(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受光する受光面と該受光面の反対側に設けられた裏面とを有する複数の太陽電池セル同士を前記裏面側のみで配線材により接続して太陽電池モジュールを製造する製造方法であって、
第１の保護部材上に第１の熱可塑性樹脂層を配置する工程（Ａ）と、
前記工程（Ａ）の後に、前記第１の熱可塑性樹脂層の表面と前記太陽電池セルの前記受光面とを対向させて、前記太陽電池セルを前記第１の熱可塑性樹脂層に配置する工程（Ｂ）と、
前記工程（Ｂ）の後に、前記第１の熱可塑性樹脂層を前記第１の熱可塑性樹脂層の溶融温度に加熱し、前記第１の熱可塑性樹脂層に配置された太陽電池セルを前記第１の熱可塑性樹脂層に圧着する工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｃ）の後に、前記第１の熱可塑性樹脂層に配置された太陽電池セル同士を前記配線材によって互いに電気的に接続する工程（Ｄ）と、
前記工程（Ｄ）の後に、前記複数の太陽電池セル上に第２の熱可塑性樹脂層を配置する工程（Ｅ）と、
前記工程（Ｅ）の後に、前記第２の熱可塑性樹脂層上に第２の保護部材を配置する工程（Ｆ）と、
前記工程（Ｆ）の後に、前記第１の熱可塑性樹脂層および前記第２の熱可塑性樹脂層が溶解されて、前記第１の保護部材、前記太陽電池セル及び前記第２の保護部材を接着する工程（Ｇ）と
を有する太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１の熱可塑性樹脂層に複数の凹部を形成する工程を有し、
前記工程（Ｂ）では、前記凹部の各々に前記複数の太陽電池セルの各々を配置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の製造方法。
【請求項３】
前記凹部は、前記太陽電池セルを填め込むことができるように形成されていることを特徴とする請求項２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、裏面側で配線を行った太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。このような太陽電池は、太陽電池市場の拡大による低コスト化の必要性、及びシリコン原材料の減量という両目的から薄型化が課題になっている。
【０００３】
また、太陽電池は、薄型化とともに高効率化が要求されている。高効率化の一手法として、有効受光面積を増やすことがあげられる。具体的に、太陽電池セルの光の受光面の反対側に設けられた裏面側にｐドープ領域とｎドープ領域とを交互に設けて、電荷の取出構造を全て裏面側に形成した太陽電池セルが提案されている（特許文献１参照）。裏面側のみにｐ側電極及びｎ側電極が敷設された太陽電池セルは、有効受光面積を増加することができる。これにより、変換効率を高めることができる。このような太陽電池は、バックコンタクト型太陽電池と呼ばれている。
【特許文献１】特開２００５−１９１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のバックコンタクト型太陽電池を用いた太陽電池モジュールでは、隣接する太陽電池を電気的に接続するために配線材が、太陽電池裏面に形成されたｐ側電極及びｎ側電極に接続される。しかしながら、通常、金属から構成される配線材の熱膨張係数は、太陽電池を構成する半導体基板（例えば、シリコン基板）に比べて極めて大きい。このため、配線材を太陽電池に接続する際の半田付け等に伴う温度変化に起因して、太陽電池セルに応力が加わる。そして、この影響は、ｐ側及びｎ側の両電極への配線材の接続をいずれも裏面で行うバックコンタクト型太陽電池において、著しく大きくなり、太陽電池セルの反りを生じさせる。そして、このように太陽電池セルの反りが大きくなると、その後の工程、例えば、モジュール化する際のモジュール化工程において、太陽電池セルの割れば生じる可能性があり、モジュール化における歩留まりが低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案されたものであり、裏面側にｐ側電極とｎ側電極の両配線材の接続をいずれも裏面で行う太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを製造する際、太陽電池セルの反りを抑制し、封止工程における歩留まり低下を低減することができる太陽電池モジュールの製造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】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明の一の特徴は、光を受光する受光面と該受光面の反対側に設けられた裏面とを有する複数の太陽電池セル同士を前記裏面側のみで配線材により接続して太陽電池モジュールを製造する製造方法であって、第１の保護部材上に第１の熱可塑性樹脂層を配置する工程（Ａ）と、前記第１の熱可塑性樹脂層の表面と前記太陽電池セルの前記受光面とを対向させて、前記太陽電池セルを前記第１の熱可塑性樹脂層に配置する工程（Ｂ）と、前記第１の熱可塑性樹脂層を前記第１の熱可塑性樹脂層の溶融温度に加熱し、前記第１の熱可塑性樹脂層に配置された太陽電池セルを前記第１の熱可塑性樹脂層に圧着する工程（Ｃ）と、前記第１の熱可塑性樹脂層に配置された太陽電池セル同士を前記配線材によって互いに電気的に接続する工程（Ｄ）と、前記複数の太陽電池セル上に前記第２の熱可塑性樹脂層を配置する工程（Ｅ）と、前記第２の熱可塑性樹脂層上に第２の保護部材を配置する工程（Ｆ）とを有することを要旨とする。
【０００７】
かかる特徴によれば、前記配線材によって太陽電池セル同士が電気的に接続される前に、第１の熱可塑性樹脂層に圧着されて固定される。したがって、かかる特徴によれば、補強材を用いることなく、太陽電池セルの反りを抑制することができる。また、セル反りによって起こる歩留まり低下を改善することができる。これにより、生産性を向上することができる。
【０００８】
また、本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記第１の熱可塑性樹脂層に複数の凹部を形成する工程を有し、前記工程（Ｂ）では、前記凹部の各々に前記複数の太陽電池セルの各々を配置することを要旨とする。
【０００９】
かかる特徴によれば、第１の熱可塑性樹脂層上に凹部を形成し、太陽電池セルは、この凹部に受光面を対向させて配置される。したがって、太陽電池セルを配置した後、第１の熱可塑性樹脂層に配置された太陽電池セル同士を配線材によって互いに電気的に接続する工程における位置決めの制限が緩やかになる。また、製造時における歩留まりの低下を改善することができる。これにより、生産性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の太陽電池セル同士を裏面側のみで配線材により接続して太陽電池モジュールを製造する際、新たな部材を用いることなく、太陽電池セルの反りを抑制し、ラミネート時の歩留まり低下を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。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。但し、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。したがって、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。また、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。
【００１２】
本発明の実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法は、光が入射する受光面の反対側に設けられた裏面側にｐ側電極とｎ側電極の両電極の取出構造を有する太陽電池セルから太陽電池モジュールを製造する方法として有効である。
【００１３】
本発明の実施形態として示す太陽電池モジュールの構成について、図１を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す太陽電池モジュール１は、第１の保護部材としての受光面部材１１と、第１樹脂層１２と、複数の太陽電池セル１３と、第２樹脂層１５と、第２の保護部材としての裏面部材１６とを有し、光の入射方向からこの順番に積層されている。太陽電池セル１３は、裏面側で配線材１４によって互いに電気的に接続されており、受光面部材１１と裏面部材１６との間に、第１樹脂層１２，第２樹脂層１５によって封止されている。
【００１５】
受光面部材１１は、ガラス、プラスチック等の絶縁性と透光性とを兼ね揃えた材料である。また、紫外領域〜赤外領域の光を透過することができる材料である。具体的には、各種ガラス、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、フッ素系フィルム、ＰＥＴ系フィルム等があげられる。
【００１６】
第１樹脂層１２，第２樹脂層１５の樹脂としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、熱可塑性シリコーン樹脂、熱可塑性フッ素樹脂、熱可塑性オレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これら樹脂の組合せであってもよい。また、第１樹脂層１２，第２樹脂層１５は、同一の樹脂であってもよいし、互いに異なる樹脂であってもよい。また、第１樹脂層１２，第２樹脂層１５は、これら樹脂がフィルム状に加工されたものである。
【００１７】
裏面部材１６は、ガラス、プラスチック等の絶縁性材料を用いることができる。具体的には、各種ガラス、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、フッ素系フィルム、ＰＥＴ系フィルム、或いは、受光側表面に絶縁処理を施した金属基板を用いることができる。
【００１８】
太陽電池セル１３は、単結晶シリコンや多結晶シリコン等の結晶系半導体を有する。太陽電池セル１３は、内部にｎ型領域とｐ型領域とが形成され、ｎ型領域とｐ型領域との界面部分で半導体接合部が形成されている。そして、裏面側にｐ側電極とｎ側電極の集電極が設けられる太陽電池セルである。太陽電池セル１３は、この他に単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ結合界面の特性を改善した構造、いわゆるＨＩＴ構造を有する太陽電池セルであってもよい。太陽電池セル１３は、ｐ側電極とｎ側電極の取出構造がともに裏面側に設けられた太陽電池セルであればよく、例えば、半導体基板にスルーホールを設けることにより、受光面と裏面の集電を裏面側に配設した配線材により行うスルーホールタイプ、また受光面に対する裏面側にｐドープ領域とｎドープ領域とを交互に設けた、いわゆるバックコンタクトタイプが適用可能である。
【００１９】
次に、本発明の第１実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法について、図２（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法では、受光面部材１１上に第１樹脂層１２が配置される。続いて、図２（ｂ）に示すように、太陽電池セル１３が、第１樹脂層１２と太陽電池セル１３の受光面とを対向させて配置される。続いて、第１樹脂層１２上に太陽電池セル１３が受光面を対向して配置された状態で、第１樹脂層１２を溶融温度相当まで加熱し、太陽電池セル１３を第１樹脂層１２に圧着する（図２（ｃ））。
【００２１】
圧着後、図２（ｄ）に示すように、隣接する太陽電池セル１３同士を配線材１４により互いに電気的に接続する。太陽電池セル１３を配線材１４で接続した後、太陽電池セル１３の裏面上に第２樹脂層１５を形成する。そして、図２（ｅ）に示すように、第２樹脂層１５上に裏面部材１６を配置して封止する。この封止工程では、適宜調節された温度、真空度、圧力等の条件下で、第１樹脂層１２、第２樹脂層１５が溶解されて、受光面部材１１，太陽電池セル１３，裏面部材１６が互いに接着される。
【００２２】
第１実施形態として示した太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池セル１３の裏面上に形成されたｐ側電極とｎ側電極の取出構造を互いに配線材１４で電気的に接続する前に、太陽電池セル１３を第１樹脂層１２に固定することができる。したがって、新たな部材を用いることなく、配線材１４を接続するときの太陽電池セル１３の反りを抑制することができる。これにより、封止工程において、セル反りに起因する歩留まり低下を改善することができる。したがって、太陽電池モジュールを製造する際の生産性を向上することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法について、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。第２実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法は、第１樹脂層１２に太陽電池セル１３を填め込むことができる程度の凹部を形成する工程を有し、凹部の各々に太陽電池セル１３を載置する点が特徴である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、第２実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法では、受光面部材１１上に第１樹脂層１２が形成される。続いて、図３（ｂ）に示すように、スタンパー２１で、第１樹脂層１２に太陽電池セル１３の平面形状と略同形状を有する凹部を形成する。
【００２５】
スタンパー２１のスタンパーヘッドは、加熱機構を有し、第１樹脂層１２を溶融させながら凹部１２ａを形成することができる。凹部１２ａの深さは、最大で、太陽電池セルの厚みに、太陽電池セル１３の両表面に形成される集電極の厚みと、圧着によるめり込み量を考慮した深さである。この工程で、太陽電池セル１３の裏面が第１樹脂層１２ａよりも低くなると、配線材１４を接続する面に段差ができるので、配線材１４を接続する工程で不具合が生じるためである。例えば、ウエハ厚が１００μｍで、集電極（フィンガー電極）のウエハ表面からの高さが５０μｍであれば、深さ１５０μｍ程度の凹部を形成することが好ましい。
【００２６】
次に、図３（ｃ）に示すように、太陽電池セル１３が第１樹脂層１２上の凹部１２ａに受光面を対向させて載置される。続いて、凹部１２ａに太陽電池セル１３が受光面を対向させて載置した状態で、第１樹脂層１２を溶融温度相当まで加熱し、太陽電池セル１３を第１樹脂層１２に圧着する（図３（ｄ）参照）。
【００２７】
圧着後、隣接する太陽電池セル１３同士を配線材１４により互いに電気的に接続する（図３（ｅ）参照）。太陽電池セル１３を配線材１４で接続した後、太陽電池セル１３の裏面上に第２樹脂層１５を形成し、第２樹脂層１５上に裏面部材１６を配置して封止するする（図３（ｆ））。
【００２８】
上述した第２実施形態として示した太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池セル１３の裏面上に形成されたｐ側電極とｎ側電極の取出構造を配線材１４で互いに電気的に接続する前に、太陽電池セル１３を第１樹脂層１２に固定することができる。したがって、新たな部材を用いることなく、配線材１４を接続するときの太陽電池セル１３の反りを抑制することができる。これにより、封止工程において、セル反りに起因する歩留まり低下を改善することができる。したがって、太陽電池モジュールを製造する際の生産性を向上することができる。
【００２９】
また、第２実施形態として示した太陽電池モジュールの製造方法によれば、第１樹脂層１２に凹部１２ａを形成し、凹部１２ａにすることにより、太陽電池セル１３の位置決めが容易になる。また、凹部１２ａを形成することにより、圧着時、太陽電池セル１３が第１樹脂層１２に押し付けられるときに受ける第１接着層１２からの応力を緩和することができる。これにより、太陽電池セル１３を第１樹脂層１２に固定する工程でのセル割れを抑制することができる。
【００３０】
図４は、第１実施形態又は第２実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの封止処理後の断面図を示す。太陽電池モジュール１は、封止後は、太陽電池セル１３が受光面部材１１と裏面部材１６に第１樹脂層１２及び第２樹脂層１５を介して挟持される構造を有する。これにより、外部からの水分や紫外線の影響を最低限に抑えることができる。また、太陽電池モジュール１は、新たな部材を使用しないので、部品点数が削減できる。これにより、低コスト化が達成できる。
【００３１】
なお、本発明は、上述した本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものではない。例えば、第１実施形態及び第２実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法において用いることのできる太陽電池セル１３の厚みは、５０〜５００μｍが好ましい。より好ましくは、１００〜２００μｍである。薄型化された太陽電池セルに用いて有効である。また、第１樹脂層１２として、ＥＶＡフィルムを用いた場合には、太陽電池セル１３を圧着する工程で、一例として１８０℃程度まで系の温度を上昇させる。
【００３２】
また、本発明の実施形態では、太陽電池モジュールを製造する際の各工程について説明したが、太陽電池モジュールの一列（いわゆるストリング）を製造する場合であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法によって製造される太陽電池モジュールを説明する分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法を説明する模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施形態として示す太陽電池モジュールの製造方法によって製造される太陽電池モジュールを説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…太陽電池モジュール、１１…受光面部材、１２…第１樹脂層、１３…太陽電池セル、１４…配線材、１５…第２樹脂層、１６…裏面部材
【図１】
0005405005.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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