(57)【要約】  太陽電池モジュールにおいては、太陽電池素子（１）の受光面（１ａ）である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極（２ａ）が形成され、太陽電池素子（１）の裏面（１ｂ）である第２の面に裏面集電電極（２ｂ）が形成され、細線電極（２ａ）と裏面集電電極（２ｂ）に電力を取り出す配線材５がそれぞれに接続されいる。細線電極（２ａ）と配線材（５）ははんだで接合され、はんだ接合部の配線材（５）にそった長手方向の側面を熱硬化性樹脂で覆われ、細線電極（２ａ）を除く領域では、配線材（５）と第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着されている。配線材（５）と細線電極（２ａ）とが十分な機械的接合強度および高い接合信頼性にて接合する。
2012086235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、前記太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、前記細線電極と前記裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールにおいて、
前記細線電極と配線材ははんだで接合され、前記はんだ接合部の前記配線材にそった長手方向の側面を熱硬化性樹脂で覆い、前記細線電極を除く領域では、前記配線材と前記第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記配線材は、前記第１の面に対向する面が凸形状部を有し、前記細線電極を除く領域では、前記凸形状部と前記第１の面とが前記熱硬化性樹脂で接着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記はんだ接合部の側面を覆う熱硬化性樹脂の細線電極表面からの高さは、前記配線材の厚みの１／２以内である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。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂と有機酸を含みまたは有機酸の硬化剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、前記太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、前記細線電極と前記裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第１の面の所定位置に、エポキシ樹脂と有機酸を含みまたは有機酸の硬化剤を含有する熱硬化性樹脂を前記配線材の配設位置に配置する工程と、
はんだで皮膜された配線材を前記配置された熱硬化性樹脂上に押し付けて、はんだの融点以上に加熱する工程と、を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子の前記第１の面に配置する前記熱硬化性樹脂の幅を、前記配線材の幅よりも狭くする
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池素子が配線材にて接続された太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池素子は、シリコン基板と、シリコン基板の光電変換部領域に生成された光生成キャリアを集電する細線電極と、細線電極と接続して、集電した光生成キャリアを出力配線材に伝達するための受光面バス電極（受光面配線材接続用電極）を含んで構成されている。【０００３】
出力配線材は、銅（Ｃｕ）にて作製された帯状細長の銅箔であり、受光面バス電極（受光面配線材接続用電極）は、この銅箔の配線材を接合するための電極であり、細線電極と交差するように形成されている。受光面バス電極は、細線電極と同じように、ガラスまたは樹脂をバイダーとして、銀（Ａｇ）などの良電導材の粒子がフィラーとして含有した導電性ペーストを焼成して形成される。通常、受光面バス電極と配線材とは、下記特許文献１に示されるように、はんだで接合される。はんだは、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点２１８℃）などのＳｎ主体のＰｂフリーはんだ、またはＰｂ−Ｓｎ（融点１８３℃）が用いられる。【０００４】
このようなあらかじめシリコン基板に形成した受光面バス電極を用いて配線材の接合を行う方法においては、以下の２つの問題があった。第１に、受光面バス電極の材料に用いる銀（Ａｇ）が高価で、幅を１〜２ｍｍで形成するには銀を大量に必要とするため製造コストが高くなる。第２に、太陽電池セルの全長にわたり配線材を接合するが、太陽電池素子のシリコンと配線材の銅との熱膨張差により、太陽電池素子が反り破損する場合がある。【０００５】
そのため、上記問題に対して、従来、下記特許文献２に示されるように、受光面バス電極を用いずに、配線材を太陽電池素子の受光面に直接熱硬化性接着剤にて接合する方法が提案されている。すなわち、太陽電池の細線電極に交差するように熱硬化性樹脂を配置し、その上に配線材を配置し、押し付けた状態で、接着剤を熱硬化させて配線材を接続する方法である。細線電極と配線材は接触にて電気的に接続され、接触を維持する力は熱硬化性樹脂による。この構成では、細線電極にて集電された光生成キャリアは、直接、配線材に流れる。受光面バス電極を形成しないので、低コストで製造できる。また、配線材は、はんだの約１／１０のヤング率をもつ樹脂でシリコン基板に接合しているため、太陽電池素子のそりを小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１７１４８号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０１１２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２にあるように、受光面バス電極を用いないで、配線材を熱硬化性樹脂にてシリコン基板に接着する方法を用いると、細線電極と配線材とは接触にて電気的接続をとることになる。細線電極と配線材とが接触している箇所の熱硬化性樹脂は押し付けた時に排出されて少なくなっており、熱硬化性樹脂の接合力は、はんだの約１／１０と小さいため、配線材と細線電極の接合信頼性が低下するという問題がある。【０００８】
また、細線電極と配線材とが接触にて電気的接続をとっているため、接続抵抗がはんだよりも約１００倍大きく、変換効率が低下するという問題もある。【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配線材と細線電極とが十分な機械的接合強度を得ることができ、接続抵抗が低く変換効率を向上させ、さらに銀の使用量を減らすことで、コストダウンを図ることができ、さらに太陽電池素子のそりを小さくすることができる太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、細線電極と裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールにおいて、細線電極と配線材ははんだで接合され、前記はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆い、はんだ接合部を補強する。熱硬化性樹脂の覆う高さは、配線材の厚みの１／２以下とする。はんだ細線電極を除く領域では、配線材と第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着されていることを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、細線電極と裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールの製造方法において、第１の面の所定位置に、エポキシ樹脂と有機酸を含むまたは有機酸の硬化剤を用いた熱硬化性樹脂を配線材の配設位置に配置する工程と、配線材の配設位置に少なくとも第１の面にはんだ被覆された配線材を加圧しはんだの融点以上に加熱することで、はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆う工程と、を有することを特徴とする。前記有機酸はフェノール硬化剤、酸無水硬化剤、およびカルボン酸硬化剤の少なくともいずれかを含有するものをいう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、配線材を細線電極に直接はんだ接合することで、配線材と細線電極の十分な機械的接合強度および電気的接続抵抗の低い接合を得ることができるとともに、受光面にバス電極を形成しないので、コストダウンを図ることができる。また、細線電極のない受光面と配線材とが、ヤング率がはんだの約１／１０以下の熱硬化性エポキシ組成物にて接着しているため、太陽電池素子のそりを特許文献１の構造に比べて小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明にかかる実施の形態１の太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施の形態２の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子と配線材の接合の方法を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施の形態３の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子と配線材の接合の方法を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施の形態４の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子の受光面に配線材を接合した状態の断面図を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施の形態５の太陽電池モジュールの製造方法を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施の形態６の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子表面の平面図および細線電極のはんだ接合部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールおよびその製造方法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。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる実施の形態１の太陽電池モジュールの構造を示す図であり、（ａ）は太陽電池モジュールの断面図、（ｂ）は複数の太陽電池素子１を配線材５にて接続したストリングの斜視図、（ｃ）は細線電極（第１の集電電極）２ａと配線材５の接合部の断面図、（ｄ）は受光面１ａと配線材５の接合部の断面図を示す。
【００１６】
（ａ）より、太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池素子１の第１の面である受光面１ａと第２の面である裏面１ｂを交互に配線材５を用いて接続した太陽電池ストリング１０の受光面１ａ側に受光面保護材１１を配置し、裏面１ｂ側に裏面保護材１２を配置し、太陽電池ストリング１０と保護材１１，１２間に封止材１３が配置されている。受光面１ａ上に形成された細線電極２ａと配線材５とは、はんだ３で接合され、はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆い、細線電極２ａが形成されている以外の領域では配線材５と受光面１ａとは、熱硬化性樹脂４にて接合されている。
【００１７】
（ｂ）より、太陽電池ストリング１０の斜視図を示す。太陽電池ストリング１０は、太陽電池素子１を配線材５で接続したものからなる。太陽電池素子１は、例えば、１００〜２００μｍ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型シリコン基板の受光面側１ａ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が表面処理により設けられて、太陽電池素子１の第１の面すなわち受光面１ａ（光電変換部領域）となっている。また、ｐ型シリコン基板（以下、単に基板）の第２の面すなわち裏面１ｂには、高濃度不純物を含んだｐ＋層が形成され、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第２の面に、第１の面と同じく裏面集電電極（第２の集電電極）２ｂが設けられている。
【００１８】
（ｃ）と（ｄ）は、太陽電池素子１の受光面１ａに配線材５を接合した状態の断面図を示す。（ｃ）は受光面１ａ上の細線電極２ａと配線材５の接合部、（ｄ）は細線電極のない受光面１ａと配線材５の接着部の断面を示す。太陽電池素子１の受光面１ａ上の細線電極２ａと配線材５は、はんだ３にて接合しており、はんだ接合部３ａの側面３ｂを熱硬化性樹脂４で覆い、配線材５とはんだ３の界面および細線電極２ａとはんだ３の界面を熱硬化性樹脂４で覆うことで、はんだ接合部３ａを補強する。はんだ接合部３ａを覆った熱硬化性樹脂４は配線材５と太陽電池素子１との熱膨張差から発生するせん断応力を緩和する作用とはんだ接合部の疲労で発生するクラックの発生を抑制する作用がある。前記熱硬化性樹脂４は配線材５よりも約４倍熱膨張が大きいため、配線材５の側面を覆う量が多いと、配線材５を持ち上げる力が作用し、はんだ接合部３ａを引き剥がす力により、接合信頼性が低下することが懸念される。そこで、配線材５の側面を覆う熱硬化性樹脂４の高さ４ｃは、配線材５の厚よりは低く、はんだ接合部３ａの側面３ｂのひずみを小さくすることから、配線材５の厚の１／２にする必要がある。熱硬化性樹脂の熱膨張は５０〜６０×１０−６  １／℃であるが、シリカなどの微細粒子を混入させて熱膨張は２０〜４０×１０−６  １／℃に低下させるとさらに信頼性を向上することができる。細線電極２ａ以外の領域では、配線材５と受光面１ａは熱硬化性接着剤４で接合している。なお、図において、熱硬化性樹脂４は配線材５とはんだの界面および細線電極２ａとはんだの界面を覆っているが、少なくとも熱膨張差の大きな細線電極２ａとはんだ３の界面を覆っていればよい。
【００１９】
はんだ３はＰｂフリーのＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点２２０℃）、Ｓｎ−３．５Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ−０．７Ｃｕ（融点２３０℃）、Ｓｎ−８．８Ｚｎ（融点１９９℃）、などのＰｂフリーはんだでもよいし、Ｐｂ−Ｓｎ（融点１８３℃）はんだを用いてもよい。
【００２０】
集電するための細線電極２ａが、はんだ３にて配線材５と接合することにより、接合部の電気抵抗を小さくすることができ、さらに、従来の導電粒子を含有した樹脂接着剤を用いた方法（特許文献２）に比べて電気的な接続面積が大きくとれるので、電気特性が劣化することのない接合を実現できる。また、配線材５と受光面１ａが、ヤング率の小さい熱硬化性樹脂（はんだの約１／１０）で接合されるので、太陽電池素子１のそりを小さくすることができる。なお、熱硬化性樹脂４として、エポキシ樹脂を主体としたものを用いている。
【００２１】
一方、太陽電池素子１の第２の面には、裏面集電電極２ｂが設けられている。裏面集電電極２ｂは第１の面の受光面１ａ側の配線材５に対応した位置（配線材５と太陽電池素子１の厚さ方向に重なる位置）に設けられている。裏面集電電極２ｂは、裏面１ｂに全面に形成されている場合、銀で形成された電極が配線材５と同じ方向に、太陽電池素子１の長手方向に線上に形成されている場合、または島状に形成されている場合、がある。本実施の形態では図１の断面図に示すように、裏面集電電極２ｂは島状に形成されたものを受光面１ａの細線電極２ａと同じ方法を用いて接合した。
【００２２】
裏面集電電極２ｂと配線材５の他の接合方法として、裏面集電電極２ｂは、受光面でない裏面に形成されているので、電極サイズを大きくとることができるため、接続抵抗の大きい導電粒子を含有した熱硬化性接着剤を用いてもよいし、通常のはんだ接合と同じく、フラックスを用いたはんだで接合してもよい。
【００２３】
なお、本実施の形態では複数の太陽電池素子１が接続されてなる太陽電池ストリング１０と保護材１１、１２と封止材１３とを含んだものを太陽電池モジュールとしているが、これに限らず配線材５が接合された細線電極２ａと裏面集電電極２ｂを有する太陽電池素子１を含むものも太陽電池モジュールと呼ぶ。
【００２４】
また、本実施の形態の太陽電池素子１は概略平板状を成すが、太陽電池素子１は、平板状のものに限られるものではなく、例えば、フレキシブルなシート状、或いは立方体状などでもよく、受光面１ａに形成された細線電極２ａに配線材５が接合される太陽電池素子であれば適用することができる。本実施の形態において、複数の太陽電池素子１を配線材５で接続した太陽電池ストリング１０を示したが、太陽電池素子１が１枚の場合でもよい。
【００２５】
さらに、本実施の形態の細線電極２ａは、受光面１ａに複数本が平行に形成されているが、細線電極２ａは平行でないものでもよく、受光面１ａに複数本が形成されている太陽電池素子であれば適用することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図２は、本発明にかかる実施の形態２の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子１と配線材５の接合の方法を順を追って説明するための図である。図２の（ａ０）は、太陽電池素子１の受光面１ａの平面図である。受光面１ａには、細線電極２ａが複数本平行に形成されている。（ａ１）は、配線材５と交差する方向の細線電極２ａの断面を示す（ａ０）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。（ａ２）は、細線電極２ａ以外の領域の断面を示す（ａ０）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００２７】
図２の（ｂ０）は、有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いた硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａを配置した状態の受光面１ａの平面図である。（ｂ１）は、配線材５と交差する方向の細線電極２ａの断面を示す（ｂ０）の（ａ０）のＡ−Ａ線位置に相当する位置（以降単にＡ−Ａ線位置の）断面図である。（ｂ２）は、細線電極２ａ以外の領域の断面を示す（ｂ０）の（ａ０）Ｂ−Ｂ線相当位置に相当する位置（以降単にＢ−Ｂ線相当位置の）断面図である。
【００２８】
熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは、エポキシ樹脂と有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いたものである。前記有機酸はフェノール硬化剤または／および酸無水硬化剤または／およびカルボン酸硬化剤を含有する。本実施の形態では、ペースト状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａを用いたが、半硬化状態（Ｂステージ）のフィルムを用いてもよい。
【００２９】
図２の（ｃ０）は、受光面１ａ側をはんだ３でコートされた配線材５を位置合わせし、押し付け加熱した状態の受光面１ａの平面図である。（ｃ１）は、（ｃ０）のＡ−Ａ線相当位置の断面図である。（ｃ２）は（ｃ０）のＢ−Ｂ線相当位置の断面図である。
【００３０】
配線材５と細線電極２ａを、はんだ３で接合し、はんだ接合部３ａの側面３ｂを熱硬化性樹脂４で覆い、細線電極２ａ以外の領域は熱硬化性樹脂４で接着することができる。加熱は２段階で実施する。第１段階は、低温の約１００℃で押し付ける。前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは、１００℃程度の低温で粘度が最も低くなり、押し付けることで、熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは側面に排除され、細線電極２ａと配線材５を接触させることができる。第２段階で、温度を熱硬化性樹脂４の硬化温度以上のはんだ３の融点以上にあげる。
【００３１】
はんだ接合は、熱硬化性樹脂４が熱硬化する過程で、有機酸を含みまたは有機酸の硬化剤を用いているため、はんだ表面の酸化膜を還元して除去する作用を発現することで、配線材５の表面にある酸化膜を除去し、配線材５と細線電極２ａとをはんだ３で接合することができる。
【００３２】
熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａに含まれる有機酸がフラックスの役割をはたすので、通常のはんだ付けのようにはんだ付け前にフラックスを塗布し、はんだ接合後にフラックスを洗浄する必要がないため、生産性がよい。またフラックスの残渣が受光面１ａ上に残り、残留イオンが特性の劣化を引き起こす懸念もなくなる。
【００３３】
本実施の形態において、はんだ３は、配線材５の受光面１ａ側に対向する面に設けたが、配線材５の周囲に設けてもよい。一方、はんだ３は、予め細線電極２ａの表面に設けておいてもよい。細線電極２ａ以外の領域では、第１段階の低温（１００℃くらい）で配線材５と受光面１ａ表面は熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａを介して接触する。第２段階の温度で熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは硬化し、熱硬化性樹脂４となる。この熱硬化により、配線材５と受光面１ａが接着される。なお、図において、熱硬化性樹脂４は配線材５とはんだの界面および細線電極２ａとはんだの界面を覆っているが、少なくとも熱膨張差の大きな細線電極２ａとはんだ３の界面を覆っていればよい。
【００３４】
実施の形態３．
図３は、本発明にかかる実施の形態３の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子１と配線材５の接合の方法を説明するための図である。図３の（ａ０）は、太陽電池素子１の配線材５を接合する方法を説明するための図である。（ａ１）は、（ａ０）のＡ−Ａ線相当位置の断面図である。（ａ２）は、（ａ０）のＢ−Ｂ線相当位置の断面図である。太陽電池素子１の受光面１ａには、細線電極２ａが複数本平行に形成されている。
【００３５】
図３の（ｂ０）は、配線材５の幅よりもせまくした有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いた硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ｂを配置した状態を示す図である。（ｂ１）は、（ｂ０）のＡ−Ａ線相当位置の断面図である。（ｂ２）は、（ｂ０）のＢ−Ｂ線相当位置の断面図である。硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ｂの幅は配線材５の幅よりも狭く塗布する。例えば、配線材の幅が１ｍｍの場合、０．５ｍｍ程度にする。熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ｂは、エポキシ樹脂とフラックス活性を示す有機酸硬化剤であるフェノール硬化剤または／および酸無水硬化剤または／およびカルボン酸硬化剤を含有する。本実施の形態では、ペースト状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａを用いたが、半硬化状態（Ｂステージ）のフィルムを用いてもよい。
【００３６】
図３の（ｃ０）は、幅をせまくした有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いた硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ｂを配置し、はんだでコートされた配線材５を位置合わせし、押し付けて、はんだの融点以上に加熱した状態を示す図である。（ｃ１）は、（ｃ０）のＡ−Ａ線相当位置の断面図である。（ｃ２）は、（ｃ０）のＢ−Ｂ線相当位置の断面図である。硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ｂの塗布幅を配線材５の幅よりも狭くしてあるので、配線材の押し付け位置がずれても、加熱硬化後に配線材５よりはみ出すことはない。そのため、熱硬化樹脂４が受光面にはみ出すことによって、受光面積を狭くする問題をなくすことができる。なお、図において、熱硬化性樹脂４は配線材５とはんだの界面および細線電極２ａとはんだの界面を覆っているが、少なくとも熱膨張差の大きな細線電極２ａとはんだ３の界面を覆っていればよい。
【００３７】
実施の形態４．
図４は、本発明にかかる実施の形態４の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子１の受光面１ａに配線材５を接合した状態の断面図を示す。（ａ１）は、受光面１ａ上の細線電極２ａと配線材５の接合部の断面図を示す。（ａ２）は、細線電極２ａ以外の領域の配線材５と受光面１ａの接合状態を示す断面図である。
【００３８】
（ａ１）において、太陽電池素子１の受光面１ａ上の細線電極２ａと配線材５は、はんだ３にて接合しており、はんだ接合部３ａの側面３ｂを熱硬化性樹脂４で覆うことによって、はんだ接合部３ａを補強している。（ａ２）において、細線電極２ａを除く受光面１ａと配線材５は熱硬化性樹脂４で接着している。配線材５の受光面１ａに対向する側の表面は凸形状部５ａとなっている。これは、接着面積を大きくし、接着力を大きくできる効果がある。この凸形状部５ａは配線材中心から外に向かって、配線材５と受光面１ａ間の隙間を大きくとることができるため、熱硬化性樹脂４を保持する空間を大きくすることができ、熱硬化性樹脂４の受光面１ａへのはみ出しを抑制する効果もある。突起の大きさは１ｍｍ幅に対して１５〜３０μｍ程度の突出量の突起を用いた。なお、図において、熱硬化性樹脂４は配線材５とはんだの界面および細線電極２ａとはんだの界面を覆っているが、少なくとも熱膨張差の大きな細線電極２ａとはんだ３の界面を覆っていればよい。
【００３９】
なお、本実施の形態の凸形状部５ａは、配線材５の銅板の表面にはんだをコートし、そのはんだを溶融することで形成しているが、銅板を機械的に凸形状に加工して形成してもよい。
【００４０】
実施の形態５．
図５は、本発明にかかる実施の形態５の太陽電池モジュールの製造方法を示す図である。（ａ１）、（ａ２）は太陽電池素子１の細線電極２ａがある部分とない部分の断面図である。（ｂ１）、（ｂ２）は、有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いた硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａを配置した状態を示す細線電極２ａがある部分とない部分の断面図である。硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは、エポキシ樹脂とフラックス活性を示す有機酸硬化剤であるフェノール硬化剤または／および酸無水硬化剤または／およびカルボン酸硬化剤を含有する。熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは、液状でも半硬化状態（Ｂステージ）のフィルムを用いてもよい。熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは、硬化して熱硬化性樹脂４になる。
【００４１】
図５の（ｃ１）、（ｃ２）は、はんだでコートされ、凸形状部５ａを有する配線材５を位置合わせし、押し付け加熱した状態を示す細線電極２ａがある部分の断面図とない部分の断面図である。配線材５と細線電極２ａとは、はんだ３にて接合され、はんだ接合部３ａの側面３ｂを熱硬化性樹脂４で覆い、細線電極２ａ以外の領域は熱硬化性接着剤４で接着されている。なお、図において、熱硬化性樹脂４は配線材５とはんだの界面および細線電極２ａとはんだの界面を覆っているが、少なくとも熱膨張差の大きな細線電極２ａとはんだ３の界面を覆っていればよい。
【００４２】
加熱は２段階で実施する。第１段階は、１００℃で押し付ける。前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは１００℃程度の低温で粘度が最も低くなり、押し付けることで、熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは排除され、細線電極２ａと配線材５が接触する。
【００４３】
第２段階で、温度を熱硬化性樹脂４の硬化温度以上ではんだ３の融点以上にあげる。はんだ接合は、熱硬化性樹脂４が熱硬化する過程で、有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いているため、はんだ表面の酸化膜を還元して除去する作用を発現することで、配線材５の表面にある酸化膜が除去され、配線材５と細線電極２ａとをはんだ３で接合することができるとともに、はんだ接合部３ａの側面３ｂを熱硬化性樹脂４で覆い、はんだ接合部３ａを補強することができる。
【００４４】
細線電極２ａ以外の領域では、第１段階の温度で、硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａは低粘度になり、表面が凸形状部５ａの配線材５の表面にならって側面に広がる。この凸面形状は配線材５中心から外に向かって、配線材５と受光面１ａ間の隙間を大きくとることができるため、熱硬化性樹脂４を保持する空間を大きくすることができ、熱硬化性樹脂４の受光面１ａへのはみ出しを抑制する効果がある。そのため、熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａの塗布量が多くても、はみ出しを抑制することができる。第２段階の温度で、前記熱硬化性エポキシ組成物４ａは熱硬化し、配線材５と受光面１ａとを接着することができる。
【００４５】
実施の形態６．
図６は、本発明にかかる実施の形態６の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子表面の平面図および細線電極のはんだ接合部の断面図であり、図６の（ａ）は、太陽電池素子１の受光面１ａを示す平面図、（ｂ）は、配線材５と接合した状態の配線方向のＣ−Ｃ線相当位置の断面図を示す。本実施の形態においては、細線電極２ｃの配線材５とのはんだの接合領域の面積を大きくするために、配線材５と重なる位置において配線材５の延在方向において、細線電極２ｃを部分的に大きくすることで、細線電極２ｃの太陽電池素子１への接合力を大きくすることができ、接合信頼性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子が配線材にて接続された太陽電池モジュールに適用されて好適なものである。
【符号の説明】
【００４７】
１  太陽電池素子
１ａ  受光面（第１の面）
１ｂ  裏面（第２の面）
２ａ，２ｃ  細線電極
２ｂ  裏面集電電極
３  はんだ
３ａ  はんだ接合部
３ｂ  はんだ接合部の側面
４  熱硬化性樹脂
４ａ  硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物
４ｂ  幅をせまくした硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物
４ｃ  熱硬化性樹脂の高さ
５  配線材
５ａ  凸形状部
１０  太陽電池ストリング
１１  受光面保護材
１２  裏面保護材
１３  封止材
１００  太陽電池モジュール
【図１】
2012086235.tif 000003
【図２】
2012086235.tif 000004
【図３】
2012086235.tif 000005
【図４】
2012086235.tif 000006
【図５】
2012086235.tif 000007
【図６】
2012086235.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月11日(2013.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、前記太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、前記細線電極と前記裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールにおいて、
前記配線材と前記細線電極とが溶融したはんだによって接合されたはんだ接合部が前記細線電極ごとに形成され、前記配線材の延在方向の前記はんだ接合部間に前記配線材と前記第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着された接着領域が形成され、
前記はんだ接合部において前記細線電極の幅は前記配線材の延在方向に拡大され、
前記細線電極の前記配線材の延在方向の側部を覆う前記はんだは、前記配線材の下面から前記太陽電池素子の表面にむかうにつれて徐々に幅が狭くなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記配線材は、前記第１の面に対向する面が凸形状部を有し、前記細線電極を除く領域では、前記凸形状部と前記第１の面とが前記熱硬化性樹脂で接着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 
【請求項３】
前記はんだ接合部の側面を覆う熱硬化性樹脂の細線電極表面からの高さは、前記配線材の厚みの１／２以内である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。 
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂と有機酸を含みまたは有機酸の硬化剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 
【請求項５】
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の製造方法であって、
前記第１の面の所定位置に熱硬化性エポキシ樹脂組成物を配置する第１の工程と、
前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物の軟化温度で加熱しつつ、はんだで被覆された前記配線材を前記第１工程で配置された前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物の上から押圧して、前記細線電極と前記配線材を接触させ、前記熱硬化性エポキシ組成物を細線電極上で前記配線材の側方に移動させ、前記細線電極間で配線材と第１の面間に前記熱硬化性エポキシ樹脂を保持する第２工程と、
前記配線材と前記配線材の下面に保持した熱硬化性エポキシ樹脂組成物とを前記熱硬化性樹脂組成物の硬化開始温度以上かつ前記はんだの融点以上に加熱しつつ、前記細線電極と前記配線材を溶融させたはんだにて接合してはんだ接合部を形成し、前記はんだ接合部の側面に排出させた熱硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させるとともに、前記細線電極間の前記配線材下面の前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させて、細線電極間の配線材は第１の面と熱硬化性エポキシ樹脂で接着する第３工程と、
を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子の前記第１の面に配置する前記熱硬化性樹脂の幅を、前記配線材の幅よりも狭くする
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図２の（ｂ０）は、有機酸を含みまたは有機酸を硬化剤に用いた硬化前の熱硬化性エポキシ樹脂組成物４ａを配置した状態の受光面１ａの平面図である。（ｂ１）は、配線材５と交差する方向の細線電極２ａの断面を示す図であって、（ｂ０）のＡ−Ａ線位置に相当する（以降単にＡ−Ａ線位置の）断面図である。（ｂ２）は、細線電極２ａ以外の領域の断面を示す図であって、（ｂ０）のＢ−Ｂ線位置に相当する（以降単にＢ−Ｂ線相当位置の）断面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月11日(2013.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、前記太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、前記細線電極と前記裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールにおいて、
前記配線材と前記細線電極とが溶融したはんだによって接合されたはんだ接合部が前記細線電極ごとに形成され、前記配線材の延在方向の前記はんだ接合部間に前記配線材と前記第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着された接着領域が形成され、
前記はんだ接合部において前記細線電極の幅は前記配線材の延在方向に拡大され、
前記配線材の延在方向における、前記細線電極の側部を覆う前記はんだは、前記配線材の下面から前記太陽電池素子の前記第１の面にむかうにつれて徐々に幅が狭くなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記配線材は、前記第１の面に対向する面が凸形状部を有し、前記細線電極を除く領域では、前記凸形状部と前記第１の面とが前記熱硬化性樹脂で接着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 
【請求項３】
前記はんだ接合部の側面を覆う熱硬化性樹脂の細線電極表面からの高さは、前記配線材の厚みの１／２以内である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。 
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂と有機酸を含みまたは有機酸の硬化剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 
【請求項５】
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の製造方法であって、
前記第１の面の所定位置に熱硬化性樹脂組成物を配置する第１の工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物の粘度がもっとも低くなる低温で加熱しつつ、はんだで被覆された前記配線材を前記第１工程で配置された前記熱硬化性樹脂組成物の上から押圧して、前記細線電極と前記配線材を接触させ、前記熱硬化性樹脂組成物を細線電極上で前記配線材の側方に移動させ、前記細線電極間で配線材と第１の面間に前記熱硬化性樹脂を保持する第２工程と、
前記配線材と前記配線材の下面に保持した熱硬化性樹脂組成物とを前記熱硬化性樹脂組成物の硬化開始温度以上かつ前記はんだの融点以上に加熱しつつ、前記細線電極と前記配線材を溶融させたはんだにて接合してはんだ接合部を形成し、前記はんだ接合部の側面に排出させた熱硬化性樹脂組成物を硬化させるとともに、前記細線電極間の前記配線材下面の前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、細線電極間の配線材を第１の面と熱硬化性樹脂で接着する第３工程と、
を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子の前記第１の面に配置する前記熱硬化性樹脂の幅を、前記配線材の幅よりも狭くする
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、細線電極と裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールにおいて、細線電極と配線材ははんだで接合され、前記はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆い、はんだ接合部を補強する。配線材と細線電極とが溶融したはんだによって接合されたはんだ接合部が細線電極ごとに形成され、配線材の延在方向のはんだ接合部間に配線材と第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着された接着領域が形成される。またはんだ接合部において細線電極の幅は前記配線材の延在方向に拡大され、配線材の延在方向における、細線電極の側部を覆うはんだは、配線材の下面から太陽電池素子の第１の面にむかうにつれて徐々に幅が狭くなる。熱硬化性樹脂の覆う高さは、配線材の厚みの１／２以下とする。はんだ細線電極を除く領域では、配線材と第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、この発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、細線電極と裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールの製造方法において、第１の面の所定位置に、熱硬化性樹脂組成物を配置する第１の工程と、熱硬化性樹脂組成物の粘度がもっとも低くなる低温で加熱しつつ、はんだで被覆された配線材を第１工程で配置された熱硬化性樹脂組成物の上から押圧して、細線電極と配線材を接触させ、熱硬化性樹脂組成物を細線電極上で前記配線材の側方に移動させ、細線電極間で配線材と第１の面間に熱硬化性樹脂を保持する第２工程と、配線材と配線材の下面に保持した熱硬化性樹脂組成物とを熱硬化性樹脂組成物の硬化開始温度以上かつはんだの融点以上に加熱しつつ、前記細線電極と配線材を溶融させたはんだにて接合して接合部を形成し、はんだ接合部の側面に排出させた熱硬化性樹脂組成物を硬化させるとともに、細線電極間の配線材下面の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、細線電極間の配線材は第１の面と熱硬化性樹脂で接着する第３工程と、を有することを特徴とする。有機酸はフェノール硬化剤、酸無水硬化剤、およびカルボン酸硬化剤の少なくともいずれかを含有するものをいう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
実施の形態６．
図６は、本発明にかかる実施の形態６の太陽電池モジュールを示す太陽電池素子表面の平面図および細線電極のはんだ接合部の断面図であり、図６の（ａ）は、太陽電池素子１の受光面１ａを示す平面図、（ｂ）は、配線材５と接合した状態の配線方向のＣ−Ｃ線相当位置の細線電極２ｃ１本分の断面図を示す。本実施の形態においては、細線電極２ｃの配線材５とのはんだの接合領域の面積を大きくするために、配線材５と重なる位置において配線材５の延在方向において、細線電極２ｃを部分的に大きくすることで、細線電極２ｃの太陽電池素子１への接合力を大きくすることができ、接合信頼性を向上することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月18日(2013.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、前記太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、前記細線電極と前記裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールにおいて、
前記配線材と前記細線電極とが溶融したはんだによって接合されたはんだ接合部が前記細線電極ごとに形成され、前記配線材の延在方向の前記はんだ接合部間に前記配線材と前記第１の面とが熱硬化性樹脂にて接着された接着領域が形成され、
前記はんだ接合部において前記細線電極の幅は前記配線材の延在方向に拡大され、
前記配線材の延在方向における、前記細線電極の側部を覆う前記はんだは、前記配線材の下面から前記太陽電池素子の前記第１の面にむかうにつれて徐々に幅が狭くなることを
特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記配線材は、前記第１の面に対向する面が凸形状部を有し、前記細線電極を除く領域では、前記凸形状部と前記第１の面とが前記熱硬化性樹脂で接着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記はんだ接合部の側面を覆う熱硬化性樹脂の細線電極表面からの高さは、前記配線材の厚みの１／２以内である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。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂と有機酸を含みまたは有機酸の硬化剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
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の製造方法であって、
前記第１の面の所定位置に熱硬化性樹脂組成物を配置する第１工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物の粘度がもっとも低くなる低温で加熱しつつ、はんだで被覆された前記配線材を前記第１工程で配置された前記熱硬化性樹脂組成物の上から押圧して、前記細線電極と前記配線材を接触させ、前記熱硬化性樹脂組成物を前記細線電極上で前記配線材の側方に移動させ、前記細線電極間で前記配線材と前記第１の面間に前記熱硬化性樹脂組成物を保持する第２工程と、
前記配線材と前記配線材の下面に保持した前記熱硬化性樹脂組成物とを前記熱硬化性樹脂組成物の硬化温度以上かつ前記はんだの融点以上に加熱しつつ、前記細線電極と前記配線材を溶融させたはんだにて接合してはんだ接合部を形成し、前記はんだ接合部の側面に排出させた前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させるとともに、前記細線電極間の前記配線材下面の前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、前記細線電極間の前記配線材を前記第１の面と熱硬化性樹脂で接着する第３工程と、
を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子の前記第１の面に配置する前記熱硬化性樹脂の幅を、前記配線材の幅よりも狭くする
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、この発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子の受光面である第１の面に全体にわたって複数の細い線状の細線電極が形成され、太陽電池素子の裏面である第２の面に裏面集電電極が形成され、細線電極と裏面集電電極に電力を取り出す配線材がそれぞれに接続されてなる構成を含む太陽電池モジュールの製造方法において、第１の面の所定位置に、熱硬化性樹脂組成物を配置する第１工程と、熱硬化性樹脂組成物の粘度がもっとも低くなる低温で加熱しつつ、はんだで被覆された配線材を第１工程で配置された熱硬化性樹脂組成物の上から押圧して、細線電極と配線材を接触させ、熱硬化性樹脂組成物を細線電極上で配線材の側方に移動させ、細線電極間で配線材と第１の面間に熱硬化性樹脂組成物を保持する第２工程と、配線材と配線材の下面に保持した熱硬化性樹脂組成物とを熱硬化性樹脂組成物の硬化温度以上かつはんだの融点以上に加熱しつつ、細線電極と配線材を溶融させたはんだにて接合して接合部を形成し、はんだ接合部の側面に排出させた熱硬化性樹脂組成物を硬化させるとともに、細線電極間の配線材下面の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、細線電極間の配線材は第１の面と熱硬化性樹脂で接着する第３工程と、を有することを特徴とする。有機酸はフェノール硬化剤、酸無水硬化剤、およびカルボン酸硬化剤の少なくともいずれかを含有するものをいう。
【国際調査報告】
2012086235.tif 000009
2012086235.tif 000010
2012086235.tif 000011
2012086235.tif 000012