[go: up one dir, main page]

JP2012134247A - Solar cell module and solar cell - Google Patents

Solar cell module and solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP2012134247A
JP2012134247A JP2010283658A JP2010283658A JP2012134247A JP 2012134247 A JP2012134247 A JP 2012134247A JP 2010283658 A JP2010283658 A JP 2010283658A JP 2010283658 A JP2010283658 A JP 2010283658A JP 2012134247 A JP2012134247 A JP 2012134247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
receiving surface
light receiving
electrode
lead wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010283658A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Nakamura
真之 中村
Hiroki Hasegawa
裕樹 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2010283658A priority Critical patent/JP2012134247A/en
Publication of JP2012134247A publication Critical patent/JP2012134247A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell module which can reduce costs of lead wires without degrading connection reliability.SOLUTION: A plurality of plate-like solar cells 20 having light-receiving surface electrodes (grid electrodes 13, light-receiving surface bus electrodes 14) on a light-receiving surface and reverse-surface electrodes (a reverse-surface collecting electrode, reverse-surface bus electrodes) on a reverse surface are provided in parallel to each other. Belt-like lead wires 4 are provided which connect the light-receiving surface electrodes of a first solar cell 20A with the reverse-surface electrodes of a second solar cell 20B adjacent to the first solar cell 20A. The lead wire 4 is a rectangular cross-sectional flat-type conductor (flat-type copper wire) having its surface coated with a thin layer of solder. The solder contains 3 elements of Sn, Ag, and Cu, of which Ag is 2.7% by weight or less.

Description

本発明は、太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルを直列接続する帯状のリード線を有する太陽電池モジュールに関するものである。   The present invention relates to a solar cell module having a strip-shaped lead wire for connecting a solar cell and another adjacent solar cell in series.

従来、受光面を形成するおもて面に表面電極を有し裏面に裏面電極を有する太陽電池セルが縦横に複数並設され、1つの太陽電池セルとこれに隣接する他の太陽電池セルとを直列に接続するために、1つの太陽電池セルの表面電極と隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを接続する帯状のリード線を有する太陽電池モジュールがある。   Conventionally, a plurality of solar cells each having a front electrode on the front surface and a back electrode on the back surface forming a light-receiving surface are arranged side by side, one solar cell and another solar cell adjacent thereto. In order to connect the solar cell modules in series, there is a solar cell module having a strip-shaped lead wire that connects the front surface electrode of one solar cell and the back electrode of another adjacent solar cell.

帯状のリード線は、一般に太陽電池セルの受光面と裏面とに接続方向に延びて配置されている。このリード線は一般的に平角銅線などの導電性の高い金属の全面をはんだ被覆したものが用いられる(例えば、特許文献1参照)。   The strip-shaped lead wire is generally arranged extending in the connecting direction on the light receiving surface and the back surface of the solar battery cell. As this lead wire, generally, an entire surface of a highly conductive metal such as a rectangular copper wire is coated with solder (see, for example, Patent Document 1).

リード線の接合においては、太陽電池セル上の電極にリード線を配置して加熱し、部分的もしくは全長にわたりリード線と太陽電池セルとを圧着することによりはんだ接合する。近年、環境問題の高まりから鉛を含まないはんだ材料が用いられているが、一般的には錫Sn、銀Ag、銅Cu系のはんだが用いられ、特にAgの重量%が3%のはんだ材料が使用されている。   In joining the lead wires, the lead wires are arranged on the electrodes on the solar battery cells and heated, and the lead wires and the solar battery cells are bonded by soldering by partial or full length. In recent years, lead-free solder materials have been used due to increasing environmental problems. Generally, tin-Sn, silver-Ag, and copper-Cu-based solders are used, and in particular, a solder material having 3% by weight of Ag. Is used.

特開2006−54355号公報JP 2006-54355 A

しかしながら、従来用いられているはんだ材料では、はんだに占めるAgの重量%が大きく、はんだのコストが高くなっていた。一方、コストを抑えるためにAgの重量%を0.3%に減じた場合は、はんだ付けの加熱の際に太陽電池セル上のAg電極と反応しはんだ食われが生じ、接続信頼性を損ねる場合があった。   However, conventionally used solder materials have a large weight percentage of Ag in the solder, which increases the cost of the solder. On the other hand, when the weight percentage of Ag is reduced to 0.3% in order to reduce the cost, the solder electrode is reacted with the Ag electrode on the solar battery cell during the soldering heating, and the connection reliability is deteriorated. There was a case.

本発明では、上記に鑑みてなされたものであって、接続信頼性を損なうことなく、リード線のコストを低減することのできる太陽電池モジュール及び太陽電池セルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a solar cell module and a solar cell that can reduce the cost of lead wires without impairing connection reliability.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、平板状を成し受光面に受光面電極を有し裏面に裏面電極を有する太陽電池セルが複数並設され、第1の太陽電池セルの受光面電極と第1の太陽電池セルに隣接する第2の太陽電池セルの裏面電極とを接続する帯状のリード線が設けられた太陽電池モジュールにおいて、リード線は、断面矩形の平角導体の表面がはんだの薄層で覆われたものであり、はんだは、Sn、Ag、Cuの3元素を含んでおり、そのうちAgの重量%が2.7%より小さいことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a solar cell module according to the present invention is formed in a plurality of solar cells that are flat and have a light-receiving surface electrode on a light-receiving surface and a back electrode on the back surface. In the solar cell module provided with a strip-shaped lead wire for connecting the light receiving surface electrode of the first solar cell and the back electrode of the second solar cell adjacent to the first solar cell, Is a rectangular conductor whose surface is covered with a thin layer of solder, and the solder contains three elements of Sn, Ag, and Cu, of which Ag weight percentage is less than 2.7%. It is characterized by that.

また、本発明にかかる他の太陽電池モジュールは、平板状を成し受光面に受光面電極を有し裏面に裏面電極を有する太陽電池セルが複数並設され、第1の太陽電池セルの受光面電極と該第1の太陽電池セルの第1の方向に隣接する第2の太陽電池セルの裏面電極とを接続する帯状のリード線が設けられた太陽電池モジュールにおいて、受光面電極は、受光面に形成され第1の方向と直交する方向に第1の太陽電池セルの端部まで平行に延びる複数の細線でなるグリッド電極と、複数のグリッド電極を接続するように形成され第1の太陽電池セルの第1の方向に平行に沿って延びる受光面バス電極とを有し、リード線は、第1の太陽電池セルの受光面に受光面バス電極に沿って延び受光面バス電極と接続された受光面リード線と、第2の太陽電池セルの裏面に設けられた裏面電極と接続された裏面リード線とを含み、受光面リード線及び裏面リード線の少なくとも一方は、表面にはんだメッキされた断面矩形の平角導体であり、はんだは、Sn、Ag、Cuの3元素を含んでおり、そのうちAgの重量%が2.7%より小さいことを特徴とする。   In another solar cell module according to the present invention, a plurality of solar cells each having a flat plate shape, having a light receiving surface electrode on the light receiving surface and having a back electrode on the back surface, are received by the first solar cell. In the solar cell module provided with the strip-shaped lead wire that connects the surface electrode and the back surface electrode of the second solar cell adjacent in the first direction of the first solar cell, the light-receiving surface electrode receives light A grid electrode composed of a plurality of thin lines formed on the surface and extending in parallel to the end of the first solar cell in a direction perpendicular to the first direction, and the first sun formed to connect the plurality of grid electrodes A light-receiving surface bus electrode extending parallel to the first direction of the battery cell, and the lead wire extends along the light-receiving surface bus electrode to the light-receiving surface of the first solar battery cell and is connected to the light-receiving surface bus electrode Light receiving surface lead wire and second solar power Including a back surface lead wire connected to a back surface electrode provided on the back surface of the cell, at least one of the light receiving surface lead wire and the back surface lead wire is a rectangular conductor with a rectangular cross section solder-plated on the surface, It contains three elements of Sn, Ag, and Cu, and the weight percentage of Ag is smaller than 2.7%.

さらに、本発明にかかる太陽電池セルは、太陽光を受光して電力を発生する半導体基板の受光面側に受光面電極を有し、半導体基板の裏面側に裏面電極を有し、受光面電極および裏面電極にそれぞれ受光面リード線及び裏面リード線を接続されて発生した電力を取り出される太陽電池セルにおいて、受光面リード線及び裏面リード線の少なくとも一方は、表面にはんだメッキされた断面矩形の平角銅線であり、はんだは、Sn、Ag、Cuの3元素を含んでおり、そのうちAgの重量%が2.7%より小さいことを特徴とする。   Furthermore, the solar battery cell according to the present invention has a light receiving surface electrode on the light receiving surface side of the semiconductor substrate that receives sunlight and generates electric power, and has a back electrode on the back surface side of the semiconductor substrate. In the solar cell in which the light receiving surface lead wire and the back surface lead wire are connected to the back surface electrode and the generated power is taken out, at least one of the light receiving surface lead wire and the back surface lead wire has a rectangular cross section solder-plated on the surface. It is a flat copper wire, and the solder contains three elements of Sn, Ag, and Cu, and the weight percentage of Ag is smaller than 2.7%.

この発明によれば、はんだを構成するAgの重量%が2.7%より小さく、一般的なAg重量3%より小さくなっているため、メッキ構成材の中のコストの高いAgの使用量を減じることにより、リード線のコストを低減できるとともに、はんだの固相温度を変えることなくはんだ付けを可能とする。   According to this invention, the weight percentage of Ag constituting the solder is smaller than 2.7% and smaller than the general Ag weight of 3%. By reducing the number, the cost of the lead wire can be reduced and soldering can be performed without changing the solid phase temperature of the solder.

図1は、太陽電池モジュールの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a solar cell module. 図2は、複数の太陽電池セルがリード線により順次接続されてなる太陽電池アレイが太陽電池パネル内に封止されている様子を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a solar cell array in which a plurality of solar cells are sequentially connected by lead wires is sealed in a solar cell panel. 図3は、太陽電池セルの上面図である。FIG. 3 is a top view of the solar battery cell. 図4は、太陽電池セルの裏面図である。FIG. 4 is a back view of the solar battery cell. 図5は、太陽電池セルの受光面側バス電極に受光面リード線を接合した様子を示す上面図である。FIG. 5 is a top view showing a state in which a light receiving surface lead wire is bonded to the light receiving surface side bus electrode of the solar battery cell. 図6は、太陽電池セルの裏面バス電極に裏面リード線を接合した様子を示す裏面図である。FIG. 6 is a back view showing a state in which the back surface lead wire is joined to the back surface bus electrode of the solar battery cell. 図7は、複数の太陽電池セルを直列に接続した様子を上方から見た斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a plurality of solar cells connected in series as seen from above. 図8は、複数の太陽電池セルを直列に接続した様子を下方から見た斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a plurality of solar cells connected in series as seen from below. 図9は、各部品を積層する状態を示す太陽電池セルの分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view of the solar battery cell showing a state in which the components are stacked. 図10は、隣接する2つの太陽電池セルの接続状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a connection state between two adjacent solar cells. 図11は、受光面側リード線の一部を断面とする斜視図である。FIG. 11 is a perspective view with a section of a part of the light receiving surface side lead wire.

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール及び太陽電池セルの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a solar cell module and solar cells according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態.
図1は、太陽電池モジュールの斜視図であり、太陽電池パネルに枠部材を取り付ける様子を示している。図2は、複数の太陽電池セルがリード線により順次接続されてなる太陽電池アレイが太陽電池パネル内に封止されている様子を示す斜視図である。図3は、太陽電池セルの上面図である。図4は、太陽電池セルの裏面図である。図5は、太陽電池セルの受光面側バス電極に受光面リード線を接合した様子を示す上面図である。図6は、太陽電池セルの裏面バス電極に裏面リード線を接合した様子を示す裏面図である。図7は、複数の太陽電池セルを直列に接続した様子を上方から見た斜視図である。図8は、複数の太陽電池セルを直列に接続した様子を下方から見た斜視図である。図9は、各部品を積層する状態を示す太陽電池セルの分解斜視図である。図10は、隣接する2つの太陽電池セルの接続状態を示す断面図である。図11は、受光面側リード線の一部を断面とする斜視図である。
Embodiment.
FIG. 1 is a perspective view of a solar cell module and shows a state in which a frame member is attached to a solar cell panel. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a solar cell array in which a plurality of solar cells are sequentially connected by lead wires is sealed in a solar cell panel. FIG. 3 is a top view of the solar battery cell. FIG. 4 is a back view of the solar battery cell. FIG. 5 is a top view showing a state in which a light receiving surface lead wire is bonded to the light receiving surface side bus electrode of the solar battery cell. FIG. 6 is a back view showing a state in which the back surface lead wire is joined to the back surface bus electrode of the solar battery cell. FIG. 7 is a perspective view of a plurality of solar cells connected in series as seen from above. FIG. 8 is a perspective view of a plurality of solar cells connected in series as seen from below. FIG. 9 is an exploded perspective view of the solar battery cell showing a state in which the components are stacked. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a connection state between two adjacent solar cells. FIG. 11 is a perspective view with a section of a part of the light receiving surface side lead wire.

太陽電池モジュール90は、平板状の太陽電池パネル70とこの太陽電池パネル70の外縁部を全周にわたって囲む枠部材80とを有している(図1)。太陽電池パネル70は、縦横に複数配列された太陽電池セル20を樹脂封止し、その受光面側を透光性を有する表面カバー材3で覆い、裏面側を裏面カバー材10で覆って構成されている(図9、10)。   The solar cell module 90 has a flat solar cell panel 70 and a frame member 80 that surrounds the outer edge of the solar cell panel 70 over the entire circumference (FIG. 1). The solar battery panel 70 is formed by resin-sealing a plurality of solar cells 20 arranged vertically and horizontally, covering the light receiving surface side with a surface cover material 3 having translucency, and covering the back surface side with a back surface cover material 10. (FIGS. 9 and 10).

複数の太陽電池セル20は、受光面側リード線4および裏面側リード線7により、第1の方向である図中X方向に直列に接続されている(図2、7、8、9)。ただし、太陽電池パネル70の端部においては、Y方向に接続されている箇所もある。図11に受光面側リード線4の斜視図を示す。なお、図11には、受光面側リード線4を示すが裏面側リード線7も同様の構造である。受光面側リード線4および裏面側リード線7としては、一般にタブ線と呼ばれる帯状のインターコネクタであり、平角銅線(平角導体)4Aの表面全体がはんだ4Bの薄層で覆われた構造、つまり、平角銅線4Aが外周面をはんだ4Bで被覆された構造を成している。はんだ4Bは、平角銅線4Aにはんだメッキされることにより平角銅線4Aの外周面全体にわたって薄層を形成している。太陽電池パネル70の内部には、複数の太陽電池セル20が受光面側リード線4および裏面側リード線7により順次接続されて太陽電池アレイ5が構成され、この太陽電池アレイ5が樹脂8により封止されている(図2、9)。   The plurality of solar battery cells 20 are connected in series in the X direction in the figure, which is the first direction, by the light receiving surface side lead wires 4 and the back surface side lead wires 7 (FIGS. 2, 7, 8, and 9). However, in the edge part of the solar cell panel 70, there is also a location connected in the Y direction. FIG. 11 is a perspective view of the light receiving surface side lead wire 4. FIG. 11 shows the light receiving surface side lead wire 4, but the back surface side lead wire 7 has the same structure. The light receiving surface side lead wire 4 and the back surface side lead wire 7 are band-like interconnectors generally called tab wires, and the entire surface of a flat copper wire (flat conductor) 4A is covered with a thin layer of solder 4B, That is, the rectangular copper wire 4A has a structure in which the outer peripheral surface is covered with the solder 4B. The solder 4B forms a thin layer over the entire outer peripheral surface of the rectangular copper wire 4A by being solder plated on the rectangular copper wire 4A. Inside the solar cell panel 70, a plurality of solar cells 20 are sequentially connected by a light receiving surface side lead wire 4 and a back surface side lead wire 7 to form a solar cell array 5, and this solar cell array 5 is made of resin 8. It is sealed (FIGS. 2 and 9).

枠部材80は、アルミニウムなどの押出成型にて作製され、断面コの字形を成すコ字状部で太陽電池パネル70の外縁部を全周にわたって覆っている(図1)。枠部材80は、ブチル系の封止材またはシリコン系の接着剤などを介して太陽電池パネル70に固定され、太陽電池パネル70を補強するとともに、太陽電池パネル70を住宅やビルなどの建物や地面や構造物に設けられた架台に取り付けるための役割を有する。   The frame member 80 is manufactured by extrusion molding of aluminum or the like, and covers the outer edge of the solar cell panel 70 over the entire circumference with a U-shaped portion having a U-shaped cross section (FIG. 1). The frame member 80 is fixed to the solar cell panel 70 via a butyl-based sealing material or a silicon-based adhesive, and reinforces the solar cell panel 70, and the solar cell panel 70 is installed in a building such as a house or a building. It has a role to attach to a gantry provided on the ground or structure.

太陽電池パネル70は、受光面側(表面側)から、例えばガラス板である透光性を有する表面カバー材3と、複数の太陽電池セル20およびこれら太陽電池セル20を直列に接続する受光面側リード線4および裏面側リード線7がEVA(エチレンビニルアセテート)等の樹脂8(8a、8b)で封止されたセル配置層9と、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPVF(ポリビニルフルオライド)等でなる耐候性に優れた裏面カバー材(バックシート)10とが、この順にて積層された構成となっている(図9、10)。   The solar battery panel 70 includes, from the light receiving surface side (front surface side), a surface cover material 3 having translucency, for example, a glass plate, a plurality of solar cells 20, and a light receiving surface that connects these solar cells 20 in series. Cell arrangement layer 9 in which side lead wire 4 and backside lead wire 7 are sealed with resin 8 (8a, 8b) such as EVA (ethylene vinyl acetate), PET (polyethylene terephthalate), PVF (polyvinyl fluoride), etc. The back cover material (back sheet) 10 having excellent weather resistance is laminated in this order (FIGS. 9 and 10).

太陽電池セル20は、およそ150〜300μmほどの厚みのp型シリコンを基板として以下のように構成される。p型層となるp型シリコン基板(半導体基板)11の表面側には、リン拡散によってn型拡散層(不純物層拡散層:図示せず)が形成され、さらに入射光の反射を防止して変換効率を向上させるためのシリコン窒化膜よりなる反射防止膜11a(図3)が表面処理により設けられて、太陽電池セル20の受光面となっている。また、p型シリコン基板(以下、単に基板)11の裏面側には、高濃度不純物を含んだp+層(図示せず)が形成され、さらに入射光の反射および電力の取り出しを目的として裏面のほぼ全面にわたってアルミニウムによる裏面集電電極12が設けられている。   The solar battery cell 20 is configured as follows using p-type silicon having a thickness of about 150 to 300 μm as a substrate. An n-type diffusion layer (impurity layer diffusion layer: not shown) is formed by phosphorous diffusion on the surface side of the p-type silicon substrate (semiconductor substrate) 11 serving as a p-type layer, and further prevents reflection of incident light. An antireflection film 11 a (FIG. 3) made of a silicon nitride film for improving the conversion efficiency is provided by a surface treatment, and serves as a light receiving surface of the solar battery cell 20. A p + layer (not shown) containing high-concentration impurities is formed on the back surface side of a p-type silicon substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) 11, and the back surface is formed for the purpose of reflecting incident light and taking out power. A back collector electrode 12 made of aluminum is provided over almost the entire surface.

また、基板11の受光面には、入射光から変換された電気エネルギーを取り出す受光面側電極として、銀で形成された細線電極であるグリッド電極13と同じく銀で形成された所定幅の受光面バス電極(受光面リード接続電極)14とが形成され、それぞれ底面部において上記n型拡散層と電気的に接続している。受光面バス電極14は、太陽電池セル20の接続方向である第1の方向に沿って2本が平行に形成されている。なお、受光面バス電極14は3本以上でも良い。グリッド電極13は、受光面バス電極14と直交する方向に多数本が細形に形成されている。グリッド電極13は、受光面にて発電した電力を無駄なく取り出すために、できるだけ細く、また受光面(表面)の全体にわたるように形成されている。太陽光が当たることによって、図3、5の受光面側がマイナス(−)電極、図4、6の裏面側がプラス(+)電極となる。受光面バス電極14は、受光面側リード線4が接続されて、グリッド電極13によって集められた電気エネルギーをさらに外部に取り出すために設けられている(図5)。   Further, on the light receiving surface of the substrate 11, as a light receiving surface side electrode for extracting electric energy converted from incident light, a light receiving surface having a predetermined width formed of silver is the same as the grid electrode 13 which is a thin wire electrode formed of silver. A bus electrode (light-receiving surface lead connection electrode) 14 is formed, and is electrically connected to the n-type diffusion layer at the bottom. Two light receiving surface bus electrodes 14 are formed in parallel along a first direction which is a connecting direction of the solar cells 20. The light receiving surface bus electrode 14 may be three or more. Many grid electrodes 13 are formed in a thin shape in a direction orthogonal to the light-receiving surface bus electrode 14. The grid electrode 13 is formed to be as thin as possible and to cover the entire light receiving surface (surface) in order to take out the electric power generated on the light receiving surface without waste. By receiving sunlight, the light receiving surface side in FIGS. 3 and 5 becomes a minus (−) electrode, and the back side in FIGS. 4 and 6 becomes a plus (+) electrode. The light-receiving surface bus electrode 14 is provided to connect the light-receiving surface-side lead wire 4 to the outside and further extract the electric energy collected by the grid electrode 13 to the outside (FIG. 5).

グリッド電極13と受光面バス電極14とは、グリッド電極13となる100μm程度の幅の銀ペーストが線状に2mm程度の間隔で多数本塗布され、また、受光面バス電極14となる2mm幅の銀ペーストが基板11の端辺からセル幅の4分の1の距離にグリッド電極13の銀ペーストと直交するように塗布され、これら銀ペーストが焼成されて形成されている。   The grid electrode 13 and the light-receiving surface bus electrode 14 are coated with a plurality of silver pastes having a width of about 100 μm to form the grid electrode 13 at intervals of about 2 mm, and the light-receiving surface bus electrode 14 has a width of 2 mm. The silver paste is applied at a distance of one-fourth of the cell width from the edge of the substrate 11 so as to be orthogonal to the silver paste of the grid electrode 13, and these silver pastes are baked to form.

一方、基板11の裏面には、裏面のほぼ全面を覆うようにしてアルミニウムでなる裏面集電電極12が設けられている。また、太陽電池セル20の裏面のグリッド電極13と対応した位置(グリッド電極13と太陽電池セル20の厚さ方向に重なる位置)には、銀でなる裏面バス電極(裏面リード接続電極)15が太陽電池セル20の接続方向である第1の方向に延びて形成されている。裏面バス電極15は、裏面側リード線7が接続されて、裏面集電電極12によって集められた電気エネルギーをさらに外部に取り出すために設けられている(図4)。   On the other hand, the back surface collecting electrode 12 made of aluminum is provided on the back surface of the substrate 11 so as to cover almost the entire back surface. In addition, at a position corresponding to the grid electrode 13 on the back surface of the solar battery cell 20 (position where the grid electrode 13 and the solar battery cell 20 are overlapped with each other in the thickness direction), a back bus electrode 15 (back surface lead connection electrode) made of silver is provided. It is formed extending in a first direction that is a connection direction of the solar battery cells 20. The backside bus electrode 15 is provided to connect the backside lead wire 7 to the outside and further extract the electric energy collected by the backside collecting electrode 12 to the outside (FIG. 4).

基板11の裏面は、全面にわたって銀電極にて覆ってもよいがコストが嵩むため、上記のように特に裏面側リード線7を接続する箇所のみ銀製の裏面バス電極15が設けられている。なお、裏面バス電極15は、本実施の形態のように直線状なもののほかに、ドット状(飛び石状)に設けられる場合もある。   Although the back surface of the substrate 11 may be covered with a silver electrode over the entire surface, the cost increases. Therefore, the back surface bus electrode 15 made of silver is provided only at the portion where the back surface side lead wire 7 is connected as described above. The back surface bus electrode 15 may be provided in a dot shape (stepping stone shape) in addition to a linear shape as in the present embodiment.

このように構成された太陽電池セル20では、太陽光が太陽電池セル20の受光面側(反射防止膜側)から照射されて、内部のpn接合面(p型層とn型拡散層との接合面)に到達すると、このpn接合面において合体していたホールと電子が分離する。分離した電子はn型拡散層に向かって移動する。一方、分離したホールはp+層に向かって移動する。これにより、n型拡散層とp+層との間に、p+層の電位が高くなるようにして電位差が発生する。その結果、n型拡散層に接続した表面電極がマイナス極、p+層に接続した裏面電極がプラス極となって、外部回路(図示せず)を接続すれば電流が流れ、太陽電池としての動作を示す。太陽電池セル1枚の出力電圧は小さいが、太陽電池モジュール90においてはこの太陽電池セル20を複数枚直列に接続することにより使用しやすい電圧まで大きくしている。   In the solar battery cell 20 configured in this way, sunlight is irradiated from the light receiving surface side (antireflection film side) of the solar battery cell 20, and the internal pn junction surface (the p-type layer and the n-type diffusion layer) When it reaches the (junction surface), the holes and electrons combined in the pn junction surface are separated. The separated electrons move toward the n-type diffusion layer. On the other hand, the separated holes move toward the p + layer. As a result, a potential difference is generated between the n-type diffusion layer and the p + layer so that the potential of the p + layer becomes high. As a result, the front electrode connected to the n-type diffusion layer is a negative electrode, the back electrode connected to the p + layer is a positive electrode, and if an external circuit (not shown) is connected, a current flows and the operation as a solar cell is performed. Indicates. Although the output voltage of one solar battery cell is small, in the solar battery module 90, a plurality of solar battery cells 20 are connected in series to increase the voltage to be easy to use.

太陽電池セル20の直列接続は、第1の方向に配列された複数の太陽電池セルにおいて、第1の太陽電池セル20(20A)の受光面バス電極14と、これに隣接する第2の太陽電池セル20(20B)の裏面バス電極15とを帯状のリード線4、7により電気的に接続することによりなされる(図7〜10)。   The solar cells 20 are connected in series, in a plurality of solar cells arranged in the first direction, the light-receiving surface bus electrode 14 of the first solar cell 20 (20A) and the second solar cell adjacent thereto. This is done by electrically connecting the back surface bus electrode 15 of the battery cell 20 (20B) with the strip-shaped lead wires 4 and 7 (FIGS. 7 to 10).

本実施の形態においてリード線4、7は、受光面側リード線4と裏面側リード線7とに分割して設けられている。両リード線のうち、受光面側リード線4は、受光面バス電極14の上に延び、当該受光面バス電極14にはんだ接合(機械的および電気的に接続)されている。なお、受光面側リード線4は、太陽電池セル20より長さを長くされた延長部4aが設けられており、受光面バス電極14上にはんだ接合された際、片側に突出する(図5)。   In the present embodiment, the lead wires 4 and 7 are divided into a light receiving surface side lead wire 4 and a back surface side lead wire 7. Among the two lead wires, the light receiving surface side lead wire 4 extends on the light receiving surface bus electrode 14 and is soldered (mechanically and electrically connected) to the light receiving surface bus electrode 14. The light receiving surface side lead wire 4 is provided with an extended portion 4a which is longer than the solar battery cell 20, and protrudes to one side when soldered onto the light receiving surface bus electrode 14 (FIG. 5). ).

裏面側リード線7は、裏面バス電極15上に延び、当該裏面バス電極15にはんだ接合(機械的および電気的に接続)されている。そして、第1の太陽電池セル20(20A)と第2の太陽電池セル20(20B)とを直列接続するために、第1の太陽電池セル20(20A)の受光面側リード線4と第2の太陽電池セル20(20B)の裏面側リード線7とがはんだ接合されている。すなわち、第1の太陽電池セル20(20A)の受光面側リード線4の延長部4aが、隣接する第2の太陽電池セル20(20B)の裏面側にもぐり込み、裏面バス電極15上にはんだ接合されている裏面側リード線7にはんだ接合される。ここでは、隣接する2つの第1の太陽電池セル20(20A)と第2の太陽電池セル20(20B)の接続のみ説明しているが、実際には、同様の接続が繰り返されて複数の太陽電池セル20が直列に接続されている。なお、本実施の形態においては、リード線は、上記のように受光面側リード線4と裏面側リード線7とに分割して設けられているが、連続する1本のリード線により接続されてもよい。   The back-side lead wire 7 extends on the back-side bus electrode 15 and is solder-bonded (mechanically and electrically connected) to the back-side bus electrode 15. And in order to connect the 1st photovoltaic cell 20 (20A) and the 2nd photovoltaic cell 20 (20B) in series, the light-receiving surface side lead wire 4 of the 1st photovoltaic cell 20 (20A) and the 1st The solar cell 20 (20B) 2 has a back-side lead wire 7 soldered thereto. That is, the extension 4 a of the light receiving surface side lead wire 4 of the first solar cell 20 (20 </ b> A) digs into the back side of the adjacent second solar cell 20 (20 </ b> B) and is on the back surface bus electrode 15. Solder-bonded to the back-side lead wire 7 that is solder-bonded. Here, only the connection between the two adjacent first solar cells 20 (20A) and the second solar cells 20 (20B) has been described. Solar cells 20 are connected in series. In this embodiment, the lead wire is divided into the light receiving surface side lead wire 4 and the back surface side lead wire 7 as described above, but is connected by one continuous lead wire. May be.

本実施の形態の受光面側リード線4および裏面側リード線7は、はんだ4Bがメッキされた断面矩形の帯状の平角銅線4Aである(図11)。上記のように、はんだを構成するAgの重量%が2.7%より小さく0.3%より大きい。このAgの重量%の上限の2.7%は、一般的なSn−Ag−Cu系組成のAg重量%である3%より小さい(Sn−Ag−Cu系組成の一般的な重量%である3%より小さい)。このように、はんだ組成の中のコストの高いAgの使用量を減じることにより、リード線4、7のコストを低減するとともに、はんだの固相温度を変えることなくはんだ付けを可能とする。また、Agの重量%の下限を0.3%より大きくすることにより、はんだ付け時の太陽電池セル20側のAg電極(裏面集電電極12、受光面バス電極14)のはんだ食われを抑制することが可能である。   The light receiving surface side lead wire 4 and the back surface side lead wire 7 of the present embodiment are rectangular rectangular copper wires 4A having a rectangular cross section plated with solder 4B (FIG. 11). As described above, the weight percentage of Ag constituting the solder is smaller than 2.7% and larger than 0.3%. The upper limit of 2.7% of the Ag weight% is smaller than 3% which is the Ag weight% of a general Sn-Ag-Cu-based composition (a general weight% of a Sn-Ag-Cu-based composition). Less than 3%). Thus, by reducing the amount of high-cost Ag used in the solder composition, the cost of the lead wires 4 and 7 can be reduced and soldering can be performed without changing the solid phase temperature of the solder. In addition, by making the lower limit of Ag weight% larger than 0.3%, it is possible to suppress solder erosion of the Ag electrode (back current collecting electrode 12, light receiving surface bus electrode 14) on the solar battery cell 20 side during soldering. Is possible.

なお、本実施の形態によれば、はんだ4Bは平角銅線4Aにはんだメッキされて平角銅線4Aの表面に薄層を形成しているが、メッキに限らず他の方法により平角銅線4Aに被覆されてもよい。また、本実施の形態の受光面側リード線4および裏面側リード線7は、上記のように基材が銅を材料とする平角銅線であるが、銅に限らず電気伝導性に優れた導体でなる平角導体であれば同じように用いることができる。   According to the present embodiment, the solder 4B is solder-plated on the flat copper wire 4A to form a thin layer on the surface of the flat copper wire 4A. However, the flat copper wire 4A is not limited to plating, but by other methods. It may be coated. In addition, the light receiving surface side lead wire 4 and the back surface side lead wire 7 of the present embodiment are flat copper wires whose base material is copper as described above, but are not limited to copper and have excellent electrical conductivity. Any rectangular conductor made of a conductor can be used in the same manner.

本実施の形態によれば、はんだ4Bを構成するAgの重量%が2.7%より小さく、これは一般的なAg重量である3%より小さい値である。このように、はんだ構成材の中のコストの高いAgの使用量を減じることにより、リード線4、7の価格を安価とすると共に、はんだ4Bの固相温度を変えることなくはんだ付けを可能とする。   According to the present embodiment, the weight percentage of Ag constituting the solder 4B is smaller than 2.7%, which is a value smaller than 3%, which is a general Ag weight. In this way, by reducing the amount of high-cost Ag used in the solder constituent material, the price of the lead wires 4 and 7 can be reduced, and soldering can be performed without changing the solid phase temperature of the solder 4B. To do.

また、Agの重量%を0.3%より大きくすることにより、はんだ付け時の太陽電池セル側のAg電極である受光面バス電極14および裏面バス電極のはんだ食われを抑制することが可能であり、十分な接続信頼性を保つことが可能である。2.7%より小さく0.3%より大きいといった数値の根拠は、発明者等が実験やシミュレーションにて試行錯誤しながら求めた値である。   Moreover, by making Ag weight% larger than 0.3%, it is possible to suppress the solder biting of the light-receiving surface bus electrode 14 and the back surface bus electrode which are Ag electrodes on the solar cell side during soldering. And sufficient connection reliability can be maintained. The grounds for numerical values such as smaller than 2.7% and larger than 0.3% are values obtained by the inventors through trial and error in experiments and simulations.

なお、Agの重量%とはんだ食われの生じ易さは相関があり、重量%が大きい程、はんだ食われが生じ難く接続信頼性が向上する。一方、上述したようにAgの重量%が小さい程、コストダウンを図ることができる。発明者等が実験やシミュレーションにて確認したところによると、Agの重量%を0.9%以上かつ1.1%以下にすることにより、コストおよび接続信頼性の確保を最も効果的に両立させることが可能であることが明かになった。   In addition, the weight% of Ag and the ease of occurrence of solder erosion have a correlation, and the larger the weight%, the less likely the solder erosion occurs and the connection reliability is improved. On the other hand, as described above, the smaller the Ag weight%, the lower the cost. According to what the inventors have confirmed through experiments and simulations, by making the weight percentage of Ag 0.9% or more and 1.1% or less, it is possible to achieve both cost and connection reliability most effectively. It became clear that it was possible.

以上のように、本発明は、太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルを直列接続する帯状のリード線を有する太陽電池モジュールに適用されて好適なものである。   As described above, the present invention is preferably applied to a solar battery module having a strip-shaped lead wire that connects a solar battery cell and another adjacent solar battery cell in series.

3 表面カバー材
4 受光面側リード線(リード線)
4a 延長部
4A 平角銅線(平角導体)
4B はんだ
5 太陽電池アレイ
7 裏面側リード線(リード線)
8、8a、8b 樹脂
9 セル配置層
10 裏面カバー材
11 p型シリコン基板(半導体基板)
11a 反射防止膜
12 裏面集電電極(裏面電極)
13 グリッド電極(受光面電極)
14 受光面バス電極(受光面リード接続電極、受光面電極)
15 裏面バス電極(裏面リード接続電極、裏面電極)
20、20A、20B 太陽電池セル
70 太陽電池パネル
80 枠部材
90 太陽電池モジュール
3 Surface cover material 4 Light receiving surface side lead wire (lead wire)
4a Extension 4A flat copper wire (flat rectangular conductor)
4B Solder 5 Solar cell array 7 Back side lead wire (lead wire)
8, 8a, 8b Resin 9 Cell arrangement layer 10 Back cover material 11 p-type silicon substrate (semiconductor substrate)
11a Antireflection film 12 Back surface collecting electrode (back surface electrode)
13 Grid electrode (light-receiving surface electrode)
14 Light-receiving surface bus electrode (light-receiving surface lead connection electrode, light-receiving surface electrode)
15 Backside bus electrode (backside lead connection electrode, backside electrode)
20, 20A, 20B Solar cell 70 Solar panel 80 Frame member 90 Solar cell module

Claims (7)

平板状を成し受光面に受光面電極を有し裏面に裏面電極を有する太陽電池セルが複数並設され、第1の太陽電池セルの前記受光面電極と前記第1の太陽電池セルに隣接する第2の太陽電池セルの前記裏面電極とを接続する帯状のリード線が設けられた太陽電池モジュールにおいて、
前記リード線は、断面矩形の平角導体の表面がはんだの薄層で覆われたものであり、前記はんだは、Sn、Ag、Cuの3元素を含んでおり、そのうち前記Agの重量%が2.7%より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
A plurality of solar cells having a light receiving surface electrode on the light receiving surface and a back electrode on the back surface are arranged in parallel, and are adjacent to the light receiving surface electrode of the first solar cell and the first solar cell. In the solar cell module provided with a strip-shaped lead wire connecting the back electrode of the second solar cell to
The lead wire has a rectangular conductor whose surface is covered with a thin layer of solder, and the solder contains three elements of Sn, Ag, and Cu, of which the weight percentage of Ag is 2%. A solar cell module characterized by being less than 7%.
平板状を成し受光面に受光面電極を有し裏面に裏面電極を有する太陽電池セルが複数並設され、第1の太陽電池セルの前記受光面電極と該第1の太陽電池セルの第1の方向に隣接する第2の太陽電池セルの裏面電極とを接続する帯状のリード線が設けられた太陽電池モジュールにおいて、
前記受光面電極は、前記受光面に形成され第1の方向と直交する方向に前記第1の太陽電池セルの端部まで平行に延びる複数の細線でなるグリッド電極と、前記複数のグリッド電極を接続するように形成され前記第1の太陽電池セルの第1の方向に平行に沿って延びる受光面バス電極とを有し、
前記リード線は、前記第1の太陽電池セルの受光面に前記受光面バス電極に沿って延び前記受光面バス電極と接続された受光面リード線と、前記第2の太陽電池セルの裏面に設けられた前記裏面電極と接続された裏面リード線とを含み、
前記受光面リード線及び裏面リード線の少なくとも一方は、表面にはんだメッキされた断面矩形の平角導体であり、前記はんだは、Sn、Ag、Cuの3元素を含んでおり、そのうち前記Agの重量%が2.7%より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
A plurality of solar cells each having a flat plate shape, a light receiving surface electrode on the light receiving surface, and a back electrode on the back surface are arranged side by side, and the light receiving surface electrode of the first solar cell and the first solar cell of the first solar cell. In the solar cell module provided with a strip-shaped lead wire that connects the back surface electrode of the second solar cell adjacent in the direction of 1,
The light receiving surface electrode includes a grid electrode formed of a plurality of thin lines extending in parallel to the end of the first solar cell in a direction perpendicular to the first direction formed on the light receiving surface, and the plurality of grid electrodes. A light-receiving surface bus electrode formed so as to be connected and extending parallel to a first direction of the first solar battery cell,
The lead wire extends on the light receiving surface of the first solar cell along the light receiving surface bus electrode, and is connected to the light receiving surface bus electrode, and on the back surface of the second solar cell. Including a back surface lead wire connected to the provided back surface electrode,
At least one of the light receiving surface lead wire and the back surface lead wire is a rectangular conductor having a rectangular cross section solder-plated on the surface, and the solder contains three elements of Sn, Ag, and Cu, of which the weight of Ag % Is less than 2.7%.
前記はんだの前記Agの重量%が、2.7%より小さく0.3%より大きい
ことを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
3. The solar cell module according to claim 1, wherein a weight percentage of the Ag of the solder is smaller than 2.7% and larger than 0.3%.
前記はんだの前記Agの重量%が0.9%以上かつ1.1%以下である
ことを特徴とする請求項3に記載の太陽電池モジュール。
4. The solar cell module according to claim 3, wherein the weight percentage of the Ag of the solder is 0.9% to 1.1%.
前記はんだは、前記平角導体の表面にメッキされたものである
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
5. The solar cell module according to claim 1, wherein the solder is plated on a surface of the rectangular conductor.
前記平角導体は、平角銅線である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
The solar cell module according to any one of claims 1 to 5, wherein the flat conductor is a flat copper wire.
太陽光を受光して電力を発生する半導体基板の受光面側に受光面電極を有し、前記半導体基板の裏面側に裏面電極を有し、前記受光面電極および前記裏面電極にそれぞれ受光面リード線及び裏面リード線を接続されて発生した電力を取り出される太陽電池セルにおいて、
前記受光面リード線及び裏面リード線の少なくとも一方は、表面にはんだメッキされた断面矩形の平角銅線であり、前記はんだは、Sn、Ag、Cuの3元素を含んでおり、そのうち前記Agの重量%が2.7%より小さい
ことを特徴とする太陽電池セル。
A semiconductor substrate that receives sunlight and generates electric power has a light receiving surface electrode on the light receiving surface side, a back surface electrode on the back surface side of the semiconductor substrate, and a light receiving surface lead on each of the light receiving surface electrode and the back electrode. In the solar cell from which the electric power generated by connecting the wire and the back surface lead wire is taken out,
At least one of the light receiving surface lead wire and the back surface lead wire is a rectangular copper wire having a rectangular cross section solder-plated on the surface, and the solder contains three elements of Sn, Ag, and Cu, of which Ag A solar cell, characterized in that the weight percent is less than 2.7%.
JP2010283658A 2010-12-20 2010-12-20 Solar cell module and solar cell Pending JP2012134247A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010283658A JP2012134247A (en) 2010-12-20 2010-12-20 Solar cell module and solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010283658A JP2012134247A (en) 2010-12-20 2010-12-20 Solar cell module and solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012134247A true JP2012134247A (en) 2012-07-12

Family

ID=46649522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010283658A Pending JP2012134247A (en) 2010-12-20 2010-12-20 Solar cell module and solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012134247A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105098404A (en) * 2014-05-06 2015-11-25 上海空间电源研究所 Method for connecting solar battery array cables used in space

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005244171A (en) * 2003-11-28 2005-09-08 Kyocera Corp Photoelectric conversion device, photoelectric conversion array, and photovoltaic power generation device
JP2006140039A (en) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Cable Ltd Lead wire and solar cell using the same
JP2006190574A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Hitachi Cable Ltd Flat conductor and lead wire
JP2007273830A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Sanyo Electric Co Ltd Method for manufacturing solar battery device
JP2012109548A (en) * 2010-10-20 2012-06-07 Hitachi Cable Ltd Conductor for solar cell and method for manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005244171A (en) * 2003-11-28 2005-09-08 Kyocera Corp Photoelectric conversion device, photoelectric conversion array, and photovoltaic power generation device
JP2006140039A (en) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Cable Ltd Lead wire and solar cell using the same
JP2006190574A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Hitachi Cable Ltd Flat conductor and lead wire
JP2007273830A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Sanyo Electric Co Ltd Method for manufacturing solar battery device
JP2012109548A (en) * 2010-10-20 2012-06-07 Hitachi Cable Ltd Conductor for solar cell and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105098404A (en) * 2014-05-06 2015-11-25 上海空间电源研究所 Method for connecting solar battery array cables used in space

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105874609B (en) The modular manufacture of solar energy battery core with low resistance electrode
KR101554045B1 (en) Solar cell module
CN115148839A (en) Back contact solar cell and photovoltaic module
JP5714080B2 (en) Solar cell module
JPWO2012001815A1 (en) Solar cell module
JP5328996B2 (en) SOLAR BATTERY CELL, SOLAR BATTERY MODULE AND SOLAR CELL LEAD JOIN
JP2012129359A (en) Solar cell module and solar cell
JP2005183660A (en) Solar cell module
CN102903770A (en) Thin Film Solar Cell Module
JPWO2017064818A1 (en) SOLAR CELL MODULE, SOLAR CELL MODULE MANUFACTURING METHOD, AND LEAD
US10644181B2 (en) Photovoltaic module
JP2018536292A (en) Back junction solar cell substrate, manufacturing method thereof, and back junction solar cell
JP2670472B2 (en) Solar cell and installation method of solar cell
JP5153279B2 (en) Solar cell module
JP4781074B2 (en) Solar cell module
JP2009260240A (en) Solar battery module
JP2012019047A (en) Solar cell and lead wire joining method of the same
JP2011258747A (en) Solar cell module
JP5561251B2 (en) Solar cell module
JP2006013173A (en) Solar cell module
JP2012134247A (en) Solar cell module and solar cell
TWI643353B (en) Solar battery module and manufacturing method thereof
JP2012023140A (en) Solar cell
JP2014041940A (en) Solar cell module
JP2012015362A (en) Method of connecting lead wire of solar battery cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140204