000 or more, and preferably has an average molecular weight of about 10,000 to 80,000 from the viewpoint of film formation.
  • various resins such as an epoxy resin, a modified epoxy resin, a urethane resin, and a phenoxy resin can be used.
  • a phenoxy resin is preferably used from the viewpoint of the film formation state, connection reliability, and the like. .
  • the liquid epoxy resin is not particularly limited as long as it has fluidity at room temperature, and all commercially available epoxy resins can be used.
  • Specific examples of such epoxy resins include naphthalene type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, phenol aralkyl type epoxy resins.
  • Resins, naphthol type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use it combining suitably with other organic resins, such as an acrylic resin.
  • the latent curing agent various curing agents such as a heat curing type and a UV curing type can be used.
  • the latent curing agent does not normally react but is activated by some trigger and starts the reaction.
  • the trigger includes heat, light, pressurization, etc., and can be selected and used depending on the application.
  • a latent curing agent composed of imidazoles, amines, sulfonium salts, onium salts and the like can be used.
  • silane coupling agent epoxy, amino, mercapto sulfide, ureido, etc. can be used.
  • an epoxy-type silane coupling agent is used preferably. Thereby, the adhesiveness in the interface of an organic material and an inorganic material can be improved.
  • an inorganic filler as another additive composition.
  • an inorganic filler silica, talc, titanium oxide, calcium carbonate, magnesium oxide and the like can be used, and the kind of the inorganic filler is not particularly limited.
  • FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an example of a product form of the conductive adhesive film 20.
  • the conductive adhesive film 20 is formed in a tape shape by laminating a binder resin layer on a release substrate 21. This tape-like conductive adhesive film is wound and laminated on the reel 22 so that the peeling substrate 21 is on the outer peripheral side.
  • the peeling base material 21 PET (Poly Ethylene Terephthalate), OPP (Oriented Polypropylene), PMP (Poly-4-methlpentene-1), PTFE (Polytetrafluoroethylene), etc.
  • the conductive adhesive film 20 may have a structure having a transparent cover film on the binder resin layer.
  • the above-described tab wire 3 may be used as a cover film to be stuck on the binder resin layer.
  • the tab wire 3 and the conductive adhesive film 20 are laminated and integrated in advance, so that the release substrate 21 is peeled off during actual use, and the binder resin layer of the conductive adhesive film 20 is used as a bus bar.
  • the tab wire 3 and each of the electrodes 11 and 13 are connected by sticking on the connection portion 30 of the electrode 11 or the Al back electrode 13.
  • the conductive adhesive film 20 is not limited to a reel shape, and may be a strip shape.
  • the viscosity of the conductive adhesive film 20 is set in the range of 10 to 10000 kPa ⁇ s. Deformation can be prevented and a predetermined dimension can be maintained. Similarly, when two or more conductive adhesive films 20 are stacked in a strip shape, deformation can be prevented and a predetermined dimension can be maintained.
  • the conductive adhesive film 20 described above dissolves the conductive particles 23, the film-forming resin, the liquid epoxy resin, the latent curing agent, and the silane coupling agent in a solvent.
  • a solvent toluene, ethyl acetate or the like, or a mixed solvent thereof can be used.
  • the conductive adhesive film 20 is obtained by applying the solution for resin production obtained by dissolution onto a release sheet and volatilizing the solvent.
  • the solar battery cell 2 is formed with finger electrodes 12 and bus bar electrodes 11 by applying and baking Ag paste on the surface of the photoelectric conversion element 10, and opening 31 at the connection portion 30 of the tab wire 3 by Al screen printing on the back surface.
  • An Al back electrode 13 having 36 to 40 is formed.
  • the conductive adhesive film 20 is attached to the bus bar electrode 11 on the front surface and the connection portion 30 on the back surface, and the tab wire 3 is disposed on the conductive adhesive film 20.
  • the lamination of the conductive adhesive film 20 and the tab wire 3 is performed by sticking a film in which the binder resin layer of the conductive adhesive film 20 is formed on one surface of the tab wire 3 to the bus bar electrode 11 and the connection portion 30. Also good.
  • the tab wire 3 is electrically connected to the bus bar electrode 11 and the Al back electrode 13 by heating and pressing from above the tab wire 3 with a predetermined pressure. At this time, the tab wire 3 is mechanically firmly connected to the bus bar electrode 11 because the binder resin of the conductive adhesive film 20 has good adhesiveness with the bus bar electrode 11 formed of Ag paste. Further, the tab wire 3 has a good adhesiveness with the Si surface exposed from the openings 31 and 36 to 40 formed in the connection part 30 of the Al back electrode 13 by the binder resin of the conductive adhesive film 20. The openings 31 and 36 to 40 are mechanically firmly connected to the Al back electrode 13 and are electrically connected to other Al portions.
  • the tab wire 3 concentrates the pressure at the time of pressurization in a region other than the openings 31 and 36 to 40 of the connection portion 30, so that the opening portions 31 and 36 to 40 of the connection portion 30 even at low pressure. It is firmly connected to other areas.
  • the tab wire 3 and the electrodes 11 and 13 may be connected by applying a paste-like conductive adhesive.
  • the melt viscosity is preferably from 50 to 200 Pa ⁇ s, more preferably from 50 to 150 Pa ⁇ s, at 25 ° C. as measured with a cone plate viscometer.
  • the solar battery cell 2 does not necessarily need to be provided with the bus bar electrode 11.
  • the current of the finger electrode 12 is collected by the tab wire 3 that intersects the finger electrode 12.
  • the photovoltaic cell 2 may form an opening part in the connection part with the tab wire 3 formed in the surface side, and this can also ensure connection strength similarly at low pressure.
  • Example 1 the opening 31 (opening dimensions: 1.5 mm ⁇ 15.6 cm, depth: 30 ⁇ m) opened in a line shape over the longitudinal direction of the connecting portion 30 is formed, and conductive bonding is performed.
  • the tab wire 3 was bonded by heat and pressure (180 ° C., 15 seconds, 1 MPa) with a heater head through the film 20.
  • Example 2 a plurality of narrow openings are arranged in parallel in the form of stripes (the dimensions of each opening 36: 1.5 mm ⁇ 15.6 cm, depth: 40 ⁇ m, distance between the openings 36: 0.3 mm) was formed, and the tab wire 3 was bonded by applying heat and pressure (180 ° C., 15 seconds, 1 MPa) with a heater head through the conductive adhesive film 20.
  • Comparative Example 1 did not provide an opening in the connection portion of the tab wire, and the tab wire was directly heated and bonded to the Al back electrode through the conductive adhesive film 20.
  • an Ag electrode is formed by printing / drying an Ag paste without providing an opening in the connection portion of the tab wire, and the tab wire 3 is formed on the Ag electrode via the conductive adhesive film 20. Heat-pressed and adhered.
  • an Ag electrode was formed by printing and drying the Ag paste without providing an opening in the connection portion of the tab wire, and the soldered tab wire was heated and bonded to the Ag electrode.
  • the adhesiveness was measured by 90 ° peel strength (N / cm).
  • the power generation efficiency the power generation efficiency (%) before the tab line connection and the power generation efficiency (%) after the tab line connection were measured by a simulator. The measurement results are shown in Table 1.
  • Example 1 and Example 2 have the same adhesiveness and power generation efficiency as Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which the Ag electrode is formed. That is, in Example 1 and Example 2, it is not necessary to form an Ag electrode on the Al back electrode, and the same adhesiveness and power generation efficiency as in the past are provided while no Ag paste procurement, printing, and drying steps are required.
  • the solar battery cell 2 can be obtained.

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Abstract

　導電性接着フィルムを介して裏面電極とタブ線との接着性を向上させるとともに、発電効率を向上させる。　受光面側に表面電極が設けられ、裏面にＡｌ裏面電極（１３）が設けられた複数のシリコンセル基板（２）と、表面電極（１１）とＡｌ裏面電極（１３）とを接続するタブ線（３）と、表面電極（１１）及びＡｌ裏面電極（１３）とタブ線（３）とを接続する導電性接着剤層（２０）とを備え、Ａｌ裏面電極（１３）には、タブ線（３）との接続部（３０）に、シリコンセル基板（２）のシリコン表面を露出させるタブ線（３）及び導電性接着剤層（２０）よりも幅狭に設けられ、接続部（３０）に沿ってライン状に形成された開口部（３１）が形成され、タブ線（３）は、導電性接着剤層（２０）を介して、開口部（３１）を介して露出されているシリコンセル基板（２）のシリコン表面と接着されるとともに、Ａｌ裏面電極（１３）とも接着されている。

Description

太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法
　本発明は、複数の太陽電池セルの接続用電極がタブ線によって接続されてなる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。
　本出願は、日本国において２０１０年７月８日に出願された日本特許出願番号特願２０１０－１５５７５８を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。
　太陽電池は、クリーンで無尽蔵なエネルギー源である太陽光を直接電気に変換できることから、環境に優しい新しいエネルギー源として注目されている。太陽電池を電力源として用いる場合、太陽電池セル１個あたりの出力は数Ｗ程度であることから、太陽電池セル毎に用いるのではなく、複数枚の太陽電池セルを直列に接続することで出力を１００Ｗ以上に高めた太陽電池モジュールとして用いている。
　例えば、結晶シリコン系太陽電池モジュールでは、複数の隣接する太陽電池セルが、半田コートされたリボン状銅箔からなるタブ線により接続されている。タブ線は、その一端側を一の太陽電池セルの表面電極に接続され、他端側を隣接する太陽電池セルの裏面電極に接続することにより、各太陽電池セルを直列に接続する。
　具体的に、太陽電池セルとタブ線との接続は、太陽電池セルの受光面に銀ペーストのスクリーン印刷により形成されたバスバー電極及び太陽電池セルの裏面接続部に形成されたＡｇ電極と、タブ線とが半田処理により接続されている（特許文献１）。なお、太陽電池セル裏面の接続部以外の領域はＡｌ電極が形成されている。
　しかし、半田付けでは約２６０℃と高温による接続処理が行われるため、太陽電池セルの反りや、タブ線と表面電極及び裏面電極との接続部に生じる内部応力、さらにフラックスの残渣等により、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下することが懸念される。
　そこで、従来、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との接続に、比較的低い温度での熱圧着処理による接続が可能な導電性接着フィルムが使用されている（特許文献２）。このような導電性接着フィルムとしては、平均粒径が数μｍオーダーの球状または鱗片状の導電性粒子を熱硬化型バインダー樹脂組成物に分散してフィルム化したものが使用されている。
特開２００４－３５６３４９号公報 特開２００８－１３５６５４号公報
　このような結晶シリコン系太陽電池モジュールの太陽電池セルを導電性接着フィルムを用いて接続する場合、シリコン基板からなる太陽電池セルのＳｉ表面と導電性接着フィルムとが強固に接着することから、表面電極とタブ線との接続は問題ない。一方で、セル裏面の接続部以外に形成されたＡｌ電極自体の強度が高くないために、太陽電池セルとタブ線間の接着強度はそれほど高くない。
　また、セル裏面の裏面電極とタブ線との接続は、導電性接着フィルムを介してタブ線を裏面電極上に、約０．５～３ＭＰａの圧力をかけて加熱することにより行われ、シリコン基板１枚に対して数百Ｎもの加重をかける。ここで、結晶シリコン系太陽電池セルでは、原料となるシリコンを安価かつ大量に調達することが課題となっており、近年では多結晶シリコンインゴットよりシリコンウェハを極薄（例えば２００μｍ～１５０μｍ）で切り出し、量産に使われだしている。したがって、シリコン基板の強度は必ずしも高くなく、破損防止上、低圧で加熱押圧する必要がある。
　しかし、従来の太陽電池モジュールでは、タブ線を低圧で加熱押圧したのではセル表裏面の接続部に形成されたＡｇ電極との接続信頼性を損なうおそれがある。
　なお、Ａｌ電極に対して導電性接着フィルムの接着強度は十分ではない。太陽電池セルの裏面接続部以外にＡｌ電極を形成するとともに、接続部にＡｇ電極を設けることで導電性接着フィルムとの接着力を高めることができる。しかし、このようにタブ線と裏面電極との接続信頼性を確保する方法では、上記の理由から、接続部にＡｇ電極を設ける必要があり、部品点数の増加、製造工数及びコストの増加を招き、太陽電池モジュールを安価かつ大量に供給することが困難となる。
　そこで、本発明は、低圧で加熱押圧することにより太陽電池セルの破損を防止しつつ、特に太陽電池セルの裏面に設けられた裏面電極と導電性接着フィルムとの接着性や発電効率を向上させた太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、受光面側に表面電極が設けられるとともに、上記受光面と反対側の裏面にＡｌ裏面電極が設けられた複数のシリコンセル基板と、一の上記シリコンセル基板の上記表面電極と、上記一のシリコンセル基板と隣接する他のシリコンセル基板の上記Ａｌ裏面電極とを接続するタブ線と、上記表面電極及び上記Ａｌ裏面電極と、上記タブ線とを接続する導電性接着剤層とを備え、上記Ａｌ裏面電極には、上記タブ線との接続部に、上記シリコンセル基板のシリコン表面を露出させる上記タブ線及び上記導電性接着剤層よりも幅狭に設けられ、上記接続部に沿ってライン状に形成された開口部が形成され、上記タブ線は、上記導電性接着剤層を介して、上記開口部を介して露出されている上記シリコンセル基板のシリコン表面と接着されるとともに、上記Ａｌ裏面電極とも接着されている。
　また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、受光面側に表面電極が設けられるとともに、上記受光面と反対側の裏面にＡｌ裏面電極が設けられた複数のシリコンセル基板を備え、一のシリコンセル基板の上記表面電極と、該一のシリコンセル基板と隣接する他のシリコンセル基板の上記Ａｌ裏面電極とを導電性接着剤層を介してタブ線で接続する太陽電池モジュールの製造方法において、上記Ａｌ裏面電極の上記タブ線との接続部に該接続部に沿ってライン状に設けられ、上記シリコンセル基板のシリコン表面を露出させる上記タブ線及び上記導電性接着剤層よりも幅狭の開口部に上記導電性接着剤層を積層する工程と、上記導電性接着剤層上に上記タブ線の一端を積層する工程とを有する。
　本発明によれば、導電性接着剤層を介してＡｌ裏面電極とタブ線とを接続するにあたって、タブ線との接続部に開口部を設け、Ｓｉ表面を露出させているため、導電性接着剤層とＳｉ表面との接着が良好なる。また、開口部周辺とタブ線とが接続することにより、タブ線とＡｌ裏面電極とが導通される。さらに、開口部を形成することにより、開口部以外の領域に熱加圧時の圧力が集中することから、低圧であっても、タブ線が接続部の開口部以外の領域とも強固に接続される。
図１は、本発明が適用された太陽電池モジュールの分解斜視図である。 図２は、太陽電池セルの断面図である。 図３は、本発明が適用された太陽電池セルのＡｌ裏面電極を示す底面図である。 図４は、タブ線が接続された本発明が適用された太陽電池セルのＡｌ裏面電極を示す底面図である。 図５は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す断面図である。 図６は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す平面図である。 図７は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す平面図である。 図８は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す断面図である。 図９は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す平面図である。 図１０は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す断面図である。 図１１は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す断面図である。 図１２は、本発明が適用された太陽電池セルの接続部を示す断面図である。 図１３は、導電性接着フィルムの構成を示す断面図である。 図１４は、導電性接着フィルムを示す図である。
　以下、本発明が適用された太陽電池モジュール及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用された太陽電池モジュール１は、光電変換素子として、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型光電変換素子を用いる結晶シリコン系太陽電池モジュールや、アモルファスシリコンからなるセルと微結晶シリコンやアモルファスシリコンゲルマニウムからなるセルとを積層させた光電変換素子を用いた薄膜シリコン系太陽電池である。
　［太陽電池モジュール１］
　太陽電池モジュール１は、図１に示すように、複数の太陽電池セル２がインターコネクタとなるタブ線３によって直列に接続されたストリングス４を有し、このストリングス４を複数配列したマトリクス５を備える。そして、太陽電池モジュール１は、このマトリクス５が封止接着剤のシート６で挟まれ、受光面側に設けられた表面カバー７及び裏面側に設けられたバックシート８とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられることにより形成される。
　封止接着剤としては、例えばエチレンビニルアルコール樹脂（ＥＶＡ）等の透光性封止材が用いられる。また、表面カバー７としては、例えば、ガラスや透光性プラスチック等の透光性の材料が用いられる。また、バックシート８としては、ガラスやアルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体等が用いられる。
　［太陽電池セル２］
　太陽電池モジュールの各太陽電池セル２は、図２に示すように、シリコン基板からなる光電変換素子１０を有する。光電変換素子１０は、受光面側に表面電極となるバスバー電極１１と、バスバー電極１１とほぼ直交する方向に形成された集電極であるフィンガー電極１２が設けられている。また、光電変換素子１０は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムからなるＡｌ裏面電極１３が設けられている。
　そして、太陽電池セル２は、タブ線３によって、表面のバスバー電極１１と、隣接する太陽電池セル２のＡｌ裏面電極１３とが電気的に接続され、これにより直列に接続されたストリングス４を構成する。タブ線３とバスバー電極１１及びＡｌ裏面電極１３との接続は、導電性接着フィルム２０によって行う。
　タブ線３は、従来の太陽電池モジュールで使用されているタブ線を利用することができる。タブ線３は、例えば、５０～３００μｍ厚のリボン状銅箔を使用し、必要に応じて金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等を施すことにより形成される。
　バスバー電極１１は、Ａｇペーストを塗布し、加熱することにより形成される。太陽電池セル２の受光面に形成されるバスバー電極１１は、入射光を遮る面積を小さくし、シャドーロスを抑えるために、例えば１ｍｍ幅でライン状に形成されている。バスバー電極１１の数は、太陽電池セル２のサイズや抵抗を考慮して適宜設定される。
　フィンガー電極１２は、バスバー電極１１と同様の方法により、バスバー電極１１と交差するように、太陽電池セル２の受光面のほぼ全面に亘って形成されている。また、フィンガー電極１２は、例えば約１００μｍ程度の幅を有するラインが、所定間隔、例えば２ｍｍおきに形成されている。
　Ａｌ裏面電極１３は、図３に示すように、アルミニウムからなる電極が例えばスクリーン印刷やスパッタ等により太陽電池セル２の裏面に形成される。このＡｌ裏面電極１３は、タブ線３との接続部３０に開口部３１が形成され、光電変換素子１０を構成するＳｉが外方に露出している。したがって、太陽電池セル２は、図４及び図５に示すように、導電性接着フィルム２０がＡｌ裏面電極１３の開口部３１を介して光電変換素子１０の表面のＳｉと接触する。
　［本願構成１］
　また、開口部３１は、図５に示すように、タブ線３及び導電性接着フィルム２０の幅よりも小さな幅を有する。そして、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム２０及びタブ線３が接続部３０上に積層されることにより、開口部３１内に導電性接着フィルム２０が充填するとともに、開口部３１の両側のＡｌ裏面電極１３上にも積層される。
　これにより、太陽電池セル２は、開口部３１内が、導電性接着フィルム２０と開口部３１を介して外方に露出しているＳｉとが強固に接着する接着部３３となり、開口部３１の周囲が、Ａｌ裏面電極１３とタブ線３とが電気的に接続される導通部３４となる。
　このように、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム２０を用いたタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接続において、Ａｌ裏面電極１３のタブ線３との接続部３０に開口部３１を設けることにより、Ａｌ部分で導通を図ると共に、開口部３１を介して露出されているＳｉ部分で接続強度を確保することができる。
　また、太陽電池セル２は、また、接続部３０に開口部３１を設けることで、開口部３１以外の接続部３０の領域に加圧時の圧力が集中する。したがって、太陽電池セル２は、極薄のシリコンウェハを用いてセル基板を形成した場合にも、導電性接着フィルム２０を用いて、タブ線３をＡｌ裏面電極１３へ低圧で加熱押圧することにより接続することができ、セルの破損等の危険もなく、かつタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接続強度を確保することができる。また、太陽電池セル２は、裏面にＡｇ電極を設ける必要がなく、低コスト、製造工数の削減等を図ることができる。
　また、図６に示すように、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム２０によってタブ線３が接続される接続部３０がライン状に確保され、接続部３０の長手方向に亘ってライン状に開口された開口部３１が形成されている。
　太陽電池セル２は、接続部３０に沿ってライン状に形成された開口部３１を設けることにより、Ｓｉ表面と導電性接着フィルム２０との接着面積が増大し、タブ線３とＡｌ裏面電極１３との接着性を向上させることができる。
　［本願構成２］
　また、図７及び図８に示すように、太陽電池セル２は、接続部３０の長手方向に亘ってライン状に開口されるとともに、幅方向に幅狭の開口部を複数並列させたストライプ状の開口部３６を形成してもよい。接続部３０の幅方向に並列する各開口部３６ａ、３６ｂ・・・は、それぞれ太陽電池セル２のＳｉ表面が露出し導電性接着フィルム２０と直接接着する部分が接着部３３となり、各開口部３６ａ、３６ｂ・・・の両側が、Ａｌ裏面電極１３とタブ線３とが電気的に接続される導通部３４となる。また、開口部３６は、各開口部３６ａ、３６ｂ・・・が並列する方向の全幅が、タブ線３及び導電性接着フィルム２０の幅よりも狭い幅で形成される。この開口部３６によれば、Ｓｉ表面と導電性接着フィルム２０との接触領域が幅方向に分散するとともに、開口部３１に比してタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接触面積が増加するため、接続部３０との接着性を維持しつつ、発電効率を向上させることができる。
　［本願構成３］
　また、図９に示すように、太陽電池セル２は、接続部３０の長手方向に亘ってライン状に開口されるとともに、接続部３０の長手方向に沿ってジグザグに導通部３４が形成された開口部３７を形成してもよい。この開口部３７は、接続部３０の長手方向に亘って、導通部３４が形成されていない部分が太陽電池セル２のＳｉ基板が露出した接着部３３となり、接着部３３の両側及び接続部３０内をジグザグ状に形成されたＳｉ表面を覆うＡｌ電極部分がタブ線３と電気的に接続される導通部３４となる。この開口部３７によっても、開口部３１と比してタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接触面積が増加するため、接続部３０との接着性を維持しつつ、発電効率を向上させることができる。
　［本願構成４］
　また、図１０に示すように、太陽電池セル２は、断面形状が大径部４１と小径部４２とから構成される開口部３８を形成してもよい。大径部４１は、タブ線３及び導電性接着フィルム２０の幅と略同じ幅を有し、また、タブ線３及び導電性接着フィルム２０を合わせた深さを有する。そして、タブ線３及び導電性接着フィルム２０は、大径部４１内に配設され、太陽電池セル２の裏面と略面一となる。したがって、太陽電池セル２は、Ａｌ裏面電極１３上にタブ線３が突出することがなく、タブ線３の剥離や破損を防止するとともに、意匠性を高めることができる。また、太陽電池セル２は、タブ線３とＡｌ裏面電極１３との接触面積を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
　また、小径部４２は、大径部４１の底面略中央に形成されＳｉ表面を外方に臨ませるとともに、導電性接着フィルム２０が充填される。開口部３８の断面形状を、タブ線３及び導電性接着フィルム２０の幅及び厚さと略同一の幅及び深さを有する大径部４１と、小径部４２とによって構成することにより、太陽電池セル２は、小径部４２が導電性接着フィルム２０とＳｉとが強固に接着する接着部３３となり、大径部４１が、Ａｌ裏面電極１３とタブ線３とが電気的に接続される導通部３４となる。
　このように、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム２０を用いたタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接続において、小径部４２を介して露出されているＳｉ部分で接続強度を確保する一方で、タブ線３とＡｌ電極との接触面積を増大させ発電効率の向上を図るとともに、タブ線３がＡｌ裏面電極１３上に突出することなく、略面一に形成されるため、タブ線３の剥離や破損の防止、意匠性の向上を図ることができる。
　［本願構成５］
　また、図１１に示すように、太陽電池セル２は、外方に向かって縮径するテーパ部４３を設けた開口部３９を形成してもよい。開口部３９は、テーパ部４３によって拡径された太陽電池セル２のＳｉ表面側が導電性接着フィルム２０とＳｉとが強固に接着する接着部３３となり、縮径された外方側がＡｌ裏面電極１３とタブ線３とが電気的に接続される導通部３４となる。
　このように、太陽電池セル２は、太陽電池セル２のＳｉ表面から外方に向かって縮径するテーパ部４３を備えた開口部３９を形成することにより、導電性接着フィルム２０とＳｉ表面との接触面積、及びタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接触面を、各々増大させることができる。したがって、開口部３９を設けることにより、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム２０とＳｉ表面との接着性を向上させるとともに、タブ線３とＡｌ裏面電極１３との導通性を向上させ発電効率を向上させることができる。
　［本願構成６］
　また、図１２に示すように、太陽電池セル２は、断面形状を、大径部４４と、テーパ部４５とから構成する開口部４０を形成してもよい。大径部４４は、上記大径部４１と同様に、タブ線３及び導電性接着フィルム２０の幅と略同じ幅を有し、また、タブ線３及び導電性接着フィルム２０を合わせた深さを有する。したがって、太陽電池セル２は。大径部４４内にタブ線３及び導電性接着フィルム２０が配設されることにより、タブ線３が太陽電池セル２の裏面と略面一となり、かつ、タブ線３とＡｌ裏面電極１３との接触面積を増大させる。したがって、太陽電池セル２は、Ａｌ裏面電極１３上にタブ線３が突出することがなく、タブ線３の剥離や破損を防止するとともに、意匠性を高めることができ、また、発電効率を向上させることができる。
　テーパ部４５も、上記テーパ部４３と同様に、太陽電池セル２のＳｉ表面から外方に向かって縮径する形状を有する。したがって、太陽電池セル２は、導電性接着フィルム２０とＳｉ表面との接触面積、及びタブ線３とＡｌ裏面電極１３との接触面を、各々増大させ、導電性接着フィルム２０とＳｉ表面との接着性を向上させるとともに、タブ線３とＡｌ裏面電極１３との導通性を向上させ発電効率を向上させることができる。
　［導電性接着フィルム２０］
　導電性接着フィルム２０は、図１３に示すように、導電性粒子２３が高密度に含有された熱硬化性のバインダー樹脂層である。
　また、導電性接着フィルム２０は、押し込み性の観点から、バインダー樹脂の最低溶融粘度が、１００～１０００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。導電性接着フィルム２０は、最低溶融粘度が低すぎると低圧着から本硬化の工程で樹脂が流動してしまい接続不良や受光面へのはみ出しが生じやすく、受光率低下の原因ともなる。また、最低溶融粘度が高すぎてもフィルム貼着時に不良を発生しやすく、接続信頼性に悪影響が出る場合もある。なお、最低溶融粘度については、サンプルを所定量回転式粘度計に装填し、所定の昇温速度で上昇させながら測定することができる。
　導電性接着フィルム２０に用いられる導電性粒子２３としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。なお、導電性粒子２３として、扁平なフレーク条金属粒子を含有することにより、互いに重なり合う導電性粒子２３の数を増加させ、良好な導通信頼性を確保することができる。
　また、導電性接着フィルム２０は、常温付近での粘度が１０～１００００ｋＰａ・ｓであることが好ましく、さらに好ましくは、１０～５０００ｋＰａである。導電性接着フィルム２０の粘度が１０～１００００ｋＰａ・ｓの範囲であることにより、導電性接着フィルム２０をテープ状のリール巻とした場合において、所謂はみ出しを防止することができ、また、所定のタック力を維持することができる。
　導電性接着フィルム２０のバインダー樹脂層の組成は、上述のような特徴を害さない限り、特に制限されないが、より好ましくは、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを含有する。
　膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１００００～８００００程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の種々の樹脂を使用することができ、その中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。
　液状エポキシ樹脂としては、常温で流動性を有していれば、特に制限はなく、市販のエポキシ樹脂が全て使用可能である。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、アクリル樹脂など他の有機樹脂と適宜組み合わせて使用してもよい。
　潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型などの各種硬化剤が使用できる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、何かしらのトリガーにより活性化し、反応を開始する。トリガーには、熱、光、加圧などがあり、用途により選択して用いることができる。液状エポキシ樹脂を使用する場合は、イミダゾール類、アミン類、スルホニウム塩、オニウム塩などからなる潜在性硬化剤を使用することができる。
　シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。
　また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時における樹脂層の流動性を調整し、粒子捕捉率を向上させることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。
　図１４は、導電性接着フィルム２０の製品形態の一例を模式的に示す図である。この導電性接着フィルム２０は、剥離基材２１上にバインダー樹脂層が積層され、テープ状に成型されている。このテープ状の導電性接着フィルムは、リール２２に剥離基材２１が外周側となるように巻回積層される。剥離基材２１としては、特に制限はなく、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。また、導電性接着フィルム２０は、バインダー樹脂層上に透明なカバーフィルムを有する構成としてもよい。
　このとき、バインダー樹脂層上に貼付されるカバーフィルムとして上述したタブ線３を用いてもよい。このように、予めタブ線３と導電性接着フィルム２０とを積層一体化させておくことにより、実使用時においては、剥離基材２１を剥離し、導電性接着フィルム２０のバインダー樹脂層をバスバー電極１１やＡｌ裏面電極１３の接続部３０上に貼着することによりタブ線３と各電極１１，１３との接続が図られる。
　なお、導電性接着フィルム２０は、リール形状に限らず、短冊形状であってもよい。
　図１４に示すように導電性接着フィルム２０が巻き取られたリール製品として提供される場合、導電性接着フィルム２０の粘度を１０～１００００ｋＰａ・ｓの範囲とすることにより、導電性接着フィルム２０の変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。また、導電性接着フィルム２０が短冊形状で２枚以上積層された場合も同様に、変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。
　上述した導電性接着フィルム２０は、導電性粒子２３と、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた樹脂生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、導電性接着フィルム２０を得る。
　太陽電池セル２は、光電変換素子１０の表面にＡｇペーストの塗布、焼成によってフィンガー電極１２及びバスバー電極１１を形成し、裏面にＡｌスクリーン印刷等によってタブ線３の接続部３０に開口部３１、３６～４０を有するＡｌ裏面電極１３を形成する。
　次いで、光電変換素子１０は、表面のバスバー電極１１及び裏面の接続部３０に導電性接着フィルム２０が貼着され、この導電性接着フィルム２０上にタブ線３が配設される。この導電性接着フィルム２０及びタブ線３の積層は、タブ線３の一面に導電性接着フィルム２０のバインダー樹脂層が形成されたフィルムをバスバー電極１１及び接続部３０に貼着することによって行ってもよい。
　次いで、タブ線３の上から所定の圧力で加熱押圧することにより、タブ線３とバスバー電極１１及びＡｌ裏面電極１３を電気的に接続する。このとき、タブ線３は、導電性接着フィルム２０のバインダー樹脂がＡｇペーストにより形成されたバスバー電極１１と良好な接着性を備えることから、バスバー電極１１と機械的に強固に接続される。また、タブ線３は、導電性接着フィルム２０のバインダー樹脂がＡｌ裏面電極１３の接続部３０に形成された開口部３１、３６～４０より露出するＳｉ表面と良好な接着性を備えることから、開口部３１、３６～４０においてＡｌ裏面電極１３と機械的に強固に接続され、その他のＡｌ部分で電気的に接続される。さらに、タブ線３は、接続部３０の開口部３１、３６～４０以外の領域に加圧時の圧力が集中することから、低圧であっても、接続部３０の開口部３１、３６～４０以外の領域とも強固に接続される。
　なお、本願発明は、導電性接着フィルム２０を用いる以外にも、ペースト状の導電性接着剤を塗布することによりタブ線３と各電極１１，１３とを接続させてもよい。この場合、溶融粘度が、コーンプレート型粘度計で測定した２５℃の粘度が、好ましくは５０～２００Ｐａ・ｓ、より好ましくは５０～１５０Ｐａ・ｓである。
　また、太陽電池セル２は、バスバー電極１１を必ずしも設ける必要はない。この場合、太陽電池セル２は、フィンガー電極１２の電流が、フィンガー電極１２と交差するタブ線３によって集められる。
　なお、太陽電池セル２は、表面側に形成されたタブ線３との接続部に開口部を形成してもよく、これによっても同様に低圧において接続強度を確保することができる。
　次いで、本発明が適用された太陽電池セル２（寸法：１５．６ｃｍ×１５．６ｃｍ、厚さ：１８０μｍ）の接着性及び発電効率を測定した実施例について説明する。実施例１は、接続部３０の長手方向に亘ってライン状に開口された上記開口部３１（開口部の寸法：１．５ｍｍ×１５．６ｃｍ、深さ：３０μｍ）を形成し、導電性接着フィルム２０を介してタブ線３をヒーターヘッドにより熱加圧（１８０℃、１５秒、１ＭＰａ）し接着させた。実施例２は、幅狭の開口部をストライプ状に複数並列させた上記開口部３６（各開口部３６の寸法：１．５ｍｍ×１５．６ｃｍ、深さ：４０μｍ、開口部３６間の距離：０．３ｍｍ）を形成し、導電性接着フィルム２０を介してタブ線３をヒーターヘッドにより熱加圧（１８０℃、１５秒、１ＭＰａ）し接着させた。
　比較例１は、タブ線の接続部に開口部を設けず、導電性接着フィルム２０を介してＡｌ裏面電極に直接タブ線を熱加圧し接着させた。比較例２は、タブ線の接続部に開口部を設けず、Ａｇペーストを印刷・乾燥させることによりＡｇ電極を形成し、このＡｇ電極上に、導電性接着フィルム２０を介してタブ線３を熱加圧し接着させた。比較例３は、タブ線の接続部に開口部を設けず、Ａｇペーストを印刷・乾燥させることによりＡｇ電極を形成し、このＡｇ電極上に、半田付きタブ線を熱加圧し接着させた。
　接着性は、９０°ピール強度（Ｎ／ｃｍ）によって測定した。発電効率は、タブ線接続前における発電効率（％）と、タブ線接続後における発電効率（％）とを、シミュレータによって測定した。測定結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、比較例１は、Ａｌ裏面電極と導電性接着フィルム２０との接着性が良好ではないことから、タブ線の接着性が低下した。一方、実施例１及び実施例２では、Ａｇ電極を形成した比較例２及び比較例３と同等の接着性及び発電効率を奏する。すなわち、実施例１及び実施例２では、Ａｌ裏面電極にＡｇ電極を形成する必要がなく、Ａｇペーストの調達や、印刷、乾燥工程を不要としつつ、従来と同等の接着性及び発電効率を備えた太陽電池セル２を得ることができる。
１　太陽電池モジュール、２　太陽電池セル、３　タブ線、４　ストリングス、５　マトリクス、６　シート、７　表面カバー、８　バックシート、９　金属フレーム、１０　光電変換素子、１１　バスバー電極、１２　フィンガー電極、１３　Ａｌ裏面電極、２０　導電性接着フィルム、３０　接続部、３１　開口部、３３　接着部、３４　導通部、３６～４０　開口部、４１，４４　大径部、４２　小径部、４３，４５　テーパ部

Claims (13)

  1. 　受光面側に表面電極が設けられるとともに、上記受光面と反対側の裏面にＡｌ裏面電極が設けられた複数のシリコンセル基板と、
    　一の上記シリコンセル基板の上記表面電極と、上記一のシリコンセル基板と隣接する他のシリコンセル基板の上記Ａｌ裏面電極とを接続するタブ線と、
    　上記表面電極及び上記Ａｌ裏面電極と、上記タブ線とを接続する導電性接着剤層とを備え、
    　上記Ａｌ裏面電極には、上記タブ線との接続部に、上記シリコンセル基板のシリコン表面を露出させる上記タブ線及び上記導電性接着剤層よりも幅狭に設けられ、上記接続部に沿ってライン状に形成された開口部が形成され、
    　上記タブ線は、上記導電性接着剤層を介して、上記開口部を介して露出されている上記シリコンセル基板のシリコン表面と接着されるとともに、上記Ａｌ裏面電極とも接着されている太陽電池モジュール。
  2. 　上記開口部は、上記タブ線及び上記導電性接着剤層の幅方向に複数開口されている請求項１記載の太陽電池モジュール。
  3. 　上記開口部は、大径部と該大径部の内側に形成された小径部とを有する請求項１記載の太陽電池モジュール。
  4. 　上記開口部は、外方に向かって縮径する断面テーパ状に形成されている請求項１記載の太陽電池モジュール。
  5. 　上記小径部は、外方に向かって縮径する断面テーパ状に形成されている請求項３記載の太陽電池モジュール。
  6. 　上記タブ線と上記導電性接着剤層とが予め一体化された導電性接着フィルムを構成している請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　上記導電性接着剤層は、上記タブ線の上から熱加圧されることにより硬化する請求項６記載の太陽電池モジュール。
  8. 　上記表面電極は、上記受光面上に並列して形成された複数のフィンガー電極と、該複数のフィンガー電極と交差するバスバー電極とを有し、
    　上記タブ線は、上記シリコンセル基板の上記受光面に設けられた上記バスバー電極と接続される請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  9. 　上記表面電極の上記タブ線との接続部にも、上記開口部が形成されている請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  10. 　結晶シリコン系太陽電池である請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  11. 　受光面側に表面電極が設けられるとともに、上記受光面と反対側の裏面にＡｌ裏面電極が設けられた複数のシリコンセル基板を備え、一のシリコンセル基板の上記表面電極と、該一のシリコンセル基板と隣接する他のシリコンセル基板の上記Ａｌ裏面電極とを導電性接着剤層を介してタブ線で接続する太陽電池モジュールの製造方法において、
    　上記Ａｌ裏面電極の上記タブ線との接続部に該接続部に沿ってライン状に設けられ、上記シリコンセル基板のシリコン表面を露出させる上記タブ線及び上記導電性接着剤層よりも幅狭の開口部に上記導電性接着剤層を積層する工程と、
    　上記導電性接着剤層上に上記タブ線の一端を積層する工程とを有する太陽電池モジュールの製造方法。
  12. 　上記タブ線と上記導電性接着剤層とが予め一体化された導電性接着フィルムを構成し、上記導電性接着剤層の積層工程と、上記タブ線の積層工程とを同時に行う請求項１１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  13. 　上記タブ線の上から熱加圧することにより、上記導電性接着剤層を硬化させる請求項１２記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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