(57)【要約】  取出電極部に接続される取出配線材が封止材から受ける応力を緩和できる太陽電池モジュールが得られる。この太陽電池は、絶縁性を有する基板上に形成された太陽電池と、基板上に形成され、太陽電池によって生成される電荷を取り出す取出電極部と、取出電極部に接続され、電荷を収集する取出配線材と、取出配線材の少なくとも一部を覆う被覆材と、太陽電池、取出電極部、取出配線材および被覆材を覆った状態で封止する封止材とを備える。
2010150675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性を有する基板上に形成された太陽電池と、
前記基板上に形成され、前記太陽電池によって生成される電荷を取り出す取出電極部と、
前記取出電極部に接続され、電荷を収集する取出配線材と、
前記取出配線材の少なくとも一部を覆う被覆材と、
前記太陽電池、前記取出電極部、前記取出配線材および前記被覆材を覆った状態で封止する封止材とを備える、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記被覆材は、粘着性の表面を有する粘着テープを含み、
前記被覆材は、前記取出配線材の表面を覆うように接着されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記被覆材は、前記取出配線材の略全部を覆うように形成されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記被覆材は、前記取出配線材の略全部と、前記取出電極部とを覆うように形成されている、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記取出電極部は、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極層とを含み、
前記取出配線材は、前記第２電極層に接続されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記被覆材の線膨張係数の値は、前記取出配線材の線膨張係数の値と前記封止材の線膨張係数の値との間の値である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記取出配線材は、銅からなり、
前記被覆材は、ポリエチレンテレフタレートからなり、
前記封止材は、エチレンビニルアセテートからなる、請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
絶縁性を有する基板上に、太陽電池と、前記太陽電池によって生成される電荷を取り出す取出電極部とを形成する工程と、
電荷を収集する取出配線材を前記取出電極部に接続する工程と、
前記取出配線材の少なくとも一部を覆う被覆材を形成する工程と、
前記太陽電池、前記取出電極部、前記取出配線材および前記被覆材を覆うように封止する封止材を形成する工程とを順に行うことを特徴とする、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記取出配線材は、前記取出電極部上に配置される第１配線材と、前記太陽電池上に配置される第２配線材とを含み、
前記取出配線材を前記取出電極部に接続する工程は、前記第２配線材を前記第１配線材を介して前記取出電極部に接続する工程を含み、
前記第２配線材を前記第１配線材を介して前記取出電極部に接続する工程に先立って、前記太陽電池上に絶縁部材を配置する工程をさらに備える、請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記第２配線材を前記第１配線材を介して前記取出電極部に接続する工程は、前記第１配線材を前記取出電極部に接続する工程と、前記取出電極部上に接続された前記第１配線材に前記第２配線材を接続する工程とを含み、
前記太陽電池上に絶縁部材を配置する工程は、前記取出電極部上に接続された前記第１配線材に前記第２配線材を接続する工程に先立って行われる、請求項９に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記被覆材を形成する工程は、粘着性の表面を有する粘着テープによって前記取出配線材の表面を覆うように接着する工程を含む、請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記被覆材を形成する工程は、前記取出配線材の略全部を覆うように被覆材を形成する工程を含む、請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記被覆材を形成する工程は、前記取出配線材の略全部と、前記取出電極部とを覆うように前記被覆材を形成する工程を含む、請求項１２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記取出電極部を形成する工程は、前記基板上に形成された第１電極層を形成する工程と、前記第１電極層上に形成された半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に形成された第２電極層を形成する工程とを含み、
前記取出配線材を前記取出電極部に接続する工程は、前記取出配線材を前記第２電極層に接続する工程を含む、請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記被覆材の線膨張係数の値は、前記取出配線材の線膨張係数の値と前記封止材の線膨張係数の値との間の値である、請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１６】
前記取出配線材は、銅からなり、
前記被覆材は、ポリエチレンテレフタレートからなり、
前記封止材は、エチレンビニルアセテートからなる、請求項１５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１７】
基板と、
前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極層とを含む太陽電池からなる発電部と、
前記太陽電池の前記第１電極層に接続された接続部を含む取出電極部と、
前記取出電極部上に形成され、前記発電部により発電された電気を取り出すための取出配線材とを備え、
前記取出電極部は、前記接続部を露出する開口部と、前記開口部の内側面から離間して設けられ、前記開口部を介して前記接続部と前記取出配線材とを接合する導電部とを有している、太陽電池モジュール。
【請求項１８】
前記取出電極部には、前記取出配線材の延びる方向である第１方向に沿って所定の間隔を隔てて複数の前記開口部および複数の前記導電部が設けられており、
前記取出配線材は、複数の前記開口部を介して複数の前記導電部により前記接続部と接合されている、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
前記開口部の前記第１方向と直交する第２方向の幅は、前記取出配線材の前記第２方向の幅よりも大きい、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
前記取出電極部は、前記発電部の端部に位置する前記太陽電池の前記第１電極層と一体的に形成された前記接続部と、前記半導体層と同一の層と、前記第２電極層と同一の層とを含み、
前記開口部は、前記半導体層と同一の層および前記第２電極層と同一の層を所定の箇所で貫通して前記接続部を露出させることによって形成されている、請求項１７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、封止材により太陽電池などが封止された太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、封止材により太陽電池などが封止された太陽電池モジュールが知られている。このような太陽電池モジュールは、たとえば、特開２００７−３５６９５号公報に開示されている。このような太陽電池モジュールは、単一の基板上に形成され、複数の太陽電池によって生成された電荷を外部に取出すための取出電極部を備える。取出電極部上には、取出電極部から電荷を収集する取出配線材が接続される。【０００３】
このような複数の太陽電池、取出電極部および取出配線材は、封止材によって封止されるため、取出配線材は、封止材に直接接触する。一般的に、取出配線材の基材としては銅が用いられ、封止材としては、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＥＶＡの線膨張係数（３．５×１０−４）は銅の線膨張係数（１．７×１０−５）より大きいため、太陽電池モジュールの使用環境下における温度変化に応じて、取出配線材は封止材から応力を受ける。このような応力が取出配線材に繰り返し加わることにより、取出配線材と取出電極部との接続部分にはダメージが蓄積される。その結果、接続部分が破損され、太陽電池モジュールの出力低下を引き起こすおそれがあるという問題点がある。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の一つの目的は、取出電極部に接続される取出配線材が封止材から受ける応力を緩和できる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面による太陽電池モジュールは、絶縁性を有する基板上に形成された太陽電池と、基板上に形成され、太陽電池によって生成される電荷を取り出す取出電極部と、取出電極部に接続され、電荷を収集する取出配線材と、取出配線材の少なくとも一部を覆う被覆材と、太陽電池、取出電極部、取出配線材および被覆材を覆った状態で封止する封止材とを備える。【０００８】
この発明の第２の局面による太陽電池モジュールの製造方法は、絶縁性を有する基板上に、太陽電池と、太陽電池によって生成される電荷を取り出す取出電極部とを形成する工程と、電荷を収集する取出配線材を取出電極部に接続する工程と、取出配線材の少なくとも一部を覆う被覆材を形成する工程と、太陽電池、取出電極部、取出配線材および被覆材を覆うように封止する封止材を形成する工程とを順に行うことを特徴とする。【０００９】
この発明の第３の局面による太陽電池モジュールは、基板と、基板上に形成された第１電極層と、第１電極層上に形成された半導体層と、半導体層上に形成された第２電極層とを含む太陽電池からなる発電部と、太陽電池の第１電極層に接続された接続部を含む取出電極部と、取出電極部上に形成され、発電部により発電された電気を取り出すための取出配線材とを備え、取出電極部は、接続部を露出する開口部と、開口部の内側面から離間して設けられ、開口部を介して接続部と取出配線材とを接合する導電部とを有している。
【発明の効果】
【００１０】
第１の局面による太陽電池モジュールおよび第２の局面による太陽電池モジュールの製造方法によれば、取出電極部に接続される取出配線材が封止材から受ける応力を緩和できる太陽電池モジュールを提供することができる。【００１１】
第３の局面による太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールの信頼性が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの平面図である。
【図２】図１の７００−７００線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図（図１の６００−６００線に沿った断面図）である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図（図１の６００−６００線に沿った断面図）である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図（図１の６００−６００線に沿った断面図）である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図（図１の６００−６００線に沿った断面図）である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図（図１の６００−６００線に沿った断面図）である。
【図８】図１の８００−８００線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による集積型の太陽電池モジュールを裏面側（光入射側と反対側）から見た平面図である。
【図１０】図９の９００−９００線に沿った断面図である。
【図１１】図９の１０００−１０００線に沿った断面図である。
【図１２】図９に示した第２実施形態による太陽電池モジュールの製造プロセスを説明するための断面図（図９の１０００−１０００線に沿った断面図）である。
【図１３】図９に示した第２実施形態による太陽電池モジュールの製造プロセスを説明するための断面図（図９の９００−９００線に沿った断面図）である。
【図１４】本発明の第２実施形態の変形例による太陽電池モジュールを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、同一または類似の部分には、同一また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、各寸法の比率など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、具体的な寸法など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。
【００１４】
［第１実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成について、図１、図２、および図７を参照しながら説明する。なお、図１は、太陽電池モジュール１００の裏面側の平面図である。図２は、図１の７００−７００線における拡大断面図である。図７は、図１の６００−６００線における拡大断面図である。
【００１５】
図１、図２および図７に示すように、太陽電池モジュール１００は、基板１、複数の太陽電池１０、取出電極部２０、取出配線材３０、出力配線材３５、絶縁フィルム３６、被覆材４０、封止材５０および保護材６０を備える。なお、図１および図７では、封止材５０および保護材６０を省略して示している。
【００１６】
基板１は、複数の太陽電池１０および取出電極部２０を形成するための単一基板である。基板１としては、絶縁性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。
【００１７】
複数の太陽電池１０のそれぞれは、基板１上において、第１方向に沿って形成される。複数の太陽電池１０は、第１方向に略直交する第２方向に沿って形成されており、互いに電気的に直列に接続されている。
【００１８】
太陽電池１０は、第１電極層１１、半導体層１２および第２電極層１３を有する。第１電極層１１、半導体層１２および第２電極層１３は、周知のレーザパターニングを施されながら基板１上に順次積層される。
【００１９】
第１電極層１１は、基板１の主面上に積層されており、導電性および透光性を有する。第１電極層１１としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、又は酸化チタン（ＴｉＯ２）などの金属酸化物を用いることができる。なお、これらの金属酸化物には、フッ素（Ｆ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ニオブ（Ｎｂ）などがドープされていてもよい。
【００２０】
半導体層１２は、第１電極層１１側からの入射光により電荷（電子および正孔）を生成する。半導体層１２としては、たとえば、ｐｉｎ接合又はｐｎ接合を基本構造として有するアモルファスシリコン半導体層や微結晶シリコン半導体層の単層体あるいは積層体を用いることができる。
【００２１】
第２電極層１３としては、たとえば、導電性を有するＩＴＯ、銀（Ａｇ）などの単層体あるいは積層体を用いることができる。一の太陽電池１０の第２電極層１３は、一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０の第１電極層１１に接触する。これにより、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０とが電気的に直列に接続される。
【００２２】
取出電極部２０は、複数の太陽電池１０によって生成される電荷を取り出す。取出電極部２０は、太陽電池１０と同様に、第１電極層１１、半導体層１２および第２電極層１３を有する。第１電極層１１、半導体層１２および第２電極層１３は、周知のレーザパターニングを施されながら基板１上に順次積層される。取出電極部２０は、基板１上において、第１方向に沿って延びるように形成される。
【００２３】
取出配線材３０は、取出電極部２０から電荷を取り出す。すなわち、取出配線材３０は、取出電極部２０から電荷を収集する収集電極としての機能を有する。
【００２４】
取出配線材３０は、導電性の基材と基材の外周にメッキされた半田とから構成される。取出配線材３０は、取出電極部２０に沿って（第１方向に沿って）取出電極部２０上に半田接続される。基材としては、たとえば、薄板状、線状あるいは縒り線状に成形された銅などを用いることができる。なお、取出配線材３０は、複数箇所において部分的に取出電極部２０に半田接続されてもよい。取出配線材３０は、後述する被覆材４０によって覆われる。なお、取出配線材３０は、本発明の「第１配線材」の一例である。
【００２５】
出力配線材３５は、取出配線材３０によって収集された電荷を太陽電池モジュール１００の外部に導く。出力配線材３５は、平面的に見て、太陽電池１０上に配置される。出力配線材３５は、取出配線材３０と同様の構成を有しており、出力配線材３５の一端は、取出配線材３０上に半田接続される。なお、出力配線材３５は、本発明の「第２配線材」の一例である。
【００２６】
絶縁フィルム３６は、太陽電池１０と出力配線材３５との間に介挿される。出力配線材３５は、絶縁フィルム３６によって太陽電池１０から電気的に分離される。なお、絶縁フィルム３６は、本発明の「絶縁部材」の一例である。
【００２７】
被覆材４０は、本発明の特徴的部分に係り、取出電極部２０上において取出配線材３０を覆う。被覆材４０は、取出配線材３０の略全部と、取出電極部２０とを覆う。従って、図２に示すように、被覆材４０は後述する封止材５０と直接接触するが、取出配線材３０は封止材５０と直接接触しない。このように、取出配線材３０は、被覆材４０によって封止材５０から隔離される。
【００２８】
ここで、第１実施形態に係る被覆材４０は、絶縁性を有し、溶融温度が高いＰＥＴからなる基材に粘着部を形成した粘着テープである。被覆材４０は、取出配線材３０側の表面において粘着性を有し、取出配線材３０の上面に接着される。
【００２９】
封止材５０は、複数の太陽電池１０、取出電極部２０、取出配線材３０および被覆材４０を、基板１と保護材６０との間に封止する。取出電極部２０および取出配線材３０は、被覆材４０により覆われた状態で封止材５０により封止されているので、取出電極部２０と封止材５０とは被覆材４０により隔離されている。また、封止材５０は、太陽電池モジュール１００に加えられる衝撃を緩衝する。封止材５０としては、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコーン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の樹脂を用いることができる。
【００３０】
また、被覆材４０の線膨張係数の値は、取出配線材３０の線膨張係数の値と封止材５０の線膨張係数の値との間の値である。第１実施形態では、被覆材４０（ＰＥＴ）、取出配線材３０（銅）および封止材５０（ＥＶＡ）の線膨張係数は、それぞれ、６×１０−５、１．７×１０−５および３．５×１０−４である。
【００３１】
保護材６０は、封止材５０上に配置される。保護材６０としては、ＰＥＴ／Ａｌ箔／ＰＥＴからなる積層体の他、フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ等）、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＦ、アクリル等の樹脂の単層体や金属箔を挟んだ構造、およびＳＵＳ、ガルバリウム等の鋼板やガラスを用いることができる。
【００３２】
（太陽電池モジュールの製造方法）
以下に本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成について、図１〜図８を参照しながら説明する。図３〜図７は、図１の６００−６００線に沿った断面における製造工程を説明するための拡大断面図である。図８は、図１の８００−８００線に沿った断面図である。
【００３３】
まず、図３に記載されたように、ＣＶＤ法あるいはスパッタ法などの成膜法を用いて、第１電極層１１、半導体層１２および第２電極層１３を基板１上に順次積層する。この際、周知のレーザパターニング法を用いて、第１電極層１１、半導体層１２および第２電極層１３を順次パターニングすることにより、複数の太陽電池１０および取出電極部２０を形成する。この際、取出電極部２０と、取出電極部２０に隣接する太陽電池１０との間に、第１方向（図１参照）に沿うように溝２１が形成される。
【００３４】
次に、図４に記載されたように、取出配線材３０を取出電極部２０上に配置し、超音波半田付けを行う。
【００３５】
続いて、図５に記載されたように、複数の太陽電池１０上に跨るように絶縁フィルム３６（粘着テープ）を配置し、複数の太陽電池１０上に接着して固定する。なお、絶縁フィルム３６の第２方向の端面３６ａは、取出電極部２０と、取出電極部２０に隣接する太陽電池１０との間の溝２１に位置するように配置する。
【００３６】
次に、図６に記載されたように、出力配線材３５は、絶縁フィルム３６上に配置されるとともに、取出配線材３０上に出力配線材３５の端部が超音波半田付けされる。
【００３７】
次に、図７に記載されたように、被覆材４０（粘着テープ）が、取出配線材３０を覆うように取出電極部２０上に配置され、接着して固定される。このとき、被覆材４０の端部は、取出配線材３０の全面および取出電極部２０の端面を覆うように配置され、取出電極部２０の側面２０ａに接着される。また、被覆材４０の出力配線材３５上に重なる部分については、出力配線材３５上に接着される。そして、隣接する太陽電池１０へ延在する被覆材４０は、太陽電池１０側の取出配線材３０と取出電極部２０との接合面上を覆うように配置され、絶縁フィルム３６上、および、取出電極部２０に隣接する太陽電池１０の第２電極層１３上に接着される。
【００３８】
その後、封止材５０と保護材６０とを順次積層する。この際、封止材５０と保護材６０に形成された切れ込みから出力配線材３５の一端を引き出しておく。
【００３９】
次に、ラミネータ装置を用いて真空熱圧着することにより、太陽電池モジュール１００が完成される。なお、太陽電池モジュール１００には、Ａｌ、ＳＵＳ、又は鉄製の枠体を取付けてもよい。
【００４０】
なお、第１実施形態にかかる製造方法では、取出配線材３０を固定する工程を行った後、絶縁フィルム３６を固定する工程としたが、絶縁フィルム３６を固定する工程を行った後、取出配線材３０を固定する工程を行ってもよい。また、取出電極部２０に取出配線材３０を接続した後に取出配線材３０に出力配線材３５を接続したが、取出配線材３０に出力配線材３５を接続した状態で、取出配線材３０を取出電極部２０に接続してもよい。
【００４１】
（作用および効果）
第１実施形態に係る作用効果を以下の通り説明する。
【００４２】
（１）太陽電池モジュール１００は、取出電極部２０と、取出電極部２０上に接続される取出配線材３０と、取出配線材３０を覆う被覆材４０と、これらを封止する封止材５０とを備える。取出電極部２０と取出配線材３０は、被覆材４０によって封止材５０から隔離される。
【００４３】
このように、取出配線材３０は、封止材５０から隔離されており、封止材５０と直接接触しない。そのため、太陽電池モジュール１００の使用環境下における温度変化に応じて、取出配線材３０が封止材５０から受ける応力を緩和することができる。従って、取出電極部２０と取出配線材３０との接続部分が破損されることを抑制できる。
【００４４】
（２）取出電極部２０と取出配線材３０とは、被覆材４０によって封止材５０から隔離されており、封止材５０と直接接触しない。そのため、半導体層１２上に積層された第２電極層１３に取出配線材３０が接続されている場合に特に発生しやすい半導体層１２と第２電極層１３との剥離を抑制できる。
【００４５】
したがって、取出配線材３０と取出電極部２０との接続部分のみならず、取出電極部２０自体にダメージが蓄積されることを抑制できる。その結果、使用環境下における太陽電池モジュール１００の出力低下をさらに抑制することができる。
【００４６】
（３）絶縁フィルム３６として溶融温度が高いＰＥＴからなる粘着テープを用いたため、絶縁フィルム３６を固定した後、取出配線材３０と出力配線材３５とを半田により固定することができる。つまり、絶縁フィルムを固定するためにＥＶＡ等の熱硬化性樹脂を用いないため、取出配線材３０と出力配線材３５とを半田付けする際の熱でＥＶＡが溶融し、取出配線材３０と出力配線材３５とが接続不良となることを抑制することができる。
【００４７】
（４）出力配線材３５を取出配線材３０に固定した後、出力配線材３５と第２電極層１３との間に絶縁フィルム３６を配置する順番ではなく、第２電極層１３上に絶縁フィルム３６を配置した後、取出配線材３０に出力配線材３５を接続する順番で作成する。そのため、絶縁フィルム３６を配置するときに出力配線材３５と取出配線材３０との接合面に物理的な力が加わることがない。これにより、出力配線材３５と取出配線材３０とが剥離して接続不良が発生することを防止することができる。
【００４８】
（５）第２電極層１３上に絶縁フィルム３６を配置した後、取出配線材３０に出力配線材３５を接続し、取出配線材３０および出力配線材３５と取出配線材３０との接続部分を覆う被覆材４０を固定する。そのため、取出電極部２０に隣接する太陽電池１０へ延在する被覆材４０を、絶縁フィルム３６上、および、隣接する太陽電池１０の第２電極層１３上に接着することができる。
【００４９】
（６）被覆材４０の線膨張係数の値を取出配線材３０の線膨張係数の値と封止材５０の線膨張係数の値との間の値とすることによって、より効果的に被覆材４０により取出配線材３０にかかる応力を軽減することができる。
【００５０】
（７）被覆材４０により取出配線材３０の略全部と取出電極部２０とを覆うことによって、取出配線材３０と封止材５０とを確実に隔離することができる。
【００５１】
（８）太陽電池１０に隣接する方へ延在する被覆材４０は、図８の通り、６００−６００線から、７００−７００線、５００−５００線に至るまでの範囲で、出力配線材３５上、絶縁フィルム３６上、そして太陽電池１０上に配置され、接着される。
【００５２】
図８に示すように、絶縁フィルム３６上に被覆材４０とが接着される面３６ｂを設けることにより、出力配線材３５、絶縁フィルム３６および太陽電池１０により構成される被覆材４０の接着面の段差が大きくなるのを抑制することができ、被覆材４０を、出力配線材３５、絶縁フィルム３６、及び太陽電池１０上にしっかり接着することができる。このため、被覆材４０と、出力配線材３５、絶縁フィルム３６および太陽電池１０との間の接着面において間隙が生じてしまうことを抑制することができる。これにより、図７に示すように、取出電極部２０と、取出配線材３０と、出力配線材３５とで囲まれた空間７０に、封止材５０として用いるＥＶＡが浸入することを防止できるとともに、被覆材４０によってより良く取出電極部２０、取出配線材３０、および出力配線材３５が封止材５０から隔離される。このようにして、取出電極部２０と取出配線材３０との間、および、取出配線材３０と出力配線材３５との間の接続不良を防止することが可能となる。
【００５３】
以上より、使用環境下における太陽電池モジュール１００の出力低下を抑制することができる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第２実施形態による集積型の太陽電池モジュール２００の構成について説明する。この第２実施形態では、取出配線材３０を取出電極部２０の第２電極層１３に接続した上記第１実施形態と異なり、取出電極部２０４に開口部２４４を形成し、取出配線材２０６と第１電極層２３１とを接続する例について説明する。
【００５５】
一般的に、第１電極層と半導体層との界面および半導体層と第２電極層との界面においては密着強度が弱い。また、取出電極部は太陽電池モジュールの端部に配置されているので、取出電極部に外部から水分が浸入し易く、取出電極部の第１電極層、半導体層および第２電極層は劣化し易い。このため、取出電極部の第１電極層と半導体層との界面および半導体層と第２電極層との界面において剥離が生じやすい。
【００５６】
たとえば、特開２００７−２７３９０８号公報に開示された太陽電池モジュールでは、取出電極部と第１電極層とを接続する半田が開口部内を充填するように設けられているので、取出電極部の第１電極層と半導体層との界面および半導体層と第２電極層との界面において剥離が生じた場合には、膜が剥離しようとする力が半田に加わってしまう。その結果、半田が第１電極層から剥離する方向の力が半田に加わってしまうので、半田が第１電極層から剥離してしまうという不都合がある。半田（導電部）が第１電極層から剥離してしまった場合には発電した電気を外部に取り出すことが困難となるので、太陽電池モジュールの信頼性が低下してしまう。
【００５７】
第２実施形態では、上記のような課題を解決することが可能である。以下、詳細に説明する。
【００５８】
（太陽電池モジュールの構成）
第２実施形態による集積型の太陽電池モジュール２００は、図９〜図１１に示すように、光入射側に設けられた基板２０２（図１０および図１１参照）と、基板２０２の表面上に形成され、第２方向に直列に接続された複数の太陽電池２０３と、基板２０２の表面上に形成され、第２方向の両端部に配置された太陽電池２０３に接続された取出電極部２０４と、取出電極部２０４と半田２０５により接続され、太陽電池２０３により発電された電気を外部に取り出すための一対の取出配線材２０６とを備えている。また、太陽電池モジュール２００は、太陽電池２０３の上面を覆うように設けられた絶縁フィルム２０７と、一対の取出配線材２０６にそれぞれ半田２０８を介して接合された一対の出力配線材２０９と、取出配線材２０６などを覆うように設けられた一対の被覆材２１０と、出力配線材２０９に接続された端子ボックス２１１（図１参照）とをさらに備えている。また、太陽電池モジュール２００の裏面側には、ガラスからなるバックシート（図示せず）が接着されている。平面的に見て、各太陽電池２０３は、第２方向と直交する第１方向に長辺を有する矩形状に形成されている。取出電極部２０４は、平面的に見て、第１方向に延びるように形成されている。
【００５９】
基板２０２は、絶縁性表面を有するとともに、透光性を有するガラスからなる。この基板２０２は、約１ｍｍ以上約５ｍｍ以下の厚みを有している。
【００６０】
太陽電池２０３は、基板２０２の表面上に形成された第１電極層２３１と、第１電極層２３１の表面上に形成された半導体層２３２と、半導体層２３２の表面上に形成された第２電極層２３３とを含んでいる。
【００６１】
第１電極層２３１は、約８００ｎｍの厚みを有するとともに、導電性および透光性を有する酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）からなる。互いに隣接する太陽電池２０３の第１電極層２３１は、開溝部２３１ａにより分離されている。
【００６２】
半導体層２３２は、ｐｉｎ型の非晶質（アモルファス）シリコン系半導体からなる。このｐｉｎ型のアモルファスシリコン系半導体からなる半導体層２３２は、約１０ｎｍ以上約２０ｎｍ以下の厚みを有するｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）層と、約２５０ｎｍ以上約３５０ｎｍ以下の厚みを有するｉ型水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層と、約２０ｎｍ以上約３０ｎｍ以下の厚みを有するｎ型水素化アモルファスシリコン層とにより構成されている。また、互いに隣接する太陽電池２０３の半導体層２３２は、開溝部２３２ａにより分離されている。
【００６３】
半導体層２３２の上面上には、第２電極層２３３が形成されている。また、第２電極層２３３は、約２００ｎｍ以上約４００ｎｍ以下の厚みを有するとともに、銀（Ａｇ）を主成分とする金属材料からなる。また、第２電極層２３３は、基板２０２の下面側から入射して第２電極層２３３に到達した光を反射することにより、半導体層２３２に再度入射させる機能を有している。互いに隣接する太陽電池２０３の第２電極層２３３は、開溝部２３２ａに対応する領域に形成された開溝部２３３ａにより分離されている。開溝部２３３ａは、さらに半導体層２３２を分離して、第１電極層２３１の表面にまで達している。なお、半導体層２３２と第２電極層２３３との間（後述する半導体層２４２と第２電極層２４３との間）に、約１００ｎｍの厚みを有するＴＣＯ（たとえば、ＺｎＯまたはＩＴＯ）を形成してもよい。
【００６４】
互いに隣接する２つの太陽電池２０３のうちの一方の太陽電池２０３の第１電極層２３１と他方の太陽電池２０３の第２電極層２３３とが接続されることにより、直列に接続された集積型の複数の太陽電池２０３が構成されている。複数の太陽電池２０３により、本発明の「発電部」が構成されている。
【００６５】
また、取出電極部２０４は、太陽電池モジュール２００の正極となる第２方向の一方端に配置された取出電極部２０４ａと、太陽電池モジュール２００の負極となる第２方向の他方端に配置された取出電極部２０４ｂとからなる。取出電極部２０４（２０４ａおよび２０４ｂ）は、基板２０２の表面上に形成された第１電極層２４１と、第１電極層２４１の表面上に形成された半導体層２４２と、半導体層２４２の表面上に形成された第２電極層２４３とを含んでいる。第１電極層２４１、半導体層２４２および第２電極層２４３のそれぞれの材質、厚みなどの構成は、太陽電池２０３の第１電極層２３１、半導体層２３２および第２電極層２３３と同様である。また、取出電極部２０４の第１電極層２４１は、隣接する太陽電池２０３の第１電極層２３１と一体的に形成されている。なお、第１電極層２４１は、本発明の「接続部」の一例である。
【００６６】
ここで、第２実施形態では、取出電極部２０４（取出電極部２０４ａおよび２０４ｂ）には、第２電極層２４３および半導体層２４２を貫通して第１電極層２４１を露出するように、複数の穴状の開口部２４４が形成されている。複数の開口部２４４は、第１方向に所定の間隔（第２実施形態では、約３０ｍｍ）を隔てて配置されている。それぞれの開口部２４４は、平面的に見て、一辺が約４ｍｍの正方形状に形成されている。
【００６７】
また、第２実施形態では、それぞれの開口部２４４内に、露出した第１電極層２４１と接合された半田２０５が設けられている。すなわち、半田２０５は、第１方向に所定の間隔（第２実施形態では、約３０ｍｍ）を隔ててドット状に複数設けられている。また、半田２０５は、平面的に見て、約２ｍｍの直径を有する円形状に形成されている。すなわち、平面的に見て約２ｍｍの直径を有する半田２０５が、一辺が約４ｍｍの正方形状の開口部２４４内に配置されている。つまり、開口部２４４の第２方向の幅（約４ｍｍ）は、半田２０５の第２方向の幅（約２ｍｍ）よりも大きいとともに、開口部２４４の第１方向の幅（約４ｍｍ）は、半田２０５の第１方向の幅（約２ｍｍ）よりも大きい。また、半田２０５は開口部２４４の略中央部に配置されている。これにより、円形状の半田２０５の外周面は正方形状の開口部２４４の内側面２４４ａの全周から離間するように設けられている。半田２０５は、通常の半田材料（半田２０８の材料）とは異なり、第１電極層２４１（金属酸化物）に接合し易い半田材料（商品名：セラソルザ）からなる。半田２０５は、超音波半田コテを用いて第１電極層２４１に接合されている。なお、半田２０５は、本発明の「導電部」の一例である。
【００６８】
また、複数の開口部２４４を跨ぐように、電気を外部に取り出すための取出配線材２０６が第１方向に延びるように設けられており、複数の開口部２４４にそれぞれ設けられた半田２０５と取出配線材２０６とが接合されている。取出配線材２０６は、Ｃｕからなる芯線２０６ａの表面が半田２０６ｂにより被覆（メッキ）された構造を有し、約１５０μｍの厚みを有する扁平形状に形成されている。取出配線材２０６は、開口部２４４の第２方向の幅よりも小さい第２方向の幅（第２実施形態では、約２ｍｍ）を有している。第２実施形態では、半田２０５は開口部２４４の内側面２４４ａの全周から離間した状態で、第１電極層２４１と取出配線材２０６とを接合するように配置されている。
【００６９】
また、絶縁フィルム２０７は、出力配線材２０９と太陽電池２０３（発電部）との電気的短絡を防止するために発電部の上面の一部（出力配線材２０９に対応する領域）を覆うように設けられている。出力配線材２０９は、約１００μｍの厚みと、約５ｍｍの幅とを有しているとともに、取出配線材２０６と同様に、Ｃｕからなる芯線２０９ａの表面が半田２０９ｂにより被覆（メッキ）された構造を有している。被覆材２１０は、開口部２４４、半田２０５、取出配線材２０６および出力配線材２０９（取出配線材２０６と出力配線材２０９との接合箇所の近傍）などを覆うように設けられている。この被覆材２１０により、ＥＶＡなどの封止材により封止する際に、液状の封止材が第１電極層２４１と取出配線材２０６との接合箇所および取出配線材２０６と出力配線材２０９との接合箇所などに入りこむことを抑制している。
【００７０】
（太陽電池の製造方法）
次に、図９〜図１３を参照して、本発明の第２実施形態による太陽電池モジュール２００の製造プロセスについて説明する。図１０および図１３は、図９の９００−９００線に沿った拡大断面図である。図１１および図１２は、図９の１０００−１０００線に沿った拡大断面図である。
【００７１】
まず、基板２０２上に太陽電池２０３および取出電極部２０４を形成する。
【００７２】
具体的には、まず、絶縁性表面を有する基板２０２の上面上に、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、約８００ｎｍの厚みを有する酸化錫からなる第１電極層２３１および第１電極層２４１を形成する。
【００７３】
次に、第１電極層２３１に、波長約１０６４ｎｍ、発振周波数約２０ｋＨｚ、平均パワー約１４．０ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波を基板２０２側から走査することにより、開溝部２３１ａを形成する。
【００７４】
次に、第１電極層２３１および第１電極層２４１の上面上に、プラズマＣＶＤ法により、約１０ｎｍ以上約２０ｎｍ以下の厚みを有するｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイド層と、約２５０ｎｍ以上約３５０ｎｍ以下の厚みを有するｉ型水素化アモルファスシリコン層と、約２０ｎｍ以上約３０ｎｍ以下の厚みを有するｎ型水素化アモルファスシリコン層とを順次形成することにより、アモルファスシリコン系半導体からなる半導体層２３２および半導体層２４２が形成される。そして、開溝部２３１ａに隣接するように、波長約５３２ｎｍ、発振周波数約１２ｋＨｚ、平均パワー約２３０ｍＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を基板２０２側から走査することにより、開溝部２３２ａを形成する。
【００７５】
その後、半導体層２３２および半導体層２４２の上面上に、スパッタリング法により、約２００ｎｍ以上約４００ｎｍ以下の厚みを有するとともに、銀を主成分とする金属材料からなる第２電極層２３３および２４３が形成される。この際、複数の太陽電池２０３を直列に接続するために、第２電極層２３３は、開溝部２３２ａを介して、隣接する太陽電池２０３の第１電極層２３１と接続される。なお、半導体層２３２および半導体層２４２と、第２電極層２３３および２４３との間に、約１００ｎｍの厚みを有するＴＣＯ（たとえば、ＺｎＯまたはＩＴＯ）を形成してもよい。
【００７６】
次に、開溝部２３２ａに隣接するように、波長約５３２ｎｍ、発振周波数約１２ｋＨｚ、平均パワー約２３０ｍＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を基板２０２側から走査することにより、第２電極層２３３および半導体層２３２（第２電極層２４３および半導体層２４２）を分離する開溝部２３３ａを形成する。これにより、基板２０２上に太陽電池２０３および取出電極部２０４が形成される。
【００７７】
次に、図１２および図１３に示すように、取出電極部２０４に、波長約５３２ｎｍ、発振周波数約１２ｋＨｚ、平均パワー約２３０ｍＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を基板２０２側から走査することにより、複数の開口部２４４を形成する。
【００７８】
その後、超音波半田コテ（図示せず）を用いて、それぞれの開口部２４４内に、開口部２４４により露出された第１電極層２４１と半田２０５とを接合する。この際、半田２０５は開口部２４４の内側面２４４ａから離間するように設けられる。この後、図１０および図１１に示すように、取出配線材２０６を複数の開口部２４４を跨ぐように配置するとともに、取出配線材２０６上から開口部２４４に設けられた半田２０５を半田コテ（図示せず）を用いて加熱することにより、取出配線材２０６と半田２０５とを接合する。
【００７９】
この後、図９に示すように、太陽電池２０３（発電部）の上面上（第２電極層２３３の上面上）を覆うように絶縁フィルム２０７を接着する。そして、一対の出力配線材２０９のそれぞれの端部を半田２０８を挟んで一対の取出配線材２０６の所定の部位に配置する。そして、取出配線材２０６の所定の部位を出力配線材２０９の上面側から半田コテ（図示せず）を用いて加熱することにより、取出配線材２０６の所定の部位と出力配線材２０９の端部とを半田２０８により接合する。その後、取出配線材２０６および出力配線材２０９の上面を覆うように被覆材２１０を接着する。最後に、ＥＶＡからなる封止材により太陽電池２０３、取出電極部２０４、半田２０５、取出配線材２０６、絶縁フィルム２０７、半田２０８、出力配線材２０９の一部および被覆材２１０などを封止するとともに、バックシート（図示せず）を接着する。
【００８０】
このようにして、第２実施形態による太陽電池モジュール２００が形成される。
【００８１】
（作用および効果）
第２実施形態による太陽電池モジュール２００では、以下のような効果を得ることができる。
【００８２】
（９）第１電極層２４１と取出配線材２０６とを接合するための半田２０５を、取出電極部２０４の開口部２４４の内側面２４４ａから離間して設けた。これによって、取出電極部２０４の第１電極層２４１と半導体層２４２との界面または半導体層２４２と第２電極層２４３との界面において剥離が生じた場合にも、その剥離しようとする力が半田２０５に加わらないようにすることができる。これにより、第１電極層２４１と半田２０５との界面において剥離が発生してしまうことを抑制することができるので、太陽電池モジュール２００の信頼性が低下することを抑制することができる。
【００８３】
（１０）取出配線材２０６の延びる方向である第１方向に沿って所定の間隔を隔てて複数の開口部２４４を取出電極部２０４に設け、複数の開口部２４４のそれぞれを介して複数箇所において半田２０５により第１電極層２４１と取出配線材２０６とを接合した。これによって、取出配線材２０６と第１電極層２４１との接合箇所同士（開口部２４４同士）の間の領域には、取出電極部２０４を構成する開口部２４４以外の部分（半導体層２４２および第２電極層２４３）が配置される。これにより、取出配線材２０６と第１電極層２４１との接合箇所同士（開口部２４４同士）の間の領域において、取出電極部２０４を構成する開口部２４４以外の部分（半導体層２４２および第２電極層２４３）によって取出配線材２０６を下方から支持することができる。このように取出配線材２０６を接合箇所以外の領域において下方から支持させることによって、外部から取出配線材２０６を下方に押圧する方向の力が加わった場合にも、その力を下方から受けることができる。このため、その力が接合箇所に集中して加わることを抑制することができる。したがって、接合箇所において取出配線材２０６および半田２０５に加わる力を低減することができるので、第１電極層２４１と半田２０５との界面において剥離が生じてしまうことを抑制することができる。その結果、太陽電池モジュール２００の信頼性が低下することを抑制することができる。
【００８４】
（１１）取出電極部２０４に開口部２４４を設け、開口部２４４を介して半田２０５により第１電極層２４１と取出配線材２０６とを接合することによって、第１電極層２４１を露出させる面積を最小限にすることができる。これにより、第１電極層２４１を露出させる際にレーザを用いて取出電極部２０４に開口部２４４を形成するプロセスに要する時間を短縮することができる。
【００８５】
（１２）取出電極部２０４の開口部２４４の第２方向の幅を取出配線材２０６の第２方向の幅よりも大きくすることによって、取出配線材２０６の第２方向の全幅分を開口部２４４の開口領域内に配置することができる。これにより、開口部２４４の周辺の領域において膜の剥離が生じた場合にも、剥離する膜と取出配線材２０６の両側の縁部分（取出配線材２０６の第２方向の両端部近傍部分）とが接触することを抑制することができる。その結果、膜が剥離しようとする力が取出配線材２０６に加わることを抑制することができる。
【００８６】
（１３）開口部２４４の第２方向の幅を半田２０５の第２方向の幅よりも大きくするとともに、開口部２４４の第１方向の幅を半田２０５の第１方向の幅よりも大きくすることによって、容易に、開口部２４４の内側面２４４ａから離間するように半田２０５を設けることができる。
【００８７】
（１４）第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、取出配線材２０６は、被覆材２１０により封止材から隔離されており、封止材５０と直接接触しない。そのため、太陽電池モジュール２００の使用環境下における温度変化に応じて、取出配線材２０６が封止材から受ける応力を緩和することができる。従って、取出電極部２０４と取出配線材２０６との接続部分が破損されることを抑制できる。その他、上記第１実施形態で述べた（１）〜（８）のような効果を第２実施形態においても得ることができる。
【００８８】
[その他の実施の形態]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８９】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、半導体層の主体をシリコン系半導体材料としたが、これに限定されるものではなく、他の半導体材料を用いることができる。たとえば、カドミウムテルル半導体材料や、ＣＩＳ（銅、インジウム、セレン）又はＣＩＧＳ（銅、インジウム、ガリウム、セレン）系半導体材料などの非シリコン系の半導体材料を用いることができる。
【００９０】
また、上記第１および第２実施形態では、太陽電池モジュールが基板側で受光することとしたが、保護材側で受光してもよい。具体的には、保護材側で受光する場合、第２電極層、封止材および保護材が透光性を有していればよい。
【００９１】
また、被覆材は、取出電極部と取出配線材とを覆えば良く、取出電極部と取出配線材とは、被覆材と直接接触しなくてもよい。被覆材により取出電極部と取出配線材とを覆うことによって、取出電極部と取出配線材とは、被覆材によって封止材から隔離される。
【００９２】
加えて、上記第１および第２実施形態では、被覆材が取出配線材の略全体を覆うこととしたが、被覆材は、取出配線材の少なくとも一部を覆っていれば、本発明の効果を得ることができる。たとえば、取出電極部と取出配線材とが複数の接続部分において接続される場合、被覆材は、取出配線材のうち接続部分以外を覆っていればよい。
【００９３】
また、上記第１および第２実施形態では、絶縁フィルムは、全体が粘着性を有することとしたが、絶縁フィルムの両端部に粘着性を有する、あるいは粘着性がないものとしてもよい。
【００９４】
また、上記第１および第２実施形態では、被覆材は全体が粘着性を有することとしたが、被覆材の両端部に粘着性を有する、あるいは粘着性がないものとしてもよい。なお、上記実施形態では、被覆材として帯状に形成された絶縁性を有するＰＥＴフィルムを用いたが、絶縁性材料に限らず、金属箔などの導電性材料を用いてもよいし、可撓性材料に限らず、セラミックスなどの非可撓性材料を用いてもよい。
【００９５】
また、上記第１および第２実施形態では、複数の太陽電池の両端側に取出電極部を形成したが、取出電極部の位置は複数の太陽電池の両端側に限られない。
【００９６】
また、上記第２実施形態では、本発明の「導電部」の一例としての半田により表面電極とタブ電極６とを接合した例を示したが、本発明はこれに限らず、「導電部」の一例としての導電性樹脂により接合してもよい。
【００９７】
また、上記第２実施形態では、１つの半導体層を有する太陽電池モジュールに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、２つ以上の半導体層（光電変換層）を有する、いわゆるタンデム型の太陽電池モジュールに適用してもよい。タンデム型などのように膜厚が大きくなるほど膜の応力が増大して取出電極部において膜の剥離が生じ易くなるため、本発明（第２実施形態）の「取出電極部において膜が剥離した場合にも、それに連動する導電部の剥離が発生することを抑制することができるので、太陽電池モジュールの信頼性が低下することを抑制することができる」という効果をより享受することができる。
【００９８】
また、上記第２実施形態では、開口部２４４を正方形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、円形状、楕円形状、長方形状など他の形状であってもよい。
【００９９】
また、上記第２実施形態では、穴部からなる開口部２４４を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、図１４に示す変形例による太陽電池モジュール３００のように、切欠部からなる開口部３４４を形成してもよい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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