(57)【要約】【課題】太陽電池用接合材組立体において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ようにする。【解決手段】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突出した凸部１３と凸部１３の裏面側に設けられた凹部１３ｃとを有する基板電極部１０と、凸部１３を挿入可能な貫通孔３２ａを有し、貫通孔３２ａに凸部１３が挿入された状態で、基板電極部１０の厚さ方向の一方の表面１４ａに密着された封止材シート３２と、を備える。【選択図】図３
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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突出した凸部と該凸部の裏面側に設けられた凹部と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、該貫通孔に前記凸部が挿入された状態で、前記基板電極部の前記厚さ方向の一方の表面に密着された封止材層部と、
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
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用接合材組立体。
【請求項３】
前記基板電極部の厚さ方向の他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
ことを特徴とする請求項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
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池用接合材組立体。
【請求項５】
発電するための光を受光する受光面と、該受光面と反対側の表面に形成された配線用の接続電極とを有する太陽電池セルと、
請求項１または２に記載の太陽電池用接合材組立体とを備え、
前記太陽電池用接合材組立体は、前記凸部を介して前記接続電極と電気的に接続された
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記凸部と前記接続電極とは、超音波接合によって接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
発電するための光を受光する受光面と、該受光面と反対側の表面に形成された配線用の接続電極とを有する太陽電池セルと、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用接合材組立体とを、前記接続電極と前記凸部とが互いに対向する位置関係に配置する配置工程と、
前記接続電極と前記凸部とを電気的に接続する接続工程と、
を備える、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記接続工程では、
前記凹部から挿入した超音波接合用の金属部材を前記凸部の裏面に当接し、該金属部材に超音波を印加することにより、前記凸部と前記接続電極とを超音波接合する
ことを特徴とする請求項７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、太陽電池用接合材組立体、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、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およびそ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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の太陽電池用接合材組立体は、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突出した凸部と該凸部の裏面側に設けられた凹部と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、該貫通孔に前記凸部が挿入された状態で、前記基板電極部の前記厚さ方向の一方の表面に密着された封止材層部と、を備える構成とする。
【０００９】
上記太陽電池用接合材組立体では、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ことが好ましい。
【００１０】
上記太陽電池用接合材組立体では、前記基板電極部の厚さ方向の他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ことが好ましい。
【００１１】
上記太陽電池用接合材組立体では、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ことが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様の太陽電池モジュールは、発電するための光を受光する受光面と、該受光面と反対側の表面に形成された配線用の接続電極とを有する太陽電池セルと、上記太陽電池用接合材組立体とを備え、前記太陽電池用接合材組立体は、前記凸部を介して前記接続電極と電気的に接続された構成とする。
【００１３】
上記太陽電池モジュールにおいては、前記凸部と前記接続電極とは、超音波接合によって接続されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の第３の態様の太陽電池モジュールの製造方法は、発電するための光を受光する受光面と、該受光面と反対側の表面に形成された配線用の接続電極とを有する太陽電池セルと、上記太陽電池用接合材組立体とを、前記接続電極と前記凸部とが互いに対向する位置関係に配置する配置工程と、前記接続電極と前記凸部とを電気的に接続する接続工程と、を備える方法とする。
【００１５】
上記太陽電池モジュールの製造方法においては、前記接続工程では、前記凹部から挿入した超音波接合用の金属部材を前記凸部の裏面に当接し、該金属部材に超音波を印加することにより、前記凸部と前記接続電極とを超音波接合することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
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およびその製造方法によれば、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】
【００１７】
【図１】本発明の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】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの基板電極部を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明の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】本発明の実施形態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】本発明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。
【図７】本発明の実施形態の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】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの図７に続く製造工程について説明する工程説明図である。
【図９】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの図８に続く製造工程について説明する工程説明図である。
【図１０】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの図９に続く製造工程について説明する工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について図１から図１０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、本発明の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は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの基板電極部を示す模式的な平面図である。図３（ａ）は、本発明の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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、本実施形態では一例として、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。
また、上面部１３ｂの裏面側には、凹部１３ｃが形成されている。
側壁部１３ａは、基板電極部１０に対して垂直に設けられていてもよいが、本実施形態では、凸部１３の基端側から先端側（上面部１３ｂのある方）に向かって縮径するように傾斜されている。このため、凸部１３の突出方向に沿う断面は略台形になっている。
【００２６】
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１０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１０の幅方向と称する場合がある。
【００２７】
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が形成されている。
凸部１３の上面部１３ｂの外径は本実施形態では、接続電極２０ａの外径以下のＷ１３ｂである。
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。
【００２８】
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。
【００２９】
封止材３０は、バック基材５５の絶縁性接着剤層５２および絶縁性接着剤層５２上に支持された基板電極部１０上で、太陽電池セル２０を封止して、接続電極２０ａと凸部１３との接触部を除く部位を絶縁できればよく、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（封止材層部）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。
【００３０】
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（図３（ｂ）参照）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よりもバック基材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。
【００３１】
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。
【００３２】
本実施形態では、基板電極部１０と封止材シート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。
【００３３】
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の平面視の形状と略一致（一致する場合も含む）する接合材複合シート３３の平面視形状よりも大きくなっている。
接合材複合シート３３は、剥離シート１４上に、１次元的または２次元的に適宜のピッチで配列することが可能である。
剥離シート１４の一方の表面１４ａは少なくとも基板電極部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。
なお、本実施形態では、接合材複合シート３３をフィルム部材として供給して、基板電極部と密着させているため、図３（ｂ）に示すように、櫛歯状部１１Ａ、１１Ｂの間には隙間Ｓ１が形成されている。ただし、この隙間Ｓ１は、後述するように熱ラミネートされる等により、最終的に太陽電池モジュール５０が形成されるまでには消失する。
また、本実施形態では、各凸部１３と貫通孔３２ａとの間に隙間Ｓ２が形成されているが、隙間Ｓ２は、隙間Ｓ１と同様、熱ラミネートされることにより、太陽電池モジュール５０では消失する。
剥離シート１４の他方の表面１４ｂは、封止材シート３２に対する離型性を有しており、封止材シート３２と接触しても、基板電極部１０からはがれないようになっている。このため、接合材転写シート３４は、複数枚を積層したり、巻き取ってロールを形成したりすることが可能である。
【００３４】
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Ｐ、Ｑ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における基板電極部１０の凸部１３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の頂点Ｐ、Ｑ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および基板電極部１０の凸部１３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および基板電極部１０の凸部１３の位置を特定することができる。
【００３５】
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、封止材シート３２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、その下層側の封止材シート３２が貼りつくことはない。
【００３６】
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、基板電極部１０の基材厚みはｔ１１である。基板電極部１０の厚みを含めた全体の厚みが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。
【００３７】
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加工や、パターン断裁などにより行うことができる。
【００３８】
本実施形態では、図４に示すように、接合材複合シート３３の厚みｔ３３は、封止材シート３２の厚さｔ１３と基板電極部１０の厚さｔ１１とを足したもので、ｔ３３＝ｔ１３＋ｔ１１となる。
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。
【００３９】
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、本発明の実施形態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。
【００４０】
まず、プレス加工、打ち出し加工等によって、基板電極部１０となる金属箔シート１０Ａに凸部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。
【００４１】
並行して、図５に示すように、封止材シート３２上に、凸部１３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を貫通孔３２ａに挿入して封止材シート３２と金属箔シート１０Ａとを一体に貼り合わせる。例えば、ラミネーターで圧着することにより貼り合わせる。
ただし、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。
【００４２】
その後、金属箔シート１０Ａ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に示す櫛歯状形状等の所定の形状に加工することにより、基板電極部１０の平面視形状を形成する。これにより、図４に示すような接合材複合シート３３が完成する。
接合材複合シート３３の製造後に、封止材シート３２の下面に剥離シート１４を密着させると、図３（ｂ）に示すような接合材転写シート３４が完成する。
【００４３】
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。
図６に示すように、まず上述と同様にして、金属箔シート１０Ａ（図６における二点鎖線参照）に凸部１３を形成し、この金属箔シート１０Ａの下面に微粘着性の剥離シート１４を貼り付ける。この状態で、金属箔シート１０Ａを、剥離シート１４と反対側から、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。これにより、剥離シート１４上に基板電極部１０（図６における実線参照）を形成する。
並行して、封止材シート３２上に貫通孔３２ａを形成し、凸部１３を貫通孔３２ａに挿入して、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
図７は、本発明の実施形態の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は、同じく図７に続く製造工程について説明する工程説明図である。図９は、同じく図８に続く製造工程について説明する工程説明図である。図１０は、同じく図９に続く製造工程について説明する工程説明図である。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、配置工程を行う。本工程は、太陽電池セル２０と接合材転写シート３４とを、接続電極２０ａと凸部１３とが互いに対向する位置関係に配置する工程である。
図７に示すように、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（図３（ａ）参照）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、接合材転写シート３４上に載置する。
このようにして、太陽電池セル２０の各接続電極２０ａが接合材転写シート３４の各凸部１３の上面部１３ｂと対向する位置関係に配置される。この状態で剥離シート１４を剥離して除去する。これにより、凸部１３の各凹部１３ｃが開放される。
以上で、配置工程が終了する。
【００４８】
次に、接続工程を行う。本工程は、接続電極２０ａと凸部１３とを電気的に接続する工程である。
図８に示すように、凸部１３の凹部１３ｃに超音波接合用の金属チップ６０を挿入し、適宜の圧力で、上面部１３ｂの裏面に金属チップ６０の先端部を押し当てる。図示略の超音波印加装置から、金属チップ６０に超音波を印加する。この超音波振動により上面部１３ｂのアルミニウム表面の酸化被膜が除去されるとともに、上面部１３ｂのアルミニウムと太陽電池セル２０の接続電極２０ａの焼結体金属との合金が形成される。これにより、接続電極２０ａと凸部１３との金属同士が合金を形成して機械的に接合されるとともに電気的にも接続される。
また超音波接合時の加熱により凸部１３の周りの封止材シート３２が加熱される。このため、凸部１３の近傍における封止材シート３２が溶融される。なお、図８は模式図のため、封止材シート３２と凸部１３の側壁部１３ａとの間の隙間がすべて消失しているように描いていているが、本工程において、超音波接合時の加熱によって接合材複合シート３３の隙間Ｓ２（図３（ｂ）参照）が消失することは必須ではない。隙間Ｓ２の少なくとも一部が残存した状態も可能である。
このようにして太陽電池セル２０と、接合材複合シート３３とが仮接着される。
これにより、接合材複合シート３３と太陽電池セル２０とが、凸部１３およびその周辺部分にて接合された接続体３５が形成される。
以上で、接続工程が終了する。
【００４９】
次に、図９に示すように、バック基材５５、接合材複合シート３３と太陽電池セル２０の接続体３５、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積層工程を行う。
これにより、図１０に示すように、積層体５０Ａが形成される。
【００５０】
次に、この積層体５０Ａを加圧および加熱して接着する接着工程を行う。本実施形態では、ラミネーターを用いて、真空下で、積層体５０Ａ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、部材間に隙間がある場合には、隙間が解消されて、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５０Ａ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。
【００５１】
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、超音波接合を用いることで、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。
【００５２】
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とを接触させることで、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３０を配置することができる。
【００５３】
さらに、接続電極２０ａと基板電極部１０とを超音波接合等の手法により直接接合するため、導電部材による接合を不要とし、その塗布工程や形成構成及び、その分の材料コストを低減させることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
以上、本発明の実施形態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、基板電極部はアルミニウムで形成されなくてもよく、例えば、銅、ニッケル、スズなどの他の金属で形成することも可能である。この場合でも、金属同士の超音波接合を用いることにより、例えば、銀ペーストなどの高価な導電接合部材を不要とすることができる。この結果、導電接合部材の塗布工程を削減したり、コストを低減したりすることが可能である。
【００５７】
また、上記実施形態の説明では、接続電極２０ａと凸部１３とを超音波接合する場合の例で説明したが、接続電極２０ａと凸部１３とを適度な加熱および加圧して、金属同士を固相接合する加工法であれば、超音波接合以外の方法も可能である。例えば、かしめ等の方法も採用することができる。
【００５８】
また、上記実施形態の説明では、接続工程において、剥離シート１４を除去することにより、凹部１３ｃが開放されるようにした例で説明したが、剥離シート１４において、凹部１３ｃと重なる範囲に貫通孔を設け、凹部１３ｃを露出させることも可能である。この場合、剥離シート１４に設けられた貫通孔を通して、加工具である金属チップ６０を凹部１３ｃに挿入することができるため、剥離シート１４を除去することなく、接続工程を行うことが可能になる。
この場合、接続工程を行った後も、基板電極部１０が剥離シート１４で保護されているため、搬送や取り扱いが容易となる。
【００５９】
また、上記実施形態の説明では、接合材複合シート３３または接合材転写シート３４を形成する際、金属箔シート１０Ａまたは基板電極部１０とフィルム材で形成された封止材シート３２とを密着させる場合の例で説明した。
ただし、封止材シート３２は、例えば、剥離シート１４上に形成された基板電極部１０上に、封止材シート３２となる液状の樹脂を塗布し、この樹脂を固化することにより、形成してもよい。
【００６０】
また、上記実施形態の説明では、接合材転写シート３４を形成してから、接続工程を行う場合の例で説明したが、配置工程において、接合材複合シート３３と太陽電池セル２０とを位置合わせできる場合には、接合材転写シート３４を製造することは必須ではない。
すなわち、接合材複合シート３３も、本発明の太陽電池用接合材組立体の一実施形態である。
【００６１】
また、上記実施形態の説明では、接続電極２０ａおよび凸部１３の上面部１３ｂが円形の場合の例で説明したが、これは一例であり、他の形状も可能である。例えば、接続電極２０ａおよび上面部１３ｂの少なくともいずれかが、矩形状、多角形状、楕円状などの形状を有していてもよい。
【実施例】
【００６２】
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の実施例について、その比較例とともに説明する。
【００６３】
（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２０ａに対応する位置に高さ２５０μｍ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。
このように作製した接合材複合シート３３と太陽電池セル２０を、上面部１３ｂと接続電極２０ａの位置を合わせて積層した後、基板電極部１０の凸部１３と太陽電池セル２０の接続電極２０ａを超音波接合した。ここで、超音波接合は、凸部１３の下面から直径２ｍｍの超音波接合用の金属チップ６０を押し当て、加圧力５０Ｎ、周波数１５ｋＨｚ、接合時間０．３秒の条件で行った。
【００６４】
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と基板電極部１０の凸部１３を接合済みの接合材複合シート３３と太陽電池セル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。
【００６５】
（比較例）
比較例の太陽電池モジュールは、上記実施例の太陽電池モジュール５０において、凸部１３を形成しない基板電極部を用い、凸部１３の代わりに銀ペーストであるペルトロン（登録商標）Ｓ−３０３１（商品名；ペルノックス（株）製）を用いたものである。
このような比較例の太陽電池モジュールは、バック基材５５と基板電極部を貼り合わせた後、接続電極２０ａに銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布してから、バック基材５５、封止材シート３２、太陽電池セル２０、透明封止材シート３１、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ラミネートを行うことにより作製した。
本比較例では、ペルトロン（登録商標）Ｓ−３０３１の塗布に、一箇所について３秒ほどの作業時間を要したため、接続電極２０ａを基板電極部１０に接続する際に、上記実施例の超音波接合による接続工程に比べると格段に長い作業時間を要した。
また、モジュールラミネート時の封止材シート３２と銀ペーストの流動のため基板電極部と太陽電池セルとの電気接続が不良があった。
【符号の説明】
【００６６】
１０  基板電極部
１０Ａ  金属箔シート
１３  凸部
１４  剥離シート
１４ａ  表面（一方の表面）
１４ｂ  表面（他方の表面）
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（封止材層部）
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
６０  導電接続用チップ
【図１】
2015041694.tif 000003
【図２】
2015041694.tif 000004
【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】
2015041694.tif 000009
【図８】
2015041694.tif 000010
【図９】
2015041694.tif 000011
【図１０】
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