(57)【要約】【課題】キャリアの収集効率の低下を抑制可能な太陽電池モジュール及び太陽電池の交換方法を提供する太陽電池モジュール及び太陽電池の交換方法を提供する。【解決手段】細線電極１０２,１０３は、第１接続配線材２０Ａ１の被接着部分ａ１に接続されるとともに、第１接続配線材２０Ａ２の非接着部分ｂ１及び第１接続配線材２０Ａ３の非接着部分ｃ１に接続される。非接着部分ｂ１は、第１接続配線材２０Ａ２のうち被接着部分ｂ２と異なる部分であり、非接着部分ｃ１は、第１接続配線材２０Ａ３のうち被接着部分ｃ３と異なる部分である。【選択図】図３
2010141206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２太陽電池と、
前記第１太陽電池の第１主面上にそれぞれ配置される第１及び第２配線材と、
前記第１配線材の第１部分上と前記第２太陽電池の第２主面上とに跨って配置される第３配線材と、
前記第２配線材の第２部分上と前記第２太陽電池の前記第２主面上とに跨って配置される第４配線材とを備え、
前記第１太陽電池は、前記第１主面上に形成される細線電極を有しており、
前記細線電極は、前記第１配線材のうち前記第１部分に接続されるとともに、前記第２配線材のうち前記第２部分と異なる部分に接続される
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１太陽電池は、
前記第１主面上に形成され、第１配線材のうち前記第１部分と異なる部分に接続される他の細線電極と、
前記第１主面上に形成され、前記細線電極と前記他の細線電極とを電気的に連結する連結線を有する
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】
前記第１部分は、前記第１配線材の一端から離間する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第２部分は、前記第２配線材の一端から離間する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
第１太陽電池に隣接する隣接太陽電池を第２太陽電池に交換する太陽電池の交換方法であって、
前記第１太陽電池と前記隣接太陽電池とをそれぞれ電気的に接続する２本の接続配線材を切断することによって、前記第１太陽電池の第１主面上にそれぞれ配置される第１及び第２配線材を形成する配線材形成工程と、
前記第２太陽電池の第２主面上に配置された第３配線材を、前記第１配線材の第１部分上に接着する第１接着工程と、
前記第２太陽電池の第２主面上に配置された第４配線材を、前記第２配線材の第２部分上に接着する第２接着工程と
を備え、
前記第１接着工程において、前記第１部分には、前記第１主面上に形成される細線電極が接続されており、
前記第２接着工程において、前記第２部分には、前記細線電極が接続されていない
ことを特徴とする太陽電池の交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線材が接続される太陽電池を備える太陽電池モジュール及び太陽電池の交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
【０００３】
一般的に、太陽電池１枚当りの出力は数Ｗ程度である。従って、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池を配線材によって互いに接続することにより出力を高めた太陽電池モジュールが用いられる。
【０００４】
従来、受光面上及び裏面上のそれぞれに細線電極が形成された太陽電池が知られている。一の配線材は、第１太陽電池の裏面上と、第１太陽電池に隣接する隣接太陽電池の受光面上とに跨って配置される。一の配線材は、第１太陽電池の裏面上に形成された細線電極と電気的に接続される。
【０００５】
ここで、隣接太陽電池に不具合（割れ、出力低下など）が発生した場合、隣接太陽電池を正常な第２太陽電池に交換する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、第１太陽電池の裏面上から隣接太陽電池の受光面上に跨って配置された一の配線材を、第１太陽電池と隣接太陽電池との間で切断する。そして、第２太陽電池の受光面上に接続された他の配線材の一端部を、第１太陽電池と第２太陽電池との間で一の配線材に半田を用いて接着する。
【特許文献１】特開２００２−２２２９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の手法では、第１太陽電池と第２太陽電池との間で配線材どうしが接着されるため、第１太陽電池と第２太陽電池との間の距離が広くなる。その結果、太陽電池モジュールの面積当たりでの変換効率が低下してしまう。
【０００７】
そこで、一の配線材を第１太陽電池の裏面端部で切断するとともに、第１太陽電池の裏面端部上において、他の配線材を一の配線材の一端部上に接着することによって、第１太陽電池と第２太陽電池との間の距離を短くすることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、他の配線材の一端部を一の配線材に熱接着すると、一の配線材の第１太陽電池に対する接着力が低下するため、一の配線材が第１太陽電池の裏面から剥離するという問題があった。その結果、細線電極と一の配線材との接続が外れることによって、第１太陽電池のキャリア収集効率が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、キャリアの収集効率の低下を抑制可能な太陽電池モジュール及び太陽電池の交換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールは、第１及び第２太陽電池と、前記第１太陽電池の第１主面上にそれぞれ配置される第１及び第２配線材と、前記第１配線材の第１部分上と前記第２太陽電池の第２主面上とに跨って配置される第３配線材と、前記第２配線材の第２部分上と前記第２太陽電池の前記第２主面上とに跨って配置される第４配線材とを備え、前記第１太陽電池は、前記第１主面上に形成される細線電極を有しており、前記細線電極は、前記第１配線材のうち前記第１部分に接続されるとともに、前記第２配線材のうち前記第２部分と異なる部分に接続されることを要旨とする。
【００１１】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールによれば、第１接続配線材の第１部分と細線電極との接続が外れたとしても、第２接続配線材の第２部分と細線電極との接続を維持するができる。その結果、細線電極からのキャリア収集効率が低下することを抑制することができる。
【００１２】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、前記第１太陽電池は、前記第１主面上に形成され、第１配線材のうち前記第１部分と異なる部分に接続される他の細線電極と、前記第１主面上に形成され、前記細線電極と前記他の細線電極とを電気的に連結する連結線を有していてもよい。
【００１３】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、前記第１部分は、前記第１配線材の端から離間していてもよい。
【００１４】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、前記第２部分は、前記第２配線材の端から離間していてもよい。
【００１５】
本発明の特徴に係る太陽電池の交換方法は、第１太陽電池に隣接する隣接太陽電池を第２太陽電池に交換する太陽電池の交換方法であって、前記第１太陽電池と前記隣接太陽電池とをそれぞれ電気的に接続する２本の接続配線材を切断することによって、前記第１太陽電池の第１主面上にそれぞれ配置される第１及び第２配線材を形成する配線材形成工程と、前記第２太陽電池の第２主面上に配置された第３配線材を、前記第１配線材の第１部分上に接着する第１接着工程と、前記第２太陽電池の第２主面上に配置された第４配線材を、前記第２配線材の第２部分上に接着する第２接着工程と
を備え、前記第１接着工程において、前記第１部分には、前記第１主面上に形成される細線電極が接続されており、前記第２接着工程において、前記第２部分には、前記細線電極が接続されていないことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、キャリアの収集効率の低下を抑制可能な太陽電池モジュール及び太陽電池の交換方法を提供する太陽電池モジュール及び太陽電池の交換方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
［実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。図２は、実施形態に係る太陽電池ストリング１を裏面側から見た平面図である。
【００１９】
太陽電池モジュール１００は、太陽電池ストリング１、受光面側保護材２、裏面側保護材３及び封止材４を備える。
【００２０】
太陽電池ストリング１は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間において、封止材４によって封止される。太陽電池ストリング１は、複数の太陽電池１０、接続配線材２０、第１接続配線材２０Ａ、第１交換用配線材３０Ａ、第２交換用配線材３０Ｂ及び第２接続配線材２０Ｂを備える。
【００２１】
複数の太陽電池１０は、配列方向Ｈに沿って配列される。複数の太陽電池１０は、図１に示すように、太陽電池１０Ａ〜１０Ｃと交換用太陽電池１０Ｒとを含む。交換用太陽電池１０Ｒは、不具合が発生した被交換用太陽電池１０Ｆ（図７参照）に替えて、太陽電池１０Ａ及び太陽電池１０Ｂに接続された太陽電池である。太陽電池１０の交換方法については後述する。
【００２２】
複数の太陽電池１０それぞれは、光を受ける受光面と、受光面の反対側に設けられる裏面とを主面として有する。また、複数の太陽電池１０それぞれは、図２に示すように、受光面上及び裏面上に形成された複数本の細線電極１１を有する。なお、太陽電池１０の構成については後述する。
【００２３】
接続配線材２０は、複数の太陽電池１０を互いに電気的に接続するための配線材である。図１に示すように、接続配線材２０は、太陽電池１０Ａの受光面上から太陽電池１０Ｃの裏面上に跨って配置される。接続配線材２０は、配列方向Ｈに沿って配置される。
【００２４】
第１接続配線材２０Ａは、図２に示すように、第１接続配線材２０Ａ１〜２０Ａ３を含む。第１接続配線材２０Ａは、太陽電池１０Ａの裏面上において、配列方向Ｈに沿って配置される。第１接続配線材２０Ａの一端部は、太陽電池１０Ａの裏面の一端部（交換用太陽電池１０Ｒ側端部）上に配置される。また、第１接続配線材２０Ａの他端部は、太陽電池１０Ａの裏面の他端部（太陽電池１０Ｃ側端部）上に配置される。第１接続配線材２０Ａ上には、第１交換用配線材３０Ａの一端部が配置される。このような第１接続配線材２０Ａは、太陽電池の交換時に、太陽電池１０Ａと被交換用太陽電池１０Ｆとを接続する３本の接続配線材２０を太陽電池１０Ａの裏面上で切断することによって形成される。なお、太陽電池１０Ａの裏面の一端部上において、第１接続配線材２０Ａに第１交換用配線材３０Ａを接続することにより、太陽電池１０Ａと交換用太陽電池１０Ｒとの間の距離を短くすることができる。
【００２５】
第１交換用配線材３０Ａは、図２に示すように、第１交換用配線材３０Ａ１〜３０Ａ３を含む。第１交換用配線材３０Ａは、交換用太陽電池１０Ｒと太陽電池１０Ａとを互いに電気的に接続する。第１交換用配線材３０Ａは、交換用太陽電池１０Ｒの受光面上に予め接続されており、交換用太陽電池１０Ｒの受光面上から第１接続配線材２０Ａ上に跨って配置される。具体的には、図２に示すように、第１交換用配線材３０Ａ１の一端部は、接着部分Ｒ１において、第１接続配線材２０Ａ１上に接着される。第１交換用配線材３０Ａ２の一端部は、接着部分Ｒ２において、第１接続配線材２０Ａ２上に接着される。第１交換用配線材３０Ａ３の一端部は、接着部分Ｒ３において、第１接続配線材２０Ａ３上に接着される。なお、第１交換用配線材３０Ａ１〜３０Ａ３それぞれは配列方向Ｈに沿って配置されており、接着部分Ｒ１〜Ｒ３の位置は、配列方向Ｈにおいて重ならないことに留意すべきである。
【００２６】
第２交換用配線材３０Ｂは、図２に示すように、第２交換用配線材３０Ｂ１〜３０Ｂ３を含む。第２交換用配線材３０Ｂは、交換用太陽電池１０Ｒの裏面上において、配列方向Ｈに沿って配置される。第２交換用配線材３０Ｂは、交換用太陽電池１０Ｒの裏面上に予め接続されている。第２交換用配線材３０Ｂの一端部は、交換用太陽電池１０Ｒの裏面の一端部（太陽電池１０Ｂ側端部）上に配置される。第２交換用配線材３０Ｂ上には、第２接続配線材２０Ｂの一端部が配置される。
【００２７】
第２接続配線材２０Ｂは、図２に示すように、第２接続配線材２０Ｂ１〜２０Ｂ３を含む。第２接続配線材２０Ｂは、太陽電池１０Ｂと交換用太陽電池１０Ｒとを互いに電気的に接続する。第２接続配線材２０Ｂは、太陽電池１０Ｂの受光面上から第２交換用配線材３０Ｂ上に跨って配置される。具体的には、図２に示すように、第２接続配線材２０Ｂ１の一端部は、接着部分Ｒ４において、第２交換用配線材３０Ｂ１上に接着される。第２接続配線材２０Ｂ２の一端部は、接着部分Ｒ５において、第２交換用配線材３０Ｂ２上に接着される。第１交換用配線材３０Ａ３の一端部は、接着部分Ｒ６において、第２交換用配線材３０Ｂ３上に接着される。なお、第２接続配線材２０Ｂ１〜２０Ｂ３それぞれは配列方向Ｈに沿って配置されており、接着部分Ｒ４〜Ｒ６の位置は、配列方向Ｈにおいて重ならないことに留意すべきである。このような第２接続配線材２０Ｂは、太陽電池の交換時に、太陽電池１０Ｂと被交換用太陽電池１０Ｆとを接続する３本の接続配線材２０を被交換用太陽電池１０Ｆの裏面上で切断することによって形成される。なお、交換用太陽電池１０Ｒの裏面の一端部上において、第２交換用配線材３０Ｂに第２接続配線材２０Ｂを接続することにより、太陽電池１０Ｂと交換用太陽電池１０Ｒとの間の距離を短くすることができる。
【００２８】
以上の各種配線材は、例えば、薄板状または縒り線状の銅、銀、金、錫、ニッケル、アルミニウム、或いはこれらの合金などによって構成される。また、各種配線材の表面は、導電層によって覆われていてもよい。導電層としては、鉛フリー半田（例えば、ＳｎＡｇ３．０Ｃｕ０．５）などを用いることができる。なお、図示しないが、本実施形態では、各種配線材と太陽電池１０とは、導電性を有する樹脂接着剤によって接着されており、各種配線材どうしは、半田付けされているものとするが、これに限るものではない。
【００２９】
受光面側保護材２は、複数の太陽電池１０それぞれの受光面側に配置され、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。受光面側保護材２としては、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。
【００３０】
裏面側保護材３は、複数の太陽電池１０それぞれの裏面側に配置され、太陽電池モジュール１００の背面を保護する。裏面側保護材３としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
【００３１】
封止材４は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間で太陽電池ストリング１を封止する。封止材４としては、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることができる。
【００３２】
なお、このような太陽電池モジュール１００の外周には、Ａｌフレーム（不図示）を取り付けることができる。
【００３３】
（第１接続配線材と第１交換用配線材との接着位置）
次に、図３を参照しながら、第１接続配線材２０Ａと第１交換用配線材３０Ａとの接着位置について説明する。図３は、太陽電池１０Ａの裏面側を模式的に示す斜視図である。
【００３４】
複数本の細線電極１１（図３では、細線電極１０１〜１１３のみ図示）それぞれの一部は、例えば導電性の樹脂接着剤によって、第１接続配線材２０Ａ１〜２０Ａ３それぞれに電気的に接続されている。
【００３５】
第１交換用配線材３０Ａ１の接着部分Ｒ１は、第１接続配線材２０Ａ１の被接着部分ａ１に半田付けされている。同様に、第１交換用配線材３０Ａ２の接着部分Ｒ２は、第１接続配線材２０Ａ２の被接着部分ｂ２に半田付けされている。また、第１交換用配線材３０Ａ３の接着部分Ｒ３は、第１接続配線材２０Ａ３の被接着部分ｃ３に半田付けされている。
【００３６】
ここで、図３に示すように、細線電極１０２,１０３は、第１接続配線材２０Ａ１の被接着部分ａ１に接続されるとともに、第１接続配線材２０Ａ２の非接着部分ｂ１と第１接続配線材２０Ａ３の非接着部分ｃ１とに接続される。非接着部分ｂ１は、第１接続配線材２０Ａ２のうち被接着部分ｂ２と異なる部分であり、非接着部分ｃ１は、第１接続配線材２０Ａ３のうち被接着部分ｃ３と異なる部分である。
【００３７】
また、細線電極１０６,１０７は、第１接続配線材２０Ａ２の被接着部分ｂ２に接続されるとともに、第１接続配線材２０Ａ１の非接着部分ａ２と第１接続配線材２０Ａ３の非接着部分ｃ２とに接続される。非接着部分ａ２は、第１接続配線材２０Ａ１のうち被接着部分ａ１と異なる部分であり、非接着部分ｃ２は、第１接続配線材２０Ａ３のうち被接着部分ｃ３と異なる部分である。
【００３８】
また、細線電極１１０,１１１は、第１接続配線材２０Ａ３の被接着部分ｃ３に接続されるとともに、第１接続配線材２０Ａ１の非接着部分ａ３と第１接続配線材２０Ａ２の非接着部分ｂ３とに接続される。非接着部分ａ２は、第１接続配線材２０Ａ１のうち被接着部分ａ１と異なる部分であり、非接着部分ｃ２は、第１接続配線材２０Ａ３のうち被接着部分ｃ３と異なる部分である。
【００３９】
このように、被接着部分ａ１、被接着部分ｂ２及び、被接着部分ｃ３は、それぞれ異なる細線電極１１に接続されている。本実施形態では、細線電極１１は、直交方向Ｔに沿って形成されるため、被接着部分ａ１、被接着部分ｂ２及び、被接着部分ｃ３の位置は、配列方向Ｈにおいて重ならない。
【００４０】
ここで、被接着部分ａ１は、第１接続配線材２０Ａ１の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ１から離間することに留意すべきである。同様に、被接着部分ｂ２は、第１接続配線材２０Ａ２の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ２から離間しており、被接着部分ｃ３は、第１接続配線材２０Ａ３の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ３から離間する。
【００４１】
（第２接続配線材と第２交換用配線材との接着位置）
次に、図４を参照しながら、第２接続配線材２０Ｂと第２交換用配線材３０Ｂとの接着位置について説明する。図４は、交換用太陽電池１０Ｒの裏面側を模式的に示す斜視図である。
【００４２】
複数本の細線電極１１（図４では、細線電極２０１〜２１３のみ図示）それぞれの一部は、例えば導電性の樹脂接着剤によって、第２交換用配線材３０Ｂ１〜３０Ｂ３それぞれに接続されている。
【００４３】
第２接続配線材２０Ｂ１の接着部分Ｒ４は、第２交換用配線材３０Ｂ１の被接着部分ａ４に半田付けされている。同様に、第２接続配線材２０Ｂ２の接着部分Ｒ５は、第２交換用配線材３０Ｂ２の被接着部分ｂ５に半田付けされている。また、第２接続配線材２０Ｂ３の接着部分Ｒ６は、第２交換用配線材３０Ｂ３の被接着部分ｃ６に半田付けされている。
【００４４】
ここで、図４に示すように、細線電極２０２,２０３は、第２交換用配線材３０Ｂ１の被接着部分ａ４に接続されるとともに、第２交換用配線材３０Ｂ２の非接着部分ｂ４及び第２交換用配線材３０Ｂ３の非接着部分ｃ４に接続される。非接着部分ｂ４は、第２交換用配線材３０Ｂ２のうち被接着部分ｂ５と異なる部分であり、非接着部分ｃ４は、第２交換用配線材３０Ｂ３のうち被接着部分ｃ６と異なる部分である。
【００４５】
また、細線電極２０６,２０７は、第２交換用配線材３０Ｂ２の被接着部分ｂ５に接続されるとともに、第２交換用配線材３０Ｂ１の非接着部分ａ５と第２交換用配線材３０Ｂ３の非接着部分ｃ５とに接続される。非接着部分ａ５は、第２交換用配線材３０Ｂ１のうち被接着部分ａ４と異なる部分であり、非接着部分ｃ５は、第２交換用配線材３０Ｂ３のうち被接着部分ｃ６と異なる部分である。
【００４６】
また、細線電極２１０,２１１は、第２交換用配線材３０Ｂ３の被接着部分ｃ６に接続されるとともに、第２交換用配線材３０Ｂ１の非接着部分ａ６と第２交換用配線材３０Ｂ２の非接着部分ｂ６とに接続される。非接着部分ａ６は、第２交換用配線材３０Ｂ１のうち被接着部分ａ４と異なる部分であり、非接着部分ｂ６は、第２交換用配線材２０Ｂ２のうち被接着部分ｂ５と異なる部分である。
【００４７】
このように、被接着部分ａ４、被接着部分ｂ５及び被接着部分ｃ６は、それぞれ異なる細線電極１１に接続されている。本実施形態では、細線電極１１は、直交方向Ｔに沿って形成されるため、被接着部分ａ４、被接着部分ｂ５及び被接着部分ｃ６の位置は、配列方向Ｈにおいて重ならない。
【００４８】
ここで、被接着部分ａ４は、第２交換用配線材３０Ｂ１の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ４から離間することに留意すべきである。同様に、被接着部分ｂ５は、第２交換用配線材３０Ｂ２の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ５から離間しており、被接着部分ｃ６は、第２交換用配線材３０Ｂ３の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ６から離間する。
【００４９】
（太陽電池の構成）
以下において、実施形態に係る太陽電池の構成について図面を参照しながら説明する。なお、太陽電池１０Ａ〜１０Ｃ及び交換用太陽電池１０Ｒのそれぞれの構成は同様であるので、以下においては、太陽電池１０Ａを例に挙げて説明する。
【００５０】
図５は、太陽電池１０Ａを裏面側から見た平面図である。図５に示すように、太陽電池１０Ａは、光電変換部Ｐ及び複数本の細線電極１１を備える。
【００５１】
光電変換部Ｐは、ｐｎ型接合或いはｐｉｎ接合などの半導体接合を内部に有しており、受光により光生成キャリア（正孔と電子）を生成する。光電変換部Ｐは、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の一般的な半導体材料からなる板状の半導体基板を用いて形成することができる。
【００５２】
複数本の細線電極１１は、光電変換部Ｐから光生成キャリアを収集する収集電極である。複数本の細線電極１１は、例えば、樹脂型導電性ペーストや熱焼結型導電性ペースト（セラミックペースト）などによって形成することができる。なお、複数本の細線電極１１それぞれの寸法及び本数は、光電変換部Ｐの大きさや物性などを考慮して設定することができる。
【００５３】
ここで、従来の太陽電池における集電極構造は、複数本の細線電極と、複数本の細線電極と交差することによって電気的に接続された集電電極とによって構成されている。複数本の細線電極は、光電変換部の全面からキャリアを収集する。また、集電電極は、複数本の細線電極によって収集したキャリアを集電する。このように、集電電極を流れる電流は、各細線電極を流れる電流よりも大きいので、抵抗損失を低減することを目的として、集電電極は、各細線電極に比べて、幅広或いは厚く形成される。
【００５４】
ところで、通常、集電電極は樹脂型或いは熱焼結型の導電性ペーストを用いて形成されるので、集電電極は形成時に加熱される。従って、集電電極と光電変換部との熱膨張係数の違いにより、光電変換部に熱応力が加わる。この熱応力は、光電変換部を構成する半導体基板にクラックや割れを引き起こす。半導体基板への熱応力の影響は、半導体基板の厚みが薄くなるほど顕著になるので、半導体基板の厚みを薄くするにも限界があった。
【００５５】
そこで、本実施形態に係る太陽電池１０の集電極構造は、複数本の細線電極のみによって構成されることとした。これによって、集電電極の形成が半導体基板に与える影響を低減できるので、従来よりも薄い半導体基板、例えば２００μｍ以下の厚みの半導体基板を用いることが可能になる。
【００５６】
（太陽電池の交換方法）
以下において、実施形態に係る太陽電池の交換方法について、図面を用いて説明する。太陽電池の交換とは、不具合（破損、特性低下など）のある被交換用太陽電池１０Ｆを太陽電池ストリング１から切り離し、正常な交換用太陽電池１０Ｒを用いて太陽電池ストリング１を再形成することをいう。なお、以下の説明において、各図（ａ）は太陽電池ストリング１の側面図であり、各図（ｂ）は太陽電池ストリング１の裏面側の平面図である。
【００５７】
まず、図６に示すように、接続配線材２０を３本ずつ用いて複数の太陽電池１０を互いに接続することによって、太陽電池ストリング１を作製する。
【００５８】
次に、太陽電池ストリング１の出力チェック及び外観チェックによって、不具合のある被交換用太陽電池１０Ｆを特定するとともに、図７に示すように、被交換用太陽電池１０Ｆを太陽電池ストリング１から切り離す。
【００５９】
具体的には、被交換用太陽電池１０Ｆと太陽電池１０Ａとに接続された３本の接続配線材２０を、太陽電池１０Ａの裏面端部付近で切断する。これによって、第１接続配線材２０Ａ１〜２０Ａ３が形成される。また、被交換用太陽電池１０Ｆと太陽電池１０Ｂとに接続された３本の接続配線材２０を、被交換用太陽電池１０Ｆの裏面において、それぞれ異なる長さで切断する。これによって、第２接続配線材２０Ｂ１〜２０Ｂ３が形成される。
【００６０】
次に、図８に示すように、被交換用太陽電池１０Ｆに替えて、第１交換用配線材３０Ａ及び第２交換用配線材３０Ｂが接続された交換用太陽電池１０Ｒを用いて太陽電池ストリング１を再形成する。
【００６１】
具体的には、第１交換用配線材３０Ａ１の一端部を第１接続配線材２０Ａ１上に配置して、第１交換用配線材３０Ａ１の接着部分Ｒ１を加熱する。これによって、第１交換用配線材３０Ａ１の接着部分Ｒ１は、第１接続配線材２０Ａ１の被接着部分ａ１に半田付けされる（図３参照）。同様に、第１交換用配線材３０Ａ２の一端部を第１接続配線材２０Ａ２上に配置して、第１交換用配線材３０Ａ２の接着部分Ｒ２を加熱する。これによって、第１交換用配線材３０Ａ２の接着部分Ｒ２は、第１接続配線材２０Ａ２の被接着部分ｂ２に半田付けされる。また、第１交換用配線材３０Ａ３の一端部を第１接続配線材２０Ａ３上に配置して、第１交換用配線材３０Ａ３の接着部分Ｒ３を加熱する。これによって、第１交換用配線材３０Ａ３の接着部分Ｒ３は、第１接続配線材２０Ａ３の被接着部分ｃ３に半田付けされる。
【００６２】
また、第２接続配線材２０Ｂ１の一端部を第２交換用配線材３０Ｂ１上に配置して、第２接続配線材２０Ｂ１の接着部分Ｒ４を加熱する。これによって、第２接続配線材２０Ｂ１の接着部分Ｒ４は、第２交換用配線材３０Ｂ１の被接着部分ａ４に半田付けされる（図４参照）。同様に、第２接続配線材２０Ｂ２の一端部を第２交換用配線材３０Ｂ２の一端部上に配置して、第２接続配線材２０Ｂ２の接着部分Ｒ５を加熱する。これによって、第２接続配線材２０Ｂ２の接着部分Ｒ６は、第２交換用配線材３０Ｂ２の被接着部分ｂ５に半田付けされる。また、第２接続配線材２０Ｂ３の一端部を第２交換用配線材３０Ｂ３の一端部上に配置して、第２接続配線材２０Ｂ３の接着部分Ｒ６を加熱する。これによって、第２接続配線材２０Ｂ３の接着部分Ｒ６は、第２交換用配線材３０Ｂ３の被接着部分ｃ６に半田付けされる。
【００６３】
（作用及び効果）
実施形態に係る太陽電池モジュール１００において、細線電極１０２,１０３は、第１接続配線材２０Ａ１の被接着部分ａ１に接続されるとともに、第１接続配線材２０Ａ２の非接着部分ｂ１及び第１接続配線材２０Ａ３の非接着部分ｃ１に接続される。非接着部分ｂ１は、第１接続配線材２０Ａ２のうち被接着部分ｂ２と異なる部分であり、非接着部分ｃ１は、第１接続配線材２０Ａ３のうち被接着部分ｃ３と異なる部分である。
【００６４】
ここで、被接着部分ａ１では、第１接続配線材２０Ａ１の熱接着による熱ダメージによって、太陽電池１０Ａの裏面との接着力が低下する。一方で、非接着部分ｂ１及び非接着部分ｃ１では、熱ダメージを受け難いため、太陽電池１０Ａの裏面との接着は維持される。従って、被接着部分ａ１と細線電極１０２,１０３との接続が外れたとしても、非接着部分ｂ１及び非接着部分ｃ１と細線電極１０２,１０３との接続を維持するができる。このため、細線電極１０２,１０３によって収集したキャリアを第１接続配線材２０Ａ２,２０Ａ３によって集電することができる。その結果、細線電極１０２,１０３からのキャリア収集効率が低下することを抑制することができる。なお、このような効果は、第１接続配線材２０Ａ２の被接着部分ｂ２及び第１接続配線材２０Ａ３の被接着部分ｃ３にについても同様である。さらに、このような効果は、第２交換用配線材３０Ｂ１の被接着部分ａ４、第２交換用配線材３０Ｂ２の被接着部分ｂ５及び第２交換用配線材３０Ｂ３の被接着部分ｃ６においても同様である。
【００６５】
また、実施形態に係る太陽電池モジュール１００において、第１接続配線材２０Ａ１の被接着部分ａ１は、第１接続配線材２０Ａ１の交換用太陽電池１０Ｒ側端Ｆ１から離間する。
【００６６】
従って、被接着部分ａ１での接着力が低下したとしても、被接着部分ａ１の両側での接着力を維持することができる。そのため、第１接続配線材２０Ａ１が第１太陽電池１０Ａから剥離することを抑制することができる。なお、このような効果は、第１接続配線材２０Ａ２の被接着部分ｂ２及び第１接続配線材２０Ａ３の被接着部分ｃ３についても同様である。
【００６７】
［実施形態の変形例］
以下において、上記実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上記実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例に係る太陽電池の集電極構造は、複数本の細線電極と、複数本の細線電極を互いに電気的に接続する連結線とから構成される。
【００６８】
（太陽電池の構成）
以下において、本変形例に係る太陽電池の構成について図面を参照しながら説明する。なお、太陽電池１０Ａ〜１０Ｃ及び交換用太陽電池１０Ｒのそれぞれの構成は同様であるので、以下においては、太陽電池１０Ａを例に挙げて説明する。
【００６９】
図９は、太陽電池１０Ａを裏面側から見た平面図である。図９に示すように、太陽電池１０Ａは、光電変換部Ｐ、複数本の細線電極１１及び複数本の連結線１２を備える。
【００７０】
複数本の連結線１２は、図９に示すように、連結線１２−１、連結線１２−２及び連結線１２−３を含む。複数本の連結線１２は、光電変換部Ｐの裏面上のうち第１接続配線材２０Ａが配置される配置領域Ｓにおいて、配列方向Ｈに沿って形成される。
【００７１】
具体的には、連結線１２−１は、第１接続配線材２０Ａ１が配置される配置領域Ｓ１に形成される。連結線１２−１は、細線電極１０１〜細線電極１０４を互いに電気的に接続する。なお、細線電極１０１,１０４は、第１接続配線材２０Ａ１のうち被接着部分ａ１と異なる部分に接続される細線電極である。
【００７２】
同様に、連結線１２−２は、第１接続配線材２０Ａ２が配置される配置領域Ｓ２に形成される。連結線１２−２は、細線電極１０５〜細線電極１０８を互いに電気的に接続する。なお、細線電極１０５,１０８は、第１接続配線材２０Ａ２のうち被接着部分ｂ２と異なる部分に接続される細線電極である。
【００７３】
また、連結線１２−３は、第１接続配線材２０Ａ３が配置される配置領域Ｓ３に形成される。連結線１２−３は、細線電極１０９〜細線電極１１２を互いに電気的に接続する。細線電極１０９,１１２は、第１接続配線材２０Ａ３のうち被接着部分ｃ３と異なる部分に接続される細線電極である。
【００７４】
なお、複数本の連結線１２は、被接着部分ａ１,ｂ２,ｃ３に接続される細線電極と、被接着部分ａ１,ｂ２,ｃ３と異なる部分に接続される細線電極とを電気的に接続するものであればよい。従って、例えば、複数本の連結線１２それぞれは、複数本の細線電極１１全てを電気的に接続するように形成されていてもよい。
【００７５】
また、複数本の細線電極１１によって収集されたキャリアは、基本的には配線材に集電される。従って、複数本の連結線１２は、従来知られているバスバー電極のように幅広のものである必要はない。例えば、複数本の連結線１２それぞれの幅及び厚みは、複数本の細線電極１１それぞれの幅及び厚みと同程度であればよい。このような複数本の連結線１２を用いることによって、複数本の連結線１２を形成する際に基板に加わる熱ストレスを低減できるので、厚みの薄い半導体基板を使用することができる。なお、複数本の連結線１２は、複数本の細線電極１１と同時に、樹脂型導電性ペーストや熱焼結型導電性ペーストなどによって形成することができる。
【００７６】
また、図示しないが、交換用太陽電池１０Ｒでは、連結線１２−１は細線電極２０１〜２０４を接続し、連結線１２−２は細線電極２０５〜２０８を接続し、連結線１２−３は、細線電極２０９〜２１２を接続することに留意すべきである。
【００７７】
（作用及び効果）
本変形例に係る太陽電池モジュール１００において、連結線１２−１は、細線電極１０１〜１０４を互いに電気的に接続する。細線電極１０２,１０３は、被接着部分ａ１に接続されており、細線電極１０１,１０４は、第１接続配線材２０Ａ１のうち被接着部分ａ１と異なる部分に接続されている。
【００７８】
従って、接着部分Ｒ１と細線電極１０２,１０３との接続が外れた場合においても、連結線１２−１を介して、細線電極１０２,１０３と第１接続配線材２０Ａ１との接続を維持することができる。その結果、細線電極１０２,１０３からのキャリア収集効率が低下することをより抑制することができる。なお、このような効果は、連結線１２−２及び連結線１２−３についても同様である。さらに、このような効果は、太陽電池１０Ａに限らず、交換用太陽電池１０Ｒについても同様である。
【００７９】
［その他の実施形態］
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、交換用配線材３０は、接続配線材２０に半田付けされることとしたが、樹脂接着剤などの導電性接着剤によって接続配線材２０に接着されていてもよい。また、接続配線材２０及び交換用配線材３０は、樹脂接着剤によって太陽電池の主面上に接着されることとしたが、半田などの導電性接着剤によって太陽電池の主面上に接着されていてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、複数本の細線電極１１は、直交方向Ｔに沿って直線状に形成されることとしたが、これに限るものではない。本発明は、複数本の細線電極１１の形状及び寸法を限定するものではない。
【００８２】
また、上記実施形態では、複数の太陽電池１０は、３本の接続配線材２０によって互いに接続されることとしたが、２本の接続配線材２０によって、或いは４本以上の接続配線材２０によって互いに接続されていてもよい。この場合、交換用太陽電池１０Ｒには、接続配線材２０と同数の交換用配線材３０が接続される。
【００８３】
また、上記実施形態では、第１接続配線材２０Ａの各被接着部分には、２本の細線電極が接続されることとしたが、１本或いは３本以上の細線電極が接続されていてもよい。同様に、第２交換用配線材３０Ｂの各被接着部分には、２本の細線電極が接続されることとしたが、１本或いは３本以上の細線電極が接続されていてもよい。また、一の被接着部分に接続される複数本の細線電極には、他の被接着部分に接続される細線電極が含まれていてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、連結線１２は、配置領域Ｓに形成され、配線材に接続されることとしたが、これに限られるものではない。連結線１２は、太陽電池１０の裏面上に露出されていてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、接続配線材２０は、一の太陽電池１０の受光面上と他の太陽電池の裏面上とに配置されることとしたが、これに限られるものではない。例えば、太陽電池１０が裏面接合型の太陽電池である場合、接続配線材２０は、一の太陽電池１０の裏面上と他の太陽電池の裏面上とに配置されていてもよい。この場合、第２交換用配線材３０Ｂは、交換用太陽電池１０Ｒの裏面上に配置される。
【００８６】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明に係る太陽電池の実施例について具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００８８】
（実施例１）
まず、いわゆるＨＩＴ構造を有する６枚の光電変換部（１２５ｍｍ角、２００μｍ厚）を準備した。
【００８９】
次に、６枚の光電変換部それぞれの受光面上に、スクリーン印刷法によって銀ペーストを印刷することによって、５０本の細線電極（線幅１００μｍ、ピッチ２ｍｍ）を形成した。
【００９０】
次に、６枚の光電変換部それぞれの裏面上に、スクリーン印刷法によって銀ペーストを印刷することによって、１００本の細線電極（線幅１００μｍ、ピッチ１ｍｍ）を形成した。これによって、６枚の太陽電池が作製された。
【００９１】
次に、接続配線材を３本ずつ用いて、６枚の太陽電池を互いに電気的に接続した。具体的には、各太陽電池の主面のうち接続配線材を配置する領域にニッケル粒子を５体積％含んだエポキシ樹脂をディスペンサーで塗布し、接続配線材を２ＭＰａ、２００℃で加熱圧着した。接続配線材としては、銅線（１．５ｍｍ幅、２００μｍ厚）にＳｎＡｇ３．０Ｃｕ０．５メッキ（４０μｍ厚）を施した配線材を用いた。
【００９２】
次に、２つの太陽電池に接続された一の太陽電池を被交換用太陽電池として、被交換用太陽電池に接続された６本の接続配線材を切断することによって、被交換用太陽電池を２つの太陽電池から切り離した（図７参照）。これによって、２つの太陽電池のうち一方の太陽電池の裏面上に３本の第１接続配線材を形成するとともに、他方の太陽電池の受光面上に３本の第２接続配線材を形成した。
【００９３】
次に、被交換用太陽電池の替わりに、交換用太陽電池を２つの太陽電池に接続した（図８参照）。
【００９４】
具体的には、まず、一方の太陽電池上の３本の第１接続配線材に、交換用太陽電池に接続された３本の第１交換用配線材を半田付けした。この際、一の第１接続配線材の被接着部分には、他の第１接続配線材の被接着部分に接続されていない細線電極が接続されるようにした。また、一の第１接続配線材の被接着部分には、一の第１接続配線材の端を含ませた。続いて、交換用太陽電池上の３本の第２交換用配線材に、他方の太陽電池に接続された３本の第２接続配線材を半田付けした。この際、一の第２交換用配線材の被接着部分には、他の第２交換用配線材の被接着部分に接続されていない細線電極が接続されるようにした。また、一の第２交換用配線材の被接着部分には、一の第２交換用配線材の端を含ませた。
【００９５】
次に、交換用太陽電池を含む６枚の太陽電池を、ガラスとＰＥＴフィルムの間でＥＶＡによって封止することによって太陽電池モジュールを作製した。
【００９６】
（実施例２）
実施例２では、６枚の光電変換部それぞれの裏面上に、スクリーン印刷法によって銀ペーストを印刷することによって、３本の連結線を形成した（図５参照）。その他の工程は、実施例１と同様とした。
【００９７】
（実施例３）
実施例３では、各第１接続配線材の被接着部分に、各接続配線材の端を含ませなかった。また、各第２交換用配線材の被接着部分に、各第２交換用配線材の端を含ませなかった。その他の工程は、実施例１と同様とした。
【００９８】
（比較例）
比較例では、一の第１接続配線材の被接着部分には、他の第１接続配線材の被接着部分に接続されている細線電極が接続されるようにした。また、一の第２交換用配線材の被接着部分には、他の第２交換用配線材の被接着部分に接続されている細線電極が接続されるようにした。その他の工程は、実施例１と同様とした。
【００９９】
（温度サイクル試験）
次に、実施例及び比較例について温度サイクル試験（ＪＩＳ  Ｃ８９１７）を行い、試験前後での太陽電池モジュールの光電変換効率を比較した。温度サイクル試験では、ＪＩＳ規格に準拠して、高温（９０℃）から低温（−４０℃）に、又は低温から高温に温度を変化させることを１サイクルとして６００サイクル行った。
【０１００】
実施例及び比較例に係る太陽電池モジュールの温度サイクル試験による出力低下率（％）を下表に示す。
【表１】
2010141206.tif 000003
【０１０１】
上表に示すように、いずれの実施例においても、比較例に比べて、出力低下率を小さく抑えることができた。
【０１０２】
これは、各実施例において、一の第１接続配線材の被接着部分に、他の第１接続配線材の被接着部分に接続されていない細線電極を接続するとともに、一の第２交換用配線材の被接着部分に、他の第２交換用配線材の被接着部分に接続されていない細線電極を接続したので、各配線材から電気的に孤立した細線電極の発生を抑制できたためである。
【０１０３】
一方で、比較例では、各配線材から電気的に孤立した細線電極の発生によってキャリア収集効率が低下したため、出力低下率が大きくなった。
【０１０４】
また、上表に示すように、実施例２では、実施例１に比べて、出力低下率をより小さく抑えることができた。これは、実施例２において、連結線によってキャリア収集効率をより向上させることができたためである。
【０１０５】
また、上表に示すように、実施例３では、実施例１に比べて、出力低下率をより小さく抑えることができた。これは、実施例３において、各配線材の被接着部分を、剥離が発生しやすい配線材の端から離間させたので、各配線材の剥離をより小さく抑えることができたためである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽電池ストリング１を裏面側から見た平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る太陽電池１０Ａの裏面側を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る交換用太陽電池１０Ｒの裏面側を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る太陽電池１０Ａを裏面側から見た平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る太陽電池１０の交換方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る太陽電池１０の交換方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る太陽電池１０の交換方法を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る太陽電池１０Ａを裏面側から見た平面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｆ…側端
Ｐ…光電変換部
Ｒ…接着部分
Ｓ…配置領域
１…太陽電池ストリング
２…受光面側保護材
３…裏面側保護材
４…封止材
１０…太陽電池
１０Ａ〜１０Ｃ…太陽電池
１０Ｆ…被交換用太陽電池
１０Ｒ…交換用太陽電池
１１…細線電極
１２…連結線
２０…接続配線材
２０Ａ…第１接続配線材
２０Ｂ…第２接続配線材
３０…交換用配線材
３０Ａ…第１交換用配線材
３０Ｂ…第２交換用配線材
１００…太陽電池モジュール
【図１】
2010141206.tif 000004
【図２】
2010141206.tif 000005
【図３】
2010141206.tif 000006
【図４】
2010141206.tif 000007
【図５】
2010141206.tif 000008
【図６】
2010141206.tif 000009
【図７】
2010141206.tif 000010
【図８】
2010141206.tif 000011
【図９】
2010141206.tif 000012