(57)【要約】【課題】低コストで、信頼性、量産性に優れた裏面電極型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】裏面電極型の太陽電池セル１Ａの第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極の配置方向と交差する方向に交互にかつ平行に配置された第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材を備え、第１導電型セル電極１２と第１導電型配線材１５ａとが交差する領域では両者が導電性材料１６により接続され、第２導電型セル電極１３と第１導電型配線材１５ａとが交差する領域では両者が絶縁性材料１７により絶縁され、第２導電型セル電極と第２導電型配線材とが交差する領域では両者が導電性材料により接続され、第１導電型セル電極と第２導電型配線材とが交差する領域では両者が絶縁性材料により絶縁されている。【選択図】図３
2018006606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型セル電極及び第２導電型セル電極が交互にかつ平行して配置された複数の裏面電極型太陽電池セルと、
前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極を電気的に接続する配線材と、
複数の前記裏面電極型太陽電池セルのうちの１つの前記裏面電極型太陽電池セルとこれに隣接する前記裏面電極型太陽電池セルとを電気的に接続する接続部材と、を備え、
前記配線材は、前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極の配置方向と交差する方向に沿って配置された第１導電型配線材及び第２導電型配線材からなり、
前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが導電性材料により接続され、
前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、
前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが導電性材料により接続され、
前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、
前記接続部材は、前記裏面電極型太陽電池セルの第１導電型配線材と、隣接する前記裏面電極型太陽電池セルの第２導電型配線材とを電気的に接続することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
第１導電型セル電極及び第２導電型セル電極がそれぞれバスバー電極とフィンガー電極とからなり、前記第１導電型セル電極の前記バスバー電極及び前記第２導電型セル電極の前記バスバー電極同士が交互にかつ平行して配置された裏面電極型太陽電池セルと、
前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極を電気的に接続する配線材と、
複数の前記裏面電極型太陽電池セルのうちの１つの前記裏面電極型太陽電池セルとこれに隣接する前記裏面電極型太陽電池セルとを電気的に接続する接続部材と、を備え、
前記配線材は、前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極の配置方向と交差する方向に沿って配置された第１導電型配線材及び第２導電型配線材からなり、
前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが導電性材料により接続され、
前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、
前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが導電性材料により接続され、
前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、
前記接続部材は、前記裏面電極型太陽電池セルの第１導電型配線材と、隣接する前記裏面電極型太陽電池セルの第２導電型配線材とを電気的に接続され、
前記第１導電型配線材と前記第２導電型配線材との長さが略同一であることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記導電性材料は、半田を含む樹脂もしくはＡｇペーストからなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記絶縁性材料は、Ｂステージ樹脂であることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
一方の太陽電池セルの前記第１導電型配線材の端部と、隣接して直列接続される他方の太陽電池セルの前記第２導電型配線材の端部とが前記接続部材によって接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
前記接続部材は、隣接する前記太陽電池セルの対向する端部に跨がって、前記第１導電型配線材及び前記第２導電型配線材と直交する方向に配置された長尺状の部材であり、前記一方の太陽電池セルの前記端部では、前記第１導電型配線材と前記接続部材とが接続される一方、前記第２導電型配線材と前記接続部材とが絶縁され、前記他方の太陽電池セルの前記端部では、前記第２導電型配線材と前記接続部材とが接続される一方、前記第１導電型配線材と前記接続部材とが絶縁されていることを特徴とす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、裏面電極型の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールに係り、より詳細には、太陽電池セルの電流の取り出し及び太陽電池セル同士の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池モジュールは、裏面電極型太陽電池セル１００と、配線基板（配線シート）２００と、を備えて構成されている。
【０００３】
図２０は、従来の裏面電極型太陽電池セルの裏面の一例を模式的に示した平面図である。
【０００４】
裏面電極型太陽電池セル（以下、単に太陽電池セルともいう。）１００は、シリコン基板１０１の裏面にｎ型電極１０６とｐ型電極１０７とが形成されており、ｎ型電極１０６及びｐ型電極１０７はそれぞれシリコン基板１０１の裏面の同一方向（図２０では紙面の左右方向）に伸びる帯状に形成されている。そして、帯状のｎ型電極１０６と帯状のｐ型電極１０７とは１本ずつ交互に図２０では紙面の上下方向に配置されている。図２０は略図であり、ｎ型電極１０６及びｐ型電極１０７は各１０本ずつ、計２０本図示しているが、この本数に限られるものではない。実際には約２００本の電極がシリコン基板１０１の裏面に配置されることになる。
【０００５】
図２１は、従来の配線シート２００の一例を模式的に示した平面図である。
【０００６】
配線シート２００は、絶縁性シート１１１の表面上にｎ型用配線１０９とｐ型用配線１１０とが形成され、隣接する櫛形のｎ型用配線１０９とｐ型用配線１１０とは、電気的に接続されている。配線の材料としては、銅を使用したが、これに限定されるものではない。
【０００７】
また、絶縁性シート１１１の長手方向の一方の端部に設置されたｐ型用配線１１０には集電用のセルストリング端部ｐ電極エリア１１４が電気的に接続されており、他方の端部に設置されたｎ型用配線１０９には集電用のセルストリング端部ｎ電極エリア１１５が電気的に接続されている。
【０００８】
なお、ｎ型用配線１０９及びｐ型用配線１１０も、各１０本ずつ、計２０本図示しているが、実際には約２００本のｎ型用配線１０９及びｐ型用配線１１０が絶縁性シート１１１の表面に形成されることになる。
【０００９】
裏面電極型太陽電池セルのｎ型電極と配線シートのｎ型用配線とが接続されるとともに、ｐ型用電極とｐ型用配線とが接続されることで、裏面電極型太陽電池セルが直列に接続される。
【００１０】
上記した配線シート２００を用いた裏面電極型太陽電池セル１００の電流取り出し、接続構造は、裏面電極型太陽電池セル１００の微細な電極パターンから電流を取り出し、隣接する裏面電極型太陽電池セル同士を接続する方法として、信頼性、量産性に優れている。
【００１１】
しかし、電極の幅及び電極間の距離が小さいため、配線シートと裏面電極型太陽電池セルとの位置合わせ、配線シートの配線幅及び配線間距離に高い精度が要求され、製造装置の高コスト化につながるという問題があった。
【００１２】
このような問題を解決するために、裏面電極型太陽電池セルをインターコネクタを用いて接続する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
図２２に示すように、特許文献１には、裏面接合型太陽電池（本明細書における裏面電極型太陽電池セル）のフィンガー電極（本明細書におけるセル電極）の配置方向と交差する方向に沿ってインターコネクタ（本明細書における配線材）が配置された太陽電池ストリングが開示されている。開示された太陽電池ストリングにおいては、１つの裏面接合型太陽電池のフィンガーｐ電極１２１、フィンガーｎ電極１２２それぞれに電気的に接続された第１のインターコネクタ１３１、第２のインターコネクタ１３２の他端が、隣接する裏面接合型太陽電池のフィンガーｎ電極１２２、フィンガーｐ電極１２１にそれぞれ電気的に接続されている。さらに、短絡を防ぐために、ｐ型領域１１１上にフィンガーｐ電極１２１との電気的な接続を妨げる第１非接続領域１４１が形成されているとともに、ｎ型領域１１２上にフィンガーｎ電極１２２との電気的な接続を妨げる第２非接続領域１４２が形成された構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】ＷＯ２００９―０２５１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示された太陽電池ストリングは、電極配置を１８０度回転した際に対称となるように設計した裏面接合型太陽電池を、交互に１８０度回転させて配置しインターコネクタで接続する必要があった。裏面接合型太陽電池は薄く破損しやすいため、交互に１８０度回転させて配置する装置は、高価になるといった問題があった。さらに、裏面接合型太陽電池セルの向きを間違えていないことを確認するための検査装置も必要になるといった問題があった。
【００１６】
本発明はかかる実情に鑑みて創案されたもので、その目的は、低コストで、信頼性、量産性に優れた裏面電極型太陽電池セル及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の太陽電池モジュールは、第１導電型セル電極及び第２導電型セル電極が交互にかつ平行して配置された複数の裏面電極型太陽電池セルと、前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極を電気的に接続する配線材と、複数の前記裏面電極型太陽電池セルのうちの１つの前記裏面電極型太陽電池セルとこれに隣接する前記裏面電極型太陽電池セルとを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記配線材は、前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極の配置方向と交差する方向に沿って配置された第１導電型配線材及び第２導電型配線材からなり、前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが導電性材料により接続され、前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが導電性材料により接続され、前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、前記接続部材は、前記裏面電極型太陽電池セルの第１導電型配線材と、隣接する前記裏面電極型太陽電池セルの第２導電型配線材とを電気的に接続することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の太陽電池モジュールは、第１導電型セル電極及び第２導電型セル電極がそれぞれバスバー電極とフィンガー電極とからなり、前記第１導電型セル電極の前記バスバー電極及び前記第２導電型セル電極の前記バスバー電極同士が交互にかつ平行して配置された裏面電極型太陽電池セルと、前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極を電気的に接続する配線材と、複数の前記裏面電極型太陽電池セルのうちの１つの前記裏面電極型太陽電池セルとこれに隣接する前記裏面電極型太陽電池セルとを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記配線材は、前記第１導電型セル電極及び前記第２導電型セル電極の配置方向と交差する方向に沿って配置された第１導電型配線材及び第２導電型配線材からなり、前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが導電性材料により接続され、前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第１導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第２導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが導電性材料により接続され、前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが交差する領域では前記第１導電型セル電極と前記第２導電型配線材とが絶縁性材料により絶縁され、前記接続部材は、前記裏面電極型太陽電池セルの第１導電型配線材と、隣接する前記裏面電極型太陽電池セルの第２導電型配線材とを電気的に接続し、前記第１導電型配線材と前記第２導電型配線材との長さが略同一であることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、前記導電性材料は、半田を含む樹脂もしくはＡｇペーストからなる構成としてもよい。
【００２０】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、前記絶縁性材料は、Ｂステージ樹脂を用いる構成としてもよい。
【００２１】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、一方の太陽電池セルの前記第１導電型配線材の端部と、隣接して直列接続される他方の太陽電池セルの前記第２導電型配線材の端部とが前記接続部材によって接続された構成としてもよい。
【００２２】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、前記接続部材は、隣接する前記太陽電池セルの対向する端部に跨がって、前記第１導電型配線材及び前記第２導電型配線材と直交する方向に配置された長尺状の部材であり、前記一方の太陽電池セルの前記端部では、前記第１導電型配線材と前記接続部材とが接続される一方、前記第２導電型配線材と前記接続部材とが絶縁され、前記他方の太陽電池セルの前記端部では、前記第２導電型配線材と前記接続部材とが接続される一方、前記第１導電型配線材と前記接続部材とが絶縁された構成としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、低コストで、信頼性、量産性に優れた裏面電極型太陽電池セル及び太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１に係る太陽電池セルの裏面側の電極構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す太陽電池セルの裏面側に配線材を配置した構成を示す平面図である。
【図３】図２の拡大部分のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２の拡大部分のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】隣接配置された実施形態１に係る太陽電池セル同士を接続部材で接続した状態を裏面側から示す平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿った一部断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ線に沿った一部断面図である。
【図８Ａ】太陽電池セルを複数枚１列に直列接続した太陽電池ストリングの平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す太陽電池ストリングを６列に隣接配置した太陽電池セル組品の平面図である。
【図９】隣接配置された実施形態１に係る太陽電池セル同士を接続部材で接続した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る太陽電池セルの裏面側の電極構造を示す平面図である。
【図１１】図１０に示す太陽電池セルの裏面側に配線材を配置した構成を示す平面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線に沿った一部断面図である。
【図１３】隣接配置された実施形態３に係る太陽電池セル同士を接続部材で接続した状態を裏面側から示す平面図である。
【図１４】図１３のＦ−Ｆ線に沿った一部断面図である。
【図１５】図１３のＧ−Ｇ線に沿った一部断面図である。
【図１６】隣接配置された実施形態３に係る太陽電池セル同士を接続部材で接続した状態を示す断面図である。
【図１７】１枚の太陽電池セルの裏面側に形成される第１導電型配線材及び第２導電型配線材の本数と、線幅と、厚みとの組み合わせを種々変更したときの出力損失比の結果をまとめたグラフである。
【図１８】１枚の太陽電池セルの裏面側に形成される第１導電型配線材及び第２導電型配線材の本数と、線幅との組み合わせを種々変更したときの材料コスト比の結果をまとめたグラフである。
【図１９】材料コスト比と出力損失比との対比を、配線材の厚み７０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍに分けてプロットしたグラフである。
【図２０】従来の裏面電極型太陽電池セルの裏面の一例を模式的に示した平面図である。
【図２１】従来の配線シートの一例を模式的に示した平面図である。
【図２２】従来の配線シートの他の一例を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る太陽電池セル１Ａの裏面側の電極構造を示す平面図である。
【００２７】
実施形態１に係る太陽電池セル１Ａは、シリコン基板１１の裏面側に第１導電型（例えばｎ型）セル電極１２と第２導電型（例えばｐ型）セル電極１３とが形成されており、第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３はそれぞれシリコン基板１１の裏面の同一方向（図１では紙面の上下方向）に伸びる直線状（細い帯状）に形成されている。そして、第１導電型セル電極１２と第２導電型セル電極１３とは、１本ずつ交互にかつ平行して、図１では紙面の左右方向に所定の間隔を存して配置されている。第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３は細線化されており、実際にはあわせて約２００本の第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３がシリコン基板１１の裏面に配置されている。
【００２８】
図２は、図１に示す太陽電池セル１Ａの裏面側に、第１導電型セル電極１２同士、及び第２導電型セル電極１３同士をそれぞれ電気的に接続する配線材を配置した構成を示す平面図、図３は図２の拡大部分のＡ−Ａ線断面図、図４は図２の拡大部分のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図２中の拡大図では、便宜上、第１導電型セル電極１２を実線で示し、第２導電型セル電極１３を破線で示すことで、両電極が区別し易すいように図示している。
【００２９】
配線材１５は、第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３の配置方向と交差（この例では直交）する方向に沿って所定の間隔を存して交互にかつ平行に配置された直線状（細い帯び状）の第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂからなる。
【００３０】
図２においては、配線材１５は紙面の左右方向に延びており、第１導電型配線材１５ａは黒塗りの太線で示し、第２導電型配線材１５ｂは白抜きの太線で示している。
【００３１】
第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂは、その長さが略同一の長さであり、実施形態１では各１０本、合計２０本が所定の間隔を存して交互に配置されている。ここで、第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂは、銅箔等で形成されている。
【００３２】
図３のＡ−Ａ線断面図に示すように、太陽電池セル１Ａの裏面側に形成された第１導電型セル電極１２と第１導電型配線材１５ａとが交差する（重なる）領域では、第１導電型セル電極１２と第１導電型配線材１５ａとが導電性材料１６により接続されている。さらに、第２導電型セル電極１３と第１導電型配線材１５ａとが交差する（重なる）領域では、第２導電型セル電極１３と第１導電型配線材１５ａとが絶縁性材料１７により絶縁されている。
【００３３】
具体的に説明すると、第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３が形成された太陽電池セル１Ａの裏面上に絶縁性材料１７の層が形成され、絶縁性材料１７の各第１導電型セル電極１２と対向する領域にそれぞれ開口部１７ａが形成され、これら開口部１７ａに導電性材料１６が充填された状態で、これら開口部１７ａに対向する絶縁性材料１７上に第１導電型配線材１５ａが配置された構造となっている。
【００３４】
また、図４のＢ−Ｂ線断面図に示すように、太陽電池セル１Ａの裏面側に形成された第２導電型セル電極１３と第２導電型配線材１５ｂとが交差する（重なる）領域では、第２導電型セル電極１３と第２導電型配線材１５ｂとが導電性材料１６により接続されている。さらに、第１導電型セル電極１２と第２導電型配線材１５ｂとが交差する（重なる）領域では、第１導電型セル電極１２と第２導電型配線材１５ｂとが絶縁性材料１７により絶縁されている。
【００３５】
具体的に説明すると、第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３が形成された太陽電池セル１Ａの裏面上に絶縁性材料１７の層が形成され、絶縁性材料１７の各第２導電型セル電極１３と対向する領域にそれぞれ開口部１７ａが形成され、これら開口部１７ａに導電性材料１６が充填された状態で、これら開口部１７ａに対向する絶縁性材料１７上に第２導電型配線材１５ｂが配置された構造となっている。
【００３６】
このような構造の太陽電池セル１Ａは、次のように製造することができる。
【００３７】
第１導電型セル電極１２及び第２導電型セル電極１３が形成された太陽電池セル１Ａの裏面上に絶縁性材料１７を例えばスクリーン印刷にて約２０μｍの厚みに形成する。このとき、絶縁性材料１７は、第１導電型配線材１５ａが配置される領域では、第２導電型セル電極１３を含む周辺部を覆い、第１導電型セル電極１２の上面は覆わない（すなわち、開口部１７ａを形成する）ように形成し、第２導電型配線材１５ｂが配置される領域では、第１導電型セル電極１２を含む周辺部を覆い、第２導電型セル電極１３の上面は覆わない（すなわち、開口部１７ａを形成する）ように形成する。そして、オーブンにて例えば１２０℃で加熱硬化する。
【００３８】
次に、第１導電型セル電極１２上の開口部１７ａに導電性材料１６の半田を含む樹脂をスクリーン印刷にて約２０μｍの厚みに形成し、その上に第１導電型配線材１５ａを載置する。同様に、第２導電型セル電極１３上の開口部１７ａに導電性材料１６の半田を含む樹脂をスクリーン印刷にて約２０μｍの厚みに形成し、その上に第２導電型配線材１５ｂを載置する。そして、最後に、熱圧着等により接着固定することで、上記構造の太陽電池セル１Ａが製造される。開口部１７ａを形成し、開口部１７ａに導電性材料１６の半田を含む樹脂を充填する方法を用いたことにより、微細なパターン設計が可能となった。太陽電池セル１Ａの裏面上に導電性材料１６の半田を含む樹脂を直接形成すると、導電性材料１６が流れ印刷パターン精度が低くなることがあるためである。
【００３９】
上記製造方法では、導電性材料１６として半田を含む樹脂を用いているが、Ａｇペーストを用いても良い。また、絶縁性材料１７としてＢステージ樹脂を用いている。Ｂステージ樹脂とは、液体状態の未硬化の絶縁性材料を加熱したときに、粘度が上昇して硬化状態（第１の硬化状態）となった後に室温へ戻し、再加熱した場合に粘度が低下して軟化し、その後に再度粘度が上昇して硬化状態（第２の硬化状態）となる樹脂のことである。
【００４０】
上記構造によれば、第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂとして、従来周知のインターコネクタを用いることができる。
【００４１】
第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂの本数、線幅、厚み等を最適化することで、信頼性及び量産性を維持しつつ、低コスト化を図った太陽電池セル１Ａを作製することができる。
【００４２】
図５は、隣接配置された実施形態１に係る太陽電池セル１Ａ同士を接続部材で接続した状態を裏面側から示す平面図、図６は図５のＣ−Ｃ線に沿った一部断面図、図７は図５のＤ−Ｄ線に沿った一部断面図である。なお、図５では、第１導電型配線材１５ａを黒塗りの太線で示し、第２導電型配線材１５ｂを白抜きの太線内に斜線を付して示している。また、以下の説明において、複数の太陽電池セル１Ａを区別する必要がある場合には、符号１Ａの後に小文字の英文字を添えて区別するものとする。
【００４３】
すなわち、隣接する一方の太陽電池セル１Ａａの第１導電型配線材１５ａの端部と他方の太陽電池セル１Ａｂの第１導電型配線材１５ａの端部、及び、一方の太陽電池セル１Ａａの第２導電型配線材１５ｂの端部と他方の太陽電池セル１Ａｂの第２導電型配線材１５ｂの端部とをそれぞれ互いに突き合わせるようにして対向配置する。そして、一方の太陽電池セル１Ａａの第１導電型配線材１５ａの端部と、隣接して直列接続される他方の太陽電池セル１Ａｂの第２導電型配線材１５ｂの端部とが、接続部材２１によって接続されている。接続部材２１は導電性である金属箔（例えば銅箔）からなり、裏面側は絶縁性接着材料２２で覆われ、太陽電池セル１Ａａ，１Ａｂとの接続部分のみに貫通孔がある構造となっている。
【００４４】
接続部材２１は、隣接する太陽電池セル１Ａａ，１Ａｂの対向する端部に跨がって、第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂと直交する方向の全長に渡って配置された帯状の長尺部材である。一方の太陽電池セル１Ａａの端部では、第１導電型配線材１５ａと接続部材２１とが導通（接続）する一方、第２導電型配線材１５ｂと接続部材２１とが絶縁され、他方の太陽電池セル１Ａｂの端部では、第２導電型配線材１５ｂと接続部材２１とが導通（接続）する一方、第１導電型配線材１５ａと接続部材２１とが絶縁されている。
【００４５】
具体的に説明すると、一方の太陽電池セル１Ａａと他方の太陽電池セル１Ａｂとを図５に示す状態に配置し、これら太陽電池セル１Ａａ，１Ａｂの両端部に跨がるようにして、絶縁性材料（絶縁性接着剤）２２の層が長尺状（帯状）に形成され、この絶縁性材料２２の上に導電性金属箔である接続部材２１が重ねて配置されて、接着固定されている。
【００４６】
そして、図６のＣ−Ｃ線断面図に示すように、接続部材２１及び絶縁性材料２２の各第１導電型配線材１５ａと対向する領域にそれぞれ開口部２１ａ，２２ａが形成され、これら開口部２１ａ，２２ａに半田等の接着材料からなる導電性材料２３が充填され、最後に、全体が熱圧着等によって接着固定されている。これにより、一方の太陽電池セル１Ａａの端部において、接続部材２１と第１導電型配線材１５ａとが交差する（重なる）領域では、開口部２１ａ，２２ａを介して、接続部材２１と第１導電型配線材１５ａとが導電性材料２３により電気的に接続され、接続部材２１と第２導電型配線材１５ｂとが交差する（重なる）領域では、接続部材２１と第２導電型配線材１５ｂとが絶縁性材料２２により絶縁された構成となっている。
【００４７】
一方、図７のＤ−Ｄ線断面図に示すように、接続部材２１及び絶縁性材料２２の各第２導電型配線材１５ｂと対向する領域にそれぞれ開口部２１ａ，２２ａが形成され、これら開口部２１ａ，２２ａに接着材料からなる導電性材料２３が充填され、最後に、全体が熱圧着等によって接着固定されている。これにより、他方の太陽電池セル１Ａｂの端部において、接続部材２１と第２導電型配線材１５ｂとが交差する（重なる）領域では、開口部２１ａ，２２ａを介して接続部材２１と第２導電型配線材１５ｂとが導電性材料２３により電気的に接続され、接続部材２１と第１導電型配線材１５ａとが交差する（重なる）領域では、接続部材２１と第１導電型配線材１５ａとが絶縁性材料２２により絶縁された構成となっている。
【００４８】
隣接する太陽電池セル１Ａ同士を直列に電気的に接続するためには、一方の太陽電池セル１Ａの第１導電型セル電極１２と隣接する他方の太陽電池セル１Ａの第２導電型セル電極１３とを接続する必要がある。この場合、実施形態１では、接続部材２１を用いることにより、同じ電極配置パターンの太陽電池セル１Ａを同じ向きで隣接して配置することが可能となる。すなわち、隣接配置に際し、太陽電池セル１Ａの向きを回転させて配置する装置が不要であるので、製造コストが低減され、太陽電池モジュールの低コスト化が可能となる。
【００４９】
実施形態１では、図８Ａに示すように、上記構成の接続部材２１を用いて太陽電池セル１Ａを複数枚（この例では５枚）１列に直列接続し、直列接続した太陽電池セル１Ａの両端部に、貫通孔が端部にない接続部材７８を接続して太陽電池ストリング９０を形成する。そして、この太陽電池ストリング９０を横方向に複数例（この例では６列）並べ、別のバスバー８０によって隣接する接続部材７８，７８同士を順次半田接続（直列接続等）することにより、例えば図８Ｂに示すように、６列５行に隣接配置された３０枚の太陽電池セル１Ａの組品９１が作製される。
【００５０】
この後、図示は省略しているが、この太陽電池セル１Ａの組品９１の上に、表面側ＥＶＡシートを積層し、その上にガラス基板を載置した後、上下を反転する。その上に裏面側ＥＶＡシート、バックシートを順次積層し、最後に、全体を熱圧着等によるラミネート加工を行うことによって、実施形態１に係る太陽電池セル１Ａを用いた太陽電池モジュールが作製される。
【００５１】
（第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂの本数、線幅、厚み等の検証）
ここで、本発明者らは、本発明の特徴である第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂの本数、線幅、厚さ等についての最適化シミュレーションを行った。そのシミュレーション結果の一例を、図１７乃至図１９に示す。
【００５２】
図１７は、１枚の太陽電池セルの裏面側に形成される第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂの本数と、線幅と、厚みとの組み合わせを種々変更したときの出力損失比の結果をまとめたものであり、図中、Ｘ軸方向が配線材の本数（１５〜３７本）、Ｙ軸方向が配線材の線幅（１ｍｍ〜５ｍｍ）、Ｚ軸方向がこれら本数と線幅との組み合わせを種々変更したときの出力損失比（％）を示す棒グラフとなっている。出力損失比は、従来の配線シートを用いて太陽電池セルから配線材を取り出した場合の出力損失を基準（１００％）として図示している。なお、図１７は、配線材の厚みが７０μｍで一定の場合を例示している。
【００５３】
図から明らかなように、本数が増えると出力損失比は減少し、線幅が広くなると出力損失比は減少する。そして、例えば線幅が５ｍｍの場合には、全ての本数において出力損失比が従来（１００％）より下回っており、線幅が４ｍｍの場合には、１７本以上であれば出力損失比が従来（１００％）より下回っている。また、例えば線幅が２ｍｍの場合でも、本数を２９本以上とすることで出力損失比が従来（１００％）より下回っていることがわかる。
【００５４】
また、図１８は、１枚の太陽電池セルの裏面側に形成される第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂの本数と、線幅との組み合わせを種々変更したときの材料コスト比の結果をまとめたものであり、図中、Ｘ軸方向が配線材の本数（１５〜３７本）、Ｙ軸方向が配線材の線幅（１ｍｍ〜５ｍｍ）、Ｚ軸方向がこれら本数と線幅との組み合わせを種々変更したときの材料コスト比（％）を示す棒グラフとなっている。材料コスト比は、従来の配線シートを用いて太陽電池セルから配線材を取り出した場合の材料コストを基準（１００％）として図示している。なお、図１８は、配線材の厚みが７０μｍで一定の場合を例示している。
【００５５】
図から明らかなように、本数が増えると材料コストは増大し、線幅が広くなると材料コストは増大する。そして、例えば線幅が１ｍｍや２ｍｍの場合には、全ての本数において材料コスト比が従来（１００％）より下回っており、線幅が４ｍｍの場合でも、１７本程度であれば材料コスト比が従来（１００％）より下回っていることがわかる。
【００５６】
図１９は、図１７及び図１８に示したシミュレーションと同じシミュレーションを配線材の他の厚み（１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ）についても行い、その結果を、配線材の本数と線幅とに関係無く、材料コスト比と出力損失比との対比として、配線材の厚み７０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍに分けてプロットしたグラフであり、縦軸が材料コスト比、横軸が出力損失比となっている。
【００５７】
図１９のグラフから、配線材の厚みに関係なく、配線材の本数、線幅、厚みの最適な組み合わせ条件を選んだ場合には、ほぼ同等の値が得られる（ほぼ同等の変化曲線となる）ことがわかる。そして、このグラフから、例えば出力損失比として従来の配線シートと同じ１００％を許容すれば、材料コスト比を従来の約８０％程度に抑えることができることがわかる（推察される）。すなわち、材料コストを低減することができる。
【００５８】
また、例えば材料コスト比として従来の配線シートと同じ１００％を許容すれば、出力損失比を従来の約７０％程度に抑えることができることがわかる（推察される）。すなわち、この場合には変換効率を向上させることができる。
【００５９】
＜実施形態２＞
図９は、隣接配置された太陽電池セル１Ａ同士を接続部材で接続した状態を示す断面図であり、図５のＣ−Ｃ線に対応した一部断面図を例示している。実施形態２では、隣接配置された太陽電池セル１Ａ同士を接続する接続部材の接続構造が実施形態１とは異なっている。
【００６０】
実施形態１では、接続部材２１と第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂとの絶縁を、１層の絶縁性材料２２のみによって行っている。これに対し、実施形態２では、絶縁性材料２２を第１絶縁性材料２２ｂと第２絶縁性材料２２ｃの２層構造とし、かつ、この層間に絶縁性フィルム２２ｄを介挿させた３層構造としている。これにより、接続部材２１と第１導電型配線材１５ａ及び第２導電型配線材１５ｂとの絶縁が確実に確保され、より信頼性の高い接続構造とすることができる。
【００６１】
＜実施形態３＞
図１０は、本発明の実施形態３に係る太陽電池セル１Ｂの裏面側の電極構造を示す平面図である。
【００６２】
実施形態３に係る太陽電池セル１Ｂは、シリコン基板３１の裏面側に、バスバー電極とフィンガー電極とからなる第１導電型（例えばｎ型）セル電極３２及び第２導電型（例えばｐ型）セル電極３３が形成されている。
【００６３】
具体的に説明すると、第１導電型セル電極３２は、長尺状に形成されたバスバー電極３２ａと、このバスバー電極３２ａの両側縁から櫛歯状に延びる比較的幅の小さい多数本のフィンガー電極３２ｂとで構成され、第２導電型セル電極３３は、長尺状に形成されたバスバー電極３３ａと、このバスバー電極３３ａの両側縁から櫛歯状に延びる比較的幅の小さい多数本のフィンガー電極３３ｂとで構成されている。
【００６４】
そして、第１導電型セル電極３２のバスバー電極３２ａと第２導電型セル電極３３のバスバー電極３３ａとが、それぞれシリコン基板１１の裏面の同一方向に沿って１本ずつ、交互にかつ平行に、図１０では紙面の上下方向に所定の間隔を存して平行に配置されている。また、隣接する第１導電型セル電極３２のフィンガー電極３２ｂと第２導電型セル電極３３のフィンガー電極３３ｂとは、互いの間に非接触の状態で嵌まり合うように近接配置された構成となっている。
【００６５】
別言すれば、実施形態３に係る太陽電池セル１Ｂでは、シリコン基板３１の裏面側に形成される第１導電型セル電極３２及び第２導電型セル３３は、太陽電池セル１Ｂの一辺とほぼ同等の長さを有する１本のバスバー電極３２ａ，３３ａと、このバスバー電極３２ａ，３３ａと直交するフィンガー電極３２ｂ，３３とを有している。そして、第１導電型電極３２のフィンガー電極３２ｂは、隣接する第２導電型セル電極３３のバスバー電極３３ａとは交差しない長さの、複数の櫛歯状の電極として形成されている。同様に、第２導電型電極３３のフィンガー電極３３ｂは、隣接する第１導電型セル電極３２のバスバー電極３２ａとは交差しない長さの、複数の櫛歯状の電極として形成されている。そして、隣接するバスバー電極３２ａ，３３ａは、互いのフィンガー電極３２ｂ，３３ｂが入れ子構造となっており、互いに接触しない構造となっている。
【００６６】
図１１は、図１０に示す太陽電池セル１Ｂの裏面側に、第１導電型セル電極３２、及び、第２導電型セル電極３３とそれぞれ電気的に接続される配線材を配置した構成を示す平面図であり、図１２は図１１のＥ−Ｅ線に沿った一部断面図である。
【００６７】
実施形態３では、第１導電型セル電極３２のバスバー電極３２ａ、及び、第２導電型セル電極３３のバスバー電極３３ａとそれぞれ電気的に接続される直線状の配線材３５を備えている。
【００６８】
この配線材３５は、第１導電型セル電極３２のバスバー電極３２ａに重なるように配置された直線状の第１導電型配線材３５ａ、及び、第２導電型セル電極３３のバスバー電極３３ａに重なるように配置された直線状の第２導電型配線材３５ｂからなる。そして、第１導電型セル電極３２のバスバー電極３２ａと第１導電型配線材３５ａ、及び、第２導電型セル電極３３のバスバー電極３３ａと第２導電型配線材３５ｂが、それぞれ接着材料からなる導電性材料３６により電気的に接続された構成となっている。また、第１及び第２導電型配線材３５ａ，３５ｂは、バスバー電極３３ａ、３３ｂよりも幅が広いため、フィンガー電極３２ｂ、３３ｂと短絡しないように、絶縁性材料３７で電気的に分離されている。
【００６９】
この場合、図１２に示したように、導電性材料３６の周縁に絶縁性材料３７を配置した構造としてもよい。このような構造とすることにより、導電性材料３６が流れ、設計パターン精度が悪くなることを防ぐことができる。
【００７０】
この構成によれば、裏面電極型の太陽電池セル１Ｂの裏面に形成された電極（第１導電型セル電極３２及び第２導電型セル電極３３）を、従来周知のインターコネクタ（第１導電型配線材３５ａ及び第２導電型配線材３５ｂ）を用いて取り出す構造としたので、配線シートのような複雑なパターン形成を不要とすることで、信頼性及び量産性を維持しつつ、低コスト化を図った太陽電池セル１Ｂを作製することができる。
【００７１】
図１３は、隣接配置された実施形態３に係る太陽電池セル１Ｂ同士を接続部材で接続した状態を裏面側から示す平面図、図１４は図１３のＦ−Ｆに沿った一部線断面図、図１５は図１３のＧ−Ｇ線に沿った一部断面図である。なお、図１３では、第１導電型配線材１５ａを黒塗りの太線で示し、第２導電型配線材１５ｂを白抜きの太線内に斜線を付して示している。また、以下の説明においても、複数の太陽電池セル１Ｂを区別する必要がある場合には、符号１Ｂの後に小文字の英文字を添えて区別するものとする。
【００７２】
すなわち、隣接する一方の太陽電池セル１Ｂａの第１導電型配線材３５ａの端部と他方の太陽電池セル１Ｂｂの第１導電型配線材３５ａの端部、及び、一方の太陽電池セル１Ｂａの第２導電型配線材３５ｂの端部と他方の太陽電池セル１Ｂｂの第２導電型配線材３５ｂの端部をそれぞれ互いに突き合わせるようにして対向配置する。そして、一方の太陽電池セル１Ｂａの第１導電型配線材３５ａの端部と、隣接して直列接続される他方の太陽電池セル１Ｂｂの第２導電型配線材３５ｂの端部とが、導電性金属箔からなる接続部材４１によって電気的に接続された構成となっている。
【００７３】
接続部材４１は、隣接する太陽電池セル１Ｂａ，１Ｂｂの対向する端部に跨がって、第１導電型配線材３５ａ及び第２導電型配線材３５ｂと直交する方向の全長に渡って配置された帯状の長尺部材である。一方の太陽電池セル１Ｂａの端部では、第１導電型配線材３５ａと接続部材４１とが導通（接続）する一方、第２導電型配線材３５ｂと接続部材４１とが絶縁され、他方の太陽電池セル１Ｂｂの端部では、第２導電型配線材３５ｂと接続部材４１とが導通（接続）する一方、第１導電型配線材３５ａと接続部材４１とが絶縁されている。
【００７４】
具体的に説明すると、一方の太陽電池セル１Ｂａの第１導電型配線材３５ａと他方の太陽電池セル１Ｂｂの第１導電型配線材３５ａとを図１３に示す状態に配置し、これら太陽電池セル１Ｂａ，１Ｂｂの両端部に跨がるようにして、絶縁性材料（絶縁性接着剤）４２の層が長尺状（帯状）に形成され、この絶縁性材料４２の上に導電性金属箔である接続部材４１が重ねて配置されて、接着固定されている。
【００７５】
そして、図１４のＦ−Ｆ線断面図に示すように、接続部材４１及び絶縁性材料４２の各第１導電型配線材３５ａと対向する領域にそれぞれ開口部４１ａ，４２ａが形成され、これら開口部４１ａ，４２ａに接着材料からなる導電性材料４３が充填され、最後に、全体が熱圧着等によって接着固定されている。これにより、一方の太陽電池セル１Ｂａの端部において、接続部材４１と第１導電型配線材３５ａとが交差する（重なる）領域では、開口部４１ａ，４２ａを介して接続部材４１と第１導電型配線材３５ａとが導電性材料４３により電気的に接続され、接続部材４１と第２導電型配線材３５ｂとが交差する（重なる）領域では、接続部材４１と第２導電型配線材３５ｂとが絶縁性材料４２により絶縁された構成となっている。
【００７６】
一方、図１５のＧ−Ｇ線断面図に示すように、接続部材４１及び絶縁性材料４２の各第２導電型配線材３５ｂと対向する領域にそれぞれ開口部４１ａ，４２ａが形成され、これら開口部４１ａ，４２ａに接着材料からなる導電性材料４３が充填され、最後に、全体が熱圧着等によって接着固定されている。これにより、他方の太陽電池セル１Ｂｂの端部において、接続部材４１と第２導電型配線材３５ｂとが交差する（重なる）領域では、接続部材４１と第２導電型配線材３５ｂとが導電性材料４３によって電気的に接続され、接続部材４１と第１導電型配線材３５ａとが交差する（重なる）領域では、接続部材４１と第１導電型配線材３５ａとが絶縁性材料４２により絶縁された構成となっている。
【００７７】
実施形態３では、実施形態１において図８Ａを用いて示したのと同様に、上記構成の接続部材４１を用いて太陽電池セル１Ｂを複数枚（この例では５枚）を１列に直列接続し、直列接続した太陽電池セル１Ｂの両端部に接続部材４１の貫通孔が端部にない接続部材７８を接続して太陽電池ストリング９０を形成する。そして、この太陽電池ストリング９０を横方向に複数例（この例では６列）並べ、別のバスバー８０によって隣接するバスバー７８，７８同士を順次接続（直列接続等）することにより、図８Ｂに示すように、６列５行に隣接配置された３０枚の太陽電池セル１Ｂの組品９１が作製される。この後、図示は省略しているが、ガラス基板の表面に表面側ＥＶＡシートを積層し、その上にこの太陽電池セル１Ｂの組品９１を載置し、その上に裏面側ＥＶＡシート、バックシートを順次積層し、最後に、全体を熱圧着等によるラミネート加工を行うことによって、実施形態２に係る太陽電池セル１Ｂを用いた太陽電池モジュールが作製される。
【００７８】
＜実施形態４＞
図１６は、隣接配置された実施形態３に係る太陽電池セル１Ｂ同士を接続部材で接続した状態を示す断面図であり、図１７は図１３のＦ−Ｆ線に対応した一部断面図を例示している。実施形態４では、隣接配置された太陽電池セル１Ｂ同士を接続する接続部材の接続構造が実施形態３とは異なっている。
【００７９】
すなわち、実施形態３では、接続部材４１と第１導電型配線材３５ａ及び第２導電型配線材３５ｂとの絶縁を、１層の絶縁性材料４２のみによって行っている。これに対し、実施形態４では、絶縁性材料４２を第１絶縁性材料４２ｂと第２絶縁性材料４２ｃの２層構造とし、かつ、この層間に絶縁性フィルム４２ｄを介挿させた３層構造としている。これにより、接続部材４１と第１導電型配線材３５ａ及び第２導電型配線材３５ｂとの絶縁が確実に確保され、より信頼性の高い接続構造とすることができる。
【００８０】
以上、実施形態１から実施形態４について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した４つの実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８１】
なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１Ａ，１Ａａ，１Ａｂ，１Ｂ，１Ｂａ，１Ｂｂ  太陽電池セル
１１，３１  シリコン基板
１２  第１導電型セル電極
１３  第２導電型セル電極
１５，３５  配線材
１５ａ，３５ａ  第１導電型配線材
１５ｂ，３５ｂ  第２導電型配線材
１６  導電性材料
１７  絶縁性材料
１７ａ  開口部
２１  接続部材
２１ａ  開口部
２２  絶縁性材料
２２ａ  開口部
２３  導電性材料
３２  第１導電型セル電極
３２ａ  バスバー電極
３２ｂ  フィンガー電極
３３  第２導電型セル電極
３３ａ  バスバー電極
３３ｂ  フィンガー電極
３６  導電性材料
３７  絶縁性材料
４１  接続部材
４１ａ  開口部
４２  絶縁性材料（絶縁性接着剤）
４２ａ  開口部
４３  導電性材料
７８  接続部材
７８  バスバー
８０  バスバー
９０  太陽電池ストリング
９１  太陽電池セル組品
【図１】
2018006606.tif 000003
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
2018006606.tif 000011
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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