WO2013128591A1 - 太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール Download PDF

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Abstract

　太陽電池モジュールにおける内部配線用の太陽電池用集電シートであって、例えばＰ極である非受光面側素子とＮ電極に対応する配線部との間の短絡を防ぎ、且つ、衝撃を緩和することのできる太陽電池用集電シートを提供する。　この太陽電池用集電シート２は、太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子１の裏面側に配置され、樹脂基材２１の表面に、金属の配線部２２１と、非配線部２２２と、からなる回路２２が形成されていて、回路２２上に封止材層２３が積層されており、配線部２２１上の封止材層２３には、封止材層２３を介して、太陽電池素子１の非受光面側の電極４と、これに対応する配線部２２１とを導通するために配線部２２１が露出する導通凹部２４が形成されている。

Description

太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
　この発明は、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出すための太陽電池用集電シート及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。
　近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、表面側封止材シート、太陽電池素子、裏面側封止材シート、及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。
　太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、回路になる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池用集電シートが使用される（特許文献１を参照）。
　ところで、太陽電池素子は、太陽光を受光する受光面と、その裏側に位置する非受光面とを含むが、受光面における太陽光線の受光効率を高めるために、受光面には電極を配置せず、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子が知られている。
　バックコンタクト形の太陽電池素子には種々の方式がある。受光面と非受光面とを貫通する複数のスルーホールを有する半導体基板を備え、非受光面に極性が異なる複数の電極が設けられたメタルラップスルー（ＭＷＴ）方式、或いはエミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子がある他、スルーホールを有しない構造の太陽電池素子もある。
　ここで、特にスルーホールを有する構造の太陽電池素子の電極から直接電気を取り出す場合に、Ｐ極である非受光面側素子とＮ電極に対応する配線部との間で短絡を起こす危険がある。
　そのような短絡は、太陽電池用集電シートの回路上に絶縁層を形成することにより防ぐことができる。特許文献２には、太陽電池用集電シートの回路上に絶縁性接着剤による絶縁層を形成した太陽電池モジュールが開示されている。
　一方、近年、太陽電池素子は薄型化が進んでいることから、外部からの僅かな衝撃によって、太陽電池素子が割れたり、太陽電池素子と太陽電池用集電シート上の回路との接合部において接触不良を起こす場合があるが、上記の絶縁性接着剤は通常、熱やＵＶ等による硬化性樹脂であるから、硬化後の絶縁層には耐衝撃性がなく、絶縁層のみでは外部からの衝撃を緩和する効果を求めることはできない。
特開２００７－０８１２３７号公報 特開２０１０－１５７５５３号公報
　このため、バックコンタクト型の太陽電池素子から、短絡を起こさずに安全に電気を取り出すことができ、且つ、外部からの衝撃を充分に緩和することもできる太陽電池用集電シートが求められていた。
　本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される太陽電池用集電シートであって、Ｐ極である非受光面側素子とＮ電極に対応する配線部との間の短絡を確実に防止しうるとともに、太陽電池素子及び太陽電池素子と回路の接合部に対する外部からの衝撃を充分に緩和することのできる太陽電池用集電シート及びその製造方法を提供することを課題とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、太陽電池用集電シートの回路上に衝撃緩和という本来の効果に加えて絶縁効果をも備える封止材層を形成することにより、上記の短絡を防ぐことができて、且つ、外部からの衝撃も充分に緩和できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。
　（１）　太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置され、樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と非配線部とからなる回路と、前記回路上に積層される封止材層と、を備え、前記配線部上の封止材層には、当該封止材層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出する導通凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
　（２）　前記導通凹部として、前記太陽電池素子の受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される正負一方の第１電極位置に対応する第１導通凹部と、前記太陽電池素子の非受光面側素子の正負他方の第２電極位置に対応する第２導通凹部と、を備える（１）に記載の太陽電池用集電シート。
　（３）　太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置され、樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と非配線部とからなる回路と、前記回路上に形成される絶縁層と、当該絶縁層上に形成される封止材層と、を備え、前記配線部上の絶縁層及び封止材層には、当該絶縁層及び封止材層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出する導通凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
　（４）　前記導通凹部として、前記太陽電池素子の受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される正負一方の第１電極位置に対応する第１導通凹部と、前記太陽電池素子の非受光面側素子の正負他方の第２電極位置に対応する第２導通凹部と、を備える（３）に記載の太陽電池用集電シート。
　（５）　前記封止材層のＪＩＳ　Ｃ６４８１で測定した体積抵抗値が１０７Ω以上である（１）又は（２）に記載の太陽電池用集電シート。
　（６）　前記封止材層が、ポリエチレン系樹脂又はアイオノマーである（１）、（２）又は（５）のいずれかに記載の太陽電池用集電シート。
　（７）　前記絶縁層が、紫外線硬化型絶縁層である（３）又は（４）に記載の太陽電池用集電シート。
　（８）　前記樹脂基材の裏面側に裏面保護シートが一体化されている（１）から（７）のいずれかに記載の裏面保護シート一体化太陽電池用集電シート。
　（９）　（１）、（２）、（５）又は（６）のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法であって、樹脂基材の表面に金属箔を積層した後に、前記金属箔をエッチングして回路を形成する工程と、前記封止材層に前記導通凹部を構成する貫通孔を形成して前記封止材層を前記回路上に積層する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法。
　（１０）　（３）、（４）又は（７）のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法であって、樹脂基材の表面に金属箔を積層した後に、前記金属箔をエッチングして回路を形成する工程と、前記配線部及び非配線部の前記導通凹部以外に前記絶縁層をパターン形成する工程と、前記封止材層に前記導通凹部を構成する貫通孔を形成して前記封止材層を前記絶縁層上に積層する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法。
　（１１）　（２）又は（４）に記載の太陽電池用集電シートが、バックコンタクト型の太陽電池素子の非受光面側に積層されてなる接合部材を備える太陽電池モジュールであって、前記太陽電池素子が受光面側素子と非受光面側素子とからなり、前記受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される正負一方の第１電極と、前記非受光面側素子上に形成される正負他方の第２電極と、を備え、前記太陽電池用集電シートの前記導通凹部には導電性材料が充填されており、前記第１電極と、前記第１導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合され、前記第２電極と、前記第２導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合されている太陽電池モジュール。
　（１２）　樹脂基材の表面に形成され、金属の配線部と非配線部とからなる回路と、前記回路上又は前記回路上に形成される絶縁層上に積層された封止材層と、前記封止材層上に積層されたバックコンタクト型の太陽電池素子と、を備える太陽電池モジュール。
　本発明によれば、バックコンタクト型の太陽電池素子に接合される太陽電池用集電シートであって、例えば、Ｐ極である非受光面側素子とＮ電極に対応する配線部との間の短絡を確実に防止しうるとともに、太陽電子素子等への、外部からの衝撃を充分に緩和することのできる太陽電池用集電シート及びその製造方法が提供される。
スルーホールを有するバックコンタクト型の太陽電池素子を模式的に表した斜視図である。 図１のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。 太陽電池素子と本発明の太陽電池用集電シートの接合部材を模式的に表した斜視図である。 図３の接合部材３の、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合前の状態におけるＹ－Ｙ線に沿う断面図（第１実施形態）である。 図３の接合部材３の、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合後の状態におけるＹ－Ｙ線に沿う断面図（第１実施形態）である。 図３の接合部材３の、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合後の状態におけるＹ－Ｙ線に沿う断面図（第２実施形態）である。
　以下、本発明の第１実施形態の太陽電池用集電シート、及びその製造方法について説明する。
　まず、図１、図２を参照しながら本発明の太陽電池用集電シートの第１実施形態において用いられる太陽電池素子の一例として、スルーホールを有するバックコンタクト型の太陽電池素子１について説明する。図１は、太陽電池素子１を模式的に表した斜視図である。図２は、図１のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。
　本実施形態において用いられる太陽電池素子１は、上下に積層されるＮ極の受光面側素子１１とＰ極の非受光面側素子１２とからなり、受光面側素子１１と非受光面側素子を貫通する複数のスルーホール１３と、受光面側素子１１からスルーホール１３を経て非受光面側に形成される負電極である第１電極４１と、非受光面側素子上に形成される正電極である第２電極４２とからなる電極４を備える。
　尚、本明細書においては、受光面側素子がＮ極であり、非受光面側素子がＰ極である太陽電池素子１、即ち、第１電極４１が負電極であり第２電極４２が正電極である太陽電池素子１を実施例として例示する。但し、太陽電池素子の構成はこれに限られるものではない。例えば、図１と異なり受光面側がＰ極である太陽電池素子の場合には、第１電極４１と第２電極４２の正負の極性が逆転する。本発明の太陽電池用集電シートは、そのような構成の太陽電池素子にも用いることができる。そして、その場合においても、本実施例と全く同様の効果を奏しうるものである。
　スルーホール１３を有するバックコンタクト型の太陽電池素子の具体例としては、メタルラップスルー（ＭＷＴ）方式、エミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子が挙げられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子１の、スルーホール１３内に銀ペースト１４等の金属を充填し、金属を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第１電極４１（負電極）より取り出す構造の太陽電池素子をいう。ＥＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子１のスルーホール１３の内壁に拡散層を設け、拡散層を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第１電極（負電極）より取り出す構造の太陽電池素子をいう。
　尚、本発明の太陽電池用集電シートを用いることができる太陽電池素子は、必ずしも上記のようなスルーホール１３を有する太陽電池素子には限られない。本発明の太陽電池用集電シートは、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子であれば、スルーホール１３を有さない構成の太陽電池素子に用いた場合であっても、上述の短絡を防止しつつ外部衝撃を緩和できる集電シートとして好ましく用いることができる。一例として、「ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ　ｂａｃｋ－ｃｏｎｔａｃｔ（ＩＢＣ）方式」の太陽電池素子についても、本発明の太陽電池用集電シートを好ましく用いることができる。ここで、ＩＢＣ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子の裏面に、くし型形状のｐ型、ｎ型の拡散層を形成し、そのｐ、ｎ領域から、電気を取り出す構造の太陽電池素子をいう。
　図３から図５を参照しながら、本発明の太陽電池用集電シート２の実施形態について説明する。図３は、スルーホール１３を有するバックコンタクト型の太陽電池素子１と本発明の太陽電池用集電シート２の接合部材３を模式的に表した斜視図である。図４は、図３の接合部材３の、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合前の状態におけるＹ－Ｙ線に沿う断面図である。図５は図３の接合部材３の、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合後の状態におけるＹ－Ｙ線に沿う断面図である。
＜太陽電池用集電シート（第１実施形態）＞
　本実施形態の太陽電池用集電シート２は、樹脂基材２１と、回路２２と、封止材層２３と、封止材層２３の一部に形成された導通凹部２４と、を備える。樹脂基材２１の表面に例えば銅等の金属からなる配線部２２１と、非配線部２２２からなる回路２２が形成されている。そして、回路２２を覆って封止材層２３が形成されている。また封止材層２３の上部表面から、回路２２の上部表面まで貫通する導通凹部２４が形成されている。
　樹脂基材２１は、シート状に成型された樹脂である。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、本発明において両者に差はない。樹脂基材２１を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル－スチレン共重合体、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。
　樹脂基材２１の厚さは、太陽電池用集電シート２に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材２１の厚さは、特に限定されないが、一例として２０～２５０μｍが挙げられる。
　回路２２は、所望の配線形状となるように太陽電池用集電シート２の表面に形成された電気配線である。回路２２の配線部２２１は、例えば銅等の金属からなる層である。回路２２を樹脂基材２１の表面に形成するためには、樹脂基材２１の表面に銅箔を接合させ、その後、エッチング処理等によりその銅箔をパターニングする方法が例示される。
　回路２２の厚さは、太陽電池用集電シート２に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。回路２２の厚さは、特に限定されないが、一例として１０～５０μｍが挙げられる。
　図５に示すように、封止材層２３は、回路２２上に導通凹部２４が占める場所を除いて形成される。尚、本発明における封止材層は充填材とも呼ばれ、太陽電池モジュール内において、太陽電池素子の位置を固定し、また外部からの衝撃を緩和するために配置される例えばオレフィン系の樹脂基材等の充填材からなる層のことをいう。
　封止材としては、従来公知のエチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂等があり、これらは、いずれも衝撃緩和特性の点では外部からの衝撃を充分に緩和できる特性を有する。
　ここで、例えば、回路上に封止材は積層されておらず、熱硬化型の絶縁インキ等からなる絶縁層を回路上に形成されている従来の太陽電池用集電シートにおいては、非受光面側素子と、同素子と反対の極性を持つ電極に対応する配線部との間の短絡を防ぐために、当該絶縁層には、ＪＩＳ　Ｃ６４８１で測定した体積抵抗値が１０７Ω以上、好ましくは１０１１Ω以上であることが求められている。本実施例に係る太陽電池用集電シートは、封止材層２３に上記絶縁層の役割をも果たさせるものであり、封止材層２３の抵抗値が、上記体積抵抗値の条件を満たすことにより、上記短絡を防ぐことができるものである。
　封止材層２３として用いられるＥＶＡ及びオレフィン系樹脂について、それぞれ試料を用意し、下記の通り、絶縁性についての試験を行った。
　絶縁性についての試験は、ＪＩＳ　Ｃ６４８１により、下記試料の体積抵抗値を測定することにより行った。測定機器としては、超絶縁計（日置電機株式会社製：型番ＳＭ－８２１５）を用いた。試料については、特開２００３－４６１０５に記載のオレフィン系の樹脂と、ＶＡ含量２８％のＥＶＡ樹脂を用い、試料の厚さはいずれも４００μｍとした。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　表１より、ＥＶＡ及びオレフィン系樹脂を用いた封止材層２３は、いずれも太陽電池用集電シートにおける上記短絡を防ぐために充分な絶縁性を有することが分かる。
　封止材層２３は、上述した衝撃緩和特性、絶縁性を有することに加えて、回路２２上の配線部２２１を形成する銅箔等との金属密着性に優れることが好ましい。この観点からは、金属密着性に優れるアイオノマーを封止材層２３として好ましく用いることができる。また、オレフィン系樹脂も、粘着付与剤（タッキファイヤー）を配合させたり、ポリエチレン樹脂の一部をシラン変性させたり、シランカップリング剤を配合させたりすることで金属密着性を向上することができるので封止材層２３として好ましく用いることができる。以上より、封止材層２３としては、ポリエチレン系樹脂又はアイオノマーを用いることが特に好ましい。
　封止材層２３の厚さは、１００μｍ以上６００μｍ以下が好ましく、１００μｍ未満であると充分に衝撃を緩和することができず、また絶縁性も不十分となるので好ましくない。また、６００μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部２４のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。
　封止材層２３の色については特に限定されない。材料樹脂に特に着色を施さず、無色透明或いは半透明のままであってもよいし、また、任意の色を着色してもよい。例えば、白色等の光線反射率の高い色に着色することにより、入射光を反射して太陽電池モジュールの発電効率向上に寄与することができるし、また、白色又は黒色等に着色することにより、太陽電池モジュールの意匠性を高めることもできる。
　図４及び図５に示すように、導通凹部２４は、太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合時において、太陽電池素子１の第１電極（負電極）４１の直下に形成される第１導通凹部２４１と、太陽電池素子１の第２電極（正電極）４２の直下に形成される第２導通凹部２４２とからなる。第１導通凹部２４１は太陽電池素子の上面側から見た平面視における形状及び面積がスルーホール１３と略同一であり、封止材層２３の上面部から配線部２２１の上面まで貫通する孔である。一方、第２導通凹部２４２は同じく封止材層２３の上面部から配線部２２１の上面まで貫通する孔であるが、その形状及び面積は、第２電極４２と接合されればよく、第２電極４２の形状位置に応じて適宜設計される。
　太陽電池素子１と太陽電池用集電シート２の接合時において、第１導通凹部２４１は第１電極４１を間に挟んで対応するスルーホール１３と上下に重なる位置に形成され、また第２導通凹部２４２は第２電極４２を間に挟んで対応するスルーホール１３と上下に重なる位置に形成される。第１導通凹部２４１と第２導通凹部２４２の空間部分には、ハンダ等の導電性材料２５が充填されている。
　このように、本発明の第１実施形態である太陽電池用集電シート２における封止材層２３は、その従来公知の特性である衝撃緩和特性によって、外部からの衝撃を充分に緩和することができる。また、従来の封止材層の公知の効果である衝撃緩和の効果に加えて、本発明における封止材層２３は、上記短絡を防ぐために充分な絶縁性を有するという、従来は考慮されていなかった新しい効果を発揮することができる。よって、太陽電池用集電シート２によれば、例えば、回路上に絶縁層をまず形成した上で更にその上に重ねて封止材層を形成する複層構造は必要なく、単層の封止材層のみで衝撃緩和と絶縁の役割を果たすため、生産工程における材料、工程が少なくて済み、生産性の向上に寄与することができる。
＜太陽電池用集電シートの製造方法＞
　太陽電池用集電シート２の製造においては、まず樹脂基材２１の表面に、銅等の金属からなる導電層が積層された積層シートが使用される。この積層シートに対して、エッチング工程及び剥離工程を施すことにより、太陽電池用集電シート２上に回路２２が形成される。更に回路２２が形成された積層シートに対して、封止材積層工程を施すことにより、回路２２上に封止材層２３が形成される。以下、エッチング工程、剥離工程、及び封止材積層工程について説明する。
［エッチング工程］
　まず、エッチング工程について説明する。この工程は、所望の回路２２の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）を上記の積層シートの表面に作製した後でエッチング処理を行うことにより、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を除去する工程である。
　既に説明したように、この工程で使用される積層シートは、樹脂基材２１の表面に銅等の金属からなる導電層が形成されたものである。樹脂基材２１の表面に銅等の金属からなる導電層を形成させる方法については、銅箔を接着剤によって樹脂基材２１の表面に接着する方法、樹脂基材２１の表面に銅箔を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材２１の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材２１の表面に接着する方法が好ましい。
　この工程では、まず、上記の積層シートの表面（すなわち上記の導電層の表面）に所望の配線部２２１の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）が作製される。エッチングマスクは、エッチング工程において、将来、配線部２２１となる導電層が浸漬液による腐食を免れるために設けられる。このようなエッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。エッチングマスクは、後に説明する剥離工程において、アルカリ性の剥離液で剥離できることが必要である。このような観点からは、フォトレジスト又はドライフィルムを使用してエッチングマスクを作製することが好ましい。
　次に、エッチング工程におけるエッチング処理について説明する。この処理は、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を浸漬液により除去する処理である。この処理を経ることにより、導電層のうち、配線部２２１となる箇所以外の部分が除去されるので、樹脂基材２１の表面には、所望とする配線部２２１の形状に導電層が残ることになる。
［剥離工程］
　次に、剥離工程でアルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する。この工程を経ることにより、エッチングマスクが配線部２２１の表面から除去される。剥離工程で使用されるアルカリ性の剥離液としては、例えば、所定濃度の苛性ソーダの水溶液が挙げられる。
［封止材積層工程］
　封止材層２３の形成方法は特に限定されないが、例えば、封止材をシート状に形成後、導通凹部２４を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成してから、積層することで回路２２上に貫通する導通凹部２４を形成できる。
　なお、上記製造方法によれば、シート状の封止材を回路上に積層した段階では、図４に示す通り、厳密には非配線部２２２には封止材層２３は形成されない場合もある。しかし、後述する太陽電池モジュールの製造工程における真空熱ラミネート加工の過程において、加工に係る熱により、軟化した封止材が非配線部２２２にも流れ込み、図５に示す通り、非配線部２２２にも封止材層２３が形成されることとなる。
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
　次に本発明の一実施形態である太陽電池用集電シート２と太陽電池素子１を接合した接合部材３とを備える太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
　図５に示すように、太陽電池用集電シート２、太陽電池素子１及び他の部材の一体化の工程の前に、まず太陽電池用集電シート２の導通凹部２４に導電性材料２５を充填する。この導電性材料２５は、例えばハンダ等が例示できる。これにより、導通凹部２４は、配線部２２１が底面で露出するように形成されているため、導電性材料２５と配線部２２１とが導通する。より具体的には図５において、配線部２２１と第１電極４１（負電極）に接続される第１導通凹部２４１と、配線部２２１と第２電極４２（正電極）に接続される第２導通凹部２４２とが、それぞれ封止材層２３によって別個に導通される。
　一方の太陽電池素子１側は、図５に示すＭＷＴ方式の太陽電池素子か或いは、ＥＷＴ方式の太陽電池素子等のバックコンタクト型の太陽電池素子が用いられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子の場合はスルーホール１３には、図５に示すように銀ペースト１４が充填されている。
　次に太陽電池用集電シート２、太陽電池素子１、及び、図示しない裏面保護シート等の他の部材を積層して一体化する。この一体化の方法としては真空熱ラミネート加工により一体化する方法が挙げられる。上記方法を用いた際のラミネート温度は、１３０℃～１９０℃の範囲内とすることが好ましい。また、ラミネート時間は、５～６０分の範囲内が好ましく、特に８～４０分の範囲内が好ましい。
　この一体化の過程において、太陽電池用集電シート２の封止材層２３は、加熱により、軟化して非配線部２２２にも流れ込み、図５に示す通り、非配線部２２２にも封止材層２３が形成されることとなる。これにより、封止材層２３が電極間の短絡を防ぐ絶縁層としても機能することができるようになる。
　また、この一体化の過程において、太陽電池用集電シート２の樹脂基材２１は、太陽電池モジュールとして他の部材と強固に一体化されているため、太陽電池用集電シート２の基材樹脂のＴｇ以上で加熱しても熱による収縮、変形の問題が生じない。
　なお、本発明の太陽電池用集電シート２は、回路２２上に封止材層２３が積層されているものをいうが、本発明の太陽電池モジュールについては、あらかじめ、回路２２上に封止材層２３が積層されているものに限られない。樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と非配線部とからなる回路と、前記回路上に積層された封止材層と、前記封止材層上に積層されたバックコンタクト型の太陽電池素子と、を備える太陽電池モジュールは、本発明の範囲である。
　上記の一体化によって、図４に示すように、第１電極４１から取り出された電気はスルーホール１３内の銀ペースト１４を経て、更に第１導通凹部２４１内の導電性材料２５を介して対応する配線部２２１に伝導される。また、第２電極４２から取り出された電気は第２導通凹部２４２内の導電性材料２５を介して対応する配線部２２１に伝導可能となる。
＜裏面保護シート一体化集電シート＞
　尚、太陽電池用集電シート２は、上記の通り、太陽電池素子１の他、他の部材と一体化する工程を経て、太陽電池モジュールとなるが、その工程に先だって、樹脂基材２１の裏面側にあらかじめ別のＥＴＦＥ、耐加水ＰＥＴ等の裏面保護シート（図示せず）を一体化することにより、太陽電池モジュールの製造に用いる裏面保護シート一体化集電シートとすることも可能である。
　上記の裏面保護シート一体化集電シートを作成するには、樹脂基材２１の裏面側に裏面保護シートをドライラミネーション法等によって積層する。
＜太陽電池用集電シート（第２実施形態）＞
　続いて、本発明の第２実施形態の太陽電池用集電シート及びその製造方法について説明する。第１実施形態と共通する構成要件については、一部説明を省略し、構成要件の異なる部分を中心に図６を参照しながら説明する。
　図６に示す通り、第２実施形態の太陽電池用集電シート２Ａにおいては、回路２２上に絶縁層２６が形成されており、当該絶縁層２６上に封止材層２３が形成されている点において第１実施形態の太陽電池用集電シート２と異なる。このような構成を備える太陽電池用集電シート２Ａによれば、非受光面側素子と配線部との間の短絡を、太陽電池用集電シート２以上に更に確実に防ぎ、且つ、外部からの衝撃を緩和することのできる太陽電池用集電シートを提供することができる。
　太陽電池用集電シート２Ａは、樹脂基材２１と、回路２２と、絶縁層２６と封止材層２３（以下、両層を合わせて「絶縁封止材層」とも言う。）と、絶縁封止材層の一部に形成された導通凹部２４と、を備える。回路２２を覆って絶縁層２６が形成され、絶縁層２６の上面に封止材層２３が形成されている。また封止材層２３の上部表面から、絶縁層２６を通じて、回路２２の上部表面まで貫通する導通凹部２４が形成されている。
　絶縁層２６は、回路２２上に、導通凹部２４が占める場所を除いて形成される。太陽電池用集電シート２Ａにおいては、絶縁層２６と封止材層２３とを一体とした絶縁封止材層として抵抗値を計測した場合の抵抗値が、上記体積抵抗値の条件を満たせば、上記の短絡を防ぐことができる。
　太陽電池用集電シート２Ａにおいては、絶縁層２６を形成するための絶縁剤として、従来から広く用いられている絶縁性の極めて高いエポキシ－フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキに替えて、コート剤として紫外線硬化型絶縁剤を好適に用いることができる。紫外線硬化型絶縁コート剤は、単独で絶縁層を形成した場合の絶縁性において、熱硬化性絶縁インキに劣る。しかし、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いた絶縁層であっても、その上に封止材層２３を積層して図６に示すような多層の絶縁封止材層とすることで、充分な絶縁性を得ることができる。
　なお、熱硬化性絶縁インキに替えて、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることにより、後述する絶縁層形成時のインキのキュア温度を低温に抑えることができる。これにより、ガラス転移温度が１００℃以下である経済性に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を樹脂基材２１として使用することができる。また工程として、紫外線硬化の方が熱硬化よりも経済性に優れる。よって、絶縁層２６を形成するための絶縁剤として、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることにより、太陽電池用集電シート又は太陽電池モジュールの生産性を高めることができる。
　絶縁層２６の厚さは５μｍ以上～２５μｍ以下が好ましい。５μｍ未満であると、封止材層を積層したとしても絶縁性が不十分となるので好ましくなく、２５μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部２４のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。
　図４に示すように、太陽電池用集電シート２Ａの封止材層２３は、絶縁層２６上に導通凹部２４が占める場所を除いて形成される。すなわち、太陽電池用集電シート２Ａにおいて、導通凹部２４は、絶縁層２６の未形成部によってできる凹部と、その上の封止材層２３に形成される孔部とが連通することによって形成されている。
　太陽電池用集電シート２Ａの封止材層２３は、絶縁層２６と積層されて絶縁封止材層を形成することによって、絶縁層２６が単独で配置された場合と比較して、絶縁封止材層全体としては、より高い絶縁性を発揮するという従来の太陽電池用集電シートにおける封止材には要求されていなかった新しい効果をもたらすことができる。
　太陽電池用集電シート２Ａの封止材層２３の厚さは１００μｍ以上～６００μｍ以下が好ましい。１００μｍ未満であると、充分に衝撃を緩和することができず、また絶縁性を高める効果も不十分となるので好ましくなく、６００μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部２４のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。
＜太陽電池用集電シート（第２実施形態）の製造方法＞
　太陽電池用集電シート２Ａの製造においては、第１実施形態の太陽電池用集電シート２を製造する場合と同様のエッチング工程及び剥離工程に続いて、絶縁層２６を形成するための絶縁コーティング工程が行われる。そして、その後に、形成された絶縁層２６上に封止材層２３を積層する形で、封止材コーティング工程が行われる点が、第１実施形態に係る上述の製造方法とは異なる。第２実施形態に係る製造方法については、以下、この絶縁コーティング工程と封止材積層工程とについて説明する。
［絶縁コーティング工程］
　絶縁コーティングは、光及び又は熱硬化型絶縁コート剤を用いる方法によって行うことができる。
　具体的には、紫外線硬化型絶縁コート剤を回路２２の配線部２２１及び非配線部２２２のうち導通凹部２４を除いた部分を覆って塗布した後、これを紫外線の照射により硬化させることにより絶縁コーティングを行う。この場合には、アクリル系等の紫外線硬化型絶縁コート剤を好適に用いることができる。
　また、絶縁コーティングは、エポキシ－フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキ等他の従来公知の絶縁剤を用いる方法によっても行うことができる。
［封止材積層工程］
　太陽電池用集電シート２Ａの封止材層２３の形成方法は特に限定されないが、例えば、封止材をシート状に形成後、導通凹部２４を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層２６によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように積層することで回路２２上に貫通する導通凹部２４を形成することができる。
　以上の通り、本発明の太陽電池用集電シート２、２Ａは、太陽電池素子１と接合した際に、例えば、非受光面側素子１２と配線部２２１との間を絶縁することができ、且つ、外部からの太陽電池素子１等への衝撃を緩和することのできる封止材層２３、又は絶縁層２６と封止材層２３からなる絶縁封止材層を備えており、太陽電池素子１からの電気の取り出しに、この太陽電池用集電シート２を用いることにより、Ｐ極である非受光面側素子１２とＮ電極に対応する配線部の間の短絡を防ぐことができ、また、同時に、外部からの衝撃より太陽電池素子１等を適切に保護することができる。
　１　　　　　太陽電池素子
　１３　　　　スルーホール
　２、２Ａ　　太陽電池用集電シート
　２１　　　　樹脂基材
　２２　　　　回路
　２３　　　　封止材層
　２４　　　　導通凹部
　２５　　　　導電性材料
　２６　　　　絶縁層
　３　　　　　太陽電池素子と太陽電池用集電シートとの接合部材
　４　　　　　電極
　４１　　　　第１電極
　４２　　　　第２電極

Claims (12)

  1. 　太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置され、
    　樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と非配線部とからなる回路と、
    　前記回路上に積層される封止材層と、を備え、
    　前記配線部上の封止材層には、当該封止材層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出する導通凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
  2. 　前記導通凹部として、
    　前記太陽電池素子の受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される正負一方の第１電極位置に対応する第１導通凹部と、
    　前記太陽電池素子の非受光面側素子の正負他方の第２電極位置に対応する第２導通凹部と、を備える請求項１に記載の太陽電池用集電シート。
  3. 　太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置され、
    　樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と非配線部とからなる回路と、
    　前記回路上に形成される絶縁層と、当該絶縁層上に形成される封止材層と、を備え、
    　前記配線部上の絶縁層及び封止材層には、当該絶縁層及び封止材層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極と、これに対応する前記配線部とを導通するために前記配線部が露出する導通凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
  4. 　前記導通凹部として、
    　前記太陽電池素子の受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される正負一方の第１電極位置に対応する第１導通凹部と、
    　前記太陽電池素子の非受光面側素子の正負他方の第２電極位置に対応する第２導通凹部と、を備える請求項３に記載の太陽電池用集電シート。
  5. 　前記封止材層のＪＩＳ　Ｃ６４８１で測定した体積抵抗値が１０７Ω以上である請求項１又は２に記載の太陽電池用集電シート。
  6. 　前記封止材層が、ポリエチレン系樹脂又はアイオノマーである請求項１、２又は５のいずれかに記載の太陽電池用集電シート。
  7. 　前記絶縁層が、紫外線硬化型絶縁層である請求項３又は４に記載の太陽電池用集電シート。
  8. 　前記樹脂基材の裏面側に裏面保護シートが一体化されている請求項１から７のいずれかに記載の裏面保護シート一体化太陽電池用集電シート。
  9. 　請求項１、２、５又は６のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法であって、
    　樹脂基材の表面に金属箔を積層した後に、前記金属箔をエッチングして回路を形成する工程と、
    　前記封止材層に前記導通凹部を構成する貫通孔を形成して前記封止材層を前記回路上に積層する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法。
  10. 　請求項３、４又は７のいずれかに記載の太陽電池用集電シートの製造方法であって、
    　樹脂基材の表面に金属箔を積層した後に、前記金属箔をエッチングして回路を形成する工程と、
    　前記配線部及び非配線部の前記導通凹部以外に前記絶縁層をパターン形成する工程と、
    前記封止材層に前記導通凹部を構成する貫通孔を形成して前記封止材層を前記絶縁層上に積層する工程と、を備える太陽電池用集電シートの製造方法。
  11. 　請求項２又は４に記載の太陽電池用集電シートが、バックコンタクト型の太陽電池素子の非受光面側に積層されてなる接合部材を備える太陽電池モジュールであって、
    　前記太陽電池素子が受光面側素子と非受光面側素子とからなり、前記受光面側素子からスルーホールを経て非受光面側に形成される正負一方の第１電極と、前記非受光面側素子上に形成される正負他方の第２電極と、を備え、
    　前記太陽電池用集電シートの前記導通凹部には導電性材料が充填されており、
    　前記第１電極と、前記第１導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合され、
    　前記第２電極と、前記第２導通凹部内の導電性材料とが導通するように接合されている太陽電池モジュール。
  12. 　樹脂基材の表面に形成され、金属の配線部と非配線部とからなる回路と、
    　前記回路上又は前記回路上に形成される絶縁層上に積層された封止材層と、
    　前記封止材層上に積層されたバックコンタクト型の太陽電池素子と、を備える太陽電池モジュール。
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