(57)【要約】【課題】太陽電池セルの裏面と配線基板との距離を十分確保しつつ、太陽電池セルと配線とを良好に電気的に接続することができる太陽電池用接合材組立体を提供する。【解決手段】本発明の太陽電池用接合材組立体である接合材複合シート３３は、板状またはシート状の金属で形成され、一部領域が厚さ方向の一方に押されて突出した凸部１３を有する基板電極部１０と、凸部を挿入可能な貫通孔を有し、貫通孔に凸部が挿入された状態で基板電極部と接合される封止材シート３２と、樹脂材料と導電性粒子とを含み、凸部上に配置される導電接合材１２とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状またはシート状の金属で形成され、一部領域が厚さ方向の一方に押されて突出した凸部を有する基板電極部と、
前記凸部を挿入可能な貫通孔を有し、前記貫通孔に前記凸部が挿入された状態で前記基板電極部と接合される封止材シートと、
樹脂材料と導電性粒子とを含み、前記凸部上に配置される導電接合材と、
を備える太陽電池用接合材組立体。
【請求項２】
前記基板電極部がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている、請求項１に記載の太陽電池用接合材組立体。
【請求項３】
厚さ方向の一方の面に剥離可能に密着された剥離シートをさらに備える、請求項１または２に記載の太陽電池用接合材組立体。
【請求項４】
前記剥離シートは、前記凸部の位置を識別するための識別マークを有する、請求項３に記載の太陽電池用接合材組立体。
【請求項５】
請求項１または２に記載の太陽電池用接合材組立体を備える、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、太陽電池用接合材組立体、および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルにおいて発電された電気はその表面に張り巡らされたバスバーを通じて集約されている。しかし、このバスバーは太陽電池セル表面の一部を覆い隠してしまうためその発電効率が下がってしまうという問題があった。
この問題を解決するために、例えば、特許文献１では、太陽電池セルのプラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールが提案されている。この方式の太陽電池セルはセル裏面で電気的接続をとることが可能であり、セル表面を覆い隠すことなく発電効率の低下を防止できる。
【０００３】
このような太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの裏面に配線パターンを有する金属箔を被着した積層体をバスバーの代替の回路として用いており、金属箔の材料としては、導電性の面から銅が用いられるのが一般的である。
しかしながら銅は高価であるため、配線に銅よりも安価であるアルミニウムを用いることも提案されている。
【０００４】
ただし、太陽電池セルと配線とを接合する際、従来は銀ペーストを使用しており、アルミニウムを使用するとアルミニウム表面に生成された酸化膜によって銅よりも抵抗値が大きくなってしまうという問題や、アルミニウムと銀の電気化学列における電位差が非常に大きいことから、アルミニウムが腐食し最悪の場合、絶縁されてしまうという問題がある。また、これを解決したとしても、高価な銀を使用することによるコスト高の問題が依然として残る。
これらを解決するための方法として、太陽電池セルと配線とを、金属粒子を含む導電性材料を用いて接続する方法も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１１８６９号公報
【特許文献２】特開２００９−３０２３２７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、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献２に記載の技術では、バックコンタクト方式の太陽電池セルを、金属粒子を含む導電性材料を用いて接続する。このような導電性材料による接続では、金属粒子を介して回路基板と太陽電池セルとが電気的に接続されるため、両者の間の距離を狭くする必要がある。
一方、太陽電池セルは、例えば、水分等の侵入を抑制する等、経年使用での耐久性を高めるため、もしくは外力が作用した際の振動や衝撃に対する耐性を高めるため、周囲を封止材によって封止する必要がある。このため、太陽電池セルと回路基板との間の電極間距離をある程度大きくすることが求められる。
したがって、導電性材料により太陽電池セルと回路基板との接続を行う場合には、例えば良好な導電性を確保すると、太陽電池セルと回路基板との間の電極間距離を好適な距離に設定することができないなど、両者を両立させることが困難となる可能性がある。
仮に、必要な電極間距離を設定できたとしても、良好な電気的接続を行うためには、導電性材料により多くの金属粒子を含有させる必要がある。金属粒子として高価な銀（Ａｇ）などが用いられることも多いため、電極間距離が大きくなることによって製造コストが増大する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルの裏面と配線基板との距離を十分確保しつつ、太陽電池セルと配線とを良好に電気的に接続することができる太陽電池用接合材組立体を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、セルの周囲に十分な封止スペースを確保しつつ、配線とセルとが確実に電気的に接続された太陽電池モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、板状またはシート状の金属で形成され、一部領域が厚さ方向の一方に押されて突出した凸部を有する基板電極部と、前記凸部を挿入可能な貫通孔を有し、前記貫通孔に前記凸部が挿入された状態で前記基板電極部と接合される封止材シートと、樹脂材料と導電性粒子とを含み、前記凸部上に配置される導電接合材とを備える太陽電池用接合材組立体である。
【０００９】
前記基板電極部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されてもよい。
【００１０】
本発明の太陽電池用接合材組立体は、厚さ方向の一方の面に剥離可能に密着された剥離シートをさらに備えてもよい。
このとき、前記剥離シートは、前記凸部の位置を識別するための識別マークを有してもよい。
【００１１】
本発明の第二の態様は、本発明の太陽電池用接合材組立体を備える太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の太陽電池用接合材組立体によれば、太陽電池セルの裏面と配線基板との距離を十分確保しつつ、太陽電池セルと配線とを良好に電気的に接続することができる。
本発明の太陽電池モジュールによれば、セルの周囲に十分な封止スペースを確保しつつ、配線とセルとを確実に電気的に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
【図２】同太陽電池モジュールの電極部を示す模式的な平面図である。
【図３】同実施形態の太陽電池用接合材組立体の構成を示す模式的な平面図、およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３におけるＢ部の部分拡大図である。
【図５】同太陽電池用接合材組立体の製造工程の一例について説明する工程説明図である。
【図６】同太陽電池用接合材組立体の製造工程の他例について説明する工程説明図である。
【図７】同太陽電池モジュールの製造工程の一例について説明する工程説明図である。
【図８】同太陽電池モジュールの製造工程の一例について説明する工程説明図であり、図７の続きである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図１から図８を参照して説明する。すべての図面において、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
図１は、本実施形態の太陽電池モジュール５０の構成を示す模式的断面図である。図２は、太陽電池モジュール５０の基板部を示す模式的な平面図である。図３（ａ）は、本実施形態の太陽電池用接合材組立体の構成を示す模式的な平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図４は、図３（ｂ）におけるＢ部の部分拡大図である。
【００１５】
本実施形態の太陽電池モジュール５０は、図１に示すように、発電のための光を受光する受光面２０ｂと反対側の裏面２０ｃとを有し、裏面２０ｃ上に配線用の接続電極２０ａが複数設けられた太陽電池セル２０と、太陽電池セル２０を保護するするバック基材５５と、バック基材５５および太陽電池セル２０上に積層されて太陽電池セル２０を封止する封止材３０と、太陽電池セル２０に電気的に接続される基板電極部１０と、封止材３０上に積層された透光性基板４０とを備える。
太陽電池モジュール５０は、本発明の太陽電池用接合材組立体を用いて製造される。詳細については後述する。
【００１６】
太陽電池セル２０は、受光面２０ｂから入射した光を光電変換して発電を行う半導体素子である。太陽電池セル２０としては、裏面２０ｃに接続電極２０ａが設けられた、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池セルであれば、その構造に特に制限はなく、単結晶、多結晶、アモルファスなど公知のものを適宜選択することができる。図１は模式図のため、図示を簡略化しているが、接続電極２０ａの個数は、２以上の適宜個数を必要に応じて設けることができる。図２には、太陽電池セル２０および接続電極２０ａを二点鎖線で示している。
接続電極２０ａは、例えば、平面視において所定の直径Ｗ２０ａの円形に形成され、材質は、例えば、銀ペーストを焼成したものからなる。なお、接続電極２０ａは、大きさや形状が異なっていてもよいが、以下では一例として、各接続電極２０ａは同一の大きさと形状を有するものとして説明する。
【００１７】
太陽電池セル２０の平面視における形状は、図２に二点鎖線で示すように、例えば矩形状などの適宜形状を採用することができ、特段の制限はない。
また、図２では１つの太陽電池セル２０しか図示していないが、太陽電池モジュール５０における太陽電池セル２０は、図１に示すように、基板電極部１０の面方向に沿って複数のものが、適宜間隔をあけて２個以上配置されている。本実施形態では、図示は省略するが、図１における左右方向、および手前と奥方向に複数の太陽電池セル２０が所定の間隔をあけて整列配置されており、これにより、平面視において略矩形格子状に配置されている。
【００１８】
バック基材５５は、図１に示すように、バックシート５４、基材５１、および絶縁性接着剤層５２がこの順に積層されたものである。
バックシート５４は、バック基材５５の積層方向における一方の外表面を構成して、太陽電池モジュール５０の内部に水分や酸素等が侵入することを抑制するためのシート状部材である。すなわち、バックシート５４は、シールド材としてのバリア機能を有している。
バックシート５４の材質としては、水分や酸素に対する遮断性に優れた適宜の樹脂材料、アルミニウム箔、もしくはアルミニウム箔と適宜の樹脂との複合積層フィルム等を使用することができる。
【００１９】
基材５１は、バックシート５４上に積層して形成され、絶縁性接着剤層５２を介して基板電極部１０を支持する部材であり、本実施形態では、可撓性を有するシート状部材で構成される。基材５１は、電気絶縁性に優れる材料からなることが好ましい。
基材５１としては、例えば樹脂材料をシート状もしくはフィルム状に形成したものを採用することができる。樹脂材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ウレタン、エポキシ、メラミン、スチレンなどの樹脂材料、またはこれらを共重合した樹脂材料を用いることが可能である。
基材５１の材料として、断熱性や弾力性や光学特性の制御のため、必要に応じて、有機フィラーまたは無機フィラー等を混入した材料を用いることも可能である。
また、基材５１は、上記の樹脂材料を複数積層させた積層フィルムや、上記の樹脂材料の層と、例えばアルミニウム箔等の金属箔とを積層させた複合積層フィルムを採用することも可能である。
上記の複合積層フィルムを用いる場合などにより、基材５１単独でも、太陽電池モジュール５０の外表面として必要な強度や、水分や酸素の遮断性等を有している場合には、バックシート５４を用いずに、基材５１が上記バリア機能を兼ねる構成としてもよい。
【００２０】
絶縁性接着剤層５２は、基材５１の表面に基板電極部１０を固定するための層状部であり、例えば、硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤を硬化させることで形成されている。硬化型接着剤の種類は特に限定されず、例えば、熱硬化型接着剤、ＵＶ硬化型接着剤などを好適に採用できる。また、絶縁性接着剤層５２として段階硬化型でない接着剤層を用いてもよい。
【００２１】
基板電極部１０は、太陽電池セル２０に電気的に接続される配線パターンを形成するもので、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。基板電極部１０は、図２に示すように、太陽電池セル２０の接続電極２０ａの配置に応じて形成された複数の凸部１３を有する。各凸部１３は、図１に示すように、側壁部１３ａと上面部１３ｂとを有しており、上面部１３ｂは、側壁部１３ａにより、基板電極部１０の他の部位との電気的接続が確保されている。上面部１３ｂには、導電接合材１２が配置されており、導電接合剤１２により。接続電極２０ａと基板電極部１０とが電気的に接続されている。
【００２２】
基板電極部１０の平面視形状、すなわち配線パターンとしては、例えば、図２に示すように、略一定の線幅を有する４つの線状部１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４（以下、線状部１１ａ１〜１１ａ４と記載する場合がある）が櫛歯状をなして配置された櫛歯状部１１Ａと、略一定の線幅を有する４つの線状部１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｂ３、１１ｂ４（以下、線状部１１ｂ１〜１１ｂ４と記載する場合がある）が櫛歯状をなして配置された櫛歯状部１１Ｂとを有し、これら櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂが、互いの線状部間の隙間に貫入するとともに互いに離間して近接配置されたパターンの例を挙げることができる。
以下では、線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４が延びる方向（図２の上下方向）を基板電極部１１の長さ方向、これと直交する線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の線幅方向（図２の図示左右方向）を基板電極部１１の幅方向と称する場合がある。
【００２３】
この例の場合、櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ発電出力のプラス電極配線、マイナス電極配線に対応している。櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂの上方（透光性基板４０側）には、図２に二点鎖線で示すように、櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂを上方から覆う位置に太陽電池セル２０が配置される。このような接続位置において、太陽電池セル２０には、各線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の上方に、それぞれ３個ずつ、合計２４個の接続電極２０ａが設けられている。
基板電極部１０の各パターンの各線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４上には、接続電極２０ａに対向する位置に、それぞれ凸部１３が形成され、各凸部１３の上面部１３ｂ上に導電接合材１２が配置されている。
なお、図２に示す基板電極部１０のパターンの形状や凸部１３の個数、配置、および太陽電池セル２０の接続電極２０ａの個数、配置は、一例であってこれに限定されるものではない。
【００２４】
基板電極部１０に用いられるアルミニウムの材質としては、なるべく良好な電気導電性を確保するために、例えば、１Ｎ３０材などの高純度アルミニウムを使用することが好ましい。
【００２５】
封止材３０は、バック基材５５の絶縁性接着剤層５２上および絶縁性接着剤層５２上に支持された基板電極部１０で、太陽電池セル２０を封止して絶縁できればよく、適宜の材質から構成することができる。封止材３０に好適な材質としては、熱可塑性樹脂、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・メタアクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）などからなるフィルム材を挙げることができる。
本実施形態の封止材３０は、図１に示すように、上述の熱可塑性樹脂からなるフィルム材で構成される封止材シート３２および透明封止材シート３１によって、太陽電池セル２０を挟み込み、ラミネート加工により両者を一体にすることにより形成されている。
このため、太陽電池モジュール５０において、封止材シート３２と透明封止材シート３１との境界は同材質の場合、明確ではないが、異材質の場合には、色、透過率、あるいは屈折率等が異なることによって、例えば、図１に想像線（二点鎖線）で示すような界面を認める場合もある。
【００２６】
封止材シート３２は、太陽電池セル２０を裏面２０ｃ側から封止するためのフィルム部材であり、後述する接合材複合シート３３の一部を構成する。
封止材シート３２は、太陽電池セル２０の受光面２０ｂよりも基板部５５側の封止材３０の領域を形成するため、光透過性を有さなくてもよい。このため、封止材シート３２の材質としては、光吸収性、光散乱性、光反射性を有する種々のフィルムを採用することが可能である。例えば、適宜色を有する色材を含む色付き（白色を含む）フィルム、例えば、黒色フィルムや白色フィルム等を好適に採用することができる。
封止材シート３２として、このような色付きフィルムを採用することにより、透光性基板４０側から太陽電池セル２０間の隙間を通してバック基材５５の上面を視認できなくなるため、太陽電池モジュール５０の意匠性を向上することができる。
【００２７】
これに対して、透明封止材シート３１は、太陽電池セル２０を受光面２０ｂ側から封止するためのフィルム部材である。透明封止材シート３１は、太陽電池セル２０の受光を妨げないよう、光透過性を有することが必須であり、無色透明であるのが最も好ましい。
本実施形態では、透明封止材シート３１の厚さは、太陽電池モジュール５０における太陽電池セル２０の裏面２０ｃから透光性基板４０までの層厚に略相当する厚さを有する。
【００２８】
本実施形態の導電接合材１２は、導電性粒子を含有する樹脂材料からなる層であり、導電接合剤１２中の導電性粒子により基板電極部１０と各接続電極２０ａとが電気的に接続されている。
導電接合材１２の平面視の形状は、櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂとの間、および各接続電極２０ａとの間で電気的短絡を生じないような形状であれば、特に限定されない。本実施形態では、一例として、基板電極部１１の線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の線幅よりも小さく、かつ太陽電池セル２０の接続電極２０ａよりも小さい直径の円形としている。図１に示すように、凸部１３の直径と導電接合剤１２の直径とは略同一とされている。
これは、導電接合材１２が接続電極２０ａの直径や基板電極部１０の線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の線幅よりも大きな形状を有すると接続されない部分の材料が無駄になるためである。また、導電接合材１２の外形を接続電極２０ａの直径やアルミニウム電極１１の線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の線幅よりも小さくしておけば、接続時に接続電極と導電接合材との間で位置ずれが生じた場合にも、接続電極２０ａや線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４からはみ出て隣り合う他の電極と短絡する可能性を低減することができるためでもある。
【００２９】
ただし、上述の形状や寸法は一例であって、導電接合材１２の平面視形状は、例えば、接続電極２０ａと同形状としてもよいし、接続電極２０ａよりも大きな形状としてもよい。また、各接続電極２０ａで大きさや形状が異なる場合には、接続される接続電極の大きさや形状に対応して適宜大きさや形状を変えてもよい。導電接合材１２の平面視形状と、基板電極部１０の線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の線幅との寸法関係に関しても同様である。
導電接合材１２の接続方向（図１の図示上下方向）に直交する方向の外形の形状、大きさは、接続電極２０ａおよび基板電極部１０の線状部１１ａ１〜１１ａ４、１１ｂ１〜１１ｂ４の形状、大きさと、接続時に発生しうる接続方向に直交する方向の位置ずれの大きさ等を考慮して決定すればよい。
【００３０】
本実施形態では、基板電極部１０、導電接合剤１２、および封止材シート３２が、図３（ａ）、（ｂ）、図４に示すような接合材複合シート３３（太陽電池用接合材組立体）として一体とされた形態で供給され、太陽電池モジュール５０の製造に用いられる。
本実施形態では、接合材複合シート３３は、剥離シート１４が貼り付けられた接合材転写シート３４（太陽電池用接合材組立体）の形態で供給される。以下、接合材転写シート３４の構成について説明する。
【００３１】
接合材転写シート３４は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、剥離シート１４上に、櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂを有する基板電極部１０を複数有する接合材複合シート３３を密着させたシート状部材である。
剥離シート１４は、適宜の大きさに切断されたシートや、長尺テープ状のシートを採用することができる。本実施形態では、太陽電池モジュール５０の平面視の形状よりも大きくなっている。
剥離シート１４の一方の表面１４ａは基板電極部１０に対する離型性を有しており、基板電極部１０と剥離可能に密着されている。
また、剥離シート１４の他方の表面１４ｂは、導電接合材１２に対する離型性を有することにより、導電接合材１２と接触しても、導電接合材１２が基板電極部１０からはがれないようになっている。
【００３２】
剥離シート１４の表面１４ａ上には、１つの太陽電池モジュール５０の平面視の形状と略一致する矩形状の接合材複合シート３３が配置されている。そして、接合材複合シート３３の互いに対向する２頂点の近傍の剥離シート１４上には、剥離シート１４の位置情報を表すための識別マーク１４ｃ、１４ｄが、例えば、印刷、刻印、打ち抜き加工などによって形成されている。識別マーク１４ｃ、１４ｄの形状や位置は、剥離シート１４上の接合材複合シート３３の位置、および接合材複合シート３３における導電接合材１２の位置情報を特定するための座標系が設定できれば特に限定されない。
本実施形態では、一例として、接合材複合シート３３の前記２頂点から一定方向に一定距離だけ離間した位置に、それぞれの位置を特定可能な十字線状の識別マーク１４ｃ、１４ｄが形成されている。このため、識別マーク１４ｃ、１４ｄで決まる直角座標系によって、接合材複合シート３３および各導電接合材１２の配置位置を表すことができる。
なお、識別マーク１４ｃ、１４ｄを印刷により形成する場合、必要に応じて剥離シート１４の表面１４ａ、１４ｂのどちらか一方または両方に形成する。
このような識別マーク１４ｃ、１４ｄによれば、例えば、カメラで撮像した画像にもとづく画像認識や、光学センサによる検知等によって、識別マーク１４ｃ、１４ｄの位置情報を取得することにより、接合材複合シート３３および各導電接合材１２の位置を特定することができる。
【００３３】
このような接合材転写シート３４は、ロール状に巻かれて形成され、必要に応じ引き出して使用されてもよい。表面１４ｂは、導電接合材１２に対する離型性が良好であるため、引き出された剥離シート１４の表面１４ｂに、その下層側の導電接合材１２が貼りつくことはない。
【００３４】
導電接合材１２としては、素子実装に使用される導電性接着剤もしくは導電性接着フィルム等を使用することができる。
導電接合材１２の一例としては、熱硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤に、導電性粒子を含有させた構成を挙げることができる。
導電性粒子としては、例えば、銅粒子、亜鉛粒子、銀粒子、金粒子、ニッケル粒子、もしくは高分子粒子表面にこれらと同様な金属のめっきを施した粒子を挙げることができる。
また、導電接合材１２を低コスト化するためには、安価な亜鉛粒子、ニッケル粒子もしくはその両方を含有することが望ましい。
特に、導電接合材１２が、銀粒子、亜鉛粒子、ニッケル粒子を含有する場合、それぞれの剛性が高いため、例えば、アルミニウムや銅に押圧されると、これらの表面に形成されている酸化被膜が突き破られる。したがって、基板電極部をアルミニウムや銅で形成しておくと、基板電極部の表面に酸化被膜が形成されていても容易に電気接続をとることができる。
【００３５】
導電接合材１２は、加熱されることにより硬化し、密着する相手部材に接着される。図４に示す導電接合材１２の厚さｔ１２は、含有される導電性粒子の径等を考慮し、基板電極部１０と接続電極２０ａとを良好に電気接続できる値に設定される。
導電接合材１２の好ましい厚さとしては、例えば１０μｍ〜５０μｍ程度である。粒子径が小さい導電性粒子を用いれば、導電接合材１２の層厚を１０μｍより薄くすることも可能である。
図４に示すように、基板電極部１０の凸部１３の高さはｔ１３であり、導電接合材１２の厚みは、ｔ１２である。凸部１３と導電接合材１２とを合わせた突出高さがｔ１０、基板電極部１０の厚みを含めた接合材複合シート３３全体の厚みがｔ３３になる。
凸部１３は、アルミニウム箔等の基板電極部の材料における、接続電極２０ａに対応した位置に、プレス加工、打ち出し加工などを施すことで形成できる。凸部１３の高さは封止材シート３２の厚み等に応じて適宜変えることができる。凸部１３の直径は、接続電極２０ａの直径以下とされるのが好ましい。
【００３６】
櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂ等の、基板電極部１０の平面視形状の加工は、エッチングにより不要部分を溶出させることや、パターン断裁により行うことができる。
導電接合材１２の材質や厚さｔ１２は、基板電極部との電気接続性能を損なわない範囲であれば、それぞれ基板電極部１０と接続電極２０ａとの電気接続のしやすさや耐久性等を考慮して、材質、厚さ、導電性粒子の粒子径、表面のラフネスなどが異なる構成を採用してもよい。
例えば、基板電極部１０と接続電極２０ａとの材質が異なる場合や、基板電極部１０と接続電極２０ａとの接続部分の温度条件などが各々の部位で異なる場合などに、それぞれの接続部分の条件に応じて、導電性樹脂層１２の材質、厚さ、導電性粒子の粒子径、表面のラフネスなどを変えることができる。
【００３７】
接合材複合シート３３において、導電接合材１２の上面１２ａは、それぞれ接合材複合シート３３の上面と同じ高さとなっている。このため、接合材複合シート３３の表面には、導電接合材１２の上面１２ａが露出されている。
接合材複合シート３３においては、基板電極部１０が一方向に連続配置されてもよいし、二次元配列されてもよい。
【００３８】
接合材複合シート３３および接合材転写シート３４の製造手順について説明する。
図５は、本発明の太陽電池用接合材組立体の製造工程の一例について説明する工程説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態の太陽電池用接合材組立体の製造工程の他例について説明する工程説明図である。
【００３９】
基板電極部１０に、プレス加工、打ち出し加工等により凸部１３を形成する。凸部１３の形成位置は、接続電極２０ａの配置位置等に応じて設定する。続いて、所定の直径の導電接合材１２を凸部１３の上面部１３ｂに貼りつける。貼り付けに代えて、導電接合材１２を塗料化してスクリーン印刷やディスペンサにより上面部１３ｂに塗布してもよい。
【００４０】
並行して、図５に示すように、封止材シート３２上に、凸部１３および導電接合材１２を配置するための貫通孔３２ａを、例えば打ち抜き加工によって形成する。
貫通孔３２ａの位置は、太陽電池モジュール５０における各接続電極２０ａの配置位置応じて設定しておく。
凸部１３および導電接合材１２を貫通孔３２ａに挿入して封止材シート３２と基板電極部１０とを一体に貼り合わせる。貼り合わせの際には、より強固に接合するために封止材シート３２を軟化温度以上に加熱しながら貼り合わせてもよい。
【００４１】
その後、基板電極部１０を、例えばハーフカットによる打ち抜きやエッチングなどにより図２に示す形状等の所定の形状に加工することにより接合材複合シート３３が完成する。
接合材複合シート３３の製造後に、導電性樹脂層１２ａが露出した封止材シート３２の上面に剥離シート１４を密着させると、接合材転写シート３４が完成する。
【００４２】
接合材複合シート３３は、上記以外の方法でも製造可能である。
まず基板電極部１０に凸部１３を形成し、基板電極部１０の下面に微粘着性の剥離シート１４Ａを貼り付ける。この状態で、基板電極部１０を、例えばハーフカットによる打ち抜きやエッチングなどにより櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂを有する櫛形パターンに加工する。さらに、導電接合材１２を凸部１３の上面部１３ｂ上に上述の方法で形成する。
並行して、封止材シート３２上に貫通孔３２ａを形成し、上述の手順で封止材シート３２と基板電極部１０とを一体に貼り合せる。
このようにしても、接合材転写シート３４を製造することができる。
【００４３】
透光性基板４０は、入射光を太陽電池セル２０の受光面２０ｂに導くとともに、太陽電池モジュール５０において、バックシート５４と反対側の外表面を形成する部材である。本実施形態では、ガラスパネルを封止材３０の表面に接着して透光性基板４０としている。
【００４４】
本実施形態の太陽電池モジュール５０の製造方法について説明する。
まず、接合材複合シート３３あるいは接合材転写シート３４を準備し、これと並行してバック基材５５を準備する。
バック基材５５を形成するには、バックシート５４、基材５１、絶縁性接着剤層５２、をこの順に積層させる。このとき、バックシート５４および基材５１の間にも適宜の接着剤を配してもよい。これら各層を一体に接合させると、バック基材５５が形成される。接合方法としては、ドライラミネートや、押し出しラミネートなど、公知の各種方法を適宜選択してよい。
【００４５】
次に、図７に示すように、バック基材５５、接合材複合シート３３、太陽電池セル２０、透明封止材シート３１、および透光性基板４０をこの順に重ねて配置する。
接合材転写シート３４を用いる場合は、接合材転写シート３４上に太陽電池セル２０を移動し、剥離シート１４上の識別マーク１４ｃ、１４ｄによって接合材転写シート３４に対する太陽電池セル２０の位置合わせを行ってから剥離シート１４を除去し、接合材複合シート３３にバック基材５５を配置する。その後、透明封止材シート３１、透光性基板４０を積層させる。
こうして、バック基材５５、接合材複合シート３３、太陽電池セル２０、透明封止材シート３１、および透光性基板４０が積層された積層体５０が形成される。
このとき、接続電極２０ａと導電接合材１２とは、互いに接触していることが好ましい。
【００４６】
次に、ラミネーターを用いて、真空下で、積層体５０を加熱しつつ積層方向に加圧する真空加圧ラミネートを行う。加熱温度、加圧力の加工条件は、封止材シート３２と透明封止材シート３１とが軟化して変形し、それぞれが隣接する部材の表面と密着して接着可能な温度であって、かつ導電接合材１２および接続電極２０ａと、導電接合材１２と基板電極部１０とが電気的に可能な加熱温度、加圧力とする。
このようなラミネート加工により、基板電極部と接続電極２０ａとの間に挟まれた導電接合材１２が、厚さ方向に加圧されるとともに加熱される。
その結果、導電接合材１２が硬化して、基板電極部１０と接続電極２０ａとが導電接合材１２により接着される。加えて、導電接合材１２内の導電性粒子が、基板電極部１０と接続電極２０ａとに当接して密着する。このとき、基板電極部１０、接続電極２０ａの表面に、酸化被膜が形成されている場合でも、導電性粒子との接触により各表面に発生した応力集中によって、酸化被膜が突き破られることで、電気接続が得られる。
ラミネート加工の加熱により、封止材シート３２と透明封止材シート３１とが軟化して変形し一体化される。また、軟化が進んだ封止材シート３２と透明封止材シート３１とは流動しそれぞれが隣接する部材の表面と密着される。これにより、太陽電池セル２０の外周部が封止され、バック基材５５と透光性基板４０との間に、封止材３０の層が形成される。
加熱および加圧を終了すると、積層体５０の各層間が接着された状態で固化し、図１に示すような太陽電池モジュール５０が完成する。
【００４７】
本実施形態の太陽電池モジュール５０によれば、太陽電池セル２０と基板電極部１０とを電気的に接続する際に、基板電極部１０がアルミ製で表面に酸化膜を有していても、導電性粒子を含有する導電接合材１２を用いることで、酸化膜除去のための表面処理等を行うことなく、良好に電気的接続を行うことができる。その結果、電気的接続の工程を簡素化しつつ、確実に行うことができる。
【００４８】
また、基板電極部１０と太陽電池セル２０とは、基板電極部１０に形成された凸部１３において電気的に接続されているため、凸部の高さを変更することで、基板電極部１０と接続電極２０ａとの距離を自在に変更することができる。
その結果、凸部が設けられる部位においては、基板電極部１０と接続電極２０ａとを十分に接近させることで、導電接合材１２による電気的接続を確実かつ簡便に行い、凸部が設けられない部位においては、基板電極部１０と接続電極２０ａとの距離を十分に確保することで、太陽電池セル２０の封止に必要な厚みの封止材を配置することができる。
【００４９】
さらに、樹脂材料に導電性粒子が含有された導電接合材１２を用いるため、接続電極２０ａと基板電極部１０との接合を、太陽電池モジュール５０を形成するラミネート加工と同時に行うことができる。その結果、接続電極２０ａと基板電極部１０とを電気的に接続する工程を別に設ける場合に比べて、作業効率が向上し、工程数も低減することができる。
【００５０】
また、本実施形態の接合材複合シート３３によれば、バック基材５５および各太陽電池セル２０に位置合わせするのみで、複数の基板電極部１０と接合電極との位置合わせを一括して行うことができる。このため、多数の基板電極部を移動配置する手間を省くことができるため、配置作業が容易となる。識別マークが形成された剥離シート１４を備える接合材転写シート３４を用いることで、この位置合わせはさらに簡便になる。
【００５１】
次に、本発明の太陽電池用接合材組立体および太陽電池モジュールについて、実施例および比較例を示す。
（実施例１）
封止材シート３２として、厚さ３００μｍの白色のＥＶＡフィルムを用い、貫通孔３２ａの直径は３ｍｍとした。
基板電極部１０の材料として、厚さ５０μｍの高純度アルミニウム（純度９９％以上）からなるアルミニウム板を用いた。
このアルミニウム板を、太陽電池セルに形成される同サイズの接続電極に対応する位置に高さ２８０μｍの凸部を持つ金型を用いてプレス加工で形成し、基板電極部１０に直径３ｍｍ弱の凸部１３を形成した。
凸部１３を貫通孔３２ａに挿入して封止材シート３２と基板電極部１０とを貼り合わせ、基板電極部１０をハーフカット打ち抜きにより櫛形パターンに加工した。
導電接合材１２を３ｍｍ径、厚さ２０μｍに加工し、基板電極部１０の上面部１３ｂに転写した。
以上の工程を経て、本実施例の接合材複合シート３３を作製した。
導電接合材１２としては、デクセリアルズ（株）製ＳＰ１００（商品名）を用いた。このＳＰ１００は、エポキシ系の熱硬化型樹脂バインダの中に導電粒子としてニッケル粒子を分散させたものである。
【００５２】
本実施例の太陽電池モジュール５０は、バック基材５５、太陽電池セル２０の接続電極２０ａの配置に合わせた接合材複合シート３３、太陽電池セル２０、透明封止材シート３１、厚さ３ｍｍのガラス板からなる透光性基板４０をこの順に積層し、モジュールラミネータによりモジュールラミネートを行うことにより作製した。
透明封止材シート３１は、厚さ３００μｍの透明なＥＶＡフィルムを用いた。
モジュールラミネートの条件は、真空にて１５０℃で３分間、続いて１５０℃大気圧で１２分間、積層方向に加圧した。
このようにして製造した太陽電池モジュール５０は、基板電極部１０と太陽電池セル２０とが良好に電気接続されており、導通不良などは発生しなかった。
【００５３】
（比較例１）
封止材シート３２として、厚さ２０μｍの白色のＥＶＡフィルムを用い、基板電極部に凸部を形成しない点を除き、実施例と同様の手順で比較例１の太陽電池モジュールを作製した。
比較例１の太陽電池モジュールにおいては、基板電極部と太陽電池セルとの電気的接続は良好に行うことができたが、セル裏面の封止が不十分であった。
【００５４】
（比較例２）
基板電極部に凸部を形成せず、導電接合材を３ｍｍ径、厚さ３００μｍに加工して基板電極部の上面部に転写した点を除き、実施例と同様の手順で比較例２の太陽電池モジュールを作製した。
比較例２の太陽電池モジュールにおいては、セル裏面の封止は十分であったが、基板電極部と太陽電池セルとの電気的接続が不良であった。
【００５５】
以上、本発明の各実施形態および実施例について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組合せを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
【００５６】
例えば、本発明の太陽電池用接合材組立体においては、基板電極部がアルミニウムで形成されなくてもよい。この場合、コスト面での利点は少なくなるものの、導電接合材による簡便な電気的接続と、封止材による太陽電池セルの確実な封止とを両立するという効果については同様に得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  基板電極部
１２  導電接合材
１３  凸部
１４  剥離シート
１４ｃ、１４ｄ  識別マーク
２０  太陽電池セル
２０ａ  接続電極
３０  封止材
３１  透明封止材シート
３２  封止材シート
３３  接合材複合シート（太陽電池用接合材組立体）
３４  接合材転写シート（太陽電池用接合材組立体）
３２ａ  貫通孔
４０  透光性基板
５０  太陽電池モジュール
【図１】
2014187232.tif 000003
【図２】
2014187232.tif 000004
【図３】
2014187232.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014187232.tif 000007
【図６】
2014187232.tif 000008
【図７】
2014187232.tif 000009
【図８】
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