(57)【要約】【課題】接着剤のようなペーストを用いて電極を形成しつつ、タブ線と電極との接合の容易化および接合強度の向上を図ることのできる太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】本発明は、導電性粒子を含んだ導電性ペーストで受光面側に表面電極３６が形成された第１の太陽電池セル６０ａと、第１の太陽電池セル６０ａに対して第１の方向側に隣接して配置され、受光面の反対となる裏面６２側に裏面電極３７が形成された第２の太陽電池セル６０ｂと、第１の方向に沿って延びるとともに、第１の太陽電池セル６０ａの表面電極３６と、第２の太陽電池セル６０ｂの裏面電極３７とに接合されるタブ線３４と、表面電極３６のうちタブ線３４が接合される領域上に接着された複数の金属片３８と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子を含んだ導電性ペーストで受光面側に表面電極が形成された第１の太陽電池セルと、
前記第１の太陽電池セルに対して第１の方向側に隣接して配置され、受光面の反対となる裏面側に裏面電極が形成された第２の太陽電池セルと、
前記第１の方向に沿って延びるとともに、前記第１の太陽電池セルの表面電極と、前記第２の太陽電池セルの裏面電極とに接合されるタブ線と、
前記表面電極のうち前記タブ線が接合される領域上に接着された複数の金属片と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記裏面電極は、導電性粒子を含んだ導電性ペーストで形成され、
前記裏面電極のうち前記タブ線が接合される領域上に接着された複数の金属片をさらに備え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】
前記金属片は、銅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】
前記金属片は、銀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５】
前記金属片は、アルミニウムまたはアルミニウム合金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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルを直列接続する帯状のタブ線を有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、受光面を形成する表面に表面電極を有し、裏面に裏面電極を有する複数の太陽電池セルが縦横に並設された太陽電池モジュールが用いられている。このような太陽電池モジュールでは、１つの太陽電池セルとこれに隣接する他の太陽電池セルとを直列に接続するために、１つの太陽電池セルの表面電極と、隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを接続する帯状のタブ線が用いられる場合がある。
【０００３】
一般的に、帯状のタブ線は、太陽電池セルの表面と裏面とに接続方向に延びて配置されている。このタブ線には、銅箔などの導電性の高い金属の全面にはんだ被覆したものが用いられる。タブ線の接続においては、表面電極や裏面電極といった電極上にタブ線を配置して加熱し、部分的もしくは全長にわたりタブ線と太陽電池セルとを圧着して、電極とタブ線との接続が図られる。この圧着時の加熱は、２００〜４００℃程度の温度で行われることがある。
【０００４】
ここで、太陽電池セルの高効率化の一つの手段として、シリコンウェハ上にアモルファスシリコンを積層した太陽電池セルがある。アモルファスシリコンの性質上、太陽電池セルの電極を製造する際に、２００〜４００℃程度の温度で電極焼成を行うことが難しい。そのため、例えば特許文献１には、導電性粒子を含んだ接着剤を用い電極形成をする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７０８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、接着剤を用いた電極形成では、電極の表面を覆う接着剤によって電極表面に露出する導電性粒子の面積が小さくなりやすい。そのため、はんだ付けの際にタブ線と電極との接合面積が小さくなってしまい、十分なはんだ濡れ性を確保することが難しくなる。十分なはんだ濡れ性を得られない場合には、はんだ接合強度が低くなり、太陽電池モジュールの設置環境で受ける温度変化によって生じるストレスに対して、接続の信頼性を保つことが難しい場合があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接着剤のようなペーストを用いて電極を形成しつつ、タブ線と電極との接合の容易化および接合強度の向上を図ることのできる太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、導電性粒子を含んだ導電性ペーストで受光面側に表面電極が形成された第１の太陽電池セルと、第１の太陽電池セルに対して第１の方向側に隣接して配置され、受光面の反対となる裏面側に裏面電極が形成された第２の太陽電池セルと、第１の方向に沿って延びるとともに、第１の太陽電池セルの表面電極と、第２の太陽電池セルの裏面電極とに接合されるタブ線と、表面電極のうちタブ線が接合される領域上に接着された複数の金属片と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、表面電極上の金属片は導電性ペースト内の導電性粒子と電気的および機械的に接合される。また、金属片とタブ線とのはんだ付けは容易に行うことができる。そのため、従来、導電性ペーストに覆われ、電極表面上のはんだ接合が可能な導電性粒子の面積が小さくなりやすい導電性ペーストによって電極を形成した場合であっても、タブ線との接合の容易化および接合強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの斜視図である。
【図２】図２は、太陽電池モジュールが備える太陽電池セルを表面から見た平面図である。
【図３】図３は、太陽電池モジュールが備える太陽電池セルを裏面から見た底面図である。
【図４】図４は、図２に示すＢ−Ｂ線に沿って見た矢視断面図である。
【図５】図５は、図２に示すＣ−Ｃ線に沿って見た矢視断面図である。
【図６】図６は、図１に示す太陽電池パネルのＡ部分の部分断面図である。
【図７】図７は、タブ線が接合された太陽電池セルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール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。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール８０の斜視図である。太陽電池モジュール８０は、図中ＸＹ平面に縦横に配列された複数の太陽電池セル６０（６０ａ，６０ｂ）を樹脂封止してなる太陽電池パネル７０と、太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって囲む枠部材１０とを備える。
【００１３】
複数の太陽電池セル６０は、後述するタブ線によって、第１の方向であるＸ方向に沿って直列に接続されている。なお、太陽電池パネル７０の部位によっては、太陽電池セル６０がＹ方向に沿って接続されている箇所もある。
【００１４】
枠部材１０は、アルミニウムなどの押出成型にて作製され、断面コの字形を成すコ字状部で太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって覆っている。枠部材１０は、ブチル系の封止材またはシリコン系の接着剤などを介して太陽電池パネル７０に固定され、太陽電池パネル７０を補強するとともに、太陽電池パネル７０を住宅やビルなどの建物に設けられた図示しない架台に取り付けられるようにする。
【００１５】
図２は、太陽電池モジュール８０が備える太陽電池セル６０を表面６１から見た平面図である。図３は、太陽電池モジュール８０が備える太陽電池セル６０を裏面６２から見た底面図である。図４は、図２に示すＢ−Ｂ線に沿って見た矢視断面図である。図５は、図２に示すＣ−Ｃ線に沿って見た矢視断面図である。
【００１６】
太陽電池セル６０には、およそ１００〜３００μｍほどの厚みのｎ型シリコン基板が用いられる。そのシリコン基板上にＰ型アモルファス層とｎ型アモルファス層を形成する。
【００１７】
図２，４に示すように、太陽電池セル６０の表面６１には表面処理された受光面が形成されている。受光面には太陽電池セル６０によって変換された電気エネルギーを取り出す表面電極として、表面グリッド電極３３と表面バス電極３６とが設けられている。
【００１８】
表面グリッド電極３３は、太陽電池セル６０の接続方向である第１の方向（Ｘ方向）と直交する方向に複数本が平行に形成される。表面グリッド電極３３は、受光面にて発電した電力を無駄なく取り出すために太陽電池セル６０の表面６１の全体にわたって形成されている。
【００１９】
表面バス電極３６は、表面グリッド電極３３と直交するように、すなわち、太陽電池セル６０の接続方向と平行に延びるように形成されている。本実施の形態では、２本の表面バス電極３６が形成されている。
【００２０】
表面グリッド電極３３と表面バス電極３６は、導電粒子を含んだ導電性ペースト、例えば導電性接着剤を用いて形成される。太陽電池セル６０の表面６１に、およそ１００μｍ程度の幅の線状に導電性接着剤を複数本に塗布することで、表面グリッド電極３３が形成される。表面グリッド電極３３同士は、２ｍｍ程度の間隔をあけて形成される。
【００２１】
太陽電池セル６０の表面６１に、およそ１ｍｍ幅の帯状に導電性接着剤を塗布することで、表面バス電極３６が形成される。表面バス電極３６は、太陽電池セル６０の端からセルの幅の４分の１の距離に、表面グリッド電極３３と直交するように形成される。このように形成された表面グリッド電極３３と表面バス電極３６とは、電気的に接続されることとなる。
【００２２】
表面バス電極３６上（表面電極のうちタブ線が接合される領域上）には複数の銅片（金属片）３８が配置される。銅片３８は、導電性接着剤の塗布後に配置されることで、接着剤が乾燥した際に、表面バス電極３６上に接着されて、機械的に接続されることとなる。また、導電性接着剤に含まれる導電粒子と接触することで、表面バス電極３６および表面グリッド電極３３と銅片３８とが電気的に接続されることとなる。
【００２３】
図３，５に示すように、太陽電池セル６０の裏面６２（表面６１と反対側の面）には、裏面電極として裏面集電用グリッド電極３２と裏面タブ線接続用電極３７が設けられている。
【００２４】
裏面集電用グリッド電極３２は、太陽電池セル６０の接続方向である第１の方向（Ｘ方向）と直交する方向に複数本が平行に形成される。裏面集電用グリッド電極３２は、太陽電池セル６０の裏面６２の全体にわたって形成されている。
【００２５】
裏面タブ線接続用電極３７は、裏面集電用グリッド電極３２と直交するように、すなわち、太陽電池セル６０の接続方向と平行に延びるように形成されている。本実施の形態では、２本の裏面タブ線接続用電極３７が形成されている。
【００２６】
裏面集電用グリッド電極３２と裏面タブ線接続用電極３７は、導電粒子を含んだ導電性ペースト、例えば導電性接着剤を用いて、表面グリッド電極３３および表面バス電極３６と同様に形成される。
【００２７】
裏面タブ線接続用電極３７上（裏面電極のうちタブ線が接合される領域上）には複数の銅片（金属片）３８が配置される。銅片３８は、導電性接着剤の塗布後に配置されることで、接着剤が乾燥した際に、裏面タブ線接続用電極３７上に接着されて、機械的に接続されることとなる。また、導電性接着剤に含まれる導電粒子と接触することで、裏面タブ線接続用電極３７および裏面集電用グリッド電極３２と銅片３８とが電気的に接続されることとなる。
【００２８】
図６は、図１に示す太陽電池パネル７０のＡ部分の部分断面図である。図７は、タブ線が接合された太陽電池セル６０の平面図である。なお、部分断面図の切断面は、図２に示すＢ−Ｂ線に沿っている。また、図６においては、太陽電池パネル７０を構成する要素の厚さなど誇張して記載している。また、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル６０のうち、一方を太陽電池セル６０ａ（第１の太陽電池セル）とし、他方を太陽電池セル６０ｂ（第２の太陽電池セル）として説明する。
【００２９】
太陽電池パネル７０を構成する積層体は、受光面側から、透明なガラスでなるガラス層２１と、複数の太陽電池セル６０（６０ａ，６０ｂ）およびこれら太陽電池セル６０を直列に接続するタブ線３４がＥＶＡ等の樹脂で封止されたセル配置層２５と、ＰＥＴやＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）等でなる耐候性に優れたバックシート層２３とが、この順にて積層されている。なお、図６において、ガラス層２１、セル配置層２５およびバックシート層２３のハッチングは省略している。
【００３０】
タブ線３４は、一端側が太陽電池セル６０ａの表面バス電極３６に接合され、他端側が太陽電池セル６０ｂの裏面タブ線接続用電極３７に接続される。その際、タブ線３４は、表面バス電極３６上に接着された銅片３８および裏面タブ線接続用電極３７上に接着された銅片３８に対して、はんだ接合される。
【００３１】
銅片３８部分は、表面バス電極３６および裏面タブ線接続用電極３７を構成する導電性接着剤とは異なり、接着剤にて覆われていないため、フラックスの供給により容易に酸化膜を除去することが可能であり、濡れ性のよいはんだ接合を実現することが可能である。
【００３２】
そのため、表面バス電極３６および裏面タブ線接続用電極３７上に銅片３８が設けられていない場合に比べて、表面電極および裏面電極とタブ線３４との電気的および機械的な接合の容易化および接合強度の向上を図ることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、隣接する２つの太陽電池セル６０ａ，６０ｂの接続のみ説明しているが、実際には、同様の接続が繰り返されることで、複数の太陽電池セル６０が直列に接続される。
【００３４】
また、表面バス電極３６および裏面タブ線接続用電極３７上に接着させる金属片として、銅を用いた銅片を挙げて説明したが、これに限られず、他の金属を用いてもよい。例えば、銀を用いた銀片でもよいし、アルミニウムを用いたアルミニウム片でもよいし、アルミニウム合金を用いたアルミニウム合金片でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルを直列接続する帯状のタブ線を有する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】
【００３６】
１０  枠部材、２１  ガラス層、２３  バックシート層、２５  セル配置層、３２  裏面集電用グリッド電極（裏面電極）、３３  表面グリッド電極（表面電極）、３４  タブ線、３６  表面バス電極（表面電極）、３７  裏面タブ線接続用電極（裏面電極）、３８  銅片（金属片）、６０  太陽電池セル、６０ａ  太陽電池セル（第１の太陽電池セル）、６０ｂ  太陽電池セル（第２の太陽電池セル）、６１  表面、６２  裏面、７０  太陽電池パネル、８０  太陽電池モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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