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JP6931591B2 - 太陽電池モジュール、および、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、および、太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は太陽電池モジュールおよび、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
一般に太陽電池モジュールは、複数の光電変換素子（太陽電池セルとも呼ばれる）が直列に接続されたセルストリングを含んでいる。光電変換素子は受光面と裏面とにそれぞれ集電極を有しており、隣接する光電変換素子は長尺状の配線材（タブ線とも呼ばれる）により接続されている。より具体的には、配線材の略半分を光電変換素子の受光面の集電電極に接続するとともに、配線材の逆側の略半分を隣接する光電変換素子の裏面の集電電極に接続している。集電極と配線材とは半田や導電性接着材などで接着される。
ＷＯ２０１４／００２２６８号公報 特開２００６−１３４０６号公報
配線材が光電変換素子と接続されると、接続部分の収縮応力が光電変換素子の表裏面に加わる。そのため、光電変換素子にそりが生じたり、長期使用により配線材の接着性が低下する。
そのため特許文献１では、受光面側に設けられた集電極の設置面積を裏面側に設けられた集電極の設置面積より小さくするとともに、受光面側に配線材を接着する接着層の面積を裏面側に配線材を接着する接着層の面積より大きくすることにより、受光面と裏面との収縮力を等しくした太陽電池モジュールが開示されている。しかし、かかる構成では裏面側の接着層面積が小さくなり、裏面側での配線材の接着性が低下する。
本発明にかかる太陽電池モジュールは、
第一主面に第一集電電極が設けられ、第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールであって、
前記第一集電電極は、
前記半導体基板側に設けられた第一下地電極と、
前記第一下地電極上に配置され、前記第一下地電極の一部が露出されるような開口が設けられた第一表層電極と、を含み、
前記第二集電電極は、
前記半導体基板側に設けられた第二下地電極と、
前記第二下地電極上に配置され、前記第二下地電極の一部が露出されるような開口が設けられた第二表層電極と、を含み、
前記第一接着材は、前記第一表層電極、および、前記第一表層電極の前記開口から露出した前記第一下地電極と接着しており、
前記第二接着材は、前記第二表層電極、および、前記第二表層電極の前記開口から露出した前記第二下地電極と接着しており、
前記半導体基板の主面を平面視した場合に、前記第一接着材が第一集電電極と接着する面積が、前記第二接着材が第二集電電極と接着する面積より大きく、
前記第二表層電極の開口率は前記第一表層電極の開口率より大きい、
太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極、および、前記第二表層電極は、島状に部分的に形成され、
前記第一接着材、および、前記第二接着材は、前記島状に形成された前記第一表層電極、および、前記第二表層電極の側面を含む表面に接着された、
前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一下地電極、および／または、前記第二下地電極における表面の少なくとも一部が多孔質である、
前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一下地電極、および／または、前記第二下地電極は導電性微粒子を含む、前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記導電性微粒子の少なくとも一部は融着している、前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極、および／または、前記第二表層電極は、前記第一下地電極、および、前記第二下地電極よりも、稠密である、前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極、および／または、前記第二表層電極がめっき電極である、前載の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一配線材が第一接着材と接着する面は、前記第二配線材が第二接着材と接着する面より、凹凸が小さい、前記の太陽電池モジュール、である。
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、
第一主面に第一集電電極が設けられ、前記半導体基板の第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
第一主面および第二主面を有する半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記半導体基板にＰＮ接合を形成するＰＮ接合形成工程と、
前記第一主面に第一下地電極を形成する第一下地電極形成工程と、
前記第二主面に第二下地電極を形成する第二下地電極形成工程と、
形成されてなる前記第一下地電極上に前記第一下地電極の表面の一部が露出するような複数の開口を含む第一表層電極を形成する第一表層電極形成工程と、
形成されてなる前記第二下地電極上に前記第二下地電極の表面の一部が露出するような複数の開口を含み、前記第二表層電極の開口率が前記第一表層電極の開口率より大きくなるように第二表層電極を形成する第二表層電極形成工程と、
前記第一集電電極と前記第一配線材とを第一接着材を介して接着するとともに、前記第二集電電極と前記第二配線材とを第二接着材を介して接着する、配線材接続工程とを含む、
太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
第一主面に第一集電電極が設けられ、第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
第一主面および第二主面を有する半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記半導体基板にＰＮ接合を形成するＰＮ接合形成工程と、
前記第一主面に第一下地電極を形成する第一下地電極形成工程と、
前記第二主面に第二下地電極を形成する第二下地電極形成工程と、
形成されてなる前記第一下地電極上に前記第一下地電極の表面の一部が露出するような開口を含む第一表層電極を形成する第一表層電極形成工程と、
形成されてなる前記第二下地電極上に前記第二下地電極の表面の一部が露出するような開口を含み、第二表層電極の開口率が前記第一表層電極の開口率より大きくなるように第二表層電極を形成する第二表層電極形成工程と、
前記第一集電電極と前記第一配線材とを第一接着材を介して接着するとともに、前記第二集電電極と前記第二配線材とを第二接着材を介して接着する、配線材接続工程とを含む、
太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極形成工程、および／または、前記第二表層電極形成工程、はめっき法を含む、前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極形成工程での前記めっき法において第一下地電極の単位面積あたりに給電する電荷量が、前記第二表層電極形成工程での前記めっき法において第二下地電極の単位面積あたりに給電する電荷量より多い、
前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
第一下地電極形成工程、および／または、第二下地電極形成工程は導電性ペーストを印刷することを含む、
前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
前記導電性ペーストは、導電性微粒子を含有する、前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明の太陽電池モジュールでは、光電変換素子の集電電極と配線材との接着部において、接着性を向上することができる。
本発明に係る太陽電池モジュールに用いられる光電変換素子を受光面から見た平面模式図である。 本発明に係る太陽電池モジュールに用いられる光電変換素子を裏面から見た平面模式図である。 光電変換素子を直列接続したセルストリングの平面模式図である。 図３のセルストリングの長手方向の断面模式図（Ｂ‐Ｂ´断面）である。 光電変換素子の断面模式図（Ａ‐Ａ´断面）である。 受光面側の集電極を平面視した模式図である。 受光面側の集電極の断面拡大模式図（断面Ｉ）である。 裏面側の集電極を平面視した模式図である。 裏面側の集電極の断面拡大模式図（断面ＩＩ）である。 図３のセルストリングの幅方向の断面模式図（Ｃ‐Ｃ´断面）である。 受光面側に凹凸を設けた接続配線を用いた場合におけるセルストリングの幅方向の断面模式図（Ｃ‐Ｃ´断面）である。
（太陽電池モジュール）
図１、図２は、本実施形態に係る太陽電池モジュールに含まれる光電変換素子１の受光面および裏面を示す模式的な平面図である。ここで光電変換素子１の受光面とは太陽電電地モジュールとした場合に太陽光を主として受光する面をいう。光電変換素子１の裏面とは太陽電電地モジュールとした場合に太陽光を主として受光する面とは逆側の面をいうものとするが、光を受光した場合に発電する機能を有する場合もある。たとえば、両面受光型の光電変換素子（いわゆるバイフェイシャル型の太陽電池セル）の場合、主たる発電面が受光面、主たる発電面の逆側の面が裏面となる。
光電変換素子１は半導体基板６を有している。半導体基板６は光電変換素子の受光面となる第一主面と、裏面となる第二主面とを含む。半導体基板６の第一主面には第一集電電極２Ａが設けられている。第一集電電極２Ａは、半導体基板６の一辺に対して略平行な２本の幅広なバスバー電極２Ａａと、バスバー電極２Ａａに略直行する多数の幅の狭いフィンガー電極２Ａｂとを含む。半導体基板６の第二主面には第二集電電極２Ｂが設けられている。第二集電電極２Ｂは、半導体基板６の一辺に対して略平行な２本の幅広なバスバー電極２Ｂａと、バスバー電極２Ｂａに略直行する多数の幅の狭いフィンガー電極２Ｂｂとを含む。受光面は第一集電電極２Ａによる遮光（シャドウロス）を低減する為、バスバー電極２Ａａやフィンガー電極２Ａｂの幅や本数を最小限にした設計が採用される。一方、裏面はシャドウロスによる制約がないために、第二集電電極２Ｂは電気抵抗を十分に下げるために、電極面積がより大きくなるよう設計される。そのため、第一集電電極２Ａの形成領域は第二集電電極２Ｂの形成領域より小さくなる。
第一主面側の第一集電電極２Ａは、第１の極性を有し、第二主面側の第二集電電極２Ｂは、第１の極性と逆の極性を有している。本実施形態においては、第一集電電極２Ａが正極であり、第二集電電極２Ｂが負極である。
図３は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの受光面の一部を示す模式的な平面図であり、図４は、図３におけるＢ−Ｂ線の断面を示す模式的な断面図である。図３、図４に示されるように、太陽電池モジュールは、複数の光電変換素子１Ａ〜１Ｄを含み、それらは配線材により直列接続されている。例えば、光電変換素子１Ｂの接続関係を説明すると、光電変換素子１Ｂの受光面側のバスバー電極２Ａに、配線材４の長手方向の略半分が接続され、一方に隣接する光電変換素子１Ｃの裏面側のバスバー電極２Ｂに、配線材の長手方向の略半分が接続される。また、光電変換素子１Ｂの裏面側のバスバー電極２Ｂに、別の配線材４の長手方向の略半分が接続され、他方に隣接する光電変換素子１Ａの受光面側のバスバー電極２Ａの表面側に、配線材の長手方向の略半分が接続される。このように、互いに隣接する複数の光電変換素子１が、配線材４により直列に接続され、いわゆるセルストリングを構成する。複数のセルストリングはさらに直列に接続され太陽電池セルマトリックスを構成する。セルマトリックスはガラスと裏面保護シートとの間を封止材により封止され、さらに補強枠、端子箱がとりつけられ太陽電池モジュールとなっている。
（光電変換素子）
図５は、図１におけるＡ−Ａ線の断面を示す模式的な断面図である。図７は、図５におけるＩ部を拡大した模式的な断面図である。図９は、図５におけるＩＩ部を拡大した模式的な断面図である。
図５に示すように、光電変換素子１は、例えば単結晶シリコン、多結晶シリコンなどからなる半導体基板６を含む。半導体基板６にはＰＮ接合が形成されている。例えば、結晶系の光電変換素子のひとつであるヘテロ接合型太陽電池の場合、、半導体基板６の第一主面側に形成された第１の非晶質半導体層７Ａ、第１の透明導電層８Ａ、及び半導体基板６の裏面側に形成された、第２の非晶質半導体層７Ｂ、第２の透明導電層８Ｂを含む構成となる。
半導体基板６の第一主面側、及び第二主面側には、上述したバスバー電極が形成されている。バスバー電極は、半導体基板６の第一主面および第二主面に形成された下地電極と、その下地電極上に形成された表層電極と、を含む。即ち、半導体基板６の第一主面には第一下地電極１０Ａが半導体基板６側に配置され、第一表層電極１１Ａは第一配線材４Ａ側に配置される。また、半導体基板６の第二主面には第二下地電極１０Ｂが半導体基板６側に配置され、さらに第二表層電極１１Ｂは第二配線材４Ｂ側に配置される。以下では第一下地電極１０Ａと第二下地電極１０Ｂとに共通する事項を説明する際には、両者をあわせて下地電極と呼ぶことがある。また、第一表層電極１１Ａと第二表層電極１１Ｂとに共通する事項を説明する際には、両者をあわせて表層電極と呼ぶことがある。
図５に示すように、半導体基板６の第一主面および第二主面において、集電電極２Ａ，２Ｂが形成されていない領域には、絶縁膜９Ａ，９Ｂが形成されている。絶縁膜は光電変換素子の保護層として機能するほか、他の層と相俟って反射防止機能を発現する。また、後述のとおり、表層電極の形成にめっき法を用いる場合には、半導体基板をめっき液から化学的及び電気的に保護することが可能となる。
下地電極は、導電性粒子、熱硬化性樹脂、溶剤を含む導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成される。なお、本開示においては、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以下であれば導電性であると定義する。また、体積抵抗率が、１０２Ω・ｃｍ以上であれば、絶縁性であると定義する。導電性粒子としては、例えば銀、銅、アルミニウム、ニッケル、錫、ビスマス、亜鉛、ガリウム、カーボン及びこれらの混合物等を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。
表層電極は、めっき法により、下地電極を起点として金属を析出させることにより形成される。表層電極として析出させる金属としては、例えば、銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、などを用いることができ、めっき法で形成することができる材料であればよい。
図６は光電変換素子１の受光面のバスバー電極２Ａａを微視的に観察した場合の模式図である。また、図７は、受光面のバスバー電極２Ａａの断面模式図である。第一表層電極１１Ａは、第一下地電極１０Ａを完全に被覆しておらず、第一下地電極１０Ａ上において部分的に設けられている。即ち、光電変換素子１の受光面側からバスバー電極２Ａａを微視的に観察した場合、第一表層電極１１Ａが形成された領域と、第一表層電極１１Ａの開口１２から第一下地電極１０Ａの表面の一部が露出された領域とが観察される。また、バスバー電極２Ａａの断面を微視的に観察した場合、第一表層電極１１Ａに開口があり、その開口から第一下地電極１０Ａの表面の一部が露出されていることが観察される。
図８は光電変換素子１の裏面のバスバー電極２Ｂａを微視的に観察した場合の模式図である。また、図９は、裏面のバスバー電極２Ｂａの断面模式図である。第二表層電極１１Ｂは、第二下地電極１０Ｂを完全に被覆しておらず、第二下地電極１０Ｂ上において部分的に設けられている。即ち、光電変換素子１の裏面側からバスバー電極２Ｂａを微視的に観察した場合、第二表層電極１１Ｂが形成された領域と、第二表層電極１１Ｂの開口１２から第二下地電極１０Ｂの表面の一部が露出された領域とが観察される。また、バスバー電極２Ｂａの断面を微視的に観察した場合、第二表層電極１１Ｂに開口があり、その開口から第二下地電極１０Ｂの表面の一部が露出されていることが観察される。
ここで、第二表層電極１１Ｂの開口率は第一表層電極１１Ａの開口率より大きい構成とする。
なお、表層電極の開口率とは、半導体基板６を平面視する方向からバスバー電極を電子顕微鏡で微視的に観察した場合に、下地電極が占める領域の面積を、測定領域の面積で割った割合と定義する。
（配線接続部）
図１０は、受光面および裏面のバスバー電極２Ａａ、２Ｂａに、配線材が接続された状態を示す模式的な拡大断面図である。第一集電電極２Ａにおけるバスバー電極２Ａａと第一配線材４Ａとの間には第一接着材１３Ａを介在させており、この第一接着材１３Ａにより、第一集電電極２Ａにおけるバスバー電極２Ａａと第一配線材４Ａとを電気的に接続させた状態で接着されている。同様に第二集電電極２Ｂにおけるバスバー電極２Ｂａと第二配線材４Ｂとの間には第二接着材１３Ｂを介在させており、この第二接着材１３Ｂにより、第二集電電極２Ｂにおけるバスバー電極２Ｂａと第二配線材４Ｂとを電気的に接続させた状態で接着されている。
接着材は、表層電極の露出する表面、及び表層電極から露出された下地電極の表面に直接接着される。このような構成とすることにより、接着材が、表層電極の上面のみならず、表層電極の開口１２を介して下地電極にも接着されるため、アンカー効果による強固な接着性を期待できる。その結果として、配線材３とバスバー電極２Ａとの間の接着信頼性の向上を図ることができる。
ここで、第一接着材１３Ａが第一集電電極２Ａと接着する面積が、第二接着材１３Ｂが第二集電電極２Ｂと接着する面積より大きい構成とする。たとえば、第一接着材１３Ａが第一集電電極２Ａと接着している幅Ｗ１を第二接着材１３Ｂが第二集電電極２Ｂと接着している幅Ｗ２よりも大きくする。かかる構成とすることにより、第二接着材１３Ｂが裏面側に与える収縮応力が、第一接着材１３Ａが受光側に与える収縮応力より小さくなり、第一配線材４Ａおよび第二配線材４Ｂを接着したあとの光電変換素子のそりを緩和することができる。とりわけ、第二集電電極２Ｂの形成面積が、第一集電電極２Ａの形成面積より大きい場合、裏面電極側に収縮する力がかかっているため、接着材の接着面積をかかる構成とすることにより、反りが緩和する。
第二表層電極１１Ｂの開口率は第一表層電極１１Ａの開口率より大きいために、第二接着材１３Ｂが第二集電電極２Ｂと接着する部分の単位面積あたりの接着強度が強い。そのため、第一接着材１３Ａが第一集電電極２Ａと接着する面積が、第二接着材１３Ｂが第二集電電極２Ｂと接着する面積より大きい構成の場合であっても、第二接着材１３Ｂと第二集電電極２Ｂとの接着性を向上させることができる。
表層電極から下地電極の一部が露出される具体的な構成としては、例えば、表層電極が、下地電極における配線材側の表面において、島状に部分的に形成された構成を挙げることができる。この場合、接着材は、表層電極の上面のみならず、島状に形成された表層電極の側面を含む表面に接着されることとなる。このような構成とすることにより、接着材が、表層電極の上面のみならず、島状の表層電極の側面にも接着されるため、アンカー効果による強固な接着性を期待できる。その結果として、配線材とバスバー電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
一部が露出される下地電極の好ましい構成としては、表面の少なくとも一部が多孔質である下地電極が挙げることができる。この場合、接着材は、下地電極の表面の空孔部分に入り込む。このような構成とすることにより、強固な接着性を期待できる。その結果として、配線材とバスバー電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
また、下地電極は導電性微粒子を含むことが好ましい。微粒子の導電性により多孔質であっても、必要な導電性を担保させることが可能になる。また、さらには、導電性微粒子の少なくとも一部は融着していることが好ましい。微粒子の導電性および機械的強度が高まり、多孔質であっても、必要な導電性・密着性を担保させることが可能になる。その結果として、配線材とバスバー電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
表層電極の具体的構成としては表層電極が下地電極よりも稠密である構成を挙げることができる。このような構成とすることにより、バスバー電極の電気伝導性を改善することが可能となる。とりわけ、下地電極が多孔質である場合には、その空隙により下地電極の電気伝導性が低下するため、稠密な表層電極が形成されることにより電気伝導性が顕著に改善する。なお、表層電極が下地電極よりも稠密とは、表層電極の空隙密度が下地電極の空隙密度より低いことを意味し、空隙密度は電極の断面の電子顕微鏡像において観測される空隙の密度を意味するものとする。
表層電極の具体的構成としては表層電極がめっき電極である構成を挙げることができる。下地電極との密着性向上、および、電気伝導性改善のため好ましい。
接続配線は太陽電池モジュールにしたときに光が入射する面に微細な凹凸を設けてもよい。この場合、図１１に示すように第二配線材４Ｂと第二接着材１３Ｂとの界面に凹凸が存在することになる。そのため、第二配線材４Ｂと第二接着材１３Ｂとの接着面積が大きくなり、より接着強度が向上する。さらに、その場合、第一接続配線の凹凸に入射された太陽光は、入射軸に対し傾斜して反射される。その反射光の一部は封止材／ガラス基板界面やガラス／空気界面でさらに反射され、光電変換素子の受光面に到達し発電に寄与する。すなわち、接続配線への直達光を散乱させシャドウロスを低減することができる。
（太陽電池モジュールの製法）
[半導体基板準備工程]
図１に示すように、例えば単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶系シリコンからなる半導体基板６を準備する。半導体基板６としてはｐ型、またはｎ型の半導体基板６であってもよい。
半導体基板６は表面に微細凹凸（テクスチャ）を設けてもよい。微細凹凸は例えば、半導体基板６を異方性エッチング液に浸漬すること等により形成することができる。
[ＰＮ接合形成工程]
半導体基板６の一部にＰＮ接合を形成する。ＰＮ接合を形成する方法は種々知られているが、ここでは、単結晶シリコンとアモルファスシリコンとのヘテロ接合によるＰＮ接合の形成工程を説明する。
半導体基板６の受光面には、第１の非晶質半導体層７Ａを形成する。本実施形態においては、第１の非晶質半導体層７Ａが半導体基板６側から真性非晶質半導体層とｐ型非晶質半導体層とがこの順に積層された半導体層である例について説明する。非晶質半導体層としてはアモルファスシリコン、アモルファスゲルマニウム、アモルファスシリコンゲルマニウムが挙げられる。非晶質半導体はアモルファス半導体を含み、また、部分的に結晶化した非晶質半導体も含む。ｐ型非晶質半導体層のドーパント不純物としては、Ｂ（ホウ素）などを用いることができる。第１の非晶質半導体層７Ａの製膜方法は特に限定されないが、例えばＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を使用することができる。
半導体基板６の裏面側には、第２の非晶質半導体層７Ｂを形成する。本実施形態においては、第２の非晶質半導体層７Ｂが半導体基板６側から真性非晶質半導体層とｎ型非晶質半導体層とがこの順に積層された半導体層である例について説明する。非晶質半導体層としてはアモルファスシリコン、アモルファスゲルマニウム、アモルファスシリコンゲルマニウムが挙げられる。非晶質半導体はアモルファス半導体を含み、また、部分的に結晶化した非晶質半導体も含む。ｎ型非晶質半導体層のドーパント不純物としては、Ｐ（リン）などを用いることができる。第２の非晶質半導体層７Ｂの製膜方法は特に限定されないが、例えばＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を使用することができる。
本実施形態において、半導体基板６がｎ型の場合は、半導体基板６と第１の非晶質半導体層７Ａとの界面部分において、半導体基板６４がｐ型の場合は、半導体基板６４と第２の非晶質半導体層７Ｂとの界面部分において、ＰＮ接合が形成されている。なお、ここでのＰＮ接合には、異なる導電形の接合の間に真性半導体層が挿入された場合（いわゆるｐｉｎ接合）も含まれるものとする。
本実施形態においては、第１の非晶質半導体層７Ａの表面側に第１の透明導電層８Ａを形成し、第２の非晶質半導体層７Ｂの裏面側に第２の透明導電層８Ｂを形成する。第１の透明導電層８Ａ、第２の透明導電層８Ｂの製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等が好ましい。いずれの製膜方法においても、熱やプラズマ放電によるエネルギーを利用することもできる。
第１の透明導電層８Ａ、第２の透明導電層８Ｂの構成材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、及びそれらの複合酸化物等の透明導電性金属酸化物を用いる。また、グラフェンのような非金属からなる透明導電性材料であってもよい。上述した構成材料の中でも、高い導電率と透明性の観点からは、酸化インジウムを主成分とするインジウム系複合酸化物を第１の透明導電層８Ａ、第２の透明導電層８Ｂとして用いることが好ましい。また、信頼性やより高い導電率を確保する為に、インジウム酸化物にドーパントを添加して用いることが更に好ましい。ドーパントとして用いる不純物としては、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｅ、Ｚｎ、Ａｓ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓ、Ｔｉ等が挙げられる。
[第一下地電極形成工程]
次に、図１および図５に示すように、半導体基板６の第一主面側に、第一下地電極１０Ａを形成する。第一下地電極１０Ａは、後述する第一表層電極１１Ａを、めっき法で形成する際の導電性下地電極として機能する。
第一下地電極１０Ａは、例えば、インクジェット法、スクリーン印刷法、スプレー法、ロールコート法等により形成することができる。第一下地電極１０Ａは、所定形状にパターン化することが可能である。パターン化された第一下地電極１０Ａを形成するに際しては、生産性の観点からスクリーン印刷法が適している。スクリーン印刷法では、導電性の微粒子を含む導電性ペーストを集電電極２のパターン形状に対応した開口パターンを有するスクリーン版を用いて印刷する方法が好ましく用いられる。
導電性ペーストには導電性粒子が含まれることが好ましい。導電性粒子としては、例えば銀、銅、アルミニウム、ニッケル、錫、ビスマス、亜鉛、ガリウム、カーボン及びこれらの混合物等を用いることができる。
導電性ペーストには熱硬化性樹脂が含まれることが好ましい。印刷に好適な粘度を付与することができる。さらに、熱硬化性樹脂を第一下地電極１０Ａに含ませておくことにより、後述の熱硬化工程において、第一下地電極１０Ａを硬化させることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。
本実施形態においては、銀ペーストをスクリーン印刷することにより、第一下地電極１０Ａを形成する。その際、第一下地電極１０Ａの膜厚を制御することにより、スクリーン印刷に用いるメッシュを利用して、第一下地電極１０Ａの表面に微細な凹凸を形成することが可能となる。
次に、第一下地電極１０Ａを乾燥させる。乾燥を行う際は、第一下地電極１０Ａを加熱しつつも、熱硬化性樹脂の硬化温度以下で乾燥させる。さらに、第一下地電極１０Ａに含まれる溶剤の沸点以上で乾燥させることが好ましい。本実施形態においては、この第一下地電極１０Ａが形成された半導体基板６を、熱硬化性樹脂の硬化温度以下に調整されたトンネル状の加熱炉の中に通すことにより、乾燥工程を行う。この乾燥工程において、第一下地電極１０Ａに含まれる溶剤を蒸発させる。
次に、図５に示すように、半導体基板６の受光面において、第一下地電極１０Ａが形成されていない領域には、絶縁膜９Ａを形成する。絶縁膜９Ａを形成することにより、後述する第一表層電極１１Ａ形成工程において、半導体基板６の受光面をめっき液から化学的及び電気的に保護することが可能となる。なお、第一下地電極１０Ａ上にも絶縁膜を形成されててもよい。その場合、後述の熱硬化工程により第一下地電極１０Ａが部分的に収縮し、絶縁膜の一部が破壊されるため第一下地電極１０Ａが露出する。なお、第一下地電極１０Ａの露出した部分は、後述のとおり、めっき法で第一表層電極１１Ａを形成させる起点となる。
絶縁膜を構成する材料としては、電気的に絶縁性を示す材料を用いる必要があり、めっき液に対する化学的安定性を有する材料であることが望ましい。めっき液に対する化学的安定性が高い材料を用いることにより、後述する第一表層電極１１Ａ形成工程において、絶縁膜が溶解しにくく、半導体基板６の表裏面へのダメージが生じるのを抑制することができる。
絶縁膜を構成する材料としては、無機絶縁性材料でも、有機絶縁性材料でもよい。無機絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の材料を用いることができる。有機絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル、エポキシ、ポリウレタン等の材料を用いることができる。
無機材料の中でも、めっき液耐性や透明性の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等が好ましく用いられる。中でも、電気的特性や透明導電層との密着性等の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム等が好ましく、屈折率を適宜に調整し得る観点からは、酸化シリコンや窒化シリコン等が特に好ましく用いられる。なお、これらの無機材料は、化学量論的（Ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ）組成を有するものに限定されず、酸素欠損等を含むものであってもよい。
絶縁膜の構成材料として、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁性材料を用いる場合は、絶縁膜の形成方法として、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等の乾式法が好ましく用いられる。また、絶縁膜の構成材料として、有機絶縁性材料を用いる場合は、絶縁膜の形成方法として、スピンコート法、スクリーン印刷法等の湿式法が好ましく用いられる。これらの方法によれば、ピンホール等の欠陥が少なく、緻密な構造の膜を形成することが可能となる。
次に、熱硬化性樹脂の硬化温度以上で第一下地電極１０Ａを熱硬化させる。この熱硬化工程により、第一下地電極１０Ａの熱硬化性樹脂が硬化するとともに、銀などからなる導電性粒子が融着する。この熱硬化工程により、第一下地電極１０Ａの導電性が確保される。また、熱硬化性樹脂が部分的に収縮することにより第一下地電極１０Ａの内部および表面に空隙部が生じ、第一下地電極１０Ａの表面は多孔質となる。なお、第一下地電極１０Ａが上述の絶縁膜に覆われている場合であっても、熱硬化工程により第一下地電極１０Ａ表面が収縮硬化し、絶縁膜が破壊され第一下地電極１０Ａの一部が露出する。
[第二下地電極形成工程]
第二下地電極１０Ｂ形成工程は第一下地電極１０Ａ形成工程と同様の方法により形成することができる。第二下地電極１０Ｂ形成工程は第一下地電極１０Ａ形成工程と同一の方法により形成することも可能であるが、後述の第二表層電極１１Ｂ形成工程でめっき法を用いる場合、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくするために、次のような変更を行うことも好適に用いられる。
（１）導電性ペーストの変更
導電性ペーストを用いて第二下地電極１０Ｂを形成する場合、第二下地電極１０Ｂ形成工程で用いられる導電性ペーストは、第一下地電極１０Ａ形成工程で用いられる導電性ペーストよりも熱収縮率が小さいことが好ましい。熱収縮率が小さいほど熱硬化工程での収縮が小さくなる。そのため絶縁膜の破壊の程度も小さくなり、露出される下地電極の領域が小さくなる。その結果、後述の第二表層電極形成工程をめっき法で行う場合において、めっきの起点領域がより疎であるために、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなる。
導電性ペーストに導電性粒子が含まれ場合、第二下地電極１０Ｂ形成工程で用いられる導電性粒子は、第一下地電極１０Ａ形成工程で用いられる導電性粒子より小さいことが好ましい。第二下地電極１０Ｂの表面が、第一下地電極１０Ａの表面よりも平坦となり、絶縁膜が均一に形成される。そのため熱硬化工程での絶縁膜の破壊の程度も小さくなり、露出される下地電極の領域が小さくなる。その結果、後述の第二表層電極形成工程をめっき法で行う場合において、めっきの起点領域がより疎であるために、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなる。
導電性ペーストには熱硬化性樹脂が含まれる場合、第二下地電極１０Ｂ形成工程で用いられる導電性ペーストの熱硬化性樹脂は、第一下地電極１０Ａ形成工程で用いられる導電性ペーストの熱硬化性樹脂よりも熱収縮率が小さいことが好ましい。熱硬化性樹脂の熱収縮率が小さいほど熱硬化工程での収縮が小さくなる。そのため絶縁膜の破壊の程度も小さくなり、露出される下地電極の領域が小さくなる。その結果、後述の第二表層電極形成工程をめっき法で行う場合において、めっきの起点領域がより疎であるために、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなる。
（２）絶縁膜の変更
第二下地電極１０Ｂを乾燥後、半導体基板６の裏面において、第二下地電極１０Ｂが形成されていない領域には、絶縁膜を形成する。絶縁膜を形成することにより、後述する第二表層電極１１Ｂ形成工程において、半導体基板６の裏面をめっき液から化学的及び電気的に保護することが可能となる。なお、第二下地電極１０Ｂ上にも絶縁膜を形成されててもよい。その場合、後述の熱硬化工程により第二下地電極１０Ｂが部分的に収縮し、第二下地電極１０Ｂが露出する。ここで、第二下地電極１０Ｂ形成工程で形成される第二下地電極１０Ｂ上の絶縁膜は、第一下地電極１０Ａ形成工程で形成される第二下地電極１０Ｂ上の絶縁膜よりも厚いことが好ましい。第二下地電極１０Ｂの熱硬化工程により第二下地電極１０Ｂが部分的に収縮し、第二下地電極１０Ｂが露出する面積が、第一下地電極１０Ａの熱硬化工程により第一下地電極１０Ａが部分的に収縮し、第一下地電極１０Ａが露出する面積よりも小さくなる。その結果、後述の第二表層電極形成工程をめっき法で行う場合において、めっきの起点領域がより疎であるために、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなる。
また、第二下地電極１０Ｂ形成工程で形成される第二下地電極１０Ｂ上の絶縁膜は、第一下地電極１０Ａ形成工程で形成される第一下地電極１０Ａ上の絶縁膜よりも緻密であることが好ましい。緻密であるとは、膜がより密であることを意味し、絶縁膜の屈折率が高いほど緻密である。すなわち、第二下地電極１０Ｂ形成工程で形成される第二下地電極１０Ｂ上の絶縁膜の屈折率は、第一下地電極１０Ａ形成工程で形成される第一下地電極１０Ａ上の絶縁膜の屈折率よりも高いことが好ましい。この場合、第二下地電極１０Ｂの熱硬化工程により第二下地電極１０Ｂが部分的に収縮し、第二下地電極１０Ｂが露出する面積が、第一下地電極１０Ａの熱硬化工程により第一下地電極１０Ａが部分的に収縮し、第一下地電極１０Ａが露出する面積よりも小さくなる。その結果、後述の第二表層電極形成工程をめっき法で行う場合において、めっきの起点領域がより疎であるために、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなる。
上述の実施形態では第一下地電極１０Ａ形成工程と第二下地電極１０Ｂ形成工程とが分離した工程の場合を記載したが、工程の順番に特段の制限はない。第二下地電極１０Ｂ形成工程を行った後に第一下地電極１０Ａ形成工程を行ってもよい。また、第一下地電極１０Ａ形成工程の一部を行った後に、第二地電極形成工程の一部を行ってもよい。たとえば、第一下地電極１０Ａの形成のための導電性ペーストの印刷、乾燥、および、第二下地電極１０Ｂの形成のための導電性ペーストの印刷、乾燥を行った後に、第一主面および第二主面に絶縁膜の形成、熱硬化のステップを行ってもよい。
[第一表層電極形成工程]
次に、第一下地電極１０Ａ上に第一下地電極１０Ａの表面の一部が露出するような開口１２を有する第一表層電極１１Ａを形成する。ここでは、第一下地電極１０Ａを起点として、めっき法により第一表層電極１１Ａを形成する方法を挙げて説明する。第一表層電極１１Ａとして析出させる金属としては、例えば銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、などを用いることができ、めっき法で形成することができる材料であればよい。
第一下地電極１０Ａ形成工程において上述したとおり、第一下地電極１０Ａの表面は多孔質な状態となっている。またさらには、熱硬化工程により第一下地電極１０Ａ表面が収縮硬化することにより、第一下地電極１０Ａが露出した部分と、絶縁膜に被覆されている部分とを有する。そのため、めっきプロセスにおいて、めっき膜がつきやすい領域と、つきにくい領域とが発生する。その結果、図６に示すように、第一下地電極１０Ａ上において部分的に第一表層電極１１Ａが形成され、第一表層電極１１Ａから、第一下地電極１０Ａの表面の一部を露出させることができる。
[第二表層電極形成工程]
第二下地電極１０Ｂ上に第二下地電極１０Ｂの表面の一部が露出するような開口１２を有する第二表層電極１１Ｂを形成する。ここで、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなるように第二表層電極１１Ｂを形成する。第二表層電極１１Ｂ形成工程は第一表層電極１１Ａ形成工程と同様の方法により形成することができる。
めっき法によって、第一表層電極１１Ａおよび第二表層電極１１Ｂを形成する場合、第一表層電極１１Ａ形成工程での第一下地電極１０Ａの単位面積あたりに給電する印加電荷量が、第二表層電極１１Ｂ形成工程での第二下地電極１０Ｂの単位面積あたりに給電する電荷量より多くすることが可能である。より具体的には、めっき時に、第一表層電極１１Ａに給電する印加電荷量を第二表層電極１１Ｂに給電する印加電荷量より多くしてもよいし、第一表層電極１１Ａおよび第二表層電極１１Ｂにそれぞれ給電する印加電荷量が略等量であっても、第一表層電極１１Ａの面積が第二表層電極１１Ｂの面積より小さい場合、単位面積あたりに給電する電荷量を所望の関係とすることができる。
また、上述のとおり、第一下地電極１０Ａ形成工程と第二下地電極１０Ｂ形成工程とで下地電極に差を設けることで、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きくなるように第二表層電極１１Ｂを形成することも可能である。
上述の実施形態では第一表層電極１１Ａ形成工程と第二表層電極１１Ｂ形成工程とが分離した工程の場合を記載したが、工程の順番に特段の制限はない。第二表層電極１１Ｂ形成工程を行った後に第一表層電極１１Ａ形成工程を行ってもよい。また、第一表層電極１１Ａ形成工程の一部を行った後に、第二表層電極１１Ｂ形成工程の一部を行ってもよい。めっき法によって、第一表層電極１１Ａおよび第二表層電極１１Ｂを形成する場合、第一表層電極１１Ａ形成工程と第二表層電極１１Ｂ形成工程とを同時に行ってもよい。すなわち、第一下地電極１０Ａと第二下地電極１０Ｂとに同時に給電することにより、同時にめっきを形成することが可能である。
第一表層電極１１Ａ形成工程、および、第二表層電極１１Ｂ形成工程が完了することにより、本発明にかかる太陽電池モジュールに用いられる光電変換素子１を得ることができる。
[配線材接続工程]
上述の光電変換素子の受光面側のバスバー電極２Ａａ、および、裏面側のバスバー電極２Ｂａにリボン状の接着材を仮貼りヘッドで押圧することによって接着材を仮貼りする。さらに、一の接続配線を受光面側バスバー電極２Ａａ上に仮圧着するとともに、別の接続配線を裏面側バスバー電極２Ｂａ上に仮圧着する。すなわち、受光面側から裏面側にかけて、一の接続配線４Ａ、接着材１３Ａ、受光面側バスバー電極２Ａａ、半導体基板６、裏面側バスバー電極２Ｂａ、接着材１３Ｂ、接続配線４Ｂの順に並んでいる。次に加熱押圧ヘッドにより、接続配線４Ａ，４Ｂを光電変換素子の受光面側バスバー電極２Ａａ、裏面側バスバー電極２Ｂａにそれぞれ本圧着して接着材１３Ａ，１３Ｂを圧着硬化させる。このとき、加熱押圧ヘッドは所定の温度に加熱されて接着材が流動するため、接着材１３Ａ，１３Ｂは表層電極１１Ａ，１１Ｂ、および、表層電極１１Ａ，１１Ｂの開口１２から露出した下地電極１０Ａ，１０Ｂと接着する。
その際、接着第一接着材１３Ａが第一集電電極２Ａと接着する面積が、第二接着材１３Ｂが第二集電電極２Ｂと接着する面積より大きくする。たとえば、第二表層電極１１Ｂの開口率が第一表層電極１１Ａの開口率より大きい場合、仮圧着するリボン状の接着材が表裏で同じ幅・長さであったとしても、圧着硬化後にはこのような構成となる。なぜならば、熱圧着時に接着材が流動し第二表層電極１１Ｂの開口１２を充填することになるが、第二表層電極１１Ｂの開口率のほうが大きいため開口１２により多く接着材が充填されるためである。
また、第一配線材４Ａと第一接着材１３Ａとが接着する面が、第二配線材４Ｂと第二接着材１３Ｂとが接着する面より凹凸が小さくなるような配線材を用いた場合、仮圧着するリボン状の接着材が表裏で同じ幅・長さであったとしても、接着第一接着材１３Ａが第一集電電極２Ａと接着する面積が、第二接着材１３Ｂが第二集電電極２Ｂと接着する面積より大きくなる。なぜなら、熱圧着時に接着材が流動し配線材の凹凸の凹部を充填することになるが、第二配線材４Ｂと第二接着材１３Ｂとが接着する面より凹凸が大きいことにより、多く接着材が充填されるためである。
[モジュール化工程]
配線材接続工程を複数回行うことにより、セルストリングが得られる。複数のセルストリングはさらに直列に接続され、太陽電池セルマトリックスを構成する。太陽電池セルマトリックスはガラスと裏面保護シートとの間を封止材により封止され、さらに補強枠、端子箱がとりつけられ太陽電池モジュールが得られる。
本発明にかかる太陽電池モジュールは、
第一主面に第一集電電極が設けられ、第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールであって、
前記第一集電電極は、
前記半導体基板側に設けられた第一下地電極と、
前記第一下地電極上に配置され、前記第一下地電極の一部が露出されるような開口が設けられた第一表層電極と、を含み、
前記第二集電電極は、
前記半導体基板側に設けられた第二下地電極と、
前記第二下地電極上に配置され、前記第二下地電極の一部が露出されるような開口が設けられた第二表層電極と、を含み、
前記第一接着材は、前記第一表層電極、および、前記第一表層電極の前記開口から露出した前記第一下地電極と接着しており、
前記第二接着材は、前記第二表層電極、および、前記第二表層電極の前記開口から露出した前記第二下地電極と接着しており、
前記半導体基板の主面を平面視した場合に、前記第一接着材が第一集電電極と接着する面積が、前記第二接着材が第二集電電極と接着する面積より大きく、
前記第二表層電極の開口率は前記第一表層電極の開口率より大きい、
太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極、および、前記第二表層電極は、島状に部分的に形成され、
前記第一接着材、および、前記第二接着材は、前記島状に形成された前記第一表層電極、および、前記第二表層電極の側面を含む表面に接着された、
前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一下地電極、および／または、前記第二下地電極における表面の少なくとも一部が多孔質である、
前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一下地電極、および／または、前記第二下地電極は導電性微粒子を含む、前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記導電性微粒子の少なくとも一部は融着している、前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極、および／または、前記第二表層電極は、前記第一下地電極、および、前記第二下地電極よりも、稠密である、前記の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極、および／または、前記第二表層電極がめっき電極である、前載の太陽電池モジュール、である。
本発明は、また、
前記第一配線材が第一接着材と接着する面は、前記第二配線材が第二接着材と接着する面より、凹凸が小さい、前記の太陽電池モジュール、である。
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、
第一主面に第一集電電極が設けられ、前記半導体基板の第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
第一主面および第二主面を有する半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記半導体基板にＰＮ接合を形成するＰＮ接合形成工程と、
前記第一主面に第一下地電極を形成する第一下地電極形成工程と、
前記第二主面に第二下地電極を形成する第二下地電極形成工程と、
形成されてなる前記第一下地電極上に前記第一下地電極の表面の一部が露出するような複数の開口を含む第一表層電極を形成する第一表層電極形成工程と、
形成されてなる前記第二下地電極上に前記第二下地電極の表面の一部が露出するような複数の開口を含み、前記第二表層電極の開口率が前記第一表層電極の開口率より大きくなるように第二表層電極を形成する第二表層電極形成工程と、
前記第一集電電極と前記第一配線材とを第一接着材を介して接着するとともに、前記第二集電電極と前記第二配線材とを第二接着材を介して接着する、配線材接続工程とを含む、
太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
第一主面に第一集電電極が設けられ、第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
第一主面および第二主面を有する半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記半導体基板にＰＮ接合を形成するＰＮ接合形成工程と、
前記第一主面に第一下地電極を形成する第一下地電極形成工程と、
前記第二主面に第二下地電極を形成する第二下地電極形成工程と、
形成されてなる前記第一下地電極上に前記第一下地電極の表面の一部が露出するような開口を含む第一表層電極を形成する第一表層電極形成工程と、
形成されてなる前記第二下地電極上に前記第二下地電極の表面の一部が露出するような開口を含み、第二表層電極の開口率が前記第一表層電極の開口率より大きくなるように第二表層電極を形成する第二表層電極形成工程と、
前記第一集電電極と前記第一配線材とを第一接着材を介して接着するとともに、前記第二集電電極と前記第二配線材とを第二接着材を介して接着する、配線材接続工程とを含む、
太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極形成工程、および／または、前記第二表層電極形成工程、はめっき法を含む、前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
前記第一表層電極形成工程での前記めっき法において第一下地電極の単位面積あたりに給電する電荷量が、前記第二表層電極形成工程での前記めっき法において第二下地電極の単位面積あたりに給電する電荷量より多い、
前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
第一下地電極形成工程、および／または、第二下地電極形成工程は導電性ペーストを印刷することを含む、
前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
本発明は、また、
前記導電性ペーストは、導電性微粒子を含有する、前記の太陽電池モジュールの製造方法、である。
１、１Ａ、１Ｂ 光電変換素子
２Ａ 第一集電電極
２Ｂ 第二集電電極
２Ａａ、２Ｂａ バスバー電極
２Ａｂ、２Ｂｂ フィンガー電極
４Ａ 第一配線材
４Ｂ 第二配線材
６ 半導体基板
７Ａ 第１の非晶質半導体層
７Ｂ 第２の非晶質半導体層
８Ａ 第１の透明導電層
８Ｂ 第２の透明導電層
９Ａ、９Ｂ 絶縁層
１０Ａ 第一下地電極
１１Ａ 第一表層電極
１０Ｂ 第二下地電極
１１Ｂ 第二表層電極
１２ 開口
１３Ａ 第一接着材
１３Ｂ 第二接着材

Claims (13)

  1. 第一主面に第一集電電極が設けられ、第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールであって、
    前記第一集電電極は、
    前記半導体基板側に設けられた第一下地電極と、
    前記第一下地電極上に配置され、前記第一下地電極の一部が露出されるような開口が設けられた第一表層電極と、を含み、
    前記第二集電電極は、
    前記半導体基板側に設けられた第二下地電極と、
    前記第二下地電極上に配置され、前記第二下地電極の一部が露出されるような開口が設けられた第二表層電極と、を含み、
    前記第一接着材は、前記第一表層電極、および、前記第一表層電極の前記開口から露出した前記第一下地電極と接着しており、
    前記第二接着材は、前記第二表層電極、および、前記第二表層電極の前記開口から露出した前記第二下地電極と接着しており、
    前記半導体基板の主面を平面視した場合に、前記第一接着材が第一集電電極と接着する面積が、前記第二接着材が第二集電電極と接着する面積より大きく、
    前記第二表層電極の開口率は前記第一表層電極の開口率より大きい、
    太陽電池モジュール。
  2. 前記第一表層電極、および、前記第二表層電極は、島状に部分的に形成され、
    前記第一接着材、および、前記第二接着材は、前記島状に形成された前記第一表層電極、および、前記第二表層電極の側面を含む表面に接着された、
    請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記第一下地電極、および／または、前記第二下地電極における表面の少なくとも一部が多孔質である、
    請求項１または２のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記第一下地電極、および／または、前記第二下地電極は導電性微粒子を含む、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記導電性微粒子の少なくとも一部は融着している、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記第一表層電極、および／または、前記第二表層電極は、前記第一下地電極、および、前記第二下地電極よりも、稠密である、
    請求項１乃至５のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
  7. 前記第一表層電極、および／または、前記第二表層電極がめっき電極である、
    請求項１乃至６のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
  8. 前記第一配線材が第一接着材と接着する面は、前記第二配線材が第二接着材と接着する面より、凹凸が小さい、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
  9. 第一主面に第一集電電極が設けられ、第二主面に第二集電電極が設けられた半導体基板を含む光電変換素子と、前記第一集電電極に電気的に接続された第一配線材と、前記第二集電電極に電気的に接続された第二配線材と、前記第一集電電極と前記第一配線材とを接着する第一接着材と、前記第二集電電極と前記第二配線材とを接着する第二接着材と、を含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
    第一主面および第二主面を有する半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
    前記半導体基板にＰＮ接合を形成するＰＮ接合形成工程と、
    前記第一主面に第一下地電極を形成する第一下地電極形成工程と、
    前記第二主面に第二下地電極を形成する第二下地電極形成工程と、
    形成されてなる前記第一下地電極上に前記第一下地電極の表面の一部が露出するような開口を含む第一表層電極を形成する第一表層電極形成工程と、
    形成されてなる前記第二下地電極上に前記第二下地電極の表面の一部が露出するような開口を含み、第二表層電極の開口率が前記第一表層電極の開口率より大きくなるように第二表層電極を形成する第二表層電極形成工程と、
    前記第一集電電極と前記第一配線材とを第一接着材を介して接着するとともに、前記第二集電電極と前記第二配線材とを第二接着材を介して接着する、配線材接続工程とを含む、
    太陽電池モジュールの製造方法。
  10. 前記第一表層電極形成工程、および／または、前記第二表層電極形成工程、はめっき法を含む、請求項９に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  11. 前記第一表層電極形成工程での前記めっき法において第一下地電極の単位面積あたりに給電する電荷量が、前記第二表層電極形成工程での前記めっき法において第二下地電極の単位面積あたりに給電する電荷量より多い、
    請求項１０に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  12. 第一下地電極形成工程、および／または、第二下地電極形成工程は導電性ペーストを印刷することを含む、
    請求項９乃至１１のいずれか一つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  13. 前記導電性ペーストは、導電性微粒子を含有する、
    請求項１２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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