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WO2012073771A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール Download PDF

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Publication number
WO2012073771A1
WO2012073771A1 PCT/JP2011/076979 JP2011076979W WO2012073771A1 WO 2012073771 A1 WO2012073771 A1 WO 2012073771A1 JP 2011076979 W JP2011076979 W JP 2011076979W WO 2012073771 A1 WO2012073771 A1 WO 2012073771A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar cell
surface side
main surface
cell module
side electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/076979
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸弘 吉嶺
松根健悟
Original Assignee
三洋電機株式会社
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 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
Priority to CN201190000911.4U priority Critical patent/CN203398141U/zh
Priority to EP11844340.7A priority patent/EP2648225A4/en
Priority to JP2012546801A priority patent/JP5879514B2/ja
Publication of WO2012073771A1 publication Critical patent/WO2012073771A1/ja
Priority to US13/895,558 priority patent/US20130247956A1/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • H10F19/904—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells characterised by the shapes of the structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • H10F19/906—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells characterised by the materials of the structures
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module.
  • a solar cell module has a configuration in which a plurality of solar cells are electrically connected in series or / and in parallel.
  • FIG. 14 is a perspective view of the solar cell 101
  • FIG. 15A is a cross-sectional view for explaining the connection between the solar cell 101 and the conductive connection member 102
  • FIG. 15B is the inside of the solar cell module 100. It is sectional drawing for demonstrating the connection of the solar cell 101 and the electroconductive connection member 102 of this.
  • a solar cell 101 includes a semiconductor substrate 107 having a pn junction, an antireflection film 108 and a surface-side electrode 109 formed on the surface of the semiconductor substrate 107, and a back surface formed on the back surface of the semiconductor substrate 107. Side electrode 110.
  • the surface-side electrode 109 includes a plurality of finger-shaped current collecting electrodes 109a and two bus bar electrodes 109b orthogonal to the current collecting electrodes 109a.
  • the back surface side electrode 110 includes a metal film-like current collecting electrode 110a and a bus bar electrode 110b.
  • the bus bar electrode 109b of one solar cell 101 and the bus bar electrode 110b of another adjacent solar cell 101 are connected by the conductive connecting member 102.
  • Patent Document 1 discloses a conductive connecting member covered with a substantially elliptical solder layer.
  • the solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells having one main surface side electrode and the other main surface side electrode, and the one main surface side electrode or the other main surface side of the one solar cell.
  • the second main surface is fixed by an adhesive made of the one main surface side electrode and a resin.
  • This invention provides the solar cell module which suppressed the crack of the solar cell.
  • FIG.2 shows the surface side top view of the solar cell which concerns on 1st Embodiment of this invention
  • FIG.2 (b) shows the back side top view of the solar cell which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIGS. It is a surface side top view for demonstrating the connection of the solar cell which concerns on 1st Embodiment of this invention, and an electroconductive connection member.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 4A, showing a connection form between the conductive connection member and the bus bar electrode.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view for explaining the connection between the conventional solar cell and the conductive connection member
  • FIG. 15B is a diagram illustrating the connection between the solar cell and the conductive connection member in the conventional solar cell module. It is sectional drawing for demonstrating a connection.
  • FIG. 1 is a perspective view of the conductive connecting member 1.
  • the conductive connecting member 1 is made of a strip-shaped copper wire or silver wire having a hexagonal cross section, and the upper surface side extends in a stripe shape in the longitudinal direction and the cross section in the short direction is a trapezoidal convex portion 1a and the lower surface side is flat. It has surface 1b.
  • the conductive connecting member 1 has, for example, a width Ws of 1 mm and a thickness t250 ⁇ m.
  • the convex portion 1a has an upper surface width Wu smaller than the width Ws, 0.2 mm, and a height h50 ⁇ m.
  • the conductive connection member 1 may be covered with a conductive layer such as a solder such as Sn—Ag—Cu alloy or Ag so as to cover the periphery of the conductive connection member 1 so that the entire lower surface thereof is flat. Good.
  • FIGS. 2A is a top view of the front surface side of the solar cell 2
  • FIG. 2B is a top view of the back surface side of the solar cell 2
  • FIG. 3 is a cross-sectional view along AA ′ in FIG.
  • reference numeral 2 denotes a solar cell, on the surface of the n-type single crystal silicon substrate 7 having a texture structure with a height of 5 to 10 ⁇ m, an i-type amorphous silicon layer 8 with a thickness of 5 nm to 20 nm and a p with a thickness of 5 nm to 20 nm.
  • a transparent conductive film layer 3 made of ITO or the like having a type amorphous silicon layer 9 and a thickness of 70 ⁇ m to 100 nm is formed in this order.
  • curing Ag paste on the transparent conductive film layer 3 is formed.
  • an i-type amorphous silicon layer 10 having a thickness of 5 nm to 20 nm, an n-type amorphous silicon layer 11 having a thickness of 10 nm to 50 nm, and A transparent conductive film layer 5 made of ITO or the like having a thickness of 70 ⁇ m to 100 nm is formed in this order.
  • curing Ag paste on the transparent conductive film layer 5 is formed.
  • the n-type single crystal silicon substrate 7 is, for example, a substantially square of about 100 mm square and has a thickness of 100 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • a configuration having a polarity opposite to that of the solar cell 2 may be employed, that is, a configuration in which an n-type amorphous silicon layer is provided on the front side and a p-type amorphous silicon layer is provided on the back side.
  • the surface side electrode 4 is composed of a plurality of finger electrodes 4a and two bus bar electrodes 4b.
  • the plurality of finger electrodes 4 a are formed over substantially the entire region on the surface of the transparent conductive film layer 3.
  • Each finger electrode 4a has a thin line shape and is arranged in parallel to each other.
  • the finger electrodes 4a have a thickness of 50 ⁇ m and a line width of 50 ⁇ m, and are arranged at intervals of 2 mm.
  • the two bus bar electrodes 4b are integrally formed on the surface of the transparent conductive film layer 3 so as to be orthogonally connected to the plurality of finger electrodes 4a.
  • the bus bar electrode 4b has a linear shape with a thickness of 50 ⁇ m and a line width of 200 ⁇ m. At this time, the line width of the bus bar electrode 4 b is narrower than the lower surface width Ws of the conductive connection member 1.
  • the back surface side electrode 6 includes a plurality of finger electrodes 6a and two bus bar electrodes 6b.
  • the interval between the adjacent finger electrodes 6a of the back surface side electrode 6 is formed to be narrower than the interval between the adjacent finger electrodes 4a of the surface side electrode 4.
  • the two bus bar electrodes 6b are integrally configured to be connected to the plurality of finger electrodes 6a on the back surface of the transparent conductive film layer 5.
  • the bus bar electrode 6b has a thickness of 50 ⁇ m and a line width of 200 ⁇ m. At this time, the line width of the bus bar electrode 6 b is wider than the upper surface width Wu of the conductive connection member 1.
  • FIG. 4 is a top view of the surface side for explaining the connection between the solar cell 2 and the conductive connection member 1
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
  • Each solar cell 2 is electrically connected by the conductive connecting member 1 between the bus bar electrode 4b on the front surface side of one solar cell 2 and the bus bar electrode 6b on the back surface side of another solar cell 2 adjacent to the one solar cell 2. It connects using the adhesive agent 12 containing resin on top.
  • the solar cell module 13 includes a transparent front side cover 14 such as white plate tempered glass, a weather resistant back side cover 15 made of a resin film such as polyethylene terephthalate (PET), and the front side cover 14 and the back side cover 15.
  • a plate-like solar cell group 18 in which a plurality of solar cells 2 are electrically connected in series by the conductive connecting member 1 is disposed via a filler 16 such as ethylene vinyl acetate (EVA). It is comprised from the structure and the metal frame 17 which consists of aluminum etc. which support this structure.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • a plurality of solar cells 2 are connected in series by the conductive connection member 1 to constitute a solar cell group 18.
  • adjacent solar cell groups 18 are connected in series by connecting members 19 and 20.
  • the outermost solar cell group 18 is electrically connected to an L-shaped connection member (output extraction connection member) 21 for extracting an electric output from the solar cell module 13.
  • the solar cell 2 is electrically connected to the other solar cell 2 by the conductive connection member 1.
  • a solar cell module 13 as shown in FIG. 13 is completed.
  • Method for manufacturing solar cell module A method for manufacturing a solar cell module according to this embodiment will be described.
  • a method of manufacturing the front side electrode 4 and the back side electrode 6 using a silver paste in which silver fine powder is kneaded into a resin such as an epoxy resin will be described.
  • a solar cell 2 having transparent electrode film layers 3 and 5 on both surfaces is prepared.
  • the conductive paste is printed on the transparent electrode film layer 3 on the front surface side of the solar cell 2 by screen printing, dried at 150 ° C. for 10 minutes, and then the transparent electrode film on the back surface side of the solar cell 2.
  • the conductive paste is printed on the layer 3 by screen printing or offset printing, and then heated at 200 ° C. for 1 hour to completely cure the surface side electrode 4 and the back surface side electrode 6.
  • a plurality of solar cells 2 produced as described above are prepared, and a plurality of conductive connection members 1 are prepared.
  • Adhesive 12 is disposed on the surface.
  • the adhesive 12 is an epoxy thermosetting resin that cures when heated at about 200 ° C.
  • the adhesive 12 may be a film.
  • Adhesives 12 are respectively disposed on the bus bar electrodes 4 b of one solar cell 2 and the bus bar electrodes 6 b of the other solar cell 2 of each adjacent solar cell 2, and the conductive connecting member 1 is placed on these adhesives 12. In the state of being arranged, the conductive connection member 1 is fixed by heating at 200 ° C. for 30 seconds while being pressurized at about 2 MPa.
  • a structure in which a plurality of solar cell groups 18 are prepared, and an L-shaped connection member (output extraction connection member) 21 for extracting an electrical output from the solar cell module 13 is attached to the outermost solar cell group 18.
  • the front side cover 14, the sealing sheet to be the filler 16, the structure, the sealing sheet to be the filler 16, and the back side cover 15 are laminated in this order, and in a vacuum state at 150 ° C. for 10 minutes. Heat-press. Thereafter, the filler 16 is completely cured by heating at 150 ° C. for 1 hour.
  • the conductive connection member 1 has a striped convex portion 1a on the upper surface side and a flat surface 1b on the lower surface side. Therefore, the bus bar electrode 4b on the front surface side of the solar cell 2 and the flat surface 1b of the conductive connection member 1 are connected, and the bus bar electrode 6b on the back surface side of the solar cell and the convex portion 1a of the conductive connection member 1 are connected. Then, even when the connection surface of the front surface side bus bar electrode 4b with the flat surface 1b and the connection surface of the rear surface side bus bar electrode 6b with the projection 1a are displaced, the lower surface width Ws of the conductive connection member 1 is the upper surface width.
  • the flat surface 1b plays a role of dispersing the stress with respect to the stress of the convex portion 1a applied in one direction of the solar cell 2. As a result, generation of shear stress in the solar cell can be suppressed, and the solar cell 2 can be prevented from cracking.
  • the surface side cover 14 which consists of white board tempered glass etc. is used for the surface side, and the weather resistant back surface which consists of resin films, such as a polyethylene terephthalate (PET), on the back side.
  • a side cover 15 is used.
  • the stress applied to the conductive connecting member 1 is different between the front surface side and the back surface side of the solar cell 2 depending on the materials constituting the front surface side and the back surface side cover.
  • the back surface side cover 15 is made of a material that is more flexible than the front surface side cover, and therefore the back surface side of the solar cell 2 covers the conductive connection member 1 from the front surface side. Stress is large. Therefore, on the back surface side, the bus bar electrode 6 b and the convex portion 1 a of the conductive connection member 1 are embedded in the adhesive 12 and connected. If it does so, the contact area of the electroconductive connection member 1 and the adhesive agent 12 will become large because the convex part 1a sinks into the adhesive agent 12. FIG. As a result, the back surface side of the solar cell 2 and the conductive connection member 1 are firmly connected, and the back surface side conductive connection member 1 can be prevented from being detached from the solar cell 2 when the solar cell module 13 is formed.
  • a solar cell module can be manufactured while cracking of the solar cell 2 is suppressed.
  • FIG. 7 is a perspective view of the conductive connection member 10 according to the second embodiment
  • FIG. 8 is a view showing a connection form between the conductive connection member 10 and the bus bar electrodes 4b and 6b. Note that differences from the first embodiment will be mainly described. The description of the same parts as those of the first embodiment is omitted, and the same reference numerals are given to the same parts in FIGS.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the conductive connecting member 10 has a cross-section in the short direction on the upper surface side in a stripe shape in the longitudinal direction of the trapezoid.
  • the two convex portions 10a extending in parallel and the lower surface side have a flat surface 10b.
  • the conductive connecting member 10 has a thickness t of 250 ⁇ m.
  • Each of the convex portions 10a has an upper surface width Wu of 20 ⁇ m and a height h of 50 ⁇ m, and the flat surface 10b has a width Ws of 1 mm.
  • the width obtained by adding two convex portions 10a having the upper surface width Wu is smaller than the width Ws of the flat surface 10b.
  • the line width of the front-side bus bar electrode 4 b is narrower than the width Ws of the conductive connection member 1. Further, the upper surface width Wu of the conductive connection member 10 is narrower than the line width of the bus bar electrode 6b on the back surface side.
  • the bus bar electrode 4b on the front surface side of the solar cell 2 and the flat surface 10b of the conductive connection member 10 are connected, and the bus bar electrode 6b on the back surface side of the solar cell 2 and the conductive connection member 10 are in the form of stripes.
  • the two convex portions 10a are connected.
  • the bus bar electrode 6b and the two convex portions 10a of the conductive connection member 10 are embedded in the adhesive 12 and connected on the back surface side. If it does so, the contact area of the electroconductive connection member 10 and the adhesive agent 12 will become larger than 1st Embodiment by the two convex parts 10a sinking into the adhesive agent 12.
  • FIG. 1 As a result, the back side of the solar cell 2 and the conductive connection member 10 are firmly connected, and the back side conductive connection member 1 is detached from the solar cell 2 when the solar cell module 13 is formed. It can be suppressed from the form.
  • FIG. 9 is a perspective view of the conductive connection member 100 according to the third embodiment
  • FIG. 10 is a view showing a connection form between the conductive connection member 100 and the bus bar electrodes 4b and 6b. Note that differences from the second embodiment will be mainly described. The same parts as those of the second embodiment are not described, and the same parts are denoted by the same reference numerals in FIGS.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in that the conductive connecting member 100 has a plurality of identical triangular protrusions on the upper surface side in the cross section in the short direction. It is a point which has the some uneven
  • the conductive connecting member 100 is a copper wire having a thickness t of 230 ⁇ m.
  • the conductive connecting member 100 has a triangular width Wu of 200 ⁇ m and a height h of 30 ⁇ m, and a width Ws of the flat surface 100b of 1 mm.
  • the line width of the front-side bus bar electrode 4 b is narrower than the width Ws of the flat surface 100 b of the conductive connection member 1. Further, the line width of the bus bar electrode 6b on the back surface side is also narrower than the sum of the upper surface widths Wu of the conductive connection members 1. Further, the convex portions at the extreme ends of the conductive connection member 100 are not exposed from the upper surface width Wu.
  • the bus bar electrode 4b on the front surface side of the solar cell 2 and the flat surface 100b of the conductive connection member 100 are connected, and the bus bar electrode 6b on the back surface side of the solar cell and the conductive connection member 100.
  • the connecting surface of the connecting member is displaced between the front surface side and the back surface side of the solar cell 2
  • the stress applied to the solar cell 2 is dispersed into two stresses by the convex portions 10a.
  • the stress can be further dispersed by the uneven portion 100a having a shape, and the dispersed stress can be further dispersed by the flat surface 100b.
  • generation of shear stress in the solar cell 2 can be suppressed from the second embodiment, and the solar cell 2 can be prevented from cracking.
  • the bus bar electrode 6b and the plurality of triangular concave and convex portions 100a of the conductive connection member 100 are embedded in and connected to the adhesive 12 on the back surface side. If it does so, the contact area of the electroconductive connection member 100 and the adhesive agent 12 will become still larger than 2nd Embodiment because the several uneven
  • FIG. As a result, the back surface side of the solar cell 2 and the conductive connection member 100 are firmly connected, and when the solar cell module 13 is formed, the conductive connection member 1 is detached from the solar cell 2 on the back surface side in the second embodiment. It can be further suppressed than the form.
  • the solar cell module 13 the light that has reached the plurality of triangular irregularities 100 a of the conductive connection member 100 among the light incident on the light receiving surface side is efficiently reflected. Then, the amount of light that is re-reflected by the surface side cover 14 or the filler 16 as shown in FIG. 6 increases, and as a result, a large amount of light enters the solar cell 2, and the output of the solar cell 2 is improved.
  • FIGS. 11 and 12 may be used.
  • FIG. 11 and FIG. 12 the same or similar parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • a solar cell module 13 shown in FIG. 11 includes two adjacent solar cells 2 having the same element structure as one set, and two adjacent solar cells 2 having an element structure opposite in polarity to one set. These are arranged so as to be electrically connected in series by the conductive connecting member 11.
  • the solar cell module 13 shown in FIG. 12 has an element configuration in which the adjacent solar cells 2 have polarities opposite to each other, and the conductive connecting member 1 includes the surface side electrodes of the adjacent solar cells 2 and the solar cells.
  • the two backside electrodes are electrically connected in series. Even in this case, the lower surface of the conductive connection member 1 having a flat surface is connected to the front surface side electrode, and the upper surface of the conductive connection member 1 having at least one convex portion is connected to the rear surface side electrode.
  • the conductive connection member has a flat surface on the lower surface side.
  • the flat surface has a thickness of at least one convex portion provided on the upper surface side of the conductive connection member.
  • the thickness of at least one convex portion on the upper surface side of the conductive connection member is equal to or less than the flat surface on the lower surface side of the conductive connection member.
  • irregularities of not more than the height of the texture structure for example, 10 ⁇ m or less may be formed. Even in that case, cracking of the solar cell can be suppressed as in the above embodiments.
  • the solar cell module of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may have a configuration that does not include a frame, for example.
  • the solar cell module of the present invention may be a double-sided light-receiving solar cell module.
  • both the front side cover and the back side cover may be glass plates.
  • an insulating adhesive may be used as the adhesive 12.
  • the resin is not limited to an epoxy thermosetting resin and can be used as appropriate.
  • the adhesive 12 made of the resin may include conductive particles such as Ni and Ag, and may include a non-conductive material such as non-conductive particles such as SiO2, and both of them are included. These may be included, or both of them may not be included.
  • the present invention is not limited to the structure of the solar cell shown in FIG. 3, and can be applied to various solar cells such as a polycrystalline solar cell.
  • Example 2 is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention.
  • the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

【課題】セル割れを抑制した太陽電池モジュールを提供するものである。 【解決手段】 一方の主面側電極４および他方の主面側電極６を有する複数の太陽電池２と、一の前記太陽電池２の前記一方の主面側電極４または前記他方の主面側電極６と、他の前記太陽電池２の前記一方の主面側電極４または前記他方の主面側電極６を電気的に接続する導電性接続部材１と、を含んで構成され、前記導電性接続部材１は、少なくとも１つの凸部１ａを有する第１主面と前記第１主面と対向する平坦面１ｂを有する第２主面を有し、前記第１主面は、前記他方の主面側電極と樹脂からなる接着剤１２により固定され、前記第２主面は、前記一方の主面側電極４と樹脂からなる接着剤１２により固定される太陽電池モジュール１３。

Description

太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池モジュールに関する。
　一般に、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池が電気的に直列又は/及び並列に接続された構成である。
　図１４は、太陽電池１０１の斜視図、図１５(ａ)は、太陽電池１０１と導電性接続部材１０２との接続を説明するための断面図、図１５（ｂ）は、太陽電池モジュール１００中の太陽電池１０１と導電性接続部材１０２との接続を説明するための断面図である。
　図中、太陽電池１０１は、ｐｎ接合を有した半導体基板１０７と、半導体基板１０７の表面上に形成された反射防止膜１０８及び表面側電極１０９と、半導体基板１０７の裏面上に形成された裏面側電極１１０とを備える。
　表面側電極１０９は、複数のフィンガー状の集電電極１０９ａとこの集電電極１０９ａと直交する２本のバスバー電極１０９ｂとから構成される。裏面側電極１１０は、金属膜状の集電電極１１０ａとバスバー電極１１０ｂとから構成される。
　導電性接続部材１０２により、一の太陽電池１０１のバスバー電極１０９ｂと、隣り合う他の太陽電池１０１のバスバー電極１１０ｂとが接続されている。
特開２００９－５４９８１
　特許文献１には、略楕円形状の半田層で被覆した導電性接続部材が開示されている。
　斯かる導電性接続部材の場合、この導電性接続部材と太陽電池とを接続する工程において、太陽電池の表面側上の導電性接続部材と裏面側上の導電性接続部材との対向位置がずれると、太陽電池に不所望な応力が発生し、太陽電池が割れてしまう恐れある。
　本発明に係わる太陽電池モジュールは、一方の主面側電極および他方の主面側電極を有する複数の太陽電池と、一の前記太陽電池の前記一方の主面側電極または前記他方の主面側電極と、他の前記太陽電池の前記一方の主面側電極または前記他方の主面側電極を電気的に接続する導電性接続部材と、を含んで構成され、前記導電性接続部材は、少なくとも１つの凸部を有する第１主面と前記第１主面と対向する平坦面を有する第２主面を有し、前記第１主面は、前記他方の主面側電極と樹脂からなる接着剤により固定され、前記第２主面は、前記一方の主面側電極と樹脂からなる接着剤により固定される。
　本発明は、太陽電池の割れを抑制した太陽電池モジュールを提供するものである。
本発明の第１実施形態に係る導電性接続部材の構造を示したものである。 図２（ａ）は本発明の第１実施形態に係る太陽電池の表面側上面図を示し、図２（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る太陽電池の裏面側上面図を示す。 図２（ａ）,（ｂ）のＡ－Ａ’における断面図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池と導電性接続部材との接続を説明するための表面側上面図である。 図４（ａ）のＡ－Ａ’における断面図であって導電性接続部材とバスバー電極との接続形態を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る導電性接続部材の構造を示したものである。 本発明の第２実施形態に係る導電性接続部材とバスバー電極との接続形態を示した断面図である。 発明の第３実施形態に係る導電性接続部材の構造を示したものである。 本発明の第３実施形態に係る導電性接続部材とバスバー電極との接続形態を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの一部断面図である。 本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの一部断面図である。 本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを説明するための表面側上面図である。 従来の太陽電池モジュール中の太陽電池の斜視図である。 図１５(a)は従来の太陽電池と導電性接続部材との接続を説明するための断面図であり、図１５（ｂ）は従来の太陽電池モジュール中の太陽電池と導電性接続部材との接続を説明するための断面図である。
　（第１実施形態)
　以下、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１を参照して、太陽電池モジュールの太陽電池間を電気的に接続するための導電性接続部材１を説明する。図１は導電性接続部材１の斜視図である。
　導電性接続部材１は、断面六角形の帯状の銅線又は銀線からなり、上面側は長手方向にストライプ状に延在する短手方向の断面が台形形状の凸部１ａ及び下面側は平坦面１ｂを有する。
　導電性接続部材１は、例えば幅Ｗｓが１ｍｍ、厚みｔ２５０μｍである。凸部１ａは、上面幅Ｗｕが幅Ｗｓより小さく、０．２ｍｍであり、高さｈ５０μｍである。なお、導電性接続部材１は、その下面全体が平らになるように導電性接続部材１の周囲を覆うようにＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金等の半田、Ａｇ等の導電性層で被覆してもよい。
　図２～３を参照して、斯かる太陽電池モジュールを構成する太陽電池を説明する。
図２（ａ）は太陽電池２の表面側上面図、図２（ｂ）は太陽電池２の裏面側上面図、図３は図２中のＡ－Ａ’に沿った断面図である。
　図中、２は太陽電池であり、ｎ型単結晶シリコン基板７の高さ５～１０μｍのテクスチャー構造を有する表面上に、厚み５ｎｍ～２０ｎｍのi型アモルファスシリコン層８，厚み５ｎｍ～２０ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層９，厚み７０μｍ～１００ｎｍのＩＴＯ等からなる透明導電膜層３がこの順序で形成されている。そして、透明導電膜層３上にＡｇペーストを硬化してなる表面側電極４が形成されている。
　また、ｎ型単結晶シリコン基板７の高さ５～１０μｍのテクスチャー構造を有する裏面上には、厚み５ｎｍ～２０ｎｍのi型アモルファスシリコン層１０，厚み１０ｎｍ～５０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層１１，及び厚み７０μｍ～１００ｎｍのＩＴＯ等からなる透明導電膜層５がこの順序で形成される。そして、透明導電膜層５上にＡｇペーストを硬化してなる裏面側電極６が形成されている。
　ｎ型単結晶シリコン基板７は、例えば、約１００ｍｍ角の略正方形であって、厚み１００μｍ～３００μｍである。
　なお、太陽電池２と逆の極性を有する構成をとってもよく、即ち表面側にｎ型アモルファスシリコン層、裏面側にｐ型アモルファスシリコン層を備える構成としてもよい。
　表面側電極４は、複数のフィンガー電極４ａと、２本のバスバー電極４ｂとから構成される。
　複数のフィンガー電極４ａは、透明導電膜層３の表面上の略全域にわたって形成されている。それぞれのフィンガー電極４ａは、細線形状であって互いに平行に配置される。例えば、フィンガー電極４ａは、厚み５０μｍ，線幅５０μｍであって、互いに２ｍｍ間隔で配置される。
　前記２本のバスバー電極４ｂは、透明導電膜層３の表面上おいて前記複数のフィンガー電極４ａと直交して接続されるように一体的に構成されている。例えば、バスバー電極４ｂは、厚み５０μｍ，線幅２００μｍの直線形状である。その際、バスバー電極４ｂの線幅は、導電性接続部材１の下面幅Ｗｓより狭くなっている。
　裏面側電極６は、複数のフィンガー電極６ａと２本のバスバー電極６ｂとから構成される。
　本実施形態では、裏面側電極６の隣り合うフィンガー電極６ａの間隔が表面側電極４の隣り合うフィンガー電極４ａの間隔に比べて狭くなるように形成されている。
　前記２本のバスバー電極６ｂは、透明導電膜層５の裏面上おいて複数のフィンガー電極６ａと接続されるように一体的に構成されている。例えば、バスバー電極６ｂは、厚み５０μｍ，線幅２００μｍである。その際、バスバー電極６ｂの線幅は、導電性接続部材１の上面幅Ｗｕより広くなっている。
　図４～図５を参照して、太陽電池２と導電性接続部材１との接続について説明する。図４は太陽電池２と導電性接続部材１との接続を説明するための表面側上面図、図５は図４のＡ－Ａ’における断面図である。
　一の太陽電池２の表面側のバスバー電極４ｂと隣り合う他の太陽電池２の裏面側のバスバー電極６ｂとの間は、導電性接続部材１により電気的に接続されるように各太陽電池２上に樹脂を含有してなる接着剤１２を用いて接続される。
　図６及び図１３を参照して、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１３を詳述する。
　太陽電池モジュール１３は、白板強化ガラス等の透明な表面側カバー１４,ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルムからなる耐候性の裏面側カバー１５,および表面側カバー１４と裏面側カバー１５の間に、複数の太陽電池２が導電性接続部材１により電気的に直列接続されてなる直線状の太陽電池群１８がエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等の充填材１６を介して配置されてなる板状の構成体と、該構成体を支持するアルミニウム等からなる金属製枠体１７から構成されている。
　太陽電池モジュール１３は、複数の太陽電池２が導電性接続部材１により直列接続されて太陽電池群１８が構成されている。太陽電池群１８は、隣り合う太陽電池群１８が接続部材１９，２０によって直列接続されている。
　最外側の太陽電池群１８は、太陽電池モジュール１３から電気出力を取り出すためのＬ字状の接続部材(出力取り出し用接続部材)２１と電気的に接続されている。　このように、太陽電池２は他の太陽電池２と導電性接続部材１によって電気的に接続されている。
　以上の工程によって、図１３に示すような太陽電池モジュール１３が完成する。
（太陽電池モジュールの製造方法）
　本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明する。ここでは、一例として、表面側電極４及び裏面側電極６を、エポキシ樹脂等の樹脂に銀微粉末を練り込んだ銀ペーストを用いて製造する方法を説明する。
　まず、両表面上に透明電極膜層３,５を備えた太陽電池２を準備する。
　次に、この太陽電池２の表面側の透明電極膜層３上に、スクリーン印刷により前記導電性ペーストを印刷し、１５０℃で1０分間乾燥させた後に、太陽電池２の裏面側の透明電極膜層３上に、スクリーン印刷やオフセット印刷により前記導電性ペーストを印刷し、その後、２００℃、１時間加熱してこれを完全に硬化させて表面側電極４及び裏面側電極６を形成する。
　上述のようにして作製した太陽電池２を複数準備すると共に、導電性接続部材１を複数準備する。
　次に、各導電性接続部材１の下面側の平坦部１ｂとバスバー電極４ｂと対向する部分の間、及び導電性接続部材１の上面側の凸部１ａとバスバー電極６ｂと対向する部分の間に接着剤１２を配置する。例えば、接着剤１２は約２００℃程度で加熱すると硬化するエポキシ系熱硬化型の樹脂である。例えば、接着剤１２はフィルム状であってもよい。
　各隣り合う太陽電池２の一方の太陽電池２のバスバー電極４ｂ上と他方の太陽電池２のバスバー電極６ｂ上とに接着剤１２がそれぞれ配置され、これら接着剤１２上に導電性接続部材１をそれぞれ配置した状態で、約２ＭＰａで加圧しながら、２００℃で３０秒加熱して、導電性接続部材１を固定させて作製する。
　次に、太陽電池群１８を複数準備し、最外側の太陽電池群１８に太陽電池モジュール１３から電気出力を取り出すためのＬ字状の接続部材(出力取り出し用接続部材)２１を取り付けた構造体を作製した後、表面側カバー１４、充填材１６となる封止シート、前記構造体、充填材１６となる封止シート、裏面側カバー１５の順に積層し、真空状態で、１５０℃で１０分間加熱圧着する。その後、１５０℃で１時間加熱することで、充填材１６を完全に硬化させる。
　最後に、端子ボックス、金属枠体をとりつけ、太陽電池モジュール１３が完成する。
　本実施形態の太陽電池モジュール１３では、導電性接続部材１の上面側にストライプ状の凸部１ａを有し、下面側に平坦面１ｂを有する。従って、太陽電池２の表面側のバスバー電極４ｂと導電性接続部材１の平坦面１ｂとが接続され、太陽電池の裏面側のバスバー電極６ｂと導電性接続部材１の凸部１ａとが接続される。そうすると、表面側のバスバー電極４ｂの平坦面１ｂとの接続面と裏面側のバスバー電極６ｂの凸部１ａとの接続面とがずれた場合でも、導電性接続部材１の下面幅Ｗｓが上面幅Ｗｕより広いため、太陽電池２の一方向に加わる凸部１ａの応力に対して平坦面１ｂがその応力を分散させる役割を果たす。その結果、太陽電池に剪断応力が発生するのを抑制でき、太陽電池２が割れるのを抑制できる。
　また、本実施形態の太陽電池モジュール１３では、表面側には白板強化ガラス等からなる表面側カバー１４を用いており、裏面側にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルムからなる耐候性の裏面側カバー１５を用いている。このような構成の一般的な太陽電池モジュール１３の場合、表面側及び裏面側カバーを構成する材料により、太陽電池２の表面側と裏面側とで導電性接続部材１にかかる応力が違う。
　斯かる太陽電池モジュール１３の構成では、裏面側カバー１５の方が表面側カバーより柔軟な材料から構成されているため、太陽電池２の裏面側の方が表面側より導電性接続部材１にかかる応力が大きい。そこで、裏面側では、バスバー電極６ｂと導電性接続部材１の凸部１ａとが接着剤１２にめり込んで接続している。そうすると、凸部１ａが接着剤１２にめり込むことによって、導電性接続部材１と接着剤１２との接触面積が大きくなる。その結果、太陽電池２の裏面側と導電性接続部材１とが強固に接続され、太陽電池モジュール１３化された際に裏面側の導電性接続部材１が太陽電池２から外れるのを抑制できる。
　本実施形態の製造方法では、太陽電池２の割れを抑制しつつ太陽電池モジュールを製造できる。
　（第２実施形態）
　図７～８を参照して本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図７は第２実施形態に係る導電性接続部材１０の斜視図、図８は導電性接続部材１０とバスバー電極４ｂ,６ｂとの接続形態を示した図である。なお、第１実施形態との相違点について主に説明する。第１実施形態と同一部分は説明を割愛し、図７～図８中、同一部分には同一符号を付している。
　図７を参照して、第２実施形態において、第１実施形態との相違点は、導電性接続部材１０は、上面側にその短手方向の断面が台形状の長手方向にストライプ状に互いに平行に延在する二つの凸部１０ａ及び下面側が平坦面１０ｂを有する点である。導電性接続部材１０は例えば厚みｔが２５０μｍである。凸部１０ａは、各々の上面幅Ｗｕが２０μｍ,高さｈが５０μｍを有し、平坦面１０ｂは幅Ｗｓが１ｍｍを有している。上面幅Ｗｕの凸部１０ａを二つ足した幅は平坦面１０ｂの幅Ｗｓより小さい。
　図８を参照して、本実施形態では、表面側のバスバー電極４ｂの線幅は、導電性接続部材１の幅Ｗｓより狭くなっている。また、導電性接続部材１０の上面幅Ｗｕは、裏面側のバスバー電極６ｂの線幅より狭くなっている。
　本実施形態では、太陽電池２の表面側のバスバー電極４ｂと導電性接続部材１０の平坦面１０ｂとが接続され、太陽電池の裏面側のバスバー電極６ｂと導電性接続部材１０のストライプ状の二つの凸部１０ａとが接続される。太陽電池２の表面側と裏面側とで接続部材との接続面がずれた場合、第１実施形態では太陽電池２に加わる応力が凸部１ａによる一つの応力だったのを二つの凸部１０ａにより二つの応力に分散し、且つ二つに分散した応力を更に平坦面１０ｂによって分散させることができる。その結果、第１実施形態より太陽電池２に剪断応力が発生するのを抑制でき、太陽電池２が割れるのを抑制できる。
　太陽電池モジュール１３化された際に裏面側においては、バスバー電極６ｂと導電性接続部材１０の二つの凸部１０ａとが接着剤１２にめり込んで接続している。そうすると、二つの凸部１０ａが接着剤１２にめり込むことによって、導電性接続部材１０と接着剤１２との接触面積が第１実施形態よりも大きくなる。その結果、太陽電池２の裏面側と導電性接続部材１０とが強固に接続され、太陽電池モジュール１３化された際に裏面側の導電性接続部材１が太陽電池２から外れるのを第１実施形態より抑制できる。
　（第３実施形態）
　図９～１０を参照して本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図９は第３実施形態に係る導電性接続部材１００の斜視図、図１０は導電性接続部材１００とバスバー電極４ｂ,６ｂとの接続形態を示した図である。なお、第２実施形態との相違点について主に説明する。第２実施形態と同一部分は説明を割愛し、図９～１０中、同一部分には同一符号を付している。
　図９を参照して、第３実施形態において、第２実施形態との相違点は、導電性接続部材１００は、その短手方向の断面において、その上面側に複数の同一の三角形状の凸部が規則正しく連なるように有し、且つ長手方向において、前記三角形状が平行に延びるように構成された複数の凹凸部１００ａを有する点である。
　例えば、導電性接続部材１００は厚みｔが２３０μｍの銅線である。そして、導電性接続部材１００は、その各三角形状の凹凸部１００ａの底辺幅Ｗｕが２００μｍ,高さｈが３０μｍであり、その平坦面１００ｂの幅Ｗｓが１ｍｍを有している。
　次に、図１０を参照して、本実施形態では、表面側のバスバー電極４ｂの線幅は、導電性接続部材１の平坦面１００ｂの幅Ｗｓより狭くなっている。また、裏面側のバスバー電極６ｂの線幅も、導電性接続部材１の各々の上面幅Ｗｕの和より狭くなっている。また、導電性接続部材１００の最両端の凸部が上面幅Ｗｕから露出しない構成である。
　本実施形態では、本実施形態では、太陽電池２の表面側のバスバー電極４ｂと導電性接続部材１００の平坦面１００ｂとが接続され、太陽電池の裏面側のバスバー電極６ｂと導電性接続部材１００の複数の三角形状の凹凸部１００ａとが接続される。太陽電池２の表面側と裏面側とで接続部材との接続面がずれた場合、第２実施形態では太陽電池２に加わる応力が凸部１０ａによる二つの応力に分散されたのを複数の三角形状の凹凸部１００ａにより更に応力を分散し、且つその分散した応力を更に平坦面１００ｂによって分散させることができる。その結果、第２実施形態より太陽電池２に剪断応力が発生するのを抑制でき、太陽電池２が割れるのを抑制できる。
　太陽電池モジュール１３化された際に裏面側において、バスバー電極６ｂと導電性接続部材１００の複数の三角形状の凹凸部１００ａとが接着剤１２にめり込んで接続している。そうすると、複数の凹凸部１００ａが接着剤１２にめり込むことによって、導電性接続部材１００と接着剤１２との接触面積が第２実施形態よりも更に大きくなる。その結果、太陽電池２の裏面側と導電性接続部材１００とが強固に接続され、太陽電池モジュール１３化された際に裏面側において導電性接続部材１が太陽電池２から外れるのを第２実施形態より更に抑制できる。
　また、本実施形態では、太陽電池モジュール１３において、受光面側に入射した光のうち、導電性接続部材１００の三角形状の複数の凹凸部１００ａに達した光は効率よく反射される。そうすると、図６に示したような表面側カバー１４又は充填材１６で再反射される光が多くなり、結果として、太陽電池２へ光が多く入射するため、太陽電池２の出力が向上する。
　また、上記実施形態では、太陽電池の表面側のバスバー電極と隣り合う太陽電池の裏面側のバスバー電極とを直列に接続する場合について例を挙げて説明したが、隣り合う太陽電池間の接続は、上記実施形態に限らない。
　例えば、図１１、図１２のような構成であってもよい。なお、図１１、図１２中、前記実施形態と同一または類似部分には同一符号を付している。
　図１１に示す太陽電池モジュール１３は、隣り合う２つの極性が同じ素子構造の太陽電池２を１組とすると共に、これらと極性が逆の素子構造の隣り合う２つの太陽電池２を１組となるように配置して、導電性接続部材１１によりこれらを電気的に直列接続している。
　図１２に示す太陽電池モジュール１３は、隣り合う太陽電池２は、互いに極性が逆となる素子構成を有しており、導電性接続部材１は隣り合う太陽電池２の表面側電極同士及び太陽電池２の裏面側電極同士とを電気的に直列接続している。この場合でも、平坦面を有する導電性接続部材１の下面と表面側電極とが接続し、少なくとも一つの凸部を有する導電性接続部材１の上面と裏面側電極とが接続している。
　上記各実施形態の太陽電池モジュールでは、導電性接続部材の下面側に平坦面を有した構成であったが、前記平坦面は導電性接続部材の上面側に設けた少なくとも１つの凸部の厚さ以下、好ましくは前記テクスチャー構造の高さ以下、例えば１０μｍ以下の凹凸が形成されていてもよい。その場合でも上記各実施形態と同様に太陽電池の割れを抑制する
ことができる。
　また、本発明の太陽電池モジュールでは、導電性接続部材の下面側の平坦面と同様に表面側電極及び裏面側電極に上記導電性接続部材の上面側の少なくとも１つの凸部の厚さ以下、好ましくは前記テクスチャー構造の高さ以下、例えば１０μｍ以下の凹凸が形成されていてもよい。その場合でも上記各実施形態と同様に太陽電池の割れを抑制することができる。
　更に、本発明の太陽電池モジュールは、上記各実施形態に限定されず、例えば、枠体を備えない構成であってもよい。
　また、本発明の太陽電池モジュールは、両面受光型太陽電池モジュールであってよく、例えば、表面側カバー及び裏面側カバーともガラス板であってもよい。
　また、接着剤１２として、絶縁性接着剤を使用してもよい。また、前記樹脂としては、エポキシ系熱硬化型の樹脂に限らず適宜使用可能である。
　また、前記樹脂からなる接着剤１２にＮｉ、Ａｇ等の導電性粒子等を含んでもよく、ＳｉＯ２などの非導電性粒子等の非導電性材料が含まれてもよく、これらの両方が含まれてもよく、またこれら両方を含まなくてもよい。
　本発明は、図３に示した太陽電池の構造に限定されず、多結晶太陽電池等の種々の太陽電池に適用可能である。
　なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
１,１０,１００　導電性接続部材
１ａ,１０ａ　凸部
１００ａ　凹凸部
１ｂ,１０ｂ,１００ｂ　平坦面
２　太陽電池
４　表面側電極
４ａ　フィンガー電極
４ｂ　バスバー電極
６　裏面側電極
６ａ　フィンガー電極
６ｂ　バスバー電極
１３　太陽電池モジュール

Claims (7)

  1. 　一方の主面側電極および他方の主面側電極を有する複数の太陽電池と、
    　一の前記太陽電池の前記一方の主面側電極または前記他方の主面側電極と、他の前記太陽電池の前記一方の主面側電極または前記他方の主面側電極を電気的に接続する導電性接続部材と、を含んで構成され、
    　前記導電性接続部材は、少なくとも１つの凸部を有する第１主面と前記第１主面と対向する平坦面を有する第２主面を有し、
    　前記第１主面は、前記他方の主面側電極と樹脂からなる接着剤により固定され、
    　前記第２主面は、前記一方の主面側電極と樹脂からなる接着剤により固定される太陽電池モジュール。
  2. 　前記第１主面の前記凸部の上面幅は前記他方の主面側電極の線幅より小さく、
    　前記第２主面の前記平坦面の幅は前記一方の主面側電極の線幅より大きい請求項１記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記少なくとも１つの凸部は、前記導電性接続部材の長手方向に延びるように設けられる請求項１又は２記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記少なくとも１つの凸部は、複数の凸部からなり、１又は複数の凸部は断面が規則正しく連なってなる三角形状の凸部からなる請求項３記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記一方の主面側電極は太陽電池モジュールの受光面側であり、
    　前記他方の主面側電極は前記受光面側とは反対側である請求項１～４記載のいずれか１項記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記第１主面は太陽電池モジュールの受光面側とは反対側と対向するように配置され、
    　前記第２主面は前記太陽電池モジュールの前記受光面側と対向するように配置される請求項１～５記載のいずれか１項記載の太陽電池モジュール。
  7. 　前記第１主面側には表面側カバーを有し、
    　前記第２主面側に前記表面側カバーより柔軟な材料からなる裏面側カバーを有している
    請求項１～６のいずれか１項記載の太陽電池モジュール。
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